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空间网络与地面多跳网络异构融合的传输控制方法

文献发布时间:2024-04-18 19:58:26


空间网络与地面多跳网络异构融合的传输控制方法

技术领域

本申请涉及通信领域,尤其涉及一种空间网络与地面多跳网络异构融合的传输控制方法及装置。

背景技术

第六代(6th generation,6G)移动通信系统是未来的演进方向,主要是以星地结合的异构通信网络。具体来说,空天卫星,如低轨道卫星(Low-orbit satellite)作为基站,能够与地面基站,如节点B(gNB),协同为终端提供服务,以提高服务质量。

但是,倘若地面基站没有信号,则导致由地面基站承载的业务中断,此时,终端可能选择通过卫星基站重新建立该服务,但建立服务所需的时延仍导致服务的连续性受到影响。

发明内容

本申请实施例提供一种空间网络与地面多跳网络异构融合的传输控制方法及装置,用以实现地面基站承载的业务中断时,服务的连续性不会受到影响。

为达到上述目的,本申请采用如下技术方案:

第一方面,提供一种空间网络与地面多跳网络异构融合的传输控制方法,在终端通过双连接分别接入卫星基站和地面基站的情况下,终端通过卫星基站与第一用户面网元建立第一用户面隧道,并通过地面基站与第二用户面网元建立第二用户面隧道,该方法包括:在终端与地面基站之间的连接不可用的情况下,终端通过第一用户面隧道向第一用户面网元发送第一业务的用户面数据,其中,第一业务是第二用户面隧道对应的业务;第一用户面网元通过第一用户面隧道接收来自终端的第一业务的用户面数据;第一用户面网元根据第一业务是第二用户面隧道对应的业务,向第二用户面网元发送第一业务的用户面数据。

一种可能的设计方案中,在终端通过第一用户面隧道向第一用户面网元发送第一业务的用户面数据的情况下,该方法还可以包括:终端可以通过第一用户面隧道向第一用户面网元发送用于标识第二用户面隧道的信息。第一用户面网元可以通过第一用户面隧道接收来自终端的用于标识第二用户面隧道的信息。相应的,第一用户面网元根据第一业务是第二用户面隧道对应的业务,向第二用户面网元发送第一业务的用户面数据,包括:第一用户面网元可以根据用于标识第二用户面隧道的信息,确定第一业务是第二用户面隧道对应的业务;响应于第一业务是第二用户面隧道对应的业务,第一用户面网元可以向第二用户面网元发送第一业务的用户面数据。

可选地,第二用户面网元可以是第二用户面隧道的锚点,用于标识第二用户面隧道的信息第二用户面网元的互联网协议(Internet Protocol,IP)地址,或者,也可以是第二用户面网元的其他任何可能的标识。

可以理解,该第二用户面网元的标识可以是终端在注册到网络之后,如建立终端的会话时,会话管理网元可以从第二用户面网元获取第二用户面网元的IP地址。现有技术中,会话管理网元不会从第二用户面网元获取第二用户面网元的IP地址。但是,在本申请实施例中,终端先通过地面基站注册到网络,且本次注册的记录保存到数据管理网元的终端的签约数据中。之后,终端再通过卫星基站发起注册,此时,卫星基站对应的接入和移动性管理网元从数据管理网元获取到终端的签约数据,并根据其中的记录确定终端是重注册。因此,接入和移动性管理网元根据终端的签约数据,查找到上一次注册时选择的会话管理网元。接入和移动性管理网元将终端是重注册告知给该会话管理网元,以触发会话管理网元从已选择的第一用户面网元获取第一用户面网元IP地址,并从最新选择的第二用户面网元获取第二用户面网元IP地址。会话管理网元还可以将第一用户面网元的IP地址发送给第二用户面网元,将第二用户面网元的IP地址发送给第一用户面网元。

一种可能的设计方案中,在终端通过第一用户面隧道向第一用户面网元发送第一业务的用户面数据的情况下,该方法还可以包括:终端可以通过第一用户面隧道向第一用户面网元发送用于标识第一业务的信息;第一用户面网元可以通过第一用户面隧道接收来自终端的用于标识第一业务的信息。相应的,第一用户面网元根据第一业务是第二用户面隧道对应的业务,向第二用户面网元发送第一业务的用户面数据,包括:第一用户面网元可以根据用于标识第一业务的信息,确定第一业务不是第一用户面隧道对应的业务,第一业务不是第一用户面隧道对应的业务表征第一业务是第二用户面隧道对应的业务。响应于第一业务是第二用户面隧道对应的业务,第一用户面网元可以向第二用户面网元发送第一业务的用户面数据。

可选地,用于标识第一业务的信息为第二用户面隧道中承载第一业务的服务质量(Quality ofService,QoS)流的标识(Qos Flow Identifier,QFI)。

可以理解,由于第一用户面网元是第一用户面隧道的锚点,因此第一用户面网元可以做流映射,即将从数据网络接收到的数据映射到对应的QoS流。也即,第一用户面网元可以感知到QoS流,因此第一用户面网元可以确定终端的第一业务的QoS流的标识不属于第一用户面隧道对应的QoS流的标识。换言之,第一用户面网元知晓自身对应的终端发送给自己的数据不是自身应该承载的,因此确定该数据是需要终端对应的其他用户面网元承载,因此,如上述所述,第一用户面网元可以根据事先获取到的第二用户面网元的IP地址,将该数据发送给第二用户面网元。

一种可能的设计方案中,第一业务的用户面数据是终端使用第二用户面隧道对应的密钥进行安全保护的数据,如终端使用该第一用户面隧道对应的密钥对第一业务的用户面数据进行机密性和完整性保护。第一用户面网元根据第一业务是第二用户面隧道对应的业务,向第二用户面网元发送第一业务的用户面数据,包括:第一用户面网元使用第一用户面隧道对应的密钥对第一业务的用户面数据进行验证,如第一用户面网元使用该第一用户面隧道对应的密钥对第一业务的用户面数据进行机密性验证和完整性验证。在验证失败(如机密性验证失败和/或完整性验证失败)的情况下,第一用户面网元使用第二用户面隧道对应的密钥对第一业务的用户面数据进行验证,如第一用户面网元使用该第二用户面隧道对应的密钥对第一业务的用户面数据进行机密性验证和完整性验证。在验证成功(如机密性验证成功,且完整性验证成功)的情况下,第一用户面网元确定第一业务是第二用户面隧道对应的业务;响应于第一业务是第二用户面隧道对应的业务,第一用户面网元向第二用户面网元发送第一业务的用户面数据。

可选地,第二用户面隧道对应的密钥是会话管理网元将终端的非接入层(Non-Access Stratum,NAS)密钥和第二用户面的IP地址作为输入参数推演得到的密钥,该方法还可以包括:第一用户面网元接收来自会话管理网元的第二用户面隧道对应的密钥。

可以理解,如上所述,接入和移动性管理网元将终端是重注册告知给该会话管理网元时,还可以将接入和移动性管理网元与终端之间的NAS密钥(如NAS机密性密钥和NAS完整性密钥)告知给会话管理网元。此时,也如上所述,当会话管理网元获取到第二用户面网元IP地址和第一用户面网元的IP地址时,会话管理网元将NAS密钥和第二用户面的IP地址作为输入参数进行哈希,推演得到的第二用户面隧道对应的密钥,并将NAS密钥和第一用户面的IP地址作为输入参数进行哈希,推演得到的第一用户面隧道对应的密钥。此时,会话管理网元将第一用户面隧道对应的密钥和第二用户面隧道对应的密钥均发送给第一用户面网元和第二用户面网元。

或者,会话管理网元也可以将NAS密钥和第一用户面的IP地址作为输入参数进行哈希,推演得到的第二用户面隧道对应的密钥,并将NAS密钥和第二用户面的IP地址作为输入参数进行哈希,推演得到的第一用户面隧道对应的密钥,即反向推演,以进一步提高安全。

一种可能的设计方案中,第一业务的用户面数据是终端使用用户面密钥进行安全保护的数据。第一用户面网元根据第一业务是第二用户面隧道对应的业务,向第二用户面网元发送第一业务的用户面数据,包括:第一用户面网元可以使用第一用户面隧道对应的密钥对第一业务的用户面数据进行验证;在验证失败的情况下,第一用户面网元可以使用用户面密钥对第一业务的用户面数据进行验证。在验证成功的情况下,第一用户面网元确定第一业务是第二用户面隧道对应的业务;响应于第一业务是第二用户面隧道对应的业务,第一用户面网元向第二用户面网元发送第一业务的用户面数据。

可以理解,验证的方式可以参考上述,即进行机密性和完整性验证,在此不再赘述。

可选地,用户面密钥是会话管理网元将终端的NAS密钥、第二用户面的IP地址以及第二用户面的IP地址作为输入参数推演得到的密钥,该方法还可以包括:第一用户面网元接收来自会话管理网元将用户面密钥,具体实现也可以上述的相关介绍,在此不再赘述。

第二方面,提供一种通信系统,在终端通过双连接分别接入卫星基站和地面基站的情况下,终端通过卫星基站与第一用户面网元建立第一用户面隧道,并通过地面基站与第二用户面网元建立第二用户面隧道,该系统被配置为:在终端与地面基站之间的连接不可用的情况下,终端通过第一用户面隧道向第一用户面网元发送第一业务的用户面数据,其中,第一业务是第二用户面隧道对应的业务;第一用户面网元通过第一用户面隧道接收来自终端的第一业务的用户面数据;第一用户面网元根据第一业务是第二用户面隧道对应的业务,向第二用户面网元发送第一业务的用户面数据。

一种可能的设计方案中,该系统还被配置为:在终端通过第一用户面隧道向第一用户面网元发送第一业务的用户面数据的情况下,终端可以通过第一用户面隧道向第一用户面网元发送用于标识第二用户面隧道的信息。第一用户面网元可以通过第一用户面隧道接收来自终端的用于标识第二用户面隧道的信息。相应的,第一用户面网元可以根据用于标识第二用户面隧道的信息,确定第一业务是第二用户面隧道对应的业务;响应于第一业务是第二用户面隧道对应的业务,第一用户面网元可以向第二用户面网元发送第一业务的用户面数据。

可选地,第二用户面网元可以是第二用户面隧道的锚点,用于标识第二用户面隧道的信息第二用户面网元的IP地址。

一种可能的设计方案中,该系统还被配置为:在终端通过第一用户面隧道向第一用户面网元发送第一业务的用户面数据的情况下,终端可以通过第一用户面隧道向第一用户面网元发送用于标识第一业务的信息;第一用户面网元可以通过第一用户面隧道接收来自终端的用于标识第一业务的信息。相应的,第一用户面网元可以根据用于标识第一业务的信息,确定第一业务不是第一用户面隧道对应的业务,第一业务不是第一用户面隧道对应的业务表征第一业务是第二用户面隧道对应的业务。响应于第一业务是第二用户面隧道对应的业务,第一用户面网元可以向第二用户面网元发送第一业务的用户面数据。

可选地,用于标识第一业务的信息为第二用户面隧道中承载第一业务的服务质QoS流的标识。

一种可能的设计方案中,该系统还被配置为:第一业务的用户面数据是终端使用第二用户面隧道对应的密钥进行安全保护的数据。第一用户面网元使用第一用户面隧道对应的密钥对第一业务的用户面数据进行验证,如第一用户面网元使用该第一用户面隧道对应的密钥对第一业务的用户面数据进行机密性验证和完整性验证。在验证失败的情况下,第一用户面网元使用第二用户面隧道对应的密钥对第一业务的用户面数据进行验证。在验证成功的情况下,第一用户面网元确定第一业务是第二用户面隧道对应的业务;响应于第一业务是第二用户面隧道对应的业务,第一用户面网元向第二用户面网元发送第一业务的用户面数据。

可选地,第二用户面隧道对应的密钥是会话管理网元将终端的NAS密钥和第二用户面的IP地址作为输入参数推演得到的密钥,该系统还被配置为:第一用户面网元接收来自会话管理网元的第二用户面隧道对应的密钥。

一种可能的设计方案中,该系统还被配置为:第一业务的用户面数据是终端使用用户面密钥进行安全保护的数据。第一用户面网元可以使用第一用户面隧道对应的密钥对第一业务的用户面数据进行验证;在验证失败的情况下,第一用户面网元可以使用用户面密钥对第一业务的用户面数据进行验证。在验证成功的情况下,第一用户面网元确定第一业务是第二用户面隧道对应的业务;响应于第一业务是第二用户面隧道对应的业务,第一用户面网元向第二用户面网元发送第一业务的用户面数据。

可选地,用户面密钥是会话管理网元将终端的NAS密钥、第二用户面的IP地址以及第二用户面的IP地址作为输入参数推演得到的密钥,该系统还被配置为:第一用户面网元接收来自会话管理网元将用户面密钥。

第三方面,提供一种计算机可读存储介质,包括:计算机程序或指令;当该计算机程序或指令在计算机上运行时,使得该计算机执行第一方面中任意一种可能的实现方式所述的方法。

综上,上述的方法和装置具有如下技术效果:

在终端通过双连接分别接入卫星基站和地面基站的情况下,终端可以通过卫星基站与第一用户面网元建立第一用户面隧道,并通过地面基站与第二用户面网元建立第二用户面隧道。此时,倘若地面基站没有信号,如终端与地面基站之间的连接不可用,则终端仍可以通过第一用户面隧道发送第二用户面隧道对应的用户面数据,并由第一用户面网元将该用户面数据转发给第二用户面网元,以实现地面基站承载的业务中断时,服务的连续性不会受到影响。

附图说明

图1为5G系统的架构示意图;

图2为本申请实施例提供的一种通信系统的架构示意图;

图3为本申请实施例提供的一种空间网络与地面多跳网络异构融合的传输控制方法的流程图;

图4为本申请实施例提供的一种通信装置的结构示意图。

具体实施方式

1、第五代(5th generation,5G)移动通信系统:

图1为5G系统的架构示意图,如图1所示,5G系统包括:接入网(access network,AN)和核心网(core network,CN),还可以包括:终端。

上述终端可以为具有收发功能的终端,或为可设置于该终端的芯片或芯片系统。该终端也可以称为用户装置(uesr equipment,UE)、接入终端、用户单元(subscriberunit)、用户站、移动站(mobile station,MS)、移动台、远方站、远程终端、移动设备、用户终端、终端、无线通信设备、用户代理或用户装置。本申请的实施例中的终端可以是手机(mobile phone)、蜂窝电话(cellular phone)、智能电话(smart phone)、平板电脑(Pad)、无线数据卡、个人数字助理电脑(personal digital assistant,PDA)、无线调制解调器(modem)、手持设备(handset)、膝上型电脑(laptop computer)、机器类型通信(machine type communication,MTC)终端、带无线收发功能的电脑、虚拟现实(virtualreality,VR)终端、增强现实(augmented reality,AR)终端、工业控制(industrialcontrol)中的无线终端、无人驾驶(self driving)中的无线终端、远程医疗(remotemedical)中的无线终端、智能电网(smart grid)中的无线终端、运输安全(transportationsafety)中的无线终端、智慧城市(smart city)中的无线终端、智慧家庭(smart home)中的无线终端、车载终端、具有终端功能的路边单元(road side unit,RSU)等。本申请的终端还可以是作为一个或多个部件或者单元而内置于车辆的车载模块、车载模组、车载部件、车载芯片或者车载单元。

上述AN用于实现接入有关的功能,可以为特定区域的授权用户提供入网功能,并能够根据用户的级别,业务的需求等确定不同质量的传输链路以传输用户数据。AN在终端与CN之间转发控制信号和用户数据。AN可以包括:接入网设备,也可以称为无线接入网设备(radio access network,RAN)设备。

RAN设备可以是为终端提供接入的设备。例如,RAN设备可以包括:RAN设备也可以包括5G,如新空口(new radio,NR)系统中的gNB,或,5G中的基站的一个或一组(包括多个天线面板)天线面板,或者,还可以为构成gNB、传输点(transmission and reception point,TRP或者transmission point,TP)或传输测量功能(transmission measurementfunction,TMF)的网络节点,如基带单元(building base band unit,BBU),或,集中单元(centralized unit,CU)或分布单元(distributed unit,DU)、具有基站功能的RSU,或者有线接入网关,或者5G的核心网网元。或者,RAN设备还可以包括无线保真(wirelessfidelity,WiFi)系统中的接入点(access point,AP),无线中继节点、无线回传节点、各种形式的宏基站、微基站(也称为小站)、中继站、接入点、可穿戴设备、车载设备等等。或者,RAN设备可以也可以包括下一代移动通信系统,例如6G的接入网设备,例如6G基站,如卫星,低轨道卫星,中轨道卫星,高轨道卫星等,也称为卫星基站,或者在下一代移动通信系统中,该网络设备也可以有其他命名方式,其均涵盖在本申请实施例的保护范围以内,本申请对此不做任何限定。

CN主要负责维护移动网络的签约数据,为终端提供会话管理、移动性管理、策略管理以及安全认证等功能。CN主要包括如下网元:用户面功能(user plane function,UPF)网元、认证服务功能(authentication server function,AUSF)网元、接入和移动性管理功能(access and mobility management function,AMF)网元、会话管理功能(sessionmanagement function,SMF)网元、网络切片选择功能(network slice selectionfunction,NSSF)网元、网络开放功能(network exposure function,NEF)网元、网络功能仓储功能(NF repository function,NRF)网元、策略控制功能(policy control function,PCF)网元、统一数据管理(unified data management,UDM)网元、应用功能(applicationfunction,AF)网元、以及网络切片和独立非公共网络(standalone non-public network,SNPN)的鉴权授权功能(network slice-specific and SNPN authentication andauthorization function,NSSAAF)网元。

其中,UPF网元主要负责用户数据处理(转发、接收、计费等)。例如,UPF网元可以接收来自数据网络(datanetwork,DN)的用户数据,通过接入网设备向终端转发该用户数据。UPF网元也可以通过接入网设备接收来自终端的用户数据,并向DN转发该用户数据。DN网元指的是为用户提供数据传输服务的运营商网络。例如网际互连协议(internet protocol,IP)多媒体业务(IP multi-media srvice,IMS)、互联网(internet)等。

AUSF网元可用于执行终端的安全认证。

AMF网元主要负责移动网络中的移动性管理。例如用户位置更新、用户注册网络、用户切换等。

SMF网元主要负责移动网络中的会话管理。例如会话建立、修改、释放。具体功能例如为用户分配互联网协议(internet protocol,IP)地址,选择提供报文转发功能的UPF等。

PCF网元主要支持提供统一的策略框架来控制网络行为,提供策略规则给控制层网络功能,同时负责获取与策略决策相关的用户签约信息。PCF网元可以向AMF网元、SMF网元提供策略,例如服务质量(quality of service,QoS)策略、切片选择策略等。

NSSF网元可用于为终端选择网络切片。

NEF网元可用于支持能力和事件的开放。

UDM网元可用于存储用户数据,例如签约数据、鉴权/授权数据等。

AF网元主要支持与CN交互来提供服务,例如影响数据路由决策、策略控制功能或者向网络侧提供第三方的一些服务。

下面将结合附图,对本申请中的技术方案进行描述。

本申请实施例的技术方案可以应用于各种通信系统,例如无线网络(Wi-Fi)系统,车到任意物体(vehicle to everything,V2X)通信系统、设备间(device-todevie,D2D)通信系统、车联网通信系统、第四代(4th generation,4G)移动通信系统,如长期演进(longterm evolution,LTE)系统、全球互联微波接入(worldwide interoperability formicrowave access,WiMAX)通信系统、第五代(5th generation,5G),如新空口(new radio,NR)系统,以及未来的通信系统等。

本申请将围绕可包括多个设备、组件、模块等的系统来呈现各个方面、实施例或特征。应当理解和明白的是,各个系统可以包括另外的设备、组件、模块等,并且/或者可以并不包括结合附图讨论的所有设备、组件、模块等。此外,还可以使用这些方案的组合。

另外,在本申请实施例中,“示例的”、“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言,使用示例的一词旨在以具体方式呈现概念。

本申请实施例中,“信息(information)”,“信号(signal)”,“消息(message)”,“信道(channel)”、“信令(singaling)”有时可以混用,应当指出的是,在不强调其区别时,其所要表达的含义是匹配的。“的(of)”,“相应的(corresponding,relevant)”和“对应的(corresponding)”有时可以混用,应当指出的是,在不强调其区别时,其所要表达的含义是匹配的。此外,本申请提到的“/”可以用于表示“或”的关系。

本申请实施例描述的网络架构以及业务场景是为了更加清楚的说明本申请实施例的技术方案,并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的限定,本领域普通技术人员可知,随着网络架构的演变和新业务场景的出现,本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题,同样适用。

为便于理解本申请实施例,首先以图2中示出的通信系统为例详细说明适用于本申请实施例的通信系统。示例性的,图2为本申请实施例提供的空间网络与地面多跳网络异构融合的传输控制方法所适用的一种通信系统的架构示意图。

如图2所示,该通信系统可以适用于上述系统,包括:终端和用户面网元。终端可以是上述5GS中提到的终端。

用户面网元可以是多个,如第一用户面网元和第二用户面网元,第一用户面网元和第二用户面网元是不同的用户面网元,第一用户面网元和第二用户面网元都可以是上述系统提到的UPF网元,具体是不同的UPF网元。在终端通过双连接分别接入卫星基站和地面基站的情况下,终端通过卫星基站与第一用户面网元建立第一用户面隧道,并通过地面基站与第二用户面网元建立第二用户面隧道。终端和用户面网元的具体交互可以参考下面的方法实施例,在此不再赘述。

下面将结合图3,通过方法实施例具体介绍上述通信系统中各网元/设备之间的交互流程。本申请实施例提供的空间网络与地面多跳网络异构融合的传输控制方法可以适用于上述通信系统。

具体的,如图3所示,该方法的流程如下:

S301,在终端与地面基站之间的连接不可用的情况下,终端通过第一用户面隧道向第一用户面网元发送第一业务的用户面数据。第一用户面网元通过第一用户面隧道接收来自终端的第一业务的用户面数据

其中,第一业务是第二用户面隧道对应的业务,如在终端与地面基站之间的连接可用的情况下,其是需要由第二用户面隧道承载的业务。

S302,第一用户面网元根据第一业务是第二用户面隧道对应的业务,向第二用户面网元发送第一业务的用户面数据。

一种可能的设计方案中,在终端通过第一用户面隧道向第一用户面网元发送第一业务的用户面数据的情况下,该方法还可以包括:终端可以通过第一用户面隧道向第一用户面网元发送用于标识第二用户面隧道的信息。第一用户面网元可以通过第一用户面隧道接收来自终端的用于标识第二用户面隧道的信息。相应的,第一用户面网元根据第一业务是第二用户面隧道对应的业务,向第二用户面网元发送第一业务的用户面数据,包括:第一用户面网元可以根据用于标识第二用户面隧道的信息,确定第一业务是第二用户面隧道对应的业务;响应于第一业务是第二用户面隧道对应的业务,第一用户面网元可以向第二用户面网元发送第一业务的用户面数据。

可选地,第二用户面网元可以是第二用户面隧道的锚点,用于标识第二用户面隧道的信息第二用户面网元的互联网协议(Internet Protocol,IP)地址,或者,也可以是第二用户面网元的其他任何可能的标识。

可以理解,该第二用户面网元的标识可以是终端在注册到网络之后,如建立终端的会话时,会话管理网元(如SMF网元,下述也可以作如此理解)可以从第二用户面网元获取第二用户面网元的IP地址。现有技术中,会话管理网元不会从第二用户面网元获取第二用户面网元的IP地址。但是,在本申请实施例中,终端先通过地面基站注册到网络,且本次注册的记录保存到数据管理网元(如UDM网元,下述也可以作如此理解)的终端的签约数据中。之后,终端再通过卫星基站发起注册,此时,卫星基站对应的接入和移动性管理网元(如AMF网元,下述也可以作如此理解)从数据管理网元获取到终端的签约数据,并根据其中的记录确定终端是重注册。因此,接入和移动性管理网元根据终端的签约数据,查找到上一次注册时选择的会话管理网元。接入和移动性管理网元将终端是重注册告知给该会话管理网元,以触发会话管理网元从已选择的第一用户面网元获取第一用户面网元IP地址,并从最新选择的第二用户面网元获取第二用户面网元IP地址。会话管理网元还可以将第一用户面网元的IP地址发送给第二用户面网元,将第二用户面网元的IP地址发送给第一用户面网元。

一种可能的设计方案中,在终端通过第一用户面隧道向第一用户面网元发送第一业务的用户面数据的情况下,该方法还可以包括:终端可以通过第一用户面隧道向第一用户面网元发送用于标识第一业务的信息;第一用户面网元可以通过第一用户面隧道接收来自终端的用于标识第一业务的信息。相应的,第一用户面网元根据第一业务是第二用户面隧道对应的业务,向第二用户面网元发送第一业务的用户面数据,包括:第一用户面网元可以根据用于标识第一业务的信息,确定第一业务不是第一用户面隧道对应的业务,第一业务不是第一用户面隧道对应的业务表征第一业务是第二用户面隧道对应的业务。响应于第一业务是第二用户面隧道对应的业务,第一用户面网元可以向第二用户面网元发送第一业务的用户面数据。

可选地,用于标识第一业务的信息为第二用户面隧道中承载第一业务的服务质量(Quality ofService,QoS)流的标识(Qos Flow Identifier,QFI)。

可以理解,由于第一用户面网元是第一用户面隧道的锚点,因此第一用户面网元可以做流映射,即将从数据网络接收到的数据映射到对应的QoS流。也即,第一用户面网元可以感知到QoS流,因此第一用户面网元可以确定终端的第一业务的QoS流的标识不属于第一用户面隧道对应的QoS流的标识。换言之,第一用户面网元知晓自身对应的终端发送给自己的数据不是自身应该承载的,因此确定该数据是需要终端对应的其他用户面网元承载,因此,如上述所述,第一用户面网元可以根据事先获取到的第二用户面网元的IP地址,将该数据发送给第二用户面网元。

一种可能的设计方案中,第一业务的用户面数据是终端使用第二用户面隧道对应的密钥进行安全保护的数据,如终端使用该第一用户面隧道对应的密钥对第一业务的用户面数据进行机密性和完整性保护。第一用户面网元根据第一业务是第二用户面隧道对应的业务,向第二用户面网元发送第一业务的用户面数据,包括:第一用户面网元使用第一用户面隧道对应的密钥对第一业务的用户面数据进行验证,如第一用户面网元使用该第一用户面隧道对应的密钥对第一业务的用户面数据进行机密性验证和完整性验证。在验证失败(如机密性验证失败和/或完整性验证失败)的情况下,第一用户面网元使用第二用户面隧道对应的密钥对第一业务的用户面数据进行验证,如第一用户面网元使用该第二用户面隧道对应的密钥对第一业务的用户面数据进行机密性验证和完整性验证。在验证成功(如机密性验证成功,且完整性验证成功)的情况下,第一用户面网元确定第一业务是第二用户面隧道对应的业务;响应于第一业务是第二用户面隧道对应的业务,第一用户面网元向第二用户面网元发送第一业务的用户面数据。

可选地,第二用户面隧道对应的密钥是会话管理网元将终端的非接入层(Non-Access Stratum,NAS)密钥和第二用户面的IP地址作为输入参数推演得到的密钥,该方法还可以包括:第一用户面网元接收来自会话管理网元的第二用户面隧道对应的密钥。

可以理解,如上所述,接入和移动性管理网元将终端是重注册告知给该会话管理网元时,还可以将接入和移动性管理网元与终端之间的NAS密钥(如NAS机密性密钥和NAS完整性密钥)告知给会话管理网元。此时,也如上所述,当会话管理网元获取到第二用户面网元IP地址和第一用户面网元的IP地址时,会话管理网元将NAS密钥和第二用户面的IP地址作为输入参数进行哈希,推演得到的第二用户面隧道对应的密钥,并将NAS密钥和第一用户面的IP地址作为输入参数进行哈希,推演得到的第一用户面隧道对应的密钥。此时,会话管理网元将第一用户面隧道对应的密钥和第二用户面隧道对应的密钥均发送给第一用户面网元和第二用户面网元。

或者,会话管理网元也可以将NAS密钥和第一用户面的IP地址作为输入参数进行哈希,推演得到的第二用户面隧道对应的密钥,并将NAS密钥和第二用户面的IP地址作为输入参数进行哈希,推演得到的第一用户面隧道对应的密钥,即反向推演,以进一步提高安全。

一种可能的设计方案中,第一业务的用户面数据是终端使用用户面密钥进行安全保护的数据。第一用户面网元根据第一业务是第二用户面隧道对应的业务,向第二用户面网元发送第一业务的用户面数据,包括:第一用户面网元可以使用第一用户面隧道对应的密钥对第一业务的用户面数据进行验证;在验证失败的情况下,第一用户面网元可以使用用户面密钥对第一业务的用户面数据进行验证。在验证成功的情况下,第一用户面网元确定第一业务是第二用户面隧道对应的业务;响应于第一业务是第二用户面隧道对应的业务,第一用户面网元向第二用户面网元发送第一业务的用户面数据。

可以理解,验证的方式可以参考上述,即进行机密性和完整性验证,在此不再赘述。

可选地,用户面密钥是会话管理网元将终端的NAS密钥、第二用户面的IP地址以及第二用户面的IP地址作为输入参数推演得到的密钥,该方法还可以包括:第一用户面网元接收来自会话管理网元将用户面密钥,具体实现也可以上述的相关介绍,在此不再赘述。

综上,在终端通过双连接分别接入卫星基站和地面基站的情况下,终端可以通过卫星基站与第一用户面网元建立第一用户面隧道,并通过地面基站与第二用户面网元建立第二用户面隧道。此时,倘若地面基站没有信号,如终端与地面基站之间的连接不可用,则终端仍可以通过第一用户面隧道发送第二用户面隧道对应的用户面数据,并由第一用户面网元将该用户面数据转发给第二用户面网元,以实现地面基站承载的业务中断时,服务的连续性不会受到影响。

以上结合图3详细说明了本申请实施例提供的空间网络与地面多跳网络异构融合的传输控制方法。以下介绍用于执行本申请实施例提供的方法的通信系统。

该系统被配置为:在终端与地面基站之间的连接不可用的情况下,终端通过第一用户面隧道向第一用户面网元发送第一业务的用户面数据,其中,第一业务是第二用户面隧道对应的业务;第一用户面网元通过第一用户面隧道接收来自终端的第一业务的用户面数据;第一用户面网元根据第一业务是第二用户面隧道对应的业务,向第二用户面网元发送第一业务的用户面数据。

一种可能的设计方案中,该系统还被配置为:在终端通过第一用户面隧道向第一用户面网元发送第一业务的用户面数据的情况下,终端可以通过第一用户面隧道向第一用户面网元发送用于标识第二用户面隧道的信息。第一用户面网元可以通过第一用户面隧道接收来自终端的用于标识第二用户面隧道的信息。相应的,第一用户面网元可以根据用于标识第二用户面隧道的信息,确定第一业务是第二用户面隧道对应的业务;响应于第一业务是第二用户面隧道对应的业务,第一用户面网元可以向第二用户面网元发送第一业务的用户面数据。

可选地,第二用户面网元可以是第二用户面隧道的锚点,用于标识第二用户面隧道的信息第二用户面网元的IP地址。

一种可能的设计方案中,该系统还被配置为:在终端通过第一用户面隧道向第一用户面网元发送第一业务的用户面数据的情况下,终端可以通过第一用户面隧道向第一用户面网元发送用于标识第一业务的信息;第一用户面网元可以通过第一用户面隧道接收来自终端的用于标识第一业务的信息。相应的,第一用户面网元可以根据用于标识第一业务的信息,确定第一业务不是第一用户面隧道对应的业务,第一业务不是第一用户面隧道对应的业务表征第一业务是第二用户面隧道对应的业务。响应于第一业务是第二用户面隧道对应的业务,第一用户面网元可以向第二用户面网元发送第一业务的用户面数据。

可选地,用于标识第一业务的信息为第二用户面隧道中承载第一业务的服务质QoS流的标识。

一种可能的设计方案中,该系统还被配置为:第一业务的用户面数据是终端使用第二用户面隧道对应的密钥进行安全保护的数据。第一用户面网元使用第一用户面隧道对应的密钥对第一业务的用户面数据进行验证,如第一用户面网元使用该第一用户面隧道对应的密钥对第一业务的用户面数据进行机密性验证和完整性验证。在验证失败的情况下,第一用户面网元使用第二用户面隧道对应的密钥对第一业务的用户面数据进行验证。在验证成功的情况下,第一用户面网元确定第一业务是第二用户面隧道对应的业务;响应于第一业务是第二用户面隧道对应的业务,第一用户面网元向第二用户面网元发送第一业务的用户面数据。

可选地,第二用户面隧道对应的密钥是会话管理网元将终端的NAS密钥和第二用户面的IP地址作为输入参数推演得到的密钥,该系统还被配置为:第一用户面网元接收来自会话管理网元的第二用户面隧道对应的密钥。

一种可能的设计方案中,该系统还被配置为:第一业务的用户面数据是终端使用用户面密钥进行安全保护的数据。第一用户面网元可以使用第一用户面隧道对应的密钥对第一业务的用户面数据进行验证;在验证失败的情况下,第一用户面网元可以使用用户面密钥对第一业务的用户面数据进行验证。在验证成功的情况下,第一用户面网元确定第一业务是第二用户面隧道对应的业务;响应于第一业务是第二用户面隧道对应的业务,第一用户面网元向第二用户面网元发送第一业务的用户面数据。

可选地,用户面密钥是会话管理网元将终端的NAS密钥、第二用户面的IP地址以及第二用户面的IP地址作为输入参数推演得到的密钥,该系统还被配置为:第一用户面网元接收来自会话管理网元将用户面密钥。

以上结合图3详细说明了本申请实施例提供的空间网络与地面多跳网络异构融合的传输控制方法。以下结合图4详细说明用于执行本申请实施例提供的方法的通信装置。

图4为本申请实施例提供的通信装置的结构示意图。示例性地,该通信装置可以是终端,也可以是可设置于终端的芯片(系统)或其他部件或组件。如图4所示,通信装置400可以包括处理器401。可选地,通信装置400还可以包括存储器402和/或收发器403。其中,处理器401与存储器402和收发器403耦合,如可以通过通信总线连接。

下面结合图4对通信装置400的各个构成部件进行具体的介绍:

其中,处理器401是通信装置400的控制中心,可以是一个处理器,也可以是多个处理元件的统称。例如,处理器401是一个或多个中央处理器(central processing unit,CPU),也可以是特定集成电路(application specific integrated circuit,ASIC),或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路,例如:一个或多个微处理器(digital signal processor,DSP),或,一个或者多个现场可编程门阵列(fieldprogrammable gate array,FPGA)。

可选地,处理器401可以通过运行或执行存储在存储器402内的软件程序,以及调用存储在存储器402内的数据,执行通信装置400的各种功能,例如执行上述图3所示的空间网络与地面多跳网络异构融合的传输控制方法。

在具体的实现中,作为一种实施例,处理器401可以包括一个或多个CPU,例如图4中所示出的CPU0和CPU1。

在具体实现中,作为一种实施例,通信装置400也可以包括多个处理器,例如图4中所示的处理器401和处理器404。这些处理器中的每一个可以是一个单核处理器(single-CPU),也可以是一个多核处理器(multi-CPU)。这里的处理器可以指一个或多个设备、电路、和/或用于处理数据(例如计算机程序指令)的处理核。

其中,所述存储器402用于存储执行本申请方案的软件程序,并由处理器401来控制执行,具体实现方式可以参考上述方法实施例,此处不再赘述。

可选地,存储器402可以是只读存储器(read-only memory,ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备,随机存取存储器(random access memory,RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备,也可以是电可擦可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory,EEPROM)、只读光盘(compactdisc read-only memory,CD-ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质,但不限于此。存储器402可以和处理器401集成在一起,也可以独立存在,并通过通信装置400的接口电路(图4中未示出)与处理器401耦合,本申请实施例对此不作具体限定。

收发器403,用于与其他通信装置之间的通信。例如,通信装置400为终端,收发器403可以用于与网络设备通信,或者与另一个终端设备通信。又例如,通信装置400为网络设备,收发器403可以用于与终端通信,或者与另一个网络设备通信。

可选地,收发器403可以包括接收器和发送器(图4中未单独示出)。其中,接收器用于实现接收功能,发送器用于实现发送功能。

可选地,收发器403可以和处理器401集成在一起,也可以独立存在,并通过通信装置400的接口电路(图4中未示出)与处理器401耦合,本申请实施例对此不作具体限定。

可以理解的是,图4中示出的通信装置400的结构并不构成对该通信装置的限定,实际的通信装置可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。

此外,通信装置400的技术效果可以参考上述方法实施例所述的方法的技术效果,此处不再赘述。

应理解,在本申请实施例中的处理器可以是中央处理单元(central processingunit,CPU),该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signalprocessor,DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

还应理解,本申请实施例中的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器,或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中,非易失性存储器可以是只读存储器(read-only memory,ROM)、可编程只读存储器(programmable ROM,PROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable PROM,EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(electrically EPROM,EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(random access memory,RAM),其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明,许多形式的随机存取存储器(random accessmemory,RAM)可用,例如静态随机存取存储器(static RAM,SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、同步动态随机存取存储器(synchronous DRAM,SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double data rate SDRAM,DDR SDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(enhanced SDRAM,ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(synchlink DRAM,SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(direct rambus RAM,DRRAM)。

上述实施例,可以全部或部分地通过软件、硬件(如电路)、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时,上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令或计算机程序。在计算机上加载或执行所述计算机指令或计算机程序时,全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以为通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集合的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如,DVD)、或者半导体介质。半导体介质可以是固态硬盘。

应理解,本文中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况,其中A,B可以是单数或者复数。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系,但也可能表示的是一种“和/或”的关系,具体可参考前后文进行理解。

本申请中,“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指的这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,a,b,或c中的至少一项(个),可以表示:a,b,c,a-b,a-c,b-c,或a-b-c,其中a,b,c可以是单个,也可以是多个。

应理解,在本申请的各种实施例中,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory,ROM)、随机存取存储器(random access memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

相关技术
  • 一种非地面网络的空频二维跳频传输系统及传输方法
  • 无线多跳网络与全连接网络的异构网络的地址解析方法
技术分类

06120116488197