CN114599080A - 上行同步方法及装置、存储介质、终端及信关站 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种上行同步方法及装置、存储介质、终端及信关站，该方法包括：当接收到系统广播消息时，基于系统广播消息中包含的信关站的位置信息确定第一补偿时延；基于第一补偿时延通过该信关站对应的卫星向该信关站发送消息一，接收信关站反馈包含误差补偿时延的消息二；该误差补偿时延由信关站依据信关站侧补偿时延对消息一进行检测得到；依据第一补偿时延和误差补偿时延确定用户侧补偿时延，并基于用户侧补偿时延通过卫星向信关站发送消息三，使得消息三到达信关站的时刻与该消息三对应的目标接收时隙的边界对齐，以实现上行同步。能够将上行数据对齐到其对应的时隙边界，无需对每个TTI数据的起始位置进行维护，并且能够避免信关站丢帧。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种上行同步方法及装置、存储介质、终端及信关站。
背景技术
随着科学技术的发展，通信技术也得到了长足发展，卫星通信技术已经成为人们生活中不可或缺的一项通信技术，在卫星通信系统中，为了避免小区内用户间的上行多址干扰，需要卫星的信关站在同一时隙接收小区内不同位置的终端所发送的上行信号，即，实现上行同步。
经本发明人研究发现，应用现有的卫星通信协议实现上行同步时，通常是在终端随机接入过程中，基于信关站侧的时延来确定出终端对应的补偿时延。然而，在终端在采用该补偿时延发送上行数据的情况下，为了防止信关站接收到的数据超出接收时隙TTI的循环前缀CP的范围，需要信关站对每个TTI的时域数据的起始位置进行维护，增加了信关站物理层时序设计的复杂度。
并且，现有的信关站侧的时延基于卫星位置的变化而变化，当信关站与卫星的馈电链路的时延随着卫星的移动而不断减少时，采用现有的补偿时延方式，会使得信关站出现一个TTI内收到两个TTI数据的情况，进而导致信关站丢帧。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种上行同步方法及装置、存储介质、终端及信关站，能够将上行数据对齐到其对应的接收时隙的边界，无需对每个TTI的时域数据的起始位置进行维护，并且能够避免信关站丢帧。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种上行同步方法，包括：
当接收到系统广播消息时，基于所述系统广播消息中包含的信关站的位置信息确定第一补偿时延；
基于所述第一补偿时延通过所述信关站对应的卫星向所述信关站发送消息一；
接收所述信关站反馈包含误差补偿时延的消息二；所述误差补偿时延由所述信关站依据预设的信关站侧补偿时延对所述消息一进行检测得到；
依据所述第一补偿时延和所述误差补偿时延确定用户侧补偿时延，并基于所述用户侧补偿时延通过所述卫星向所述信关站发送消息三，使得所述消息三到达所述信关站的时刻与该消息三对应的目标接收时隙的边界对齐，以实现上行同步。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种上行同步装置，包括：
第一接收单元，用于当接收到系统广播消息时，基于所述系统广播消息中包含的信关站的位置信息确定第一补偿时延；
第一发送单元，用于基于所述第一补偿时延通过所述信关站对应的卫星向所述信关站发送消息一；
第二接收单元，用于接收所述信关站反馈包含误差补偿时延的消息二；所述误差补偿时延由所述信关站依据预设的信关站侧补偿时延对所述消息一进行检测得到；
第一确定单元，用于依据所述第一补偿时延和所述误差补偿时延确定用户侧补偿时延，并基于所述用户侧补偿时延通过所述卫星向所述信关站发送消息三，使得所述消息三到达所述信关站的时刻与该消息三对应的目标接收时隙的边界对齐，以实现上行同步。
根据本发明实施例的第三方面，提供一种上行同步方法，包括：
向已完成下行同步的终端发送系统广播消息，所述系统广播消息包括信关站的位置信息；
依据预设的信关站侧补偿时延进行消息检测；
当检测到所述终端基于第一补偿时延发送的消息一时，确定所述消息一对应的误差补偿时延；所述第一补偿时延由所述终端基于所述系统广播消息中的信关站的位置信息计算得到；
基于所述误差补偿时延生成消息二，并将所述消息二发送至所述终端；
当检测到所述终端基于用户侧补偿时延发送的消息三时，在所述消息三与当前的接收时隙的边界对齐的情况下，确定所述终端上行同步成功；所述用户侧补偿时延由终端基于所述第一补偿时延以及所述误差补偿时延计算得到。
根据本发明实施例的第四方面，提供一种上行同步装置，包括：
第二发送单元，用于向已完成下行同步的终端发送系统广播消息，所述系统广播消息包括信关站的位置信息；
消息检测单元，用于依据预设的信关站侧补偿时延进行消息检测；
第二确定单元，用于当检测到所述终端基于第一补偿时延发送的消息一时，确定所述消息一对应的误差补偿时延；所述第一补偿时延由所述终端基于所述系统广播消息中的信关站的位置信息计算得到；
第三发送单元，用于基于所述误差补偿时延生成消息二，并将所述消息二发送至所述终端；
第三确定单元，用于当检测到所述终端基于用户侧补偿时延发送的消息三时，在所述消息三与当前的接收时隙的边界对齐的情况下，确定所述终端上行同步成功；所述用户侧补偿时延由终端基于所述第一补偿时延以及所述误差补偿时延计算得到。
根据本发明实施例的第五方面，提供一种存储介质，所述存储介质包括存储指令，其中，在所述指令运行时控制所述存储介质所在的设备执行如第一方面和/或第三方面所述的上行同步方法。
根据本发明实施例的第六方面，提供一种终端，包括存储器，以及一个或者一个以上的指令，其中一个或一个以上指令存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行如第一方面所述的上行同步方法。
根据本发明实施例的第七方面，提供一种信关站，包括存储器，以及一个或者一个以上的指令，其中一个或一个以上指令存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行如第三方面所述的上行同步方法。
与现有技术相比，本申请的实施例包括以下优点：
本发明提供了一种上行同步方法及装置、存储介质、终端及信关站，终端可以在接收到包含信关站位置信息的系统广播消息后，能够基于信关站的位置信息确定第一补偿时延，然后基于第一补偿时延向信关站发送消息一，接收信关站反馈的包含误差补偿时延的消息二；依据第一补偿时延和误差补偿时延确定用户侧补偿时延，并基于用户侧补偿时延通过所述卫星向所述信关站发送消息三，使得消息三到达信关站的时刻与该消息三对应的目标接收时隙的边界对齐，终端使用能够对齐接收时隙边界的用户侧补偿时延发送上行数据，可以避免信关站接收到的数据超出接收时隙TTI的循环前缀CP的范围，并且使得信关站不需要对每个TTI的时域数据的起始位置进行维护，达到了有效减少信关站的物理层时序设计的复杂度的效果；信关站采用固定的信关站侧补偿时延进行消息检测，使得信关站侧补偿时延不会受到卫星移动的影响，进而在卫星不断向卫星靠近时，不会出现有技术中因补偿时延减少而使得信关站出现丢帧的情况，达到了提高信关站性能的稳定性的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种上行同步方法的方法流程图；
图2为本发明提供的一种确定用户侧补偿时延的过程的流程图；
图3为本发明提供的一种实施场景示例图；
图4为本发明提供的一种上行同步方法的又一方法流程图；
图5为本发明提供的一种上行同步方法的一示例图；
图6为本发明提供的一种上行同步方法的又一示例图；
图7为本发明提供的一种上行同步装置的结构示意图；
图8为本发明提供的另一种上行同步方法的方法流程图；
图9为本发明提供的另一种上行同步装置的结构示意图；
图10为本发明提供的一种终端的结构示意图；
图11为本发明提供的一种信关站的结构示意图。
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，都属于本发明保护的范围。
在本申请中，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。
本发明可用于众多通用或专用的计算装置环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器装置、包括以上任何装置或设备的分布式计算环境等等。
本发明实施例提供了一种上行同步方法，可以应用于终端，所述方法的方法流程图如图1所示，具体包括：
S101：当接收到系统广播消息时，基于所述系统广播消息中包含的信关站的位置信息确定第一补偿时延；
本发明实施例提供的方法中，在小区搜索下行同步完成后，终端可以接收信关站通过卫星发送的系统广播消息(System Information Broadcast，SIB)，该系统广播消息携带信关站的位置信息。
其中，在通过预先存储的星历信息确定卫星当前的卫星位置，通过卫星位置与参考点之间的传输距离计算得到当前的公共传输时延T0。
通过卫星位置和信关站的位置信息得到卫星和信关站之间的传输距离，依据卫星位置和信关站之间的传输距离计算得到卫星与信关站之间的馈电链路时延T3。
确定用户级补偿时延T1，该用户级补偿时延T1指的是终端到卫星位置的距离L1和参考点到卫星位置的距离L2的距离差(L1-L2)对应的相对传输时延；T1＝(L1-L2)/c，c为光速。
将公共传输时延T0与该馈电链路时延T3进行求和，并减去信关站的固定补偿时延，得到信关站侧的时延差值△t1，由该用户级补偿时延T1以及该时延差值△t1得到第一补偿时延。
S102：基于所述第一补偿时延通过所述信关站对应的卫星向所述信关站发送消息一。
其中，消息一(MSG1)可以是随机接入过程的随机接入请求消息，其包含随机接入前导序列(PRACH)。
S103：接收所述信关站反馈包含误差补偿时延的消息二；所述误差补偿时延由所述信关站依据预设的信关站侧补偿时延对所述消息一进行检测得到。
其中，消息二(MSG2)可以是随机接入过程的随机接入响应消息。
具体的，该信关站侧补偿时延可以为卫星在移动过程中，馈电链路的时延与公共参考时延的最小和，其中，公共参考时延指卫星与该终端所处的小区的最短距离的时延；由于卫星在不断移动，导致卫星与信关站的之间距离以及卫星与小区的距离可能会不断的改变，故而，馈电链路的时延和公共参考时延的和也在不断的变化，将不同时刻的馈电链路时延与公共参考时延的和中的最小和minT(T0+T3)，作为该信关站侧补偿时延。
可选的，信关站固定补偿该信关站侧补偿时延，以接收的终端各个上行数据；信关站固定补偿该信关站侧补偿时延接收到消息一时，基于该信关站侧补偿时延进行消息一的检测，得到误差补偿时延，该误差补偿时延可以为卫星的移动距离、GPS定位误差、下行初始同步定时估计误差引入的补偿时延。
S104：依据所述第一补偿时延和所述误差补偿时延确定用户侧补偿时延，并基于所述用户侧补偿时延通过所述卫星向所述信关站发送消息三，使得所述消息三到达所述信关站的时刻与该消息三对应的目标接收时隙的边界对齐，以实现上行同步。
本发明实施例提供的方法中，该目标接收时隙可以为该信关站的与消息三的到达时刻相对应的接收时隙，该边界可以为该目标接收时隙的左边界，目标接收时隙由左边界和有边界组成，右边界的时间大于左边界的时间。
其中，可以基于消息三的发送时刻以及该第一补偿时延、误差补偿时延以及信关站侧固定补偿时延预估消息三到达信关站的时刻，确定消息三到达信关站的时刻是否处于该目标接收时隙的边界，若未处于，则终端在第一补偿时延和误差补偿时延的基础上加上额外的边界补偿时延，得到用户侧补偿时延，基于该用户侧补偿时延发送消息三，使得消息三到达信关站的时刻与该消息三对应的目标接收时隙的边界对齐，完成初始上行同步。
可选的，信关站基于信关站侧补偿时延接收到消息三后，基于该消息三向终端反馈消息四。
其中，消息三(MSG3)包含竞争解决的唯一标识，消息四(MSG4)携带消息三竞争解决通过的标识。
本发明实施例提供了一种上行同步方法，终端可以在接收到包含信关站位置信息的系统广播消息后，能够基于信关站的位置信息确定第一补偿时延，然后基于第一补偿时延向信关站发送消息一，接收信关站反馈的包含误差补偿时延的消息二；依据第一补偿时延和误差补偿时延确定用户侧补偿时延，并基于用户侧补偿时延通过所述卫星向所述信关站发送消息三，使得消息三到达信关站的时刻与该消息三对应的目标接收时隙的边界对齐，终端使用能够对齐接收时隙边界的用户侧补偿时延发送上行数据，可以避免信关站接收到的数据超出接收时隙TTI的循环前缀CP的范围，并且使得信关站不需要对每个TTI的时域数据的起始位置进行维护，有效减少了信关站的物理层时序设计的复杂度。
在本发明提供的方法中，基于上述的方案，具体的，基于系统广播消息中包含的信关站的位置信息确定第一补偿时延的一种可行的方式为：
确定所述信关站对应的卫星到终端的传输距离与所述卫星到参考点的传输距离的距离差对应的相对传输时延；所述参考点为所述终端所处的小区中当前与所述卫星距离最近的位置点；
依据所述信关站的位置信息确定所述信关站与所述卫星当前的馈电电路时延；
将当前的公共参考时延、所述当前的馈电电路时延以及所述相对传输时延的和减去预设的信关站侧补偿时延，得到第一补偿时延，所述当前的公共参考时延为所述卫星到所述参考点的传输距离所对应的传输时延。
其中，可以通过该卫星的星历信息确定卫星的当前位置，依据信关站的位置信息以及卫星的当前位置可以确定出信关站与卫星之间的馈电电路时延。
具体的，对公共参考时延、当前的馈电电路时延以及相对传输时延进行求和，并将三者之和减去信关站侧补偿时延，得到第一补偿时延；信关站侧补偿时延为卫星移动过程中不同时刻的馈电链路时延与公共参考时延的和中的最小和。
在本发明提供的方法中，基于系统广播消息中包含的信关站的位置信息确定第一补偿时延的另一可行的方式，可以为：基于终端的位置、卫星的位置以及信关站的位置，确定出终端-卫星-信关站的总传输距离，确定该总传输距离对应的传输时延，将该传输时延减去信关站侧补偿时延，得到第一补偿时延。
应用本发明实施例提供的方法，能够基于信关站的位置信息准确的确定出第一补偿时延。
在本发明提供的方法中，基于上述的方案，具体的，所述依据所述第一补偿时延和误差补偿时延确定用户侧补偿时延的过程，如图2所示，具体包括：
S201：确定所述消息三的发送时刻。
本发明实施例提供的方法中，该消息三的发送时刻可以由接收到消息二的时刻确定。
S202：基于所述消息三的发送时刻以及预先获取的系统帧号信息确定所述消息三对应的目标接收时隙。
其中，该系统帧号信息可以是在终端在下行同步完成后获取的，该系统帧号信息可以包含信关站的帧号和子帧号。
可选的，基于该系统帧号信息推算出消息三的发送时刻的目标系统帧号信息，该目标系统帧号信息包含该发送时刻该信关站对应的帧号和子帧号，基于该目标系统帧号信息确定出该消息三对应的目标接收时隙。
可选的，该目标接收时隙可以为接收该消息三的时隙，也可以为接收该消息三的时隙的前一时隙。
S203：将所述第一补偿时延以及所述误差补偿时延进行求和，得到初始用户侧补偿时延，并基于所述初始用户补偿时延确定所述发送时刻对应的消息到达时刻，所述消息到达时刻为所述消息三到达所述信关站的预估时刻。
本发明实施例提供的方法，基于该初始用户侧补偿时延以及信关站侧补偿时延确定该消息发送时刻对应的消息到达时刻。
S204：判断所述消息到达时刻是否与所述目标接收时隙的边界对齐，若否，则执行S205，若是，则执行S206。
可选的，若该目标接收时隙为接收该消息三的时隙，则该边界该目标接收时隙的左边界，若该目标接收时隙为接收该消息三的时隙的前一时隙，则该边界可以为目标接收时隙的右边界。
S205：确定目标接收时隙对应的边界补偿时延，并将初始用户侧补偿时延与该边界补偿时延进行求和，得到用户侧补偿时延。
本发明实施例提供的方法中，在消息到达时刻与目标接收时隙的边界未对齐的情况下，可以将消息到达时刻与目标接收时隙的边界之间的时延，确定为目标接收时隙对应的边界补偿时延。
其中，确定目标接收时隙对应的边界补偿时延的一种可行的方式可以为：将该消息到达时刻与该目标接收时隙的差值作为边界补偿时延。
确定目标接收时隙对应的边界补偿时延的另一种可行的方式可以为：确定终端到信关站的总传输时延T，则边界补偿时延△t2＝T-Ta-Tb-Tc，其中，Ta为第一补偿时延，Tb为误差补偿时延，Tc为信关站侧补偿时延。
例如，若终端到信关站的传输一次的链路时延为120ms，信关站侧补偿时延为80ms，第一补偿时延为39ms，误差补偿时延为300us，则边界补偿时延△t2＝120ms-80ms-39ms-300us＝700us。
S206：将初始用户侧补偿时延确定为用户侧补偿时延。
应用本发明实施例提供的方法，在消息三到达所述信关站的预估时刻不与该消息三的目标接收时隙的边界对齐的情况下，确定出相应的边界补偿时延，以将消息三对齐到其对应的接收时隙的边界；终端可以基于包含该边界补偿时延的用户侧补偿时延发送数据，使得信关站无需对每个TTI的时域数据的起始位置进行维护。
在本发明提供的方法中，基于上述的方案，具体的，还包括：
响应于检测到待传输的上行数据，基于所述卫星的移动速度确定所述上行数据对应的卫星移动补偿时延；
将所述用户侧补偿时延与所述卫星移动补偿时延进行求和，得到所述上行数据对应的目标补偿时延；
基于所述目标补偿时延通过所述卫星向所述信关站发送所述上行数据。
本发明实施例提供的方法中，终端完成上行同步后，需要进行定时上行维护，可以采用开环维护或闭环维护的方式进行上行维护。
应用本发明实施例提供的方法，在上行同步对齐时隙边界后，结合卫星运动的速度再补偿卫星移动补偿时延△t3提前发送，丢弃上一个TTI的△t3的数据样点，因此，馈电链路减小的过程中，不会出现一个时隙内接收到两个时隙数据的情况。
参见图3，为本发明提供的一种实施环境的示例图，该实施环境可以包含信关站301、终端UE302以及卫星303。
其中，该信关站301可以为卫星的地面站，为卫星303可以为轨道卫星，该卫星可以位于距地面高度1100多公里的太空轨道，终端最大单向传输时延达到16.75ms，链路传输时延超过PRACH CP长度。
终端302处于该卫星的波束对应的小区，卫星与参考点之间的距离对应的时延可以为T0，该参考点为小区中距离该卫星距离最近的点。信关站301与卫星303的通信链路为馈电链路，馈电链路的传输时延为T3，卫星与UE之间的通信链路为用户链路。终端到卫星的距离和参考点到卫星的距离的距离差对应的时延为T1，由于卫星处于高速运动，卫星和信关站、参考点的距离在不断变化，因此，T0和T3不是固定值。
基于上述实施场景，参见图4，为本发明提供的又一上行同步方法的方法流程图，具体包括：
S401：终端在完成下行同步后，可以接收信关站发送的包含该信关站的位置信息的SIB信息。
S402：终端基于信关站的位置信息确定出第一补偿时延，其中，终端基于预先获取的星历信息确定出T1，基于星历信息以及信关站的位置信息计算出当前的实际RT(T0+T3)，以及最小的MinT(T0+T3)，第一补偿时延＝T1+△t1，△t1＝RT(T0+T3)-MinT(T0+T3)。
S403：终端基于第一补偿时延发送随机接入过程消息一MSG1。
S404：信关站基于固定补偿时延进行MSG1的检测，检测到的时延为误差补偿时延T2(卫星移动距离、GPS定位误差、下行初始同步定时估计误差引入的时延，小于PRACH CP)，可选的，信关站可以利用PRACH发送前导序列的良好的自相关性，做峰值筛选，以估计该误差补偿时延。
S405：信关站向终端发送包含该误差补偿时延的随机接入过程消息二MSG2，该消息二可以由RPID、误差补偿时延、上行授权UlGrant以及临时小区无线网络临时标识TC-RNTI组成。
S406：计算出边界补偿时延△t2，基于第一补偿时延、误差补偿时延以及边界补偿时延得到用户侧补偿时延。
本发明实施例提供的方法中，终端为了使信关站接收到的时域数据对齐到该时域数据对应的时隙slot的边界，需要根据信关站的位置信息，计算出信关站对齐到时隙边界的额外补偿为△t2，如图5所示，可以确定出用户侧补偿时延＝T1+△t1+T2+△t2。其中，t0为终端提前T1+△t1+T2+△t2发送数据的时刻，t1为终端提前T1+△t1+T2发送数据的时刻，K+N+1的空口帧号为目标接收时隙的帧号，K和N为正整数。
S407：终端基于用户侧补偿时延向信关站发送随机接入过程消息三MSG3，使得MSG3对齐到该MSG3对应的时隙的边界。
S408：信关站对随机接入过程消息消息三MSG3进行解调。
S409：向终端反馈随机接入过程消息四MSG4。
S410：在初始上行同步对齐后，结合卫星的移动速度，进行上行同步维护，具体可以再补偿卫星移动补偿时延△t3,
S411：基于目标补偿时延发送随机接入过程消息五MSG5，该目标补偿时延为用户侧补偿时延与该卫星移动补偿时延的和(T1+△t1+T2+△t2+△t3)。
本发明实施例提供的方法中，MSG5为终端的首个通过PSUCH信道进行传输的上行数据，终端在通过PSUCH信道发送上行数据的过程中，终端补偿T1+△t1+T2+△t2+△t3来发送每个上行数据，如图6所示，T表示1+△t1+T2+△t2，第K时隙的数据提前T发送，当K+1不考虑不同时隙卫星速度引起的误差，在K+1提前T发送有△t3时间点的样点数重合，为解决该问题考虑在K+1发送时提前T+△t3，相当于将K时隙的后△t3样点数丢弃。
其中，S401-S408为初始上行定时建立的过程，即，上行同步的过程；S409-S411为上行定时维护的过程，即，维护上行同步的过程。
本发明实施例提供的方法中，当卫星在高度为1175km的太空轨道运行时，卫星与信关站之间的馈电电路的时延T3为12.2ms，且馈电链路时延在减少的过程中，假设卫星到参考点的时延T0固定为4.5ms。已知卫星距离信关站最小的T3为3.92ms，卫星运动速度7.3km/s。
在信关站侧只需要固定补偿(3.92+4.5)ms的TA，缓存大小只需要用135TTI大小的数据。
在小区搜索下行同步完成后，信关站的位置信息通过SIB消息转发给终端。
初始接入终端需补偿第一补偿时延发送随机接入过程消息一，第一补偿时延＝T1+△t1，其中，△t1＝(12.2ms–3.92ms)，△t1可以结合星历和信关站的位置信息计算得到。
终端下行同步完成后可以获取信关站的帧号和子帧号，再知道信关站的位置信息和星历信息，可以推算出接发送MSG3的时刻基站对应的帧号和子帧号，可以间接的推算出MSG3到达基站的时刻，基站对齐到slot边界的额外补偿为△t2。
在初始同步对齐TTI边界后，结合卫星运动的速度再补偿△t3提前发送，丢弃上一个TTI的△t3的数据样点。
在本实施例提供的方法中，采用在终端补偿使得发送数据到基站对齐到TTI边界的用户侧补偿时延，不用考虑维护每个TTI基站处理的时域数据的起始位置；终端到达基站的数据不超过CP，物理层的时序设计简单可以兼容地面5G的时序设计，降低实现复杂度；当T3在减小时，不会出现信关站N个slot内接收到N+1个slot数据而导致有1个slot数据不能处理的情况。
在本发明实施例提供的方法中，传统的5G通信，在发MSG1的时候不用提前发送，与现有的卫星互联网方案相比，现有方案在发送MSG1时是只补偿用户级时延T1，而在本发明实施例中，为了基站补偿固定时延，在发送消息一时补偿的时延为T1+△t1，为了解决卫星上行同步问题，本发明的时延补偿方案与现有方案有很大差异，有效的降低基站实现上行同步的难度。
在本发明实施例提供的方法中，由于信关站的信关站侧补偿时延为min(T0+T1)，而现有技术中，信关站为了补偿不固定的T0+T3，必然要以最大的T0+T3时延开数据缓存来调整TA，增加额外开销；即，现有技术中的信关站侧补偿时延为MAX(T0+T1)。若卫星高度在1175km，距离信关站最大的T3为12.2ms，距离信关站最小的T3为3.92ms，假设卫星到参考点的时延T0固定为4.5ms，在此情况下采用现有技术，信关站存大小需要267TTI缓存，而采用本发明实施例提供的方法，信关站缓存大小可减少近1倍。
与图1所述的方法相对应，本发明实施例还提供了一种上行同步装置，用于对图1中方法的具体实现，本发明实施例提供的上行同步装置可以应用于终端中，其结构示意图如图7所示，具体包括：
第一接收单元701，用于当接收到系统广播消息时，基于所述系统广播消息中包含的信关站的位置信息确定第一补偿时延；
第一发送单元702，用于基于所述第一补偿时延通过所述信关站对应的卫星向所述信关站发送消息一；
第二接收单元703，用于接收所述信关站反馈包含误差补偿时延的消息二；所述误差补偿时延由所述信关站依据预设的信关站侧补偿时延对所述消息一进行检测得到；
第一确定单元704，用于依据所述第一补偿时延和所述误差补偿时延确定用户侧补偿时延，并基于所述用户侧补偿时延通过所述卫星向所述信关站发送消息三，使得所述消息三到达所述信关站的时刻与该消息三对应的目标接收时隙的边界对齐，以实现上行同步。
在本发明提供的一实施例中，基于上述的装置，可选的，所述第一接收单元701，包括：
第一确定子单元，用于确定所述信关站对应的卫星到终端的传输距离与所述卫星到参考点的传输距离的距离差对应的相对传输时延；所述参考点为所述终端所处的小区中当前与所述卫星距离最近的位置点；
第二确定子单元，用于依据所述信关站的位置信息确定所述信关站与所述卫星当前的馈电电路时延；
计算子单元，用于将当前的公共参考时延、所述当前的馈电电路时延以及所述相对传输时延的和减去预设的信关站侧补偿时延，得到第一补偿时延，所述当前的公共参考时延为所述卫星到所述参考点的传输距离所对应的传输时延。
在本发明提供的又一实施例中，基于上述的装置，可选的，所述第一确定单元704，包括：
第三确定子单元，用于确定所述消息三的发送时刻；
第四确定子单元，用于基于所述消息三的发送时刻以及预先获取的系统帧号信息确定所述消息三对应的目标接收时隙；
第一执行子单元，用于将所述第一补偿时延以及所述误差补偿时延进行求和，得到初始用户侧补偿时延，并基于所述初始用户补偿时延确定所述发送时刻对应的消息到达时刻；所述消息到达时刻为所述消息三到达所述信关站的预估时刻；
判断子单元，用于判断所述消息到达时刻是否与所述目标接收时隙的边界对齐；
第二执行子单元，用于若所述消息到达时刻与所述目标接收时隙的边界未对齐，则确定所述目标接收时隙对应的边界补偿时延，并将所述初始用户侧补偿时延与所述边界补偿时延进行求和，得到用户侧补偿时延。
在本发明提供的又一实施例中，基于上述的装置，可选的，所述第一确定单元704还包括第三执行子单元，该第三执行子单元被配置为：
若所述消息到达时刻与所述目标接收时隙的边界对齐，则将所述初始用户侧补偿时延确定为用户侧补偿时延。
在本发明提供的又一实施例中，基于上述的装置，可选的，所述上行同步装置还包括执行单元，该执行单元被配置为：
响应于检测到待传输的上行数据，基于所述卫星的移动速度确定所述上行数据对应的卫星移动补偿时延；
将所述用户侧补偿时延与所述卫星移动补偿时延进行求和，得到所述上行数据对应的目标补偿时延；
基于所述目标补偿时延通过所述卫星向所述信关站发送所述上行数据。
上述本发明实施例公开的上行同步装置中的各个单元和模块具体的原理和执行过程，与上述本发明实施例公开的上行同步方法相同，可参见上述本发明实施例提供的上行同步方法中相应的部分，这里不再进行赘述。
本发明实施例提供了一种上行同步方法，该方法可以应用于信关站，所述方法的方法流程图如图8所示，具体包括：
S801：向已完成下行同步的终端发送系统广播消息，所述系统广播消息包括信关站的位置信息。
其中，该系统广播消息可以为SIB消息。
S802：依据预设的信关站侧补偿时延进行消息检测。
具体的，所述信关站侧补偿时延为卫星在移动过程中的馈电链路时延与公共参考时延的最小和；馈电链路时延为信关站与卫星之间的馈电链路时延，公共参考时延为卫星与参考点之间的传输距离对应的时延；所述参考点为所述终端所处的小区中与所述卫星距离最近的位置点。
S803：当检测到所述终端基于第一补偿时延发送的消息一时，确定所述消息一对应的误差补偿时延；所述第一补偿时延由所述终端基于所述系统广播消息中的信关站的位置信息计算得到。
可选的，信关站可以基于消息一进行时延估算，从而确定出该误差补偿时延，该误差补偿时延可以为卫星的移动距离、GPS定位误差、下行初始同步定时估计误差引入的补偿时延。
S804：基于所述误差补偿时延生成消息二，并将所述消息二发送至所述终端。
其中，信关站可以生成包含误差补偿时延的消息二，并将该消息二发送至终端。
S805：当检测到所述终端基于用户侧补偿时延发送的消息三时，在所述消息三与当前的接收时隙的边界对齐的情况下，确定所述终端上行同步成功；所述用户侧补偿时延由终端基于所述第一补偿时延以及所述误差补偿时延计算得到。
其中，该当前的接收时隙可以为该消息三对应的接收时序。
应用本发明实施例提供的上行同步方法，终端使用能够对齐接收时隙边界的用户侧补偿时延发送上行数据，可以避免信关站接收到的数据超出接收时隙TTI的循环前缀CP的范围，并且使得信关站不需要对每个TTI的时域数据的起始位置进行维护，达到了有效减少信关站的物理层时序设计的复杂度的效果；信关站采用固定的信关站侧补偿时延进行消息检测，使得信关站侧补偿时延不会受到卫星移动的影响，进而在卫星不断向卫星靠近时，不会出现有技术中因补偿时延减少而使得信关站出现丢帧的情况，达到了提高信关站性能的稳定性的效果。
与图8所述的方法相对应，本发明实施例还提供了一种上行同步装置，用于对图8中方法的具体实现，本发明实施例提供的上行同步装置可以应用于信关站中，其结构示意图如图9所示，具体包括：
第二发送单元901，用于向已完成下行同步的终端发送系统广播消息，所述系统广播消息包括信关站的位置信息；
消息检测单元902，用于依据预设的信关站侧补偿时延以进行消息检测；
第二确定单元903，用于当检测到所述终端基于第一补偿时延发送的消息一时，确定所述消息一对应的误差补偿时延；所述第一补偿时延由所述终端基于所述系统广播消息中的信关站的位置信息计算得到；
第三发送单元904，用于基于所述误差补偿时延生成消息二，并将所述消息二发送至所述终端；
第三确定单元905，用于当检测到所述终端基于用户侧补偿时延发送的消息三时，在所述消息三与当前的接收时隙的边界对齐的情况下，确定所述终端上行同步成功；所述用户侧补偿时延由终端基于所述第一补偿时延以及所述误差补偿时延计算得到。
本发明实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的指令，其中，在所述指令运行时控制所述存储介质所在的设备执行应用于终端的上行同步方法和/或应用于信关站的上行同步方法。
应用于终端的上行同步方法，包括：当接收到系统广播消息时，基于所述系统广播消息中包含的信关站的位置信息确定第一补偿时延；基于所述第一补偿时延通过所述信关站对应的卫星向所述信关站发送消息一；接收所述信关站反馈的包含误差补偿时延的消息二；所述误差补偿时延由所述信关站依据预设的信关站侧补偿时延对所述消息一进行检测得到；依据所述第一补偿时延和所述误差补偿时延确定用户侧补偿时延，并基于所述用户侧补偿时延通过所述卫星向所述信关站发送消息三，使得所述消息三到达所述信关站的时刻与该消息三对应的目标接收时隙的边界对齐，以实现上行同步。
应用于信关站的上行同步方法，包括：向已完成下行同步的终端发送系统广播消息，所述系统广播消息包括信关站的位置信息；依据预设的信关站侧补偿时延进行消息检测；当检测到所述终端基于第一补偿时延发送的消息一时，确定所述消息一对应的误差补偿时延；所述第一补偿时延由所述终端基于所述系统广播消息中的信关站的位置信息计算得到；基于所述误差补偿时延生成消息二，并将所述消息二发送至所述终端；当检测到所述终端基于用户侧补偿时延发送的消息三时，在所述消息三与当前的接收时隙的边界对齐的情况下，确定所述终端上行同步成功；所述用户侧补偿时延由终端基于所述第一补偿时延以及所述误差补偿时延计算得到。
本发明实施例还提供了一种终端，其结构示意图如图10所示，具体包括存储器1001，以及一个或者一个以上的指令1002，其中一个或者一个以上指令1002存储于存储器1001中，且经配置以由一个或者一个以上处理器1003执行所述一个或者一个以上指令1002进行以下操作：
当接收到系统广播消息时，基于所述系统广播消息中包含的信关站的位置信息确定第一补偿时延；
基于所述第一补偿时延通过所述信关站对应的卫星向所述信关站发送消息一；
接收所述信关站反馈的包含误差补偿时延的消息二；所述误差补偿时延由所述信关站依据预设的信关站侧补偿时延对所述消息一进行检测得到；
依据所述第一补偿时延和所述误差补偿时延确定用户侧补偿时延，并基于所述用户侧补偿时延通过所述卫星向所述信关站发送消息三，使得所述消息三到达所述信关站的时刻与该消息三对应的目标接收时隙的边界对齐，以实现上行同步。
该指令还用于实现在终端执行的其他上行同步方法的步骤及关联步骤。
本发明实施例还提供了一种信关站，其结构示意图如图11所示，具体包括存储器1101，以及一个或者一个以上的指令1102，其中一个或者一个以上指令1102存储于存储器1101中，且经配置以由一个或者一个以上处理器1103执行所述一个或者一个以上指令1102进行以下操作：
向已完成下行同步的终端发送系统广播消息，所述系统广播消息包括信关站的位置信息；
依据预设的信关站侧补偿时延进行消息检测；
当检测到所述终端基于第一补偿时延发送的消息一时，确定所述消息一对应的误差补偿时延；所述第一补偿时延由所述终端基于所述系统广播消息中的信关站的位置信息计算得到；
基于所述误差补偿时延生成消息二，并将所述消息二发送至所述终端；
当检测到所述终端基于用户侧补偿时延发送的消息三时，在所述消息三与当前的接收时隙的边界对齐的情况下，确定所述终端上行同步成功；所述用户侧补偿时延由终端基于所述第一补偿时延以及所述误差补偿时延计算得到。
该指令还用于实现在信关站执行的其他上行同步方法的步骤及关联步骤。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，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，在实施本发明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发明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，本发明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)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
以上对本发明所提供的一种上行同步方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明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发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，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发明的限制。
Claims (11)
1.一种上行同步方法，其特征在于，包括：
当接收到系统广播消息时，基于所述系统广播消息中包含的信关站的位置信息确定第一补偿时延；
基于所述第一补偿时延通过所述信关站对应的卫星向所述信关站发送消息一；
接收所述信关站反馈的包含误差补偿时延的消息二；所述误差补偿时延由所述信关站依据预设的信关站侧补偿时延对所述消息一进行检测得到；
依据所述第一补偿时延和所述误差补偿时延确定用户侧补偿时延，并基于所述用户侧补偿时延通过所述卫星向所述信关站发送消息三，使得所述消息三到达所述信关站的时刻与该消息三对应的目标接收时隙的边界对齐，以实现上行同步。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述系统广播消息中包含的信关站的位置信息确定第一补偿时延，包括：
确定所述信关站对应的卫星到终端的传输距离与所述卫星到参考点的传输距离的距离差对应的相对传输时延；所述参考点为所述终端所处的小区中当前与所述卫星距离最近的位置点；
依据所述信关站的位置信息确定所述信关站与所述卫星当前的馈电电路时延；
将当前的公共参考时延、所述当前的馈电电路时延以及所述相对传输时延的和减去预设的信关站侧补偿时延，得到第一补偿时延，所述当前的公共参考时延为所述卫星到所述参考点的传输距离所对应的传输时延。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述第一补偿时延和误差补偿时延确定用户侧补偿时延，包括：
确定所述消息三的发送时刻；
基于所述消息三的发送时刻以及预先获取的系统帧号信息确定所述消息三对应的目标接收时隙；
将所述第一补偿时延以及所述误差补偿时延进行求和，得到初始用户侧补偿时延，并基于所述初始用户补偿时延确定所述发送时刻对应的消息到达时刻；所述消息到达时刻为所述消息三到达所述信关站的预估时刻；
判断所述消息到达时刻是否与所述目标接收时隙的边界对齐；
若所述消息到达时刻与所述目标接收时隙的边界未对齐，则确定所述目标接收时隙对应的边界补偿时延，并将所述初始用户侧补偿时延与所述边界补偿时延进行求和，得到用户侧补偿时延。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
若所述消息到达时刻与所述目标接收时隙的边界对齐，则将所述初始用户侧补偿时延确定为用户侧补偿时延。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
响应于检测到待传输的上行数据，基于所述卫星的移动速度确定所述上行数据对应的卫星移动补偿时延；
将所述用户侧补偿时延与所述卫星移动补偿时延进行求和，得到所述上行数据对应的目标补偿时延；
基于所述目标补偿时延通过所述卫星向所述信关站发送所述上行数据。
6.一种上行同步装置，其特征在于，包括：
第一接收单元，用于当接收到系统广播消息时，基于所述系统广播消息中包含的信关站的位置信息确定第一补偿时延；
第一发送单元，用于基于所述第一补偿时延通过所述信关站对应的卫星向所述信关站发送消息一；
第二接收单元，用于接收所述信关站反馈包含误差补偿时延的消息二；所述误差补偿时延由所述信关站依据预设的信关站侧补偿时延对所述消息一进行检测得到；
第一确定单元，用于依据所述第一补偿时延和所述误差补偿时延确定用户侧补偿时延，并基于所述用户侧补偿时延通过所述卫星向所述信关站发送消息三，使得所述消息三到达所述信关站的时刻与该消息三对应的目标接收时隙的边界对齐，以实现上行同步。
7.一种上行同步方法，其特征在于，包括：
向已完成下行同步的终端发送系统广播消息，所述系统广播消息包括信关站的位置信息；
依据预设的信关站侧补偿时延进行消息检测；
当检测到所述终端基于第一补偿时延发送的消息一时，确定所述消息一对应的误差补偿时延；所述第一补偿时延由所述终端基于所述系统广播消息中的信关站的位置信息计算得到；
基于所述误差补偿时延生成消息二，并将所述消息二发送至所述终端；
当检测到所述终端基于用户侧补偿时延发送的消息三时，在所述消息三与当前的接收时隙的边界对齐的情况下，确定所述终端上行同步成功；所述用户侧补偿时延由终端基于所述第一补偿时延以及所述误差补偿时延计算得到。
8.一种上行同步装置，其特征在于，包括：
第二发送单元，用于向已完成下行同步的终端发送系统广播消息，所述系统广播消息包括信关站的位置信息；
消息检测单元，用于依据预设的信关站侧补偿时延进行消息检测；
第二确定单元，用于当检测到所述终端基于第一补偿时延发送的消息一时，确定所述消息一对应的误差补偿时延；所述第一补偿时延由所述终端基于所述系统广播消息中的信关站的位置信息计算得到；
第三发送单元，用于基于所述误差补偿时延生成消息二，并将所述消息二发送至所述终端；
第三确定单元，用于当检测到所述终端基于用户侧补偿时延发送的消息三时，在所述消息三与当前的接收时隙的边界对齐的情况下，确定所述终端上行同步成功；所述用户侧补偿时延由终端基于所述第一补偿时延以及所述误差补偿时延计算得到。
9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储指令，其中，在所述指令运行时控制所述存储介质所在的设备执行如权利要求1～5任意一项所述的上行同步方法和/或如权利要求7所述的上行同步方法。
10.一种终端，其特征在于，包括存储器，以及一个或者一个以上的指令，其中一个或一个以上指令存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行如权利要求1～5任意一项所述的上行同步方法。
11.一种信关站，其特征在于，包括存储器，以及一个或者一个以上的指令，其中一个或一个以上指令存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行如权利要求7所述的上行同步方法。
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