一种融合GEO卫星接入网与5G核心网的方法

摘要

本发明公开了一种融合GEO卫星接入网与5G核心网的方法，涉及通信技术领域；包括用户终端、卫星接入网以及5G核心网，卫星接入网包括相连接的卫星网络控制中心和网关功能转换模块；所述的用户终端分别与卫星网络控制中心和网关功能转换模块相连接，网关功能转换模块与5G核心网相连接；所述的融合GEO卫星接入网与5G核心网的方法包括以下的步骤：S10、用户终端与通信系统的连接；S20、用户QoS服务等级信息的转换与QoS优先级管理；S30、网关功能转换模块同步卫星终端与5G核心网对I P地址的分配信息；S40、会话请求的建立；本发明的有益效果是：能够实现卫星通信系统和5G通信系统控制信息与业务数据信息的互相传递和互相操作，使两个技术体质的系统相融合。

权利要求

1.一种融合GEO卫星接入网与5G核心网的方法，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相连接的卫星网络控制中心和网关功能转换模块；

所述的用户终端通过卫星链路分别与卫星网络控制中心和网关功能转换模块相连接，网关功能转换模块与5G核心网相连接；

所述的网关功能转换模块包括N1接口协议转换单元、N2接口协议转换单元以及N3接口协议转换单元；所述的5G核心网包括接入和移动管理功能模块AMF以及用户面功能模块UPF，所述用户终端、接入和移动管理功能模块AMF均连接至网关功能转换模块的N1接口协议转换单元；所述的N2接口协议转换单元和N3接口协议转换单元均连接至卫星网络控制中心，其中，N2接口协议转换单元与接入和移动管理功能模块AMF相连接，N3接口协议转换单元与用户面功能模块UPF相连接；

所述N1接口协议转换单元、N2接口协议转换单元以及N3接口协议转换单元进行协议转换的步骤包括：

S11、数据的筛选，N1接口协议转换单元、N2接口协议转换单元以及N3接口协议转换单元分别从卫星链路数据包中筛选出各自接口相关信息的内容；

S12、数据的映射，根据卫星网络链路数据包格式和5G核心网模块结构，将卫星接入网和5G核心网实现相同功能的部分建立一一对应的映射表，卫星网络控制中心的卫星网数据可以根据映射关系转换为5G核心网相应功能的协议格式；

S13、数据封装传输，N1接口协议转换单元、N2接口协议转换单元以及N3接口协议转换单元将转换后的数据进行封装，传输给各自接口；

所述的5G核心网还包括鉴权服务器功能模块AUSF、统一数据管理功能模块UDM、网络存储功能模块NRF以及会话管理功能模块SMF；所述的接入和移动管理功能模块AMF分别与鉴权服务器功能模块AUSF、统一数据管理功能模块UDM、网络存储功能模块NRF以及会话管理功能模块SMF相连接，鉴权服务器功能模块AUSF和统一数据管理功能模块UDM与网络存储功能模块NRF相连接，网络存储功能模块NRF与会话管理功能模块SMF相连接；所述的用户面功能模块UPF与会话管理功能模块SMF相连接，数据网络DN连接至用户面功能模块UPF；

所述的融合GEO卫星接入网与5G核心网的方法包括以下的步骤：S10、用户终端与通信系统的连接，该通信系统由卫星接入网和5G核心网融合构成，用户终端通过网关功能转换模块，向通信系统发起连接请求，连接成功后用户终端则接入通信系统；

S20、用户QoS服务等级信息的转换与QoS优先级管理，5G核心网将用户QoS服务等级信息下发到网关功能转换模块，网关功能转换模块将用户QoS服务等级信息转换为卫星通信系统控制信息，卫星通信系统控制信息进入卫星网络控制中心，通过卫星网络控制中心对用户使用卫星通信链路服务的QoS优先级进行设置；

S30、网关功能转换模块同步卫星终端与5G核心网对IP地址的分配信息，网关功能转换模块将卫星网络控制中心分配给用户终端的IP地址同步给5G核心网，保证用户终端的IP地址在卫星接入网与5G核心网的统一；

S40、会话请求的建立，用户终端发起会话请求，网关功能转换模块将该业务请求转换为5G核心网控制信息并传递给5G核心网，5G核心网接收并建立该业务数据传输会话连接。

2.根据权利要求1所述的一种融合GEO卫星接入网与5G核心网的方法，其特征在于，步骤S10中，包括以下的步骤：

S101、用户终端将用户身份信息经网关功能转换模块加入标识后形成完整的用户信息，网关功能转换模块将该用户信息加入5G核心网中进行用户身份鉴权认证；

S102、5G核心网对用户身份进行认证和鉴权后，对于合法用户终端则注册其NAS信息，并授权接入通信系统享受通信服务，对于非法用户终端则拒绝接入通信系统；

S103、连接成功后，通过网关功能转换模块管理连接状态，保持连接状态，不释放卫星接入网和N2接口协议转换单元的接口资源；当用户终端发起下线请求或指令时，网关功能转换模块则释放N2接口协议转换单元的接口资源。

3.根据权利要求2所述的一种融合GEO卫星接入网与5G核心网的方法，其特征在于，步骤S101中，用户身份信息包括SUPI和SUCI标识符，完整的用户信息包括用户身份信息和卫星网络标识号。

4.根据权利要求1所述的一种融合GEO卫星接入网与5G核心网的方法，其特征在于，需要从卫星链路数据包中筛选的数据包括：卫星波束号、卫星业务数据类型、优先级等级、链路时延预算、当前链路误码率、链路最大突发数据容量、用户终端身份信息与鉴权信息、以及从卫星网络控制中心中获取的卫星资源分配情况；

卫星网络与5G核心网络相关数据内容的映射关系是：卫星波束号通过N2接口协议转换单元的接口映射为5G核心网TrackingArea字段；

卫星业务数据类型、优先级等级、链路时延预算、当前链路误码率以及链路最大突发数据容量通过N3接口协议转换单元的接口共同映射到5G核心网QoS Profile，作为QoS流参数封装入5G核心网会话管理策略单元；

用户终端身份信息与鉴权信息通过N1接口协议转换单元的接口映射封装入5G核心网用户终端策略单元ANDSP和URSP字段；

卫星资源分配情况通过N2接口协议转换单元的接口映射封装入5G核心网的接入与移动策略单元SAR和RFSP字段。

5.根据权利要求1所述的一种融合GEO卫星接入网与5G核心网的方法，其特征在于，步骤S20中，5G核心网根据用户终端的等级实现用户QoS服务等级信息的下发。

6.根据权利要求1所述的一种融合GEO卫星接入网与5G核心网的方法，其特征在于，步骤S40中，网关功能转换模块支持会话和业务连续性，并且在一个会话生命周期内，IP地址保持不变。

7.根据权利要求1所述的一种融合GEO卫星接入网与5G核心网的方法，其特征在于，步骤S40中，网关功能转换模块使卫星网络控制中心与5G核心网的信息一致，使网络管理者对网络资源分配或用户的管理可以同步在卫星接入网和5G核心网中执行。

说明书

一种融合GEO卫星接入网与5G核心网的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及通信技术领域，更具体的说，本发明涉及一种融合GEO卫星接入网与5G核心网的方法。

背景技术

[0002] 卫星通信与5G通信都是人们所使用的的重要通信手段。但卫星通信系统与5G通信系统是两个截然不同的通信系统，除了天上与地面之分，最主要的区别在于卫星通信与5G
通信的技术体制截然不同。由于技术体制迥异，导致卫星通信系统内和5G通信系统内传递
的控制信息和业务数据信息的种类、格式、传递方式都不相同。

[0003] 由于需要将卫星通信链路作为通信系统的接入网，5G核心网作为通信系统的核心网，二者联合组成新的融合通信系统。由于存在上述技术体制的差异，两部分见控制信息无
法交互，业务数据无法流通，两部分无法直接融合。

[0004] 一些国际组织开展了一系列相关研究，主要包括Sat5G、3GPP和ITU。

[0005] Sat5G重点研究和评估将星地5G融合的网络体系结构解决方案、研究星地5G融合的商业价值主张、定义和开发星地5G融合的相关关键技术、在实验室的测试环境种验证关
键技术、推进星地5G融合在3GPP和ETSI种的标准化等工作。

[0006] 在3GPP中探讨了在5G中采用卫星接入带来的好处及特殊要求，认为在一些工业应用场景中，卫星的广域覆盖能力是不可或缺的。在3GPP的技术报告中，定义了包括卫星网络
在内的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，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,如图1所
示，提出了网络架构的4种形式以及信道模型，在下一阶段的工作中，这一项目将对与卫星
相关的接入网协议及架构进行评估。

[0007] 如图2‑图5所示，国际电信联盟(ITU)提出了星地5G融合的4种应用场景，其中图2为中继到站场景，图3为小区回传场景，图4为动中通场景，图5为混合多播场景，并提出支持
这些必须考虑的关键因素，包括多播支持、智能路由支持、动态缓存管理及自适应流支持、
延时、一致的服务质量、NFV(Network Function Virtualization，网络功能虚拟化)/SDN
(Software Defined Network，软件定义网络)兼容、商业模式的灵活性等。

[0008] 在上述的现有技术中，Sat5G主要采用的方法是通过改变卫星通信系统，让卫星接入网使用5G接入网的技术体制，这样卫星接入网的控制信息、业务信息的种类、格式、传递
方式就都与5G核心网相同了，这样新的卫星接入网就可以与5G核心网融合对接了。这种方
式没有保留卫星现有技术体制，一是对卫星技术改动量大，技术成本高，一些技术并不适用
于卫星通信的环境；二是目前在天上正在服务的大量现存卫星无法完成这种改变，无法采
用这种方式。

[0009] 3GPP和ITU都是采用让卫星通信作为地面通信的中继服务，让卫星链路作为地面通信流程中一个透明管道进行数据传输，卫星网络的控制信息、业务信息与5G地面网络仍
然没有实现转换或者统一，无法从网络管理层级上做到两张网络的融合。

发明内容

[0010] 为了克服现有技术的不足，本发明提供一种融合GEO卫星接入网与5G核心网的方法，能够实现卫星通信系统和5G通信系统控制信息与业务数据信息的互相传递和互相操
作，使两个技术体质的系统相融合。

[0011] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种融合GEO卫星接入网与5G核心网的方法，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
包括相连接的卫星网络控制中心和网关功能转换模块；

[0012] 所述的用户终端通过卫星链路分别与卫星网络控制中心和网关功能转换模块相连接，网关功能转换模块与5G核心网相连接；所述的融合GEO卫星接入网与5G核心网的方法
包括以下的步骤：

[0013] S10、用户终端与通信系统的连接，该通信系统由卫星接入网和5G核心网融合构成，用户终端通过网关功能转换模块，向通信系统发起连接请求，连接成功后用户终端则接
入通信系统；

[0014] S20、用户QoS服务等级信息的转换与QoS优先级管理，5G核心网将用户QoS服务等级信息下发到网关功能转换模块，网关功能转换模块将用户QoS服务等级信息转换为卫星
通信系统控制信息，卫星通信系统控制信息进入卫星网络控制中心，通过卫星网络控制中
心对用户使用卫星通信链路服务的QoS优先级进行设置；

[0015] S30、网关功能转换模块同步卫星终端与5G核心网对IP地址的分配信息，网关功能转换模块将卫星网络控制中心分配给用户终端的IP地址同步给5G核心网，保证用户终端的
IP地址在卫星接入网与5G核心网的统一；

[0016] S40、会话请求的建立，用户终端发起会话请求，网关功能转换模块将该业务请求转换为5G核心网控制信息并传递给5G核心网，5G核心网接收并建立该业务数据传输会话连
接。

[0017] 进一步的，所述的网关功能转换模块包括N1接口协议转换单元、N2接口协议转换单元以及N3接口协议转换单元；

[0018] 所述的5G核心网包括接入和移动管理功能模块AMF以及用户面功能模块UPF，所述用户终端、接入和移动管理功能模块AMF均连接至网关功能转换模块的N1接口协议转换单
元；

[0019] 所述的N2接口协议转换单元和N3接口协议转换单元均连接至卫星网络控制中心，其中，N2接口协议转换单元与接入和移动管理功能模块AMF相连接，N3接口协议转换单元与
用户面功能模块UPF相连接。

[0020] 进一步的，所述的5G核心网还包括鉴权服务器功能模块AUSF、统一数据管理功能模块UDM、网络存储功能模块NRF以及会话管理功能模块SMF；

[0021] 所述的接入和移动管理功能模块AMF分别与鉴权服务器功能模块AUSF、统一数据管理功能模块UDM、网络存储功能模块NRF以及会话管理功能模块SMF相连接，鉴权服务器功
能模块AUSF和统一数据管理功能模块UDM与网络存储功能模块NRF相连接，网络存储功能模
块NRF与会话管理功能模块SMF相连接；

[0022] 所述的用户面功能模块UPF与会话管理功能模块SMF相连接，数据网络DN连接至用户面功能模块UPF。

[0023] 进一步的，所述N1接口协议转换单元、N2接口协议转换单元以及N3接口协议转换单元进行协议转换的步骤包括：

[0024] S11、数据的筛选，N1接口协议转换单元、N2接口协议转换单元以及N3接口协议转换单元分别从卫星链路数据包中筛选出各自接口相关信息的内容；

[0025] S12、数据的映射，根据卫星网络链路数据包格式和5G核心网模块结构，将卫星接入网和5G核心网实现相同功能的部分建立一一对应的映射表，卫星网络控制中心的卫星网
数据可以根据映射关系转换为5G核心网相应功能的协议格式；

[0026] S13、数据封装传输，N1接口协议转换单元、N2接口协议转换单元以及N3接口协议转换单元将转换后的数据进行封装，传输给各自接口。

[0027] 进一步的，步骤S10中，包括以下的步骤：

[0028] S101、用户终端将用户身份信息经网关功能转换模块加入标识后形成完整的用户信息，网关功能转换模块将该用户信息加入5G核心网中进行用户身份鉴权认证；

[0029] S102、5G核心网对用户身份进行认证和鉴权后，对于合法用户终端则注册其NAS信息，并授权接入通信系统享受通信服务，对于非法用户终端则拒绝接入通信系统；

[0030] S103、连接成功后，通过网关功能转换模块管理连接状态，保持连接状态，不释放卫星接入网和N2接口协议转换单元的接口资源；当用户终端发起下线请求或指令时，网关
功能转换模块则释放N2接口协议转换单元的接口资源。

[0031] 进一步的，步骤S101中，用户身份信息包括SUPI和SUCI标识符，完整的用户信息包括用户身份信息和卫星网络标识号。

[0032] 进一步的，需要从卫星链路数据包中筛选的数据包括：卫星波束号、卫星业务数据类型、优先级等级、链路时延预算、当前链路误码率、链路最大突发数据容量、用户终端身份
信息与鉴权信息、以及从卫星网络控制中心中获取的卫星资源分配情况；

[0033] 卫星网络与5G核心网络相关数据内容的映射关系是：

[0034] 卫星波束号通过N2接口协议转换单元的接口映射为5G核心网TrackingArea字段；

[0035] 卫星业务数据类型、优先级等级、链路时延预算、当前链路误码率以及链路最大突发数据容量通过N3接口协议转换单元的接口共同映射到5G核心网QoS Profile，作为QoS流
参数封装入5G核心网会话管理策略单元；

[0036] 用户终端身份信息与鉴权信息通过N1接口协议转换单元的接口映射封装入5G核心网用户终端策略单元ANDSP和URSP字段；

[0037] 卫星资源分配情况通过N2接口协议转换单元的接口映射封装入5G核心网的接入与移动策略单元SAR和RFSP字段。

[0038] 进一步的，步骤S20中，5G核心网根据用户终端的等级实现用户QoS服务等级信息的下发。

[0039] 进一步的，步骤S40中，网关功能转换模块支持会话和业务连续性，并且在一个会话生命周期内，IP地址保持不变。

[0040] 进一步的，步骤S40中，网关功能转换模块使卫星网络控制中心与5G核心网的信息一致，使网络管理者对网络资源分配或用户的管理可以同步在卫星接入网和5G核心网中执
行。

[0041] 本发明的有益效果是：将卫星通信系统的控制信息与业务信息在系统内的种类、格式、传递方式、交互方式转换为5G通信系统内控制信息与业务信息的种类、格式、传递方
式、交互方式，从而实现卫星通信系统与5G通信系统控制信息与业务数据信息的互相传递、
互相操作，使两个不同技术体制的系统融合。

附图说明

[0042] 图1为现有技术中3GPP非陆地网络架构示意图。

[0043] 图2至图5为现有技术中ITU卫星5G融合场景示意图。

[0044] 图6为本发明的一种融合GEO卫星接入网与5G核心网的方法的流程示意图。

[0045] 图7、图8为本发明的一种融合GEO卫星接入网与5G核心网的方法的实施例图。

[0046] 图9至图14为本发明的一种融合GEO卫星接入网与5G核心网的方法具体应用实施例图。

具体实施方式

[0047] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

[0048] 以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发
明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出
创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，专利中涉及到
的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或
减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突
的前提下可以交互组合。

[0049] 为了便于本发明的技术方案的理解，首先，结合现有技术中的内容，对下列的名词作出解释：

[0050] GEO卫星：GEO即地球静止轨道(或作“地球静止同步轨道”、“地球静止卫星轨道”)是特别指卫星或人造卫星垂直于地球赤道上方距地面高度为35786千米的正圆形地球同步
轨道。地表上的观察者在任意时刻始终可以在天空的同一个位置观察到GEO卫星，会发现卫
星在天空中静止不动。

[0051] 接入网：接入网由通信网节点接口(如基站、WiFi热点等)和用户‑通信网节点接口之间的一系列传输链路(如无线传输链路)组成，为骨干网络向用户供给电信业务而提供的
具有数据传输承载能力的传输系统，用户经由接入网才能将数据接入到电信骨干核心网
络。原则上对接入网可以实现的UNI和SNI的类型和数目没有限制。接入网不解释信令。

[0052] 卫星波束：波束是指由卫星天线发射出来的电磁波在地球表面上形成的形状(比如说像手电筒向黑暗处射出的光束)。本案所述的卫星可以像地球射出数量繁多的波束。

[0053] 卫星主站：地面站的一种简称，卫星网络控制中心所在地，能够管理和分配卫星网络资源，并且具有通信系统网关的功能。

[0054] QoS：Quality of Service，服务质量，指一个网络能够利用各种基础技术，为指定的网络通信提供更好的服务能力，是用来解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术。QoS的保
证对于容量有限的网络来说是十分重要的，特别是对于流多媒体应用，例如VoIP和IPTV等，
因为这些应用常常需要固定的传输率，对延时也比较敏感。对于资源有限的系统，一般对于
高价值用户设置较高优先级的QoS保障，普通用户设置较低优先级的QoS保障，以根据交费
情况差异化服务。

[0055] 用户认证：用户认证是手机信息的一种认证，包括用户状态认证和用户个性化认证，主要是识别合法用户，拒绝非法用户接入网络。

[0056] 鉴权：指验证用户是否拥有访问系统的权利。传统的鉴权是通过密码来验证的。

[0057] AMF：接入和移动性管理功能模块，是5G核心网的主要功能单元，完成终端用户的接入和移动性管理，相当于移动管理实体(MME)的一部分功能。

[0058] NAS：NAS协议处理用户端和核心网之间信息的传输，传输的内容可以是用户信息或控制信息(如业务的建立、释放或者移动性管理信息。

[0059] SMF：会话管理功能模块，主要负责与分离的数据面交互，创建、更新和删除PDU会话，并管理与UPF(用户平面功能)的会话环境(session context)。

[0060] 参照图6、图7以及图8所示，本发明揭示了一种融合GEO卫星接入网与5G核心网的方法，该方法需要依托于设备实现运行，结合图7所示，本实施例中，该设备即包括用户终端
10、卫星接入网20以及5G核心网30，所述的卫星接入网20包括相连接的卫星网络控制中心
201和网关功能转换模块202；用户终端10通过卫星链路分别与卫星网络控制中心201和网
关功能转换模块202相连接，网关功能转换模块202与5G核心网30相连接；可以理解的是，用
户终端10通过卫星连接至卫星主站，该卫星主站包括有卫星网络控制中心201，卫星主站通
过网关功能转换模块202与5G核心网30实现连接。

[0061] 结合图8所示，为设备详细结构示意图，其中，卫星网络控制中心201(NCC，NetworkControlCenter)即为安装有网络管理系统的卫星主站；UE指的是用户终端10，DN指
的是数据网络，网关功能转换模块202即为Adapt Gateway Function(AGF)，在本实施例中，
网关功能转换模块202包括N1接口协议转换单元、N2接口协议转换单元以及N3接口协议转
换单元，用户终端10直接穿过于卫星网络控制中心NCC，表示卫星网络控制中心NCC不处理
N1接口协议转换单元的接口信息。进一步的，参照图8所示，所述的5G核心网包括接入和移
动管理功能模块AMF以及用户面功能模块UPF，所述用户终端、接入和移动管理功能模块AMF
均连接至网关功能转换模块的N1接口协议转换单元；所述的N2接口协议转换单元和N3接口
协议转换单元均连接至卫星网络控制中心，其中，N2接口协议转换单元与接入和移动管理
功能模块AMF相连接，N3接口协议转换单元与用户面功能模块UPF相连接。

[0062] 另外，所述的5G核心网还包括鉴权服务器功能模块AUSF、统一数据管理功能模块UDM、网络存储功能模块NRF以及会话管理功能模块SMF，鉴权服务器功能模块AUSF与统一数
据管理功能模块UDM合并为同一模块；其连接关系如下：所述的接入和移动管理功能模块
AMF分别与鉴权服务器功能模块AUSF、统一数据管理功能模块UDM、网络存储功能模块NRF以
及会话管理功能模块SMF相连接，鉴权服务器功能模块AUSF和统一数据管理功能模块UDM与
网络存储功能模块NRF相连接，网络存储功能模块NRF与会话管理功能模块SMF相连接；所述
的用户面功能模块UPF与会话管理功能模块SMF相连接，数据网络DN连接至用户面功能模块
UPF。

[0063] 基于上述的连接关系，所述N1接口协议转换单元、N2接口协议转换单元以及N3接口协议转换单元进行协议转换的步骤包括：

[0064] S11、数据的筛选，N1接口协议转换单元、N2接口协议转换单元以及N3接口协议转换单元分别从卫星链路数据包中筛选出各自接口相关信息的内容；

[0065] S12、数据的映射，根据卫星网络链路数据包格式和5G核心网模块结构，将卫星接入网和5G核心网实现相同功能的部分建立一一对应的映射表，卫星网络控制中心的卫星网
数据可以根据映射关系转换为5G核心网相应功能的协议格式；

[0066] S13、数据封装传输，N1接口协议转换单元、N2接口协议转换单元以及N3接口协议转换单元将转换后的数据进行封装，传输给各自接口。

[0067] 其中，需要从卫星链路数据包中筛选的数据有：卫星波束号、卫星业务数据类型(分为时延敏感和时延不敏感)、优先级等级、链路时延预算、当前链路误码率、链路最大突
发数据容量、用户终端身份信息与鉴权信息，以及从卫星网络控制中心中获取的卫星资源
(例如载波、带宽和功率)分配情况。

[0068] 卫星网络与5G核心网络相关数据内容的映射关系是：卫星波束号映射为5G核心网TrackingArea字段(通过N2接口协议转换单元的接口)；卫星业务数据类型(分为时延敏感
和时延不敏感)、优先级等级、链路时延预算、当前链路误码率、链路最大突发数据容量共同
映射到5G核心网QoS Profile，作为QoS流参数封装入5G核心网会话管理策略(SM Policy)
单元(通过N3接口协议转换单元的接口)；用户终端身份信息与鉴权信息映射封装入5G核心
网用户终端策略(UE policy)单元ANDSP和URSP字段(N1接口协议转换单元的接口)；卫星资
源(载波、带宽、功率)分配情况映射封装入5G核心网的接入与移动策略(AM Policy)单元
SAR和RFSP字段(通过N2接口协议转换单元的接口)。

[0069] 结合图6所示，所述的融合GEO卫星接入网20与5G核心网30的方法包括以下的步骤：

[0070] S10、用户终端10与通信系统的连接，该通信系统由卫星接入网20和5G核心网30融合构成，用户终端10通过网关功能转换模块202，向通信系统发起连接请求，连接成功后用
于终端则接入通信系统；

[0071] 本实施例中，步骤S10包括以下的步骤：

[0072] S101、用户终端10将用户身份信息经网关功能转换模块202加入标识后形成完整的用户信息，网关功能转换模块202将该用户信息加入5G核心网30中进行用户身份鉴权认
证；该步骤中，用户身份信息包括SUPI和SUCI标识符，完整的用户信息包括用户身份信息和
卫星网络标识号。

[0073] S102、5G核心网30对用户身份进行认证和鉴权后，对于合法用户终端10则注册其NAS信息，并授权接入通信系统享受通信服务，对于非法用户终端10则拒绝接入通信系统；

[0074] S103、连接成功后，通过网关功能转换模块管理连接状态，保持连接状态，不释放卫星接入网和N2接口协议转换单元的接口资源；当用户终端发起下线请求或指令时，网关
功能转换模块则释放N2接口协议转换单元的接口资源。

[0075] S20、用户QoS服务等级信息的转换与QoS优先级管理，5G核心网30将用户QoS服务等级信息下发到网关功能转换模块202，网关功能转换模块202将用户QoS服务等级信息转
换为卫星通信系统控制信息，卫星通信系统控制信息进入卫星网络控制中心201，通过卫星
网络控制中心201对用户使用卫星通信链路服务的QoS优先级进行设置；该步骤S20中，5G核
心网30根据用户终端10的等级实现用户QoS服务等级信息的下发；

[0076] S30、网关功能转换模块202同步卫星终端与5G核心网30对IP地址的分配信息，网关功能转换模块将卫星网络控制中心201分配给用户终端10的IP地址同步给5G核心网30，
保证用户终端10的IP地址在卫星接入网20与5G核心网30的统一；

[0077] S40、会话请求的建立，用户终端10发起会话请求，网关功能转换模块202将该业务请求转换为5G核心网30控制信息并传递给5G核心网30，5G核心网30接收并建立该业务数据
传输会话连接。步骤S40中，网关功能转换模块202支持会话和业务连续性，并且在一个会话
生命周期内，IP地址保持不变。步骤S40中，网关功能转换模块202使卫星网络控制中心201
与5G核心网30的信息一致，使网络管理者对网络资源分配或用户的管理可以同步在卫星接
入网20和5G核心网30中执行。

[0078] 另外，在网络运行中，如卫星网络控制中心201发生故障和错误，网关功能转换模块202支持与N2接口转换单元相连的卫星网络控制中心201上电或重启，以及错误信息提
示。同时，对于用户由于移动改变所在位置，由另一个卫星主站接管服务的情况，网关功能
转换模块202支持同一个网关功能转换模块202连接的不同卫星主站间的切换，也支持网关
功能转换模块202中的N2接口协议转换单元的接口在不同主站的切换。

[0079] 当用户或网络希望结束服务，发出下线请求或指令，网关功能转换模块202支持用户端或网络侧发起的PDU(包数据单元)会话释放，支持用户或网络侧发起的去注册NAS信
息。网关功能转换模块202会主动发起释放流程，告知5G核心网30释放相关资源。

[0080] 本发明通过上述的内容，将卫星通信系统的控制信息与业务信息在系统内的种类、格式、传递方式、交互方式转换为5G通信系统内控制信息与业务信息的种类、格式、传递
方式、交互方式，从而实现卫星通信系统与5G通信系统控制信息与业务数据信息的互相传
递、互相操作，使两个不同技术体制的系统融合。这种方式，对卫星无改动量，不会引起卫星
制造成本提升，同时能够让现有天上卫星使用；同时，网关功能转换模块202能够实现控制
信息、业务数据信息在卫星通信系统和5G通信系统内的统一，实现互交流、互操作。

[0081] 本发明使得卫星通信系统能够使用5G网络标准完成用户身份认证、鉴权、注册，QoS授权分等级信息在卫星接入网20和5G核心网30间互相传递，卫星接入网20和5G核心网
30间IP地址统一分配、卫星网络控制中心201与5G核心网30网络管理系统信息统一、会话业
务在卫星接入网20和5G核心网30间发起建立、互相传递和释放连接等功能。从而实现卫星
接入网20和5G核心网30互交流、互操作，融合为一套通信系统。

[0082] 本发明可以应用在四种不同的微型通信接入网的应用场景，不同场景的融合卫星接入网20与5G核心网30的体系接口设计参照图9至图14所示。

[0083] 参照图9，该场景为一颗卫星、一套卫星主站的网络管理系统的服务下，在卫星的任意两个波束内，任意两个用户终端10在同一波束内通信或者两用户在不同波束的跨波束
通信场景。

[0084] 参照图10、图11所示，该场景为在一颗卫星、多个不同卫星主站的网络管理系统的服务下，在卫星的任意两个波束内，任意两个用户终端10在同一波束内通信或者两个用户
终端10在不同波束的跨波束通信场景。

[0085] 参照图12所示，该场景中任意两个波束分属任意两颗不同卫星，由一个卫星主站的网络管理系统提供服务，任意两个用户终端10在同一波束内通信或者两用户终端10在不
同波束的跨波束通信场景。

[0086] 参照图13、图14所示，该场景中任意两个波束分属任意两颗不同卫星，由任意两个不同卫星主站网络管理系统提供服务，任意两个用户终端10在同一波束内通信或者两用户
在不同波束的跨波束通信场景。

[0087] 以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替
换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。