CN101420765B - 一种卫星通信系统小站通信中断后快速接入方法 - Google Patents

Abstract

一种卫星通信系统小站通信中断后快速接入方法，判断小站异常下线前所处的状态：如果小站处在同步保持状态，则将计划分配给该小站的所有业务时隙收回，将分配给该小站的同步保持时隙，改变为登录时隙，分配给该小站用于发送登录信息，判断是否在规定的尝试次数内，接收到该小站的登录信息，如果正常接收到，则该小站正常上线，否则收回分配的登录时隙，该小站上线失败；如果小站处在同步过程，将周期性登录时隙分配给该小站，判断是否在规定的尝试次数内，接收到该小站的登录信息，如果正常接收到，则该小站正常上线，否则该小站上线失败。

Description

一种卫星通信系统小站通信中断后快速接入方法

技术领域

本发明涉及卫星通信技术领域，特别是涉及一种卫星通信系统小站通信中断后快速接入的方法，进一步本发明涉及一种卫星双向交互式系统的快速恢复小站通信的方法。

背景技术

卫星通信不受地理环境和距离的约束，其点到多点、点到面地覆盖优势和灵活的移动性，使得卫星通信在通信领域中有明显的优势。随着卫星宽带多媒体通信的迅速发展，卫星通信系统向支持更高发送速率、更大容量、更灵活服务、更复杂的多媒体业务的宽带网络系统演进，不同QoS(服务质量)要求业务的融合，对现有卫星交互式系统提出了更高的要求。在卫星交互式系统中，尤其是TDMA或MF-TDMA体制下，小站通信中断后快速接入方法主要指快速恢复异常小站通信的问题。在TDMA或MF-TDMA体制下，支持大量(成千上万)小站接入系统，关键问题之一是当有小站通信异常中断后，如果快速恢复该小站通信，并且不影响现有小站通信；另一个需要考虑的关键因素是如何有效利用卫星信道资源，即不过多预留系统资源，而是动态调整时隙，使异常小站快速接入到系统，提高资源利用率，以提供尽可能多的用户接入，且保证接入用户的链路质量。

小站快速恢复通信是保障卫星交互式系统中多小站接入质量的关键，在保证网络的质量和容量方面都发挥着重要作用。卫星通信系统中小站快速恢复的目标就是在有限卫星信道资源的条件下，为系统中的小站提供业务质量保证。其基本出发点是根据小站通信中断时的状态，灵活分配和动态调整时隙分配，最大限度的提高小站接入速度和无线资源利用率，保障整个系统的服务质量。

快速恢复小站通信策略能够使在保障系统内其它小站正常通信前提下，高效地利用卫星信道资源，从而使小站通信中断后快速恢复。目前国内外普遍采用的链路建立和恢复的方法主要有两类：一种是基于服务等级的建立链路方法，合理的划分用户等级是实现的关键，否则会造成链路建立失败，导致系统性能的恶化；一种是基于预留时隙的方法，合理的预留时隙是实现的关键，否则会造成带宽资源的浪费，导致系统容量的降低。

现有的链路建立和恢复策略中，单一采用基于服务等级的建立链路方法不能实时地针对用户所处异常状态提供不同的恢复处理，单一采用基于预留时隙的方法不能充分利用系统资源，造成卫星信道资源的严重浪费。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种卫星通信系统小站通信中断后快速接入的方法，该方法可以针对不同的异常情况，加快小站再次接入卫星通信系统的速度，有效利用卫星信道资源，提高Qos水平，并改善小站通信质量。

本发明的目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种卫星通信系统小站通信中断后快速接入方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)检测小站下线原因，为正常下线或异常下线，若为正常下线则检测完毕，若为异常下线则判断小站下线前处于同步保持状态或同步过程状态；

(2)若小站下线前处于同步保持状态，则将分配给小站的同步保持时隙1直接转变为登录时隙3，并分配给所述小站，若小站下线前处于同步过程状态，则以时隙-Aloha的方式将周期性登录时隙1分配给所述小站；

其中时隙-Aloha是指一种基于时隙的随机接入算法，即把时间分成多个离散时隙，每个时隙只能传送一组数据，在发送数据过程中，一旦发生碰撞，随机等待一段时间后，在指定的时隙再重新发送数据，以减少冲突。

(3)判断步骤(2)中获得登录时隙3的小站是否登录成功，若已登录成功则主站收回登录时隙3，并结束检测；判断步骤(2)中获得登录时隙1的小站是否登录成功，若已登录成功则结束检测。

当完成上述步骤后，系统进入新的异常检测。

在上述一种卫星通信系统小站通信中断后快速接入方法中，若小站下线前处于同步保持状态，则下线前主站根据小站容量请求分配给小站同步保持时隙和业务时隙，若小站下线前处于同步过程状态，则下线前主站仅分配给小站同步时隙。

在上述一种卫星通信系统小站通信中断后快速接入方法中，若小站下线前处于同步保持状态，则小站下线后主站收回分配给该小站的业务时隙，即根据资源分配策略，将分配给该小站的保障带宽等资源回收。

在上述一中卫星通信系统小站通信中断后快速接入方法中，步骤(3)中获得登录时隙3的小站是否登录成功的步骤如下：

(1)判断主站是否在规定的时间内收到所述小站的登录信息，如果收到则小站登录成功，如果没有收到则进入步骤(2)；

(2)判断是否超过最大尝试次数，如果没有超过最大尝试次数，则系统将登录时隙3再次分配给所述小站，并进入步骤(1)，如果超过最大尝试次数则小站登录未成功。

在上述一种卫星通信系统小站通信中断后快速接入方法中，步骤(3)中获得登录时隙1的小站是否登录成功的步骤如下：

(1)判断主站是否在规定的时间内收到所述小站的登录信息，如果收到则小站登录成功，如果没有收到则进入步骤(2)；

(2)判断是否超过最大尝试次数，如果没有超过最大尝试次数，则系统将登录时隙1再次分配给所述小站，并进入步骤(1)，如果超过最大尝试次数则小站登录未成功。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)采用时隙灵活分配的策略：登录时隙分为3类，第一类是登录时隙1，此时隙周期地(根据系统容量情况，设计为超帧周期的整数倍)提供给下线前处于同步过程的异常小站使用，并且所有此类小站在下线后，以时隙-Aloha的方式在此时隙向主站发送登录信息，如果没有此类异常小站，则此时隙空闲，因此，此类时隙可以根据系统容量情况，调整周期，即保证对系统资源的有效利用，又可以加快异常小站接入系统；第二类是登录时隙2，此时隙提供给正常小站使用，即准备登录的小站根据主站分配的登录时隙2，以时隙-Aloha的方式在此时隙向主站发送登录信息；第三类是登录时隙3，此时隙提供给下线前处于同步保持状态的异常小站使用，即当此类小站异常下线后，此时隙只分配给该小站，并且根据异常恢复情况，将该时隙适当时间回收，因此，即可以最快速度将小站接入系统，又可以动态释放此时隙。

(2)采用按小站状态不同快速恢复的策略：将异常下线的小站分为两类，一类是下线前处于同步保持状态的小站，另一类是下线前处于同步过程的小站。由于处于同步保持状态的小站，正处在和主站进行业务交互过程，因此，此时如果小站出现通信中断，将会对整个系统的服务质量有严重的影响，尤其是对实时性要求较高的业务，如话音业务等。鉴于上述原因，如果处于同步保持状态的小站出现了异常，则主站快速分配给该小站一个登录时隙3，(为降低系统复杂度，将此类小站发生异常前使用的同步保持时隙1，直接转变为登录时隙3)，并且此时隙只供此小站使用，保证该小站快速重新接入整个系统。对于第二类异常小站，处于同步过程的小站，有与主站交互业务信息的要求，但还未完成同步，即没有真正的业务信息交互，因此，此类小站恢复通信的紧迫性不如第一类小站，而又比还未登录的小站，更需要快速接入系统。可以将登录时隙1分配给此类小站使用，即可以保证此类小站快速恢复与主站间的通信。综上所述，按小站状态不同快速恢复策略，不仅可以使异常下线的小站快速接入系统，更重要的是，这种动态的调整，减少了卫星通信系统的资源浪费，这即有效利用了宝贵的卫星信道资源，又减少了主站与小站间恢复通信的时间，同时不影响其它小站正常接入系统。

附图说明

图1为本发明的时隙分配策略示意图；

图2为本发明的小站异常下线后小站快速接入的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的详细描述。

如图1所示是本发明的时隙分配策略示意图，其中(a)帧结构由登录时隙1、登录时隙2、同步保持时隙1、同步保持时隙2、以及从业务时隙1到业务时隙N的若干业务时隙构成。其中登录时隙1周期地(根据系统容量情况，设计为超帧周期的整数倍)提供给下线前处于同步过程的异常小站下线后使用，并且所有此类小站在下线后，以时隙-Aloha的方式在此时隙向主站发送登录信息，如果没有此类异常小站，则此时隙空闲；登录时隙2提供给正常小站使用，即准备登录的小站根据主站分配的登录时隙2，以时隙-Aloha的方式在此时隙向主站发送登录信息；同步保持时隙1为下线前处于同步保持状态的异常小站下线前使用；同步保持时隙2为正常小站使用的同步保持时隙；业务时隙1到业务时隙N为小站使用的业务时隙。(b)帧结构中，登录时隙3提供给下线前处于同步保持状态的异常小站下线后使用，即当此小站异常下线后，使用此时隙发送登录信息，并且此时隙由此小站独占，其它时隙类型及说明与(a)相同。

如图2所示是本发明的小站异常下线后小站快速接入的流程图，由图2可以看出小站异常下线后小站快速接入的方法包括如下步骤：

(1)检测小站下线原因，即小站请求下线或主站要求下线为正常下线，否则为异常下线；

(2)判断小站是否正常下线，如果是正常下线，则本次检测完毕；如果是异常下线，则进入步骤(3)；

(3)按照小站下线前的状态，采取的不同的接入方案，若小站下线前，处于同步保持状态(此类小站下线前主站根据小站容量请求分配该小站同步保持时隙和业务时隙)，则进入步骤(4)；若小站处于同步过程状态(此类小站下线前主站只根据情况分配该小站同步时隙)，则进入步骤(10)；

(4)将计划分配给该小站的业务时隙收回，即根据资源分配策略，将分配给该小站的保障带宽等资源回收；

(5)将分配给该小站的同步保持时隙1，转变为登录时隙3，即将分配给该小站发送同步保持信息的时隙，用于发送该小站的登录信息的时隙；

(6)将登录时隙3分配给该小站；

(7)判断是否在给定的时间内收到此小站的登录信息；如果在规定时间内收到此小站登录信息，则进入步骤(8)；如果在规定时间内没有收到此小站登录信息，则进入步骤(9)；

(8)系统收回登录时隙3，即该小站成功上线后，登录时隙3不再分配给该小站，而根据资源分配策略将此时隙重新分配，并结束本次异常检测；

(9)判断是否超过最大尝试次数；如果超过最大尝试次数，则进入步骤(8)；如果没有超过最大尝试次数，则进入步骤(6)；

(10)将登录时隙1分配给该小站；

(11)判断是否在给定的时间内收到此小站的登录信息；如果在规定时间内收到此小站登录信息，则本次检测完毕；如果在规定时间内没有收到此小站登录信息，则进入步骤(12)；

(12)判断是否超过最大尝试次数；如果超过最大尝试次数，则本次异常检测完毕；如果没有超过最大尝试次数，则进入步骤(10)；

当完成上述步骤后，系统进入新的异常检测。

总之，本发明能够支持多个小站(成千上万)快速接入系统，主站针对小站通信中断前所处状态，采取不同的时隙分配策略，在不同的登录时隙发送登录信息，满足了卫星交互式系统对快速恢复小站通信的要求，提高了卫星信道带宽的利用率，并最大限度的保障了整个卫星通信系统的服务质量。

在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (5)

1.一种卫星通信系统小站通信中断后快速接入方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)检测小站下线原因，为正常下线或异常下线，若为正常下线则检测完毕，若为异常下线则判断小站下线前处于同步保持状态或同步过程状态；

(2)若小站下线前处于同步保持状态，则将分配给小站的同步保持时隙1直接转变为登录时隙3，并分配给所述小站，若小站下线前处于同步过程状态，则以时隙-Aloha的方式将周期性登录时隙1分配给所述小站；

(3)判断步骤(2)中获得登录时隙3的小站是否登录成功，若已登录成功则主站收回登录时隙3，并结束检测；判断步骤(2)中获得登录时隙1的小站是否登录成功，若已登录成功则结束检测。

2.根据权利要求1所述的一种卫星通信系统小站通信中断后快速接入方法，其特征在于若小站下线前处于同步保持状态，则下线前主站根据小站容量请求分配给小站同步保持时隙和业务时隙，若小站下线前处于同步过程状态，则下线前主站仅分配给小站同步时隙。

3.根据权利要求2所述的一种卫星通信系统小站通信中断后快速接入方法，其特征在于若小站下线前处于同步保持状态，则小站下线后主站收回所述业务时隙。

4.根据权利要求1所述的一种卫星通信系统小站通信中断后快速接入方法，其特征在于步骤(3)中判断获得登录时隙3的小站是否登录成功的步骤如下：

(4.1)判断主站是否在规定的时间内收到所述小站的登录信息，如果收到则小站登录成功，如果没有收到则进入步骤(4.2)；

(4.2)判断是否超过最大尝试次数，如果没有超过最大尝试次数，则系统将登录时隙3再次分配给所述小站，并进入步骤(4.1)，如果超过最大尝试次数则小站登录未成功。

5.根据权利要求1所述的一种卫星通信系统小站通信中断后快速接入方法，其特征在于步骤(3)中判断获得登录时隙1的小站是否登录成功的步骤如下：

(5.1)判断主站是否在规定的时间内收到所述小站的登录信息，如果收到则小站登录成功，如果没有收到则进入步骤(5.2)；

(5.2)判断是否超过最大尝试次数，如果没有超过最大尝试次数，则系统将登录时隙1再次分配给所述小站，并进入步骤(5.1)，如果超过最大尝试次数则小站登录未成功。

Images