CN118249877A - 星地通信载荷间的同步方法、装置及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种星地通信载荷间的同步方法、装置及存储介质，所述方法包括：获取地面设备发送的第一调度消息；基于所述第一调度消息对链路时延抖动进行测量，得到所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间；基于所述提前空口到达卫星设备的时间向所述地面设备发送请求消息，所述请求消息用于请求所述地面设备调整发送第二调度消息时的链路时延。本申请使得卫星设备接收调度消息恢复到正常时序要求，解决了卫星再生模式下物理层与协议栈功能实体分离带来的链路时延抖动问题，从而实现了实体间信息交互的同步，保证了星载基站的正常通信。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种星地通信载荷间的同步方法、装置及存储介质。
背景技术
在卫星通信系统的星上再生模式的一种场景中，卫星通信载荷有两个功能实体组成，两个功能实体分别是星上通信载荷物理层(S-PHY)和地面通信载荷协议栈(S-MAC)，星地通信载荷的两个功能实体需要进行消息交互同步才能组成一个完整的卫星通信载荷。
相关技术中，由于S-PHY和S-MAC之间消息交互要通过空口转发，S-PHY和S-MAC之间消息的转发存在非实时性，存在较大的时延抖动，而时延抖动对按固定时序处理的媒体接入控制(Media Access Control，MAC)层和物理层来说影响较大，时延抖动会导致物理层时序错误，进一步导致物理层收发错误，从而导致S-PHY与S-MAC无法保持同步。
发明内容
本申请实施例提供一种星地通信载荷间的同步方法、装置及存储介质，用以解决S-PHY和S-MAC无法保持同步的技术问题。
第一方面，本申请实施例提供一种星地通信载荷间的同步方法，应用于卫星设备，包括：
获取地面设备发送的第一调度消息；
基于所述第一调度消息对链路时延抖动进行测量，得到所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间；
基于所述提前空口到达卫星设备的时间向所述地面设备发送请求消息，所述请求消息用于请求所述地面设备调整发送第二调度消息时的链路时延；所述第二调度消息为所述第一调度消息的下一个调度消息。
在一些实施例中，基于所述第一调度消息对链路时延抖动进行测量，得到所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间，包括：
获取所述第一调度消息中包含的空口帧号和空口时隙号；
根据所述第一调度消息中包含的空口帧号和空口时隙号，以及卫星设备本地的帧号和时隙号，得到所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间。
在一些实施例中，根据所述第一调度消息中包含的空口帧号和空口时隙号，以及卫星设备本地的帧号和时隙号，得到所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间，包括：
根据所述第一调度消息中包含的空口帧号和空口时隙号，以及卫星设备本地的帧号和时隙号，确定所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时隙个数；
根据所述时隙个数确定所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间。
在一些实施例中，确定所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时隙个数的计算公式如下：
ΔC＝(A0*Q+B0)-(A1*Q+B1)
其中，ΔC表示所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时隙个数，A0表示所述第一调度消息中包含的空口帧号，Q表示一帧包含的时隙个数，B0表示所述第一调度消息中包含的空口时隙号，A1表示卫星设备本地的帧号，B1表示卫星设备本地的时隙号。
在一些实施例中，基于所述提前空口到达卫星设备的时间向所述地面设备发送请求消息，包括：
判断所述提前空口到达卫星设备的时间是否在预设时间范围之外；
在确定所述提前空口到达卫星设备的时间在预设时间范围之外的情况下，向所述地面设备发送请求消息。
在一些实施例中，向所述地面设备发送请求消息，包括：
在确定所述提前空口到达卫星设备的时间大于或等于所述预设时间范围的上限的情况下，向所述地面设备发送用于请求滞后发送所述第二调度消息的请求消息；
在确定所述提前空口到达卫星设备的时间小于或等于所述预设时间范围的下限的情况下，向所述地面设备发送用于请求提前发送所述第二调度消息的请求消息。
在一些实施例中，向所述地面设备发送请求消息之前，还包括：
确定提前空口到达卫星设备的时间在预设时间范围之外的累计次数达到第一预设阈值。
在一些实施例中，获取地面设备发送的第一调度消息之前，还包括：
卫星设备通过GNSS与所述地面设备进行帧号同步。
第二方面，本申请实施例提供一种星地通信载荷间的同步方法，应用于地面设备，包括：
向卫星设备发送第一调度消息；
获取所述卫星设备发送的请求消息；
基于所述请求消息调整发送第二调度消息时的链路时延；所述第二调度消息为所述第一调度消息的下一个调度消息。
在一些实施例中，基于所述请求消息调整发送第二调度消息时的链路时延，包括：
在确定所述请求消息用于请求提前发送所述第二调度消息的情况下，缩短发送第二调度消息时的链路时延；
在确定所述请求消息用于请求滞后发送所述第二调度消息的情况下，延长发送第二调度消息时的链路时延。
在一些实施例中，向卫星设备发送第一调度消息之前，还包括：
基于星历信息确定初始的链路时延。
在一些实施例中，向卫星设备发送第一调度消息之前，还包括：
获取所述卫星设备的缓存能力；
基于所述初始的链路时延、所述卫星设备的缓存能力以及自身的缓存能力，确定MAC层调度时序需要的时延；
基于所述MAC层调度时序需要的时延对物理层信道进行调度。
在一些实施例中，基于所述请求消息调整发送第二调度消息时的链路时延之后，还包括：
在连续收到所述卫星设备单向进行链路时延调整的请求次数达到第二预设阈值的情况下，启动定时器；
在所述定时器超时后继续收到所述卫星设备单向进行链路时延调整的请求的情况下，释放与所述卫星设备间的通信链路。
第三方面，本申请实施例还提供一种卫星设备，包括存储器，收发机，处理器：
存储器，用于存储计算机程序；收发机，用于在所述处理器的控制下收发数据；处理器，用于读取所述存储器中的计算机程序并执行以下操作：
获取地面设备发送的第一调度消息；
基于所述第一调度消息对链路时延抖动进行测量，得到所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间；
基于所述提前空口到达卫星设备的时间向所述地面设备发送请求消息，所述请求消息用于请求所述地面设备调整发送第二调度消息时的链路时延；所述第二调度消息为所述第一调度消息的下一个调度消息。
在一些实施例中，基于所述第一调度消息对链路时延抖动进行测量，得到所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间，包括：
获取所述第一调度消息中包含的空口帧号和空口时隙号；
根据所述第一调度消息中包含的空口帧号和空口时隙号，以及卫星设备本地的帧号和时隙号，得到所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间。
在一些实施例中，根据所述第一调度消息中包含的空口帧号和空口时隙号，以及卫星设备本地的帧号和时隙号，得到所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间，包括：
根据所述第一调度消息中包含的空口帧号和空口时隙号，以及卫星设备本地的帧号和时隙号，确定所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时隙个数；
根据所述时隙个数确定所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间。
在一些实施例中，确定所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时隙个数的计算公式如下：
ΔC＝(A0*Q+B0)-(A1*Q+B1)
其中，ΔC表示所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时隙个数，A0表示所述第一调度消息中包含的空口帧号，Q表示一帧包含的时隙个数，B0表示所述第一调度消息中包含的空口时隙号，A1表示卫星设备本地的帧号，B1表示卫星设备本地的时隙号。
在一些实施例中，基于所述提前空口到达卫星设备的时间向所述地面设备发送请求消息，包括：
判断所述提前空口到达卫星设备的时间是否在预设时间范围之外；
在确定所述提前空口到达卫星设备的时间在预设时间范围之外的情况下，向所述地面设备发送请求消息。
在一些实施例中，向所述地面设备发送请求消息，包括：
在确定所述提前空口到达卫星设备的时间大于或等于所述预设时间范围的上限的情况下，向所述地面设备发送用于请求滞后发送所述第二调度消息的请求消息；
在确定所述提前空口到达卫星设备的时间小于或等于所述预设时间范围的下限的情况下，向所述地面设备发送用于请求提前发送所述第二调度消息的请求消息。
在一些实施例中，向所述地面设备发送请求消息之前，还包括：
确定提前空口到达卫星设备的时间在预设时间范围之外的累计次数达到第一预设阈值。
在一些实施例中，获取地面设备发送的第一调度消息之前，还包括：
卫星设备通过GNSS与所述地面设备进行帧号同步。
第四方面，本申请实施例还提供一种地面设备，包括存储器，收发机，处理器：
存储器，用于存储计算机程序；收发机，用于在所述处理器的控制下收发数据；处理器，用于读取所述存储器中的计算机程序并执行以下操作：
向卫星设备发送第一调度消息；
获取所述卫星设备发送的请求消息；
基于所述请求消息调整发送第二调度消息时的链路时延；所述第二调度消息为所述第一调度消息的下一个调度消息。
在一些实施例中，基于所述请求消息调整发送第二调度消息时的链路时延，包括：
在确定所述请求消息用于请求提前发送所述第二调度消息的情况下，缩短发送第二调度消息时的链路时延；
在确定所述请求消息用于请求滞后发送所述第二调度消息的情况下，延长发送第二调度消息时的链路时延。
在一些实施例中，向卫星设备发送第一调度消息之前，还包括：
基于星历信息确定初始的链路时延。
在一些实施例中，向卫星设备发送第一调度消息之前，还包括：
获取所述卫星设备的缓存能力；
基于所述初始的链路时延、所述卫星设备的缓存能力以及自身的缓存能力，确定MAC层调度时序需要的时延；
基于所述MAC层调度时序需要的时延对物理层信道进行调度。
在一些实施例中，基于所述请求消息调整发送第二调度消息时的链路时延之后，还包括：
在连续收到所述卫星设备单向进行链路时延调整的请求次数达到第二预设阈值的情况下，启动定时器；
在所述定时器超时后继续收到所述卫星设备单向进行链路时延调整的请求的情况下，释放与所述卫星设备间的通信链路。
第五方面，本申请实施例还提供一种星地通信载荷间的同步装置，包括：
第一获取模块，用于获取地面设备发送的第一调度消息；
测量模块，用于基于所述第一调度消息对链路时延抖动进行测量，得到所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间；
第一发送模块，用于基于所述提前空口到达卫星设备的时间向所述地面设备发送请求消息，所述请求消息用于请求所述地面设备调整发送第二调度消息时的链路时延；所述第二调度消息为所述第一调度消息的下一个调度消息。
第六方面，本申请实施例还提供一种星地通信载荷间的同步装置，包括：
第二发送模块，用于向卫星设备发送第一调度消息；
第二获取模块，用于获取所述卫星设备发送的请求消息；
第三发送模块，用于基于所述请求消息调整发送第二调度消息时的链路时延；所述第二调度消息为所述第一调度消息的下一个调度消息。
第七方面，本申请实施例还提供一种处理器可读存储介质，所述处理器可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使所述处理器执行如上所述第一方面或第二方面所述的星地通信载荷间的同步方法。
第八方面，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使计算机执行如上所述第一方面或第二方面所述的星地通信载荷间的同步方法。
第九方面，本申请实施例还提供一种通信设备可读存储介质，所述通信设备可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使通信设备执行如上所述第一方面或第二方面所述的星地通信载荷间的同步方法。
第十方面，本申请实施例还提供一种芯片产品可读存储介质，所述芯片产品可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使芯片产品执行如上所述第一方面或第二方面所述的星地通信载荷间的同步方法。
本申请实施例提供的一种星地通信载荷间的同步方法、装置及存储介质，通过地面设备发送第一调度消息给卫星设备，卫星设备对链路时延抖动的测量，得到第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间，从而触发地面设备滞后或提前发送第二调度消息，使得卫星设备接收调度消息恢复到正常时序要求，解决了卫星再生模式下物理层与协议栈功能实体分离带来的链路时延抖动问题，从而实现了实体间信息交互的同步，保证了星载基站的正常通信。
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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本申请实施例提供的星地通信载荷间的同步方法流程示意图之一；
图2是本申请星载基站再生模式下S-PHY与S-MAC进行信息交互和信息处理的信号流示意图；
图3是本申请S-PHY有10ms缓存时对C0和C1的判决示意图；
图4是本申请实施例提供的星地通信载荷间的同步方法流程示意图之二；
图5是本申请实施例提供的卫星设备的结构示意图；
图6是本申请实施例提供的地面设备的结构示意图；
图7是本申请实施例提供的一种星地通信载荷间的同步装置的结构示意图之一；
图8是本申请实施例提供的一种星地通信载荷间的同步装置的结构示意图之二。
具体实施方式
卫星通信载荷由两个功能实体组成，两个功能实体分别是星上通信载荷物理层(简称S-PHY)和地面通信载荷协议栈(简称S-MAC)，星地通信载荷的两个功能实体需要进行消息交互同步才能组成一个完整的卫星通信载荷。
而卫星通信系统的星载基站有两种模式，一种是星上再生模式，一种是星上转发模式。星上转发模式是把地面的无线通信信息进行接收、中继、转发，实现比较单一。而星上再生模式有两种方式，一种是整个星载基站实现全部物理层和全协议栈，这种方式要求星载基站有较强的处理能力，另外一种方式是星载基站只实现物理层，而协议栈功能在地面完成，星载物理层和地面协议栈通过其它体制通信方式实现调度消息的交互，这种方式可以大大降低对星载基站的处理能力需求。卫星通信载荷实现S-PHY与S-MAC分离，该星载再生模式同时适用于低轨卫星和同步卫星。对于低轨卫星，S-PHY与S-MAC这两个功能实体有较高的相对运动，对于同步卫星，S-PHY与S-MAC这两个功能实体之间基本相对静止，无论是低轨卫星还是同步卫星，都需要两个功能实体通过其它网元并通过其它体制通信方式实现两者之间的信息交换。
相关技术中，由于S-PHY和S-MAC之间消息交互要通过空口转发，S-PHY和S-MAC之间消息的转发存在非实时性，存在较大的时延抖动，而时延抖动对按固定时序处理的MAC层和物理层来说影响较大，时延抖动会导致物理层时序错误，进一步导致物理层收发错误，从而导致S-PHY与S-MAC无法保持同步。
基于上述技术问题，本申请实施例提供的一种星地通信载荷间的同步方法、装置及存储介质，通过地面设备发送第一调度消息给卫星设备，卫星设备对链路时延抖动的测量，得到第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间，从而触发地面设备滞后或提前发送第二调度消息，使得卫星设备接收调度消息恢复到正常时序要求，解决了卫星再生模式下物理层与协议栈功能实体分离带来的链路时延抖动问题，从而实现了实体间信息交互的同步，保证了星载基站的正常通信。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本申请一部分实施例，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作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。
图1是本申请实施例提供的星地通信载荷间的同步方法流程示意图之一，如图1所示，本申请实施例提供的星地通信载荷间的同步方法，其执行主体可以为卫星设备，该方法可以包括：
步骤101、获取地面设备发送的第一调度消息。
具体地，地面设备向卫星设备发送第一调度消息，卫星设备接收地面设备发送的第一调度消息。
具体地，地面设备指的是地面通信载荷协议栈，第一调度消息是指由S-MAC发送给S-PHY发的上下行链路的未经过时延处理的调度消息。
步骤102、基于所述第一调度消息对链路时延抖动进行测量，得到所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间。
具体地，接收到第一调度消息后的卫星设备对时延链路抖动进行测量，测量出第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间，卫星设备再向地面设备发送请求消息。
具体地，例如，S-PHY中的FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)把帧号时隙号以及中断信号发给处理器，处理器的PLC(Programmable LogicController，可编程逻辑控制器)模块接收缓存S-MAC发送的第一调度消息，并根据帧号和时隙号进行对第一调度消息传输的时延测量，测量出第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间。
图2是本申请星载基站再生模式下S-PHY与S-MAC进行信息交互和信息处理的信号流示意图，如图2所示，图中星载物理层主要完成物理层各个物理信道的处理，S-PHY的FPGA负责接收外部GNSS(全球导航卫星系统)的1PPS和Tod(pulse per second&time of date，实时时钟同步的信号)并维护CPU系统需要的帧号、时隙号以及中断信号，并按照固定时序完成物理层各个物理信道的处理，S-PHY的处理器软件PLC模块，负责维护对外数据的收发处理流程，对内完成FPGA物理层各个物理信道参数的处理和收发。
S-PHY的工作机制：FPGA把帧号时隙号以及中断信号发给处理器，处理器的PLC模块接收缓存S-MAC的调度消息，并根据帧号和时隙号进行调度消息传输的时延测量，PLC模块根据FPGA物理层处理时序计算传输物理层各个信道的参数，并接收FPGA物理层的上报消息。S-PHY的FPGA按照固定时序和物理信道参数处理各个物理信道。
如图2所示，图中地面协议栈主要完成地面协议栈的处理，例如，RRC(RadioResource Control，无线资源控制)等协议处理。S-MAC的FPGA负责接收外部GNSS的1PPS和Tod并维护CPU(Central Processing Unit，中央处理器)系统需要的帧号、时隙号以及中断信号，S-MAC的处理器软件PLC模块，负责维护对外数据的收发处理流程，对内接收缓存MAC层的上下行调度消息以及给MAC层上报上行各个物理信道的上报消息。
S-MAC的工作机制：FPGA把帧号时隙号以及中断信号发给处理器，处理器MAC层按照固定的时序提前空口调度上下行各个物理信道调度消息，处理器的PLC模块接收缓存MAC的调度消息，根据时隙号和帧号以及中断信号通过缓存调度消息的时序维护调度消息的发射，PLC模块接收处理S-PHY的上报消息，并报给MAC层进行处理。
步骤103、基于所述提前空口到达卫星设备的时间向所述地面设备发送请求消息，所述请求消息用于请求所述地面设备调整发送第二调度消息时的链路时延；所述第二调度消息为所述第一调度消息的下一个调度消息。
具体地，卫星设备向地面设备发送请求消息，地面设备接收到卫星设备发送的请求消息，地面设备根据请求消息调整发送第二调度消息的时延，调整完发送给卫星设备，卫星设备接收地面设备发送的第二调度消息。
具体地，请求消息是指向地面通信载荷协议栈发送的时延调整请求消息，第二调度消息是指根据时延调整请求消息调整完发送时序的第二次发送的调度消息。
具体地，星上通信载荷物理层根据测量出来的第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间，测量出链路时延，再向地面通信载荷协议栈发送时延调整请求消息，例如，消息内容是滞后或提前的K(单位ms)处理。
本申请实施例提供的一种星地通信载荷间的同步方法，通过地面设备发送第一调度消息给卫星设备，卫星设备对链路时延抖动的测量，得到第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间，从而触发地面设备滞后或提前发送第二调度消息，使得卫星设备接收调度消息恢复到正常时序要求，解决了卫星再生模式下物理层与协议栈功能实体分离带来的链路时延抖动问题，从而实现了实体间信息交互的同步，保证了星载基站的正常通信。
在一些实施例中，基于所述第一调度消息对链路时延抖动进行测量，得到所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间，包括：
获取所述第一调度消息中包含的空口帧号和空口时隙号；
根据所述第一调度消息中包含的空口帧号和空口时隙号，以及卫星设备本地的帧号和时隙号，得到所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间。
具体地，卫星设备对链路时延抖动进行测量，也就是获取第一调度消息中包含的空口帧号和空口时隙号，根据空口帧号和空口时隙号得到第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间，再向地面设备发送请求消息，地面设备接收到请求消息后，调整发送第二调度消息的链路时延，若请求消息用于请求提前发送所述第二调度消息的情况下，地面设备缩短发送第二调度消息时的链路时延，若请求消息用于请求滞后发送所述第二调度消息的情况下，地面设备延长发送第二调度消息时的链路时延。
具体地，S-PHY的PLC模块接收S-MAC发的调度消息，通过接收第一调度消息里的空口帧号和空口时隙以及S-PHY本地帧号和时隙来判决是否需要S-MAC进行计算，计算结果并与理想接收时间的偏差进行比较，进一步判决是否给S-MAC发链路时延调整消息，若需要给S-MAC发链路时延调整消息，根据计算结果测出第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间。
本申请实施例提供的一种星地通信载荷间的同步方法，通过计算第一调度消息中包含的空口帧号和空口时隙号，根据空口帧号和空口时隙号，以及卫星设备本地的帧号和时隙号，得到所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间，使得地面设备可以更精确地缩短或延长第二调度消息的链路时延，进而使得卫星设备接收调度消息可以恢复到正常的时序。
在一些实施例中，根据所述第一调度消息中包含的空口帧号和空口时隙号，以及卫星设备本地的帧号和时隙号，得到所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间，包括：
根据所述第一调度消息中包含的空口帧号和空口时隙号，以及卫星设备本地的帧号和时隙号，确定所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时隙个数；
根据所述时隙个数确定所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间。
具体地，根据第一调度消息中包含的空口帧号和空口时隙号，以及卫星设备本地的帧号和时隙号，确定第一调度消息提前空口到达卫星设备的时隙个数，再根据时隙个数确定第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间。
具体地，在地面设备向卫星设备发送第一调度消息之前，还需要确认星历信息确定初始的链路时延和该卫星设备的缓存能力，根据初始的链路时延和该卫星设备和地面设备的缓存能力，确定MAC层调度时序需要的时延，根据MAC层调度时序需要的时延再对物理层信道进行调度。
具体地，根据第一调度消息里的空口帧号和空口时隙以及S-PHY本地帧号和时隙，来确定第一调度消息提前空口到达卫星设备的时隙个数。
具体地，S-PHY作为星上载荷，存储资源比较有限，S-MAC首先获得S-PHY的星上缓存调度消息的能力。
例如，设计方案里PLC模块需要有N毫秒存储空间来对物理层各个信道调度消息进行缓存，设计方案里PLC模块需要有M毫秒存储空间来对MAC调度消息进行缓存。S-MAC首先获得S-PHY的星上缓存调度消息的能力，用星历参数计算S-MAC与S-PHY的路径时延T0(单位ms)，S-MAC提前空口T0+M/2+N/2(单位ms)时间调度。
S-MAC的PLC模块缓存M/2(单位ms)的物理层信道调度消息，PLC模块提前空口时间T0+M/2(单位ms)给S-PHY发调度消息，PLC通过时隙中断触发物理层调度消息的发射，正常情况下，PLC模块每次时隙中断只发一个时隙的物理层信道调度消息。
S-PHY的PLC模块缓存N/2(单位ms)的物理层调度消息，正常情况下，经过S-MAC和S-PHY的路径时延，S-PHY的PLC模块提前空口N/2(单位ms)时间接收到物理层调度信息，设计给FPGA物理层处理时序留充足空间。
具体地，S-MAC的MAC层按照固定的时序提前进行调度，S-PHY的FPGA按照固定的时序处理物理层各个信道，S-MAC和S-PHY的处理器都需要有一个公共的PLC处理模块，该PLC处理模块通过缓存各个物理信道的调度消息来适应链路时延的抖动，S-PHY负责进行链路时延抖动的测量，S-MAC负责进行链路时延抖动的处理，最终保证S-PHY的物理层处理和S-MAC的MAC处理都按照固定时序进行。
例如，链路时延管理可以抽象为一个模型：S-PHY与S-MAC之间的链路时延在一个固定的时延范围内缓慢变化，链路时延从小到大变化或者从大到小变化。
其一，链路时延从小到大变化抽象为S-PHY与S-MAC实体之间越来越远，如果S-MAC以固定的时间点给S-PHY发调度消息，由于链路时延越来越大，S-MAC的发射调度消息到S-PHY的空口消息越来越晚，S-PHY的接收调度消息越来越晚导致无法满足物理层各个物理信道处理时序要求，S-PHY通过测量接收消息的时间触发S-MAC提前发空口调度消息，使S-PHY接收调度消息恢复到正常时序要求。
其二，链路时延从大到小变化抽象为S-PHY与S-MAC实体之间越来越近，如果S-MAC以固定的时间点给S-PHY发调度消息，由于链路时延越来越小，S-MAC的发射调度消息到S-PHY的空口消息越来越早，S-PHY接收空口调度消息越来越早导致本地缓存空间耗尽，S-MAC通过测量接收消息的时间触发S-MAC滞后发射空口调度消息，使S-PHY接收调度消息恢复到正常时序要求。
具体地，S-PHY经过测量链路时延，如果要触发S-MAC进行时延调整，S-PHY需要给S-MAC发时延调整请求消息，例如，消息内容是滞后或提前K(单位ms)处理，S-MAC收到时延调整请求消息，对S-PHY的时延请求消息进行响应处理。
例如，S-MAC的PLC模块有40ms的缓存，S-PHY有10ms的缓存，空口链路时延有100ms，MAC需要提前125ms完成调度发给PLC模块，PLC模块缓存20ms数据，正常情况下PLC模块每个时隙中断时刻提前空口105ms给S-PHY发调度消息，S-PHY触发S-MAC进行时延调整的K为2ms。
其一，正常模式S-PHY的PLC模块每个时隙中断发一个时隙的调度消息，如果S-PHY与S-MAC越来越小，S-MAC按照提前105ms发，S-PHY收到的调度消息提前空口7ms，S-PHY需要S-MAC滞后2ms发调度消息，S-MAC收到滞后2ms的发射的请求消息后，S-MAC的PLC模块在下个时隙中断时刻开始连续2ms不给S-PHY发调度消息，也就是需要连续16个时隙中断时刻不发调度消息，使得S-PHY接收到的调度消息提前5ms，之后恢复正常发射模式。
其二，正常模式S-PHY的PLC模块每个时隙中断发一个时隙的调度消息，如果S-PHY与S-MAC越来越远，S-MAC按照提前105ms发，S-PHY收到的调度消息提前空口7ms，S-PHY需要S-MAC提前2ms发调度消息，S-MAC收到提前2ms的发射的请求消息后，S-MAC的PLC模块在下个时隙中断时刻给S-PHY连发2ms的调度消息，也就是需要连发16个时隙的调度消息，使得S-PHY接收到的调度消息提前5ms，之后恢复正常发射模式。
本申请实施例提供的一种星地通信载荷间的同步方法，通过时隙个数确定所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间，使得卫星设备接收调度消息可以恢复到正常的时序，同时S-MAC的MAC层的调度时序在小区激活前进行灵活配置来适应不同的通信时延，灵活调整地面协议栈的本地缓存大小，也更好的适应链路时延管理的需求。
在一些实施例中，确定所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时隙个数的计算公式如下：
ΔC＝(A0*Q+B0)-(A1*Q+B1)
其中，ΔC表示所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时隙个数，A0表示所述第一调度消息中包含的空口帧号，Q表示一帧包含的时隙个数，B0表示所述第一调度消息中包含的空口时隙号，A1表示卫星设备本地的帧号，B1表示卫星设备本地的时隙号。
具体地，根据判断ΔC的值是否在调度消息最小提前空口到达时间和最大提前空口到达时间之间，来判定是否需要调整发动调度消息的时间。当判断ΔC的值在预设时间之内，不进行调整；当判断ΔC的值小于调度消息最小提前空口到达时间，代表空口时延越来越大，接收调度消息比正常范围晚，需要S-MAC提前发调度消息；当判断ΔC的值大于调度消息最大提前空口到达时间，代表空口时延越来越小，接收的调度消息比正常范围早，需要S-MAC滞后发调度消息。
具体地，S-PHY的PLC模块最大缓存N(单位ms)的调度消息，S-PHY设计3个门限，其中设计MinDelayThreshold和MaxDelayThreshold这2个门限的原则：原则1，S-PHY作为星上载荷缓存能力有限，S-PHY接收的缓存消息要能满足物理层的处理时序要求，原则2，S-PHY接收的缓存消息不能超最大的本地缓存。参见下表1：
表1
S-PHY的PLC模块接收S-MAC发的调度消息，通过比较调度消息里的空口帧号(例如，定义A0)和空口时隙号(例如，定义B0)和S-PHY本地帧号(例如，定义A1)和时隙(例如，定义B1)来判决是否需要S-MAC进行链路时延控制。
图3是本申请S-PHY有10ms缓存时对C0和C1的判决示意图，如图3所示，例如，有120K的子载波，125us一个时隙，S-PHY最大有10ms的缓存，门限MinDelayThreshold配置3ms，调度消息最小提前空口24个时隙到达，门限MaxDelayThreshold配置7ms，调度消息最大提前空口56个时隙到达，门限MaxNumThreshold为50次。确定所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时隙个数的计算公式如下：
ΔC＝(A0*Q+B0)-(A1*Q+B1)
其中，ΔC表示所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时隙个数。S-PHY的PLC模块每10ms对时隙的调度消息进行的ΔC的判决。
如果ΔC的值满足在24～56个时隙范围，代表调度消息提前空口3ms～7ms到达，不进行调整。
如果ΔC的值是小于24个时隙，代表调度消息提前空口小于3ms达到，代表空口时延越来越大，接收调度消息比正常范围晚，需要S-MAC提前发调度消息，如果测量连续50(MaxNumThreshold)次都小于24，触发S-MAC提前2ms发射。
如果ΔC的值是大于56个时隙，代表调度消息提前空口大于7ms，代表空口时延越来越小，接收的调度消息比正常范围早，需要S-MAC滞后发调度消息，如果测量连续50(MaxNumThreshold)次都大于56，触发S-MAC滞后2ms发射。
本申请实施例提供的一种星地通信载荷间的同步方法，通过确定第一调度消息提前空口到达卫星设备的时隙个数，使得地面设备可以更精确地调整发送第二调度消息的链路时延，使得卫星设备接收调度消息恢复到正常时序要求。
在一些实施例中，基于所述提前空口到达卫星设备的时间向所述地面设备发送请求消息，包括：
判断所述提前空口到达卫星设备的时间是否在预设时间范围之外；
在确定所述提前空口到达卫星设备的时间在预设时间范围之外的情况下，向所述地面设备发送请求消息。
具体地，当确定第一调度消息提前空口到达卫星设备的时隙个数在预设的时间范围之外，此时就需要S-PHY发送请求时延调整的请求信息给S-MAC。
具体地，S-PHY为了保证FPGA的时序正常工作，可能会有连续触发S-MAC向一个方向进行链路时延调整的请求，S-MAC的PLC模块可以增大本地的缓存时间来应对S-PHY的连续单方向时延调整请求，但是PLC模块的缓存也是有限的，如果超出S-MAC的PLC的缓存的门限，S-MAC会上报告警，并释放通信链路。
本申请实施例提供的一种星地通信载荷间的同步方法，通过确定提前空口到达卫星设备的时间与预设时间范围的上下限的关系，触发地面设备滞后或提前发送调度消息，使得卫星设备接收调度消息恢复到正常时序要求。
在一些实施例中，向所述地面设备发送请求消息，包括：
在确定所述提前空口到达卫星设备的时间大于或等于所述预设时间范围的上限的情况下，向所述地面设备发送用于请求滞后发送所述第二调度消息的请求消息；
在确定所述提前空口到达卫星设备的时间小于或等于所述预设时间范围的下限的情况下，向所述地面设备发送用于请求提前发送所述第二调度消息的请求消息。
具体地，当确定提前空口到达卫星设备的时间大于或等于预设时间范围的上限的情况下，也就是大于调度消息最大提前空口到达时间(MaxDelayThreshold)时，此时会触发滞后的调整命令，也就是S-PHY会发送请求滞后发送第二调度信息的请求信息给S-MAC。
具体地，在确定提前空口到达卫星设备的时间小于或等于预设时间范围的下限的情况下，也就是小于调度消息最小提前空口到达时间(MinDelayThreshold)时，此时会触发提前调整命令，也就是S-PHY会发送请求提前发送第二调度信息的请求信息给S-MAC。
本申请实施例提供的一种星地通信载荷间的同步方法，通过确定提前空口到达卫星设备的时间与预设时间范围的上下限关系，判定地面设备发送用于请求提前发送或是滞后第二调度消息的请求消息，使得卫星设备接受到调度消息可以恢复到正常时序。
在一些实施例中，向所述地面设备发送请求消息之前，还包括：
确定提前空口到达卫星设备的时间在预设时间范围之外的累计次数达到第一预设阈值。
具体地，确定提前空口到达卫星设备的时间在预设时间范围之外的累计次数达到第一预设阈值，同时在连续收到卫星设备单向进行链路时延调整的请求次数达到第二预设阈值的情况下，启动定时器，定时器超时后继续收到卫星设备单向进行链路时延调整的请求的情况下，释放与所述卫星设备间的通信链路。
具体地，第一预设阈值指的是连续多次触发滞后或提前次(MaxNumThreshold)，通过多次触发后，S-PHY才给S-MAC发时延调整消息。例如，当判断ΔC的值小于调度消息最小提前空口到达时间，测量连续50(MaxNumThreshold)次都小于最小提前空口到达时间，触发S-MAC提前发射；当判断ΔC的值大于调度消息最大提前空口到达时间，测量连续50(MaxNumThreshold)次都大于最大提前空口到达时间，触发S-MAC滞后发射。
具体地，第二预设阈值指的是S-PHY触发S-MAC向一个方向进行链路时延调整的请求。
本申请实施例提供的一种星地通信载荷间的同步方法，S-MAC通过本地的时隙中断信号定时给S-PHY发调度消息，通过这种定时的发消息机制响应S-PHY的链路时延调整请求，S-MAC通过在定时中断时刻突发多个时隙的调度消息或者停止发多个时隙调度消息的方法来达到控制链路时延的目的，使得实体间的信息交互可以实现同步。
在一些实施例中，获取地面设备发送的第一调度消息之前，还包括：
卫星设备通过GNSS与所述地面设备进行帧号同步。
具体地，S-PHY和S-MAC两个功能实体都通过外部的GNSS的1PPS和Tod(pulse persecond&time of date，实时时钟同步的信号)完成两个功能实体之间的帧同步，将时钟同步信号输入到设备里面，设备会自动同步到当前具体的时间，例如，哪年哪月哪分哪秒。
本申请实施例提供的一种星地通信载荷间的同步方法，通过GNSS的1PPS和Tod进行帧号同步，可以实现时钟同步，从而使得卫星设备接收调度消息的时间恢复到正常时序要求。
图4是本申请实施例提供的星地通信载荷间的同步方法流程示意图之二，如图4所示，本申请提供的星地通信载荷间的同步方法，其执行主体可以为地面设备，该方法可以包括：
步骤401、向卫星设备发送第一调度消息。
步骤402、获取所述卫星设备发送的请求消息。
步骤403、基于所述请求消息调整发送第二调度消息时的链路时延；所述第二调度消息为所述第一调度消息的下一个调度消息。
在一些实施例中，基于所述请求消息调整发送第二调度消息时的链路时延，包括：
在确定所述请求消息用于请求提前发送所述第二调度消息的情况下，缩短发送第二调度消息时的链路时延；
在确定所述请求消息用于请求滞后发送所述第二调度消息的情况下，延长发送第二调度消息时的链路时延。
在一些实施例中，向卫星设备发送第一调度消息之前，还包括：
基于星历信息确定初始的链路时延。
在一些实施例中，向卫星设备发送第一调度消息之前，还包括：
获取所述卫星设备的缓存能力；
基于所述初始的链路时延、所述卫星设备的缓存能力以及自身的缓存能力，确定MAC层调度时序需要的时延；
基于所述MAC层调度时序需要的时延对物理层信道进行调度。
在一些实施例中，基于所述请求消息调整发送第二调度消息时的链路时延之后，还包括：
在连续收到所述卫星设备单向进行链路时延调整的请求次数达到第二预设阈值的情况下，启动定时器；
在所述定时器超时后继续收到所述卫星设备单向进行链路时延调整的请求的情况下，释放与所述卫星设备间的通信链路。
具体地，本申请实施例提供的星地通信载荷间的同步方法，可参照上述执行主体为卫星设备的星地通信载荷间的同步方法实施例，且能够达到相同的技术效果，在此不再对本实施例中与上述相应方法实施例相同的部分及有益效果进行具体赘述。
图5是本申请实施例提供的卫星设备的结构示意图，如图5所示，所述卫星设备包括存储器520，收发机500，处理器510，其中：
存储器520，用于存储计算机程序；收发机500，用于在所述处理器510的控制下收发数据；处理器510，用于读取所述存储器520中的计算机程序并执行以下操作：
获取地面设备发送的第一调度消息；
基于所述第一调度消息对链路时延抖动进行测量，得到所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间；
基于所述提前空口到达卫星设备的时间向所述地面设备发送请求消息，所述请求消息用于请求所述地面设备调整发送第二调度消息时的链路时延；所述第二调度消息为所述第一调度消息的下一个调度消息。
具体地，收发机500，用于在处理器510的控制下接收和发送数据。
其中，在图5中，总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥，具体由处理器510代表的一个或多个处理器和存储器520代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口提供接口。收发机500可以是多个元件，即包括发送机和接收机，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元，这些传输介质包括无线信道、有线信道、光缆等传输介质。处理器510负责管理总线架构和通常的处理，存储器520可以存储处理器510在执行操作时所使用的数据。
处理器510可以是中央处理器(CPU)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device，CPLD)，处理器也可以采用多核架构。
在一些实施例中，基于所述第一调度消息对链路时延抖动进行测量，得到所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间，包括：
获取所述第一调度消息中包含的空口帧号和空口时隙号；
根据所述第一调度消息中包含的空口帧号和空口时隙号，以及卫星设备本地的帧号和时隙号，得到所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间。
在一些实施例中，根据所述第一调度消息中包含的空口帧号和空口时隙号，以及卫星设备本地的帧号和时隙号，得到所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间，包括：
根据所述第一调度消息中包含的空口帧号和空口时隙号，以及卫星设备本地的帧号和时隙号，确定所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时隙个数；
根据所述时隙个数确定所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间。
在一些实施例中，确定所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时隙个数的计算公式如下：
ΔC＝(A0*Q+B0)-(A1*Q+B1)
其中，ΔC表示所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时隙个数，A0表示所述第一调度消息中包含的空口帧号，Q表示一帧包含的时隙个数，B0表示所述第一调度消息中包含的空口时隙号，A1表示卫星设备本地的帧号，B1表示卫星设备本地的时隙号。
在一些实施例中，基于所述提前空口到达卫星设备的时间向所述地面设备发送请求消息，包括：
判断所述提前空口到达卫星设备的时间是否在预设时间范围之外；
在确定所述提前空口到达卫星设备的时间在预设时间范围之外的情况下，向所述地面设备发送请求消息。
在一些实施例中，向所述地面设备发送请求消息，包括：
在确定所述提前空口到达卫星设备的时间大于或等于所述预设时间范围的上限的情况下，向所述地面设备发送用于请求滞后发送所述第二调度消息的请求消息；
在确定所述提前空口到达卫星设备的时间小于或等于所述预设时间范围的下限的情况下，向所述地面设备发送用于请求提前发送所述第二调度消息的请求消息。
在一些实施例中，向所述地面设备发送请求消息之前，还包括：
确定提前空口到达卫星设备的时间在预设时间范围之外的累计次数达到第一预设阈值。
在一些实施例中，获取地面设备发送的第一调度消息之前，还包括：
卫星设备通过GNSS与所述地面设备进行帧号同步。
具体地，本申请实施例提供的上述卫星设备，能够实现上述执行主体为卫星设备的方法实施例所实现的所有方法步骤，且能够达到相同的技术效果，在此不再对本实施例中与方法实施例相同的部分及有益效果进行具体赘述。
图6是本申请实施例提供的地面设备的结构示意图，如图6所示，所述地面设备包括存储器620，收发机600，处理器610，其中：
存储器620，用于存储计算机程序；收发机600，用于在所述处理器610的控制下收发数据；处理器610，用于读取所述存储器620中的计算机程序并执行以下操作：
向卫星设备发送第一调度消息；
获取所述卫星设备发送的请求消息；
基于所述请求消息调整发送第二调度消息时的链路时延；所述第二调度消息为所述第一调度消息的下一个调度消息。
具体地，收发机600，用于在处理器610的控制下接收和发送数据。
其中，在图6中，总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥，具体由处理器610代表的一个或多个处理器和存储器620代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口提供接口。收发机600可以是多个元件，即包括发送机和接收机，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元，这些传输介质包括无线信道、有线信道、光缆等传输介质。处理器610负责管理总线架构和通常的处理，存储器620可以存储处理器610在执行操作时所使用的数据。
处理器610可以是中央处理器(CPU)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device，CPLD)，处理器也可以采用多核架构。
在一些实施例中，基于所述请求消息调整发送第二调度消息时的链路时延，包括：
在确定所述请求消息用于请求提前发送所述第二调度消息的情况下，缩短发送第二调度消息时的链路时延；
在确定所述请求消息用于请求滞后发送所述第二调度消息的情况下，延长发送第二调度消息时的链路时延。
在一些实施例中，向卫星设备发送第一调度消息之前，还包括：
基于星历信息确定初始的链路时延。
在一些实施例中，向卫星设备发送第一调度消息之前，还包括：
获取所述卫星设备的缓存能力；
基于所述初始的链路时延、所述卫星设备的缓存能力以及自身的缓存能力，确定MAC层调度时序需要的时延；
基于所述MAC层调度时序需要的时延对物理层信道进行调度。
在一些实施例中，基于所述请求消息调整发送第二调度消息时的链路时延之后，还包括：
在连续收到所述卫星设备单向进行链路时延调整的请求次数达到第二预设阈值的情况下，启动定时器；
在所述定时器超时后继续收到所述卫星设备单向进行链路时延调整的请求的情况下，释放与所述卫星设备间的通信链路。
具体地，本申请实施例提供的上述地面设备，能够实现上述执行主体为地面设备的方法实施例所实现的所有方法步骤，且能够达到相同的技术效果，在此不再对本实施例中与方法实施例相同的部分及有益效果进行具体赘述。
图7是本申请实施例提供的一种星地通信载荷间的同步装置的结构示意图之一，如图7所示，该装置包括：
第一获取模块700用于获取地面设备发送的第一调度消息；
测量模块710用于基于所述第一调度消息对链路时延抖动进行测量，得到所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间；
第一发送模块720用于基于所述提前空口到达卫星设备的时间向所述地面设备发送请求消息，所述请求消息用于请求所述地面设备调整发送第二调度消息时的链路时延；所述第二调度消息为所述第一调度消息的下一个调度消息。
在一些实施例中，所述测量模块包括第一获取子模块和第一时间确定子模块；
所述第一获取子模块用于获取所述第一调度消息中包含的空口帧号和空口时隙号；
所述第一时间确定子模块用于根据所述第一调度消息中包含的空口帧号和空口时隙号，以及卫星设备本地的帧号和时隙号，得到所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间。
在一些实施例中，所述第一时间确定子模块包括时隙确定单元和第二时间确定单元；
所述时隙确定单元用于根据所述第一调度消息中包含的空口帧号和空口时隙号，以及卫星设备本地的帧号和时隙号，确定所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时隙个数；
所述第二时间确定单元用于根据所述时隙个数确定所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间。
在一些实施例中，确定所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时隙个数的计算公式如下：
ΔC＝(A0*Q+B0)-(A1*Q+B1)
其中，ΔC表示所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时隙个数，A0表示所述第一调度消息中包含的空口帧号，Q表示一帧包含的时隙个数，B0表示所述第一调度消息中包含的空口时隙号，A1表示卫星设备本地的帧号，B1表示卫星设备本地的时隙号。
在一些实施例中，所述第一发送模块包括判断子模块和第一发送子模块；
所述判断子模块用于判断所述提前空口到达卫星设备的时间是否在预设时间范围之外；
所述第一发送子模块用于在确定所述提前空口到达卫星设备的时间在预设时间范围之外的情况下，向所述地面设备发送请求消息。
在一些实施例中，所述第一发送子模块包括滞后请求单元和提前请求单元；
所述滞后请求单元用于在确定所述提前空口到达卫星设备的时间大于或等于所述预设时间范围的上限的情况下，向所述地面设备发送用于请求滞后发送所述第二调度消息的请求消息；
所述提前请求单元用于在确定所述提前空口到达卫星设备的时间小于或等于所述预设时间范围的下限的情况下，向所述地面设备发送用于请求提前发送所述第二调度消息的请求消息。
在一些实施例中，所述装置还包括确定子模块：
所述确定子模块用于确定提前空口到达卫星设备的时间在预设时间范围之外的累计次数达到第一预设阈值。
在一些实施例中，所述装置还包括同步模块；
所述同步模块用于卫星设备通过GNSS与所述地面设备进行帧号同步。
具体地，本申请实施例提供的上述星地通信载荷间的同步装置，能够实现上述执行主体为卫星设备的方法实施例所实现的所有方法步骤，且能够达到相同的技术效果，在此不再对本实施例中与方法实施例相同的部分及有益效果进行具体赘述。
图8是本申请实施例提供的一种星地通信载荷间的同步装置的结构示意图之二，如图8所示，该装置包括：
第二发送模块800用于向卫星设备发送第一调度消息；
第二获取模块810用于获取所述卫星设备发送的请求消息；
第三发送模块820用于基于所述请求消息调整发送第二调度消息时的链路时延；所述第二调度消息为所述第一调度消息的下一个调度消息。
在一些实施例中，所述第三发送模块包括缩短子模块和延长子模块；
所述缩短子模块用于在确定所述请求消息用于请求提前发送所述第二调度消息的情况下，缩短发送第二调度消息时的链路时延；
所述延长子模块用于在确定所述请求消息用于请求滞后发送所述第二调度消息的情况下，延长发送第二调度消息时的链路时延。
在一些实施例中，所述装置还包括第一确定模块：
所述第一确定模块用于基于星历信息确定初始的链路时延。
在一些实施例中，所述装置还包括缓存能力获取模块、第二确定模块和调度模块：
所述缓存能力获取模块用于获取所述卫星设备的缓存能力；
所述第二确定模块用于基于所述初始的链路时延、所述卫星设备的缓存能力以及自身的缓存能力，确定MAC层调度时序需要的时延；
所述调度模块用于基于所述MAC层调度时序需要的时延对物理层信道进行调度。
在一些实施例中，所述装置还包括启动模块和释放模块：
所述启动模块用于在连续收到所述卫星设备单向进行链路时延调整的请求次数达到第二预设阈值的情况下，启动定时器；
所述释放模块用于在所述定时器超时后继续收到所述卫星设备单向进行链路时延调整的请求的情况下，释放与所述卫星设备间的通信链路。
具体地，本申请实施例提供的上述星地通信载荷间的同步装置，能够实现上述执行主体为地面设备的方法实施例所实现的所有方法步骤，且能够达到相同的技术效果，在此不再对本实施例中与方法实施例相同的部分及有益效果进行具体赘述。
需要说明的是，本申请上述各实施例中对单元/模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可读取存储介质中。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或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在一些实施例中，还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使计算机执行上述各方法实施例提供的星地通信载荷间的同步方法。
具体地，本申请实施例提供的上述计算机可读存储介质，能够实现上述各方法实施例所实现的所有方法步骤，且能够达到相同的技术效果，在此不再对本实施例中与方法实施例相同的部分及有益效果进行具体赘述。
需要说明的是：所述计算机可读存储介质可以是处理器能够存取的任何可用介质或数据存储设备，包括但不限于磁性存储器(例如软盘、硬盘、磁带、磁光盘(MO)等)、光学存储器(例如CD、DVD、BD、HVD等)、以及半导体存储器(例如ROM、EPROM、EEPROM、非易失性存储器(NAND FLASH)、固态硬盘(SSD))等。
另外需要说明的是：本申请实施例中术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”所区别的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。
本申请实施例中术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请实施例中术语“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似。
本申请实施例中的“基于A确定B”表示确定B时要考虑A这个因素。并不限于“只基于A就可以确定出B”，还应包括：“基于A和C确定B”、“基于A、C和E确定B”、基于“A确定C，基于C进一步确定B”等。另外还可以包括将A作为确定B的条件，例如，“当A满足第一条件时，使用第一方法确定B”；再例如，“当A满足第二条件时，确定B”等；再例如，“当A满足第三条件时，基于第一参数确定B”等。当然也可以是将A作为确定B的因素的条件，例如，“当A满足第一条件时，使用第一方法确定C，并进一步基于C确定B”等。
本申请实施例提供的技术方案可以适用于多种系统，尤其是5G系统。例如适用的系统可以是全球移动通讯(global system of mobile communication，GSM)系统、码分多址(code division multiple access，CDMA)系统、宽带码分多址(Wideband CodeDivision Multiple Access，WCDMA)通用分组无线业务(general packet radio service，GPRS)系统、长期演进(long term evolution，LTE)系统、LTE频分双工(frequencydivision duplex，FDD)系统、LTE时分双工(time division duplex，TDD)系统、高级长期演进(long term evolution advanced，LTE-A)系统、通用移动系统(universal mobiletelecommunication system，UMTS)、全球互联微波接入(worldwide interoperabilityfor microwave access，WiMAX)系统、5G新空口(New Radio,NR)系统等。这多种系统中均包括终端设备和网络设备。系统中还可以包括核心网部分，例如演进的分组系统(EvlovedPacket System,EPS)、5G系统(5GS)等。
本申请实施例涉及的终端设备，可以是指向用户提供语音和/或数据连通性的设备，具有无线连接功能的手持式设备、或连接到无线调制解调器的其他处理设备等。在不同的系统中，终端设备的名称可能也不相同，例如在5G系统中，终端设备可以称为用户设备(User Equipment，UE)。无线终端设备可以经无线接入网(Radio Access Network,RAN)与一个或多个核心网(Core Network,CN)进行通信，无线终端设备可以是移动终端设备，如移动电话(或称为“蜂窝”电话)和具有移动终端设备的计算机，例如，可以是便携式、袖珍式、手持式、计算机内置的或者车载的移动装置，它们与无线接入网交换语言和/或数据。例如，个人通信业务(Personal Communication Service，PCS)电话、无绳电话、会话发起协议(Session Initiated Protocol，SIP)话机、无线本地环路(Wireless Local Loop，WLL)站、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)等设备。无线终端设备也可以称为系统、订户单元(subscriber unit)、订户站(subscriber station)，移动站(mobilestation)、移动台(mobile)、远程站(remote station)、接入点(access point)、远程终端设备(remote terminal)、接入终端设备(access terminal)、用户终端设备(userterminal)、用户代理(user agent)、用户装置(user device)，本申请实施例中并不限定。
本申请实施例涉及的网络设备，可以是基站，该基站可以包括多个为终端提供服务的小区。根据具体应用场合不同，基站又可以称为接入点，或者可以是接入网中在空中接口上通过一个或多个扇区与无线终端设备通信的设备，或者其它名称。网络设备可用于将收到的空中帧与网际协议(Internet Protocol，IP)分组进行相互更换，作为无线终端设备与接入网的其余部分之间的路由器，其中接入网的其余部分可包括网际协议(IP)通信网络。网络设备还可协调对空中接口的属性管理。例如，本申请实施例涉及的网络设备可以是全球移动通信系统(Global System for Mobile communications，GSM)或码分多址接入(Code Division Multiple Access，CDMA)中的网络设备(Base Transceiver Station，BTS)，也可以是带宽码分多址接入(Wide-band Code Division Multiple Access，WCDMA)中的网络设备(NodeB)，还可以是长期演进(long term evolution，LTE)系统中的演进型网络设备(evolutional Node B，eNB或e-NodeB)、5G网络架构(next generation system)中的5G基站(gNB)，也可以是家庭演进基站(Home evolved Node B，HeNB)、中继节点(relaynode)、家庭基站(femto)、微微基站(pico)等，本申请实施例中并不限定。在一些网络结构中，网络设备可以包括集中单元(centralized unit，CU)节点和分布单元(distributedunit，DU)节点，集中单元和分布单元也可以地理上分开布置。
网络设备与终端设备之间可以各自使用一或多根天线进行多输入多输出(MultiInput Multi Output,MIMO)传输，MIMO传输可以是单用户MIMO(Single User MIMO,SU-MIMO)或多用户MIMO(Multiple User MIMO,MU-MIMO)。根据根天线组合的形态和数量，MIMO传输可以是2D-MIMO、3D-MIMO、FD-MIMO或massive-MIMO，也可以是分集传输或预编码传输或波束赋形传输等。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机可执行指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机可执行指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些处理器可执行指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的处理器可读存储器中，使得存储在该处理器可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些处理器可执行指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (29)
1.一种星地通信载荷间的同步方法，其特征在于，应用于卫星设备，包括：
获取地面设备发送的第一调度消息；
基于所述第一调度消息对链路时延抖动进行测量，得到所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间；
基于所述提前空口到达卫星设备的时间向所述地面设备发送请求消息，所述请求消息用于请求所述地面设备调整发送第二调度消息时的链路时延；所述第二调度消息为所述第一调度消息的下一个调度消息。
2.根据权利要求1所述的星地通信载荷间的同步方法，其特征在于，基于所述第一调度消息对链路时延抖动进行测量，得到所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间，包括：
获取所述第一调度消息中包含的空口帧号和空口时隙号；
根据所述第一调度消息中包含的空口帧号和空口时隙号，以及卫星设备本地的帧号和时隙号，得到所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间。
3.根据权利要求2所述的星地通信载荷间的同步方法，其特征在于，根据所述第一调度消息中包含的空口帧号和空口时隙号，以及卫星设备本地的帧号和时隙号，得到所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间，包括：
根据所述第一调度消息中包含的空口帧号和空口时隙号，以及卫星设备本地的帧号和时隙号，确定所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时隙个数；
根据所述时隙个数确定所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间。
4.根据权利要求3所述的星地通信载荷间的同步方法，其特征在于，确定所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时隙个数的计算公式如下：
ΔC＝(A0*Q+B0)-(A1*Q+B1)
其中，ΔC表示所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时隙个数，A0表示所述第一调度消息中包含的空口帧号，Q表示一帧包含的时隙个数，B0表示所述第一调度消息中包含的空口时隙号，A1表示卫星设备本地的帧号，B1表示卫星设备本地的时隙号。
5.根据权利要求1所述的星地通信载荷间的同步方法，其特征在于，基于所述提前空口到达卫星设备的时间向所述地面设备发送请求消息，包括：
判断所述提前空口到达卫星设备的时间是否在预设时间范围之外；
在确定所述提前空口到达卫星设备的时间在预设时间范围之外的情况下，向所述地面设备发送请求消息。
6.根据权利要求5所述的星地通信载荷间的同步方法，其特征在于，向所述地面设备发送请求消息，包括：
在确定所述提前空口到达卫星设备的时间大于或等于所述预设时间范围的上限的情况下，向所述地面设备发送用于请求滞后发送所述第二调度消息的请求消息；
在确定所述提前空口到达卫星设备的时间小于或等于所述预设时间范围的下限的情况下，向所述地面设备发送用于请求提前发送所述第二调度消息的请求消息。
7.根据权利要求5所述的星地通信载荷间的同步方法，其特征在于，向所述地面设备发送请求消息之前，还包括：
确定提前空口到达卫星设备的时间在预设时间范围之外的累计次数达到第一预设阈值。
8.根据权利要求1所述的星地通信载荷间的同步方法，其特征在于，获取地面设备发送的第一调度消息之前，还包括：
卫星设备通过GNSS与所述地面设备进行帧号同步。
9.一种星地通信载荷间的同步方法，其特征在于，应用于地面设备，包括：
向卫星设备发送第一调度消息；
获取所述卫星设备发送的请求消息；
基于所述请求消息调整发送第二调度消息时的链路时延；所述第二调度消息为所述第一调度消息的下一个调度消息。
10.根据权利要求9所述的星地通信载荷间的同步方法，其特征在于，基于所述请求消息调整发送第二调度消息时的链路时延，包括：
在确定所述请求消息用于请求提前发送所述第二调度消息的情况下，缩短发送第二调度消息时的链路时延；
在确定所述请求消息用于请求滞后发送所述第二调度消息的情况下，延长发送第二调度消息时的链路时延。
11.根据权利要求9所述的星地通信载荷间的同步方法，其特征在于，向卫星设备发送第一调度消息之前，还包括：
基于星历信息确定初始的链路时延。
12.根据权利要求11所述的星地通信载荷间的同步方法，其特征在于，向卫星设备发送第一调度消息之前，还包括：
获取所述卫星设备的缓存能力；
基于所述初始的链路时延、所述卫星设备的缓存能力以及自身的缓存能力，确定MAC层调度时序需要的时延；
基于所述MAC层调度时序需要的时延对物理层信道进行调度。
13.根据权利要求9所述的星地通信载荷间的同步方法，其特征在于，基于所述请求消息调整发送第二调度消息时的链路时延之后，还包括：
在连续收到所述卫星设备单向进行链路时延调整的请求次数达到第二预设阈值的情况下，启动定时器；
在所述定时器超时后继续收到所述卫星设备单向进行链路时延调整的请求的情况下，释放与所述卫星设备间的通信链路。
14.一种卫星设备，其特征在于，包括存储器，收发机，处理器：
存储器，用于存储计算机程序；收发机，用于在所述处理器的控制下收发数据；处理器，用于读取所述存储器中的计算机程序并执行以下操作：
获取地面设备发送的第一调度消息；
基于所述第一调度消息对链路时延抖动进行测量，得到所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间；
基于所述提前空口到达卫星设备的时间向所述地面设备发送请求消息，所述请求消息用于请求所述地面设备调整发送第二调度消息时的链路时延；所述第二调度消息为所述第一调度消息的下一个调度消息。
15.根据权利要求14所述的卫星设备，其特征在于，基于所述第一调度消息对链路时延抖动进行测量，得到所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间，包括：
获取所述第一调度消息中包含的空口帧号和空口时隙号；
根据所述第一调度消息中包含的空口帧号和空口时隙号，以及卫星设备本地的帧号和时隙号，得到所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间。
16.根据权利要求15所述的卫星设备，其特征在于，根据所述第一调度消息中包含的空口帧号和空口时隙号，以及卫星设备本地的帧号和时隙号，得到所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间，包括：
根据所述第一调度消息中包含的空口帧号和空口时隙号，以及卫星设备本地的帧号和时隙号，确定所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时隙个数；
根据所述时隙个数确定所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间。
17.根据权利要求16所述的卫星设备，其特征在于，确定所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时隙个数的计算公式如下：
ΔC＝(A0*Q+B0)-(A1*Q+B1)
其中，ΔC表示所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时隙个数，A0表示所述第一调度消息中包含的空口帧号，Q表示一帧包含的时隙个数，B0表示所述第一调度消息中包含的空口时隙号，A1表示卫星设备本地的帧号，B1表示卫星设备本地的时隙号。
18.根据权利要求14所述的卫星设备，其特征在于，基于所述提前空口到达卫星设备的时间向所述地面设备发送请求消息，包括：
判断所述提前空口到达卫星设备的时间是否在预设时间范围之外；
在确定所述提前空口到达卫星设备的时间在预设时间范围之外的情况下，向所述地面设备发送请求消息。
19.根据权利要求18所述的卫星设备，其特征在于，向所述地面设备发送请求消息，包括：
在确定所述提前空口到达卫星设备的时间大于或等于所述预设时间范围的上限的情况下，向所述地面设备发送用于请求滞后发送所述第二调度消息的请求消息；
在确定所述提前空口到达卫星设备的时间小于或等于所述预设时间范围的下限的情况下，向所述地面设备发送用于请求提前发送所述第二调度消息的请求消息。
20.根据权利要求18所述的卫星设备，其特征在于，向所述地面设备发送请求消息之前，还包括：
确定提前空口到达卫星设备的时间在预设时间范围之外的累计次数达到第一预设阈值。
21.根据权利要求14所述的卫星设备，其特征在于，获取地面设备发送的第一调度消息之前，还包括：
卫星设备通过GNSS与所述地面设备进行帧号同步。
22.一种地面设备，其特征在于，包括存储器，收发机，处理器：
存储器，用于存储计算机程序；收发机，用于在所述处理器的控制下收发数据；处理器，用于读取所述存储器中的计算机程序并执行以下操作：
向卫星设备发送第一调度消息；
获取所述卫星设备发送的请求消息；
基于所述请求消息调整发送第二调度消息时的链路时延；所述第二调度消息为所述第一调度消息的下一个调度消息。
23.根据权利要求22所述的地面设备，其特征在于，基于所述请求消息调整发送第二调度消息时的链路时延，包括：
在确定所述请求消息用于请求提前发送所述第二调度消息的情况下，缩短发送第二调度消息时的链路时延；
在确定所述请求消息用于请求滞后发送所述第二调度消息的情况下，延长发送第二调度消息时的链路时延。
24.根据权利要求22所述的地面设备，其特征在于，向卫星设备发送第一调度消息之前，还包括：
基于星历信息确定初始的链路时延。
25.根据权利要求24所述的地面设备，其特征在于，向卫星设备发送第一调度消息之前，还包括：
获取所述卫星设备的缓存能力；
基于所述初始的链路时延、所述卫星设备的缓存能力以及自身的缓存能力，确定MAC层调度时序需要的时延；
基于所述MAC层调度时序需要的时延对物理层信道进行调度。
26.根据权利要求22所述的地面设备，其特征在于，基于所述请求消息调整发送第二调度消息时的链路时延之后，还包括：
在连续收到所述卫星设备单向进行链路时延调整的请求次数达到第二预设阈值的情况下，启动定时器；
在所述定时器超时后继续收到所述卫星设备单向进行链路时延调整的请求的情况下，释放与所述卫星设备间的通信链路。
27.一种星地通信载荷间的同步装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取地面设备发送的第一调度消息；
测量模块，用于基于所述第一调度消息对链路时延抖动进行测量，得到所述第一调度消息提前空口到达卫星设备的时间；
第一发送模块，用于基于所述提前空口到达卫星设备的时间向所述地面设备发送请求消息，所述请求消息用于请求所述地面设备调整发送第二调度消息时的链路时延；所述第二调度消息为所述第一调度消息的下一个调度消息。
28.一种星地通信载荷间的同步装置，其特征在于，包括：
第二发送模块，用于向卫星设备发送第一调度消息；
第二获取模块，用于获取所述卫星设备发送的请求消息；
第三发送模块，用于基于所述请求消息调整发送第二调度消息时的链路时延；所述第二调度消息为所述第一调度消息的下一个调度消息。
29.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使计算机执行权利要求1至13任一项所述的星地通信载荷间的同步方法。
Priority Applications (2)
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211668306.5A CN118249877A (zh) | 2022-12-23 | 2022-12-23 | 星地通信载荷间的同步方法、装置及存储介质 |
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Family Applications (1)
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