CN115550948A

CN115550948A - 一种上行探测参考信号传输方法及设备

Info

Publication number: CN115550948A
Application number: CN202211489940.2A
Authority: CN
Inventors: 谢涛; 郭欣
Original assignee: Beijing Commsat Technology Development Co Ltd
Current assignee: Beijing Commsat Technology Development Co Ltd
Priority date: 2022-11-25
Filing date: 2022-11-25
Publication date: 2022-12-30
Anticipated expiration: 2042-11-25
Also published as: CN115550948B

Abstract

本公开涉及一种上行探测参考信号传输方法及设备。该方法应用于至少一个主站和至少一个次站，包括：所述主站发送一个或多个上行探测参考信号资源配置，和一个或多个下行参考信号；所述次站测量所述一个或多个下行参考信号，以根据测量结果确定当前最优上行波束方向相比于上一次测量时确定的最优上行波束方向是否相同；若相同，所述次站在所述当前最优上行波束方向上发送第一上行探测参考信号；若不同，所述次站在所述当前最优上行波束方向上发送第二上行探测参考信号；所述第一上行探测参考信号和所述第二上行探测参考信号根据发送上行探测参考信号使用的物理资源区分，所述物理资源包括时间资源、频率资源或序列资源中的至少一个。

Description

一种上行探测参考信号传输方法及设备

技术领域

本公开涉及通信技术领域，具体涉及一种上行探测参考信号传输方法及设备。

背景技术

低轨卫星（Low Earth Orbitsatellite，LEO）的飞行高度通常大于或者等于500公里，基于此，低轨卫星很难确保与地球保持相对同步，那么，低轨卫星对地面的覆盖范围在不断变化，使得地面终端在与低轨卫星通信时，需要不断对上行波束进行调整（即波束跟踪）以保持通信质量。

在当前的上行波束跟踪方法中，地面终端使用多个波束方向（或者通过多个预编码矩阵）发送多个上行探测参考信号（Sounding reference single，SRS），低轨卫星在收到多个SRS信号后，从中选择波束方向并向地面终端发送调度信令。当低轨卫星发生变化时，将重新进行波束方向的选择。因此，地面终端需要不断发送多个SRS信号才保证通信质量，而这样，需要占用大量资源。

发明内容

针对现有技术中的上行波束选择方法占用资源较大的问题，本公开提出了一种上行探测参考信号传输方法及设备。

第一方面，本公开实施例中提供了一种上行探测参考信号传输方法，包括：

接收来自于主站的一个或多个上行探测参考信号资源配置，和一个或多个下行参考信号；

测量所述一个或多个下行参考信号，根据测量结果确定当前最优上行波束方向相比于上一次测量时确定的最优上行波束方向是否相同；

若相同，在所述当前最优上行波束方向上发送第一上行探测参考信号；

若不同，在所述当前最优上行波束方向上发送第二上行探测参考信号；

所述第一上行探测参考信号和所述第二上行探测参考信号根据发送上行探测参考信号使用的物理资源区分，所述物理资源包括时间资源、频率资源或序列资源中的至少一个。

进一步的，还包括：

使用第一物理资源发送第一上行探测参考信号，所述第一物理资源是上一次发送上行探测参考信号使用的物理资源；

使用第二物理资源发送第二上行探测参考信号；

所述第一物理资源和所述第二物理资源不同；

或，所述第一上行探测参考信号和所述第二上行探测参考信号为预先配置的上行探测参考信号。

进一步的，所述上行探测参考信号资源配置包括以下信息中的至少一个：

时间资源、频率资源或序列资源。

进一步的，在次站具备多波束发送能力的情况下，还包括：

若所述当前最优上行波束方向与上一次的最优上行波束方向相同，使用多个波束同时发送多个不同的所述第一上行探测参考信号，所述多个波束是多个波束方向上的波束；

若所述当前最优上行波束方向与上一次的最优上行波束方向不同，使用所述多个波束同时发送多个不同的所述第二上行探测参考信号。

进一步的，还包括：

接收来自于所述主站的波束方向切换顺序；

或，预先确定所述波束方向切换顺序；

依据所述波束方向切换顺序依次改变波束方向。

进一步的，还包括：

接收来自于所述主站的波束确认信令，所述确认信令包括以下信息中的至少一个：所述最优上行波束方向更新完成的确认信息，和所选择的最优上行波束。

第二方面，本公开实施例中提供了一种上行探测参考信号传输的方法，其特征在于，主站向次站发送一个或多个上行探测参考信号资源配置，和一个或多个下行参考信号；

所述主站接收来自于次站的上行探测参考信号；

若所述上行探测参考信号为第一上行探测参考信号，判断所述最优上行波束方向和上一次的最优上行波束方向相同；

若所述上行探测参考信号为第二上行探测参考信号，判断所述最优上行波束方向和上一次的最优上行波束方向不同；

所述第一上行探测参考信号和所述第二上行探测参考信号根据上行探测参考信号资源区分。

进一步的，在所述次站具备多波束发送能力的情况下，还包括：

若所述主站在多个波束方向使用多个波束同时接收多个不同的所述第一上行探测参考信号，判断所述最优上行波束方向和上一次的最优上行波束方向相同；

若所述主站在多个波束方向使用多个波束同时接收多个不同的所述第二上行探测参考信号，判断所述最优上行波束方向和上一次的最优上行波束方向不同。

进一步的，还包括：

所述主站向所述次站发送波束方向切换顺序，其中，所述次站依据所述波束方向切换顺序依次改变波束方向。

进一步的，还包括：

向所述次站发送波束确认信令，所述确认信令包括以下信息中的至少一个：所述当前最优上行波束方向更新完成的确认信息，和所选择的当前最优上行波束方向。

第三方面，本公开实施例中提供了一种上行探测参考信号传输方法，所述方法用于通信系统，所述通信系统包括主站和次站，所述方法包括：

所述主站发送一个或多个上行探测参考信号资源配置，和一个或多个下行参考信号；

所述次站测量所述一个或多个下行参考信号，以根据测量结果确定当前最优上行波束方向相比于上一次测量时确定的最优上行波束方向是否相同；

若相同，所述次站在所述当前最优上行波束方向上发送第一上行探测参考信号；

若不同，所述次站在所述当前最优上行波束方向上发送第二上行探测参考信号；

第四方面，本公开实施例中提供了一种次站，所述次站包括处理器和收发器；

所述收发器接收来自于主站的一个或多个上行探测参考信号资源配置，和一个或多个下行参考信号；

所述处理器测量所述一个或多个下行参考信号，以根据测量结果确定当前最优上行波束方向相比于上一次测量时确定的最优上行波束方向是否相同；

若相同，所述收发器在所述当前最优上行波束方向上发送第一上行探测参考信号；

若不同，所述收发器在所述当前最优上行波束方向上发送第二上行探测参考信号；

第五方面，本公开实施例中提供了一种主站，所述主站包括处理器和收发器；

所述收发器发送一个或多个上行探测参考信号资源配置，和一个或多个下行参考信号；

所述收发器接收来自于次站的上行探测参考信号，所述次站用于测量所述一个或多个下行参考信号，以根据测量结果确定当前最优上行波束方向相比于上一次测量时确定的最优上行波束方向是否相同；

若相同，所述处理器判断所述当前最优上行波束方向没有改变；

若不同，所述处理器判断所述当前最优上行波束方向发生改变；

附图说明

结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：

图1示出本公开的一种低轨卫星星座的示例性的分布示意图。

图2示出本公开的一种卫星系统架构的示例性架构示意图。

图3示出本公开的一种多波束终端通信的场景示意图。

图4示出本公开的上行探测参考信号传输方法的一种示例性场景示意图。

图5示出本公开的上行探测参考信号传输方法的另一种示例性场景示意图。

图6示出本公开的上行探测参考信号传输方法的第三种示例性场景示意图。

图7示出本公开的上行探测参考信号传输方法的第四种示例性场景示意图。

具体实施方式

在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施方式，以使本领域技术人员可容易地实现它们。此外，为了清楚起见，在附图中省略了与描述示例性实施方式无关的部分。

在本公开中，应理解，诸如“包括”或“具有”等的术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，并且不排除一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在或被添加的可能性。

本公开实施例涉及通信领域，公开了一种流程更短的SRS信号发送方法，缩短了波束切换的延迟，减少了SRS信号占用的资源。

下面对本公开实施例涉及的相关技术进行说明。

1、波束赋形

波束赋性是利用电磁波的传播模型，将能量集中到某个一个方向，是一个矢量。最大的目标是不浪费电磁波的辐射，有目的的加强某一个方向的覆盖。波束赋形的实现首先需要具有多个天线组成的天线阵列，通过调整相位阵列的基本单元的参数，例如相位和幅度，使得某些角度的信号获得相长干涉，而另一些角度的信号获得相消干涉，以达到波束赋形的目的。可将波束赋形后能量集中的方向成为波束方向。

从数学的角度，将一组数据叠加要给特殊的函数，一般称为预编码矩阵，之后形成可用于发送的数据序列，该序列在天线阵列发送后即可达到波束赋形的效果。改变预编码矩阵即可改变波束发送的方向。

由于应用了波束赋形的技术，波束具有了方向，因此衍生出波束对齐、波束跟踪等概念。

其中，波束跟踪指的是，由于相互通信的设备在不断进行相对运动，因此设备之间通信的最优角度也在变化，因此需要不断改变波束方向以跟踪通信设备，才能获取最优的通信信道条件。

2、参考信号

参考信号（Reference Signal，RS），也称为“导频”信号，是由发射端提供给接收端用于信道估计或信道探测的一种已知信号。接收端在接收到参考信号后，根据已知的序列和接收到的序列进行计算，算出参考信号强度，进而估计出信道质量。

参考信号可分为上行参考信号和下行参考信号，上行参考信号为次站发送给主站的参考信号，用于计算上行信道的信道质量；下行参考信号为主站发送给次站的参考信号，用于计算下行信道的信道质量。

上行探测参考信号（Sounding Reference Signal，SRS）是上行参考信号的一种，通常由次站发往主站。在低轨卫星通信系统中，地面终端往往需要发送覆盖多个方向的SRS信号。

图1示出本公开的一种低轨卫星星座的示例性的分布示意图。如图1所示，低轨卫星星座以Walker Polar星座为例，该星座由多个轨道（如121）组成，每个轨道上运行着多个低轨卫星（如111），轨道在北极点和南地点附近交汇。低轨卫星通过通信链路向地面一个区域内提供无线接入服务。其中单个卫星相对地面保持移动，因此其通信链路覆盖的区域随时间改变而改变。

图2示出本公开的一种卫星系统架构的示例性架构示意图。如图2所示，低轨卫星111（和或低轨卫星112）为地面提供无线接入服务，地面终端131和低轨卫星111间通过服务链路进行双向通信，低轨卫星111与地面信关站141之间通过馈电链路进行双向通信。地面终端131需要对低轨卫星111的波束进行跟踪，目前地面终端131仍然依赖于机械天线对卫星111进行跟踪，基于球面天线机械转动的方式能够提供较大的天线增益，并且能够较简单的实现对低轨卫星111的波束跟踪。但是相比基于阵列天线的波束成形方式，无法提供快速的波束切换和多波束能力。地面终端131可以实现为诸如手机、平板电脑、游戏主机、电子书阅读器、多媒体播放设备、可穿戴设备、PC(Personal Computer，个人计算机)等移动电子设备或台式电脑、水表、工厂机器等非移动电子设备。

图3示出本公开的一种多波束终端通信的场景示意图。如图3所示，地面终端至少具有1个波束，地面终端通过至少1个数字处理通路处理发送和接收信号，每一路通路信号通过可控相位的阵列天线实现可控波束方向。如图3所示，地面终端131具有波束A和波束B，波束A与低轨卫星111的波束1链接，从而地面终端131与低轨卫星111进行通信。地面终端131可以自由控制波束A和波束B的方向，且波束A波束B可同时于低轨卫星111进行通信。

图3中地面终端具有的波束数量仅为示意，地面终端可以具有任意数量的波束。

图4示出本公开的上行探测参考信号传输方法的一种示例性场景示意图。将LTE、5G等无线通信系统常用技术应用至低轨卫星系统。地面终端131在执行上行波束跟踪的过程中，每一次上行波束跟踪，地面终端131需要在全部波束方向发送SRS信号，或使用全部预编码矩阵发送SRS信号，如在波束方向A发送SRS0，在波束方向B发送SRS1，在波束方向C发送SRS2，在波束方向D发送SRS3。低轨卫星111在收到多个SRS信号后，对其进行测量，并判断出最优波束方向或可用波束方向，如波束方向B。在另一时刻，低轨卫星111的位置发生了变化，地面终端131需要再次执行上述过程以使得111判断最优波束方向或可用波束方向是否发生改变，如是否仍然为波束方向B。

可选的，地面终端131同时使用多个波束发送多个SRS信号。

可选的，若地面终端131同一时间只能使用同一个波束，则在不同的时间使用不同的波束方向发送多个SRS信号。

上述方法能够实现精准的波束调度，且在LTE、5G系统中广泛应用。但是，一方面地面终端131需要使用大量的资源发送SRS信号，另一方面每一次波束选择过程均需要经过低轨卫星确认，造成时延。

基于此，本公开提出了一种可选实施例，地面终端131若判断出最优上行波束方向或可用上行波束方向没有改变，发送第一上行探测参考信号；若所述最优上行波束方向或可用上行波束方向发生改变，发送第二上行探测参考信号。

如图5所示。在第一时段，低轨卫星111向地面终端131发送下行参考信号（如CSI-RS信号），地面终端131在接收到下行参考信号后，依据下行参考信号测量低轨卫星111和地面终端131之间的信道。由于信道包含直射路径（LOS），因此地面终端131可以使用多种方法来估算波束方向。在一种可选的实施方式中，地面终端131使用DOA（波达方向定位技术，Direction Of Arrival）推算上行波束方向。在一种可选的实施方式中，地面终端131通过下行接收波束推算上行波束方向。地面终端131检测到最优上行波束方向或可用波束方向后，如波束方向B，地面终端131通过波束方向B发送SRS1序列。低轨卫星111接收到SRS1后，判定地面终端131使用的波束为波束方向B。

在第二时段，低轨卫星111的位置发生了移动，地面终端131通过测量下行参考信号，判断最优上行波束方向或可用上行波束方向发生了改变，从波束方向B变为波束方向C。地面终端131使用波束方向C发送SRS2。低轨卫星111在SRS2所在的物理资源检测到SRS2信号后，判定地面终端131使用的上行波束方向是波束方向C。在第三时间段，低轨卫星111移动到下一位置，此时地面终端131使用波束方向D发送SRS1，低轨卫星111在接收到SRS1信号后判断最优上行波束方向或可用上行波束方向发生了改变，变换为波束D。

通过上述实施例的方法，通信系统只需要给每个地面终端预留2个SRS时频资源，地面终端每次只需要使用一个SRS时频资源，节约了上行信道资源。

在上述实施例中，低轨卫星111为地面终端131配置了多个SRS时频资源，但是在每一次传输中，只有一个资源被使用，虽然相比于图4方案减少了资源开销，但仍然存在资源冗余的问题。

因此，在本公开的一种可选实施例中，低轨卫星为地面终端只配置一个SRS时频资源，但是配置两个不同的SRS序列。

如图6所示，两个序列不同的SRS分别为SRS1和SRS2，二者使用相同的时频资源。在第一时段，地面终端131使用波束方向B发送SRS1，低轨卫星111在接收到SRS1后，判断最优上行波束方向或可用上行波束方向为波束方向B。在第二时段，地面终端131使用波束方向C发送SRS2，低轨卫星111在接收到SRS2后，判断最优上行波束方向或可用上行波束方向发生了改变，为波束方向C。在第三时段，地面终端131使用波束方向D发送SRS1，低轨卫星111在接收到SRS1后，判断最优上行波束方向或可用上行波束方向没有改变。

上述实施例描述的方案能够满足基于卫星确定轨道的波束跟踪的目的，但是，卫星并不会完全按照预测轨道运行，因此地面终端选择的波束方向可能不是最优上行波束方向或可用上行波束方向。

因此，在本公开的一种可选实施例中，地面终端通过两个波束分别发送两个不同的SRS信号，低轨卫星在接收到两个SRS信号后对其进行测量，并选择最优上行波束方向或可用上行波束方向。

如图7所示，在第一时段，地面终端131通过波束A和波束B分别发送SRS0和SRS1。在一种可选的实施方式中，波束A和波束B是可以同时存在的两个波束。在一种可选的实施方式中，波束A和波束B不同时存在，二者指代不同的波束方向。其中，波束A和波束B可以称为一个波束组，SRS0和SRS1的对应不同的SRS资源，两个资源可以称为一个资源集。低轨卫星111在两个SRS资源上检测到SRS0和SRS1信号，此时低轨卫星111判断地面终端131使用的是波束A和波束B，并从当前波束组（波束A和波束B）中选择最优上行波束方向或可用上行波束方向。在第二时段，地面终端131切换至波束B和波束C分别发送SRS2和SRS3信号，即波束组偏移了一个波束方向。低轨卫星111在配置的资源集上检测到SRS2和SRS3信号，判断地面终端131使用的波束为波束B和波束C。此时，低轨卫星111在两个SRS资源上检测到SRS2和SRS3信号，低轨卫星111判断地面终端131使用的是波束B和波束C，低轨卫星111在当前波束组（波束B和波束C）中选择最优上行波束方向或可用上行波束方向。在第三时段，地面终端131使用波束C和波束D分别发送SRS0和SRS1，即波束组继续偏移了一个波束方向。此时，低轨卫星111在两个SRS资源上检测到SRS0和SRS1信号，此时低轨卫星111判断地面终端131使用的是波束C和波束D并从中选择最优上行波束方向或可用上行波束方向。

在上述所有实施例中，地面终端131通过连续两次发送相同的SRS信号指示最优上行波束方向或可用上行波束方向未变，连续两次发送不同的SRS信号指示最优上行波束方向或可用上行波束方向发生变化。例如，在第三时段，地面终端131使用波束方向D发送SRS1(或，SRS0和SRS1），由于和第二时段发送的SRS2(或，SRS2和SRS3)信号不同，所以低轨卫星111在接收到SRS1(或，SRS0和SRS1）信号后，判断最优上行波束方向或可用上行波束方向发生变化。

可选的，地面终端131具有数量大于或者等于2的波束。

可选的，地面终端131被分配数量大于或者等于2的SRS信号资源。

可选的，不同的SRS信号和不同的波束方向之间的存在一一对应的关系。例如，当在上述实施例中使用波束D时，发送SRS3。

可选的，不同的SRS信号使用不同的时频资源或序列资源。

可选的，不同的SRS信号和不同的波束方向之间的对应关系由低轨卫星111确定并发送给地面终端131。

可选的，不同的SRS信号和不同的波束之间的对应关系为预先确定的关系。

可选的，第一SRS信号对应最优上行波束方向或可用上行波束方向未变，第二SRS信号对应最优上行波束方向或可用上行波束方向已变。

可选的，地面终端131预先确定波束方向切换的顺序。预先确定指的是不经由低轨卫星111就确定好波束方向切换的顺序。如预先写入地面终端处理器中，或由地面信关站通知地面终端131。且，波束方向切换的顺序同样预先写入低轨卫星111的处理器中，或由地面信关站通知低轨卫星111.

可选的，波束方向切换的顺序由低轨卫星111通知地面终端131。

可选的，低轨卫星111在接收到SRS信号之后，根据SRS信号指示的波束方向进行资源分配。

可选的，低轨卫星111在通过检测SRS信号更新上行最优波束或波束组之后，向地面终端发送确认信令，确认低轨卫星波束更新成功。其中，确认信息还可包括波束方向选择信息。

上述所有实施例中，提及低轨卫星仅是示例，其他具有相似通信特性，即按预定轨道移动的特性的设备均可以使用上述所有实施例中提及的方法与终端沟通。

上述实施例描述的方法不限于在低轨卫星系统中使用，其他飞行器也可以使用上述实施例中描述的方法。

通过上述所有实施例，通信系统在保证通信质量的情况下，减少了SRS信号占用的上行资源。

附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本公开实施例中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过可编程硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定。

作为另一方面，本公开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可以是上述实施例中电子设备或计算机系统中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入设备中的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，所述程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本公开的方法。

以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims

1.一种上行探测参考信号传输方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

使用第二物理资源发送第二上行探测参考信号；

所述第一物理资源和所述第二物理资源不同；

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上行探测参考信号资源配置包括以下信息中的至少一个：

时间资源、频率资源或序列资源。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在次站具备多波束发送能力的情况下，还包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

接收来自于所述主站的波束方向切换顺序；

或，预先确定所述波束方向切换顺序；

依据所述波束方向切换顺序依次改变波束方向。

6.根据权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，还包括：

7.一种上行探测参考信号传输的方法，其特征在于，包括：

主站向次站发送一个或多个上行探测参考信号资源配置，和一个或多个下行参考信号；

所述主站接收来自于次站的上行探测参考信号；

若所述上行探测参考信号为第一上行探测参考信号，判断最优上行波束方向和上一次的最优上行波束方向相同；

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述次站具备多波束发送能力的情况下，还包括：

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

10.根据权利要求7-9任一所述的方法，其特征在于，还包括：

向所述次站发送波束确认信令，所述确认信令包括以下信息中的至少一个：当前最优上行波束方向更新完成的确认信息，和所选择的当前最优上行波束方向。

11.一种上行探测参考信号传输方法，其特征在于，所述方法用于通信系统，所述通信系统包括主站和次站，所述方法包括：

12.一种次站，其特征在于，所述次站包括处理器和收发器；

13.一种主站，其特征在于，所述主站包括处理器和收发器；

第一上行探测参考信号和第二上行探测参考信号根据发送上行探测参考信号使用的物理资源区分，所述物理资源包括时间资源、频率资源或序列资源中的至少一个。