WO2025208477A1 - 存储转发通信方法 - Google Patents
存储转发通信方法Info
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- WO2025208477A1 WO2025208477A1 PCT/CN2024/086044 CN2024086044W WO2025208477A1 WO 2025208477 A1 WO2025208477 A1 WO 2025208477A1 CN 2024086044 W CN2024086044 W CN 2024086044W WO 2025208477 A1 WO2025208477 A1 WO 2025208477A1
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- satellite
- message
- rrc
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- network
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/14—Relay systems
- H04B7/15—Active relay systems
- H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
Definitions
- Figure 1A illustrates the workflow of a conventional NTN system in normal mode.
- a satellite-accessed UE exchanges signaling and data services with the terrestrial network. This requires that both the service link and feeder link between the satellite-accessed UE and the remote terrestrial network be active simultaneously. Therefore, when the UE interacts with the satellite via the service link, a continuous end-to-end connection path exists between the UE, the satellite, and the terrestrial network.
- FIG. 1B illustrates the workflow of a conventional NTN system in S&F mode.
- the S&F mode is a store-and-forward mode, meaning that the end-to-end exchange of signaling/data traffic is now handled as a combination of two non-simultaneous steps (steps A and B in Figure 1B).
- step A the satellite is not simultaneously connected to the terrestrial network, and signaling/data is exchanged between the UE and the satellite. This means that the satellite can operate a service link without an active feeder link connection.
- step B the satellite is connected to the terrestrial network, enabling communication between the satellite and the terrestrial network. This means that the satellite can operate a feeder link without an active service link connection.
- the satellite moves from being connected to the UE in step A to being connected to the terrestrial network in step B.
- Changes in network nodes can cause changes in the interface. Therefore, enhancing the interface to support link switching in S&F mode is a challenge that needs to be addressed.
- step A when the satellite connects to the UE, the UE enters the connected state. While in the connected state, the UE performs radio link monitoring (RLM). The satellite continues to move until it eventually loses connection with the UE. During the RLM process, the UE detects a radio link failure (RLF). Since security is not yet activated, the UE enters the idle state. The satellite then continues to move, entering step B. At this point, the satellite can send and receive information with external networks (such as ground stations). The satellite then continues to move, returning to step A. When the satellite needs to send information to the UE again, it cannot do so because the UE has already entered the idle state.
- RLM radio link monitoring
- the present invention provides a store-and-forward communication method for use in a satellite, wherein the satellite is connected to at least one UE and a ground network for communication to complete data transmission, a second timer and a second maximum timer are set in the satellite, and the method comprises: when the satellite is connected to the UE, sending downlink data to the UE/receiving downlink data from the UE when the second timer does not exceed the second maximum timer; uplink data; and when the satellite is connected to the ground network, sending uplink data to the ground network/receiving downlink data from the ground network.
- the present invention also provides a store-and-forward communication method for use in a UE, wherein the UE is connected to a satellite and a ground network for communication to complete data transmission, a second timer and a second maximum timing time are set in the satellite, and the method includes: when the UE is connected to the satellite, sending a first message carrying uplink data to the satellite/receiving a second message carrying downlink data.
- the first message is at least one of the following:
- the second message is at least one of the following:
- the present invention also provides a store-and-forward communication method for use in a terrestrial network, wherein the terrestrial network is connected to a satellite and a UE for communication to complete data transmission.
- the method comprises: the terrestrial network receives a third message carrying uplink data from the satellite/the terrestrial network sends a fourth message carrying downlink data to the terrestrial network, wherein the third message is a NAS message/initial UE message, and the fourth message is a paging message.
- the ground network After the ground network is disconnected from the satellite, it enters at least one of the following states:
- the present invention reflects the connection status of the air interface by setting a second timer on the satellite side, further quickly determines whether to directly send downlink data or receive uplink data when connected to the UE, and improves the efficiency of storage and forwarding.
- the present invention also provides a store-and-forward communication method for use in a user equipment (UE), wherein the UE is connected to a satellite and a terrestrial network for data transmission.
- the method comprises: when the UE is connected to the satellite, sending a first message carrying uplink data to the satellite and receiving a second message carrying downlink data.
- the present invention significantly improves the data transmission efficiency of UEs in an NTN system.
- a store-and-forward communication method for use in a terrestrial network wherein the terrestrial network is communicatively connected to a satellite and a user equipment (UE) to perform data transmission.
- the method comprises: the terrestrial network receiving a third message carrying uplink data from the satellite and sending a fourth message carrying downlink data to the satellite.
- the third message is a NAS message or an initial UE message
- the fourth message is a paging message.
- the present invention also provides a store-and-forward communication method, a store-and-forward communication method, used in a satellite, wherein the satellite is connected to a ground network and a UE in communication to complete data transmission, the method comprising: when the satellite is connected to the UE, receiving a fifth message carrying uplink data from the UE; and when the satellite is connected to the ground network, receiving a first message carrying downlink data from the ground network.
- the present invention greatly improves the data storage and forwarding efficiency of satellites in the NTN system.
- the present invention also provides a store-and-forward communication method for use in a satellite, wherein the satellite is communicatively connected with at least one UE and a terrestrial network to complete data transmission, wherein the method comprises:
- the present invention also provides a store-and-forward communication method for use in a satellite, wherein the satellite is communicatively connected to at least one UE and a terrestrial network to complete data transmission.
- the method comprises: when the satellite is connected to the UE, the satellite determines to maintain an RRC connection with the UE, the satellite performs an RRC connection maintenance operation for the UE, wherein the UE suspends RLM/RLF and starts an AS/NAS timer.
- the satellite When the satellite is connected to the terrestrial network, the satellite notifies the terrestrial network of the UE's RRC connection maintenance status; the satellite performs an ECM/CM connection suspension operation for the terrestrial network, wherein the satellite and the terrestrial network store information related to resuming the RRC connection, and the terrestrial network enters an ECM/CM suspension state.
- the present invention also provides a store-and-forward communication method for use in a satellite, wherein the satellite is communicatively connected to at least one UE and a terrestrial network to complete data transmission.
- the method includes: when the satellite is connected to the UE, the satellite/the UE releases the RRC connection and performs an RRC connection release operation, wherein the UE enters an RRC connection idle state; when the satellite releases the RRC connection, the satellite triggers an RRC release procedure and sends an RRC connection release message to the UE; wherein the condition for the UE to release the RRC connection is any one of the following: the UE has completed data transmission, a first timer in the UE has expired, the UE detects RLF, and the UE independently decides to enter RRC idle.
- the satellite When the satellite is connected to the terrestrial network, the satellite notifies the terrestrial network to enter an RRC suspend state; the satellite performs the RRC suspend operation performed by the terrestrial network, and stores information related to resuming the RRC connection.
- FIG1A shows the working process of the NTN system in the normal mode in the prior art
- FIG1B shows the working process of the NTN system in the S&F mode in the prior art
- FIG. 3 is a flow chart of a store-and-forward communication method according to a first embodiment of the present invention
- FIG. 4 is a flow chart of a store-and-forward communication method according to a second embodiment of the present invention.
- FIG. 5 is a flow chart of a store-and-forward communication method according to a third embodiment of the present invention.
- FIG6 is an embodiment of a NAS message or initial UE message setting
- FIG. 8 is a flow chart of a store-and-forward communication method according to a fourth embodiment of the present invention.
- FIG. 9 is a flowchart of a store-and-forward communication method according to a fifth embodiment of the present invention.
- FIG. 10 is a flowchart of a store-and-forward communication method according to a sixth embodiment of the present invention.
- FIG. 11 is a flow chart of a store-and-forward communication method according to a seventh embodiment of the present invention.
- FIG. 12 is a flow chart of a store-and-forward communication method according to an eighth embodiment of the present invention.
- FIG. 13A is a flowchart of a store-and-forward communication method according to a ninth embodiment of the present invention.
- FIG. 13B is a detailed flow chart of a store-and-forward communication method according to a ninth embodiment of the present invention.
- FIG. 14 is a flowchart of a store-and-forward communication method according to a tenth embodiment of the present invention.
- FIG15B is a detailed flow chart of the store-and-forward communication method in the eleventh embodiment of the present invention.
- 16B is a detailed flow chart of a store-and-forward communication method according to a twelfth embodiment of the present invention.
- FIG17 is a flow chart showing an initial connection of an NTN system according to an embodiment of the present invention.
- FIG18 is a module diagram of a satellite according to one embodiment of the present invention.
- the satellite 10 When the satellite 10 is connected to the UE 20 , the satellite 10 is configured to send uplink data to the UE 20 or receive downlink data from the UE 20 when the second timer does not exceed the second maximum timing time.
- the satellite 10 configures a first timer and a first maximum timing time for the UE 20 / the UE 20 sets the first timer and the first maximum timing time, for example, redefines the first maximum timing time for the existing T300 timer, such as 30 seconds or 60 seconds.
- the second timer is associated with the first timer, and the second maximum timing time is associated with/the same as the first timing time.
- the first maximum timing time is set to one or more fixed values, or the first maximum timing time is set to one or more fixed values.
- the time is associated with the interval period of the satellite 10 .
- the satellite 10 When the satellite 10 is connected to the ground network 30 , it is used to send uplink data to the ground network/receive downlink data from the ground network 30 .
- the state of UE 20 may be a fixed state, or the state may change during the process of connecting with the satellite.
- UE 20 is in the IOT idle state throughout the entire process, where the IOT idle state refers to the RRC connection state when UE 20 suspends resources related to the RRC connection (in subsequent implementations, the IOT idle state is the same as the definition here).
- the IOT idle state refers to the RRC connection state when UE 20 suspends resources related to the RRC connection (in subsequent implementations, the IOT idle state is the same as the definition here).
- the state changes include: if UE20 has data to send or receive, the RRC state of UE20 needs to be changed from idle state or IOT idle state to RRC connected state.
- the state changes include: if the terrestrial network needs to receive data from the satellite 10 or send data, the ECM/CM state of the terrestrial network needs to change from the ECM/CM disconnected state to the ECM/CM connected state.
- the connection status of the terrestrial network includes: ECM connection/suspend state; if the terrestrial network is 5G, the connection status of the terrestrial network includes: CM connection/suspend state.
- Satellite 10 can provide communication coverage for communication devices in the geographical area it covers, and can communicate with terminal devices (including: UE 20, ground network 30, etc.) located in the coverage area.
- terminal devices including: UE 20, ground network 30, etc.
- satellite 10 can be a space station, and satellite 10 or space station carries such as: base stations, core networks, mobile switching centers, relay stations, access points, vehicle-mounted devices, wearable devices, hubs, switches, bridges, routers, network-side devices in 4G/5G/6G networks, etc.
- UE 20 includes, but is not limited to, a device configured to receive/send communication signals via a wired connection, such as via a Public Switched Telephone Network (PSTN), a Digital Subscriber Line (DSL), a digital cable, a direct cable connection; and/or another data connection/network; and/or via a wireless interface, such as for a cellular network, a Wireless Local Area Network (WLAN), a digital television network such as a DVB-H network, a satellite network, an AM-FM broadcast transmitter; and/or another user equipment; and/or an Internet of Things (IoT) device.
- PSTN Public Switched Telephone Network
- DSL Digital Subscriber Line
- WLAN Wireless Local Area Network
- IoT Internet of Things
- a UE 20 configured to communicate via a wireless interface may be referred to as a "wireless communication terminal,” “wireless terminal,” or “mobile terminal.”
- mobile terminals include, but are not limited to, satellite or cellular telephones; Personal Communications System (PCS) terminals that may combine cellular radiotelephony with data processing, fax, and data communications capabilities; PDAs that may include a radiotelephone, pager, Internet/Intranet access, a Web browser, a notepad, a calendar, and/or a Global Positioning System (GPS) receiver; and conventional laptop and/or handheld receivers or other electronic devices that include a radiotelephone transceiver.
- PCS Personal Communications System
- GPS Global Positioning System
- User equipment may be referred to as an access terminal, subscriber unit, subscriber station, mobile station, mobile station, remote station, remote user equipment, mobile device, wireless communication device, or user agent.
- the access terminal may be a cellular phone, a cordless phone, a Session Initiation Protocol (SIP) phone, a Wireless Local Loop (WLL) station, a Personal Digital Assistant (PDA), a handheld device with wireless communication capabilities, a computing device or other processing device connected to a wireless modem, an in-vehicle device, a wearable device, a user device in the network, or a user device in a future-evolved PLMN, such as a mobile phone or a laptop computer.
- SIP Session Initiation Protocol
- WLL Wireless Local Loop
- PDA Personal Digital Assistant
- the terrestrial network 30 is a network composed of network devices located on the ground, and may be a 4G, 5G, 6G, or future network.
- the terrestrial network 30 may be at least one of the following: a core network, a switch, a gateway, a server, a base station, etc.
- uplink data/downlink data is loaded into other messages for transmission to improve data transmission efficiency.
- a second timer and a second maximum timer are set on the satellite side, and the second timer is sent to the UE via the satellite.
- a first timer and a first maximum timer are configured, or the first timer and the first maximum timer are set by the UE, and a second timer is associated with the first timer.
- the satellite maintains a connection with the UE within the second maximum timer range, allowing direct data transmission, effectively ensuring the UE's connection status and improving data transmission efficiency.
- the connection status between the UE and the satellite and the connection status between the satellite and the terrestrial network can also be set to ensure the orderly operation of delay-tolerant services.
- FIG. 3 is a flow chart of a store-and-forward communication method according to a first embodiment of the present invention.
- the method is applied to a satellite 10, wherein the satellite 10 is in communication with at least one UE 20 and a terrestrial network 30 to complete data transmission.
- a second timer and a second maximum timer duration are set in the satellite 10.
- the method includes:
- step S200 when the satellite 10 is connected to the UE 20 , downlink data is sent to the UE 20 and uplink data is received from the UE 20 when the second timer does not exceed a second maximum time.
- step S202 when the satellite 10 is connected to the terrestrial network 30 , uplink data is sent to the terrestrial network 30 and downlink data is received from the terrestrial network 30 .
- the satellite 10 configures a first timer and a first maximum timing time for the UE 20 / the UE 20 sets the first timer and the first maximum timing time, for example, redefines the first maximum timing time for the existing T300 timer, such as 30 seconds or 60 seconds.
- UE20 sets the first timer and the first maximum timing time, it needs to send the first timer and the first maximum timing time to satellite 10, and satellite 10 needs to set the second timer and the second maximum timing time according to the first timer and the first maximum timing time.
- the second timer is associated with the first timer, and the second maximum timing time is associated with/the same as the first timing time.
- the first maximum timing time is set to one or more fixed values, or the first maximum timing time is associated with the interval period of the satellite 10.
- satellite 10 When UE20 is connected to satellite 10, satellite 10 receives the RRC request message sent by UE20.
- step S2008 the satellite 10 decomposes the data response message into multiple sub-data response messages and directly sends them to multiple UEs when the second timer does not exceed the second maximum timing time, or when the second timer exceeds the second maximum timing time, the satellite sends a paging message to the multiple UEs and then sends the sub-data response messages.
- the solution in this embodiment uses paging information to carry downlink data, which reduces the number of data transmission times and improves efficiency.
- FIG. 9 is a flow chart of a store-and-forward communication method according to a fifth embodiment of the present invention.
- step S232 the satellite 10 sends an RRC completion message to the UE, wherein the RRC completion message is an RRCConnectionRelease message.
- the RRCConnectionRelease message includes PUR configuration information, a PUR timer, and a third maximum timer, and the UE 20 performs configuration according to the RRCConnectionRelease message.
- step S234 if the PUR timer exceeds the third maximum time, it indicates that the UE 20 fails to configure the PUR, and the satellite 10 resends the paging message.
- This embodiment can be an improvement on the PUR solution based on 4G.
- This embodiment uses the PUR timer and the RRCConnectionRelease message/RRC EarlyDataComplete message to carry downlink data, thereby improving the efficiency of the delay tolerance service of the NTN system.
- the method in this embodiment is used in UE 20, wherein the UE 20 is connected to the satellite 10 and the ground network to complete data transmission.
- the method includes:
- step S110 the UE 20 sends a first message carrying uplink data to the satellite 10 .
- the second timer is associated with the first timer
- the second maximum timing time is associated with or equal to the first maximum timing time
- the first maximum timing time is set to one or more fixed values, or the first maximum timing time is associated with the satellite interval period.
- the UE when the UE is connected to/disconnected from the satellite, the UE enters any one of the following states:
- UE 20 initially accesses satellite 10 on the radio access channel (RACH) and sends a service request to satellite 10. Satellite 10 then stores the NAS PDU associated with UE 20. If UE 20 is not configured with SRBs and DRBs and the UE AS context is not set, satellite 10 may choose to release the RRC connection with UE 20. Of course, UE 20 may also choose to enter the idle state on its own.
- RACH radio access channel
- satellite 10 When satellite 10 regains coverage of UE 20, it initiates a paging message to establish an RRC connection. After the connection is established, UE 20 remains in the RRCL connected state or enters the IOT idle state.
- satellite 10 decides to suspend the RRC connection, it sends an RRCConnectionRelease message to UE 20.
- the RRCConnectionRelease message includes a new release cause or a new identity.
- UE 20 stores the AS context, suspends the SRB and DRB, and enters the IOT idle state.
- FIG. 11 is a flow chart of a store-and-forward communication method in an eighth embodiment.
- the ground network 30 receives a third message carrying uplink data from the satellite 10.
- the third message is a NAS message/initial UE message.
- the ground network 30 sends a fourth message carrying downlink data to the satellite 10.
- the fourth message is a paging message.
- the connection status of the terrestrial network includes: ECM connection/suspend state; if the terrestrial network is 5G, the connection status of the terrestrial network includes: CM connection/suspend state.
- connection between the terrestrial network 30 and the satellite 10 and the specific contents of the data transmission are the same as those in the aforementioned first to fifth embodiments and the subsequent ninth to twelfth embodiments.
- the satellite 10 needs to be informed in a timely manner.
- FIG. 12 is a flow chart of a store-and-forward communication method in a ninth embodiment.
- the method in this embodiment is used in a satellite 10, wherein the satellite 10 is in communication with a ground network 30 and a UE to complete data transmission.
- the method includes:
- step S130 the satellite 10 receives a fifth message carrying uplink data from the UE 20 when connected to the UE 20. Furthermore, in step S140, the satellite 10 receives a sixth message carrying downlink data from the terrestrial network 30 when connected to the terrestrial network 30.
- the present invention significantly improves the data storage and forwarding efficiency of satellites in the NTN system.
- the satellite 10 configures a first timer and a first maximum timer duration for the UE 20.
- the satellite 10 sets a second timer and a second maximum timer duration according to the first timer and the first maximum timer duration of the UE 20.
- the UE 20 sets the first timer and the first maximum timer duration.
- the satellite 10 receives the first timer and the first maximum timer duration sent by the UE 20 and sets a second timer to the second maximum timer duration.
- the second timer is associated with the first timer
- the second maximum timer duration is associated with the first maximum timer duration
- the first maximum timing time is set to one or more fixed values, or the first maximum timing time is associated with the satellite interval period.
- FIG. 13A is a flow chart of a store-and-forward communication method in a tenth embodiment.
- the method in this embodiment is used in a satellite 10, wherein the satellite 10 is in communication with at least one UE 20 and a ground network 30 to complete data transmission, wherein the method includes:
- the satellite decides to suspend the RRC connection with the UE.
- the satellite performs an RRC connection suspension operation for the UE.
- the UE 20 stores the AS context and suspends the SRB/DRB, and the UE enters the IOT idle state.
- FIG. 13B is a detailed flowchart of the store-and-forward communication method in the ninth embodiment of the present invention.
- step S310 the satellite 10 receives downlink data from the terrestrial network 30.
- the satellite 10 stores the received downlink data.
- step S311 the satellite 10 performs an ECM/CM connection recovery process with the terrestrial network 30, and the terrestrial network enters a connected state.
- the connection state shown is an ECM/CM connection state.
- step S311 the satellite 10 sends a paging message to the UE 20 .
- step S312 the satellite 10 performs an RRC connection recovery procedure with the UE 20 .
- the UE 20 recovers the suspended SRB/DRB and re-establishes the connection access stratum (AS) security, and the UE 20 enters the RRC connected state.
- AS connection access stratum
- step S315 the satellite 10 performs an RRC connection recovery process of the UE.
- the UE 20 recovers the suspended SRB/DRB and re-establishes AS security, and the UE 20 enters the RRC connected state.
- step S317 when the satellite 10 is connected to the terrestrial network 30, the satellite 10 notifies the terrestrial network 30 of the restored RRC connection with the UE 20, and restores the ECM/CM connection with the terrestrial network, and the terrestrial network enters the ECM/CM connection state.
- the step of "performing the ECM/CM connection suspension operation of the ground network” includes:
- FIG. 14 is a flow chart of the store-and-forward communication method in the eleventh embodiment.
- the satellite when the satellite is connected to the UE, the satellite decides to suspend the RRC connection with the UE, and enters step S300 to perform the RRC connection suspension operation with the UE.
- step S304 the satellite 10 informs the ground network 30 that the RRC connection of the UE 20 enters the IOT idle state, wherein the ground network maintains the ECM/CM connection state and sends a UE text suspension response to the satellite.
- step S320 the satellite 10 receives downlink data sent by the terrestrial network 30 and then receives a paging message sent by the terrestrial network.
- the satellite 10 stores the received downlink data.
- step S322 the satellite 10 sends a paging message to the UE 20.
- step S323 the satellite 10 performs the RRC connection recovery process of the UE 20, wherein the UE 20 recovers the suspended SRB/DRB and re-establishes AS security, and the UE 20 enters the RRC connected state;
- step S324 the satellite sends downlink data to the UE 20 .
- step S326 the satellite 10 receives and stores the uplink data sent by UE 20 .
- step S327 the satellite 10 informs the terrestrial network 30 that the RRC connection of the UE 20 has been restored, and sends uplink data to the terrestrial network 30.
- the terrestrial network always maintains the ECM/CM connection state.
- the step of "the satellite executing the ECM/CM connection suspension operation of the terrestrial network” further includes: the terrestrial network 30 releasing the bearer related to the UE20.
- the satellite 10 and the ground network 30 store information related to resuming the RRC connection, and the ground network 30 enters an ECM/CM suspension state.
- step S330 the satellite 10 receives the downlink data sent by the ground network and stores the uplink data sent by the ground network 30.
- step S331 the satellite 10 performs an ECM/CM connection recovery operation of the ground network 30.
- the ground network 30 enters an ECM/CM connection state.
- step S332 the satellite 10 sends the stored downlink data to the UE 20 .
- step S333 the satellite 10 receives the uplink data sent by the UE 20.
- the satellite 10 stores the received uplink data.
- step S334 the satellite 10 performs an ECM/CM connection recovery operation of the terrestrial network 30, and the terrestrial network 40 enters an ECM/CM connection state;
- step S335 the satellite 10 sends uplink data to the terrestrial network 30 .
- FIG. 16A is a flow chart of a store-and-forward communication method in a twelfth embodiment.
- the method in this embodiment is used in a satellite 10, wherein the satellite 10 is connected to at least one UE 20 and a ground network communication 30.
- the method includes:
- step S308 the satellite 10/the UE 20 releases the RRC connection and performs an operation of releasing the UE's RRC connection.
- the state of the RRC connection of the UE20 after releasing the RRC connection is the RRC idle state.
- the satellite 10 when the satellite 10 releases the RRC connection, the satellite 10 triggers an RRC release procedure and sends an RRC connection release message to the UE 20 .
- the RRC connection release message includes: the release reason, the store-and-forward (S&F)/no feeder link indication and the next scheduled time.
- condition for UE 20 to release the RRC connection is any one of the following:
- the UE 20 has completed data transmission
- the first timer in the UE20 times out
- the UE 20 detects RLF
- the UE 20 decides on its own when to enter RRC idle.
- FIG. 16B is a detailed flowchart of the store-and-forward communication method in the twelfth embodiment of the present invention.
- step S309 when the satellite 10 is connected to the terrestrial network 30, in step S309, the satellite 10 notifies the terrestrial network 30 to enter the ECM/CM suspension state, and the satellite 10 executes the ECM/CM suspension operation on the terrestrial network 30.
- the satellite 10 and the terrestrial network 30 store information related to resuming the ECM/CM connection.
- step S340 the satellite 10 receives the downlink data and the paging message sent by the ground network.
- step S341 the satellite 10 executes the ECM/CM connection recovery process of the terrestrial network 30, and the terrestrial network 30 enters the ECM/CM connection state.
- step S342 when the satellite 10 is connected to the UE 20, it sends a paging message to the UE 20, and the satellite 10 performs the RRC connection establishment process of the UE 20.
- the UE 20 enters the RRC connected state.
- the UE may also initiate a random access (RACH) to enter the RRC connected state.
- RACH random access
- step S343 the satellite 10 sends downlink data to the UE 20 / the satellite 10 receives uplink data from the UE 20 .
- step S345 the satellite notifies the terrestrial network of the RRC connection status of the UE and performs an ECM/CM connection recovery process with the terrestrial network, wherein the terrestrial network enters an ECM/CM connection state.
- step S346 the satellite 10 transmits the stored uplink data, wherein the ground network 30 receives the uplink data transmitted from the satellite.
- the satellite 10 needs to promptly learn the connection status 10 of the UE and the connection status of the ground network 30, and the satellite can also determine the connection status 10 of the UE and the connection status of the ground network 30. Regardless of whether the ground network 30 or the UE 20 decides to enter a certain state on its own or is notified by the satellite to enter a certain state, it is necessary to inform the satellite and the other party in the NTN system so that the connection status between the UE and the ground network can be adjusted, thereby achieving flexible switching between the service link and the feeder link.
- the NTN system includes a satellite 10, at least one UE 20, and a ground network 30.
- the satellite 10 When the satellite 10 is connected to the UE 20, if the UE 20 wants to interact with the satellite 10 for services, whether uplink or downlink, it must first make a service request.
- the service request is initiated after the UE completes the RACH (random access channel) and enters the connected state.
- the process at this time corresponds to step 1 in Figure 17.
- the UE 20 sends a delay tolerant indication to the satellite 10.
- the UE sends a service request message to the satellite via the RRC Connection Setup Complete message, which includes a delay tolerance indication.
- the UE if it is a Multicast/Broadcast service, the UE does not need to make a service request, and the delay tolerance indication comes from the terrestrial network (from the user plane node of the core network node to the control plane node (P-GW/S-GW)), and step 1 is not required.
- the delay tolerance indication is carried in the service request sent by the terrestrial network.
- step 2 after receiving the delay tolerance indication, the satellite 10 sends a service request carrying the delay tolerance indication to the ground network 30, which is used to inform the ground network 30 whether the service is a delay-tolerant service.
- the satellite 10 may also send the delay tolerance indication to the ground network 30 using, for example, an initial UE message.
- step 3 the ground network 30 configures the start time, duration, session length and data size of the delay tolerant service, and informs the satellite 10 of the start time, duration, session length and data size.
- the satellite 10 after receiving the relevant information of the session, performs S&F-related configuration operations on the session to form configuration information, and sends it to the UE 20 and the ground network 30.
- the configuration information specifically includes:
- the specific data size of each session (for example, the data size of the session is large, but the capacity on the satellite 10 is limited, so the data needs to be sent in several batches);
- Each session is time stored on the satellite 10 .
- UE 20 determines its RRC connection state based on the configuration information. If the start time of the delay-tolerant service is still very late, UE 20 may first enter the idle state or the IOT idle state. If the start time of the delay-tolerant service is approaching soon, UE 20 may remain in the connected state.
- the RRC connection establishment process must be performed. If the UE previously entered the IOT Idle state, the RRC connection recovery process must be performed. If the UE remains in the Connected state, this step is not required.
- UE 20 / ground network 30 sends and receives uplink / downlink data according to the received configuration information about the session.
- the initial state of UE20 is any one of the following three states: IOT idle state, idle state and RRC connection state.
- the ground network 30 When downlink data needs to be sent, the ground network 30 initiates paging. When new data arrives in the uplink buffer of UE 20, UE 20 triggers a service request.
- RACH random access call
- Msg 3 which carries the service request message to satellite 10 via the RRC Connection Resume Request message, includes a delay-tolerant service indication.
- satellite 10 After receiving the service request, satellite 10 initiates an RRC Connection Resume call to UE 20, informing UE 20 to begin the RRC connection recovery process. UE 20 then restores the SRB/DRB, reestablishes AS security, and enters the RRC Connected state.
- the UE then replies with an RRC Connection Resume Complete message to inform the satellite that the interface between satellite 10 and the ground network can also perform the recovery process accordingly.
- the satellite 10 When the satellite 10 is away from the UE 20 20 , it may be determined by the UE 20 /satellite which of the three states the UE is in.
- this step executes the RRC connection establishment procedure. If the UE enters the IOT idle state, this step executes the RRC connection resume procedure. If the UE maintains the RRC connection, this step is omitted.
- the satellite 10 When the satellite 10 covers the ground network 30, the satellite 10 sends a delay tolerant service indication message to the ground network, which may use a UE text recovery request message (other messages or newly defined messages may also be used here).
- a delay tolerant service indication message to the ground network, which may use a UE text recovery request message (other messages or newly defined messages may also be used here).
- the ground network 30 may choose whether to release interface (eg, S1 interface) resources.
- interface e.g, S1 interface
- the ground network 30 configures and instructs the session, and may use a UE text response message (other messages or newly defined messages may also be used here).
- they may include:
- the size of the session data is the size of the session data.
- the satellite 10 After receiving the session-related information from the ground network, the satellite 10 will perform S&F-related configuration operations on the session. Specifically,
- the satellite 10 sends a service request to the ground network 30 to know the data transmission of the ground network 30 .
- the satellite 10 transmits the configuration information to the UE 20 .
- UE20 replies with the RRC Connection reconfigure complete message to the satellite to indicate that it has received the configuration information.
- the steps are basically the same as when the initial state of UE is idle, except that:
- UE20 After UE20 initiates random access (RACH), UE20 sends a service request message to satellite 10 through the RRC Connection Setup Complete message, which includes a delayed service indication.
- RACH random access
- Satellite 10 sends the delayed service indication to the ground network using a message such as the initial UE message.
- the ground network 30 may use the initial UE text setup request message when configuring and instructing for a session.
- the satellite 10 sends configuration information to the ground network 30 via an initial UE text setup complete message.
- the main difference between the process when the initial state of UE20 is the idle state or the IOT idle state is that: when there is a business need to be initiated, UE20 can directly initiate the service request process.
- the NTN system of this embodiment ensures normal operation of the delay service in the S&F mode by transmitting delay-tolerant related information to the ground network and the satellite, and the ground network also knows how to configure for different service types.
- FIG. 17 is a module diagram of a satellite 10 according to an embodiment of the present invention.
- the satellite 10 includes a memory 102 and a processor 104.
- the memory 102 is used to store a computer program for the method executed in the network device 10 in the embodiment of the present application, wherein the memory 102 can be a memory.
- the processor 104 is configured to call and execute the computer program stored in the memory 102.
- FIG. 18 is a module diagram of UE 20 in one embodiment of the present invention.
- the UE 20 includes a memory 202 and a processor 204.
- the memory 202 is used to store a computer program of the method executed in the UE 20 in the embodiment of the present application, wherein the memory 202 can be a memory.
- the processor 204 is configured to call and execute the computer program stored in the memory 204.
- FIG. 19 is a module diagram of the ground network 30 in one embodiment of the present invention.
- the ground network 30 includes a memory 302 and a processor 304.
- the memory 302 is used to store a computer program for the method executed in the ground network 30 in the embodiment of the present application, wherein the memory 302 can be a memory.
- the processor 304 is configured to call and execute the computer program stored in the memory 304.
- the embodiments of the satellite, UE and terrestrial network provided in the above implementation manner may include all the technical features of any of the above method embodiments.
- the expansion and explanation content of the specification are basically the same as those of the embodiments of the above method, and will not be repeated here.
- An embodiment of the present invention further provides a computer program product, which includes computer program code.
- the computer program code runs on a computer, the computer executes the methods in the various possible implementation modes described above.
- An embodiment of the present invention also provides a chip, including a memory and a processor, wherein the memory is used to store computer programs, and the processor is used to call and run the computer programs from the memory, so that a device equipped with the chip executes the methods in various possible implementations as described above.
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Abstract
本发明公开了一种存储转发通信方法,用于卫星中,其中,所述卫星与至少一个UE及地面网络通信连接以便完成数据传输,所述卫星中设置第二计时器,以及第二最大计时时间,所述方法包括:当卫星与UE连接时,在所述第二计时器未超出所述第二最大计时时间时发送下行数据至所述UE/从所述UE接收上行数据;以及当所述卫星与所述地面网络连接时,发送上行数据至所述地面网络/从所述地面网络接收下行数据。本发明通过第二计时器与第一计时器关联,卫星在第二最大计时范围内与UE保持连接,可以直接进行数据传输,有效提升卫星与UE之间的数据传输效率。
Description
本发明涉及无线通信技术,尤其涉及存储转发通信的方法。
请参阅图1A以及图1B,图1A所示为现有技术中NTN系统在普通模式下工作流程。被卫星接入的UE在普通模式下与地面网络进行信令和数据业务交换,当然,这要求被卫星接入的UE与远程地面网络之间的服务链路(service link)和馈线链路(feeder link)同时处于活动状态,因此,在UE通过服务链路与卫星进行交互时,在UE、卫星和地面网络之间存在连续的端到端连接路径。
图1B所示为现有技术中NTN系统在S&F模式下工作流程。其中,S&F模式为存储转发模式,即,信令/数据业务的端到端交换现在被处理为两个不同时的步骤的组合(图1B中的步骤A和步骤B)。在步骤A中卫星不同时连接到地面网络,UE和卫星之间进行信令/数据交换,即,卫星能够在没有活动馈线链路连接的情况下操作服务链路。在步骤B中,卫星和地面网络之间的连接,从而可以在卫星和地面网之间进行通信,即,卫星能够在没有活动服务链路连接的情况下操作馈线链路。因此,卫星从步骤A中连接到UE移动到步骤B中连接到地面网络。
对比传统的LTE NB IOT以及IOT NTN,现在有利用S&F模式来支持延时容忍业务的需求,然而目前LTE的S1/Uu接口协议以及5G相关的内容的设计并未将该需求考虑在内。因此需要考虑如何对现有的网络侧和UE侧进行增强,以便能支持对延时容忍服务的S&F模式下的数据传输。
有网络节点发生改变的情况,如服务UE的卫星发生改变,或者与地面连接的网关发生改变,这会造接口的改变。因此如何对接口进行增强以便能支持S&F模式下的链路切换的场景是需要解决的问题。
总的来说,NTN系统在S&F模式下的数据传输的过程中,在初始连接阶段(步骤A),卫星与UE连接时,UE会进入连接状态,UE在连接状态下会进行无线链路监测(RLM)。而此时卫星会继续移动以至最后和UE断开连接,UE在无线链路监测的过程中会检测到无线链路失败(RLF),此时由于安全还未激活,因此UE会直接进入空闲状态(idle);之后卫星继续移动,进入步骤B阶段,此时卫星可以与点外面网络(如:地面站)进行信息的发送和接收;之后卫星继续移动,又进入步骤A阶段,此时当卫星需要再发送信息给UE时,因UE已经进入空闲状态,卫星无法直接进行发送。
发明内容
有鉴于此,有必要提供一种存储转发通信方法,旨在解决在NTN系统中能够支持延时容忍服务的S&F模式下数据传输。
本发明提供一种存储转发通信方法,用于卫星中,其中,所述卫星与至少一个UE及地面网络通信连接以便完成数据传输,所述卫星中设置第二计时器,以及第二最大计时时间,所述方法包括:当卫星与UE连接时,用于在第二计时器未超出第二最大计时时间时发送下行数据至所述UE/从所述UE接收
上行数据;以及当所述卫星与所述地面网络连接时,发送上行数据至所述地面网络/从所述地面网络接收下行数据。
本发明还提供一种存储转发通信方法,用于UE中,其中,所述UE与至卫星及地面网络通信连接以便完成数据传输,所述卫星中设置第二计时器,以及第二最大计时时间,所述方法包括:所述UE与所述卫星连接时,发送携带上行数据的第一消息至所述卫星/接收携带下行数据的第二消息。
所述第一消息为下述任意至少一个:
RRCEarlyDataRequest消息;以及
PURConfigurationRequest消息。
所述第二消息为下述任意至少一个:
Paging消息;
RRCEarlyDataComplete消息;以及
RRCConnectionRelease消息。
所述UE与所述卫星断开连接后,所述UE进入下述任意一状态:
保持RRC连接状态;
进入RRC idle状态;以及
进入RRC IOT idle状态。
本发明还提供了一种存储转发通信方法,用于地面网络中,其中,所述地面网络与至卫星及UE通信连接以便完成数据传输,所述方法包括:所述地面网络从卫星接收携带上行数据的第三消息/所述地面网络发送携带下行数据的第四消息至所述地面网络,其中,所述第三消息为NAS消息/初始UE消息,所述第四消息为paging消息。
所述地面网络与所述卫星断开连接后,进入至少下述任意一状态:
保持ECM/CM连接状态;以及
进入ECM/CM挂起状态。
本发明通过在卫星侧设置第二定时器来反应空口的连接情况,进一步快速确定与UE连接时是否直接发送下行数据或者接收上行数据,提升了存储转发的效率。
本发明还提供一种存储转发通信方法,用于UE中,其中,所述UE与至卫星及地面网络通信连接以便完成数据传输,所述方法包括:所述UE与所述卫星连接时,发送携带上行数据的第一消息至所述卫星/接收携带下行数据的第二消息。本发明极大提高了NTN系统的UE的数据传输效率。
一种存储转发通信方法,用于地面网络中,其中,所述地面网络与至卫星及UE通信连接以便完成数据传输,所述方法包括:所述地面网络从卫星接收携带上行数据的第三消息/所述地面网络发送携带下行数据的第四消息至所述卫星,其中,所述第三消息为NAS消息/初始UE消息,所述第四消息为paging消息。本发明极大提高了NTN系统的地面网络的数据传输效率。
本发明还提供一种存储转发通信方法,一种存储转发通信方法,用于卫星中,其中,所述卫星与地面网络及UE通信连接以便完成数据传输,所述方法包括:所述卫星与所述UE连接时从所述UE接收携带上行数据的第五消息;以及所述卫星与所述地面网络连接时从所述地面网络接收携带下行数据的第
六消息。本发明极大提高了NTN系统的卫星的数据存储转发效率。
为了解决馈线链路切换的问题,本发明还提供一种存储转发通信方法,用于卫星中,其中所述卫星与至少一个UE及地面网络通信连接以便完成数据传输,其中,所述方法包括:
所述卫星与所述UE连接时,所述卫星决定挂起与UE的RRC连接,所述卫星执行所述UE的RRC连接挂起操作,其中所述UE存储AS context,且挂起SRB/DRB,所述UE进入IOT idle(挂起)状态。当所述卫星与所述地面网络连接时,所述卫星将所述UE保持RRC连接状态告知所述地面网络;所述卫星执行所述地面网络的ECM/CM连接挂起操作,其中,所述卫星与所述地面网络存储与恢复RRC连接相关的信息,所述地面网络进入ECM/CM挂起状态。
本发明还提供一种存储转发通信方法,用于卫星中,其中所述卫星与至少一个UE及地面网络通信连接以便完成数据传输,其中,所述方法包括:当所述卫星与所述UE连接时,所述卫星决定保持与所述UE的RRC连接,所述卫星执行所述UE的保持RRC连接操作,其中所述UE挂起RLM/RLF,并启动AS/NAS计时器。当所述卫星与所述地面网络连接时,所述卫星将所述UE保持RRC连接状态告知所述地面网络;所述卫星执行所述地面网络的ECM/CM连接挂起操作,其中,所述卫星与所述地面网络存储与恢复RRC连接相关的信息,所述地面网络进入ECM/CM挂起状态。
本发明还提供一种存储转发通信方法,用于卫星中,其中所述卫星与至少一个UE及地面网络通信连接以便完成数据传输,其中,所述方法包括:所述卫星与所述UE连接时,所述卫星/所述UE释放RRC连接,并执行释放RRC连接操作,其中所述UE进入RRC连接idle状态,其中,所述卫星释放RRC连接,则所述卫星触发RRC释放流程,发送RRC连接释放消息给所述UE,其中,所UE释放RRC连接的条件为下述任意一个:UE已完成数据传输、UE中的第一计时器超时、UE检测到RLF及所述UE自行决定进入RRC空闲的时刻。所述卫星与所述地面网络连接时,所述卫星通知所述地面网络进入RRC挂起状态;所述卫星执行所述地面网络执行RRC挂起操作,并存储与恢复RRC连接相关的信息。
本发明通过将在卫星与UE连接时,获取UE的连接状态,在断开连接后将UE的连接状态及时通知地面网络,并同步调整与地面网络的连接状态,以此来实现服务链路和馈线链路的灵活切换。
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例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,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。其中:
图1A为现有技术中NTN系统在普通模式下工作流程;
图1B为现有技术中NTN系统在S&F模式下工作流程;
图2为本发明一实施方式中NTN系统图;
图3为本发明第一实施方式中存储转发通信方法的流程图;
图4为本发明第二实施方式中存储转发通信方法的流程图;
图5为本发明第三实施方式中存储转发通信方法的流程图;
图6为NAS消息或初始UE消息设置的一种实施方式;
图7为UE的具体消息内容的一示例;
图8为本发明第四实施方式中存储转发通信方法的流程图;
图9为本发明第五实施方式中存储转发通信方法的流程图;
图10为本发明第六实施方式中存储转发通信方法的流程图;
图11为本发明第七实施方式中存储转发通信方法的流程图;
图12为本发明第八实施方式中存储转发通信方法的流程图;
图13A为本发明第九实施方式中存储转发通信方法的流程图;
图13B为本发明第九实施方式中存储转发通信方法的详细流程图;
图14为本发明第十实施方式中存储转发通信方法的流程图;
图15A为本发明第十一实施方式中存储转发通信方法的流程图;
图15B为本发明第十一实施方式中存储转发通信方法的详细流程图
图16A为本发明第十二实施方式中存储转发通信方法的流程图;
图16B为本发明第十二实施方式中存储转发通信方法的详细流程图;
图17为本发明一实施方式中NTN系统初始连接的流程;
图18为本发明一实施方式中卫星的模块图;
图19为本发明一实施方式中UE的模块图;
图20为本发明一实施方式中地面网络的模块图。
本公开的实施例参照所述附图详细描述了技术事项、流程步骤、实现的目的和效果,如下文所描述。具体地,本公开的实施例中的术语仅用于描述特定实施例的目的,而不是限制本公开。
请参考图2,图2所示为本发明一实施方式中NTN系统。该NTN系统可以包括卫星10、UE20以及地面网络30。
在本实施方式中,所述UE20中设置第一计时器,以及第一最大计时时间,所述UE20发送第一最大计时时间以及RRC请求消息至所述卫星,并启动所述第一计时器计时。
在所述卫星中10第二计时器,以及第二最大计时时间。
当卫星10与UE20连接时,用于在第二计时器未超出第二最大计时时间时发送上行数据至所述UE20/从所述UE20接收下行数据。
所述卫星10为所述UE20配置第一计时器以及第一最大计时时间/所述UE20设置所述第一计时器以及所述第一最大计时时间,例如为现有的T300计时器重新定义第一最大计时时间,例如30秒、60秒。
如果UE20设置所述第一计时器以及所述第一最大计时时间,则需要将所述第一计时器以及所述第一最大计时时间发送给卫星10,卫星10需要根据所述第一计时器以及所述第一最大计时时间来设置第二计时器以及第二最大计时时间。
在本实施方式中,所述第二计时器与所述第一计时器相关联,所述第二最大计时时间与所述第一计时时间关联/相同。
在本实施方式中,所述第一最大计时时间设置为一个或多个固定的value,或者所述第一最大计时
时间与所述卫星10的间隔周期相关联。
当所述卫星10与所述地面网络30连接,用于发送上行数据至所述地面网络/从所述地面网络30接收下行数据。
本实施方式中,UE20的状态可以为固定的某一种状态,或者在与卫星连接过程,状态也可以变化。
例如:UE20全程处于IOT idle状态,其中IOT idle状态为UE20挂起与RRC连接的相关资源时的RRC连接状态(在后续的实施方式中,TOT idle状态与此处的定义是相同的)。本方案基于4G的MO-EDT场景使用EDT-CP方案改进时,UE20全程处于空闲(idle)状态。
当UE20与卫星10连接时状态的变化包括:如果有UE20有数据需要发送或者接收,则UE20的RRC状态需要从idle状态或者IOT idle状态转为RRC连接状态。
当地面网络30与卫星10连接时状态的变化包括:如果地面网络需要接收来自卫星10的数据或者发送数据。则地面网络的ECM/CM状态需要从ECM/CM断开连接状态到ECM/CM连接状态。
在本实施方式中,如果地面网络为LTE的,则地面网络的连接状态包括:ECM连接/挂起状态,如果地面网络是5G的,则地面网络的连接状态包括:CM连接/挂起状态。
卫星10可以为其覆盖的地理区域通信设备提供通信覆盖,并且可以与位于该覆盖区域内的终端设备(包括:UE20、地面网络30等)进行通信。可选地,卫星10可以是空间站,卫星10或者空间站内携带诸如:基站、核心网、移动交换中心、中继站、接入点、车载设备、可穿戴设备、集线器、交换机、网桥、路由器、4G/5G/6G网络中的网络侧设备等。UE 20包括但不限于经由有线线路连接,如经由公共交换电话网络(Public Switched Telephone Networks,PSTN)、数字用户线路(Digital Subscriber Line,DSL)、数字电缆、直接电缆连接;和/或另一数据连接/网络;和/或经由无线接口,如,针对蜂窝网络、无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN)、诸如DVB-H网络的数字电视网络、卫星网络、AM-FM广播发送器;和/或另一用户设备的被设置成接收/发送通信信号的装置;和/或物联网(Internet of Things,IoT)设备。被设置成通过无线接口通信的UE 20可以被称为“无线通信终端”、“无线终端”或“移动终端”。移动终端的示例包括但不限于卫星或蜂窝电话;可以组合蜂窝无线电电话与数据处理、传真以及数据通信能力的个人通信系统(Personal Communications System,PCS)终端;可以包括无线电电话、寻呼机、因特网/内联网接入、Web浏览器、记事簿、日历以及/或全球定位系统(Global Positioning System,GPS)接收器的PDA;以及常规膝上型和/或掌上型接收器或包括无线电电话收发器的其它电子装置。用户设备可以指接入终端、用户单元、用户站、移动站、移动台、远方站、远程用户设备、移动设备、无线通信设备或用户代理。接入终端可以是蜂窝电话、无绳电话、会话启动协议(Session Initiation Protocol,SIP)电话、无线本地环路(Wireless Local Loop,WLL)站、个人数字处理(Personal Digital Assistant,PDA)、具有无线通信功能的手持设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备、车载设备、可穿戴设备、网络中的用户设备或者未来演进的PLMN中的用户设备等,例如;手机、笔记本电脑等。地面网络30为位于地面的网络设备构成的网络,可以是4G\5G\6G以及未来的网络。其中地面网络30为下述至少一个:核心网、交换机、网关、服务器、基站等。
在本发明中,NTN系统在S&F模式下进行数据传输时,将上行数据/下行数据加载在其他消息进行发送来提高数据的传输效率。也以在卫星侧设置第二计时器以及第二最大计时时间,通过卫星给UE
配置第一计时器以及第一最大计时时间,或者由UE设定第一计时器以及第一最大计时时间,第二计时器与第一计时器关联,卫星在第二最大计时范围内与UE保持连接,可以直接进行数据传输,有效确保了UE的连接状态来提升数据传输效率。还可以设定UE与卫星的连接状态以及卫星与地面网络的连接状态,确保延时容忍服务的有序进行。
请参阅图3,图3所示为本发明第一实施方式中存储转发通信方法的流程图。在本实施方式中,该方法用于卫星10,其中,所述卫星10与至少一个UE20及地面网络30通信连接以便完成数据传输,所述卫星10中设置第二计时器,以及第二最大计时时间,所述方法包括:
在步骤S200,当所述卫星10与所述UE20连接时,在第二计时器未超出第二最大计时时间时发送下行数据至所述UE20/从所述UE20接收上行数据。
在步骤S202,所述卫星10与所述地面网络30连接时,发送上行数据至所述地面网络30/从所述地面网络30接收下行数据。
在本发明其他实施方式中,还包括步骤S204,若所述地面网络30接收到上行数据/发送下行数据,所述卫星10执行所述地面网络30的接口资源释放流程,所述地面网络30释放承载。
在本实施方式中,所述卫星10为所述UE20配置第一计时器以及第一最大计时时间/所述UE20设置所述第一计时器以及所述第一最大计时时间,例如为现有的T300计时器重新定义第一最大计时时间,例如30秒、60秒。
如果UE20设置所述第一计时器以及所述第一最大计时时间,则需要将所述第一计时器以及所述第一最大计时时间发送给卫星10,卫星10需要根据所述第一计时器以及所述第一最大计时时间来设置第二计时器以及第二最大计时时间。
在本实施方式中,所述第二计时器与所述第一计时器相关联,所述第二最大计时时间与所述第一计时时间关联/相同。
在本实施方式中,所述第一最大计时时间设置为一个或多个固定的value,或者所述第一最大计时时间与所述卫星10的间隔周期相关联。
本发明实施方式通过第二计时器与第一计时器关联,卫星在第二最大计时范围内与UE保持连接,可以直接进行数据传输,有效提升卫星与UE之间的数据传输效率。
请参阅图4,图4所示为本发明第二实施方式中存储转发通信方法的流程图。
UE20与卫星10连接时,卫星10接收UE20发送RRC请求消息。
在本实施方式中所述RRC请求消息为RRCEarlyDataRequst消息。
本实施方式中,当所述卫星10与所述UE20连接时,在步骤S210,所述卫星10在所述第二计时器在第二最大计时时间范围内直接发送携带下行数据的RRC完成消息给所述UE20。
在本实施方式中,RRC完成消息为RRCEarlyDataComplete消息。
在步骤S211,所述卫星10在第二计时器超出第二最大计时时间时发送paging消息至所述UE20。
在步骤S212,在所述卫星10接收所述UE20发送的RRCEarlyDataRequest消息。
在步骤S213,所述卫星10判断所述RRC完成消息中是否包含上行数据。
若所述RRC请求消息中不包含上行数据,则在步骤S214,所述卫星发送RRC完成消息至所述
UE20。
若所述RRC请求消息中有携带上行数据,则所述卫星存储上行数据,若是第二计时器超出第二最大计时时间,则在步骤S215,卫星10通信发送paging消息。
可选的,无论第二计时器是否超出第二最大计时时间,卫星10在收到RRC请求消息后,卫星10与地面网络连接时,需要在步骤S202将存储的上行数据发给地面网络以及从地面网络接收下行数据,并存储下行数据。
所述卫星10在有存储需要下发的下行数据时,在步骤S216,卫星10发送携带下行数据的RRC完成消息所述UE20。
若是第二计时器未超出第二最大计时时间,所述卫星10在有存储需要下发的下行数据时,卫星10直接发送送携带下行数据的RRC完成消息至所述UE20。
在本实施方式中,所述第一计时器在所述UE发送RRC请求消息时启动。
在本实施方式中,所述第二计时器在收到RRC请求时启动。
在本发明其他实施方式中,RRC请求消息为RRCConnectionResumeRequest消息,RRC完成消息为RRCConnectionRelease消息。
本实施方式可以是基于4G的移动台发起早期数据传输(MO-EDT)场景使用早期数据传输控制面(EDT-CP)方案或者MO-EDT场景使用早期数据传输用户面(EDT-UP)方案的改进,其中,本方案基于MO-EDT场景使用EDT-UP方案改进时,UE20全程处于IOT idle状态,其中IOT idle状态为UE20挂起与RRC连接的相关资源时UE20的RRC连接状态(在后续的实施方式中,TOT idle状态与此处的定义是相同的)。在本发明其他实施方式中,如LTE中,IoT idle状态为idle状态的一种,在5G NR中,IoT idle状态为idle状态或者inactive(不活跃)状态。本方案基于4G的MO-EDT场景使用EDT-CP方案改进时,UE20全程处于空闲(idle)状态。
本实施方式中的卫星通过在RRC完成消息中携带上行数据/下行数据,提高了NTN系统的通信效率。
请参阅图5,图5所示为本发明第三实施方式中存储转发通信方法的流程图。
在本实施方式中,卫星10与多个UE连接,即:UE1~n均处于卫星10的覆盖下。
在步骤S2001,所述卫星10接收到多个UE的RRC请求消息(如RRCEarlyDataRequest消息)时,将多个UE的RRC请求消息整合为一条NAS消息或初始UE消息。
可以理解的是,RRC请求消息包含了各个UE的S-TMSI(临时UE识别号),分别标记为msg1-1~msg 1~n。
进一步的,NAS(非接入层)消息或初始UE消息的形式有多种。
其中一种为:每个UE ID下面,携带各自UE的所有信息。然后顺序列出n个UE的信息。
还有一种为:将每个UE的公共部分提取出来,只需发送一次,而UE具体的信息,放在各个UE的信息下面携带。
请参阅图6以及图7,图6为NAS消息或初始UE消息设置的一种实施方式;图7为UE的具体消息内容的一示例。
当卫星10与地面网络30连接时,在步骤S2004,卫星10发送NAS消息或初始UE消息以及指示信息给所述地面网络30。
在步骤S2006,卫星10接收数据响应信息,其中,所述地面网络30根据所述指示信息以及所述NAS消息获取多个UE需要的下行数据的需求/多个UE发送的上行数据,并将多个UE需要的下行数据整合为一条数据响应消息,发送给所述卫星10。
在步骤S2008,所述卫星10将所述数据响应消息拆解为多个子数据响应消息,在第二计时器未超出第二最大计时时间时直接发送给多个UE,或第二计时器超出第二最大计时时间时,所述卫星发送paging消息至多个UE,然后后发送所述子数据响应消息。
本实施方式中的卫星10通过将多个RRC请求消息合并成一条NAS消息或初始UE消息发给地面网络,以及地面网络将NAS消息或初始UE消息拆解,获取多个UE需要的下行数据的需求/多个UE发送的上行数据,发送一条数据响应消息给卫星,提高了延时容忍服务的效率。
请参阅图8,图8所示为本发明第四实施方式的存储转发通信方法的流程图。
所述卫星10与所述地面网络30连接时,在步骤S222,所述卫星10从所述地面网络30接收paging消息。
在步骤S224,所述卫星10判断所述paging消息中是否携带下行数据。
若所述paging消息中未携带下行数据,则在步骤S225,所述卫星10从所述地面网络30处接收下行数据。卫星10存储下行数据。
若所述paging消息中携带下行数据,卫星10存储下行数据。
所述卫星10与UE20连接时,在步骤S226,所述卫星10在第二计时器超出第二最大计时时间时发送paging消息与UE20建立RRC连接。卫星10发送下行数据至所述UE20。
在步骤S228,所述卫星在所述第二计时器未超出第二最大计时时间时,直接发送下行数据至所述UE。
本实施方式的技术方案也可以是基于4G的针对移动终端早期数据传输(MT-EDT)场景使用早期数据传输控制面(EDT-CP)方案的改进,其中UE20全程处于空闲(idle)状态。
本实施方式中的方案通过paging信息来携带下行数据,减少了数据的发送次数,提升了效率。
请参阅图9,图9所示为本发明第五实施方式中存储转发通信方法的流程图。
在步骤S230所述卫星10与所述UE20连接时,接收所述UE20发送的携带数据大小信息的PUR请求消息,确定是否给所述UE分配PUR以及分配的PUR数量。其中,PUR请求消息为PURConfigurationRequest消息。
在步骤S232,卫星10发送RRC完成消息给UE,其中,其中RRC完成消息为RRCConnectionRelease消息。所述RRCConnectionRelease消息包括PUR配置信息以及PUR计时器以及第三最大计时时间,所述UE20根据所述RRCConnectionRelease消息进行配置。
在步骤S234,若所述PUR计时器超出所述第三最大计时时间,则表示所述UE20配置PUR失败,所述卫星10重新发送paging消息。
若所述PUR计时器在所述第三最大计时时间范围内,在PUR用户面(UP)方案中,需要进入步
骤S236,所述卫星10发送最大时间提前量(TA)相关信息以及携带下行数据的RRCConnectionRelease消息至所述UE20。
若所述PUR计时器在所述第三最大计时时间范围内,在PUR用户面(CP)方案中,需要进入步骤S238,所述卫星发10送携带TA相关信息以及下行数据的RRCEarlyDataComplete消息至所述UE20。
本实施方式可以是基于4G的针对PUR方案的改进。本实施方式通过PUR计时器以及RRCConnectionRelease消息/RRCEarlyDataComplete消息携带下行数据,提升NTN系统的延时忍让服务的效率。
请参阅图10,图10为本发明第六实施方式中存储转发通信方法的流程图。
本实施方式中的方法用于UE20中,其中,所述UE20与至卫星10及地面网络通信连接以便完成数据传输,所述方法包括:
所述UE20与所述卫星10连接时,在步骤S110,UE20发送携带上行数据的第一消息至所述卫星10。
在步骤S120,UE20从卫星10接收携带下行数据的第二消息。
在本实施方式中,所述第一消息为下述任意至少一个:
RRCConnectionResumeRequest消息
RRCEarlyDataRequest消息;以及
PURConfigurationRequest消息。
在本实施方式中,所述第二消息为下述任意至少一个:
Paging消息;
RRCEarlyDataComplete消息;以及
RRCConnectionRelease消息。
在本实施方式中,所述UE20设置第一计时器以及第一最大计时时间;或
接收来自所述卫星10的计时器配置信息,根据所述计时器配置信息配置所述第一计时器以及所述第一最大计时时间,其中所述第一计时器与所述第二计时器关联。
在本实施方式中,所述卫星10为所述UE20配置第一计时器以及第一最大计时时间。所述卫星10根据UE20的所述第一计时器以及第一最大计时时间设置第二计时器以及第二最大计时时间。
在本发明其他实施方式中,所述UE20设置所述第一计时器以及所述第一最大计时时间。卫星10接收UE20发送的所述第一计时器与所述第一最大计时时间,并设置第二计时器于第二最大计时时间。
在本实施方式中,所述第二计时器与所述第一计时器相关联。所述第二最大计时时间与所述第一最大计时时间相关联或者相等。
在本实施方式中,所述第一最大计时时间设置为一个或多个固定的value,或者所述第一最大计时时间与所述卫星的间隔周期相关联。
在本实施方式中,所述UE与所述卫星连接/断开时,所述UE进入下述任意一状态:
保持RRC连接状态;
进入RRC idle状态;以及
进入RRC IOT idle状态。
在本发明其他实施方式中,UE20初始随街接入(RACH)卫星10,并发送服务请求到卫星10,卫星10存储与UE20相关的NAS PDU,如果UE20未被配置SRB和DRB以及UE接入层文本(UE AS context)没有被设置时,则卫星10可以选择释放与UE20的RRC连接。当然,UE20也可以自行选择进入idle状态。
当卫星10再次覆盖UE20,卫星10发起paging消息来进行RRC连接。UE20在连接后会保持RRCL连接状态或者进入IOT idle状态。
例如,卫星10决定挂起RRC连接,则发送RRCConnectionRelease消息给UE20。RRCConnectionRelease消息包括新的释放理由(new release cause)或者新身份(new identity)。UE20存储AS context,并挂起SRB和DRB,UE20进入IOT idle状态。
在本实施方式中,UE20与卫星10之间的连接以及数据传输的具体内容,与前述的第一实施方式~第五实施方式以及后续的第九实施方式~第十二实施方式中的内容相同。
在本实施方式中,不管UE20处于何种状态或者将要处于何种状态,均需要及时告知卫星10。
请参阅图11,图11所示为第八实施方式中存储转发通信方法的流程图。
本实施方式中的方法用于地面网络30中,其中,所述地面网络30与至卫星10及UE20通信连接以便完成数据传输,所述方法包括:
在S110’,所述地面网络30从卫星10接收携带上行数据的第三消息。
在本实施方式中,第三消息为NAS消息/初始UE消息。
在S120’,所示地面网络30发送携带下行数据的第四消息至所述卫星10。
在本实施方式中,第四消息为paging消息。
在本实施方式中,所述地面网络30与所述卫星10断开连接后,进入至少下述任意一状态:
保持ECM/CM连接状态;以及
进入ECM/CM挂起状态。
在本实施方式中,如果地面网络为LTE的,则地面网络的连接状态包括:ECM连接/挂起状态,如果地面网络是5G的,则地面网络的连接状态包括:CM连接/挂起状态。
在本实施方式中,地面网络30与卫星10之间的连接以及数据传输的具体内容,与前述的第一实施方式~第五实施方式以及后续的第九实施方式~第十二实施方式中的内容相同。
在本实施方式中,不管地面网络30处于何种状态或者将要处于何种状态,均需要及时告知卫星10。
请参阅图12,图12所示为第九实施方式中存储转发通信方法的流程图。
本实施方式中的方法用于卫星10中,其中,所述卫星10与地面网络30及UE通信连接以便完成数据传输,所述方法包括:
在步骤S130,所述卫星10与所述UE20连接时从所述UE20接收携带上行数据的第五消息;以及在步骤S140,所述卫星10与所述地面网络30连接时从所述地面网络30接收携带下行数据的第六消息。本发明极大提高了NTN系统的卫星的数据存储转发效率。
在本实施方式中,所述第五消息为下述任意至少一个:
RRCEarlyDataRequest消息;以及
PURConfigurationRequest消息。
在本实施方式中,所述第六息为下述任意至少一个:
Paging消息;
RRCEarlyDataComplete消息;以及
RRCConnectionRelease消息。
在本实施方式中,所述卫星10为所述UE20配置第一计时器以及第一最大计时时间。所述卫星10根据UE20的所述第一计时器以及第一最大计时时间设置第二计时器以及第二最大计时时间。
在本发明其他实施方式中,所述UE20设置所述第一计时器以及所述第一最大计时时间。卫星10接收UE20发送的所述第一计时器与所述第一最大计时时间,并设置第二计时器于第二最大计时时间。
在本实施方式中,所述第二计时器与所述第一计时器相关联。所述第二最大计时时间与所述第一最大计时时间相关联。
在本实施方式中,所述第一最大计时时间设置为一个或多个固定的value,或者所述第一最大计时时间与所述卫星的间隔周期相关联。
在本实施方式中卫星10与UE20以及地面网络30之间的连接以及数据传输,与前述的第一实施方式~第五实施方式以及后续的第九实施方式~第十二实施方式中的内容相同。
请参阅图13A,图13A所示为第十实施方式中存储转发通信方法的流程图。
本实施方式中的方法用于卫星10中,其中所述卫星10与至少一个UE20及地面网络30通信连接以便完成数据传输,其中,所述方法包括:
所述卫星与所述UE连接时,所述卫星决定挂起与UE的RRC连接,在步骤S300,所述卫星执行所述UE的RRC连接挂起操作。在本实施方式中,所述UE20存储AS context,且挂起SRB/DRB,所述UE进入IOT idle(挂起)状态。
请参阅图13B,图13B所示为本发明第九实施方式中存储转发通信方法的详细流程图。
在本实施方式中,所述卫星和所述地面网络连接时,在步骤S302,所述卫星10将所述UE20的RRC连接进入所述IOT idle状态告知地面网络30,并执行所述地面网络30的ECM/CM连接挂起操作。
在本实施方式中,所述地面网络30和所述卫星10存储与恢复CM/CM连接相关的信息,所述地面网络30进入挂起状态。在本发明其他实施方式中,所示挂起状态为ECM/CM挂起状态。
所述卫星和所述地面网络连接时,在步骤S310,所述卫星10接收到地面网络30的下行数据。其中,卫星10存储接收到的下行数据。
在步骤S311,所述卫星10执行与所述地面网络30的ECM/CM连接恢复流程,所述地面网络进入连接状态。在本发明其他实施方式中,所示连接状态为ECM/CM连接状态。
所述卫星与所述UE连接时,在步骤S311,所述卫星10发送paging消息至所述UE20。
在步骤S312,所述卫星10执行与所述UE20的RRC连接恢复流程。
在本实施方式中,所述UE20恢复被挂起的SRB/DRB,且重建连接接入层(AS)安全,UE20进入RRC连接状态。
在步骤S314,卫星发送存储的下行数据给UE20,UE20接收下行数据。
所述卫星10与所述UE20连接且所述UE20需要发送上行数据时,在步骤S315,所述卫星10执行所述UE的RRC连接恢复流程。
在本实施方式中,所述UE20恢复被挂起的SRB/DRB,且重建AS安全,所述UE20进入RRC连接状态。
在步骤S316,所述卫星10接收所述UE20发送的上行数据。其中,卫星10存储接收到的上行数据。
在步骤S317,所述卫星10和所述地面网络30连接时,所述卫星10将与所述UE20的RRC连接被恢复的状态告知地面网络30,并将与地面网络的ECM/CM连接进行恢复,所述地面网络进入ECM/CM连接状态。
在步骤S318,所述卫星10发送上行数据至所述地面网络30。
在本实施方式中,所述步骤“所述卫星10执行所述UE20的RRC连接挂起操作”包括:接收所述UE20发送的RRC消息,其中,所述RRC消息为RRC连接释放消息,包括“释放理由(Release cause)”和“恢复身份(resume identity)”。
在本实施方式中,所述步骤“执行所述地面网络的ECM/CM连接挂起操作”包括:
所述卫星10发送S1-AP消息给所述地面网络,其中,所述S1-AP消息为UE文本挂起请求,所述卫星与所述地面网络30存储与S1-AP消息相关的数据、UE文本和承载文本,所述地面网络30释放与所述UE20相关的承载,进入ECM/CM空闲状态;以及
所述卫星10从所述地面网络30接收UE文本挂起响应。
请参阅图14,图14所示为第十一实施方式中存储转发通信方法的流程图。
在本实施方式中卫星与UE连接时,卫星决定挂起与UE的RRC连接,进入步骤S300,执行与UE的RRC连接挂起操作。
所述卫星10和所述地面网络30连接时,在步骤S304,所述卫星10将所述UE20的RRC连接进入IOT idle的状态告知所述地面网络30,其中,所述地面网络保持ECM/CM连接状态,并发送UE文本挂起响应给所述卫星。
因此,所述卫星10和所述地面网络30连接时,在步骤S320,所述卫星10接收所述地面网络30发送的下行数据,再接收地面网络发送的paging消息。卫星10存储接收到的下行数据。
所述卫星10和所述UE20连接时,在步骤S322,所述卫星10发送paging消息至所述UE20,
在步骤S323,卫星10执行所述UE20的RRC连接恢复流程,其中所述UE20恢复被挂起的SRB/DRB,且重建AS安全,UE20进入RRC连接状态;
在步骤S324,所述卫星发送下行数据至所述UE20。
当UE20有上行数据需要发送时,在步骤S326,卫星10接收UE20发送的上行数据,并存储。
当卫星10与地面网络30连接时,在步骤S327,卫星10将UE20的RRC连接被恢复的状态告知地面网络30,并发送上行数据至地面网络30。此时,地面网络一直保持ECM/CM连接状态。
在本实施方式中,卫星10把UE20的IOT idle状态及时通知地面网络30,并且将地面网络30的
状态控制在ECM/CM连接状态或者ECM/CM挂起状态。能够并同步调整与地面网络的连接状态,以此来实现服务链路和馈线链路的灵活切换。
请参阅图15A,图15A所示为第十二实施方式中存储转发通信方法的流程图。
本实施方式中的方法用于卫星10中,其中所述卫星10与至少一个UE20及地面网络30通信连接以便完成数据传输。
当所述卫星与所述UE连接时,所述卫星决定保持与所述UE的RRC连接,在步骤S306,所述卫星10执行所述UE20的保持RRC连接操作。在本实施方式中,所述UE20挂起RLM/RLF,并启动AS/NAS计时器。其中,AS/NAS计时器是针对S&F模式(存储转发模式)专门引入的,旨在指示NTN系统进入S&F模式。
在本实施方式中,所述卫星10发送保持RRC连接指示信息至所述UE20,其中,所述保持RRC连接指示信息通过RRC、MAC CE或DCI进行传输。
请参阅图15B,图15B所示为本发明第十一实施方式中存储转发通信方法的详细流程图。
在本实施方式中,当所述卫星与所述地面网络连接时,在步骤S307,所述卫星10将所述UE30保持RRC连接状态告知所述地面网络30,所述卫星10执行所述地面网络30的ECM/CM连接挂起操作。
在本实施方式中,所述步骤“所述卫星执行所述地面网络的ECM/CM连接挂起操作”包括:
所述卫星发送S1-AP消息给所述地面网络,其中,所述S1-AP消息为UE文本挂起请求,所述卫星、所述地面网络存储与S1-AP消息相关的数据、UE文本和承载文本,进入ECM/CM空闲状态;以及所述卫星从所述地面网络接收UE文本挂起响应。
在本发明其他实施方式中,所述步骤“所述卫星执行所述地面网络的ECM/CM连接挂起操作”还包括:所述地面网络30释放与所述UE20相关的承载。
在本实施方式中,所述卫星10与所述地面网络30存储与恢复RRC连接相关的信息,所述地面网络30进入ECM/CM挂起状态。
当所述卫星与所述地面网络连接时,地面网络30需要发送上行数据,在步骤S330,所述卫星10接收到所述地面网络发送的下行数据。其中卫星10存储地面网络30发送的上行数据。
在步骤S331,所述10卫星执行所述地面网络30的ECM/CM连接恢复操作。其中,所述地面网络30进入ECM/CM连接状态。
当所述卫星10与所述UE20连接时,在步骤S332,所述卫星10将存储的下行数据发送至所述UE20。
当所述卫星10与所述UE20连接时,当UE20有上行数据需要发送,则在步骤S333,所述卫星10接收所述UE20发送的上行数据。卫星10存储接收到的上行数据。
当所述卫星10与所述地面网络30连接时,在步骤S334,所述卫星10执行所述地面网络30的ECM/CM连接恢复操作,所述地面网络40进入ECM/CM连接状态;以及
在步骤S335,所述卫星10发送上行数据至所述地面网络30。
请参阅图16A,图16A所示为第十二实施方式中存储转发通信方法的流程图。
本实施方式中的方法用于卫星10中,其中所述卫星10与至少一个UE20及地面网络通信30连接
以便完成数据传输,其中,所述方法包括:
所述卫星与所述UE连接时,在步骤S308,所述卫星10/所述UE20释放RRC连接,并执行释放UE的RRC连接操作。
在本实施方式中,所述UE20在释放RRC连接后的RRC连接的状态为RRC idle状态。
在本实施方式中,所述卫星10释放RRC连接,则所述卫星10触发RRC释放流程,发送RRC连接释放消息给所述UE20。
在本实施方式中,所述RRC连接释放消息包括:释放原因、存储转发(S&F)/无馈线链路(no feeder link)指示以及下一个计划时间。
在本实施方式中,所UE20释放RRC连接的条件为下述任意一个:
所述UE20已完成数据传输;
所述UE20中的第一计时器超时;
所述UE20检测到RLF;及
所述UE20自行决定进入RRC空闲的时刻。
请参阅图16B,图16B所示为本发明第十二实施方式中存储转发通信方法的详细流程图。
在本实施方式中,所述卫星10与所述地面网络30连接时,在步骤S309,所述卫星10通知所述地面网络30进入ECM/CM挂起状态,所述卫星10执行所述地面网络30执行ECM/CM挂起操作。其中,所述卫星10与所述地面网络30存储与恢复ECM/CM连接相关的信息。
所述卫星10与所述地面网络30连接时,地面网络30需要发送上行数据,则在步骤S340,所述卫星10收到所述地面网络发送的下行数据,和paging消息;
在步骤S341,所述卫星10执行所述地面网络30的ECM/CM连接恢复流程,所述地面网络30进入ECM/CM连接状态。
在步骤S342,所述卫星10与所述UE20连接时,发送paging消息至所述UE20,所述卫星10执行所述UE20的RRC连接建立流程。其中,所述UE20进入RRC连接状态。在本发明其他实施方式中,所述UE也可以发起随机接入(RACH)以进入RRC连接状态;
在步骤S343,所述卫星10发送下行数据至所述UE20/所述卫星10接收来自所述UE20的上行数据。
所述卫星10与所述地面网络40连接时,在步骤S345,所述卫星将所述UE的RRC连接状态告知所述地面网络,且与地面网络执行ECM/CM连接恢复流程。其中,所述地面网络进入ECM/CM连接状态。
在步骤S346,所述卫星10发送存储的上行数据,其中,所述地面网络30接收来自所述卫星发送的上行数据。
可以理解的是,在本发明其他实施方式中,卫星10需要及时获知UE的连接状态10以及地面网络30的连接状态,卫星也可以决定UE的连接状态10以及地面网络30的连接状态。不管是地面网络30或者是UE20是自己决定进入某种状态还是卫星通知其进入某种状态,均需要告知NTN系统中的卫星以及另外一方,以便调整UE与地面网络的连接状态,以此来实现服务链路和馈线链路的灵活切换。
请参阅图17,图17所示本发明一实施方式中NTN系统初始连接的流程。在本实施方式中,NTN系统包括卫星10、至少一个UE20以及地面网络30。卫星10与UE20连接时,因为如果UE20要与卫星10之间进行业务交互,无论是上行服务还是下行服务,都需要先进行服务请求。服务请求在UE完成RACH(随机接入信道),进入连接状态之后发起。此时的过程对应图17中的步骤1。在步骤1,UE20发送延时容忍指示(delay tolerant indication)至卫星10。
在本实施方式中,UE通过RRC Connection Setup Complete消息将服务请求消息带给卫星,其中包含延时容忍指示。
在本发明其他实施方式中,若是Multicast/Broadcast业务,则无需UE进行服务请求,则延时容忍指示来自地面网络(核心网节点的用户面节点至控制面节点(P-GW/S-GW)),则不需要步骤1。其中,延时容忍指示由地面网络发送的服务请求携带。
在步骤2,卫星10将接收到的延时容忍指示后,发送携带延时容忍指示的服务请求至地面网络30,其作用是告知地面网络30该服务是否是延时容忍的服务。
在本发明其他实施方式中,卫星10也可以使用如初始UE消息将延时容忍指示发送至地面网络30。
在步骤3,地面网络30配置延时容忍服务的开始时间、持续时间、会话的长度以及数据量的大小,并将开始时间、持续时间、会话的长度以及数据量的大小告知卫星10。
在本发明其他实施方式中,卫星10收到会话的相关信息后,会对会话进行S&F相关的配置操作,形成配置信息,并发送给UE20以及地面网络30,配置信息具体包括:
每个会话的具体的数据大小(例如:会话的数据的尺寸很大,而卫星10上容量受限,需要将该数据分成若干次发送);
每个会话往空口传输的开始时间;
每个会话在卫星10上储存时间。
UE20根据配置信息决定自己的RRC连接状态。如若延时容忍服务的开始时间还很晚,则UE20可先进入idle状态或者IOT idle状态。若时间很快就到延时容忍服务的开始时间,则UE20可保持在连接态。
若UE之前进入idle状态,则需要执行RRC连接建立流程;若UE之前进入IOT idle状态,则执行RRC连接恢复过程。若UE保持连接态,则无需执行此步操作。
UE20/地面网络30按照接收到的关于会话的配置信息进行上行/下行数据的发送与接收。
在本实施方式中,UE20的初始状态为下述三种中的任意一个:IOT idle状态、idle状态和RRC连接状态。
当有下行数据需要发送时,地面网络30发起Paging。而UE20有新的数据到达上行缓存后,则UE 20触发服务请求。
具体来说,当UE20的初始状态为IOT idle状态,UE20的缓存中有上行数据需要发送时,且卫星10覆盖UE20时,UE发起随机接入(RACH),与卫星10建立RRC连接。其中RACH包括Msg1~Msg4。在msg 3中,即通过RRC Connection Resume Request消息将服务请求消息带给卫星10,其中包含延时容忍服务指示。
接下来卫星10收到服务请求信息后,发起RRC Connection Resume给UE20,以通知UE20开始RRC连接恢复流程。UE20此时恢复SRB/DRB,重建AS安全,UE进入RRC连接状态。
然后UE回复RRC Connection Resume Complete消息,以告知卫星可以让卫星10与地面网络之间的接口也相应的进行恢复流程。
当卫星10离开UE20时20,可以以由UE20/卫星决定UE处于3种状态中的哪一种。
接下来:如果UE20进入RRC idle状态,则此步执行RRC connection establishment过程。如果UE中进入IOT idle状态,则此步执行RRC connection resume过程。如果UE保持RRC连接,则省略此步。
卫星10覆盖地面网络30时,由卫星10将延时容忍服务指示消息发送至地面网络,可使用如UE文本恢复请求UE文本恢复请求消息(这里也可以使用其它消息,或新定义的消息。)。
可选的,地面网络30可以选择是否释放接口(例如S1接口)资源。
地面网络30针对会话进行配置和指示,可使用UE文本响应消息(这里也可以使用其它消息,或新定义的消息。)
具体可包括:
会话的开始时间;
会话会持续多长时间;以及
会话的数据量的大小。
卫星10在接受到地面网络的关于会话的相关信息后,会对该会话进行S&F相关的配置操作。具体包括,
每个会话的具体的数据大小;
每个会话往空口传输的开始时间;
每个会话会在卫星10上储存多久的时间。
接着,卫星10将服务请求发送至地面网络30,以知道地面网络30的数据发送。
卫星10将配置信息发送至UE20。
UE20回复RRC Connection reconfigure complete消息给卫星表示接收到此配置信息。
在本发明另一实施方式中,如果UE20的初始状态为idle状态,UE20的缓存中有上行数据需要发送时,其步骤流程基本与UE的初始状态为idle的相同,不同的是:
a:UE20发起随机接入(RACH)后,UE20通过RRC Connection Setup Complete消息将服务请求消息带给卫星10,其中包含延时服务指示。
b:卫星10使用如初始UE信息(initial UE message)消息将延时服务指示发送至地面网络。
c:地面网络30针对会话进行配置和指示时可使用初始UE文本设置请求消息。
d:卫星10通过初始UE文本设置完成消息发送配置信息给地面网络30。
在本发明其他实施方式中,如果UE20的初始状态为RRC连接状态,与UE20的初始状态为idle状态或者IOT idle状态下的流程主要不同在于:在有业务需要发起时,UE20可直接发起服务请求流程。
本实施方式的NTN系统通过将延时容忍(delay-tolerant)的相关信息传递给地面网络以及卫星,地面网络也知道针对不同业务类型进行配置,来确保S&F模式下的延时服务正常工作。
请参考图17,图17本发明一实施方式中卫星10的模块图。
在本实施方式中,所述卫星10包括存储器102及处理器104,存储器102用于存储本申请实施方式中的在网络设备10中执行的方法的计算机程序,其中存储器102可以为内存。在本实施方式中,处理器104,被配置为调用和执行存储在存储器102的计算机程序。
请参考图18,图18本发明一实施方式中UE20的模块图。
在本实施方式中,所述UE20包括存储器202及处理器204,存储器202用于存储本申请实施方式中的在UE20中执行的方法的计算机程序,其中存储器202可以为内存。在本实施方式中,处理器204,被配置为调用和执行存储在存储器204中的计算机程序。
请参考图19,图19本发明一实施方式中地面网络30的模块图。
在本实施方式中,所述地面网络30包括存储器302及处理器304,存储器302用于存储本申请实施方式中的在地面网络30中执行的方法的计算机程序,其中存储器302可以为内存。在本实施方式中,处理器304,被配置为调用和执行存储在存储器304中的计算机程序。
上述实施方式中提供的卫星、UE和地面网络的实施例中,可以包含任一上述方法实施例的全部技术特征,说明书拓展和解释内容与上述方法的各实施例基本相同,在此不再做赘述。
本发明实施例还提供一种计算机程序产品,计算机程序产品包括计算机程序代码,当计算机程序代码在计算机上运行时,使得计算机执行如上各种可能的实施方式中的方法。
本发明实施例还提供一种芯片,包括存储器和处理器,存储器用于存储计算机程序,处理器用于从存储器中调用并运行计算机程序,使得安装有芯片的设备执行如上各种可能的实施方式中的方法。
以上所述仅为本发明的实施方式,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (48)
- 一种存储转发通信方法,用于卫星中,其中,所述卫星与至少一个UE及地面网络通信连接以便完成数据传输,所述卫星中设置第二计时器,以及第二最大计时时间,所述方法包括:当卫星与UE连接时,在所述第二计时器未超出所述第二最大计时时间时发送下行数据至所述UE/从所述UE接收上行数据;以及当所述卫星与所述地面网络连接时,发送上行数据至所述地面网络/从所述地面网络接收下行数据。
- 如权利要求1所述的方法,其中,还包括:若所述地面网络接收到上行数据/发送下行数据,所述卫星执行所述地面网络接口资源释放流程,所述地面网络释放承载。
- 如权利要求1所述的方法,其中,“发送下行数据至所述UE”包括:所述卫星在所述第二计时器在所述第二最大计时时间范围内发送携带下行数据的无线资源控制协议(RRC)完成消息给所述UE,其中,所述RRC完成消息包括RRCEarlyDataComplete消息。
- 如权利要求3所述的方法,其中,还包括:所述卫星在第二计时器超出第二最大计时时间时发送paging(寻呼)消息至所述UE,与所述;接收所述UE发送的RRC请求消息。
- 如权利要求4所述的方法,其中,还包括:判断所述RRC请求消息中是否包含上行数据;若所述RRC请求消息中未携带上行数据,则所述卫星发送RRC完成消息至所述UE;若所述RRC请求消息中有携带上行数据,则所述卫星发送paging消息;发送携带下行数据的RRC完成消息至所述UE。
- 如权利要求1或4所述的方法,其中,所述方法还包括:所述卫星为所述UE配置第一计时器以及第一最大计时时间/所述UE设置所述第一计时器以及所述第一最大计时时间,所述第二计时器与所述第一计时器相关联。
- 如权利要求6所述的方法,其中,所述第一计时器在所述UE发送所述RRC请求消息时启动,所述第一最大计时时间设置为一个或多个固定的值(value),或者所述第一最大计时时间与所述卫星的间隔周期相关联。
- 如权利要求4所述的方法,其中,所述第二计时器在收到所述RRC请求消息时启动。
- 如权利要求1所述的方法,其中,还包括:接收到多个UE的RRC请求消息时,将多个UE的RRC请求消息整合为一条NAS(非接入层)消息,并发送NAS消息以及指示信息给所述地面网络,其中,所述地面网络根据所述指示信息以及所述NAS消息获取多个UE需要的下行数据的需求/多个UE发送的上行数据,并将多个UE需要的下行数据整合为一条数据响应消息,发送给所述卫星;以及接收所述数据响应消息,并将其拆解为多个子数据响应消息,在第二计时器未超出第二最大计时时间时发送给多个UE,或第二计时器超出第二最大计时时间时,发送paging消息至多个UE,然后发送所述子数据响应消息。
- 如权利要求1所述的方法,其中,“从所述地面网络接收下行数据”包括:所述卫星与所述地面网络连接时,所述卫星从所述地面网络接收paging消息,并判断所述paging消息中是否携带下行数据;若所述paging消息中未携带下行数据,则卫星发送paging消息来与所述UE建立RRC连接,所述卫星从所述地面网络处接收下行数据;所述卫星在所述第二计时器未超出第二最大计时时间时,发送下行数据至所述UE。
- 如权利要求10所述的方法,其中,还包括:若所述paging消息中携带下行数据,所述卫星存储下行数据,并在在第二计时器未超出第二最大计时时间时将下行数据发送至UE。
- 如权利要求10或11所述的方法,其中,还包括:所述卫星在第二计时器超出第二最大计时时间时重新与所述UE建立RRC连接后,发送下行数据至所述UE。
- 如权利要求1所述的方法,其中,步骤“当卫星与UE连接时,在第二计时器未超出第二最大计时时间时发送下行数据”包括:当所述卫星与所述UE连接时,所述卫星在所述第二计时器在第二最大计时时间范围内发送携带下行数据的RRC完成消息给所述UE,其中所述RRC完成消息还包括RRCConnectionRelease消息。
- 如权利要求13所述的方法,其中,还包括:所述卫星与所述地面网络连接时,所述卫星从所述地面网络接收paging消息,并判断所述paging消息中是否携带下行数据;若所述paging消息中未携带下行数据,所述卫星从所述地面网络处接收下行数据;所述卫星在所述第二计时器超出最大计时时间时发送paging消息来与所述UE建立RRC连接;以及所述卫星在所述第二计时器未超出第二最大计时时间时,发送下行数据至所述UE。
- 如权利要求14所述的方法,其中,还包括:若所述paging消息中携带下行数据,所述卫星存储下行数据,并在在第二计时器未超出第二最大计时时间时将下行数据发送至UE。
- 如权利要求1所述的方法,其中,步骤“从所述UE接收上行数据”包括:所述卫星与所述UE连接时,接收所述UE发送的携带数据大小信息的RRC请求消息,确定是否给所述UE分配PUR以及分配的PUR数量,其中所述RRC请求消息包括预设上行链路资源(PUR)请求消息;发送RRC完成消息给UE,其中,所述PUR请求消息为PURConfigurationRequest消息,所述RRC完成消息包括PUR配置信息以及PUR计时器以及第三最大计时时间,所述UE根据所述RRC完成消息进行配置。
- 如权利要求16所述的方法,其中,还包括:若所述PUR计时器超出所述第三最大计时时间,则所述UE配置PUR失败,所述卫星重新发送paging消息。
- 如权利要求16所述的方法,其中,还包括:所述RRC完成消息为RRCEarlyDataComplete消息;若所述PUR计时器在所述第三最大计时时间范围内,则所述卫星发送最大时间提前量(TA)相关信息以及携带下行数据的RRCEarlyDataComplete至所述UE。
- 如权利要求17所述的方法,其中,还包括:所述RRC完成消息为RRCConnectionRelease消息;若所述PUR计时器在所述第三最大计时时间范围内,则所述卫星发送携带TA相关信息以及下行数据的RRCConnectionRelease消息至所述UE。
- 一种存储转发通信方法,用于UE中,其中,所述UE与至卫星及地面网络通信连接以便完成数据传输,所述方法包括:所述UE与所述卫星连接时,发送携带上行数据的第一消息至所述卫星/接收携带下行数据的第二消息。
- 如权利要求20所述的方法,其中,所述第一消息为下述任意至少一个:RRCEarlyDataRequest消息;以及PURConfigurationRequest消息;所述第二消息为下述任意至少一个:Paging消息;RRCEarlyDataComplete消息;以及RRCConnectionRelease消息。
- 如权利要求20所述的方法,其中,还包括:所述UE与所述卫星连接/断开连接后,所述UE进入下述任意一状态:保持RRC连接状态;进入RRC idle状态;以及进入RRC IOT idle状态,其中,所述RRC IOT idle状态为所述UE挂起与RRC连接的相关资源时的RRC连接状态。
- 一种存储转发通信方法,用于地面网络中,其中,所述地面网络与至卫星及UE通信连接以便完成数据传输,所述方法包括:所述地面网络从卫星接收携带上行数据的第三消息/所述地面网络发送携带下行数据的第四消息至所述卫星,其中,所述第三消息为NAS消息/初始UE消息,所述第四消息为paging消息。
- 如权利要求23所述的方法,其中,还包括:所述地面网络与所述卫星连接/断开连接后,进入至少下述任意一状态:保持陆地无线网络连接管理(ECM)/连接管理(CM)连接状态;以及进入ECM/CM挂起状态。
- 一种存储转发通信方法,用于卫星中,其中,所述卫星与地面网络及UE通信连接以便完成数据传输,所述方法包括:所述卫星与所述UE连接时从所述UE接收携带上行数据的第五消息;以及所述卫星与所述地面网络连接时从所述地面网络接收携带下行数据的第六消息。
- 如权利要求25所述的方法,其中,所述第五消息为下述任意至少一个:RRCEarlyDataRequest消息;以及PURConfigurationRequest消息;所述第六消息为下述任意至少一个:Paging消息;RRCEarlyDataComplete消息;以及RRCConnectionRelease消息。
- 一种存储转发通信方法,用于卫星中,其中所述卫星与至少一个UE及地面网络通信连接以便完成数据传输,其中,所述方法包括:所述卫星与所述UE连接时,所述卫星决定挂起与UE的RRC连接,所述卫星执行所述UE的RRC连接挂起操作。
- 如权利要求27所述的方法,其中,还包括:所述卫星和所述地面网络连接时,所述卫星将所述UE的RRC连接进入所述IOT idle状态告知地面网络,并执行所述地面网络的ECM/CM连接挂起操作,其中,卫星存储与恢复ECM/CM连接相关的信息。
- 如权利要求28所述的方法,其中,还包括:所述卫星和所述地面网络连接时,所述卫星接收到地面网络的下行数据;以及所述卫星执行与所述地面网络的ECM/CM连接恢复流程。
- 如权利要求28所述的方法,其中,还包括:所述卫星与所述UE连接时,所述卫星发送paging消息至所述UE;所述卫星执行与所述UE的RRC连接恢复流程。
- 如权利要求28所述的方法,其中,还包括:所述卫星与所述UE连接且所述UE需要发送上行数据时,所述卫星执行所述UE的RRC连接恢复流程;所述卫星接收所述UE发送的上行数据。
- 如权利要求31所述的方法,其中,还包括:所述卫星和所述地面网络连接时,所述卫星将与所述UE的RRC连接被恢复的状态告知地面网络,并将与地面网络的ECM/CM连接进行恢复,所述地面网络进入ECM/CM连接状态;所述卫星发送上行数据至所述地面网络。
- 如权利要求27所述的方法,其中,所述步骤“所述卫星执行所述UE的RRC连接挂起操作”包括:接收所述UE发送的RRC消息,其中,所述RRC消息为RRC连接释放消息,包括“释放理由(Release cause)”和“恢复身份(resume identity)”。
- 如权利要求28所述的方法,其中,所述步骤“执行所述地面网络的ECM/CM连接挂起操作” 包括:所述卫星发送S1接入点(S1-AP)消息给所述地面网络,其中,所述S1-AP消息为UE文本挂起请求,所述卫星存储与S1-AP消息相关的数据、UE文本和承载文本;以及所述卫星从所述地面网络接收UE文本挂起响应。
- 如权利要求27所述的方法,其中,还包括:所述卫星和所述地面网络连接时,所述卫星将所述UE的RRC连接进入IOT idle状态告知所述地面网络,其中,所述地面网络保持ECM/CM连接状态,并发送UE文本挂起响应给所述卫星。
- 如权利要求35所述的方法,其中,还包括:所述卫星和所述地面网络连接时,所述卫星接收所述地面网络发送的下行数据,再接收地面网络发送的paging消息;所述卫星和所述UE连接时,所述卫星发送paging消息至所述UE,执行所述UE的RRC连接恢复流程;所述卫星发送下行数据至所述UE。
- 一种存储转发通信方法,用于卫星中,其中所述卫星与至少一个UE及地面网络通信连接以便完成数据传输,其中,所述方法包括:当所述卫星与所述UE连接时,所述卫星决定保持与所述UE的RRC连接,所述卫星执行所述UE的保持RRC连接操作。
- 如权利要求37所述的方法,其中,还包括:当所述卫星与所述地面网络连接时,所述卫星将所述UE保持RRC连接状态告知所述地面网络;所述卫星执行所述地面网络的ECM/CM连接挂起操作,其中,所述卫星存储与恢复RRC连接相关的信息。
- 如权利要求38所述的方法,其中,还包括:当所述卫星与所述地面网络连接时,所述卫星接收到所述地面网络发送的下行数据;以及所述卫星执行所述地面网络的RRC连接恢复操作。
- 如权利要求39所述的方法,其中,还包括:当所述卫星与所述UE连接时,所述卫星将下行数据发送至所述UE。
- 如权利要求39所述的方法,其中,还包括:当所述卫星与所述UE连接时,所述卫星接收所述UE发送的上行数据;当所述卫星与所述地面网络连接时,所述卫星执行所述地面网络的ECM/CM连接恢复操作;以及所述卫星发送上行数据至所述地面网络。
- 如权利要求37所述的方法,其中,还包括:所述卫星发送保持RRC连接指示信息至所述UE,其中,所述保持RRC连接指示信息通过RRC、MAC CE或DCI进行传输。
- 如权利要求39所述的方法,其中,所述步骤“所述卫星执行所述地面网络的ECM/CM连接挂起操作”包括:所述卫星发送S1-AP消息给所述地面网络,其中,所述S1-AP消息为UE文本挂起请求,所述卫星存储与S1-AP消息相关的数据、UE文本和承载文本,进入ECM/CM空闲状态;以及所述卫星从所述地面网络接收UE文本挂起响应。
- 一种存储转发通信方法,用于卫星中,其中所述卫星与至少一个UE及地面网络通信连接以便完成数据传输,其中,所述方法包括:所述卫星与所述UE连接时,所述卫星释放RRC连接/收到所述UE释放RRC连接的请求,并执行释放RRC连接操作其中,所述卫星释放RRC连接,则所述卫星触发RRC释放流程,发送RRC连接释放消息给所述UE。
- 如权利要求44所述的方法,其中,还包括:所述卫星与所述地面网络连接时,所述卫星通知所述地面网络进入ECM/CM挂起状态;所述卫星执行所述地面网络执行RRC挂起操作,并存储与恢复RRC连接相关的信息。
- 如权利要求45所述的方法,其中,还包括:所述卫星与所述地面网络连接时,所述卫星收到所述地面网络发送的下行数据,其中,所述地面网络发送paging消息至所述卫星,所述卫星执行所述地面网络的ECM/CM连接恢复流程;以及所述卫星与所述UE连接时,发送paging消息至所述UE,所述卫星执行所述UE的RRC连接建立流程;所述卫星发送下行数据至所述UE/所述卫星接收来自所述UE的上行数据。
- 如权利要求46所述的方法,其中,还包括:所述卫星与所述地面网络连接时,所述卫星将所述UE的RRC连接状态告知所述地面网络,且与地面网络执行ECM/CM连接恢复流程。
- 如权利要求44所述的方法,其中,所述RRC连接释放消息包括:释放原因、存储转发(S&F)/无馈线链路(no feeder link)指示以及下一个计划时间。
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