CN109792293A - 卫星通信系统中的动态反向链路重传时间线 - Google Patents

卫星通信系统中的动态反向链路重传时间线 Download PDF

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Abstract

一种用于操作卫星通信系统的卫星接入网络(SAN)以调度与用户终端的通信的方法和装置。在一些方面,SAN可以将用于用户终端的通信帧提供到多个前向链路(FL)子帧和不同数量的反向链路(RL)子帧中。随后,SAN经由卫星通信系统的前向链路向用户终端发送FL子帧,并且随后经由卫星通信系统的反向链路从用户终端接收RL子帧。

Description

卫星通信系统中的动态反向链路重传时间线
技术领域
概括地说,本文描述的各个方面涉及卫星通信,具体地说,本文描述的各个方面涉及动态调整卫星通信系统中的反向链路重传时间线。
背景技术
传统的基于卫星的通信系统包括网关和用于在网关和一个或多个用户终端之间中继通信信号的一个或多个卫星。网关是具有用于向通信卫星发送信号和从通信卫星接收信号的天线的地面站。网关提供使用卫星的通信链路,以便将用户终端连接到其它用户终端或者其它通信系统(例如,公用交换电话网、互联网和各种公共网络和/或专用网络)的用户。卫星是用于对信息进行中继的轨道接收机和转发器。
如果用户终端位于卫星的“覆盖区(footprint)”之内,则卫星可以从该用户终端接收信号并向该用户终端发送信号。卫星的覆盖区是地球表面上位于该卫星的信号范围之内的地理区域。通常,通过一个或多个天线的使用,将覆盖区地理地划分成“波束”。每一个波束覆盖该覆盖区中的特定地理区域。波束可以是定向的,使得来自同一卫星的一个以上波束覆盖相同的特定地理区域。
地球同步卫星长期以来都用于通信。地球同步卫星相对于地球上的给定位置来说是静止的,因此在地球上的通信收发机和地球同步卫星之间的无线信号传播中,存在很小的时间偏移和频率偏移。但是,基于GSO卫星的通信具有相对较大的往返延迟(~500ms),并且往往产生相对较高的衰减水平。此外,由于地球同步卫星受限于地球同步轨道(GSO),因此可以布置在GSO中的卫星的数量也是有限的。作为地球同步卫星的替代方案,已经设计使用非地球同步轨道(NGSO)(例如,低地球轨道(LEO))中的卫星星座的通信系统,以便向整个地球或者至少大部分地球提供通信覆盖。
与基于GSO卫星的通信系统和地面通信系统相比,基于非地球同步卫星的系统(例如,基于LEO卫星的系统)可能呈现出一些挑战。例如,因为LEO卫星相对于地球表面上的给定点而言快速地穿过天空,所以从LEO卫星发射的波束可能相对快速地穿过用户终端(UT)和/或网关(GW)。结果,当经由LEO卫星进行通信时,GW和/或UT可能经历信号传播延迟的变化。这可能影响调度GW和UT之间的通信的定时。例如,混合自动重传请求(HARQ)是接收设备可以请求对错误接收的数据进行重传的方法。具体而言,HARQ允许对错误接收的数据(例如,分组、帧、PDU、MPDU等)进行缓存和组合以潜在地减少正确地重建特定的数据单元所需要的重传次数。反向链路HARQ过程(例如,用于从UT到GW的通信)通常是同步的,并因此取决于要正确执行的通信的准确定时。
卫星接入网络(SAN)(例如,网关、控制器和通过卫星与UT通信的其它元件的网络)可以通过向最初传输数据的UT发送重传请求,来请求对错误接收的任何数据部分进行重传。在接收到重传请求时,UT可以随后基于预先配置的时间线或调度来确定要重传的数据。例如,当处理重传请求时,UT可以遵守HARQ往返时间(RTT)(例如,初始数据传输与该数据的后续重传之间的持续时间)。基于RTT以及接收到特定重传请求的时间,UT可以确定原始数据传输发生的相应时间(例如,并因此确定要重传的数据)。
如上所述,信号传播延迟的改变可能改变SAN和UT之间的通信定时。但是,因为反向链路HARQ过程是同步的,所以UT通常必须实现固定的HARQ RTT以将重传请求与相对应的数据子帧进行正确地对准。这可能导致重传处理中产生不必要的长延迟。因此,期望基于信号传播时间的变化来动态地调整用于处理重传的时间线。
发明内容
本公开内容的方面针对于用于减少卫星通信系统中的通信延迟的装置和方法。在一个例子中,公开了一种操作卫星接入网络(SAN)的方法。该方法可以包括:经由卫星通信系统的卫星从用户终端接收反向链路(RL)数据;请求来自用户终端的对所述RL数据的至少一部分的重传;至少部分地基于所述SAN和所述卫星之间的馈线链路延迟,来动态地配置用于处理所述重传的时间线。
在另一个例子中,公开了一种卫星接入网络。该SAN可以包括一个或多个处理器和配置为存储指令的存储器。所述指令被所述一个或多个处理器的执行,可以使该SAN进行以下操作:经由卫星通信系统的卫星从用户终端接收RL数据;请求来自用户终端的对所述RL数据的至少一部分的重传;至少部分地基于所述SAN和所述卫星之间的馈线链路延迟,来动态地配置用于处理所述重传的时间线。
在另一个例子中,公开了一种卫星接入网络。该SAN可以包括:用于经由卫星通信系统的卫星从用户终端接收RL数据的单元;用于请求来自用户终端的对所述RL数据的至少一部分的重传的单元;用于至少部分地基于所述SAN和所述卫星之间的馈线链路延迟,来动态地配置用于处理所述重传的时间线的单元。
在另一个例子中,公开了一种非临时性计算机可读介质。所述非临时性计算机可读介质可以存储有指令,当所述指令被SAN的一个或多个处理器执行时,使该SAN执行包括以下的操作:经由卫星通信系统的卫星从用户终端接收RL数据;请求来自用户终端的对所述RL数据的至少一部分的重传;至少部分地基于馈线链路延迟,来动态地配置用于处理所述重传的时间线。
附图说明
本公开内容的方面将通过示例性的方式进行说明,并不局限于附图中的图示。
图1示出了一种示例性通信系统的框图。
图2示出了图1的网关的一个例子的框图。
图3示出了图1的卫星的一个例子的框图。
图4示出了图1的用户终端(UT)的一个例子的框图。
图5示出了图1的用户设备(UE)的一个例子的框图。
图6示出了用于描述绕地球轨道飞行的NGSO卫星星座和GSO卫星星座的图。
图7描述了向地球表面发射多个波束的NGSO卫星。
图8示出了用于描述具有不同量的馈线链路延迟的反向链路(RL)混合自动重传请求(HARQ)过程的示例性时序图。
图9示出了用于描述具有可配置时间线的RL HARQ过程的示例性时序图,其中每个波束时间间隔可以动态地调整该可配置时间线。
图10A示出了用于描述具有可配置时间线的RL HARQ过程的示例性时序图,其中每个HARQ过程可以动态地调整该可配置时间线。
图10B示出了用于描述具有可配置时间线的RL HARQ过程的示例性时序图,其中每个重传可以动态地调整该可配置时间线。
图11根据示例性实现,示出了示例性卫星接入网络(SAN)的框图。
图12根据一些实现,示出了示例性用户终端的框图。
图13示出了用于描述具有动态可配置时间线的示例性HARQ操作的说明性流程图。
图14示出了用于描述动态地配置时间线以处理从用户终端到SAN的重传的示例性操作的说明性流程图。
图15示出了用于描述基于从’接收的定时信息,对重传请求与RL HARQ过程进行同步的示例性操作的说明性流程图。
图16示出了表示成一系列相关的功能模块的示例性卫星接入网络。
图17示出了表示成一系列相关的功能模块的示例性用户终端。
具体实施方式
本文描述的示例实现可以通过动态调整用于处理从用户终端到卫星接入网络(SAN)的重传(例如,反向链路数据)的时间线,来减少卫星通信系统中的通信的延迟。例如,SAN可以经由卫星通信系统的卫星从用户终端接收反向链路(RL)数据。对于未正确接收的RL数据的任何部分,SAN可以进一步向用户终端发送重传请求。由于卫星的移动,用户终端可能接收到具有不同量的馈线链路延迟(例如,SAN和卫星之间的信号传播延迟)的重传请求。因此,在至少一个实现中,SAN可以基于馈线链路延迟向用户终端传送定时信息。然后,用户终端可以使用所接收的定时信息来识别与重传请求相关联的RL数据(例如,要重传到SAN的数据)。用此方式,当实际馈线链路延迟低于阈值(例如,最大或假定)量时,SAN和UT可以动态地减少RL HARQ过程的延迟。
在下面的针对特定示例的描述和相关附图中,描述了本公开内容的一些方面。在不脱离本公开内容的保护范围的基础上,可以设计出替代性的示例。此外,为了避免造成本公开内容的相关细节的模糊,没有详细地描述或者省略了一些公知的单元。
本文使用的“示例性”一词意味着“用作例子、例证或说明”。本文中描述为“示例性”的任何方面不应被解释为比其它方面更优选或更具优势。同样,术语“方面”不是要求所有方面都包括所讨论的特征、优点或操作模式。
本文使用的术语仅仅用于描述特定的方面,而不是旨在对这些方面进行限制。如本文所使用的,单数形式的“一个(a)”、“某个(an)”和“该(the)”也旨在包括复数形式,除非上下文明确地指出。此外,还应当理解的是,当本文使用术语“包括”、“含有”、“包含”或者“涵盖”时,其指示存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元素或组件,但其不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元素、组件或者其组合的存在或者增加。此外,应当理解的是,词语“或”与布尔操作符“或”具有相同的含义,也就是说,其涵盖“任一”和“二者”的可能性,但并不限于“异或”(“XOR”),除非另外明确指出。此外,还应当理解的是,两个相邻词语之间的符号“/”与“或”具有相同的含义,除非另外明确指出。此外,诸如“连接到”、“耦合到”或者“与…进行通信”之类的短语并不限于直接连接,除非另外明确指出。
此外,本文围绕由例如计算设备的单元执行的动作序列,来描述大部分方面。应当认识到,本文描述的各种动作可以由特定的电路(例如,中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者各种其它类型的通用或特殊用途处理器或电路)、由一个或多个处理器执行的程序指令或者二者的组合来执行。另外,本文所描述的这些动作序列可以视作为完全体现在任何形式的计算机可读存储介质中,其中计算机可读存储介质中存储有相应的计算机指令集,当这些计算机指令集执行时,使相关联的处理器执行本文所描述的功能。因此,本公开内容的各个方面可以以多种不同的形式来体现,所有这些形式都预期落入本发明的保护范围之内。此外,对于本文所描述的每一个方面来说,本文可以将任何这些方面的相应形式描述成:例如,配置为执行所描述的动作的“逻辑电路”。
在下文描述中,为了对本公开内容有一个透彻理解,对诸如特定部件、电路和处理的示例之类的众多特定细节进行了阐述。如本文所使用的术语“耦合”意味着直接连接或者通过一个或多个中间部件或电路进行连接。此外,在下文描述中,为了说明起见,为了对本文的公开内容有一个透彻理解,阐述了特定的命名法。但是,显而易见的是,可以在不需这些特定细节的情况下实现本公开内容的各个方面。在其它实例中,以框图形式示出了公知的电路和设备,以避免对本公开内容造成模糊。本公开内容的各个方面不应被解释为限于本文所描述的特定示例,而是将通过所附权利要求书界定的所有实现都包括在其保护范围之内。
图1示出了一种卫星通信系统100的例子,其中该卫星通信系统100包括处于非地球同步轨道(例如,低地球轨道(LEO))的多个卫星(虽然为了便于说明起见,只示出了一个卫星300)、与卫星300进行通信的卫星接入网络150(SAN)、分别与卫星300进行通信的多个用户终端(UT)400和401、以及与UT 400和401进行通信的多个用户设备(UE)500和501。每一个UE 500或501可以是诸如移动设备、电话、智能电话、平板设备、膝上型计算机、计算机、可穿戴设备、智能手表、视听设备之类的用户设备,或者包括与UT进行通信的能力的任何设备。另外,UE 500和/或UE 501可以是用于与一个或多个终端用户设备进行通信的设备(例如,接入点、小型小区等等)。在图1所示出的例子中,UT 400和UE 500经由双向接入链路(具有前向接入链路和返回接入链路)来彼此之间进行通信,类似地,UT 401和UE 501经由另一个双向接入链路来彼此之间进行通信。在另一种实现中,一个或多个另外的UE(没有示出)可以被配置为仅仅进行接收,因此只使用前向接入链路来与UT进行通信。在另一种实现中,一个或多个另外的UE(没有示出)还可以与UT 400或UT 401进行通信。替代地,UT和相应的UE可以是单一物理设备的集成部分,例如,具有集成的卫星收发机和用于直接与卫星进行通信的天线的移动电话。
UT 400可以包括动态重传(RTX)逻辑425,后者可以使UT 400能够动态地同步从卫星接入网络(例如,SAN 150)接收的重传请求与该UT 400维护的RL HARQ过程。具体而言,动态RTX逻辑425可以允许UT 400至少部分地基于从SAN接收的定时信息,识别与重传请求相关联的先前发送的数据,例如,如关于图7-15所更详细描述的。在一些方面,该定时信息可以包括用于定时和/或调度重传的时间线或往返时间(RTT)。在其它方面,该定时信息可以包括用于与所请求的数据(例如,要重传的数据)相关联的RL HARQ过程的HARQ过程标识符。此后,UT 400可以根据动态地配置的时间线,向SAN重新发送该请求的数据。
SAN 150可以包括网关200和201、基础设施106、以及用于与卫星通信系统100的一个或多个用户终端400和/或401进行通信(例如,经由卫星300)的另外元件或部件(为了简单起见,没有示出)。网关200可以访问互联网108或者一个或多个其它类型的公共网络、半专用或专用网络。在图1所示出的例子中,网关200与基础设施106进行通信,其中基础设施106能够访问互联网108或者一个或多个其它类型的公共网络、半专用或专用网络。此外,网关200还可以耦合到各种类型的通信回程,例如,其包括诸如光纤网络或者公用交换电话网络(PSTN)110之类的地面网络。此外,在替代的实现中,网关200可以在无需使用基础设施106的情况下,与互联网108、PSTN 110或者一个或多个其它类型的公共网络、半专用或专用网络进行接口。另外,网关200可以通过基础设施106来与其它网关(例如,网关201)进行通信,或者替代地被配置为在无需使用基础设施106的情况下,与网关201进行通信。在整体上或者部分上,基础设施106可以包括网络控制中心(NCC)、卫星控制中心(SCC)、有线和/或无线核心网络和/或用于促进与卫星通信系统100的操作和/或通信的任何其它组件或系统。
SAN 150可以包括HARQ RTT逻辑152,后者可以使SAN 150能够动态地配置用于与相应的用户终端(例如,UT 400)执行RL HARQ操作的时间线。具体而言,HARQ RTT逻辑152可以允许SAN 150至少部分地基于SAN 150与用于与相应的用户终端进行通信的卫星(例如,卫星300)之间的馈线链路延迟,来动态调整用于处理RL数据的重传的时间线,例如,如下面关于图7-15所更详细描述的。SAN 150可以向用户终端传送与调整的时间线相关联的定时信息。在一些方面,该定时信息可以是在在波束间切换期间发送的无线电资源控制(RRC)配置消息中提供的。在其它方面,该定时信息可以是在与各个重传请求一起发送的RL授权消息中提供的。
卫星300和网关200之间的两个方向的通信称为馈线链路,而卫星与UT 400和401中的每一个之间的两个方向的通信称为服务链路。从卫星300到地面站(其可以是网关200或者UT 400和UT 401中的一个)的信号路径,通常可以称为下行链路。从地面站到卫星300的信号路径通常可以称为上行链路。另外,如上所述,信号可以具有诸如前向链路和返回链路或反向链路之类的通常方向。因此,源自于网关200并通过卫星300而终止于UT 400的方向的通信链路称为前向链路,而源自于UT 400并通过卫星300而终止于网关200的方向的通信链路称为返回链路或反向链路。因此,在图1中,将从网关200到卫星300的信号路径标记为“前向馈线链路”,而将从卫星300到网关200的信号路径标记为“返回馈线链路”。用类似的方式,在图1中,从每一个UT 400或401到卫星300的信号路径标记为“返回服务链路”,而从卫星300到每一个UT 400或UT 401的信号路径标记为“前向服务链路”。
图2是还可以应用于图1的网关201的网关200的示例性框图。网关200示出为包括多个天线205、RF子系统210、数字子系统220、公用交换电话网络(PSTN)接口230、局域网(LAN)接口240、网关接口245和网关控制器250。RF子系统210耦合到天线205和数字子系统220。数字子系统220耦合到PSTN接口230、LAN接口240和网关接口245。网关控制器250耦合到RF子系统210、数字子系统220、PSTN接口230、LAN接口240和网关接口245。
RF子系统210(其可以包括多个RF收发机212、RF控制器214和天线控制器216)可以经由前向馈线链路301F向卫星300发送通信信号,经由返回馈线链路301R从卫星300接收通信信号。虽然为了简单起见而没有示出,但RF收发机212中的每一个都可以包括发射链和接收链。每一个接收链可以包括低噪声放大器(LNA)和下变频器(例如,混频器),以分别用公知方式对所接收的通信信号进行放大和下变频。此外,每一个接收链还可以包括模数转换器(ADC),以便将所接收的通信信号从模拟信号转换成数字信号(例如,用于由数字子系统220进行处理)。每一个发射链可以包括上变频器(例如,混频器)和功率放大器(PA),以分别用公知方式对于将发送给卫星300的通信信号进行上变频和放大。此外,每一个发射链还可以包括数模转换器(DAC),以便将从数字子系统220接收的数字信号转换成要向卫星300发送的模拟信号。
RF控制器214可以用于控制多个RF收发机212的各个方面(例如,载波频率的选择、频率和相位校准、增益设置等等)。天线控制器216可以控制天线205的各个方面(例如,波束成形、波束控制、增益设置、频率调谐等等)。
数字子系统220可以包括多个数字接收机模块222、多个数字发射机模块224、基带(BB)处理器226和控制(CTRL)处理器228。数字子系统220可以对从RF子系统210接收的通信信号进行处理,将处理后的通信信号转发给PSTN接口230和/或LAN接口240,对从PSTN接口230和/或LAN接口240接收的通信信号进行处理,将处理后的通信信号转发给RF子系统210。
每一个数字接收机模块222可以对应于用于管理网关200和UT 400之间的通信的信号处理单元。RF收发机212的接收链中的一个可以向多个数字接收机模块222提供输入信号。多个数字接收机模块222可以用于适应在任何给定时间进行处理的所有卫星波束和可能的分集模式信号。虽然为了简单起见而没有示出,但每一个数字接收机模块222可以包括一个或多个数字数据接收机、搜索器接收机、以及分集组合器和解码器电路。搜索器接收机可以用于搜索载波信号的适当分集模式,并可以用于搜索导频信号(或者其它相对固定模式的较强信号)。
数字发射机模块224可以对于要经由卫星300来向UT 400发送的信号进行处理。虽然为了简单起见而没有示出,但每一个数字发射机模块224可以包括用于对传输的数据进行调制的发射调制器。每一个发射调制器的发射功率可以由相应的数字发射功率控制器(为了简单起见而没有示出)进行控制,其中该相应的数字发射功率控制器可以(1)为了干扰减少和资源分配,应用最小电平的功率;(2)当需要补偿传输路径中的衰减和其它路径传送特性时,应用适当的功率电平。
耦合到数字接收机模块222、数字发射机模块224和基带处理器226的控制处理器228可以提供命令和控制信号,以实现诸如但不限于信号处理、定时信号生成、功率控制、切换控制、分集组合和系统接口之类的功能。
控制处理器228还可以控制导频、同步和寻呼信道信号的生成和功率,以及它们与发射功率控制器(为了简单起见而没有示出)的耦合。导频信道是没有通过数据进行调制的信号,其可以使用重复不变模式或者非变化的帧结构类型(模式)或音调类型输入。例如,用于形成导频信号的信道的正交函数通常具有常量值(例如,全部1或0)或者公知的重复模式(例如,散布的1和0的结构化模式)。
基带处理器226是本领域公知的,因此本文没有详细地描述。例如,基带处理器226可以包括各种各样的已知单元,例如(但不限于)编码器、数据调制解调器、以及数字数据交换和存储组件。
PSTN接口230可以直接或者通过另外的基础设施106,向外部PSTN提供通信信号和从外部PSTN接收通信信号,如图1中所示。PSTN接口230是本领域公知的,因此本文没有详细地描述。对于其它实现而言,可以省略PSTN接口230,或者使用将网关200连接到基于地面的网络(例如,互联网)的任何其它适当接口来替换。
LAN接口240可以向外部LAN提供通信信号,从外部LAN接收通信信号。例如,LAN接口240可以直接或者通过另外的基础设施106,耦合到互联网108,如图1中所示。LAN接口240是本领域公知的,因此本文没有详细地描述。
网关接口245可以向与图1的卫星通信系统100相关联的一个或多个其它网关(和/或与其它卫星通信系统相关联的网关,为了简单起见而没有示出)提供通信信号,并从其接收通信信号。对于一些实现而言,网关接口245可以经由一个或多个专用通信线路或信道(为了简单起见而没有示出),与其它网关进行通信。对于其它实现而言,网关接口245可以使用PSTN110和诸如互联网108之类的其它网络,与其它网关进行通信(也参见图1)。对于至少一种实现来说,网关接口245可以经由基础设施106,与其它网关进行通信。
整体的网关控制可以由网关控制器250来提供。网关控制器250可以计划和控制网关200对于卫星300的资源的使用。例如,网关控制器250可以分析趋势,生成业务计划,分配卫星资源,监测(或跟踪)卫星位置,估计卫星300和SAN 150之间的延迟,以及监测网关200和/或卫星300的性能。此外,网关控制器250还可以耦合到基于地面的卫星控制器(为了简单起见而没有示出),后者用于维持和监测卫星300的轨道,将卫星使用信息中继到网关200,跟踪卫星300的位置和/或调整卫星300的各种信道设置。
对于图2中所示出的示例性实现而言,网关控制器250包括本地时间、频率和位置参考251,后者可以向RF子系统210、数字子系统220和/或接口230、240和245提供本地时间或频率信息。可以使用该时间和频率信息,将网关200的各个部件进行彼此之间同步和/或与卫星300进行同步。此外,本地时间、频率和位置参考251还可以向网关200的各个部件提供卫星300的位置信息(例如,星历数据)。此外,虽然在图2中描述成包括在网关控制器250之中,但对于其它实现而言,本地时间、频率和位置参考251可以是耦合到网关控制器250(和/或耦合到数字子系统220和RF子系统210中的一个或多个)的单独子系统。
虽然为了简单起见而在图2中没有示出,但网关控制器250还可以耦合到网络控制中心(NCC)和/或卫星控制中心(SCC)。例如,网关控制器250可以允许SCC直接与卫星300进行通信,以便例如从卫星300获取星历数据。此外,网关控制器250还可以接收经处理的信息(例如,从SCC和/或NCC进行接收),其中该信息允许网关控制器250适当地瞄准其天线205(例如,瞄准适当的卫星300),以调度波束传输、协调切换、以及执行各种其它公知的功能。
仅仅为了说明性目的,图3是卫星300的示例性框图。应当理解的是,具体的卫星配置可以显著地改变,可以包括星上处理,也可以不包括星上处理。此外,虽然示出成单一卫星,但使用卫星间通信的两个或更多卫星可以提供网关200和UT 400之间的功能连接。应当理解的是,本公开内容并不限于任何特定的卫星配置,可以提供网关200和UT 400之间的功能连接的任何卫星或者卫星组合,可以视作为位于本公开内容的范围之内。举一个例子,卫星300示出为包括前向转发器310、返回转发器320、振荡器330、控制器340、前向链路天线351-352、以及返回链路天线361-362。可以对相应的信道或者频带之内的通信信号进行处理的前向转发器310,可以包括第一带通滤波器311(1)-311(N)中的相应一个、第一LNA 312(1)-312(N)中的相应一个、频率转换器313(1)-313(N)中的相应一个、第二LNA314(1)-314(N)中的相应一个、第二带通滤波器315(1)-315(N)中的相应一个、以及PA 316(1)-316(N)中的相应一个。PA 316(1)-316(N)中的每一个耦合到天线352(1)-352(N)中的相应一个,如图3中所示。
在相应的前向路径FP(1)-FP(N)中的每一个,第一带通滤波器311使频率位于相应的前向通道FP的信道或频带之内的信号分量通过,对频率位于相应的前向通道FP的信道或频带之外的信号分量进行滤波。因此,第一带通滤波器311的通带对应于与相应的前向通道FP相关联的信道的宽度。第一LNA 312将所接收的通信信号放大成适合于由频率转换器313进行处理的水平。频率转换器313对相应的前向通道FP中的通信信号的频率进行转换(例如,转换成适合于从卫星300向UT 400进行传输的频率)。第二LNA314将频率转换后的通信信号进行放大,第二带通滤波器315对频率位于相关联的信道宽度之外的信号分量进行滤波。PA 316将滤波后的信号放大到适合于经由相应的天线352向UT 400进行传输的功率电平。包括多个(N个)返回路径RP(1)-RP(N)的返回转发器320,经由天线361(1)-361(N)来沿着返回服务链路302R来从UT 400接收通信信号,经由一个或多个天线362来沿着返回馈线链路301R来向网关200发送通信信号。返回路径RP(1)-RP(N)中的每一个(其可以对相应的信道或频带中的通信信号进行处理)可以耦合到天线361(1)-361(N)中的相应一个,并可以包括第一带通滤波器321(1)-321(N)中的相应一个、第一LNA 322(1)-322(N)中的相应一个、频率转换器323(1)-323(N)中的相应一个、第二LNA 324(1)-324(N)中的相应一个、以及第二带通滤波器325(1)-325(N)中的相应一个。
在相应的返回路径RP(1)-RP(N)中的每一个中,第一带通滤波器321使频率位于相应的返回路径RP的信道或频带之内的信号分量通过,对频率位于相应的返回路径RP的信道或频带之外的信号分量进行滤波。因此,对于一些实现而言,第一带通滤波器321的通带可以对应于与相应的返回路径RP相关联的信道的宽度。第一LNA 322将所有接收的通信信号放大成适合于由频率转换器323进行处理的水平。频率转换器323对相应的返回路径RP中的通信信号的频率进行转换(例如,转换成适合于从卫星300向网关200进行传输的频率)。第二LNA 324将频率转换后的通信信号进行放大,第二带通滤波器325对频率位于相关联的信道宽度之外的信号分量进行滤波。对来自返回路径RP(1)-RP(N)的信号进行组合,并经由PA326提供给一个或多个天线362。PA 326对组合后的信号进行放大,以便传输给网关200。
振荡器330(其可以是生成振荡信号的任何适当电路或设备)向前向转发器310的频率转换器313(1)-313(N)提供前向本地振荡器信号LO(F),将返回本地振荡器信号LO(R)提供给返回转发器320的频率转换器323(1)-323(N)。例如,频率转换器313(1)-313(N)可以使用LO(R)信号将通信信号从与从网关200向卫星300传输信号相关联的频带,转换成与从卫星300向UT 400传输信号相关联的频带。频率转换器323(1)-323(N)可以使用LO(R)信号将通信信号从与从UT 400向卫星300传输信号相关联的频带,转换成与从卫星300向网关200传输信号相关联的频带。
耦合到前向转发器310、返回转发器320和振荡器330的控制器340,可以控制卫星300的各种操作,其包括(但不限于)信道分配。在一个方面,控制器340可以包括耦合到处理器的存储器(为了简单起见而没有示出)。该存储器可以包括存储指令的非临时性计算机可读介质(例如,诸如EPROM、EEPROM、闪存、硬盘驱动器等等之类的一个或多个非易失性存储器单元),当这些指令由处理器执行时,使得卫星300执行包括(但不限于)本文参照图12-15所描述的这些的操作。
在图4中,示出了用于在UT 400或UT 401中使用的收发机的例子。在图4中,提供至少一个天线410来(例如,从卫星300)接收前向链路通信信号,其中这些通信信号被传送到模拟接收机414,在此处,对这些通信信号进行下变频、放大和数字化。通常使用双工器单元412来允许同一个天线服务发射和接收功能。或者,UT收发机可以使用单独的天线来操作在不同的发射频率和接收频率。
将模拟接收机414所输出的数字通信信号传送到至少一个数字数据接收机416A和至少一个搜索器接收机418。根据收发机复杂度的可接受水平,可以使用另外的数字数据接收机416N来获得期望水平的信号分集,如相关领域中的普通技术人员所显而易见的。
至少一个用户终端控制处理器420耦合到数字数据接收机416A-416N和搜索器接收机418。控制处理器420提供基本信号处理、定时、功率和切换控制或协调、以及用于信号载波的频率的选择等等其它功能。可以由控制处理器420执行的另一个基本控制功能是选择或者操纵用于对各种信号波形进行处理的功能。控制处理器420的信号处理可以包括确定相对信号强度和计算各种相关的信号参数。信号参数(例如,定时和频率)的这些计算可以包括使用另外的或者单独的专用电路,提供增加的效率或者测量的速度或者控制处理资源的改进的分配。
UT 400可以包括动态RTX逻辑425,后者可以使UT 400能够动态地同步从卫星接入网络(例如,SAN 150)接收的重传请求与该UT 400维护的RL HARQ过程。具体而言,动态RTX逻辑425可以允许UT 400至少部分地基于从SAN接收的定时信息,识别与重传请求相关联的先前发送的数据,例如,如关于图7-15所更详细描述的。在一些方面,该定时信息可以包括用于定时和/或调度重传的时间线或RTT。在其它方面,该定时信息可以包括用于与所请求的数据(例如,要重传的数据)相关联的RL HARQ过程的HARQ过程标识符。此后,UT 400可以根据动态地配置的时间线,向SAN重新发送该请求的数据。
数字数据接收机416A-416N的输出耦合到用户终端中的数字基带电路422。例如,数字基带电路422包括用于传送去往和来自如图1中所示的UE 500的信息的处理和呈现单元。参见图4,如果使用分集信号处理,则数字基带电路422可以包括分集组合器和解码器。这些单元中的一些还可以在控制处理器420的控制之下进行操作,或者与控制处理器420进行通信。
当将语音或其它数据准备成源自于用户终端的输出消息或通信信号时,数字基带电路422用于接收、存储、处理和准备用于传输的期望的数据。数字基带电路422向在控制处理器420的控制之下进行操作的发射调制器426提供该数据。将发射调制器426的输出传送到功率控制器428,后者向发射功率放大器430提供输出功率控制,以用于该输出信号从天线410向卫星(例如,卫星300)的最后传输。
在图4中,UT收发机还包括与控制处理器420相关联的存储器432。存储器432可以包括用于由控制处理器420执行的指令,以及用于由控制处理器420进行处理的数据。
在图4所示出的例子中,UT 400还包括可选的本地时间、频率和/或位置参考434(例如,GPS接收机),后者可以向控制处理器420提供本地时间、频率和/或位置信息,以用于各种应用(例如,其包括用于UT 400的时间和频率同步)。
数字数据接收机416A-N和搜索器接收机418配置有用于对特定的信号进行解调和跟踪的信号相关单元。搜索器接收机418用于搜索导频信号或者其它相对固定模式的较强信号,而数字数据接收机416A-N用于对与检测的导频信号相关联的其它信号进行解调。但是,可以分配数字数据接收机416以跟踪导频信号,在捕获之后,准确地确定信号码片能量与信号噪声之比,制定导频信号强度。因此,可以对这些单元的输出进行监测,以确定导频信号或者其它信号中的能量或者频率。此外,这些接收机还使用频率跟踪单元,可以对这些频率跟踪单元进行监测,以向控制处理器420提供当前频率和时间信息,以用于对信号进行解调。
控制处理器420可以使用该信息来确定当需要将所接收的信号调整到相同的频带时,其与振荡器频率偏离的程度。可以根据期望,将与频率误差和频率偏移有关的该信息和其它信息,存储在存贮设备或存储器单元432中。
控制处理器420还可以耦合到UE接口电路450,以允许UT 400和一个或多个UE之间的通信。可以根据期望,将UE接口电路450配置为与各种UE配置进行通信,并因此根据与所支持的各种UE进行通信所使用的各种通信技术,可以包括各种收发机和相关的组件。例如,UE接口电路450可以包括一个或多个天线、广域网(WAN)收发机、无线局域网(WLAN)收发机、局域网(LAN)接口、公用交换电话网络(PSTN)接口和/或配置为与和UT 400进行通信的一个或多个UE进行通信的其它已知通信技术。
图5是示出UE 500的例子的框图,其还可以应用于图1的UE 501。如图5中所示的UE500可以是移动设备、手持型计算机、平板设备、可穿戴设备、智能手表或者能够与用户进行交互的任何类型的设备。另外,该UE可以是提供针对各种最终的终端用户设备和/或各种公共网络或专用网络的连接的网络侧设备(例如,无线节点、小型小区等等)。在图5所示出的例子中,UE 500可以包括LAN接口502、一个或多个天线504、广域网(WAN)收发机506、无线局域网(WLAN)收发机508和卫星定位系统(SPS)接收机510。SPS接收机510可以与全球定位系统(GPS)、GLONASS和/或任何其它基于全球或区域卫星的定位系统相兼容。在替代的方面,例如,UE 500可以包括诸如Wi-Fi收发机之类的WLAN收发机508(具有或不具有LAN接口502)、WAN收发机506和/或SPS接收机510。此外,UE500还可以包括诸如蓝牙、ZigBee和其它已知技术之类的另外收发机(具有或不具有LAN接口502)、WAN收发机506、WLAN收发机508和/或SPS接收机510。因此,根据本文所公开的各个方面,只是将针对UE 500所示出的单元提供成一种示例性配置,而并不旨在限制UE的配置。
在图5所示出的例子中,处理器512连接到LAN接口502、WAN收发机506、WLAN收发机508和SPS接收机510。可选地,运动传感器514和其它传感器还可以耦合到处理器512。
存储器516连接到处理器512。在一个方面,存储器516可以包括发送给UT 400和/或从UT 400接收的数据518,如图1中所示。参见图5,存储器516还可以包括所存储的由处理器512执行以用于执行与UT 400进行通信的处理步骤的指令520,例如。此外,UE 500还可以包括用户接口522,后者可以包括用于通过光、声音或者触觉输入或输出来使处理器512的输入或输出与用户进行接口的硬件和软件,例如。在图5所示出的例子中,UE 500包括连接到用户接口522的麦克风/扬声器524、键盘526和显示器528。替代地,例如,可以通过使用触摸屏显示器,将用户的触觉输入或输出与显示器528集成在一起。同样再一次,图5中所示出的单元并不旨在限制本文所公开的UE的配置,应当理解的是,UE 500中所包括的单元将基于该设备的终端使用和系统工程师的设计方案选择而发生变化。
另外,例如,UE 500可以是与如图1中所示出的UT 400进行通信但与UT 400相分离的用户设备(例如,移动设备或外部网络侧设备)。替代地,UE 500和UT 400可以是单一物理设备的集成部分。
如上面所提及的,GSO卫星部署在地球表面上近似35,000km处的对地静止轨道,按照地球自己的角速度,在赤道轨道绕着地球进行旋转。相比而言,NGSO卫星部署在非对地静止轨道,在相对较低的高度(例如,与GSO卫星相比),在地球表面的各个路径上,绕着地球进行旋转。
例如,图6示出了用于描述绕地球630轨道飞行的NGSO卫星300A-300H的第一星座610和GSO卫星621A-621D的第二星座620的图600。虽然在图6中描述成只包括八个NGSO卫星300A-300H,但第一星座610可以包括任何适当数量的NGSO卫星,例如,以便提供世界范围的卫星覆盖。对于一些实现而言,第一星座610可以包括600和900个NGSO卫星之间。类似地,虽然在图6中描述成只包括四个GSO卫星621A-621D,但第二星座620可以包括任何适当数量的GSO卫星,例如,以便提供世界范围的卫星覆盖。此外,虽然为了简单起见而没有在图6中示出,但GSO卫星的一个或多个其它星座和/或NGSO卫星的一个或多个其它星座可以处于地球630上的轨道中。
第一星座610(下文可以称为NGSO卫星星座610)可以向地球630上的大部分区域(如果不是全部的话)提供第一卫星服务。第二星座620(下文可以称为GSO卫星星座620)可以向地球630的大部分提供第二卫星服务。第一卫星服务可以与第二卫星服务不同。对于一些方面而言,NGSO卫星星座610提供的第一卫星服务可以对应于全球宽带互联网服务,GSO卫星星座620提供的第二卫星服务可以对应于基于卫星的广播(例如,电视)服务。此外,对于至少一些实现而言,NGSO卫星300A-300H中的每一个可以是图1和图3的卫星300的一个例子。
NGSO卫星300A-300H可以在任何适当数量的非地球同步轨道平面(为了简单起见而没有示出)中,绕地球630飞行,这些轨道平面中的每一个可以包括多个NGSO卫星(例如,NGSO卫星300A-300H中的一个或多个)。例如,非地球同步轨道平面可以包括极轨模式和/或沃克轨道模式。因此,对于地球630上的静止观察者而言,NGSO卫星300A-300H呈现为在穿过地球表面的多个不同路径中迅速地跨越天空,其中NGSO卫星300A-300H中的每一个提供穿过地球表面的相应路径的覆盖。
相比而言,GSO卫星621A-621D可以处于绕着地球630的地球同步轨道,对于地球630上的静止观察者而言,其呈现为在位于地球赤道631上方的天空中的固定位置中不动。GSO卫星621A-621D中的每一个与地球630上的相应GSO地面站维持相对固定的视线。例如,在图6中,将GSO卫星621B描述成与GSO地面站625维持相对固定的视线。应当注意的是,对于地球630表面上的给定点而言,在天空中沿着GSO卫星621A-621D所位于的位置,可能有一个弧形。本文可以将这种弧形的GSO卫星位置称为GSO弧形640。用于GSO地面站(例如,诸如GSO地面站625)的接收区域,可以通过通常固定的方位和固定的波束宽度(例如,ITU规范所规定的波束宽度)的天线模式来规定。例如,将GSO地面站625描述成朝着GSO卫星621B的波束626。
在一些方面,NGSO卫星300A-300H中的每一个可以包括多个定向天线,以便向用户终端(如,图1的UT 400)和/或网关(例如,图1的网关200)提供高速前向链路(例如,下行链路)。高增益定向天线实现更高的数据速率,并且通过将辐射聚焦在相对较窄的波束宽度,而与全向天线相比(如与和全向天线相关联的相对较宽波束宽度相比),更不易受到干扰。例如,如图6中所示,与从GSO卫星621A发送的波束622A所提供的覆盖区域623A相比,从NGSO卫星300A发送的波束612A所提供的覆盖区域613A相对较小。
由于NGSO卫星300A-300H绕着地球630相对快速地旋转(例如,对于低地球轨道(LEO)卫星而言,近似每90分钟),因此它们的位置相对于地球630上的固定位置快速地改变。为了在地球表面的很广区域上提供覆盖(例如,为了在美国提供互联网服务),NGSO卫星300A-300H中的每一个可以提供穿过地球表面的相应路径的覆盖。例如,NGSO卫星300A-300H中的每一个可以发送任意数量的波束,这些波束中的一个或多个可能指向地球表面上的重叠区域。如本文所使用的,卫星的覆盖区是位于其之中的所有UT都可以(在最小仰角之上)与该卫星进行通信的(地球上的)表面区域。从卫星(例如,其相应天线)发送的波束所覆盖的区域,本文称为波束覆盖区域。因此,可以根据从卫星发送的多个波束所提供的多个波束覆盖区域,来规定卫星的覆盖区。
图7示出了用于描述从相应数量的天线352(1)-352(N)发射多个(N个)波束710(1)-710(N)的卫星300的图700。此外,还参见图3,天线352(1)-352(N)中的每一个都可以耦合到卫星300的返回转发器320中的相应返回路径(RP)。波束710(1)-710(N)中的每一个可以用于在网关GW和用户终端UT之间发送数据,其中该用户终端UT位于该波束在地球630上的覆盖区域之内。例如,网关GW和用户终端UT可以是图2的网关200和图4的UT 400的相应实施例。具体而言,该网关GW可以包括被在卫星接入网络(例如,图1的SAN 150)中,或者形成卫星接入网络的一部分。因此,该GW可以经由馈线链路712与卫星300进行通信,UT可以经由服务链路714与卫星300进行通信。
对于图7的示例性图700而言,将波束710(1)-710(N)描述成分别提供地球630上的覆盖区域720(1)-720(N)。相应的波束710(1)-710(N)提供的覆盖区域720(1)-720(N)可以一起规定卫星300的覆盖区。覆盖区域720(1)-720(N)中的每一个可以横跨该卫星的覆盖区的整个宽度。在一些实现中,覆盖区域720(1)-720(N)可以具有其它适当的形状、大小和/或方位。此外,对于至少一些实现而言,NGSO卫星星座610中的所有卫星300可以具有基本类似的覆盖区。波束710(1)-710(N)中的每一个操作成卫星300的相应通信信道。相邻配对的覆盖区域720(1)-720(N)可以彼此之间接触和/或重叠,使得波束710(1)-710(N)提供的覆盖区可以具有最小覆盖间隙。虽然将GW描述成位于波束710(1)的覆盖区720(1)内(为了简单起见),但GW可以与覆盖区域720(1)-720(N)中的任何一个内的用户终端进行通信(例如,经由卫星300的波束710(1)-710(N)中的任何一个)。
随着卫星300穿过位于网关GW和用户终端UT,给定波束的信道质量可能恶化,而不同波束的信道质量可能提高。因此,网关GW和/或用户终端UT中的每一个定期地将通信信道从一个波束切换到另一个波束。本文可以将该过程称为“波束间切换”。卫星300的移动还可能引起与网关GW(例如,沿馈线链路712)和/或用户终端UT(例如,沿着服务链路714)的信号传播时间的变化。具体而言,馈线链路延迟的改变可能影响与特定网关服务的所有用户终端的通信的定时。例如,沿馈线链路712的信号传播延迟的增加可能导致网关GW与用户终端UT以及该网关GW服务的任何其它用户终端(为简单起见而没有示出)之间的通信延迟的增加。
SAN与用户终端UT之间的通信可以是半双工的。为了支持半双工通信,前向链路上的传输(例如,从GW到UT)可以与反向链路上的传输(例如,从UT到GW)进行协调。因此,可以将给定的通信周期细分为多个前向链路(FL)传输和多个反向链路(RL)传输。例如,每个FL传输可以对应于从SAN向用户终端UT发送的数据和/或控制信息的单个子帧(例如,FL子帧)。类似地,每个RL传输可以对应于从用户终端UT向SAN发送的数据和/或控制信息的单个子帧(例如,RL子帧)。给定通信周期的FL子帧和RL子帧可以共同形成通信(或“无线电”)帧。因此,典型的通信帧可以具有单个通信周期的总持续时间。
HARQ是接收设备可以请求对于错误接收的数据进行重传的过程。不同于由无线电链路控制(RLC)层执行的标准自动重传请求ARQ)过程,在物理(PHY)层执行HARQ过程(例如,并由媒体访问控制(MAC)层进行管理)。具体而言,HARQ允许对未正确接收的数据(例如,分组、帧、PDU、MPDU等等)进行缓存和组合,以潜在地减少为了适当地重建特定的数据单元而需要的重传次数。例如,如果SAN从用户终端UT接收到不正确的数据单元(例如,对应于RL子帧),则SAN可以请求来自用户终端UT的对该特定数据单元的重传。不是丢弃不正确的数据单元,而是SAN可以存储不正确的数据(例如,存储在HARQ缓冲器中)以与重传的数据进行组合,以便例如更快地恢复正确的数据单元。例如,如果原始数据单元和重传数据都有错误,则SAN可以对无错误部分进行组合以重建正确的数据单元。对于任何数量的重传,都可以根据需要重复该过程(例如,直到恢复正确的数据单元为止)。SAN可以使用FL子帧(例如,给定通信帧的FL子帧)来向用户终端UT发送HARQ反馈信息。HARQ反馈信息可以包括相应RL数据的确认(ACK)或否定确认(NACK)(例如,正确或不正确地接收)。HARQ反馈信息还可以包括附加信息,例如,用于指示要重传RL数据的哪个部分(例如,RV索引)。
每个HARQ过程与相对应的HARQ过程标识符(ID)相关联。例如,SAN和/或用户终端可以使用HARQ过程ID来针对相应的HARQ过程,跟踪正确和/或不正确地接收的任何数据。通常,FL HARQ过程(例如,其与SAN向用户终端发送的FL数据相关联)是异步的。因此,当特定的用户终端请求对FL子帧的重传时,用户终端向SAN发送的重传请求可以包括与FL子帧相关联的HARQ过程ID。这允许SAN快速地确定要重新发送到用户终端的确切数据子帧。另一方面,传统的RL HARQ过程(例如,其与用户终端向SAN发送的RL数据相关联)是同步的。因此,当SAN请求对RL子帧的重传时,SAN向用户终端发送的重传请求可以不包括与该RL子帧相关联的HARQ过程ID。事实上,用户终端基于重传请求的定时,来识别要重传到SAN的数据的子帧。
例如,用户终端UT可以在处理从SAN接收的重传请求时,实现HARQ往返时间(RTT)。HARQ RTT可以对应于RL子帧的初始传输与该子帧的后续重传(例如,响应于来自SAN的重传请求)之间的延迟。基于HARQ RTT、用户终端UT的处理时间(例如,处理所接收的重传请求所需的时间)以及接收到重传请求的时间,用户终端UT可以确定该用户终端UT向SAN最初发送该请求RL子帧的精确时间。例如,在给定的时刻(T)处接收到重传请求时,用户终端可以通过增加处理时间(PT)并减去HARQ RTT,来确定最初发送该请求的RL数据的时间(T0)(例如,T0=T+PT–RTT)。因此,假设HARQ RTT为40ms并且处理时间为6ms,则用户终端UT可以确定在时间T接收的重传请求是针对于在34ms前发送的RL子帧(例如,T0=T-34)。用此方式,用户终端UT可以在不知道其相关联的HARQ过程ID的情况下,将所接收的重传请求与相应的HARQ过程进行同步。
如上所述,卫星300的移动可能导致网关GW和卫星300之间的馈线链路延迟的改变。因此,SAN和用户终端UT之间的通信的实际延迟可能随时间而变化。例如,由用户终端UT在特定时刻发起的RL传输可能比在不同时刻发起的另一个RL传输花费更长(或更短)的时间到达SAN。类似地,由SAN在特定时刻发起的FL传输(例如,重传请求)可能比SAN在不同时刻处发起的另一个FL传输花费更长(或更短)的时间到达用户终端UT。为了确保重传请求和相关联的RL数据之间的适当同步,传统的RL HARQ过程遵循用于处理重传请求的固定调度或时间线。例如,用户终端UT可以在RL数据传输的定时和该RL数据的后续重传之间,实现预先配置的延迟(例如,HARQ RTT)。
这些示例性实现认识到,通过遵循固定的HARQ时间线,一些用户终端(例如,经历小于阈值量的馈线链路延迟)可能在它们与SAN的相应通信中遭受明显的延迟损失。因此,对于至少一些实现,SAN和/或用户终端可以动态地调整用于处理与RL HARQ过程相关联的重传请求的HARQ时间线。
图8示出了用于描绘具有变化量的馈线链路延迟的反向链路(RL)混合自动重传请求(HARQ)过程的示例性时序图800。为了便于本文讨论起见,用户终端(UT)可以对应于图4的UT 400,卫星接入网络(SAN)可以对应于图1的SAN 150,卫星(SAT)可以对应于图3的卫星300。此外,SAN可以经由相关联的网关GW与UT(和SAT)进行通信,该网关GW可以对应于图2的网关200。如上所述,SAN可以对UT和SAN之间的通信进行转发或中继(例如,通过GW)。具体而言,UT可以经由服务链路(例如,图7的服务链路714)与SAT进行通信,SAN(或GW)可以经由馈线链路(例如,图7的馈线链路712)与SAT进行通信。
在时间t0,UT经由服务链路来发起到SAN的反向链路(RL)数据传输。由于服务链路中的传播延迟,SAT在稍后某个时间(例如,在时间t1)接收到该RL数据。随后,在时间t1,SAT将RL数据中继到SAN。随后,SAN可以在稍后某个时间从SAT接收到该RL数据,这取决于此时馈线链路中的延迟的量。为了便于讨论起见,可以假设SAT中的传播延迟(例如,其相对不重要的)包括成馈线链路延迟的一部分。在图8的例子中,在给定最大量的馈线链路延迟的情况下,虚线跟踪RL数据的潜在信号路径,而在给定最小量的馈线链路延迟的情况下,点划线跟踪RL数据的潜在信号路径。RL数据的实际信号路径则显示为实线。如图8的例子中所示,UT经历的馈线链路延迟的实际量在最大和最小馈线链路延迟之间。
假定最大量的馈线链路延迟,SAN将在时间t4从SAT接收到RL数据。然后,SAN将从时间t4到t6检查所接收的RL数据(例如,基于循环冗余校验(CRC)和/或前向纠错(FEC)信息),以判断是否正确地接收到RL数据(例如,并修复所接收收到的RL数据中的任何可校正的错误)。然后,在时间t6,SAN将基于判断结果,经由馈线链路向UT返回HARQ反馈消息。在图8的例子中,所接收的RL数据中的至少一些是不正确的和/或不能通过FEC进行校正。因此,SAN将在时间t6向UT发送否定确认(NACK)和/或重传请求(RR),以请求对RL数据(例如,或者其一个或多个部分)的重传。SAT将通过馈线链路接收该重传请求,并通过服务链路将该消息中继到UT。由于馈线链路和服务链路中的延迟,UT将在稍后某个时间(例如,在时间t11)接收到该重传请求。然后,UT将从时间t11到t12处理该重传请求,并在时间t12,向SAN重新发送RL数据(例如,重传(RTX)数据)。
馈线链路延迟的量可以在最大量(例如,如上所述)和最小量之间变化。假定最小量的馈线链路延迟,SAN可以在时间t2从SAT接收到RL数据。然后,SAN可以从时间t2到t5,潜在地检查所接收的RL数据(例如,基于CRC和/或FEC信息),以判断是否正确地接收到RL数据(例如,并修复所接收的RL数据中的任何可校正的错误)。然后,在时间t5,SAN可以基于判断结果,经由馈线链路向UT返回HARQ反馈消息。具体而言,在图8的例子中,SAN可以在时间t5向UT发送NACK和/或重传请求,以请求重传未正确接收的RL数据的任何部分。SAT将在时间t6通过馈线链路接收到重传请求,并通过服务链路将该消息中继到UT。由于较短的馈线链路延迟,UT可以潜在更快地(例如,在时间t8)接收到重传请求。然后,UT可以更快地处理重传请求(例如,从时间t8到t10),并在时间t10向SAN重新发送RL数据。
如上所述,关于图7,RL HARQ过程通常是同步的。因此,为了将所接收的重传请求与适当的RL数据(例如,要重传的RL数据)进行匹配,重传请求的定时必须与UT维护的HARQ时间线对齐或同步。如果相对于HARQ时间线过早地(或太晚地)接收到重传请求,则UT可能无法履行该重传请求或者可能向SAN重传错误的RL数据。为了补偿馈线链路延迟的这种变化量,传统的RL HARQ过程假设“最坏情况”场景(例如,最大馈线链路延迟)以确保SAN具有足够的时间通过馈线链路接收RL数据并通过馈线链路发回反馈消息。换言之,UT将期望重传请求在时间t11到达(例如,对于最初在时间t0发送的RL数据),而不管SAT和SAN(或GW)之间的实际馈线链路延迟。
实际馈线链路延迟可以在最大和最小馈线链路延迟之间(包括端点)。因此,在图8的例子中,SAN实际上可以在时间t3从SAT接收到RL数据(例如,该时间早于SAN在最大馈线链路延迟下接收RL数据的时间,但是晚于SAN在最小馈线链路延迟下接收RL数据的时间)。但是,为了确保与UT维持的传统(例如,固定或静态)HARQ时间线进行准确地同步,SAN将不得不等到时间t7向UT发送重传请求。这将确保SAT在最大馈线链路延迟下接收重传请求的相同时间(例如,在时间t9)接收到重传请求。随后,UT将在预期时间(例如,在时间t11)从SAT接收该重传请求。
如图8中所示,最大馈线链路延迟导致HARQ RTT为~40ms,而最小馈线链路延迟可能导致~30ms的HARQ RTT。但是,通过假设最坏情况场景,传统的RL HARQ过程可能对没有经历最大量的馈线链路延迟的用户终端施加延迟惩罚。例如,即使SAN实际上在时间t3接收到RL数据(例如,比在最大馈线链路延迟下更早),在SAN可以发送与接收的RL数据相关联的重传请求之前,SAN也需要等到时间t7(例如,比在最大馈线链路延迟下更晚)。因此,期望允许SAN生成重传请求,并使UT能够尽可能快地(例如,基于实际馈线链路延迟)处理这种重传请求。
在示例性实现中,SAN可以基于SAN和SAT之间的实际馈线链路延迟,来动态地改变或配置HARQ时间线(例如,用于RL HARQ过程)。在一些方面,SAN可以在接收到相关联的RL数据之后,立即生成重传请求(例如,并且确定接收到有错误的RL数据)。只要实际馈线链路延迟小于最大量,这就可以减少重传请求的延迟(例如,因为SAN不必延迟重传请求以与最大馈线链路延迟一致)。为了考虑重传请求的定时的变化,UT可以实现动态HARQ RTT,以处理从SAN接收的重传请求。具体而言,动态HARQ RTT可以是最大HARQ RTT和最小HARQ RTT之间的任何时间长度(包括端点),这取决于SAN(和/或网关GW)观察到的实际馈线链路延迟。这可以允许UT动态地调整(例如,减少)反向链路上的重传的延迟,同时保持所接收的重传请求与其相关联的HARQ过程(例如,其对应于最初发送的RL数据)之间的同步。
在示例性实现中,可以至少部分地基于馈线链路延迟的变化来调整动态HARQRTT。但是,在其它实现中,除了(或代替)馈线链路延迟之外,还可以基于其它因素来调整动态HARQ RTT。例如,在一些方面,可以基于(例如,在SAT和UT之间)服务链路延迟的改变,来调整动态HARQ RTT。在另一个方面,可以基于馈线链路延迟和服务链路延迟的改变来调整动态HARQ RTT。
图9示出了用于描绘具有可配置时间线的RL HARQ过程的示例性时序图900,其中可以每个波束时间间隔来动态地调整该可配置时间线。为了便于本文讨论起见,用户终端(UT)可以对应于图4的UT 400,卫星接入网络(SAN)可以对应于图1的SAN 150,卫星(SAT)可以对应于图3的卫星300。此外,SAN可以经由相关联的网关GW与UT(和SAT)进行通信,该网关GW可以对应于图2的网关200。如上所述,SAT可以对UT和SAN之间的通信进行转发或中继(例如,经由GW)。具体而言,UT可以经由服务链路(例如,图7的服务链路714)与SAT进行通信,SAN(或GW)可以经由馈线链路(例如,图7的馈线链路712)与SAT进行通信。
在时间t0,SAN经由馈线链路向UT发送无线电资源控制(RRC)配置消息。例如,RRC配置消息的传输可以与从时间t0到t1的波束间切换(IBH)一致,以便将与UT的通信从第一波束切换到SAT的第二波束。具体而言,作为波束间切换的结果,RRC配置消息可以用于重新配置和/或重新建立SAN和UT之间的通信。在示例性实现中,RRC配置消息可以包括HARQ定时信息(TI),后者可以用于动态地配置或调整由UT实现的HARQ时间线(例如,用于处理来自SAN的重传请求)。
HARQ定时信息可以包括由UT针对给定波束时间间隔(例如,从时间t1到t9)实现的动态HARQ RTT。在图9的例子中,动态HARQ RTT可以对应于~34ms的时间间隔。在一些方面,SAN可以至少部分地基于在发起波束间切换的时间(例如,在时间t0)由GW观察到的馈线链路延迟的量,来确定动态HARQ RTT。例如,SAN的每个网关可以被配置为持续地监测其相应的馈线链路延迟。因此,SAN可以基于GW观察到的馈线链路延迟的量的改变,周期性地更新动态HARQ RTT(例如,针对每个波束时间间隔)。虽然为了简单起见而在图9中仅示出了一个用户终端,但可以将HARQ定时信息广播到由该特定网关GW服务的所有用户终端(例如,并因此经历相同的馈线链路延迟)。
UT在时间t1经由SAT的服务链路,接收到RRC配置消息。然后,UT可以将包括在RRC配置消息中的HARQ定时信息应用于与网关GW相关联的RL HARQ过程。如上所述,UT可以基于HARQ定时信息来配置或调整其用于重传数据(例如,由SAN请求)的时间线。例如,不是遵守固定(例如,最大)HARQ RTT,而是UT可以实现可以小于最大HARQ RTT的动态HARQ RTT。在图9的例子中,动态HARQ RTT可以是~34ms(例如,比最大HARQ RTT短6ms)。在一些方面,当处理在波束时间间隔的持续时间(例如,从时间t1到t9)从SAN接收的任何重传请求时,UT可以使用动态HARQ RTT。
例如,在时间t2,UT可以经由服务链路,发起到SAN的RL数据传输。SAT通过服务链路接收RL数据,并通过馈线链路将通信中继到SAN。由于服务链路和馈线链路中的传播延迟,SAN在稍后某个时间(例如,在时间t3)接收到RL数据。在图9的例子中,SAN和SAT之间的实际馈线链路延迟小于最大馈线链路延迟。因此,与在最坏情况场景(例如,假设最大馈线链路延迟)相比,SAN可以更早地从SAT接收到RL数据。然后,SAN从时间t3到t4检查所接收的RL数据(例如,基于CRC和/或FEC信息),以判断是否正确地接收到RL数据(例如,并修复所接收的RL数据中的任何可校正的错误)。然后,在时间t4,SAN可以向UT发送重传请求(RR)以请求重传RL数据的至少一部分。具体而言,不是等待延长的时间段(例如,直到时间t5)以将重传请求与最大HARQ RTT对准,而是SAN可以在接收到RL数据并确定RL数据包含错误之后,立即发起重传请求(例如,在时间t4)。
SAT经由馈线链路接收重传请求,并经由服务链路将该消息中继到UT。由于馈线链路和服务链路中的延迟,UT在稍后某个时间(例如,在时间t6)接收到重传请求。假定在SAN处生成重传请求时的延迟减少,与根据传统HARQ时间线(例如,其假设最大馈线链路延迟)相比,UT可以更快地接收到重传请求。因此,在示例性实现中,UT可以使用从SAN接收的HARQ定时信息来使重传请求与相对应的RL HARQ过程同步。例如,UT可以使用动态HARQ RTT(例如,在考虑了其自己的处理时间之后),确定在时间t6接收的重传请求是针对先前在时间t2发送的RL数据。然后,UT可以从时间t6到t7处理该重传请求,并在时间t7向SAN重新发送RL数据(例如,作为RTX数据)。
通过比较,根据传统(例如,固定或静态)HARQ时间线,SAN将延迟发送重传请求直到时间t5为止(例如,即使SAN能够在时间t4,更早地发送重传请求)。结果,UT直到很久以后,才会在时间t8发送RTX数据(例如,其对应于最大HARQ RTT)。通过以关于图9所描述的方式来实现动态HARQ RTT,SAN(例如,和UT)可以显著地减少卫星通信系统的反向链路上的重传延迟。具体而言,通过在RRC配置消息中包括HARQ定时信息,SAN可以以最小的额外开销,来动态地调整用于RL HARQ过程的HARQ时间线(例如,因为RRC配置消息是在波束间切换期间周期性地交换的)。
SAN可以以多种方式向UT传输HARQ定时信息。如上所述,参见图9,可以在RRC配置消息中提供该HARQ定时信息。但是,在其它实现中,SAN可以使用RL授权消息,向UT传输HARQ定时信息。每个RL授权消息可以分配反向链路上的资源(例如,RL子帧),UT可以使用该资源来向SAN发送RL数据。在一些方面,HARQ定时信息可以是在RL授权消息中提供的,其中该RL授权消息分配从UT到SAN的RL数据的初始传输。在这样的实现中,UT可以利用HARQ定时信息来用于与RL授权相关联的RL数据的任何后续重传。在其它方面,HARQ定时信息可以是在与重传请求相关联的RL授权消息中提供的。在这样的实现中,UT可以针对每个单独的重传,利用新的HARQ定时信息。
图10A示出了用于描绘具有可配置时间线的RL HARQ过程的示例性时序图1000A,其中可以每个HARQ过程来动态地调整该可配置时间线。为了便于本文讨论起见,用户终端(UT)可以对应于图4的UT 400,卫星接入网络(SAN)可以对应于图1的SAN 150,卫星(SAT)可以对应于图3的卫星300。此外,SAN可以经由相关联的网关GW与UT(和SAT)进行通信,该网关GW可以对应于图2的网关200。如上所述,SAT可以对UT和SAN之间的通信进行转发或中继(例如,经由GW)。具体而言,UT可以经由服务链路(例如,图7的服务链路714)与SAT进行通信,SAN(或GW)可以经由馈线链路(例如,图7的馈线链路712)与SAT进行通信。
在时间t0,SAN经由馈线链路向UT发送RL授权消息(RLG)。RL授权消息可以分配反向链路上的资源,UT可以使用该资源来向SAN发送RL数据。SAT通过馈线链路接收RL授权消息,并通过服务链路将该消息中继到UT。由于服务链路和馈线链路中的传播延迟,UT在稍后某个时间(例如,在时间t1)接收到RL授权消息。在示例性实现中,RL授权消息可以包括HARQ定时信息(TI),后者可以用于动态地配置或调整由UT实现的HARQ时间线(例如,用于处理来自SAN的重传请求)。例如,HARQ定时信息可以包括由UT实现的动态HARQ RTT,以用于与RL授权消息相关联的RL数据的后续重传。
在图10A的例子中,动态HARQ RTT可以对应于~30ms的时间间隔。在一些方面,SAN可以至少部分地基于在发送RL授权消息的时间(例如,在时间t0)由GW观察到的馈线链路延迟的量,来确定动态HARQ RTT。用此方式,每当向UT传输新的RL授权消息时,SAN就可以更新动态HARQ RTT(例如,基于当前馈线链路延迟)。在其它实现中,HARQ定时信息可以包括用于与所请求的数据相关联的RL HARQ过程的HARQ过程标识符(ID)。如上所述,SAN和/或用户终端可以使用HARQ过程ID来针对给定HARQ过程,跟踪正确和/或不正确地接收的任何数据。
在时间t2,UT可以经由服务链路,发起到SAN的RL数据传输。SAT通过服务链路接收RL数据,并通过馈线链路将通信中继到SAN。由于服务链路和馈线链路中的传播延迟,SAN在稍后某个时间(例如,在时间t3)接收到RL数据。在图10A的例子中,SAN和SAT之间的实际馈线链路延迟等于最小馈线链路延迟。因此,与在最坏情况场景相比,SAN更早地从SAT接收到RL数据。然后,SAN从时间t3到t4检查所接收的RL数据(例如,基于CRC和/或FEC信息),以判断是否正确地接收到RL数据(例如,并修复所接收的RL数据中的任何可校正的错误)。然后,在时间t4,SAN可以向UT发送重传请求(RR)以请求重传RL数据的至少一部分。具体而言,不是等待延长的时间段(例如,直到时间t6)以将重传请求与最大HARQ RTT对准,而是SAN可以在接收到RL数据并确定RL数据包含错误之后,立即发起重传请求(例如,在时间t4)。
SAT经由馈线链路接收重传请求,并经由服务链路将该消息中继到UT。由于馈线链路和服务链路中的延迟,UT在稍后某个时间(例如,在时间t5)接收到重传请求。假定在SAN处生成重传请求时的延迟减少,与根据传统HARQ时间线(例如,其假设最大馈线链路延迟)相比,UT可以更快地接收到重传请求。因此,在示例性实现中,UT可以使用从SAN接收的HARQ定时信息来使重传请求与相对应的RL HARQ过程同步。在一些方面,UT可以使用动态HARQRTT(例如,在考虑了其自己的处理时间之后),确定在时间t5接收的重传请求是针对先前在时间t2发送的RL数据。在其它方面,UT可以使用HARQ过程ID来识别与重传请求相关联的RLHARQ过程(例如,以及相对应的RL数据)。然后,UT可以从时间t5到t7处理该重传请求,并在时间t7向SAN重新发送RL数据(例如,作为RTX数据)。
通过比较,根据传统(例如,固定或静态)HARQ时间线,SAN将延迟发送重传请求直到时间t6为止(例如,即使SAN能够在时间t4,更早地发送重传请求)。结果,UT直到很久以后,才会在时间t9发送RTX数据(例如,其对应于最大HARQ RTT)。通过以关于图10A所描述的方式来实现动态HARQ RTT,SAN(例如,和UT)可以显著地减少卫星通信系统的反向链路上的重传延迟。具体而言,通过在各自的RL授权中包括HARQ定时信息,SAN可以以更精细的粒度来动态地调整用于RL HARQ过程的HARQ时间线(例如,因为可以针对SAN向UT传输的每一个RL授权,基于当前馈线链路延迟来更新HARQ时间线)。
通常向RL授权提供重传请求(例如,在反向链路上为RTX数据分配资源)。因此,在一些方面,SAN可以利用向UT发送的每个重传请求,来传输更新的HARQ定时信息。例如,参见图10B的时序图1000B,UT可以向SAN发送一系列连续的RL子帧。具体而言,UT可以在时间t0发送第一RL子帧(RL SF1),在时间t1发送第二RL子帧(RL SF2)。SAT通过服务链路接收RL子帧,通过馈线链路将通信中继到SAN。由于馈线链路和服务链路中的延迟,SAN在时间t2接收到第一RL子帧,在时间t3接收到第二RL子帧。在图10B的例子中,馈线链路延迟从SAT中继第一RL子帧的时间到SAT中继第二RL子帧的时间发生改变(例如,增加)。结果,SAN接收这两个RL子帧之间的延迟(例如,从时间t2到t3)大于UT对这两个RL子帧的传输之间的延迟(例如,从时间t0到t1)。
SAN从时间t2到t4检查第一RL子帧,以判断是否正确地接收到第一RL子帧(例如,并修复所接收的RL数据中的任何可校正的错误)。然后,在时间t4,SAN可以向UT发送第一重传请求(RR1)以请求重传第一RL子帧。此外,SAN从时间t3到t5检查第二RL子帧,以判断是否正确地接收到第二RL子帧(例如,并修复所接收的RL数据中的任何可校正的错误)。然后,在时间t5,SAN可以向UT发送第二重传请求(RR2)以请求重传第二RL子帧。在示例性实现中,重传请求RR1和RR2中的每一个可以包括HARQ定时信息,该HARQ定时信息可以用于动态地配置或调整由UT针对相应RL子帧(例如,分别为RL SF1和RL SF2)实现的HARQ时间线。
如上面关于图10A所描述的那样,HARQ定时信息可以被包括在随每个重传请求提供的RL授权消息中。例如,第一重传请求RR1可以包括用于使第一重传请求RR1与和第一RL子帧(例如,其在时间t0发送)相关联的RL HARQ过程同步的第一组HARQ定时信息(HARQTI1)。第二重传请求RR2可以包括用于使第二重传请求RR2与和第二RL子帧(例如,其在时间t1发送)相关联的RL HARQ过程同步的第二组HARQ定时信息(HARQ TI2)。
对于一些实现,HARQ定时信息可以包括由UT针对相关联的重传请求实现的动态HARQ RTT。例如,第一组HARQ定时信息可以包括为了处理对第一RL子帧的重传而要实现的动态HARQ RTT(~32ms),第二组HARQ定时信息可以包括为了处理对第二RL子帧的重传而要实现的动态HARQ RTT(~34ms)。在其它实现中,HARQ定时信息可以包括用于与所请求的数据相关联的RL HARQ过程的HARQ过程ID。例如,第一组HARQ定时信息可以包括与第一RL子帧相关联的HARQ过程ID,第二组HARQ定时信息可以包括与第二RL子帧相关联的HARQ过程ID。
SAT经由馈线链路接收重传请求RR1和RR2,并经由服务链路将相应的消息中继到UT。由于馈线链路和服务链路中的延迟,UT在时间t6接收到第一重传请求,在时间t8接收到第二重传请求。由于第一RL子帧的接收与第二RL子帧的接收之间的馈线链路延迟的改变(例如,从时间t2到t3),与UT接收到第二重传请求(例如,在时间t8)相比,它可以更早地接收到第一重传请求(例如,在时间t6)。因此,在示例性实现中,UT可以使用每个重传请求中包括的相应HARQ定时信息,来使特定的重传请求与相对应的RL HARQ过程同步。
在一些方面,UT可以使用第一重传请求中包括的动态HARQ RTT,来确定在时间t6接收的重传请求是针对于先前在时间t0发送的RL数据。类似地,UT可以使用第二重传请求中包括的动态HARQ RTT,来确定在时间t8接收的重传请求是针对先前在时间t1发送的RL数据。在其它方面,UT可以使用第一重传请求中包括的HARQ过程ID来识别与第一RL子帧相关联的RL HARQ过程。类似地,UT可以使用第二重传请求中包括的HARQ过程ID来识别与第二RL子帧相关联的RL HARQ过程。
然后,UT可以从时间t6到t7处理第一重传请求,并在时间t7向SAN重新发送第一RL子帧(例如,作为RTX SF1)。UT可以从时间t8到t9进一步处理第二重传请求,在时间t9向SAN重新发送第二RL子帧(例如,作为RTX SF2)。通过以关于图10B所描述的方式来实现动态HARQ RTT,SAN(例如,和UT)可以响应于馈线链路延迟的瞬时变化来调整卫星通信系统的反向链路上的重传的延迟。具体而言,SAN可以在每个子帧基础上,来动态地调整用于RL HARQ过程的HARQ时间线(例如,基于当前馈线链路延迟)。
图11根据示例性实现,示出了一种示例性卫星接入网络(SAN)1100的框图。为了便于本文讨论起见,SAN 1100可以是图1的SAN 150的一个例子(或者在其中实现)。SAN 1100包括卫星接口1110、处理器1120和存储器1130。卫星接口1110可以被配置为与特定的卫星(例如,图1的卫星300)进行通信。此外,卫星接口1110可以包括多个调度器SCH_1-SCH_N,这些调度器经由一个或多个网关来控制和/或调度通信(例如,如上面参照图7所描述的)。对于一些实现,SAN 1100可以包括除了图11中所示出的那些之外的其它电路和/或部件。
存储器1130可以包括数据存贮设备1131,后者存储经由卫星通信系统的反向链路从用户终端接收的输入数据。该输入数据可以与调度器SCH_1-SCH_N中的一个或多个所维护的正在进行的HARQ过程相关联。存储器1130还可以包括用于存储下面的软件(SW)模块的非临时性计算机可读存储介质(例如,诸如EPROM、EEPROM、闪存、硬盘驱动器等等之类的一个或多个非易失性存储器元件):
·HARQ处理SW模块1132,用于针对数据存贮设备1131中存储的输入数据,生成HARQ反馈信息(例如,ACK或NACK)和/或重传请求;
·馈线链路延迟(FDL)监测SW模块1134,用于监测SAN的一个或多个网关(为了简单起见而没有示出)所观测的相应馈线链路延迟;以及
·HARQ定时SW模块1136,用于至少部分地基于卫星与接收到输入数据的相应网关之间的馈线链路延迟的量,来动态地配置用于来处理输入数据的重传请求的时间线,该HARQ定时SW模块1136包括:
ο无线电资源控制(RRC)HARQ定时信息(TI)子模块1137,用于由用户终端使用RRC配置消息来控制和/或调整重传的定时;以及
οRL授权HARQ TI子模块1138,用于由用户终端使用RL授权消息来控制和/或调整重传的定时。
每一个软件模块包括:当被处理器1120执行时,使SAN 1100执行相应的功能的指令。因此,存储器1130的非临时性计算机可读介质包括:用于执行图13和图14的操作中的全部或者一部分的指令。
处理器1120可以是能够执行存储在SAN 1100中的(例如,存储在存储器1130中的)一个或多个软件程序的脚本或指令的任何适当的一个或多个处理器。例如,处理器1120可以执行HARQ处理SW模块1132以针对存储在数据存贮设备1131中的输入数据来生成HARQ反馈信息(例如,ACK或NACK)和/或重传请求。处理器1120还可以执行FDL监测SW模块1134以监测由SAN的一个或多个网关所观测的相应馈线链路延迟。另外,处理器1120可以执行HARQ定时SW模块1136,以至少部分地基于卫星与接收到输入数据的相应网关之间的馈线链路延迟的量,来动态地配置用于处理输入数据的重传请求的时间线。
在执行HARQ定时SW模块1136时,处理器1120还可以执行RRC HARQ TI子模块1137和/或RLG HARQ TI子模块1138。例如,处理器1120可以执行RRC HARQ TI子模块1137以使用RRC配置消息来控制和/或调整用户终端的重传的定时。处理器1020可以执行RLG HARQ TI子模块1138以使用RL授权消息来控制和/或调整用户终端的重传的定时。对于至少一些实现,通过执行HARQ定时SW模块1136、RRC HARQ TI子模块1137和/或RLG HARQ TI子模块1138而执行的功能,可以对应于图1的HARQ RTT逻辑152和/或可以由图1的HARQ RTT逻辑152来执行
图12根据一些实现,示出了一种示例性用户终端1200的框图。用户终端1200可以是图1和图4的UT 400和/或UT 401中的任何一个的一种实现。用户终端1200包括收发机1210、处理器1220、存储器1230和一个或多个天线1240(1)-1240(n)。收发机1210可以用于向卫星、UE和/或其它适当的无线设备发送信号和从其接收信号。在一些方面,收发机1210可以包括可以耦合到任何适当数量的天线1240(1)-1240(n)的任何数量的收发机链路(为简单起见而没有示出)。尽管为了简单起见而没有在图12中示出,但用户终端1200可以包括天线选择逻辑,以选择性地将收发机1210的收发机链路耦合到天线1240(1)-1240(n)。
存储器1230可以包括数据存贮设备1232,后者存储经由卫星通信系统的反向链路来向SAN发送的传出数据。该传出数据可以与SAN(例如,图11的调度器SCH_1-SCH_N中的一个或多个)所维护的正在进行的HARQ过程相关联。因此,可以针对重传,来请求数据存贮设备1232中存储的传出数据中的至少一些。存储器1230还可以包括用于存储至少下面的软件(SW)模块的非临时性计算机可读存储介质(例如,诸如EPROM、EEPROM、闪存、硬盘驱动器等等之类的一个或多个非易失性存储器元件):
·重传(RTX)处理SW模块1234,用于处理从SAN接收的重传请求,向SAN重传所请求的数据,该RTX SW模块1234包括:
ο时间线同步子模块1235,用于至少部分地基于与重传请求相关联的动态HARQRTT来识别请求的数据;以及
οHARQ ID同步子模块1236,用于至少部分地基于与重传请求相关联的HARQ过程ID来识别请求的数据。
每一个软件模块包括:当被处理器1220执行时,使用户终端1200执行相应的功能的指令。因此,存储器1230的非临时性计算机可读介质包括:用于执行图15的操作中的全部或者一部分的指令。
处理器1220可以是能够执行存储在用户终端1200中的(例如,存储在存储器1230中的)一个或多个软件程序的脚本或指令的任何适当的一个或多个处理器。例如,处理器1220可以执行RTX处理SW模块1234以处理从SAN接收的重传请求,将所请求的数据重新发送到SAN。在执行RTX处理SW模块1234时,处理器1120还可以执行时间线同步子模块1235和/或HARQ ID同步子模块1236。例如,处理器1220可以执行时间线同步子模块1235以至少部分地基于与重传请求相关联的动态HARQ RTT来识别所请求的数据。处理器1220可以执行HARQID同步子模块1236以至少部分地基于与重传请求相关联的HARQ过程ID来识别所请求的数据。对于至少一些实现,通过执行RTX处理SW模块1234、时间线同步子模块1235和/或HARQID同步子模块1236而执行的功能,可以对应于图1和图4的动态RTX逻辑425和/或可以由图1和图4的动态RTX逻辑425来执行。
图13示出了用于描述具有动态可配置时间线的示例性HARQ操作1300的说明性流程图。示例性操作1300可以由图11中所描述的SAN 1100来执行。但是,应当理解的是,操作1300可以由其它适当的SAN和/或由图1的SAN 150的任何适当部件来执行。
首先,SAN 1100可以经由卫星通信系统的卫星从用户终端接收RL数据(1310)。例如,用户终端可以经由卫星的服务链路来发送RL数据。随后,卫星可以经由馈线链路,将RL数据中继到SAN 1100。如上面关于图7和图8所描述的,馈线链路中的信号传播延迟的量可以随时间变化。此外,RL数据的接收(例如,由SAN 1100进行接收)与RL数据的传输(例如,由用户终端进行接收)之间的相对定时偏移可以取决于卫星通信系统在任何给定的时间的实际馈线链路延迟。
然后,SAN 1100可以请求来自用户终端的对RL数据的至少一部分的重传(1320)。例如,SAN 1100可以检查所接收的RL数据(例如,基于CRC和/或FEC信息)以判断是否正确地接收到该RL数据和/或修复所接收的RL数据中的任何可校正错误。在确定RL数据包含一个或多个不可校正的错误时,SAN 1100可以向用户终端发送针对RL数据的至少一部分的重传请求。例如,该重传请求可以是否定确认(NACK)消息。在示例性实现中,SAN 1100可以在接收到RL数据并且确定RL数据包含错误之后,立即向用户终端发起或发送重传请求。
此外,SAN 1100可以至少部分地基于SAN 1100与卫星之间的馈线链路延迟,来动态地配置用于处理重传的时间线(1330)。如上所述,RL数据的接收与RL数据的传输之间的相对定时偏移可以根据卫星通信系统在任何给定时间的实际馈线链路延迟而变化。尽管如此,SAN 1100可以在接收到RL数据(例如,并且确定接收的RL数据有错误)之后立即发起重传请求,而不管实际的馈线链路延迟。如上面关于图8-10B所描述的,只要实际馈线链路延迟小于最大量,就可以减少重传请求的延迟。
为了考虑重传请求的定时的变化,SAN 1100可以指示用户终端实现动态HARQ RTT以处理从SAN接收的重传请求。例如,动态HARQ RTT可以是最小HARQ RTT和最大HARQ RTT之间的任何时间长度(包括端点),其取决于由SAN(例如,或相对应的网关)观测到的实际馈线链路延迟。通过实现动态HARQ RTT,用户终端可以动态地调整(例如,减少)反向链路上的重传的延迟,同时保持所接收的重传请求与其相关联的HARQ过程(例如,对应于最初传输的RL数据)之间的同步。
图14示出了用于描述动态地配置用于处理从用户终端到SAN的重传的时间线的示例性操作1400的说明性流程图。示例性操作1400可以由图11中所描述的SAN 1100来执行。但是,应当理解的是,操作1400可以由其它适当的SAN和/或由图1的SAN 150的任何适当部件来执行。
首先,SAN 1100可以检测卫星通信系统的卫星与相对应的网关之间的馈线链路延迟的量(1310)。例如,SAN的每个网关可以被配置为持续地监测其相应的馈线链路延迟。因此,SAN 1100可以在任何给定时间,跟踪其每个网关的馈线链路延迟。如上所述,馈线链路延迟可能影响SAN 1100与特定的用户终端之间的通信的定时。具体而言,馈线链路延迟可能影响用户终端能够接收和/或处理由SAN 1100发起的重传请求的时间线或调度。
然后,SAN 1100可以至少部分地基于检测到的馈线链路延迟的量,来确定HARQ定时信息(1420)。该HARQ定时信息可以使用户终端能够动态地使从SAN 1100接收的重传请求与相关联的RL HARQ过程同步(例如,即使在具有变化量的馈送链路延迟的情况下接收到重传请求时)。对于一些实现,HARQ定时信息可以包括由用户终端为了处理重传请求而实现的动态HARQ RTT(例如,如上面参照图9-10B所描述的)。在其它实现中,HARQ定时信息可以包括用于与所请求的数据相关联的RL HARQ过程的HARQ过程ID(例如,如上面参照图10A-10B所描述的)。
此后,SAN 1100可以向用户终端传输HARQ定时信息(1430)。对于一些实现,该HARQ定时信息可以被包括在RRC配置消息中。例如,如上面参照图9所描述的,SAN 1100可以在波束间切换期间周期性地向用户终端发送RRC配置消息,以重新配置和/或重新建立与用户终端的通信。通过将HARQ定时信息包括在RRC配置消息中,SAN 1100可以以最小的额外开销来动态地调整用于RL HARQ过程的HARQ时间线。
在其它实现中,HARQ定时信息可以被包括在RL授权消息中。例如,如上面参照图10A-10B所描述的,SAN 1100可以包括RL授权消息与向用户终端发送的每个重传请求(例如,用于在反向链路上为要重传的数据分配资源)。通过将HARQ定时信息包括在各个重传请求(和/或RL授权)中,SAN可以以更精细的粒度来动态调整用于RL HARQ过程的HARQ时间线。具体而言,这可以使SAN能够在每个子帧的基础上,来动态地调整用于RL HARQ过程的HARQ时间线(例如,基于当前的馈线链路延迟)。
图15示出了用于描述基于从SAN接收的定时信息,使重传请求与RL HARQ过程同步的示例性操作1500的说明性流程图。示例性操作1500可以由图12中所描述的用户终端1200来执行。但是,应当理解的是,操作1500可以由能够经由图1的卫星300来发起与SAN的反向链路通信的其它适当设备来执行。
首先,用户终端1200可以从SAN接收HARQ定时信息(1510)和重传请求(1520)。该HARQ定时信息可以使用户终端能够动态地使所接收的重传请求与相关联的RL HARQ过程同步(例如,基于用户终端1200经历的馈线链路延迟的量)。在一些方面,该HARQ定时信息可以被包括在重传请求中和/或包括在随重传请求提供的RL授权消息中(例如,如上面参照图10A-10B所描述的)。在其它方面,可以经由在重传请求之前发送的RRC配置消息来接收该HARQ定时信息(例如,如上面参照图9所描述的)。
然后,用户终端1200可以至少部分地基于HARQ定时信息来确定要向SAN重新发送的RL数据(1530)。在一些方面,HARQ定时信息可以包括由用户终端1200为了处理重传请求而实现的动态HARQ RTT。对于这样的实现,用户终端1200可以使用动态HARQ RTT(例如,在考虑其自己的处理时间之后),来确定最初发送该请求的RL数据的时间。在其它方面,HARQ定时信息可以包括用于与所请求的数据相关联的RL HARQ过程的HARQ过程ID。对于这样的实现,用户终端1200可以使用HARQ过程ID来识别该请求的数据所属于的RL HARQ过程。
此后,用户终端1200可以向SAN重新发送所请求的RL数据(1540)。具体而言,重传的定时(例如,相对于原始传输)可以根据用户终端1200经历的馈线链路延迟的量而变化。与传统(例如,固定或静态)HARQ时间线相比,该示例性实现可以显著地减少卫星通信系统的反向链路上的重传的延迟(例如,只要实际馈线链路延迟小于最大馈线链路延迟)。
图16示出了表示成一系列相关的功能模块的示例性卫星接入网络1600。用于经由卫星通信系统的卫星从用户终端接收反向链路数据的模块1610,可以至少在一些方面例如与本文所讨论的处理器(例如,处理器1120)和/或如本文所讨论的调度器(例如,调度器SCH_1-SCH_N中的一个)相对应。用于请求来自用户终端的对反向链路数据的至少一部分的重传的模块1620,可以至少在一些方面例如与本文所讨论的处理器(例如,处理器1120)和/或如本文所讨论的调度器(例如,调度器SCH_1-SCH_N中的一个)相对应。用于至少部分地基于SAN 1600和卫星之间的馈线链路延迟来动态地配置用于处理重传的时间线的模块1630,可以至少在一些方面例如与本文所讨论的处理器(例如,处理器1120)和/或如本文所讨论的调度器(例如,调度器SCH_1-SCH_N中的一个)相对应。
用于检测馈线链路延迟的改变的模块1640,可以至少在一些方面例如与本文所讨论的处理器(例如,处理器1120)和/或如本文所讨论的调度器(例如,调度器SCH_1-SCH_N中的一个)相对应。用于基于检测的馈线链路延迟的改变来调整用于处理重传的时间线的模块1650,可以至少在一些方面例如与本文所讨论的处理器(例如,处理器1120)和/或如本文所讨论的调度器(例如,调度器SCH_1-SCH_N中的一个)相对应。用于向用户终端传输关于用于处理重传的时间线的信息的模块1660,可以至少在一些方面例如与本文所讨论的处理器(例如,处理器1120)和/或如本文所讨论的调度器(例如,调度器SCH_1-SCH_N中的一个)相对应。
图17示出了表示成一系列相关的功能模块的示例性用户终端1700。用于向SAN发送反向链路数据的模块1710,可以至少在一些方面例如与本文所讨论的处理器(例如,处理器1220)和/或如本文所讨论的收发机(例如,收发机1210)相对应。用于从SAN接收重传请求的模块1720,可以至少在一些方面例如与本文所讨论的处理器(例如,处理器1220)和/或如本文所讨论的收发机(例如,收发机1210)相对应。用于至少部分地基于从SAN接收的定时信息来识别与重传请求相关联的反向链路数据的至少一部分的模块1730,可以至少在一些方面例如与本文所讨论的处理器(例如,处理器1220)相对应。
用于基于从SAN接收的时间线,使重传请求与和反向链路数据相关联的HARQ过程同步的模块1740,可以至少在一些方面例如与本文所讨论的处理器(例如,处理器1220)相对应。用于基于从SAN接收的HARQ过程ID,使重传请求与和反向链路数据相关联的HARQ过程同步的模块1750,可以至少在一些方面例如与本文所讨论的处理器(例如,处理器1220)相对应。
图16和图17的模块的功能可以使用与本文内容相一致的各种方式来实现。在一些设计方案中,可以将这些模块的功能实现成一个或多个电组件。在一些设计方案中,可以将这些方框的功能实现成包括一个或多个处理器组件的处理系统。在一些设计方案中,可以使用例如一个或多个集成电路(例如,ASIC)的至少一部分来实现这些模块的功能。如本文所讨论的,集成电路可以包括处理器、软件、其它有关的部件或者其某种组合。因此,可以将不同的模块的功能实现成例如集成电路的不同子集,一组软件模块的不同子集,或者其组合。此外,应当理解的是,(例如,集成电路和/或一组软件模块的)给定子集可以提供用于一个以上模块的功能的至少一部分。
此外,还可以使用任何其它适当的单元,来实现图16和图17所表示的部件和功能,以及本文所描述的其它部件和功能。此外,还可以至少部分地使用如本文所揭示的相应结构来实现这些单元。例如,上面结合图16和图17的“功能性模块”组件所描述的部件,还可以对应于类似指定的功能性“单元”。因此,在一些方面,可以使用处理器组件、集成电路或者如本文所揭示的其它适当结构,来实现这些单元中的一个或多个。
本领域普通技术人员应当理解,信息和信号可以使用多种不同的技术和方法中的任意一种来表示。例如,在贯穿上面的描述中提及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片可以用电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或者其任意组合来表示。
此外,本领域普通技术人员应当理解,结合本文所公开的方面描述的各种示例性的逻辑框、模块、电路和算法步骤可以实现成电子硬件、计算机软件或二者的组合。为了清楚地表示硬件和软件之间的这种可交换性,上面对各种示例性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了总体描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件,取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用,以变通的方式实现所描述的功能,但是,这种实现决策不应解释为背离本公开内容的保护范围。
结合本文所公开方面描述的方法、序列或算法,可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或二者的组合。软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动硬盘、CD-ROM或者本领域已知的任何其它形式的存储介质中。可以将一种示例性的存储介质连接至处理器,从而使该处理器能够从该存储介质读取信息,并且可向该存储介质写入信息。或者,存储介质也可以是处理器的组成部分。
因此,本公开内容的一个方面可以包括非临时性计算机可读介质,后者包含有用于非地球同步卫星通信系统中的时间和频率同步的方法。术语“非临时性”并不排除任何物理存储介质或者存储器,特别是不排除动态存储器(例如,常规的随机存取存储器(RAM)),而是仅仅排除将介质解释成暂时传播信号的解释。
虽然上述公开内容示出了示例性的方面,但应当注意的是,在不脱离如所附权利要求书规定的本公开内容的保护范围的基础上,可以对本文做出各种改变和修改。根据本文所描述的方面的方法权利要求的功能、步骤或动作,并不需要以任何特定的顺序来执行,除非另外明确地陈述。此外,虽然用单数形式描述或主张了一些元素,但除非明确说明限于单数,否则复数形式是可以预期的。因此,本公开内容并不限于所示出的例子,用于执行本文所描述的功能的任何方式都包括在本公开内容的方面之内。

Claims (30)

1.一种操作卫星通信系统的卫星接入网络(SAN)的方法,所述方法包括:
经由所述卫星通信系统的卫星从用户终端接收反向链路(RL)数据;
请求来自所述用户终端的对所述RL数据的至少一部分的重传;以及
至少部分地基于所述SAN和所述卫星之间的馈线链路延迟的变化量,来动态地配置用于处理所述重传的时间线。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述时间线包括由所述SAN向所述用户终端发送的针对RL数据的所述部分的重传请求的定时。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,所述用户终端使用所述时间线来使所述重传请求与和RL数据的所述部分相关联的混合自动重传请求(HARQ)过程同步。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,所述动态地配置包括:
检测所述馈线链路延迟的改变;以及
基于所检测到的馈线链路延迟的改变,来调整用于处理所述重传的所述时间线。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,所述动态地配置包括:
向所述用户终端传输与用于处理所述重传的所述时间线有关的信息。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,所述信息包括要由所述用户终端实现的、对RL数据的所述部分的传输和所述重传之间的延迟的量。
7.根据权利要求5所述的方法,其中,所述信息是在向所述用户终端传输的RL授权消息中提供的。
8.根据权利要求5所述的方法,其中,所述信息是在波束间切换期间传输给所述用户终端的无线电资源控制(RRC)配置消息中提供的。
9.根据权利要求5所述的方法,其中,所述信息包括与RL数据的所述部分相关联的HARQ过程标识符。
10.根据权利要求9所述的方法,其中,所述信息是在向所述用户终端传输的针对RL数据的所述相应部分的重传请求中提供的。
11.一种卫星接入网络(SAN),包括:
一个或多个处理器;以及
配置为存储指令的存储器,当所述指令被所述一个或多个处理器执行时,使所述SAN进行以下操作:
经由卫星通信系统的卫星从用户终端接收反向链路(RL)数据;
请求来自所述用户终端的对所述RL数据的至少一部分的重传;以及
至少部分地基于所述SAN和所述卫星之间的馈线链路延迟的变化量,来动态地配置用于处理所述重传的时间线。
12.根据权利要求11所述的卫星接入网络,其中,所述时间线包括由所述SAN向所述用户终端发送的针对RL数据的所述部分的重传请求的定时。
13.根据权利要求12所述的卫星接入网络,其中,所述用户终端使用所述时间线来使所述重传请求与和RL数据的所述部分相关联的混合自动重传请求(HARQ)过程同步。
14.根据权利要求11所述的卫星接入网络,其中,用于动态地配置所述时间线的所述指令的执行使所述SAN进行以下操作:
检测所述馈线链路延迟的改变;以及
基于所检测到的馈线链路延迟的改变,来调整用于处理所述重传的所述时间线。
15.根据权利要求11所述的卫星接入网络,其中,用于动态地配置所述时间线的所述指令的执行使所述SAN进行以下操作:
向所述用户终端传输与用于处理所述重传的所述时间线有关的信息。
16.根据权利要求15所述的卫星接入网络,其中,所述信息包括要由所述用户终端实现的、对RL数据的所述部分的传输和所述重传之间的延迟的量,并且其中,所述信息是在以下各项中的至少一项中提供的:向所述用户终端传输的RL授权消息、或者在波束间切换期间传输给所述用户终端的无线电资源控制(RRC)配置消息。
17.根据权利要求15所述的卫星接入网络,其中,所述信息包括与RL数据的所述部分相关联的HARQ过程标识符,并且其中,所述信息是在向所述用户终端传输的针对RL数据的所述相应部分的重传请求中提供的。
18.一种卫星接入网络(SAN),包括:
用于经由卫星通信系统的卫星从用户终端接收反向链路(RL)数据的单元;
用于请求来自所述用户终端的对所述RL数据的至少一部分的重传的单元;以及
用于至少部分地基于所述SAN和所述卫星之间的馈线链路延迟的变化量,来动态地配置用于处理所述重传的时间线的单元。
19.根据权利要求18所述的卫星接入网络,其中,所述时间线包括由所述SAN向所述用户终端发送的针对RL数据的所述部分的重传请求的定时。
20.根据权利要求19所述的卫星接入网络,其中,所述用户终端使用所述时间线来使所述重传请求与和RL数据的所述部分相关联的混合自动重传请求(HARQ)过程同步。
21.根据权利要求18所述的卫星接入网络,其中,所述用于动态地配置的单元包括:
用于检测所述馈线链路延迟的改变的单元;以及
用于基于所检测到的馈线链路延迟的改变,来调整用于处理所述重传的所述时间线的单元。
22.根据权利要求18所述的卫星接入网络,其中,所述用于动态地配置的单元包括:
用于向所述用户终端传输与用于处理所述重传的所述时间线有关的信息的单元。
23.根据权利要求22所述的卫星接入网络,其中,所述信息包括要由所述用户终端实现的、对RL数据的所述部分的传输和所述重传之间的延迟的量,并且其中,所述信息是在以下各项中的至少一项中提供的:向所述用户终端传输的RL授权消息、或者在波束间切换期间传输给所述用户终端的无线电资源控制(RRC)配置消息。
24.根据权利要求22所述的卫星接入网络,其中,所述信息包括与RL数据的所述部分相关联的HARQ过程标识符,并且其中,所述信息是在向所述用户终端传输的针对RL数据的所述相应部分的重传请求中提供的。
25.一种存储有指令的非临时性计算机可读介质,当所述指令被卫星接入网络(SAN)的一个或多个处理器执行时,使所述SAN进行以下操作:
经由卫星通信系统的卫星从用户终端接收反向链路(RL)数据;
请求来自所述用户终端的对所述RL数据的至少一部分的重传;以及
至少部分地基于馈线链路延迟的变化量,来动态地配置用于处理所述重传的时间线。
26.根据权利要求25所述的非临时性计算机可读介质,其中,所述时间线包括由所述SAN向所述用户终端发送的针对RL数据的所述部分的重传请求的定时,并且其中,所述用户终端使用所述时间线来使所述重传请求与和RL数据的所述部分相关联的混合自动重传请求(HARQ)过程同步。
27.根据权利要求25所述的非临时性计算机可读介质,其中,用于动态地配置所述时间线的所述指令的执行使所述SAN进行以下操作:
检测所述馈线链路延迟的改变;以及
基于所检测到的馈线链路延迟的改变,来调整用于处理所述重传的所述时间线。
28.根据权利要求25所述的非临时性计算机可读介质,其中,用于动态地配置所述时间线的所述指令的执行使所述SAN进行以下操作:
向所述用户终端传输与用于处理所述重传的所述时间线有关的信息。
29.根据权利要求28所述的非临时性计算机可读介质,其中,所述信息包括要由所述用户终端实现的、对RL数据的所述部分的传输和所述重传之间的延迟的量,所述信息是在以下各项中的至少一项中提供的:向所述用户终端传输的RL授权消息、或者在波束间切换期间传输给所述用户终端的无线电资源控制(RRC)配置消息。
30.根据权利要求28所述的非临时性计算机可读介质,其中,所述信息包括与RL数据的所述部分相关联的HARQ过程标识符,并且其中,所述信息是在向所述用户终端传输的针对RL数据的所述相应部分的重传请求中提供的。
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