CN111130614B - 一种卫星通信的时延指示方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种卫星通信的时延指示方法及装置。其中，该方法包括：卫星基站获取卫星波束的子区域划分结果，卫星波束包含多个子区域；卫星基站向用户设备发送子区域的时延指示信息，时延指示信息用于向用户设备指示子区域的公共时延。根据上述方法，卫星基站的卫星波束被划分成了多个子区域，与原有的卫星波束相比，子区域内的不同用户设备与卫星基站的时延差更小，可以小于现有的5G NR、LTE等通信标准中定义的最大时延差。卫星基站告知用户设备所在子区域的公共时延，当用户设备与卫星基站产生上行通信时，无论用户设备位于哪一个子区域内，都可以根据其所在子区域的公共时延执行上行定时提前操作，从而扩大了卫星基站的通信覆盖范围。

Description

一种卫星通信的时延指示方法及装置
技术领域
本申请涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种卫星通信的时延指示方法及装置。
背景技术
与地面基站相比，卫星基站的位置更高，部署更灵活，能够提供更广的覆盖范围，并可以为地面基站难以覆盖的海洋、森林和高空等区域提供通信服务。因此，如果将卫星通信网络与第五代移动通信系统新空口技术(5th generation mobile networks newradio，5G NR)、长期演进技术(long term evolution，LTE)等地面通信网络融合，将极大地扩展地面通信网络的覆盖范围，为船舶、火车、飞机和偏远地区提供稳定的通信服务。
在地面基站或卫星基站的波束覆盖范围内，位于波束不同位置的用户设备与基站的距离不同，因此信令传输时会产生不同的时延。在卫星通信中，根据时延产生的原因，该时延可以包括波束的公共时延和每个用户设备差异时延，因此，为了保证多个用户设备的上行数据的正交传输，用户设备需要按照不同的时间提前量发送上行数据，这一过程称为上行定时提前(timing advance，TA)。目前，5G NR、LTE等通信标准中定义了不同子载波间隔下允许的用户设备的最大时延差，该最大时延差所限定的最大小区半径与卫星基站的波束覆盖范围相比非常小，因此，如果将5G NR、LTE等地面通信的通信标准应用到卫星通信中，会极大限制卫星基站的通信范围。
发明内容
本申请提供了一种卫星通信的时延指示方法及装置，可以扩大卫星基站的通信覆盖范围。
第一方面，本申请提供了一种卫星通信的时延指示方法，该方法具体包括：卫星基站获取卫星波束的子区域划分结果，卫星波束包含多个子区域；卫星基站向用户设备发送子区域的时延指示信息，时延指示信息用于向用户设备指示子区域的公共时延。
根据上述方法，卫星基站的卫星波束被划分成了多个子区域，与原有的卫星波束相比，每个子区域覆盖一个更小的区域，子区域内的不同用户设备与卫星基站的时延差更小，可以小于现有的5G NR、LTE等通信标准中定义的最大时延差。并且，卫星基站通过向用户设备发送时延指示信息，告知用户设备所在子区域的公共时延，当用户设备与卫星基站产生上行通信时，无论用户设备位于哪一个子区域内，都可以根据其所在子区域的公共时延执行上行定时提前操作，从而扩大了卫星基站的通信覆盖范围。
结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，根据用户设备具有的最大子载波间隔划分子区域，使子区域内任意两个用户设备与卫星基站的时延差小于或者等于最大子载波间隔允许的最大时延差。由于受现有通信标准的帧结构等因素的影响，载波的子载波间隔越大，允许的最大时延差就越小，那么，只要子区域内任意两个用户设备与卫星基站的时延差小于或者等于最大子载波间隔允许的最大时延差，就能够满足其他子载波间隔对时延差的要求。由此，本方法根据用户设备具有的最大子载波间隔划分子区域，使子区域内任意两个用户设备与卫星基站的时延差小于或者等于最大子载波间隔允许的最大时延差，从而保证子区域内使用任何子载波间隔的用户设备都可以正常执行上行定时提前操作，兼容现有的通信标准并极大地扩展了卫星基站的通信覆盖范围。
结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，根据预设子载波间隔划分子区域，使子区域内任意两个用户设备与卫星基站的时延差小于或者等于预设子载波间隔允许的最大时延差。由此，本方法根据预设的子载波间隔，例如用户设备常用的子载波间隔划分子区域，从而满足通常情况下用户设备的正常执行上行定时提前操作，实现在扩展卫星基站的通信覆盖范围的同时，最低化子区域划分的复杂程度，减少子区域数量，降低卫星基站广播时延指示信息时的功耗，提高通信效率。
结合第一方面的第一种和第二种可能的实现方式中的任意一种，在第一方面的第三种可能的实现方式中，卫星基站检测用户设备的当前子载波间隔大于子区域对应的子载波间隔时，根据当前子载波间隔，重新划分子区域，使子区域内任意两个用户设备与卫星基站的时延差小于或者等于当前子载波间隔允许的最大时延差。由此，当卫星基站接入的用户设备具有比当前子区域对应的更大的子载波间隔时，卫星基站根据用户设备的当前子载波间隔重新划分子区域，从而使子区域内任意两个用户设备的时延差满足当前子载波间隔允许的最大时延差的要求，保证用户设备能够正常执行上行定时提前操作。
结合第一方面，在第一方面的第四种可能的实现方式中，公共时延由多个级别的子时延组成，子时延包括卫星高度对应的第一级子时延、卫星波束对应的第二级子时延和子区域对应的第三级子时延。由此，本申请提供的方法，将子区域的公共时延分割成三级子时延，目的是卫星基站可以通过卫星广播业务将子区域的公共时延按照分割后的子时延分级发送给用户设备，避免对不同子区域的公共时延的共有部分重复发送，以减少卫星基站的信令开销，降低能耗。
结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，时延指示信息包括子时延或子时延标识，卫星基站向用户设备发送子区域的时延指示信息，包括：卫星基站向用户设备分级广播时延指示信息，每一级广播包含一个级别的时延指示信息。由此，用户设备可以从卫星基站的广播中获取时延指示信息，由于对卫星基站对时延指示信息进行分级广播，每个时延指示信息只需广播一次，无需重复广播，因此降低了卫星基站广播的信令开销。
第二方面，本申请还提供了一种卫星通信的时延指示方法，该方法具体包括：用户设备从卫星基站获取当前子区域的时延指示信息，其中，卫星基站的卫星波束包含多个子区域。用户设备根据时延指示信息获取当前子区域的公共时延。
根据上述方法，用户设备能够从卫星基站获取自身当前所在子区域的时延指示信息，并根据时延指示信息获取当前子区域的公共时延，从而，无论用户设备在卫星基站的波束覆盖范围内的任何一个子区域内，都可以根据获取的时延指示信息得到对应的公共时延，并使用该公共时延执行上行定时提前操作，从而扩大了卫星基站的通信覆盖范围。
结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，时延指示信息包括多个级别的子时延，用户设备根据时延指示信息获取当前子区域的公共时延，包括：用户设备将子时延相加得到公共时延。由此，位于卫星波束任何位置的用户设备都可以根据子时延相加得到其所在的当前子区域的公共时延，并执行上行定时提前操作，从而扩大了卫星基站的通信覆盖范围。
结合第二方面，在第二方面的第二种可能的实现方式中，时延指示信息包括子时延标识，用户设备根据时延指示信息获取当前子区域的公共时延，包括：用户设备从预存储的子时延列表中获取子时延标识对应的子时延。用户设备将子时延相加得到公共时延。由此，用户设备本地存储子时延列表，用户设备根据基站下发的子时延标识就可以查表得到对应的子时延，因此，与卫星基站直接下发子时延相比，信令开销更少，有利于提高通信效率，降低功耗。
结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，用户设备如果未从子时延列表中获取到子时延标识对应的子时延，则从卫星基站更新子时延列表。由此，当用户设备再次需要获取公共时延时，就可以根据子时延标识从更新后的子时延列表中获取对应的子时延，从而降低信令开销。
结合第二方面，在第二方面的第四种可能的实现方式中，时延指示信息包括子区域标识，用户设备根据时延指示信息获取当前子区域的公共时延，包括：用户设备从预存储的公共时延列表中获取子区域标识对应的公共时延。由此，用户设备本地存储公共时延列表，用户设备根据基站下发的子时延标识就可以查表直接获取公共时延，因此，与卫星基站直接下发子时延相比，信令开销更少，有利于提高通信效率，降低功耗。
结合第二方面的第四种可能的实现方式，在第二方面的第五种可能的实现方式中，用户设备如果未从公共时延列表中获取到子区域标识对应的公共时延，则从卫星基站获取公共时延，并记录在公共时延列表中。由此，当用户设备再次需要获取公共时延时，就可以根据子区域标识从公共时延列表中获取对应的公共时延，从而降低信令开销。
结合第二方面的第四种和第五种可能的实现方式中的任意一种，在第二方面的第六种可能的实现方式中，用户设备根据预设的维护周期定时从卫星基站更新公共时延列表。由此，用户设备通过定时更新公共时延列表，能够在子区域的划分发生变化时，及时获取最新的子区域对应的公共时延列表，保证用户设备正常执行上行定时提前操作。
结合第二方面和第二方面的第一至第六种可能的实现方式的任意一种，在第二方面的第七种可能的实现方式中，用户设备根据时延指示信息获取当前子区域的公共时延，还包括：用户设备获取当前子区域划分结果对应的第一子载波间隔；用户设备检测如果自身的第二子载波间隔大于第一子载波间隔，则根据第二子载波间隔和第一子载波间隔对应的子区域划分方式生成补偿时延，补偿时延用于在两个用户设备与卫星基站的时延差大于第二子载波间隔允许的最大时延差时，对公共时延进行补偿。由此，当用户设备的子载波间隔大于划分波束使用的子载波间隔时，卫星波束无需对子区域进行重新划分，只需在当前子区域对应的公共时延的基础上额外增加一个补偿时延，即可保证用户设备正常执行上行定时提前操作。从而，实现用一种子区域划分方式兼容使用不同子载波间隔的用户设备。
第三方面，本申请还提供了一种卫星通信的时延指示装置，该时延指示装置具有实现上述卫星基站行为的功能，该功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。在一个可能的设计中，上述时延指示装置包括接收模块和发送模块。接收模块，用于获取卫星波束的子区域划分结果，卫星波束包含多个子区域。发送模块，用于向用户设备发送子区域的时延指示信息，时延指示信息用于向用户设备指示子区域的公共时延。
根据上述装置，卫星基站的卫星波束被划分成了多个子区域，与原有的卫星波束相比，每个子区域覆盖一个更小的区域，子区域内的不同用户设备与卫星基站的时延差更小，可以小于现有的5G NR、LTE等通信标准中定义的最大时延差。并且，卫星基站通过向用户设备发送时延指示信息，告知用户设备所在子区域的公共时延，当用户设备与卫星基站产生上行通信时，无论用户设备位于卫星基站的波束覆盖范围内的哪个位置，都可以根据其所在子区域的公共时延执行上行定时提前操作，从而扩大了卫星基站的通信覆盖范围。
第四方面，本申请还提供了一种卫星通信的时延指示装置，该时延指示装置具有实现上述用户设备行为的功能，该功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。在一个可能的设计中，上述时延指示装置包括接收模块和处理模块。接收模块用于从卫星基站获取当前子区域的时延指示信息。处理模块用于根据时延指示信息获取当前子区域的公共时延。
根据上述装置，用户设备能够从卫星基站获取自身当前所在子区域的时延指示信息，并根据时延指示信息获取当前子区域的公共时延，从而，无论用户设备在卫星基站的波束覆盖范围内的任何一个子区域内，都可以根据获取的时延指示信息得到对应的公共时延，并使用该公共时延执行上行定时提前操作，从而扩大了卫星基站的通信覆盖范围。
第五方面，本申请还提供了一种卫星通信系统，包括卫星基站和用户设备。其中，卫星基站用于获取卫星波束的子区域划分结果，卫星波束包含多个子区域；以及，向用户设备发送子区域的时延指示信息，时延指示信息用于向用户设备指示子区域的公共时延。用户设备用于从卫星基站获取当前子区域的时延指示信息；以及，根据时延指示信息获取当前子区域的公共时延。
根据上述系统，卫星波束被划分成多个子区域，每个子区域内的用户设备都可以根据卫星基站发送的时延指示信息获取其对应子区域的公共时延，从而根据获取的公共时延执行上行定时提前操作，从而扩大了卫星基站的通信覆盖范围。
第六方面，本申请还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面的方法。
第七方面，本申请还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面的方法。
第八方面，本申请还提供了一种芯片系统，该芯片系统包括处理器，用于支持上述装置或系统实现上述方面中所涉及的功能，例如，生成或处理上述方法中所涉及的信息。
附图说明
图1为卫星通信的场景示意图；
图2为卫星通信的时延示意图；
图3为本申请提供的卫星通信的时延指示方法流程图；
图4和图5为本申请提供的一种波束划分方式的示意图；
图6为本申请提供的另一种波束划分方式的示意图；
图7为本申请提供的一种重新划分子区域的示意图；
图8为本申请提供的另一种子区域划分方式的示意图；
图9为本申请提供的另一种子区域划分方式的示意图；
图10为本申请提供的另一种子区域划分方式的示意图；
图11为本申请提供的公共时延分割示意图；
图12为本申请提供的公共时延的另一种分割示意图；
图13为本申请提供的公共时延的又一种分割示意图；
图14为本申请提供的卫星通信的时延指示方法流程图；
图15为本申请提供的卫星通信的时延指示方法步骤S202的流程图；
图16为本申请提供的另一种卫星通信的时延指示方法步骤S202的流程图；
图17为本申请提供的生成补偿时延的流程图；
图18为需要执行时延补偿的场景图；
图19为本申请提供的一种卫星通信的时延指示装置示意图；
图20为本申请提供的另一种卫星通信的时延指示装置示意图；
图21为本申请提供的另一种卫星通信的时延指示装置示意图；
图22为本申请提供的另一种卫星通信的时延指示装置示意图；
图23为本申请还提供的一种卫星通信系统的示意图；
图24为本申请还提供一种计算机可读存储介质示意图；
图25为本申请还提供了一种芯片系统示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述。在本申请的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；本申请中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，在本申请的描述中，“多个”是指两个或两个以上。
在对本申请实施例的技术方案说明之前，首先结合附图对本申请实施例的技术场景进行说明。
在卫星通信系统中，卫星基站能够为地面的用户设备提供中继和转发等服务，实现两个或多个用户设备之间的无线通信。与地面基站相比，卫星基站的位置更高，部署更灵活，能够提供更广的覆盖范围，并可以为地面基站难以覆盖的海洋、森林和高空等区域提供通信服务。因此，如果将卫星通信网络与第五代移动通信系统新空口技术(5th generationmobile networks new radio，5G NR)、长期演进技术(long term evolution，LTE)等地面通信融合，将极大地扩展地面通信网络的覆盖范围，为船舶、火车、飞机和偏远地区提供稳定的通信服务。
但是，由于卫星通信与地面通信在通信协议上有较大区别，卫星通信与地面通信的融合还面临很多问题，例如：
卫星基站根据其轨道高度可分为高轨道卫星、中轨道卫星和低轨道卫星，即使是低轨道卫星与地面也有几百公里的距离。在这种情况下，如图1所示，为卫星通信的场景示意图，位于卫星波束中心位置和边缘位置的不同用户设备与卫星基站的通信会存在不同的时延。因此，为了保证多个用户设备的上行正交传输，用户设备需要根据时延以不同的时间提前量发送上行数据，这一过程称为上行定时提前(timing advance，TA)。根据卫星波束中的用户设备与卫星基站的最近距离和最远距离，可以将上行定时提前的TA值分为公共时延部分和差异时延部分，并且：
上行定时提前TA值＝公共时延TA1+差异时延TA2
下面具体结合图2对卫星通信中的公共时延和差异时延做具体说明。图2为卫星通信的时延示意图。在图2所示的卫星波束中，d1为用户设备与卫星基站的最小距离，对应TA的最小值t1，d2为用户设备与卫星基站的最大距离，对应TA的最大值t2，那么该卫星波束中任意位置的用户设备与卫星基站的时延差为TA＝t1+△t，其中：△t∈[0,t2-t1]。由此，对于该卫星波束来说，t1就是该卫星波束的公共时延TA1，△t就是该卫星波束内用户设备的差异时延TA2。
进一步地，例如第五代移动通信系统新空口技术(5th generation mobilenetworks new radio，5G NR)、长期演进技术(long term evolution，LTE)等地面通信标准中，根据数据帧结构等特点限定了载波在不同子载波间隔(subcarrier spacing)下，用户设备之间允许的最大时延差TTA和TTA对应的最大小区半径link distance。例如，频分复用(Frequency-Division Duplexing，FDD)的5G NR标准在不同的子载波间隔下支持的最大时延差和最大小区半径如表1所示(其中:max:TA为用户设备在随机接入流程(Random AccessChannel，RACH)中或得到的最大TA初始值，与通信标准有关)：
Figure BDA0001847276540000061
表1地面通信在5G NR和FDD模式下的最大时延差和最大小区半径
由于，在卫星通信中，同一波束下的用户设备的公共时延TA1值相同，因此，用户设备的时延差由差异时延TA2产生，那么，为了使卫星通信与地面通信相互兼容，差异时延TA2的最大值应不大于地面通信标准中限定的最大时延差TTA。由此得到的卫星通信的最大小区半径将会例如表2所示：
Figure BDA0001847276540000062
表2卫星通信在5G NR和FDD模式下的最大小区半径
需要补充说明的是，表2示出的卫星基站的最大小区半径是指卫星波束中心位于卫星基站正下方(即卫星波束仰角为90°)的情况下，由表1中的最大时延差TTA限制的每种子载波间隔允许的最大小区半径。当卫星波束小于90°时，最大小区半径会更小。可见，当将地面通信的通信标准应用到卫星通信时，由于最大时延差TTA的限制，卫星基站的最大小区半径会远小于卫星的波束覆盖范围，例如，对于高轨道卫星来说，理论上三颗卫星就可以实现波束的全球覆盖，但是在FDD模式5G NR和480kHz的子载波间隔下，其最大小区半径只有666千米，卫星基站的波束覆盖范围广的优势被严重限制。
本申请提供了一种卫星通信的时延指示方法，该方法应用于卫星基站，图3为本申请提供的卫星通信的时延指示方法流程图。如图3所示，该方法包括以下步骤：
步骤S101，卫星基站获取卫星波束的子区域划分结果，卫星波束包含多个子区域。
其中，卫星基站是指将人造地球卫星和高空飞行器等作为无线通信的基站，例如演进型基站(eNB)和5G基站(gNB)等。卫星基站可以是静止轨道(geostationary earthorbit,GEO)卫星，也可以是非静止轨道(none-geostationary earth orbit，NGEO)的中轨道(medium earth orbit，MEO)卫星和低轨道(low earth orbit，LEO)卫星，还可以是高空通信平台(High Altitude Platform Station，HAPS)等。
在一个实施例中，卫星基站可以包含一个卫星波束或者多个卫星波束，每个卫星波束被划分成多个子区域，所有的子区域能够完整覆盖卫星波束的覆盖范围。卫星波束的划分方式可以结合图4-图10进一步描述。
步骤S102，卫星基站向用户设备发送子区域的时延指示信息，时延指示信息用于向用户设备指示子区域的公共时延。
其中，用户设备例如可以包括移动电话、平板电脑、便携式笔记本电脑、虚拟\混合\增强现实设备、导航设备、地面基站(例如：eNB和gNB)和地面站(ground station，GS)等具备无线通信功能的电子设备。用户设备与卫星基站实现无线通信可以基于包括第五代移动通信系统新空口技术(5th generation mobile networks new radio，5G NR)、长期演进技术(long term evolution，LTE)、全球移动通信系统(global system for mobilecommunication，GSM)和通用移动通信系统(universal mobile telecommunicationssystem，UMTS)等空口技术。
卫星基站例如可以通过卫星广播业务(broadcasting-satellite service，BSS)向用户设备发送时延指示信息，从而使用户设备执行随机接入流程之前就可以获取到子区域的时延指示信息，并根据时延指示信息获取到所在子区域的公共时延，从而在随机接入流程中结合卫星基站指示的差异时延得到上行定时提前TA值，并执行上行定时提前操作。
根据上述方法，卫星基站的卫星波束被划分成了多个子区域，与原有的卫星波束相比，每个子区域覆盖一个更小的区域，子区域内的不同用户设备与卫星基站的时延差更小，可以小于现有的5G NR、LTE等通信标准中定义的最大时延差。并且，卫星基站通过向用户设备发送时延指示信息，告知用户设备所在子区域的公共时延，当用户设备与卫星基站产生上行通信时，无论用户设备位于哪一个子区域内，都可以子区域的公共时延执行上行定时提前操作，从而扩大了卫星基站的通信覆盖范围。
在一个实施例中，可以根据用户设备具有的最大子载波间隔划分子区域，使子区域内任意两个用户设备与卫星基站的时延差小于或者等于最大子载波间隔允许的最大时延差(即：子区域内任意两个用户设备与卫星基站的距离差小于或者等于最大子载波间隔对应的地面基站的最大小区半径)。
图4和图5为本申请提供的一种波束划分方式的示意图。如图4和图5所示，当用户设备仅具有一种子载波间隔时，根据用户设备具有的该子载波间隔划分子区域。
示例地，图4为用户设备的子载波间隔为15kHz时，子区域划分方式的示意图，图4中不同的子区域使用不同的阴影区分。如图4所示，15kHz的子载波间隔允许的最大时延差为TTA1，子区域1的公共时延为t1，子区域2的公共时延为t1+TTA1，使同一子区域内的任意两个用户设备的时延差都小于或者等于TTA1，从而满足现有的地面通信标准对用户设备在子载波间隔为15kHz的载波下的时延差要求，使卫星通信与地面通信相互兼容，使卫星基站的通信范围扩展到整个波束覆盖范围。
示例地，图5为用户设备的子载波间隔为30kHz时，子区域划分方式的示意图，图5中不同的子区域使用不同的阴影区分。如图5所示，30kHz的子载波间隔允许的最大时延差为TTA2，子区域1的公共时延为t1，子区域2的公共时延为t1+TTA2，子区域3的公共时延为t1+TTA2×2，子区域4的公共时延为t1+TTA2×3，使同一子区域内的任意两个用户设备的时延差都小于或者等于TTA2，从而满足现有的地面通信标准对用户设备在子载波间隔为30kHz的载波下的时延差要求，使卫星通信与地面通信相互兼容，使卫星基站的通信范围扩展到整个波束覆盖范围。
此外，从图4和图5可以看出，在卫星波束覆盖区域大小相同的情况下，由于30kHz的子载波间隔允许的最大时延差TTA2比15kHz的子载波间隔允许的最大时延TTA1小，因此，在子载波间隔为30kHz的载波下，子区域的数量更多，子区域覆盖区域的面积更小。
图6为本申请提供的另一种波束划分方式的示意图。如图6所示，当用户设备具有多种子载波间隔时，根据用户设备具有的最大子载波间隔划分子区域。
示例地，在图6示出的场景中，用户设备的载波具有多种子载波间隔，例如：15kHz、30kHz、……、240kHz和480kHz，其中，最大子载波间隔为480kHz。如图6所示，480kHz的子载波间隔允许的最大时延差为TTA3，子区域1的公共时延为t1，子区域2的公共时延为t1+TTA3，子区域3的公共时延为t1+TTA3×2，子区域4的公共时延为t1+TTA3×3，使同一子区域内的任意两个用户设备的时延差都小于或者等于TTA3，从而满足现有的地面通信标准对用户设备在子载波间隔为480kHz的载波下的时延差要求，使卫星通信与地面通信相互兼容，使卫星基站的通信范围扩展到整个波束覆盖范围。并且，由于480kHz的子载波间隔允许的时延差比其他子载波间隔允许的时延差更小，因此，根据480kHz的子载波间隔划分的子区域也一定满足其他子载波间隔对时延差的要求。由此，只要根据用户设备具有的最大子载波间隔划分子区域，就能保证所有用户设备正常执行上行定时提前操作。
由此，本方法根据用户设备具有的最大子载波间隔划分子区域，使子区域内任意两个用户设备与卫星基站的时延差小于或者等于最大子载波间隔允许的最大时延差，从而保证子区域内使用任何子载波间隔的用户设备都可以正常执行上行定时提前操作，兼容现有的通信标准并极大地扩展了卫星基站的通信覆盖范围。
在另一个实施例中，可以根据预设子载波间隔划分子区域，使子区域内任意两个用户设备与卫星基站的时延差小于或者等于预设子载波间隔允许的最大时延差(即：子区域内任意两个用户设备与卫星基站的距离差小于或者等于预设子载波间隔允许的地面基站的最大小区半径)。
示例地，在选取预设子载波间隔时，可以考虑在当前通信场景下，用户设备载波具有的子载波间隔的普遍情形和极少情形。在某个卫星波束下，用户设备的载波在通常情况下的子载波间隔为30kHz，只有极少数情况下子载波间隔大于30kHz或者小于30kHz，那么，可以根据预设子载波间隔为30kHz划分子区域，从而满足子载波间隔为30kHz的用户设备的正常执行上行定时提前操作。
由此，本方法根据预设的子载波间隔，例如用户设备常用的子载波间隔划分子区域，从而满足通常情况下用户设备的正常执行上行定时提前操作，实现在扩展卫星基站的通信覆盖范围的同时，最低化子区域划分的复杂程度，减少子区域数量，降低卫星基站广播时延指示信息时的功耗，提高通信效率。
根据图4-图6示出的子区域划分方式，在一些实施例中，卫星基站检测用户设备的当前子载波间隔大于子区域对应的子载波间隔时，根据当前子载波间隔，重新划分子区域，使子区域内任意两个用户设备与卫星基站的时延差小于或者等于当前子载波间隔允许的最大时延差(即：子区域内任意两个用户设备与卫星基站的距离差小于或者等于当前子载波间隔对应的地面基站的最大小区半径)。
图7为本申请提供的一种重新划分子区域的示意图。
示例地，如图7所示，在t0时刻，子区域对应的子载波间隔为30kHz，用户设备在子载波间隔为30kHz的载波下与卫星基站进行通信，用户设备执行上行定时提前TA时，其差异时延小于或者等于30kHz的子载波间隔允许的最大时延差TTA2，从而可以正常执行上行定时提前操作。
示例地，如图7所示，在t1时刻，用户设备载波的子载波间隔大于30kHz(例如：480kHz)，或者有其他的子载波间隔大于30kHz(例如：480kHz)的用户设备接入，那么，由于480kHz的子载波间隔允许的最大时延差TTA3小于TTA2，因此，在原有的子区域划分方式下，用户设备的差异时延会出现大于最大时延差TTA3的情况，即超出了480kHz的子载波间隔对时延差的允许范围，导致用户设备无法正常执行上行定时提前操作。那么，为了解决上述问题，卫星基站检测到用户设备的当前子载波间隔480kHz大于子区域对应的子载波间隔30kHz时，根据当前子载波间隔480kHz，重新划分子区域，划分后新的子区域内任意两个用户设备与卫星基站的时延差小于或者等于最大时延差TTA3，从而保证子载波间隔等于或者小于480kHz的任何用户设备都能够正常执行上行定时提前操作。
由此，当卫星基站接入的用户设备具有比当前子区域对应的更大的子载波间隔时，卫星基站根据用户设备的当前子载波间隔重新划分子区域，从而使子区域内任意两个用户设备的时延差满足当前子载波间隔允许的最大时延差的要求，保证用户设备能够正常执行上行定时提前操作。
另外，当卫星基站检测得到导致重新划分子区域的子载波间隔停止接入后，恢复重新划分之前的子区域划分方式。
示例地，在t3时刻，子载波间隔为480kHz的用户设备停止接入卫星基站，此时，如果继续使用480kHz的子载波间隔对应的子区域划分方式，虽然能够保证用户设备正常执行上行定时提前操作，但是由于480kHz的子载波间隔允许的最大时延差TTA3的数值较小，子区域的数量会比较多，每个子区域的覆盖区域较小，从而导致卫星基站在广播时延指示信息时产生的信令开销会比较大，增加卫星基站的能耗。因此，为了减少卫星基站广播时延指示信息产生的信令开销，降低卫星基站的能耗，卫星基站在检测到480kHz的子载波间隔停止接入后，或者自停止接入后的预设时间段内没有再次接入后，恢复到30kHz的子载波间隔对应的子载波划分方式，并可以通过卫星广播业务告知用户设备。
在上述示例中，在图3-图7示出的子区域划分方式中，卫星波束中心位于卫星基站正下方(即卫星波束仰角为90°)，子区域被划分成同心的圆形或环形，需要说明的是，上述示例仅作为子区域划分的部分实现方式，在另一些可选择的实现方式中，子区域例如可以按照以下方式划分：
图8为本申请提供的另一种子区域划分方式的示意图。如图8所示，子区域呈圆形分布在卫星波束中，并通过圆形子区域的分布设置，使子区域覆盖卫星波束的所有区域或者大部分区域。
图9为本申请提供的另一种子区域划分方式的示意图。如图9所示，卫星基站具有多个卫星波束，每个卫星波束被网格状地划分成多个子区域，网格状的子区域覆盖了卫星波束的全部区域。
图10为本申请提供的另一种子区域划分方式的示意图。如图10所示，卫星基站具有多个卫星波束，子区域呈波浪呈分布在每个卫星波束中。
在上述图8-图10的子区域划分方式中，每个子区域存在至少一个与卫星基站距离最近的近端点和至少一个与卫星基站距离最远的远端点，位于近端点的用户设备与卫星基站的时延等于子区域的公共时延TA1，而远端点的位置应该使位于远端点的用户设备与卫星基站的上行定时提前TA值小于或者等于子区域的公共时延TA1与子载波间隔允许的最大时延差TTA相加之和，从而使子区域内任意两个用户设备与卫星基站的时延差小于或者等于子载波间隔允许的最大时延差TTA，保证用户设备能够正常执行上行定时提前操作。
上述图8-图10也仅仅示出了部分可实现的子区域划分方式，本领域技术人员在本申请提供的方案和构思下可以根据实际情况(例如：卫星基站运营商的服务区域、地区边界、国界、卫星基站密度、卫星基站分布等)合理选择子区域的划分方式，本申请中对子区域的具体划分方式不做具体限定。
图11为本申请提供的公共时延分割示意图。
在一种可实现的实施方式中，如图11所示，子区域的公共时延可以被分割成多个级别的子时延，例如包括卫星高度对应的第一级子时延、卫星波束对应的第二级子时延和子区域对应的第三级子时延。其中，第一级子时延TA1可以是位于卫星基站正下方的用户设备与卫星基站之间的时延，第一级子时延TA1对应卫星基站的高度，其数值由卫星基站的轨道高度决定；第二级子时延TA2对应具体的某个卫星波束，其数值是该卫星波束内距离卫星基站最近的用户设备与卫星基站之间的时延TAS与第一级子时延TA1的差值，即TA2＝TAS-TA1；第三级子时延TA3对应具体的某个子区域，其数值是该子区域内距离卫星基站最近的用户设备与卫星基站之间的时延TASS与TAS的差值，即TA3＝TASS-TAS。从而，子区域的公共时延TA1＝TA1+TA2+TA3。
需要补充说明的是，当子区域的中心位于卫星基站的正下方时，TA1＝TAS＝TASS，因此，TA2＝TA3＝0，此时，子区域的公共时延TA1＝TA1。
需要补充说明的是，本申请的提供的公共时延分割方法也可以在卫星波束不划分子区域的场景中，分割卫星波束的公共时延。当卫星波束不划分子区域时，TA3即不存在，那么，卫星波束的公共时延TA1＝TA1+TA2。
由此，本申请提供的公共时延的分割方法，将子区域的公共时延分割成三级子时延，目的是卫星基站可以通过卫星广播业务将子区域的公共时延按照分割后的子时延分级发送给用户设备，避免对不同子区域的公共时延的共有部分重复发送，以减少卫星基站的信令开销，降低能耗。
需要补充说明的是，为实现上述目的，将子区域的公共时延分割成三级子时延是一种最优的分割方式，而不是唯一的分割方式，其他分割方式例如可以是图12和图13所示。
图12为本申请提供的公共时延的另一种分割示意图。如图12所示，该分割方法对子区域的公共时延进行了两级分割。其中，第一级子时延TA1'对应具体的某个卫星波束，其数值是该卫星波束内距离卫星基站最近的用户设备与卫星基站之间的时延TAS，相当于将图11中的第一级子时延TA1和第二级子时延TA2合并；第二级子时延TA2'对应具体的某个子区域，其数值是该子区域内距离卫星基站最近的用户设备与卫星基站之间的时延TASS与TAS的差值，即TA2'＝TASS-TAS。从而，子区域的公共时延TA1＝TA1'+TA2'。
图13为本申请提供的公共时延的又一种分割示意图。如图13所示，该分割方法对子区域的公共时延进行了两级分割。其中第一级子时延TA1”对应卫星基站的高度，其数值由卫星基站的轨道高度决定；第二级子时延TA2”对应具体的某个子区域，其数值是该子区域内距离卫星基站最近的用户设备与卫星基站之间的时延TASS与TA2”的差值，即TA2”＝TASS-TA2”。
在一种可实现的实施方式中，时延指示信息为公共时延对应的多级子时延。步骤S102，即卫星基站向用户设备发送子区域的时延指示信息可以包括：卫星基站向用户设备分级广播子时延，每一级广播包含一个级别的子时延。
示例地，卫星基站的广播可以包含三级，第一级广播用于发送第一级子时延，由于卫星高度在某一时刻是唯一确定的，因此第一级广播只需发送一个数值；第二级广播用于发送第二级子时延，由于每个卫星波束对应有一个第二级子时延，因此第二级广播需要发送的第二级子时延的数量等于卫星波束的数量；第三级广播用于发送第三级子时延，由于每个子区域对应有一个第三级子时延，因此第三级广播需要发送的第三级子时延的数量等于子区域的数量。
由此，卫星基站通过分级广播的方式将子时延指示给用户设备，使用户设备根据从广播中获取的子时延得到其所在子区域的公共时延。由于卫星基站对子时延进行分级广播，每个子时延只需广播一次，无需重复广播，因此降低了卫星基站广播的信令开销。
在一种可实现的实施方式中，时延指示信息为子时延对应的子时延标识。步骤S102，即卫星基站向用户设备发送子区域的时延指示信息可以包括：卫星基站向用户设备分级广播子时延标识，每一级广播包含一个级别的子时延标识。
示例地，当公共时延被分割成三级子时延时，子时延标识可对应包括三级。例如，第一级子时延标识可以是卫星基站标识，例如卫星ID等；第二级子时延可以是卫星子区域标识，例如卫星波束ID等；第三级子时延可以是子区域标识，例如子区域ID等。其中，卫星基站和用户设备可以共约定一套子时延与子时延标识之间的对应关系，从而，当用户设备获取到上述子时延标识时，能够得到每个子时延标识对应的子时延。
由此，卫星基站通过分级广播的方式将子时延标识指示给用户设备，使用户设备根据子时延标识得到其所在子区域的公共时延，与卫星基站直接广播子时延相比，子时延标识的数据量可以更小，从而进一步降低卫星基站广播的信令开销。
本申请还提供了一种卫星通信的时延指示方法，该方法应用于用户设备，图14为本申请提供的卫星通信的时延指示方法流程图。如图14所示，该方法包括以下步骤：
步骤S201，用户设备从卫星基站获取当前子区域的时延指示信息，其中，卫星基站的卫星波束包含多个子区域。
例如，卫星基站通过卫星广播业务(broadcasting-satellite service，BSS)向用户设备发送时延指示信息，用户设备在执行随机接入流程之前从卫星基站的广播中获取到当前子区域的时延指示信息。
步骤S202，用户设备根据时延指示信息获取当前子区域的公共时延。
例如，用户设备获取的时延指示信息可以包括当前子区域的子时延或子时延指示信息等，从而根据子时延或者根据子时延信息确定子时延之后，得到当前子区域的公共时延。
用户设备根据时延指示信息获取公共时延的方式可结合图15-图17进一步描述。
根据上述方法，用户设备能够从卫星基站获取自身当前所在子区域的时延指示信息，并根据时延指示信息获取当前子区域的公共时延，从而，无论用户设备在卫星基站的波束覆盖范围内的任何一个子区域内，都可以根据获取的时延指示信息得到对应的公共时延，并使用该公共时延执行上行定时提前操作，从而扩大了卫星基站的通信覆盖范围。
在一个实施例中，时延指示信息包括多个级别的子时延，例如：对应卫星基站的高度的第一级子时延TA1，对应用户设备所在卫星波束的第二级子时延TA2，以及对应用户设备所在的当前子区域的第三级子时延TA3。因此，用户设备可以将获取到的子时延直接相加得到当前子区域的公共时延TA1，即：TA1＝TA1+TA2+TA3。
由此，位于卫星波束任何位置的用户设备都可以根据子时延相加得到其所在的当前子区域的公共时延，并执行上行定时提前操作，从而扩大了卫星基站的通信覆盖范围。
图15为本申请提供的卫星通信的时延指示方法步骤S202的流程图。
在一个实施例中，时延指示信息包括子时延标识，例如：当公共时延被分割成三级子时延时，子时延标识可对应包括三级。例如，第一级子时延标识可以是卫星基站标识，例如卫星ID等；第二级子时延可以是卫星子区域标识，例如卫星波束ID等；第三级子时延可以是子区域标识，例如子区域ID等。
如图15所示，当时延指示信息包括子时延标识时，步骤S202可以包括以下步骤：
步骤S301，用户设备从预存储的子时延列表中获取子时延标识对应的子时延。
其中，子时延列表根据子时延的分割方式包括各个级别的子时延标识和对应子时延的具体数值，从而用户获取子时延标识之后，可以通过查表的方式从子时延列表中获取对应的子时延。
示例地，子时延列表可以是以下形式：
Figure BDA0001847276540000121
表3子时延列表
其中，上述示出的子时延列表中记录了卫星ID为1的卫星基站的所有波束ID和子区域ID，以及每个波束和子区域对应的子时延。由于用户设备可能会与多个卫星基站进行通信，因此，卫星基站可以对应每个卫星基站预存多张子时延列表，或者，将多个卫星基站的子时延合并在一张子时延列表中存储，本申请对子时延列表中的子时延记录方式不做具体限定。
示例地，如果用户设备获取的子时延标识包括：1(第一级子时延标识)、12(第二子时延标识)和123(第三子时延标识)，那么，用户设备查阅子时延列表得到的子时延包括：T(第一级子时延)、T2(第二级子时延)和T23(第三级子时延)。
步骤S302，用户设备将子时延相加得到公共时延。
示例地，如果用户查表得到T、T2和T23，那么，当前子区域的公共时延TA1＝T+T2+T23。
由此，用户设备可以根据公共时延TA1，以及在随机接入流程中从卫星基站获取的差异时延TA2相加得到上行定时提前TA值，从而执行上行定时提前操作。
由此，用户设备本地存储子时延列表，用户设备根据基站下发的子时延标识就可以查表得到对应的子时延，因此，与卫星基站直接下发子时延相比，信令开销更少，有利于提高通信效率，降低功耗。
步骤S303，用户设备如果未从子时延列表中获取到子时延标识对应的子时延，则从卫星基站更新子时延列表。
例如，如果用户设备未存储子时延列表或者子时延列表的内容不完整，则会出现用户设备无法根据子时延标识查表得到子时延的情况，在这种情况下，用户设备可以向卫星基站发送用于获取子时延的探针信号，使卫星基站根据探针信号向用户设备下发的子时延，从而使用户设备根据卫星基站下发的信息，更新子时延列表。
由此，子时延列表更新之后，当用户设备再次与卫星基站进行通信时，就可以根据子时延标识从更新后的子时延列表中获取对应的子时延，从而降低信令开销。
图16为本申请提供的另一种卫星通信的时延指示方法步骤S202的流程图。
在一个实施例中，时延指示信息包括子区域标识。子区域标识可以仅包括子区域标识，例如子区域ID等，用于指示卫星基站的其中一个子区域；还可以包括卫星基站标识，例如卫星ID等，以及卫星子区域标识，例如卫星波束ID等。只要能够从卫星基站的所有子区域中唯一确定一个子区域的信息，都可以作为子区域标识。
如图16所示，当时延指示信息包括子区域标识时，步骤S202可以包括以下步骤：
步骤S401，用户设备从预存储的公共时延列表中获取子区域标识对应的公共时延。
示例地，公共时延列表可以是以下形式：
Figure BDA0001847276540000131
表4公共时延列表
例如，当不同子区域的子区域ID均不相同时，用户设备可以只获取子区域ID，例如212，从而通过查表可以得到对应的公共时延为T22。当不同卫星的卫星波束存在相同的波束ID，或者不同卫星波束下的子区域存在相同的子区域ID时，为了保证获取的公共时延的准确性，用户设备可以获取卫星ID，例如1，卫星波束ID，例如12和子区域ID，例如122，从而通过查表可以唯一确定对应的公共时延为T15。
由此，用户设备本地存储公共时延列表，用户设备根据基站下发的子时延标识就可以查表直接获取公共时延，因此，与卫星基站直接下发子时延相比，信令开销更少，有利于提高通信效率，降低功耗。
步骤S402，用户设备如果未从公共时延列表中获取到子区域标识对应的公共时延，则从卫星基站获取公共时延，并记录在公共时延列表中。
例如，如果用户设备未存储公共时延列表或者公共时延列表的内容不完整，则会出现用户设备无法根据子区域标识查表得到公共时延的情况，在这种情况下，用户设备可以向卫星基站发送用于获取公共时延的探针信号，使卫星基站根据探针信号向用户设备下发的公共时延，并将获取到的公共时延记录在公共时延列表中，实现对公共时延列表的补全。
由此，当用户设备再次需要获取公共时延时，就可以根据子区域标识从公共时延列表中获取对应的公共时延，从而降低信令开销。
步骤S403，用户设备根据预设的维护周期定时从卫星基站更新公共时延列表。
由于卫星设备的轨道参数和子区域划分方式等可能会在某个时刻发生变化，从而导致公共时延改变，因此，本申请的用户设备根据预设的维护周期定期从卫星基站更新公共时延列表，从而使用户设备本地存储的公共时延列表与卫星基站的轨道参数和子区域划分方式向匹配，保证用户设备正常执行上行定时提前操作。
另外，在不对卫星波束进行划分的情况下，也可以使用步骤S401-步骤S403的公共时延指示方式，此时，公共时延列表可以是以下形式：
Figure BDA0001847276540000141
图17为本申请提供的生成补偿时延的流程图。
在一个实施例中，当用户设备载波的子载波间隔大于子区域对应的子载波间隔时，需要对公共时延进行补偿，以保证用户设备的差异时延小于其载波的子载波间隔允许的最大时延差。如图17所示，时延补偿的流程包括以下步骤：
步骤S501，用户设备获取当前子区域划分结果对应的第一子载波间隔。
步骤S502，用户设备检测如果自身的第二子载波间隔大于第一子载波间隔，则根据第二子载波间隔和第一子载波间隔对应的子区域划分方式生成补偿时延，补偿时延用于在两个用户设备与卫星基站的时延差大于第二子载波间隔允许的最大时延差时，对公共时延进行补偿。
示例地，图18为需要执行时延补偿的场景图。图18示出了在5G NR和FDD模式下(max：TA＝3846)用户设备1(UE1)和用户设备2(UE2)的通信场景。如图17所示，子区域对应的子载波间隔为15kHz(第一子载波间隔)，UE1载波的子载波间隔为15kHz(第一子载波间隔)，UE2载波的子载波间隔为30kHz(第二子载波间隔)。当两个用户设备通信时，如果两个用户设备的时延差小于0.335ms(30kHz的子载波间隔允许的最大时延差TTA)，则两个用户设备可以正常执行上行定时提前操作，实现正交传输；但是，如果两个用户设备的时延之差大于0.335ms，由于时延差超出了30kHz的子载波间隔允许的最大时延差0.335ms的限制，UE2的差异时延TA2最大值只能达到0.335ms，从而，UE2无法正常执行上行定时提前操作。为了解决上述问题，可以将30kHz的子载波间隔(第二子载波间隔)和15kHz的子载波间隔(第一子载波间隔)所对应子区域的公共时延之差△TA1＝TA1'-TA1(其中，TA1'表示在30kHz的子载波间隔对应的子区域划分方式下，用户设备所在子区域的公共时延；TA1表示在15kHz的子载波间隔对应的子区域划分方式下，用户设备所在子区域的公共时延)作为补偿时延。并将该补偿时延△TA1与TA1相加，作为UE2的公共时延，使UE2的差异时延小于最大时延差0.335ms，从而使UE2可以正常执行上行定时提前操作，实现UE1和UE2的正交传输。
由此，当用户设备的子载波间隔大于划分波束使用的子载波间隔时，卫星波束无需对子区域进行重新划分，只需在当前子区域对应的公共时延的基础上额外增加一个补偿时延，即可保证用户设备正常执行上行定时提前操作。从而，实现用一种子区域划分方式兼容使用不同子载波间隔的用户设备。
上述本申请提供的实施例中，分别从设备本身、以及从设备之间交互的角度对本申请提供的时延指示方法的各方案进行了介绍。可以理解的是，各个设备，例如上述卫星基站和用户设备为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
例如，上述设备通过软件模块来实现相应的功能。
在一个实施例中，如图19所示，该卫星通信的时延指示装置包括接收模块601和发送模块602，可用于执行上述卫星基站的操作。例如：
接收模块601用于获取卫星波束的子区域划分结果，卫星波束包含多个子区域。发送模块602用于向用户设备发送子区域的时延指示信息，时延指示信息用于向用户设备指示子区域的公共时延。
根据上述装置，卫星基站的卫星波束被划分成了多个子区域，与原有的卫星波束相比，每个子区域覆盖一个更小的区域，子区域内的不同用户设备与卫星基站的时延差更小，可以小于现有的5G NR、LTE等通信标准中定义的最大时延差。并且，卫星基站通过向用户设备发送时延指示信息，告知用户设备所在子区域的公共时延，当用户设备与卫星基站产生上行通信时，无论用户设备位于哪一个子区域内，都可以根据其所在子区域的公共时延执行上行定时提前操作，从而扩大了卫星基站的通信覆盖范围。
可选的，如图20所示，该装置还包括处理模块603，用于根据用户设备具有的最大子载波间隔划分子区域，使子区域内任意两个用户设备与卫星基站的时延差小于或者等于最大子载波间隔允许的最大时延差。由此，根据用户设备具有的最大子载波间隔划分子区域，使子区域内任意两个用户设备与卫星基站的时延差小于或者等于最大子载波间隔允许的最大时延差，从而保证子区域内使用任何子载波间隔的用户设备都可以正常执行上行定时提前操作，兼容现有的通信标准并极大地扩展了卫星基站的通信覆盖范围。
可选的，处理模块603用于根据预设子载波间隔划分子区域，使子区域内任意两个用户设备与卫星基站的时延差小于或者等于预设子载波间隔允许的最大时延差。由此，本装置根据预设的子载波间隔，例如用户设备常用的子载波间隔划分子区域，从而满足通常情况下用户设备的正常执行上行定时提前操作，实现在扩展卫星基站的通信覆盖范围的同时，最低化子区域划分的复杂程度，减少子区域数量，降低卫星基站广播时延指示信息时的功耗，提高通信效率。
可选的，处理模块603还用于检测用户设备的当前子载波间隔大于子区域当前对应的子载波间隔时，根据当前子载波间隔，重新划分子区域，使子区域内任意两个用户设备与卫星基站的时延差小于或者等于当前子载波间隔允许的最大时延差。由此，当卫星基站接入的用户设备具有比当前子区域对应的更大的子载波间隔时，卫星基站根据用户设备的当前子载波间隔重新划分子区域，从而使子区域内任意两个用户设备的时延差满足当前子载波间隔允许的最大时延差的要求，保证用户设备能够正常执行上行定时提前操作。
可选的，公共时延由多个级别的子时延组成，子时延包括卫星高度对应的第一级子时延、卫星波束对应的第二级子时延和子区域对应的第三级子时延。由此，本申请提供的装置，将子区域的公共时延分割成三级子时延，目的是卫星基站可以通过卫星广播业务将子区域的公共时延按照分割后的子时延分级发送给用户设备，避免对不同子区域的公共时延的共有部分重复发送，以减少卫星基站的信令开销，降低能耗。
可选的，发送模块602用于向用户设备分级广播子时延，每一级广播包含一个级别的子时延。由此，卫星基站通过分级广播的方式将子时延指示给用户设备，使用户设备根据从广播中获取的子时延得到其所在子区域的公共时延。由于卫星基站对子时延进行分级广播，每个子时延只需广播一次，无需重复广播，因此降低了卫星基站广播的信令开销。
可选的，发送模块602用于向用户设备分级广播子时延标识，每一级广播包含一个级别的子时延标识。由此，卫星基站通过分级广播的方式将子时延标识指示给用户设备，使用户设备根据子时延标识得到其所在子区域的公共时延，与卫星基站直接广播子时延相比，子时延标识的数据量可以更小，从而进一步降低卫星基站广播的信令开销。
在另一个实施例中，如图21所示，该卫星通信的时延指示装置包括接收模块601和处理模块603，可用于执行上述用户设备的操作。例如：
接收模块601用于从卫星基站获取当前子区域的时延指示信息，其中，卫星基站的卫星波束包含多个子区域。处理模块603用于根据时延指示信息获取当前子区域的公共时延。
根据上述装置，用户设备能够从卫星基站获取自身当前所在子区域的时延指示信息，并根据时延指示信息获取当前子区域的公共时延，从而，无论用户设备在卫星基站的波束覆盖范围内的任何一个子区域内，都可以根据获取的时延指示信息得到对应的公共时延，并使用该公共时延执行上行定时提前操作，从而扩大了卫星基站的通信覆盖范围。
可选的，处理模块603用于将子时延相加得到公共时延。由此，位于卫星波束任何位置的用户设备都可以根据子时延相加得到其所在的当前子区域的公共时延，并执行上行定时提前操作，从而扩大了卫星基站的通信覆盖范围。
可选的，时延指示信息包括子时延标识。处理模块603用于从预存储的子时延列表中获取子时延标识对应的子时延。处理模块603还用于将子时延相加得到公共时延。由此，用户设备本地存储子时延列表，用户设备根据基站下发的子时延标识就可以查表得到对应的子时延，因此，与卫星基站直接下发子时延相比，信令开销更少，有利于提高通信效率，降低功耗。
可选的，如果处理模块未从子时延列表中获取到子时延标识对应的子时延，接收模块601还用于从卫星基站更新子时延列表。由此，当用户设备再次需要获取公共时延时，就可以根据子时延标识从更新后的子时延列表中获取对应的子时延，从而降低信令开销。
可选的，时延指示信息包括子区域标识。处理模块603用于从预存储的公共时延列表中获取子区域标识对应的公共时延。由此，用户设备本地存储公共时延列表，用户设备根据基站下发的子时延标识就可以查表直接获取公共时延，因此，与卫星基站直接下发子时延相比，信令开销更少，有利于提高通信效率，降低功耗。
可选的，如果处理模块未从公共时延列表中获取到子区域标识对应的公共时延。接收模块601还用于从卫星基站获取公共时延，并记录在公共时延列表中。由此，当用户设备再次需要获取公共时延时，就可以根据子区域标识从公共时延列表中获取对应的公共时延，从而降低信令开销。
可选的，接收模块601还用于根据预设的维护周期定时从卫星基站更新公共时延列表。由此，用户设备通过定时更新公共时延列表，能够在子区域的划分发生变化时，及时获取最新的子区域对应的公共时延列表，保证用户设备正常执行上行定时提前操作。
可选的，处理模块603用于获取当前子区域划分结果对应的第一子载波间隔。处理模块603还用于检测如果用户设备的第二子载波间隔大于第一子载波间隔，则根据第二子载波间隔和第一子载波间隔对应的子区域划分方式生成补偿时延，补偿时延用于在两个用户设备与卫星基站的时延差大于第二子载波间隔允许的最大时延差时，对公共时延进行补偿。由此，当用户设备的子载波间隔大于划分波束使用的子载波间隔时，卫星波束无需对子区域进行重新划分，只需在当前子区域对应的公共时延的基础上额外增加一个补偿时延，即可保证用户设备正常执行上行定时提前操作。从而，实现用一种子区域划分方式兼容使用不同子载波间隔的用户设备。
图22示出了上述实施例中所涉及的卫星通信的时延指示装置的另一种可能的结构示意图。该卫星通信的时延指示装置包括收发器701、处理器702和存储器703，如图22所示。存储器703用于与处理器702耦合，其保存该卫星通信的时延指示装置必要的计算机程序704。例如，在一个实施例中，处理器702被配置为执行卫星基站的操作或功能。收发器701用于实现卫星基站与用户设备之间的通信。根据上述装置，卫星基站的卫星波束被划分成了多个子区域，与原有的卫星波束相比，每个子区域覆盖一个更小的区域，子区域内的不同用户设备与卫星基站的时延差更小，可以小于现有的5G NR、LTE等通信标准中定义的最大时延差。并且，卫星基站通过向用户设备发送时延指示信息，告知用户设备所在子区域的公共时延，当用户设备与卫星基站产生上行通信时，无论用户设备位于哪一个子区域内，都可以根据其所在子区域的公共时延执行上行定时提前操作，从而扩大了卫星基站的通信覆盖范围。
在另一个实施例中，处理器702具体被配置为执行用户设备的操作或功能。收发器701用于实现用户设备与卫星基站之间的通信。根据上述装置，用户设备能够从卫星基站获取自身当前所在子区域的时延指示信息，并根据时延指示信息获取当前子区域的公共时延，从而，无论用户设备在卫星基站的波束覆盖范围内的任何一个子区域内，都可以根据获取的时延指示信息得到对应的公共时延，并使用该公共时延执行上行定时提前操作，从而扩大了卫星基站的通信覆盖范围。
如图23所示，本申请还提供了一种卫星通信系统。包括卫星基站801和用户设备802。其中，卫星基站801用于获取卫星波束的子区域划分结果，卫星波束包含多个子区域；以及，向用户设备802发送子区域的时延指示信息，时延指示信息用于向用户设备802指示子区域的公共时延。用户设备802用于从卫星基站801获取当前子区域的时延指示信息；以及，根据时延指示信息获取当前子区域的公共时延。根据上述系统，卫星波束被划分成多个子区域，每个子区域内的用户设备都可以根据卫星基站发送的时延指示信息获取其对应子区域的公共时延，从而根据获取的公共时延执行TA补偿，从而扩大了卫星基站的通信覆盖范围。
如图24所示，本申请还提供一种计算机可读存储介质901，计算机可读存储介质901中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面的方法。
本申请还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面的方法。
本申请还提供了一种芯片系统，图25为该芯片系统的结构示意图。该芯片系统包括处理器1001，用于支持上述装置或系统实现上述方面中所涉及的功能，例如，生成或处理上述方法中所涉及的信息。在一种可能的设计中，芯片系统还包括存储器1002，存储器1002，用于保存卫星通信的时延指示装置必要的程序指令和数据。该芯片系统，可以由芯片构成，也可以包含芯片和其他分立器件。
用于执行本申请上述卫星通信的时延指示装置的控制器/处理器可以是中央处理器(CPU)，通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件，硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。处理器也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等等。
结合本申请公开内容所描述的方法或者算法的步骤可以硬件的方式来实现，也可以是由处理器执行软件指令的方式来实现。软件指令可以由相应的软件模块组成，软件模块可以被存放于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或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。另外，该ASIC可以位于无线接入网设备中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于无线接入网设备中。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。
以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种卫星通信的时延指示方法，其特征在于，包括：
卫星基站获取卫星波束的子区域划分结果，所述卫星波束包含多个所述子区域；
所述卫星基站向用户设备发送所述子区域的时延指示信息，所述时延指示信息用于向所述用户设备指示所述子区域的公共时延；
其中，所述子区域是根据所述用户设备具有的最大子载波间隔划分的，所述子区域内任意两个所述用户设备与所述卫星基站的时延差小于或者等于所述最大子载波间隔允许的最大时延差。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
根据预设子载波间隔划分所述子区域，使所述子区域内任意两个所述用户设备与所述卫星基站的时延差小于或者等于所述预设子载波间隔允许的最大时延差。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括：
所述卫星基站检测所述用户设备的当前子载波间隔大于所述子区域对应的子载波间隔时，根据所述当前子载波间隔，重新划分所述子区域，使所述子区域内任意两个所述用户设备与所述卫星基站的时延差小于或者等于所述当前子载波间隔允许的最大时延差。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述公共时延由多个级别的子时延组成，所述子时延包括卫星高度对应的第一级子时延、所述卫星波束对应的第二级子时延和所述子区域对应的第三级子时延。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述时延指示信息包括子时延或子时延标识，所述卫星基站向用户设备发送所述子区域的时延指示信息包括：
所述卫星基站向所述用户设备分级广播所述时延指示信息，每一级广播包含一个级别的所述时延指示信息。
6.一种卫星通信的时延指示方法，其特征在于，包括：
用户设备从卫星基站获取当前子区域的时延指示信息，其中，所述卫星基站的卫星波束包含多个所述子区域；
所述用户设备根据所述时延指示信息获取当前子区域的公共时延；
其中，所述子区域是根据所述用户设备具有的最大子载波间隔划分的，所述子区域内任意两个所述用户设备与所述卫星基站的时延差小于或者等于所述最大子载波间隔允许的最大时延差。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述时延指示信息包括多个级别的子时延，所述用户设备根据所述时延指示信息获取当前子区域的公共时延，包括：
所述用户设备将所述子时延相加得到所述公共时延。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述时延指示信息包括子时延标识，所述用户设备根据所述时延指示信息获取当前子区域的公共时延，包括：
所述用户设备从预存储的子时延列表中获取所述子时延标识对应的子时延；
所述用户设备将所述子时延相加得到所述公共时延。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述时延指示信息包括子区域标识，所述用户设备根据所述时延指示信息获取当前子区域的公共时延，包括：
所述用户设备从预存储的公共时延列表中获取所述子区域标识对应的公共时延。
10.根据权利要求6至9任一项所述的方法，其特征在于，所述用户设备根据所述时延指示信息获取当前子区域的公共时延，还包括：
所述用户设备获取当前子区域划分结果对应的第一子载波间隔；
所述用户设备检测如果自身的第二子载波间隔大于所述第一子载波间隔，则根据第二子载波间隔和第一子载波间隔对应的子区域划分方式生成补偿时延，所述补偿时延用于在两个所述用户设备与所述卫星基站的时延差大于所述第二子载波间隔允许的最大时延差时，对所述公共时延进行补偿。
11.一种卫星通信的时延指示装置，其特征在于，包括：
接收模块，用于获取卫星波束的子区域划分结果，所述卫星波束包含多个所述子区域；
发送模块，用于向用户设备发送所述子区域的时延指示信息，所述时延指示信息用于向所述用户设备指示所述子区域的公共时延；
处理模块，用于根据所述用户设备具有的最大子载波间隔划分所述子区域，使所述子区域内任意两个所述用户设备与卫星基站的时延差小于或者等于所述最大子载波间隔允许的最大时延差。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，还包括：
处理模块，用于根据预设子载波间隔划分所述子区域，使所述子区域内任意两个所述用户设备与所述卫星基站的时延差小于或者等于所述预设子载波间隔允许的最大时延差。
13.根据权利要求11或12所述的装置，其特征在于，还包括：
处理模块，还用于检测所述用户设备的当前子载波间隔大于所述子区域当前对应的子载波间隔时，根据所述当前子载波间隔，重新划分所述子区域，使所述子区域内任意两个所述用户设备与所述卫星基站的时延差小于或者等于所述当前子载波间隔允许的最大时延差。
14.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，
所述公共时延由多个级别的子时延组成，所述子时延包括卫星高度对应的第一级子时延、所述卫星波束对应的第二级子时延和所述子区域对应的第三级子时延。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，
所述时延指示信息包括子时延或子时延标识，所述发送模块，用于向所述用户设备分级广播所述时延指示信息，每一级广播包含一个级别的所述时延指示信息。
16.一种卫星通信的时延指示装置，其特征在于，包括：
接收模块，用于从卫星基站获取当前子区域的时延指示信息，其中，所述卫星基站的卫星波束包含多个所述子区域；
处理模块，用于根据所述时延指示信息获取当前子区域的公共时延；
其中，所述子区域是根据用户设备具有的最大子载波间隔划分的，所述子区域内任意两个所述用户设备与所述卫星基站的时延差小于或者等于所述最大子载波间隔允许的最大时延差。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述时延指示信息包括多个级别的子时延，所述处理模块，用于将所述子时延相加得到所述公共时延。
18.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述时延指示信息包括子时延标识，
所述处理模块，用于从预存储的子时延列表中获取所述子时延标识对应的子时延；
所述处理模块，还用于将所述子时延相加得到所述公共时延。
19.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述时延指示信息包括子区域标识，
所述处理模块，用于从预存储的公共时延列表中获取所述子区域标识对应的公共时延。
20.根据权利要求16至19任一项所述的装置，其特征在于，
所述处理模块，用于获取当前子区域划分结果对应的第一子载波间隔；
所述处理模块，还用于检测如果用户设备的第二子载波间隔大于所述第一子载波间隔，则根据第二子载波间隔和第一子载波间隔对应的子区域划分方式生成补偿时延，所述补偿时延用于在两个所述用户设备与所述卫星基站的时延差大于所述第二子载波间隔允许的最大时延差时，对所述公共时延进行补偿。
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