一种基于5G融合卫星通信系统的QoS保障方法与流程

本发明涉及通信，具体地说，本发明涉及一种基于5g融合卫星通信系统的qos保障方法。

背景技术：

1、5g网络的普及及应用将有助于推动数字经济的快速发展，而在非陆地网络的部署场景，包括飞机、高速列车等移动平台及海事应用等，5g系统需要借助卫星卓越的广播及多播能力，可以增强5g向网络边缘或直接向用户设备发布数据的性能。以卫星和5g融合为主要技术特征的通信系统，可实现面向航空、航海等多个垂直行业用户运营的卫星通信系统，实现卫星与5g之间统一的网络管理和业务融合。然而目前卫星与5g之间在业务的传输质量不够高，难以满足用户的使用体验。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于5g融合卫星通信系统的qos保障方法，其可保障基于5g融合卫星通信系统的业务传输质量要求，提高用户使用体验。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于5g融合卫星通信系统的qos保障方法，其改进之处在于：包括用户终端、卫星接入网以及5g核心网；所述的卫星接入网包括卫星网络控制中心和网关功能转换模块；

3、所述用户终端通过卫星链路与卫星网络控制中心连接，卫星网络控制中心与网关功能转换模块连接，网关功能转换模块与5g核心网连接；所述的基于5g融合卫星通信系统的qos保障方法包括以下步骤：

4、s10、用户终端通过卫星接入网与5g核心网建立pdu会话；

5、s20、网关功能转换模块根据5g封装标准识别pdu会话中各qos流的qfi标识，并将其映射到卫星通信系统的前向qos队列中，在数据包的包头打上卫星通信系统队列id，根据队列id排列各qos流的传输优先级；

6、s30、卫星网络控制中心解析各qos流的队列id，根据各qos流的传输优先级在卫星通信链路上进行队列调度，在排列过程中若卫星信道资源不足，则丢弃剩余未发送的数据。

7、上述技术方案中所述步骤s20中网关功能转换模块对各qos流的传输优先级排列包括以下步骤：

8、s21、网关功能转换模块判断qos数据包是控制面数据还是用户面数据；

9、s22、若qos数据包为控制面数据则映射为卫星通信网络的ef队列，ef队列优先级设定为最高；

10、s23、若qos数据包为用户面数据，则根据其qfi标识进行分别映射到卫星通信网络的cs队列、af队列、be队列中，传输优先级由高到低依次为cs队列、af队列、be队列。

11、上述技术方案中所述卫星网络控制中心根据传输优先级由高至低的顺序进行队列调度，由高至低顺序为ef队列、cs队列、af队列、be队列。

12、上述技术方案中所述卫星网络控制中心对各qos流的队列调度包括以下步骤：

13、s31、按照优先级的顺序，优先发送ef队列的业务数据，且没有带宽限制；

14、s32、当ef队列中的全部数据均以转发至卫星信道且有剩余卫星信道带宽时按照优先级的顺序，开始进行cs队列的调度，若卫星信道资源不足，则丢弃剩余未发送的数据；

15、s33、当cs队列中的全部数据均以转发至卫星信道且有剩余卫星信道带宽后，按照优先级的顺序，开始进行af队列的调度，若卫星信道资源不足，则丢弃剩余未发送的数据；

16、s34、当af队列中的全部数据均以转发至卫星信道且有剩余卫星信道带宽后，按照优先级的顺序，开始进行be队列的调度，若卫星信道资源不足，则丢弃剩余未发送的数据。

17、上述技术方案中所述步骤s32中cs队列分为n个队列，按优先级由高至低分为队列cs1～csn，每个队列设置带宽的上限，高优先级业务发送完或者有剩余带宽则发送低一级的优先级队列。

18、上述技术方案中所述步骤s34中af队列分为n个队列af1～afn，af队列中的各个队列分别配置权重，配置方法为每个af队列中的流所占的带宽比例为该队列流的优先权重占所有af队列流的优先级权重的和的比例。

19、本发明的有益效果是：本发明通过网关功能转换模块对与5g核心网融合中的多种业务数据流进行识别，通过网关功能转换模块实现卫星通信系统与5g网络之间的协议和业务相关属性转换，并主要从控制层面和用户层面来保障基于5g融合卫星通信系统的业务传输质量要求。

技术特征：

1.一种基于5g融合卫星通信系统的qos保障方法，其特征在于：包括用户终端、卫星接入网以及5g核心网；所述的卫星接入网包括卫星网络控制中心和网关功能转换模块；

2.根据权利要求1所述的一种基于5g融合卫星通信系统的qos保障方法，其特征在于：所述步骤s20中网关功能转换模块对各qos流的传输优先级排列包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种基于5g融合卫星通信系统的qos保障方法，其特征在于：所述卫星网络控制中心根据传输优先级由高至低的顺序进行队列调度，由高至低顺序为ef队列、cs队列、af队列、be队列。

4.根据权利要求2所述的一种基于5g融合卫星通信系统的qos保障方法，其特征在于：所述卫星网络控制中心对各qos流的队列调度包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种基于5g融合卫星通信系统的qos保障方法，其特征在于：所述步骤s32中cs队列分为n个队列，按优先级由高至低分为队列cs1～csn，每个队列设置带宽的上限，高优先级业务发送完或者有剩余带宽则发送低一级的优先级队列。

6.根据权利要求4所述的一种基于5g融合卫星通信系统的qos保障方法，其特征在于：所述步骤s34中af队列分为n个队列af1～afn，af队列中的各个队列分别配置权重，配置方法为每个af队列中的流所占的带宽比例为该队列流的优先权重占所有af队列流的优先级权重的和的比例。

技术总结
本发明涉及一种基于5G融合卫星通信系统的QoS保障方法，涉及通信技术领域；包括以下步骤：S10、用户终端通过卫星接入网与5G核心网建立PDU会话；S20、网关功能转换模块根据5G封装标准识别PDU会话中各QoS流的QFI标识，并将其映射到卫星通信系统的前向QoS队列中，在数据包的包头打上卫星通信系统队列ID，根据队列ID排列各QoS流的传输优先级；S30、卫星网络控制中心解析各QoS流的队列id，根据各QoS流的传输优先级在卫星通信链路上进行队列调度。本发明通过网关功能转换模块对与5G核心网融合中的多种业务数据流进行识别，通过网关功能转换模块实现卫星通信系统与5G网络之间相关属性转换，并主要从控制层面和用户层面保障基于5G融合卫星通信系统的业务传输质量要求。

技术研发人员：冯建元,宋振林,李杰
受保护的技术使用者：亚太卫星宽带通信（深圳）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15