一种5G网络覆盖系统、方法、设备及存储介质

技术领域

本发明实施例涉及5G网络通信技术领域，尤其涉及一种5G网络覆盖系统、方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

5G网络时第五代移动通信网络，与4G网络相比较，5G网络在传输速度上有着明显的优势，在实际应用中表现出强大的功能。在同等覆盖前提下，5G网络覆盖要求远高于4G，建设成本也要远远高于4G网络，以较低成本实现5G网络覆盖已成为第五代移动通信网络亟待解决的技术问题。

现有方案在公网无覆盖区域通过卫星回传解决5G覆盖问题，需要涉及到卫星设备和5G基站厂家，设备间对接和网络开通时间长且效率低，另外现有设备都存在体积大，重量重的缺点，不能满足快速开通网络的需求。

发明内容

本发明提供了一种5G网络覆盖系统、方法、装置、设备及存储介质，以解决现有的5G网络覆盖方案不能满足快速开通网络的问题。

根据本发明的一方面，提供了一种5G网络覆盖系统，包括5G基站和卫星调制解调器，所述5G基站的功能和所述卫星调制解调器的功能由系统芯片实现；

所述卫星调制解调器的功能包括提供卫星网络；

所述5G基站将5G网络数据通过所述卫星网络回传到运营商机房核心网，完成5G基站的开通，实现5G网络覆盖。

进一步的，所述5G基站和所述卫星调制解调器之间通过内部接口进行相互通信；

其中，所述内部接口为系统芯片内置的PCIe接口。

进一步的，所述系统芯片为UCP4008芯片，相应的，

卫星调制解调器和5G基站协议栈分别运行在所述UCP4008芯片内部的8个A72上，卫星调制解调器和5G基站协议栈的物理层分别部署在所述UCP4008芯片内部的8个MaPU内核芯片上。

进一步的，所述5G基站采用IPSEC加密方式，利用卫星网络完成5G用户面和数据面的消息传递。

根据本发明的另一方面，提供了一种5G网络覆盖方法，包括：

通过系统芯片提供5G网络和卫星网络；

开通所述卫星网络的同时，控制5G基站将5G网络数据通过卫星网络回传到运营商机房核心网，完成5G基站的开通，实现5G网络覆盖。

进一步的，所述5G网络和所述卫星网络通过所述系统芯片内置的接口完成网络信息交互。

进一步的，所述系统芯片为UCP4008芯片。

进一步的，所述UCP4008芯片内部的8个MaPU内核芯片上部署有卫星调制解调器和5G基站协议栈的物理层。

根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

至少一个处理器；

以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的5G网络覆盖方法。

根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的5G网络覆盖方法。

本发明实施例的技术方案，通过系统包括5G基站和卫星调制解调器，所述5G基站的功能和所述卫星调制解调器的功能由系统芯片实现；所述卫星调制解调器的功能包括提供卫星网络；所述5G基站将5G网络数据通过所述卫星网络回传到运营商机房核心网，完成5G基站的开通，实现5G网络覆盖，解决了现有方案涉及到卫星设备和5G基站厂家设备间对接和网络开通时间长且效率低，不能满足快速开通网络的问题，取到了以较低成本快速实现5G网络覆盖的有益效果。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的一种5G网络覆盖系统的结构示意图；

图2为本发明实施例二提供的一种5G网络覆盖方法的流程示意图；

图3为本发明实施例的5G网络覆盖方法的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。应当理解，本发明的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本发明的范围在此方面不受限制。

本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要注意，本发明中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。

本发明实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种5G网络覆盖系统的结构示意图，该5G网络覆盖系统可适用于快速实现5G网络覆盖的情况，其中该5G网络覆盖系统可由软件和硬件实现，该5G网络覆盖系统可以包括有卫星调制解调器，以提供卫星网络完成5G基站的开通。

如图1所示，本发明实施例一提供的一种5G网络覆盖系统，包括：5G基站10和卫星调制解调器20，5G基站10的功能和卫星调制解调器20的功能由系统芯片实现；

卫星调制解调器20的功能包括提供卫星网络；

5G基站10将5G网络数据通过所述卫星网络回传到运营商机房核心网，完成5G基站的开通，实现5G网络覆盖。

其中，5G基站10是5G网络的核心设备，提供无线覆盖，实现有线通信网络与无线终端之间的无线信号传输。基站的架构、形态直接影响5G网络如何部署。由于频率越高，信号传播过程中的衰减也越大，5G网络的基站密度将更高。

其中，卫星调制解调器20可以选用突发式调制解调器，突发式调制解调器是指卫星通信系统中使用的一种调制解调器；卫星调制解调器20还可以选用TracStar CDM-570L卫星调制解调器，其支持点对点、网状网、星状网等多种组网方式，广泛适用于安监、消防、气象、海事、部队、考察探险、石油勘探及各类应急通信等领域；卫星调制解调器20还可以选用Comtech-调制解调器-SLM-5650B，SLM-5650B卫星调制解调器是新一代经USARSTRAT WGS认证的调制解调器产品，其性能特点包括：支持桥接点对多点网络架构，直接序列扩频，码片速率高达64Mcps，非对称循环时序和数据源位同步，使用HTTP、Telnet和简单网络管理协议进行远程控制的以太网接口。

本实施例中，5G网络覆盖系统通过系统芯片可以实现5G基站10和卫星调制解调器20的功能，进而可以同时提供5G网络和卫星网络，5G基站10和卫星调制解调器20之间通过系统提供的内部接口进行相互通信，在通过卫星调制解调器20开通卫星网络的同时，5G基站10可以通过卫星调制解调器20提供的卫星网络完成和运营商核心网的对接，完成5G基站的开通，达到5G基站快速开通的效果，即可实现5G网络的快速覆盖。

本发明实施例一提供的一种5G网络覆盖系统，系统中的5G基站10和卫星调制解调器20的功能由系统芯片实现，即由系统芯片提供卫星网络和5G网络，5G基站10将5G网络数据通过卫星网络回传到运营商机房核心网，5G网络覆盖系统能够通过单芯片，以较低成本快速实现5G网络覆盖，应用场景不会出现因为网络连接中断导致的各种对接问题；5G基站10和卫星调制解调器20之间通过内部接口完成对接，无需额外增加对接设备，比如交换机、路由器等，接口稳定，应用现场不会出现因为网络连接导致的各种对接问题；单芯片系统实现全部功能，从而达到单人快速开通网络的效果，针对应急场景下的断水、断电、断路场景下，能快速简单的开通5G网络。

进一步的，5G基站10和卫星调制解调器20之间通过内部接口进行相互通信；其中，所述内部接口为系统芯片内置的PCIe接口。

本实施例中，5G基站10和卫星调制解调器20之间可以通过系统芯片内置的PCIe接口完成网络信息交互，进而5G基站10可以通过卫星网络回传到运营商机房核心网。

其中，PCIe属于高速串行点对点双通道高带宽传输，所连接的设备独享通道带宽，不共享总线带宽，其主要优势是数据传输速率高。PCI Express的接口是PCIe 3.0接口，其比特率为8Gbps，约为上一代产品带宽的两倍，并且包含发射器和接收器均衡、PLL改善以及时钟数据恢复等一系列重要的新功能，用以改善数据传输和数据保护性能。

进一步的，所述系统芯片为UCP4008芯片，相应的，

卫星调制解调器和5G基站协议栈分别运行在所述UCP4008芯片内部的8个A72上，卫星调制解调器和5G基站协议栈的物理层分别部署在所述UCP4008芯片内部的8个MaPU内核芯片上。

其中，MaPU内核芯片，是一款基于全新架构理念的代数处理器，完美融合了CPU的可编程性及通用性、FPGA的灵活性以及ASIC的高效性，其运算能力和性能功耗比的优势相当明显。而5G小基站核心芯片UCP4008，正是MaPU内核芯片架构在无线通信边缘侧的杰出应用成果。UCP4008芯片采用了灵活先进的软件无线电架构，内部集成了MaPU内核和NPU内核，是一款全栈的基站芯片。UCP4008单芯片即可实现整个基站L1、L2和L3的处理，运行效率高，且硬件成本低。UCP4008芯片提供的接口资源非常丰富，提供了包括PCIe、CPRI/eCPRI、JESD204B/C和T(G)MAC等在内的高速、低速接口，同时支持GPS、1588V2、SyncE和空口等多种同步方式。

进一步的，5G基站10采用IPSEC加密方式，利用卫星网络完成5G用户面和数据面的消息传递。

其中，互联网安全协议(Internet Protocol Security，IPSEC)是一个协议包，通过对IP协议的分组进行加密和认证来保护IP协议的网络传输协议簇。

IPSec提供了两种安全机制分别是认证和加密，认证机制使IP通信的数据接收方能够确认数据发送方的真实身份，以及数据在传输过程中是否遭篡改。加密机制通过对数据进行编码来保证数据的机密性，以防数据在传输过程中被窃听。其协议主要工作在IP层，在IP层对数据包进行加密和验证。

本实施例中，在消息传递前，5G基站10可以采用IPSEC加密方式对数据进行加密，可以保证在数据传输过程中，即使数据包遭截取，信息也无法被读。IPSec可以防止传输过程中数据被篡改，确保发出数据和接收数据的一致性。IPSec利用Hash函数为每个数据包产生一个加密检查和，接收方在打开包前先计算检查和，若包遭篡改导致检查和不相符，数据包即被丢弃。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种5G网络覆盖方法的流程示意图，本实施例可适用于快速实现5G网络覆盖的情况，该方法可以在本发明任意实施例提供的5G网络覆盖系统的基础上，由电子设备执行。该方法具体包括如下步骤：

S110、通过系统芯片提供5G网络和卫星网络。

其中，5G网络覆盖系统包括5G基站和卫星调制解调器，5G基站的功能和卫星调制解调器的功能由系统芯片实现，因此通过系统芯片可以提供5G网络和卫星网络。

S120、开通所述卫星网络的同时，控制5G基站将5G网络数据通过卫星网络回传到运营商机房核心网，完成5G基站的开通，实现5G网络覆盖。

本实施例中，控制卫星调制解调器开通卫星网络的同时，可以控制5G基站通过卫星网络完成和运营商核心网的对接，完成5G基站的开通，达到5G基站快速开通的效果，即可实现5G网络的快速覆盖。

本发明实施例二提供的一种5G网络覆盖方法，首先通过系统芯片提供5G网络和卫星网络；然后开通所述卫星网络的同时，控制5G基站将5G网络数据通过卫星网络回传到运营商机房核心网，完成5G基站的开通，实现5G网络覆盖。该方法能够仅通过单芯片即系统芯片实现一个卫星调制解调器和一个5G基站的所有功能，无需外接其他芯片，实现简单，成本低廉；单芯片方案实现全部功能，从而达到单人快速开通网络的效果，针对应急场景下的断水、断电、断路场景下能，更快速简单的开通5G网络。

在上述实施例的基础上，提出了上述实施例的变型实施例，在此需要说明的是，为了使描述简要，在变型实施例中仅描述与上述实施例的不同之处。

进一步的，所述5G网络和所述卫星网络通过所述系统芯片内置的接口完成网络信息交互。

其中，内部接口为系统芯片内置的PCIe接口。

进一步的，系统芯片为UCP4008芯片，相应的，

卫星调制解调器和5G基站协议栈分别运行在所述UCP4008芯片内部的8个A72上，卫星调制解调器和5G基站协议栈的物理层分别部署在所述UCP4008芯片内部的8个MaPU内核芯片上。

进一步的，所述5G基站采用IPSEC加密方式，利用卫星网络完成5G用户面和数据面的消息传递。

实施例四

图3示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备10的结构示意图。电子设备可以为一种控制器。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。

如图3所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。

电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如5G网络覆盖方法。

在一些实施例中，5G网络覆盖方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的5G网络覆盖方法中的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行5G网络覆盖方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。