[发明专利]基于空间计算的卫星通信系统架构及业务应用处理方法

说明书

本发明提出了一种基于空间计算的卫星通信系统架构及业务应用处理方法，卫星通信系统架构，包括：业务编排层、网络功能层和基础资源层，业务编排层用于将接入的不同业务应用需求转化为对应的资源需求，并将所述资源需求传递至网络功能层；网络功能层用于接收所述资源需求，并根据所述资源需求从基础资源层调度对应的资源设备；基础资源层用于将空间异构处理资源设备和地面资源设备汇聚形成虚拟资源池，以供所述网络功能层从所述虚拟资源池中调度对应的虚拟资源，并通过所述虚拟资源映射到资源设备。由此，通过虚拟化技术，完成异构资源的统一描述和流动部署，实现空间资源的高效调度，满足垂直行业应用的差异化服务保障需求。

技术领域

本发明涉及卫星通信技术领域，尤其涉及一种基于空间计算的卫星通信系统架构及业务应用处理方法。

背景技术

随着商业航天的迅猛发展，世界各国纷纷制定发展战略和投入巨资，布局以低轨卫星网络为重点的天地网络建设，引发全球性卫星通信系统发展热潮。卫星通信以其覆盖范围广、移动性强、广播分发等优势，逐渐成为全球信息基础设施的重要组成部分，重点解决老少边穷地区的互联网接入问题。

卫星通信系统通常可以分为用户端、地面段和空间段三部分。其中，用户端是指分布于海陆空天领域的各种卫星用户；地面段是由数据处理中心、运控中心、管理服务平台等构成的地面站，是空间段与地面网络的接口；空间段是整个通信系统的核心，主要由部署于高中低轨等不同轨道高度的一颗或多颗卫星的星座构成，其在空中起信号中转站的作用，负责空间信息传输处理。纵观卫星通信系统的发展脉络，其始终在技术、应用的双重推动下滚动发展。

技术方面，空间段计算处理能力(简称空间计算)直接影响着整个卫星通信系统的组网架构。此前，受限于航天器件，空间计算能力十分受限，星上仅有的计算能力主要用于卫星平台的控制，而对于业务应用数据则采用透明转发模式，即卫星不对业务应用数据进行信息处理，仅仅在物理信号层面放大、变频和转发；当前和未来一段时期内，随着航天电子技术的进步，以及商用货架器件(COTS)在航天领域的规范化使用，卫星通信系统将具有较强的空间计算能力，可以对业务应用数据进行解调再生、信号转换等处理，实现通信、组网和业务应用处理等功能。卫星通信系统也将逐渐从透明转发向星上处理模式转变，星上处理已经成为卫星通信系统的发展趋势。

应用方面，以卫星通信为代表的空间网络技术发展日新月异，其应用除了干线互联、专网通话、全球移动通信等传统业务应用外，也逐渐实现了宽带接入、天基中继、广域物联、时敏控制等垂直行业应用，差异化的业务应用呈现出需求复杂多变、服务质量需求迥异的特征，如控制应用要求低时延小抖动，物联应用侧重大连接。传统卫星通信系统存在结构单一、功能固定、缺乏灵活性等问题，无法感知应用，且难以高效调度空间资源快速适配多样化应用需求。

为实现全球无缝覆盖，卫星通信系统的组网架构可以细分为“天星地网”、“天网地网”两条技术路线。其中，天星地网——即星上采用透明转发，通过全球部署地面站实现地面组网；天网地网——即依托星间链技术，卫星和地面都要组网，且两张网络优势互补。鉴于我国没有全球分布的地面站，无法采用“天星地网”的组网架构实现全球覆盖，采用“天网地网”的组网架构是我们的必然选择。

综上，面向空间计算能力的提升、卫星业务应用差异化的需求，亟需提出一种新的卫星通信系统架构，充分利用日益提升的空间计算能力，敏捷高效的调度空间资源完成通信、组网和业务应用处理，满足垂直行业的差异化服务保障需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何基于业务需求差异，高效利用和调度空间资源，本发明提出一种基于空间计算的卫星通信系统架构及业务应用处理方法。

根据本发明实施例的基于空间计算的卫星通信系统架构，包括：

业务编排层，用于将接入的不同业务应用需求转化为对应的资源需求，并将所述资源需求传递至网络功能层；

网络功能层，用于接收所述资源需求，并根据所述资源需求从基础资源层调度对应的资源设备；