《微波与卫星通信》课件第7章.ppt

1、第7章大容量无线通信系统 第第7 7章大容量无线通信系统章大容量无线通信系统 7.1 大容量微波通信系统大容量微波通信系统 7.2 卫星移动通信系统卫星移动通信系统 7.3 VSAT卫星通信系统卫星通信系统 第7章大容量无线通信系统 7.1 大容量微波通信系统大容量微波通信系统 7.1.17.1.1SDHSDH技术的应用特点技术的应用特点 1 1传输容量大传输容量大目前，数字微波中继系统的单波道传输速率可达300Mb/s以上，但为了能够适应SDH传输速率的要求，可通过采用适当的调制方法来提高频率的利用率。现在多数情况下是通过采用多级调制方法来达到此目的的。但多级调制方法对波形形成技术的要求很高

2、，就目前的技术手段而言，会使系统的误码增加。为保证系统的误码性能能够满足技术指标的要求，因而需在系统中采用差错编码技术以降低系统的误码，从而满足SDH传输速率的要求，提高系统的传输容量。第7章大容量无线通信系统 2 2通信性能稳定通信性能稳定在系统中由于使用了自适应均衡、中频合成和空间分集接收以及交叉极化消除等高新技术，可进一步消除正交码间干扰及多径衰落的影响，从而达到完善系统性能的目的。3 3投资小、建设周期短投资小、建设周期短在微波通信中，由于采用无线通信方式，又因为地球曲率的影响，因而要求每隔大约50km左右建立一个微波接力站。而光缆通信则是典型的有线通信方式，敷设光缆的投资成本大、所需

3、人力多、建设期长。与之相比，微波系统具有投资少、建设期短的特点。第7章大容量无线通信系统 4 4便于进行运行、维护、管理操作便于进行运行、维护、管理操作在SDH帧结构中，为运行、维护和管理提供了大量的开销，因而当SDH技术应用于微波通信中时，还要加入专用的微波开销字节。当然，可利用这些开销进行运行、维护和管理操作以及开展微波公务路边业务等。第7章大容量无线通信系统 7.1.27.1.2主要应用技术主要应用技术1 1多级编码调制技术多级编码调制技术根据ITUR建议，我国在411GHz频段大都采用的波道间隔为2830MHz及40MHz。由于SDH的传输容量很大，因而要在有限的频带内传输SDH信号，

4、则必须采用更高状态（多级）调制技术。SDH微波与PDH微波在相同的波道间隔下，所需调制状态数的区别如表71所示。第7章大容量无线通信系统 表71SDH微波与PDH微波所需调制状态数的区别 第7章大容量无线通信系统 2微波帧复用技术在不同的微波通信系统中可以使用不同的微波帧结构，而具体到微波帧结构的选择又与SDH同步传输模块的速率、所插入的微波帧开销比特速率以及调制方式等因素有关。下面就介绍几种微波帧结构。1）STM1微波帧结构根据微波信道的带宽，STM1同步传输模块可以采用多级编码的64QAM或128QAM调制（MLCM)，或采用128QAM的4维格型编码调制（4DTCM)。但它们的帧结构存在

5、较大的不同，下面就分别加以介绍。第7章大容量无线通信系统(1）MLCM的帧结构。用于多级编码64QAM和128QAM的STM1的微波帧附加开销如图71所示。从图71中可以看出，MLCM微波帧结构是在原STM1帧结构的基础上，增加了用于纠错编码、微波公务、旁路业务和系统控制的附加微波开销(RFCOH)，具体内容如下:MLCM（多级纠错编码监督位）：用于多级编码而增加的监督码位，其速率为11.84Mb/s。WS（旁路业务）：在微波帧结构中共包括用于旁路业务的30路的PCM信号，其标准速率为2.048Mb/s。为了能够与主数据系统使用同一时钟，因而采用正码速调整，将2.048Mb/s速率变换为2.2

6、4Mb/s，并送入微波复接电路。第7章大容量无线通信系统 图71MLCM微波帧附加开销示意图 第7章大容量无线通信系统 RSC（微波公务控制信号）：在微波帧结构中共包括13路用于微波业务和控制的信号，因每路传输速率为64kb/s，那么13路的总速率应为832kb/s。经过码速调制后，其速率变换为864kb/s。ID（路径识别）：用于区别不同的微波波道，速率为32kb/s。XPIC（正交极化干扰抵消器远端复位）：在SDH微波传输条件下，为了提高天线信道的频谱利用率，因而在同波道上采用了交叉极化频率再用技术，这会增加交叉极化波间的干扰。为了减少这种干扰，在系统的远端引入了交叉极化干扰抵消器，XPI

7、C比特正是用于完成交叉极化干扰抵消器远端复位功能的，其速率为16kb/s。第7章大容量无线通信系统 除上述开销外，还有INI(切换命令），FA（帧同步码），ATPC（自适应发信功率控制）和DMY（空白）比特。微波帧附加开销共占用243字节（9行27列），其数据速率为155.52Mb/s，这样使一个SDH微波帧共包含2673(243+2709）字节，其微波传输数据速率为171.072Mb/s。在SDH帧结构中，使用了以字节为基础的块状结构，具有确定的排列次序，而在微波帧结构中却是以比特为基础的。如图72所示，它是将每一帧的微波附加开销和原有STM1帧数据排列组合成一个共6行的方阵复帧，每行包含3

8、.564kb。每一个复帧又可分为两个子帧，其宽度为1.776kb，由148个码字构成，而每个码字的宽度为12bit，其中包括C1，C2。C1及C2为二级纠错编码监督位，通常第一级使用卷积码，第二级使用奇偶校验码。在一个复帧中总共用1480bit作为多级纠错编码监督位，因而MLCM的速率为11.84Mb/s。在一个复帧中除上述两个子帧外，还包括两个宽度为6bit的帧同步码字（FS)。第7章大容量无线通信系统 图72微波帧结构 第7章大容量无线通信系统(2）四维网格编码调制（4DTCM）微波帧结构。四维网格编码调制的SDH微波帧结构如图73所示。从图中可以看出，该帧采用块结构，并且每帧包含6行22

9、08列。与SDH帧结构不同，其每一个单元为1bit。通常人们将一个微波帧分为6个子帧，这样每个子帧的宽度为368bit。如果以646bit为一个码字，那么每一个子帧将包含8个码字，其中每个码字的首列将作为微波帧附加开销，如图7-4所示。第7章大容量无线通信系统 图734DTCM微波帧结构 第7章大容量无线通信系统 图74微波开销的用途及插入位置 第7章大容量无线通信系统 在第1行和第6行所对应的每个码字（微波附加开销）中，都标示出所插入的微波开销的用途，未加以标示的开销可作其他用途，而中间的四行则全部用于插入路旁业务。该微波帧的中频为12kHz，这样经计算可知，一帧中所插入的微波帧附加开销为6

10、86=288bit，那么附加开销的传输速率将达到3.456Mb/s（28812103b/s）。第7章大容量无线通信系统 2)STM4微波帧结构STM4微波帧结构如图75所示。通常在使用这种结构的微波设备中，采用512梯形QAM作为其数字调制方式。(1）STM4帧结构。如图75所示，SDH微波传输中的一个STM4帧是由两个2STM1的帧结构构成的，并且通过两个不同的微波信道传输。因而人们通常将两个STM1帧排列在一个微波复帧中。第7章大容量无线通信系统(2）复帧结构。在一个微波复帧中，包含了两个STM1帧结构，即每行包含540个字节，共4320bit,为了便于管理，我们通常又将其分为4个子帧。子

11、帧结构如图75(b)所示，每个子帧的每一行包含1120bit,这样一个复帧的每一行共包含4480bit，这将比图75(a)中所示的每一行比特数多出160bit。这些比特可在微波传输中用于通道管理、控制所需的开销（ROH)。其分配如图75（c）所示，每个子帧中每行多包含33bit的前向纠错监督位（FECROH）和7bit的其他开销。在图75（c）中详细地给出了每一个子帧的结构，可见其中包括了ROH、段开销、净负荷和前向纠错监督位（FECROH)。具体占有比特数在图的下部以数字标出，并在图75(d）中指示出7列ROH中的数据内容，其中RP1,RP2和RP3分别代表微波处理数据，如表72所示。图75

12、STM4微波帧结构第7章大容量无线通信系统 图75 STM-4微波帧结构第7章大容量无线通信系统 表表72RP在各子帧内的分配在各子帧内的分配 第7章大容量无线通信系统 3 3交叉极化干扰抵消（交叉极化干扰抵消（XPICXPIC）技术）技术由于SDH微波传输容量大，为了能够提高频谱利用率，因此在数字微波系统中除采用多级调制技术（64QAM,128QAM或512QAM调制）外，还采用了双极化频率复用技术，使单波道数据传输速率成倍增长。但在微波传输中，由于存在多径衰落现象，会导致交叉极化鉴别率（XPD）下降，从而产生交叉极化干扰。为了抑制交叉极化干扰的影响，因此使用一个交叉极化抵消器。其工作原理如

13、下:首先从与所传输信号相正交的干扰信道中取出部分信号，然后经过处理，并与所用信道的信号相叠加，从而抵消叠加在有用信号上的正交极化干扰信号。通常上述干扰抵消过程可以在射频、中频或基带上进行，因而采用XPIC技术之后，对干扰的抑制能力可达15dB左右。第7章大容量无线通信系统 4 4自适应频域和时域均衡技术自适应频域和时域均衡技术在SDH数字微波通信中，采用了无线通信方式，因而多径衰落的影响不容忽视。加之系统中采用了多级调制方式，要达到ITUR所规定的性能指标的要求，就必须采用相应的措施抑制多径衰落的影响。在各种抗衰落技术中，除了分集接收技术外，最常用的技术是自适应均衡技术，包括自适应频域均衡技术

14、和自适应时域均衡技术。频域均衡主要是利用中频通道中所插入的补偿网络的频率特性来补偿实际信道频率特性的畸变，从而减少频率选择性衰落的影响。时域自适应均衡则用于消除各种形式的码间干扰、正交干扰以及最小相位和非最小相位衰落等。第7章大容量无线通信系统 7.2卫星移动通信系统卫星移动通信系统 7.2.17.2.1卫星移动通信系统的基本结构及其分类卫星移动通信系统的基本结构及其分类1 1卫星移动通信系统的组成卫星移动通信系统的组成如图76所示，卫星移动通信系统通常包括空间段和地面段两部分。空间段是指卫星星座，而地面段是指包括卫星测控中心、网络操作中心、关口站和卫星移动终端在内的地面设备。第7章大容量无线

15、通信系统 图76卫星移动通信系统的基本组成 第7章大容量无线通信系统 各部分工作过程如下：(1)按一定规则分布的卫星构成一个卫星移动通信系统的卫星星座。不同的卫星移动通信系统对组成卫星星座的卫星数量、运行轨道等性能有不同的要求。虽然结构各异，但卫星星座的作用都是提供地面段各设备间信号收/发的转接或交换处理。(2)卫星测控中心完成对卫星星座的管理，如修正卫星轨道、诊断卫星工作故障等，保障卫星在预定的轨道上无故障运行，为可靠通信提供前提。第7章大容量无线通信系统(3）网络操作中心具有管理卫星移动通信业务的功能，如路由选择表的更新、计费以及各链路和节点工作状态的监视等。(4）卫星移动终端是一终端设备

16、，通过该终端设备，移动用户可在移动环境中，如空中、海上及陆地上实现各种通信业务。(5)关口站一方面负责为卫星移动通信系统与地面固定网、地面移动通信网提供接口以实现彼此间的互通，另一方面还负责卫星移动终端的接入控制工作，从而保证通信的正常运行。卫星的关口站分为归属关口站和本地服务关口站。第7章大容量无线通信系统 归属关口站负责卫星移动终端的注册登记。任何一个卫星移动终端一定归属于某一个归属关口站，由此关口站决定是否该通信终端有权建立呼叫或使用某项业务。由于卫星移动终端具有移动性，因而时常远离自己的归属关口站。这样，我们将远离自己归属关口站的卫星移动终端附近的关口站称为本地服务关口站，该关口站具有

17、为此卫星移动终端提供呼叫服务的功能。卫星移动通信系统的使用频段为0.310GHz，此时大气损耗小。第7章大容量无线通信系统 2 2卫星移动通信系统的分类卫星移动通信系统的分类卫星移动通信系统的性质、用途不同，所采用的技术手段也不同，因此存在多种分类方法，它们各自反映了卫星移动通信的不同侧面。具体分类如下：(1)按卫星移动通信系统的业务进行划分有海事卫星移动通信系统（MMSS)、航空卫星移动通信系统（AMSS)和陆地卫星移动通信系统（LMSS)。第7章大容量无线通信系统(2)按卫星移动通信系统的卫星轨道进行划分有以下三种：静止轨道卫星移动通信系统：其系统卫星位于地球赤道上空约35786km附近的

18、地球同步轨道上，卫星绕地球公转与地球自转的周期和方向相同。中轨道卫星移动通信系统：其系统卫星距地面500015000km。低轨道卫星移动通信系统：其系统卫星距地面5001500km左右。(3)按卫星移动通信系统的通信覆盖区域进行划分有国际卫星移动通信系统、区域卫星移动通信系统和国内卫星移动通信系统。第7章大容量无线通信系统 3 3卫星移动通信的特点卫星移动通信的特点卫星移动通信是以大气作为传输介质的，它与地面的任何通信方式都不同。特别是随着移动通信的迅速发展，卫星移动通信吸取了传统卫星通信和移动通信的长处，为个人通信的实现提供了一整套完备的方案，其特点如下：(1）通信距离远，具有全球覆盖能力，

19、能满足陆地上、海洋中、空中、立体化、全方位的多址通信的需求，从而实现真正意义上的全球通信和个人通信。这是卫星移动通信的优势所在。第7章大容量无线通信系统(2)系统容量大，可提供多种通信业务，从而使通信业务向多样化和综合化方向发展，满足用户多方面的需求。(3)在使用静止轨道的同时，也可使用中、低轨道卫星，使业务性能更优良，但在星座设计和技术上更为复杂。第7章大容量无线通信系统 7.2.27.2.2卫星移动通信系统的传输技术卫星移动通信系统的传输技术1.1.数字调制技术数字调制技术在卫星移动通信系统中，一般要求调制解调技术有较高的功率利用率和频带利用率，此外卫星通信信道的非线性，还要求调制是恒包络

20、的调制。因此，卫星移动通信系统主要采用的是功率利用率高的移相键控(PSK)调制及其衍生形式。采用最为广泛的是四相移相键控(QPSK)调制方式。第7章大容量无线通信系统 2.2.差错控制技术差错控制技术在卫星移动通信系统中，广泛采用差错控制技术，以提高系统的抗干扰性和卫星功率受限情况下的通信容量。常用的方式是在低层协议中采用循环冗余校验(CRC)和前向纠错(FEC)技术；在高层协议中采用分组接收和拒绝系统(导致重发)对数据传输提供附加的保护，以防止出现差错。卫星通信普遍使用前向纠错技术来对付信号传输时延大的问题，同时大量应用维特比译码来获得比一般方式更高的编码增益，完成前向纠错，提高信道抗干扰能

21、力。第7章大容量无线通信系统 3.3.多址技术多址技术多个地球站不论相互距离多么远，只要位于同一颗卫星天线波束的覆盖范围内，都可以同时利用这颗卫星的信道进行双边或多边的通信。多址技术是指在卫星覆盖区的多个地球站，通过同一颗卫星的中继建立两址和多址之间的通信技术。目前，实用的多址技术主要有频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)、空分多址(SDMA)、随机多址(ALOHA)和预留随机多址(RALOHA)。其中空分多址作为卫星移动通信系统的特色技术得以广泛使用。它利用空间区域来区分不同的关口站，即利用卫星天线的多个窄波束的空间指向差异(分别指向不同区域关口站)来区分不同的地

22、球站。这种方式有着明显的优点：卫星天线增益高，卫星功率可以得到合理有效的利用，不同区域的地球站所发信号在空间互不重叠，可以实现频率重复使用，从而成倍扩大通信容量。第7章大容量无线通信系统 4.4.均衡技术和分集技术均衡技术和分集技术和其他移动通信系统一样，卫星移动通信系统也采用了均衡技术和分集接收技术。均衡技术用以减小码间干扰，采用自适应均衡器来实时跟踪移动通信信道的时变特性。分集接收技术则用来改进链路性能，是抵抗移动通信特有的多径干扰的一种有效接收技术，被各种卫星移动通信系统所采用。第7章大容量无线通信系统 7.3VSAT卫星通信系统卫星通信系统 7.3.17.3.1VSATVSAT卫星通信

23、网的基本概念卫星通信网的基本概念所谓VSAT(VerySmallApertureTeminal）卫星通信网，是指利用大量小口径天线的小型地球站与一个大站协调工作构成的卫星通信网。这是20世纪80年代发展起来的一种卫星通信网。通常可以通过它进行单向或双向数据、语音、图像及其他通信业务，VSAT卫星通信网是采用一系列先进技术的结果。譬如：大规模超大规模集成电路；高增益、低旁瓣小型天线；微机软件；数字信号处理；分组通信；扩频、纠错编码；高效、灵活的网络控制与管理技术等等。第7章大容量无线通信系统 由于VSAT卫星通信网有许多优点，所以它出现后不久，便受到了广大用户单位的普遍重视，发展非常迅速。现在它

24、已成为现代卫星通信的一个重要发展方面。VSAT卫星通信网的主要优点如下：(1）地球站设备简单，体积小，重最轻，造价低，安装与操作简便。一般来说，VSAT小站由0.32m的天线,2W左右的发射机以及不大的终端构成。它可以直接安装在用户所在的楼顶上、庭院内或汽车上等等。因为它可以直接与用户终端连接，所以不再需要地面线路作引接设备。第7章大容量无线通信系统(2)组网灵活方便。由于网络部件模块化，便于调整网络结构，易于适应用户业务量的变化。(3）通信质量好，可靠性高，适于多种业务和数据率，且易于向ISDN过渡。(4)由于它直接面向用户，特别适合于用户分散、稀路由和业务量小的专用通信网。VSAT卫星通信

25、网可以采用星形、网形或混合网络节构。不过，在目前多数还是采用星形网络结构。第7章大容量无线通信系统 目前，VSAT卫星通信网使用的频段为C波段或Ku波段。使用C波段时，电波传播条件好，特别是受降雨影响小，路径可靠性较高，而且可以利用地面微波通信的成熟技术，系统造价也较低。但是，由于它与地面微波通信使用的频段相似，并且要考虑这两种系统间的相互干扰问题，功率通量密度不能太大，因此限制了天线尺寸的进一步小型化，并且在干扰功率密度较强的大城市选址比较困难。为此，当使用C波段时，通常都采用扩频技术以便降低功率谱密度，减小天线尺寸。相反地，如果使用Ku波段，则有以下一些优点：第7章大容量无线通信系统(1)

26、不存在与地面微波通信线路的相互干扰。(2)由于允许功率通量密度较高，天线尺寸便可以进一步减小。如果天线尺寸相同，Ku波段的天线增益可达610dB。(3)可以传输更高的数据速率。尽管Ku波段的传播损耗受降雨的影响较大，但由于进行卫星线路设计时都留有一定的余量，可用率仍然较高。如果是在多雨和卫星波束覆盖的边缘地区，使用口径稍大一些的天线，便可获得必要的余量。因此，目前多数VSAT卫星通信网都是工作在Ku波段。在我国，因为受空间资源的限制、目前使用的VSAT网基本上还是工作在C波段。第7章大容量无线通信系统 除了上述几种基本的VSAT网以外，还有一些其他特点的VSAT网，例如LCET、SO/SAT网

27、等。LCET站与现行SCPC小站的区别是它采用2CPC，每路载波可以提供2路模拟话音通路，小站还可通过交换局或直接与用户终端连接。LCET站采用了现有SCPC系统的成熟技术，如窄带调频、音节压扩、话控载波以及信道按需分配等。LCET站工作在C波段，使用3m天线。第7章大容量无线通信系统 7.3.27.3.2VSATVSAT卫星通信网的组成及其工作原理卫星通信网的组成及其工作原理1 1VSATVSAT网的组成网的组成典型的VSAT网由主站（亦称中心站）、卫星转发器和许多远端VSAT小站组成。考虑到目前采用星形网络结构的系统较多，故下面主要结合这种VSAT网进行介绍。1）主站主站是VSAT网的核心

28、，与普通地球站一样,它使用大型天线，Ku波段为3.58m，C波段为713m。主站由高功率放大器、低噪声放大器、上下变频器、调制/解调器以及数据接口设备等组成。主站通常与主计算机配置在一起，也可通过地面线路与主计算机连接。第7章大容量无线通信系统 主站发射机的高功率放大器输出功率的大小，取决于通信体制、工作频段、数据速率、卫星转发器特性、发射的载波数以及远端接收站G/T值的小大等多种因素，一般为数十瓦到数百瓦。为了对全网进行监测、控制、管理与维护，在主站还设有网络监控与管理中心，对全网运行状态进行监控管理，如监测小站及主站本身的工作状况、信道质量负责信道分配、统计、计费等。由于主站关系到整个VS

29、AT网的运行，所以它通常配有常用设备。为了便于重新组合，主站一般都采用模块结构，设备之间以高速局域网的方式进行互连。第7章大容量无线通信系统 2）小站小站由小口径天线、室外单元和室内单元三部分组成。室内单元和室外单元通过同轴电缆连接。VSAT小站可以采用常用的正馈天线，也可采用增益高、旁瓣小的偏馈天线。室外单元包括GaAs固态功率放大器、低噪声FET放大器、上/下变频器及其监测电路等，并把它们组装在一起作为一个部件，配置在天线馈源附近。室内单元包括调制/解调器、编/译码器和数据接口等。3）卫星转发器卫星转发器亦称空间段，目前主要使用C波段或Ku波段转发器，它的组成及工作原理与一般卫星转发器的一

30、样，只是具体参数不同而已。第7章大容量无线通信系统 2 2VSATVSAT网的工作原理网的工作原理现以星形网络结构为例，介绍VSAT网的工作原理。由于主站发射的EIRP高，且接收系统的G/T值大，所以网内所有的小站都可直接与主站通信。对于小站，则由于它们的天线口径和G/T值小，EIRP低，若需要在小站间进行通信时，必须经主站转发，以“双跳”方式进行。第7章大容量无线通信系统 在星形VSAT网中进行多址连接时，可以采用不同的多址协议，其工作原理也因此有所不同。在这里主要是结合随机接入时分多址（RA/TDMA）方式介绍VSAT网的工作原理。网中任何一个VSAT小站入网传送数据，一般都是以分组方式进

31、行传输与交换。数据报文在发送以前，先将其划分成若干个数据段，并加入同步码、地址码、控制码、起始标志以及终止标志等，这样便构成了通常所说的数据分组。到了接收端再将各分组按原来“打包”时的顺序，将数据分组组装起来，恢复出原来的数据报文。在VSAT网内，由主站通过卫星向远端小站发送数据通常称为外向传输，由各小站向主站发送数据称为内向传输。第7章大容量无线通信系统 1）外向传输由主站向各远端小站的外向传输，通常采用时分复用或统计时分复方式。首先，由计算机将发送的数据进行分组并构成TDM帧，以广播方式向网内所有小站发送，而网内某小站收到TDM帧以后，根据地址码从中选出发给本小站的数据。根据一定的寻址方案

32、，一个报文可以只发给一个指定的小站，也可以发给一群指定的小站或所有的小站。为了使各小站可靠地同步，数据分组中的同步码特性应能保证VSAT小站在未加纠错码和误比特率达到10-3时仍能可靠地同步。而且主站还应向网内所有地面终端提供TDMA帧的起始信息，TDM帧结构如图77所示。当主站不发送数据分组时，则只发送同步分组。第7章大容量无线通信系统 图77VSAT网外向传输的TDM帧结构 第7章大容量无线通信系统 2）内向传输在RA/TDMA方式的VSAT网中，各小站用户终端一般采用随机突发方式发送数据。根据卫星信道共享的多址协议，网内可同时容纳许多小站。当远端小站通过具有一定延时的卫星信道向主站传送数

33、据分组时，由于VSAT小站受EIRP和G/T值的限制，一般收不到自己所发的数据信号，因而小站不能采用自发自收的方法监视本站数据传输的情况。如果是争用信道，则必须采用肯定应答（ACK）方式。也就是说，当主站成功地收到小站数据分组后，需要通过TDM信道回传一个ACK信号，表示已成功地收到了小站所发的数据分组。相反地，如果由于分组发生碰撞或信道产生误码，以致使小站收不到ACK信号时，则小站需要重新发送这一数据分组。第7章大容量无线通信系统 RA/TDMA是一种争用信道，例如SALOHA方式就属于这一种。各小站可以利用争用协议，共享卫星信道。根据SALORA方式的工作原理与协议，各小站只能在时隙内发送

34、数据分组，而不能超越时隙界限。换句话说，数据分组长度可以改变，但最大长度不允许超过一个时隙的长度。在一帧内，时隙的多少和它的长短，可以利用软件程序根据应用情况进行确定。TDMA的帧结构如图78所示。第7章大容量无线通信系统 图78VSAT网内向传输的TDMA的帧结构 第7章大容量无线通信系统 在VSAT网中，所有共享RA/TDMA信道的小站，它们所发的数据分组必须有统一的定时，并与帧和时隙的起始时刻保持同步。而这统一的定时信息由主站所发的TDM帧的同步码提取。如图78所示，TDMA数据分组包括前同步码、数据字符组、后同步码和保护时间。前同步码由比特定时、载波恢复、前向纠错以及其他内容组成。数据

35、字符组则包括起始标志、地址码、控制码、用户数据、循环冗余校验位和终止标志。其中控制码主要用于小站发送申请信息。第7章大容量无线通信系统 根据VSAT网的卫星信道共享协议，网内可以同时容纳许多小站，至于能够容纳的最大站数，取决于小站的数据速率。由以上VSAT网的工作原理可以看出，它与一般的卫星通信网不同。因为在链路两端的设备不同，执行的功能不同，内向和外向传输的业务量不同，内向和外向传输的电平也有相当大的差别，所以VSAT网是一个非对称网络。第7章大容量无线通信系统 3）VSAT网中的交换在VSAT网中，各站通信终端的连接是惟一的，没有备份路由，全部交换功能只能通过主站内的交换设备完成。为了提高

36、信道利用率和可靠性，对于突发性数据,一般最好采用分组交换方式。特别是对于外向链路，采用分组传输便于对每次经卫星转发的数据进行差错控制和流量控制，成批数据业务也采用数据分组格式。显然，来自各VSAT小站的数据分组到了主站，也应采用分组格式和分组交换。也就是说，通过主站交换设备汇集来自各VSAT小站的数据分组，以及从主计算机和地面网来的数据分组，同时又按照数据分组的目的地址，转发给外向链路、主计算机和地面网。采用分组交换不但提高了卫星信道利用率，而且还减轻了用户设备的负担。第7章大容量无线通信系统 但是，对于要求实时性很强的话音业务（包括声码话），因为分组交换的延时和卫星信道的延时太大，则应该采用

37、线路交换。所以VSAT网对于同时传输数据和话音的综合业务网，分别设置交换设备并提供各自的接口。当然，在主站，这两种交换机之间也可能是有信息交换的，如图79所示。第7章大容量无线通信系统 图79VSAT网主站的交换设备 第7章大容量无线通信系统 线路交换机设有主站声码话接口，并输入内向链路的声码话数据,输出外向链路的同步时分复用(STDM)声码话数据。分组交换机则设有主站用户的数据接口，输入内向链路的数据和输出外向链路的异步时分复用（ATM）数据。可以看出，VSAT网的交换机，其特点是数据率低，大多数为2.4kb/s，但是接入的线路数却可能达到数百条以上。所以，交换机的输入内向链路与输出外向链路在数目与速率方面也是不对称的。