[發明專利]基于空間計算的衛星通信系統架構及業務應用處理方法

在審

• 申請號: 202110234061.4
• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN113543170A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 陸洲;馮旭;虞志剛;崔司千;張曉波;丁文慧;魏肖
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司電子科學研究院
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02;H04W24/06;H04W84/06
• 代理公司: 工業和信息化部電子專利中心 11010
• 代理人: 華楓

本發明提出了一種基于空間計算的衛星通信系統架構及業務應用處理方法，衛星通信系統架構，包括：業務編排層、網絡功能層和基礎資源層，業務編排層用于將接入的不同業務應用需求轉化為對應的資源需求，并將所述資源需求傳遞至網絡功能層；網絡功能層用于接收所述資源需求，并根據所述資源需求從基礎資源層調度對應的資源設備；基礎資源層用于將空間異構處理資源設備和地面資源設備匯聚形成虛擬資源池，以供所述網絡功能層從所述虛擬資源池中調度對應的虛擬資源，并通過所述虛擬資源映射到資源設備。由此，通過虛擬化技術，完成異構資源的統一描述和流動部署，實現空間資源的高效調度，滿足垂直行業應用的差異化服務保障需求。

技術領域

本發明涉及衛星通信技術領域，尤其涉及一種基于空間計算的衛星通信系統架構及業務應用處理方法。

背景技術

隨著商業航天的迅猛發展，世界各國紛紛制定發展戰略和投入巨資，布局以低軌衛星網絡為重點的天地網絡建設，引發全球性衛星通信系統發展熱潮。衛星通信以其覆蓋范圍廣、移動性強、廣播分發等優勢，逐漸成為全球信息基礎設施的重要組成部分，重點解決老少邊窮地區的互聯網接入問題。

衛星通信系統通常可以分為用戶端、地面段和空間段三部分。其中，用戶端是指分布于海陸空天領域的各種衛星用戶；地面段是由數據處理中心、運控中心、管理服務平臺等構成的地面站，是空間段與地面網絡的接口；空間段是整個通信系統的核心，主要由部署于高中低軌等不同軌道高度的一顆或多顆衛星的星座構成，其在空中起信號中轉站的作用，負責空間信息傳輸處理。縱觀衛星通信系統的發展脈絡，其始終在技術、應用的雙重推動下滾動發展。

技術方面，空間段計算處理能力(簡稱空間計算)直接影響著整個衛星通信系統的組網架構。此前，受限于航天器件，空間計算能力十分受限，星上僅有的計算能力主要用于衛星平臺的控制，而對于業務應用數據則采用透明轉發模式，即衛星不對業務應用數據進行信息處理，僅僅在物理信號層面放大、變頻和轉發；當前和未來一段時期內，隨著航天電子技術的進步，以及商用貨架器件(COTS)在航天領域的規范化使用，衛星通信系統將具有較強的空間計算能力，可以對業務應用數據進行解調再生、信號轉換等處理，實現通信、組網和業務應用處理等功能。衛星通信系統也將逐漸從透明轉發向星上處理模式轉變，星上處理已經成為衛星通信系統的發展趨勢。

應用方面，以衛星通信為代表的空間網絡技術發展日新月異，其應用除了干線互聯、專網通話、全球移動通信等傳統業務應用外，也逐漸實現了寬帶接入、天基中繼、廣域物聯、時敏控制等垂直行業應用，差異化的業務應用呈現出需求復雜多變、服務質量需求迥異的特征，如控制應用要求低時延小抖動，物聯應用側重大連接。傳統衛星通信系統存在結構單一、功能固定、缺乏靈活性等問題，無法感知應用，且難以高效調度空間資源快速適配多樣化應用需求。

為實現全球無縫覆蓋，衛星通信系統的組網架構可以細分為“天星地網”、“天網地網”兩條技術路線。其中，天星地網——即星上采用透明轉發，通過全球部署地面站實現地面組網；天網地網——即依托星間鏈技術，衛星和地面都要組網，且兩張網絡優勢互補。鑒于我國沒有全球分布的地面站，無法采用“天星地網”的組網架構實現全球覆蓋，采用“天網地網”的組網架構是我們的必然選擇。

綜上，面向空間計算能力的提升、衛星業務應用差異化的需求，亟需提出一種新的衛星通信系統架構，充分利用日益提升的空間計算能力，敏捷高效的調度空間資源完成通信、組網和業務應用處理，滿足垂直行業的差異化服務保障需求。

發明內容

本發明要解決的技術問題是如何基于業務需求差異，高效利用和調度空間資源，本發明提出一種基于空間計算的衛星通信系統架構及業務應用處理方法。

根據本發明實施例的基于空間計算的衛星通信系統架構，包括：

業務編排層，用于將接入的不同業務應用需求轉化為對應的資源需求，并將所述資源需求傳遞至網絡功能層；

網絡功能層，用于接收所述資源需求，并根據所述資源需求從基礎資源層調度對應的資源設備；