專利名稱：用信息業(yè)務(wù)量變化范圍中隨機(jī)數(shù)的隨機(jī)接入衛(wèi)星通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地來(lái)說(shuō)涉及多路隨機(jī)接入衛(wèi)星通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)中在中心站與多個(gè)遠(yuǎn)端站之間建立衛(wèi)星信道，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及用于減小同時(shí)發(fā)送的信息包之間沖突概率的技術(shù)。
公知的時(shí)隙式ALOHA系統(tǒng)是用于在總站與多個(gè)遠(yuǎn)端站之間建立通信的時(shí)分多址聯(lián)接衛(wèi)星通信系統(tǒng)。在時(shí)隙式ALOHA系統(tǒng)中，通信信道被分成時(shí)隙，在隨機(jī)接入的時(shí)隙上各遠(yuǎn)端站發(fā)送其信息包。這種類型選址的有利特點(diǎn)是當(dāng)發(fā)送率較低時(shí)，能夠減小發(fā)送延遲。然而當(dāng)發(fā)送率較高時(shí)，沖突率就增大了，因此導(dǎo)致信道利用率較低，發(fā)送延遲較長(zhǎng)。為了避免由于較高的發(fā)送率導(dǎo)致較差的系統(tǒng)利用率，必須減小重發(fā)，避免重發(fā)的信息包之間的沖突。一般對(duì)重發(fā)采用下述方法，即使用隨機(jī)數(shù)規(guī)定時(shí)間間隔，在試圖獲得信道接入之前，沖突站必須等待該時(shí)間間隔。如果能夠產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)數(shù)量很小，在兩個(gè)以上使用相同隨機(jī)數(shù)的遠(yuǎn)端站之間產(chǎn)生重合的可能性就較高。另外如果重發(fā)率較高，從而使沖突率也較高，使用較大范圍隨機(jī)數(shù)的遠(yuǎn)端站要比那些使用較小范圍隨機(jī)數(shù)的遠(yuǎn)端站能夠更有效地減小業(yè)務(wù)擁塞。然而在重發(fā)率較低的情況下，在沖突的各站被允許重發(fā)信息包之前可能會(huì)不必要地等待較長(zhǎng)的時(shí)間間隔。
因此，本發(fā)明的目的提供一種時(shí)隙式隨機(jī)接入衛(wèi)星通信系統(tǒng)，其中通過(guò)使用由中心站收集的信息業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)，提高了從該系統(tǒng)遠(yuǎn)端站到公用衛(wèi)星信道成功重發(fā)的概率。
在本發(fā)明的衛(wèi)星能信系統(tǒng)中，從每個(gè)遠(yuǎn)端站到中心站形成前向衛(wèi)星信道，并且從中心站到每個(gè)遠(yuǎn)端站形成后向衛(wèi)星信息。后向衛(wèi)星信道被分成多個(gè)幀，前后衛(wèi)星信道被分成與后向信道各幀對(duì)應(yīng)的多個(gè)幀。前向信道的每個(gè)幀被細(xì)分成時(shí)隙。從每個(gè)遠(yuǎn)端站，在前向衛(wèi)星信道的一個(gè)時(shí)隙上隨機(jī)地發(fā)送包含用戶數(shù)據(jù)的信息包。如果中心站接到信息包，就發(fā)送業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)和確認(rèn)信號(hào)，否則就不發(fā)送確認(rèn)信號(hào)。如果沒有接收到確認(rèn)信號(hào)，遠(yuǎn)端站就在由業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)確定的范圍內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)，并且增大指示沒有接收到確認(rèn)信號(hào)情況次數(shù)的計(jì)算值，然后，在由該隨機(jī)數(shù)確定的前向信道的隙上重發(fā)包含該計(jì)數(shù)值的信息包。如果接收到確認(rèn)信號(hào)，該計(jì)數(shù)值被復(fù)位為零。一旦接收到一個(gè)信息包，中心站就為該接收的信息包產(chǎn)生一個(gè)確認(rèn)信號(hào)，并且導(dǎo)出在預(yù)定時(shí)間間隔中接收到的信息包總數(shù)與包含在這些信息包中的計(jì)數(shù)值總數(shù)之總和，然后從上述和中導(dǎo)出業(yè)務(wù)量數(shù)。在后向信道的一個(gè)幀上發(fā)送該確認(rèn)信號(hào)、業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)和主數(shù)據(jù)。
因?yàn)榭赡墚a(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的范圍是相應(yīng)于業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)而受到控制的，所以在較高業(yè)務(wù)負(fù)荷的情況下，產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)被分布在較寬的范圍中，因此不太可能發(fā)生沖突，而在較低業(yè)務(wù)負(fù)荷的情況下，產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)被分布在較小的范圍中，因此遠(yuǎn)端站不用經(jīng)歷不必要的長(zhǎng)時(shí)間等待。
下面將參見附圖進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。


圖1是衛(wèi)星通信系統(tǒng)的方框圖，圖中示出了中心站的詳細(xì)構(gòu)成。
圖2A是由該系統(tǒng)的每個(gè)遠(yuǎn)端站使用的脈沖串?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，圖2B是從中心站發(fā)送的幀序列。
圖3是該衛(wèi)星通信系統(tǒng)的遠(yuǎn)端站的方框圖。
圖4是用于說(shuō)明該系統(tǒng)操作的時(shí)序圖。
如圖1所示，本發(fā)明的衛(wèi)星通信系統(tǒng)包括總站1、多個(gè)遠(yuǎn)端站2和通衛(wèi)星3。當(dāng)向中心站發(fā)送用戶數(shù)據(jù)信息包和從中心站接收主數(shù)據(jù)時(shí)，每個(gè)遠(yuǎn)端站都隨機(jī)地得以接入時(shí)隙式衛(wèi)星信道。
如圖2A中所示，從每個(gè)遠(yuǎn)端2到中心站1的前向信道被分成幀，而每個(gè)幀又被細(xì)分成時(shí)隙。在保護(hù)時(shí)間(GT)之后的一個(gè)隙上，每個(gè)遠(yuǎn)端站以脈沖串的形式發(fā)送信息包。該信息包包含指示脈沖呂開始的具有唯一碼型的唯一字(UW)，其后緊跟著一個(gè)前置部分，它包括使中心站迅速地恢復(fù)載波的一個(gè)比特序列和用于同步的時(shí)鐘定時(shí)。設(shè)有包標(biāo)識(shí)符(PID)字段，用于指示源遠(yuǎn)端站的地址，以及用于識(shí)別幀及一個(gè)時(shí)隙和幀數(shù)和時(shí)隙數(shù)，在該幀的這個(gè)時(shí)隙上從源遠(yuǎn)端站發(fā)送信息包。根據(jù)本發(fā)明，在地址字段之后設(shè)有重復(fù)計(jì)數(shù)字段，用于指示為了得以接入信道進(jìn)行的重復(fù)企圖的次數(shù)。接著用于發(fā)送信延位的用戶數(shù)據(jù)字段，其長(zhǎng)度是可以變化的。如果信息位的長(zhǎng)長(zhǎng)小于用戶數(shù)據(jù)字段的長(zhǎng)度，就用虛比特填充用戶數(shù)據(jù)字段。在用戶數(shù)據(jù)字段之后是FCS(幀檢驗(yàn)序列)字段和FEC(前向糾錯(cuò))字段，用于插入由中心站用于執(zhí)行檢錯(cuò)和糾錯(cuò)的冗余位。
如圖2B所示，從中心站1到遠(yuǎn)端站2的后向信道同樣被分成幀，每個(gè)幀包含標(biāo)題和在其之后一系列數(shù)據(jù)信息包。該標(biāo)題包含幀定時(shí)字段，確認(rèn)字段和業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)字段。幀定時(shí)字段包含幀定時(shí)信號(hào)，該信號(hào)用于識(shí)別幀，并且由每個(gè)遠(yuǎn)端站用作基準(zhǔn)時(shí)間去確定在一個(gè)隙上發(fā)送的信息包。確認(rèn)(ACK)字段包含與中心站已經(jīng)成功地從遠(yuǎn)端站接收到其信息包的那些遠(yuǎn)端站數(shù)量相等的確認(rèn)信號(hào)。每個(gè)確認(rèn)信號(hào)包含從遠(yuǎn)端站接收的源遠(yuǎn)端地址、幀數(shù)和隙數(shù)。根據(jù)本發(fā)明，業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)指示衛(wèi)星信道的擁塞級(jí)。在規(guī)定數(shù)據(jù)的幀中以下方式從接收的初始信息包和重發(fā)信息包的全體導(dǎo)出該業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)。幀序列的每個(gè)數(shù)據(jù)信息包包括開始標(biāo)記(F)、包含目的地遠(yuǎn)端站地址的地址字段、主數(shù)據(jù)、幀檢驗(yàn)序列的冗余位和結(jié)束標(biāo)記(F)。
再參見圖1，在中心站1中由天線4接收來(lái)自遠(yuǎn)端站2的信號(hào)，將下行頻率變換成中頻，并且加到接收機(jī)5上。為了變換成基帶頻率，用從載波和時(shí)鐘定時(shí)恢復(fù)(CCR)電路8提供的本機(jī)載波解調(diào)該中頻信號(hào)，并且利用來(lái)自CCR電路8的時(shí)鐘對(duì)該解調(diào)的信號(hào)執(zhí)行雙元判決，以便使其變換成數(shù)字信號(hào)。接收機(jī)5的輸出被饋送到檢測(cè)接收的信息包括端的獨(dú)特字檢測(cè)器6，接收的信息包中緊跟著唯一字之后的信息包被送到前置部分檢測(cè)器7。前置部分檢測(cè)器7提取包含在信息包前置部分中的比特序列，并且提供給CCR電路8，使其恢復(fù)載波和時(shí)鐘定時(shí)脈沖。
前向糾錯(cuò)(FEC)譯碼器9連接到前置部分檢測(cè)器7上，用于接收信息包中緊跟前置部分之后的信息包，并且使用插入到信息包FEC字段的冗余位，對(duì)該信息包執(zhí)行糾錯(cuò)。循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)譯碼器10連接到FEC譯碼器9的輸出端，使用包含在信息包FCS字段中的冗余位對(duì)已被糾錯(cuò)的信息進(jìn)行檢錯(cuò)。如果在用戶數(shù)據(jù)中實(shí)際上沒有錯(cuò)誤，CRC譯碼器10就將該情況傳信給包計(jì)數(shù)器14，指示已經(jīng)成功地從遠(yuǎn)端站接收到信息包，同時(shí)將已檢錯(cuò)的信號(hào)加到地址檢測(cè)順11上，從已檢錯(cuò)信息包的地址字段中提取源遠(yuǎn)端站的地址，并將其存儲(chǔ)在寄存器(R)18中作為確認(rèn)信號(hào)，用于傳信已經(jīng)接收到該信息包，該信息包的余項(xiàng)被加到重復(fù)計(jì)數(shù)檢測(cè)器12上。由檢測(cè)器12檢測(cè)信息包重復(fù)計(jì)數(shù)字段中包含的重復(fù)計(jì)數(shù)值，并且將其存儲(chǔ)在移位寄存器(SR)15A中。
包計(jì)數(shù)器14響應(yīng)來(lái)自幀定時(shí)發(fā)生器23的幀定時(shí)信號(hào)而復(fù)位，以便清除其存儲(chǔ)的在先前幀中的計(jì)數(shù)，并且開始對(duì)來(lái)自CRC譯碼器10的用于當(dāng)前幀的信號(hào)計(jì)數(shù)，以便指示信息包的成功接收。包計(jì)數(shù)器14產(chǎn)生指示在一個(gè)幀期間成功地接收的信息包數(shù)的信號(hào)，并且將其提供給移位寄存器15B，在那里存儲(chǔ)用于規(guī)定數(shù)量的幀。移位寄存器15A響應(yīng)幀定時(shí)脈沖，以幀的間隔移位，并且產(chǎn)生在上述規(guī)定數(shù)量的相繼幀期間重發(fā)的信息包總數(shù)。同樣，移位寄存器15B響應(yīng)由幀定時(shí)發(fā)生器23提供的移位脈沖，以幀的間隔移位，并且產(chǎn)生在上述規(guī)定數(shù)量的幀期間接收的初始信息包總數(shù)。兩個(gè)移位寄存器的輸出被加到加法器16上，在那里將其加在一起，以便產(chǎn)生在相繼的幀期間計(jì)數(shù)的初始信息包和重發(fā)信息包的總數(shù)。該總計(jì)的數(shù)值被饋送到比較器17，用于與表示基準(zhǔn)擁塞級(jí)的閾值進(jìn)行比較，以便確定該衛(wèi)星信道的擁塞級(jí)。由比較器17產(chǎn)生指示已確定擁塞級(jí)的業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)，并且將其提供給多路復(fù)用器22。
接收緩沖器13連接到重發(fā)計(jì)數(shù)檢測(cè)器12上，用于接收包含在信息包數(shù)據(jù)字段中的用戶數(shù)據(jù)，并且直到由主終端19調(diào)用之前，一直在其中保存該用戶數(shù)據(jù)。
對(duì)相繼接收到的信息包進(jìn)行相同的處理，以便每個(gè)幀期間在寄存器18中，將存儲(chǔ)著與成功地接收的信息包數(shù)量相等的確認(rèn)信號(hào)。
通過(guò)幀定時(shí)發(fā)生器23述產(chǎn)生指示幀數(shù)的信號(hào)，并且將其提供給多路復(fù)用器22，在那里與來(lái)自比較器17的業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)和來(lái)自寄存器18的確定信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)用。
通過(guò)主終端19產(chǎn)生主數(shù)據(jù)以及被指定的遠(yuǎn)端站地址，在暫時(shí)存儲(chǔ)在發(fā)送緩沖器20中之后，將其提供給CRC編碼器21，在那里從主數(shù)據(jù)導(dǎo)出幀檢驗(yàn)序列(FCS)。在后向信道的每個(gè)幀期間，通過(guò)多路復(fù)用器22將幀數(shù)、一個(gè)或多個(gè)確認(rèn)信號(hào)和業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)組合在一起，以便形成幀標(biāo)題。幀標(biāo)題與一系列信息包多路復(fù)用，每個(gè)信息包都包含由標(biāo)記發(fā)生器(F)24提供的開始標(biāo)記、目的地地址、主數(shù)據(jù)、FCS和由標(biāo)坊發(fā)生器24提供的結(jié)束標(biāo)記。FEC編碼器25連接到多路復(fù)用器22的輸出端，用于對(duì)幀信號(hào)執(zhí)行糾錯(cuò)編碼處理，以便使目的地遠(yuǎn)端站能夠?qū)邮盏男盘?hào)執(zhí)行糾錯(cuò)。FEC編碼器25的輸出被耦接到發(fā)射機(jī)26，以那里使其在中頻載波上調(diào)制，然后饋送到天線系統(tǒng)4。該中頻信號(hào)被變換成上行頻率，以一系列幀的方式發(fā)射到衛(wèi)星3上，在那里將其變換成下行頻率，播發(fā)到各遠(yuǎn)端站2。
參見圖3，每個(gè)遠(yuǎn)端站2包括向發(fā)送緩沖器31提供用戶數(shù)據(jù)的用戶終端30，以便根據(jù)該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)構(gòu)式形成信息包。將重復(fù)計(jì)數(shù)值RC＝0設(shè)置在信息包的重復(fù)計(jì)數(shù)字段中。當(dāng)將用戶數(shù)據(jù)提供給發(fā)送緩沖器31時(shí)，該緩沖器將數(shù)據(jù)存在指示加到發(fā)送控制器43上，而發(fā)送控制器又對(duì)發(fā)送緩沖器提供定時(shí)控制。發(fā)送緩沖器31的輸出連接到CRC編碼器32，在那里從用戶數(shù)據(jù)導(dǎo)出幀檢驗(yàn)序列。將用戶數(shù)據(jù)、重復(fù)計(jì)數(shù)和FCS提供到多路復(fù)用器33，在那里與由寄存器34提供的唯一字，前置部分和包標(biāo)識(shí)符多路復(fù)用。多路復(fù)用器33的輸出加到FEC編碼器35，在那里利用冗余位采用前向糾錯(cuò)碼進(jìn)行編碼。在FEC編碼器中使用的冗余被位插入信息包的FEC字段。通過(guò)發(fā)射機(jī)36，在中頻載波上對(duì)FEC編碼器35的輸出信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，然后加到天線系統(tǒng)37上，在那里將其變換成用于向衛(wèi)星3發(fā)送的上行頻率。
通過(guò)天線系統(tǒng)37接收來(lái)自衛(wèi)星3的信號(hào)，在那里將其變換成中頻。然后接收機(jī)38對(duì)該中頻信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。并且以基帶頻率恢復(fù)原始的信號(hào)。接收機(jī)38的輸出耦接到FEC譯碼器39，用于在基帶信號(hào)上執(zhí)行糾錯(cuò)。
多路分解器40連接到FEC譯碼器39的輸出端，用于從幀標(biāo)題中檢測(cè)幀定時(shí)信號(hào)、ACK信號(hào)和業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)，并且從該幀的相應(yīng)信息包字段中檢測(cè)信息包數(shù)據(jù)。將幀定時(shí)信號(hào)加到幀定時(shí)發(fā)生器41上，用于產(chǎn)生為了該遠(yuǎn)端站基準(zhǔn)定時(shí)的幀定脈沖和幀數(shù)。時(shí)隙定時(shí)發(fā)生器42響應(yīng)幀定時(shí)脈沖，較生時(shí)隙定時(shí)脈沖和時(shí)隙數(shù)。
在沒有來(lái)自以下述方式確定重發(fā)緩沖器50讀定時(shí)以可編程序式重發(fā)計(jì)數(shù)器49輸出的情況下，如果給出數(shù)據(jù)存在指示，發(fā)送控制器43就響應(yīng)時(shí)隙定時(shí)脈沖，將讀指令信號(hào)加到發(fā)送緩沖器31上。如果沒有信息包在緩沖器31的發(fā)送定時(shí)重發(fā)。就將存儲(chǔ)在其中的數(shù)據(jù)傳送到CRC編碼器32。如果發(fā)送緩沖器31中的數(shù)據(jù)存在與由計(jì)數(shù)器49指示的發(fā)送定時(shí)沖突，直到重發(fā)緩沖器50變成空的之前，禁止發(fā)送緩沖器31中的數(shù)據(jù)發(fā)送。響應(yīng)來(lái)自發(fā)送控制器43的讀指令信號(hào)，發(fā)送緩沖器31向重發(fā)緩沖器50提供發(fā)送的用戶數(shù)據(jù)的副份，用于在可能出現(xiàn)沖突的情況下重發(fā)該用戶數(shù)據(jù)。重發(fā)緩沖器50存儲(chǔ)發(fā)送信號(hào)的副份，將來(lái)自發(fā)送控制器43的讀指令用作寫指令信號(hào)。設(shè)有門電路44，該門電路響應(yīng)來(lái)自發(fā)送控制器43的讀指令信號(hào)，通過(guò)或門(OR)52，以便將來(lái)自定時(shí)發(fā)生器41和42的幀數(shù)和時(shí)隙數(shù)存入時(shí)隙存儲(chǔ)器45和寄存器34的PID字段。采用這種方式，通過(guò)存儲(chǔ)在寄存器34和時(shí)隙存儲(chǔ)器45中用于重合檢測(cè)的幀數(shù)和時(shí)隙數(shù)，識(shí)別來(lái)自發(fā)送緩沖器31的信息包數(shù)據(jù)。或門52的輸出另外還加到定時(shí)器55上，該定時(shí)器來(lái)自幀定時(shí)發(fā)生器41的幀脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，并且確定確認(rèn)信號(hào)可能到達(dá)該遠(yuǎn)端站的定時(shí)。
將包含在接收信號(hào)ACK字段中的一個(gè)或多個(gè)ACK信號(hào)從多路分解器40提供給地址檢測(cè)器46，在那里與該遠(yuǎn)端站的地址對(duì)比，對(duì)每個(gè)ACK信號(hào)的地址進(jìn)行檢驗(yàn)，以便檢測(cè)重合性。如果檢測(cè)出帶有該遠(yuǎn)端站地址的ACK信號(hào)，地址檢測(cè)器46就將包含在檢的ACK信號(hào)中的幀數(shù)和時(shí)隙數(shù)提供給比較器47。比較器47響應(yīng)定時(shí)器55的輸出起動(dòng)，在接收的幀數(shù)和時(shí)隙數(shù)與存儲(chǔ)在時(shí)隙存儲(chǔ)器45的存儲(chǔ)單元中與發(fā)送的信息包對(duì)應(yīng)的那些數(shù)據(jù)值進(jìn)行比較。如果它們相符合，比較器47就識(shí)別出發(fā)送的信息包已經(jīng)被中心站正確地接收，該比較器在引線60上產(chǎn)生輸出信號(hào)，以便將重復(fù)計(jì)數(shù)器51復(fù)位為0，并且復(fù)位重發(fā)緩沖器50，廢棄發(fā)送的用戶數(shù)據(jù)的副份。通過(guò)多路復(fù)用器40檢測(cè)出指定給該遠(yuǎn)端站的主數(shù)據(jù)，并且將其提供給CRC譯碼器53進(jìn)行檢錯(cuò)。在檢錯(cuò)處理之后，主數(shù)據(jù)被暫時(shí)存儲(chǔ)在接收緩沖器54中，然后再提供給用戶終端30。
如果由于沖突已經(jīng)使發(fā)送的信息中斷，就不會(huì)接收到AC信號(hào)，比較器47將輸出信號(hào)加到引線61上，以便起動(dòng)變化范圍的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器48，并且復(fù)位重發(fā)計(jì)數(shù)器49。隨機(jī)數(shù)發(fā)生器48產(chǎn)生一個(gè)隨要數(shù)，隨機(jī)數(shù)能夠在由接收的業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)規(guī)定的范圍中產(chǎn)生。產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)作為預(yù)置的計(jì)數(shù)值加到計(jì)數(shù)器49，使計(jì)數(shù)器開始對(duì)來(lái)自時(shí)隙定時(shí)發(fā)生器42的時(shí)隙定時(shí)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)達(dá)到預(yù)置的計(jì)數(shù)值時(shí)，重發(fā)計(jì)數(shù)器49產(chǎn)生輸出信號(hào)，該輸出信號(hào)作為增加指令信號(hào)加到重復(fù)計(jì)數(shù)器51上，作為讀指令信號(hào)加到重發(fā)緩沖器50上，并且通過(guò)或門52作為選通脈沖加到門電路44上，以便將重以信息包的幀數(shù)和時(shí)隙數(shù)存儲(chǔ)在發(fā)送存儲(chǔ)器45中。因此重復(fù)計(jì)數(shù)值就加1，并且加到重發(fā)緩沖器50上，在那里將其插入存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的重復(fù)計(jì)數(shù)字段。響應(yīng)來(lái)自計(jì)數(shù)器49的上述讀指令信號(hào)，先前用戶數(shù)據(jù)的副份與來(lái)自重發(fā)緩沖器50的新重復(fù)計(jì)數(shù)值一起被饋送到CRC編碼器32，然后再饋送到多路復(fù)用器33，在那里與從寄存器34提供的標(biāo)題數(shù)據(jù)多路復(fù)用，在通過(guò)編碼器35進(jìn)行FEC編碼處理之后，將其發(fā)送到中心站。因此如果通過(guò)定時(shí)器55沒有檢測(cè)出ACK信號(hào)，就在由業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)確定的時(shí)隙上，向中心站發(fā)送除了重復(fù)計(jì)數(shù)值以外其余都相同的先前信息包的副份。
下面將參見圖4說(shuō)明該系統(tǒng)總的工作過(guò)程，為了簡(jiǎn)化起見假設(shè)在下一幀期間接收到ACK信號(hào)每個(gè)幀包含三個(gè)時(shí)隙，并且通過(guò)在幀1上發(fā)送沖突的信息包A1和B1，在幀2上發(fā)送沖突的信息包A2和C1，在幀3上發(fā)送沖突的信息包A3和C2，遠(yuǎn)端站A、B和C都試圖得以接入衛(wèi)星信道，因此在信息包A1與B1之間、A2與C1之間以及A3與C2之間發(fā)生沖突。另外還假設(shè)在中心站中的加法器16的輸出指示在兩個(gè)相繼的幀期間接收的所有信息包的總數(shù)，以及由這些信息包的重復(fù)計(jì)數(shù)字段給出的重復(fù)計(jì)數(shù)值。
在幀1期間，遠(yuǎn)端站A和B分別在該幀的第三時(shí)隙上發(fā)送其信息包A1和B1，每個(gè)信息包都具有重復(fù)計(jì)數(shù)為0。在傳播延遲之后，如由畫陰影線的矩形70所示，發(fā)送的信息包A1和B1在中心站1中沖突，并且導(dǎo)致誤。因此在相繼的兩個(gè)幀(即先前的幀和幀1)期間接收的信息包數(shù)量為0，所以在中心站1中的加法器16產(chǎn)生我數(shù)量為0，作為在這些幀中接收的信息包總數(shù)。比較器17將該0計(jì)數(shù)與閾值進(jìn)行比較，產(chǎn)生指示擁塞級(jí)為0的業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)。
在幀2期間，中心站發(fā)送指示業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)的0級(jí)信號(hào)。沒有為信息包A1和B1發(fā)送ACK信號(hào)。遠(yuǎn)端站A和C在該幀的第二隙上發(fā)送其信息包A2和C1，每個(gè)信息包都具有重復(fù)計(jì)數(shù)為0，導(dǎo)致如由畫陰影線的矩形71所示發(fā)生沖突。在幀1和2期間接收的信息包數(shù)量仍然為0，因此加法器16又產(chǎn)生0計(jì)數(shù)，并且比較器17產(chǎn)生0級(jí)擁塞業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。
在幀3期間，中心站發(fā)送在幀2期產(chǎn)生的0級(jí)業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)。沒有為信息包A2和C1發(fā)送ACK信號(hào)。識(shí)別出在幀1期間發(fā)送的信息包A1和B1沒有被中心站接收，在幀3的始端，遠(yuǎn)端站A和B分別產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)RN為0和RN為1，并且在該幀的第一時(shí)隙和第二時(shí)隙(由隨機(jī)數(shù)0和1規(guī)定的)分別發(fā)送先前信息包A1和B1的副份，每個(gè)信息包都具有重復(fù)計(jì)數(shù)為1。接著遠(yuǎn)端站A和C在該幀的第三隙上同時(shí)發(fā)送其信息包A3和C2，導(dǎo)致如由矩形72所示發(fā)生沖突。因?yàn)樵趲?和3期間接收信息包數(shù)量為2，并且重復(fù)計(jì)數(shù)的總數(shù)為2，所以加法器16產(chǎn)生計(jì)數(shù)為4，比較器17產(chǎn)生業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)，指示該衛(wèi)星信道的擁塞級(jí)已經(jīng)增大到1級(jí)。
在幀4期間，中心站發(fā)送在幀3期間產(chǎn)生的1級(jí)業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)。響應(yīng)該1級(jí)業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)端站A和C增大其隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的范圍。沒有為信息包A3和C2發(fā)送ACK信號(hào)，但是卻為信息包A1和B1的副份發(fā)送了ACK信號(hào)。識(shí)別出在幀2期間發(fā)送的信息包A2和C1沒有被中心站接收，在幀4的始端，遠(yuǎn)端站A和V分別產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)RN為1和RN為0，并且在該幀的第二時(shí)隙和第一時(shí)隙分別發(fā)送先前信息包A2和C1的副份，每個(gè)信息包都具有重復(fù)計(jì)數(shù)為1。因?yàn)樵趲?和4期間接收的信息包數(shù)量為4，并且重復(fù)計(jì)數(shù)的總數(shù)為4，所以加法器16產(chǎn)生計(jì)數(shù)為8，比較器17產(chǎn)生業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)，指示該信道的業(yè)務(wù)量已經(jīng)增大到1級(jí)。
在幀5期間，中心站發(fā)送在幀4期間產(chǎn)生的1級(jí)業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)。為信息包A2和C1的副份發(fā)送ACK信號(hào)。在幀3期間發(fā)送的信息包A3和C2的識(shí)別沒有被中心站接收，在幀4開始增大的范圍中，遠(yuǎn)端站A和C分別產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)RN為3和RN為2，并且在幀6的第一時(shí)隙和幀5的第三時(shí)隙分別發(fā)送先前信息包A3和C2的副份，每個(gè)信息包都具有重復(fù)計(jì)數(shù)為1。因?yàn)樵趲?和4期間接收的信息包數(shù)量為4，并且重復(fù)計(jì)數(shù)的總數(shù)為3，所以加法器16產(chǎn)生計(jì)數(shù)為7，比較器17產(chǎn)生業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)，指示該信息的業(yè)務(wù)量仍然處于1擁塞級(jí)。
權(quán)利要求
1.衛(wèi)星通信系統(tǒng)，包括中心站和多個(gè)遠(yuǎn)端站，用于通過(guò)衛(wèi)星建立從每個(gè)所述遠(yuǎn)端站到所述中心站的前向信道，以及通過(guò)衛(wèi)星建立從所述中心站到每個(gè)所述遠(yuǎn)端站的后向信道，所述后向信道被分成多個(gè)幀，并且所述前向信道被分成與后向信道各幀相對(duì)應(yīng)的多個(gè)幀，前向信道的每個(gè)幀被細(xì)分成時(shí)隙。每個(gè)所述遠(yuǎn)端站包括裝置(31-36，41-43)，用于在一個(gè)所述時(shí)隙上隨機(jī)地發(fā)送包含用戶數(shù)據(jù)的信息包；裝置(38-40，46)，當(dāng)中心站接收到所述信息包時(shí)，用于接收來(lái)自所述中心站的業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)和確認(rèn)信號(hào)，當(dāng)所述信息包沒有被中心站接收時(shí)，就接收不到確認(rèn)信號(hào)；隨機(jī)數(shù)發(fā)生器(48)，能夠在由所述業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)規(guī)定的范圍中產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，所述隨機(jī)數(shù)發(fā)生器響應(yīng)未接收到確認(rèn)信號(hào)，產(chǎn)生一個(gè)所述隨機(jī)數(shù)；裝置(51)，響應(yīng)未接收到確認(rèn)信號(hào)而增加一個(gè)計(jì)數(shù)值；裝置(49，50)，用于在由產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)識(shí)別的前向信道的一個(gè)時(shí)隙上，重發(fā)包含該計(jì)數(shù)值的信息包；以及裝置(44、45、47、52)，響應(yīng)接收到的所述確認(rèn)信號(hào)，用于將所述計(jì)數(shù)值復(fù)位到0；所述中心站包括裝置(5-13)，用于從每個(gè)遠(yuǎn)端站接收信息包；裝置(18)，用于響應(yīng)收到的所述信息包產(chǎn)生所述確認(rèn)信號(hào)；裝置(14、15B、15A、16)，用于導(dǎo)出在預(yù)定的時(shí)間間隔期間接收的信息包總數(shù)與包含在所述信息包中的計(jì)數(shù)值總數(shù)之總和，裝置(17)，用于從所述總和導(dǎo)出所述業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)；以及裝置(20-26)，用于在后向信道的一個(gè)所述幀上，與主數(shù)據(jù)一起發(fā)送該確認(rèn)信號(hào)和該業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1中所述的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，其特征在于用于導(dǎo)出所述業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)的所述裝置(17)包括用于將所述總和與分別表示所述后向信道擁塞級(jí)的閾值進(jìn)行比較，并且產(chǎn)生表示所述前向信道擁塞級(jí)的所述業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)的裝置。
3.如權(quán)利要求1中所述的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，其特征在于用于接收所述信息包的所述裝置包括裝置(10)，用于從接收的信息包中檢錯(cuò)，并且如果在其中實(shí)際上沒有檢測(cè)出錯(cuò)誤，就產(chǎn)生指示該信息包被有效地接收的信號(hào)，以及用于導(dǎo)出總和的所述裝置(14、15B、15A、16)包括裝置(14)，用于對(duì)來(lái)自所述檢錯(cuò)裝置的所述信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，以便提供在所述預(yù)定的時(shí)間間隔期間接收的信息包的所述總數(shù)。
4.在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，該衛(wèi)星通信系統(tǒng)包括中心站和多個(gè)遠(yuǎn)端站，用于通過(guò)衛(wèi)星建立從每個(gè)所述遠(yuǎn)端站到所述中心站的前向信道，以及通過(guò)衛(wèi)星建立從所述中站到每個(gè)所述遠(yuǎn)端站的后向信道，所述后向信道被分成多個(gè)幀，并且所述前向信道被分成與后向信道各幀相對(duì)應(yīng)的多個(gè)幀，前向信道的每個(gè)幀被細(xì)分成時(shí)隙，一種方法包括下述步驟a)在一個(gè)所述時(shí)隙上，從一個(gè)遠(yuǎn)端站隨機(jī)地發(fā)送包含用戶數(shù)據(jù)的信道包b)如果中心站接收到該信息包，則在所述遠(yuǎn)端站接收來(lái)自所述中心站的業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)和確認(rèn)信號(hào)，如果信息包沒有被所述中心站接收，就接收不到確認(rèn)信號(hào);c)如果通過(guò)步驟(b)未接收確認(rèn)信號(hào)，就在由業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)規(guī)定的范圍中產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù);d)增加一個(gè)指示次數(shù)計(jì)數(shù)值的步驟(c)被重復(fù)，并且在由所述隨機(jī)數(shù)規(guī)定的前向信道的一個(gè)時(shí)隙上，重發(fā)包含所述計(jì)數(shù)值的信息包;e)重復(fù)步驟(b)至(d);f)如果通過(guò)步驟(b)接收到所述確認(rèn)信號(hào)，將所述計(jì)數(shù)值復(fù)位到0;g)在所述中心站接收來(lái)自所述遠(yuǎn)端站的信息包，并且為接收的信息包產(chǎn)生確認(rèn)信號(hào);h)導(dǎo)出在預(yù)定的時(shí)間間隔期間通過(guò)步驟(g)接收的信息包總數(shù)與包含在接收的信息包的計(jì)數(shù)值總數(shù)之總和;i)從所述總和導(dǎo)出所述業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù);以及j)在后向信道的一個(gè)所述幀上，發(fā)送確認(rèn)信號(hào)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和主數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求4中所述的方法，其特征在于步驟(i)包括下述步驟將所述總和與分別表示所述后向信道擁塞給的閾值進(jìn)行比較，并且產(chǎn)生表示所述前向信道擁塞級(jí)的所述業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求4中所述的方法，其特征在于步驟(g)包含下述步驟從接收的信息包中檢錯(cuò)，并且如果在其中實(shí)際上沒有檢測(cè)出錯(cuò)誤，就產(chǎn)生指示該信息包被有效地接收的信號(hào);以及步驟(h)包含對(duì)在所述預(yù)定的時(shí)間間隔期間的所述信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，以便提供信息包的所述總數(shù)。
全文摘要
在包括中心站和多個(gè)遠(yuǎn)端站的衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，在前向衛(wèi)星信道的隨機(jī)確定的時(shí)隙上，每個(gè)遠(yuǎn)端站發(fā)送包含用戶數(shù)據(jù)的信息包。如果由中心站接收到信息包，中心站就發(fā)送業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)和確認(rèn)信號(hào)。如果沒有確認(rèn)信號(hào)被遠(yuǎn)端站檢測(cè)出，遠(yuǎn)端站就在由業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)確定的范圍中產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，并且增量一個(gè)指示沒有返回確認(rèn)信號(hào)次數(shù)的計(jì)數(shù)值。在由該隨機(jī)數(shù)規(guī)定的時(shí)隙上，重發(fā)包含該計(jì)數(shù)值的信息包。
文檔編號(hào)H04L12/56GK1099919SQ9410328
公開日1995年3月8日 申請(qǐng)日期1994年2月26日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月26日
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