一种卫星移动通信终端协议栈MM连接的实现方法与系统与流程

本发明属于多波束卫星移动通信系统的移动性管理技术领域，具体涉及一种卫星移动通信终端协议栈mm连接的实现方法与系统。

背景技术：

多波束卫星移动通信系统的组成如图1所示，由空间段、地面段和用户段三部分组成。空间段由一颗或者多颗geo卫星组成；地面段由卫星测控中心、网络控制中心以及各类关口站组成；用户段由各种用户终端组成，可以使手持机也可以是其它便携站或者车载站。其中，信关站的组成主要包括：天线及射频设备；信关站控制器；信关站管理中心；移动交换中心(msc)；归属为止寄存器(hlr)；访问位置寄存器(vlr)，等设备。多波束卫星移动通信具有如下特点：1)通信距离远，传输时延长；geo卫星的最大通信距离可达18000公里；2)覆盖范围广，点波束大；3)通信容量大，能传送的业务类型多，信令流程复杂；4)无线电资源稀缺。

结合图2所示，卫星移动通信终端协议栈控制面从上向下分为非接入层(nas层)和接入层(as层)。每一层通过其若干个较低层的协议通道与网络侧的对等层进行消息通信。nas层分为电路域和分组域，电路域的nas层包括移动性管理(mm)和连接管理(cm)两个子层，分组域的nas层由移动性管理(gmm)和会话管理(sm)两个子层组成。as层的无线资源控制子层直接与非接入层的mm或者gmm子层进行消息交互。nas层中，mm子层与上层的cm子层(包括呼叫控制cc模块、补充服务ss模块和短信息服务sms模块)通过mmcc-sap、mmss-sap和mmsms-sap服务接入点进行消息交互。由于cc、ss和sms模块可以有多个实体，所以为了管理这些实体与同一个mm实体的消息交互，就产生了mm连接的概念。

移动终端(mes)的mm连接建立需要通过空中接口发送mm消息。由ms侧发起的mm连接释放总是本地化的，即，该释放不需要向空中接口发送任何mm消息。移动性管理(mm)子层为上层的连接管理(cm)子层的各种不同实体提供连接管理服务。mm子层为cm子层的实体成功使用mm连接与其对端的对等实体交换信息的可能。mm连接的建立和释放由cm子层实体请求控制，不同的cm实体使用不同的mm连接与对端的对等实体进行通信，同一时刻可以有多个mm连接，mm连接需要无线资源控制(rrc)连接的支持。对于一个特定mes来说，所有同时存在的mm连接都是使用相同的rrc连接(rrc连接只有一个)。由于，mm连接可以同时存在多个，也就是可以有多个来自cm子层的业务请求，但是，mm子层同时只能处理一个业务请求，其他的只能排队等待，图3示出了mm连接在cm模块和mm模块之间所起到的连接管理功能。

当多业务并发时，存在多个mm连接，多个并发任务同时向mm子层模块进行通信，mm子层模块处理其中一个业务请求时，其他业务会堵塞等待。当mm子层模块处理完这个业务请求，会随机选取一个业务请求进行处理，这样，有的业务请求会等待时间较长，如果不断有新业务请求产生，还会出现某些业务请求一直得不到响应而造成卡死的现象。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提一种卫星移动通信终端协议栈mm连接的实现方法与系统，在卫星移动通信终端协议栈软件实现过程中，对mm连接进行合理的管理，缓解上层模块的压力，解决卫星通信长延时情况下某些业务请求长时间得不到响应，而造成的通信接续流程卡死的想象。

方案一：一种卫星移动通信终端协议栈mm连接的实现方法，

当卫星移动通信终端发起业务请求时，cm子层向mm子层的mm连接管理模块申请一个用于业务子模块和mm子层进行通信的mm连接实体，所述mm连接实体具有一配置有优先级特性参数的身份标识，所述身份标识与所述业务请求的业务标识一一对应；

当所述mm连接实体被mm连接管理模块创建时，默认为空闲状态；

当所述mm连接实体对应的业务请求被mm子层模块处理时，所述mm连接实体进入等待状态；

若所述mm连接实体对应的业务请求被网络拒绝或者被cm子层主动取消，所述mm连接实体由等待状态返回至空闲状态，然后被释放；

若所述mm连接实体对应的业务请求被网络接受，所述mm连接实体由等待状态进入专用状态；当所述业务请求所请求的业务服务被使用结束后，mm连接实体由专用状态进入空闲状态，然后被释放。

作为一种优选方案，当存在多个处于等待状态下的mm连接实体时，根据与所述优先级特性参数相关的预设规则对mm连接实体的业务请求进行处理。

作为一种优选方案，根据与所述优先级特性参数相关的预设规则对mm连接实体的业务请求进行处理，具体可指：当优先级特性参数为一个时，按照优先级特性参数对应的优先级顺序对mm连接实体的业务请求进行处理；当优先级特性参数为两个或多个时，根据自定义的优先级特性参数的等级高低并结合优先级特性参数对应的优先级顺序对mm连接实体的业务请求进行处理。

作为一种优选方案，所述优先级特性参数包括时间参数和业务优先级参数中的至少一种，所述时间参数具体为mm连接实体的创建时间，所述业务优先级参数具体为系统规定的业务优先级；且定义所述业务优先级参数的等级高于所述时间参数。

作为一种优选方案，如果多个mm连接实体同时存在：当所述业务请求申请被网络接受、拒绝、或者被cm子层主动取消时，通过身份标识或业务标识查找所述业务请求对应的mm连接实体。

方案二：一种卫星移动通信终端协议栈mm连接的实现系统，其特征在于，包括cm子层和mm子层，所述mm子层配置有mm连接管理模块，cm子层的业务子模块通过mm连接管理模块与mm子层通信；所述mm连接管理模块被构造为：

当卫星移动通信终端发起业务请求时，接收cm子层发送的用于所述业务子模块和mm子层进行通信的mm连接实体的申请；

为所述业务请求配置相应的mm连接实体并默认此时的mm连接实体为空闲状态，所述mm连接实体具有一配置有优先级特性参数的身份标识，所述身份标识与所述卫星移动通信终端发起业务请求的业务标识一一对应；

当所述mm连接实体对应的业务请求被mm子层模块处理时，将所述mm连接实体的状态转换为等待状态；

若所述mm连接实体对应的业务请求被网络拒绝或者被cm子层主动取消，将所述mm连接实体的状态转换为空闲状态后再被释放；

若所述mm连接实体对应的业务请求被网络接受，将所述mm连接实体的状态转换为专用状态；

当所述mm连接实体的对应的业务服务被使用结束后，将所述mm连接实体的状态转换为空闲状态后再被释放。

作为一种优选方案，所述mm连接管理模块还被构造为：

当存在多个处于等待状态下的mm连接实体时，根据与所述优先级特性参数相关的预设规则对mm连接实体的业务请求进行处理。

作为一种优选方案，根据与所述优先级特性参数相关的预设规则对mm连接实体的业务请求进行处理，具体可指：当优先级特性参数为一个时，按照优先级特性参数对应的优先级顺序对mm连接实体的业务请求进行处理；当优先级特性参数为两个或多个时，根据自定义的优先级特性参数的等级高低并结合优先级特性参数对应的优先级顺序对mm连接实体的业务请求进行处理。

作为一种优选方案，所述优先级特性参数包括时间参数和业务优先级参数中的至少一种，所述时间参数具体为mm连接实体的创建时间，所述业务优先级参数具体为系统规定的业务优先级；且定义所述业务优先级参数的等级高于所述时间参数。

作为一种优选方案，所述mm连接管理模块还被构造为：

如果多个mm连接实体同时存在，当业务请求申请被网络接受时，通过身份标识或业务标识查找所述业务请求对应的mm连接实体，然后对该mm连接实体进行相应的状态转移操作；

如果多个mm连接实体同时存在，当业务请求申请被网络拒绝或者被cm子层主动取消时，通过身份标识或业务标识查找所述业务请求对应的mm连接实体，然后对该mm连接实体进行相应的状态转移操作。

本发明具有以下有益效果：

(1)在卫星移动通信终端协议栈软件实现过程中，对mm连接进行合理的管理，并定义了三种状态(空闲状态、等待状态、专用状态)，以及业务请求的优先级，可以使协议栈状态机有序的进行，多任务情况下，可以缓解上层任务模块的压力，解决卫星通信长延时情况下某些业务请求卡死的现象。

(2)可设置多个优先级选择性参数，并根据用户需求自定义优先级选择性参数的等级。例如，可选择时间优先级和业务优先级，用户可根据自己的使用需求，自行设定业务请求的优先级使用哪种优先级参数，或者两者都使用并定义其等级，从而提高用户使用体验，并能适应用户不同的使用环境。

说明书附图

图1多波束卫星移动通信系统的组成示意图；

图2卫星移动通信终端协议栈架构示意图；

图3卫星移动通信终端nas层协议架构示意图；

图4mm连接功能示意图；

图5mm连接管理模块示意图；

图6mm连接实体的状态转移示意图。

具体实施例

结合图4和图5所示，当卫星移动通信终端发起业务请求时，cm子层首先向mm子层的mm连接管理模块申请一个mm连接实体，用于cm业务子模块和mm子层进行通信。mm连接管理模块会产生一个特定的mm连接实体分配给该业务子模块，并且mm连接实体具有唯一的身份标识(reference)来供以后查找。这个身份标识是和业务标识(ti)一一对应的，且具有至少一个优先级特性参数，因此，通过reference可以得知众多mm连接实体的优先级。

优先级特性参数可以是时间参数，例如，mm连接实体的创建时间，通过reference可以得知众多mm连接实体的创建时间先后顺序，从而确定优先级，例如，可设置按时间先后顺序进行处理。优先级特性参数还可以是系统规定的业务优先级参数，例如，电话业务的优先级要高于上网业务，上网业务的优先级高于短信业务等等，因此，也可以通过reference参数得知众多业务的业务优先级。如果两种优先级参数都被使用，那么可自定义优先级特性参数的等级，在处理时，优先考虑等级较高的优先级特性参数。实施例中，设置业务优先级参数的等级高于时间参数，即优先按照业务优先级，然后按照时间优先级的规则来处理。例如，cm子层同时有三个业务请求(一个电话，两个短消息)，那么，mm子层应先处理业务优先级较高的电话请求，然后再处理两个短消息中时间优先级较高的那个短消息，最后处理时间优先级较低的短消息。

mm连接有三种状态：空闲状态、等待状态和专用状态。mm连接管理模块会根据一定的流程规则对各mm连接实体的状态进行管理，即状态转移。具体如下：

结合图6所示，mm连接实体被建立时，默认为空闲状态。mm子层开始处理业务请求时(即，发送服务请求消息到网络)，mm连接实体进入等待状态。如果mm子层的服务请求消息被网络拒绝(即，mm子层接收到网络发送的服务拒绝消息)或者cm子层主动取消该业务请求，mm连接实体将返回空闲状态，然后mm连接实体被释放；如果mm子层的服务请求消息被网络接受(即，mm子层接收到网络发送的服务接受消息)，则mm连接实体进入专用状态。当进入专用状态的cm子层请求的某个业务服务被使用结束后，mm连接实体进入空闲状态，然后mm连接实体被释放。

如果多个mm连接实体同时存在，当cm子层的业务请求申请被网络接受或者拒绝时，mm连接管理模块可通过两种方法来查找该业务请求是通过哪个mm连接实体来进行通信的，然后对该mm连接实体进行相应的状态转移操作。这两种方法指的是通过ti查找，或者通过与ti一一对应的reference查找。

当mm子层要处理下一个业务请求时，会在众多处于等待状态下的mm连接实体中找出优先级最高的那个mm连接实体所对应的业务请求进行处理。

综上可见，本发明提出一种管理mm连接的方法，在卫星移动通信终端协议栈软件实现过程中，对mm连接进行合理的管理，并定义了三种状态(空闲状态、等待状态、专用状态)以及业务请求的优先级，可以使协议栈状态机有序的进行，多任务情况下，可以缓解上层模块的压力，解决卫星通信长延时情况下某些业务请求长时间得不到响应，而造成的通信接续流程卡死的想象。

尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。