一种星地融合通信方法、装置、基站、终端及网络架构

本发明涉及通信，尤其涉及一种星地融合通信方法、装置、基站、终端及网络架构。

背景技术：

1、会话初始协议(session initiation protocol，sip)是一种在ip网络中建立、修改和终止多媒体会话业务的应用层协议，它是因特网工程任务组(ietf)在不断进行标准化的多媒体协议系的一部分，其应用包括但不局限于语音、视频、游戏、消息、呼叫控制和在线状态等。

2、移动用户使用sip协议进行通信时，消息传输流程如图3所示。由于sip服务器部署在internet中，移动用户终端发出的请求消息需要依次经过接入网、承载网、核心网才能到达sip服务器。假设用户1-1,1-2位于基站bs1覆盖范围内，用户2位于基站bs2覆盖范围内。当用户1-1向用户2发起通信请求时，不同基站下用户通信的消息传输流程如图4中的①～⑧；即使通信双方处于同一基站覆盖范围内，用户1-1发出的消息也需要经过①～⑥、⑨～⑩的过程才能到达用户1-2。

3、地面移动网络能够为人口相对聚集的区域提供强大的接入能力，但在乡村、海洋等区域由于地面网络铺设难度大，维护成本高，难以提供高效覆盖，而卫星具有覆盖范围广、组网灵活和通信不受地理环境限制等优点，可在偏远山区、空中、沙漠、海洋等地区提供有效服务，弥补地面移动网络因技术或经济因素造成的覆盖不足。目前已经有大量关于“卫星-地面融合通信”的研究，其中“承载网融合”方式具有松耦合、易于实现的优点，运用最为广泛。“承载网融合”方式下，使用卫星通信网络作为承载网，将基站信号回传到信关站，并传输到核心网。

4、移动用户使用卫星回传sip消息时，通信流程如图4所示。与地面移动通信情况类似，移动用户终端发出的请求消息需要依次经过基站、卫星、信关站的传输才能到达核心网并发送到sip服务器(对应图4中①～⑤)，而从sip服务器发出的消息需要依次经过核心网、信关站、卫星转发，才能到达用户对应的基站(对应图4中⑥～⑩或⑥～⑧及)。

5、如图4所示，由于sip服务器集中式部署在网络核心，用户的所有sip消息都需要依次经过接入网、承载网、核心网才能到达sip服务器，而从sip服务器发出的消息需要依次经过核心网、承载网、接入网才能到达用户终端。对于地面通信场景，由于网络核心具有足够的计算、存储资源，且地面传输网络具有足够的带宽资源，上述传输过程可以满足大容量、低时延的通信需求。

6、但与传统地面承载网相比，在卫星通信场景中，卫星和地面基站、信关站之间的链路带宽资源受限(如图4所示)。如果直接沿用地面通信的网络架构，将sip服务器集中部署在网络核心，用户和sip服务器之间的所有消息都需要经过卫星转发，将会占用大量的卫星带宽资源，且无法满足大容量、低时延的通信需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种星地融合通信方法、装置、基站、终端及网络架构，以解决现有技术中用户和sip服务器之间的消息转发，将会占用大量的卫星带宽资源，无法满足大容量、低时延的通信需求的问题。

2、为了解决上述技术问题，第一方面，本发明实施例提供一种星地融合通信方法，应用于第一基站，所述第一基站上部署有会话初始协议sip服务器，所述方法包括：

3、通过所述第一基站的sip服务器，处理sip消息。

4、可选的，通过所述第一基站的sip服务器，处理sip消息的步骤包括：

5、通过所述第一基站的sip服务器，接收第一终端发送的第一呼叫请求消息；

6、根据所述第一呼叫请求消息，确定被呼叫的第二终端所在的基站；

7、根据确定出的所述第二终端所在的基站，转发所述第一呼叫请求消息。

8、可选的，根据确定出的所述第二终端所在的基站，转发所述第一呼叫请求消息的步骤包括：

9、在所述第二终端所在的基站是所述第一基站的情况下，将所述第一呼叫请求消息发送给所述第二终端；

10、在所述第二终端所在的基站不是所述第一基站的情况下，将所述第一呼叫请求消息通过卫星转发给所述第二终端所在的第二基站，使得所述第二基站接收到所述第一呼叫请求消息后，将所述第一呼叫请求消息发送给所述第二终端。

11、可选的，根据所述第一呼叫请求消息，确定被呼叫的第二终端所在的基站的步骤包括：

12、根据所述第一呼叫请求消息，获取被呼叫的第二终端的地址信息；

13、根据所述第二终端的地址信息，确定所述第二终端所在的基站。

14、可选的，根据所述第一呼叫请求消息，获取被呼叫的第二终端的地址信息的步骤包括：

15、根据所述第一呼叫请求消息，在预先存储的用户信息中，查询被呼叫的第二终端的地址信息。

16、可选的，所述预先存储的用户信息包括：

17、预先通过分布式哈希表存储在不同存储节点上的用户目录；所述用户目录上存储有在目标地域范围内的所有sip服务器上注册的用户信息。

18、可选的，所述预先存储的用户信息还包括：

19、预先在所述第一基站的sip服务器上缓存的第一用户备份信息；和/或

20、预先在与所述第一基站的sip服务器绑定的汇聚节点上缓存的第二用户备份信息。

21、可选的，所述第一用户备份信息包括：在所述第一基站的sip服务器上注册的用户信息，以及所述第一基站的sip服务器查询过的历史用户信息；

22、所述第二用户备份信息包括：与所述汇聚节点绑定的所有基站的sip服务器上注册的用户信息。

23、可选的，根据所述第一呼叫请求消息，在预先存储的用户信息中，查询被呼叫的第二终端的地址信息的步骤包括：

24、根据所述第一呼叫请求消息，在所述第一用户备份信息中，查询被呼叫的第二终端的地址信息；

25、在未在所述第一用户备份信息中查询到的情况下，在所述第二用户备份信息中，查询所述第二终端的地址信息；

26、在未在所述第二用户备份信息中查询到的情况下，在所述用户目录中，查询所述第二终端的地址信息。

27、可选的，根据所述第一呼叫请求消息，在预先存储的用户信息中，查询被呼叫的第二终端的地址信息之前，所述方法还包括；

28、在不同的存储节点中，选取与所述第一基站的sip服务器通信时延最小的节点作为汇聚节点；

29、将所述第一基站的sip服务器与所述汇聚节点进行绑定。

30、可选的，所述存储节点为与sip服务器同时部署的网络节点；或者所述存储节点为独立于sip服务器部署的网络节点。

31、可选的，所述方法还包括：

32、所述第一基站的sip服务器每隔第一预定周期向本地注册的用户终端发送重新注册请求；和/或

33、所述第一基站的sip服务器每隔第二预定周期更新历史用户信息。

34、可选的，所述方法还包括：

35、接收第三终端发送的用户信息变更请求；所述用户信息变更请求包括注册请求、更新请求或者注销请求；

36、根据所述用户信息变更请求，在所述第一基站的sip服务器的缓存空间内对所述第三终端的用户信息进行写入或者删除操作；

37、将所述用户信息变更请求发送给所述汇聚节点，使得所述汇聚节点接收到所述用户信息变更请求后，在所述汇聚节点的缓存空间内对所述第三终端的用户信息进行写入或者删除操作，并将所述用户信息变更请求发送到相应的存储节点进行存储或者删除。

38、可选的，所述方法还包括：

39、当所述第一基站的sip服务器在缓存空间内对一用户信息执行写入操作，且所述缓存空间已满的情况下，计算所述缓存空间中已缓存的每条用户信息的存储价值；

40、将存储价值最低的用户信息进行删除，并将待写入的用户信息写入所述缓存空间中。

41、可选的，所述用户信息包括：用户注册信息和用户终端信息；

42、所述用户注册信息包括以下一项或多项：用户名、密码；

43、所述用户终端信息包括以下一项或多项：用户终端当前接入的基站信息、用户终端的地址信息、用户终端的端口号信息。

44、可选的，通过所述第一基站的sip服务器，处理sip消息的步骤包括：

45、通过所述第一基站的sip服务器，接收第三基站通过卫星发送的第二呼叫请求消息；

46、将所述第二呼叫请求消息发送给被呼叫的第四终端。

47、第二方面，本发明实施例提供一种星地融合通信装置，应用于第一基站，所述第一基站上部署有会话初始协议sip服务器，所述装置包括：

48、处理模块，用于通过所述第一基站的sip服务器，处理sip消息。

49、第三方面，本发明实施例提供一种基站，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序；所述处理器执行所述程序时实现如上所述的星地融合通信方法。

50、第四方面，本发明实施例提供一种可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的星地融合通信方法中的步骤。

51、第五方面，本发明实施例提供一种星地融合网络架构，包括：

52、多个基站，所述多个基站上部署有一个或多个会话初始协议sip服务器。

53、可选的，所述网络架构还包括：

54、多个存储节点，用户目录通过分布式哈希表存储在所述多个存储节点上；所述用户目录上存储有在目标地域范围内的所有sip服务器上注册的用户信息。

55、可选的，所述存储节点为与sip服务器同时部署的网络节点；或者所述存储节点为独立于sip服务器部署的网络节点。

56、第六方面，本发明实施例提供一种星地融合通信方法，应用于终端，所述方法包括：

57、向第一基站的sip服务器发送第一呼叫请求消息，使得所述第一基站的sip服务接收并转发所述第一呼叫请求消息。

58、可选的，所述方法还包括：

59、每隔第一预定周期向所述第一基站的sip服务器重新发送注册请求。

60、可选的，所述方法还包括：

61、向所述第一基站的sip服务器发送用户信息变更请求；使得所述第一基站的sip服务器根据所述用户信息变更请求，在所述第一基站的sip服务器的缓存空间内对所述第三终端的用户信息进行写入或者删除操作，且所述第一基站的sip服务器将所述用户信息变更请求发送给所述汇聚节点，使得所述汇聚节点接收到所述用户信息变更请求后，在所述汇聚节点的缓存空间内对所述第三终端的用户信息进行写入或者删除操作，并将所述用户信息变更请求发送到相应的存储节点进行存储或者删除；所述用户信息变更请求包括注册请求、更新请求或者注销请求。

62、可选的，所述方法还包括：

63、接收所述第一基站发送的第二呼叫请求消息，其中所述第二呼叫请求消息是第三基站通过卫星发送给所述第一基站的。

64、第七方面，本发明实施例提供一种星地融合通信装置，应用于终端，所述装置包括：

65、发送模块，用于向第一基站的sip服务器发送第一呼叫请求消息，使得所述第一基站的sip服务接收并转发所述第一呼叫请求消息。

66、第八方面，本发明实施例提供一种终端，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序；所述处理器执行所述程序时实现如上所述的星地融合通信方法。

67、第九方面，本发明实施例提供一种可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的星地融合通信方法中的步骤。

68、本发明的上述技术方案的有益效果如下：

69、传统移动通信网络架构中，sip服务器集中部署在网络核心，sip消息需要经过接入网、承载网被传输到网络核心才能处理；在本发明提出的网络架构中，将sip服务器从网络核心下沉到网络边缘，部署到各个基站，sip消息在网络边缘处就能够得到处理，用户数据流无需经过承载网、核心网才能到达sip服务器，可以降低卫星通信的带宽压力，实现低延时高容量通信。