LTE星地融合网络协议栈设计及EPC实现方案

徐展琦，孙婷婷，肖永伟，郭彦涛，马 涛

(1.西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室，陕西西安710071;2.威海海洋职业学院，山东威海264300;3.中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北石家庄050081)

0 引言

卫星网络与地面网络的结合具有两类网络的优势和广泛的应用，星地网络整体架构［1］、协议栈设计［2］、网关［2，3］及其与地面网络的互连互通［4］是一个重要的研究领域。星地融合网络方面的研究主要集中在与2G网络兼容的星地网络构架［5］和与3G网络兼容的星地网络构架［6］，前者如 Iridium和Global Star，后者包括兼容3G UMTS的卫星网络［7］以及建立卫星网络和地面3G UMTS的联合网络的可行性［8］。例如，文献［9］提出一种公共卫星移动网络的架构模型，它是与地面3G UMTS网络兼容、采用星载处理器的星地网。文献［10］提出一种基于IP的星地网络的设计方案，该方案可以向用户提供区分服务以保证其服务质量。

以上研究工作都是针对地面2G网络或3G网络提出的星地混合或融合网络架构。4G LTE网络具有高达100 M的无线传输、优化的网络架构、灵活的频谱利用和优良的QoS保证等优点，正好可满足人们对诸如视频电话、网络游戏和网络电视等宽带网络应用的日益增长需求，地面4G LTE已进入初级商用阶段。为了探讨基于4G LTE网络和宽带卫星网络的融合及其信关站的实现，提出一种基于4G LTE网络的星地融合宽带网络的网元功能和相应协议栈设计方案，给出演进分组核心网EPC的3种实现方案，并完成其网元组成、主要协议和方案特性的对比，可为进一步研究基于4G LTE网络的宽带卫星网络的网元功能分配、协议栈设计和EPC实现提供参考。……