一种低轨道卫星终端与5G网络融合通信方法及网关装置

技术领域

本发明涉及一种低轨道卫星终端与5G网络融合通信方法及网关装置，属于卫星通信5G网络技术领域。

背景技术

随着5G网络不断建设发展，5G技术的高带宽、广覆盖、低时延的特性极大推动了5G技术在产业领域的应用，结合5G构建产业领域需求共存的生态体系，进而推动垂直行业发展，实现数字化生态网络环境。但限于环境的约束，像森林、海洋、沙漠等无人或人迹罕至的区域，仍然很难做到5G网络的覆盖，预计有80％以上的陆地区域和95％以上的海洋区域没有网络服务，5G等地面通信网络由于灵活性差、易受地域影响、部署成本昂贵等特点难以为偏僻场景提供有效的通信手段。而卫星具备全球无差异覆盖的特点，在终端连接组网方面有着传统地面网络所不具备的优势，因此卫星网络与5G等地面通信系统结合在近年得到了很大发展。

低轨道(LEO，Low Earth Orbit)卫星由于处于近地轨道，时延小、终端耗电相对低、速率高等优势在物联网领域应用广泛。卫星终端采集的数据根据业务需要在卫星组网中交换、处理，但也有必须要落回地面的数据中心或节点进行集中处理、分析、存储，因此就有低轨道卫星与地面5G网络融合通信的需求，也即一方面终端在卫星网络中通信，另一方面部分终端要同时接入到地面5G网络中通信。

现有的解决方案中，通常会将卫星扩展为5G基站，具备gNB的协议栈，同时终端嵌入5G网络SIM卡及模组，通过卫星基站与地面进行NAS信令交互以实现网络接入、移动性管理以及会话管理。但这样的方案，在终端部署前就需要嵌入SIM卡和5G模组，否则无法根据需要随时接入5G地面网络，而预先大量嵌入5G网络SIM卡以及配套的模组会造成生产成本、部署成本及运维成本的显著增加。而通常情况下，卫星终端接入卫星网络也需要进行安全及身份验证的。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种低轨道卫星终端与5G网络融合通信方法及网关装置；本发明无需预先在终端中嵌入5G SIM卡和模组的情况下，基于卫星网络的认证识别即可接入5G地面网络，并且终端能同时在卫星网络与5G网络同时通信，显著降低通信成本，提升终端接入和通信的效率。

本发明的技术解决方案是：

本发明公开了一种卫星融合通信网关装置，包括核心控制单元、5G模拟终端、5GAMF单元、卫星网络终端接入认证单元、TERTunnel隧道解析封装模块、卫星网络通信接口和5G网络通信接口；其中，

核心控制单元，向5G模拟终端发出5G PDU激活指令；对5G AMF单元发送控制指令，进行运行配置与控制；通过卫星网络通信接口接收外部卫星终端发送的TERTunnel隧道数据包，将TERTunnel隧道数据包转发给TERTunnel隧道解析封装模块；根据TERTunnel隧道解析封装模块解析的卫星终端信息，向卫星网络终端接入认证单元发送卫星终端认证指令及卫星终端信息；

TERTunnel隧道解析封装模块，对核心控制单元发送的TERTunnel隧道数据包进行解析后，获取卫星数据包，发送给核心控制单元；

5G模拟终端，接收核心控制单元的5G PDU激活指令，向5G AMF单元发送PDU会话申请；接收核心控制单元的配置指令，配置SUCI账号和终端运行参数；

5G AMF单元，实现5G模拟终端到地面5G网络的认证接入，接收5G模拟终端发起的PDU会话申请，通过5G网络通信接口进行5G模拟终端与地面5G网络的PDU会话激活；接收核心控制单元的控制指令，完成运营参数的配置；

卫星网络终端接入认证单元，接收核心控制单元的卫星终端认证指令及卫星终端信息，完成卫星终端的接入认证并为卫星终端分配卫星网络地址，将认证结果返回给核心控制单元。

进一步地，在上述装置中，5G模拟终端，通过多进程的方式模拟一个或多个5G终端；预配置1个或多个SUCI账号；与5G AMF单元进行NAS信令双向交互。

进一步地，在上述装置中，5G AMF单元，通过5G网络通信接口与地面5G网络的移动会话管理模块SMF、用户数据管理模块UDM和其它AMF单元进行协议交互，完成5G模拟终端在地面5G网络的注册，具有地面5G网络的N8、N11、N12、N14、N15协议接口；在PDU会话激活完成后，将会话结果通报给核心控制单元，会话结果包括5G网络为此次会话分配的IP地址和UPF网元地址。

进一步地，在上述装置中，TERTunnel隧道解析封装模块对来自卫星终端的TERTunnel隧道数据包进行解封装，提取卫星终端信息；对来自地面5G网络的数据包进行TERTunnel隧道协议封装。

进一步地，在上述装置中，TERTunnel隧道协议的字段包括地面网络访问隧道协议标识、隧道数据包类型标识、数据包长度、SMF标签、SMF ID以及卫星终端标识、地面访问请求结果和可选字段。

进一步地，在上述装置中，还包括GTP隧道解析封装模块，对核心控制单元转发的5G GTP隧道数据包进行封装，将封装好的5G GTP隧道数据通过5G网络通信接口发送给地面5G网络；对地面5G网络通信接口的5G GTP隧道数据包进行解封装，提取原通信数据包转发给核心控制单元。

进一步地，在上述装置中，还包括卫星网络终端数据库；其中，

卫星网络终端数据库，接收卫星网络终端认证接入单元的指令，返回存储的卫星终端信息及权限信息；存储卫星网络终端认证接入单元发送的卫星终端的认证结果以及分配的卫星网路IP地址；接收核心控制单元的指令，返回卫星终端的接入认证结果以及地面网络的访问权限信息；

卫星网络终端接入认证单元从卫星网络终端数据库中调取卫星终端信息，完成接入认证，同时将认证结果及分配的网络地址存储在卫星网络终端数据库中。

进一步地，在上述装置中，还包括融合通信转发流表，根据核心控制单元的流表查询检索操作指令和流表信息存储操作指令，返回卫星终端分配的卫星网络IP地址、地面网络IP地址以及指定的UPF地址；核心控制单元将地面5G网络为5G模拟终端分配的IP地址和指定的UPF地址数据存储在融合通信转发流表中。

本发明公开了一种低轨道卫星网络终端与地面5G网络的融合通信方法，采用卫星融合通信网关装置，包括：

卫星终端向卫星融合通信网关发起终端接入认证；

卫星融合通信网关对卫星终端进行接入认证，与卫星终端建立TERTunnel隧道通信；

当卫星终端发起与地面5G网络会话请求时，融合通信网关判断卫星终端是否有申请地面网络会话的权限，如有，则按照融合通信网关内部工作流程，向地面5G核心网发起PDU会话建立申请，建立PDU会话；

PDU会话建立成功后，卫星终端采用TERTunnel隧道格式与融合通信网关通信；融合通信网关采用GTP隧道格式与PDU会话建立中指定的UPF终端进行通信。

进一步地，在上述方法中，融合通信网关内部工作流程，包括：

核心控制单元判断卫星终端发送的会话请求数据包为PDU会话申请时，向5G模拟终端发出5G PDU激活操作指令；

5G模拟终端根据5G PDU激活操作指令，向5G AMF单元发送PDU会话申请；

5G AMF单元向地面5G网络发送PDU会话申请；

核心控制单元向5G AMF单元发送控制指令，

5G AMF单元根据控制指令，完成运营参数的配置；

核心控制单元接收地面5G网络为卫星终端分配的IP地址和指定的UPF终端地址，存储到融合通信转发流表中；

核心控制单元接收卫星终端的卫星数据，完成TERTunnel隧道的解封装，并调用GTP隧道封装模块完成5G GTP隧道数据包封装，再转发给地面5G网络的指定的UPF终端地址；地面网络到卫星终端的下行数据，由核心控制单元先进行GTP隧道解封装，再进行TERTunnel隧道封装，转发给IP地址的卫星终端。

本发明与现有技术的有益效果在于：

(1)本发明提出了一种低轨道卫星网络终端与地面5G网络的融合通信方法，包括一套卫星与5G网络融合通信隧道协议以及流程设计，无需卫星终端预置5G模组以及SIM卡即可实现卫星网络与5G网络互通，大大降低了终端成本，提升通信效率。

(2)本发明提出了基于该方法的卫星网络融合通信网关装置系统架构，该架构简洁高效，通过将5G网络的AMF网元上移加载在卫星网络中，解决了卫星网络终端与5G网络实现接入认证的难点，并通过新定义TERTunnel隧道协议栈单元、融合通信流表单元以及5GGTP协议栈单元等实现天地网络的融合通信。

附图说明

图1为本发明终端至网关的隧道包头结构定义；

图2为本发明网关至终端的隧道包头结构定义；

图3为本发明卫星终端发起地面网络访问会话请求时的协议承载架构；

图4为本发明PDU会话建立后，卫星终端的数据通信的协议承载架构；

图5为本发明卫星终端申请地面网络会话及数据包发送时序说明；

图6为本发明卫星融合通信网关装置的架构；

图7为本发明通信方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明专利做进一步详细说明。

本发明公开了一种卫星融合通信网关装置，包括核心控制单元、5G模拟终端、5GAMF单元、卫星网络终端接入认证单元、TERTunnel隧道解析封装模块、卫星网络通信接口和5G网络通信接口；其中，

核心控制单元，向5G模拟终端发出5G PDU激活指令；对5G AMF单元发送控制指令，进行运行配置与控制；通过卫星网络通信接口接收外部卫星终端发送的TERTunnel隧道数据包，将TERTunnel隧道数据包转发给TERTunnel隧道解析封装模块；根据TERTunnel隧道解析封装模块解析的卫星终端信息，向卫星网络终端接入认证单元发送卫星终端认证指令及卫星终端信息；

TERTunnel隧道解析封装模块，对核心控制单元发送的TERTunnel隧道数据包进行解析后，获取卫星数据包，发送给核心控制单元；

5G模拟终端，接收核心控制单元的5G PDU激活指令，向5G AMF单元发送PDU会话申请；接收核心控制单元的配置指令，配置SUCI账号和终端运行参数；

5G AMF单元，实现5G模拟终端到地面5G网络的认证接入，接收5G模拟终端发起的PDU会话申请，通过5G网络通信接口进行5G模拟终端与地面5G网络的PDU会话激活；接收核心控制单元的控制指令，完成运营参数的配置；

卫星网络终端接入认证单元，接收核心控制单元的卫星终端认证指令及卫星终端信息，完成卫星终端的接入认证并为卫星终端分配卫星网络地址，将认证结果返回给核心控制单元。

优选地，5G模拟终端，通过多进程的方式模拟一个或多个5G终端；预配置1个或多个SUCI账号；与5G AMF单元进行NAS信令双向交互。

优选地，5G AMF单元，通过5G网络通信接口与地面5G网络的移动会话管理模块SMF、用户数据管理模块UDM和其它AMF单元进行协议交互，完成5G模拟终端在地面5G网络的注册，具有地面5G网络的N8、N11、N12、N14、N15协议接口；在PDU会话激活完成后，将会话结果通报给核心控制单元，会话结果包括5G网络为此次会话分配的IP地址和UPF网元地址。

优选地，TERTunnel隧道解析封装模块对来自卫星终端的TERTunnel隧道数据包进行解封装，提取卫星终端信息；对来自地面5G网络的数据包进行TERTunnel隧道协议封装。

优选地，TERTunnel隧道协议的字段包括地面网络访问隧道协议标识、隧道数据包类型标识、数据包长度、SMF标签、SMF ID以及卫星终端标识、地面访问请求结果和可选字段。

优选地，还包括GTP隧道解析封装模块，对核心控制单元转发的5G GTP隧道数据包进行封装，将封装好的5G GTP隧道数据通过5G网络通信接口发送给地面5G网络；对地面5G网络通信接口的5G GTP隧道数据包进行解封装，提取原通信数据包转发给核心控制单元。

优选地，还包括卫星网络终端数据库；其中，

卫星网络终端数据库，接收卫星网络终端认证接入单元的指令，返回存储的卫星终端信息及权限信息；存储卫星网络终端认证接入单元发送的卫星终端的认证结果以及分配的卫星网路IP地址；接收核心控制单元的指令，返回卫星终端的接入认证结果以及地面网络的访问权限信息；

卫星网络终端接入认证单元从卫星网络终端数据库中调取卫星终端信息，完成接入认证，同时将认证结果及分配的网络地址存储在卫星网络终端数据库中。

优选地，还包括融合通信转发流表，根据核心控制单元的流表查询检索操作指令和流表信息存储操作指令，返回卫星终端分配的卫星网络IP地址、地面网络IP地址以及指定的UPF地址；核心控制单元将地面5G网络为5G模拟终端分配的IP地址和指定的UPF地址数据存储在融合通信转发流表中。

本发明公开了一种低轨道卫星网络终端与地面5G网络的融合通信方法，采用卫星融合通信网关装置，包括：

S1、卫星终端向卫星融合通信网关发起终端接入认证；

S2、卫星融合通信网关对卫星终端进行接入认证，与卫星终端建立TERTunnel隧道通信；

S3、当卫星终端发起与地面5G网络会话请求时，融合通信网关判断卫星终端是否有申请地面网络会话的权限，如有，则按照融合通信网关内部工作流程，向地面5G核心网发起PDU会话建立申请，建立PDU会话；

S4、PDU会话建立成功后，卫星终端采用TERTunnel隧道格式与融合通信网关通信；融合通信网关采用GTP隧道格式与PDU会话建立中指定的UPF终端进行通信。

优选地，融合通信网关内部工作流程，包括：

S31、核心控制单元判断卫星终端发送的会话请求数据包为PDU会话申请时，向5G模拟终端发出5G PDU激活操作指令；

S32、5G模拟终端根据5G PDU激活操作指令，向5G AMF单元发送PDU会话申请；

S33、5G AMF单元向地面5G网络发送PDU会话申请；

S34、核心控制单元向5G AMF单元发送控制指令；

S35、5G AMF单元根据控制指令，完成运营参数的配置；

S36、核心控制单元接收地面5G网络为卫星终端分配的IP地址和指定的UPF终端地址，存储到融合通信转发流表中；

S37、核心控制单元接收卫星终端的卫星数据，完成TERTunnel隧道的解封装，并调用GTP隧道封装模块完成5G GTP隧道数据包封装，再转发给地面5G网络的指定的UPF终端地址；地面网络到卫星终端的下行数据，由核心控制单元先进行GTP隧道解封装，再进行TERTunnel隧道封装，转发给IP地址的卫星终端。

实施例

本实施例提供了一种低轨道卫星终端与5G网络融合通信方法及网关装置，基于5G核心网的云原生微服务架构特点，将5G核心网的认证以及移动性管理的AMF网元直接部署在卫星网络中，与卫星网的认证接入单元进行信息共享以及合设，提出卫星融合通信网关装置。该网关是卫星终端与5G地面网络通信的接入网关，同时也是数据通信网关。在此基础上提出一套卫星网络与5G网络融合通信隧道协议和基于该协议的通信方法。

如图7所示，其通信流程为卫星融合通信网关接收卫星终端发起的地面网络会话请求，以内置的5G模拟终端及AMF单元，代理发起5G PDU会话激活。PDU会话激活成功，卫星融合通信网关更新融合通信转发流表。卫星融合通信网关接收卫星终端发送的基于TERTunnel隧道封装的地面网络数据包，拆解隧道，检索流表，封装GTP隧道，发送至5G UPF网元。卫星融合网关接收5G GTP数据包，拆解隧道，检索流表，封装为TERTunnel隧道，将数据包发送至卫星终端。实现卫星终端与融合通信网关协议转换、接入并落地到5G网络。

1)如图1、2、3、4所示，本实施例提供一种融合卫星网络与5G网络的隧道协议，隧道协议由卫星网络的IP层来承载。包含以下数据格式的定义。

(1)卫星终端向卫星融合通信网关侧发起数据包协议格式定义如下图，其各字段说明如表1。

(2)卫星融合网关回传给终端的隧道协议包头图2，各字段说明如表2。

表1终端至网关协议字段说明

表2网关至终端隧道协议字段说明

(3)图3是卫星终端发起地面网络访问会话请求时的协议承载架构。该协议承载架构中，卫星终端与融合通信网关间通过卫星网络的物理层、链路层以及IP层通信，在卫星网络的IP层上承载隧道协议。卫星终端封装一个TERTunnel隧道数据包，包头的“Pkg Type”字段的值为“0001”，承载在卫星IP网络层上，向低轨道卫星网络的融合通信网关发送。融合网关预设5G模拟终端号SUCI，代理所有卫星终端向5G核心网发起PDU会话。融合通信网关中部署5G AMF模块，具有5G AMF网元的通信功能。

卫星终端的地面网络流量数据包封装在TERTunnel隧道协议中，其中地面网络IP地址有PDU会话建立时5G SMF网元分配。卫星终端通信数据包由卫星IP层承载，在融合通信网关左侧按照TERTunnel隧道格式解封装；右侧按5G GTP(U)隧道协议再封装，发送至PDU激活流程中指定的5G UPF网元。融合通信网关承担了5G基站gNB的右侧的数据分发功能。

(4)图4是PDU会话建立后，卫星终端用户面数据通信的协议承载架构。

2)如图5所示，本实施例提出低轨道卫星终端与5G网络融合通信流程，步骤如下：

(1)卫星终端向卫星融合通信网关发起终端接入认证流程；

(2)卫星融合通信网关对卫星终端进行接入认证，并向终端分配卫星网络的IP地址等；

(3)卫星终端封装一个类型为地面网络访问请求的TERTunnel隧道数据包，发送给融合通信网关，请求地面网络会话，隧道数据包包括卫星终端的ID号SATAccount ID，如有指定的SMF网元，则数据包还包括SMF ID字段；

(4)融合网关通过申请包中携带的SatAccount ID认证该终端是否有权限申请地面网络会话，如有权限，根据预配置的5G SUCI账号通过AMF与地面的5GSMF网元发起PDU会话建立申请；

(5)5G核心网的SMF网元收到卫星融合通信网关发起的PDU会话申请，向核心网的UDM网元和PCF网元查询确认权限及会话策略，为此PDU会话分配IP地址及指定UPF网元，并通告卫星融合通信网关，完成PDU会话建立；

(6)卫星融合通信网关记录PDU会话为该卫星终端分配的IP地址、指定的UPF单元地址等，并封装一个类型为地面网络访问请求成功的TERTunnel数据包，通知卫星终端地面网络会话申请成功，以及分配的会话IP地址；

(7)卫星终端组装地面网络流量数据包，封装在TERTunnel隧道协议中；

(8)卫星终端将TERTunnel隧道数据包发送给融合通信网关；

(9)融合通信网关解封装TERTunnel隧道，提取隧道封装的地面网络数据包，并以GTP隧道封装地面网络数据包；

(10)卫星融合通信网关将该GTP隧道数据包转发给指定的5G网络的UPF网元；

(11)UPF网元终结GTP隧道，提取隧道中封装的数据包并向目标主机转发。

从图5的流程说明中可以看出，卫星通信终端并不需要预先嵌入5G模组和SIM卡，也无需加载5G协议栈，根据业务需要，直接向卫星融合通信网关发起地面网络会话申请，而融合通信网关可预先配置一个或多个5G网络的SUCI账号，从而代理卫星终端完成5G PDU会话建立。

3)如图6所示，基于以上融合通信方法，本实施例提出一种低轨卫星与5G融合通信网关装置。该网关是LEO卫星网络与地面5G网络数据互通的核心枢纽，实现卫星终端与地面主机数据或指令的互通，主要的功能包括：5G网络接入功能；隧道解析封装功能，包括左侧的TERTunnel隧道和右侧的GTP隧道；卫星终端的接入认证功能(卫星网络侧)；网络通信功能，包括卫星网络的通信功能以及5G地面网络的通信功能。

基于以上功能要求，本实施例提出了卫星融合通信网关的架构，融合通信网关装置所述功能模块包括：5G网络接入功能模块、5G网络通信接口、TERTunnel隧道解析封装模块、GTP隧道解析封装模块、核心控制单元、卫星网络通信接口、卫星网络终端接入认证单元、卫星网络终端数据库、融合通信转发流表等功能模组。

(1)5G模拟终端：其功能是模拟真实的5G终端，以预配置的SUCI账号注册并活跃到地面5G网络中，核心功能即是通过AMF组件向地面5G网络发起PDU会话激活进程，该模块可以通过多进程的方式模拟一个或多个5G终端。具体流程包括：

接收核心控制单元的5G PDU激活指令，向5G AMF单元启动PDU会话激活流程；接收核心控制单元的配置指令，配置SUCI账号以及其它终端运行参数，SUCI账号可以预配置1个或多个；

与5G AMF单元通过基于N1接口协议的进行NAS信令双向的交互，完成5G模拟终端对地面5G网络的认证注册、PDU会话激活等功能。

(2)5G AMF单元：实现5G核心网的AMF网元的功能，其主要功能一是实现卫星中5G模拟终端到地面5G网络的认证接入，二是接受模拟终端代理发起的PDU会话申请，完成与地面5G网络的PDU会话激活进程。具体包括：

接收5G模拟终端模块的注册、PDU会话激活申请等，实现模拟终端在地面5G网络的注册以及PDU会话激活等功能；

通过5G网络通信接口和地面5G网络的SMF、UDM、其它的AMF网元进行协议交互，完成终端在地面5G网络的注册、PDU会话激活等相关功能，本模块需具备5G核心网的N8、N11、N12、N14、N15接口协议栈功能等；

接收网关核心控制单元的控制指令，完成本模块的运营参数的配置；另一方面在PDU会话激活完成后，将会话的结果通报给网关核心控制单元，结果内容包括5G网络为此次会话分配的IP地址以及UPF网元地址等。

(3)核心控制单元：负责控制、协调卫星融合通信网关的整体运行，是融合通信网关的核心装置，卫星网络侧和5G地面网络侧的数据包都会转发到核心控制单元进行处理，功能上还包括发起5G模拟终端的注册、启动PDU激活进程，以及在卫星网络与5G地面网络的通信协议转换，数据包的转发等功能。具体包括：

接收卫星网络通信接口的数据包，包括普通卫星网络数据包、TERTunnel隧道数据包等，根据数据包的类型完成数据包的处理；

与TERTunnel隧道解析封装模块交互，将接收的TERTunnel隧道数据包转发给该模块完成解析；从TERTunnel隧道解析封装模块接收封装后的隧道协议数据包；

与GTP隧道解析封装模块交互，将地面数据包从TERTunnel隧道中解析提取出来后，发给该模块，进行GTP隧道协议的封装；对5G网络的GTP隧道数据包进行隧道拆解后，将地面网络数据包转发给核心控制单元；

当接收到卫星终端的接入认证请求后，交于卫星网络终端接入认证单元进行认证，并获取认证结果；

当收到卫星终端申请地面网络会话请求时，查询卫星网络终端数据库，确定该终端是否有地面网络会话的权限；

与5G模拟终端交互，向该模块发出启动PDU会话的指令，发起一次PDU激活流程；

与5G AMF单元交互，对该单元进行运行配置与控制；接收PDU会话激活成功后分配的5G网络IP地址以及UFP网元地址；

与融合通信转发流表进行交互，从该表获取卫星终端在PDU会话激活成功后分配的5G地面网络地址以及UPF网元地址，根据这些信息，对卫星终端与地面网络往返的数据包进行识别，将卫星终端侧发送的数据包进行GTP隧道封装，隧道的对端为指定的UPF网元地址；对地面网络侧发送来的数据包解析，通过数据包的目的地址识别卫星终端，封装TERTunnel隧道，隧道的对端为卫星终端地址。

(4)TERTunnel隧道解析封装模块：主要功能是在核心控制单元的控制下，完成网关与卫星终端之间的TERTunnel隧道协议的拆卸和组装。具体包括：

接收核心控制单元转发的TERTunnel隧道数据包，对数据包进行拆解，提取数据包的PDU会话请求或者地面网络数据包；对控制单元转发的地面网络数据包进行TERTunnel隧道协议的封装，并返回给控制单元。

(5)GTP隧道解析封装模块：其功能是在核心控制单元的控制下，完成网关与5G地面网络之间的GTP隧道协议数据包的拆卸、组装。具体包括：

与核心控制单元进行数据交互，对核心控制单元转发的卫星网络侧的数据包进行GTP隧道的封装；对接收的5G GTP隧道数据进行拆解后提取地面数据包转发给核心控制单元；

与5G网络通信接口进行数据交互，接收接口转发的GTP隧道数据包；另一方面将封装好的GTP数据包转发给5G网络通信接口发送给地面5G网络。

(6)卫星网络终端认证接入单元：该单元基于卫星网络的认证协议与流程完成对卫星终端的接入认证以及为卫星终端分配卫星网络地址，并将认证结果存储在卫星网络终端数据库中。具体包括：

接收核心控制单元的卫星终端认证指令及卫星终端信息，完成认证后，将认证结果返回给核心控制单元；

从卫星网络终端数据库中调取卫星终端信息，完成接入认证，同时将认证结果及分配的网络地址存储在终端数据库中。

(7)卫星网络终端数据库：存储卫星网络终端的账号、接入认证情况以及终端的网络权限，当终端发起PDU会话申请时，核心控制单元查询该数据库，获取终端对地面网络的访问权限。具体包括：

接收卫星网络终端认证接入单元的指令，返回存储的卫星终端信息及权限信息，支撑完成对卫星终端的认证接入；认证结束，从卫星网络终端认证接入单元获取卫星终端的认证结果以及分配的卫星网路IP地址等信息并存储；

接收核心控制单元的指令，返回卫星终端的接入认证结果以及地面网络的访问权限等信息。

(8)融合通信转发流表：融合通信转发流表是实现卫星网络与地面网络数据互通的关键设施，流表存储着三类IP地址，即卫星终端在卫星网络中的地址；PDU会话申请成功后，地面5G网络为该终端分配的IP地址；地面5G核心网为该终端指定的UPF网元的IP地址。核心控制单元在接收到卫星网络或地面5G网络的数据包后，在流表中进行检索以及完成TERTunnel隧道或GTP隧道的封装，最后转发数据包。具体包括：

接收核心控制单元的流表查询检索指令以及流表信息存储指令，当PDU会话激活成功后，地面5G网络会为5G模拟终端分配IP地址和指定的UPF地址，5G AMF单元将信息转发给核心控制单元，核心控制单元将这些信息数据存储在流表中；核心控制单元查询检索融合通信转发流表，获取卫星终端分配的卫星网络IP地址、地面网络IP地址以及指定的UPF地址，进行TERTunnel隧道或GTP隧道的拆解、封装，实现卫星网络侧与地面5G网络的互通转发。

本发明提出的方法及配套的网关装置简洁易实现，特别适合大型企业构建天地一体的5G专网加卫星网络的场景。在具体实施中，可以将网关装置与卫星接入认证系统合设在一个物理设备中。5G模拟终端也无需物理的5G SIM卡，配置软件化的SUCI账号库即可。未来可考虑更简洁的方式，取消5G模拟终端，也即卫星的AMF模块取消左侧功能，直接模拟已认证后的5G模拟终端，保持与地面5G网元的正常且规范的信令流程。

本发明提出的方法具有普适性，通用性，跨平台性，可在基于各种平台上实现，也可在基于实体设备或者虚拟机上部署运行。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。