CN104469872B - 跨系统的数据业务双向切换方法、系统与双模终端 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种跨系统的数据业务双向切换方法、系统与双模终端。该方法包括持续检测LTE与卫星网络信号；根据检测到的两种信号的强度判断接入EPC的网络类型；在通过EPC对双模终端用户的认证后，接收EPC为双模终端用户分配的IP地址；当处于LTE网络、检测到LTE网络信号强度低于LTE信号强度门限并且检测到卫星网络信号高于卫星信号强度门限的情况下或者当处于卫星网络并且检测到LTE网络信号强度高于LTE信号强度门限的情况下，向EPC发起切换请求，该请求中携带双模终端的IMSI；在基于接收的IMSI进行认证后，接收EPC为用户分配的与切换前相同的IP地址。本公开能够真正实现卫星网络与LTE网络的融合。
Description
技术领域
本公开涉及移动通信技术领域，特别地，涉及一种跨系统的数据业务双向切换方法、系统与双模终端。
背景技术
卫星电话具有信号覆盖广的特点，可以覆盖非常偏僻的地区，例如，远离城市的乡村、森林、山区、沙漠、戈壁、矿场、油井或海洋，真正实现了通信网络“无缝隙”的全球覆盖，同时保密性更高，通信也更加安全。此外，卫星通信逐渐宽带化，卫星数据业务不断增长。在我国，由于资费、终端和网络等诸多问题，卫星通信市场却发展较为滞后。
LTE（Long Term Evolution，长期演进）是3GPP R8技术，以OFDM（OrthogonalFrequency Division Multiple，正交频分复用）为核心的宽带无线多媒体网络，其上、下行峰值速率分别达到50Mbit/s、100Mbit/s；LTE网络的商用进程迅速，初期部署主要在城市热点地区，有很多偏远地方无法覆盖到，因此，目前的LTE不能实现全覆盖。
发明内容
本公开鉴于以上问题中的至少一个提出了新的技术方案。
本公开在其一个方面提供了一种跨系统的数据业务双向切换方法，其能够真正实现卫星网络与LTE网络的融合。
本公开在其另一方面提供了一种双模终端，其能够真正实现卫星网络与LTE网络的融合。
本公开在其又一方面提供了一种跨系统的数据业务双向切换系统，其能够真正实现卫星网络与LTE网络的融合。
根据本公开，提供一种跨系统的数据业务双向切换方法，包括：
持续检测LTE网络信号与卫星网络信号；
根据检测到的两种网络信号的强度判断接入EPC（Evolved Packet Core，演进的分组核心网络）的网络类型；
在通过所确定的网络接入EPC并且通过EPC对双模终端用户的认证后，接收EPC为双模终端用户分配的IP地址，并基于所分配的IP地址在所确定网络内使用数据业务；
当处于LTE网络、检测到LTE网络信号强度低于LTE信号强度门限并且检测到卫星网络信号高于卫星信号强度门限的情况下，或者当处于卫星网络并且检测到LTE网络信号强度高于LTE信号强度门限的情况下，向EPC发起切换请求，切换请求中携带双模终端的IMSI（International Mobile Subscriber Identity，国际移动用户识别）；
在基于接收的IMSI进行认证后，接收EPC为双模终端用户分配的与切换前相同的IP地址，并基于所分配的IP地址在切换后的网络内使用数据业务。
在本公开的一些实施例中，根据检测到的两种网络信号的强度判断接入演进的分组核心网络EPC的网络类型的步骤包括：
将检测到的LTE网络信号的强度与LTE信号强度门限进行比较；
如果检测到的LTE网络信号的强度高于LTE信号强度门限，则通过LTE网络接入EPC，否则判断检测到的卫星网络信号的强度是否高于卫星信号强度门限；
如果检测到的卫星网络信号的强度高于卫星信号强度门限，则通过卫星网络接入EPC。
在本公开的一些实施例中，该方法还包括：
在双模终端用户切换回原网络时，仍使用与切换前相同的IP地址。
在本公开的一些实施例中，该方法还包括：
在双模终端用户首次通过EPC所执行的认证与地址分配后，建立双模终端的IMSI与为双模终端用户分配的IP地址之间的映射关系。
根据本公开，还提供了一种双模终端，包括：
信号检测单元，用于持续检测LTE网络信号与卫星网络信号；
接入网络类型判断单元，用于根据检测到的两种网络信号的强度判断接入演进的分组核心网络EPC的网络类型；
IP地址接收单元，用于在通过所确定的网络接入EPC并且通过EPC对双模终端用户的认证后，接收EPC为双模终端用户分配的IP地址，并基于所分配的IP地址在所确定网络内使用数据业务；
切换请求发送单元，用于当处于LTE网络、检测到LTE网络信号强度低于LTE信号强度门限并且检测到卫星网络信号高于卫星信号强度门限的情况下，或者当处于卫星网络并且检测到LTE网络信号强度高于LTE信号强度门限的情况下，向EPC发起切换请求，切换请求中携带双模终端的国际移动用户识别IMSI；
切换执行单元，用于在基于接收的IMSI进行认证后，接收EPC为双模终端用户分配的与切换前相同的IP地址，并基于所分配的IP地址在切换后的网络内使用数据业务。
在本公开的一些实施例中，接入网络类型判断单元包括：
LTE信号强度判断子单元，用于将检测到的LTE网络信号的强度与LTE信号强度门限进行比较；
卫星信号强度判断子单元，用于如果检测到的LTE网络信号的强度高于LTE信号强度门限，则通过LTE网络接入EPC，否则判断检测到的卫星网络信号的强度是否高于卫星信号强度门限，如果检测到的卫星网络信号的强度高于卫星信号强度门限，则通过卫星网络接入EPC。
根据本公开，还提供了一种跨系统的数据业务双向切换系统，包括EPC、卫星地面站、eNB（evolved Node B，演进型基站）和前述实施例的双模终端。
在本公开的一些实施例中，在双模终端用户切换回原网络时，双模终端仍使用与切换前相同的IP地址。
在本公开的一些实施例中，在双模终端用户首次通过EPC所执行的认证与地址分配后，EPC建立双模终端的IMSI与为双模终端用户分配的IP地址之间的映射关系。
在本公开的技术方案中，由于实现了异网络间的数据业务的双向切换，进而实现了LTE网络与卫星网络的融合。而且本公开在进行网络间切换时仍保持IP地址不变，进而使得用户所使用的业务与应用不被中断，显著提升了用户的使用感受。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本申请的一部分。在附图中：
图1示出了本公开实现异网切换的整体网络架构示意图。
图2是本公开一个实施例的跨系统的数据业务双向切换方法的流程示意图。
图3描述了自LTE网络切换至卫星网络的基本信令流程示意图。
图4描述了自卫星网络切换至LTE网络的基本信令流程示意图。
图5是本公开一个实施例的双模终端的结构示意图。
图6是本公开另一实施例的双模终端的结构示意图。
图7是本公开一个实施例的跨系统的数据业务双向切换系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图描述本公开。要注意的是，以下的描述在本质上仅是解释性和示例性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。除非另外特别说明，否则，在实施例中阐述的部件和步骤的相对布置以及数字表达式和数值并不限制本公开的范围。另外，本领域技术人员已知的技术、方法和装置可能不被详细讨论，但在适当的情况下意在成为说明书的一部分。
虽然卫星系统的覆盖范围广，但是目前的现有技术并没有将卫星系统作为LTEEPC的补充接入方式，这两个系统还是分别独立运行的通信系统。本公开下述实施例将卫星系统作为LTE EPC网络的补充接入方式，实现了数据业务在异网之间的双向切换。
图1示出了本公开实现异网切换的整体网络架构示意图。
如图1所示，在该架构中，终端是LTE/卫星双模的终端，其能够同时检测和接收LTE网络信号与卫星网络信号，用户使用同一个号码，例如，IMSI和移动号码。
用户使用LTE/卫星双模终端经过LTE网络的eNB设备，或者卫星网络的卫星及卫星地面站设备统一通过S1接口（即，EPC与接入网之间的接口）接入到LTE的EPC核心网络，EPC中的PGW（Packet Data Network Gateway，分组数据网络网关）设备作为锚点设备接入数据网络。
在本公开中，卫星地面站设备支持S1接口，LTE EPC网络支持卫星地面站的接入，能够保存LTE/双模终端的用户数据，以及支持LTE接入与卫星网络接入间数据业务的双向切换，例如，根据用户的同一个IMSI号码为该用户的数据连接分配同一个IP地址。
图2是本公开一个实施例的跨系统的数据业务双向切换方法的流程示意图。
如图2所示，该实施例可以包括以下步骤：
S202，持续检测LTE网络信号与卫星网络信号，即，开机后，为了保证用户的业务能够正常开展，需要通过检测网络信号来判断当前可用的网络。
S204，根据检测到的两种网络信号的强度判断接入演进的分组核心网络EPC的网络类型；
需要指出的是，在LTE网络信号与卫星网络信号都比较强的情况下，可以优先使用LTE网络信号，由于卫星网络信号实现了全覆盖，因此在LTE网络信号较弱的情况下，再由卫星网络信号进行补充，以确保用户的数据业务能够正常进行。
具体地，根据检测到的两种网络信号的强度判断接入演进的分组核心网络EPC的网络类型的步骤可以包括：
将检测到的LTE网络信号的强度与LTE信号强度门限进行比较；
如果检测到的LTE网络信号的强度高于LTE信号强度门限，则通过LTE网络接入EPC，否则判断检测到的卫星网络信号的强度是否高于卫星信号强度门限；
如果检测到的卫星网络信号的强度高于卫星信号强度门限，则通过卫星网络接入EPC。
S206，在通过所确定的网络接入EPC并且通过EPC对双模终端用户的认证后，接收EPC为双模终端用户分配的IP地址，并基于所分配的IP地址在所确定网络内使用数据业务。
S208，当处于LTE网络、检测到LTE网络信号强度低于LTE信号强度门限并且检测到卫星网络信号高于卫星信号强度门限的情况下，或者当处于卫星网络并且检测到LTE网络信号强度高于所述LTE信号强度门限的情况下，向EPC发起切换请求，切换请求中携带双模终端的国际移动用户识别IMSI。
在当前，用户可能正在使用LTE网络，也可能正在使用卫星网络。当用户正在使用LTE网络时，如果LTE网络信号较弱且不足以满足数据业务传输的要求，则需要根据当前检测到的卫星网络信号的强度判断是否可以将用户切换到卫星网络，如卫星网络信号的强度超过卫星信号强度门限，则请求将用户切换到卫星网络，否则不进行切换。当用户正在使用卫星网络时，如果检测到LTE网络信号的强度高于LTE信号强度门限，则无需关注检测到的卫星信号的强弱，直接请求将用户自卫星网络切换到LTE网络。
在切换请求中携带IMSI的目的是为了使EPC能够将切换前后的同一用户相关联，进而可以为切换前后的同一用户分配同一IP地址，防止由于切换而路由等的变更，进而使得该切换不会给用户使用带来任何影响。
S210，在基于接收的IMSI进行认证后，接收EPC为双模终端用户分配的与切换前相同的IP地址，并基于所分配的IP地址在切换后的网络内使用数据业务。
在该实施例中，由于实现了异网络间的数据业务的双向切换，进而实现了LTE网络与卫星网络的融合。而且本公开在进行网络间切换时仍保持IP地址不变，进而使得用户所使用的业务与应用不被中断，显著提升了用户的使用感受。
需要指出的是，在双模终端用户首次通过EPC所执行的认证与地址分配后，建立双模终端的IMSI与为双模终端用户分配的IP地址之间的映射关系，这样，无论用户怎样切换，只要在切换请求中携带IMSI，即可将请求中的IMSI与该映射关系进行匹配，即可使得切换前后均使用相同的IP地址。
进一步地，在双模终端用户切换回原网络时，仍使用与切换前相同的IP地址。即，无论双模终端用户怎样在异网之间切换，均使用相同的IP地址。
图3描述了自LTE网络切换至卫星网络的基本信令流程示意图。
如图3所示，可以包括以下步骤：
S302，使用LTE/卫星双模终端的用户一开机，进行网络搜索的时候，优先选择向LTE网络发出附着请求；
S304，LTE网络中的eNB向EPC转发附着请求，该请求中携带双模终端的IMSI信息；
S306，EPC网络通过对用户的鉴权认证后，给用户分配IP地址，用户开始使用LTE网络进行数据业务的传输，同时，在EPC内建立用户IMSI与为其分配的IP地址的映射关系；
S308，当双模终端移动到LTE网络信号较弱的地方时，首先判断卫星网络信号的强度是否高于卫星信号强度门限，如高于，则向卫星地面站发起切换到卫星网络的请求，该请求中携带用户的IMSI信息；
S310，卫星地面站将切换请求转发给LTE网络的EPC；
S312，EPC网络对用户进行认证后，发现切换前后的用户是同一个IMSI号码，将接收的IMSI与存储的映射关系进行匹配，如找到相匹配的IP地址，则将相应的IP地址分配给用户在卫星网络中使用；
S314，当在卫星网络中再次检测到高于LTE信号强度门限的LTE网络信号时，可以将用户切换回LTE网络，此时，双模终端向LTE网络中的eNB发起切换LTE网络的请求，在该请求中携带双模终端的IMSI信息；
S316，eNB将该请求转发至EPC；
S318，EPC将接收的IMSI与存储的映射关系进行匹配，如找到相匹配的IP地址，则将相应的IP地址分配给用户在LTE网络中使用。
依次类推，可以实现LTE/卫星双模终端在两网络间来回切换，但不改变IP地址。
图4描述了自卫星网络切换至LTE网络的基本信令流程示意图。
如图4所示，可以包括以下步骤：
S402，使用LTE/卫星双模终端的用户一开机，进行网络搜索的时候，如果LTE网络信号很弱而卫星信号良好时，可选择由卫星系统向LTEEPC发出附着请求；
S404，卫星网络中的卫星地面站向EPC转发附着请求，该请求中携带双模终端的IMSI信息；
S406，EPC网络通过对用户的鉴权认证后，给用户分配IP地址，用户开始通过卫星网络接入并使用LTE网络进行数据业务的传输，同时，在EPC内建立用户IMSI与为其分配的IP地址的映射关系；
S408，当双模终端移动到LTE网络信号较强的地方时，即，LTE网络信号的强度是否高于LTE信号强度门限，向eNB发起切换到LTE网络的请求，该请求中携带用户的IMSI信息；
S410，eNB将切换请求转发给EPC；
S412，EPC网络对用户进行认证后，发现切换前后的用户是同一个IMSI号码，将接收的IMSI与存储的映射关系进行匹配，如找到相匹配的IP地址，则将相应的IP地址分配给用户在LTE网络中使用；
S414，当双模终端移动，以致LTE网络信号低于LTE信号强度门限时，可以将用户切换回卫星网络，此时，双模终端向卫星网络中的卫星地面站发起切换到卫星网络的请求，在该请求中携带双模终端的IMSI信息；
S416，卫星地面站将该请求转发至EPC；
S418，EPC将接收的IMSI与存储的映射关系进行匹配，如找到相匹配的IP地址，则将相应的IP地址分配给用户在卫星网络中使用。
依次类推，可以实现LTE/卫星双模终端在两网络间来回切换，但不改变IP地址。
本领域普通技术人员可以理解，实现上述方法实施例的全部和部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算设备可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤，而前述的存储介质可以包括ROM、RAM、磁碟和光盘等各种可以存储程序代码的介质。
图5是本公开一个实施例的双模终端的结构示意图。
如图5所示，该实施例中的终端50可以包括信号检测单元502、接入网络类型判断单元504、IP地址接收单元506、切换请求发送单元508和切换执行单元510。其中，
信号检测单元502，用于持续检测LTE网络信号与卫星网络信号；
接入网络类型判断单元504，用于根据检测到的两种网络信号的强度判断接入演进的分组核心网络EPC的网络类型；
IP地址接收单元506，用于在通过所确定的网络接入EPC并且通过EPC对双模终端用户的认证后，接收EPC为双模终端用户分配的IP地址，并基于所分配的IP地址在所确定网络内使用数据业务；
切换请求发送单元508，用于当处于LTE网络、检测到LTE网络信号强度低于LTE信号强度门限并且检测到卫星网络信号高于卫星信号强度门限的情况下，或者当处于卫星网络并且检测到LTE网络信号强度高于所述LTE信号强度门限的情况下，向EPC发起切换请求，切换请求中携带双模终端的国际移动用户识别IMSI；
切换执行单元510，用于在基于接收的IMSI进行认证后，接收EPC为双模终端用户分配的与切换前相同的IP地址，并基于所分配的IP地址在切换后的网络内使用数据业务。
在该实施例中，由于实现了异网络间的数据业务的双向切换，进而实现了LTE网络与卫星网络的融合。而且本公开在进行网络间切换时仍保持IP地址不变，进而使得用户所使用的业务与应用不被中断，显著提升了用户的使用感受。
图6是本公开另一实施例的双模终端的结构示意图。
如图6所示，与图5中的实施例相比，该实施例中的终端60中的接入网络类型判断单元602可以包括LTE信号强度判断子单元602a和卫星信号强度判断子单元602b。其中，
LTE信号强度判断子单元602a，用于将检测到的LTE网络信号的强度与LTE信号强度门限进行比较；
卫星信号强度判断子单元602b，用于如果检测到的LTE网络信号的强度高于LTE信号强度门限，则通过LTE网络接入EPC，否则判断检测到的卫星网络信号的强度是否高于卫星信号强度门限，如果检测到的卫星网络信号的强度高于卫星信号强度门限，则通过卫星网络接入EPC。
图7是本公开一个实施例的跨系统的数据业务双向切换系统的结构示意图。
如图7所示，该实施例中的系统70可以包括EPC702、卫星地面站704、eNB706和双模终端708。其中，双模终端708可以通过前述实施例实现。
其中，在双模终端用户首次通过EPC所执行的认证与地址分配后，EPC建立双模终端的IMSI与为双模终端用户分配的IP地址之间的映射关系。
进一步地，在双模终端用户切换回原网络时，双模终端仍使用与切换前相同的IP地址。
本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同和相似的部分可以相互参见。对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处可以参见方法实施例部分的说明。
虽然已参照示例性实施例描述了本公开，但应理解，本公开不限于上述的示例性实施例。对于本领域技术人员显然的是，可以在不背离本公开的范围和精神的条件下修改上述的示例性实施例。所附的权利要求的范围应被赋予最宽的解释，以包含所有这样的修改以及等同的结构和功能。
Claims (9)
1.一种跨系统的数据业务双向切换方法，其特征在于，包括：
持续检测LTE网络信号与卫星网络信号；
根据检测到的两种网络信号的强度判断接入演进的分组核心网络EPC的网络类型；
在通过所确定的网络接入所述EPC并且通过所述EPC对双模终端用户的认证后，接收所述EPC为所述双模终端用户分配的IP地址，并基于所分配的IP地址在所确定网络内使用数据业务；
当处于LTE网络、检测到LTE网络信号强度低于LTE信号强度门限并且检测到卫星网络信号高于卫星信号强度门限的情况下，或者当处于卫星网络并且检测到LTE网络信号强度高于所述LTE信号强度门限的情况下，向所述EPC发起切换请求，所述切换请求中携带双模终端的国际移动用户识别IMSI；
在基于接收的IMSI进行认证后，接收所述EPC为所述双模终端用户分配的与切换前相同的IP地址，并基于所分配的IP地址在切换后的网络内使用数据业务。
2.根据权利要求1所述的跨系统的数据业务双向切换方法，其特征在于，所述根据检测到的两种网络信号的强度判断接入演进的分组核心网络EPC的网络类型的步骤包括：
将检测到的LTE网络信号的强度与所述LTE信号强度门限进行比较；
如果检测到的LTE网络信号的强度高于所述LTE信号强度门限，则通过LTE网络接入所述EPC，否则判断检测到的卫星网络信号的强度是否高于所述卫星信号强度门限；
如果检测到的卫星网络信号的强度高于所述卫星信号强度门限，则通过卫星网络接入所述EPC。
3.根据权利要求1所述的跨系统的数据业务双向切换方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述双模终端用户切换回原网络时，仍使用与切换前相同的IP地址。
4.根据权利要求1所述的跨系统的数据业务双向切换方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述双模终端用户首次通过所述EPC所执行的认证与地址分配后，建立所述双模终端的IMSI与为所述双模终端用户分配的IP地址之间的映射关系。
5.一种双模终端，其特征在于，包括：
信号检测单元，用于持续检测LTE网络信号与卫星网络信号；
接入网络类型判断单元，用于根据检测到的两种网络信号的强度判断接入演进的分组核心网络EPC的网络类型；
IP地址接收单元，用于在通过所确定的网络接入所述EPC并且通过所述EPC对双模终端用户的认证后，接收所述EPC为所述双模终端用户分配的IP地址，并基于所分配的IP地址在所确定网络内使用数据业务；
切换请求发送单元，用于当处于LTE网络、检测到LTE网络信号强度低于LTE信号强度门限并且检测到卫星网络信号高于卫星信号强度门限的情况下，或者当处于卫星网络并且检测到LTE网络信号强度高于所述LTE信号强度门限的情况下，向所述EPC发起切换请求，所述切换请求中携带双模终端的国际移动用户识别IMSI；
切换执行单元，用于在基于接收的IMSI进行认证后，接收所述EPC为所述双模终端用户分配的与切换前相同的IP地址，并基于所分配的IP地址在切换后的网络内使用数据业务。
6.根据权利要求5所述的双模终端，其特征在于，所述接入网络类型判断单元包括：
LTE信号强度判断子单元，用于将检测到的LTE网络信号的强度与所述LTE信号强度门限进行比较；
卫星信号强度判断子单元，用于如果检测到的LTE网络信号的强度高于所述LTE信号强度门限，则通过LTE网络接入所述EPC，否则判断检测到的卫星网络信号的强度是否高于所述卫星信号强度门限，如果检测到的卫星网络信号的强度高于所述卫星信号强度门限，则通过卫星网络接入所述EPC。
7.一种跨系统的数据业务双向切换系统，其特征在于，包括EPC、卫星地面站、eNB和权利要求5-6中任一项所述的双模终端。
8.根据权利要求7所述的跨系统的数据业务双向切换系统，其特征在于，在所述双模终端用户切换回原网络时，所述双模终端仍使用与切换前相同的IP地址。
9.根据权利要求7所述的跨系统的数据业务双向切换系统，其特征在于，在所述双模终端用户首次通过所述EPC所执行的认证与地址分配后，所述EPC建立所述双模终端的IMSI与为所述双模终端用户分配的IP地址之间的映射关系。
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