CN113259192A - 一种信号传输时延的检测方法、系统及装置 - Google Patents

一种信号传输时延的检测方法、系统及装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种信号传输时延的检测方法、系统及装置，涉及低轨卫星通信技术领域，上述方法包括：接收用户终端通过卫星发送的前导信号；将前导信号与ZC根序列互相关，得到第一PDP，获得各子序列的ZC序列的第一峰值位置；并将前导信号与共轭ZC根序列互相关，得到第二PDP，获得各子序列的共轭ZC序列的第二峰值位置；计算各子序列对应的第一峰值位置与第二峰值位置的平均值，作为各子序列对应的目标峰值位置；根据各目标峰值位置、各目标峰值位置间差异以及ZC序列的序列长度，检测前导信号的传输时延。应用本实施例提供的方案进行信号传输时延的检测，能够难以对信号的传输时延进行检测的问题。

Description

一种信号传输时延的检测方法、系统及装置
技术领域
本发明涉及低轨卫星通信技术领域，特别是涉及一种信号传输时延的检测方法、系统及装置。
背景技术
卫星通信系统中包括卫星以及信关站，用户终端可以通过卫星与信关站进行数据交互，用户终端通过向信关站发送前导信号与信关站建立网络连接。为了保证来自同一小区的不同用户终端发送的信号在上行传输时互不干扰，信关站要求不同用户终端所发送的信号到达信关站的时间基本对齐。但不同用户终端所处位置不同，离卫星较远位置的用户终端所发送的信号经过的传输时延大于离卫星较近位置的用户终端所发生的信号经过的传输时延，导致不同的用户终端所发送的信号到达信关站的时刻差距较大。
现有技术中，用户终端通常通过所配置的GNSS(Global NavigationSystem，全球卫星导航系统)获得卫星位置以及运行速度信息，基于所获得的上述信息，采用传输时延估算算法，计算得到信号的传输时延，用户终端在原信号发送时刻的基础上，在提前上述传输时延的时刻发送信号，实现不同用户终端所发送的前导信号到达信关站的时间是对齐的。
然而，对于未配置有GNSS的用户终端，难以获得卫星位置以及运行速度，从而难以对信号的传输时延进行检测。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种信号传输时延的检测方法、系统及装置，解决难以对信号传输时延进行检测的问题。具体技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种信号传输时延的检测方法，应用于信关站，所述方法包括：
接收用户终端通过卫星发送的前导信号，其中，所述前导信号为：基于多个子序列生成的信号，所述子序列为：基于ZC序列和所述ZC序列的共轭序列生成的序列，各ZC序列的循环位移间的差异为预设的循环位移，所述预设的循环位移通过子序列的数量和ZC序列的序列长度计算得到；
将所述前导信号与ZC根序列互相关，得到第一功率延迟谱PDP，获得所述第一PDP中各峰值所处的时刻，作为各子序列的ZC序列的第一峰值位置；并将所述前导信号与共轭ZC根序列互相关，得到第二PDP，获得所述第二PDP中各峰值所处的时刻，作为各子序列的共轭ZC序列的第二峰值位置；
计算各子序列对应的第一峰值位置与第二峰值位置的平均值，作为各子序列对应的目标峰值位置；
根据各目标峰值位置、各目标峰值位置间差异以及所述ZC序列的序列长度，检测所述前导信号的传输时延；
通过所述卫星向所述用户终端发送所述传输时延。
第二方面，本发明实施例提供了一种信号传输时延的检测方法，应用于用户终端，所述方法包括：
基于多个子序列生成前导信号，其中，所述子序列为：基于ZC序列和所述ZC序列的共轭ZC序列生成的序列，各ZC序列的循环位移间的差异为预设的循环位移，所述预设的循环位移通过子序列的数量和ZC序列的序列长度计算得到；
通过所述卫星向所述信关站发送所述前导信号，以使得所述信关站检测所述前导信号的传输时延；
接收所述信关站通过所述卫星发送的所述传输时延。
第三方面，本发明实施例提供了一种信号传输时延的检测系统，所述系统包括信关站和用户终端，
所述用户终端，用于用于基于多个子序列生成前导信号，通过所述卫星向所述信关站发送所述前导信号，其中，所述子序列为：基于ZC序列和所述ZC序列的共轭ZC序列生成的序列，各ZC序列的循环位移间的差异为预设的循环位移，所述预设的循环位移通过子序列的数量和ZC序列的序列长度计算得到；
所述信关站，用于接收用户终端通过卫星发送的前导信号；将所述前导信号与ZC根序列互相关，得到第一功率延迟谱PDP，获得所述第一PDP中各峰值所处的时刻，作为各子序列的ZC序列的第一峰值位置；并将所述前导信号与共轭ZC根序列互相关，得到第二PDP，获得所述第二PDP中各峰值所处的时刻，作为各子序列的共轭ZC序列的第二峰值位置；
所述信关站，还用于用于计算各子序列对应的第一峰值位置与第二峰值位置的平均值，作为各子序列对应的目标峰值位置；根据各目标峰值位置、各目标峰值位置间差异以及所述ZC序列的序列长度，检测所述前导信号的传输时延；通过所述卫星向所述用户终端发送所述传输时延；
所述用户终端，还用于接收所述信关站通过所述卫星向所述用户终端发送所述传输时延。
第四方面，本发明实施例提供了一种信号传输时延的检测装置，应用于信关站，所述装置包括：
信号接收模块，用于接收用户终端通过卫星发送的前导信号，其中，所述前导信号为：基于多个子序列生成的信号，所述子序列为：基于ZC序列和所述ZC序列的共轭序列生成的序列，各ZC序列的循环位移间的差异为预设的循环位移，所述预设的循环位移通过子序列的数量和ZC序列的序列长度计算得到；
峰值位置确定模块，用于将所述前导信号与ZC根序列互相关，得到第一功率延迟谱PDP，获得所述第一PDP中各峰值所处的时刻，作为各子序列的ZC序列的第一峰值位置；并将所述前导信号与共轭ZC根序列互相关，得到第二PDP，获得所述第二PDP中各峰值所处的时刻，作为各子序列的共轭ZC序列的第二峰值位置；
峰值位置计算模块，用于计算各子序列对应的第一峰值位置与第二峰值位置的平均值，作为各子序列对应的目标峰值位置；
时延检测模块，用于根据各目标峰值位置、各目标峰值位置间差异以及所述ZC序列的序列长度，检测所述前导信号的传输时延；
时延发送模块，用于通过所述卫星向所述用户终端发送所述传输时延。
第五方面，本发明实施例提供了一种信号传输时延的检测装置，应用于用户终端，所述装置包括：
信号生成模块，用于基于多个子序列生成前导信号，其中，所述子序列为：基于ZC序列和所述ZC序列的共轭ZC序列生成的序列，各ZC序列的循环位移间的差异为预设的循环位移，所述预设的循环位移通过子序列的数量和ZC序列的序列长度计算得到；
信号发送模块，用于通过所述卫星向所述信关站发送所述前导信号，以使得所述信关站检测所述前导信号的传输时延；
时延接收模块，用于接收所述信关站通过所述卫星发送的所述传输时延。
第六方面，本发明实施例提供了一种信关站，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述第一方面所述的方法步骤。
第七方面，本发明实施例提供了一种用户终端，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述第二方面所述的方法步骤。
第八方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面所述的方法步骤。
第九方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第二方面所述的方法步骤。
由以上可见，应用本发明实施例提供的方案检测信号传输时延，由信关站根据各目标峰值位置、各目标峰值位置间差异以及ZC序列的序列长度，检测前导信号的传输时延，各目标峰值位置反映各子序列的真实循环位移，各目标峰值位置间差异反映各子序列的真实循环位移间的差值，也就是预设的循环位移，由于前导信号的传输时延与各子序列的循环位移相关，通过各目标峰值位置、各目标峰值位置间差异以及ZC序列的序列长度能够检测得到前导信号的传输时延，相较于现有技术，不需要由用户终端检测前导信号的传输时延，解决了难以对信号的传输时延进行检测的问题。
并且，前导信号为基于多个子序列生成的信号，且子序列中各ZC序列的循环位移间的差异为预设的循环位移差值，由于前导信号的传输时延与各子序列中ZC序列的循环位移相关，当各ZC序列的循环位移具有差异时，将前导信号分别与ZC根序列、共轭ZC根序列进行互相关时，得到的第一PDP和第二PDP中能够出现多个峰值，基于各峰值位置能够检测得到前导信号的传输时延，进一步解决了难以检测得到前导信号的传输时延。
由于前导信号的频偏使得子序列的循环位移产生偏移，且子序列是基于ZC序列和共轭ZC序列生成的，因此，前导信号的频偏对子序列中ZC序列的循环位移产生偏移的影响、与子序列中共轭ZC序列的循环位移产生偏移的影响程度相同且方向相反，又由于第一峰值位置反映各子序列的ZC序列的循环位移，第二峰值位置反映各子序列的共轭ZC序列的循环位移。所以第一峰值位置与第二峰值位置的平均值能够反映未受到频偏影响的子序列的实际循环位移，也就是子序列的真实循环位移。因此，通过计算第一峰值位置和第二峰值位置的平均值，所得到的目标峰值位置反映未受到频偏影响的子序列的实际循环位移。因此，基于各目标峰值位置、各目标峰值位置间差异以及ZC序列的序列长度，能够更加准确检测得到前导信号的传输时延。
当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
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，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1为本发明实施例提供的一种卫星通信系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的第一种信号传输时延的检测方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的一种前导码的结构示意图。
图4a为本发明实施例提供的一种PDP的示意图；
图4b为本发明实施例提供的另一种PDP的示意图；
图5为本发明实施例提供的一种前导信号的传输时延的示意图；
图6为本发明实施例提供的第二种信号传输时延的检测方法的流程示意图；
图7为本发明实施例提供的一种信号传输时延的检测系统的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的一种信号传输时延的检测装置的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的另一种信号传输时延的检测装置的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的一种信关站的结构示意图；
图11为本发明实施例提供的一种用户终端的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员基于本申请所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
首先，结合图1对本发明实施例的应用场景进行说明。
图1为本发明实施例提供的一种卫星通信系统的结构示意图，卫星通信系统包含卫星和信关站，卫星用于接收用户终端发送的信号、并向信关站发送信号，卫星还可以接收信关站发送的信号、并向用户终端发送信号；信关站用于对信号进行解调、调制等处理。
在用户终端与信关站间建立网络连接时，用户终端首先需要通过卫星向信关站发送前导信号，信关站接收到前导信号生成响应信号，并通过卫星向用户终端发送响应信号，当用户终端接收到响应信号后，表示网络连接成功建立。
参见图2，图2为本发明实施例提供的第一种信号传输时延的检测方法的流程示意图，应用于信关站，上述方法包括以下步骤S201-S205。
步骤S201：接收用户终端通过卫星发送的前导信号。
上述前导信号为：基于多个子序列生成的信号。
上述子序列为：基于ZC序列和ZC序列的共轭ZC序列生成的序列。上述ZC序列为Zadoff-Chu序列。
具体的，上述子序列x(n)可以为：
Figure BDA0003011462140000071
其中，ZCu(n)表示ZC序列，
Figure BDA0003011462140000072
表示ZC序列的共轭ZC序列。
各ZC序列的循环位移间的差异为预设的循环位移，上述预设的循环位移通过子序列的数量和ZC序列的序列长度计算得到。
具体的，ZC序列表达式ZCu(n)为：xu((n+iNcs)modLRA)，i＝1，2，…，k，在这一表达式中，n表示时间索引，i表示子序列的序号，Ncs表示每个ZC序列的循环位移间的差异，也就是预设的循环位移，LRA为ZC序列的序列长度，k表示子序列的总数量。xu(i)为ZC根序列，
Figure BDA0003011462140000073
mod表示求余数，(n+iNcs)modLRA表示：计算(n+iNcs)与LRA间的余数。
基于上述子序列所生成的前导信号为yu(n)：
Figure BDA0003011462140000074
其中，h表示信道增益，n表示时间索引，x(n)表示子序列，Δf为前导信号的频偏，LRA为ZC序列的序列长度，ω(n)表示噪声。
具体的，可以基于多个子序列生成前导码，基于所生成的各前导码生成前导信号。
前导码的结构可以参见图3，前导码由CP(Cyclic Prefix,循环前缀)、SEQ(Sequence,前导序列)以及GT(Guard Time,保护间隔)组成。
其中，CP可以抵抗多径干扰，解决符号干扰问题，保证各用户子载波间的正交性。SEQ可以用于检测前导信号的传输时延，SEQ可以重复多次，前导序列的重复次数与前导码的格式相关，通常采用ZC序列表示前导序列。GT用于防止符号间干扰，保证两帧的数据被正确的接收。
信关站在接收到前导信号后，可以去除前导信号中的循环前缀，获得前导信号中的子序列部分，对时域子序列部分进行傅里叶变换到频域，在变换到频域的过程中，信关站可以进行时域滤波和降采样的方式抽取子序列部分，将所抽取的子序列进行傅里叶变换。
信关站在获得前导信号中的子序列部分后，还可以获得子序列的时延、ZC序列的序列长度、格式等信息。
步骤S202：将前导信号与ZC根序列互相关，得到第一PDP(Power Delay Profile,功率延迟谱)，获得第一PDP中各峰值所处的时刻，作为各子序列的ZC序列的第一峰值位置；并将前导信号与共轭ZC根序列互相关，得到第二PDP，获得第二PDP中各峰值所处的时刻，作为各子序列的共轭ZC序列的第二峰值位置。
由于子序列是基于ZC序列和共轭ZC序列生成的，且ZC序列是基于ZC根序列生成，共轭ZC序列是基于共轭ZC根序列生成，信关站将前导信号与ZC根序列进行互相关，所得到的第一PDP中峰值反映子序列中ZC序列，峰值所处的时刻反映子序列中ZC序列的第一循环位移；信关站将前导信号与共轭ZC根序列进行互相关，所得到的第二PDP中峰值反映子序列中共轭ZC序列，峰值所处的时刻反映子序列中共轭ZC序列的第一循环位移。
以图4a为例，图4a为本发明实施例提供的一种PDP的示意图，图4a中横坐标为时刻，单位为ms，纵坐标为功率，单位为w。图4a中峰值反映子序列中ZC序列，峰值所处的时刻反映该子序列中ZC序列的循环位移，从图4a可以看到，该峰值所处的时刻为800ms，也就是800ms反映子序列中ZC序列的循环位移。
因此，基于第一PDP所得到的第一峰值位置反映子序列中ZC序列的循环位移，基于第二PDP所得到的第二峰值位置反映子序列中共轭ZC序列的循环位移。
步骤S203：计算各子序列对应的第一峰值位置与第二峰值位置的平均值，作为各子序列对应目标峰值位置。
由于前导信号的频偏使得子序列的循环位移产生偏移，且子序列是基于ZC序列和共轭ZC序列生成的，因此，前导信号的频偏对子序列中ZC序列的循环位移产生偏移的影响、与子序列中共轭ZC序列的循环位移产生偏移的影响程度相同且方向相反，又由于第一峰值位置反映各子序列的ZC序列的循环位移，第二峰值位置反映各子序列的共轭ZC序列的循环位移。所以第一峰值位置与第二峰值位置的平均值能够反映未受到频偏影响的子序列的实际循环位移，也就是子序列的真实循环位移。因此，通过计算第一峰值位置和第二峰值位置的平均值，所得到的目标峰值位置反映未受到频偏影响的子序列的实际循环位移。
具体的，在得到各子序列的目标峰值位置后，可以基于所得到的各目标峰值位置生成目标PDP，参见图4b，图4b为本发明实施例提供的另一种PDP的示意图，图4b所示的各峰值反映前导信号中各子序列，各峰值所处的时刻反映前导信号中各子序列的循环位移，从图4b中可以看到，各子序列的循环位移分别为：600ms、650ms、700ms、750ms、800ms、850ms。
步骤S204：根据各目标峰值位置、各目标峰值位置间的差异以及ZC序列的序列长度，检测前导信号的传输时延。
由于上述目标峰值位置可以反映各子序列的真实循环位移，且子序列是基于ZC序列和ZC序列的共轭序列生成的序列，上述目标峰值位置间的差异为各子序列的真实循环位移间的差异，也就是ZC序列的循环位移间的差异。又由于ZC序列的循环位移间的差异为预设的循环位移，所以目标峰值位置间的差异为预设的循环位移。
ZC序列的序列长度包含长码(LRA＝839)、短码(LRA＝139)，前导码格式与ZC序列的序列长度有关，当ZC序列的序列长度为长码时，前导码格式可以为格式0、格式1、格式2或格式3，当ZC序列的序列长度为短码时，前导码格式可以为格式A1、格式A2、格式A3、格式B1、格式B2、格式B3、格式B4、格式C0或格式C2，基于此，可以对前导信号进行解析，确定前导码的格式，基于上述对应关系确定ZC序列的序列长度。
具体检测前导信号的传输时延可以参见后续实施例，在此不进行详述。
步骤S205：通过卫星向用户终端发送传输时延。
由以上可见，应用本实施例提供的方案检测信号传输时延，由信关站根据各目标峰值位置、各目标峰值位置间差异以及ZC序列的序列长度，检测前导信号的传输时延，各目标峰值位置反映各子序列的真实循环位移，各目标峰值位置间差异反映各子序列的真实循环位移间的差值，也就是预设的循环位移，由于前导信号的传输时延与各子序列的循环位移相关，通过各目标峰值位置、各目标峰值位置间差异以及ZC序列的序列长度能够检测得到前导信号的传输时延，相较于现有技术，不需要由用户终端检测前导信号的传输时延，解决了难以对信号的传输时延进行检测的问题。
并且，前导信号为基于多个子序列生成的信号，且子序列中各ZC序列的循环位移间的差异为预设的循环位移差值，由于前导信号的传输时延与各子序列中ZC序列的循环位移相关，当各ZC序列的循环位移具有差异时，将前导信号分别与ZC根序列、共轭ZC根序列进行互相关时，得到的第一PDP和第二PDP中能够出现多个峰值，基于各峰值位置能够检测得到前导信号的传输时延，进一步解决了难以检测得到前导信号的传输时延。
由于前导信号的频偏使得子序列的循环位移产生偏移，且子序列是基于ZC序列和共轭ZC序列生成的，因此，前导信号的频偏对子序列中ZC序列的循环位移产生偏移的影响、与子序列中共轭ZC序列的循环位移产生偏移的影响程度相同且方向相反，又由于第一峰值位置反映各子序列的ZC序列的循环位移，第二峰值位置反映各子序列的共轭ZC序列的循环位移。所以第一峰值位置与第二峰值位置的平均值能够反映未受到频偏影响的子序列的实际循环位移，也就是子序列的真实循环位移。因此，通过计算第一峰值位置和第二峰值位置的平均值，所得到的目标峰值位置反映未受到频偏影响的子序列的实际循环位移。因此，基于各目标峰值位置、各目标峰值位置间差异以及ZC序列的序列长度，能够更加准确检测得到前导信号的传输时延。
前导信号在传输过程中所产生的传输时延导致前导信号中各子序列发生偏移。以图5为例，图5中上侧矩形框表示用户终端发送的前导信号中各子序列，下侧矩形框表示信关站接收到的前导信号中各子序列。
各子序列为：子序列1、……、子序列t-1、子序列t、……、子序列k-1、子序列k。
以子序列1为例，图5中所示的子序列1发生了偏移，前导信号的传输时延为：子序列1在用户终端发送的前导信号所处时刻、与子序列1在信关站接收到的前导信号所处时刻间的时长。
结合图5可以看到，在前导信号的传输时延中，由第一传输时延和第二传输时延组成，上述第一传输时延为：小数倍的子序列的时延长度，第二传输时延为：整数倍的子序列的时延长度。
基于此，上述步骤S204中检测前导信号的传输时延可以通过以下两种检测方式进行检测。
第一种检测方式按照以下步骤A1-步骤A5进行检测。
步骤A1：根据各目标峰值位置、各目标峰值位置间的差异以及ZC序列的序列长度，计算前导信号的第一传输时延。
具体的，可以按照以下表达式计算第一传输时延τf：
m＝(τf-iNcs)modLRA，i＝1，2，…，K
其中，m表示目标峰值位置，i表示子序列的序号，Ncs表示各目标峰值位置间差异，LRA表示ZC序列的序列长度，K表示子序列的数量；
步骤A2：将前导信号中第一个子序列与ZC根序列互相关，得到第三PDP，并将第一个前导序列与共轭ZC根序列互相关，得到第四PDP。
具体的，可以截取前导信号中第一个子序列，例如：基于前导信号中各子序列的序号，得到序号为0的子序列作为第一个子序列。将上述第一个子序列与ZC根序列互相关，得到第三PDP，将第一个子序列与共轭ZC根序列互相关，得到第四PDP。
上述第三PDP中峰值位置用于反映第一个子序列中ZC序列的循环位移；上述第四PDP中峰值位置用于反映第一个子序列中共轭ZC序列的循环位移。
步骤A3：计算第三PDP中峰值所处的时刻与第四PDP中峰值所处的时刻的平均值，作为第一个子序列的目标峰值位置。
具体的，假设第三PDP中峰值所处的时刻为P、第四PDP中峰值所处的时刻为Q，第一个子序列的目标峰值位置为：(P+Q)/2。
步骤A4：基于第一个前导序列的目标循环位置、前导信号的第一传输时延、各目标峰值位置间的差异以及ZC序列的序列长度，计算前导信号的第二传输时延。
具体的，可以按照以下表达式计算第二传输时延τi：
Figure BDA0003011462140000121
其中，m1表示第一个子序列的目标峰值位置，τf表示第一传输时延，TSEQ表示ZC序列的时延长度，Ncs表示各目标峰值位置间的差异，LRA表示ZC序列的序列长度。
步骤A5：计算第一传输时延与第二传输时延之和，作为前导信号的传输时延。
这样，由于前导信号的传输时延由第一传输时延和第二传输时延组成，在计算得到第一传输时延之后，基于计算得到的第一传输时延能够计算得到较为准确的第二传输时延，基于第一传输时延与第二传输时延能够得到较为准确地前导信号的传输时延。
第二种检测方式按照以下步骤B1-步骤B进行检测。
步骤B1：根据各目标峰值位置、各目标峰值位置间的差异以及ZC序列的序列长度，计算第一传输时延。
步骤B2：根据各子序列对应的第一峰值位置和第二峰值位置，计算前导信号的频偏。
具体的，可以计算各子序列对应的第一峰值位置与第二峰值位置间的平均值，将平均值与第一峰值位置间的差异作为前导信号的频偏。
步骤B3：基于第一传输时延，增加前导信号的相位，得到转换信号。
具体的，可以计算第一传输时延与前导信号的相位之和，作为转换信号。
由于前导信号的传输时延包括小数倍的ZC序列的时延长度和整数倍的ZC序列的时延长度，第一传输时延为小数倍的ZC序列的时延长度，在基于第一传输时延，增加前导信号的相位后，所得到的转换信号的传输时延为整数倍的ZC序列的时延长度。
步骤B4：将转换信号中第一个子序列与ZC根序列互相关，得到第五PDP。
具体的，截取转换信号中第一个子序列，将截取得到的第一个子序列与ZC根序列互相关，得到第五PDP。
步骤B5：根据第五PDP中峰值所处的时刻、各目标峰值间的差异以及前导信号的频偏，计算前导信号的第二传输时延。
具体的，可以按照以下表达式计算第二传输时延τi：
Figure BDA0003011462140000131
其中，m2表示第五PDP中峰值所处的时刻，Δf表示前导信号的频偏，TSEQ表示ZC序列的时延长度，Ncs表示各目标峰值间的差异。
步骤B6：计算第一传输时延与第二传输时延之和，作为前导信号的传输时延。
这样，由于前导信号的传输时延由第一传输时延和第二传输时延组成，在计算得到第一传输时延之后，基于计算得到的第一传输时延能够计算得到较为准确的第二传输时延，基于第一传输时延与第二传输时延能够得到较为准确地前导信号的传输时延。
具体的，当用户终端在预设的信号发送时刻发送前导信号时，检测得到的前导信号的传输时延的大小与前导信号在用户终端与信关站间的往返传输时延的大小相等。上述预设的信号发送时刻为：预先设定的信号到达信关站的时刻。
卫星向地面发射的波束形成用户小区，小区内包含多个用户终端，信关站需要在一个用户小区内不同用户终端所产生的信号到达时间对齐。
当用户终端在预设的信号发送时刻的基础上，提前预设传输时延的时刻发送前导信号时，检测得到的前导信号的传输时延为：前导信号在用户终端与卫星间的往返传输时延、与前导信号在预设的参考用户终端与卫星间的往返传输时延间的差值。
上述预设的参考用户终端为：该用户终端所在用户小区内预先选择的用户终端，如参考用户终端可以为预先选择的距离波束最近的用户终端。
上述预设传输时延为：前导信号在参考用户终端与卫星间的往返传输时延、与前导信号在卫星与信关站间的往返传输时延之和。
在这种情况下，信关站还可以基于卫星的位置以及移动速度，计算卫星与信关站间信号的第一往返传输时延，并计算预设的参考用户终端与所述卫星间信号的第二往返传输时延，并计算第一往返传输时延与第二往返传输时延之和，作为第三往返传输时延，通过卫星向用户终端发送所计算的第三往返传输时延。
用户终端在接收到上述往返传输时延后，可以在预设的信号发送时刻的基础上，在提前上述第三往返传输时延的时刻通过卫星发送前导信号。
这样，由于用户终端是在预设的信号发送时刻的基础上，在提前第三往返传输时延的时刻通过卫星发送前导信号，前导信号的传输时延对前导信号的影响较小，从而信关站能够较为检测得到信号的传输时延。
与上述应用于信关站的信号传输时延的检测方法相对应，本发明还提供了一种应用于用户终端的信号传输时延的检测方法。
参见图6，图6为本发明实施例提供的第二种信号传输时延的检测方法的流程示意图，上述方法包括以下步骤S601-S603。
步骤S601：基于多个子序列生成前导信号。
上述各子序列为：基于ZC序列和ZC序列的共轭ZC序列生成的序列。
上述子序列x(n)为：
Figure BDA0003011462140000141
其中，ZCu(n)表示ZC序列，
Figure BDA0003011462140000142
表示ZC序列的共轭ZC序列。
各ZC序列的循环位移间的差异为预设的循环位移，所述预设的循环位移差值通过子序列的数量和ZC序列的序列长度计算得到。具体的，ZC序列表达式为：ZCu(n)＝xu((n+iNcs)modLRA)，i＝1，2,…,k，在这一表达式中，n表示时间索引，LRA为ZC序列的序列长度，k表示子序列的总数量，xu(i)为ZC根序列，
Figure BDA0003011462140000143
Ncs表示每个ZC序列的循环位移间的差异，也就是预设的循环位移。
ZC序列的序列长度包含长码(LRA＝839)、短码(LRA＝139)，前导码格式与ZC序列的序列长度有关，当ZC序列的序列长度为长码时，前导码格式可以为格式0、格式1、格式2或格式3，当ZC序列的序列长度为短码时，前导码格式可以为格式A1、格式A2、格式A3、格式B1、格式B2、格式B3、格式B4、格式C0或格式C2，不同格式支持不同的应用场景。
具体的，用户终端可以将子序列进行傅立叶变换变换到频域，将变换后的子序列进行子载波映射，将映射后的子序列进行傅立叶逆变换，并添加循环前缀得到前导码，将前导码映射成帧得到前导信号。
前导码由上述循环前缀的时延、前导序列的时延以及保护间隔可以预先设定。例如：循环前缀的时延可以设定为4.6ms，前导序列的时延可以设定为4.8ms，保护间隔的时延可以设定为4.6ms。
基于多个子序列生成的前导信号yu(n)：
Figure BDA0003011462140000151
其中，h表示信道增益，n表示时间索引，x(n)表示子序列，Δf为前导信号的频偏，LRA为ZC序列的序列长度，ω(n)表示噪声。
步骤S602：通过卫星向信关站发送前导信号，以使得信关站检测前导信号的传输时延。
步骤S603：接收信关站通过卫星发送的传输时延。
由以上可见，应用本实施例提供的方案检测信号传输时延，由于是由信关站检测前导信号的传输时延计算，相较于现有技术，不需要由用户终端检测前导信号的传输时延，解决了难以对信号的传输时延进行检测的问题。
并且，前导信号为基于多个子序列生成的信号，且子序列中各ZC序列的循环位移间的差异为预设的循环位移差值，由于前导信号的传输时延与各子序列中ZC序列的循环位移相关，当各ZC序列的循环位移具有差异时，将前导信号分别与ZC根序列、共轭ZC根序列进行互相关时，得到的第一PDP和第二PDP中能够出现多个峰值，基于各峰值位置能够检测得到前导信号的传输时延，进一步解决了难以检测得到前导信号的传输时延。
由于前导信号的频偏使得子序列的循环位移产生偏移，且子序列是基于ZC序列和共轭ZC序列生成的，因此，前导信号的频偏对子序列中ZC序列的循环位移产生偏移的影响、与子序列中共轭ZC序列的循环位移产生偏移的影响程度相同且方向相反，又由于第一峰值位置反映各子序列的ZC序列的循环位移，第二峰值位置反映各子序列的共轭ZC序列的循环位移。所以第一峰值位置与第二峰值位置的平均值能够反映未受到频偏影响的子序列的实际循环位移，也就是子序列的真实循环位移。因此，通过计算第一峰值位置和第二峰值位置的平均值，所得到的目标峰值位置反映未受到频偏影响的子序列的实际循环位移。因此，基于各目标峰值位置、各目标峰值位置间差异以及ZC序列的序列长度，能够更加准确检测得到前导信号的传输时延。
具体的，一种情况，当用户终端在预设的信号发送时刻发送前导信号时，信关站检测得到的传输时延为前导信号在用户终端与信关站间的往返传输时延。上述预设的信号发送时刻为：预先设定信号到达信关站的时刻。
在这种情况下，用户终端可以下一次发送信号的时候，是在预设的信号发送时刻的基础上，在提前传输时延的时刻通过卫星向信关站发送信号。
另一种情况，当用户终端获得信关站通过卫星发送的第三往返传输时延时，用户终端可以在预设的信号发送时刻的基础上，在提前第三往返传输时延的时刻通过卫星向信关站发送前导信号。信关站检测得到的传输时延为：前导信号在用户终端与卫星间的往返传输时延、与前导信号在预设的参考用户终端与卫星间的往返传输时延间的差值。
上述预设的参考用户终端为：该用户终端所在用户小区内预先选择的用户终端，如参考用户终端可以为预先选择的距离波束最近的用户终端。
上述第三往返传输时延为：第一往返传输时延与第二往返传输时延之和，上述第一往返传输时延为：卫星与信关站间信号的往返传输时延。上述第二往返传输时延为：预设的参考用户终端与所述卫星间信号的往返传输时延。
在这种情况下，用户终端所发送的前导信号中循环前缀的时延TCP、前导序列的时延TGT以及保护间隔的时延TSEQ可以按照以下方式进行预先设定。
TCP≥ΔRTDmax+τmax
TGT≥ΔRTDmax
TSEQ≥ΔRTDmax+τmax，且
Figure BDA0003011462140000161
其中，ΔRTDmax为该用户终端所在小区内距离卫星最远的用户与卫星间的信号往返传输时延、与预设的参考用户与卫星间的信号往返传输时延之间的差值，τmax为最大多径时延，n表示预设系数，上述预设系数为正整数，Δf为PUSCH(Physical Uplink SharedChannel，物理上行共享信道)子载波宽度，Δf为15kHZ。
由于循环前缀的时延、前导序列的时延以及保护间隔的时延之和为子帧长度1ms的整数倍，结合上述三个公式可以预先确定循环前缀的时延、前导序列的时延以及保护间隔的时延。
在这种情况下，用户终端可以在下一次发送信号的时候，在预设的信号发送时刻的基础上，在提前第三往返传输时延的时刻通过卫星向信关站发送信号。
这样，由于用户终端是在预设的信号发送时刻的基础上，在提前第三往返传输时延的时刻通过卫星发送前导信号，前导信号的传输时延对前导信号的影响较小，从而信关站能够较为检测得到信号的传输时延。
本发明实施例还提供了一种信号传输时延的检测系统。
参见图7，图7为本发明实施例提供的一种信号传输时延的检测系统的结构示意图，上述系统包括用户终端701与信关站702。
所述用户终端701，用于基于多个子序列生成前导信号，通过所述卫星向所述信关站发送所述前导信号，其中，所述子序列为：基于ZC序列和所述ZC序列的共轭ZC序列生成的序列，各ZC序列的循环位移间的差异为预设的循环位移，所述预设的循环位移通过子序列的数量和ZC序列的序列长度计算得到；
所述信关站702，用于接收用户终端通过卫星发送的前导信号；将所述前导信号与ZC根序列互相关，得到第一功率延迟谱PDP，获得所述第一PDP中各峰值所处的时刻，作为各子序列的ZC序列的第一峰值位置；并将所述前导信号与共轭ZC根序列互相关，得到第二PDP，获得所述第二PDP中各峰值所处的时刻，作为各子序列的共轭ZC序列的第二峰值位置；
所述信关站702，还用于计算各子序列对应的第一峰值位置与第二峰值位置的平均值，作为各子序列对应的目标峰值位置；根据各目标峰值位置、各目标峰值位置间差异以及所述ZC序列的序列长度，检测所述前导信号的传输时延；通过所述卫星向所述用户终端发送所述传输时延；
所述用户终端701，还用于接收所述信关站通过所述卫星向所述用户终端发送所述传输时延。
本发明的一个实施例中，上述前导信号的传输时延由第一传输时延和第二传输时延组成，所述第一传输时延为：小数倍的子序列的时延长度，所述第二传输时延为：整数倍的子序列的时延长度；
上述信关站702，还用于根据各目标峰值位置、各目标峰值位置间差异以及所述ZC序列的序列长度，计算所述前导信号的第一传输时延；将所述前导信号中的第一个子序列与ZC根序列互相关，得到第三PDP，并将所述第一个子序列与共轭ZC根序列互相关，得到第四PDP；计算所述第三PDP中峰值所处的时刻与所述第四PDP谱中峰值所处的时刻的平均值，作为所述第一个子序列的目标峰值位置；
还用于基于所述第一个前导序列的目标循环位置、所述前导信号的第一传输时延、各目标峰值位置间的差异以及所述ZC序列的序列长度，计算所述前导信号的第二传输时延；计算第一传输时延与第二传输时延之和，作为所述前导信号的传输时延。
本发明的一个实施例中，上述信关站702，还用于按照以下表达式计算所述第一传输时延τf：
m＝(τf-iNcs)modLRA,i＝1，2,…，K
其中，m表示目标峰值位置，i表示子序列的序号，Ncs表示各目标峰值位置间差异，LRA表示ZC序列的序列长度，K表示子序列的数量；
还用于按照以下表达式计算所述第二传输时延τi：
Figure BDA0003011462140000181
其中，m1表示所述第一个子序列的目标峰值位置，τf表示所述第一传输时延，TSEQ表示所述ZC序列的时延长度，Ncs表示各目标峰值位置间的差异，LRA表示ZC序列的序列长度。
本发明的一个实施例中，上述信关站702，还用于根据各目标峰值位置、各目标峰值位置间的差异以及所述ZC序列的序列长度，计算所述第一传输时延；根据各子序列对应的第一峰值位置和第二峰值位置，计算所述前导信号的频偏；基于所述第一传输时延，增加所述前导信号的相位，得到转换信号；将所述转换信号中第一个子序列与ZC根序列互相关，得到第五PDP；
还用于根据所述第五PDP中峰值所处的时刻、各目标峰值间的差异以及所述前导信号的频偏，计算所述前导信号的第二传输时延；计算所述第一传输时延与第二传输时延之和，作为所述前导信号的传输时延。
本发明的一个实施例中，上述信关站702，还用于按照以下表达式计算所述第二传输时延τi：
Figure BDA0003011462140000191
其中，m2表示第五PDP中峰值所处的时刻，Δf表示前导信号的频偏，TSEQ表示ZC序列的时长，Ncs表示各目标峰值位置间的差异。
本发明的一个实施例中，上述信关站702，还用于基于所述卫星的位置以及移动速度，计算所述卫星与所述信关站间信号的第一往返传输时延，并计算预设的参考用户终端与所述卫星间信号的第二往返传输时延，计算所述第一往返传输时延与第二往返传输时延之和，作为第三往返传输时延，通过所述卫星向所述用户终端发送所计算的第三往返传输时延，其中，所述预设的参考用户终端为：从所述用户终端所在用户小区内预先选择的用户终端；
上述信关站702，还用于接收所述用户终端在预设的信号发送时刻的基础上，在提前所述第三往返传输时延的时刻通过所述卫星发送前导信号，所述预设的信号发送时刻为：预先设定的信号到达信关站的时刻。
本发明的一个实施例中，上述用户终端701，还用于获得所述信关站通过所述卫星发送的第三往返传输时延；所述第三往返传输时延为：第一往返传输时延与第二往返传输时延之和，所述第一往返传输时延为：所述卫星与信关站间信号的往返传输时延，所述第二往返传输时延为：预设的参考用户终端与卫星间信号的往返传输时延，所述预设的参考用户终端为：从所述用户终端所在用户小区内预先选择的用户终端；
还用于在预设的信号发送时刻的基础上，在提前第三往返传输时延的时刻通过所述卫星向所述信关站发送所述前导信号，所述预设的信号发送时刻为：预先设定的信号到达信关站的时刻。
与应用于信关站的信号传输时延的检测方法相对应，本发明实施例还提供了应用于信关站的信号传输时延的检测装置。
参见图8，图8为本发明实施例提供的一种信号传输时延的检测装置的结构示意图，应用于信关站，上述装置以下模块801-805。
信号接收模块801，用于接收用户终端通过卫星发送的前导信号，其中，所述前导信号为：基于多个子序列生成的信号，所述子序列为：基于ZC序列和所述ZC序列的共轭序列生成的序列，各ZC序列的循环位移间的差异为预设的循环位移，所述预设的循环位移通过子序列的数量和ZC序列的序列长度计算得到。
峰值位置确定模块802，用于将所述前导信号与ZC根序列互相关，得到第一功率延迟谱PDP，获得所述第一PDP中各峰值所处的时刻，作为各子序列的ZC序列的第一峰值位置；并将所述前导信号与共轭ZC根序列互相关，得到第二PDP，获得所述第二PDP中各峰值所处的时刻，作为各子序列的共轭ZC序列的第二峰值位置；
峰值位置计算模块803，用于计算各子序列对应的第一峰值位置与第二峰值位置的平均值，作为各子序列对应的目标峰值位置；
时延检测模块804，用于根据各目标峰值位置、各目标峰值位置间差异以及所述ZC序列的序列长度，检测所述前导信号的传输时延；
时延发送模块805，用于通过所述卫星向所述用户终端发送所述传输时延。
本发明的一个实施例中，上述前导信号的传输时延由第一传输时延和第二传输时延组成，所述第一传输时延为：小数倍的子序列的时延长度，所述第二传输时延为：整数倍的子序列的时延长度；
上述时延检测模块，包括：
第一时延计算子模块，用于根据各目标峰值位置、各目标峰值位置间差异以及所述ZC序列的序列长度，计算所述前导信号的第一传输时延；
第一PDP确定子模块，用于将所述前导信号中的第一个子序列与ZC根序列互相关，得到第三PDP，并将所述第一个子序列与共轭ZC根序列互相关，得到第四PDP；
位移计算子模块，用于计算所述第三PDP中峰值所处的时刻与所述第四PDP谱中峰值所处的时刻的平均值，作为所述第一个子序列的目标峰值位置；
第二时延计算子模块，用于基于所述第一个前导序列的目标循环位置、所述前导信号的第一传输时延、各目标峰值位置间的差异以及所述ZC序列的序列长度，计算所述前导信号的第二传输时延；
第三时延计算子模块，用于计算第一传输时延与第二传输时延之和，作为所述前导信号的传输时延。
本发明的一个实施例中，上述第一时延计算子模块，具体用于按照以下表达式计算所述第一传输时延τf：
m＝(τf-iNcs)modLRA,i＝1，2,…，K
其中，m表示目标峰值位置，i表示子序列的序号，Ncs表示各目标峰值位置间差异，LRA表示ZC序列的序列长度，K表示子序列的数量；
上述第二时延计算子模块，具体用于按照以下表达式计算所述第二传输时延τi：
Figure BDA0003011462140000211
其中，m1表示所述第一个子序列的目标峰值位置，τf表示所述第一传输时延，TSEQ表示所述ZC序列的时延长度，Ncs表示各目标峰值位置间的差异，LRA表示ZC序列的序列长度。
本发明的一个实施例中，上述时延检测模块，包括：
第四时延计算子模块，用于根据各目标峰值位置、各目标峰值位置间的差异以及所述ZC序列的序列长度，计算所述第一传输时延；
频偏计算子模块，用于根据各子序列对应的第一峰值位置和第二峰值位置，计算所述前导信号的频偏；
信号得到子模块，用于基于所述第一传输时延，增加所述前导信号的相位，得到转换信号；
第二PDP确定子模块，用于将所述转换信号中第一个子序列与ZC根序列互相关，得到第五PDP；
第五时延计算子模块，用于根据所述第五PDP中峰值所处的时刻、各目标峰值间的差异以及所述前导信号的频偏，计算所述前导信号的第二传输时延；
第六时延计算子模块，用于计算所述第一传输时延与第二传输时延之和，作为所述前导信号的传输时延。
本发明的一个实施例中，上述第五时延计算子模块，具体用于按照以下表达式计算所述第二传输时延τi：
Figure BDA0003011462140000221
其中，m2表示第五PDP中峰值所处的时刻，Δf表示前导信号的频偏，TSEQ表示ZC序列的时长，Ncs表示各目标峰值位置间的差异。
本发明的一个实施例中，上述装置还包括：
第七时延计算模块，用于基于所述卫星的位置以及移动速度，计算所述卫星与所述信关站间信号的第一往返传输时延，并计算预设的参考用户终端与所述卫星间信号的第二往返传输时延，计算所述第一往返传输时延与第二往返传输时延之和，作为第三往返传输时延，通过所述卫星向所述用户终端发送所计算的第三往返传输时延，其中，所述预设的参考用户终端为：从所述用户终端所在用户小区内预先选择的用户终端；
所述信号接收模块，具体用于接收所述用户终端在预设的信号发送时刻的基础上，在提前所述第三往返传输时延的时刻通过所述卫星发送前导信号，所述预设的信号发送时刻为：预先设定的信号到达信关站的时刻。
与应用于用户终端的信号传输时延的检测方法相对应，本发明实施例还提供了应用于用户终端的信号传输时延的检测装置。
参见图9，图9为本发明实施例提供的另一种信号传输时延的检测装置的结构示意图，应用于用户终端，上述装置以下模块901-903。
信号生成模块901，用于基于多个子序列生成前导信号，其中，所述子序列为：基于ZC序列和所述ZC序列的共轭ZC序列生成的序列，各ZC序列的循环位移间的差异为预设的循环位移，所述预设的循环位移通过子序列的数量和ZC序列的序列长度计算得到；
信号发送模块902，用于通过所述卫星向所述信关站发送所述前导信号，以使得所述信关站检测所述前导信号的传输时延；
时延接收模块903，用于接收所述信关站通过所述卫星发送的所述传输时延。
本发明的一个实施例中，上述装置还包括：
时延获得模块，用于获得所述信关站通过所述卫星发送的第三往返传输时延；所述第三往返传输时延为：第一往返传输时延与第二往返传输时延之和，所述第一往返传输时延为：所述卫星与信关站间信号的往返传输时延，所述第二往返传输时延为：预设的参考用户终端与卫星间信号的往返传输时延，所述预设的参考用户终端为：从所述用户终端所在用户小区内预先选择的用户终端；
所述信号发送模块，具体用于在预设的信号发送时刻的基础上，在提前第三往返传输时延的时刻通过所述卫星向所述信关站发送所述前导信号，所述预设的信号发送时刻为：预先设定的信号到达信关站的时刻。
与应用于信关站的信号传输时延的检测方法相对应，本发明实施例还提供了一种信关站。
参见图10，图10为本发明实施例提供的一种信关站的结构示意图，包括处理器1001、通信接口1002、存储器1003和通信总线1004，其中，处理器1001，通信接口1002，存储器1003通过通信总线1004完成相互间的通信，
存储器1003，用于存放计算机程序；
处理器1001，用于执行存储器1003上所存放的程序时，实现本发明实施例提供的应用于信关站的信号传输时延的检测方法。
上述信关站提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口用于上述信关站与其他设备之间的通信。
存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
与应用于用户终端的信号传输时延的检测方法相对应，本发明实施例还提供了一种用户终端。
参见图11，图11为本发明实施例提供的一种用户终端的结构示意图，包括处理器1101、通信接口1102、存储器1103和通信总线1104，其中，处理器1101，通信接口1102，存储器1103通过通信总线1104完成相互间的通信，
存储器1103，用于存放计算机程序；
处理器1101，用于执行存储器1103上所存放的程序时，实现本发明实施例提供的应用于用户终端的信号传输时延的检测方法。
上述用户终端提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口用于上述用户终端与其他设备之间的通信。
存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例提供的应用于信关站的信号传输时延的检测方法。
在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例提供的应用于用户终端的信号传输时延的检测方法。
在本发明提供的又一实施例中，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，使得计算机执行时实现本发明实施例提供的应用于信关站的信号传输时延的检测方法。
在本发明提供的又一实施例中，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，使得计算机执行时实现本发明实施例提供的应用于用户终端的信号传输时延的检测方法。
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。所述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所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述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。所述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，所述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。所述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。所述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。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统、装置、信关站、用户终端、计算机可读存储介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种信号传输时延的检测方法，其特征在于，应用于信关站，所述方法包括：
接收用户终端通过卫星发送的前导信号，其中，所述前导信号为：基于多个子序列生成的信号，所述子序列为：基于ZC序列和所述ZC序列的共轭序列生成的序列，各ZC序列的循环位移间的差异为预设的循环位移，所述预设的循环位移通过子序列的数量和ZC序列的序列长度计算得到；
将所述前导信号与ZC根序列互相关，得到第一功率延迟谱PDP，获得所述第一PDP中各峰值所处的时刻，作为各子序列的ZC序列的第一峰值位置；并将所述前导信号与共轭ZC根序列互相关，得到第二PDP，获得所述第二PDP中各峰值所处的时刻，作为各子序列的共轭ZC序列的第二峰值位置；
计算各子序列对应的第一峰值位置与第二峰值位置的平均值，作为各子序列对应的目标峰值位置；
根据各目标峰值位置、各目标峰值位置间差异以及所述ZC序列的序列长度，检测所述前导信号的传输时延；
通过所述卫星向所述用户终端发送所述传输时延。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述前导信号的传输时延由第一传输时延和第二传输时延组成，所述第一传输时延为：小数倍的子序列的时延长度，所述第二传输时延为：整数倍的子序列的时延长度；
所述根据各目标峰值位置、各目标峰值位置间差异以及所述ZC序列的序列长度，检测所述前导信号的传输时延，包括：
根据各目标峰值位置、各目标峰值位置间差异以及所述ZC序列的序列长度，计算所述前导信号的第一传输时延；
将所述前导信号中的第一个子序列与ZC根序列互相关，得到第三PDP，并将所述第一个子序列与共轭ZC根序列互相关，得到第四PDP；
计算所述第三PDP中峰值所处的时刻与所述第四PDP谱中峰值所处的时刻的平均值，作为所述第一个子序列的目标峰值位置；
基于所述第一个前导序列的目标循环位置、所述前导信号的第一传输时延、各目标峰值位置间的差异以及所述ZC序列的序列长度，计算所述前导信号的第二传输时延；
计算第一传输时延与第二传输时延之和，作为所述前导信号的传输时延。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述根据各目标峰值位置、各目标循环位移间差异以及所述ZC序列的序列长度，计算所述前导信号的第一传输时延，包括：
按照以下表达式计算所述第一传输时延τf：
m＝(τf-iNcs)modLRA，i＝1，2，...，K
其中，m表示目标峰值位置，i表示子序列的序号，Ncs表示各目标峰值位置间差异，LRA表示ZC序列的序列长度，K表示子序列的数量；
所述基于所述第一个前导序列的目标循环位置、所述前导信号的第一传输时延、各目标峰值位置间的差异以及所述ZC序列的序列长度，计算所述前导信号的第二传输时延，包括：
按照以下表达式计算所述第二传输时延τi：
Figure FDA0003011462130000021
其中，m1表示所述第一个子序列的目标峰值位置，τf表示所述第一传输时延，TSEQ表示ZC序列的时延长度，Ncs表示各目标峰值位置间的差异，LRA表示ZC序列的序列长度。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据各目标峰值位置、各目标峰值位置间差异以及所述ZC序列的序列长度，计算所述前导信号的第一传输时延，包括：
根据各目标峰值位置、各目标峰值位置间的差异以及所述ZC序列的序列长度，计算所述第一传输时延；
根据各子序列对应的第一峰值位置和第二峰值位置，计算所述前导信号的频偏；
基于所述第一传输时延，增加所述前导信号的相位，得到转换信号；
将所述转换信号中第一个子序列与ZC根序列互相关，得到第五PDP；
根据所述第五PDP中峰值所处的时刻、各目标峰值间的差异以及所述前导信号的频偏，计算所述前导信号的第二传输时延；
计算所述第一传输时延与第二传输时延之和，作为所述前导信号的传输时延。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第五PDP中峰值所处的时刻、各目标峰值间的差异以及所述前导信号的频偏，计算所述前导信号的第二传输时延，包括：
按照以下表达式计算第二传输时延τi：
Figure FDA0003011462130000031
其中，m2表示所述第五PDP中峰值所处的时刻，Δf表示前导信号的频偏，TSEQ表示ZC序列的时延长度，Ncs表示各目标峰值间的差异。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
基于所述卫星的位置以及移动速度，计算所述卫星与所述信关站间信号的第一往返传输时延，并计算预设的参考用户终端与所述卫星间信号的第二往返传输时延，计算所述第一往返传输时延与第二往返传输时延之和，作为第三往返传输时延，通过所述卫星向所述用户终端发送所计算的第三往返传输时延，其中，所述预设的参考用户终端为：从所述用户终端所在用户小区内预先选择的用户终端；
所述接收所述用户终端通过所述卫星发送的前导信号，包括：
接收所述用户终端在预设的信号发送时刻的基础上，在提前所述第三往返传输时延的时刻通过所述卫星发送前导信号，所述预设的信号发送时刻为：预先设定的信号到达信关站的时刻。
7.一种信号传输时延的检测方法，其特征在于，应用于用户终端，所述方法包括：
基于多个子序列生成前导信号，其中，所述子序列为：基于ZC序列和所述ZC序列的共轭ZC序列生成的序列，各ZC序列的循环位移间的差异为预设的循环位移，所述预设的循环位移通过子序列的数量和ZC序列的序列长度计算得到；
通过所述卫星向所述信关站发送所述前导信号，以使得所述信关站检测所述前导信号的传输时延；
接收所述信关站通过所述卫星发送的所述传输时延。
8.一种信号传输时延的检测系统，其特征在于，所述系统包括信关站和用户终端，
所述用户终端，用于基于多个子序列生成前导信号，通过所述卫星向所述信关站发送所述前导信号，其中，所述子序列为：基于ZC序列和所述ZC序列的共轭ZC序列生成的序列，各ZC序列的循环位移间的差异为预设的循环位移，所述预设的循环位移通过子序列的数量和ZC序列的序列长度计算得到；
所述信关站，用于接收用户终端通过卫星发送的前导信号；将所述前导信号与ZC根序列互相关，得到第一功率延迟谱PDP，获得所述第一PDP中各峰值所处的时刻，作为各子序列的ZC序列的第一峰值位置；并将所述前导信号与共轭ZC根序列互相关，得到第二PDP，获得所述第二PDP中各峰值所处的时刻，作为各子序列的共轭ZC序列的第二峰值位置；
所述信关站，还用于计算各子序列对应的第一峰值位置与第二峰值位置的平均值，作为各子序列对应的目标峰值位置；根据各目标峰值位置、各目标峰值位置间差异以及所述ZC序列的序列长度，检测所述前导信号的传输时延；通过所述卫星向所述用户终端发送所述传输时延；
所述用户终端，还用于接收所述信关站通过所述卫星向所述用户终端发送所述传输时延。
9.一种信号传输时延的检测装置，其特征在于，应用于信关站，所述装置包括：
信号接收模块，用于接收用户终端通过卫星发送的前导信号，其中，所述前导信号为：基于多个子序列生成的信号，所述子序列为：基于ZC序列和所述ZC序列的共轭序列生成的序列，各ZC序列的循环位移间的差异为预设的循环位移，所述预设的循环位移通过子序列的数量和ZC序列的序列长度计算得到；
峰值位置确定模块，用于将所述前导信号与ZC根序列互相关，得到第一功率延迟谱PDP，获得所述第一PDP中各峰值所处的时刻，作为各子序列的ZC序列的第一峰值位置；并将所述前导信号与共轭ZC根序列互相关，得到第二PDP，获得所述第二PDP中各峰值所处的时刻，作为各子序列的共轭ZC序列的第二峰值位置；
峰值位置计算模块，用于计算各子序列对应的第一峰值位置与第二峰值位置的平均值，作为各子序列对应的目标峰值位置；
时延检测模块，用于根据各目标峰值位置、各目标峰值位置间差异以及所述ZC序列的序列长度，检测所述前导信号的传输时延；
时延发送模块，用于通过所述卫星向所述用户终端发送所述传输时延。
10.一种信号传输时延的检测装置，其特征在于，应用于用户终端，所述装置包括：
信号生成模块，用于基于多个子序列生成前导信号，其中，所述子序列为：基于ZC序列和所述ZC序列的共轭ZC序列生成的序列，各ZC序列的循环位移间的差异为预设的循环位移，所述预设的循环位移通过子序列的数量和ZC序列的序列长度计算得到；
信号发送模块，用于通过所述卫星向所述信关站发送所述前导信号，以使得所述信关站检测所述前导信号的传输时延；
时延接收模块，用于接收所述信关站通过所述卫星发送的所述传输时延。
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