一种面向透明转发卫星的跳波束控制方法及装置与流程

1.本公开涉及通信技术领域，特别涉及一种面向透明转发卫星的跳波束控制方法及装置。


背景技术：

2.对于传统的多波束卫星，需要将带宽和功率均匀分配给各个点波束，但由于地面业务的分布和需求是非均匀的，因此，导致卫星系统的资源利用率不高，实际通信容量较小。
3.为了提高卫星系统的资源利用率，并提升通信容量，在传统多波束技术的基础上，提出了一种相控阵捷变波束技术，又称跳波束技术，即，波束的服务区在整个覆盖区内不断发生变化，通过分时的方式覆盖所有服务区，参阅图1所示，波束能够覆盖到的每个服务区称为一个波位，通过在不同时隙覆盖不同服务区的方式形成跳波束图案。
4.对于数字视频广播(digital video broadcasting，dvb)体制下的透明转发卫星，在固定时间窗长内，地面信关站和透明转发卫星控制系统分别采用时刻编号的方式对跳波束服务的时间进行计数。
5.然而，一方面，由于现有的地面信关站和透明转发卫星控制系统的计数是不同步的，因此，在跨秒时，时刻编号容易出现巨大偏差。例如，数据流的第一个时刻编号为999时，全部数据流的时刻编号为“999、0、1、2
……”
，在此情况下，由于数据传输延迟等原因，透明转发卫星控制系统收到数据流时，卫星计时已经到了1ms，此时透明转发卫星控制系统的波束控制模块需要一直等到999ms，才能执行该数据流。为了避免该故障，则需要地面信关站分配时隙资源时，只能分配时间间隔dt之后的资源，其中，时间间隔dt表示从资源分配开始到卫星执行该数据流的最长耗时。但是，由于地面信关站和透明转发卫星控制系统没有采用统一的计数基准，因此，难以准确预估时间间隔dt，只能预留过长的时间间隔dt，降低了波束控制准确性。
6.另一方面，现有的透明转发卫星通信系统的波束控制方式，由于受波束控制承载信息比特和固定时间窗长的限制，导致跳波束服务的时间颗粒度不能太小，固定时间窗长不能太大，否则，会导致所需要的寻址服务波束时刻的信息比特数比较大，而现有的跳波束服务的时间颗粒度一般最小为1ms，这对于需要更小时间颗粒度的语音、物联网等业务而言，会造成资源的浪费。
7.由此可见，需要设计一种新的方案，以克服上述缺陷。


技术实现要素：

8.本公开提供了一种面向透明转发卫星的跳波束控制方法及装置，用以提高波束控制准确性。
9.本公开实施例提供的具体技术方案如下：
10.第一方面，一种面向透明转发卫星的跳波束控制方法，包括：
11.地面信关站基于对应终端的标识信息设置的终端资源配置信息，生成相应的波束控制信息；其中，所述波束控制信息中至少包含同步标识、波束生效时间信息和波束调整信息；
12.所述地面信关站将所述波束控制信息发送至透明转发卫星，令所述透明转发卫星基于所述波束控制信息，控制跳波束的跳变和跳波束生效时间点；其中，所述终端与所述地面信关站通过所述透明转发卫星进行业务数据传输。
13.可选的，所述地面信关站基于对应终端的标识信息设置的终端资源配置信息，生成相应的波束控制信息之前，进一步包括：
14.所述地面信关站接收到所述透明转发卫星发送的连接建立成功响应时，基于预设的系统帧号、预设的同步标识、以及所述终端对应的标识信息，生成相应的同步控制信息；
15.所述地面信关站基于所述同步控制信息，生成相应的卫星控制信息；
16.所述地面信关站向所述终端发送携带所述系统帧号的主系统信息，令所述终端基于所述系统帧号，对终端本地维护的系统帧号进行更新；
17.所述地面信关站将所述卫星控制信息发送至所述透明转发卫星，令所述透明转发卫星基于所述系统帧号，对星上本地维护的系统帧号进行更新。
18.可选的，所述波束生效时间信息中至少包含系统帧号、子帧号、时隙号中的任一项或任意组合。
19.可选的，所述地面信关站基于对应所述终端的标识信息设置的终端资源配置信息，生成相应的波束控制信息，具体包括：
20.所述地面信关站基于对应所述终端的标识信息设置的终端资源配置信息，确定所述终端对应的波束生效时间信息和用于控制波束指向的波束调整信息，并基于预设的第二同步标识、所述波束生效时间信息和所述波束调整信息，生成相应的跳波束控制信息，以及基于所述跳波束控制信息和预设的所述透明转发卫星对应的同步序列，生成所述终端对应的波束控制信息；或者，
21.所述地面信关站基于对应所述终端的标识信息设置终端资源配置信息，确定所述终端对应的波束生效时间信息和用于控制波束指向的波束调整信息，并基于预设的第二同步标识和所述波束调整信息，生成相应的跳波束控制信息；以及，基于所述波束生效时间信息，采用预设的序列生成算法，生成所述透明转发卫星对应的同步序列；以及，基于生成的跳波束控制信息和所述同步序列，生成所述终端对应的波束控制信息；
22.其中，同步序列用于指示跳波束控制信息在波束控制信息中的起始位置。
23.可选的，所述波束调整信息中至少包含波束序号、子载波间隔、波位号、波束驻留颗粒度、波束驻留时长中的任一项或组合，其中，所述波束驻留颗粒度用于表征所述驻留时长的计量单位，所述波束驻留颗粒度采用系统帧、子帧、时隙中的任一项表示。
24.可选的，进一步包括：
25.所述地面信关站按照设置的同步校准周期，向所述透明转发卫星发送携带新的同步控制信息的校准指示信息，令所述透明转发卫星基于校准指示信息，对星上本地维护的系统帧号、子帧号、时隙号进行校准。
26.可选的，进一步包括：
27.所述地面信关站基于预设的时钟校准周期，通过全球卫星导航系统，对所述地面
信关站对应的时钟同步基准信号进行时钟校准，其中，时钟同步基准信号用于产生所述地面信关站本地使用的定时信号。
28.第二方面，一种面向透明转发卫星的跳波束控制方法，包括：
29.透明转发卫星接收地面信关站发送的波束控制信息，其中，所述波束控制信息中至少包含同步标识、波束生效时间信息和波束调整信息；
30.所述透明转发卫星基于所述波束控制信息，判定所述同步标识为第二同步标识时，确定所述波束控制信息用于对波束进行控制，并基于所述波束生效时间信息和所述波束调整信息，控制跳波束的跳变和跳波束生效时间点。
31.可选的，所述透明转发卫星接收地面信关站发送的波束控制信息之前，进一步包括：
32.所述透明转发卫星接收所述地面信关站发送的卫星控制信息；
33.所述透明转发卫星基于所述卫星控制信息，判定所述卫星控制信息中包含的同步标识为第一同步标识时，确定所述同步控制信息用于进行计数同步，其中，所述卫星控制信息包含同步控制信息，所述同步控制信息中包含预设的系统帧号、预设的同步标识、以及终端对应的标识信息；
34.所述透明转发卫星基于所述系统帧号，对星上本地维护的系统帧号进行更新。
35.可选的，所述波束生效时间信息中至少包含系统帧号、子帧号、时隙号中的任一项或任意组合。
36.可选的，所述波束调整信息中至少包含波束序号、子载波间隔、波位号、波束驻留颗粒度、波束驻留时长中的任一项或组合，其中，所述波束驻留颗粒度用于表征所述驻留时长的计量单位，所述波束驻留颗粒度采用系统帧、子帧、时隙中的任一项表示。
37.可选的，进一步包括：
38.所述透明转发卫星基于预设的时钟校准周期，通过全球卫星导航系统，对所述透明转发卫星对应的时钟同步基准信号进行时钟校准，其中，时钟同步基准信号用于产生所述透明转发卫星本地使用的定时信号。
39.第三方面，一种地面信关站，包括：
40.存储器，用于存储可执行指令；
41.处理器，用于读取并执行存储器中存储的可执行指令，执行下列过程：
42.基于对应终端的标识信息设置的终端资源配置信息，生成相应的波束控制信息；其中，所述波束控制信息中至少包含同步标识、波束生效时间信息和波束调整信息；
43.将所述波束控制信息发送至透明转发卫星，令所述透明转发卫星基于所述波束控制信息，控制跳波束的跳变和跳波束生效时间点；其中，所述终端与地面信关站通过所述透明转发卫星进行业务数据传输。
44.可选的，基于对应终端的标识信息设置的终端资源配置信息，生成相应的波束控制信息之前，所述处理器进一步用于：
45.接收到所述透明转发卫星发送的连接建立成功响应时，基于预设的系统帧号、预设的同步标识、以及所述终端对应的标识信息，生成相应的同步控制信息；
46.基于所述同步控制信息，生成相应的卫星控制信息；
47.向所述终端发送携带所述系统帧号的主系统信息，令所述终端基于所述系统帧
号，对终端本地维护的系统帧号进行更新；
48.将所述卫星控制信息发送至所述透明转发卫星，令所述透明转发卫星基于所述系统帧号，对星上本地维护的系统帧号进行更新。
49.可选的，所述波束生效时间信息中至少包含系统帧号、子帧号、时隙号中的任一项或任意组合。
50.可选的，基于对应所述终端的标识信息设置的终端资源配置信息，生成相应的波束控制信息时，所述处理器具体用于：
51.基于对应所述终端的标识信息设置的终端资源配置信息，确定所述终端对应的波束生效时间信息和用于控制波束指向的波束调整信息，并基于预设的第二同步标识、所述波束生效时间信息和所述波束调整信息，生成相应的跳波束控制信息，以及基于所述跳波束控制信息和预设的所述透明转发卫星对应的同步序列，生成所述终端对应的波束控制信息；或者，
52.基于对应所述终端的标识信息设置终端资源配置信息，确定所述终端对应的波束生效时间信息和用于控制波束指向的波束调整信息，并基于预设的第二同步标识和所述波束调整信息，生成相应的跳波束控制信息；以及，基于所述波束生效时间信息，采用预设的序列生成算法，生成所述透明转发卫星对应的同步序列；以及，基于生成的跳波束控制信息和所述同步序列，生成所述终端对应的波束控制信息；
53.其中，同步序列用于指示跳波束控制信息在波束控制信息中的起始位置。
54.可选的，所述波束调整信息中至少包含波束序号、子载波间隔、波位号、波束驻留颗粒度、波束驻留时长中的任一项或组合，其中，所述波束驻留颗粒度用于表征所述驻留时长的计量单位，所述波束驻留颗粒度采用系统帧、子帧、时隙中的任一项表示。
55.可选的，所述处理器进一步用于：
56.按照设置的同步校准周期，向所述透明转发卫星发送携带新的同步控制信息的校准指示信息，令所述透明转发卫星基于校准指示信息，对星上本地维护的系统帧号、子帧号、时隙号进行校准。
57.可选的，所述处理器进一步用于：
58.基于预设的时钟校准周期，通过全球卫星导航系统，对所述地面信关站对应的时钟同步基准信号进行时钟校准，其中，时钟同步基准信号用于产生所述地面信关站本地使用的定时信号。
59.第四方面，一种透明转发卫星，包括：
60.存储器，用于存储可执行指令；
61.处理器，用于读取并执行存储器中存储的可执行指令，执行下列过程：
62.接收地面信关站发送的波束控制信息，其中，所述波束控制信息中至少包含同步标识、波束生效时间信息和波束调整信息；
63.基于所述波束控制信息，判定所述同步标识为第二同步标识时，确定所述波束控制信息用于对波束进行控制，并基于所述波束生效时间信息和所述波束调整信息，控制跳波束的跳变和跳波束生效时间点。
64.可选的，接收地面信关站发送的波束控制信息之前，所述处理器进一步用于：
65.接收所述地面信关站发送的卫星控制信息；
66.基于所述卫星控制信息，判定所述卫星控制信息中包含的同步标识为第一同步标识时，确定所述同步控制信息用于进行计数同步，其中，所述卫星控制信息包含同步控制信息，所述同步控制信息中包含预设的系统帧号、预设的同步标识、以及终端对应的标识信息；
67.基于所述系统帧号，对星上本地维护的系统帧号进行更新。
68.可选的，所述波束生效时间信息中至少包含系统帧号、子帧号、时隙号中的任一项或任意组合。
69.可选的，所述波束调整信息中至少包含波束序号、子载波间隔、波位号、波束驻留颗粒度、波束驻留时长中的任一项或组合，其中，所述波束驻留颗粒度用于表征所述驻留时长的计量单位，所述波束驻留颗粒度采用系统帧、子帧、时隙中的任一项表示。
70.可选的，所述处理器进一步用于：
71.基于预设的时钟校准周期，通过全球卫星导航系统，对所述透明转发卫星对应的时钟同步基准信号进行时钟校准，其中，时钟同步基准信号用于产生所述透明转发卫星本地使用的定时信号。
72.第五方面，一种地面信关站，包括：
73.生成单元，用于基于对应终端的标识信息设置的终端资源配置信息，生成相应的波束控制信息；其中，所述波束控制信息中至少包含同步标识、波束生效时间信息和波束调整信息；
74.发送单元，用于将所述波束控制信息发送至透明转发卫星，令所述透明转发卫星基于所述波束控制信息，控制跳波束的跳变和跳波束生效时间点；其中，所述终端与所述地面信关站通过所述透明转发卫星进行业务数据传输。
75.第六方面，一种透明转发卫星，包括：
76.接收单元，用于接收地面信关站发送的波束控制信息，其中，所述波束控制信息中至少包含同步标识、波束生效时间信息和波束调整信息；
77.控制单元，用于基于所述波束控制信息，判定所述同步标识为第二同步标识时，确定所述波束控制信息用于对波束进行控制，并基于所述波束生效时间信息和所述波束调整信息，控制跳波束的跳变和跳波束生效时间点。
78.第七方面，一种存储介质，当所述存储介质中的指令由处理器执行时，使得所述处理器能够执行上述第一方面中任一项所述的面向透明转发卫星的跳波束控制方法。
79.第八方面，一种存储介质，当所述存储介质中的指令由处理器执行时，使得所述处理器能够执行上述第二方面中任一项所述的面向透明转发卫星的跳波束控制方法。
80.综上所述，本公开实施例中，地面信关站基于终端对应的终端资源配置信息，生成相应的波束控制信息，并将波束控制信息发送至透明转发卫星，令透明转发卫星基于波束控制信息，控制跳波束的跳变和跳波束生效时间点。这样，地面信关站通过向透明转发卫星发送包含同步标识、波束生效时间信息和波束调整信息的波束控制信息，透明转发卫星可以基于波束控制信息，精准控制跳波束的跳变和波束生效时间，缩短了由地面信关站资源分配到卫星波束执行的这段时间带来的定时不确定性，进一步提高了波束控制准确性。
附图说明
81.为了更清楚地说明本公开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。
82.图1为现有技术中提供的一种跳波束示意图；
83.图2为本公开实施例中提供的一种面向透明转发卫星的跳波束控制系统的系统示意图；
84.图3为本公开实施例中提供的一种面向透明转发卫星的跳波束控制方法的流程示意图；
85.图4a-图4c为本公开实施例中提供的波束控制信息和卫星控制信息的示意图；
86.图5为本公开实施例中提供的一种面向透明转发卫星的跳波束控制的原理示意图；
87.图6为本公开实施例中提供的一种帧结构示意图；
88.图7为本公开实施例中提供的一种地面信关站的实体架构示意图；
89.图8为本公开实施例中提供的一种地面信关站的逻辑架构示意图；
90.图9为本公开实施例中提供的一种透明转发卫星的实体架构示意图；
91.图10为本公开实施例中提供的一种透明转发卫星的逻辑架构示意图。
具体实施方式
92.针对现有技术中由于地面信关站和透明转发卫星之间计数不同步，导致波束控制准确性较低的问题，为了提高波束控制准确性，在本公开实施例中，提供一种面向透明转发卫星进行跳波束控制的解决方案。
93.该方案为：地面信关站接收到透明转发卫星发送的连接建立成功响应时，基于预设的系统帧号、预设的同步标识、以及终端对应的标识信息，生成相应的同步控制信息，并基于同步控制信息，生成相应的卫星控制信息，并在向终端发送携带系统帧号的主系统信息时，向透明转发卫星发送卫星控制信息，然后，透明转发卫星基于同步控制信息中包含的系统帧号，对星上的系统帧号进行更新，进而，在地面信关站与终端通过透明转发卫星进行业务数据传输的过程中，地面信关站将波束控制信息发送至透明转发卫星，透明转发卫星基于波束控制信息中携带的波束生效时间信息和波束调整信息，控制跳波束生效时间点和跳波束生效时间点。
94.为了使本领域普通人员更好地理解本公开的技术方案，下面将结合附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
95.参阅图2所示，本公开实施例中，面向透明转发卫星的跳波束控制系统中，至少包含透明转发卫星、地面信关站和终端。
96.其中，地面信关站是一种具有基站功能的网络设备，用于提供终端的接入和数据传输服务，地面信关站与终端之间通过透明转发卫星进行业务数据传输，参阅图2所示，终端到透明转发卫星的链路称为用户链路或者服务链路，透明转发卫星到地面信关站的链路称之为馈电链路。
97.参阅图3所示，本公开实施例中，面向透明转发卫星的跳波束控制流程如下：
98.步骤s301：地面信关站接收到透明转发卫星发送的连接建立成功响应时，基于预设的系统帧号、预设的同步标识、以及终端对应的标识信息，生成相应的同步控制信息，并基于同步控制信息，生成相应的卫星控制信息。
99.本公开实施例中，为了实现地面信关站和透明转发卫星之间的时钟同步，从而更精准地对跳波束进行控制，在执行步骤s301至步骤s306的过程中，地面信关站和透明转发卫星基于预设的时钟校准周期，通过全球卫星导航系统(global navigation satellite system，gnss)，对各自对应的时钟同步基准信号进行时钟校准，其中，时钟同步基准信号用于产生本地使用的定时信号。
100.其中，gnss可以采用但不限于全球定位系统(global positioning system，gps)、格洛纳斯卫星导航系统、伽利略卫星导航系统和北斗卫星导航系统中的任一项。
101.这样，透明转发卫星和地面信关站能够具有相同的时钟同步基准信号，时钟同步基准信号可以产生本地使用的定时信号，进而产生本地用于计数的系统帧、子帧和时隙，例如，时钟同步基准信号可以产生本地使用的10毫秒(ms)、1ms、0.5ms、0.25ms、0.125ms的定时信号。
102.需要说明的是，本地使用的定时信号是指透明转发卫星本地使用的定时信号，或者地面信关站本地使用的定时信号。
103.本公开实施例中，初始时钟工作时，可以将系统帧号、子帧号、时隙号均默认设置为0，初始子载波默认设置为最大子载波。
104.本公开实施例中，地面信关站和透明转发卫星可以基于预设的时钟校准周期，定期对各自对应的时钟同步基准信号进行时钟校准。
105.例如，假设，预设的时钟校准周期为24小时/次，设置的全球卫星导航系统为gps，地面信关站和透明转发卫星基于预设的时钟校准周期，通过gps，定期对各自对应的时钟同步基准信号进行时钟校准。
106.在地面信关站与终端通过透明转发卫星进行业务数据传输之前，需要透明转发卫星与地面信关站之间建立连接，这样，地面信关站与终端之间才能通过透明转发卫星进行相应的数据传输。
107.具体的，地面信关站在接收到透明转发卫星发送的连接建立成功响应时，基于预设的系统帧号(system frame number，sfn)、预设的同步标识以及终端对应的标识信息，生成相应的同步控制信息。
108.需要说明的是，本公开实施例中，同步标识可以分为第一同步标识和第二同步标识，其中，第一同步标识用于指示进行计数同步，第二同步标识用于指示对波束进行控制。
109.本公开实施例中，同步控制信息是基于第一同步标识生成的。
110.本公开实施例中，可以采用1比特(bit)作为同步标识，例如，当同步标识为“1”时，同步标识为第一同步标识，用于指示进行计数同步，当同步标识为“0”时，同步标识为第二同步标识，用于指示对波束进行控制，本公开对此并不限定，以上仅为举例。
111.其中，终端的标识信息可以采用但不限于用户序号(id)、终端对应的(radionetworktemporaryidentifier，rnti)、终端所在的波束id、终端所在的小区标识中的任一项。
112.例如，参阅图4a所示，地面信关站接收到透明转发卫星发送的连接建立成功响应时，地面信关站基于预设的系统帧号、第一同步标识以及波束id，生成终端a对应的同步控制信息。
113.地面信关站生成相应的同步控制信息之后，可以进一步基于同步控制信息，以及基于透明转发卫星对应的同步序列，生成相应的卫星控制信息。
114.其中，同步序列用于指示同步控制信息在卫星控制信息中的起始位置，同步序列可以采用相关性能较好的训练序列，例如，可以采用但不限于伪随机序列(pseudo-noise code，pn码)。
115.为了进一步提高检测准确性，同步序列可以根据实际应用场景，设置为预设长度的长序列，例如，64bit、128bit等。
116.例如，参阅图4a所示，地面信关站生成相应的同步控制信息之后，基于同步控制信息，以及基于透明转发卫星对应的同步序列，生成如图4a所示的卫星控制信息。
117.进一步的，为了提高数据传输效率和安全性，本公开实施例中，地面信关站生成同步控制信息之后，还可以采用预设的调制编码方式，对同步控制信息进行调制编码，进而，基于同步序列和调制编码后的同步控制信息，生成相应的卫星控制信息。
118.例如，假设，预设的编码方式为极化码(polar code)，预设的调制方式为二进制相移键控(binary phase shift keying，bpsk)调制方式，地面信关站生成同步控制信息之后，还可以采用极化码对同步控制信息进行编码，并采用bpsk调制方式对同步控制信息进行调制，进而，基于调制编码后的同步控制信息和同步序列，生成相应的卫星控制信息。
119.步骤s302：地面信关站在向终端发送携带系统帧号的主系统信息时，将卫星控制信息发送至透明转发卫星。
120.本公开实施例中，地面信关站采用物理广播信道(physical broadcast channel，pbch)，向终端发送携带系统帧号的主系统信息，令终端基于主系统信息，对终端本地维护的系统帧号进行更新，从而实现与地面信关站的系统帧号同步。
121.其中，主系统信息用于表征终端访问透明转发卫星所需的最小系统信息。
122.例如，地面信关站采用pbch，向终端a发送携带系统帧号2的主系统信息，令终端a基于主系统信息，对终端a本地维护的系统帧号进行更新，从而实现与地面信关站的系统帧号同步。
123.需要说明的是，本公开实施例中，地面信关站采用pbch，除主系统信息外，还需要向终端发送与ssb传输时间有关的其它信息，这样，pbch可以随着ssb的周期重复传输。
124.例如，假设，pbch的传输时间间隔(transmission time interval，tti)为80ms，在80ms tti之内，pbch会随着ssb的周期重复传输。
125.具体的，地面信关站在向终端发送主系统信息时，根据预设的指令发送时间，将卫星控制信息发送至透明转发卫星。
126.例如，假设，预设的指令发送时间表征地面信关站在发送pbch周期中的第一个同步信号和pbch块(synchronization signal and pbch block，ssb)时，发送卫星控制信息，那么，地面信关站在采用pbch，向终端a发送pbch周期中的第一个ssb时，将卫星控制信息发送至透明转发卫星。
127.进一步的，地面信关站向透明转发卫星发送所述卫星控制信息之后，地面信关站
按照设置的同步校准周期，向透明转发卫星发送的携带新的同步控制信息的校准指示信息，令透明转发卫星基于校准指示信息，对星上本地维护的sfn、子帧号、时隙号进行校准，进而对波束生效时间进行校准。
128.其中，同步校准周期可以设置为地面信关站发送承载主系统信息的信号的周期的整数倍。
129.需要说明的是，本公开实施例中，地面信关站可以按照设置的同步校准周期，定期向透明转发卫星发送的携带新的同步控制信息的校准指示信息。
130.例如，假设，地面信关站发送承载主系统信息的信号的周期为40ms/次，同步校准周期设置为80ms/次，地面信关站按照设置的同步校准周期80ms/次，定期向透明转发卫星发送携带新的同步控制信息的校准指示信息，令透明转发卫星基于校准指示信息，对星上本地维护的sfn、子帧号、时隙号进行校准，进而对波束生效时间进行校准。
131.步骤s303：透明转发卫星基于卫星控制信息，对星上本地维护的系统帧号进行更新。
132.本公开实施例中，参阅图5所示，透明转发卫星采用收发分开设计模式，分别在发送天线、接收天线中进行相关相控阵性能实现，从而覆盖发射频段和接收频段。
133.其中，透明转发卫星的馈电网络接收到地面信关站发送的承载卫星控制信息的卫星控制信号时，由低噪声下变频器(low noise block，lnb)对卫星控制信号进行放大、下变频，由分路器将无线通信系统中线路上输入的多种频段信号分离为单一的频段输出到前向转发器和控制指令解析模块，控制指令解析模块用于对卫星控制信号中携带的卫星控制信息进行解调译码，从而获取卫星控制信息中携带的同步标识和同步控制信息，进而，由跳波束控制系统将同步控制信息发送至星上时钟基准产生及同步模块，由星上时钟基准产生及同步模块对星上本地维护的系统帧号、子帧号、时隙号进行更新、校准。
134.具体的，透明转发卫星获取卫星控制信息中携带的同步标识和同步控制信息之后，在判定卫星控制信息中携带的同步标识为第一同步标识时，确定同步控制信息用于进行计数同步时，并基于系统帧号，对星上本地维护的系统帧号进行更新。
135.例如，假设，系统帧号为2，星上本地维护的系统帧号为0，透明转发卫星在判定卫星控制信息中携带的同步标识为第一同步标识时，确定同步控制信息用于进行计数同步，并基于系统帧号，对星上本地维护的系统帧号进行更新，星上本地维护的更新后的系统帧号为2。
136.需要说明的是，本公开实施例中，透明转发卫星基于系统帧号，对星上本地维护的系统帧号进行更新时，基于设置的默认同步规则，对星上本地维护的子帧号、时隙号进行更新。
137.例如，假设，设置的默认同步规则表征将星上本地维护的子帧号、时隙号全部更新为0，透明转发卫星基于系统帧号，对星上本地维护的系统帧号进行更新时，基于设置的默认同步规则，对星上本地维护的子帧号、时隙号进行更新，星上本地维护的更新后的子帧号、时隙号均为0。
138.步骤s304：在地面信关站与终端通过透明转发卫星进行数据传输的过程中，地面信关站基于对应终端的标识信息设置的终端资源配置信息，生成相应的波束控制信息。
139.具体的，执行步骤s304时，可以采用但不限于以下步骤：
140.a1、在地面信关站与终端通过透明转发卫星进行数据传输的过程中，地面信关站基于对应终端的标识信息设置的终端资源配置信息，确定终端对应的波束生效时间信息和用于控制波束指向的波束调整信息。
141.需要说明的是，本公开实施例中，仅以单终端进行举例，对于一个局部地区存在多个终端的情况同样适用，由于过程类似，在此不再赘述。
142.其中，波束生效时间信息用于指示波束生效时间，波束生效时间信息中至少包含sfn、子帧号、时隙号中的任一项或任意组合，下文中，仅以波束生效时间信息包含sfn、子帧号、时隙号为例进行说明。
143.其中，波束调整信息中至少包含波束id、子载波间隔、波位号、波束驻留颗粒度、波束驻留时长中的任一项或任意组合，波束驻留颗粒度用于表征所述波束驻留时长的计量单位，波束驻留颗粒度可以采用但不限于系统帧、子帧、时隙中的任一项表示，下文中，仅以波束调整信息包含波束id、子载波间隔、波位号、波束驻留颗粒度、波束驻留时长为例进行说明。
144.例如，假设，对应终端a的标识信息设置的终端资源配置信息表征终端a于系统帧2、子帧1、时隙2对应的时间点进行数据传输，那么，在地面信关站与终端a通过透明转发卫星进行数据传输的过程中，地面信关站基于对应终端a的标识信息设置的终端资源配置信息，确定终端a对应的波束生效时间信息和波束调整信息，其中，波束生效时间信息中系统帧号、子帧号、时隙号分别为2、1、2，波束调整信息中波束id、子载波间隔、波位号、波束驻留颗粒度、波束驻留时长分别为0、0.25ms、1、系统帧、3。
145.需要说明的是，本公开实施例中，地面信关站还可以进一步根据终端的业务类型，基于预设的业务类型与波束驻留颗粒度之间的映射关系，确定波束驻留时长对应的波束驻留颗粒度。
146.参阅图6所示，本公开实施例中，采用与5g新空口(new radio，nr)相同的帧结构参数，这种帧结构比较灵活，支持不同的配置参数集合，同时，支持不同的子载波间隔(subcarrier spacing，scs)，不同子载波间隔对应的时隙时长不同，例如，15千赫兹(khz)、30khz、60khz和120khz的scs分别对应1ms、0.5ms、0.25ms和0.125ms的时隙时长。
147.例如，假设，终端a的业务类型为语音业务，由于语音业务需要较小的时间颗粒度，而语音发送语音帧的周期是20ms，静默帧是160ms，因此，地面信关站预先设置语音业务对应的波束驻留颗粒度为25ms，那么，地面信关站根据终端a的业务类型，基于预设的业务类型与波束驻留颗粒度之间的映射关系，确定终端a的波束驻留颗粒度为25ms。
148.需要说明的是，本公开实施例中，地面信关站还可以进一步根据辅助信息，确定终端对应的波束生效时间信息。
149.其中，辅助信息中至少包含星上控制信息处理时间、天线指向调整时间和预留时间中的任一项或任意组合，其中，预留时间用于表征地面信关站中预先设置的终端与地面信关站之间实现信号同步所采用的时间。
150.为了进一步提高波束控制的精准度，本公开实施例中，地面信关站可以在控制波束指向时，除了考虑终端资源配置信息之外，还可以进一步考虑星上控制指令处理时间、天线指向调整时间和预留时间，这几部分时间之和远小于从地面信关站资源配置到波束指向命令执行的时间，而且这几部分时间容易分段评估。
151.例如，假设，辅助信息中包含星上控制信息处理时间，星上控制信息处理时间为一个子帧，那么，地面信关站基于对应终端a的标识信息设置的终端资源配置信息，以及辅助信息中包含的星上控制信息处理时间，确定波束生效时间信息中系统帧号、子帧号、时隙号分别为4、1、2。
152.a2、地面信关站基于预设的同步标识、波束生效时间信息和波束调整信息，生成终端对应的波束控制信息。
153.具体的，执行步骤a2时，地面信关站可以采用但不限于以下两种方式生成相应的波束控制信息：
154.第一种方式：显示生成波束控制信息。
155.地面信关站基于预设的第二同步标识、波束生效时间信息和波束调整信息，生成相应的跳波束控制信息，以及基于跳波束控制信息和预设的透明转发卫星对应的同步序列，生成终端对应的波束控制信息。
156.本公开实施例中，第二同步标识用于指示对波束进行控制。
157.例如，参阅图4b所示，假设，波束生效时间信息中包含系统帧号、子帧号、时隙号，波束调整信息中包含波束序号、子载波间隔、波位号、波束驻留颗粒度、波束驻留时长，地面信关站基于预设的第二同步标识、波束生效时间信息和波束调整信息，生成如图4b所示的跳波束控制信息，以及基于跳波束控制信息和预设的终端a对应的同步序列，生成终端a对应的波束控制信息。
158.第二种方式：隐式生成波束控制信息。
159.地面信关站基于预设的第二同步标识和波束调整信息，生成相应的跳波束控制信息，并基于波束生效时间信息，采用预设的序列生成算法，生成透明转发卫星对应的同步序列，以及，基于生成的跳波束控制信息和同步序列，生成终端对应的波束控制信息。
160.本公开实施例中，可采用以下公式(1)，确定同步序列r(m)：
[0161][0162]
其中，j表示复数，伪随机序列发生器初始化为c
init
，c
init
采用以下公式(2)确定，公式(2)中，n
sfn
、n
subframe
、n
slot
分别表征系统帧号、子帧号和时隙号：
[0163][0164]
其中，c(2m)可以采用以下公式(3)确定：
[0165][0166]
其中，x1和x2需要满足以下关系：
[0167]
x1(n 31)＝(x1(n 3) x1(n))mod2
[0168]
x2(n 31)＝(x2(n 3) x2(n 2) x2(n 1) x2(n))mod2
[0169]
在公式(3)中，伪随机序列c(n)可以采用gold序列定义，c(n)的长度为m
pn
(例如，m
pn
的取值为31)，n的取值范围为0，1，
…
，m
pn-1，nc为设置的常数，第1个m序列x1(n)初始化为x1(0)＝1，x1(n)＝0，n＝1,2，
…
，m
pn-1，第2个m序列x2(n)初始化为其中，m序列表示最长线性反馈移位寄存器序列。
[0170]
需要说明的是，公式(2)仅是以一个子帧包含8个时隙的情况进行说明，在实际应
用中，可根据应用场景对公式(2)进行适应性修改，以实现将系统帧号、子帧号和时隙号部分或全部隐藏于同步序列中。
[0171]
例如，参阅图4c所示，地面信关站基于预设的第二同步标识和波束调整信息，生成相应的跳波束控制信息，并基于波束生效时间信息，采用公式(1)、(2)、(3)，生成相应的同步序列，以及，基于生成的跳波束控制信息和同步序列，生成终端对应的如图4c所示的波束控制信息。
[0172]
本公开实施例中，地面信关站采用第二种方式，即隐式生成波束控制信息时，还可以通过波束控制信息的扰码序列，携带波束生效时间信息，具体的，采用上述公式(3)生成扰码序列，采用上述公式(2)对伪随机序列c(n)进行初始化，由于操作相同，在此不再赘述。
[0173]
步骤s305：地面信关站将波束控制信息发送至透明转发卫星。
[0174]
步骤s306：透明转发卫星在判定波束控制信息中包含的同步标识为第二同步标识时，确定波束控制信息用于对波束进行控制，并基于波束生效时间信息和波束调整信息，控制跳波束的跳变和跳波束生效时间点。
[0175]
本公开实施例中，参阅图5所示，透明转发卫星的馈电网络接收到地面信关站发送的承载波束控制信息的波束控制信号时，由lnb对波束控制信号进行放大、下变频，由分路器将无线通信系统中线路上输入的多种频段信号分离为单一的频段输出到前向转发器和控制指令解析模块，控制指令解析模块用于对波束控制信号中携带的波束控制信息进行解调译码，从而获取卫星控制信息中携带的同步标识和跳波束控制信息，进而，由跳波束控制系统触发对应的跳波束控制指令，跳波束控制指令中包含波束生效时间点和控制波束指向的波束调整信息。
[0176]
具体的，透明转发卫星在判定波束控制信息中包含的同步标识为第二同步标识时，确定波束控制信息用于对波束进行控制，并基于波束生效时间信息和波束调整信息，控制跳波束的跳变和跳波束生效时间点。
[0177]
例如，假设，波束生效时间信息中系统帧号、子帧号、时隙号分别为4、1、2，透明转发卫星在判定波束控制信息中包含的同步标识为第二同步标识时，确定波束控制信息用于对波束进行控制，并基于波束调整信息，控制跳波束的跳变，以及基于波束生效时间信息，控制终端a对应的跳波束生效时间点为系统帧4、子帧1、时隙2对应的时间点。
[0178]
基于同一发明构思，参阅图7所示，本公开实施例提供一种地面信关站，至少包括：
[0179]
存储器701，用于存储可执行指令；
[0180]
处理器702，用于读取并执行存储器中存储的可执行指令，执行下列过程：
[0181]
基于对应终端的标识信息设置的终端资源配置信息，生成相应的波束控制信息；其中，所述波束控制信息中至少包含同步标识、波束生效时间信息和波束调整信息；
[0182]
将所述波束控制信息发送至透明转发卫星，令所述透明转发卫星基于所述波束控制信息，控制跳波束的跳变和跳波束生效时间点；其中，所述终端与地面信关站通过所述透明转发卫星进行业务数据传输。
[0183]
可选的，基于对应终端的标识信息设置的终端资源配置信息，生成相应的波束控制信息之前，所述处理器702进一步用于：
[0184]
接收到所述透明转发卫星发送的连接建立成功响应时，基于预设的系统帧号、预设的同步标识、以及所述终端对应的标识信息，生成相应的同步控制信息；
[0185]
基于所述同步控制信息，生成相应的卫星控制信息；
[0186]
向所述终端发送携带所述系统帧号的主系统信息，令所述终端基于所述系统帧号，对终端本地维护的系统帧号进行更新；
[0187]
将所述卫星控制信息发送至所述透明转发卫星，令所述透明转发卫星基于所述系统帧号，对星上本地维护的系统帧号进行更新。
[0188]
可选的，所述波束生效时间信息中至少包含系统帧号、子帧号、时隙号中的任一项或任意组合。
[0189]
可选的，基于对应所述终端的标识信息设置的终端资源配置信息，生成相应的波束控制信息时，所述处理器702具体用于：
[0190]
基于对应所述终端的标识信息设置的终端资源配置信息，确定所述终端对应的波束生效时间信息和用于控制波束指向的波束调整信息，并基于预设的第二同步标识、所述波束生效时间信息和所述波束调整信息，生成相应的跳波束控制信息，以及基于所述跳波束控制信息和预设的所述透明转发卫星对应的同步序列，生成所述终端对应的波束控制信息；或者，
[0191]
基于对应所述终端的标识信息设置终端资源配置信息，确定所述终端对应的波束生效时间信息和用于控制波束指向的波束调整信息，并基于预设的第二同步标识和所述波束调整信息，生成相应的跳波束控制信息；以及，基于所述波束生效时间信息，采用预设的序列生成算法，生成所述透明转发卫星对应的同步序列；以及，基于生成的跳波束控制信息和所述同步序列，生成所述终端对应的波束控制信息；
[0192]
其中，同步序列用于指示跳波束控制信息在波束控制信息中的起始位置。
[0193]
可选的，所述波束调整信息中至少包含波束序号、子载波间隔、波位号、波束驻留颗粒度、波束驻留时长中的任一项或组合，其中，所述波束驻留颗粒度用于表征所述驻留时长的计量单位，所述波束驻留颗粒度采用系统帧、子帧、时隙中的任一项表示。
[0194]
可选的，所述处理器702进一步用于：
[0195]
按照设置的同步校准周期，向所述透明转发卫星发送携带新的同步控制信息的校准指示信息，令所述透明转发卫星基于校准指示信息，对星上本地维护的系统帧号、子帧号、时隙号进行校准。
[0196]
可选的，所述处理器702进一步用于：
[0197]
基于预设的时钟校准周期，通过全球卫星导航系统，对所述地面信关站对应的时钟同步基准信号进行时钟校准，其中，时钟同步基准信号用于产生所述地面信关站本地使用的定时信号。
[0198]
收发机703，用于在处理器702的控制下接收和发送数据。
[0199]
其中，在图7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702代表的一个或多个处理器和存储器701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703可以是多个元件，即包括发送机和收发机，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。处理器702负责管理总线架构和通常的处理，存储器701可以存储处理器702在执行操作时所使用的数据。
[0200]
基于同一发明构思，本公开实施例中，提供一种地面信关站，参阅图8所示，至少包括：生成单元801和发送单元802，其中，
[0201]
生成单元801，用于基于对应终端的标识信息设置的终端资源配置信息，生成相应的波束控制信息；其中，所述波束控制信息中至少包含同步标识、波束生效时间信息和波束调整信息；
[0202]
发送单元802，用于将所述波束控制信息发送至透明转发卫星，令所述透明转发卫星基于所述波束控制信息，控制跳波束的跳变和跳波束生效时间点；其中，所述终端与所述地面信关站通过所述透明转发卫星进行业务数据传输。
[0203]
生成单元801和发送单元802相互配合，以实现地面信关站在上述各个实施例中的功能。
[0204]
基于同一发明构思，参阅图9所示，本公开实施例提供一种透明转发卫星，至少包括：
[0205]
存储器901，用于存储可执行指令；
[0206]
处理器902，用于读取并执行存储器中存储的可执行指令，执行下列过程：
[0207]
接收地面信关站发送的波束控制信息，其中，所述波束控制信息中至少包含同步标识、波束生效时间信息和波束调整信息；
[0208]
基于所述波束控制信息，判定所述同步标识为第二同步标识时，确定所述波束控制信息用于对波束进行控制，并基于所述波束生效时间信息和所述波束调整信息，控制跳波束的跳变和跳波束生效时间点。
[0209]
可选的，接收地面信关站发送的波束控制信息之前，所述处理器902进一步用于：
[0210]
接收所述地面信关站发送的卫星控制信息；
[0211]
基于所述卫星控制信息，判定所述卫星控制信息中包含的同步标识为第一同步标识时，确定所述同步控制信息用于进行计数同步，其中，所述卫星控制信息包含同步控制信息，所述同步控制信息中包含预设的系统帧号、预设的同步标识、以及终端对应的标识信息；
[0212]
基于所述系统帧号，对星上本地维护的系统帧号进行更新。
[0213]
可选的，所述波束生效时间信息中至少包含系统帧号、子帧号、时隙号中的任一项或任意组合。
[0214]
可选的，所述波束调整信息中至少包含波束序号、子载波间隔、波位号、波束驻留颗粒度、波束驻留时长中的任一项或组合，其中，所述波束驻留颗粒度用于表征所述驻留时长的计量单位，所述波束驻留颗粒度采用系统帧、子帧、时隙中的任一项表示。
[0215]
可选的，所述处理器902进一步用于：
[0216]
基于预设的时钟校准周期，通过全球卫星导航系统，对所述透明转发卫星对应的时钟同步基准信号进行时钟校准，其中，时钟同步基准信号用于产生所述透明转发卫星本地使用的定时信号。
[0217]
收发机903，用于在处理器902的控制下接收和发送数据。
[0218]
其中，在图9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902代表的一个或多个处理器和存储器901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903可以是多个元件，即包括发送机和收发机，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。处理器902负责管理总线架构和通常的处理，存储器901可以存储处理器902在执行操作时所使用的数据。
[0219]
基于同一发明构思，本公开实施例中，提供一种透明转发卫星，参阅图10所示，至少包括：接收单元1001和控制单元1002，其中，
[0220]
接收单元1001，用于接收地面信关站发送的波束控制信息，其中，所述波束控制信息中至少包含同步标识、波束生效时间信息和波束调整信息；
[0221]
控制单元1002，用于基于所述波束控制信息，判定所述同步标识为第二同步标识时，确定所述波束控制信息用于对波束进行控制，并基于所述波束生效时间信息和所述波束调整信息，控制跳波束的跳变和跳波束生效时间点。
[0222]
接收单元1001和控制单元1002相互配合，以实现透明转发卫星在上述各个实施例中的功能。
[0223]
基于同一发明构思，本公开实施例提供一种存储介质，当所述存储介质中的指令由处理器执行时，使得所述处理器能够执行上述流程中地面信关站实现的任一项方法。
[0224]
基于同一发明构思，本公开实施例提供一种存储介质，当所述存储介质中的指令由处理器执行时，使得所述处理器能够执行上述流程中透明转发卫星实现的任一项方法。
[0225]
综上所述，本公开实施例中，地面信关站基于终端对应的终端资源配置信息，生成相应的波束控制信息，并将波束控制信息发送至透明转发卫星，令透明转发卫星基于波束控制信息，控制跳波束的跳变和跳波束生效时间点。这样，地面信关站通过向透明转发卫星发送包含同步标识、波束生效时间信息和波束调整信息的波束控制信息，透明转发卫星可以基于波束控制信息，精准控制跳波束的跳变和波束生效时间，缩短了由地面信关站资源分配到卫星波束执行的这段时间带来的定时不确定性，进一步提高了波束控制准确性。
[0226]
进一步的，本公开实施例中，地面信关站接收到透明转发卫星发送的连接建立成功响应时，生成相应的同步控制信息，并将包含同步控制信息的卫星控制信息发送至透明转发卫星，透明转发卫星基于同步控制信息中包含的系统帧号对星上本地维护的系统帧号进行更新。这样，基于同步控制信息进行计数同步，同步流程简单且同步时间快，能够快速实现地面信关站和透明转发卫星之间的计数同步，从而在后续的数据传输过程中，提高波束控制的准确性。
[0227]
进一步的，本公开实施例中，波束驻留颗粒度可以采用系统帧、子帧、时隙中的任一项表示，这样，波束驻留时长能够具有可变的时间颗粒度，从而避免了资源的浪费，提高了系统的资源利用率，提升了卫星通信的传输容量。
[0228]
对于系统/装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，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。
[0229]
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一个操作与另一个实体或者另一个操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
[0230]
本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本公开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，本公开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、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0231]
本公开是参照根据本公开实施例的方法、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。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/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。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、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。
[0232]
这些计算机程序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计算机可读存储器中，使得存储在该计算机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。
[0233]
这些计算机程序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。
[0234]
尽管已描述了本公开的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本公开范围的所有变更和修改。
[0235]
显然，本领域的技术人员可以对本公开进行各种改动和变型而不脱离本公开的精神和范围。这样，倘若本公开的这些修改和变型属于本公开权利要求及其等同技术的范围之内，则本公开也意图包含这些改动和变型在内。