一种低轨卫星系统降低报文时延方法、系统、设备及介质与流程

本发明涉及卫星网络通信，尤其是涉及一种低轨卫星系统降低报文时延方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、3gpp开展了ntn(non-terrestrial network，非地面网络)和sat_arch的标准化工作，致力于将5g网络与卫星结合。itu-r开展了ngat_sat立项，提出了将卫星系统整合到下一代移动通信系统中。3gpp对ntn正式研究最早可追溯到2017年3月发布的r15中关于ntn的研究项目(si)获得批准。此后，3gpp一直在识别关键挑战，试图将地面蜂窝网络的标准化空中接口波形和协议扩展到天空，并提出将ntn集成到5g nr系统的潜在解决方案。

2、在3gpp 38821协议对5g的ntn网络进行了定义，gnb部署在卫星上，5gc部署在地面信关站后，gnb通过星间链路与星地链路实现与5gc交互。ue1与ue2执行注册与pdu会话建立完成入网，ue1与ue2间进行ip业务交互，在5gc启用lan技术基础上，ue1的报文通过星间链路/星地链路到达地面5gc的upf，upf再通过星地链路/星间链路到达ue2。在整个交互过程，需要消耗星间链路/星地链路资源，同时传输时延也大。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种低轨卫星系统降低报文时延方法，解决了当前低轨卫星通信的传输时延与星地链路资源占用过大的问题。

2、本发明还提供一种低轨卫星系统降低报文时延系统、一种低轨卫星系统降低报文时延设备和一种计算机可读存储介质。

3、根据本发明的第一方面实施例的低轨卫星系统降低报文时延方法，包括以下步骤：

4、第一终端和第二终端入网并建立pdu会话，且分别申请第一卫星的i-upf资源和第二卫星的i-upf资源；

5、所述第一终端发送第一报文至所述第一卫星的i-upf，所述第一卫星的i-upf将所述第一报文发送至所归属地面站的upf；

6、基于所述第二终端的地址，所述地面站的upf查找到所述第二终端所在所述第二卫星的i-upf，以得到第一路由信息；

7、所述地面站的upf发送所述第一报文至所述第二卫星的i-upf，并反馈所述第一路由信息至所述第一卫星的i-upf；

8、所述第二卫星的i-upf发送所述第一报文至所述第二终端；

9、所述第一终端发送第二报文至所述第一卫星的i-upf，基于所述第一路由信息，所述第一卫星的i-upf直接发送第二报文至所述第二卫星的i-upf；

10、所述第二卫星的i-upf发送所述第二报文至所述第二终端。

11、根据本发明实施例的低轨卫星系统降低报文时延方法，至少具有如下有益效果：

12、在第一终端向第二终端首次发送报文的过程中，通过利用地面站的upf来查找出第一路由信息并将第一路由信息反馈回第一终端所在第一卫星的upf，以使得后续第一终端每次发送报文至第二终端时，第一卫星的upf可基于第一路由信息直接传输报文至第二卫星的upf，从而实现终端交互时报文仅在卫星之间传输，从而减少了通过地面站进行转发的处理。因此，通过利用本发明实施例的方法，使得低轨卫星系统的传输时延可至少降低50％，同时减少了星地链路资源的使用。

13、根据本发明的一些实施例，所述低轨卫星系统降低报文时延方法还包括以下步骤：

14、所述第二终端发送第三报文至所述第二卫星的i-upf，所述第二卫星的i-upf将所述第三报文发送至所归属地面站的upf；

15、基于所述第一终端的地址，所述地面站的upf查找到所述第一终端所在所述第一卫星的i-upf，以得到第二路由信息；

16、所述地面站的upf发送所述第三报文至所述第一卫星的i-upf，并反馈所述第二路由信息至所述第二卫星的i-upf；

17、所述第一卫星的i-upf发送所述第三报文至所述第一终端；

18、所述第二终端发送第四报文至所述第二卫星的i-upf，基于所述第二路由信息，所述第二卫星的i-upf直接发送第四报文至所述第一卫星的i-upf；

19、所述第一卫星的i-upf发送所述第四报文至所述第一终端。

20、根据本发明的一些实施例，当所述第二终端所在卫星由所述第二卫星转为第三卫星，所述低轨卫星系统降低报文时延方法还包括以下步骤：

21、所述第一终端发送第五报文至所述第一卫星的i-upf；

22、基于所述第一路由信息，所述第一卫星的i-upf发送所述第五报文至所述第二卫星的i-upf，所述第二终端接收所述第五报文失败，所述第一卫星的i-upf将所述第五报文发送至所归属地面站的upf；

23、所述地面站的upf更新查找到所述第二终端所在所述第三卫星的i-upf，以得到第三路由信息；

24、所述地面站的upf发送所述第五报文至所述第三卫星的i-upf，并反馈所述第三路由信息至所述第一卫星的i-upf；

25、所述第三卫星的i-upf发送所述第五报文至所述第二终端；

26、所述第一终端发送第六报文至所述第一卫星的i-upf，基于所述第三路由信息，所述第一卫星的i-upf直接发送第六报文至所述第三卫星的i-upf；

27、所述第三卫星的i-upf发送所述第六报文至所述第二终端。

28、根据本发明的第二方面实施例的低轨卫星系统降低报文时延系统，用于执行本发明第一方面实施例任一项所述的低轨卫星系统降低报文时延方法，包括：

29、多个终端，多个所述终端至少包括第一终端和第二终端；

30、多个卫星，分别与多个所述终端通信连接，多个所述卫星至少包括第一卫星、第二卫星和第三卫星；

31、地面站，分别与多个所述卫星通信连接。

32、根据本发明实施例的低轨卫星系统降低报文时延系统，至少具有如下有益效果：

33、通过将本发明实施例的方法应用于本发明实施例的系统中，在第一终端向第二终端首次发送报文的过程中，利用地面站的upf来查找出第一路由信息并将第一路由信息反馈回第一终端所在第一卫星的upf，以使得后续第一终端每次发送报文至第二终端时，第一卫星的upf可基于第一路由信息直接传输报文至第二卫星的upf，从而实现终端交互时报文仅在卫星之间传输，从而减少了通过地面站进行转发的处理。因此，通过利用本发明实施例的系统，使得低轨卫星系统的传输时延可至少降低50％，同时减少了星地链路资源的使用。

34、根据本发明的第三方面实施例的低轨卫星系统降低报文时延设备，包括至少一个控制处理器和用于与所述至少一个控制处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个控制处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个控制处理器执行，以使所述至少一个控制处理器能够执行如本发明第一方面实施例任一项所述的低轨卫星系统降低报文时延方法。

35、根据本发明的第四方面实施例的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可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如本发明第一方面实施例所述的低轨卫星系统降低报文时延方法。

36、可以理解的是，上述第三方面和第四方面与相关技术相比存在的有益效果与上述第一方面与相关技术相比存在的有益效果相同，可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。

37、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。