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        ACM技術(shù)在衛(wèi)星通信IP網(wǎng)互聯(lián)中的應(yīng)用*

        2013-09-28 12:08:42林習(xí)良周錦標(biāo)趙乾宏
        電訊技術(shù) 2013年12期
        關(guān)鍵詞:衛(wèi)星通信時(shí)延鏈路

        林習(xí)良,周錦標(biāo),趙乾宏

        (中國衛(wèi)星海上測(cè)控部,江蘇 江陰214431)

        1 引言

        隨著Internet的廣泛應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展,IP技術(shù)以開放的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、互聯(lián)互通性好、統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)接口、用戶接入靈活、面向無連接、網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)尋址等優(yōu)點(diǎn),已成為數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)建設(shè)或升級(jí)改造的首選,并在我國航天測(cè)控領(lǐng)域數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)得到了應(yīng)用。由于IP協(xié)議封裝的數(shù)據(jù)分組開銷字節(jié)較多,對(duì)于用戶業(yè)務(wù)量不大的專用網(wǎng)絡(luò),為保證一定的服務(wù)質(zhì)量,與專線電路傳輸方式相比,IP化傳輸對(duì)帶寬的需求也有所增加,這對(duì)于通過光纖互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)不成問題,但對(duì)于航天測(cè)量船等只能通過衛(wèi)星通信電路進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的機(jī)動(dòng)節(jié)點(diǎn),在當(dāng)前衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器資源仍很緊張的條件下,傳輸帶寬已成為限制寬帶IP網(wǎng)互聯(lián)的瓶頸。因此,針對(duì)目前廣泛應(yīng)用的頻分多址技術(shù),有必要通過技術(shù)改進(jìn)和方案優(yōu)化,將衛(wèi)星通信技術(shù)與IP技術(shù)有機(jī)融合,從而充分利用有限的信道資源,進(jìn)一步提高傳輸效率,更好地滿足寬帶業(yè)務(wù)需求。而自適應(yīng)編碼調(diào)制(Adaptive Coding and Modulation,ACM)技術(shù)以其智能化的傳輸機(jī)制、高效的頻譜利用率、網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)據(jù)接口正好適應(yīng)了這方面技術(shù)發(fā)展的要求,從而成為當(dāng)前和未來無線通信系統(tǒng)研究的關(guān)鍵技術(shù)之一。

        針對(duì)ACM技術(shù)在衛(wèi)星通信中的應(yīng)用研究,目前大多基于歐洲數(shù)字視頻廣播(Digital Video Broadcasting,DVB)的第二代傳輸標(biāo)準(zhǔn) DVB-S2,而缺少對(duì)Comtech EF Data公司研發(fā)的VersaFEC_ACM技術(shù)性能的研究。文獻(xiàn)[1]對(duì)基于DVB-S2標(biāo)準(zhǔn)的ACM技術(shù)的鏈路性能進(jìn)行了仿真測(cè)試,文獻(xiàn)[2]針對(duì)DVBS2標(biāo)準(zhǔn)提出了一種基于子空間分解的數(shù)據(jù)輔助類信噪比估計(jì)算法,文獻(xiàn)[3]分析了基于DVB-S2標(biāo)準(zhǔn)的ACM控制機(jī)制,并提出了其編碼調(diào)制方案的簡化方法,而DVB-S2_ACM系統(tǒng)存在較大的時(shí)延,無法滿足航天測(cè)量船數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性要求。本文通過對(duì)適用于衛(wèi)星通信的兩種不同ACM技術(shù)的性能分析比較,得出了VersaFEC_ACM技術(shù)性能優(yōu)于DVB-S2_ACM的結(jié)論,并對(duì)VersaFEC_ACM技術(shù)應(yīng)用于岸船間衛(wèi)星通信IP網(wǎng)互聯(lián)的鏈路性能進(jìn)行了估算。

        2 ACM技術(shù)原理

        包括衛(wèi)星通信在內(nèi)無線通信系統(tǒng)要求盡可能有效利用有限的帶寬資源,提高系統(tǒng)的信道容量,傳統(tǒng)的通信技術(shù)通常采用高效的信道編碼以提高系統(tǒng)的可靠性,采用多進(jìn)制調(diào)制方式以提高頻譜利用率。但使用固定的編碼和調(diào)制方法往往需要較多的系統(tǒng)余量,才能保證在較為惡劣的鏈路條件下保持正常通信或保持一定的誤比特率(Bit Error Rate,BER)。當(dāng)信道條件惡化引起信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)低于某一臨界值時(shí),系統(tǒng)將達(dá)不到規(guī)定的BER性能要求,必須采取高效的抗衰落技術(shù)來提高系統(tǒng)的性能。根據(jù)發(fā)送端調(diào)制編碼方案(Modulation and Coding Scheme,MCS)是否變化,可將編碼調(diào)制工作模式分為3種類型[4]:恒定編碼調(diào)制(Constant Coding and Modulation,CCM)、可變編碼調(diào)制(Variable Coding and Modulation,VCM)和ACM。CCM是最簡單也是當(dāng)前最常用的一種工作模式;VCM適用于一個(gè)載波包含多路不同信號(hào),即多路單載波系統(tǒng);ACM適用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的單路單載波系統(tǒng)。

        ACM技術(shù)通過回傳信道建立了一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng),是提高信道利用率的有效措施之一,其基本思想是接收端根據(jù)接收信號(hào)質(zhì)量對(duì)信道進(jìn)行實(shí)時(shí)估計(jì),并將估計(jì)的信道狀態(tài)信息通過反饋信道傳送給發(fā)射端,發(fā)射端再根據(jù)信道狀態(tài)信息動(dòng)態(tài)改變編碼和調(diào)制方式,接收機(jī)也同時(shí)更改相應(yīng)參數(shù),以適應(yīng)無線信道衰落的變化,從而充分利用信道資源,可在不增加信道帶寬的情況下提高鏈路的吞吐量和改善系統(tǒng)的誤碼率性能,因而具有抗干擾能力強(qiáng)、頻譜利用率高等優(yōu)點(diǎn),從而達(dá)到改善數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)質(zhì)量的目的。

        ACM是克服信道時(shí)變性和補(bǔ)償鏈路損耗的一種鏈路自適應(yīng)技術(shù),當(dāng)信道質(zhì)量發(fā)生變化時(shí),不改變發(fā)射功率,而是根據(jù)信道質(zhì)量變化改變發(fā)送端MCS。當(dāng)信道質(zhì)量較好時(shí)采用高階MCS,信道質(zhì)量較差時(shí)采用低階MCS,使得系統(tǒng)在有利的信道條件下高速傳輸數(shù)據(jù),在信道惡化時(shí)降低傳輸速率,保證通信系統(tǒng)的可用度。系統(tǒng)工作過程如圖1所示[1]。

        圖1 ACM系統(tǒng)原理框圖Fig.1 Conceptual block diagram of ACM system

        從圖中可以看出,在接收端,接收機(jī)通過接收到的信息首先對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行MCS提取,解調(diào)、解碼輸出數(shù)據(jù),同時(shí)對(duì)通信信道質(zhì)量進(jìn)行估計(jì),將衰落信道信息告知發(fā)送端ACM控制器,控制器中的MCS選擇模塊根據(jù)信道預(yù)測(cè)結(jié)果,按一定的自適應(yīng)算法選擇MCS,并告知發(fā)送端調(diào)整MCS。在保證系統(tǒng)性能的前提下,動(dòng)態(tài)改變發(fā)送端MCS,以獲得較高的系統(tǒng)吞吐量,提高系統(tǒng)資源利用率,保證通信系統(tǒng)的可用度。

        3 衛(wèi)星通信中的ACM技術(shù)

        衛(wèi)星通信鏈路距離長,傳輸時(shí)延大,覆蓋范圍廣,電波穿過地球大氣層在地球站與衛(wèi)星之間傳播時(shí),會(huì)遇到電離層中自由電子和離子的吸收作用,還會(huì)受到對(duì)流層中水汽、雨、雪、霧的吸收與散射影響,從而產(chǎn)生一定的衰減,并隨時(shí)會(huì)發(fā)生變化,加上不同地理位置信號(hào)強(qiáng)度差異,信道條件十分復(fù)雜,因此,ACM是一種適用于衛(wèi)星信道的傳輸技術(shù)。對(duì)于單向衛(wèi)星廣播鏈路,可采用不同方式建立專門的反饋信道;對(duì)于雙向衛(wèi)星通信鏈路,反饋信道可以直接利用反向通信鏈路實(shí)現(xiàn)。

        3.1 DVB-S2_ACM 技術(shù)

        2005年3月,歐洲發(fā)布了寬帶衛(wèi)星應(yīng)用第二代傳輸標(biāo)準(zhǔn)DVB-S2,其核心就是ACM技術(shù)。DVBS2_ACM采用低密度奇偶校驗(yàn)碼(Low Density Parity-Check Codes,LDPC)與BCH碼級(jí)聯(lián)方式編碼,支持 1/4、1/3、2/5、1/2、3/5、2/3、3/4、4/5、5/6、8/9、9/10 等11 種編碼率,以及 QPSK、8PSK、16APSK、32APSK等不同調(diào)制方式,提供多達(dá)28種MCS,實(shí)際應(yīng)用中MCS數(shù)目可以適當(dāng)減少[2]?;谠摷夹g(shù)的衛(wèi)星通信系統(tǒng)由多個(gè)地面信關(guān)站、網(wǎng)絡(luò)控制中心、眾多用戶小站和衛(wèi)星等構(gòu)成,地面信關(guān)站之間通過光纖互聯(lián),從信關(guān)站經(jīng)衛(wèi)星到用戶小站的前向鏈路使用DVB-S2標(biāo)準(zhǔn),從用戶小站到信關(guān)站的反饋信道使用DVB-RCS標(biāo)準(zhǔn)(Return Channel via Satellite,RCS),由用戶衛(wèi)星終端向網(wǎng)關(guān)報(bào)告SNR和衛(wèi)星終端支持的最有效的MCS,網(wǎng)關(guān)根據(jù)該信道狀態(tài)信息來調(diào)整MCS,以此應(yīng)對(duì)信道變化。該技術(shù)主要用于數(shù)字視頻廣播,也包含雙向交互業(yè)務(wù),適用于組建大型公用寬帶衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)。

        與一般編碼方式不同,DVB-S2支持的是固定分組長度輸出,其輸入分組長度由編碼率反向推出,可輸出兩種類型FEC幀,幀長為64.8 kb的普通塊(即所謂64k塊)有11種編碼率可供選擇,幀長為16.2 kb的短塊(即所謂16k塊)有10種編碼率可供選擇。因此,在DVB-S2_ACM系統(tǒng)中,對(duì)于同一類型的FEC幀,每個(gè)塊包含的比特?cái)?shù)是固定的,BER=10-7時(shí)DVB-S2各MCS所需的SNR門限如圖2所示[5]。

        3.2 VersaFEC_ACM 技術(shù)

        2009年7月,美國Comtech EF Data公司發(fā)布了支持ACM技術(shù)的高級(jí)衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器(Modulator and Demodulator,MODEM)CDM625,其獨(dú)特的實(shí)現(xiàn)方式申請(qǐng)了專利保護(hù),它采用的ACM技術(shù)與Comtech EF Data和Comtech AHA公司聯(lián)合發(fā)布的最新前向糾錯(cuò)(Forward Error Correction,F(xiàn)EC)技術(shù)——VersaFEC 配合使用,支持 BPSK、QPSK、8QAM、16QAM等不同調(diào)制方式及VersaFEC特有的短塊LDPC碼,可提供12種MCS。VersaFEC_ACM工作過程中可認(rèn)為輸出功率和符號(hào)率固定不變(比特率可變范圍達(dá)到7∶1),不支持同步接口,只支持IP接口,輸出符號(hào)率范圍為37~4 100 ksample/s,該模式支持IP業(yè)務(wù)VLAN、QoS等功能。

        VersaFEC采用固定信息分組長度輸入,輸出分組長度隨著編碼率改變而不同,而每一幀包含的符號(hào)數(shù)是固定的,它能以最低的編解碼時(shí)延,獲得最大的編碼增益,代表了當(dāng)前性能最優(yōu)的FEC技術(shù),提供了充分的編碼率和調(diào)制類型,可保證任何條件下都能獲得最優(yōu)的鏈路性能。

        在VersaFEC_ACM系統(tǒng)中,MCS每次切換以BER為5×10-8所對(duì)應(yīng)的SNR為門限,為防止臨界狀態(tài)下在兩種MCS間來回切換,可根據(jù)需要對(duì)接收信號(hào) Eb/No人為設(shè)置一定的余量(范圍為0~4.5 dB),而系統(tǒng)在該余量外自動(dòng)附加了0.3 dB的滯后量。例如,若將余量設(shè)為0 dB,意味著當(dāng)實(shí)時(shí)估計(jì)的SNR低于BER為5×10-8所對(duì)應(yīng)的SNR時(shí),MCS將從高階切換至低階;而只有當(dāng)實(shí)時(shí)估計(jì)的SNR高于BER為5×10-8所對(duì)應(yīng)的 SNR 0.3 dB時(shí),MCS才從低階切換至高階。當(dāng)信道衰落過大引起遠(yuǎn)端解調(diào)器失鎖時(shí),可以根據(jù)預(yù)先設(shè)置的策略保持當(dāng)前使用的MCS或直接切換至最低階MCS,而選擇切換至最低階MCS可最大程度提高鏈路的魯棒性。VersaFEC_ACM模式下余量0 dB時(shí)MCS切換點(diǎn)如圖3所示,部分主要參數(shù)見表1[6]。

        圖2 BER=10-7時(shí) DVB-S2中 MCS所需 SNR及對(duì)應(yīng)頻譜效率Fig.2 Required SNR for BER=10-7versus spectral efficiency for MCS of DVB-S2

        圖3 VersaFEC_ACM各MCS切換點(diǎn)Fig.3 VersaFEC_ACM MCS switch points

        3.3 性能比較

        DVB-S2定義的方案在數(shù)據(jù)廣播和高速數(shù)據(jù)應(yīng)用中非常有效,但其編碼輸出的FEC幀包含的比特?cái)?shù)是固定的,這意味著每個(gè)MCS對(duì)應(yīng)的符號(hào)數(shù)是變化的,使同步問題變得尤為重要,從而增加了解調(diào)的復(fù)雜度,又因?yàn)樵赟NR很低的條件下跟蹤高階調(diào)制的載波受到限制,還需添加引導(dǎo)符號(hào)以幫助跟蹤。在選擇更低階MCS時(shí),隨著吞吐量的下降,編碼時(shí)延會(huì)相應(yīng)增加,對(duì)于話音等低速條件下要求低時(shí)延的IP應(yīng)用,即使所謂的短塊時(shí)延也顯得太大。而且在ACM模式下,DVB-S2沒有定義用于向發(fā)送端回傳SNR的幀頭信道,留作各設(shè)備生產(chǎn)廠家自行實(shí)現(xiàn),因此,所有ACM系統(tǒng)所采用的技術(shù)都屬各自獨(dú)有,缺少統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),而報(bào)告SNR需要另外占用帶寬,這沒有計(jì)算在編碼率內(nèi),實(shí)際頻譜效率有所下降。

        VersaFEC從研發(fā)之初就意識(shí)到了DVB-S2存在的不足,從而致力于降低編碼時(shí)延和系統(tǒng)復(fù)雜度。采用的技術(shù)有:使用盡可能短的LDPC碼,且不進(jìn)行交織;輸出的符號(hào)數(shù)固定而不是比特?cái)?shù)固定;低SNR條件下不使用引導(dǎo)符進(jìn)行載波跟蹤;減少M(fèi)CS數(shù)量;物理層設(shè)計(jì)了幀頭信道用于向發(fā)送端回傳SNR,作為幀結(jié)構(gòu)的一部分計(jì)入編碼率,不需另外占用帶寬。它使用的塊長從2~8.2 kb不等,而其他LDPC編碼(包括DVB-S2短塊)使用的塊長16 kb,VersaFEC在與現(xiàn)有LDPC碼保持相同編碼增益性能的同時(shí),顯著降低了時(shí)延。在頻譜效率方面,VersaFEC_ACM所選用的調(diào)制方式和編碼率雖然數(shù)量上有所減少,但在不同信道條件下能夠表現(xiàn)出連續(xù)而又能區(qū)分層次的性能,能夠更好地滿足工程化應(yīng)用的需要。

        在不考慮衛(wèi)星鏈路傳播時(shí)延的條件下,ACM系統(tǒng)時(shí)延為最差情況下的MCS所對(duì)應(yīng)的編碼時(shí)延(實(shí)際應(yīng)用時(shí)還需另外考慮網(wǎng)絡(luò)端口緩存時(shí)延,通常不小于20 ms),在其他參數(shù)不變時(shí),編碼時(shí)延與數(shù)據(jù)速率成反比。對(duì)于符號(hào)率100 ksample/s的情況,DVB-S2_ACM 64k 塊的編碼時(shí)延為1 316 ms,16k塊的編碼時(shí)延為329 ms,而VersaFEC_ACM的編碼時(shí)延僅為34 ms。

        由此可見,與 DVB-S2_ACM相比,VersaFEC_ACM編碼時(shí)延更低,系統(tǒng)更加簡單,組網(wǎng)更為方便,因此,對(duì)于利用已有衛(wèi)星鏈路進(jìn)行IP網(wǎng)互聯(lián),VersaFEC_ACM技術(shù)是一個(gè)較好的選擇,能夠大大增加點(diǎn)到點(diǎn)IP業(yè)務(wù)的吞吐量。

        4 岸船衛(wèi)星通信IP網(wǎng)中ACM技術(shù)應(yīng)用分析

        下面以航天測(cè)量船與任務(wù)中心間的雙向衛(wèi)星鏈路為研究對(duì)象,對(duì)其應(yīng)用VersaFEC_ACM技術(shù)進(jìn)行IP網(wǎng)互聯(lián)進(jìn)行分析。

        4.1 可行性分析

        在我國航天測(cè)控通信網(wǎng)中,測(cè)量船作為任務(wù)中心下的機(jī)動(dòng)測(cè)控站,具備在三大洋機(jī)動(dòng)執(zhí)行任務(wù)的能力,與任務(wù)中心間的信息傳輸以衛(wèi)星通信為主,隨著測(cè)量船地理位置的大范圍變化,接收的衛(wèi)星信號(hào)電平也會(huì)發(fā)生較大變化,即使對(duì)于性能優(yōu)良的Intelsat IX系列衛(wèi)星C頻段全球波束轉(zhuǎn)發(fā)器,其波束邊緣與中心位置有效全向輻射功率(Effective Isotropic Radiated Power,EIRP)或星載天線品質(zhì)因素(G/T值)變化也會(huì)達(dá)到5 dB以上,加上海上復(fù)雜多變的氣象條件也會(huì)引起嚴(yán)重的傳播損耗,這些因素均會(huì)導(dǎo)致不同地理位置、不同時(shí)間段的信道條件存在很大差異,這為ACM技術(shù)的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

        當(dāng)前岸船間通過點(diǎn)對(duì)點(diǎn)雙向衛(wèi)星電路進(jìn)行通信,開通業(yè)務(wù)主要有數(shù)據(jù)、話音和圖像等3種類型,雖然話音業(yè)務(wù)仍采用專線電路方式傳輸,但通過IP話音網(wǎng)關(guān)或經(jīng)協(xié)議轉(zhuǎn)換器后,也可與其他業(yè)務(wù)一起接入IP網(wǎng)傳輸。衛(wèi)星通信工作于CCM模式,采用QPSK調(diào)制、碼率3/4的Turbo乘積碼(Turbo Product Codec,TPC),要求端到端IP業(yè)務(wù)傳輸時(shí)延不大于400 ms(128字節(jié)包長,含衛(wèi)星鏈路傳播時(shí)延270 ms),為使BER達(dá)到優(yōu)于10-6的指標(biāo)要求,通常留有較大的功率余量,確保接收端Eb/No達(dá)到10 dB左右,這與相同BER條件下TPC所需Eb/No典型值3.3 dB相比,若能將6.7 dB的余量轉(zhuǎn)換為實(shí)際通信能力,將大幅提高鏈路吞吐量。根據(jù)當(dāng)前分配的衛(wèi)星帶寬,實(shí)際可開通的鏈路速率遠(yuǎn)大于64 kb/s,即使工作于表1中第11號(hào)方案,編碼時(shí)延也會(huì)隨著速率的提高大幅減小,使端到端業(yè)務(wù)的傳輸時(shí)延滿足不大于400 ms的要求。

        根據(jù)以上介紹,只要通信雙方衛(wèi)通站選用CDM625型MODEM,并采用ACM工作模式,不降低原有的功率輸出,就能在滿足原有指標(biāo)要求的前提下進(jìn)一步提高頻譜利用率,實(shí)現(xiàn)岸船間IP網(wǎng)互聯(lián),并支持當(dāng)前已開通業(yè)務(wù)。

        4.2 ACM工作過程

        A、B兩地通過衛(wèi)星通信電路進(jìn)行IP網(wǎng)互聯(lián),衛(wèi)通站A至站B單向鏈路應(yīng)用VersaFEC_ACM技術(shù)的系統(tǒng)示意圖如圖4所示,其工作過程如下:

        天氣晴好時(shí),站B接收信號(hào)SNR處于最大狀態(tài),并根據(jù)當(dāng)前使用的MCS計(jì)算Eb/No,站A接收到站B回傳的Eb/No后,ACM控制器將其與相應(yīng)MCS在BER=5×10-8所對(duì)應(yīng)的Eb/No門限值比較,控制本端調(diào)制器保持當(dāng)前MCS還是選用更高階MCS,由表1可知,隨著高階MCS的使用,門限BER對(duì)應(yīng)的Eb/No值提高,而站B接收信號(hào)Eb/No隨之下降,一直調(diào)整至兩者Eb/No相互接近且余量不足以支持使用更高階MCS,使得鏈路吞吐量最大;當(dāng)遠(yuǎn)端鏈路經(jīng)歷一次雨衰過程,站B接收信號(hào)SNR和Eb/No有所下降,BER不滿足5×10-8要求,站 A 接收到站B最新回傳的Eb/No后,ACM控制器按照其算法控制本端調(diào)制器選用低階MCS,站B接收信號(hào)Eb/No提高,鏈路性能隨之改善,BER滿足要求但吞吐量有所下降。

        圖4 衛(wèi)星通信ACM示意圖Fig.4 Generic example of ACM over satellite

        站B至站A方向ACM鏈路工作過程與上述相同,只要兩站均配置CDM625型MODEM,就能通過正常的通信信道實(shí)現(xiàn)雙向鏈路狀態(tài)的自適應(yīng)調(diào)整。

        4.3 鏈路性能分析

        根據(jù)上述給定的測(cè)量船衛(wèi)通站CCM模式工作參數(shù),對(duì)于1 024 kb/s衛(wèi)星電路,按照符號(hào)率=比特率/(調(diào)制階數(shù)×編碼率)計(jì)算,相應(yīng)符號(hào)率為683 ksample/s,根據(jù) SNR=Eb/No+10lg(頻譜效率)換算得到的SNR為11.76 dB。衛(wèi)星鏈路占用帶寬主要由符號(hào)率直接決定,工作于VersaFEC_ACM模式時(shí),載波符號(hào)率和功率基本保持不變,因此,占用帶寬也不會(huì)發(fā)生變化。以BER優(yōu)于5×10-8為指標(biāo),符號(hào)率683 ksample/s時(shí)不同MCS對(duì)應(yīng)鏈路吞吐量如表2所示。

        表2 683 ksample/s時(shí)不同MCS對(duì)應(yīng)吞吐量Table2 Throughput in different MCS at 683 ksample/s

        從表2可以看出,在相同的載波帶寬和輸出功率條件下,如外部環(huán)境沒有變化,系統(tǒng)可采用高階方案MCS8,通過利用現(xiàn)有鏈路的功率余量,其吞吐量將由目前的1 024 kb/s提高至1 997 kb/s,帶寬利用率將提高95%;換個(gè)角度來說,如出現(xiàn)雨衰等條件變化,系統(tǒng)若采用低階方案MCS0,其抗信道衰落的余量將由6 dB提高至12 dB,并能使鏈路吞吐量維持333 kb/s不中斷。如果在當(dāng)前狀態(tài)下發(fā)送端進(jìn)一步增加輸出功率,使接收端SNR提高2 dB左右(典型值-估計(jì)值+自動(dòng)附加滯后量=8.0-6.43+0.3=1.93 dB),則該鏈路工作于方案 MCS11時(shí)能夠達(dá)到頻譜效率和功率利用率最佳狀態(tài),使吞吐量達(dá)到最大2 330 kb/s,帶寬利用率增加近127%,相比之下IP化傳輸增加的協(xié)議開銷帶寬是可接受的。

        4.4 注意事項(xiàng)

        CDM625型MODEM作為一款性能優(yōu)良的商用產(chǎn)品,可以滿足不同用戶的多樣化應(yīng)用需求,對(duì)于航天測(cè)量船與任務(wù)中心間的特定通信要求,工作于ACM模式下時(shí)需注意以下幾點(diǎn)。

        (1)合理設(shè)置緩存器大小。為適應(yīng)MCS調(diào)整引起的鏈路吞吐量變化,防止由此產(chǎn)生的數(shù)據(jù)丟包,CDM625廣域以太網(wǎng)口設(shè)有一個(gè)緩存器,其大小以低階的MCS0為參考,可在20~780 ms范圍內(nèi)以步進(jìn)20 ms人工選擇,該值設(shè)置越大,系統(tǒng)時(shí)延越大。對(duì)于岸船間衛(wèi)星通信IP網(wǎng)互聯(lián),當(dāng)緩存器參數(shù)使用系統(tǒng)默認(rèn)值20 ms時(shí),端到端傳輸時(shí)延約為320 ms,能夠滿足不大于400 ms的指標(biāo)要求。

        (2)取消端口限速。當(dāng)前IP網(wǎng)通過衛(wèi)通電路同步數(shù)據(jù)信道互聯(lián)時(shí),通常會(huì)根據(jù)信道帶寬對(duì)路由器廣域網(wǎng)端口進(jìn)行限速,而CDM625為避免接口緩存器溢出,通過IP接口連接本地網(wǎng)絡(luò)時(shí)使用了自協(xié)商協(xié)議,并采用暫停幀(Pause Frame)的方式進(jìn)行擁塞控制,使緩存器的占用率保持在75% ~87%之間,與其連接的交換機(jī)或路由器端口不需設(shè)置限速。

        (3)合理選擇MCS調(diào)整范圍。MCS自適應(yīng)調(diào)整范圍由人工預(yù)先設(shè)置,一般將最低階MCS設(shè)置為MCS0,有利于提高電路的可用度,而岸船通信租用的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬與功率均受限,最高階MCS應(yīng)按照衛(wèi)通電路開通測(cè)試時(shí)確定的模式來設(shè)置,如其中一端將最高階與最低階MCS設(shè)置為相同的編號(hào),則相當(dāng)于一個(gè)方向工作于CCM模式。

        (4)VersaFEC_ACM能夠支持雙向速率(或符號(hào)率)不對(duì)稱鏈路的應(yīng)用,但要求雙向鏈路均工作于ACM模式,如一個(gè)方向需要工作于CCM模式,可采用(3)中提供的方法。

        5 結(jié)束語

        ACM是無線通信系統(tǒng)中的一種智能化的高效數(shù)據(jù)傳輸技術(shù),本文從編碼時(shí)延和系統(tǒng)復(fù)雜度等方面對(duì)適用于衛(wèi)星通信的DVB-S2_ACM和VersaFEC_ACM技術(shù)性能進(jìn)行了分析比較,指出了VersaFEC_ACM的技術(shù)優(yōu)勢(shì),設(shè)計(jì)了應(yīng)用基于VersaFEC_ACM技術(shù)的CDM625型MODEM實(shí)現(xiàn)岸船間衛(wèi)星通信IP網(wǎng)互聯(lián)的方案。鏈路計(jì)算結(jié)果表明,與原有的CCM模式相比,在輸出功率達(dá)到最佳狀態(tài)前,應(yīng)用ACM技術(shù)能夠?qū)⑿l(wèi)星鏈路功率余量自動(dòng)轉(zhuǎn)換為鏈路傳輸能力,充分利用有限帶寬,在保持一定誤碼率性能的同時(shí)保證通信鏈路暢通??紤]到國際通信衛(wèi)星組織入網(wǎng)測(cè)試的限制,下一步將通過國內(nèi)通信衛(wèi)星,利用CDM625對(duì)VersaFEC_ACM技術(shù)在岸船間衛(wèi)星通信IP網(wǎng)互聯(lián)中的性能開展應(yīng)用測(cè)試,為后續(xù)設(shè)備改造選型和通信方案優(yōu)化提供有力參考。

        [1]王昌懷.基于DVB-S2標(biāo)準(zhǔn)的寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)ACM應(yīng)用研究[D].北京:北京郵電大學(xué),2012:37-38.WANG Chang-h(huán)uai.The Broadband Satellite Communication System's ACM Application Research Based On The DVB-S2 Standards[D].Perking:Beijing University of Posts and Telecommunications,2012:37-38.(in Chinese)

        [2]楊富銀,張白愚,黃焱.DVB-S2 ACM技術(shù)中的信噪比估計(jì)[J].電視技術(shù),2012,36(13):106-109.YANG Fu-yin,ZHANG Bai-yu,HUANG Yan.SNR Estimation for Adaptive Coding and Modulation Technique in DVB-S2 [J].Video Engineering,2012,36(13):106-109.(in Chinese)

        [3]吳濤,張健,劉愛軍.寬帶衛(wèi)星通信中的ACM技術(shù)[J].電訊技術(shù),2010,50(12):19-22.WU Tao,ZHANG Jian,LIU Ai-jun.ACM Technology for Broadband Satellite Communication[J].Telecommunication Engineering,2010,50(12):19-22.(in Chinese)

        [4]郭慶,王振永,顧學(xué)邁.衛(wèi)星通信系統(tǒng)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2010:405-419.GUO Qing,WANG Zhen-yong,GU Xue-mai.Satellite Communication System[M].Perking:Publishing House of Electronics Industry,2010:405-409.(in Chinese)

        [5]Bischl H,Brandt H,Cola T,et al.Adaptive coding and modulation for satellite broadband networks:From theory to practice[J].International Journal of Satellite Communications and Networking,2009,28(2):59-111.

        [6]Comtech EF Data.CDM-625 Advanced Satellite Modem(18kbps-25Mbps)Installation and Operation Manual For Firmware Version 2.0.2 or higher[M].Tempe Arizona:Comtech EF Data,2011.

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