CN113872677B - 一种信息传输方法、更新方法、低轨通信卫星及终端 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种信息传输方法、更新方法、低轨通信卫星及终端，该信息传输方法包括如下步骤：对MIB承载SIB传输的传输资源进行配置；确定传输周期内可用于SIB传输的帧号及帧号内时隙位置；确定SIB传输内容；确定SIB传输格式；传输MIB和SIB信息。本发明的SIB消息可分段传输，在传输周期内相对固定的一个或多个无线帧内根据MIB指示的频段、载波以及时隙位置通过物理突发进行传输。终端根据MIB消息信息指示SIB是否发生改变，确定当前周期是否需要重新接收SIB系统消息。通过本发明提出的技术方案，能够解决由于卫星通信功率受限、空口带宽受限等对系统信息传输带来的影响，实现低轨卫星通信系统系统信息传输与接收，有效提高系统信息传输性能。

Description

一种信息传输方法、更新方法、低轨通信卫星及终端
技术领域
本发明属于卫星通信技术领域，具体涉及一种信息传输方法、更新方法、低轨通信卫星及终端。
背景技术
随着卫星通信的发展，频谱资源日趋紧张，而数据传输需求却与日剧增，这就要求卫星通信必须在有限的带宽内实现高速的数据传输。低轨卫星星座具有信号延迟低、功率强、全球无缝覆盖的特点，随着国内外低轨卫星互联网的热潮，低轨通信卫星得到迅速发展。但是由于低轨卫星距地面距离远、运动速度快，单星波束数量较多，单星和单波束的过顶时间短的特点，以及受传播时延、功率受限、带宽受限的影响，现有LTE(Long TermEvolution，长期演进技术)系统信息内容及传输机制不适合低轨卫星移动通信的需求。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种信息传输方法、更新方法、低轨通信卫星及终端。
为实现上述目的，根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种信息传输方法，其包括如下步骤：
对MIB承载SIB传输的传输资源进行配置；
确定传输周期内可用于SIB传输的帧号及帧号内时隙位置；
确定SIB传输内容；
确定SIB传输格式；
传输MIB和SIB信息。
本发明在一个传输周期T内，系统消息SIB可分段在固定的一个或多个相对无线帧进行传输。通过MIB消息携带SIB系统信息传输的载波、频段以及时隙等信息，并根据SIB消息长度确定在周期内相对固定的一个或多个无线帧通过物理突发进行传输。通过本发明提出的技术方案，能够解决由于卫星通信功率受限、空口带宽受限等对系统信息传输带来的影响，实现低轨卫星通信系统系统信息传输与接收，有效提高系统信息传输性能。
根据本发明的一种优选实施方式，对MIB承载SIB传输的传输资源进行配置的方法为：确定驻留波束；确定对应波束上所发送的MIB消息，所述MIB承载波束标识以及获取SIB需要的配置信息，所述配置信息包括频段标识，载波标识，SIB占用无线帧内的时隙位置，以及系统信息更新标签信息。从而实现SIB信息的顺利发送。
根据本发明的再一种优选实施方式，确定传输周期内可用于SIB传输的帧号及帧号内时隙位置的方法为：根据已定义的无线帧长，系统信息最大长度以及每次传输的最大长度确定SIB传输所用无线帧数量X；根据传输周期T以及X确定SIB传输的相对帧号以及SIB传输起始时隙，每次SIB数据传输占用N个时隙，所述N为正整数。
根据本发明的另一种优选实施方式，确定SIB传输内容的方法为：依据传输周期T内可用于SIB传输的帧号，每个固定的相对帧号指示的起始时隙开始，连续N个时隙传输物理突发承载的SIB数据包。
根据本发明的再另一种优选实施方式，确定SIB传输格式的方法为：SIB信息根据承载内容的大小可分为1段或Y段(X、Y均为正整数且Y<X)传输，或固定承载SIB的MAC SDU长度为X段传输，，从起始时隙指示的相对帧号开始按序映射，承载SIB的数据格式为：每一段数据格式包含SIB子头和SIB数据SDU，SIB子头格式包含SIB分段指示、识别SIB的逻辑信道标识以及长度指示域。
通过确定SIB传输的帧号及帧号内时隙位置，确定SIB传输内容，确定SIB传输格式，顺利实现信息的发送。
根据本发明的另一种优选实施方式，对于固定承载SIB的MAC SDU长度为X段传输时，如果SIB内容不足以分为X段，不足部分用padding补齐，MAC子头指示最后一段SIB位置。通过补齐数据格式实现数据顺利传输，数据传输格式指示是否为最后一段SIB系统信息传输，保证传输的完整和准确性。
为实现上述目的，根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种信息更新方法，其包括如下步骤：获取当前传输周期内系统信息是否发生改更新的指示信息，所述指示信息由MIB提供；如果系统信息更新，当前传输周期即生效，接入网在当前传输周期内传输更新的系统信息；终端在当前传输周期内重新获取更新的SIB信息。
通过更新方法确定参数指示值相对前一次是否发生改变，确定当前周期是否需要重新接收SIB系统消息。
为实现上述目的，根据本发明的第三个方面，本发明提供了一种低轨通信卫星，其特征在于，所述低轨通信卫星按照本发明的信息传输方法向终端进行信息传输。解决由于卫星通信功率受限、空口带宽受限等对系统信息传输带来的影响，实现低轨卫星通信系统系统信息传输与接收，有效提高系统信息传输性能。
为实现上述目的，根据本发明的第四个方面，本发明提供了一种终端，所述终端接收的信息为同一传输周期内MIB和SIB传输的信息；所述终端接收的信息中，传输周期内可用于SIB传输的帧号及帧号内时隙位置，SIB传输内容以及SIB传输格式可由本发明的信息传输方法所确定。基于本技术方案，本发明的终端对带宽要求降低，更利于实现与低轨卫星通信系统的信息传输与接收。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明一种优选实施方式中SIB传输时域位置图；
图2是本发明一种优选实施方式中SIB实际长度映射到无线帧的示意图；
图3是本发明一种优选实施方式中SIB的MAC SDU格式示意图；
图4是本发明一种优选实施方式中SIB子头格式；
图5是本发明一种优选实施方式中系统信息更新指示示意图；
图6是本发明一种优选实施方式中两个终端进行系统信息更新的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“竖向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
本发明针对低轨卫星通信系统由于距离长导致传输时延长的问题，提出了一种新的系统信息传输方法，解决低轨卫星通信系统信息SIB的传输与接收以及系统信息更新问题。本发明提供了一种信息传输方法，其包括如下步骤：
对MIB(master information block，主系统信息块)承载SIB(systeminformation block，系统信息块)传输的传输资源进行配置。将低轨卫星通信系统信息划分为MIB和SIB。首先确定驻留波束，然后确定对应波束上所发送的MIB消息。例如终端进行扫描并接收波束信号确定要驻留的波束，接收对应波束发送的MIB消息，MIB承载波束标识，以及获取SIB需要的配置信息，包括频段标识、载波标识、SIB占用无线帧内的时隙位置，以及系统信息更新标签等信息。
确定传输周期内可用于SIB传输的帧号及帧号内时隙位置。根据系统定义的无线帧长为Sms共M个slot(slot即时隙，是5G网络标准的调度单位，也可以是自定义调度单位)，根据系统信息最大长度以及每次传输的最大长度确定所用无线帧数量为X，X可以协议固定或网管配置。根据周期长度T以及X确定SIB传输的相对帧号，根据一个偏移量offset确定相对起始帧号，offset可协议固定或动态配置(网管配置或MIB指示)，设计每次SIB数据传输占用N个slot，N可以协议固定或动态配置(网管配置或MIB指示)。为避免SIB传输干扰MIB传输，SIB传输起始时隙应从除去MIB占用的时隙后P个slot内指示，p为正整数，可根据协议固定或动态配置。
确定SIB传输内容。依据传输周期T内可用于SIB传输的帧号，每个固定的相对帧号指示的起始时隙开始，连续N个时隙传输物理突发承载的SIB数据包。SIB携带用户接入相关参数，包括随机接入相关参数、波束选择和重选相关参数、邻波束列表，以及卫星的星历信息，还提供UE地理位置信息更新指示等信息。
确定SIB传输格式。由于SIB信息长度可变，且空口带宽受限，整个SIB信息根据承载内容的大小可分为1至X段，从offset指示的相对帧号开始按序映射，可按照SIB实际大小分为1段或多段，MAC(Medium Access Control，媒体接入控制)子头中指示是否为最后一段传输。
在本发明的一种优选实施方式中，如图1所示，UE(终端)接收MIB消息，消息携带的波束标识为5，频段标识为8、载波标识为2，能够确定SIB在波束5频段8的第2个载波上进行传输。
假设SIB需要4个无线帧能传完，则X＝4，优选按照均匀分布的原则确定4个无线帧，例如图1中选择第2帧，第8帧，第15帧，第21帧传输；每次传输SIB需要占用连续10个slot，则N＝10。协议固定相对起始帧号offset，则根据周期长度，按照时域均匀分布原则确定SIB传输相对固定的4个无线帧号。接入网通过MIB指示SIB占用无线帧内的起始时隙索引为10，考虑到每次传输需占用10个连续的slot，则确定SIB传输帧的slot10-slot19共10个slot用于传输SIB。
如图2所示，以SIB实际长度映射相对无线帧方案为例，根据SIB消息承载的内容确定需要分4段传输，则承载SIB的PDU应在相对帧从N＝10开始连续10个slot传输SIB。
在另外的优选实施方式中，固定承载SIB的MAC SDU(service Data Unit，服务数据单元)长度为X段，如果SIB内容不足分X段，可在其后用padding补齐(具体可采用现有技术)，如图3所示，MAC子头指示最后一段SIB位置，终端收到padding信息可丢弃。
图3中每一段SIB数据格式包含SIB子头和SIB数据SDU，SIB子头格式包含SIB分段指示、识别SIB的逻辑信道标识以及长度指示域，如图4所示的一种优选数据格式，其中，SIB子头中的LCID定义为识别SIB传输的指示值，2bit的SI域指示当前SIB MAC SDU的分段位置，包括是否只有一个突发，有多个突发本突发是否是第一个、是否是最后一个突发，以及除第一和最后一个的突发等指示，F为格式域，指示图中的长度域L是否存在，间接指示MAC头是1字节长度还是2字节长度。
最后卫星将MIB和SIB信息进行广播。
终端接收后，根据MIB指示的频段、载波以及无线帧内的时隙位置等信息，在相对于MIB传输无线帧的可用于传输SIB的相对无线帧上接收承载SIB的突发并解析。如果SIBMAC PDU(Protocol Data Unit，协议数据单元)被成功解析，根据指示信息判断该SIB是否被分段。如果未分段，则将成功解码的SIB MAC SDU递交上层；如果分段，则按序接收所有分段，级联后递交上层。如果其中一个分段解析错误，则丢弃当前所有分段，重新SIB接收过程。
本发明还提供了一种信息更新方法，其包括如下步骤：
获取当前传输周期内系统信息是否发生改更新的指示信息，卫星系统通过MIB消息携带的标签值通知UE(终端)系统信息是否发生改变。当系统信息发生改变，应该在前一次标签值上加1通过MIB指示给UE，累计到最大值则从初始值开始循环。
如图5所示，如果MIB消息中的标签值相对前一次的值发生改变，则意味着系统信息发生了改变，且系统信息更新在当前周期即生效，接入网应在当前周期内传输更新的系统信息。图5中，MIB携带有标签值，UE根据指示的标签值与前一次收到的标签值进行比对确定系统信息是否发生改变。
如果UE收到系统信息改变指示，应在当前周期内重新获取新的系统信息，UE在获得新的系统信息之前使用旧的系统信息。
对第一次接收MIB的用户，应始终认为标签值是改变的，应在当前周期内开始接收系统信息SIB。
对已接收过MIB的用户，每个周期都要重新接收MIB消息。如果判断MIB消息中的标签值相对前一次收到的标签值发生改变，则需要在当前周期内重新接收新的系统信息SIB。
图6示出了终端UE1和UE2分别在周期n和周期n+2内初始接入卫星通信系统，在周期n时，MIB携带的标签值为32，从周期n+1开始系统信息发生了更新，在周期n+1和周期n+2时MIB携带的标签值为33。终端UE1在周期n时刻、终端UE2在周期n+2时刻初次接收MIB消息，应认为标签值是发生改变的，所以UE1需要在周期n接收SIB系统信息、所以UE2需要在周期n+2接收SIB系统信息。UE1在周期n+1接收MIB消息后，发现指示的标签值与在周期n时MIB消息指示的标签值不同，所以UE1需要在周期n+1重新接收SIB消息；在周期n+2时接收MIB消息指示的标签值与在周期n+1时MIB消息指示的标签值相同，则不需要再重新接收SIB消息。
本发明还提供了一种低轨通信卫星，所述低轨通信卫星按照本发明的数据传输方法向终端进行信息传输。解决低轨卫星通信系统信息SIB的传输与接收以及系统信息更新问题。SIB消息可分段传输，在周期内相对固定的一个或多个无线帧内根据MIB指示的频段、载波以及时隙位置通过物理突发进行传输。能够解决由于卫星通信功率受限、空口带宽受限等对系统信息传输带来的影响，实现低轨卫星通信系统系统信息传输与接收，有效提供系统信息传输性能。
本发明还提供了一种终端，该终端接收的信息为同一传输周期内MIB和SIB传输的信息。
终端接收的信息中，传输周期内可用于SIB传输的帧号及帧号内时隙位置得确定方法为：根据已定义的无线帧长，系统信息最大长度以及每次传输的最大长度确定SIB传输所用无线帧数量X；根据传输周期T以及X确定SIB传输的相对帧号以及SIB传输起始时隙，每次SIB数据传输占用N个时隙，所述N为正整数。
SIB传输内容得确定方法为：依据传输周期T内可用于SIB传输的帧号，每个固定的相对帧号指示的起始时隙开始，连续N个时隙传输物理突发承载的SIB数据包。
SIB传输格式的确定方法为：SIB信息根据承载内容的大小可分为1段或Y段(X、Y均为正整数且Y<X)传输，或固定承载SIB的MAC SDU长度为X段传输，从起始时隙指示的相对帧号开始按序映射，承载SIB的数据格式为：每一段数据格式包含SIB子头和SIB数据SDU，SIB子头格式包含SIB分段指示、识别SIB的逻辑信道标识以及长度指示域。
终端按照本发明的更新方法进行更新，终端根据MIB消息信息指示SIB是否发生改变，确定当前周期是否需要重新接收SIB系统消息。具体步骤不再赘述。
在本说明书的描述中，参考术语“优选的实施方式”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种信息传输方法，其特征在于，包括如下步骤：
对MIB承载SIB传输的传输资源进行配置；
确定传输周期T内可用于SIB传输的帧号及帧号内时隙位置；
确定SIB传输内容；
确定SIB传输格式；
传输MIB和SIB信息；
确定传输周期内可用于SIB传输的帧号及帧号内时隙位置的方法为：
根据已定义的无线帧长，系统信息最大长度以及每次传输的最大长度确定SIB传输所用无线帧数量X；
根据传输周期T以及X确定SIB传输的相对帧号以及SIB传输起始时隙，每次SIB数据传输占用N个时隙，所述N为正整数。
2.根据权利要求1所述的信息传输方法，其特征在于，对MIB承载SIB传输的传输资源进行配置的方法为：
确定驻留波束；
确定对应波束上所发送的MIB消息，所述MIB承载波束标识以及获取SIB需要的配置信息，所述配置信息包括频段标识，载波标识，SIB占用无线帧内的时隙位置，以及系统信息更新标签信息。
3.根据权利要求1所述的信息传输方法，其特征在于，确定SIB传输内容的方法为：
依据传输周期T内可用于SIB传输的帧号，每个固定的相对帧号指示的起始时隙开始，连续N个时隙传输物理突发承载的SIB数据包。
4.根据权利要求1所述的信息传输方法，其特征在于，确定SIB传输格式的方法为：
SIB信息根据承载内容的大小可分为1段或Y段传输，或固定承载SIB的MAC SDU长度为X段传输，X、Y均为正整数且Y<X，从起始时隙指示的相对帧号开始按序映射，承载SIB的数据格式为：
每一段数据格式包含SIB子头和SIB数据SDU，SIB子头格式包含SIB分段指示、识别SIB的逻辑信道标识以及长度指示域。
5.根据权利要求4所述的信息传输方法，其特征在于，固定承载SIB的MAC SDU长度为X段传输时，如果SIB内容不足以分为X段，不足部分用padding补齐，MAC子头指示最后一段SIB位置。
6.一种低轨通信卫星，其特征在于，所述低轨通信卫星按照权利要求1-5之一所述的方法向终端进行信息传输。
7.一种终端，其特征在于，所述终端接收的信息为同一传输周期内MIB和SIB传输的信息；
所述信息为按照权利要求1-5之一所述的方法发送的信息。
8.根据权利要求7所述的终端，其特征在于，所述终端更新系统信息的信息更新方法包括如下步骤：
获取当前传输周期内系统信息是否发生改更新的指示信息，所述指示信息由MIB提供；
如果系统信息更新，当前传输周期即生效，接入网在当前传输周期内传输更新的系统信息；
终端在当前传输周期内重新获取更新的SIB信息。
9.根据权利要求7所述的终端，其特征在于，终端接收SIB信息，如果SIB信息未分段，则将成功解码的SIB MAC SDU递交上层；如果SIB信息分段，则按序接收所有分段，级联后递交上层。
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