[发明专利]实现TtT通信模式的低轨卫星移动通信系统及实现方法

说明书

本发明涉及卫星移动通信领域，公开一种实现TtT通信模式的低轨卫星移动通信系统及实现方法。涉及UPF的星地功能部署分配和SIP信令与数据的路径分流。主要通过对I‑UPF进行针对低轨卫星移动通信系统进行适应性修改，修改为S‑UPF(星载UPF)，部署在卫星载荷平台，PSA部署在地面信关站，SIP话音信令与话音数据分流处理，信令经S‑UPF通过馈电链路到地面PSA，出局到IP多媒体子系统(IMS)处理，数据经源S‑UPF通过星间链路到目的S‑UPF，到被叫终端。在本发明的基于5G体制的卫星移动通信系统中，采用5G lan功能架构，在信关站部署5GC控制面、PSA和IMS，增加S‑UPF间N9接口以及SIP话音信令与数据的分流功能，通过S‑UPF的功能实现TtT通信模式。本发明降低了一半通信时延，大大提高用户体验。

技术领域

本发明涉及卫星移动通信领域，尤其涉及实现TtT通信模式的低轨卫星移动通信系统及实现方法。

背景技术

目前，国内在卫星移动通信系统应用方面，开展了大量的研究，卫星移动通信系统的建设工作迫在眉睫，很多关键技术亟待突破。在通信协议方面，参考地面成熟的移动通信协议体系是降低技术风险，加快开发进度的最佳实现途径。卫星移动通信系统与地面移动通信系统有很大的区别，卫星通信系统空口资源宝贵，传输时延大，如果采取标准的业务数据到核心网数据面集中处理转发，端到端一次数据通信需要星地两跳才能完成，也就是数据从源终端通过空口链路到达卫星基站，S-UPF通过馈电链路转发到地面PSA，PSA对数解析转发，再通过馈电链路发送到目的S-UPF，再由目的卫星基站通过空口链路发送到目的终端，链路时延为4倍空地传输时延，传输时延过大，用户体验不高。

发明内容

本发明的目的在于，为解决低轨卫星移动通信系统中业务通信传输时延长的问题，结合低轨卫星移动通信系统和地面移动通信系统的特点，提出了一种实现TtT通信模式的低轨卫星移动通信系统及实现方法。该系统中主要是改造I-UPF为S-UPF，增加S-UPF间N9接口和TtT业务分流功能，用来实现卫星终端间的单跳数据通信。

本发明采用的技术方案为：

一种实现TtT通信模式的低轨卫星移动通信系统，包括终端、卫星基站、S-UPF、5GC控制面、PSA和IMS；卫星基站和S-UPF部署在星上，5GC控制面、PSA和IMS部署在信关站；

终端，用于通过卫星基站向5GC控制面进行注册，完成入网，并与IMS交互话音信令；

卫星基站，用于建立终端与5GC控制面间的信令承载以及终端与S-UPF间的业务承载；

PSA，用于终端业务数据出局锚点；

S-UPF，用于建立与对端S-UPF间的N9接口隧道以及区分SIP话音信令与SIP话音数据；还用于接收卫星基站的业务数据，将SIP话音信令转发到PSA，将SIP话音数据转发到对端的S-UPF；

IMS，用于与终端交互话音信令；还用于发送主被叫终端信息到5GC控制面，通知5GC控制面建立TtT会话承载；

5GC控制面，用于接收终端的入网注册；还用于根据接收的主被叫终端信息，通知主被叫终端所归属的S-UPF建立N9接口隧道。

一种在低轨卫星移动通信系统中实现TtT通信的方法，包括以下步骤：

(1)终端通过卫星基站向5GC控制面进行注册，完成终端入网；

(2)主叫终端发起TtT话音呼叫，呼叫信令通过主叫终端与源S-UPF间的业务承载到达源S-UPF，源S-UPF通过对应N9接口馈电到PSA，出局到IMS；

(3)IMS重组被叫测呼叫信令，并通过PSA发送被叫测呼叫信令经目的S-UPF与被叫终端间的业务承载发送给被叫终端；