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衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)體系設計及應用模型

作者: 時間:2010-12-15 來源:網(wǎng)絡 收藏


上行信號:首先CM子層定義一個傳輸標識(TI),作為信息頭的一部分,將控制信息,補充信息以及短信息分別加上一個TI頭傳送給MM層,MM層的傳輸函數(shù)將帶有不同傳輸標識的CC、SS、SMS信息復用,并添加協(xié)議標識(PD),上行傳輸給RR層,RR層的傳輸函數(shù)根據(jù)不同的PD頭以及相應的信道配置將不同的信息通過各自的接入點(SAPI)傳送給對應的物理信道,雙音接收系統(tǒng)(DTRS)實體使用同樣的傳輸函數(shù)將雙音多頻信號(DTMF)傳輸給RR層實體。RR實體在接入點(SAPI)=2處檢測快速隨路控制信道(FACCH)上的數(shù)據(jù)鏈路連接是否存在,如果存在,則使用數(shù)據(jù)鏈路(DL)連接,否則通過接入點(SAPI)=0進行數(shù)據(jù)傳輸,信息以比特流的形式在定義的各種邏輯信道上進行物理層傳輸。當RR連接不存在時,RR實體則終止數(shù)據(jù)傳輸。
下行信號:RR層根據(jù)協(xié)議標識(PD)頭將從L2層不同接入點獲得的信息進行分割并分配給不同的子層,(但分割時保留PD頭,以便后續(xù)MM層繼續(xù)使用)。其他的RR信息和DTRS信息則通過各自的接入點MNRR-SAP,DTRS-SAP傳送給MM層,MM層再通過識別不同的TI,將不同的信息通過各自的MM層接入點傳送給CM的各個功能子層(即控制業(yè)務子層、補充業(yè)務子層、短信息業(yè)務子層)。
3.2 邏輯信道配置
在L3層的協(xié)議棧里,信令最終以幀的形式在物理信道上傳輸,根據(jù)不同信令使用的頻段和時隙不同,將物理信道劃分為多個邏輯信道。與GSM系統(tǒng)的邏輯信道不同,衛(wèi)星移動通信信道主要分為2類:用于傳輸用戶編碼語音和數(shù)據(jù)的衛(wèi)星業(yè)務信道(S-TCH)以及衛(wèi)星控制信道(S-CCH)。衛(wèi)星業(yè)務信道(S-TCH)包括全碼率業(yè)務信道(S-TCH/F),信息速率為24 Kb/s;半碼率業(yè)務信道(S-TCH/H),信息速牢勾12 Kb/s;1/4碼率控制信道(S-TCH/Q),信息速率6 Kb/s;1/8碼率控制信道,信息速率為3 Kb/s。可根據(jù)具體的語音和數(shù)據(jù)量的大小來分配所用信道。
衛(wèi)星控制信道(S-CCH)包括衛(wèi)星廣播控制信道(S-BCCH),衛(wèi)星公共控制信道(S-CCCH),衛(wèi)星專用控制信道(S-DCCH)。其中衛(wèi)星專用控制信道又包括獨立控制信道和隨路控制信道。隨路控制信道分為慢速隨路控制信道(S-SACCH)和快速隨路控制信道(S-FACCH),通常不能獨立使用,而是聯(lián)合其他控制信道一起使用。上述3種控制信道通過使用不同的幀格式來將信息組幀傳輸。
1)S-BCCH包括同步信道(S-SCH),衛(wèi)星廣播控制信道(S-BCCH),衛(wèi)星波束廣播信道(S-BBCH),主要傳輸系統(tǒng)信息等信令。
2)S-CCCH包括衛(wèi)星呼叫信道(S-PCH),衛(wèi)星隨機接入信道(S-RACH),衛(wèi)星接入授權信道(S-AGCH)等。在此信道上主要傳輸呼叫請求、信道請求、簽權、同步信道信息、立即指配命令等信令。
3)S-DCCH與S-ACCH主要用于信道上點對點的信息交換,以通用的幀格式在信道上傳輸,主要傳輸分配命令,分配響應、信道模式修改及響應、加密模式及響應等信令。

4 衛(wèi)星移動通信呼叫模型
信令在保證通信正常的進行起著關鍵作用,在衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)中涉及的信令很多,L3層各子層涉及的信令總結如下:
1)RR層 信道請求,呼叫請求,信道建立,加密模式及相應,信道分配與切換,信道釋放,RR層狀態(tài)信息,已經(jīng)狀態(tài)診斷信息(包括衛(wèi)星波束信息、電源控制信息、版本信息以及各種錯誤信息等)。
2)MM層 注冊信息(包括身份注冊與位置更新),安全信息(包括鑒權、身份認證與臨時身份分配),連接管理信息,MM層與CM層狀態(tài)信息。
3)CM層 CM業(yè)務請求信息,呼叫建立,呼叫過程,拆鏈,狀態(tài)信息(包括擁塞狀態(tài),DTMF等)。
上述信令在進行信令傳輸時遵循通用的信令格式,如圖4所示。


圖4中信令的第一個字節(jié)屬于標識頭部分,高4位為傳輸標識,低4位為協(xié)議標識,用來區(qū)分使用不同協(xié)議的信令。第二字節(jié)標識信令類型,剩余字節(jié)為具體的信息單元。這些信令在移動通信過程中主要完成呼叫、位置更新、信關站間及內(nèi)部的切換、定向重試、短信息等業(yè)務。在衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)中使用的上述基本流程與陸地蜂窩GSM系統(tǒng)的流程類似,但由于使用衛(wèi)星作為中繼,信號傳播延時大,又其特殊性,比如呼叫重建功能不再適用本系統(tǒng),利用衛(wèi)星中繼的優(yōu)勢在信令巾增加了GPS信息等。針對移動通信系統(tǒng),設計呼叫模型如圖5所示,其流程主要是,移動終端首先發(fā)出信道請求命令,中繼衛(wèi)星接收到信號之后進行透明轉發(fā),將信令轉發(fā)給信關站,信關站控制中心對信令進行分析對移動用戶做出響應,并向地面網(wǎng)中的被呼叫用戶發(fā)出命令,被呼叫用戶接收到命令后做出響應,并發(fā)出相關請求命令給信關站的控制中心,通過衛(wèi)星中繼轉發(fā)給地面發(fā)出呼叫的移動用戶,經(jīng)過一系列的請求、命令與響應之后,最終在呼叫用戶與地面網(wǎng)的被呼叫用戶之間建立連接,連接完成之后,進行呼叫進程。

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