CN114567363A - 卫星间信息交互的方法和卫星 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种卫星间信息交互的方法和卫星。所述方法包括：当所述第一卫星确定要与终端断开连接时，向第二卫星发送第一消息，其中，所述终端与所述第一卫星和所述第二卫星均已建立连接；所述第一卫星接收所述第二卫星发送的第一响应消息。根据本发明，通过卫星间的信息交互，避免当卫星存在多连接关系时，一颗卫星连接中断导致另一颗卫星连接也中断的情况，并且通过添加新的卫星连接形成新的多连接架构，保障用户业务连续性。

Description

卫星间信息交互的方法和卫星
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是指一种卫星间信息交互的方法和卫星。
背景技术
近年来，卫星通信作为网络接入技术之一被广泛的关注与应用。在6G空天地一体化技术中，卫星通信与地面通信网络通过深度融合形成可重构的星地融合架构，实现全球三维立体无缝覆盖。卫星通信有两种典型的传输模式，第一种传输模式为透传，也称为弯管转发传输，信号在卫星上只进行频率转换，信号放大等过程；第二种传输模式为非透传，也称为星上再生模式，即卫星具有部分或全部基站功能。
若干个轨道平面上可以部署多颗卫星，或者是在高低轨卫星共存的星座图下，一个服务区域内的用户在多颗卫星的重叠区域内可同时被多颗卫星覆盖，如图1所示，考虑将用户终端同时接入多个卫星，即形成双连接或多连接架构。
其中若卫星具有星上再生功能，则卫星间可以通过星间链路连接。标准中未具体定义基于卫星接口的传输协议，故卫星基于星上再生的多连接架构在标准中也没有进一步讨论。
对于5G新空口(New Radio，NR)的双连接机制，主基站是用户的无线侧锚点，主要负责用户与核心网控制面的连接，辅基站可以为用户提供额外的无线资源，用于用户数据以及信令的传输。在通信过程中如果用户与主基站之间的连接断掉，则用户与辅基站之间的连接也会断掉；若用户与辅基站之间的连接断掉，则用户与主基站之间的连接不会断掉。主基站可以同时添加多个辅基站为用户提供额外的无线资源。其中主基站和辅基站之间可以通过Xn接口进行信令交互。
与传统地面通信相比，在用户不移动的场景下，卫星本身的高速移动也会引起用户在不同星上基站之间进行移动；如果用户也高速移动，比如在高速/高铁通讯等场景，那么用户在星间移动的频率可能会进一步增大。在星间快速移动，对于业务体验敏感的实时业务，快速频繁的切换将会引起体验的下降。此外由于卫星传输时延问题，基于核心网接口的切换方式，会加大切换时延，甚至切换失败。
在星地融合系统中，用户可以通过双连接模式获得高数据速率服务。现有技术中双连接有主基站和辅基站之分，其中主基站断掉连接后，辅基站连接也会断掉，在卫星通信中若继续沿用此机制，将不利于用户的业务连续性服务。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种卫星间信息交互的方法，通过卫星间的信息交互，避免卫星在多连接情况下，一颗卫星连接中断导致另一颗卫星连接也中断的情况，并且通过添加新的卫星连接形成新的多连接架构，保障用户业务连续性。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种卫星间信息交互的方法，应用于第一卫星，所述方法包括：
当所述第一卫星确定要与终端断开连接时，向第二卫星发送第一消息，其中，所述终端与所述第一卫星和所述第二卫星均已建立连接；
所述第一卫星接收所述第二卫星发送的第一响应消息，其中第一消息用于通知第二卫星所述第一卫星将要与终端断开连接。
可选地，所述的卫星间信息交互的方法还包括：
若所述第一卫星与所述终端数据传输没有完成，所述第一卫星将所述终端的上下文信息发送给所述第二卫星。
可选地，在所述第一卫星将所述终端的上下文信息发送给所述第二卫星之后，还包括：
所述第一卫星释放所述终端的上下文信息，断开与所述终端的连接。
可选地，所述第一卫星确定要与终端断开连接，包括：
所述第一卫星根据星历信息或所述终端上报的测量信息，确定与所述终端断开连接。
可选地，所述第一消息包括：断开与所述终端连接的通知消息。
可选地，所述第一响应消息包括：
成功响应消息；或
成功响应消息和允许接收所述终端的上下文信息。
一种卫星间信息交互的方法，应用于第二卫星，所述方法包括：
所述第二卫星接收第一卫星发送的第一消息,所述终端与所述第一卫星和所述第二卫星已建立连接；
所述第二卫星向第一卫星发送第一响应消息；
所述第二卫星向第三卫星发送第二消息；
所述第二卫星接收所述第三卫星发送的第二响应消息；
其中，所述第一消息用于通知第二卫星所述第一卫星将要与终端断开连接，
所述第二消息用于询问第三卫星是否与终端建立连接。
可选地，所述卫星间信息交互的方法还包括：
所述第二卫星接收所述第一卫星发送的所述终端上下文信息；
所述第二卫星将所述第一卫星发送的所述终端上下文信息发送给第三卫星，使所述第三卫星与所述终端建立连接。
可选地，所述第三消息包括：连接点添加请求消息。
一种第一卫星，包括：
第一发送模块，当所述第一卫星确定要与终端断开连接时，向第二卫星发送第一消息，其中，所述终端与所述第一卫星和所述第二卫星均已建立连接；
第一接收模块，接收所述第二卫星发送的第一响应消息，其中第一消息用于通知第一卫星要与终端断开连接。
一种第二卫星，包括：
第二接收模块，接收第一卫星发送的第一消息；
第二发送模块，向第一卫星发送第一响应消息；
第三发送模块，向第三卫星发送第二消息；
第三接收模块，接收所述第三卫星发送的第二响应消息；
其中，所述终端与所述第一卫星和所述第二卫星均连接,
所述第一消息用于通知第一卫星要与终端断开连接，
所述第二消息用于询问第三卫星是否与终端建立连接。
一种通信设备，包括：处理器、存储有计算机程序的存储器，所述计算机程序被处理器运行时，执行上述卫星间信息交互的方法。
一种计算机可读存储介质，存储指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述卫星间信息交互的方法。
本发明的上述方案至少包括以下有益效果：
在具有星上处理功能并形成星间链路的卫星星座系统中，考虑其中一个卫星要断开用户连接时，可以将相关信息通知给与之共同服务的其他卫星，由其他卫星作为临时主控制星选择目标卫星建立新的双连接模式为终端服务，避免用户在通信过程中与卫星连接完全断开，保证用户业务连续性的同时，提高用户总体吞吐量。
附图说明
图1是现有技术中用户终端处于多星重叠覆盖区域的示意图；
图2是本发明实施例的卫星间信息交互的方法的流程示意图；
图3是本发明实施例的卫星间信息交互的方法的另一个流程示意图；
图4是本发明实施例的卫星间信息交互的方法的一个具体流程图；
图5是本发明实施例的第一卫星的模块示意图；
图6是本发明实施例的第二卫星的模块示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图2所示，提供了一种卫星间信息交互的方法，应用于第一卫星，所述方法包括：
步骤210，当所述第一卫星确定要与终端断开连接时，向第二卫星发送第一消息，其中，所述终端与所述第一卫星和所述第二卫星均已建立连接；
步骤220，所述第一卫星接收所述第二卫星发送的第一响应消息，其中第一消息用于通知第二卫星所述第一卫星将要与终端断开连接。
在本实施例中，终端与第一卫星和第二卫星之间已经建立了双连接关系，第一卫星和第二卫星通过星间链路进行信息交互，并通过资源协调调度同时为终端提供服务，其中第一卫星和第二卫星无主星和辅星的区别。
当第一卫星根据终端的测量上报结果等因素判断需要断开与终端之间的连接，则第一卫星通过星间链路向与之同时服务同一个终端的第二卫星发送第一消息，此第一消息至少包含“目标终端节点断开通知”信息。
之后，第一卫星接收第二卫星对第一消息的第一响应消息。
本发明的一可选的实施例中，所述的卫星间信息交互的方法还包括：
若所述第一卫星与所述终端数据传输没有完成，所述第一卫星将所述终端的上下文信息发送给所述第二卫星。
本发明的一可选的实施例中，在所述第一卫星将所述终端的上下文信息发送给所述第二卫星之后，还包括：
所述第一卫星释放所述终端的上下文信息，断开与所述终端的连接。
在本实施例中，如果第一响应为成功响应，且第一卫星与终端间还有未传输结束的数据，则将终端的上下文信息交互给第二卫星，将上下文信息释放，并断开与终端的链路连接。如果第一响应为失败响应，则断开第一卫星与终端的链路连接。
本发明的一可选的实施例中，所述第一卫星确定要与终端断开连接，包括：
所述第一卫星根据星历信息或所述终端上报的测量信息，确定与所述终端断开连接。
本发明的一可选的实施例中，所述第一消息包括：断开与所述终端连接的通知消息。
本发明的一可选的实施例中，所述第一响应消息包括：
成功响应消息；或
成功响应消息和允许接收所述终端的上下文信息。
在本实施例中，在第一卫星与终端间还有未传输结束的数据的情况下，除了成功响应消息之外，第一响应消息还可以包括允许接受终端上下文信息。
在具有星上处理功能并形成星间链路的卫星星座系统中，考虑其中一个卫星要断开用户连接时，可以将相关信息通知给与之共同服务的其他卫星，由其他卫星作为临时主控制星选择目标卫星建立新的双连接模式为终端服务，避免用户在通信过程中与卫星连接完全断开，保证用户业务连续性的同时，提高用户总体吞吐量。
如图3所示，提供了一种卫星间信息交互的方法30，应用于第二卫星，所述方法包括：
步骤310，所述第二卫星接收第一卫星发送的第一消息,所述终端与所述第一卫星和所述第二卫星已建立连接；
步骤320，所述第二卫星向第一卫星发送第一响应消息；
步骤330，所述第二卫星向第三卫星发送第二消息；
步骤340，所述第二卫星接收所述第三卫星发送的第二响应消息；
其中，所述第一消息用于通知第二卫星所述第一卫星将要与终端断开连接，
所述第二消息用于询问第三卫星是否与终端建立连接。
本发明的一可选的实施例中，所述卫星间信息交互的方法还包括：
所述第二卫星接收所述第一卫星发送的所述终端上下文信息；
所述第二卫星将所述第一卫星发送的所述终端上下文信息发送给第三卫星，使所述第三卫星与所述终端建立连接。
本发明的一可选的实施例中，所述第三消息包括：连接点添加请求消息。
在本实施例中，第二卫星接收到第一卫星发送的目标终端节点断开通知之后，反馈了响应成功消息。此后，第二卫星作为临时主控制星需要寻找合适的目标卫星(第三卫星)建立新的连接关系，第二卫星向合适的目标卫星(第三卫星)发送第二消息，此第二消息至少包含“连接点添加请求”信息。
第二卫星接收第三卫星对第二消息的第二响应消息，若第二响应消息为成功响应，则表示第二卫星和第三卫星可建立新的双连接关系。在第二卫星已经从第一卫星接收了上下文信息的情况下，第二卫星将接收到的上下文信息交互给第三卫星，或通过资源协调调度共同为终端提供服务。
其中，上下文信息主要指数据承载信息。
可选的，对于透传模式下的卫星多连接架构，可以通过地面站间的信息交互来实现一颗卫星断开服务连接，但另一颗卫星依然保持服务连接。
在具有星上处理功能并形成星间链路的卫星星座系统中，考虑其中一个卫星要断开用户连接时，可以将相关信息通知给与之共同服务的其他卫星，由其他卫星作为临时主控制星选择目标卫星建立新的双连接模式为终端服务，避免用户在通信过程中与卫星连接完全断开，保证用户业务连续性的同时，提高用户总体吞吐量。
图4示出了根据本发明的具体实施例的卫星间信息交互的方法。在图4所示的实施例中，源卫星1、源卫星2和目标卫星3均具有星上再生功能，即可以通过星间链路交互信息。
图4所示的卫星间信息交互的方法包括如下步骤：
步骤1)，假设终端已与源卫星1和源卫星2建立了双连接关系。源卫星1根据用户上报的测量信息或根据星历信息预测判断需要断开与终端的链路连接，则向源卫星2发送第一消息，其中第一消息用于通知源卫星2目标终端节点断开信息。
步骤2)源卫星2成功响应第一消息并向源卫星1发送第一响应消息，表示源卫星2可从和源卫星1形成双连接关系临时转变为主控制星调度资源。
步骤3)源卫星1将未完成数据传输的上下文信息发送给卫星2，同时释放上下文信息并断开与终端的连接。
步骤4)源卫星2此时作为临时主控制星选择一个目标卫星3，向终端发送无线资源控制(Radio Resource Control，RRC)连接重配置信息，并向目标卫星3发送第二消息，此第二消息包含“连接点添加请求”信息。
步骤5)目标卫星3通过第二响应消息确定可以成为连接点，在RRC连接重配置完成后与用户成功建立连接关系。
步骤6)源卫星2与目标卫星3即形成了新的双连接关系，通过星之间的资源协同调度实现用户性能提升。
在具有星上处理功能并形成星间链路的卫星星座系统中，考虑其中一个卫星要断开用户连接时，可以将相关信息通知给与之共同服务的其他卫星，由其他卫星作为临时主控制星选择目标卫星建立新的双连接模式为终端服务，避免用户在通信过程中与卫星连接完全断开，保证用户业务连续性的同时，提高用户总体吞吐量。
如图5所示，提供了一种第一卫星50，包括：
第一发送模块510，当所述第一卫星确定要与终端断开连接时，向第二卫星发送第一消息，其中，所述终端与所述第一卫星和所述第二卫星均已建立连接；
第一接收模块520，接收所述第二卫星发送的第一响应消息，其中第一消息用于通知第一卫星要与终端断开连接。
可选的，若所述第一卫星与所述终端数据传输没有完成，所述第一卫星将所述终端的上下文信息发送给所述第二卫星。
可选的，在所述第一卫星将所述终端的上下文信息发送给所述第二卫星之后，还包括：
所述第一卫星释放所述终端的上下文信息，断开与所述终端的连接。
可选的，所述第一卫星确定要与终端断开连接，包括：
所述第一卫星根据星历信息或所述终端上报的测量信息，确定与所述终端断开连接。
可选的，所述第一消息包括：断开与所述终端连接的通知消息。
可选的，所述第一响应消息包括：
成功响应消息；或成功响应消息和允许接收所述终端的上下文信息。
在具有星上处理功能并形成星间链路的卫星星座系统中，考虑其中一个卫星要断开用户连接时，可以将相关信息通知给与之共同服务的其他卫星，由其他卫星作为临时主控制星选择目标卫星建立新的双连接模式为终端服务，避免用户在通信过程中与卫星连接完全断开，保证用户业务连续性的同时，提高用户总体吞吐量。
如图6所示，提供了一种第二卫星60，包括：
第二接收模块610，接收第一卫星发送的第一消息；
第二发送模块620，向第一卫星发送第一响应消息；
第三发送模块630，向第三卫星发送第二消息；
第三接收模块640，接收所述第三卫星发送的第二响应消息；
其中，所述终端与所述第一卫星和所述第二卫星均连接,
所述第一消息用于通知第一卫星要与终端断开连接，
所述第二消息用于询问第三卫星是否与终端建立连接。
可选的，所述第二卫星接收所述第一卫星发送的所述终端上下文信息；
所述第二卫星将所述第一卫星发送的所述终端上下文信息发送给第三卫星，使所述第三卫星与所述终端建立连接。
可选的，所述第三消息包括：连接点添加请求消息。
在具有星上处理功能并形成星间链路的卫星星座系统中，考虑其中一个卫星要断开用户连接时，可以将相关信息通知给与之共同服务的其他卫星，由其他卫星作为临时主控制星选择目标卫星建立新的双连接模式为终端服务，避免用户在通信过程中与卫星连接完全断开，保证用户业务连续性的同时，提高用户总体吞吐量。
本发明的实施例还提供一种通信设备，包括：处理器、存储有计算机程序的存储器，所述计算机程序被处理器运行时，执行如上所述的方法。上述方法实施例中的所有实现方式均适用于该实施例中，也能达到相同的技术效果。
本发明的实施例还提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如上所述的方法。上述方法实施例中的所有实现方式均适用于该实施例中，也能达到相同的技术效果。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，需要指出的是，在本发明的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行，某些步骤可以并行或彼此独立地执行。对本领域的普通技术人员而言，能够理解本发明的方法和装置的全部或者任何步骤或者部件，可以在任何计算装置(包括处理器、存储介质等)或者计算装置的网络中，以硬件、固件、软件或者它们的组合加以实现，这是本领域普通技术人员在阅读了本发明的说明的情况下运用他们的基本编程技能就能实现的。
因此，本发明的目的还可以通过在任何计算装置上运行一个程序或者一组程序来实现。所述计算装置可以是公知的通用装置。因此，本发明的目的也可以仅仅通过提供包含实现所述方法或者装置的程序代码的程序产品来实现。也就是说，这样的程序产品也构成本发明，并且存储有这样的程序产品的存储介质也构成本发明。显然，所述存储介质可以是任何公知的存储介质或者将来所开发出来的任何存储介质。还需要指出的是，在本发明的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种卫星间信息交互的方法，其特征在于，应用于第一卫星，所述方法包括：
当所述第一卫星确定要与终端断开连接时，向第二卫星发送第一消息，其中，所述终端与所述第一卫星和所述第二卫星均已建立连接；其中第一消息用于通知第二卫星所述第一卫星将要与终端断开连接；
所述第一卫星接收所述第二卫星发送的第一响应消息。
2.根据权利要求1所述的卫星间信息交互的方法，其特征在于，还包括：
若所述第一卫星与所述终端数据传输没有完成，所述第一卫星将所述终端的上下文信息发送给所述第二卫星。
3.根据权利要求2所述的卫星间信息交互的方法，其特征在于，在所述第一卫星将所述终端的上下文信息发送给所述第二卫星之后，还包括：
所述第一卫星释放所述终端的上下文信息，断开与所述终端的连接。
4.根据权利要求1所述卫星间信息交互的方法，其特征在于，所述第一卫星确定要与终端断开连接，包括：
所述第一卫星根据星历信息或所述终端上报的测量信息，确定与所述终端断开连接。
5.根据权利要求1所述的卫星间信息交互的方法，其特征在于，所述第一消息包括：断开与所述终端连接的通知消息。
6.根据权利要求1所述的卫星间信息交互的方法，其特征在于，所述第一响应消息包括：
成功响应消息；或
成功响应消息和允许接收所述终端的上下文信息。
7.一种卫星间信息交互的方法，应用于第二卫星，其特征在于，所述方法包括：
所述第二卫星接收第一卫星发送的第一消息，所述终端与所述第一卫星和所述第二卫星已建立连接；
所述第二卫星向第一卫星发送第一响应消息；
所述第二卫星向第三卫星发送第二消息；
所述第二卫星接收所述第三卫星发送的第二响应消息；
其中，所述第一消息用于通知第二卫星所述第一卫星将要与终端断开连接，
所述第二消息用于询问第三卫星是否与终端建立连接。
8.根据权利要求7所述卫星间信息交互的方法，其特征在于，还包括：
所述第二卫星接收所述第一卫星发送的所述终端上下文信息；
所述第二卫星将所述第一卫星发送的所述终端上下文信息发送给第三卫星，使所述第三卫星与所述终端建立连接。
9.根据权利要求7所述的卫星间信息交互的方法，其特征在于，所述第三消息包括：连接点添加请求消息。
10.一种第一卫星，其特征在于，包括：
第一发送模块，当所述第一卫星确定要与终端断开连接时，向第二卫星发送第一消息，其中，所述终端与所述第一卫星和所述第二卫星均已建立连接；
第一接收模块，接收所述第二卫星发送的第一响应消息，其中第一消息用于通知第一卫星要与终端断开连接。
11.一种第二卫星，其特征在于，包括：
第二接收模块，接收第一卫星发送的第一消息；
第二发送模块，向第一卫星发送第一响应消息；
第三发送模块，向第三卫星发送第二消息；
第三接收模块，接收所述第三卫星发送的第二响应消息；
其中，所述终端与所述第一卫星和所述第二卫星均连接,
所述第一消息用于通知第一卫星要与终端断开连接，
所述第二消息用于询问第三卫星是否与终端建立连接。
12.一种通信设备，其特征在于，包括：处理器、存储有计算机程序的存储器，所述计算机程序被处理器运行时，执行如权利要求1至6任一项所述的方法或者如权利要求7至9任一项所述的方法。
13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1至6任一项所述的方法或者如权利要求7至9任一项所述的方法。
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