卫星通信系统的数据传输方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种卫星通信系统的数据传输方法和系统，方法包括：获取主叫终端的寻址信息和被叫终端的寻址信息，分别根据主叫终端的寻址信息以及被叫终端的寻址信息，向主叫终端和被叫终端所在的网关发起承载建立请求；向地面信关站发出物理层资源调度请求，所述物理层资源调度请求中携带主叫终端的寻址信息、被叫终端的寻址信息和物理层资源分配信息；将主叫终端和被叫终端对应的波束信息通过控制信令发送至卫星，为主叫终端和被叫终端分配波束资源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及卫星通信
，特别是涉及一种卫星通信系统的数据传输方法和系统。
技术介绍
基于地球同步轨道卫星的移动通信系统(以下简称卫通系统)，具有地面移动通信系统不可比拟的广域覆盖特性。同步卫星装置有波束赋形网络，可以形成上百个极窄波束投射至地球表面，每个波束对应移动通信系统的一个蜂窝小区(Cell)，形成多波束组网，波束之间采用异频组网。目前国际电联(ITU)正组织讨论基于第四代陆地移动通信(IMT-Advanced)技术体制的宽带卫星移动通信标准化问题，以替代目前基于第三代陆地移动通信(IMT-2000)的全球卫星移动通信体制(Geo-MobileRadio，GMR)。在现有的卫通系统中，主叫终端与被叫终端进行通信时，通信信号的转发一般为“主叫终端-卫星-信关站-核心网-信关站-卫星-被叫终端”，在该模式中终端经卫星接入信关站并通过地面核心网完成数据通信。以地球同步轨道通信卫星为例，卫星距离地面的距离约为36000km，地面移动终端与卫星之间的无线信号传播时延约为270ms。卫通系统远高于地面移动通信系统的传播时延给系统设计带来了诸多挑战，特别是实时性要求高的话音业务，数据传输效率较低。
技术实现思路
基于此，有必要针对现有的卫通系统时延较大，数据传输效率较低的问题，提供一种卫星通信系统的数据传输方法和系统。一种卫星通信系统的数据传输方法，包括以下步骤：获取主叫终端的寻址信息和被叫终端的寻址信息，分别根据主叫终端的寻址信息以及被叫终端的寻址信息，向主叫终端和被叫终端所在的网关发起承载建立请求；其中，主叫终端所在的网关建立主叫终端与卫星之间的承载，被叫终端所在的网关建立被叫终端与卫星之间的承载；向地面信关站发出物理层资源调度请求，所述物理层资源调度请求中携带主叫终端的寻址信息、被叫终端的寻址信息和物理层资源分配信息；其中，地面信关站响应所述物理层资源调度请求为主叫终端和被叫终端分配通信所需的物理层资源；将主叫终端和被叫终端对应的波束信息通过控制信令发送至卫星，为主叫终端和被叫终端分配波束资源；其中，地面信关站根据所述物理层资源对主叫终端和被叫终端进行调度，卫星根据所述承载、波束信息和物理层资源对主叫终端和被叫终端之间的通信信号进行转发。一种卫星通信系统的数据传输系统，包括：地面信关站、卫星控制中心、网关和卫星；所述卫星控制中心用于获取主叫终端的寻址信息和被叫终端的寻址信息，分别根据主叫终端的寻址信息以及被叫终端的寻址信息，向主叫终端和被叫终端所在的网关发起承载建立请求，向地面信关站发出物理层资源调度请求，所述物理层资源调度请求中携带主叫终端的寻址信息、被叫终端的寻址信息和物理层资源分配信息，并将主叫终端和被叫终端对应的波束信息通过控制信令发送至卫星，为主叫终端和被叫终端分配波束资源；所述网关用于响应所述承载建立请求建立主叫终端与卫星之间的承载以及被叫终端所在的网关建立被叫终端与卫星之间的承载；所述地面信关站响应所述物理层资源调度请求为主叫终端和被叫终端分配通信所需的物理层资源，并根据所述物理层资源对主叫终端和被叫终端进行调度；所述卫星用于根据所述承载、波束信息和物理层资源对主叫终端和被叫终端之间的通信信号进行转发。上述卫星通信系统的数据传输方法和系统，通过建立主叫终端与卫星之间的承载、终端与卫星之间的承载，为主叫终端和被叫终端分配通信所需的物理层资源，并向卫星发送控制信令从而为主叫终端和被叫终端分配波束资源，在通信时，地面信关站根据所述物理层资源对主叫终端和被叫终端进行调度，卫星根据所述承载和物理层资源对主叫终端和被叫终端之间的通信信号进行转发，实现了通信信号由主叫终端-卫星-被叫终端的传输，减少了数据传输的时延，提高了数据传输效率。附图说明图1为一个实施例的双跳模式卫星透明转发示意图；图2为一个实施例的单跳模式卫星透明转发示意图；图3为一个实施例的卫星通信系统的数据传输方法流程图；图4为一个实施例的接入层协议栈示意图；图5为一个实施例的TtT/LTE双载波传输方案示意图；图6为一个实施例的终端Class1TtTFDD半双工示意图；图7为一个实施例的终端Class2LTE与TtT模式切换示意图；图8为一个实施例的Class2终端TtTFDD半双工示意图；图9为一个实施例的TtT射频信号交换矩阵工作原理示意图；图10为一个实施例的前向信道与后向信道示意图；图11为一个实施例的卫星通信系统的数据传输系统的结构示意图；图12为一个实施例的3GPPLTE非漫游网络架构示意图；图13为一个实施例的支持TtT功能的卫通系统组成示意图；图14为一个实施例的TtT业务的信令流程设计示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案进行说明。卫通系统中各无线节点依靠卫星中继进行通信，为降低话音时延，本专利技术提出一种终端(UserEquipment，UE)到终端(TerminaltoTerminal，TtT)模式，即地面用户终端间通信由卫星直接予以转发，而不是转发至地面信关站。为了便于区分，定义：“终端-卫星-终端”的通信模式为TtT单跳(Single-hop)通信模式，该模式中终端间通信不经过地面信关站；“终端-卫星-信关站-核心网-信关站-卫星-终端”为双跳(Double-hop)通信模式，在该模式中终端经卫星接入信关站并通过地面核心网完成数据通信。双跳模式卫星透明转发示意图和单跳模式卫星透明转发示意图分别如图1和图2所示。在本方案中，卫通系统由卫星、核心网、地面信关站和移动终端组成。其中，卫星对来自地面的移动终端和地面信关站的无线通信信号做移频-放大透明转发，即物理层中继方式为：在双跳模式下，移动终端的信号通过卫星接收后透明转发给地面的卫星接入点，地面的卫星接入点再和卫星核心网相连，如图1所示；在单跳模式下，移动终端的信号通过卫星接收后透明转发给地面另一个移动终端，移动终端间的TtT通信信号无需经过地面信关站和核心网的处理，如图2所示。如图3所示，本专利技术的卫星通信系统的数据传输方法可包括以下步骤：S1，获取主叫终端的寻址信息和被叫终端的寻址信息，分别根据主叫终端的寻址信息以及被叫终端的寻址信息，向主叫终端和被叫终端所在的网关发起承载建立请求；其中，主叫终端所在的网关建立主叫终端与卫星之间的承载，被叫终端所在的网关建立被叫终端与卫星之间的承载；其中，可以接收主叫终端发送的呼叫请求信令，从所述呼叫请求信令中获取主叫终端的寻址信息以及被叫终端的唯一标识，并将所述呼叫请求信令转发至被叫终端所在的网关，并接收被叫终端发送的呼叫接纳信令，从所述呼叫接纳信令中获取被叫终端的寻址信息。在接收被叫终端响应所述寻呼消息发送的呼叫接纳信令之后，还可以将所述呼叫接纳信令发送至主叫终端；接收主叫终端回复的呼叫确认信令；将所述呼叫确认信令转发至被叫终端；在被叫终端收到所述确认信令后，分别根据主叫终端的寻址信息以及被叫终端的寻址信息，向主叫终端和被叫终端所在的网关发起承载建立请求。在获取寻址信息之前，主叫与被叫终端需要完成网络附着，并利用默认承载所提供的IP传输通道注册至TtTSCC(SatelliteControlCenter，卫星控制中心)实体。因此，可以接收主叫终端和被叫终端发送的注册请求；其中，所述注册请求包括主叫终端和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卫星通信系统的数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤：获取主叫终端的寻址信息和被叫终端的寻址信息，分别根据主叫终端的寻址信息以及被叫终端的寻址信息，向主叫终端和被叫终端所在的网关发起承载建立请求；其中，主叫终端所在的网关建立主叫终端与卫星之间的承载，被叫终端所在的网关建立被叫终端与卫星之间的承载；向地面信关站发出物理层资源调度请求，所述物理层资源调度请求中携带主叫终端的寻址信息、被叫终端的寻址信息和物理层资源分配信息；其中，地面信关站响应所述物理层资源调度请求为主叫终端和被叫终端分配通信所需的物理层资源；将主叫终端和被叫终端对应的波束信息通过控制信令发送至卫星，为主叫终端和被叫终端分配波束资源；其中，地面信关站根据所述物理层资源对主叫终端和被叫终端进行调度，卫星根据所述承载、波束信息和物理层资源对主叫终端和被叫终端之间的通信信号进行转发。

【技术特征摘要】
1.一种卫星通信系统的数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤：获取主叫终端的寻址信息和被叫终端的寻址信息，分别根据主叫终端的寻址信息以及被叫终端的寻址信息，向主叫终端和被叫终端所在的网关发起承载建立请求；其中，主叫终端所在的网关建立主叫终端与卫星之间的承载，被叫终端所在的网关建立被叫终端与卫星之间的承载；向地面信关站发出物理层资源调度请求，所述物理层资源调度请求中携带主叫终端的寻址信息、被叫终端的寻址信息和物理层资源分配信息；其中，地面信关站响应所述物理层资源调度请求为主叫终端和被叫终端分配通信所需的物理层资源；将主叫终端和被叫终端对应的波束信息通过控制信令发送至卫星，为主叫终端和被叫终端分配波束资源；其中，地面信关站根据所述物理层资源对主叫终端和被叫终端进行调度，卫星根据所述承载、波束信息和物理层资源对主叫终端和被叫终端之间的通信信号进行转发。2.根据权利要求1所述的卫星通信系统的数据传输方法，其特征在于，获取主叫终端的寻址信息以及被叫终端的寻址信息的步骤包括：接收主叫终端发送的呼叫请求信令，从所述呼叫请求信令中获取主叫终端的寻址信息以及被叫终端的唯一标识；将所述呼叫请求信令转发至被叫终端所在的网关，并接收被叫终端发送的呼叫接纳信令，从所述呼叫接纳信令中获取被叫终端的寻址信息。3.根据权利要求2所述的卫星通信系统的数据传输方法，其特征在于，获取主叫终端的寻址信息和被叫终端的寻址信息的步骤包括：接收主叫终端和被叫终端发送的注册请求；其中，所述注册请求包括主叫终端和被叫终端的注册信息，所述注册信息包括TtTID，主叫终端和被叫终端所在小区对应的波束，主叫终端和被叫终端的地面信关站标识，跟踪区，网关标识和IP地址；响应所述注册请求对主叫终端和被叫终端进行注册；从所述注册信息中获取注册后的主叫终端和被叫终端的寻址信息。4.根据权利要求2所述的卫星通信系统的数据传输方法，其特征在于，在接收被叫终端响应所述寻呼消息发送的呼叫接纳信令之后，还包括以下步骤：将所述呼叫接纳信令发送至主叫终端；接收主叫终端回复的呼叫确认信令；将所述呼叫确认信令转发至被叫终端；在被叫终端收到所述确认信令后，执行分别根据主叫终端的寻址信息以及被叫终端的寻址信息，向主叫终端和被叫终端所在的网关发起承载建立请求的步骤。5.根据权利要求1所述的卫星通信系统的数据传输方法，其特征在于，所述波束信息包括主叫终端和被叫终端的TtTID、主叫终端所在的波束标识、主叫终端的PRB偏移、主叫终端的定时偏移，被叫终端所在的波束标识、被叫终端的PRB偏移和被叫终端的定时偏移。6.根据权利要求1所述的卫星通信系统的数据传输方法，其特征在于，在卫星根据所述承载和物理层资源对主叫终端和被叫终端之间的通信信号进行转发之后，还包括以下步骤：接收被叫终端发送的会话结束信令；将所述会话结束信令转发至主叫终端；接收主叫终端发送的会话结束确认信令，控制卫星释放波束资源，控制地面信关站释放TtT物理层资源，并通知网关释放所述承载。7.根据权利要求1所述的卫星通信系统的数据传输方法，其特征在于，在将主叫终端和被叫终端对应的波束信息通过控制信令发送至卫星之后，所述卫星进一步通过与主叫终端之间的承载从主叫终端接收通信信号，根据所述波束信息将所述通信信号从主叫终端对应的波束切换至被叫终端对应的波束，并通...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘为，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第七研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44