CN114124166A - 一种卫星通信方法及卫星 - Google Patents

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CN114124166A
CN114124166A CN202111417449.4A CN202111417449A CN114124166A CN 114124166 A CN114124166 A CN 114124166A CN 202111417449 A CN202111417449 A CN 202111417449A CN 114124166 A CN114124166 A CN 114124166A
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梅龙
陈敏敏
陈双明
林之楠
杨芸霞
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Hytera Communications Corp Ltd
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    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/1851—Systems using a satellite or space-based relay

Abstract

本申请提供了一种基于波束分级的星地一体化通信方法和装置，通过将宽波束划分为多个窄波束，然后对窄波束分级，其中第一级波束完成系统控制功能，第二级波束完成业务数据的传输，并在各级波束上通过改进的消息信号发送方式来进一步增强信号接收性能，同时通过上下行波束时间轮询差的设计来减少终端接入时延，一方面满足了星地一体化通信的信号接收性能，另外一方面保证了卫星对地面波位的覆盖，以及通信的可靠性。

Description

一种卫星通信方法及卫星
技术领域
本申请涉及低轨卫星通信技术领域，特别涉及一种卫星通信方法及卫星。
背景技术
在星地一体化系统中，由于卫星个数的限制导致单个卫星需要发射宽波束，覆盖较大的范围，但是过大的卫星发射功率会对其他通信系统造成干扰，导致卫星的发射功率受限，从而导致宽波束上的信号在到达接收端时，信号质量不能够满足信号解调的要求，通信的可靠性不高。
因此，目前亟需一种即能够保证卫星对地面的覆盖范围，又能够提高星地一体化系统的通信可靠性的方法。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种卫星通信方法及卫星，以达到提高星地一体化系统的通信可靠性的目的，技术方案如下：
一种卫星通信方法，应用于卫星，所述卫星覆盖的小区包括多个卫星终端，至少一个卫星终端所在的位置范围构成所述卫星覆盖的小区中的一个波位的范围，通过多个所述波位完成对所述卫星覆盖的小区的范围覆盖，所述方法包括：
使用第一级波束以周期轮询的方式覆盖所述卫星小区的所有波位，所述第一级波束覆盖范围小于所述卫星小区的覆盖范围；
其中，所述第一级波束包括第一级上行波束和第一级下行波束；
在所述第一级下行波束轮询到所述卫星终端所在的波位时，通过所述第一级下行波束向所述卫星终端传输下行控制消息；
在所述第一级上行波束轮询到所述卫星终端所在的波位时，通过所述第一级上行波束接收所述卫星终端发送的上行控制消息；
当所述卫星终端与所述卫星有业务数据传输时，所述卫星启用第二级波束覆盖所述卫星终端所在的波位，传输所述业务数据，所述第二级波束覆盖范围小于所述卫星小区的覆盖范围；其中，所述第二级波束包括至少一个第二级上行波束和/或至少一个第二级下行波束。
可选的，所述第一级下行波束、第二级下行波束、第一级上行波束和所述第二级上行波束的大小和带宽通过以下方式确定：
分别获取在所述第一级下行波束和所述第二级下行波束上终端需要接收的信号的最大SINR解调门限值，及在所述第一级上行波束和所述第二级上行波束上所述卫星需要接收的信号的最大SINR解调门限值；
分别基于在所述第一级下行波束和所述第二级下行波束上终端需要接收的信号的最大SINR解调门限值，及在所述第一级上行波束和所述第二级上行波束上所述卫星需要接收的信号的最大SINR解调门限值，确定所述第一级下行波束、所述第二级下行波束、所述第一级上行波束和所述第二级上行波束的大小和带宽。
可选的，所述分别基于在所述第一级下行波束和所述第二级下行波束上终端需要接收的信号的最大SINR解调门限值，及在所述第一级上行波束和所述第二级上行波束上所述卫星需要接收的信号的最大SINR解调门限值，确定所述第一级下行波束、所述第二级下行波束、所述第一级上行波束和所述第二级上行波束的大小和带宽，包括：
分别将在所述第一级下行波束和所述第二级下行波束上终端需要接收的信号的最大SINR解调门限值，及在所述第一级上行波束和所述第二级上行波束上所述卫星需要接收的信号的最大SINR解调门限值，输入到关系式α×P-10×log10(TBW)-β×TLS-Sti≥SINRtarget中，分别得到所述第一级下行波束、所述第二级下行波束、所述第一级上行波束和所述第二级上行波束的大小和带宽；
其中，所述
Figure BDA0003375711510000031
N为所述第一级下行波束、所述第二级下行波束、所述第一级上行波束或所述第二级上行波束所覆盖的波位个数，P表示所述卫星的波束上的最大发射功率，所述TWB表示波束带宽，所述TLS表示信号传输过程中的损耗，Sti表示信号传输过程中的干扰，SINRtarget表示在所述第一级下行波束或所述第二级下行波束上终端需要接收的信号的最大SINR解调门限值，及在所述第一级上行波束或所述第二级上行波束上所述卫星需要接收的信号的最大SINR解调门限值，β表示空间传播过程中信道衰减的变化量。
可选的，所述在所述第一级下行波束轮询到所述卫星终端所在的波位时，通过所述第一级下行波束向所述卫星终端传输下行控制信息，包括：
在下行控制信息包含多个子下行控制信息的情况下，分别确定所述第一级下行波束在子区域用于传输每个所述子下行控制信息的子驻留时间，所述子区域为所述第一级下行波束在轮询时一次驻留所覆盖的区域，所述子区域包括至少一个波位，多个子驻留时间的总和构成所述第一级下行波束轮询时驻留所述子区域的驻留时间；
分别在各个所述子驻留时间内，在所述第一级下行波束上向所述卫星终端传输各个所述子下行控制信息。
可选的，所述分别在各个所述子驻留时间内，在所述第一级下行波束上向所述卫星终端传输各个所述子下行控制信息，包括：
分别将各个所述子下行控制信息划分为多段，得到多个目标子下行控制信息，在所述子驻留时间内，在所述第一级下行波束上分别向所述卫星终端传输各个所述目标子下行控制信息；
或，分别在所述子驻留时间内，在所述第一级下行波束上连续向所述卫星终端传输多次所述子下行控制信息。
可选的，所述分别确定所述第一级下行波束在子区域用于传输每个所述子下行控制信息的子驻留时间，包括：
基于每个所述子下行控制信息的比特数和所述卫星终端的接收性能，分别确定所述第一级下行波束在子区域传输每个所述子下行控制信息的子驻留时间。
可选的，所述通过所述第一级上行波束接收所述卫星终端发送的上行控制信息，包括：
在所述第一级上行波束上接收所述卫星终端传输的多个子上行控制信息，所述多个子上行控制信息为将上行控制信息划分为多段得到的；
或，在所述第一级上行波束中接收所述卫星终端连续传输多次的上行控制信息。
可选的，所述卫星使用第一级波束以周期轮询的方式覆盖所述卫星小区的所有波位，包括：
在所述第一级下行波束轮询覆盖到所述卫星终端所在的波位，结束驻留后的第一设定时间之后，所述第一级上行波束轮询覆盖到所述波位；
所述第一设定时间为所述卫星终端在下行同步过程中完成接收下行控制消息之后发送上行控制消息之前的最大间隔时间。
可选的，所述在所述第一级下行波束轮询到所述卫星终端所在的波位时，通过所述第一级下行波束向所述卫星终端传输下行控制消息，包括：
所述第一级下行波束每次轮询到所述卫星终端所在的波位时，所述卫星通过所述第一级下行波束向所述卫星终端传输不同的下行控制消息；
在所述第一级上行波束轮询到所述卫星终端所在的波位时，通过所述第一级上行波束接收所述卫星终端发送的上行控制消息，包括：
所述第一级上行波束每次轮询到所述卫星终端所在的波位时，所述卫星通过所述第一级上行波束接收所述卫星终端发送的不同上行控制消息。
可选的，所述方法还包括：
所述第一级下行波束在一次轮询到所述卫星终端所在的波位时，所述卫星向所述卫星终端传输携带配对的第二级下行波束ID和第二级上行波束ID的控制消息，以使所述卫星终端完成从所述第一级波束到所述第二级波束的切换，进行业务数据传输。
一种卫星通信方法，应用于卫星终端，所述卫星终端所在卫星小区包括多个卫星终端，至少一个卫星终端所在的位置范围构成所述卫星小区中的一个波位范围，通过多个波位完成对所述卫星小区的范围覆盖，所述方法包括：
在第一级下行波束以周期轮询的方式覆盖到所述卫星终端所在的波位时，接收卫星发送的下行控制消息；
在第一级上行波束以周期轮询的方式覆盖到所述卫星终端所在的波位时，向所述卫星发送上行控制消息；
其中，所述第一级下行波束、第一级上行波束都是以周期轮询的方式覆盖所述卫星小区的所有波位，所述第一级下行波束、第一级上行波束覆盖范围均小于所述卫星小区的覆盖范围；
当所述卫星终端有业务数据传输时，所述卫星终端从第一级波束切换到第二级波束传输所述业务数据，所述第二级波束覆盖范围小于所述卫星小区的覆盖范围。
可选的，所述在第一级下行波束以周期轮询的方式覆盖到所述卫星终端所在的波位时，接收卫星发送的下行控制消息包括：
在第一级下行波束每次以周期轮询的方式覆盖到所述卫星终端所在的波位时，接收卫星发送的不同下行控制消息；
所述在第一级上行波束以周期轮询的方式覆盖到所述卫星终端所在的波位时，向所述卫星发送上行控制消息包括：
在第一级下行波束每次以周期轮询的方式覆盖到所述卫星终端所在的波位时，向所述卫星发送的不同上行控制消息；
所述当所述卫星终端有业务数据传输时，所述卫星终端从第一级波束切换到第二级波束传输所述业务数据包括：
当所述卫星终端有业务数据传输时，所述卫星终端接收所述第一级下行波束最后一次轮询到所述卫星终端所在的波位时，所述卫星发送的携带第二级波束ID的控制消息，并根据所述波束ID完成从第一级下行波束切换到第二级波束，再在第二级波束上所述业务数据。
一种卫星，包括：处理器、存储器和数据总线，所述处理器和所述存储器通过所述数据总线通信；
所述存储器，用于存放程序；
所述处理器，用于在执行所述程序时实现如上述任意一项所述通信方法的各步骤。
与现有技术相比，本申请的有益效果为：
提出一种基于波束分级的星地一体化通信方法和装置，通过将宽波束划分为多个窄波束，然后对窄波束分级，其中第一级波束完成系统控制功能，第二级波束完成业务数据的传输，并在各级波束上通过改进的消息信号发送方式来进一步增强信号接收性能，同时通过上下行波束时间轮询差的设计来减少终端接入时延，一方面满足了星地一体化通信的信号接收性能，另外一方面保证了卫星对地面波位的覆盖，以及通信的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例1提供的一种卫星通信方法的流程示意图；
图2是本申请提供的一种第一级下行波束的轮询示意图；
图3是本申请实施例2提供的一种传输下行控制信息的流程示意图；
图4是本申请提供的第一级下行波束传输的一种下行控制信息的示意图；
图5是本申请提供的第一级下行波束传输的另一种下行控制信息的示意图；
图6是本申请提供的第一级上行波束传输的一种上行控制信息的示意图；
图7是本申请实施例5提供的一种卫星通信方法的流程示意图；
图8是本申请实施例6提供的一种卫星通信方法的流程示意图；
图9是本申请提供的一种卫星通信装置的结构示意图。
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。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参照图1，为本申请实施例1提供的一种卫星通信方法的流程示意图，实施例提供的卫星通信方法应用于卫星，所述卫星覆盖的小区包括多个卫星终端，至少一个卫星终端所在的位置范围构成所述卫星覆盖的小区中的一个波位的范围，通过多个所述波位完成对所述卫星覆盖的小区的范围覆盖。所述卫星包括第一级波束和第二级波束。第一级波束主要完成系统控制功能，包括终端的驻留和初始接入、时频同步、用户移动性管理等；第二级波束主要完成业务数据的传输。具体地，第一级波束可以包括：第一级下行波束、第一级上行波束；第二级波束可以包括：至少一个第二级下行波束和至少一个第二级上行波束，所述第一级下行波束用于传输下行控制信息，所述第一级上行波束，用于传输上行控制信息，所述第二级下行波束用于传输下行业务数据，所述第二级上行波束用于传输上行业务数据，所述第一级下行波束、所述第一级上行波束、所述第二级下行波束和所述第二级上行波束各自的覆盖范围均小于包含卫星小区的所有波位的范围。
本实施例中，所述第一级下行波束、第二级下行波束、第一级上行波束和所述第二级上行波束的大小和带宽可以通过以下方式确定：
S101、分别获取在所述第一级下行波束和所述第二级下行波束上终端需要接收的信号的最大SINR解调门限值，及在所述第一级上行波束和所述第二级上行波束上所述卫星需要接收的信号的最大SINR解调门限值。
本实施例中，获取在所述第一级下行波束上终端需要接收的信号的最大SINR解调门限值的过程，可以包括但不局限于：
获取在所述第一级下行波束上传输的SSB的解调SINR门限值，及调度在所述第一级下行波束上传输的SIB1(System Information Block1，系统消息块1)、Paging(寻呼)、Msg2(即，基站接收到Msg1消息回复的ACK)和Msg4(即，基站发送给终端的RRC建立或重建命令)的PDCCH(物理下行控制信道)和PDSCH(物理下行共享信道)解调SINR门限值；
将在所述第一级下行波束上传输的SSB的解调SINR门限值，及调度在所述第一级下行波束上传输的SIB1、Paging、Msg2和Msg4的PDCCH(物理下行控制信道)和PDSCH(物理下行共享信道)解调SINR门限值中的最大值作为在所述第一级下行波束上终端需要接收的信号的最大SINR解调门限值。
获取在所述第二级下行波束上终端需要接收的信号的最大SINR解调门限值的过程，可以包括：
将用于下行业务数据传输可用的最小MCS的PDSCH解调SINR门限值作为在所述第二级下行波束上终端需要接收的信号的最大SINR解调门限值。
本实施例中，获取在所述第一级上行波束上所述卫星需要接收的信号的最大SINR解调门限值的过程，可以包括：
获取Msg1(Msg1用于指示开环功控，终端逐步提升功率发探针的过程)的解调SINR门限值及调度Msg3(即，终端发送的RRC(无线资源控制层，Radio Resource Conctrol)建立请求或重建请求)的PUSCH(物理上行共享信道)解调SINR门限值；
将Msg1的解调SINR门限值及调度Msg3的PUSCH解调SINR门限值中的最大值作为在所述第一级上行波束上所述卫星需要接收的信号的最大SINR解调门限值。
本实施例中，获取在所述第二级上行波束上所述卫星需要接收的信号的最大SINR解调门限值的过程，可以包括：
将用于上行业务数据传输可用的最小MCS的PUSCH解调SINR门限值作为在所述第二级上行波束上所述卫星需要接收的信号的最大SINR解调门限值。
S102、分别基于在所述第一级下行波束和所述第二级下行波束上终端需要接收的信号的最大SINR解调门限值，及在所述第一级上行波束和所述第二级上行波束上所述卫星需要接收的信号的最大SINR解调门限值，确定所述第一级下行波束、所述第二级下行波束、所述第一级上行波束和所述第二级上行波束的大小和带宽。
本实施例中，所述分别基于在所述第一级下行波束和所述第二级下行波束上终端需要接收的信号的最大SINR解调门限值，及在所述第一级上行波束和所述第二级上行波束上所述卫星需要接收的信号的最大SINR解调门限值，确定所述第一级下行波束、所述第二级下行波束、所述第一级上行波束和所述第二级上行波束的大小和带宽，可以包括：
分别将在所述第一级下行波束和所述第二级下行波束上终端需要接收的信号的最大SINR解调门限值，及在所述第一级上行波束和所述第二级上行波束上所述卫星需要接收的信号的最大SINR解调门限值，输入到关系式α×P-10×log10(TBW)-β×TLS-Sti≥SINRtarget中，分别得到所述第一级下行波束、所述第二级下行波束、所述第一级上行波束和所述第二级上行波束的大小和带宽；
其中，所述
Figure BDA0003375711510000091
N为所述第一级下行波束、所述第二级下行波束、所述第一级上行波束或所述第二级上行波束所覆盖的波位个数，P表示所述卫星的波束上的最大发射功率，所述TWB表示波束带宽，所述TLS表示信号传输过程中的损耗，Sti表示信号传输过程中的干扰，SINRtarget表示在所述第一级下行波束或所述第二级下行波束上终端需要接收的信号的最大SINR解调门限值，及在所述第一级上行波束或所述第二级上行波束上所述卫星需要接收的信号的最大SINR解调门限值，β表示空间传播过程中信道衰减的变化量。
β的取值范围可以为[0,1]，其中，可以随着信道质量动态调整β。
基于上述介绍的卫星的波束，如图1所示，该方法可以包括但并不局限于以下步骤：
步骤S11、使用第一级波束以周期轮询的方式覆盖所述卫星小区的所有波位，所述第一级波束覆盖范围小于所述卫星小区的覆盖范围，其中，所述第一级波束包括第一级上行波束和第一级下行波束。
第一级下行波束以周期轮询方式覆盖所述卫星小区的所有波位，第一级下行波束每次覆盖的波位的个数为N1，每一次驻留时间为Tstop(用slot个数表示)，轮询一圈的时间为
Figure BDA0003375711510000101
(M表示一个卫星小区的总的覆盖范围，用波位来表示)。其中，第一级下行波束周期轮询方式覆盖波位的过程可以参见图2。
第一级上行波束以周期轮询方式覆盖所述卫星小区的所有波位，卫星通过第一级上线波束轮询接收各个波位上发送的上行控制信息。若第一级上行波束每次覆盖的波位的个数由N3表示，第一级上行波束每一次驻留时间为Tul(用slot个数表示)，则轮询一圈的时间为
Figure BDA0003375711510000102
步骤S12、在所述第一级下行波束轮询到所述卫星终端所在的波位时，通过所述第一级下行波束向所述卫星终端传输下行控制消息。
本实施例中，所述在所述第一级下行波束轮询到所述卫星终端所在的波位时，通过所述第一级下行波束向所述卫星终端传输下行控制消息，可以包括：
所述第一级下行波束每次轮询到所述卫星终端所在的波位时，所述卫星通过所述第一级下行波束向所述卫星终端传输不同的下行控制消息。
卫星终端在接收到卫星通过第一级下行波束传输的下行控制信息的情况下，卫星终端可以利用下行控制信息进行下行同步。
步骤S13、在所述第一级上行波束轮询到所述卫星终端所在的波位时，通过所述第一级上行波束接收所述卫星终端发送的上行控制消息。
本实施例中，在所述第一级上行波束轮询到所述卫星终端所在的波位时，通过所述第一级上行波束接收所述卫星终端发送的上行控制消息，包括：
所述第一级上行波束每次轮询到所述卫星终端所在的波位时，所述卫星通过所述第一级上行波束接收所述卫星终端发送的不同上行控制消息。
卫星在通过第一级上行波束接收到卫星终端发送的上行控制信息的情况下，卫星可以利用上行控制信息控制卫星终端完成上行同步。
步骤S14、当所述卫星终端与所述卫星有业务数据传输时，所述卫星启用第二级波束覆盖所述卫星终端所在的波位，传输所述业务数据，所述第二级波束覆盖范围小于所述卫星小区的覆盖范围。
其中，所述第二级波束包括至少一个第二级上行波束和/或至少一个第二级下行波束。
具体地，在第二级上行波束覆盖所述卫星终端所在的波位的情况下，在第二级上行波束上接收卫星终端传输的上行业务数据；在第二级下行波束覆盖所述卫星终端所在的波位的情况下，在第二级下行波束上传输下行业务数据给卫星终端。
本实施例中，在业务数据传输结束后,卫星关闭该卫星终端所在波位的第二级波束,即第二级波束是卫星基于终端的传输业务调度的,业务结束则关闭第二级波束,有业务则为该终端调度第二级波束到终端所在的波位,第二级波束可以基于下行调度算法在波位间跳变到所述卫星终端所在的波位。
本实施例中，通过将宽波束划分为多个窄波束，然后对窄波束分级，其中第一级波束完成系统控制功能，第二级波束完成业务数据的传输，并在各级波束上通过改进的消息信号发送方式来进一步增强信号接收性能，同时通过上下行波束时间轮询差的设计来减少终端接入时延，一方面满足了星地一体化通信的信号接收性能，另外一方面保证了卫星对地面波位的覆盖，以及通信的可靠性。
作为本申请另一可选实施例，参照图3，为本申请实施例2提供的一种传输下行控制信息的流程图，本实施例主要是对实施例1中所述在所述第一级下行波束轮询到所述卫星终端所在的波位时，通过所述第一级下行波束向所述卫星终端传输下行控制信息的细化方案，如图3所示，该方法可以包括但并不局限于以下步骤：
步骤S111、在所述第一级下行波束轮询到所述卫星终端所在的波位时，在所述下行控制信息包含多个子下行控制信息的情况下，分别确定所述第一级下行波束在子区域传输每个所述子下行控制信息的子驻留时间，所述子区域包括至少一个波位，多个子驻留时间的总和构成所述第一级下行波束轮询时驻留所述子区域的驻留时间。
本实施例中，分别确定所述第一级下行波束在子区域传输每个所述子下行控制信息的子驻留时间，可以包括但不局限于：
基于每个所述子下行控制信息的比特数和所述卫星终端的接收性能，分别确定所述第一级下行波束在子区域传输每个所述子下行控制信息的子驻留时间。
当子下行控制信息的接收性能较差或比特数较多时可以增加所述第一级下行波束在子区域传输所述子下行控制信息的子驻留时间，保证使用更多的时域资源来传输所述子下行控制信息，进一步保证子下行控制信息传输的可靠性。
在多个所述子下行控制信息包括：SSB、SIB1和Paging及Msg的情况下，分别确定所述第一级下行波束在子区域传输每个所述子下行控制信息的子驻留时间，包括：
确定所述第一级下行波束在子区域传输SSB的第一子驻留时间；
确定所述第一级下行波束在子区域传输SIB1的第二子驻留时间；
确定所述第一级下行波束在子区域传输Paging的第三子驻留时间；
确定所述第一级下行波束在子区域传输Msg的第四子驻留时间。
步骤S112、分别在各个所述子驻留时间内，在所述第一级下行波束上向所述卫星终端传输各个所述子下行控制信息。
在多个所述子下行控制信息包括：SSB、SIB1和Paging及Msg的情况下，分别在各个所述子驻留时间内，在所述第一级下行波束上传输各个所述子下行控制信息可以包括：
在所述第一子驻留时间的每个单位时间内，在所述第一级下行波束上传输多个所述SSB；
在所述第二子驻留时间内，在所述第一级下行波束上传输所述SIB1；
在所述第三子驻留时间内，在所述第一级下行波束上传输所述Paging；
在所述第四子驻留时间内，在所述第一级下行波束上传输所述Msg。
所述Msg可以包括：Msg2或Msg4。如图4所示，在第一级下行波束轮询的次数为偶数时，在所述第一子驻留时间(T1)的每个单位时间内，在所述第一级下行波束上传输多个所述SSB，在所述第二子驻留时间(T2)内，在所述第一级下行波束上传输所述SIB1，在所述第三子驻留时间(T3)内，在所述第一级下行波束上传输所述Paging，在所述第四子驻留时间(T4)内，在所述第一级下行波束上传输所述Msg4。
如图5所示，在第一级下行波束轮询的次数为奇数时，在所述第一子驻留时间的每个单位时间内，在所述第一级下行波束上传输多个所述SSB，在所述第二子驻留时间内，在所述第一级下行波束上传输所述SIB1，在所述第三子驻留时间内，在所述第一级下行波束上传输所述Paging，在所述第四子驻留时间内，在所述第一级下行波束上传输所述Msg2。
本实施例中，所述分别在各个所述子驻留时间内，在所述第一级下行波束上向所述卫星终端传输各个所述子下行控制信息，可以包括：
S1121、分别将各个所述子下行控制信息划分为多段，得到多个目标子下行控制信息，在所述子驻留时间内，在所述第一级下行波束上分别向所述卫星终端传输各个所述目标子下行控制信息。
对应多个所述子下行控制信息包括：SSB、SIB1和Paging及Msg，分别将各个所述子下行控制信息划分为多段，得到多个目标子下行控制信息，，可以包括：
将所述SIB1划分为多段，得到多个子SIB1，在所述第二子驻留时间内，在所述第一级下行波束上分别传输各个所述子SIB1；
所述在所述第三子驻留时间内，在所述第一级下行波束上传输所述Paging，包括：
将所述Paging划分为多段，得到多个子Paging，在所述第三子驻留时间内，在所述第一级下行波束上分别传输各个所述子Paging；
所述在所述第四子驻留时间内，在所述第一级下行波束上传输所述Msg，包括：
将所述Msg划分为多段，得到多个子Msg，在所述第四子驻留时间内，在所述第一级下行波束上分别传输各个所述子Msg。
本实施例中，在第一级下行波束上分段传输下行控制信息，可以保证下行控制信息传输的可靠性。
当然，所述分别在各个所述子驻留时间内，在所述第一级下行波束上向所述卫星终端传输各个所述子下行控制信息，也可以包括：
S1122、分别在所述子驻留时间内，在所述第一级下行波束上连续向所述卫星终端传输多次所述子下行控制信息。
对应多个所述子下行控制信息包括：SSB、SIB1和Paging及Msg，分别在所述子驻留时间内，在所述第一级下行波束上连续向所述卫星终端传输多次所述子下行控制信息，可以包括：
在所述第二子驻留时间内，在所述第一级下行波束上连续向所述卫星终端传输多次所述SIB1；
或，在所述第三子驻留时间内，在所述第一级下行波束上连续向所述卫星终端传输多次所述Paging；
或，在所述第四子驻留时间内，在所述第一级下行波束上连续向所述卫星终端传输多次所述Msg。
本实施例中，在第一级下行波束上连续传输多次下行控制信息，可以保证下行控制信息传输的可靠性。
作为本申请另一可选实施例3，主要是对实施例1中所述通过所述第一级上行波束接收所述卫星终端发送的上行控制信息的细化方案，该方法可以包括但并不局限于以下步骤：
S113、在所述第一级上行波束上接收所述卫星终端传输的多个子上行控制信息，所述多个子上行控制信息为将上行控制信息划分为多段得到的。
本实施例中，在第一级上行波束上通过分段传输上行控制信息，可以保证上行控制信息传输的可靠性。
当然，通过所述第一级上行波束接收所述卫星终端发送的上行控制信息，也可以包括：
S114、在所述第一级上行波束中接收所述卫星终端连续传输多次的上行控制信息。
本实施例中，在第一级上行波束上通过连续传输上行控制信息，可以保证上行控制信息传输的可靠性。
本实施例中，所述上行控制信息可以包括：Msg1或Msg3。相应地，在所述第一级上行波束上接收所述目标区域内的终端发送的上行控制信息可以包括：
确定第一级上行波束在子区域用于传输Msg1的第五子驻留时间及第一级上行波束在子区域用于传输Msg3的第六子驻留时间，所述子区域包括至少一个波位，多个子驻留时间的总和构成所述第一级上行波束轮询时驻留所述子区域的驻留时间；
在第五子驻留时间内，在所述第一级上行波束上接收所述卫星终端发送的Msg1；
在第六子驻留时间内，在所述第一级上行波束上接收所述卫星终端发送的Msg3。
其中，确定第一级上行波束在子区域用于传输Msg1的第五子驻留时间及第一级上行波束在子区域用于传输Msg3的第六子驻留时间，可以包括：
基于Msg1的接收性能，确定第一级上行波束在子区域用于传输Msg1的第五子驻留时间；
基于Msg3的接收性能，确定第一级上行波束在子区域用于传输Msg3的第六子驻留时间。
需要说明的是，当星地一体化系统中第一次发送第一级上行波束时，在第六子驻留时间内不发送Msg3。
如图6所示，在第五子驻留时间(T5)内，在所述第一级上行波束上接收所述目标区域内的终端发送的Msg1，在第六子驻留时间(T6)内，在所述第一级上行波束上接收所述卫星终端发送的Msg3。
作为本申请另一可选实施例4，主要是对实施例1中所述卫星使用第一级波束以周期轮询的方式覆盖所述卫星小区的所有波位的细化方案，该方法可以包括但并不局限于以下步骤：
S115、在所述第一级下行波束轮询覆盖到所述卫星终端所在的波位，结束驻留后的第一设定时间之后，所述第一级上行波束轮询覆盖到所述波位；
所述第一设定时间为所述卫星终端在下行同步过程中完成接收下行控制消息之后发送上行控制消息之前的最大间隔时间。
在所述上行控制信息包括Msg1或Msg3的情况下，所述第一设定时间可以通过以下方式确定：
S1151、计算所述卫星终端在所述第一级上行波束上发送所述Msg1的时刻与所述卫星终端在所述第一级下行波束上接收完所述SIB1的时刻的差值，得到第一差值；
S1152、计算所述卫星终端在所述第一级上行波束上发送所述Msg3的时刻与所述卫星终端在所述第一级下行波束上接收完Msg2的时刻的差值，得到第二差值；
S1153、将所述第一差值和所述第二差值中的最大值，作为第一设定时间。
通过S1151-S1153确定第一级下行波束和第一级上行波束的轮询时间差，可以保证卫星终端上行同步的时延最小化。
作为本申请另一可选实施例5，主要是对实施例1中卫星通信方法的细化方案，请参见图7，该方法可以包括但并不局限于以下步骤：
步骤S21、所述卫星使用第一级波束以周期轮询的方式覆盖所述卫星小区的所有波位，所述第一级波束覆盖范围小于所述卫星小区的覆盖范围，其中，所述第一级波束包括第一级上行波束和第一级下行波束。
在所述第一级下行波束轮询到所述卫星终端所在的波位时，通过所述第一级下行波束向所述卫星终端传输下行控制消息；
在所述第一级上行波束轮询到所述卫星终端所在的波位时，通过所述第一级上行波束接收所述卫星终端发送的上行控制消息。
步骤S21的详细过程可以参见实施例1中步骤S11的相关介绍，在此不再赘述。
步骤S22、所述第一级下行波束每次轮询到所述卫星终端所在的波位时，所述卫星通过所述第一级下行波束向所述卫星终端传输不同的下行控制消息。
步骤S23、所述第一级上行波束每次轮询到所述卫星终端所在的波位时，所述卫星通过所述第一级上行波束接收所述卫星终端发送的不同上行控制消息。
步骤S24、所述第一级下行波束在一次轮询到所述卫星终端所在的波位时，所述卫星向所述卫星终端传输携带配对的第二级下行波束ID和第二级上行波束ID的控制消息，以使所述卫星终端完成从所述第一级波束到所述第二级波束的切换，进行业务数据传输。
卫星终端可以基于控制信息中的第二级下行波束ID和第二级上行波束ID，完成从第一级波束到第二级波束的切换。
具体地，所述卫星可以向卫星终端传输的Msg4中携带配对的第二级下次波束ID和第二级上行波束ID。
步骤S25、当所述卫星终端与所述卫星有业务数据传输时，所述卫星启用第二级波束覆盖所述卫星终端所在的波位，传输所述业务数据，所述第二级波束覆盖范围小于所述卫星小区的覆盖范围；其中，所述第二级波束包括至少一个第二级上行波束和/或至少一个第二级下行波束。
步骤S25的详细过程可以参见实施例1中步骤S14的相关介绍，在此不再赘述。
作为本申请另一可选实施例6，提供一种卫星通信方法，应用于卫星终端，所述卫星终端所在卫星小区包括多个卫星终端，至少一个卫星终端所在的位置范围构成所述卫星小区中的一个波位范围，通过多个波位完成对所述卫星小区的范围覆盖，请参见图8，该方法可以包括但并不局限于以下步骤：
步骤S31、在第一级下行波束以周期轮询的方式覆盖到所述卫星终端所在的波位时，接收卫星发送的下行控制消息。
本实施例中，所述在第一级下行波束以周期轮询的方式覆盖到所述卫星终端所在的波位时，接收卫星发送的下行控制消息，可以包括：
在第一级下行波束每次以周期轮询的方式覆盖到所述卫星终端所在的波位时，接收卫星发送的不同下行控制消息。
步骤S32、在第一级上行波束以周期轮询的方式覆盖到所述卫星终端所在的波位时，向所述卫星发送上行控制消息。
其中，所述第一级下行波束、第一级上行波束都是以周期轮询的方式覆盖所述卫星小区的所有波位，所述第一级下行波束、第一级上行波束覆盖范围均小于所述卫星小区的覆盖范围。
本实施例中，在第一级上行波束以周期轮询的方式覆盖到所述卫星终端所在的波位时，向所述卫星发送上行控制消息，可以包括：
在第一级下行波束每次以周期轮询的方式覆盖到所述卫星终端所在的波位时，向所述卫星发送的不同上行控制消息。
步骤S33、当所述卫星终端有业务数据传输时，所述卫星终端从第一级波束切换到第二级波束传输所述业务数据，所述第二级波束覆盖范围小于所述卫星小区的覆盖范围。
本实施例中，第一级波束包括上述第一级下行波束和/或上述第一级上行波束；
第二级波束可以包括至少一个第二级上行波束和/或至少一个第二级下行波束。
其中，所述当所述卫星终端有业务数据传输时，所述卫星终端从第一级波束切换到第二级波束传输所述业务数据，可以包括：
当所述卫星终端有业务数据传输时，所述卫星终端接收所述第一级下行波束最后一次轮询到所述卫星终端所在的波位时，所述卫星发送的携带第二级波束ID的控制消息，并根据所述波束ID完成从第一级下行波束切换到第二级波束，再在第二级波束上所述业务数据。
现以具体的上行控制信息为例对卫星终端进行业务数据传输的过程进行说明，例如，卫星终端在接收完SIB1消息之后，在第一级上行波束第1次轮询到所述卫星终端所在的波位时，卫星终端根据SIB1消息中携带的随机接入相关配置参数向卫星发送Msg1消息，在第一级下行波束的第2圈轮询时，接收到第一级下行波束上下发的Msg2；之后，在第一级上行波束的第2圈轮询时，根据Msg2中的调度信息发送Msg3；之后，在第一级下行波束的第3圈轮询时，接收第一级下行波束上下发的Msg4，卫星终端根据RRC信令中携带的业务波位ID完成从第一级波束到第二级波束的切换，在第二级上行波束上发送Msg5，开始在第二级上行波束或第二级下行波束上的业务数据传输过程。
接下来对本申请提供的卫星通信装置进行介绍，下文介绍的卫星通信装置与上文介绍的卫星通信方法可相互对应参照。
请参见图9，卫星通信装置应用于卫星，所述卫星覆盖的小区包括多个卫星终端，至少一个卫星终端所在的位置范围构成所述卫星覆盖的小区中的一个波位的范围，通过多个所述波位完成对所述卫星覆盖的小区的范围覆盖，卫星通信装置包括：第一覆盖模块100、第一传输模块200、第一接收模块300和第二传输模块400。
第一覆盖模块100，用于使用第一级波束以周期轮询的方式覆盖所述卫星小区的所有波位，所述第一级波束覆盖范围小于所述卫星小区的覆盖范围；
其中，所述第一级波束包括第一级上行波束和第一级下行波束；
第一传输模块200，用于在所述第一级下行波束轮询到所述卫星终端所在的波位时，通过所述第一级下行波束向所述卫星终端传输下行控制消息；
第一接收模块300，用于在所述第一级上行波束轮询到所述卫星终端所在的波位时，通过所述第一级上行波束接收所述卫星终端发送的上行控制消息；
第二传输模块400，用于当所述卫星终端与所述卫星有业务数据传输时，所述卫星启用第二级波束覆盖所述卫星终端所在的波位，传输所述业务数据，所述第二级波束覆盖范围小于所述卫星小区的覆盖范围；其中，所述第二级波束包括至少一个第二级上行波束和/或至少一个第二级下行波束。
本实施例中，所述第一级下行波束、第二级下行波束、第一级上行波束和所述第二级上行波束的大小和带宽可以通过以下方式确定：
分别获取在所述第一级下行波束和所述第二级下行波束上终端需要接收的信号的最大SINR解调门限值，及在所述第一级上行波束和所述第二级上行波束上所述卫星需要接收的信号的最大SINR解调门限值；
分别基于在所述第一级下行波束和所述第二级下行波束上终端需要接收的信号的最大SINR解调门限值，及在所述第一级上行波束和所述第二级上行波束上所述卫星需要接收的信号的最大SINR解调门限值，确定所述第一级下行波束、所述第二级下行波束、所述第一级上行波束和所述第二级上行波束的大小和带宽。
所述分别基于在所述第一级下行波束和所述第二级下行波束上终端需要接收的信号的最大SINR解调门限值，及在所述第一级上行波束和所述第二级上行波束上所述卫星需要接收的信号的最大SINR解调门限值，确定所述第一级下行波束、所述第二级下行波束、所述第一级上行波束和所述第二级上行波束的大小和带宽，包括：
分别将在所述第一级下行波束和所述第二级下行波束上终端需要接收的信号的最大SINR解调门限值，及在所述第一级上行波束和所述第二级上行波束上所述卫星需要接收的信号的最大SINR解调门限值，输入到关系式α×P-10×log10(TBW)-β×TLS-Sti≥SINRtarget中，分别得到所述第一级下行波束、所述第二级下行波束、所述第一级上行波束和所述第二级上行波束的大小和带宽；
其中，所述
Figure BDA0003375711510000201
N为所述第一级下行波束、所述第二级下行波束、所述第一级上行波束或所述第二级上行波束所覆盖的波位个数，P表示所述卫星的波束上的最大发射功率，所述TWB表示波束带宽，所述TLS表示信号传输过程中的损耗，Sti表示信号传输过程中的干扰，SINRtarget表示在所述第一级下行波束或所述第二级下行波束上终端需要接收的信号的最大SINR解调门限值，及在所述第一级上行波束或所述第二级上行波束上所述卫星需要接收的信号的最大SINR解调门限值，β表示空间传播过程中信道衰减的变化量。
本实施例中，第一传输模块200，具体可以用于：
在下行控制信息包含多个子下行控制信息的情况下，分别确定所述第一级下行波束在子区域用于传输每个所述子下行控制信息的子驻留时间，所述子区域为所述第一级下行波束在轮询时一次驻留所覆盖的区域，所述子区域包括至少一个波位，多个子驻留时间的总和构成所述第一级下行波束轮询时驻留所述子区域的驻留时间；
分别在各个所述子驻留时间内，在所述第一级下行波束上向所述卫星终端传输各个所述子下行控制信息。
本实施例中，第一传输模块200，具体可以用于：
分别将各个所述子下行控制信息划分为多段，得到多个目标子下行控制信息，在所述子驻留时间内，在所述第一级下行波束上分别向所述卫星终端传输各个所述目标子下行控制信息；
或，分别在所述子驻留时间内，在所述第一级下行波束上连续向所述卫星终端传输多次所述子下行控制信息。
本实施例中，第一传输模块200，具体可以用于：
基于每个所述子下行控制信息的比特数和所述卫星终端的接收性能，分别确定所述第一级下行波束在子区域传输每个所述子下行控制信息的子驻留时间。
本实施例中，第一接收模块300，具体可以用于：
在所述第一级上行波束上接收所述卫星终端传输的多个子上行控制信息，所述多个子上行控制信息为将上行控制信息划分为多段得到的；
或，在所述第一级上行波束中接收所述卫星终端连续传输多次的上行控制信息。
本实施例中，第一覆盖模块100，具体可以用于：
在所述第一级下行波束轮询覆盖到所述卫星终端所在的波位，结束驻留后的第一设定时间之后，所述第一级上行波束轮询覆盖到所述波位；
所述第一设定时间为所述卫星终端在下行同步过程中完成接收下行控制消息之后发送上行控制消息之前的最大间隔时间。
本实施例中，第一传输模块200，具体可以用于：
所述第一级下行波束每次轮询到所述卫星终端所在的波位时，所述卫星通过所述第一级下行波束向所述卫星终端传输不同的下行控制消息；
在所述第一级上行波束轮询到所述卫星终端所在的波位时，通过所述第一级上行波束接收所述卫星终端发送的上行控制消息，包括：
所述第一级上行波束每次轮询到所述卫星终端所在的波位时，所述卫星通过所述第一级上行波束接收所述卫星终端发送的不同上行控制消息。
本实施例中，第一传输模块200，还可以用于：
所述第一级下行波束在一次轮询到所述卫星终端所在的波位时，向所述卫星终端传输的控制消息中携带配对的第二级下行波束ID和第二级上行波束ID，以使所述卫星终端完成从所述第一级波束到所述第二级波束的切换，进行业务数据传输。
在本申请的另一个实施例中，提供另外一种卫星通信装置，应用于卫星终端，所述卫星终端所在卫星小区包括多个卫星终端，至少一个卫星终端所在的位置范围构成所述卫星小区中的一个波位范围，通过多个波位完成对所述卫星小区的范围覆盖，卫星通信装置，包括：
第二接收模块，用于在第一级下行波束以周期轮询的方式覆盖到所述卫星终端所在的波位时，接收卫星发送的下行控制消息；
发送模块，用于在第一级上行波束以周期轮询的方式覆盖到所述卫星终端所在的波位时，向所述卫星发送上行控制消息；
其中，所述第一级下行波束、第一级上行波束都是以周期轮询的方式覆盖所述卫星小区的所有波位，所述第一级下行波束、第一级上行波束覆盖范围均小于所述卫星小区的覆盖范围；
第三传输模块，用于当所述卫星终端有业务数据传输时，所述卫星终端从第一级波束切换到第二级波束传输所述业务数据，所述第二级波束覆盖范围小于所述卫星小区的覆盖范围。
本实施例中，第二接收模块，具体可以用于：
在第一级下行波束每次以周期轮询的方式覆盖到所述卫星终端所在的波位时，接收卫星发送的不同下行控制消息；
发送模块，具体可以用于：
在第一级下行波束每次以周期轮询的方式覆盖到所述卫星终端所在的波位时，向所述卫星发送的不同上行控制消息；
第三传输模块，具体可以用于：
当所述卫星终端有业务数据传输时，接收所述第一级下行波束最后一次轮询到所述卫星终端所在的波位时，所述卫星发送的携带第二级波束ID的控制消息，并根据所述波束ID完成从第一级下行波束切换到第二级波束，再在第二级波束上所述业务数据。
在本申请的另一个实施例中，提供一种卫星，包括：处理器、存储器和数据总线，所述处理器和所述存储器通过所述数据总线通信；
所述存储器，用于存放程序；
所述处理器，用于在执行所述程序时实现如方法实施例1-5中任意一个实施例所介绍的卫星通信方法的各步骤。
需要说明的是，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，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。
最后，还需要说明的是，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。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
以上对本申请所提供的一种卫星通信方法及卫星进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (13)

1.一种卫星通信方法，其特征在于，应用于卫星，所述卫星覆盖的小区包括多个卫星终端，至少一个卫星终端所在的位置范围构成所述卫星覆盖的小区中的一个波位的范围，通过多个所述波位完成对所述卫星覆盖的小区的范围覆盖，所述方法包括：
使用第一级波束以周期轮询的方式覆盖所述卫星小区的所有波位，所述第一级波束覆盖范围小于所述卫星小区的覆盖范围；
其中，所述第一级波束包括第一级上行波束和第一级下行波束；
在所述第一级下行波束轮询到所述卫星终端所在的波位时，通过所述第一级下行波束向所述卫星终端传输下行控制消息；
在所述第一级上行波束轮询到所述卫星终端所在的波位时，通过所述第一级上行波束接收所述卫星终端发送的上行控制消息；
当所述卫星终端与所述卫星有业务数据传输时，所述卫星启用第二级波束覆盖所述卫星终端所在的波位，传输所述业务数据，所述第二级波束覆盖范围小于所述卫星小区的覆盖范围；其中，所述第二级波束包括至少一个第二级上行波束和/或至少一个第二级下行波束。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一级下行波束、第二级下行波束、第一级上行波束和所述第二级上行波束的大小和带宽通过以下方式确定：
分别获取在所述第一级下行波束和所述第二级下行波束上终端需要接收的信号的最大SINR解调门限值，及在所述第一级上行波束和所述第二级上行波束上所述卫星需要接收的信号的最大SINR解调门限值；
分别基于在所述第一级下行波束和所述第二级下行波束上终端需要接收的信号的最大SINR解调门限值，及在所述第一级上行波束和所述第二级上行波束上所述卫星需要接收的信号的最大SINR解调门限值，确定所述第一级下行波束、所述第二级下行波束、所述第一级上行波束和所述第二级上行波束的大小和带宽。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述分别基于在所述第一级下行波束和所述第二级下行波束上终端需要接收的信号的最大SINR解调门限值，及在所述第一级上行波束和所述第二级上行波束上所述卫星需要接收的信号的最大SINR解调门限值，确定所述第一级下行波束、所述第二级下行波束、所述第一级上行波束和所述第二级上行波束的大小和带宽，包括：
分别将在所述第一级下行波束和所述第二级下行波束上终端需要接收的信号的最大SINR解调门限值，及在所述第一级上行波束和所述第二级上行波束上所述卫星需要接收的信号的最大SINR解调门限值，输入到关系式α×P-10×log10(TBW)-β×TLS-Sti≥SINRtarget中，分别得到所述第一级下行波束、所述第二级下行波束、所述第一级上行波束和所述第二级上行波束的大小和带宽；
其中，所述
Figure FDA0003375711500000021
N为所述第一级下行波束、所述第二级下行波束、所述第一级上行波束或所述第二级上行波束所覆盖的波位个数，P表示所述卫星的波束上的最大发射功率，所述TWB表示波束带宽，所述TLS表示信号传输过程中的损耗，Sti表示信号传输过程中的干扰，SINRtarget表示在所述第一级下行波束或所述第二级下行波束上终端需要接收的信号的最大SINR解调门限值，及在所述第一级上行波束或所述第二级上行波束上所述卫星需要接收的信号的最大SINR解调门限值，β表示空间传播过程中信道衰减的变化量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述第一级下行波束轮询到所述卫星终端所在的波位时，通过所述第一级下行波束向所述卫星终端传输下行控制信息，包括：
在下行控制信息包含多个子下行控制信息的情况下，分别确定所述第一级下行波束在子区域用于传输每个所述子下行控制信息的子驻留时间，所述子区域为所述第一级下行波束在轮询时一次驻留所覆盖的区域，所述子区域包括至少一个波位，多个子驻留时间的总和构成所述第一级下行波束轮询时驻留所述子区域的驻留时间；
分别在各个所述子驻留时间内，在所述第一级下行波束上向所述卫星终端传输各个所述子下行控制信息。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述分别在各个所述子驻留时间内，在所述第一级下行波束上向所述卫星终端传输各个所述子下行控制信息，包括：
分别将各个所述子下行控制信息划分为多段，得到多个目标子下行控制信息，在所述子驻留时间内，在所述第一级下行波束上分别向所述卫星终端传输各个所述目标子下行控制信息；
或，分别在所述子驻留时间内，在所述第一级下行波束上连续向所述卫星终端传输多次所述子下行控制信息。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述分别确定所述第一级下行波束在子区域用于传输每个所述子下行控制信息的子驻留时间，包括：
基于每个所述子下行控制信息的比特数和所述卫星终端的接收性能，分别确定所述第一级下行波束在子区域传输每个所述子下行控制信息的子驻留时间。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述第一级上行波束接收所述卫星终端发送的上行控制信息，包括：
在所述第一级上行波束上接收所述卫星终端传输的多个子上行控制信息，所述多个子上行控制信息为将上行控制信息划分为多段得到的；
或，在所述第一级上行波束中接收所述卫星终端连续传输多次的上行控制信息。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述卫星使用第一级波束以周期轮询的方式覆盖所述卫星小区的所有波位，包括：
在所述第一级下行波束轮询覆盖到所述卫星终端所在的波位，结束驻留后的第一设定时间之后，所述第一级上行波束轮询覆盖到所述波位；
所述第一设定时间为所述卫星终端在下行同步过程中完成接收下行控制消息之后发送上行控制消息之前的最大间隔时间。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述第一级下行波束轮询到所述卫星终端所在的波位时，通过所述第一级下行波束向所述卫星终端传输下行控制消息，包括：
所述第一级下行波束每次轮询到所述卫星终端所在的波位时，所述卫星通过所述第一级下行波束向所述卫星终端传输不同的下行控制消息；
在所述第一级上行波束轮询到所述卫星终端所在的波位时，通过所述第一级上行波束接收所述卫星终端发送的上行控制消息，包括：
所述第一级上行波束每次轮询到所述卫星终端所在的波位时，所述卫星通过所述第一级上行波束接收所述卫星终端发送的不同上行控制消息。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述第一级下行波束在一次轮询到所述卫星终端所在的波位时，所述卫星向所述卫星终端传输携带配对的第二级下行波束ID和第二级上行波束ID的控制消息，以使所述卫星终端完成从所述第一级波束到所述第二级波束的切换，进行业务数据传输。
11.一种卫星通信方法，其特征在于，应用于卫星终端，所述卫星终端所在卫星小区包括多个卫星终端，至少一个卫星终端所在的位置范围构成所述卫星小区中的一个波位范围，通过多个波位完成对所述卫星小区的范围覆盖，所述方法包括：
在第一级下行波束以周期轮询的方式覆盖到所述卫星终端所在的波位时，接收卫星发送的下行控制消息；
在第一级上行波束以周期轮询的方式覆盖到所述卫星终端所在的波位时，向所述卫星发送上行控制消息；
其中，所述第一级下行波束、第一级上行波束都是以周期轮询的方式覆盖所述卫星小区的所有波位，所述第一级下行波束、第一级上行波束覆盖范围均小于所述卫星小区的覆盖范围；
当所述卫星终端有业务数据传输时，所述卫星终端从第一级波束切换到第二级波束传输所述业务数据，所述第二级波束覆盖范围小于所述卫星小区的覆盖范围。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述在第一级下行波束以周期轮询的方式覆盖到所述卫星终端所在的波位时，接收卫星发送的下行控制消息包括：
在第一级下行波束每次以周期轮询的方式覆盖到所述卫星终端所在的波位时，接收卫星发送的不同下行控制消息；
所述在第一级上行波束以周期轮询的方式覆盖到所述卫星终端所在的波位时，向所述卫星发送上行控制消息包括：
在第一级下行波束每次以周期轮询的方式覆盖到所述卫星终端所在的波位时，向所述卫星发送的不同上行控制消息；
所述当所述卫星终端有业务数据传输时，所述卫星终端从第一级波束切换到第二级波束传输所述业务数据包括：
当所述卫星终端有业务数据传输时，所述卫星终端接收所述第一级下行波束最后一次轮询到所述卫星终端所在的波位时，所述卫星发送的携带第二级波束ID的控制消息，并根据所述波束ID完成从第一级下行波束切换到第二级波束，再在第二级波束上所述业务数据。
13.一种卫星，其特征在于，包括：处理器、存储器和数据总线，所述处理器和所述存储器通过所述数据总线通信；
所述存储器，用于存放程序；
所述处理器，用于在执行所述程序时实现如权利要求1-10任意一项所述通信方法的各步骤。
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