CN111193571A - 一种上行数据的同步方法及装置 - Google Patents

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CN111193571A
CN111193571A CN202010023002.8A CN202010023002A CN111193571A CN 111193571 A CN111193571 A CN 111193571A CN 202010023002 A CN202010023002 A CN 202010023002A CN 111193571 A CN111193571 A CN 111193571A
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Abstract

本申请提供了上行数据同步方法,包括:在小区建立后,从下行发送时序中确定第一时序单位,得到下行发送第一时序单位;根据信关站与公共参考点的RTT获取基准RTT,公共参考点为卫星覆盖的至少一个小区中的预设参考点;将在下行发送第一时序单位的起始时刻的基础上延迟基准RTT得到的时刻,作为信关站的上行接收第一时序单位的起始时刻;本申请可以保证信关站接收到的上行数据可以被正确解调。

Description

一种上行数据的同步方法及装置
本申请要求于2019年12月26日提交中国专利局、申请号为201911368494.8、发明名称为“一种上行数据的同步方法及装置”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及卫星通信领域,尤其涉及一种上行数据的同步方法及装置。
背景技术
在卫星通信系统中,卫星在轨道上运动,信关站通过卫星向终端发送下行数据,在终端接收到该下行数据后,终端通过卫星向信关站发送上行数据。
目前,卫星通信系统中,尤其是低轨卫星通信系统由于卫星在轨道上运动,与信关站和地面终端的相对位置不停发生变化,上行数据到达会提前或延迟,信关站如果按照陆地通信系统中在同一时序收发数据,则接收到的数据不能被正确解调,即不能实现上行数据的同步。
因此,需要一种上行数据的同步方法,以提高信关站对上行数据的解调性能。
发明内容
本申请提供了一种上行数据的同步方法及装置,目的在于解决信关站上行数据同步的问题。
为了实现上述目的,本申请提供了以下技术方案:
本申请提供了一种上行数据的同步方法,应用于信关站,包括:
在小区建立后,从下行发送时序中确定第一时序单位,得到下行发送第一时序单位;所述下行发送第一时序单位为所述下行发送时序中的任意一个时序单位;
根据所述信关站与公共参考点的RTT获取基准RTT;所述公共参考点为卫星覆盖的至少一个小区中的预设参考点;
将在所述下行发送第一时序单位的起始时刻的基础上延迟基准RTT得到的时刻,作为所述信关站的上行接收第一时序单位的起始时刻。
可选的,所述根据所述信关站与公共参考点的RTT获取基准RTT包括:
所述信关站与公共参考点的RTT为真实RTT,所述真实RTT为所述信关站从下行发送第一时序单位发送下行数据开始,到所述信关站接收到公共参考点处发送的上行数据间的时延;
以所述真实RTT为所述基准RTT。
可选的,所述根据所述信关站与公共参考点的RTT获取基准RTT包括:
所述信关站与公共参考点的RTT为所述信关站的下行发送第一时序单位的起始时刻对应的RTT;所述下行发送第一时序单位的起始时刻对应的RTT为该时刻下的馈电链路往返时延和用户链路往返时延之和;该时刻下的馈电链路往返时延为该时刻下的卫星与所述信关站间的往返距离对应的时延;该时刻下的用户链路往返时延为该时刻下的卫星与所述公共参考点间的往返距离对应的时延;
以所述信关站的下行发送第一时序单位的起始时刻对应的RTT为所述基准RTT。
可选的,所述根据所述信关站与公共参考点的RTT获取基准RTT包括:
确定所述信关站从下行发送第一时序单位发送下行数据开始,到所述信关站接收公共参考点处发送的上行数据终止时刻构成的时刻范围中,每个时刻分别对应的RTT中的最大值和最小值构成的RTT范围,得到基准RTT范围;所述时刻范围中任一时刻对应的RTT为该时刻下的馈电链路往返时延和用户链路往返时延之和;该时刻下的馈电链路往返时延为该时刻下的卫星与所述信关站间的往返距离对应的时延;该时刻下的用户链路往返时延为该时刻下的卫星与所述公共参考点间的往返距离对应的时延;
所述基准RTT为所述基准RTT范围中的任意一个取值。
本申请还提供了一种上行数据的同步方法,应用于终端,包括:
在处于连接状态或空闲状态的情况下,在所述终端的上行发送第一时序单位的待维护时刻范围内,确定所述终端的上行发送第一时序单位对应的下行接收第一时序单位的起始时刻;所述终端的上行发送第一时序单位为所述终端的上行发送时序中的任意一个时序单位;
在所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻的基础上补偿补偿RTT,得到所述终端的上行发送第一时序单位的起始时刻;所述待维护时刻范围的最晚时刻,不晚于得到的所述终端的上行发送第一时序单位的起始时刻;
所述补偿RTT为第一数值与所述第二数值之和,或第二数值;
所述第一数值为真实RTT和基准RTT间的差值;所述基准RTT为信关站用于得到上行接收第一时序单位的起始时刻,在下行发送第一时序单位的起始时刻的基础上延迟的时延;所述真实RTT为所述信关站从下行发送第一时序单位发送的下行数据开始,到所述信关站接收到公共参考点处的虚拟终端在上行发送第一时序单位发送的上行数据间的时延;所述公共参考点为卫星覆盖的至少一个小区中的预设参考点;
所述第二数值用于使所述终端在补偿所述第二数值得到的时刻发送的上行数据传输到卫星的时刻,与所述虚拟终端发送的上行数据传输到卫星的时刻同步。
可选的,所述待维护时刻范围的确定方式,包括:
获取预设差值;所述预设差值为整个接入网中,全部小区的时延差值中的最大值;其中,任一小区的时延差值为该小区内用户到卫星的往返时延与所述公共参考点处虚拟终端到卫星的往返时延差值的最大值与该小区内真实RTT与基准RTT差值的最大值之和;
在所述预设差值不小于0的情况下,计算所述终端的下行接收第一时序单位的编号与第一时序单位数量的差值,得到第一编号;所述第一时序单位数量为所述预设差值与时序单位的时长间的比值的绝对值向上取整得到;
将所述终端的下行接收时序中所述第一编号指示的时序单位的起始时刻,作为所述待维护时刻范围的最晚时刻;
在所述预设差值小于0的情况下,计算所述终端的下行接收第一时序单位的编号与第二时序单位数量之和,得到第二编号;将所述终端的下行接收时序中所述第二编号指示的时序单位的起始时刻,作为所述待维护时刻范围的最晚时刻;所述第二时序单位数量为所述预设差值与时序单位的时长间的比值的绝对值向下取整得到。
可选的,所述在所述终端的上行发送第一时序单位的待维护时刻范围内,确定所述终端的上行发送第一时序单位对应的下行接收第一时序单位的起始时刻,包括:
在所述预设差值不小于0的情况下,确定当前执行时刻所属的下行接收时序单位,得到下行接收第二时序单位;
估算所述下行接收第二时序单位的起始时刻下的CRS时延变化率;依据所述下行接收第二时序单位的起始时刻、所述下行接收第二时序单位的起始时刻下的CRS时延变化率,以及第一数量,确定所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻;所述第一数量为所述终端的下行接收第一时序单位的编号与所述下行接收第二时序单位的编号间的差值;所述下行接收第二时序单位的起始时刻下的CRS时延变化率指:第一时间偏移与预设的时隙标准时长间的比值;所述第一时间偏移为第一实际差值与所述时隙标准时长间的差值;所述第一实际差值为从所述下行接收第二时序单位开始的连续两个时序的起始时刻间的差值。
可选的,还包括:
在所述预设差值小于0的情况下,获取所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻;
或者,
在所述预设差值小于0的情况下,确定所述当前执行时刻所属的下行接收时序单位,得到下行接收第三时序单位;
依据所述下行接收第三时序单位的起始时刻、所述下行接收第三时序单位的起始时刻下的CRS时延变化率,以及第二数量,确定所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻;所述第二数量为所述下行接收第三时序单位的编号与所述终端的下行接收第一时序单位的编号间的差值;所述下行接收第三时序单位的起始时刻下的CRS时延变化率指:第二时间偏移与预设的时隙标准时长间的比值;所述第二时间偏移为第二实际差值与所述时隙标准时长间的差值;所述第二实际差值为从所述下行接收第三时序单位开始的连续两个时序的起始时刻间的差值。
可选的,所述通过在所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻的基础上补偿补偿RTT,得到所述终端的上行发送第一时序单位的起始时刻,包括:
确定补偿RTT;所述第二数值为第一时延与第二时延的差值;所述第一时延为卫星与所述终端间的往返时延;所述第二时延为卫星与所述虚拟终端间的往返时延;
在所述补偿RTT为正值的情况下,将在所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻的基础上提前所述补偿RTT得到的时刻,作为所述终端的上行发送第一时序单位的起始时刻;
在所述补偿RTT为负值的情况下,将在所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻的基础上延迟所述补偿RTT的绝对值得到的时刻,作为所述终端的上行发送第一时序单位的起始时刻。
可选的,在所述基准RTT的取值为所述真实RTT的情况下,所述补偿RTT的取值为所述第二数值。
可选的,在所述基准RTT的取值为所述信关站下行发送第一时序单位的起始时刻的RTT的情况下,所述确定补偿RTT,包括:
将第一乘积与目标差值之和作为补偿RTT;所述第一乘积为所述真实RTT与所述终端的下行CRS时延变化率的乘积;所述目标差值为第三时延与第四时延差值的两倍;所述第三时延为:所述信关站下行发送第一时序单位的起始时刻下的卫星与所述终端间距离与光速的比值;所述第四时延为:所述信关站下行发送第一时序单位的起始时刻下的卫星与所述虚拟终端间的距离与光速的比值;
所述终端的下行CRS时延变化率为当前执行时刻所属的下行接收时序单位的起始时刻下的CRS时延变化率。
可选的,所述真实RTT的计算方式,包括:
确定馈电链路时延变化率的取值;所述馈电链路时延变化率为所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻下的馈电链路时延变化率;
确定所述馈电链路时延变化率的取值对应的馈电链路时延的取值;
依据所述馈电链路时延的取值,估算所述真实RTT。
可选的,所述确定馈电链路时延变化率的取值,包括:
依据所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻下的CRS时延变化率的取值、所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻下用户链路时延变化率的取值,以及预设的时延变化率关系,确定所述馈电链路时延变化率的取值。
可选的,在卫星的运行轨道为经过所述信关站正上方的卫星轨道的情况下,所述确定所述馈电链路时延变化率的取值对应的馈电链路时延的取值,包括:
依据所述馈电链路时延变化率与目标夹角间的预设关系,确定所述馈电链路时延变化率的取值对应的目标夹角的取值;所述目标夹角为卫星运行速度与馈电链路上远离所述信关站的方向之间的夹角;
依据所述目标夹角与馈电链路距离间的预设对应关系,确定所述目标夹角的取值对应的馈电链路距离的取值;
依据所述馈电链路距离的取值,确定所述馈电链路时延变化率的取值对应的馈电链路时延的取值。
可选的,在卫星运行轨道不经过信关站的正上方的情况下,所述确定所述馈电链路时延变化率的取值对应的馈电链路时延的取值,包括:
依据
Figure BDA0002361464090000071
确定所述馈电链路时延变化率的取值对应的馈电链路时延的取值;
ad0-F表示所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻下的馈电链路时延变化率,aBC表示相对于虚拟信关站,所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻下的馈电链路时延变化率;所述虚拟信关站的位置为第一垂点与第二垂点构成的线段的中点;所述第一垂点和所述第二垂点为从所述信关站向第一轨道平面与第二轨道平面作垂线分别得到的垂足;所述第一轨道平面与所述第二轨道平面为卫星通信系统中距离最远的两个卫星轨道所在的平面;AC表示馈电链路的距离;所述馈电链路的距离与光速的比值为:所述馈电链路时延;BC表示卫星与所述虚拟信关站间的距离。
本申请还提供了一种上行数据的同步装置,应用于信关站,包括:
第一确定模块,用于在小区建立后,从下行发送时序中确定第一时序单位,得到下行发送第一时序单位;所述下行发送第一时序单位为所述下行发送时序中的任意一个时序单位;
获取模块,用于根据所述信关站与公共参考点的RTT获取基准RTT;所述公共参考点为卫星覆盖的至少一个小区中的预设参考点;
延迟模块,用于将在所述下行发送第一时序单位的起始时刻的基础上延迟基准RTT得到的时刻,作为所述信关站的上行接收第一时序单位的起始时刻。
可选的,所述获取模块,用于根据所述信关站与公共参考点的RTT获取基准RTT,包括:
所述获取模块,具体用于所述信关站与公共参考点的RTT为真实RTT,所述真实RTT为所述信关站从下行发送第一时序单位发送下行数据开始,到所述信关站接收到公共参考点处发送的上行数据间的时延;
以所述真实RTT为所述基准RTT。
可选的,所述获取模块,用于根据所述信关站与公共参考点的RTT获取基准RTT,包括:
所述获取模块,具体用于所述信关站与公共参考点的RTT为所述信关站的下行发送第一时序单位的起始时刻对应的RTT;所述下行发送第一时序单位的起始时刻对应的RTT为该时刻下的馈电链路往返时延和用户链路往返时延之和;该时刻下的馈电链路往返时延为该时刻下的卫星与所述信关站间的往返距离对应的时延;该时刻下的用户链路往返时延为该时刻下的卫星与所述公共参考点间的往返距离对应的时延;
以所述信关站的下行发送第一时序单位的起始时刻对应的RTT为所述基准RTT。
可选的,所述获取模块,用于根据所述信关站与公共参考点的RTT获取基准RTT,包括:
所述获取模块,具体用于确定所述信关站从下行发送第一时序单位发送下行数据开始,到所述信关站接收公共参考点处发送的上行数据终止时刻构成的时刻范围中,每个时刻分别对应的RTT中的最大值和最小值构成的RTT范围,得到基准RTT范围;所述时刻范围中任一时刻对应的RTT为该时刻下的馈电链路往返时延和用户链路往返时延之和;该时刻下的馈电链路往返时延为该时刻下的卫星与所述信关站间的往返距离对应的时延;该时刻下的用户链路往返时延为该时刻下的卫星与所述公共参考点间的往返距离对应的时延;
所述基准RTT为所述基准RTT范围中的任意一个取值。
本申请还提供了一种上行数据的同步装置,应用于终端,包括:
第二确定模块,用于在处于连接状态或空闲状态的情况下,在所述终端的上行发送第一时序单位的待维护时刻范围内,确定所述终端的上行发送第一时序单位对应的下行接收第一时序单位的起始时刻;所述终端的上行发送第一时序单位为所述终端的上行发送时序中的任意一个时序单位;
补偿模块,用于在所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻的基础上补偿补偿RTT,得到所述终端的上行发送第一时序单位的起始时刻;所述待维护时刻范围的最晚时刻,不晚于得到的所述终端的上行发送第一时序单位的起始时刻;
所述补偿RTT为第一数值与所述第二数值之和,或第二数值;
所述第一数值为真实RTT和基准RTT间的差值;所述基准RTT为所述信关站用于得到上行接收第一时序单位的起始时刻,在下行发送第一时序单位的起始时刻的基础上延迟的时延;所述真实RTT为所述信关站从下行发送第一时序单位发送的下行数据开始,到所述信关站接收到公共参考点处的虚拟终端在上行发送第一时序单位发送的上行数据间的时延;所述公共参考点为卫星覆盖的至少一个小区中的预设参考点;
所述第二数值用于使所述终端在补偿所述第二数值得到的时刻发送的上行数据传输到卫星的时刻,与所述虚拟终端发送的上行数据传输到卫星的时刻同步。
可选的,该装置还可以包括维护时刻范围确定模块,用于获取预设差值;所述预设差值为整个接入网中,全部小区的时延差值中的最大值;其中,任一小区的时延差值为该小区内用户到卫星的往返时延与所述公共参考点处虚拟终端到卫星的往返时延差值的最大值与该小区内真实RTT与基准RTT差值的最大值之和;
在所述预设差值不小于0的情况下,计算所述终端的下行接收第一时序单位的编号与第一时序单位数量的差值,得到第一编号;所述第一时序单位数量为所述预设差值与时序单位的时长间的比值的绝对值向上取整得到;
将所述终端的下行接收时序中所述第一编号指示的时序单位的起始时刻,作为所述待维护时刻范围的最晚时刻;
在所述预设差值小于0的情况下,计算所述终端的下行接收第一时序单位的编号与第二时序单位数量之和,得到第二编号;将所述终端的下行接收时序中所述第二编号指示的时序单位的起始时刻,作为所述待维护时刻范围的最晚时刻;所述第二时序单位数量为所述预设差值与时序单位的时长间的比值的绝对值向下取整得到。
可选的,所述第二确定模块,用于在所述终端的上行发送第一时序单位的待维护时刻范围内,确定所述终端的上行发送第一时序单位对应的下行接收第一时序单位的起始时刻,包括:
所述第二确定模块,具体用于在所述预设差值不小于0的情况下,确定当前执行时刻所属的下行接收时序单位,得到下行接收第二时序单位;
估算所述下行接收第二时序单位的起始时刻下的CRS时延变化率;依据所述下行接收第二时序单位的起始时刻、所述下行接收第二时序单位的起始时刻下的CRS时延变化率,以及第一数量,确定所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻;所述第一数量为所述终端的下行接收第一时序单位的编号与所述下行接收第二时序单位的编号间的差值;所述下行接收第二时序单位的起始时刻下的CRS时延变化率指:第一时间偏移与预设的时隙标准时长间的比值;所述第一时间偏移为第一实际差值与所述时隙标准时长间的差值;所述第一实际差值为从所述下行接收第二时序单位开始的连续两个时序的起始时刻间的差值。
可选的,所述第二确定模块,还具体用于在所述预设差值小于0的情况下,获取所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻;
或者,
在所述预设差值小于0的情况下,确定所述当前执行时刻所属的下行接收时序单位,得到下行接收第三时序单位;
依据所述下行接收第三时序单位的起始时刻、所述下行接收第三时序单位的起始时刻下的CRS时延变化率,以及第二数量,确定所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻;所述第二数量为所述下行接收第三时序单位的编号与所述终端的下行接收第一时序单位的编号间的差值;所述下行接收第三时序单位的起始时刻下的CRS时延变化率指:第二时间偏移与预设的时隙标准时长间的比值;所述第二时间偏移为第二实际差值与所述时隙标准时长间的差值;所述第二实际差值为从所述下行接收第三时序单位开始的连续两个时序的起始时刻间的差值。
可选的,所述补偿模块,用于通过在所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻的基础上补偿补偿RTT,得到所述终端的上行发送第一时序单位的起始时刻,包括:
所述补偿模块,具体用于确定补偿RTT;所述第二数值为第一时延与第二时延的差值;所述第一时延为卫星与所述终端间的往返时延;所述第二时延为卫星与所述虚拟终端间的往返时延;
在所述补偿RTT为正值的情况下,将在所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻的基础上提前所述补偿RTT得到的时刻,作为所述终端的上行发送第一时序单位的起始时刻;
在所述补偿RTT为负值的情况下,将在所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻的基础上延迟所述补偿RTT的绝对值得到的时刻,作为所述终端的上行发送第一时序单位的起始时刻。
可选的,在所述基准RTT的取值为所述真实RTT的情况下,所述补偿RTT的取值为所述第二数值。
可选的,在所述基准RTT的取值为所述信关站下行发送第一时序单位的起始时刻的RTT的情况下,所述补偿模块,用于确定补偿RTT,包括:
所述补偿模块,具体用于将第一乘积与目标差值之和作为补偿RTT;所述第一乘积为所述真实RTT与所述终端的下行CRS时延变化率的乘积;所述目标差值为第三时延与第四时延差值的两倍;所述第三时延为:所述信关站下行发送第一时序单位的起始时刻下的卫星与所述终端间距离与光速的比值;所述第四时延为:所述信关站下行发送第一时序单位的起始时刻下的卫星与所述虚拟终端间的距离与光速的比值;
所述终端的下行CRS时延变化率为当前执行时刻所属的下行接收时序单位的起始时刻下的CRS时延变化率。
可选的,该装置还包括:真实RTT计算模块,用于确定馈电链路时延变化率的取值;所述馈电链路时延变化率为所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻下的馈电链路时延变化率;
确定所述馈电链路时延变化率的取值对应的馈电链路时延的取值;
依据所述馈电链路时延的取值,估算所述真实RTT。
可选的,所述真实RTT计算模块,用于确定馈电链路时延变化率的取值,包括:
所述真实RTT计算模块,具体用于依据所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻下的CRS时延变化率的取值、所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻下用户链路时延变化率的取值,以及预设的时延变化率关系,确定所述馈电链路时延变化率的取值。
可选的,在卫星的运行轨道为经过所述信关站正上方的卫星轨道的情况下,所述真实RTT计算模块,用于确定所述馈电链路时延变化率的取值对应的馈电链路时延的取值,包括:
所述真实RTT计算模块,具体用于依据所述馈电链路时延变化率与目标夹角间的预设关系,确定所述馈电链路时延变化率的取值对应的目标夹角的取值;所述目标夹角为卫星运行速度与馈电链路上远离所述信关站的方向之间的夹角;
依据所述目标夹角与馈电链路距离间的预设对应关系,确定所述目标夹角的取值对应的馈电链路距离的取值;
依据所述馈电链路距离的取值,确定所述馈电链路时延变化率的取值对应的馈电链路时延的取值。
可选的,在卫星运行轨道不经过信关站的正上方的情况下,所述真实RTT计算模块,用于确定所述馈电链路时延变化率的取值对应的馈电链路时延的取值,包括:
所述真实RTT计算模块,具体用于依据
Figure BDA0002361464090000121
确定所述馈电链路时延变化率的取值对应的馈电链路时延的取值;
ad0-F表示所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻下的馈电链路时延变化率,aBC表示相对于虚拟信关站,所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻下的馈电链路时延变化率;所述虚拟信关站的位置为第一垂点与第二垂点构成的线段的中点;所述第一垂点和所述第二垂点为从所述信关站向第一轨道平面与第二轨道平面作垂线分别得到的垂足;所述第一轨道平面与所述第二轨道平面为卫星通信系统中距离最远的两个卫星轨道所在的平面;AC表示馈电链路的距离;所述馈电链路的距离与光速的比值为:所述馈电链路时延;BC表示卫星与所述虚拟信关站间的距离。
本申请所述的上行数据的同步方法及装置,信关站在小区建立后,从下行发送时序中确定第一时序单位,根据信关站与公共参考点的RTT获取基准RTT;将在第一时序单位的起始时刻的基础上延迟基准RTT得到的时刻,作为信关站的上行接收第一时序单位的起始时刻;
在处于连接状态或空闲状态的情况下,在终端的上行发送第一时序单位的待维护时刻范围内,确定终端的上行发送第一时序单位对应的下行接收第一时序单位的起始时刻,在终端的下行接收第一时序单位的起始时刻的基础上补偿补偿RTT,得到终端的上行发送第一时序单位的起始时刻。
由于待维护时刻范围的最晚时刻,不晚于得到的终端的上行发送第一时序单位的起始时刻,使得在确定出终端的上行接收第一时序的起始时刻后,来得及在所确定出的上行接收第一时序的起始时刻发送上行数据。
本申请中,一方面,信关站与终端都以公共参考点处的虚拟终端为基准,具体的,信关站以公共参考点处的虚拟终端为基准,确定基准RTT。终端在下行接收第一时序单位的起始时刻上补偿第二数值,用于终端在补偿第二数值得到的时刻发送的上行数据传输到卫星的时刻,与虚拟终端在上行发送第一时序单位的起始时刻发送的上行数据传输到卫星的时刻同步。
此外,终端在下行接收第一时序单位的起始时刻的基础上还可以补偿第一数值,第一数值为真实RTT与基准RTT的差值,即终端还补偿了真实RTT与信关站在下行发送第一时序单位的起始时刻上延迟的基准RTT间的差值。从而,使得终端在所确定出的上行发送第一时序单位的起始时刻发送的上行数据传输到信关站的时刻,为信关站上行接收第一时序单位的起始时刻。
另一方面,虚拟终端所处的公共参考点是卫星的至少一个小区的预设参考点,并且,信关站对上行数据的接收是以小区为单位进行接收的,因此,本申请中信关站与终端都以虚拟终端为基准,并执行相应的操作,可以保证信关站接收到的上行数据可以被正确解调。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例公开的从信关站发送下行数据开始,到接收到终端发送的上行数据的过程示意图
图2为本申请实施例公开的一种上行数据同步方法的流程图;
图3为本申请实施例公开的一种计算第二数值的方法的流程图;
图4为本申请实施例公开的又一种上行数据同步方法的流程图;
图5为本申请实施例公开的又一种上行数据同步方法的流程图;
图6为本申请实施例公开的一种在卫星运行轨道为信关站正上方的卫星轨道的情况下,辅助计算馈电链路距离与目标夹角间的预设对应关系的示意图;
图7为本申请实施例公开的一种卫星运行轨道与地球间的位置关系示意图;
图8为本申请实施例公开的一种上行数据同步装置的结构示意图;
图9为本申请实施例公开的又一种上行数据同步装置的结构示意图。
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、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
在现有的地面通信系统中,信关站发送下行数据的编号为N的时隙与信关站接收上行数据的相同编号的时隙为同一个时隙,发明人在研究中发现,在卫星通信系统中,由于卫星在运行轨道上运动,导致信关站与终端间的往返传输时延(RTT)增大,因此,在卫星通信系统中,信关站在相同时隙编号的时隙发送下行数据与接收上行数据,相同时隙编号的时隙为同一个时隙的情况下,信关站接收到的数据不能被正确解调。
由于信关站以小区为单位对上行数据进行接收,因此,在本申请实施例中,信关站与终端都以公共参考点处的虚拟终端为基准,其中,公共参考点是卫星的至少一个小区的预设参考点。信关站和终端分别执行以下相应的操作:信关站确定出上行接收第一时序单位的起始时刻,终端确定出上行发送第一时序单位的起始时刻,并且,终端在上行发送第一时序单位的起始时刻发送的上行数据传输到信关站的时刻,为信关站上行接收第一时序单位的起始时刻。
具体的,信关站以公共参考点处的虚拟终端为基准,确定基准RTT,并在下行发送第一时序单位的起始时刻基础上延迟基准RTT得到的时刻,作为信关站的上行接收第一时序单位的起始时刻。
终端在下行接收第一时序单位的起始时刻上补偿补偿RTT,作为终端的上行发送第一时序单位的起始时刻。其中,在终端的下行接收第一时序单位的起始时刻的基础上补偿第二数值,用于终端在补偿第二数值得到的时刻上发送的上行数据传输到卫星的时刻,与虚拟终端在上行发送第一时序单位的起始时刻发送的上行数据传输到卫星的时刻同步。
此外,终端在下行接收第一时序单位的起始时刻的基础上还可以补偿第一数值,第一数值为真实RTT与基准RTT的差值,即终端补偿了真实RTT与信关站在下行发送第一时序单位的起始时刻上延迟的基准RTT间的差值。从而,使得终端在上行发送第一时序单位的起始时刻发送的上行数据传输到信关站的时刻,为信关站上行接收第一时序单位的起始时刻,进而,可以保证信关站接收到的同一个小区的终端发送的上行数据都可以被正确解调。
为了方便介绍本申请实施例中,终端确定上行发送第一时序单位的起始时刻的详细过程,以及信关站确定上行接收第一时序单位的起始时刻的详细过程,本申请实施例以任意一个卫星为例,以该卫星覆盖的任一小区中的任意一个终端为例,进行介绍。
在本实施例中,终端设备和信关站按照时序发送以及接收数据,时序为按序排列的多个时序单位,其中,时序单位可以为slot(时隙)或子帧。时序单位编号可以用自然数表示:1、2、…、K、…K+1;也可以按传统5G的循环编号方式,包含系统帧、子帧、时隙三个级别,每个系统帧为10ms系统帧的编号范围是0~1024,一个系统帧包含10个子帧,子帧的编号范围0-9,一个子帧包含多少个时隙取决于子载波间隔如下表,假设子载波间隔是120KHz,时隙的编号范围是0~79。时序的加减运算也按照循环编号的方式,如时序N为:系统帧1023时隙79,则N+1为:系统帧0时隙0,N-1为系统帧1023时隙78,依次类推。
子载波间隔 时隙数/系统帧 时隙数/子帧 时长/时隙
15KHz 10 1 1ms
30KHz 20 2 0.5ms
60KHz 40 4 0.25ms
120KHz 80 8 0.125ms
240KHz 160 16 0.625ms
图1为本申请实施例提供的一种卫星通信系统中,从信关站发送下行数据开始,到接收到终端发送的上行数据的过程示意图,其中,gNB表示信关站。
图中,(D-X,t0)表示信关站在下行发送时序中X时序的起始时刻t0发送下行数据。
(D-X,t1)表示卫星在接收到该下行数据后,在t1时刻发送该下行数据。
(D-X,t2)表示公共参考点处的虚拟终端在t2时刻,接收该下行数据。
(D-X,t3)表示终端在下行接收时序中X时序单位的起始时刻t3接收该下行数据。
(U-X,t4)表示终端在上行发送时序中X时序单位的起始时刻t4发送上行数据。
(U-X,t5)表示公共参考点处的虚拟终端在其上行发送时序中X时序单位的起始时刻t5发送上行数据。
(U-X,t6)表示卫星在t6时刻发送该上行数据。
(U-X,t7)表示信关站在上行接收时序中X时序单位的起始时刻t7接收该上行数据。
从该图中,可以看出,信关站t0时刻发送的下行数据,上行数据在t7时刻传输到信关站,因此,对于信关站t0时刻发送的下行数据,以虚拟终端为基准,即以信关站与虚拟终端间的往返传输时延作为往返传输时延(为了描述方便,称为真实RTT),真实RTT为(t7-t5)+(t2-t0)。
因此,本申请实施例中,为了保证信关站对上行数据的精准同步,本申请实施例提供了上行数据同步方法。具体的,图2为本申请实施例提供的上行数据的同步方法,包括以下步骤:
S201、信关站在小区建立后,从下行发送时序中确定第一时序单位,得到下行发送第一时序单位。
在本实施例中,信关站在小区建立后,开始维护上行接收时序。具体的,信关站分别针对下行发送时序中的每个时序,分别维护对应的上行接收时序,即针对下行发送时序中的任意一个时序(为了描述方便,将该任意一个时序称为下行发送第一时序单位),确定上行接收第一时序单位的起始时刻。
S202、信关站将从下行发送第一时序单位的起始时刻延迟真实RTT得到的时刻,作为目标时序单位的起始时刻。
在本步骤中,对于信关站在下行发送第一时序单位发送的下行数据,将从发送该下行数据开始,到下行数据传输到公共参考点处的虚拟终端,到虚拟终端发送的上行数据传输到信关站间的时延,称为真实RTT。
具体的,真实RTT的计算过程可以包括步骤M1~步骤M5:
M1、获取信关站的下行发送第一时序单位的起始时刻。
以图1为例,假设信关站在下行发送第一时序单位发送下行数据,对应图1中信关站在t0时刻发送下行数据,则本步骤获取的下行发送第一时序单位的起始时刻为t0。
M2、根据信关站位置和星历信息,计算卫星接收信关站下行数据的时间。
在本步骤中,计算得到的时刻对应图1中的t1。
需要说明的是,从t0时刻到t1时刻,卫星是运动的,即卫星的位置是变化的。即本步骤是在将卫星的位置变化考虑在内,依据信关站位置和星历信息,计算出卫星接收信关站下行数据的时间。由于星历信息中包括卫星在各个时刻下的卫星在轨道上的具体位置,因此,在本步骤中,将卫星的位置变化考虑在内,可以计算出卫星接收信关站下行数据的时间。
M3、依据公共参考点到卫星的传输时延,确定卫星在接收到公共参考点的上行数据并向信关站发送该上行数据的时刻。
在本步骤中,确定出的时刻对应图1中的t6时刻。
在本实施例中,从t1时刻到t6时刻,卫星是运动的,即卫星的位置是变化的,但是,公共参考点与卫星间的传输时延是一个系统确定的已知量,可以采用d0表示。因此,在t1时刻的基础上增加2d0,即可得到t6。
M4、根据信关站位置和星历信息,确定信关站接收该上行数据的时刻。
在本步骤中,计算得到的时刻对应图1中的t7。
需要说明的是,从t6到t7卫星是运动的,即卫星的位置是变化的,即本步骤是将卫星的位置变化考虑在内,依据信关站位置和星历信息,计算出信关站接收该上行数据的时刻。由于星历信息中包括卫星在各个时刻下的卫星在轨道上的具体位置,因此,在本步骤中,可以计算出信关站接收该上行数据的时刻。
M5、计算真实RTT。
在本步骤中,按照真实RTT=(t1-t0)+2d0+(t7-t6),计算得到真实RTT。
本步骤得到的目标时序单位的起始时刻是在信关站的下行发送第一时序单位的起始时刻上延迟真实RTT得到的。其中,信关站的下行发送第一时序单位的起始时刻是已知的。
S203、确定信关站的下行发送第一时序单位的起始时刻与目标时序单位的终止时刻构成的时刻范围中,每个时刻分别对应的RTT中的最大值和最小值构成的RTT范围,得到基准RTT范围。
在本步骤中,时刻范围中的任一时刻的RTT为该时刻下的馈电链路往返时延和用户链路往返时延之和。其中,该时刻下的馈电链路往返时延为该时刻下的卫星与信关站间的往返距离对应的时延。即该时刻下的卫星与信关站间的距离的2倍与光速的比值。即假设卫星在该时刻固定,以该时刻固定的卫星与信关站间的距离的2倍与光速的比值。
其中,该时刻下的用户链路往返时延为该时刻下的卫星与虚拟终端间的往返距离对应的时延,即该时刻下的卫星与虚拟终端间的距离的2倍与光速的比值。即假设卫星在该时刻固定,以该时刻固定的卫星与虚拟终端间的距离的2倍与光速的比值。
在本步骤中,在已知星历信息的情况下,时刻范围中任意一个时刻下的卫星与信关站间距离都可计算得到,因此,该时刻下馈电链路往返时延可以计算得到。同时,该时刻下的卫星与虚拟终端间的距离已知,因此,该时刻下用户链路往返时延可以计算得到。因此,信关站在本步骤可以得到基准RTT范围。
S204、信关站在下行发送第一时序单位的起始时刻的基础上延迟基准RTT得到的时刻,作为上行接收第一时序单位的起始时刻。
在本步骤中,基准RTT为基准RTT范围中的任意一个取值。即信关站从基准RTT范围中任意选取一个值作为基准RTT。并在第一时序单位的起始时刻的基础上延迟该基准RTT,得到延迟后的时刻,在本实施例中,将延迟后的时刻作为信关站上行接收时序中第一时序单位的起始时刻,为了描述方便,将上行接收时序中第一时序单位,称为上行接收第一时序单位。
S205、终端在处于连接状态或空闲状态的情况下,在终端的上行发送第一时序单位的待维护时刻范围内,确定终端的上行发送第一时序单位对应的下行接收第一时序单位的起始时刻。
在本实施例中,待维护时刻范围的最晚时刻不晚于本步骤所确定出的终端的上行发送第一时序单位的起始时刻,使得在确定出终端的上行发送第一时序单位的起始时刻后,来得及在终端的上行发送第一时序单位的起始时刻发送上行数据。
可选的,在本实施例中,终端确定上行发送第一时序单位的起始时刻的待维护时刻范围,可以包括以下步骤A1~步骤A5:
A1、获取预设差值。
在本步骤中,预设差值为整个接入网中,全部小区的时延差值中的最大值;其中,任一小区的时延差值为该小区内用户到卫星的往返时延与公共参考点处虚拟终端到卫星的往返时延差值的最大值与该小区内真实RTT与基准RTT差值的最大值之和。该预设差值为事先配置在终端中的。为了描述方便,采用Tmax表示预设差值。
A2、判断预设差值是否不小于0,如果是,则执行A3,如果否,则执行A4。
A3、计算终端的下行接收第一时序单位的编号与第一时序单位数量的差值,得到第一编号,并将终端的下行接收时序中第一编号指示的时序单位的起始时刻,作为待维护时刻范围的最晚时刻。
在预设差值不小于0的情况下,执行本步骤。在本步骤中,第一时序单位数量为预设差值与时序单位的时长间的比值的绝对值向上取整得到。为了描述方便,将第一时序单位数量通过M表示,具体的,本步骤中,
Figure BDA0002361464090000211
其中,Tslot是一个时序单位的时长。
在本步骤中,假设终端的上行发送第一时序单位为终端的上行发送时序X,则在本步骤中,终端的下行接收第一时序单位的编号为X,因此,终端的下行接收第一时序单位的编号与第一时序单位数量的差值为X-M。并将终端的下行接收时序X-M的起始时刻,作为待维护时刻范围的最晚时刻,即终端至少在下行接收时序X-M前估算好上行时序X的补偿RTT。
A4、计算终端的下行接收第一时序单位的编号与第二时序单位数量之和,得到第二编号;将终端的下行接收时序中第二编号指示的时序单位的起始时刻,作为待维护时刻范围的最晚时刻。
在预设差值小于0的情况下,执行本步骤。具体的,在本步骤中,第二时序单位数量为预设差值与时序单位的时长间的比值的绝对值向下取整得到;为了描述方便,将第二时序单位数量通过M1表示,具体的,本步骤中,
Figure BDA0002361464090000212
其中,Tslot是一个时序单位的时长。
还以终端的下行接收第一时序单位的编号为X为例,则在本步骤中,第二编号为X+M1。并将终端的下行接收时序X+M1的起始时刻,作为待维护时刻范围的最晚时刻。即终端至少需要在下行接收时序X+M1前估算好上行时序X的补偿RTT。
可选的,确定终端的下行接收第一时序单位的起始时刻,可以包括以下两种情况:
情况一:针对预设差值不小于0的情况:确定终端的下行接收第一时序的起始时刻的方式包括以下步骤B1~步骤B3:
B1、确定当前执行时刻所属的下行接收时序单位,得到下行接收第二时序单位。
在本步骤中,为了描述方便,将当前执行时刻所属的下行接收时序单位,称为下行接收第二时序单位。
B2、估算下行接收第二时序单位的起始时刻下的CRS时延变化率。
在本步骤中,下行接收第二时序单位的起始时刻下的CRS时延变化率指:第一时间偏移与预设的时隙标准时长间的比值,其中,第一时间偏移为第一实际差值与时隙标准时长间的差值,其中,第一实际差值为从下行接收第二时序单位开始的连续两个时序的起始时刻间的差值。
假设下行接收第二时序单位为中终端的下行接收时序X-N。在本步骤中,估算终端的下行接收时序X-N的起始时刻下的CRS时延变化率。
B3、依据下行接收第二时序单位的起始时刻、下行接收第二时序单位的起始时刻下的CRS时延变化率,以及第一数量,确定终端的下行接收第一时序单位的起始时刻。
在本步骤中,第一数量为终端的下行接收第一时序单位的编号与下行接收第二时序单位的编号间的差值。
还以终端的下行接收第一时序单位为终端的下行接收时序X为例,则在本步骤中,第一数量为N。在本步骤中,终端的下行接收时序X的起始时刻=终端的下行接收时序X-N的起始时刻+N*Tslot*(1+aCRS)。其中,aCRS表示表示终端的下行接收时序X-N的起始时刻下的CRS时延变化率。N表示第一数量。
情况二:针对预设差值小于0的情况:确定终端的下行接收第一时序的起始时刻的方式可以包括两种:
方式一:直接获取终端的下行接收第一时序单位的起始时刻。
方式二:可以通过以下步骤C1~步骤C2:
C1、确定当前执行时刻所属的下行接收时序单位,得到下行接收第三时序单位。
在本步骤中,为了描述方便,将当前执行时刻所属的下行接收时序单位,称为下行接收第三时序单位。
C2、依据下行接收第三时序单位的起始时刻、下行接收第三时序单位的起始时刻下的CRS时延变化率,以及第二数量,确定终端的下行接收第一时序单位的起始时刻。
在本步骤中,下行接收第三时序单位的起始时刻下的CRS时延变化率指:第二时间偏移与预设的时隙标准时长间的比值,其中,第二时间偏移为第二实际差值与时隙标准时长间的差值,其中,第二实际差值为从下行接收第三时序单位开始的连续两个时序的起始时刻间的差值。
第二数量为下行接收第三时序单位的编号与终端的下行接收第一时序单位的编号间的差值。
假设下行接收第三时序单位为终端的下行接收时序X+N,终端的下行接收第一时序为终端的下行接收时序X,则在本步骤中,第二数量为N。在本步骤中,终端的下行接收第一时序单位的起始时刻=下行接收时序X+N的起始时刻-N*Tslot*(1+aCRS)。其中,aCRS表示下行接收时序X+N的起始时刻下的CRS时延变化率,N表示第二数量。
S206、在终端的下行接收第一时序单位的起始时刻的基础上补偿补偿RTT,补偿RTT为第一数值与所述第二数值之和,或为第二数值,补偿之后得到终端的上行发送第一时序单位的起始时刻。
在本步骤中,终端的上行发送第一时序单位与S201中信关站的下行发送第一时序单位分别对应的编号相同,但是,分别对应的起始时刻不同。
在终端的下行接收第一时序单位的起始时刻的基础上补偿第二数值,用于终端在补偿第二数值得到的时刻发送上行数据传输到卫星的时刻,与虚拟终端在其上行发送第一时序单位的起始时刻发送的上行数据传输到卫星的时刻同步。
还以图1为例,终端的下行接收第一时序单位的起始时刻为t3,虚拟终端的下行接收第一时序单位的起始时刻为t2,虚拟终端的上行发送第一时序单位的起始时刻为t5,并且,t5等于t2。
在本步骤中,在t3时刻的基础上补偿第二数值,用于终端在t3时刻补偿第二数值得到的时刻上发送的上行数据传输到卫星的时刻,与虚拟终端在t5时刻发送的上行数据传输到卫星的时刻同步,即上行数据传输到卫星的时刻都为t6时刻。
第一数值为真实RTT和基准RTT间的差值,即在终端的下行接收第一时序单位的起始时刻上补偿第一数值,补偿了真实RTT与信关站在下行发送第一时序单位的起始时刻延迟的基准RTT间的差值。从而,终端在下行接收第一时序单位的起始时刻的基础上补偿补偿RTT,得到上行发送第一时序单位的起始时刻,使得终端在上行发送第一时序单位的起始时刻发送的上行数据传输到信关站的时刻,为信关站的上行接收第一时序单位的起始时刻。
可选的,终端在确定出下行接收第一时序单位的起始时刻后,通过在终端的下行接收第一时序单位的起始时刻的基础上补偿补偿RTT,得到终端的上行发送第一时序单位的起始时刻的过程,可以包括步骤D1~步骤D2:
D1、终端确定补偿RTT。
在本实施例中,如果需要在终端的下行接收第一时序单位的起始时刻上提前一段时长,则本实施例可以采用该时长的正值来表示提前该时长。相反,如果需要在终端的下行接收第一时序单位的起始时刻上延迟一段时长,则本实施例可以采用该时长的负值来表示延迟该时长。
当然,在实际中,也可以采用负值来表示提前,采用正值来表示延迟。本实施例不对具体的方式作限定。本申请实施例以采用正值表示提前,采用负值表示延迟为例。
具体的,补偿RTT为第一数值与第二数值之和,其中,第一数值为真实RTT与基准RTT的差值。补偿RTT的具体计算公式如下公式(1)所示:
补偿RTT=真实RTT-基准RTT+第二数值 (1)
式中,真实RTT为信关站从下行发送第一时序单位发送下行数据开始,到信关站接收到虚拟终端在上行发送第一时序单位发送的上行数据间的时延。基准RTT为信关站用于确定上行接收第一时序单位的起始时刻,在下行发送第一时序单位的起始时刻的基础上延迟的时延。
第二数值为第一时延与第二时延的差值。其中,第一时延为卫星与终端间的往返时延。第二时延为卫星与虚拟终端间的往返时延。以图1为例,假设本实施例中信关站的下行发送第一时序单位为:图1中信关站下行发送时序中的X时序,则第一时延为(t3-t1)+(t6-t4),第二时延为(t2-t1)+(t6-t5)。
具体的,对于公式(1)中的基准RTT,是终端与信关站事先协议的,因此,终端通过通信协议可以获取基准RTT。
终端对上述公式(1)中的真实RTT的获取方式可以包括:
第一种:在终端可以获取到信关站的位置的情况下,终端可以依据信关站的位置、卫星的星历信息和虚拟终端的位置,计算真实RTT,具体的计算过程为现有技术,这里不再赘述。
第二种:信关站向终端广播GPS时间,终端依据GPS时间以及虚拟终端接收到下行数据的时间,计算得到真实RTT,具体的计算过程为现有技术,这里不再赘述。
第三种,在信关站通过广播的方式向终端广播真实RTT的情况下,终端直接获取到真实RTT。
对于公式(1)中的第二数值的计算过程在如下图3对应的实施例中进行介绍。
D2、终端依据补偿RTT,确定终端的上行发送第一时序单位的起始时刻。
在本实施例中,如果补偿RTT的取值为负值,则将在终端的下行接收第一时序单位的起始时刻的基础上延迟补偿RTT的绝对值得到的时刻,作为终端的上行发送第一时序单位的起始时刻。
如果补偿RTT的取值为正值,则将在终端的下行接收第一时序单位的起始时刻的基础上提前补偿RTT得到的时刻,作为终端的上行发送第一时序单位的起始时刻。
需要说明的是,在补偿RTT的取值为正值的情况下,由于将在终端的下行接收第一时序单位的起始时刻的基础上提前补偿RTT得到的时刻,作为终端的上行发送第一时序单位的起始时刻,因此,终端的上行发送第一时序单位的起始时刻在终端的下行接收第一时序的起始时刻之前,因此,在该种情况下,终端需要先在上行发送第一时序发送上行数据,后在下行接收第一时序单位接收下行数据。
图3为本申请实施例提供的一种计算第二数值的方法,包括以下步骤:
S301、依据终端接收下行数据的时刻,以及卫星与终端间的距离,确定卫星向终端发送该下行数据的时刻。
本步骤中的下行数据为信关站在下行发送第一时序单位的起始时刻发送的下行数据。
以图1为例(图1中的X时序为本实施例中信关站的下行发送第一时序单位),终端接收信关站发送的下行数据的时刻为t3时刻。卫星与终端间的距离与光速的比值是:卫星发送的下行数据传输到终端所需的延时。依据t3时刻与该延时,可以确定出卫星向终端发送该下行数据的时刻t1。
S302、依据卫星发送该下行数据的时刻、星历信息和终端的位置,确定卫星向终端发送下行数据时的位置与终端间的距离,得到第一距离。
在本步骤中,依据卫星发送该下行数据的时刻和星历信息,可以得到卫星发送该下行数据时的位置。依据卫星发送该下行数据时的位置与终端的位置,可以得到卫星发送该下行数据时与终端间的距离,为了描述方便,将得到的距离称为第一距离。
还以图1为例,依据t1时刻和星历信息,可以得到t1时刻下卫星的位置,进而,可以得到t1时刻的卫星与终端间的距离。
S303、依据卫星发送该下行数据的时刻、卫星与虚拟终端间的距离,确定虚拟终端接收该下行数据的时刻。
还以图1为例,卫星发送该下行数据的时刻为t1时刻,在卫星确定的情况下,卫星与虚拟终端间的距离为一常数,因此,可以确定t1时刻到t2时刻间的传输时延。依据t1时刻与该时延,可以得到t2时刻。
S304、依据虚拟终端接收该下行数据的时刻,以及卫星与虚拟终端间的距离,确定卫星接收到虚拟终端发送的上行数据的时刻。
由于虚拟终端发送上行数据的时刻等于虚拟终端接收该下行数据的时刻,因此,本步骤中,可以得到虚拟终端发送上行数据的时刻。又由于在卫星固定的情况下,卫星与虚拟终端间的距离为常数,因此,虚拟终端发送的上行数据传输到卫星的时延为该常数与光速的比值,进而,可以得到卫星接收到虚拟终端发送的上行数据的时刻。
还以图1为例,在本步骤中,虚拟终端向卫星发送上行数据的时刻t5等于t2。由于在卫星固定的情况下,虚拟终端与卫星间的距离为一常数,进而,可以计算能得到上行数据从虚拟终端传输到卫星所需的时延,在t5时刻的基础上延迟该时延,得到卫星接收到该上行数据的时刻t6。
S305、依据卫星接收到虚拟终端发送的上行数据的时刻、星历信息,以及终端的位置,确定接收虚拟终端发送的上行数据时的卫星与终端间的距离,得到第二距离。
卫星接收虚拟终端发送的上行数据的时刻和星历信息,可以确定出接收虚拟终端发送的上行数据的时刻时卫星的位置。依据卫星的位置与终端的位置,可以得到卫星与终端间的距离,为了描述方便,称为第二距离。
还以图1为例,卫星接收该上行数据的时刻为t6,依据星历信息,可以计算得到t6时刻时卫星的位置。根据终端的位置和t6时刻卫星的位置,可以计算得到t6时刻的卫星与终端间的距离,为了描述方便,将本步骤计算得到的距离称为第二距离。
S306、将第一距离与第二距离分别对应的时延之和,作为第一时延。
第一距离和第二距离分别与光速的比值之和,就是第一时延。
S307、依据卫星与虚拟终端间的距离,确定第二时延。
具体的,第二时延为卫星与虚拟终端间的距离的两倍与光速的比值。
S308、将第一时延与第二时延的差值,作为第二数值。
图4为本申请实施例提供的又一种上行数据的同步方法,在本实施例中,信关站以真实RTT为基准RTT,终端在基准RTT为真实RTT的基础上确定补偿RTT实现上行数据的同步,具体包括以下步骤:
S401、信关站在小区建立后,从下行发送时序中确定第一时序单位。
S402、信关站将真实RTT作为基准RTT。
在本步骤中,真实RTT的含义,以及信关站确定真实RTT的过程,可以参考上述S202,这里不再赘述。
S403、信关站将在下行发送第一时序单位的起始时刻的基础上延迟基准RTT得到的时刻,作为上行接收第一时序单位的起始时刻。
在本步骤中,信关站在下行发送第一时序单位的起始时刻的基础上延迟真实RTT,并将延迟得到的时刻作为上行接收第一时序单位的起始时刻。
S404、终端在处于连接状态或空闲状态的情况下,在终端的上行发送第一时序单位的待维护时刻范围内,确定终端的上行发送第一时序单位对应的下行接收第一时序单位的起始时刻。
在本步骤中,待维护时刻范围的含义、确定方式,以及下行接收第一时序单位的起始时刻的确定方式,都可以参考S205,这里不再赘述。
S405、终端确定补偿RTT。
在本步骤中,终端可以通过协议获取基准RTT的取值为真实RTT的信息。因此,在本步骤中,终端只需确定第二数值的取值,即可得到补偿RTT。具体的,终端确定第二数值的过程可以参考S301~S308,这里不在赘述。
S406、终端依据补偿RTT,确定终端的上行发送第一时序单位的起始时刻。
具体的,本步骤中终端依据补偿RTT,确定终端的上行发送第一时序单位的起始时刻的具体实现方式可以参考步骤D2,这里不再赘述。
图5为本申请实施例提供的又一种上行数据的同步方法,在本实施例中,信关站以下行发送时序中第一时序单位起始时刻的RTT为基准RTT,终端在基准RTT的基础上确定补偿RTT实现上行数据的同步,具体包括以下步骤:
S501、信关站在小区建立后,从下行数据发送时序中确定第一时序单位。
S502、信关站将下行发送第一时序单位的起始时刻对应的RTT,作为基准RTT。
具体的,下行发送第一时序单位的起始时刻对应的RTT,表示下行发送第一时序单位的起始时刻下,馈电链路往返时延和用户链路往返时延之和。即假设卫星在信关站的下行发送第一时序单位的起始时刻固定不动的情况下,馈电链路往返时延和用户链路往返时延之和。
以图1为例,假设下行发送第一时序单位的起始时刻对应图1中的t0时刻,则下行发送第一时序单位的起始时刻对应的RTT为第一比值与第二比值之和。其中,第一比值为t0时刻的卫星与信关站间往返距离与光速的比值,第二比值为t0时刻的卫星与虚拟终端间的往返距离与光速的比值。
S503、信关站将在下行发送第一时序单位的起始时刻的基础上延迟基准RTT得到的时刻,作为上行接收第一时序单位的起始时刻。
在本步骤中,信关站在下行发送第一时序单位的起始时刻的基础上延迟基准RTT,该基准RTT为下行发送第一时序单位的起始时刻对应的RTT,并将延迟得到的时刻,作为上行接收第一时序单位的起始时刻。
S504、终端在处于连接状态或空闲状态的情况下,在终端的上行发送第一时序单位的待维护时刻范围内,确定终端的上行发送第一时序单位对应的下行接收第一时序单位的起始时刻。
在本步骤中,终端的上行发送第一时序单位的待维护时刻范围的含义、确定方式,以及终端的下行接收第一时序的起始时刻的确定方式,都可以参考S205,这里不再赘述。
S505、终端确定补偿RTT。
在本步骤中,终端确定补偿RTT的方式包括以下:
第一种方式:
参考步骤D1中计算补偿RTT的方式,这里不再赘述。
第二种方式:
依据公式(1)进行推导,计算补偿RTT,具体包括:
补偿RTT的计算公式如下公式(1):
补偿RTT=真实RTT-基准RTT+第二数值 (1)
还以图1为例,公式(1)中的真实RTT如下公式(2)所示,基准RTT如下公式(3)所示。
真实RTT=d0_F_t1+d0_F_t6+2d0 (2)
基准RTT=2d0_F_t0+2d0 (3)
式中,d0-F-t1表示t1时刻的卫星与信关站间的距离与光速的比值,表示信关站发送的下行数据传输到卫星所需的时延,d0-F-t6表示t6时刻的卫星与信关站间的距离与光速的比值,表示卫星t6时刻发送的上行数据传输到信关站的时延。
2d0_F_t0表示t0时刻的卫星与信关站间的往返时延,2d0表示卫星与虚拟终端间的往返时延。
第二数值的计算公式如下公式(4)所示:
第二数值=d1_t1+d1_t6-d0_t1-d0_t6 (4)
式中,d1_t1表示t1时刻的卫星与终端间的距离与光速的比值,表示t1时刻的卫星发送的下行数据到达终端的时延,d1_t6表示t6时刻的卫星与终端间的距离与光速的比值,表示终端发送的上行数据从终端传输到卫星的时延。d0_t1表示t1时刻的卫星与虚拟终端间的距离与光速的比值,表示t1时刻的卫星发送的下行数据到达虚拟终端的时延。d0_t6表示t6时刻的卫星与虚拟终端间的距离与光速的比值,即上行数据从虚拟终端传输到卫星的时延。
上述公式(4)中给出的第一时延与第二时延间的差值的准确值。本实施例中,为了方便计算真实RTT,在本步骤中,将第二数值变形为如下公式(5)所示:
第二数值=d1_t1+d1_t6-d0_t1-d0_t6-2(d1_t0-d0_t0)+2(d1_t0-d0_t0)(5)
式中,2(d1_t0-d0_t0)表示t0时刻下的卫星与终端间的往返时延,与t0时刻下的卫星与虚拟终端间的往返时延,之间的差值,为了描述方便,本实施例将2(d1_t0-d0_t0)称为目标差值,将d1_t0称为第三时延,d0_t0称为第四时延。
由于d0_t1、d0_t6和d0_t0都为d0,因此,上述公式(5)化简为如下公式(6)所示:
第二数值=d1_t1+d1_t6-2d1_t0+2(d1_t0-d0_t0) (6)
根据上述公式(1)、(2)、(3)和(6),可以得到如下公式(7):
补偿RTT=真实RTT*ad0-F+真实RTT*ad1+2(d1_t0-d0_t0) (7)
=真实RTT*aCRS+2(d1_t0-d0_t0)
式中,ad0-F表示馈电链路时延变化率,ad1表示用户链路时延变化率,aCRS表示终端的下行CRS时延变化率,即当前执行时刻所属的下行接收时序单位的起始时刻下的CRS时延变化率。
在本实施例中,为了描述方便,将真实RTT*aCRS称为第一乘积,由于2(d1_t0-d0_t0)表示目标差值,因此,补偿RTT为第一乘积与目标差值之和。
本实施例中,终端通过测量得到aCRS,具体的,终端的下行CRS时延变化率指:时间偏移与预设的时隙标准时长(预设的时序单位的时长)间的比值,其中,时间偏移为实际差值与该时隙标准时长间的差值,实际差值为从当前执行时刻所属的下行接收时序单位开始的连续两个时序的起始时刻间的差值。
需要说明的是,在待维护时刻范围的最晚时刻在终端的上行发送第一时序单位的起始时刻之前的情况下,本步骤中,计算实际差值的时刻,在终端的上行发送第一时序单位的起始时刻之前,终端的上行发送第一时序单位的待维护时刻范围的含义、确定方式都可以参考S205。
公式(7)中d0_t0表示卫星与虚拟终端间的距离与光速的比值,在卫星确定的情况下,该数值为一常数。
在本实施例中,如果终端可以获取到真实RTT,则根据测量得到的aCRS和公式(7),则可计算得到真实RTT*aCRS,因此,可以计算得到补偿RTT。
本实施例中,如果终端未获取到真实RTT,终端可以通过如下两种方式来计算真实RTT:
第一种:将预设的RTT范围的两个端点的中值作为真实RTT的取值。其中,本实施例中,预设的RTT范围可以为公知的RTT范围。具体的,可以为(20ms-35ms),该预设的基准RTT范围的端点分别为20ms和35ms,则真实RTT为27.5ms。通过该种方式计算得到的真实RTT的结果的准确性较低。
为了提高估算真实RTT的准确性,真实RTT的具体估算方式为第二种:包括以下步骤F1~步骤F3:
F1、依据终端的下行接收第一时序单位下的CRS时延变化率的取值、终端下行接收第一时序单位的起始时刻下用户链路时延变化率的取值,以及预设的时延变化率关系,确定终端的下行接收第一时序单位的起始时刻下馈电链路时延变化率的取值。
在本实施例中,预设的时延变化率关系为馈电链路时延变化率、用户链路时延变化率和下行CRC时延变化率间的关系,即aCRS=ad0-F+ad1
其中,ad1可以通过终端的位置以及星历信息计算得到,具体的计算公式如下公式(8)所示:
Figure BDA0002361464090000321
式中,v表示卫星运动速度,c表示光速,β是v与用户链路(卫星与终端连线中远离终端方向)的夹角。在本实施例中,β是终端的下行接收第一时序单位的起始时刻下v与用户链路(远离终端方向)间的夹角。
本步骤中,在确定出ad1和aCRS后,就可以计算得到ad0-F
F2、依据馈电链路时延变化率的取值,确定馈电链路时延变化率的取值对应的馈电链路时延的取值。
第一种情况:在卫星运行轨道为经过信关站正上方的卫星轨道的情况下,确定馈电链路时延变化率的取值对应的馈电链路时延的取值的方式包括:依据以下公式(9)确定馈电链路时延变化率的取值对应的目标夹角θ;再依据目标夹角θ与馈电链路距离的取值间的预设对应关系,确定馈电链路时延变化率对应的馈电链路距离的取值;再通过馈电链路距离的取值确定馈电链路时延。
Figure BDA0002361464090000331
式中,v表示卫星运动速度,c表示光速,θ是v与馈电链路(远离信关站方向)的夹角。在本实施例中,θ是终端下行接收第一时序单位的起始时刻下v与馈电链路(远离信关站方向)间的夹角。
其中,目标夹角θ与馈电链路距离的取值间的预设对应关系,可以参考如下图6计算得到。在图6中,OP表示馈电链路距离,QL为地球半径,LP为卫星离海平面高度,β=|90-θ|,在三角形OQP中,依据QP、QO和β,可以获得馈电链路距离OP与θ的关系。
依据馈电链路距离OP与θ的关系,以及通过公式(9)计算得到的θ,可以计算得到馈电链路距离的取值。由于馈电链路距离与光速的比值为馈电链路时延,因此,可以计算得到该种情况下的馈电链路时延。
第二种情况:在卫星运行轨道不是经过信关站正上方的卫星轨道的情况下,馈电链路时延变化率与馈电链路距离间的预设对应关系为如下公式(10)所示:
Figure BDA0002361464090000332
式中,ad0-F表示终端的下行接收第一时序单位的起始时刻下的馈电链路时延变化率,即步骤F1计算得到馈电链路时延变化率。aBC表示相对于虚拟信关站,终端的下行接收第一时序单位的起始时刻下的馈电链路时延变化率。
AC表示馈电链路距离,AC表示馈电链路时延(d0-F)与光速的乘积。BC表示卫星与虚拟信关站间的距离。其中,虚拟信关站的位置可以为第一垂点与第二垂点构成的线段的中点;其中,第一垂点和第二垂点为从信关站向第一轨道平面与第二轨道平面作垂线分别得到的垂足;第一轨道平面与第二轨道平面为卫星通信系统中距离最远的两个卫星轨道所在的平面。当然,在实际中,虚拟信关站的位置还可以为其他位置,本实施例只是提供了虚拟信关站的位置的一种形式,本实施例不对虚拟信关站的位置的具体形式作限定。
在该第二种情况下,依据终端的下行接收第一时序单位的起始时刻下的馈电链路时延变化率,确定馈电链路距离的具体过程如下(以图7为例进行说明):
在图7中,卫星的实际运行轨道为图7中的卫星轨道二,假设虚拟信关站的位置为图7中的B,实际信关站为图7中的A,卫星轨道一为实际信关站正上方的卫星轨道,馈电链路为AC。
具体的,首先,三角形ABC为直角三角形,因此,AC可以通过AB和BC计算得到,其中,AB为实际信关站与虚拟信关站间的距离,在B点确定的情况下,可以计算得到AB。BC的计算方式包括:在三角形AOB中,夹角AOB是卫星轨道一和卫星轨道二的夹角,OA是地球半径,夹角ABO是直角,因此,可以计算得到BO。由于BE=地球半径+卫星高度-BO,因此,可以计算得到BE。
参考图6中确定目标夹角θ与馈电链路距离的取值间的预设对应关系,将BO看作QL,将BE看作LP,可得到终端相对于虚拟信关站的馈电链路距离BC与目标夹角θ间的关系。由于夹角ABC是直角,因此,可获得AC与θ关系。
由于aBC与θ关系为
Figure BDA0002361464090000341
因此,可以得到BC与aBC关系。又由于
Figure BDA0002361464090000342
因此,可以得到ad0-F与θ关系,进而获取ad0-F与AC对应关系。因此,可以得到馈电链路时延变化率的取值对应的馈电链路距离。其中,馈电链路距离与光速的比值为馈电链路时延,因此,可以得到馈电链路时延变化率的取值对应的馈电链路时延的取值。
F3、依据馈电链路时延的取值,估算真实RTT。
由于真实RTT≈2(d0-F+d0),在卫星确定的情况下,d0-F表示馈电链路时延,d0表示卫星与虚拟终端间的距离与光速的比值,因此,在卫星确定的情况下,d0的取值可以计算得到。又由于d0-F已经计算得到,因此,真实RTT的取值可以得到,本步骤得到的真实RTT是一个估算值。
S506、终端依据补偿RTT,确定终端的上行发送第一时序单位的起始时刻。
本步骤的具体实现方式可以参考S407,这里不再赘述。
从图2、图4和图5分别对应的实施例中,信关站获取基准RTT的方式可以得到,信关站依据信关站与公共参考点的RTT获取基准RTT,其中,公共参考点为卫星覆盖的至少一个小区中的预设参考点。
图8为本申请实施例提供的一种上行数据同步装置,应用于信关站,包括:第一确定模块801、获取模块802和延迟模块803。其中,
第一确定模块801,用于在小区建立后,从下行发送时序中确定第一时序单位,得到下行发送第一时序单位;下行发送第一时序单位为下行发送时序中的任意一个时序单位;
获取模块802,用于根据信关站与公共参考点的RTT获取基准RTT;公共参考点为卫星覆盖的至少一个小区中的预设参考点;
延迟模块803,用于将在下行发送第一时序单位的起始时刻的基础上延迟基准RTT得到的时刻,作为信关站的上行接收第一时序单位的起始时刻。
可选的,获取模块802,用于根据信关站与公共参考点的RTT获取基准RTT,包括:
获取模块802,具体用于信关站与公共参考点的RTT为真实RTT,真实RTT为信关站从下行发送第一时序单位发送下行数据开始,到信关站接收到公共参考点处发送的上行数据间的时延;以真实RTT为基准RTT。
可选的,获取模块802,用于根据信关站与公共参考点的RTT获取基准RTT,包括:
获取模块802,具体用于信关站与公共参考点的RTT为信关站的下行发送第一时序单位的起始时刻对应的RTT;下行发送第一时序单位的起始时刻对应的RTT为该时刻下的馈电链路往返时延和用户链路往返时延之和;该时刻下的馈电链路往返时延为该时刻下的卫星与所述信关站间的往返距离对应的时延;该时刻下的用户链路往返时延为该时刻下的卫星与所述公共参考点间的往返距离对应的时延;以信关站的下行发送第一时序单位的起始时刻对应的RTT为基准RTT。
可选的,获取模块802,用于根据信关站与公共参考点的RTT获取基准RTT,包括:
获取模块802,具体用于确定信关站从下行发送第一时序单位发送下行数据开始,到信关站接收公共参考点处发送的上行数据终止时刻构成的时刻范围中,每个时刻分别对应的RTT中的最大值和最小值构成的RTT范围,得到基准RTT范围;时刻范围中任一时刻对应的RTT为该时刻下的馈电链路往返时延和用户链路往返时延之和;该时刻下的馈电链路往返时延为该时刻下的卫星与信关站间的往返距离对应的时延;该时刻下的用户链路往返时延为该时刻下的卫星与公共参考点间的往返距离对应的时延;基准RTT为基准RTT范围中的任意一个取值。
图9为本申请提供的一种上行数据同步装置,应用于终端,包括:第二确定模块901和补偿模块902。其中,
第二确定模块901,用于在处于连接状态或空闲状态的情况下,在终端的上行发送第一时序单位的待维护时刻范围内,确定终端的上行发送第一时序单位对应的下行接收第一时序单位的起始时刻;终端的上行发送第一时序单位为终端的上行发送时序中的任意一个时序单位。
补偿模块902,用于在终端的下行接收第一时序单位的起始时刻的基础上补偿补偿RTT,得到终端的上行发送第一时序单位的起始时刻;待维护时刻范围的最晚时刻,不晚于得到的终端的上行发送第一时序单位的起始时刻。
所述补偿RTT为第一数值与所述第二数值之和,或第二数值;
第一数值为真实RTT和基准RTT间的差值;基准RTT为信关站用于得到上行接收第一时序单位的起始时刻,在下行发送第一时序单位的起始时刻的基础上延迟的时延;真实RTT为信关站从下行发送第一时序单位发送的下行数据开始,到信关站接收到公共参考点处的虚拟终端在上行发送第一时序单位发送的上行数据间的时延;公共参考点为卫星覆盖的至少一个小区中的预设参考点。
在终端的下行接收第一时序单位的起始时刻的基础上补偿第二数值,用于终端在补偿第二数值得到的时刻发送的上行数据传输到卫星的时刻,与虚拟终端发送的上行数据传输到卫星的时刻同步。
可选的,该装置还可以包括维护时刻范围确定模块,用于获取预设差值;预设差值为整个接入网中,全部小区的时延差值中的最大值;其中,任一小区的时延差值为该小区内用户到卫星的往返时延与公共参考点处虚拟终端到卫星的往返时延差值的最大值与该小区内真实RTT与基准RTT差值的最大值之和;
在预设差值不小于0的情况下,计算终端的下行接收第一时序单位的编号与第一时序单位数量的差值,得到第一编号;第一时序单位数量为预设差值与时序单位的时长间的比值的绝对值向上取整得到;
将终端的下行接收时序中所述第一编号指示的时序单位的起始时刻,作为待维护时刻范围的最晚时刻;
在预设差值小于0的情况下,计算终端的下行接收第一时序单位的编号与第二时序单位数量之和,得到第二编号;将终端的下行接收时序中第二编号指示的时序单位的起始时刻,作为待维护时刻范围的最晚时刻;第二时序单位数量为预设差值与时序单位的时长间的比值的绝对值向下取整得到。
可选的,第二确定模块901,用于在终端的上行发送第一时序单位的待维护时刻范围内,确定终端的上行发送第一时序单位对应的下行接收第一时序单位的起始时刻,包括:
第二确定模块901,具体用于在预设差值不小于0的情况下,确定当前执行时刻所属的下行接收时序单位,得到下行接收第二时序单位;
估算下行接收第二时序单位的起始时刻下的CRS时延变化率;依据下行接收第二时序单位的起始时刻、下行接收第二时序单位的起始时刻下的CRS时延变化率,以及第一数量,确定终端的下行接收第一时序单位的起始时刻;第一数量为终端的下行接收第一时序单位的编号与下行接收第二时序单位的编号间的差值;下行接收第二时序单位的起始时刻下的CRS时延变化率指:第一时间偏移与预设的时隙标准时长间的比值;第一时间偏移为第一实际差值与时隙标准时长间的差值;第一实际差值为从下行接收第二时序单位开始的连续两个时序的起始时刻间的差值。
可选的,第二确定模块901,还具体用于在预设差值小于0的情况下,获取终端的下行接收第一时序单位的起始时刻;或者,
在预设差值小于0的情况下,确定当前执行时刻所属的下行接收时序单位,得到下行接收第三时序单位;
依据下行接收第三时序单位的起始时刻、下行接收第三时序单位的起始时刻下的CRS时延变化率,以及第二数量,确定终端的下行接收第一时序单位的起始时刻;第二数量为下行接收第三时序单位的编号与终端的下行接收第一时序单位的编号间的差值;下行接收第三时序单位的起始时刻下的CRS时延变化率指:第二时间偏移与预设的时隙标准时长间的比值;第二时间偏移为第二实际差值与时隙标准时长间的差值;第二实际差值为从下行接收第三时序单位开始的连续两个时序的起始时刻间的差值。
可选的,补偿模块902,用于通过在终端的下行接收第一时序单位的起始时刻的基础上补偿补偿RTT,得到终端的上行发送第一时序单位的起始时刻,包括:
补偿模块902,具体用于确定补偿RTT;所述补偿RTT为第一数值与所述第二数值之和,或第二数值;;第二数值为第一时延与第二时延的差值;第一时延为卫星与终端间的往返时延;第二时延为卫星与虚拟终端间的往返时延;
在补偿RTT为正值的情况下,将在终端的下行接收第一时序单位的起始时刻的基础上提前补偿RTT得到的时刻,作为终端的上行发送第一时序单位的起始时刻;
在补偿RTT为负值的情况下,将在终端的下行接收第一时序单位的起始时刻的基础上延迟所述补偿RTT的绝对值得到的时刻,作为终端的上行发送第一时序单位的起始时刻。
可选的,在基准RTT的取值为真实RTT的情况下,补偿RTT的取值为第二数值。
可选的,在基准RTT的取值为信关站下行发送第一时序单位的起始时刻的RTT的情况下,补偿模块902,用于确定补偿RTT,包括:
补偿模块902,具体用于将第一乘积与目标差值之和作为补偿RTT;第一乘积为真实RTT与终端的下行CRS时延变化率的乘积;目标差值为第三时延与第四时延差值的两倍;第三时延为:信关站下行发送第一时序单位的起始时刻下的卫星与终端间距离与光速的比值;第四时延为:信关站下行发送第一时序单位的起始时刻下的卫星与虚拟终端间的距离与光速的比值;
终端的下行CRS时延变化率为当前执行时刻所属的下行接收时序单位的起始时刻下的CRS时延变化率。
可选的,该装置还包括:真实RTT计算模块,用于确定馈电链路时延变化率的取值;馈电链路时延变化率为所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻下的馈电链路时延变化率;
确定馈电链路时延变化率的取值对应的馈电链路时延的取值;
依据馈电链路时延的取值,估算真实RTT。
可选的,真实RTT计算模块,用于确定馈电链路时延变化率的取值,包括:
真实RTT计算模块,用于依据终端的下行接收第一时序单位的起始时刻下的CRS时延变化率的取值、终端的下行接收第一时序单位的起始时刻下用户链路时延变化率的取值,以及预设的时延变化率关系,确定馈电链路时延变化率的取值。
可选的,在卫星的运行轨道为经过所述信关站正上方的卫星轨道的情况下,真实RTT计算模块,用于确定馈电链路时延变化率的取值对应的馈电链路时延的取值,包括:
真实RTT计算模块,具体用于依据馈电链路时延变化率与目标夹角间的预设关系,确定馈电链路时延变化率的取值对应的目标夹角的取值;目标夹角为卫星运行速度与馈电链路上远离所述信关站的方向之间的夹角;
依据目标夹角与馈电链路距离间的预设对应关系,确定目标夹角的取值对应的馈电链路距离的取值;
依据馈电链路距离的取值,确定馈电链路时延变化率的取值对应的馈电链路时延的取值。
可选的,在卫星运行轨道不经过信关站的正上方的情况下,真实RTT计算模块,用于确定所述馈电链路时延变化率的取值对应的馈电链路时延的取值,包括:
真实RTT计算模块,具体用于依据
Figure BDA0002361464090000401
确定馈电链路时延变化率的取值对应的馈电链路时延的取值;
ad0-F表示终端的下行接收第一时序单位的起始时刻下的馈电链路时延变化率,aBC表示相对于虚拟信关站,终端的下行接收第一时序单位的起始时刻下的馈电链路时延变化率;虚拟信关站的位置为第一垂点与第二垂点构成的线段的中点;第一垂点和所述第二垂点为从信关站向第一轨道平面与第二轨道平面作垂线分别得到的垂足;第一轨道平面与第二轨道平面为卫星通信系统中距离最远的两个卫星轨道所在的平面;AC表示馈电链路的距离;馈电链路的距离与光速的比值为:馈电链路时延;BC表示卫星与所述虚拟信关站间的距离。
本申请实施例方法所述的功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算设备可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请实施例对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算设备(可以是个人计算机,服务器,移动计算设备或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处,各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (17)

1.一种上行数据的同步方法,其特征在于,应用于信关站,包括:
在小区建立后,从下行发送时序中确定第一时序单位,得到下行发送第一时序单位;所述下行发送第一时序单位为所述下行发送时序中的任意一个时序单位;
根据所述信关站与公共参考点的RTT获取基准RTT;所述公共参考点为卫星覆盖的至少一个小区中的预设参考点;
将在所述下行发送第一时序单位的起始时刻的基础上延迟基准RTT得到的时刻,作为所述信关站的上行接收第一时序单位的起始时刻。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述信关站与公共参考点的RTT获取基准RTT包括:
所述信关站与公共参考点的RTT为真实RTT,所述真实RTT为所述信关站从下行发送第一时序单位发送下行数据开始,到所述信关站接收到公共参考点处发送的上行数据间的时延;
以所述真实RTT为所述基准RTT。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述信关站与公共参考点的RTT获取基准RTT包括:
所述信关站与公共参考点的RTT为所述信关站的下行发送第一时序单位的起始时刻对应的RTT;所述下行发送第一时序单位的起始时刻对应的RTT为该时刻下的馈电链路往返时延和用户链路往返时延之和;该时刻下的馈电链路往返时延为该时刻下的卫星与所述信关站间的往返距离对应的时延;该时刻下的用户链路往返时延为该时刻下的卫星与所述公共参考点间的往返距离对应的时延;
以所述信关站的下行发送第一时序单位的起始时刻对应的RTT为所述基准RTT。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述信关站与公共参考点的RTT获取基准RTT包括:
确定所述信关站从下行发送第一时序单位发送下行数据开始,到所述信关站接收公共参考点处发送的上行数据终止时刻构成的时刻范围中,每个时刻分别对应的RTT中的最大值和最小值构成的RTT范围,得到基准RTT范围;所述时刻范围中任一时刻对应的RTT为该时刻下的馈电链路往返时延和用户链路往返时延之和;该时刻下的馈电链路往返时延为该时刻下的卫星与所述信关站间的往返距离对应的时延;该时刻下的用户链路往返时延为该时刻下的卫星与所述公共参考点间的往返距离对应的时延;
所述基准RTT为所述基准RTT范围中的任意一个取值。
5.一种上行数据的同步方法,其特征在于,应用于终端,包括:
在处于连接状态或空闲状态的情况下,在所述终端的上行发送第一时序单位的待维护时刻范围内,确定所述终端的上行发送第一时序单位对应的下行接收第一时序单位的起始时刻;所述终端的上行发送第一时序单位为所述终端的上行发送时序中的任意一个时序单位;
在所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻的基础上补偿补偿RTT,得到所述终端的上行发送第一时序单位的起始时刻;所述待维护时刻范围的最晚时刻,不晚于得到的所述终端的上行发送第一时序单位的起始时刻;
所述补偿RTT为第一数值与所述第二数值之和,或第二数值;
所述第一数值为真实RTT和基准RTT间的差值;所述基准RTT为信关站用于得到上行接收第一时序单位的起始时刻,在下行发送第一时序单位的起始时刻的基础上延迟的时延;所述真实RTT为所述信关站从下行发送第一时序单位发送的下行数据开始,到所述信关站接收到公共参考点处的虚拟终端在上行发送第一时序单位发送的上行数据间的时延;所述公共参考点为卫星覆盖的至少一个小区中的预设参考点;
所述第二数值用于使所述终端在补偿所述第二数值得到的时刻发送的上行数据传输到卫星的时刻,与所述虚拟终端发送的上行数据传输到卫星的时刻同步。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述待维护时刻范围的确定方式,包括:
获取预设差值;所述预设差值为整个接入网中,全部小区的时延差值中的最大值;其中,任一小区的时延差值为该小区内用户到卫星的往返时延与所述公共参考点处虚拟终端到卫星的往返时延差值的最大值与该小区内真实RTT与基准RTT差值的最大值之和;
在所述预设差值不小于0的情况下,计算所述终端的下行接收第一时序单位的编号与第一时序单位数量的差值,得到第一编号;所述第一时序单位数量为所述预设差值与时序单位的时长间的比值的绝对值向上取整得到;
将所述终端的下行接收时序中所述第一编号指示的时序单位的起始时刻,作为所述待维护时刻范围的最晚时刻;
在所述预设差值小于0的情况下,计算所述终端的下行接收第一时序单位的编号与第二时序单位数量之和,得到第二编号;将所述终端的下行接收时序中所述第二编号指示的时序单位的起始时刻,作为所述待维护时刻范围的最晚时刻;所述第二时序单位数量为所述预设差值与时序单位的时长间的比值的绝对值向下取整得到。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述在所述终端的上行发送第一时序单位的待维护时刻范围内,确定所述终端的上行发送第一时序单位对应的下行接收第一时序单位的起始时刻,包括:
在所述预设差值不小于0的情况下,确定当前执行时刻所属的下行接收时序单位,得到下行接收第二时序单位;
估算所述下行接收第二时序单位的起始时刻下的CRS时延变化率;依据所述下行接收第二时序单位的起始时刻、所述下行接收第二时序单位的起始时刻下的CRS时延变化率,以及第一数量,确定所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻;所述第一数量为所述终端的下行接收第一时序单位的编号与所述下行接收第二时序单位的编号间的差值;所述下行接收第二时序单位的起始时刻下的CRS时延变化率指:第一时间偏移与预设的时隙标准时长间的比值;所述第一时间偏移为第一实际差值与所述时隙标准时长间的差值;所述第一实际差值为从所述下行接收第二时序单位开始的连续两个时序的起始时刻间的差值。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,还包括:
在所述预设差值小于0的情况下,获取所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻;
或者,
在所述预设差值小于0的情况下,确定所述当前执行时刻所属的下行接收时序单位,得到下行接收第三时序单位;
依据所述下行接收第三时序单位的起始时刻、所述下行接收第三时序单位的起始时刻下的CRS时延变化率,以及第二数量,确定所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻;所述第二数量为所述下行接收第三时序单位的编号与所述终端的下行接收第一时序单位的编号间的差值;所述下行接收第三时序单位的起始时刻下的CRS时延变化率指:第二时间偏移与预设的时隙标准时长间的比值;所述第二时间偏移为第二实际差值与所述时隙标准时长间的差值;所述第二实际差值为从所述下行接收第三时序单位开始的连续两个时序的起始时刻间的差值。
9.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述通过在所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻的基础上补偿补偿RTT,得到所述终端的上行发送第一时序单位的起始时刻,包括:
确定补偿RTT;所述第二数值为第一时延与第二时延的差值;所述第一时延为卫星与所述终端间的往返时延;所述第二时延为卫星与所述虚拟终端间的往返时延;
在所述补偿RTT为正值的情况下,将在所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻的基础上提前所述补偿RTT得到的时刻,作为所述终端的上行发送第一时序单位的起始时刻;
在所述补偿RTT为负值的情况下,将在所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻的基础上延迟所述补偿RTT的绝对值得到的时刻,作为所述终端的上行发送第一时序单位的起始时刻。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,在所述基准RTT的取值为所述真实RTT的情况下,所述补偿RTT的取值为所述第二数值。
11.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,在所述基准RTT的取值为所述信关站下行发送第一时序单位的起始时刻的RTT的情况下,所述确定补偿RTT,包括:
将第一乘积与目标差值之和作为补偿RTT;所述第一乘积为所述真实RTT与所述终端的下行CRS时延变化率的乘积;所述目标差值为第三时延与第四时延差值的两倍;所述第三时延为:所述信关站下行发送第一时序单位的起始时刻下的卫星与所述终端间距离与光速的比值;所述第四时延为:所述信关站下行发送第一时序单位的起始时刻下的卫星与所述虚拟终端间的距离与光速的比值;
所述终端的下行CRS时延变化率为当前执行时刻所属的下行接收时序单位的起始时刻下的CRS时延变化率。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述真实RTT的计算方式,包括:
确定馈电链路时延变化率的取值;所述馈电链路时延变化率为所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻下的馈电链路时延变化率;
确定所述馈电链路时延变化率的取值对应的馈电链路时延的取值;
依据所述馈电链路时延的取值,估算所述真实RTT。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述确定馈电链路时延变化率的取值,包括:
依据所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻下的CRS时延变化率的取值、所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻下用户链路时延变化率的取值,以及预设的时延变化率关系,确定所述馈电链路时延变化率的取值。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,在卫星的运行轨道为经过所述信关站正上方的卫星轨道的情况下,所述确定所述馈电链路时延变化率的取值对应的馈电链路时延的取值,包括:
依据所述馈电链路时延变化率与目标夹角间的预设关系,确定所述馈电链路时延变化率的取值对应的目标夹角的取值;所述目标夹角为卫星运行速度与馈电链路上远离所述信关站的方向之间的夹角;
依据所述目标夹角与馈电链路距离间的预设对应关系,确定所述目标夹角的取值对应的馈电链路距离的取值;
依据所述馈电链路距离的取值,确定所述馈电链路时延变化率的取值对应的馈电链路时延的取值。
15.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,在卫星运行轨道不经过信关站的正上方的情况下,所述确定所述馈电链路时延变化率的取值对应的馈电链路时延的取值,包括:
依据
Figure FDA0002361464080000061
确定所述馈电链路时延变化率的取值对应的馈电链路时延的取值;
ad0-F表示所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻下的馈电链路时延变化率,aBC表示相对于虚拟信关站,所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻下的馈电链路时延变化率;所述虚拟信关站的位置为第一垂点与第二垂点构成的线段的中点;所述第一垂点和所述第二垂点为从所述信关站向第一轨道平面与第二轨道平面作垂线分别得到的垂足;所述第一轨道平面与所述第二轨道平面为卫星通信系统中距离最远的两个卫星轨道所在的平面;AC表示馈电链路的距离;所述馈电链路的距离与光速的比值为:所述馈电链路时延;BC表示卫星与所述虚拟信关站间的距离。
16.一种上行数据的同步装置,其特征在于,应用于信关站,包括:
第一确定模块,用于在小区建立后,从下行发送时序中确定第一时序单位,得到下行发送第一时序单位;所述下行发送第一时序单位为所述下行发送时序中的任意一个时序单位;
获取模块,用于根据所述信关站与公共参考点的RTT获取基准RTT;所述公共参考点为卫星覆盖的至少一个小区中的预设参考点;
延迟模块,用于将在所述下行发送第一时序单位的起始时刻的基础上延迟基准RTT得到的时刻,作为所述信关站的上行接收第一时序单位的起始时刻。
17.一种上行数据的同步装置,其特征在于,应用于终端,包括:
第二确定模块,用于在处于连接状态或空闲状态的情况下,在所述终端的上行发送第一时序单位的待维护时刻范围内,确定所述终端的上行发送第一时序单位对应的下行接收第一时序单位的起始时刻;所述终端的上行发送第一时序单位为所述终端的上行发送时序中的任意一个时序单位;
补偿模块,用于在所述终端的下行接收第一时序单位的起始时刻的基础上补偿补偿RTT,得到所述终端的上行发送第一时序单位的起始时刻;所述待维护时刻范围的最晚时刻,不晚于得到的所述终端的上行发送第一时序单位的起始时刻;
所述补偿RTT为第一数值与所述第二数值之和,或第二数值;
所述第一数值为真实RTT和基准RTT间的差值;所述基准RTT为所述信关站用于得到上行接收第一时序单位的起始时刻,在下行发送第一时序单位的起始时刻的基础上延迟的时延;所述真实RTT为所述信关站从下行发送第一时序单位发送的下行数据开始,到所述信关站接收到公共参考点处的虚拟终端在上行发送第一时序单位发送的上行数据间的时延;所述公共参考点为卫星覆盖的至少一个小区中的预设参考点;
所述第二数值用于使所述终端在补偿所述第二数值得到的时刻发送的上行数据传输到卫星的时刻,与所述虚拟终端发送的上行数据传输到卫星的时刻同步。
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