CN113904712A - 一种低轨卫星移动通信系统的双连接通信方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种低轨卫星移动通信系统的双连接通信方法，属于卫星移动通信领域。该方法基于区域波束和点波束部署，根据需要传输的业务需求，选择不同波束进行业务传输。它详细描述了低轨卫星移动接入网区域波束和点波束的部署场景，以及如何建立控制面和用户面承载，根据业务需求选择不同波束进行传输。本发明方法能够提高整个无线网络系统的无线资源利用率，提高系统性能。
Description
技术领域
本发明公开了一种低轨卫星移动通信系统的双连接通信方法，涉及卫星移动通信领域中的无线资源控制连接建立和资源分配过程。
背景技术
随着地面移动通信技术发展，4G，5G网络已经得到广泛的应用。移动智能设备日益普及，视频电话、移动流媒体等基于移动宽带数据业务的各种新应用不断涌现，这些应用对移动通信中的数据传输速率等服务性能提出了更高的要求。卫星的移动通信系统参照地面移动通信系统架构设计，具有地面移动通信系统不可比拟的广覆盖特性。2016年8月6日，我国第一代卫星移动通信系统天通一号卫星移动通信系统首星发射成功，2017年开展商业应用。天通一号卫星移动通信系统由108个点波束组成，所有的通信业务都在点波束里完成。
低轨卫星移动通信系统基站部署在低轨卫星上，采用星上处理转发、星间组网的模式，如何使系统保持类似4G，5G等新型网络架构，同时支持传统电路域低速话音通信业务，是卫星移动通信系统研究的热点。区域波束有覆盖广，但是传输速率低的特点，点波束则可以传输速率高业务，但不保证覆盖率；如何在复杂地区环境保障最基本的低速率业务，同时又可以在点波束覆盖范围内支持更高速率业务的传输，并如何节省功耗相对比较高的点波束资源，是急需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种低轨卫星移动通信系统的双连接通信方法，该方法能够提高整个无线网络系统的无线资源利用率，提高系统性能。
本发明的目的是这样实现的：
一种低轨卫星移动通信系统的双连接通信方法，所述低轨卫星移动通信系统包括卫星终端、星载基站、接入网关、卫星核心网以及IMS，所述星载基站的资源控制网元负责对卫星终端入网请求的接纳控制与无线资源分配、卫星终端发起的业务请求专用承载的无线资源分配，以及业务结束后的无线资源回收；该方法包括以下步骤：
（1）资源控制网元将星载基站虚拟成区域波束模块和点波束模块，分别对区域波束和点波束传输的业务进行处理；初始时，只对区域波束模块分配无线资源，而不对点波束模块分配无线资源；
（2）卫星终端在区域波束内进行入网并建立信令资源承载和默认数据资源承载；
（3）当卫星终端发起低速业务时，资源控制网元判断所述默认数据资源承载是否满足服务质量，若满足则直接用默认数据资源承载传输业务，否则转入步骤（4）；当卫星终端发起高速业务时，转入步骤（4）；
（4）资源控制网元对点波束模块分配无线资源，并在点波束内建立高速业务专用承载；
（5）高速业务完成后，资源控制网元回收点波束模块的无线资源。
具体的，步骤（1）中，区域波束模块分配的是公共信道资源和低速的业务信道资源；步骤（4）中，点波束模块分配的是高速的业务信道资源。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明结合了区域波束功耗小，覆盖范围广，以及点波束传输速率高的特点，即使在没有点波束覆盖的情况下，也可以保障低速率话音业务的传输，也降低了在不需要传输高速率业务时的无线资源及功耗；
2、本发明在星载基站虚拟了两个处理模块，既能实现不同业务在相应的承载上传输，也兼顾了控制面、用户面分离的需求，即高速率业务在点波束传输时，信令仍然在区域波束处理，实现终端和点波束和区域波束的双连接模式。
附图说明
图1是本发明实施例中卫星移动通信系统的应用场景示意图；
图2是本发明实施例中双连接业务流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
一种低轨卫星移动通信系统的双连接通信方法，所述低轨卫星移动通信系统包括卫星终端、星载基站、接入网关、卫星核心网以及IMS，所述星载基站的资源控制网元负责对卫星终端入网请求的接纳控制与无线资源分配、卫星终端发起的业务请求专用承载的无线资源分配，以及业务结束后的无线资源回收；该方法包括以下步骤：
（1）资源控制网元将星载基站虚拟成区域波束模块和点波束模块，分别对区域波束和点波束传输的业务进行处理；初始时，只对区域波束模块分配无线资源，而不对点波束模块分配无线资源；
（2）卫星终端在区域波束内进行入网并建立信令资源承载和默认数据资源承载；
（3）当卫星终端发起低速业务时，资源控制网元判断所述默认数据资源承载是否满足服务质量，若满足则直接用默认数据资源承载传输业务，否则转入步骤（4）；当卫星终端发起高速业务时，转入步骤（4）；
（4）资源控制网元对点波束模块分配无线资源，并在点波束内建立高速业务专用承载；
（5）高速业务完成后，资源控制网元回收点波束模块的无线资源。
具体的，步骤（1）中，区域波束模块分配的是公共信道资源和低速的业务信道资源；步骤（4）中，点波束模块分配的是高速的业务信道资源。
图1所示是一种低轨卫星移动通信系统应用场景示意图，其中包括卫星终端、低轨卫星、接入网关、卫星核心网和IMS，其中低轨卫星上部署星载基站，星载基站的资源控制网元负责对卫星终端入网请求的接纳控制与资源分配，还负责卫星终端发起的业务请求专用承载的资源分配，以及业务结束后的资源回收。
图2是双连接业务的流程图，包括以下步骤：
（1）终端在区域波束内进行入网并建立信令资源承载和默认数据资源承载；
（2）当终端发起低速业务时，资源控制网元判断所述默认数据资源承载是否满足服务质量，若满足则直接用默认数据资源承载传输业务，否则转入步骤（3）；当终端发起高速业务时，转入步骤（3）；
（3）资源控制网元建立高速业务专用承载，将终端所在的点波束对应的资源分配给高速业务专用承载使用；
（4）资源控制网元将星载基站虚拟成区域波束模块和点波束模块，分别对区域波束和点波束传输的业务进行处理；
（5）业务完成，资源控制网元回收点波束模块的资源。
总之，本发明提供了一种卫星移动通信系统中结合区域波束和点波束的连接方法，尤其适用于低轨卫星移动通信系统，能有效地保障低速率业务，在点波束可覆盖范围同时支持高速率业务，并且节省无线资源开支，减少功耗。
Claims (2)
1.一种低轨卫星移动通信系统的双连接通信方法，其特征在于，所述低轨卫星移动通信系统包括卫星终端、星载基站、接入网关、卫星核心网以及IMS，所述星载基站的资源控制网元负责对卫星终端入网请求的接纳控制与无线资源分配、卫星终端发起的业务请求专用承载的无线资源分配，以及业务结束后的无线资源回收；该方法包括以下步骤：
（1）资源控制网元将星载基站虚拟成区域波束模块和点波束模块，分别对区域波束和点波束传输的业务进行处理；初始时，只对区域波束模块分配无线资源，而不对点波束模块分配无线资源；
（2）卫星终端在区域波束内进行入网并建立信令资源承载和默认数据资源承载；
（3）当卫星终端发起低速业务时，资源控制网元判断所述默认数据资源承载是否满足服务质量，若满足则直接用默认数据资源承载传输业务，否则转入步骤（4）；当卫星终端发起高速业务时，转入步骤（4）；
（4）资源控制网元对点波束模块分配无线资源，并在点波束内建立高速业务专用承载；
（5）高速业务完成后，资源控制网元回收点波束模块的无线资源。
2.根据权利要求1所述的一种低轨卫星移动通信系统的双连接通信方法，其特征在于，步骤（1）中，区域波束模块分配的是公共信道资源和低速的业务信道资源；步骤（4）中，点波束模块分配的是高速的业务信道资源。
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