[发明专利]一种卫星移动通信系统中的星上交换实现方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种卫星移动通信系统中的星上交换实现方法和设备。

背景技术

为利用地面移动通信系统，可利用LTE（Long Term Evolution，长期演进）系统/LTE-A（LTE-Advanced，高级LTE）系统部署卫星移动通信系统，在第四代卫星移动通信系统中，要求终端尽量重用地面终端芯片设计。

卫星通信移动通信系统中，根据卫星轨道位置的不同，分为LEO（Low Earth Orbit，低地轨道），MEO（Medium Earth Orbit，中地轨道）和GEO（Geostationary Earth Orbit，对地静止轨道），不同轨道位置的高度以及到地面的传播延迟如表1所示。

表1 轨道位置的高度和传播时延的对应关系

 GEOMEOLEO轨道高度36000Km5000~20000Km500~1500Km单跳时延120 ms17~67 ms2~5 ms

卫星移动通信系统根据卫星的星上处理能力不同，通常包括透明转发模式的卫星移动通信系统和星上处理模式的卫星移动通信系统两种形式。

如图1所示，为现有技术中的透明转发模式的卫星移动通信系统的结构示意图。移动通信的接入点（相当于LTE系统中的基站，NodeB）位于卫星上面，卫星和地面移动终端之间通过空口连接，另外一端卫星空中接入点（NodeB）通过卫星和地面信关站通信并和核心网连接。

图2所示，为现有技术中的星上处理模式的卫星移动通信系统的结构示意图。在星上处理模式的卫星移动通信系统中，将卫星接入点设备部署在卫星上面，卫星接入点设备与卫星终端之间通过空口连接，并通过卫星与地面信关站通信，由地面信关站与核心网进行通信。

将通信接入点（NodeB）放到地面，用户信号通过卫星接收后透明转发给地面的接入点，地面接入点再和核心网相连（同地面基站和核心网相连）。

LTE/LTE-A通信系统中，LTE系统内2个任意的用户，包括同一基站或者同一小区下面的2个用户之间通信时，用户1和用户2通信过程的控制面（C-Plane）数据包和用户面（U-Plane）数据包，都需要通过S1-MME和S1-U接口回到核心网，经过核心网MME（Mobility Management Entity，移动性管理实体）和GW（Gateway，网关）处理后将相应的数据包发送到对方，如图3所示，为现有技术中的星上通信过程的处理场景的示意图。

在实现本发明的过程中，本发明的发明人发现现有技术存在以下问题：

按照现有地面LTE/LTE-A的信息处理方法和协议流程，基于上述场景，当卫星终端1 和卫星终端2之间通信时，需要将数据包从终端1发送给卫星上的透明转发装置，然后转发给地面信关站进入地面基站系统，基站系统将数据包提交到核心网后，在将数据在发给用户2所在的基站（可能和用户1是同一基站，也可能不同），通过卫星透明转发给用户2。 整个传输过程中，1个数据包至少需要4次通过地面和卫星的无线传输，以同步轨道卫星GEO为例，一共会带来480ms的延迟，并且4次使用无线接口资源，带来了延迟增大和资源的浪费。

发明内容