一种基于边缘计算的星地融合系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于边缘计算的星地融合系统，通过构建星地融合核心网络模块，卫星用户终端子模块以及数据网络模块；其中，星地融合核心网络模块分别与卫星用户终端子模块以及数据网络模块，用于接受并处理数据网络模块传输的数据，并将处理后数据反馈给卫星用户终端子模块；本发明专利技术通过设计支持星上接入的星地融合核心网架构与基于时延的卫星移动核心网机动部署方案，支撑卫星移动的核心网络的灵活部署，实现星载基站的组网管控，为用户提供灵活的接入服务，并使得5G地面核心网在保证原有功能完整前提下，能使其管控功能在靠近用户侧发挥作用，从而可以实现网络资源在卫星侧的高效管控和分配，实现本地业务接入和切换的低时延。时延。时延。

【技术实现步骤摘要】
一种基于边缘计算的星地融合系统


[0001]本专利技术涉及星地融合领域，具体涉及一种基于边缘计算的星地融合系统。

技术介绍

[0002]在星地融合场景下，由于卫星节点快速动态变化的特性，为保证通信的连续性，终端就需要在卫星结点间不断切换以获得连续可靠的通信服务，这样就会频繁产生大量交互信息以保证网络拓扑的动态更新。由于卫星结点间没有集中的管控实体，不能独立做出快速地决策，大量的交互信息就需要通过遥远的星地间链路与地面核心网交互，导致整个网络时效性低，无法很好满足低轨星座通信网络对时效性的要求。因此可通过下沉核心网功能至卫星解决这个问题，但是又由于低轨星座网络存在节点高速运动卫星星上资源受限，无法将完整核心网功能进行星上搬迁。
[0003]星地融合网络中存在卫星节点高速运动、星上资源受限的特性，完整核心网功能难以实现星上搬移，缺少星间组网机制保证卫星网络组网灵活性。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供了一种基于边缘计算的星地融合系统，基于free5GC架构提出了基于5G的星地融合核心网架构，能够支撑卫星移动的核心网络的灵活部署，实现星载基站的组网管控，为用户提供灵活的接入服务，使得5G地面核心网在保证原有功能完整前提下，能使其管控功能在靠近用户侧发挥作用，从而可以实现网络资源在卫星侧的高效管控和分配，实现本地业务接入和切换的低时延。
[0005]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一方面，一种基于边缘计算的星地融合系统，包括：星地融合核心网络模块，卫星用户终端模块以及数据网络模块；
[0007]其中，星地融合核心网络模块分别与卫星用户终端模块以及数据网络模块，用于接受并处理数据网络模块传输的数据，并将处理后数据反馈给卫星用户终端模块。
[0008]卫星用户终端模块，直接接入卫星基站，用于实现星地融合系统与卫星基站间的通信；
[0009]数据网络模块，用于传输用户数据。
[0010]优选地，地融合核心网络模块包括卫星移动核心网络模块与地面核心网络模块；
[0011]其中卫星移动核心网络模块分别与卫星用户终端模块、地面核心网络模块通信连接，作为星地融合系统的卫星节点，用于接收地面核心网络模块采集的数据，完成卫星子网内的接入，并将通过卫星移动核心网络模块采集的数据传输给地面核心网络模块；
[0012]地面核心网络模块与数据网络模块连接，作为集中管控中心，用于接收并处理数据网络模块的数据，并根据该处理后的数据进行对卫星子网的部署；并接受卫星移动核心网络模块采集的数据。
[0013]优选地，卫星移动核心网络模块包括：
[0014]卫星移动控制子模块、星载基站子模块以及卫星用户面子模块；
[0015]其中卫星移动控制子模块分别与星载基站子模块、卫星用户面子模块通信连接，用于依据星载基站子模块与卫星用户面子模块交互，完成用户接入；
[0016]星载基站子模块分别与卫星用户终端、卫星用户面子模块通信连接，用于承接卫星用户终端、卫星用户面子模块的数据接入与传回；
[0017]卫星用户面子模块与地面核心网络模块通信连接，用于将卫星移动核心网络模块的数据传输到地面核心网络模块，并负责处理该数据包路由与转发，及其对移动通信网络协议的封装与解封装。
[0018]优选地，卫星移动控制子模块包括：
[0019]星载基站管理功能模块、第一星上存储和鉴权管理功能模块、第二星上存储和鉴权管理功能模块、星上接入管理功能模块以及星上会话和策略管理功能模块；
[0020]其中星载基站管理功能模块分别与第一星上存储和鉴权管理功能模块、星上接入管理功能模块通信连接，用于管理星载基站子模块的接入与退出，及保持与星载基站子模块间的数据连接，并根据第一星上存储和鉴权管理功能模块进行对切换对卫星移动控制子模块消息的转发与处理；
[0021]第一星上存储和鉴权管理功能模块与星上会话和策略管理功能模块通信连接，用于管理星载基站子模块的切换状态，包括：切换状态维护、切换触发与选择判决、维护星载基站子模块与卫星用户面子模块通信接口；
[0022]星上会话和策略管理功能模块与卫星用户面子模块通信连接，用于管理用户IP地址分配、用户会话管理以及本地策略数据的维护；
[0023]星上接入管理功能模块与星载基站子模块通信连接，用于负责对用户设备的访问授权、漫游权限的检查订阅以及移动性和可达性管理，并提供用户与星上会话和策略管理功能模块间会话管理消息的传输；
[0024]第二星上存储和鉴权管理功能模块分别与星上接入管理功能模块以及星上会话和策略管理功能模块连接，用于进行对用户的签约与鉴权数据间进行管理与维护。
[0025]优选地，地面核心网络模块包括：
[0026]地面核心控制子模块、地面核心用户平面子模块、地面核心接入子模块以及用户终端子模块；
[0027]其中，地面核心控制子模块分别与地面核心用户平面子模块、地面核心接入子模块以及用户终端子模块通信连接，用于加强卫星网络的管控；
[0028]地面核心用户平面子模块分别与地面核心接入子模块、卫星用户面子模块、数据网络模块通信连接，用于进行核心用户间的管理与鉴权；
[0029]地面核心接入子模块与用户子终端模块通信连接，用于接受卫星用户面子模块传输的数据；
[0030]用户终端子模块，直接接入卫星基站，用于完成卫星基站间的卫星通信。
[0031]优选地，地面核心控制子模块包括：
[0032]5G核心网控制网元子模块以及卫星组网控制服务子模块；
[0033]其中，5G核心网控制网元子模块与卫星组网控制服务子模块通信连接，用于进行所有用户间的鉴权管理与认证；
[0034]卫星组网控制服务子模块，用于进行路由管理与资源调度。
[0035]优选地，5G核心网控制网元模块包括：
[0036]相互连接的认证服务器功能模块、统一数据管理功能模块、网络开放数据功能模块、网络切片选择功能模块、应用功能模块、会话管理功能模块、接入与移动管理功能模块以及控制策略功能模块；
[0037]其中，5G核心网控制网元模块通过会话管理功能模块与地面核心用户平面子模块通信连接；
[0038]通过接入与移动管理功能模块分别与地面核心接入子模块以及用户终端子模块通信连接；
[0039]认证服务器功能模块，用于进行用户间的鉴权和认证；
[0040]统一数据管理功能模块，用于进行全网数据的管理；
[0041]网络开放数据功能模块，用于进行用户的全网数据间资源虚拟化，并进行二次开发；
[0042]网络切片选择功能模块，用于根据用户功能进行资源的调度；
[0043]应用功能模块，用于链接不同的应用功能；
[0044]会话管理功能模块，用于进行不同用户间的会话流程管理；
[0045]接入与移动管理功能模块，用于进行不同用户的接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于边缘计算的星地融合系统，其特征在于，包括：星地融合核心网络模块，卫星用户终端模块以及数据网络模块；其中，星地融合核心网络模块分别与卫星用户终端模块以及数据网络模块，用于接受并处理数据网络模块传输的用户数据，并将处理后数据反馈给卫星用户终端模块；卫星用户终端模块，直接接入卫星基站，用于实现星地融合系统与卫星基站间的通信；数据网络模块，用于传输用户数据。2.根据权利要求1所述的基于边缘计算的星地融合系统，其特征在于，星地融合核心网络模块包括卫星移动核心网络模块与地面核心网络模块；其中卫星移动核心网络模块分别与卫星用户终端模块、地面核心网络模块通信连接，作为星地融合系统的卫星节点，用于接收地面核心网络模块采集的数据，完成卫星子网内的接入，并将通过卫星移动核心网络模块采集的数据传输给地面核心网络模块；地面核心网络模块与数据网络模块连接，作为集中管控中心，用于接收并处理数据网络模块的数据，并根据该处理后的数据进行对卫星子网的部署；并接受卫星移动核心网络模块采集的数据。3.根据权利要求2所述的基于边缘计算的星地融合系统，其特征在于，卫星移动核心网络模块包括：卫星移动控制子模块、星载基站子模块以及卫星用户面子模块；其中卫星移动控制子模块分别与星载基站子模块、卫星用户面子模块通信连接，用于依据星载基站子模块与卫星用户面子模块交互，完成用户接入；星载基站子模块分别与卫星用户终端、卫星用户面子模块通信连接，用于承接卫星用户终端、卫星用户面子模块的数据接入与传回；卫星用户面子模块与地面核心网络模块通信连接，用于将卫星移动核心网络模块的数据传输到地面核心网络模块，并负责处理该数据包路由与转发，及其对移动通信网络协议的封装与解封装。4.根据权利要求3所述的基于边缘计算的星地融合系统，其特征在于，卫星移动控制子模块包括：星载基站管理功能模块、第一星上存储和鉴权管理功能模块、第二星上存储和鉴权管理功能模块、星上接入管理功能模块以及星上会话和策略管理功能模块；其中星载基站管理功能模块分别与第一星上存储和鉴权管理功能模块、星上接入管理功能模块通信连接，用于管理星载基站子模块的接入与退出，及保持与星载基站子模块间的数据连接，并根据第一星上存储和鉴权管理功能模块进行对切换对卫星移动控制子模块消息的转发与处理；第一星上存储和鉴权管理功能模块与星上会话和策略管理功能模块通信连接，用于管理星载基站子模块的切换状态，包括：切换状态维护、切换触发与选择判决、维护星载基站子模块与卫星用户面子模块通信接口；星上会话和策略管理功能模块与卫星用户面子模块通信连接，用于管理用户IP地址分配、用户会话管理以及本地策略数据的维护；星上接入管理功能模块与星载基站子模块通信连接，用于负责对用户设备的访问授权、漫游权限的检查订阅以及移动性和可达性管理，并提供用户...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘立祥，孟宪东，周波，
申请(专利权)人：宜宾市天珑通讯有限公司，
类型：发明
国别省市：