CN116743239A - 一种卫星通信方法、装置及卫星 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种卫星通信方法、装置及卫星，可以接收终端发送的重建请求消息，重建请求消息为终端在检测到自身无线链路连接失败，挂起终端侧RLC后，基于目标波束向目标卫星发送的消息。挂起针对终端的卫星侧RLC，根据终端标识和源波束标识，获取终端在源波束进行业务传输的上下文信息，并将上下文信息同步于目标波束。恢复针对终端的卫星侧RLC，向终端发送恢复业务消息，恢复业务消息用于指示终端恢复终端侧RLC，并在目标波束恢复业务传输，以减少将源波束切换至目标波束时带来的业务数据损失，提升用户体验。

Description

一种卫星通信方法、装置及卫星
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种卫星通信方法、装置及卫星。
背景技术
对于地面通信系统，业务的连续性通过小区切换完成。对于卫星通信系统，卫星相对地面运动速度非常快，终端需要在星内波束间和星间频繁切换，每一次波束切换都会带来业务数据的丢失，导致物联网或低速率数据终端的波束间切换的业务数据连续性难以保证。同时终端需要持续测量邻波束信号，并进行测量报告上报，同时频繁上报位置信息。再由接入网侧根据终端位置信息，邻区测量信息，进行波束间切换。但是由于物联网或低速率数据终端的处理能力较低，且对耗电也有严格要求。因此，物联网或低速率数据终端不宜持续测量邻波束信号、并进行测量报告上报，也不宜频繁上报位置信息。且有的终端甚至不具备GNSS（Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统）模块，即接入网侧缺少必要输入信息，无法进行有效的切换判决。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种卫星通信方法、装置及卫星，用以解决卫星高速移动状态下，波束切换过程中可能出现的业务数据中断的问题。具体技术方案如下：
在本发明实施例的第一方面，提供了一种应用于终端的卫星通信方法，所述方法包括：
终端检测到自身无线链路连接失败，挂起终端侧无线链路控制层协议RLC后，基于目标波束向目标卫星发送第一消息；所述第一消息携带终端标识和源波束标识；所述源波束为所述终端在未挂起所述终端侧RLC前，传输业务数据的波束。
可选的，所述第一消息为重建请求消息。
可选的，所述方法还包括：接收所述目标卫星发送的恢复业务消息，根据所述恢复业务消息恢复终端侧RLC，并在所述目标波束恢复业务传输。
可选的，所述挂起终端侧RLC的步骤，包括以下一种或多种：
保留当前的RLC SDU、保留当前的RLC SDU分段、保留当前的RLC PDU、维持当前的状态变量取值、保持定时器当前的数值、暂停计时和暂停数据传输。
可选的，恢复终端侧RLC的步骤，包括以下一种或多种：
恢复暂停的定时器、基于存储的状态变量取值恢复数据传输、将保留的RLC SDU、RLC SDU分段和/或RLC PDU继续进行上行传输、继续接收下行数据。
在本发明实施例的第二方面，提供了一种应用于卫星的卫星通信方法，所述方法包括：
接收终端发送的第一消息，所述第一消息为所述终端在检测到自身无线链路连接失败，挂起终端侧无线链路控制层协议RLC后，基于目标波束向目标卫星发送的消息；所述第一消息携带终端标识和源波束标识；所述源波束为所述终端在未挂起所述终端侧RLC前，传输业务数据的波束。
可选的，所述第一消息为重建请求消息。
可选的，所述方法还包括：在接收所述第一消息后，挂起针对所述终端的卫星侧RLC，根据所述终端标识和所述源波束标识，获取所述终端在所述源波束进行业务传输的上下文信息，并将所述上下文信息同步于所述目标波束。
可选的，所述方法还包括：恢复针对所述终端的卫星侧RLC，向所述终端发送第二消息，所述第二消息用于指示所述终端恢复所述终端侧RLC，并在所述目标波束恢复业务传输。
可选的，所述第二消息为恢复业务消息。
可选的，在挂起针对所述终端的卫星侧RLC之前，所述方法还包括：
基于所述源波束标识确定由所述源波束至所述目标波束的切换为星间切换或星内切换；
若为星内切换，执行所述挂起针对所述终端的卫星侧RLC的步骤；
若为星间切换，向所述终端发送重建业务消息，所述重建业务消息用于指示所述终端在所述目标波束重建业务传输。
可选的，所述方法还包括：
向核心网发送第三消息，所述第三消息包含第一安全参数，以使所述核心网在自身的第二安全参数与所述第一安全参数一致时，通过第一鉴权；
在通过所述第一鉴权后，向所述终端发送所述第三消息，以使所述终端在自身的第三安全参数与所述第一安全参数一致时，通过第二鉴权。
可选的，所述第三消息为安全验证消息。
可选的，所述卫星为分离式星地分工模式，所述卫星包括集中单元CU和分布单元DU，所述挂起针对所述终端的卫星侧RLC，根据所述终端标识和所述源波束标识，获取所述终端在所述源波束进行业务传输的上下文信息，并将所述上下文信息同步于所述目标波束，包括：
挂起针对所述终端的卫星侧RLC；
CU根据所述终端标识和所述源波束标识，获取所述终端在所述源波束进行业务传输的上下文信息，并将所述上下文信息发送至DU；
DU在接收所述终端上下文信息后，将所述上下文信息同步于所述目标波束。
可选的，所述挂起针对所述终端的卫星侧RLC的步骤，包括以下一种或多种：
针对所述终端，保留当前的RLC SDU、保留当前的RLC SDU分段、保留当前的RLCPDU、维持当前的状态变量取值、保持定时器当前的数值和暂停计时和暂停数据传输。
可选的，所述恢复针对所述终端的卫星侧RLC的步骤，包括以下一种或多种：
针对所述终端，恢复暂停的定时器、基于存储的状态变量取值恢复数据传输、将保留的RLC SDU、RLC SDU分段和/或RLC PDU继续进行下行传输、继续接收上行数据。
可选的，所述基于所述源波束标识确定由所述源波束至所述目标波束的切换为星间切换或星内切换，包括：
根据所述源波束标识确定源波束所属的第一卫星；
根据所述目标波束的标识确定所述目标波束所属的第二卫星；
判断所述第一卫星和所述第二卫星是否为同一卫星，若是，确定由所述源波束至所述目标波束的切换为星内切换；若否，确定由所述源波束至所述目标波束的切换为星间切换。
在本发明实施例的第三方面，提供了一种应用于终端的卫星通信装置，所述装置包括：
发送模块，用于检测到自身无线链路连接失败，挂起终端侧无线链路控制层协议RLC后，基于目标波束向目标卫星发送第一消息；所述第一消息携带终端标识和源波束标识；所述源波束为所述终端在未挂起所述终端侧RLC前，传输业务数据的波束。
可选的，所述第一消息为重建请求消息。
可选的，所述装置还包括：第一恢复模块，用于接收所述目标卫星发送的恢复业务消息，根据所述恢复业务消息恢复终端侧RLC，并在所述目标波束恢复业务传输。
在本发明实施例的第四方面，提供了一种应用于卫星的卫星通信装置，所述装置包括：
接收模块，用于接收终端发送的第一消息，所述第一消息为所述终端在检测到自身无线链路连接失败，挂起终端侧无线链路控制层协议RLC后，基于目标波束向目标卫星发送的消息；所述第一消息携带终端标识和源波束标识；所述源波束为所述终端在未挂起所述终端侧RLC前，传输业务数据的波束。
可选的，所述第一消息为重建请求消息。
可选的，所述装置还包括：同步模块，用于在接收所述第一消息后，挂起针对所述终端的卫星侧RLC，根据所述终端标识和所述源波束标识，获取所述终端在所述源波束进行业务传输的上下文信息，并将所述上下文信息同步于所述目标波束。
可选的，所述装置还包括：第二恢复模块，用于恢复针对所述终端的卫星侧RLC，向所述终端发送第二消息，所述第二消息用于指示所述终端恢复所述终端侧RLC，并在所述目标波束恢复业务传输。
可选的，所述第二消息为恢复业务消息。
可选的，所述装置还包括：
确定模块，用于在挂起针对所述终端的卫星侧RLC之前，基于所述源波束标识确定由所述源波束至所述目标波束的切换为星间切换或星内切换；若为星内切换，触发所述同步模块；若为星间切换，向所述终端发送重建业务消息，所述重建业务消息用于指示所述终端在所述目标波束重建业务传输。
可选的，所述装置还包括：
第一鉴权模块，用于向核心网发送第三消息，所述第三消息包含第一安全参数，以使所述核心网在自身的第二安全参数与所述第一安全参数一致时，通过第一鉴权；
第二鉴权模块，用于在通过所述第一鉴权后，向所述终端发送所述第三消息，以使所述终端在自身的第三安全参数与所述第一安全参数一致时，通过第二鉴权。
可选的，所述第三消息为安全验证消息。
可选的，所述同步模块，具体用于执行以下一种或多种步骤：
针对所述终端，保留当前的RLC SDU、保留当前的RLC SDU分段、保留当前的RLCPDU、维持当前的状态变量取值、保持定时器当前的数值、暂停计时和暂停数据传输。
可选的，所述第二恢复模块，具体用于执行以下一种或多种步骤：
针对所述终端，恢复暂停的定时器、基于存储的状态变量取值恢复数据传输、将保留的RLC SDU、RLC SDU分段和/或RLC PDU继续进行下行传输、继续接收上行数据。
可选的，所述确定模块，具体用于：
根据所述源波束标识确定源波束所属的第一卫星；
根据所述目标波束的标识确定所述目标波束所属的第二卫星；
判断所述第一卫星和所述第二卫星是否为同一卫星，若是，确定由所述源波束至所述目标波束的切换为星内切换；若否，确定由所述源波束至所述目标波束的切换为星间切换。
本发明实施例的第五方面，还提供了一种终端，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述任一应用于终端的卫星通信方法。
本发明实施例的第六方面，还提供了一种卫星，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述任一应用于卫星的卫星通信方法。
在本发明实施的第七方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一卫星通信方法。
本发明实施例有益效果：
本发明实施例提供的一种卫星通信方法、装置及卫星，可以接收终端发送的重建请求消息，重建请求消息为终端在检测到自身无线链路连接失败，挂起终端侧RLC后，基于目标波束向目标卫星发送的消息。重建请求消息中包括终端标识、源波束标识。源波束为终端在未挂起终端侧RLC前，传输业务数据的波束。挂起针对终端的卫星侧RLC，根据终端标识和源波束标识，获取终端在源波束进行业务传输的上下文信息，并将上下文信息同步于目标波束。恢复针对终端的卫星侧RLC，向终端发送恢复业务消息，恢复业务消息用于指示终端恢复终端侧RLC，并在目标波束恢复业务传输。因为在终端检测到连接失败后会挂起RLC，并且在卫星收到终端发送重建请求消息后也会挂起针对终端的卫星侧RLC，直至将上下文信息同步于目标波束后，卫星通过目标波束，根据同步后的上下文信息恢复卫星侧RLC，重新恢复原来的通信流程，并发送恢复业务消息指示终端恢复终端侧RLC，相当于终端与卫星在目标波束中重新进行在源波束未完成的传输流程，继续业务传输，可以避免在卫星高速移动状态下，波束切换过程中可能出现的业务数据中断的问题，减少将源波束切换至目标波束时带来的业务数据损失，提升用户体验。
并且，相较于现有技术，通过本方案无需终端对邻波束信息持续测量，并上传测量报告，也无需终端上报位置信息和要求终端具备GNSS模块，降低了对终端处理能力和耗电的需求，减少了终端所需成本。
当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1为本发明实施例提供的一种卫星通信方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的另一种卫星通信方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的一体式星地分工模式下的卫星通信流程图；
图4为本发明实施例提供的分离式星地分工模式下的卫星通信流程图；
图5为本发明实施例提供的一种卫星通信装置的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的卫星的一种结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员基于本申请所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
卫星相对地面运动速度非常快，终端需要星内波束间和星间频繁切换，每一次波束切换都会带来业务数据的丢失。同时由于物联网或低速率数据终端的处理能力较低，且对耗电也有严格要求。因此，物联网或低速率数据终端不宜持续测量邻波束信号、并进行测量报告上报，也不宜频繁上报位置信息。有的终端甚至不具备GNSS模块。所以，接入网侧缺少必要输入信息，无法进行有效的切换判决。
为了解决上述技术问题，本申请提供了一种卫星通信方法，如图1所示，图1为本发明实施例提供的一种卫星通信方法的流程图，包括：
步骤S101，接收终端发送的重建请求消息，重建请求消息为终端在检测到自身无线链路连接失败，挂起终端侧RLC后，基于目标波束向目标卫星发送的消息。
在本实施例中，处于连接状态的终端（User Equipment，UE）在检测到无线链路连接失败时，会触发RRC（Radio Resource Control，无线资源控制）重建流程。具体的，终端会挂起终端侧RLC（Radio Link Control，无线链路层控制），然后搜索网络中的下行信号，选择超过门限的波束作为RRC重建的目标波束，然后基于目标波束向卫星发送重建请求消息。
在本实施例中，超过门限的波束可以理解为信号超过预设阈值的波束。终端可以选择任一超过门限的波束作为RRC重建的目标波束，也可以选择信号最优的波束作为目标波束。
RLC层位于RRC层和MAC（Media Access Control，媒体访问控制）层之间。
在本实施例中，重建请求消息包括终端标识（ID，Identity）和源波束标识。终端标识用于标识用户信息。源波束为终端在未挂起终端侧RLC前，传输业务数据的波束。
步骤S102，挂起针对终端的卫星侧RLC，根据终端标识和源波束标识，获取终端在源波束进行业务传输的上下文信息，并将上下文信息同步于目标波束。
本发明的一个实施例中，挂起RLC可以包括以下一种或多种：针对终端，保留当前的RLC SDU、保留当前的RLC SDU分段、保留当前的RLC PDU、维持当前的状态变量取值、保持定时器当前的数值、暂停计时和暂停数据传输。
其中，SDU（Service Data Unit，业务数据单元）用于在RLC层之间传递数据。RLCSDU分段是指对较大的RLC SDU进行分割，拆分成较小的数据分段。RLC PDU（Protocol DataUnit，协议数据单元）是在对RLC SDU分段和封装之后形成的，用于无线链路之间传递数据。发送端的RLC层对RLC SDU进行分割，获得RLC SDU分段。由接收端对RLC SDU分段进行封装。
本领域技术人员可以理解，卫星通信中，卫星用于承载接入网，RLC层属于接入网的一部分。在通信过程中，终端接入的卫星中，针对该终端分配有RLC层资源，本发明实施例中，本发明实施例中，挂起针对终端的卫星侧RLC，是指挂起接入卫星中为终端分配的RLC层，即暂停RLC层的原有处理步骤。
本发明实施例中，上下文信息可以包括未处理完成的RLC层数据，定时器信息，以及SN（Serial Number，序列号）状态，数据发送和接收状态等。
其中，处理完成的RLC层数据是指经过RLC层处理后发送至终端，且确认终端已收到的RLC层数据，对于未处理完成的RLC层数据，例如未处理完成的RLC PDU、RLC SDU分段、RLC SDU，需要作为上下文信息，同步至目标波束。
步骤S103，恢复针对终端的卫星侧RLC，向终端发送恢复业务消息，恢复业务消息用于指示终端恢复终端侧RLC，并在目标波束恢复业务传输。
在本实施例中，因为上下文信息为终端在源波束进行业务传输的信息，包括未处理完成的RLC层数据。因此在将上下文信息同步至目标波束后，卫星可以在目标波束恢复卫星侧RLC，并指示终端恢复终端侧RLC，从而可以根据转移至目标波束的上下文信息，基于目标波束恢复业务传输，即继续进行源波束中未完成的传输流程。
本发明的一个实施例中，恢复针对终端的卫星侧RLC的步骤，包括以下一种或多种：针对终端，恢复暂停的定时器、基于存储的状态变量取值恢复数据传输、将保留的RLCSDU、RLC SDU分段和/或RLC PDU继续进行下行传输、继续接收上行数据。
在本实施例中，可以接收终端发送的重建请求消息，重建请求消息为终端在检测到自身无线链路连接失败，挂起终端侧RLC后，基于目标波束向目标卫星发送的消息。重建请求消息中包括终端标识、源波束标识。源波束为终端在未挂起终端侧RLC前，传输业务数据的波束。挂起针对终端的卫星侧RLC，根据终端标识和源波束标识，获取终端在源波束进行业务传输的上下文信息，并将上下文信息同步于目标波束。恢复针对终端的卫星侧RLC，向终端发送恢复业务消息，恢复业务消息用于指示终端恢复终端侧RLC，并在目标波束恢复业务传输。因为在终端检测到连接失败后会挂起终端侧RLC，并且在卫星收到终端发送重建请求消息后也会挂起针对终端的卫星侧RLC，直至将上下文信息同步于目标波束后，卫星通过目标波束，根据同步后的上下文信息恢复卫星侧RLC，重新恢复原来的通信流程，并发送恢复业务消息指示终端恢复终端侧RLC，相当于终端与卫星在目标波束中重新进行在源波束未完成的传输流程，继续业务传输，可以避免在卫星高速移动状态下，波束切换过程中可能出现的业务数据中断的问题，减少将源波束切换至目标波束时带来的业务数据损失，提升用户体验。
另外，因为在本方案中的终端不需持续测量邻波束信号，上报测量报告，也不用频繁上报位置信息至接入网。因此在本发明实施例中的终端可以为处理能力较低、对耗电有严格要求的一些低成本终端。例如，可以是物联网终端或低速率数据终端等。同时也可以为不具备GNSS模块的终端。
对于卫星通信系统，卫星相对地面运动速度非常快，终端需要星内波束间和星间波束频繁切换。在波束切换过程中，根据场景的不同，源波束与目标波束的切换可以分为星间切换或星内切换。因此，在挂起针对终端的卫星侧RLC之前，还需要基于源波束标识对由源波束至目标波束的切换为星间切换或星内切换进行判断。基于源波束标识确定由源波束至目标波束的切换为星间切换或星内切换，具体可以为根据源波束标识确定源波束所属的第一卫星，根据目标波束的标识确定目标波束所属的第二卫星。判断第一卫星和第二卫星是否为同一卫星，若是，确定由源波束至目标波束的切换为星内切换。若否，确定由源波束至目标波束的切换为星间切换。
例如，根据源波束的标识确定源波束所属的第一卫星为卫星1，根据目标波束的标识确定目标波束所属的第二卫星也为卫星1。第一卫星与第二卫星是同一卫星，因此确定由源波束至目标波束的切换为星内切换。若根据源波束的标识确定源波束所属的第一卫星为卫星1，根据目标波束的标识确定目标波束所属的第二卫星为卫星2。第一卫星与第二卫星不是同一卫星，因此确定由源波束至目标波束的切换为星间切换。
若为星内切换，执行前述挂起针对终端的卫星侧RLC的步骤。若为星间切换，向终端发送重建业务消息，重建业务消息用于指示终端在目标波束重建业务传输。此时，RLC会重置所有定时器，将所有状态变量重置为初始值，并丢弃所有的RLC SDU、RLC SDU分段和RLC PDU。
针对星内切换和星间切换两种不同的场景，本申请对应提供了不同的处理方式。如图2所示，图2为本发明实施例提供的另一种卫星通信方法的流程图，包括：
步骤S201，终端指示挂起操作。
连接态UE检测到无线链路失败，触发RRC重建流程，终端挂起终端侧RLC。
步骤S202，发送重建请求。
终端挂起终端侧RLC后，终端向接入网RRC层（接入网承载在卫星上）发送重建请求消息。
步骤S203，接入网指示挂起操作。
接入网在收到重建请求消息后，接入网RRC层指示挂起接入网侧RLC。
步骤S204，发送恢复业务消息或重建业务消息。
根据星内跨波束、跨星环境决定切换模式。具体的，基于源波束标识确定由源波束至目标波束的切换为星间切换或星内切换。如果是星内切换则发送恢复业务消息。如果是星间切换则发送重建业务消息。
步骤S205，指示恢复或重建。
若终端接收到消息为恢复业务消息，则在目标波束恢复终端侧RLC，并在目标波束恢复业务传输。若终端接收到的消息为重建业务消息，则在目标波束重建业务传输。
步骤S206，发送业务恢复完成消息或业务重建完成消息。
在终端恢复业务或重建业务完成后，发送业务恢复完成消息或业务重建完成消息至接入网。
步骤S207，指示恢复或重建。
若接入网接收到的消息为业务恢复完成消息，则恢复接入网侧RLC。若接入网接收到的消息为业务重建完成消息，则重建接入网侧RLC。
在本实施例中，基于源波束标识可以确定由源波束至目标波束的切换为星间切换或星内切换。根据星内或星间环境的不同，可以对RLC与业务选择重建或恢复。针对不同的场景选择不同的处理流程，更进一步地确保了业务的连续性。
为了确保终端和卫星的身份和信息安全，保证网络安全和网络质量，需要进行鉴权。
在本实施例中，通过卫星向核心网AMF（Access and Mobility ManagementFunction，接入及移动性管理功能）发送安全消息进行第一次鉴权，然后卫星再发送安全消息至终端进行第二次鉴权，以此实现双向鉴权，确保通信过程的安全性。
核心网基于安全密钥和NAS Count（Non-Access Stratum Count，非接入层计数器）生成鉴权信息。其中，安全密钥用于加密和解密通信数据，是一种用于保护通信数据安全的密码学密钥。NAS Count是一个递增的计数器，可以防止重放攻击和保证鉴权信息的唯一性。每次进行鉴权过程时，NAS Count都会自增，确保生成的鉴权信息不会被重复使用。AMF通过结合安全密钥和NAS Count，能够生成一个唯一的、与特定鉴权过程相关的鉴权信息。这个鉴权信息可以用于验证用户终端的身份和权限，并确保通信过程的安全性。
卫星通信系统中有两种常见的结构模式，分别为一体式星地分工模式和分离式星地分工模式。卫星中有两个逻辑网元，分别为CU（Centralized Unit，集中单元）和DU（Distributed Unit，分布单元）。对应于不同的场景和需求，CU和DU可以分开部署，也可以一体部署。一体式星地分工模式中CU和DU是一体部署的。在分离式星地分工模式中CU与DU是分开部署的。
CU支持协议栈的上层，用于执行RRC层、SDAP（service data adaptationprotocol，业务数据适配协议）层和PDCP（packet data convergence protocol，分组数据汇聚层协议）层等的功能。DU支持协议栈的下层，用于执行RLC层、MAC层和PHY（physical，物理）层等的功能。在DU和CU之间通过F1接口通信。
为了对针对双向鉴权的具体步骤和卫星通信系统中两种不同的结构模式进行进一步说明，本申请提供了两个示例性的场景。
场景1为一体式星地分工模式的卫星通信流程，如图3所示，图3为本发明实施例提供的一体式星地分工模式下的卫星通信流程图，包括：
S301，终端检测到无线链路失败。
处于连接状态的终端检测到无线链路失败时，触发RRC重建流程。
S302，发送RRC重建请求消息。
UE搜索网络中的下行信号，选择信号最优的波束作为链路RRC重建的目标波束，通过RACH（Random Access Channel，随机接入信道）发送RRCReestablishmentRequest（RRC重建请求）消息，RRC重建请求消息中主要包含UE ID（终端标识）、源BEAM ID（波束标识）等参数。
S303，卫星从源波束中获取终端上下文信息。
卫星根据RRC重建请求消息中源波束标识和终端标识，从源波束获取终端上下文信息。其中，终端上下文信息包括未处理的RLC PDU。
S304，发送接入响应。
卫星发送接入响应至终端，通知终端已基于目标波束与卫星建立连接。
S305，发送RAN CP重新定位消息。
卫星向核心网AMF发送携带第一安全参数的RAN CP Relocation Indication（Radio Access Network Control Plane Relocation Indication，无线接入网络控制平面重新定位）消息。
RAN CP Relocation Indication消息可以理解为发生重建时， RAN CP向AMF发送的指示消息。AMF根据这个指示消息，对终端进行鉴权操作，并将结果反馈至接入网。
S306，NAS身份验证。
核心网AMF基于安全密钥和NAS Count生成第二安全参数，与RAN CP重新定位消息中的第一安全参数进行比较，若两者一致，则第一次鉴权通过。
S307，发送连接建立指示消息。
在第一次鉴权通过后，AMF向卫星发送Connection Establish Indication（连接建立指示）消息，连接建立指示消息中携带第一安全参数。
S308，物联网RRC重建。
卫星在接收到AMF发送的连接建立指示消息后，向终端发送RRCReestablishment（RRC重建）消息，在RRC重建消息中携带第一安全参数。
S309，NAS身份验证。
终端将RRC重建消息中的第一安全参数与终端NAS层基于安全密钥生成的第三安全参数进行比较，若二者一致，则通过第二次鉴权。
S310，物联网RRC重建完成消息。
终端向卫星发送RRCReestablishmentComplete（RRC重建完成）消息，完成RRC重建过程。
在执行步骤S310之后，即可根据源波束至目标波束的切换为星间切换或星内切换，进而判断针对终端执行业务重建还是业务恢复。
如果是星间切换，向终端发送重建业务消息，指示终端在目标波束重建业务传输。RLC会重置所有定时器，将所有状态变量重置为初始值，并丢弃所有的RLC SDU、RLC SDU分段和RLC PDU。
如果是星内切换，则恢复针对终端的卫星侧RLC，向终端发送恢复业务消息，指示终端恢复终端侧RLC，并在目标波束恢复业务传输。其中，恢复针对终端的卫星侧RLC的步骤，包括以下一种或多种：针对终端，恢复暂停的定时器、基于存储的状态变量取值恢复数据传输、将保留的RLC SDU、RLC SDU分段和/或RLC PDU继续进行下行传输、继续接收上行数据。
在本实施例中，针对一体式星地分工模式的卫星，处于连接状态的终端在检测到链路连接失败时，触发RRC重建流程，终端向卫星发送RRC重建请求消息。卫星可以根据RRC重建请求消息中的源波束标识和终端标识获取终端在源波束进行业务传输的上下文信息。然后进入鉴权阶段，通过卫星与AMF进行第一次鉴权。在第一次鉴权通过后，卫星再与终端进行第二次鉴权，然后终端向卫星发送RRC建立完成消息，完成RRC的重建过程。在本实施例中，通过双向鉴权确保了终端和卫星的身份和信息安全，以及整个通信过程的安全。
场景2为分离式星地分工模式的卫星通信流程，卫星采用CU-DU分离架构，如图4所示，图4为本发明实施例提供的分离式星地分工模式下的卫星通信流程图，包括：
步骤S401，终端检测到无线链路失败。
处于连接状态的终端检测到无线链路连接失败，触发RRC重建流程。
步骤S402，终端发送RRC重建请求消息。
终端搜索网络中的下行信号，选择信号超过门限的波束作为链路重建的目标波束，并通过RACH向目标波束发送重建请求消息。重建请求消息中主要包含UE ID、源BEAM ID等参数。
步骤S403，DU发送RRC重建请求消息。
DU在接收到重建请求消息后，将重建请求消息转发至CU。
步骤S404，CU从源波束中获取终端上下文信息。
CU根据重建请求消息中源波束标识和终端标识，获取终端上下文信息。其中，终端上下文信息包括未处理的RLC PDU。
步骤S405，CU发送终端上下文设置请求消息。
CU在获取到终端上下文信息后，发送终端上下文信息设置请求消息至DU。
步骤S406，DU发送随机访问响应至终端。
DU在接收到终端上下文设置请求消息后，发送接入响应至终端，通知终端已基于目标波束与卫星建立连接。
步骤S407，DU返回终端上下文设置响应消息至CU。
DU在接收到终端上下文设置请求消息后，发送终端上下文设置响应消息回应CU。
步骤S408，CU向核心网发送RAN CP重新定位消息。
CU向核心网AMF发送RAN CP重新定位消息，在该消息中携带第一安全参数。
步骤S409，核心网进行NAS身份验证。
核心网基于安全密钥和NAS Count生成鉴权信息，即第二安全参数，并与RAN CP重新定位消息中的第一安全参数进行比较，若两者一致，则第一次鉴权通过。
步骤S410，核心网向CU发送连接建立指示消息。
第一次鉴权通过后，核心网向CU发送携带第一安全参数的连接建立指示消息。
步骤S411，CU向DU进行RRC消息传输。
在CU接收到携带第一安全参数的连接建立指示消息后，进行DL（Downlink，下行）RRC信息传输，向DU发送RRC重建消息。
步骤S412，DU向终端发送RRC重建消息。
DU在接收到CU发送RRC重建消息后，将RRC重建消息转发至终端，在RRC重建消息中包含第一安全参数。
步骤S413，终端进行NAS身份验证。
终端NAS层基于安全密钥生成的第三安全参数，然后将RRC重建消息中的第一安全参数与第三安全参数进行比较。若二者一致，则通过第二次鉴权。
步骤S414，终端向DU发送RRC重建完成消息。
在通过第二次鉴权后，终端向DU发送RRC重建完成消息。
步骤S415，DU向CU发送RRC重建完成消息。
DU在接收到RRC重建完成消息后，进行UL（Uplink，上行）RRC信息传输，将RRC重建完成消息转发至CU，完成RRC重建过程。
在执行步骤S415之后，即可根据源波束至目标波束的切换为星间切换或星内切换，进而判断针对终端执行业务重建还是业务恢复。
如果是星间切换，向终端发送重建业务消息，指示终端在目标波束重建业务传输。RLC会重置所有定时器，将所有状态变量重置为初始值，并丢弃所有的RLC SDU、RLC SDU分段和RLC PDU。
如果是星内切换，则恢复针对终端的卫星侧RLC，向终端发送恢复业务消息，指示终端恢复终端侧RLC，并在目标波束恢复业务传输。其中，恢复针对终端的卫星侧RLC的步骤，包括以下一种或多种：针对终端，恢复暂停的定时器、基于存储的状态变量取值恢复数据传输、将保留的RLC SDU、RLC SDU分段和/或RLC PDU继续进行下行传输、继续接收上行数据。在本实施例中，针对分离式星地分工模式的卫星，在终端检测到连接失败触发RRC重建后，由DU负责与终端之间的通信，由CU负责与核心网之间的通信，实现RRC的重建过程。对于分离式星地分工模式下的卫星，通过本实施例，可以避免终端在波束切换过程中业务数据中断的问题，减少波束切换带来的业务数据损失。同时，通过双向鉴权可以确保整个通信过程的安全。
基于相同的发明构思，本申请相应地提供了一种卫星通信装置，如图5所示，图5为本发明实施例提供的一种卫星通信装置的结构示意图，包括：
接收模块501，用于接收终端发送的重建请求消息，重建请求消息为终端在检测到自身无线链路连接失败，挂起终端侧RLC后，基于目标波束向目标卫星发送的消息，重建请求消息包括终端标识和源波束标识，源波束为终端在未挂起终端侧RLC前，传输业务数据的波束。
同步模块502，用于挂起针对终端的卫星侧RLC，根据终端标识和源波束标识，获取终端在源波束进行业务传输的上下文信息，并将上下文信息同步于目标波束。
恢复模块503，用于恢复针对终端的卫星侧RLC，向终端发送恢复业务消息，恢复业务消息用于指示终端恢复终端侧RLC，并在目标波束恢复业务传输。
在本实施例中，通过接收模块501接收终端发送的重建请求消息，重建请求消息为终端在检测到自身无线链路连接失败，挂起终端侧RLC后，基于目标波束向目标卫星发送的消息。重建请求消息中包括终端标识、源波束标识。源波束为终端在未挂起所述终端侧RLC前，传输业务数据的波束。通过同步模块502挂起针对终端的卫星侧RLC，根据终端标识和源波束标识，获取终端在源波束进行业务传输的上下文信息，并将上下文信息同步于目标波束。通过恢复模块503恢复针对终端的卫星侧RLC，向终端发送恢复业务消息，恢复业务消息用于指示终端恢复终端侧RLC，并在目标波束恢复业务传输。因为在终端检测到连接失败后会挂起终端侧RLC，并且在卫星收到终端发送重建请求消息后也会挂起针对终端的卫星侧RLC，直至将上下文信息同步于目标波束后，卫星通过目标波束，根据同步后的上下文信息恢复卫星侧RLC，重新恢复原来的通信流程，并发送恢复业务消息指示终端恢复终端侧RLC，相当于终端与卫星在目标波束中重新进行在源波束未完成的传输流程，继续业务传输，可以避免在卫星高速移动状态下，波束切换过程中可能出现的业务数据中断的问题，减少将源波束切换至目标波束时带来的业务数据损失，提升用户体验。
在一种可能的实施例中，该装置还包括：
确定模块，用于在挂起针对终端的卫星侧RLC之前，基于源波束标识确定由源波束至目标波束的切换为星间切换或星内切换；
若为星内切换，执行挂起针对终端的卫星侧RLC的步骤；
若为星间切换，向终端发送重建业务消息，重建业务消息用于指示终端在目标波束重建业务传输。
在一种可能的实施例中，该装置还包括：
第一鉴权模块，用于向核心网发送安全消息，安全消息包含第一安全参数，以使核心网在自身的第二安全参数与第一安全参数一致时，通过第一鉴权；
第二鉴权模块，用于在通过第一鉴权后，向终端发送安全消息，以使终端在自身的第三安全参数与第一安全参数一致时，通过第二鉴权。
在一种可能的实施例中，同步模块，具体用于当卫星为分离式星地分工模式，挂起针对终端的卫星侧RLC，CU根据终端标识和源波束标识，获取终端在源波束进行业务传输的上下文信息，并将上下文信息发送至分布单元；
DU在接收终端上下文信息后，将上下文信息同步于目标波束。
在一种可能的实施例中，同步模块，具体用于执行以下一种或多种步骤：
针对终端，保留当前的RLC SDU、保留当前的RLC SDU分段、保留当前的RLC PDU、维持当前的状态变量取值、保持定时器当前的数值、暂停计时和暂停数据传输。
在一种可能的实施例中，恢复模块，具体用于执行以下一种或多种步骤：
针对终端，恢复暂停的定时器、基于存储的状态变量取值恢复数据传输、将保留的RLC SDU、RLC SDU分段和/或RLC PDU继续进行下行传输、继续接收上行数据。
在一种可能的实施例中，确定模块，具体用于：
根据源波束标识确定源波束所属的第一卫星；
根据目标波束的标识确定目标波束所属的第二卫星；
判断第一卫星和第二卫星是否为同一卫星，若是，确定由源波束至目标波束的切换为星内切换；若否，确定由源波束至目标波束的切换为星间切换。
本发明实施例还提供了一种卫星，如图6所示，包括处理器601、通信接口602、存储器603和通信总线604，其中，处理器601，通信接口602，存储器603通过通信总线604完成相互间的通信，
存储器603，用于存放计算机程序；
处理器601，用于执行存储器603上所存放的程序时，实现如下步骤：
接收终端发送的重建请求消息，重建请求消息为终端在检测到自身无线链路连接失败，挂起终端侧RLC后，基于目标波束向目标卫星发送的消息；重建请求消息包括终端标识和源波束标识；源波束为终端在未挂起终端侧RLC前，传输业务数据的波束；
挂起针对终端的卫星侧RLC，根据终端标识和源波束标识，获取终端在源波束进行业务传输的上下文信息，并将上下文信息同步于目标波束；
恢复针对终端的卫星侧RLC，向终端发送恢复业务消息，恢复业务消息用于指示终端恢复终端侧RLC，并在目标波束恢复业务传输。
上述卫星提到的通信总线可以是外设部件互连标准（Peripheral ComponentInterconnect，PCI）总线或扩展工业标准结构（Extended Industry StandardArchitecture，EISA）总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口用于上述卫星与其他设备之间的通信。
存储器可以包括随机存取存储器（Random Access Memory，RAM），也可以包括非易失性存储器（Non-Volatile Memory，NVM），例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器（Central Processing Unit，CPU）、网络处理器（Network Processor，NP）等；还可以是数字信号处理器（Digital SignalProcessor，DSP）、专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array，FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
在本发明提供的又一实施例中，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内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一一种卫星通信方法的步骤。
在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中任一一种卫星通信方法。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线（例如同轴电缆、光纤、数字用户线（DSL））或无线（例如红外、无线、微波等）方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质（例如固态硬盘Solid State Disk (SSD)）等。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、卫星、计算机可读存储介质以及计算机程序产品实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (12)

1.一种卫星通信方法，其特征在于，所述方法包括：
接收终端发送的重建请求消息，所述重建请求消息为所述终端在检测到自身无线链路连接失败，挂起终端侧无线链路控制层协议RLC后，基于目标波束向目标卫星发送的消息；所述重建请求消息携带终端标识和源波束标识；所述源波束为所述终端在未挂起所述终端侧RLC前，传输业务数据的波束；
挂起针对所述终端的卫星侧RLC，根据所述终端标识和所述源波束标识，获取所述终端在所述源波束进行业务传输的上下文信息，并将所述上下文信息同步于所述目标波束；
恢复针对所述终端的卫星侧RLC，向所述终端发送恢复业务消息，所述恢复业务消息用于指示所述终端恢复所述终端侧RLC，并在所述目标波束恢复业务传输。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在挂起针对所述终端的卫星侧RLC之前，所述方法还包括：
基于所述源波束标识确定由所述源波束至所述目标波束的切换为星间切换或星内切换；
若为星内切换，执行所述挂起针对所述终端的卫星侧RLC的步骤；
若为星间切换，向所述终端发送重建业务消息，所述重建业务消息用于指示所述终端在所述目标波束重建业务传输。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
向核心网发送安全消息，所述安全消息包含第一安全参数，以使所述核心网在自身的第二安全参数与所述第一安全参数一致时，通过第一鉴权；
在通过所述第一鉴权后，向所述终端发送所述安全消息，以使所述终端在自身的第三安全参数与所述第一安全参数一致时，通过第二鉴权。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述卫星为分离式星地分工模式，所述挂起针对所述终端的卫星侧RLC，根据所述终端标识和所述源波束标识，获取所述终端在所述源波束进行业务传输的上下文信息，并将所述上下文信息同步于所述目标波束，包括：
挂起针对所述终端的卫星侧RLC，集中单元CU根据所述终端标识和所述源波束标识，获取所述终端在所述源波束进行业务传输的上下文信息，并将所述上下文信息发送至分布单元DU；
所述DU在接收所述终端上下文信息后，将所述上下文信息同步于所述目标波束。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述挂起针对所述终端的卫星侧RLC的步骤，包括以下一种或多种：
针对所述终端，保留当前的RLC SDU、保留当前的RLC SDU分段、保留当前的RLC PDU、维持当前的状态变量取值、保持定时器当前的数值、暂停计时和暂停数据传输。
6.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述恢复针对所述终端的卫星侧RLC的步骤，包括以下一种或多种：
针对所述终端，恢复暂停的定时器、基于存储的状态变量取值恢复数据传输、将保留的RLC SDU、RLC SDU分段和/或RLC PDU继续进行下行传输、继续接收上行数据。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述源波束标识确定由所述源波束至所述目标波束的切换为星间切换或星内切换，包括：
根据所述源波束标识确定源波束所属的第一卫星；
根据所述目标波束的标识确定所述目标波束所属的第二卫星；
判断所述第一卫星和所述第二卫星是否为同一卫星，若是，确定由所述源波束至所述目标波束的切换为星内切换；若否，确定由所述源波束至所述目标波束的切换为星间切换。
8.一种卫星通信装置，其特征在于，所述装置包括：
接收模块，用于接收终端发送的重建请求消息，所述重建请求消息为所述终端在检测到自身无线链路连接失败，挂起终端侧无线链路控制层协议RLC后，基于目标波束向目标卫星发送的消息；所述重建请求消息携带终端标识和源波束标识；所述源波束为所述终端在未挂起所述终端侧RLC前，传输业务数据的波束；
同步模块，用于挂起针对所述终端的卫星侧RLC，根据所述终端标识和所述源波束标识，获取所述终端在所述源波束进行业务传输的上下文信息，并将所述上下文信息同步于所述目标波束；
恢复模块，用于恢复针对所述终端的卫星侧RLC，向所述终端发送恢复业务消息，所述恢复业务消息用于指示所述终端恢复所述终端侧RLC，并在所述目标波束恢复业务传输。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
确定模块，用于在挂起针对所述终端的卫星侧RLC之前，基于所述源波束标识确定由所述源波束至所述目标波束的切换为星间切换或星内切换；若为星内切换，触发所述同步模块；若为星间切换，向所述终端发送重建业务消息，所述重建业务消息用于指示所述终端在所述目标波束重建业务传输。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第一鉴权模块，用于向核心网发送安全消息，所述安全消息包含第一安全参数，以使所述核心网在自身的第二安全参数与所述第一安全参数一致时，通过第一鉴权；
第二鉴权模块，用于在通过所述第一鉴权后，向所述终端发送所述安全消息，以使所述终端在自身的第三安全参数与所述第一安全参数一致时，通过第二鉴权。
11.一种卫星，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-7任一所述的方法。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一所述的方法。
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