一种卫星移动通信业务异常断网的自主检测方法与流程

1.本发明涉及一种断网自主检测方法，具体为一种卫星移动通信业务异常断网的自主检测方法，属于3g融合通信技术领域。


背景技术：

2.卫星移动通信终端通话期间，由于地理位置环境原因(穿过隧道)、天气、电池耗电用完等因素可能导致卫星终端设备不能与卫星正常通信，卫星终端的挂机信号也不能正常传递到核心网的msc(mobile switching center)设备。为了防止超长话单和呼叫与媒体资源挂住的问题，3g核心网通常采用信令查询的方法得知卫星终端的连网状态。
3.信令查询的方法是msc通过nas(non-access-statum，非接入层)信令的状态查询查找卫星终端的状态。因空口资源紧缺，信令状态查询会临时使用通话的信道影响通话质量，大量的终端在线通话时也因频繁的信令状态查询占用接入网和核心网侧信令资源影响系统的稳定性。
4.对于现有已公开的申请号为：cn107332735a的一种断开后自动重连的网络通信方法，其所解决的是终端与服务器的通信异常时自动重连时不能及时地检测出网络的运信状态的问题；
5.对于现有已公开的申请号为：cn112996102a的一种卫星终端连接状态管理方法、装置、网关设备、融合通信系统及存储介质，其所解决的是卫星通信系统与5g核心网的融合通信场景中所容易出现的网络资源浪费问题。
6.另外，在现有技术中，通话阶段卫星终端的连网状态，3g核心网现有技术一般采用信令查询的方法获取，需要定位发送查询消息到卫星终端获取查询结果来确认，因空口资源短缺，查询信令会临时占用通话的信道而影响通话质量，并且在线通话终端数量多的时候，3g核心网到卫星终端之间存在大量查询消息，增加卫星接入网的负担。


技术实现要素：

7.本发明的目的就在于为了解决问题而提供一种卫星移动通信业务异常断网的自主检测方法，不影响卫星终端用户的通话质量，并且减少通话时期msc与卫星终端之间的信令交互过程，减轻接入网和核心网设备的信令压力。并且针对特殊卫星用户进行非语音通话时，不容易将正常连网的终端误判为断网状态引起核心网提前释放呼叫。
8.本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种卫星移动通信业务异常断网的自主检测方法，包括以下步骤
9.步骤一、核心网msc为卫星终端建立呼叫时，指示核心网mgw实时检测从接入网发来的卫星终端媒体流的活跃状态，核心网msc不向卫星终端发起nas信令状态查询消息；
10.步骤二、卫星终端通过卫星与接入设备正常联网时，接入网给核心网mgw实时发送来自卫星终端的媒体流，核心网mgw实时检查卫星终端的语音数据并判断媒体流为活跃，不向核心网msc上报终端媒体流的活跃状态事件；
11.步骤三、当卫星终端与卫星的无线信号异常断网，接入网给核心网mgw实时发送来自卫星终端的媒体流，核心网mgw实时检查卫星终端的语音数据并判断媒体流为非活跃，向核心网msc上报终端媒体流的非活跃状态事件，核心网msc启动用nas信令查询卫星终端状态的过程。
12.作为本发明再进一步的方案：所述步骤一中，接入网给核心网mgw实时发送来自卫星终端的媒体流，包括：
13.①
当卫星终端通与卫星的无线信号正常连网，并且卫星终端向核心网传递语音数据时，接入网给核心网mgw实时发送rtp包，rtp包中的payload是来自终端的经过压缩后的语音数据，卫星用户说话时语音数据是实时变化，核心网mgw判断为活跃；
14.②
当卫星终端与卫星的无线信号正常连网，并且卫星终端通向核心网传递非语音数据时，接入网给核心网mgw实时发送rtp包，rtp包中的payload是来自终端的非语音的不限制数据，如果特殊数据并非是实时变化时，核心网mgw在指定时间内连续检测到所有收到rtp包的负荷内容都是一致不变，核心网mgw判断媒体流为非活跃；
15.③
当卫星终端与卫星的无线信号异常断网，接入网也给核心网mgw实时发送rtp包，rtp包中的payload是来接入网的默认数据或全为零的数据，核心网mgw在指定时间内连续检测到所有收到rtp包的语音内容都是一致不变，核心网mgw判断媒体流为非活跃。
16.作为本发明再进一步的方案：所述步骤三中，msc用nas信令查询卫星终端状态的过程，包括：
17.①
核心网msc向卫星终端发送nas信令的状态查询消息，核心网msc启动查询等待定时器，核心网msc实时判断查询等待定时器的计时是否超过预设时长，若超过，则终止所述计时器，核心网msc判断向卫星终端发送nas信令的状态查询消息次数是否达到配置最大值，若没有达到最大值，重复向卫星终端发送nas信令的状态查询消息，并再启动等待定时器；若达到了最大值，判断卫星终端处于通话断网状态；
18.②
若核心网msc实时判断等待定时器的计时没有超过预设时长，核心网msc收到卫星终端的nas信令的状态查询应答消息，则终止等待定时器，判断卫星终端处于通话连网状态，保持呼叫。
19.作为本发明再进一步的方案：msc判断卫星终端处于通话连网状态，包括：
20.核心网msc启动周期检测定时器，核心网msc实时判断查询等待定时器的计时是否超过预设时长，若超过，则终止所述计时器，再次指示mgw实时检测接入网发来的卫星终端发媒体流的活跃状态，核心网msc不再向卫星终端发起nas信令状态查询消息。
21.作为本发明再进一步的方案：卫星终端正常连网时，对于卫星终端发出的非语音特殊媒体流，mgw也可能检测到媒体流为非活跃状态，经过msc启动nas信令查询过程，通过信令的查询方法能检测到卫星终端为在通话连网状态，防止核心网误判的可能。
22.作为本发明再进一步的方案：msc判断卫星终端处于通话断网状态，包括：
23.核心网msc启动呼叫释放过程，向接入网释放呼叫信令，向mgw释放媒体处理资源。
24.作为本发明再进一步的方案：呼叫建立通话后msc不先用nas信令查询卫星终端的网络连接状态，先指定3g核心网mgw设备实时检测卫星终端发到核心网的媒体流是否正常通话状态，mgw检测到卫星终端媒体流为非活跃状态后再通知msc启动nas信令查询过程，msc再经过nas信令查询过程最终来判断卫星终端是否真正断网。在mgw检测媒体流为活跃
状态的期间，没有额外的msc与卫星终端的信令交互过程，不影响通话质量和增加系统信令交互负担。
25.本发明的有益效果是：
26.1、卫星终端在3g核心网侧建立呼叫通话后，核心网不启动周期性的信令查询，减少通话后的信令交互过程和对通话质量的影响；减少信令检测的频繁度，减少对通话质量的影响：通话过程中采用信令查询终端状态的信令交互也要占用无线信道资源，会影响通话质量；本断网检测方法采用先采用检测媒体异常后再发起信令查询的先后步骤，能明显降低通话过程中的信令交互流量；
27.2、核心网msc通过检测媒体流非活跃事件的方法控制核心网mgw开始检测媒体流内容，能控制整体的卫星终端的断网检测过程；准确率的提高：本断网检测方法采用媒体流和信令共同校验的机制，先实时检测媒体流是否正常有通信内容，如果媒体流异常了再通过信令进一步检测确认终端是否真正断网。有些业务场景如特殊加密数据传输，可能存在一段时间内媒体流的通信数据不会变化，单独用媒体流检测会存在误检的情况。
28.3、采用媒体和信令双重检测机制，提高卫星终端连网状态的检测准确性。
附图说明
29.图1为本发明通话断网的检测交互示意图；
30.图2为本发明传递非语音数据的检测交互示意图；
31.图3为本发明卫星终端连网状态检测流程示意图；
32.图4为本发明卫星终端媒体活跃状态检测流程示意图。
具体实施方式
33.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，都属于本发明保护的范围。
34.实施例一
35.请参阅图1，一种卫星移动通信业务异常断网的自主检测方法，包括以下步骤
36.步骤一、核心网msc为卫星终端建立呼叫时，指示核心网mgw实时检测从接入网发来的卫星终端媒体流的活跃状态，核心网msc不向卫星终端发起nas信令状态查询消息；
37.步骤二、卫星终端通过卫星与接入设备正常联网时，接入网给核心网mgw实时发送来自卫星终端的媒体流，核心网mgw实时检查卫星终端的语音数据并判断媒体流为活跃，不向核心网msc上报终端媒体流的活跃状态事件；
38.步骤三、当卫星终端与卫星的无线信号异常断网，接入网给核心网mgw实时发送来自卫星终端的媒体流，核心网mgw实时检查卫星终端的语音数据并判断媒体流为非活跃，向核心网msc上报终端媒体流的非活跃状态事件，核心网msc启动用nas信令查询卫星终端状态的过程。
39.在本发明实施例中，所述步骤一中，接入网给核心网mgw实时发送来自卫星终端的媒体流，包括：
40.①
当卫星终端通与卫星的无线信号正常连网，并且卫星终端向核心网传递语音数据时，接入网给核心网mgw实时发送rtp包，rtp包中的payload是来自终端的经过压缩后的语音数据，卫星用户说话时语音数据是实时变化，核心网mgw判断为活跃；
41.②
当卫星终端与卫星的无线信号正常连网，并且卫星终端通向核心网传递非语音数据时，接入网给核心网mgw实时发送rtp包，rtp包中的payload是来自终端的非语音的不限制数据，如果特殊数据并非是实时变化时，核心网mgw在指定时间内连续检测到所有收到rtp包的负荷内容都是一致不变，核心网mgw判断媒体流为非活跃；
42.③
当卫星终端与卫星的无线信号异常断网，接入网也给核心网mgw实时发送rtp包，rtp包中的payload是来接入网的默认数据或全为零的数据，核心网mgw在指定时间内连续检测到所有收到rtp包的语音内容都是一致不变，核心网mgw判断媒体流为非活跃。
43.在本发明实施例中，所述步骤三中，msc用nas信令查询卫星终端状态的过程，包括：
44.①
核心网msc向卫星终端发送nas信令的状态查询消息，核心网msc启动查询等待定时器，核心网msc实时判断查询等待定时器的计时是否超过预设时长，若超过，则终止所述计时器，核心网msc判断向卫星终端发送nas信令的状态查询消息次数是否达到配置最大值，若没有达到最大值，重复向卫星终端发送nas信令的状态查询消息，并再启动等待定时器；若达到了最大值，判断卫星终端处于通话断网状态；
45.②
若核心网msc实时判断等待定时器的计时没有超过预设时长，核心网msc收到卫星终端的nas信令的状态查询应答消息，则终止等待定时器，判断卫星终端处于通话连网状态，保持呼叫。
46.在本发明实施例中，msc判断卫星终端处于通话连网状态，包括：
47.核心网msc启动周期检测定时器，核心网msc实时判断查询等待定时器的计时是否超过预设时长，若超过，则终止所述计时器，再次指示mgw实时检测接入网发来的卫星终端发媒体流的活跃状态，核心网msc不再向卫星终端发起nas信令状态查询消息。
48.在本发明实施例中，卫星终端正常连网时，对于卫星终端发出的非语音特殊媒体流，mgw也可能检测到媒体流为非活跃状态，经过msc启动nas信令查询过程，通过信令的查询方法能检测到卫星终端为在通话连网状态，防止核心网误判的可能。
49.在本发明实施例中，msc判断卫星终端处于通话断网状态，包括：
50.核心网msc启动呼叫释放过程，向接入网释放呼叫信令，向mgw释放媒体处理资源。
51.在本发明实施例中，呼叫建立通话后msc不先用nas信令查询卫星终端的网络连接状态，先指定3g核心网mgw设备实时检测卫星终端发到核心网的媒体流是否正常通话状态，mgw检测到卫星终端媒体流为非活跃状态后再通知msc启动nas信令查询过程，msc再经过nas信令查询过程最终来判断卫星终端是否真正断网。在mgw检测媒体流为活跃状态的期间，没有额外的msc与卫星终端的信令交互过程，不影响通话质量和增加系统信令交互负担。
52.实施例二
53.请参阅图2～4，一种卫星移动通信业务异常断网的自主检测方法，本实施例卫星终端长时间通话传输非语音数据时，防止3g核心网mgw&msc设备错误检测的方法，可以但不限于包括有如下步骤s201～s206。
54.s201.卫星终端在3g核心网侧建立呼叫进入通话。
55.在步骤s201中，卫星终端为卫星通信系统中的常规用户设备，通过接入网设备与3g核心网的msc与其它卫星终端建立了呼叫，通过接入网设备与3g核心网的mgw建立媒体连接，卫星终端与其它卫星终端之间的媒体流经过mgw相互转发。
56.s202.msc向mgw下发检测终端媒体流非活跃事件。
57.在步骤s201中，核心网msc设备向核心网mgw设备请求检测终端媒体流非活跃事件，扩展h.248标准的modify消息来传递检测终端媒体流非活跃的事件。
58.s203.卫星终端与卫星通信系统正常联网，mgw检测来自卫星终端的媒体流为非活跃。
59.在步骤s203中，接入网设备实时向核心网mgw设备发送rtp包的媒体流，每个rtp包的payload载荷都携带了来自终端的非语音不限制内容的数据，存在在可配置的时间段内不同rtp包payload载荷都是相同数据，mgw按图4提供的流程方法检测卫星终端媒体流为非活跃状态。
60.s204.mgw向msc上报终端媒体流非活跃事件。
61.在步骤s204中，核心网mgw设备向核心网msc设备上报检测到终端媒体流非活跃事件，扩展h.248标准的notify消息来传递终端媒体流非活跃事件。
62.s205.msc向卫星终端发送nas的状态查询请求消息。
63.在步骤s205中，核心网msc设备收到来自核心网设备mgw的终端媒体流非活跃事件后，根据为卫星终端建立的呼叫上下文查找到sccp连接，基于这个sccp连接向卫星终端发送nas的状态查询消息，然后启动等待定时器等待卫星终端的nas状态应答消息。卫星终端与卫星通信系统正常连网，卫星终端收到核心网msc发出的nas状态请求消息。
64.s206.msc收到卫星终端发出nas的状态应答消息。
65.在步骤s206中，卫星终端向核心网msc设备发出的nas状态应答消息，核心网msc设备收到这消息后确认卫星终端仍然处于正常连网状态，启动周期检测定时器，定时器超时时间大于15分钟。
66.s207.msc重复启动下一轮的卫星终端状态检测过程。
67.在步骤s207中，核心网msc设备启动的周期检测定时器超时后，跳转到s201步骤。
68.由此基于前述步骤s201～s208所描述的卫星终端长时间通话传输非语音数据时，防止3g核心网mgw&msc设备错误检测的方法，在s203步骤中核心网mgw设备可能检测到卫星终端媒体流为非活跃状态，再经过核心网设备msc进一步通过信令对卫星终端查询状态，不造成卫星终端连网状态的误判问题。
69.工作原理：在mgw检测通话期间终端发到核心网的媒体内容是否活跃，从而初步判断卫星终端的连网状态，采用了媒体流检测和信令查询的双校验机制来确定卫星终端的连网状态，更准确的获取卫星终端的连网状态。对于卫星终端通话时发送非正常语音的特殊数据，有时可能连续发送相同的媒体载荷数据，导致mgw初步误判卫星终端为断网状态，则再启动msc通过信令查询卫星终端的状态进行进一步确认。
70.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权
利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
71.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。