CN1136252A - 卫星通信系统通过远端站的预测应答数据实现需要时隙的预约 - Google Patents

Abstract

信道接入系统中，一中心站包括数据选择部分(31)实现对远端站的时隙预约，中心预约时隙控制部分(32)产生中心时隙分配表。预约时隙产生部分(33)产生预约分配信息。远端站包括一预约控制部分，用于设定时隙数并存储远端传输数据。远端预约时隙控制部分(53)产生远端时隙分配表。产生控制部分(51)根据预约时隙数发送具有预约请求信息的远端传输数据，用来选择唯一的预约时隙或随机接入时隙之一。

Description

卫星通信系统通过远端站的预测应答 数据实现需要时隙的预约

本发明涉及多址型卫星通信系统，在该系统中，中心站和多个远端站通过使用公共通信信道经卫星转发器实现通信，更具体地涉及从中心站到每个远端站的接入系统的卫星信道接入系统的改进。

正如现有技术中所熟知的，时分多址(TDMH)系统是这样的多址系统，在该系统中，多个远端站以时分方式共用一个卫星公共信道并经卫星公共信道与中心站实现通信。首先，其中一个TDMA信道接入系统是时分的阿乐哈(ALBHA)系统。时分的阿乐哈系统是一种改进的其中一个随机接入系统，在这个系统中每个远端站在公共信道上根据数据的产生自由地发送数据。在时分的阿乐哈系统中，设置一些时隙，每个时隙是卫星公共信道上的时分单元，而且允许所有的远端站随机地接入时隙，在该时隙上发送分组的数据。由于时分的ALOHA系统根据随机接入工作，因此出现碰撞。

第二，其中一个TDMA信道接入系统是时隙预约方案。在这个方案中，一个远端站首先发送数据，通过随机接入时隙请求时隙预约。中心站为所说的远端站指定唯一的时隙。即中心站为来自远端地球站安排预约并发送指定的时隙的信息到远端站，通知指定时隙的远端站。同时，中心站指示，以便其它远端站在该指定的时隙上不发送数据。在时分的ALOHA系统中，这个方案能减少碰撞的影响并且能使灵活的适应系统稳定，该系统消息出现速率相对地高。

但是，在时隙预约方案中，碰撞的影响不能满意地得到解决。这是因为用于保留该时隙的数据传输是通过随机输入实现的。此外，时隙预约方案的缺点是与时分的ALOHA系统相比较数据传输具有较长时间延迟。

在颁发给Shunichiro Tejma等人的美国专利NO4736371公开了另一种系统。根据Tejma等人的TDMA数据通信系统是用于传输短消息的随机接入技术和用于传输长消息信号的时隙预约技术相结合的一种系统。该系统具有由多个站共用的通信信道。该信道被划分为许多帧，每个帧被分为多个时隙，时隙数小于系统的站数。预约状态信号以帧的间隔不变地广播从中心站到所有远端站，以指示时隙的保留状态。当传输请求是在远端站进行时，它鉴别短于时隙长度的消息信号作为具有时隙长度的信号数据组，并使用预约状态信号检测空闲时隙。如果该消息信号长于时隙时长度，该站划分它为一系列时隙长度的数据组并发送预约请求到中心站，从它那里接收时隙指配信号并插入长消息数据组到由时隙指配信号规定的时隙。但是，根据Tejma等人的TDMA数据通信系统的缺点是难于应用一个系统，以使由远端站产生的消息具有可变的数据量。这是因为仅当中心站从任何远端站接收预约请求信号时中心站才广播扩时隙指配信号。换句话说，中心站无需预测来自远端站的应答数据广播时隙指配信号。

此外，在日本未审查专利预先公开出版的NO.平2 308636，即308636/1990中公开了另一个系统，根据公开的NO平2 308636专利，由中心站执行远端站的故障检测，以降低从远端站发送的数据碰撞的影响，中心站具有时隙预约或指配功能。这个系统假定为这样的系统，中心站发送用于故障检测远端站的命令到每个远端站和中心站从远端站接收命令的应答。在这样的系统中，中心站通过预测来自远端站的应答数据，中心站实现预约或指配。这个系统能根据从远端站发送的故障检测比较好地解决数据碰撞的影响。但是，该系统还不能有效地应用到处理具有可变数据量消息的系统。这是因为来自远端站的应答数据仅在一个时隙期间受到限制，这种方式将结合图12在后面描述。此外，根据公开NO平2 308636的系统每个远端站不能预约。

因此，本发明的目的是提供一种TDMA卫星信道接入系统，该系统能够通过大大地降低从远端站发送数据碰撞的概率能够使该系统进入到一种稳定状态。

本发明的另一个目的是提供一种所描述类型的TDMA卫星信道接入系统，该系统能够执行有效的数据传输，对于远端站应当发送的数据传输具有少的时延。

本发明的另一个目的是提供一种所描述类型的TDMA卫星信道接入系统，该系统能够在远端站一定发送数据，尽管在远端站消息的出现速率是高，的作为当中心站发送数据到远端站预测来自远端站的应答数据并响应远端站的请求指配需要时隙的结果。

本发明的再一个目的是提供一种所描述类型的系统，该系统能够灵活地发送数据，尽管在远端站消息的发现速率具有大的波动，作为当中心站发送数据到远端站来自远端站应答数据预测和预约或指配需要的时隙，以及使用预约的时隙用于不仅传输应答数据而且发送用于各个远端站的终止数据的结果。

本发明的再一个目的是提供一种所描述类型的系统，该系统能够降低数据的延迟，作为由中心站传输数据到远端站，根据该数据预测来自远端站的应答数据，在远端站数据出现时定时调整和由中心站指配时隙的结果。

本发明的进一步的目的是提供在TDMA卫星信道接入系统中使用的中心站，该中心站能实现预约时隙的一般管理，以便降低从每个远端站发送数据的碰撞和来自每个远端站数据的传输延迟。

本发明还有一个目的是提供一种在TDMA卫星信道接入系统中使用的远端站，该远端站能够发送在预约时隙上几乎所有的数据，尽管在每个远端站出现的消息量是波动的，而且因此降低了数据的碰撞和数据传输的延迟。

本发明的其它目的通过下面的进一步描述将变得更清楚。

根据本发明描的要点，有可能理能时分多址型的信道接入系统使用公共通信信道实现中心站和多个远端站之间实现时分多址通信。该公共通信信道被划分为多个帧，每个帧具有预定等长度的时隙数。这些时隙被分类为随机接入时隙，用于由每个远端站可随机地接入和预约时隙，用于通过预约接入。

根据本发明的一个方面，上述的中心站包括：第一装置，用于根据由于中心站的中心传输数据，远端传输数据出现的预测和由远端站的预约请求，根据不同远端站远端传输数据的出现的存在和不存在，实现对每个远端站预约时隙数的指配和建立；第二装置，用于指配指配的时隙数至预定位置，作为对每个远端站唯一的预约时隙；和第三装置，用于发送指示预约时隙的预约指配信息。上述的每个远端站包括第四装置，用于根据出现的情况发送远端传输数据和用指示预约请求的预约请求信息存储远端传输数据，预约请求合适地加到远端传输数据，选择其中的一个唯一的预约时隙和随机接入时隙。

最好地，第一装置可能实现至少一个预约时隙的指配，在对于远端站的系统/数据和对于来自连接到中心站的主终端设备的轮询数据之一的传输时。此外，第一装置可能根据中心传输数据预测来自不同远端站的远端传输数据出现的定时，以确定每个远端站的唯一预约时隙的指配位置。

图1是应用本发明的多址卫星通信系统的原理方框图；

图2是图1的远端站利用的数据格式说明；

图3和4是图1的中心站利用的数据格式的说明；

图5是图1表示的中心站的方框图；

图6是图1表示的每个远端站的方框图；

图7是图6表示的远端站中使用的传输数据的方框图；

图8是描述图6所示远端站中使用的传输控制部分工作的流程图；

图9是说明根据本发明的卫星信道接入系统工作的概况；

图10是说明根据本发明的卫星信道接入系统另一工作的概况；

图11是说明根据本发明的卫星信道接入系统另一工作的概况；

图12是说明常规卫星信道接入系统的工作概况。

参见图1，该说明将继续进行到多址卫星通信系统，可应用根据本发明实施例的卫星信道接入系统。说明的多址卫星通信系统包括一个中心地球站C，第一至第N个远端地球站T1，T2，……，和TN，和卫星转发器S，这里N代表不少于2的整数。第一至第N个远端地球站T1至TN经卫星转发器S通过时间共用公共通信信道接入到中心地球站C。多址卫星通信系统实现一种星形网络，具有中心地球站C连接到主终端设备(未示出)和第一至第N个远端地球站的每一个连接到用户数据终端设备(未示出)。该远端地球站被指配具有单独的远端地址。

图2表示由第一至第N个远端地球站T1至TN发送信号到中心地球站C的信号格式。在从第一至第N个远端地球站T1至TN到中心地球站C的数据传输中，该公共通信信道被划分为多个帧，每个帧具有预定时间间隔和每个帧划分为多个时隙，每个时隙起着基本传输单元的作用，用作分组的数据。在说明的例子中，该帧分为8个时隙。

从第一至第N个远端地球站T1至TN向中心地球站C发送的分组数据具有如图2所示的格式。即，该分组数据包括附加字段(OH)，地址字段(ADRS)，请求字段(REQ)，信息字段(PC)长度字段(PL)，选择字段(SEL)数据字段(DATA)，虚字段(DMY)，帧检验序列字段(FCS)，冗余字段(FEC)和时间保护字段(GT)。附加字段(OH)由前置码子字段(未示出)用于载频和时钟恢复和指示数据头的唯一字子字段(未示出)组成。该地址字段(ADRS)指示远端地球站的发送者的地址。请求字段(REQ)表示请求预约的时隙数。在中心地球站C处信息字段(PC)用于组成多个信息组为一个长消息，在远端地球站该长消息划分为多个信息组。长度字段(PL)表示在上述分组数据中包含的数据字段(DATA)的长度。选择字段(SEL)表示在分组数据中包括的消息是出现在用户数据终端内还是产生在远端地面站内用于系统控制和监视。数据字段(DATA)包括消息数据本身。虚字段(DMY)由虚比特组成，用于构成与时隙一致的分组数据的长度。帧检验序列字段(FCS)是用于检验地址字段(ADRS)和虚字段(DMY)二者包含的之间的数据。冗余字段(FEC)由冗余比特组成，用于误码校验。时间保护字段(GT)是用于保证上述分组数据和在下一个时隙上发送的分组数据之间的时间间隔。

图3表示从中心地球站C到第一至第N个远端地球站T1至TN发送信号的另一种格式。中心地球站C以广播的方式发送分组数据到第一至第N个远端地球站T1至TN并发送帧定时信号，该帧信号表示具有预定时间间隔的帧的定界。当第一至第n个远端地球站T1至TN实现传输时，在各个远端地球站该定时信号用作定时基准。该帧定时信号具有的传输间隔等于在第一至第N个远端地球站T1至TN的传输中划分公共通信信道的帧的长度。

在帧定时信号之后，中心地球站C以扩播方式确认信号，用于由第一至第N个远端地球站T1至TN发送的数据。确认信号是这样的一种信号，以便以时隙次序安排远端地球站的发送者地址，对于这些数据中心地球站C正确地接收。在该时隙上写入指示全“0”的地址，表示任何数据都不能被接收或不能正常地接收数据，这是由于数据的碰撞，传输错误等。

在确认信号之后，中心地球站C以广播的方式发射预约信息。该预约信息是指示或者帧的每个时隙是一种随机接入时隙或指配给任何远端地球站的预约时隙的信息。预约信息是这样的一种信息，以便以时隙次序安排用多时隙指配的远端地址。写入全“1”的地址作为全球地址，用于随机接入时隙，即设有指配给任何远端地球站的时隙。假定设有具有全“0”或全“1”的远端地址的远端地球站。

图3表示确认信号和预约信息的例子，在例子的情况下，以远端地球站向中心地球站发送的帧被划分为8个时隙，它们被称为#1时隙，#2JF时隙，……，#8时隙。即在所说明的例子中预定的整数N少于15。假定第一至第N个远端站T1至TN的每一个具有由二进制的4个比特代表远端地址。在这种情况下，说明的确认信号表示来自具有“0001”的远端地址的远端地球站在#1时隙接收，在#2时隙不能接收正常的数据，和在#8时隙接收具有远端地址“1010”的远端地球站的数据。另一方面，所说明的预约信息表示#1时隙是随机接入时隙，#2时隙是预约时隙，该时隙留作和分配给具有远端地址“0010”的远端地球站，和#8时隙是一个预约时隙，留作和分配具有“0001”远端地址的远端地球站。

图4表示从中心地球站C发送到第一至第N个远端地球T1至TN发送的信号的分组数据的另一种格式。从中心地球站C向第一至第N个远端地球站T1至TN发送的分组数据是符合高级数据链络控制(HDLC)的数据，并放在代表分组数据的开始和结束的标记图形(F)之间。

从中心地球站C发送到第一至第N个远端地球站T1至Tn的分组数据包括地址字段(ADRS)，第一选择字段(SEL)，第二选择字段(RSV)，数据字段(DATA)和帧检验序列字段(FCS)。地址字段(ADRS)指示远端地球站的目的地地址。第一选择字段(SEL)表示或是在分组数据中包括的消息出现在主终端设备，或在中心地球站内产生用于系统控制和监视。第二选择器字段(RSV)表示中心地球站是否通过对来自远端地球站消息的预回答实行对时隙的预约。数据字段(DATA)包括消息数据本身。帧检验序列字段(FCS)是用于检测传输误码。

参见图5，中心地球站C包括传输/接收设备21，接收部分22，信道监视部分23，首标处理部分24，分组组成缓冲器25，路由器26，接收数据缓冲器27，系统控制/监视部分28，确认信号产生部分29，传输数据缓冲器30，数据选择部分31，预约时隙控制部分32，预约信息产生部分33，帧定时信号产生部分34，复用部分35，发送部分36和接收时隙定时产生部分37。

传输/接收设备21对到/来自第一至第N个远端地球站T1至TN的数据经卫星转发器S实现传输/接收并且实现射频频带和中频频带之间的频率变换。

接收部分22解调由传输/接收设备21接收的信号为解调的数据。接着，接收部分23实行误码校正解调的数据，提供接收的分组到信道监视部分23。

信道监视部分23检测接收的信息组中地址字段ADRS和虚字段之间数据的传输误码，相对于接收的信息组中的帧检验序列字段FCS。当检测到传输误码时，信道监视部分23去掉接收的信息组，当没有检测到传输误码时信道监视部分23传送正常接收的信息组中地址字段ADRS和虚字段DMY之间的数据到首标处理部分24。

首标处理部分24发送在接收的信息组中发送首地址的地址字段ADRS到确认信号产生部分29和预约时隙控制部分32并发送指示预约请求时隙数的请求字段REQ到预约时隙控制部分32。首标处理部分24传送接收的信息组到信息组组成缓冲器25。

信息组组成缓冲器25判定接收的信息组是否其中之一，由远端地球站划分长信息，相对于接收的信息组的信息字段(PC)。当接收的字段不是被划分为1个时，信息组组成缓冲器25根据长度字段PL的长度识别数据段DATA的长度，只在接收的信息组中用选择字段SEL和数据字段DATA提供到路由器26。当接收的信息组被划分1个时，信息组组成缓冲器25缓冲接收的信息组，直到完成所有的信息组。在这种情况下，信息组组成缓冲器25必须对每个远端地球站相对于地址字段ASRS独立地缓冲划分的信息组。当完成所有的信息组时，信息组组成缓冲器25用每个信息组的选择字段SEL和数据字段DATA提供给路由器26。在这种情况下，由远端地球站划分消息之前，用组成原始的长消息产生数据字段DATA。

关于由信息组组成缓冲器25产生的选择字段，路由器26提供数据字段DATA到或是接收数据缓冲器27或是系统控制/监视部分28。更具体地，路由器26用由远端地球站的用户数据终端设备产生的用户数据提供给接收用户缓冲器27。该路由器26用由远端地球站产生的系统控制和监视数据提供给系统控制/监视部分28。

接收数据缓冲器27缓冲由路由器26产生的数据字段DATA，即由主终端设备(未示出)提供从远端地球站发送的数据。

该系统控制/监视部分28具有监视和控制远端地球站的功能，这些远端地球站在中心地球站C的控制下。该系统控制/监视部分28传送用于系统控制的信息至远端地球站并询问远端地球站的状态。为此目的，系统控制监视部分28收集来自远端地球站的应答数据，发送必要的信息到监视终端设备(未示出)。当系统控制/监视部分28发送用于系统控制的信息消息或用于状态询问的命令到远端地球站，系统控制/监视部分28发送它到数据选择器部分31。

确认信号产生部分29使用从首标处理部分24接收的发送者的地址产生确认信号。在每帧内未端时隙的定时上，确认信号产生部分29提供确认信号到复用部分35。传输数据缓冲器30缓冲来自主终端设备的用户数据并提供它到数据选择部分31。

数据选择部分31具有第一和第二功能。第一功能是判断功能判断对于从远端地球站发送的数据即，相应于从中心地球站发送的数据是否需要时隙预约，和需要多少个预约时隙并且如果需要的话，把要求时隙预约的远端地球站的地址提供给预约时隙控制部分32。例如，对于从系统控制/监视部分28输出的控制数据可执行时隙预约，因为所有远端地球站可应答。在从传输数据缓冲器10输出的用户数据中，当用户终端设备根据连接到中心地球站的主终端设备的应用，响应来自主终端设备的轮询，用户终端设备发送用户数据时，可能实现时隙预约。此外，在这种情况下，预约时隙数可能是在一个时隙和若干时隙之间选择的常数值，这将在后面描述。在这种情况下，上述的第一功能可能被简化为用于通知远端地球站的地址的功能。

数据选择部分31的第二功能加地址字段ADRS和第一和第二选择字段SEL和RSV到从系统控制/监视部分28输出的控制数据和来自传输数据缓冲器30的用户数据，以产生具有图4所示格式的信息组数据并提供该数据到复用部分35。

预约时隙控制部分32通过判断对于远端地球站的远端地址和从首标处理部分24发送的预约请求数，和从数据选择部分31发送的远端地址和时隙预约数，以制定用于时隙分配的览表，产生一个时隙指配表。在产生的时隙分配表上预约时隙的分配例如是实现如下。对于远端地球站从数据选择部分31发送的预约时隙的分配，预约时隙控制部分32仅分配一个时隙。对为远端地球站对于从首标处理部分24发送的预约时隙的分配，预约时隙控制部分32分配的时隙等于从首标处理部分24发送的预约请求数。

预约信息产生部分33响应于从确认信号产生部分29输出确认信号的定时，从时隙分配表读出用于一帧的时隙分配信息，预约时隙控制部分32控制并提供它作为预约信息到复用部分35。

帧定时信号产生部分34用指示每帧分离的帧定时信号提供给这个复用部分35。同时，帧定时信号产生部分34用在中心地球站C使用的接收帧定时提供给接收时隙定时产生部分37。

接收时隙定时产生部分37根据来自帧定时信号产生部分34的接收帧定时产生接收时隙定时信号，在中心地球站C使用，并提供它到信道监视部分23和确认信号产生部分29。

复用部分35时分复用来自确认信号产生部分29的确认信号，来自数据选择部分31的数据，来自预约信息产生部分33的预约信息，和来自帧定时信号产生部分的帧定时信号，以提供时分复用信号到传输部分36。

发送部分36加上通过循环冗余检验(CRC)系统用于传输误码检测的冗余比特到来自复用部分35的时分复用信号，以产生相加的信号。接着，发送部分36对加的执行编码和调制，并提供它到传输/接收设备21。

参见图6，第N个远端地球站Tn，这里N代表1和N之间的变数，该远端地球站Tn包括传输/接收设备38，接收部分39，分离部分40，监视部分41，首标处理部分42，路由器43，接收数据缓冲器44，系统监视器部分45，帧同步部分46，时隙定时产生部分47，分组部分48，传输数据缓冲器49，预约控制部分50，传输控制部分51，发送部分52，预约时隙控制部分53，和传递检验部分54。

传输/接收设备38对到/来自卫星转发器S的数据实现传输/接收并实现射频带和中间频率频带之间的频率变换。

接收部分39调制由传输/接收设备38接收的信号为解调的数据。接着，接收部分39对解调的数据实行误码校正，提供接收的信息组到分离部分40。

分离部分40检测从接收部分39接收的信息组中的帧定时信号，以分离接收的信息组为帧定时信号，预约信息，确认信号和分组的数据。接着，分离部分40分别提供帧定时信号，预约信息，确认信号，和分组数据到帧同步部分46，预约时隙控制部分53，传递检验部分54和监视部分41。

监视部分41对来自分离部分40的分组数据执行误码检测。当在分组的数据中无传输该码时和该分组的数据是用于区别第N个远端地球站Tn的数据时，监视部分41决定该分组的数据是有效的接收数据。否则，监视部分41丢掉该分组的数据。监视部分41传递在有效接收数据中第一选呼字段SEL和数据字段DATA之间的数据至首标处理部分42。

首标处理部分42发送第一和第二选择字段SEL和RSV至预约控制部分50。此外，首标处理部分42传递接收的分组数据到路由器43。

路由器43对于接收的分组数据的第一选择字段SEL提供数据字段DATA或到接收数据缓冲器44或系统监视部分45。更具体地，路由器43用用户数据提供给接收数据缓冲器44。路由器43向系统监视部分45提供用于系统控制和监视的控制数据。在这种情况下，路由器43仅提供数据字段DATA至接收数据缓冲器44或系统监视部分45。

接收数据缓冲器44缓冲由路由器43产生的数据字段DATA，即用户数据由用户数据终端设备(未示出)提供。

系统监视部分45接收用于系统控制的控制数据和用于状态询问的命令，这些数据是从中心地球站C发送，以产生相应的应答数据。该系统监视部分45提供应答数据至分组部分48。

帧同步部分根据从中心地球站C发送的帧定时信号决定远端帧定时，考虑到卫星转发器S和第n个远端地球站Tn之间的距离，在第n个远端地球站Tn的传输中使用，并把该定时提供到时隙定时产生部分47。

时隙定时产生部分47划分由帧同步部分46产生的帧为预定数目的时隙，以决定时隙定时。

分组部分48集体地作为接收数据接收用户数据和分别来自用户数据终端设备和系统监视部分45的控制数据。当接收的数据具有数据长度长于时隙内数据字段DATA的时候，分组部分48划分接收的数据为多个信息组，其每一个数据组用作数据字段DATA。此外，分组部分48相加选择字段SEL，信息字段PC，长度字段PL，虚字段DMY，和帧检验序列字段FCS到数据字段DATA，以产生具有图2所示预定格式的分组数据，并把该数据提供到传输数据缓冲器49。

信息字段PC包括，例如一些指示分组的数据是否为划分数据的一部分的一些信息和指示用划分的信息组部分分配的序列数的另一些信息。

传输数据缓冲器49从分组的部分48接收分组的数据和缓冲分组的数据作缓冲数据。传输数据缓冲器49传递缓冲的数据到传输控制部分51。传输数据缓冲器49单个地以随机接入方式缓冲在一个时隙上发送的分组数据，在预约时隙上发送的分组数据和由于传输故障重新发送的分组数据。

此外，传输数据缓冲器49包括临时保持缓冲器(在后面描述)，用于传递的证实。临时保持缓冲器临时地保持输出到传输控制部分51的缓冲数据。而且，传输数据缓冲器49包括重新传输的数据缓冲器(在后面描述)。传输数据缓冲器49提供指示或重新传输或释放的指示信号。当该指示信号指示释放时，传输数据缓冲器49消除通过从临时保持缓冲器释放指示的数据。当指示信号指示重新传输时，传输数据缓冲器49使重新传输数据缓冲器再缓冲由重新传输指示的数据。

预约控制部分50控制在传输数据缓冲器49中缓冲的数据数，作为预约时隙的数据，以确定预约时隙数。此外，响应于来自首标处理部分42的信息，预约控制部分50通过预测第n个远端地球站Tn的传输，控制由中心地球站预定地保留的预约时隙数(它也叫做可用的预约时隙数ASN)。而且，预约控制部分50控制预约时隙是否用于用户数据的预约时隙或用于系统控制/监视数据的预约时隙。

当传输控制部分51识别，作为识别时隙定时，响应于从时隙定时产生部分47的输出的时隙定时，传输控制部分51判断，关于预约时隙控制部分53的时隙分配表，识别的时隙定时是随机接入时隙定时，用第n个远端地球站分配的预约时隙定时，还是用其它的远端地球站指配的预约时隙定时。当识别的时隙定时是随机接入时隙定时或用第n个远端地球站Tn指配的预约时隙定时时，传输控制部分51从在传输数据缓冲器49存储的数据中选择合适的数据，以发送选择的数据。在这种情况下，传输控制部分51传递传输分组的数据到发送部分52，用有地址字段ADRS和请求字段REQ加到传输分组数据。在这种情况下，用预约控制部50指示的可用预约时隙数ASN被设置在请求字段REQ。

而且，传输控制部分51给传递证实部分54提供传输随时间变化的信号，该信号指示用于数据传输的时隙。

发送部分52加冗余字段FEC，用于误码校正来自传输控制部分51的数据，以产生相加的信号。此后，发送部分52对相加的信号实现编码和调制，以提供该信号到传输/接收设备38。

预约时隙控制部分53产生有关从中心地球站C发送的预约信息的时隙分配表。

传递证实部分54从传输控制部分51接收传输随时间变化的信号，以存储该随时间变化的信号，该信号指示在第n个远端地球站Tn中使用的时隙，用于数据传输。传递证实部分54比较传输随时间变化信号与从分离部分40发送的确认信号，以区别用于时隙的响应数据，在该时隙第n个远端地球站Tn试图数据传输，指示确认ACK或非确认NAK。即传递证实部分54判断确认ACK，当确认信号指示对于第n个远端地球站Tn的远端地址时。当确认信号指示全“0”地址或其它远端地球站的任何一个的远端地址时，传递证实部分54判断非确认NAK。

此外，传递证实部分54给传输数据缓冲器49提供指示信号，指示重新传输，有关响应指示非确认NAK的数据。另一方面，传递证实部分54给传输数据缓冲器49提供指示信号，指示有关响应指示确认ACK的数据从临时保持缓冲器释放。

转到图7，传输数据缓冲器49包括第一和第二开关部分(SWA和SWB)61和62，随机接入数据缓冲器63，远端站预约数据缓冲器64，中心站预约数据缓冲器65，重新传输数据缓冲器66，和临时保持缓冲器67。

随机接入数据缓冲器63是用于缓冲以随机接入发送的数据。每个远端站预约数据缓冲器64和中心站预约数据缓冲器65是用于缓冲对于第n个远端站Tn预约时隙发送的数据。重新传输数据缓冲器66是用于缓冲重新传输传输一旦发生故障的数据。临时保持缓冲器67是用于临时保持传输数据，用于等待接收证实，远端站预约数据缓冲器64是用于缓冲数据，用于预约第n个远端站Tn请求的时隙的数据。中心站预约数据缓冲器65是用于缓冲由中心地球站C指定的预约时隙数据。

传输数据缓冲器49通过使用第一和第二开关部分61和62分配由分组部分48提供的分组数据到随机接入数据缓冲器63和远端站预约数据缓冲器64和中心站预约数据缓冲器65。

第一开关部分61识别分组数据中的选择字段SEL。当选择器字段SEL指示用于系统控制/监视数据时，第一开关部分61判断中心地球站C实现时隙预约和因此使中心站预约数据缓冲器65缓冲用于系统控制/监视的数据。当选择字段SEL指示用户数据时，第一开关部分61指定可用预约时隙数ASN，用于中心地球站的用户数据，受预约控制部分50的控制。当可用的预约时隙数ASN不是零时，第一开关部分61使中心站预约数据缓冲器65缓冲该用户数据。否则，第一开关部分61提供用户数据至第二开关部分62。第二开关部分62指示分组数据中的信息字段PC。当该信息字段PC指示，用户数据是具有在一个时隙或首标信息组内长度的数据，长的消息被划分为两个或多个信息组，第二开关部分62使随机接入数据缓冲器63缓冲该用户数据。否则，第二开关部分63使远端站预约数据缓冲器64缓冲该用户数据，该数据是长消息其它划分的信息组之一。这是因为对于其它划分的信息组由远端站Tn请求时隙预约是需要的。

临时保持电路67根据来自传递证实部分53的指示信号实现临时保持数据的抵消或转移到重新传输数据缓冲器66。

每一个重新传输数据缓冲器66，远端站预约数据缓冲器64和中心站预约数据缓冲器65传递在其内缓冲的许多信息分组到预约中心部分50。但是中心站预约数据缓冲器65指定其内缓冲数据的信息字段PC。当两个或多个划分的信息组被缓冲在中心站预约数据缓冲器65时，中心站预约数据缓冲器65传递许多信息组，除去首标信息组到预约控制部分50。这是因为考虑到该信息组在划分的信息组内的一个时隙或首标信息组内具有短长度的信息组，通过中心地球站C实现预定地时隙预约。

转到图8，进程将描述传输控制部分51的操作，用于选择传输数据缓冲器49中的缓冲器。传输控制部分51首先判断，每个时隙定时表示随机接入时间时隙，用于第n个远端站Tn的预约时隙还是作为第一步骤S1的用于其它远端站的预约时隙。当时隙定时指示随机接入时隙时，由第二步骤S2跟随第一步骤S1，在第二步骤S2传输控制部分51判断重新传输数据缓冲器66是否为空闲的。当重新传输数据缓冲器66不是空闲时，第二步骤S2继续前进到第三步骤，传输控制部分51从重新传输数据缓动器66读出数据并发送它。当重新传输数据缓冲器66是空闲时，第二步骤S2继续之后由第四步骤S4跟随，在该步骤传输控制部分51选择随机接入数据缓冲器63，以判断随机接入数据缓冲器63是否为空闲的。当随机接入数据缓冲器63不是空闲时，接着第四步骤S4是第五步骤S5，在该步骤传输控制部分51读出随机接入数据缓冲器63的数据，并发送它。当随机接入数据缓冲器63是空闲时，处理进行到结束。

当在第一步骤S1时隙定时指示对第n个远端站Tn的预约定时时，第一步骤S1进程到第6步骤S6，在该步骤传输控制部分51选择中心站预约数据缓冲器64，以判断中心站预约数据缓冲器64是否空闲。当中心站预约数据缓冲器64不空闲时，由第5步骤S7前进到第6步骤S6，在该步骤传输控制部分51从中心站数据缓冲器65读出数据，并发送它。当中心站预约缓冲器64是空闲时，由第8步骤跟随第6步骤S6，在该步骤传输控制部分51选择重新传输数据缓冲器66，以判断重新传输数据缓冲器66是否空闲。当重新传输数据缓冲器66不空闲时，第8步骤前进到第10步骤S10，在该步骤传输控制部分51选择远端站预约数据缓冲器64，以判断远端站预约数据缓冲器64是否空闲。当远端站预约数据缓冲器64不空闲时，第11步骤跟随着第10步骤，传输控制部分51从远端站预约数据缓冲器64读取数据并发送它。当远端站预约数据缓冲器64是空闲时，第11步骤S11继续前进到第12步骤S12，在该步骤传输控制部分51选择随机接入数据缓冲器63，以判断随机接入数据缓冲器63是否空闲。当随机接入数据缓冲器63不空闲时，第12步骤S12继续到第13步骤S3，在该步骤传输控制部分51从随机接入数据缓冲器63读出数据并发送它。当随机接入数据缓冲器63空闲时，处理进行到结束。

当在步骤S1该时隙定时表示用于任何其它远端站的预约时隙时，传输控制部分51不实现传输。

参见图9，该说明书将描述在第n个远端地球站Tn实现信道接入时隙的请求预约的情况下，根据本发明卫星信道接入系统的工作。做定第n个远端地球站Tn产生具有相应于4个时隙长度的长消息。在这种情况下，第n个远端地球站Tn划分该长消息为4个信息组，它们被命名为信息组A，B，C，和D。信息组A被称为首标信息组，而同时三个其余的信息组B，C和D被称为三个随后的信息组。接着，第n个远端站Tn在一个随机接入时隙上发送首标信息组A，具有三个时隙的预约请求(REQ＝3)，用于随后的三个信息组B，C和D加到#1帧的首标信息组A。

中心地球站C接收首标信息组A和预约请求。中心地球站C发送确认信号，用于首标信息组A和预约分配信息至第n个远端地球站Tn。该预约分配信息指示用于三个信息组的时隙被分配在#5帧上至第n个远端地球站Tn。

响应于预约分配信息，第n个远端地球站Tn发送三个随后的信息组B，C和D，在预约时隙上，因此分配在#5帧。

假定第n个远端地球站Tn的三个随后信息组的传输上。在这种情况下，第n个远端地球站Tn发送三个随后的信息组，用预约请求信息作为新的数据加到其上，以便接新的预约时隙分配。在这种情况下，应当明白，避免使用随机接入时隙，而且因此数据之间的碰撞概率被降低。

参见图10，将进一步描述在中心地球站C发送主终端设备的轮询信息到第n个远端地球站Tn的另一种情况下，根据本发明的卫星信道接入系统的工作。

中心地球站C发送包括命令的信息组至第n个远端地球站Tn。由于希望第n个远端地球站Tn应答该命令，该中心地球站C为第n个远端地球站Tn需要准备一个时隙。即中心地球站C发包括加上有预约分配信息的命令的信息组。

假定第n个远端地球站Tn响应该命令产生一个短消息，该短消息能在分配的一个时隙应答。在这种情况下，第n个远端地球站Tn在预约分配时隙上发送该短消息并对命令应答，进入结束。

但是，在图10所示的情况下，第n个远端地球站Tn产生具有相应于4个时隙的长度的长消息。结果，第n个远端地球站Tn首先划分长消息为信息组A，B，C和D。接着，第n个远端地球站Tn在预约时隙上发送首标信息组A，该时隙具有预约请求信息(REQ＝3)，用于三个其后的信息组加到那里。在对于预约请求等待预约分配之后，第n个远端地球站Tn发送三个随后的信息组B，C和D，如图10所示的#7和#8帧。

用这个方案，对于远端地球站有可能避免在随机接入时隙上传输，该时隙包括用于预约请求时隙并且结果降低随机接入时隙中数据碰撞的概率。

参见图11，该说明书将进一步描述在中心地球站C发送命令到第n个远端地球站Tn的情况下根据本发明的卫星信道接入系统的工作，和对第n个远端地球站Tn命令应答的产生被预测，通过中心地球站C取预定的处理时间。

在这种情况下，在中心地球站C中的数据选择部分31指示时隙预约(分配)到预约时隙控制部分32，该数据选择部分31在考虑到第n个远端地球站Tn产生数据的定时，命令预约分配时隙的延迟产生。结果，对于规定时隙的分配信息在延迟的帧发送。

在所说明的例子中，该中心地球站C发送后三个帧的预约信息，从命令a的信息组的传输。第n个远端地球站Tn迅速地产生应答数据A并在预约时隙上发送产生的应答数据A。在由第n个远端地球站Tn产生应答数据的情况下，第二预约时隙可能是被指定给后面的帧，然后用第一预约时隙指定。

当在发送命令a时或发送之后立即发送预约信息，第n个远端地球站必须使用随机接入时隙发送应答数据并且在第n个远端地球站Tn产生应答数据之后执行预约请求。图11所示情况具有比后一种情况对于数据更短的传输延迟。此外，应当理解，图11所示的情况是有效的方法，因为避免了使用随机接入时隙。

在上述的卫星信道接入系统中，将进行描述由中心地球站分配时隙的情况以及由远端地球站在预约请求分配的时隙数等于预约请求数。因此时隙的分配必须考虑对于远端地球站的命令，命令的内容，来自远端地球站的预约请求数等综合地制定计划并在中心地球站设置。

例如，在图9所示的情况下，由中心地球站可分配相应于信息组B和C的两个时隙给第n个远端地球站Tn的#5帧而相应于信息组D的剩余时隙可能是分配给#6帧之后的帧。此外，响应于新预约请求由远端地球站的可执行分配。

在图10所示的情况下，例如，由中心地球站预测在命令a的传输时可能执行许多时隙的分配。在这种情况下，远端地球站可适当地发送存储的数据，而不是用于命令的应答数据，单独地，如果有用于分配时隙的空间，与中心地球站的预测相反，由于在远端地球站应答数据出现的改变。

如上所述，上述卫星信道接入系统这样地工作，每个远端地球站有效地得到由中心地球站根据数据出现的情况分配一个或多个时隙的优点，可能降低随机接入时隙的数据碰撞概率并使数据传输延迟减至最小。

参见图12，将描述在上述公开NO.平2 308636中卫星信道接入系统的工作。中心地球站通过轮询发送一个用于检测远端地球站故障的命令至远端地球站。通过命令a的传输，中心地球站通过预测来自远端地球站的应答数据对时隙实现预约或分配。在所示的例子中，该命令a包括指示预约时隙等于远端地球站的#4帧的#m时隙的分配信息。响应于命令a，远端地球站在预约时隙上发送描述A的应答数据。但是，这种卫星信道接入系统不能有效地应用到处理具有可变数据量消息的系统，如在本技术规范的前置码所述的那样。

在结合优选实施例所描述本发明的同时，本领域的技术人员将能容易地使本发明的各种其它方式实施。例如，对于本发明的信道接入系统可应用于但不限于卫星通信系统，但是这个发明可应用于不用卫星转发器的其它通信系统。

Claims (10)

1.一种时分多址型信道接入系统，使用公共通信信道实现一个中心站和多个远端站之间的时分多址通信，该公共通信信道被划分为多个帧，每个帧具有等长度的预定时隙数，这些时隙被分类为随机接入时隙，用于由每个远端站可随机地接入，和由预约用于可接入的预约时隙，

其中所述中心站包括：

第一装置，用于根据由于中心站的中心传输数据，远端传输数据出现的预测和由远端站的预约请求，根据不同远端站远端传输数据的出现的存在和不存在，实现对每个远端站预约时隙数的指配和建立；

第二装置，用于指配分配的时隙数至预定位置，作为对每个远端站唯一的预约时隙；和

第三装置，用于发送指示预约时隙的预约指配信息；

其中每个所述远端站包括：

第四装置，用于根据出现的情况发送远端传输数据和用指示预约请求的预约请求信息存储远端传输数据，预约请求合适地加到远端传输数据，选择其中的一个唯一的预约时隙和随机接入时隙。

2.根据权利要求1的卫星信道接入系统，其中所述第一装置在对于远端站的系统/控制数据和对于来自连接到中心站的主终端设备的轮询数据之一传输时，实现至少一个预约时隙的指配。

3.根据权利要求1的卫星信道接入系统，其中所述第一装置根据中心传输数据预测来自不同远端站的远端传输数据出现的定时，以确定每个远端站的唯一预约时隙的指配位置。

4.一种时分多址类型的信道接入系统，使用公共通信信道实现一个中心站和多个远端站之间的时分多址通信，该公共通信信道被划分为多个帧，每个帧具有等长度的预定时隙数，这些时隙被分类为随机接入时隙，用于由每个远端站可随机地接入，和由预约用于可接入的预约时隙，

其中所述中心站包括：

一个数据选择部分，用于由于中心传输数据预测来自不同远端站的远端传输数据的存在和不存在以及远端传输数据出现的量，来实现对所述不同远端站对时隙的第一预约请求；

一个中心预约时隙控制部分，连接到所述数据选择部分，用于根据来自数据选择部分的第一预约请求和来自每个所述远端站的第二预约请求产生中心时隙分配表，该表包括对每个所述远端站唯一的预约时隙；和

一个预约信息产生部分，连接到所述中心预约时隙控制部分，用于根据所述预约时隙控制部分的中心时隙分配表产生指示预约时隙的预约分配信息，相加该预约分配信息到中心传输数据；

其中每个所述远端站包括：

一个预约控制部分，用于根据出现的情况设定需要的预约时隙数和存储远端传输数据；

一个远端时隙控制部分，用于根据预约分配信息产生一个远端时隙分配表；和

一个传输控制部分，连接到所述预约控制部分和所述远端预约时隙控制部分，用于根据由所述预约控制部分和远端时隙分配表设定的预约时隙数，发送具有预约请求信息适当加到远端传输数据的远端传输数据，选择唯一的预约时隙或随机接入时隙之一。

5.根据权利要求4的信道接入系统，其中所述数据选择部分在对于远端站的系统/控制数据和对于来自连接到中心站的主终端设备的轮询数据之一传输时，实现至少一个预约时隙的指配。

6.根据权利要求4的信道接入系统，其中所述数据选择部分根据中心传输数据预测来自不同远端站的远端传输数据出现的定时，以确定每个远端站的唯一预约时隙的指配位置；

7.一种中心站，在时分多址型信道接入系统中使用，使用公共通信信道实现一个中心站和多个远端站之间的时分多址通信，该公共通信信道被划分为多个帧，每个帧具有等长度的预定时隙数，这些时隙被分类为随机接入时隙，用于由每个远端站可随机地接入，和由预约用于可接入的预约时隙，其中所述中心站包括：

一个数据选择部分，用于由于中心传输数据预测来自不同远端站的远端传输数据的存在和不存在以及远端传输数据出现的量，来实现对所述不同远端站对时隙的第一预约请求；

一个中心预约时隙控制部分，连接到所述数据选择部分，用于根据来自数据选择部分的第一预约请求和来自每个所述远端站的每二预约请求产生中心时隙分配表，该表包括对每个所述远端站唯一的预约时隙；和

一个预约信息产生部分，连接到所述中心预约时隙控制部分，用于根据所述预约时隙控制部分的中心时隙分配表产生指示预约时隙的预约分配信息，相加该预约分配信息到中心传输数据。

8.根据权利要求7的中心站，其中所述所述数据选择部分根据中心传输数据预测来自不同远端站的远端传输数据出现的定时，实现预约时隙到所述预约时隙控制部分的定时请求。

9.一种远端站，在时分多址型信道接入系统中使用，使用公共通信信道实现一个中心站和多个远端站之间的时分多址通信，该公共通信信道被划分为多个帧，每个帧具有等长度的预定时隙数，这些时隙被分类为随机接入时隙，用于由每个远端站可随机地接入，和由预约用于可接入的预约时隙，其中所述远端站包括：

一个预约控制部分，用于根据出现的情况设定需要的预约时隙数和存储远端传输数据；

一个远端时隙控制部分，用于根据预约分配信息产生一个远端时隙分配表；和

一个传输控制部分，连接到所述预约控制部分和所述远端预约时隙控制部分，用于根据由所述预约控制部分和远端时隙分配表设定的预约时隙数，发送具有预约请求信息适当加到远端传输数据的远端传输数据，选择唯一的预约时隙或随机接入时隙之一。

10.根据权利要求9的远端站，其中所述远端站包括一个传输数据缓冲器，所述传输控制部分根据时隙分配表判断时隙的定时和类别，以选择和发送在所述传输数据缓冲器中的数据。

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