專利名稱：基于星上部分基帶交換的衛(wèi)星移動通信方法
技術領域：
本發(fā)明涉及衛(wèi)星移動通信，尤其涉及一種基于星上部分基帶交換的衛(wèi)星移動通信 方法，屬于衛(wèi)星通信技術領域。
背景技術：
衛(wèi)星移動通信包括全球星移動通信和全球星固定通信，它是通過用戶手持終端， 通過地面關口站，通過通信衛(wèi)星，實現(xiàn)與其它用戶的通信。該通信技術具有無縫隙覆蓋和高 安全性的優(yōu)勢，只要能看到天的地方，就能實現(xiàn)覆蓋，在偏遠的沙漠、戈壁、森林及廣闊的大 草原等偏遠農村，通信也能暢通無阻。而且，衛(wèi)星移動具有極高的安全性，是地面移動無法 比擬的。我國地域遼闊，地形復雜，沙漠、高原、山地、草原占相當大的面積，但其中部分地 區(qū)尚未實現(xiàn)普通移動通信網絡的覆蓋，在這些地區(qū)進行野外作業(yè)、科研考察、石油開采、地 質勘探、探險等活動時，衛(wèi)星移動電話的作用無法替代，而且近年來國家對于提高應對突發(fā) 公共事件(自然災害、事故災害、突發(fā)公共衛(wèi)生事件、突發(fā)社會安全事件)的應急保障能力 有很高的要求，各省都成立了應急通信保障指揮部，以應對各種應急事件的通信保障工作。 這些都是衛(wèi)星移動通信的應用領域。衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)利用衛(wèi)星通信的多址傳輸方式，為全球用戶提供大跨度、大范 圍、遠距離的漫游和機動、靈活的移動通信服務，是陸地蜂窩移動通信系統(tǒng)的擴展和延伸， 在偏遠的地區(qū)、山區(qū)、海島、受災區(qū)、遠洋船只及遠航飛機等通信方面更具獨特的優(yōu)越性。衛(wèi) 星移動通信系統(tǒng)，按所用軌道分，可分為靜止軌道(GEO)和中軌道(MEO)、低軌道(LEO)衛(wèi)星 移動通信系統(tǒng)。GEO系統(tǒng)技術成熟、成本相對較低，目前可提供業(yè)務的GEO系統(tǒng)有INMARSAT 系統(tǒng)、北美衛(wèi)星移動系統(tǒng)MSAT、澳大利亞衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)Mobilesat系統(tǒng)；LEO系統(tǒng)具有 傳輸時延短、路徑損耗小、易實現(xiàn)全球覆蓋及避開了靜止軌道的擁擠等優(yōu)點，目前典型的系 統(tǒng)有Iridium、Globalstar, Teldest等系統(tǒng)；MEO則兼有GEO、LEO兩種系統(tǒng)的優(yōu)缺點，典型 的系統(tǒng)有OdySSey、AMSC、INMARSMT-P系統(tǒng)等。另外，還有區(qū)域性的衛(wèi)星移動系統(tǒng)，如亞洲的 AMPT,日本的N-STAR、巴西的EC0-8系統(tǒng)等。衛(wèi)星有著巨大的覆蓋面積，一顆同步通信衛(wèi)星就可以覆蓋地球面積的1/3，只要有 三顆同步衛(wèi)星就可以實現(xiàn)全球除南北極之外地區(qū)的通信。這已成為世界上洲際以及遠距離 的重要通信方式，并且在部分地區(qū)的陸、海、空領域的車、船、飛機移動通信中也占有市場。 但是同步通信衛(wèi)星無法實現(xiàn)個人手機的移動通信。解決這個問題可以利用中低軌道的通信 衛(wèi)星。中低軌道衛(wèi)星距離地面只有幾百千米或幾千千米，它在地球上空快速繞地球轉動，因 此叫做非同步地球衛(wèi)星，或稱移動通信衛(wèi)星，這種衛(wèi)星系統(tǒng)是以個人手機通信為目標而設 計的。比較典型的有“依星”系統(tǒng)、“全球星系統(tǒng)”等。這些系統(tǒng)用幾十顆中、低軌道小型衛(wèi) 星把整個地球表面覆蓋起來，就好像把一個覆蓋全球的蜂窩移動通信系統(tǒng)“倒過來”設置在 天空上。每顆衛(wèi)星可以覆蓋直徑為幾百千米的面積，比地面蜂窩小區(qū)基站的覆蓋面積大得多ο
在對四川汶川地震的抗震救災過程中，當有線、無線通訊中斷后，衛(wèi)星通信雖然發(fā) 揮了重要作用，但也暴露了我國衛(wèi)星通信系統(tǒng)建設存在的不足。到目前為止，我國還沒有自 主研發(fā)的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，自主研制的“北斗一號”終端機只能通過發(fā)短消息的形式與指 揮中心取得聯(lián)系，使得汶川地震中的救援人員只能使用如海事衛(wèi)星電話等國外衛(wèi)星移動通 信系統(tǒng)與指揮中心進行語音通信。為了改變這種情況，自主研發(fā)用于語音通信的新衛(wèi)星，對 于滿足我國應急通信的需求具有重要意義。
之前國際上和國內有進行利用衛(wèi)星轉發(fā)器進行單跳環(huán)回語音通信的研究，并取得 了一定的成果，但之前的研究中，地面信關站大多是基于2G移動通信系統(tǒng)的構架，并沒有 完整的使衛(wèi)星單跳語音業(yè)務接入基于3G移動通信系統(tǒng)的方案。以下列舉了一些與本發(fā)明 相關的研究成果。[Saurabh Garg, Vivek Kansal Hughes Software Systems, India，“Cost Effictive PersonalCommunications Using GEO-Synchronous Satellite^ICPWC 1996]描 述了一種可無縫接入地面PSTN和PLMN的利用地球靜止同步軌道衛(wèi)星通信的個人無線通信 系統(tǒng)，按照文章的描述，該系統(tǒng)具有進行單跳語音業(yè)務的能力，此外可提供數(shù)據(jù)業(yè)務、傳真 業(yè)務、緊急呼叫業(yè)務、語音郵箱業(yè)務、短信業(yè)務和其他補充業(yè)務。地面段接入的PLMN為GSM 2G網絡。[夏川真二；森本裕之，中國公開申請?zhí)?專利號96111195，“移動式衛(wèi)星通信終 端系統(tǒng)”，1997年04月30日]公開了一種衛(wèi)星通信終端系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括移動式衛(wèi)星通 信終端；連接裝置；由母機和子機組成的無線電話裝置等。具有從遠離衛(wèi)星通信終端的地 方通過衛(wèi)星通信終端與其他局進行通話的能力，這種解決方案是基于衛(wèi)星透明轉發(fā)的雙跳
語首通{曰ο[KOLEV J，HOIRUP C，HOY IRUP C，et al，US Patent 6108318-A，“Satellite basedtelecommunications system with user terminals and terrestrial network-establishes commonchannel on satellite between user terminals to synchronise protocol parameters for 1st userterminal with corresponding protocol parameters for 2nd user terminal across 3rd single hopconnection via satellite", Aug. 22,2000]公開了一種解決衛(wèi)星語音通信系統(tǒng)(ACeS)用戶終端之間在使 用語音業(yè)務從雙跳轉單跳時，由于數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議(Data Link Protocol)不匹配引起丟幀 現(xiàn)象的方法，這種方法解決了在雙跳轉單跳語音業(yè)務時用戶之間協(xié)議參數(shù)的同步問題，但 并未提出雙跳轉單跳語音業(yè)務具體流程。[KOLEV J, HOIRUP C, KOLEV J P, et al, US Patent 5956646-A，“Signalling method forsynchronising transaction identifiers in mobile satellite communications - adding newinformation element in assignment command message transmitted to each mobile unit duringmobile-originated and mobile-terminated call establishment processes", Sept. 21，1999]公開了一種在衛(wèi)星語音通信系統(tǒng)(ACeS) 用戶終端信令連接建立時，通過預設新業(yè)務服務參數(shù)簡化通信流程的方法。[J0SHI C, N0ERPEL A, SU C, US Patent 6353738-B1, "Single-hop terminal-to-terminalcal1 implementing method in mobile satellite system, involves establishing satellite channels forsignaling originating terminal fromgateway", Mar. 5,2002]公開了一種解決衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)(MSAT)語音單跳業(yè)務進行中， 用戶終端和地面信關站交換信令的方法，此方法有助于在單跳語音通信過程中，信關站能 夠實時地對語音通信質量進行檢測。[USHER M P, MEAD A R，US Patent 2002045444-A1，” Satellite telephone network foron-board vehicle communication system, has fixed telephone network which suspendsforwarding of calls to mobile telephone network when mobile telephone network is inactive”，Apr. 18，2002]公開了一種機載、艦載終端在不同的陸地無線通信網絡內實現(xiàn)切換的方法。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種便于實施的基于星上部分基帶交換處理的衛(wèi)星移動通信方法，實現(xiàn)從傳統(tǒng)的基于星上透明轉發(fā)到基于星上部分基帶交換的衛(wèi)星移動通信的過 渡與轉變。傳統(tǒng)的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的結構如圖Ia所示，包括用戶終端(以MS或者UE表示)，衛(wèi)星(以SAT表示)，無線接入網(以SRAN表示，主要包括GNB和GNC等)和核心網 (以CN表示，主要包括CS-MGW，MSC Server，SGSN，HLR等)，其采用分層設計的思想，實現(xiàn)業(yè) 務邏輯與控制、承載之間的分離，其移動通信方法包括RRC連接建立、主叫用戶鑒權與身份 確認、路由與呼叫承載建立、被叫尋呼、被叫用戶鑒權與身份驗證、被叫用戶應答等六個主 要過程。在該衛(wèi)星移動通信方法中，衛(wèi)星采用完全透明轉發(fā)的工作方式，對應的“雙跳”語 音通信與地面蜂窩移動通信呼叫處理流程沒有明顯的區(qū)別。和傳統(tǒng)的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)不同，本發(fā)明所采用的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)如圖Ib所 示，增加了衛(wèi)星控制節(jié)點(以SCN表示)，衛(wèi)星路由控制器(以SRC表示)和衛(wèi)星交換協(xié)調 服務器(以SSC Server表示)，SCN分別與SAT和SRC連接，SRC分別與SCN，GNC和SSC Server連接，SSC server則與SRC和MSC Server連接。為了實現(xiàn)從傳統(tǒng)的基于星上透明 轉發(fā)到基于星上部分基帶交換的語音業(yè)務的過渡與轉變，SCN經過特定的射頻通道對星上 交換處理矩陣網絡進行修改，使得用戶原有的經地面網絡交換處理的雙跳回環(huán)數(shù)據(jù)流直接 經衛(wèi)星轉發(fā)進行單跳回環(huán)傳輸。也就是說，本發(fā)明的衛(wèi)星移動通信方法的主要特征在于建 立了一條星上交換處理的通信業(yè)務信道，主被叫語音信息通過該通道傳輸，而不是通過通 信網絡主體(即位于地面的SRAN和CN)來交換和傳輸。同時，基于星上有效載荷的處理能 力，管理這條通信業(yè)務信道主體在地面上(即SCN，SRC和SSC Server)。SRC作為本發(fā)明的核心網元，完成星上交換網絡資源管理和交換路由決策，有兩個 必要條件，第一是要有地面控制層網絡實體發(fā)出單跳呼叫處理申請，第二是獲取話音業(yè)務 通信雙方的用戶鏈路信道信息，并以此為根據(jù)做出能否進行星上單跳交換的決策。具體來說，本發(fā)明的呼叫處理流程包括下列八個過程RRC連接建立、主叫用戶鑒 權與身份確認、路由與呼叫承載建立、被叫尋呼、被叫用戶鑒權與身份驗證、星上部分基帶 交換處理申請、星上部分基帶交換業(yè)務執(zhí)行和被叫用戶應答。可見，本發(fā)明和現(xiàn)有技術的區(qū) 別特征集中體現(xiàn)在星上部分基帶交換處理申請和星上部分基帶交換業(yè)務執(zhí)行這兩個過程。本發(fā)明提供了一種實用的基于星上部分基帶交換處理的衛(wèi)星語音通信方案，上述 方案具有如下的一些有益效果
(1)可以部分實現(xiàn)經過衛(wèi)星轉發(fā)器的單跳環(huán)回語音通信，縮短業(yè)務流在地面交換網絡雙跳環(huán)回所帶來的業(yè)務傳輸時延；(2)無須修改原有3GPP關于WCDMAR4版本語音通信所定義的網元接口、通信協(xié)議。 僅通過新增的接口、通信協(xié)議和通信流程實現(xiàn)了星上部分基帶交換話音業(yè)務；(3)可以同時保持經過衛(wèi)星轉發(fā)器的單跳環(huán)回語音通信和經過地面交換網絡的雙 跳環(huán)回語音通信，減少了衛(wèi)星接入話音通信的掉話概率；(4)基本可以沿用現(xiàn)有的地面移動通信網絡設備作為衛(wèi)星移動通信網絡的主體設 備；(5)兼容3GPP定義的語音通信流程，便于進一步升級和修改后，實現(xiàn)與UMTS以及 PSTN互通語音。(6)本發(fā)明所基于的系統(tǒng)結構中，由于GNC、GNB與MSC Server是成對出現(xiàn)的，因 此在位置區(qū)劃分上更為簡單，這為簡化呼叫處理帶來了方便。


圖1是本發(fā)明涉及的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)結構方案圖；圖2是實施例的RRC連接建立方法示意圖；圖3是實施例的路由建立方法示意圖；圖4是實施例的尋呼被叫方法示意圖；圖5是實施例的被叫身份驗證和鑒權及能力協(xié)商示意圖；圖6是實施例的星上部分基帶交換處理申請示意圖；圖7是實施例的星上部分基帶交換業(yè)務執(zhí)行方法示意圖(只建立單跳回環(huán)連 接)；圖8是實施例的星上部分基帶交換業(yè)務執(zhí)行方法示意圖(既建立經由地面網絡的 雙跳連接，又建立單跳回環(huán)連接)；圖9是實施例的單跳呼叫連接拆除方法示意圖。
具體實施例方式下面通過具體實施例結合附圖對本發(fā)明作進一步描述。本發(fā)明的具體實施例是基于3G兼容體制(具體而言是基于3GPP/UMTS Release 4 參考模型[3rd GPP Technical Specification Group Services and Systems Aspects Networkarchitecture,Release 4，3GPP TS 23.002 V4. 8. 0,2003-06])的同時具備有限單 跳環(huán)回語音通信能力的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的呼叫建立和拆除方案。在本實施例涉及的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)中，一個MSC Server/VLR服務區(qū)包含且只包 含一個GNC與GNB。因此，在網絡區(qū)域劃分上，MSC Server/VLR服務區(qū)與位置區(qū)(LA)是重 合的。一個MSC Server/VLR服務區(qū)(或者是一個位置區(qū))下包含不同波束構成的小區(qū)。即 用戶在同一個MSC Server/VLR服務區(qū)內移動，不需要做位置更新。一、基于星上部分基帶交換的呼叫建立方案本實施例所設計的呼叫建立流程是基于GEO衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，利用星上部分基 帶交換功能實施的語音通信建立過程。一共分為RRC連接建立、主叫用戶鑒權與身份確認、路由與呼叫承載建立、被叫尋呼、被叫用戶鑒權與身份驗證、星上部分基帶交換處理申請、 星上部分基帶交換業(yè)務執(zhí)行、被叫用戶應答等八個主要過程。其中，被叫用戶鑒權與身份驗 證、星上部分基帶交換處理申請過程是同時進行的，其余過程按照時間順序進行。1.建立RRC連接RRC連接是為了建立UE和SRAN之間的信令連接。RRC連接總是由UE 發(fā)起。同一 時刻，同一 UE最多只能建立一個RRC連接。UE處于空閑模式時，如果UE的NAS (非接入層) 請求建立信令連接，UE將發(fā)起RRC連接建立過程。主要流程如下DUESi^Radio Link Setup Request 消息，請求建立 RRC 連接。2) GNC根據(jù)連接請求的原因以及系統(tǒng)資源狀態(tài)，決定或否定建立RRC連接，并分配 相關資源。3) GNC 向 GNB 返回 Radio Link Setup Request 消息，請求 GNB 分配建立 RRC 連接 所需的無線鏈路資源。4) GNB 預留資源成功后，向 GNC 返回 Radio Link Setup Response 消息。5) GNC通過ALCAP在Iub接口用戶面建立傳輸承載，并完成GNC與GNB之間的同步 過程。6)GNC 向 UE 發(fā)送 RRC Connection Setup。7)UE 在向 GNC 發(fā)送 RRC Connection Setup Complete 消息。在這一階段，衛(wèi)星作為接入網元起透明轉發(fā)的作用，所以此流程與3GPP定義的 RRC連接建立流程幾乎是一致的。2.主叫用戶鑒權與身份確認同WCDMA R4網絡鑒權相比，在GEO衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)中，除了網絡對USIM的認證 和USIM對網絡的認證，還有用戶使用單跳語音業(yè)務能力和優(yōu)先級的評定，如果用戶沒有使 用單跳環(huán)回語音通信的能力，在尋呼被叫用戶的過程中不會開啟星上部分基帶交換處理申 請流程。3.路由建立1)主叫所屬的MSC Server/VLR收到Setup消息，并不知道被叫用戶的位置，因此 對接收到的被叫號碼進行分析，選路至被叫用戶歸屬的HLR，主叫所屬的MSC Server/VLR 建立與HLR之間的MAP對話，并向HLR發(fā)起路由信息請求。2)HLR接收到主叫用戶歸屬MSC Server發(fā)送的MSISDN，需要通過HLR中的IMSI 與MSISDN對應表，把MSISDN轉換為相應的IMSI。3)HLR根據(jù)IMSI索引查找到被叫用戶所在的MSC SERVER/VLR號碼，然后向被叫所 在的MSC Server/VLR發(fā)送提供漫游號碼請求。4)被叫MSC Server/VLR將IMSI與MSISDN綁定之后，分配一個空閑的漫游號碼 (MSRN)，使其與IMSI建立一一對應的關系，并通過提供MSRN確認消息，向HLR返回MSRN。5) HLR通過路由信息確認消息，將該MSRN轉發(fā)給主叫MSC Server06)主叫所屬的MSC Server通過MSRN利用BICC信令建立與被叫所屬的MSC之間 的連接，被叫所屬的MSC Server/VLR通過該MSRN可以檢索得到該UE的IMSI，并釋放MSRN， 被叫所屬的MSC Server/VLR向被叫UE所在的位置區(qū)進行尋呼。4.尋呼被叫
本發(fā)明所基于的系統(tǒng)結構中一個MSC Server/VLR服務區(qū)包含且只包含一個GNC 與GNB。因此，只要建立了主被叫MSC Server之間的連接，就相當于建立了主被叫所屬GNC 之間的連接。在尋呼被叫UE的過程中，GNC要對其管理的所有波束區(qū)進行尋呼。尋呼被叫流程由以下主要流程組成1)CN向GNC發(fā)送Paging消息開啟尋呼過程。尋呼消息攜帶的參數(shù)包括CN域指示語(cs Domain標識符)、被叫用戶IMSI、尋呼區(qū)域ID(位置區(qū)標識符)、尋呼原因 (SpeechCall)等。2)GNC向UE發(fā)送尋呼消息，主要參數(shù)包括CN域指示語、尋呼原因、被尋呼UE標識。3)UE監(jiān)聽尋呼信道，獲知在自己所屬的尋呼時隙上有尋呼消息時，轉入尋呼信道 接收尋呼消息，并把尋呼消息中的UE標識與自身標識相比較，若兩者相同，向GNC發(fā)送包含 UE標識、RRC連接建立原因等參數(shù)的RRC連接建立請求。4)GNC向被叫用戶所屬波束GNB發(fā)送無線鏈路建立請求(Radio Link Setup Request)。5) GNB完成無線鏈路建立后，通過Radio Link Setup Response消息上報GNC ；6) GNC使用ALCAP協(xié)議建立Iub數(shù)據(jù)傳輸承載。7) GNB在Iub接口獲得上行同步，通過NBAP消息通知GNC。8) GNC與GNB之間Iub接口進行下行鏈路同步。9) GNB與GNC之間Iub接口進行上行鏈路同步10)GNC 向 UE 發(fā)送 RRC Connection Setup 消息11) UE按照要求完成RRC連接配置后，向GNC返回RRC連接建立完成。5.被叫身份驗證和鑒權及能力協(xié)商此部分過程與WCDMA R4中類似，具體流程為DUE向GNC發(fā)送Initial Direct Transfer消息，參數(shù)包括NAS消息(尋呼響 應)。2) GNC向CN發(fā)送Initial UE Message消息，主要參數(shù)包括NAS消息(尋呼響應)、 UE標識(TMSI)和全局RNC標識等。3) CN向GNC發(fā)送Command ID消息，主要參數(shù)包括永久NAS UE標識(IMSI)，CN要 求GNC建立安全模式。4)GNC 向 UE 發(fā)送 Security Mode Command 消息。5) UE完成安全模式配置后上報GNC。6) GNC向CN上報安全模式設置完成。7) CN 向 GNC 發(fā)送 Direct Transfer 消息。8) GNC向UE發(fā)送Downlink Direct Transfer消息。主要參數(shù)包括NAS消息 (Setup)9) UE 向 GNC 發(fā)送Downlink Direct Transfer 消息，攜帶 NAS 消息(Call Confirm)10) GNC 向 CN 發(fā)送 Direct Transfer 消息，攜帶 NAS 消息(Call Confirm)。6.星上部分基帶交換處理申請對于接入GEO衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的用戶，在使用語音業(yè)務時，可以申請基于星上 部分基帶交換的業(yè)務(即所謂的單跳語音業(yè)務)。在這里，是否根據(jù)用戶簽約情況或者根據(jù)優(yōu)先級判定用戶是否能使用單跳語音業(yè)務暫不討論。本流程啟動與否取決于被叫用戶在完成身份驗證和能力協(xié)商時是否有足夠的權 限。如果被叫用戶沒有權限使用單跳業(yè)務，地面部分將開始進行業(yè)務承載建立，此時，衛(wèi)星 部分將繼續(xù)執(zhí)行透明轉發(fā)功能，所建立起來的業(yè)務鏈路是經過了地面網絡交換傳輸?shù)?。以下流程設計是默認用戶已經開始申請單跳業(yè)務。這一流程在被叫 用戶完成身份 驗證鑒權與能力協(xié)商后激活。具體流程如下1)主叫所屬的MSC Server/VLR向被叫所屬的MSC Server/VLR發(fā)送初始地址消息 (IAM)，IAM攜帶的參數(shù)與承載建立方式有關，主要有主/被叫號碼、呼叫參考、編碼列表、承 載建立方式、承載特性以及用于觸發(fā)單跳語音流程的申請。 2)被叫所屬的MSC Server/VLR收到IAM消息后啟動單跳語音申請流程，向 SSCServer申請發(fā)送Single Hop Request消息。Single Hop Request消息包括主被叫用 戶IMSI、其所屬的GNC編號、主被叫用戶擁有的呼叫權限等。3) SSC Server向SRC轉發(fā)Single Hop Request消息。同時向被叫所屬的 MSCServer/VLR發(fā)送單跳申請接續(xù)消息。被叫所屬的MSC Server/VLR收到接續(xù)消息后將重 置計時器。4) SRC取得單跳申請的主被叫所屬GNC號碼后，根據(jù)索引號向主被叫GNC發(fā)送無 線資源請求消息，GNC根據(jù)特定的星上無線資源算法做出判決，若同意單跳請求，則準備 好單跳所需的無線資源，回發(fā)SAT Radio Resource Response消息。若否決，則發(fā)回SAT RadioResource Reject消息，啟動單跳語音業(yè)務否決流程。至此，SRC已經做好語音的星上部分基帶交換處理準備。7.星上部分基帶交換業(yè)務執(zhí)行在獲得GNC提供的星上無線資源信息并準備好相關資源后，SRC已經做好本次通 話的星上部分基帶交換處理準備，但在被叫用戶接通前，尚不能使用星上部分基帶交換功 能。需要激活SRC啟動這一流程?？偟目磥?，被叫所屬的MSC Server是語音業(yè)務星上部分基帶交換處理執(zhí)行的關鍵 設備。首先，語音業(yè)務星上部分基帶交換處理的執(zhí)行是以成功尋呼到被叫終端為前提的，如 果被叫終端尋呼失敗，語音業(yè)務星上部分基帶交換處理過程就會終止。其次，語音業(yè)務星上 部分基帶交換處理的執(zhí)行以被叫摘機通話為成功標準，只要被叫不進行摘機動作，語音業(yè) 務星上部分基帶交換處理定時器到時后，同樣會啟動語音業(yè)務星上部分基帶交換處理終止 流程。被叫UE完成安全模式控制過程后以及確認接入CN后，都可以成為單跳語音執(zhí)行啟 動時間。關于語音業(yè)務星上部分基帶交換處理執(zhí)行流程的啟動時間有兩個不同的選擇。這 兩個不同的選擇帶來的最終影響是是否建立經過地面交換網絡的雙跳環(huán)回語音流承載。第一種方法是在CN向GNC發(fā)送RAB建立請求之前，在UE與CN完成安全模式控制 過程之后，UE向GNC發(fā)送Security Mode Complete消息，GNC隨即向CN也上報這一消息。 激活單跳語音執(zhí)行流程。具體流程為1)被叫 GNC 向 CN 發(fā)送 Direct Transfer 消息，攜帶 NAS 消息-Call Conform(包括衛(wèi)星承載能力，呼叫控制能力)，激活單跳語音執(zhí)行流程。 2)被叫 UE 所屬的 MSC Server 向 SSC Server 發(fā)送 Single Hop Execution 消息， 開始單跳語音執(zhí)行流程。3) SSC Server 向 SRC 轉發(fā) Single Hop Execution 消息。4)SRC回復SSC Server, SSC Server向MGW下發(fā)回鈴音消息，主叫收到回鈴音。同 時，SRC通過SSC Server和被叫所屬的MSC Server通知被叫振鈴。5) SRC向SCN下達星上單跳決策決定，SCN執(zhí)行。衛(wèi)星單跳鏈路連通。第二種可能是被叫的RAB連接建立完成后，被叫終端向CN發(fā)送Radio Bearer SetupComplete消息，表示被叫無線承載已經建立完畢，這個時候，呼叫雙方尚未開始通 話，但卻已經建立起了一條雙跳業(yè)務信道。只要被叫摘機，就可以利用這條雙跳業(yè)務信道進 行通信。被叫所屬的MSC Server收到Radio Bearer Setup Complete消息后，啟動單跳執(zhí) 行流程，將使雙方通信鏈路從雙跳切換到單跳。具體流程為1)CN與被叫UE建立RAB連接，建立完成后，UE向GNC回送Radio Bearer Setup 消息。GNC 向 CN 回送 RAB Assignment Response 消息。2)被叫 UE 所屬的 MSC Server 向 SSC Server 發(fā)送 Single Hop Execution 消息， 開始單跳語音執(zhí)行流程。3) SSC Server 向 SRC 轉發(fā) Single Hop Execution 消息。4) SRC向SCN下達星上單跳決策決定，SCN執(zhí)行。衛(wèi)星單跳鏈路連通。就這兩種方法看，各有利弊，第一種方法設計由于在建立RAB之前就進行單跳語 音執(zhí)行，因此，不需要再建立雙跳語音所需的RAB，在被叫摘機的時候就直接進行部分簡單 交換處理。節(jié)約無線資源，流程簡單。同時，星上不用進行單跳與雙跳語音的同步，減輕了 星上載荷的負擔。但這樣建立起來的鏈路一旦出現(xiàn)掉話情況，不能用雙跳語音接續(xù)。必須 重新啟動呼叫流程。主被叫從通話開始，話音流就只通過衛(wèi)星進行基帶交換，可以在整個通 話過程中完整地實施單跳語音。第二種辦法，由于已經建立了雙跳RAB，所以還需要建立單跳業(yè)務連接，被叫用戶 摘機后，可能單跳語音執(zhí)行流程還未完成，星上雙跳轉單跳切換可能會使話音中斷或者重 復。但是，由于建立了兩個不同的業(yè)務信道，可以在用戶出現(xiàn)單跳語音掉話時進行雙跳語音 補償。8.被叫用戶應答被叫用戶應答后，話音流通過建立起來的業(yè)務信道進行傳輸，通信雙方進行正常 通信。二、基于星上部分基帶交換的呼叫拆除方案在星上部分基帶交換業(yè)務建立起來后，由于掉話或者用戶掛機等原因，必須釋放 建立起來的呼叫連接。 呼叫拆除既要拆除單跳語音鏈路，也要拆除雙跳語音鏈路。釋放星上資源、無線資 源和有線資源。如果呼叫只建立起來單跳連接，在語音通話過程中，UE與GRAN之間的RRC連接還 是一直存在的。無論從主叫還是被叫開始進行呼叫拆除，都從RRC連接釋放開始。由于不需要釋放地面GRAN與CN的Iu連接與無線承載，只要SRC控制SCN控制星上載荷釋放星上 連接，單跳連接即被拆除。單跳連接呼叫拆除方案具體如下(被叫先掛機)1)被叫UE向GNC發(fā)送呼叫鏈路拆除請求Disconnect。2)GNC 向被叫 MSC Server 轉發(fā) Disconnect 消息。3)被叫 MSC Server 向主叫 MSC Server 轉發(fā) Disconnect 消息。主叫 MSC Server 通知主叫所在GNC和主叫UE。4)被叫 MSC Server 向 SSC Server 轉發(fā) Single Hop Disconnect 消息。5) SSC Server 向 SRC 告知 Single Hop Disconnect 消息。6) SRC通知主被叫GNC釋放星上資源(波束資源、無線資源等等)。7)GNC回復釋放資源成功。釋放RRC連接。SRC通知SCN執(zhí)行釋放星上單跳連接。8)釋放連接成功后，SCN回復SRC。對于雙跳連接拆除，由于交換需要釋放UE與CN之間的RAB與Iu連接和RRC連接， MSC Server還要控制MGW釋放電路交換終結點和關聯(lián)。因此SRC并不參與釋放過程。由于 雙跳連接中，衛(wèi)星可以視為透明轉發(fā)，所以雙跳連接拆除與UMTS中話音鏈路過程相似。單跳連接呼叫拆除方案具體如下(被叫先掛機)1)被叫UE向GNC發(fā)送呼叫鏈路拆除請求Disconnect。2)GNC 向被叫 MSC Server 轉發(fā) Disconnect 消息。3)被叫 MSC Server 向主叫 MSC Server 轉發(fā) Disconnect 消息。主叫 MSC Server 通知主叫所在GNC和主叫UE。4)被叫端MSC Server控制MGW刪除相關終結點和關聯(lián)。5)被叫端依次釋放RAB、Iu連接和RRC連接。6)主叫端MSC Server控制MGW刪除相關終結點和關聯(lián)。7)主叫端依次釋放RAB、Iu連接和RRC連接。
權利要求
一種基于星上部分基帶交換的衛(wèi)星移動通信方法，包括下列步驟a)建立主叫和SRAN之間的RRC連接；b)對被叫進行鑒權與身份確認；c)建立主叫的MSC和被叫的MSC之間的連接；d)尋呼被叫；e)對被叫進行鑒權與身份驗證；f)被叫的MSC向SSC Server申請單跳通信連接；g)SRC進行單跳決策，SCN執(zhí)行決策；h)衛(wèi)星單跳通信接通，被叫應答。
2.如權利要求1所述的基于星上部分基帶交換的衛(wèi)星移動通信方法，其特征在于，步 驟a)通過下列方法進行i.主叫請求建立RRC連接；ii.GNC請求GNB分配建立RRC連接所需的無線鏈路資源；iii.經主叫與GNC雙向確認，RRC連接建立。
3.如權利要求1所述的基于星上部分基帶交換的衛(wèi)星移動通信方法，其特征在于，步 驟c)通過下列方法進行i.主叫所屬的MSCServer選路至被叫所述的HLR，并向HLR發(fā)起路由信息請求；ii.HLR找到被叫所在的MSC Server,向被叫所屬的MSC Server發(fā)送移動臺漫游號碼 請求；iii.被叫所屬的MSCServer向HLR返回移動臺漫游號碼；iv.HLR將該移動臺漫游號碼轉發(fā)給主叫所屬的MSC Serverv.主叫所屬的MSCServe建立與被叫所屬的MSC Server之間的連接，被叫所屬的MSC Server向被叫所在的位置區(qū)進行尋呼。
4.如權利要求1所述的基于星上部分基帶交換的衛(wèi)星移動通信方法，其特征在于，步 驟d)通過下列方法進行i.被叫所屬的MSCServer開啟尋呼過程；ii.GNC向被叫發(fā)送尋呼消息；iii.被叫監(jiān)聽尋呼信道，獲知在其所屬的尋呼時隙上有尋呼消息時，轉入尋呼信道接 收尋呼消息，向GNC發(fā)送RRC連接建立請求；iv.GNC請求GNB分配建立RRC連接所需的無線鏈路資源；v.被叫通過和其所屬的GNC確認后，完成尋呼過程。
5.如權利要求1所述的基于星上部分基帶交換的衛(wèi)星移動通信方法，其特征在于，步 驟f)通過下列方法進行i.被叫所屬的MSCServer收到IAM消息后啟動單跳語音申請流程，向SSC Server提 出申請；ii.SSC Server向SRC轉發(fā)單跳語音申請消息；iii.SRC根據(jù)主被叫所屬GNC索引號向主被叫GNC發(fā)送無線資源請求，GNC根據(jù)設定的 星上無線資源算法做出判決，若同意單跳請求，則準備好單跳所需的無線資源；若否決，則 單跳語音申請流程終止。
6.如權利要求1所述的基于星上部分基帶交換的衛(wèi)星移動通信方法，其特征在于，步 驟g)通過下列方法進行i.MSC Server經過SSC Server向SRC發(fā)送單跳語音確認消息，開始單跳語音執(zhí)行流程；ii.SSCServer向MGW下發(fā)回鈴音消息，主叫收到回鈴音；同時，SRC通過SSC Server 和被叫所屬的MSC Server通知被叫振鈴；iii.SRC向SCN下達星上單跳決策決定，SCN執(zhí)行。
7.如權利要求1所述的基于星上部分基帶交換的衛(wèi)星移動通信方法，其特征在于，步 驟g)通過下列方法進行i.被叫所屬的MSCServer與被叫建立RAB連接，建立完成后，被叫通過GNC向核心網 確認；ii.被叫所屬的MSCServer經過SSC Server向SRC發(fā)送單跳語音確認消息，開始單跳 語音執(zhí)行流程；iii.SRC向SCN做出修改星上交換矩陣的消息，SCN執(zhí)行。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于星上部分基帶交換的衛(wèi)星移動通信方法，屬于衛(wèi)星通信技術領域。本發(fā)明方法包括a)建立主叫和SRAN之間的RRC連接；b)對被叫進行鑒權與身份確認；c)建立主叫的MSC和被叫的MSC之間的連接；d)尋呼被叫；e)對被叫進行鑒權與身份驗證；f)被叫的MSC向SSC Server申請單跳通信連接；g)SRC進行單跳決策，SCN執(zhí)行決策；h)衛(wèi)星單跳通信接通，被叫應答。本發(fā)明可用于衛(wèi)星移動通信。
文檔編號H04W12/06GK101807952SQ20101012097
公開日2010年8月18日 申請日期2010年3月9日 優(yōu)先權日2010年3月9日
發(fā)明者吳建軍, 杜建成, 王坤, 程宇新, 郭健 申請人:北京大學