CN116405627A - 卫星视频通话方法、系统、ip多媒体子系统及介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了卫星视频通话方法、系统、IP多媒体子系统及介质，方法包括：确定第一卫星和第二卫星并监控第一变化状态和第二变化状态；获取呼叫请求数据；根据呼叫请求数据、第一变化状态和第二变化状态执行媒体报文处理策略，第一报文处理策略：发送第一请求回复数据至主叫卫星终端，主叫卫星终端接收后发送媒体报文数据至第一卫星并转发至被叫卫星终端；第二报文处理策略：发送第二请求回复数据至主叫卫星终端，主叫卫星终端接收后发送媒体报文数据至第一卫星；接收第一卫星转发的媒体报文数据并发送至第二卫星以转发至被叫卫星终端。本发明实施例的卫星视频通话方法能够降低对星地链路资源的使用，降低传输时延，提升高清视频通话质量。

Description

卫星视频通话方法、系统、IP多媒体子系统及介质

技术领域

本发明涉及卫星通信相关技术领域，尤其是涉及卫星视频通话方法、系统、IP多媒体子系统及介质。

背景技术

3GPP开展了NTN(non-terrestrial network，非地面网络)和SAT_ARCH的标准化工作，致力于将5G网络与卫星结合。ITU-R开展了NGAT_SAT立项，提出了将卫星系统整合到下一代移动通信系统中。3GPP对NTN正式研究最早可追溯到2017年3月发布的R15中关于NTN的研究项目(SI)获得批准。此后，3GPP一直在识别关键挑战，试图将地面蜂窝网络的标准化空中接口波形和协议扩展到天空，并提出将NTN集成到5G NR系统的潜在解决方案。

在3GPP 38821协议对5G的NTN网络进行了定义，gNB(the next Generation NodeB，5G基站)和UPF(User Plane Function，用户平面模块，用于进行数据从基站到网络的路由转发)部署在每一颗卫星上，5GC(5G核心网)和IMS(IP Multimedia Subsystem，IP多媒体子系统)部署在地面信关站，gNB通过星间链路与星地链路实现与5GC/IMS交互。媒体数据在卫星上的UPF与地面MRF(Media Resource Function，媒体处理网元，由IMS定义，用来参与音视频媒体的处理和转发)之间经过星间链路和星地链路实现互通。

卫星终端UE1与UE2执行注册与PDU(Protocol Data Unit，协议数据单元)会话建立完成入网后可进行IP业务交互。UE1与UE2完成第三方注册后可发起高清视频通话，UE1与UE2之间建立SIP呼叫，SIP呼叫建立后，UE1发出的高清视频报文通过星地链路经由UPF1传送到MRF网元，再通过星地链路经由UPF2传送到UE2。在整个交互过程，需要消耗很多星地链路资源，增加了网络吞吐量，同时传输时延也大，影响高清视频质量。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种卫星视频通话方法，能够降低对星地链路资源的使用，降低传输时延，提升高清视频通话质量。

本发明还提供了一种卫星视频通话系统、IP多媒体子系统以及计算机可读存储介质。

根据本发明的第一方面实施例的卫星视频通话方法，包括以下步骤：

确定主叫卫星终端所属的第一卫星和被叫卫星终端所属的第二卫星，并监控所述第一卫星的第一变化状态和所述第二卫星的第二变化状态；

获取由所述主叫卫星终端发送的呼叫请求数据，所述呼叫请求数据表征请求与所述被叫卫星终端建立通信；

根据所述呼叫请求数据、所述第一变化状态和所述第二变化状态执行媒体报文处理策略，所述媒体报文处理策略包括第一报文处理策略和第二报文处理策略，其中，所述第一报文处理策略包括以下步骤：发送第一请求回复数据至所述主叫卫星终端，以在所述主叫卫星终端接收到所述第一请求回复数据后发送所述媒体报文数据至所述第一卫星，并通过所述第一卫星转发所述媒体报文数据至所述被叫卫星终端；

所述第二报文处理策略包括以下步骤：发送第二请求回复数据至所述主叫卫星终端，以在所述主叫卫星终端接收到所述第二请求回复数据后发送所述媒体报文数据至所述第一卫星；接收由所述第一卫星转发的所述媒体报文数据，并发送至所述第二卫星，以通过所述第二卫星转发所述媒体报文数据至所述被叫卫星终端。

根据本发明实施例的卫星视频通话方法，至少具有如下有益效果：

通过确定主叫卫星终端所属的第一卫星和被叫卫星终端所属的第二卫星，并监控第一卫星的第一变化状态和第二卫星的第二变化状态，可以得知主叫卫星终端和被叫卫星终端是否归属同一卫星。若主叫卫星终端和被叫卫星终端归属同一卫星，主叫卫星终端与被叫卫星终端进行高清视频通话时，媒体报文数据可以不经由地面信关站的IP多媒体子系统，而是直接由第一卫星转发媒体报文数据至被叫卫星终端，从而可以减少使用星地链路资源，减少网络吞吐量，降低传输时延，提升高清视频通话质量。若主叫卫星终端和被叫卫星终端归属不同卫星，则需要地面信关站的IP多媒体子系统参与媒体报文数据的处理，主叫卫星终端发送的媒体报文数据经由第一卫星发送到IP多媒体子系统，再由IP多媒体子系统发送到第二卫星，由第二卫星转发至被叫卫星终端。本发明实施例的卫星视频通话方法通过实时监控主叫卫星终端和被叫卫星终端是否归属同一卫星，从而适应于主叫卫星终端和被叫卫星终端的归属卫星变化来选择不同的媒体报文处理策略，能够实现降低对星地链路资源的使用，降低传输时延，提升高清视频通话质量的目的。

根据本发明的一些实施例，所述根据所述呼叫请求数据、所述第一变化状态和所述第二变化状态执行媒体报文处理策略，包括以下步骤：

若所述第一变化状态和所述第二变化状态表征所述第一卫星和/或所述第二卫星发生变化，且由所述第一卫星和所述第二卫星为不同卫星变化为所述第一卫星和所述第二卫星为同一卫星，执行所述第一报文处理策略。

根据本发明的一些实施例，所述根据所述呼叫请求数据、所述第一变化状态和所述第二变化状态执行媒体报文处理策略，还包括以下步骤：

若所述第一变化状态和所述第二变化状态表征所述第一卫星和/或所述第二卫星发生变化，且由所述第一卫星和所述第二卫星为同一卫星变化为所述第一卫星和所述第二卫星为不同卫星，执行所述第二报文处理策略。

根据本发明的一些实施例，所述根据所述呼叫请求数据、所述第一变化状态和所述第二变化状态执行媒体报文处理策略，还包括以下步骤：

若所述第一变化状态和所述第二变化状态表征所述第一卫星和所述第二卫星皆未发生变化，且所述第一卫星和所述第二卫星为同一卫星，执行所述第一报文处理策略。

根据本发明的一些实施例，所述根据所述呼叫请求数据、所述第一变化状态和所述第二变化状态执行媒体报文处理策略，还包括以下步骤：

若所述第一变化状态和所述第二变化状态表征所述第一卫星和所述第二卫星皆未发生变化，且所述第一卫星和所述第二卫星为不同卫星，执行所述第二报文处理策略。

根据本发明的一些实施例，所述主叫卫星终端的媒体地址记作主叫方地址，所述被叫卫星终端的媒体地址记作被叫方地址；所述第一请求回复数据由以下步骤得到：

若所述第一变化状态和所述第二变化状态表征所述第一卫星和/或所述第二卫星发生变化，且由所述第一卫星和所述第二卫星为不同卫星变化为所述第一卫星和所述第二卫星为同一卫星，修改所述主叫卫星终端和所述被叫卫星终端的QoS流的两端地址分别为所述主叫方地址和所述被叫方地址，生成所述第一请求回复数据；所述QoS流用于表征所述媒体报文数据的传输路径。

根据本发明的一些实施例，所述第二请求回复数据由以下步骤得到：

若所述第一变化状态和所述第二变化状态表征所述第一卫星和/或所述第二卫星发生变化，且由所述第一卫星和所述第二卫星为同一卫星变化为所述第一卫星和所述第二卫星为不同卫星，修改所述主叫卫星终端的QoS流的两端地址分别为所述主叫方地址和IP多媒体子系统的媒体处理地址，修改所述被叫卫星终端的QoS流的两端地址分别为所述被叫方地址和所述媒体处理地址，生成所述第二请求回复数据。

根据本发明的第二方面实施例的卫星视频通话系统，包括：

卫星状态监控单元，用于确定主叫卫星终端所属的第一卫星和被叫卫星终端所属的第二卫星，并监控所述第一卫星的第一变化状态和所述第二卫星的第二变化状态；

请求数据获取单元，用于获取由所述主叫卫星终端发送的呼叫请求数据，所述呼叫请求数据表征请求与所述被叫卫星终端建立通信；

媒体报文处理单元，用于根据所述呼叫请求数据、所述第一变化状态和所述第二变化状态执行媒体报文处理策略，所述媒体报文处理策略包括第一报文处理策略和第二报文处理策略，其中，所述第一报文处理策略包括以下步骤：发送第一请求回复数据至所述主叫卫星终端，以在所述主叫卫星终端接收到所述第一请求回复数据后发送所述媒体报文数据至所述第一卫星，并通过所述第一卫星转发所述媒体报文数据至所述被叫卫星终端；所述第二报文处理策略包括以下步骤：发送第二请求回复数据至所述主叫卫星终端，以在所述主叫卫星终端接收到所述第二请求回复数据后发送所述媒体报文数据至所述第一卫星；接收由所述第一卫星转发的所述媒体报文数据，并发送至所述第二卫星，以通过所述第二卫星转发所述媒体报文数据至所述被叫卫星终端。

根据本发明实施例的卫星视频通话系统，至少具有如下有益效果：

通过确定主叫卫星终端所属的第一卫星和被叫卫星终端所属的第二卫星，并监控第一卫星的第一变化状态和第二卫星的第二变化状态，可以得知主叫卫星终端和被叫卫星终端是否归属同一卫星。若主叫卫星终端和被叫卫星终端归属同一卫星，主叫卫星终端与被叫卫星终端进行高清视频通话时，媒体报文数据可以不经由地面信关站的IP多媒体子系统，而是直接由第一卫星转发媒体报文数据至被叫卫星终端，从而可以减少使用星地链路资源，减少网络吞吐量，降低传输时延，提升高清视频通话质量。若主叫卫星终端和被叫卫星终端归属不同卫星，则需要地面信关站的IP多媒体子系统参与媒体报文数据的处理，主叫卫星终端发送的媒体报文数据经由第一卫星发送到IP多媒体子系统，再由IP多媒体子系统发送到第二卫星，由第二卫星转发至被叫卫星终端。本发明实施例的卫星视频通话系统通过实时监控主叫卫星终端和被叫卫星终端是否归属同一卫星，从而适应于主叫卫星终端和被叫卫星终端的归属卫星变化来选择不同的媒体报文处理策略，能够实现降低对星地链路资源的使用，降低传输时延，提升高清视频通话质量的目的。

根据本发明的第三方面实施例的IP多媒体子系统，设于地面信关站，所述IP多媒体子系统包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面实施例所述的卫星视频通话方法。由于IP多媒体子系统采用了上述实施例的卫星视频通话方法的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

根据本发明的第四方面实施例的计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行如上述第一方面实施例所述的卫星视频通话方法。由于计算机可读存储介质采用了上述实施例的卫星视频通话方法的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一实施例的卫星视频通话方法的流程图；

图2是本发明一实施例的5G NTN网络拓扑的部署示意图；

图3是本发明一实施例的媒体报文数据的转发流程的示意图；

图4是本发明一实施例的用户归属卫星切换以及PDU会话管理流程的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

首先，对本申请中涉及的若干名词进行解析：

3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)，是一个标准化组织，成员包括欧洲ETSI，美国ATIS，中国CCSA等，其目标是实现由2G网络到3G网络的平滑过渡，保证未来技术的后向兼容性，支持轻松建网及系统间的漫游和兼容性。3GPP主要是制订以GSM(Global System for Mobile Communication，全球移动通信系统)核心网为基础，UTRA(Universal Terrestrial Radio Access，FDD为W-CDMA技术，TDD为TD-SCDMA技术)为无线接口的第三代技术的规范。

NTN(non-terrestrial network，非地面网络)，采用典型的如卫星和高空平台参与布网的技术。其适用典型场景包括无法建设基站和基站损坏的情况，比如偏远山区、沙漠、海洋、森林中的连续覆盖，或是发生灾害，基站损坏时的应急通信。

ITU-R(ITU-Radiocommunicationssector，国际电信联盟无线电通信组)，用于专门制定无线电通信相关国际标准。

UPF(User Plane Function，用户面模块)，用于进行数据从基站到网络的路由转发，是核心网里唯一的处理数据的模块，剩下的模块都是处理信令的，也就是做网络控制的。5G核心网是彻底的控制面与用户面分离，就是用户面模块仅仅处理数据，控制面模块仅仅负责实现网络管控。

IMS(IP Multimedia Subsystem，IP多媒体子系统)，部署在地面信关站，它是一个基于IP网提供语音及多媒体业务的网络体系架构。

MRF(Media Resource Function，媒体处理网元)，由IMS定义，用来参与音视频媒体的处理和转发。

AMF(Access and Mobility Management Function，接入和移动管理功能)，AMF负责卫星终端的身份验证、鉴权、注册、移动性管理和连接管理等功能。

SMF(Session Management Function，会话管理单元)，主要用来给手机等终端分配IP地址，以及负责在上网中手机等终端与核心网间的各个通道的管理。

N4会话管理，N4是SMF与UPF之间的接口，用于控制UPF的功能，N4会话上下文分别由SMF和UPF生成，SMF可以在UPF中创建、更新和删除N4会话上下文。N4会话建立过程、N4会话修改过程和N4会话释放过程皆由SMF发起。N4会话建立过程用于在UPF为PDU会话创建初始N4会话上下文。N4会话修改流程用于更新UPF处的现有PDU会话的N4会话上下文，在每当必须修改PDU会话相关参数时在SMF和UPF之间执行。N4会话释放过程用于在UPF处移除现有PDU会话的N4会话上下文。

需要说明的是，5GC、UPF、IMS、MRF、AMF、SMF、N4会话管理的相关原理和工作过程皆为本领域技术人员可知的现有技术，在此不再进行赘述。

下面将结合图1至图4对本发明第一方面实施例的卫星视频通话方法进行清楚、完整的描述，显然，以下所描述的实施例是本发明一部分实施例，并非全部实施例。

根据本发明第一方面实施例的卫星视频通话方法，包括以下步骤：

确定主叫卫星终端UE1所属的第一卫星和被叫卫星终端UE2所属的第二卫星，并监控第一卫星的第一变化状态和第二卫星的第二变化状态；

获取由主叫卫星终端UE1发送的呼叫请求数据，呼叫请求数据表征请求与被叫卫星终端UE2建立通信；

根据呼叫请求数据、第一变化状态和第二变化状态执行媒体报文处理策略，媒体报文处理策略包括第一报文处理策略和第二报文处理策略，其中，第一报文处理策略包括以下步骤：发送第一请求回复数据至主叫卫星终端UE1，以在主叫卫星终端UE1接收到第一请求回复数据后发送媒体报文数据至第一卫星，并通过第一卫星转发媒体报文数据至被叫卫星终端UE2；

第二报文处理策略包括以下步骤：发送第二请求回复数据至主叫卫星终端UE1，以在主叫卫星终端UE1接收到第二请求回复数据后发送媒体报文数据至第一卫星；接收由第一卫星转发的媒体报文数据，并发送至第二卫星，以通过第二卫星转发媒体报文数据至被叫卫星终端UE2。

在主叫卫星终端UE1与被叫卫星终端UE2之间建立SIP呼叫前，主叫卫星终端UE1与被叫卫星终端UE2需要执行注册与PDU会话建立完成入网，PDU会话建立完成后方可进行IP业务交互。

需要说明的是，PDU会话建立过程为本领域技术人员可知的现有技术，在此不再进行赘述。

主叫卫星终端UE1的媒体地址记作主叫方地址，被叫卫星终端UE2的媒体地址记作被叫方地址。主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2的PDU会话各自建立完成后，主叫卫星终端UE1与被叫卫星终端UE2之间准备建立SIP呼叫媒体通路，确定此刻主叫卫星终端UE1所属的第一卫星和被叫卫星终端UE2所属的第二卫星。

若第一卫星和第二卫星为同一卫星，则主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2归属同一卫星，IP多媒体子系统(下文皆用IMS表示)发起N4会话修改流程，修改主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2的QoS流的两端地址分别为主叫方地址和被叫方地址，生成第一请求回复数据，并发送给主叫卫星终端UE1，不需要MRF参与媒体报文数据处理，主叫卫星终端UE1发送的媒体报文数据经由第一卫星上的UPF1直接转发给被叫卫星终端UE2。

需要说明的是，QoS流的原理为本领域技术人员可知的现有技术，在此不再进行赘述。

若第一卫星和第二卫星为不同卫星，则主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2归属不同卫星，IMS发起N4会话修改流程，修改主叫卫星终端UE1的QoS流的两端地址分别为主叫方地址和MRF端的媒体处理地址，修改被叫卫星终端UE2的QoS流的两端地址分别为被叫方地址和媒体处理地址，生成第二请求回复数据，并发送给主叫卫星终端UE1，主叫卫星终端UE1接收到第二请求回复数据后发送媒体报文数据经由第一卫星上的UPF1发送到MRF，再由MRF经由第二卫星上的UPF2转发到被叫卫星终端UE2；

若原本同在一个卫星下的主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2中，主叫卫星终端UE1/被叫卫星终端UE2由于卫星运行归属到了其他卫星下。此时AMF与IMS之间需要增加接口，通知IMS主叫卫星终端UE1/被叫卫星终端UE2归属的卫星发生了变化。IMS发起N4会话修改流程，修改主叫卫星终端UE1的QoS流的两端地址分别为主叫方地址和MRF端的媒体处理地址，修改被叫卫星终端UE2的QoS流的两端地址分别为被叫方地址和媒体处理地址，生成第二请求回复数据，并发送给主叫卫星终端UE1，主叫卫星终端UE1接收到第二请求回复数据后发送媒体报文数据经由第一卫星上的UPF1发送到MRF，再由MRF经由第二卫星上的UPF2转发到被叫卫星终端UE2；

若原本归属不同卫星下的主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2中，主叫卫星终端UE1/被叫卫星终端UE2由于卫星运行与被叫卫星终端UE2/主叫卫星终端UE1归属到了同一卫星下。此时AMF与IMS之间需要增加接口，通知IMS主叫卫星终端UE1/被叫卫星终端UE2归属的卫星发生了变化。IMS发起N4会话修改流程，修改主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2的QoS流的两端地址分别为主叫方地址和被叫方地址，生成第一请求回复数据，并发送给主叫卫星终端UE1，不需要MRF参与媒体报文数据处理，主叫卫星终端UE1发送的媒体报文数据经由第一卫星上的UPF1直接转发给被叫卫星终端UE2。

本发明实施例的卫星视频通话方法通过实时监控主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2是否归属同一卫星，从而适应于主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2的归属卫星变化来选择不同的媒体报文处理策略，能够实现降低对星地链路资源的使用，降低传输时延，提升高清视频通话质量的目的。

卫星终端与卫星之间、卫星与IMS之间皆通过星地链路进行数据传输。

AMF用于感知卫星终端归属卫星的变化，并构造流程通知卫星上的UPF修改会话流程，其原理和详细工作过程为本领域技术人员可知的现有技术，在此不再进行赘述。

根据本发明实施例的卫星视频通话方法，通过确定主叫卫星终端UE1所属的第一卫星和被叫卫星终端UE2所属的第二卫星，并监控第一卫星的第一变化状态和第二卫星的第二变化状态，可以得知主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2是否归属同一卫星。若主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2归属同一卫星，主叫卫星终端UE1与被叫卫星终端UE2进行高清视频通话时，媒体报文数据可以不经由地面信关站的IP多媒体子系统，而是直接由第一卫星转发媒体报文数据至被叫卫星终端UE2，从而可以减少使用星地链路资源，减少网络吞吐量，降低传输时延，提升高清视频通话质量。若主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2归属不同卫星，则需要地面信关站的IP多媒体子系统参与媒体报文数据的处理，主叫卫星终端UE1发送的媒体报文数据经由第一卫星发送到IP多媒体子系统，再由IP多媒体子系统发送到第二卫星，由第二卫星转发至被叫卫星终端UE2。本发明实施例的卫星视频通话方法通过实时监控主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2是否归属同一卫星，从而适应于主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2的归属卫星变化来选择不同的媒体报文处理策略，能够实现降低对星地链路资源的使用，降低传输时延，提升高清视频通话质量的目的。

在本发明的一些实施例中，参考图1至图4，根据呼叫请求数据、第一变化状态和第二变化状态执行媒体报文处理策略，包括以下步骤：

若第一变化状态和第二变化状态表征第一卫星和/或第二卫星发生变化，且由第一卫星和第二卫星为不同卫星变化为第一卫星和第二卫星为同一卫星，执行第一报文处理策略。

若原本归属不同卫星下的主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2中，主叫卫星终端UE1/被叫卫星终端UE2由于卫星运行与被叫卫星终端UE2/主叫卫星终端UE1归属到了同一卫星下。此时AMF与IMS之间需要增加接口，通知IMS主叫卫星终端UE1/被叫卫星终端UE2归属的卫星发生了变化。IMS发起N4会话修改流程，修改主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2的QoS流的两端地址分别为主叫方地址和被叫方地址，生成第一请求回复数据，并发送给主叫卫星终端UE1，不需要MRF参与媒体报文数据处理，主叫卫星终端UE1发送的媒体报文数据经由第一卫星上的UPF1直接转发给被叫卫星终端UE2。

通过实时监控主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2是否归属同一卫星，从而适应于主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2的归属卫星变化来选择不同的媒体报文处理策略，能够实现降低对星地链路资源的使用，降低传输时延，提升高清视频通话质量的目的。

在本发明的一些实施例中，参考图1至图4，根据呼叫请求数据、第一变化状态和第二变化状态执行媒体报文处理策略，还包括以下步骤：

若第一变化状态和第二变化状态表征第一卫星和/或第二卫星发生变化，且由第一卫星和第二卫星为同一卫星变化为第一卫星和第二卫星为不同卫星，执行第二报文处理策略。

若原本同在一个卫星下的主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2中，主叫卫星终端UE1/被叫卫星终端UE2由于卫星运行归属到了其他卫星下。此时AMF与IMS之间需要增加接口，通知IMS主叫卫星终端UE1/被叫卫星终端UE2归属的卫星发生了变化。IMS发起N4会话修改流程，修改主叫卫星终端UE1的QoS流的两端地址分别为主叫方地址和MRF端的媒体处理地址，修改被叫卫星终端UE2的QoS流的两端地址分别为被叫方地址和媒体处理地址，生成第二请求回复数据，并发送给主叫卫星终端UE1，主叫卫星终端UE1接收到第二请求回复数据后发送媒体报文数据经由第一卫星上的UPF1发送到MRF，再由MRF经由第二卫星上的UPF2转发到被叫卫星终端UE2。

通过实时监控主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2是否归属同一卫星，从而适应于主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2的归属卫星变化来选择不同的媒体报文处理策略，能够实现降低对星地链路资源的使用，降低传输时延，提升高清视频通话质量的目的。

在本发明的一些实施例中，参考图1至图4，根据呼叫请求数据、第一变化状态和第二变化状态执行媒体报文处理策略，还包括以下步骤：

若第一变化状态和第二变化状态表征第一卫星和第二卫星皆未发生变化，且第一卫星和第二卫星为同一卫星，执行第一报文处理策略。

若第一卫星和第二卫星为同一卫星，则主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2归属同一卫星，IMS发起N4会话修改流程，修改主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2的QoS流的两端地址分别为主叫方地址和被叫方地址，生成第一请求回复数据，并发送给主叫卫星终端UE1，不需要MRF参与媒体报文数据处理，主叫卫星终端UE1发送的媒体报文数据经由第一卫星上的UPF1直接转发给被叫卫星终端UE2，从而可以减少使用星地链路资源，减少网络吞吐量，降低传输时延，提升高清视频通话质量。

在本发明的一些实施例中，参考图1至图4，根据呼叫请求数据、第一变化状态和第二变化状态执行媒体报文处理策略，还包括以下步骤：

若第一变化状态和第二变化状态表征第一卫星和第二卫星皆未发生变化，且第一卫星和第二卫星为不同卫星，执行第二报文处理策略。

若第一卫星和第二卫星为不同卫星，则主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2归属不同卫星，IMS发起N4会话修改流程，修改主叫卫星终端UE1的QoS流的两端地址分别为主叫方地址和MRF端的媒体处理地址，修改被叫卫星终端UE2的QoS流的两端地址分别为被叫方地址和媒体处理地址，生成第二请求回复数据，并发送给主叫卫星终端UE1，主叫卫星终端UE1接收到第二请求回复数据后发送媒体报文数据经由第一卫星上的UPF1发送到MRF，再由MRF经由第二卫星上的UPF2转发到被叫卫星终端UE2。

在主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2归属同一卫星时，直接通过卫星转发主叫卫星终端UE1发送的媒体报文数据至被叫卫星终端UE2，在主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2归属不同卫星时，沿用传统场景下的媒体报文数据传输过程，可以适应于主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2的归属卫星变化，在一定程度上减少使用星地链路资源，减少网络吞吐量，降低传输时延，提升高清视频通话质量。

在本发明的一些实施例中，参考图4，主叫卫星终端UE1的媒体地址记作主叫方地址，被叫卫星终端UE2的媒体地址记作被叫方地址；第一请求回复数据由以下步骤得到：

若第一变化状态和第二变化状态表征第一卫星和/或第二卫星发生变化，且由第一卫星和第二卫星为不同卫星变化为第一卫星和第二卫星为同一卫星，修改主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2的QoS流的两端地址分别为主叫方地址和被叫方地址，生成第一请求回复数据；QoS流用于表征媒体报文数据的传输路径。

若原本归属不同卫星下的主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2中，主叫卫星终端UE1/被叫卫星终端UE2由于卫星运行与被叫卫星终端UE2/主叫卫星终端UE1归属到了同一卫星下。此时AMF与IMS之间需要增加接口，通知IMS主叫卫星终端UE1/被叫卫星终端UE2归属的卫星发生了变化。IMS发起N4会话修改流程，修改主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2的QoS流的两端地址分别为主叫方地址和被叫方地址，生成第一请求回复数据，并发送给主叫卫星终端UE1，不需要MRF参与媒体报文数据处理，主叫卫星终端UE1发送的媒体报文数据经由第一卫星上的UPF1直接转发给被叫卫星终端UE2。

通过实时监控主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2是否归属同一卫星，从而适应于主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2的归属卫星变化来选择不同的媒体报文处理策略，能够实现降低对星地链路资源的使用，降低传输时延，提升高清视频通话质量的目的。

在本发明的一些实施例中，参考图4，第二请求回复数据由以下步骤得到：

若第一变化状态和第二变化状态表征第一卫星和/或第二卫星发生变化，且由第一卫星和第二卫星为同一卫星变化为第一卫星和第二卫星为不同卫星，修改主叫卫星终端UE1的QoS流的两端地址分别为主叫方地址和IP多媒体子系统的媒体处理地址，修改被叫卫星终端UE2的QoS流的两端地址分别为被叫方地址和媒体处理地址，生成第二请求回复数据。

若原本同在一个卫星下的主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2中，主叫卫星终端UE1/被叫卫星终端UE2由于卫星运行归属到了其他卫星下。此时AMF与IMS之间需要增加接口，通知IMS主叫卫星终端UE1/被叫卫星终端UE2归属的卫星发生了变化。IMS发起N4会话修改流程，修改主叫卫星终端UE1的QoS流的两端地址分别为主叫方地址和MRF端的媒体处理地址，修改被叫卫星终端UE2的QoS流的两端地址分别为被叫方地址和媒体处理地址，生成第二请求回复数据，并发送给主叫卫星终端UE1，主叫卫星终端UE1接收到第二请求回复数据后发送媒体报文数据经由第一卫星上的UPF1发送到MRF，再由MRF经由第二卫星上的UPF2转发到被叫卫星终端UE2。

通过实时监控主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2是否归属同一卫星，从而适应于主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2的归属卫星变化来选择不同的媒体报文处理策略，能够实现降低对星地链路资源的使用，降低传输时延，提升高清视频通话质量的目的。

根据本发明的第二方面实施例的卫星视频通话系统，包括卫星状态监控单元、请求数据获取单元和媒体报文处理单元。

卫星状态监控单元，用于确定主叫卫星终端UE1所属的第一卫星和被叫卫星终端UE2所属的第二卫星，并监控第一卫星的第一变化状态和第二卫星的第二变化状态；

请求数据获取单元，用于获取由主叫卫星终端UE1发送的呼叫请求数据，呼叫请求数据表征请求与被叫卫星终端UE2建立通信；

媒体报文处理单元，用于根据呼叫请求数据、第一变化状态和第二变化状态执行媒体报文处理策略，媒体报文处理策略包括第一报文处理策略和第二报文处理策略，其中，第一报文处理策略包括以下步骤：发送第一请求回复数据至主叫卫星终端UE1，以在主叫卫星终端UE1接收到第一请求回复数据后发送媒体报文数据至第一卫星，并通过第一卫星转发媒体报文数据至被叫卫星终端UE2；第二报文处理策略包括以下步骤：发送第二请求回复数据至主叫卫星终端UE1，以在主叫卫星终端UE1接收到第二请求回复数据后发送媒体报文数据至第一卫星；接收由第一卫星转发的媒体报文数据，并发送至第二卫星，以通过第二卫星转发媒体报文数据至被叫卫星终端UE2。

在主叫卫星终端UE1与被叫卫星终端UE2之间建立SIP呼叫前，主叫卫星终端UE1与被叫卫星终端UE2需要执行注册与PDU会话建立完成入网，PDU会话建立完成后方可进行IP业务交互。

需要说明的是，PDU会话建立过程为本领域技术人员可知的现有技术，在此不再进行赘述。

主叫卫星终端UE1的媒体地址记作主叫方地址，被叫卫星终端UE2的媒体地址记作被叫方地址。主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2的PDU会话各自建立完成后，主叫卫星终端UE1与被叫卫星终端UE2之间准备建立SIP呼叫媒体通路，确定此刻主叫卫星终端UE1所属的第一卫星和被叫卫星终端UE2所属的第二卫星。

若第一卫星和第二卫星为同一卫星，则主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2归属同一卫星，IP多媒体子系统(下文皆用IMS表示)发起N4会话修改流程，修改主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2的QoS流的两端地址分别为主叫方地址和被叫方地址，生成第一请求回复数据，并发送给主叫卫星终端UE1，不需要MRF参与媒体报文数据处理，主叫卫星终端UE1发送的媒体报文数据经由第一卫星上的UPF1直接转发给被叫卫星终端UE2。

需要说明的是，QoS流的原理为本领域技术人员可知的现有技术，在此不再进行赘述。

若第一卫星和第二卫星为不同卫星，则主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2归属不同卫星，IMS发起N4会话修改流程，修改主叫卫星终端UE1的QoS流的两端地址分别为主叫方地址和MRF端的媒体处理地址，修改被叫卫星终端UE2的QoS流的两端地址分别为被叫方地址和媒体处理地址，生成第二请求回复数据，并发送给主叫卫星终端UE1，主叫卫星终端UE1接收到第二请求回复数据后发送媒体报文数据经由第一卫星上的UPF1发送到MRF，再由MRF经由第二卫星上的UPF2转发到被叫卫星终端UE2；

若原本同在一个卫星下的主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2中，主叫卫星终端UE1/被叫卫星终端UE2由于卫星运行归属到了其他卫星下。此时AMF与IMS之间需要增加接口，通知IMS主叫卫星终端UE1/被叫卫星终端UE2归属的卫星发生了变化。IMS发起N4会话修改流程，修改主叫卫星终端UE1的QoS流的两端地址分别为主叫方地址和MRF端的媒体处理地址，修改被叫卫星终端UE2的QoS流的两端地址分别为被叫方地址和媒体处理地址，生成第二请求回复数据，并发送给主叫卫星终端UE1，主叫卫星终端UE1接收到第二请求回复数据后发送媒体报文数据经由第一卫星上的UPF1发送到MRF，再由MRF经由第二卫星上的UPF2转发到被叫卫星终端UE2；

若原本归属不同卫星下的主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2中，主叫卫星终端UE1/被叫卫星终端UE2由于卫星运行与被叫卫星终端UE2/主叫卫星终端UE1归属到了同一卫星下。此时AMF与IMS之间需要增加接口，通知IMS主叫卫星终端UE1/被叫卫星终端UE2归属的卫星发生了变化。IMS发起N4会话修改流程，修改主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2的QoS流的两端地址分别为主叫方地址和被叫方地址，生成第一请求回复数据，并发送给主叫卫星终端UE1，不需要MRF参与媒体报文数据处理，主叫卫星终端UE1发送的媒体报文数据经由第一卫星上的UPF1直接转发给被叫卫星终端UE2。

本发明实施例的卫星视频通话方法通过实时监控主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2是否归属同一卫星，从而适应于主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2的归属卫星变化来选择不同的媒体报文处理策略，能够实现降低对星地链路资源的使用，降低传输时延，提升高清视频通话质量的目的。

卫星终端与卫星之间、卫星与IMS之间皆通过星地链路进行数据传输。

AMF用于感知卫星终端归属卫星的变化，并构造流程通知卫星上的UPF修改会话流程，其原理和详细工作过程为本领域技术人员可知的现有技术，在此不再进行赘述。

根据本发明实施例的卫星视频通话系统，通过确定主叫卫星终端UE1所属的第一卫星和被叫卫星终端UE2所属的第二卫星，并监控第一卫星的第一变化状态和第二卫星的第二变化状态，可以得知主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2是否归属同一卫星。若主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2归属同一卫星，主叫卫星终端UE1与被叫卫星终端UE2进行高清视频通话时，媒体报文数据可以不经由地面信关站的IP多媒体子系统，而是直接由第一卫星转发媒体报文数据至被叫卫星终端UE2，从而可以减少使用星地链路资源，减少网络吞吐量，降低传输时延，提升高清视频通话质量。若主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2归属不同卫星，则需要地面信关站的IP多媒体子系统参与媒体报文数据的处理，主叫卫星终端UE1发送的媒体报文数据经由第一卫星发送到IP多媒体子系统，再由IP多媒体子系统发送到第二卫星，由第二卫星转发至被叫卫星终端UE2。本发明实施例的卫星视频通话系统通过实时监控主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2是否归属同一卫星，从而适应于主叫卫星终端UE1和被叫卫星终端UE2的归属卫星变化来选择不同的媒体报文处理策略，能够实现降低对星地链路资源的使用，降低传输时延，提升高清视频通话质量的目的。

另外，本发明第三方面实施例还提供了一种IP多媒体子系统，设于地面信关站，IP多媒体子系统包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上述第一方面实施例的卫星视频通话方法。处理器和存储器可以通过总线或者其他方式连接。

存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

实现上述实施例的卫星视频通话方法所需的非暂态软件程序以及指令存储在存储器中，当被处理器执行时，执行上述实施例中的卫星视频通话方法。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中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，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模块来实现本实施例方案的目的。

此外，本发明第四方面实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个处理器或控制器执行，例如，被上述IP多媒体子系统的处理器执行，可使得上述处理器执行上述实施例中的卫星视频通话方法。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种卫星视频通话方法，其特征在于，包括以下步骤：

确定主叫卫星终端所属的第一卫星和被叫卫星终端所属的第二卫星，并监控所述第一卫星的第一变化状态和所述第二卫星的第二变化状态；

获取由所述主叫卫星终端发送的呼叫请求数据，所述呼叫请求数据表征请求与所述被叫卫星终端建立通信；

根据所述呼叫请求数据、所述第一变化状态和所述第二变化状态执行媒体报文处理策略，所述媒体报文处理策略包括第一报文处理策略和第二报文处理策略，其中，所述第一报文处理策略包括以下步骤：发送第一请求回复数据至所述主叫卫星终端，以在所述主叫卫星终端接收到所述第一请求回复数据后发送所述媒体报文数据至所述第一卫星，并通过所述第一卫星转发所述媒体报文数据至所述被叫卫星终端；

所述第二报文处理策略包括以下步骤：发送第二请求回复数据至所述主叫卫星终端，以在所述主叫卫星终端接收到所述第二请求回复数据后发送所述媒体报文数据至所述第一卫星；接收由所述第一卫星转发的所述媒体报文数据，并发送至所述第二卫星，以通过所述第二卫星转发所述媒体报文数据至所述被叫卫星终端。

2.根据权利要求1所述的卫星视频通话方法，其特征在于，所述根据所述呼叫请求数据、所述第一变化状态和所述第二变化状态执行媒体报文处理策略，包括以下步骤：

若所述第一变化状态和所述第二变化状态表征所述第一卫星和/或所述第二卫星发生变化，且由所述第一卫星和所述第二卫星为不同卫星变化为所述第一卫星和所述第二卫星为同一卫星，执行所述第一报文处理策略。

3.根据权利要求2所述的卫星视频通话方法，其特征在于，所述根据所述呼叫请求数据、所述第一变化状态和所述第二变化状态执行媒体报文处理策略，还包括以下步骤：

若所述第一变化状态和所述第二变化状态表征所述第一卫星和/或所述第二卫星发生变化，且由所述第一卫星和所述第二卫星为同一卫星变化为所述第一卫星和所述第二卫星为不同卫星，执行所述第二报文处理策略。

4.根据权利要求2所述的卫星视频通话方法，其特征在于，所述根据所述呼叫请求数据、所述第一变化状态和所述第二变化状态执行媒体报文处理策略，还包括以下步骤：

若所述第一变化状态和所述第二变化状态表征所述第一卫星和所述第二卫星皆未发生变化，且所述第一卫星和所述第二卫星为同一卫星，执行所述第一报文处理策略。

5.根据权利要求2所述的卫星视频通话方法，其特征在于，所述根据所述呼叫请求数据、所述第一变化状态和所述第二变化状态执行媒体报文处理策略，还包括以下步骤：

若所述第一变化状态和所述第二变化状态表征所述第一卫星和所述第二卫星皆未发生变化，且所述第一卫星和所述第二卫星为不同卫星，执行所述第二报文处理策略。

6.根据权利要求1所述的卫星视频通话方法，其特征在于，所述主叫卫星终端的媒体地址记作主叫方地址，所述被叫卫星终端的媒体地址记作被叫方地址；所述第一请求回复数据由以下步骤得到：

若所述第一变化状态和所述第二变化状态表征所述第一卫星和/或所述第二卫星发生变化，且由所述第一卫星和所述第二卫星为不同卫星变化为所述第一卫星和所述第二卫星为同一卫星，修改所述主叫卫星终端和所述被叫卫星终端的QoS流的两端地址分别为所述主叫方地址和所述被叫方地址，生成所述第一请求回复数据；所述QoS流用于表征所述媒体报文数据的传输路径。

7.根据权利要求6所述的卫星视频通话方法，其特征在于，所述第二请求回复数据由以下步骤得到：

若所述第一变化状态和所述第二变化状态表征所述第一卫星和/或所述第二卫星发生变化，且由所述第一卫星和所述第二卫星为同一卫星变化为所述第一卫星和所述第二卫星为不同卫星，修改所述主叫卫星终端的QoS流的两端地址分别为所述主叫方地址和IP多媒体子系统的媒体处理地址，修改所述被叫卫星终端的QoS流的两端地址分别为所述被叫方地址和所述媒体处理地址，生成所述第二请求回复数据。

8.一种卫星视频通话系统，其特征在于，包括：

卫星状态监控单元，用于确定主叫卫星终端所属的第一卫星和被叫卫星终端所属的第二卫星，并监控所述第一卫星的第一变化状态和所述第二卫星的第二变化状态；

请求数据获取单元，用于获取由所述主叫卫星终端发送的呼叫请求数据，所述呼叫请求数据表征请求与所述被叫卫星终端建立通信；

媒体报文处理单元，用于根据所述呼叫请求数据、所述第一变化状态和所述第二变化状态执行媒体报文处理策略，所述媒体报文处理策略包括第一报文处理策略和第二报文处理策略，其中，所述第一报文处理策略包括以下步骤：发送第一请求回复数据至所述主叫卫星终端，以在所述主叫卫星终端接收到所述第一请求回复数据后发送所述媒体报文数据至所述第一卫星，并通过所述第一卫星转发所述媒体报文数据至所述被叫卫星终端；所述第二报文处理策略包括以下步骤：发送第二请求回复数据至所述主叫卫星终端，以在所述主叫卫星终端接收到所述第二请求回复数据后发送所述媒体报文数据至所述第一卫星；接收由所述第一卫星转发的所述媒体报文数据，并发送至所述第二卫星，以通过所述第二卫星转发所述媒体报文数据至所述被叫卫星终端。

9.一种IP多媒体子系统，设于地面信关站，所述IP多媒体子系统包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任一所述的卫星视频通话方法。

10.一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述计算机可执行指令用于执行如权利要求1至7中任一所述的卫星视频通话方法。

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