CN113115431B

CN113115431B - 一种非陆地网络时间参数配置方法

Info

Publication number: CN113115431B
Application number: CN202110357561.7A
Authority: CN
Inventors: 亓祎男
Original assignee: Zhejiang Lab
Current assignee: Zhejiang Lab
Priority date: 2021-04-01
Filing date: 2021-04-01
Publication date: 2022-10-18
Anticipated expiration: 2041-04-01
Also published as: CN113115431A

Abstract

本发明公开了一种非陆地网络时间参数配置方法，该方法首先配置时间提前量参数：时间提前量参数包括统一时间提前量、用户专有提前量和剩余提前量，然后向网络报告配置的时间提前量参数，最后网络根据获得的时间提前量参数配置并更新K_offset参数。本发明能够在非地面网络中传输时延极大的情况下保证传输接收时间点的吻合。

Description

一种非陆地网络时间参数配置方法

技术领域

本发明涉及非地面无线通信技术领域，尤其涉及一种非陆地网络时间参数配置方法。

背景技术

非地面通信网络中由于卫星与用户终端的距离非常遥远，传播延迟可能高达几百毫秒。这个挑战要求在非地面网络中进一步增强时域传输参数的配置及调整。

在无线网路传输中，由于传输时延和信号及信令处理时延的存在，接收方并不能对发射方的信号做出即时的反馈。在3GPP5G标准中，K_offset参数被引入处理这一时延。举例来说，用户终端在第n个时隙(time slot)收到基站信号并解码后需要向基站反馈ACK/NACK信号，由于传输时延和信号信令处理时延，用户终端无法在第n+1时隙反馈ACK/NACK信号，而只能在第n+K时隙反馈ACK/NACK信号。在已有的5G标准中，K的取值范围只考虑到了地面通信系统的时延，而在非地面通信系统中，卫星与用户终端的距离可以达到30000公里以上，从而产生数百毫秒的时延，所以需要引入新的参数K_offset来处理这一时延。举例来说，用户终端在第n个时隙(time slot)收到基站信号并解码后可以在在第n+K+K_offset时隙反馈ACK/NACK信号。但是现有5G标准并没有提供如何配置，更新K_offset的解决方案。

仅仅引入K_offset并无法完成时间同步。由于上下行帧同步的需求，终端用户传输需要配置定时提前量(Timing Advance)。在非地面网络中，可以通过在小区或波束覆盖区域设置一个或多个参考点的方式来配置公共定时提前量(common TA)。除了公共时间提前量，用户自身也可以计算并向网络端报告用户时间提前量。而现有的5G标准并没有提供与之相关的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种非陆地网络时间参数配置方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种非陆地网络时间参数配置方法，包括以下步骤：

(1)配置时间提前量参数：时间提前量参数包括统一时间提前量、用户专有提前量和剩余提前量。统一时间提前量是在地面小区或波束覆盖区域选取一个参考点并计算该参考点到卫星传输时延。用户专有提前量是计算用户与卫星传输时延，并计算该时延与统一时间提前量的差值。剩余时间提前量是除统一时间提前量和用户专有时间提前量之外的由于用户及网络传输及处理而造成的时间提前量。

(2)向网络报告步骤1配置的时间提前量参数；

(3)网络根据获得的时间提前量参数配置并更新K_offset参数。

进一步地，所述步骤(1)有如下几种备选方案：

方案1：统一时间提前量由网络开环配置，可在系统广播信息中广播，该广播可以以小区，波束，用户组或者混合的方式进行。若要以用户组的方式进行，可以使用Group DCI进行配置。该方案1包括以下两种子方案：

方案1a:用户专有提前量可由用户使用GNSS卫星定位系统获得用户位置并根据用户位置及卫星轨道信息自行计算。剩余提前量由网络测量上行信号获得，并由网络通过RRC或MAC或DCI的方式传输给用户。

方案1b：用户专有提前量可由用户使用GNSS卫星定位系统获得用户位置并向网络方报告当前位置，网络方根据用户位置及卫星轨道信息计算用户专有提前量。剩余提前量由网络测量上行信号获得，并由网络通过RRC、MAC或DCI的方式将用户专有提前量及剩余提前量传输给用户。

方案2：该方案2包括以下两种子方案：

方案2a：统一时间提前量及用户专有提前量全由用户使用GNSS卫星定位系统获得用户位置并根据用户位置及卫星轨道信息自行计算。剩余提前量由网络测量上行信号获得，并由网络通过RRC或MAC或DCI的方式传输给用户。

方案2b:统一时间提前量及用户专有提前量全由用户使用GNSS卫星定位系统获得用户位置并向网络方报告当前位置，网络方根据用户位置及卫星轨道信息计算用户专有提前量。剩余提前量由网络测量上行信号获得，并由网络通过RRC、MAC或DCI的方式将统一时间提前量，用户专有提前量及剩余提前量传输给用户。

进一步地，所述步骤(2)有如下几种方案：

方案1：周期性报告。该方案1包括如下几种子方案：

方案1a:该周期性报告可以由网络侧发起并通过RRC或者MAC信令通知用户，包括周期及报告格式在内的参数由网络通过RRC或者MAC信令配置，网络侧也可通过RRC或者MAC信令通知用户终止报告；

方案1b:该周期性报告可以由用户发起并通过上行信令通知网络，包括周期及报告格式在内的参数由网络通过RRC或者MAC信令配置或由用户选择，网络侧也可通过RRC或者MAC信令通知用户终止报告；

方案1c:该周期性报告可以由用户发起并通过上行信令通知网络，包括周期及报告格式在内的参数由网络通过RRC或者MAC信令配置或由用户选择，用户可以停止报告并通过上行信令通知网络；

方案1d:该周期性报告可以由用户发起并通过上行信令通知网络，再由网络侧通过RRC或者MAC信令通知用户开始报告，包括周期及报告格式在内的参数由网络通过RRC或者MAC信令配置或由用户选择，用户可以停止报告并通过上行信令通知网络或者网络侧也可通过RRC或者MAC信令通知用户终止报告。

方案2：按需报告,该方案2包括如下几种子方案：

方案2a:该按需报告可以由网络侧发起并通过RRC或者MAC信令通知用户，包括报告次数，格式在内的参数由网络通过RRC或者MAC信令配置，报告结束后自行终止；

方案2b:该按需报告可以由用户发起并通过上行信令通知网络，包括报告次数，格式在内的参数由网络通过RRC或者MAC信令配置或由用户选择，报告结束后自行终止；

方案2c:该按需报告可以由用户发起并通过上行信令通知网络，包括报告次数，格式在内的参数由网络通过RRC或者MAC信令配置或由用户选择，报告结束后自行终止；

方案2d:该按需报告可以由用户发起并通过上行信令通知网络，再由网络侧通过RRC或者MAC信令通知用户开始报告，包括报告次数，格式在内的参数由网络通过RRC或者MAC信令配置或由用户选择，报告结束后自行终止。

方案3：在随机接入过程中报告，可以使用上行信令Msg2/4。

进一步地，所述步骤(2)中，所述用户报告时间提前量的格式有如下几种备选方案：

方案1：全值报告，也就是用户每次都报告时间提前量或者用户专有时间提前量的全值；

方案2：差值报告，也就是用户每次都报告时间提前量或者用户专有时间提前量与前一次报告值的差值。

进一步地，所述步骤(3)中，K_offset的更新值的获得方式有如下方案：

方案1：如果用户位置对网络已知，网络可自行计算获得；

方案2：可根据时间提前量值获得。

进一步地，所述步骤(3)中，K_offset参数的配置分两个阶段：

初始接入阶段：K_offset最初的设置需要根据最差情况，也就是小区边缘用户适用的K_offset，而这一K_offset值将通过系统广播信令发送给用户；

初始接入之后阶段：在这一阶段，K_offset以每小区，波束，用户组，单独用户或者混合的方式来进行更新。

进一步地，所述步骤(3)中，K_offset参数值的配置可以有如下的备选方案：

方案1：采用统一的参数值范围[a,b]或统一的参数取值表，a为0或大于0的数。并采用统一的参数值粒度Δ；

方案2：根据卫星类型的不同采用不同的参数值范围或不同的参数取值表。

方案3：上述方案1和2的混合。

进一步地，所述步骤(3)中，K_offset的更新方式有如下几种备选方案：

方案1：周期更新,包括如下几种子方案：

方案1a:该更新可以由网络侧发起并通过RRC或者MAC信令通知用户，包括周期及更新格式在内的参数由网络通过RRC或者MAC信令配置，网络侧也可通过RRC或者MAC信令通知用户终止更新；

方案1b:该更新可以由用户发起并通过上行信令通知网络，包括周期及更新格式在内的参数由网络通过RRC或者MAC信令配置或由用户选择，网络侧也可通过RRC或者MAC信令通知用户终止更新；

方案1c:该更新可以由用户发起并通过上行信令通知网络，包括周期及更新格式在内的参数由网络通过RRC或者MAC信令配置或由用户选择，用户可以停止更新并通过上行信令通知网络；

方案1d:该更新可以由用户发起并通过上行信令通知网络，再由网络侧通过RRC或者MAC信令通知用户开始更新，包括周期及更新格式在内的参数由网络通过RRC或者MAC信令配置或由用户选择，用户可以停止更新并通过上行信令通知网络或者网络侧也可通过RRC或者MAC信令通知用户终止更新。

方案2：按需更新，包括如下几种子方案：

方案2a:该按需更新以由网络侧发起并通过RRC或者MAC信令通知用户，包括更新次数，格式在内的参数由网络通过RRC或者MAC信令配置，更新结束后自行终止；

方案2b:该按需更新可以由用户发起并通过上行信令通知网络，包括更新次数，格式在内的参数由网络通过RRC或者MAC信令配置或由用户选择，更新结束后自行终止；

方案2c:该按需更新可以由用户发起并通过上行信令通知网络，包括更新次数，格式在内的参数由网络通过RRC或者MAC信令配置或由用户选择，更新结束后自行终止；

方案2d:该按需更新可以由用户发起并通过上行信令通知网络，再由网络侧通过RRC或者MAC信令通知用户开始更新，包括更新次数，格式在内的参数由网络通过RRC或者MAC信令配置或由用户选择，更新结束后自行终止。

进一步地，所述步骤(3)中，K_offset的格式有如下几种备选方案：

方案1：全值更新，也就是网络每次都更新K_offset的全值；

方案2：差值更新，也就是网络每次都K_offset与前一次K_offset的差值；若采用差值更新的方式，K_offset参数值的范围可以为负数；

方案3：上述方案1和2的混合。

本发明的有益效果是：本发明能够在非地面网络中传输时延极大的情况下保证传输接收时间点的吻合。

具体实施方式

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种非陆地网络时间参数配置方法，分为如下步骤。

1、配置时间提前量(timing advance)参数。时间提前量参数包括统一时间提前量(Common TA)、用户专有提前量(UE specific TA)和剩余提前量(N_TA,offset)。统一时间提前量是在地面选取一个参考点，通过计算该参考点到卫星的时延得到的。统一时间提前量是在地面小区或波束覆盖区域选取一个参考点并计算该参考点到卫星传输时延而得到。用户专有提前量是计算用户与卫星传输时延，并计算该时延与统一时间提前量的差值得到。剩余时间提前量是除统一时间提前量和用户专有时间提前量之外的由于用户及网络传输及处理而造成的时间提前量。

配置时间提前量参数的方法有如下几种备选方案：

方案1：统一时间提前量由网络开环配置，可在系统广播信息中广播，该广播可以以小区，波束，用户组或者混合的方式进行。若要以用户组的方式进行，可以使用Group DCI(Group Downlink Control Information，组下行控制信息)进行配置。该方案1包括以下两种子方案：

方案1a:用户专有提前量可由用户使用GNSS卫星定位系统获得用户位置并根据用户位置及卫星轨道信息自行计算。剩余提前量由网络测量上行信号获得，并由网络通过RRC(Radio Resource Control，资源控制)或MAC(Media Access Control，媒体介入控制)或DCI(Downlink Control Information，下行控制信息)的方式传输给用户。

方案2：该方案2包括以下两种子方案：

方案2b:统一时间提前量及用户专有提前量全由用户使用GNSS卫星定位系统获得用户位置并向网络方报告当前位置，网络方根据用户位置及卫星轨道信息计算用户专有提前量。剩余提前量(N_TA,offset)由网络测量上行信号获得，并由网络通过RRC、MAC或DCI的方式将统一时间提前量，用户专有提前量及剩余提前量传输给用户。

2、向网络报告步骤1配置的时间提前量参数；将时间提前量参数向网络报告有如下几种方案：

方案1：周期性报告。该方案1包括如下几种子方案：

方案2：按需报告(on demand),该方案2包括如下几种子方案：

方案3：在随机接入过程中报告，可以使用上行信令Msg2/4。

用户报告时间提前量的格式有如下几种备选方案：

需要指出的是用户是否可以报告时间提前量及如何报告可以取决于用户的能力(capability)，用户也需要向网络报告它的能力。而用户报告的上行信令可包括Msg2，PUCCH(PhysicalUplink Control Channel上行控制信道)等。

3、网络根据获得的时间提前量参数配置并更新K_offset参数。

K_offset的更新值的获得方式有如下方案：

方案1：如果用户位置对网络已知，网络可自行计算获得；

方案2：可根据时间提前量值获得。

K_offset参数的配置分两个阶段：

初始接入阶段(例如随机接入阶段)：K_offset最初的设置需要根据最差情况，也就是小区边缘用户适用的K_offset，而这一K_offset值将通过系统广播信令发送给用户；

初始接入之后阶段：在这一阶段，K_offset可以进行更新，而此种更新可以以每小区，波束，用户组，单独用户或者混合的方式来进行。

K_offset参数值的配置可以有如下的备选方案：

方案1：采用统一的参数值范围[a,b]或统一的参数取值表，a为0或大于0的数。并采用统一的参数值粒度Δ，例如时隙，毫秒；

方案2：根据卫星类型的不同采用不同的参数值范围或不同的参数取值表。例如低轨卫星参数值范围为[a,b]，a为0或大于0的数；中轨卫星参数值范围为[c,d]，c为0或大于0的数,或者W1*[a,b]；高轨卫星参数值范围为[e,f]，e可以为0或大于0的数,或者W2*[a,b]。采用不同的参数值粒度Δ。例如低轨卫星为Δ；中轨卫星为W1Δ；高轨卫星为W2Δ；

方案3：上述方案1和2的混合。K_offset的单位可以使用毫秒等时间单位，也可以使用时隙time slot等相对时间单位。K_offset需要根据帧格式(numerology)配置，不同的帧格式配置不同的参数值范围。例如参数值范围为N*[a,b]，而N的取值取决于帧格式，可以定义为2^μ，这里μ是帧格式参数。

K_offset的更新方式有如下几种备选方案：

方案1：周期更新,包括如下几种子方案：

方案2：按需更新(on demand),包括如下几种子方案：

K_offset的格式有如下几种备选方案：

方案1：全值更新，也就是网络每次都更新K_offset的全值；

方案3：上述方案1和2的混合。K_offset配置更新信令方式可以为RRC重配置(RRCreconfiguration)，MAC配置，DCI配置，或者混合的方式。

Claims

1.一种非陆地网络时间参数配置方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）配置时间提前量参数：时间提前量参数包括统一时间提前量、用户专有提前量和剩余提前量；统一时间提前量是在地面小区或波束覆盖区域选取一个参考点并计算该参考点到卫星传输时延；用户专有提前量是计算用户与卫星传输时延，并计算该时延与统一时间提前量的差值；剩余时间提前量是除统一时间提前量和用户专有时间提前量之外的由于用户及网络传输及处理而造成的时间提前量；

（2）向网络报告步骤（1）配置的时间提前量参数；

（3）网络根据获得的时间提前量参数配置并更新K_offset参数;

所述步骤（3）中，K_offset的更新值的获得方式有如下方案：

方案1：如果用户位置对网络已知，网络可自行计算获得；

方案2：可根据时间提前量值获得。

2.根据权利要求1所述的非陆地网络时间参数配置方法，其特征在于，所述步骤（1）有如下几种备选方案：

方案1：统一时间提前量由网络开环配置，可在系统广播信息中广播，该广播可以以小区，波束，用户组或者混合的方式进行；若要以用户组的方式进行，可以使用Group DCI进行配置；该方案1包括以下两种子方案：

方案1a:用户专有提前量可由用户使用GNSS卫星定位系统获得用户位置并根据用户位置及卫星轨道信息自行计算；剩余提前量由网络测量上行信号获得，并由网络通过RRC或MAC或DCI 的方式传输给用户；

方案1b：用户专有提前量可由用户使用GNSS卫星定位系统获得用户位置并向网络方报告当前位置，网络方根据用户位置及卫星轨道信息计算用户专有提前量；剩余提前量由网络测量上行信号获得，并由网络通过RRC、MAC 或DCI的方式将用户专有提前量及剩余提前量传输给用户；

方案2：该方案2包括以下两种子方案：

方案2a：统一时间提前量及用户专有提前量全由用户使用GNSS卫星定位系统获得用户位置并根据用户位置及卫星轨道信息自行计算；剩余提前量由网络测量上行信号获得，并由网络通过RRC或MAC或DCI的方式传输给用户；

方案2b:统一时间提前量及用户专有提前量全由用户使用GNSS卫星定位系统获得用户位置并向网络方报告当前位置，网络方根据用户位置及卫星轨道信息计算用户专有提前量；剩余提前量由网络测量上行信号获得，并由网络通过RRC、MAC或DCI的方式将统一时间提前量，用户专有提前量及剩余提前量传输给用户。

3.根据权利要求1所述的非陆地网络时间参数配置方法，其特征在于，所述步骤（2）有如下几种方案：

方案1：周期性报告，该方案1包括如下几种子方案：

方案1d:该周期性报告可以由用户发起并通过上行信令通知网络，再由网络侧通过RRC或者MAC信令通知用户开始报告，包括周期及报告格式在内的参数由网络通过RRC或者MAC信令配置或由用户选择，用户可以停止报告并通过上行信令通知网络或者网络侧也可通过RRC或者MAC信令通知用户终止报告；

方案2：按需报告, 该方案2包括如下几种子方案：

方案2c:该按需报告可以由用户发起并通过上行信令通知网络，再由网络侧通过RRC或者MAC信令通知用户开始报告，包括报告次数，格式在内的参数由网络通过RRC或者MAC信令配置或由用户选择，报告结束后自行终止；

方案3：在随机接入过程中报告，可以使用上行信令Msg2/4。

4.根据权利要求1所述的非陆地网络时间参数配置方法，其特征在于，所述步骤（2）中，所述用户报告时间提前量的格式有如下几种备选方案：

方案1：全值报告，也就是用户每次都报告统一时间提前量或者用户专有时间提前量的全值；

方案2：差值报告，也就是用户每次都报告统一时间提前量或者用户专有时间提前量与前一次报告值的差值。

5.根据权利要求1所述的非陆地网络时间参数配置方法，其特征在于，所述步骤（3）中，K_offset参数的配置分两个阶段：

6.根据权利要求1所述的非陆地网络时间参数配置方法，其特征在于，所述步骤（3）中，K_offset参数值的配置可以有如下的备选方案：

方案1：采用统一的参数值范围[a,b]或统一的参数取值表，a为0或大于0的数；并采用统一的参数值粒度Δ；

方案2：根据卫星类型的不同采用不同的参数值范围或不同的参数取值表；

方案3：上述方案1和2的混合。

7.根据权利要求1所述的非陆地网络时间参数配置方法，其特征在于，所述步骤（3）中，K_offset的更新方式有如下几种备选方案：

方案1：周期更新,包括如下几种子方案：

方案1d:该更新可以由用户发起并通过上行信令通知网络，再由网络侧通过RRC或者MAC信令通知用户开始更新，包括周期及更新格式在内的参数由网络通过RRC或者MAC信令配置或由用户选择，用户可以停止更新并通过上行信令通知网络或者网络侧也可通过RRC或者MAC信令通知用户终止更新；

方案2：按需更新，包括如下几种子方案：

方案2c:该按需更新可以由用户发起并通过上行信令通知网络，再由网络侧通过RRC或者MAC信令通知用户开始更新，包括更新次数，格式在内的参数由网络通过RRC或者MAC信令配置或由用户选择，更新结束后自行终止。

8.根据权利要求1所述的非陆地网络时间参数配置方法，其特征在于，所述步骤（3）中，K_offset的格式有如下几种备选方案：

方案1：全值更新，也就是网络每次都更新K_offset的全值；

方案2：差值更新，也就是网络每次都更新K_offset与前一次K_offset的差值；若采用差值更新的方式，K_offset参数值的范围可以为负数；

方案3：上述方案1和2的混合。