馮少棟 秦長路 徐志平
下行鏈路設計
1、下行鏈路超幀結構設計
下行鏈路超幀結構如圖1所示,每個超幀以導頻時隙中的偽隨機序列作為起始,每一超幀中只包含一個周期的偽隨機序列。衛(wèi)星保持著一個ToD(Time ofDay)計數(shù)器,以超幀的長度間隔進行計數(shù),衛(wèi)星通過其傳輸?shù)男畔l(fā)布超幀計數(shù)器的值。
2、下行鏈路載波模式設計
下行鏈路采用一個下行高速率載波,該載波采用兩種極化方式,系統(tǒng)通過在不同波束使用獨立的極化方式達到頻率的復用。下行鏈路中的導頻、廣播、空閑、PTP時隙的極化方式與上行鏈路相互獨立。
另外,根據(jù)時隙類型不同,下行鏈路的傳輸速率分為1/3、1/4速率及全速率:
1)1/3速率:sps(即調制器的1和Q分量的符號速率為BPSK sps)
2)1/4速率:100×sps(即調制器的l和Q分量的符號速率為100×BPSKsps)
3)全速率:400×sps(即調制器的l和Q分量的符號速率為400×BPSKsps)
用戶終端發(fā)送頻率可在上行鏈路子帶范圍內進行切換(即跳頻),切換時間不超過3ms,誤差范圍在30Hz以內。
用戶終端在接收時可以在不同下行鏈路速率模式之間進行切換,切換時間不超過6s。并且用戶終端還可以進行極化方式的切換,時間也不超過6s。
載波模式的切換發(fā)生通常發(fā)生在空閑時隙,空閑時隙內還可以進行極化方式的切換。
另外下行鏈路載波極化方式的切換發(fā)生在導頻和廣播時隙之間。
3、幀結構設計
下行鏈路載波幀結構設計如圖2所示,幀長為3ms,每一幀由導頻時隙、廣播時隙、空閑時隙及點對點時隙(PTP)組成。
導頻時隙中包括傳輸周期為0.768s偽隨機序列的一部分,主要用于用戶終端與衛(wèi)星的時間同步,以及上下行鏈路幀計數(shù)器的同步。
導頻時隙之后為廣播時隙,根據(jù)廣播模式不同其長度為PTP時隙的3或4倍長,相應的速率為PTP的1/3或1/4。該時隙通過賦型波束向衛(wèi)星整個或部分覆蓋區(qū)進行廣播。
空閑時隙位于廣播時隙之后,每幀只出現(xiàn)一次,用于實現(xiàn)特定的系統(tǒng)功能。
除此之外,剩下均為點對點(PTP)傳輸時隙(_二直編號直137)。PTPB寸隙可用于向下行鏈路單個波束小區(qū)的單播及向上行鏈路點波束小區(qū)對應的7個下行波束小區(qū)的組播。
在整個下行鏈路幀中,各時隙傳輸?shù)乃俾矢鞑幌嗤渲蠵TP時隙為全速率(400Mbps)傳輸,導頻時隙、空閑時隙以1/3速率傳輸,在廣播時隙以1/3或1,4全速率傳輸。由于廣播時隙速率有兩種可選項(1/3或1/4全速率),因此下行鏈路幀中廣播時隙數(shù)是可變的,剩下的時隙被分配給PTP。如表1所示:
各時隙結構如圖3所示:
各時隙長度配置如下(表2表3):
4、下行鏈路突發(fā)設計
由于下行鏈路為廣播方式,所以以較大TDM突發(fā)方式進行傳輸,TDM突發(fā)的基本結構和形成過程形如圖4所示:來自上層的RSM—A分組每兩個一組形成下行鏈路MAC數(shù)據(jù)包,將這些MAC數(shù)據(jù)包的凈荷進行加擾并進行Rs編碼,然后每6個碼塊進行交織,交織過后的碼塊進行卷積編碼,編碼過后在前面添加獨特字封裝一個TDM突發(fā)。
2.5加擾及封裝
如圖5所示,一個MAc數(shù)據(jù)包由兩個RSM-A分組構成,每個分組由8字節(jié)分組頭和100字節(jié)的信息位構成。加擾僅針對信息位進行,信息位是由用戶終端或者衛(wèi)星產生,分組頭部分不進行加擾,從圖中可以看出加擾是基于分組進行的。
2.6編碼
編碼主要經過下面三個步驟:
■外碼:基于MAC數(shù)據(jù)包進行Rs編碼(236,216)。
■交織:編碼后每6個碼塊進行交織。
一內碼:經過交織后的碼塊進行2/3率的卷積編碼。
外碼經交織后被分為四個獨立的數(shù)據(jù)流,每一部分總共包含2838bits(包括354bytes及6位對齊比特),然后對其分別進行內編碼得到4257bits。
2.7突發(fā)成形
下行鏈路采用TDM突發(fā)形式。主要有兩種時隙類型:廣播時隙及點對點(PTP)時隙。每個時隙由起始的保護時間及突發(fā)構成。突發(fā)包括獨特字和數(shù)據(jù)字段,如圖6所示。
各時隙突發(fā)結構如下:
突發(fā)長度配置如下(表4):
為了減小交叉極化干擾帶來的干擾,下行鏈路TDM也采用了獨特字的方法進行標識。為了保證系統(tǒng)能夠支持兩顆個衛(wèi)星,下行鏈路可選的獨特字為22個,其中:
,
1)導頻時隙分配2個(短個極化方向各1個)
2)廣播時隙和空閑時隙分配2個(每極化方向各1個)
3)點對點時隙分配14個(每極化方向各7個,對應7個下行波束小區(qū))
4)其他4個為第二顆個衛(wèi)星的廣播/空閑和導頻時隙預留
獨特字長度配置如下(表5):
在廣播和點對點突發(fā)中,數(shù)據(jù)字段為6個交織碼塊,每個數(shù)據(jù)字段含1 2個RSM—A分組。在空閑突發(fā)中,數(shù)據(jù)字段為PN數(shù)據(jù)序列。不同時隙類型數(shù)據(jù)字段長度配置如下(表6):
2.8調制
下行鏈路采用QPSK調制。
2.9下行鏈路功率控制
由于下行鏈路會受降雨影響,下行鏈路功率控制(DPLC)通過向受降雨影響的波束增加功率以保證鏈路的有效性。
結束語
RSM—A系統(tǒng)下行鏈路采用TDM方式,根據(jù)需求不同,不同時隙采用不同的速率,其中廣播時隙對可靠性要求較高,因此采用相對較低的速率,而點對點時隙對傳輸效率要求較高,因此采用相對較高的速率。