RU2791000C1 - Method for resource allocation and access in open wireless channels - Google Patents
Method for resource allocation and access in open wireless channels Download PDFInfo
- Publication number
- RU2791000C1 RU2791000C1 RU2022101776A RU2022101776A RU2791000C1 RU 2791000 C1 RU2791000 C1 RU 2791000C1 RU 2022101776 A RU2022101776 A RU 2022101776A RU 2022101776 A RU2022101776 A RU 2022101776A RU 2791000 C1 RU2791000 C1 RU 2791000C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- station
- transmission
- receiving
- bandwidth
- channel
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Перекрестная ссылка на родственные заявкиCross-reference to related applications
Настоящая заявка основана на заявке на патент Китая № CN 2019106968080, поданной 30 июля 2019 г., полное содержание которой включено в данный документ посредством ссылки, и заявляет ее приоритет.This application is based on Chinese Patent Application No. CN 2019106968080 filed on July 30, 2019, the entire content of which is hereby incorporated by reference, and claims priority.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH THE INVENTION RELATES
Настоящее изобретение относится к области техники беспроводной связи, в частности к способу выделения ресурса и доступа в открытых беспроводных каналах.The present invention relates to the field of wireless communication technology, in particular to a method for resource allocation and access in open wireless channels.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION
В системе спутниковой связи большое количество наземных станций спутниковой связи образуют систему связи с помощью спутниковых транспондеров. Несколько станций совместно используют частотные диапазоны, энергетические и временные ресурсы прозрачных транспондеров.In a satellite communication system, a large number of satellite earth stations form a communication system using satellite transponders. Several stations share the frequency bands, energy and time resources of transparent transponders.
Несколько терминальных станций используют множество способов множественного доступа, таких как FDMA, TDMA и CDMA, для совместного использования спутниковых ресурсов и реализации интерактивных услуг.Several terminal stations use a variety of multiple access methods such as FDMA, TDMA, and CDMA to share satellite resources and implement interactive services.
В режиме доступа FDMA (множественного доступа с частотным разделением) для реализации совместного использования спутникового ресурса ресурс разделен в соответствии с частотным диапазоном. FDMA относительно прост и подходит для ячеистой и звездообразной организации сети. Однако, когда несколько пользователей используют доступ FDMA, имеются интермодуляционные помехи, которые расходуют впустую мощность транспондера и в определенной степени снижают эффективность использования мощности.In the FDMA (Frequency Division Multiple Access) access mode, to realize satellite resource sharing, a resource is divided according to a frequency band. FDMA is relatively simple and suitable for mesh and star networking. However, when multiple users use FDMA access, there is intermodulation interference that wastes transponder power and reduces power efficiency to a certain extent.
В режиме доступа CDMA (множественного доступа с кодовым разделением) для реализации совместного использования спутникового ресурса разным пользователям выделяются разные коды адреса. Пользователи CDMA занимают одинаковую частоту и передают в одно и то же время. Пользователи отличаются ортогональностью кодов. По сравнению с FDMA технология CDMA является сравнительно сложной, и ее в основном используют в звездообразной организации сети. Пользовательская пропускная способность CDMA зависит от ортогональности кодовых слов, но пользовательская пропускная способность ограничена из-за помех множественного доступа.In the CDMA (Code Division Multiple Access) access mode, different address codes are allocated to different users to realize sharing of a satellite resource. CDMA users occupy the same frequency and transmit at the same time. Users differ in the orthogonality of the codes. Compared with FDMA, CDMA technology is relatively complex and is mainly used in star networking. CDMA user throughput depends on codeword orthogonality, but user throughput is limited due to multiple access interference.
В режиме доступа TDMA (множественного доступа с временным разделением) для реализации совместного использования спутникового ресурса спутниковый ресурс разделен соответствии с временными интервалами. Разные терминальные станции занимают разные временные интервалы, и служебные данные передаются в форме пакетов данных. По сравнению с другими способами множественного доступа в системе TDMA отсутствует проблема интермодуляции, она может полностью использовать мощность спутника и частотный диапазон, не требует строгого контроля мощности и имеет большую пропускную способность системы. Ее широко используют в системах спутниковой связи. Однако по сравнению с другими системами множественного доступа реализация системы связи TDMA является более сложной и требует точной тактовой синхронизации во всей сети. Точная тактовая синхронизация может уменьшить помехи между пользователями в разных временных интервалах и обеспечить пропускную способность системы. Кроме того, TDMA больше подходит для организации сети между станциями с одинаковыми возможностями. Когда TDMA использует ячеистую организацию сети с унифицированной несущей волной, для обеспечения совместимости с возможностями станции с наименьшими возможностями обычно необходимо уменьшить общую скорость несущей волны, что ограничивает возможности связи других станций с более высокими возможностями.In the TDMA (Time Division Multiple Access) access mode, in order to realize satellite resource sharing, the satellite resource is divided according to time slots. Different terminal stations occupy different time slots, and overhead data is transmitted in the form of data packets. Compared with other multiple access methods, the TDMA system has no intermodulation problem, can fully utilize the satellite power and frequency band, does not require strict power control, and has a large system capacity. It is widely used in satellite communication systems. However, compared to other multiple access systems, the implementation of a TDMA communication system is more complex and requires accurate clock synchronization throughout the network. Accurate clock synchronization can reduce interference between users in different time slots and ensure system throughput. In addition, TDMA is more suitable for networking between stations with the same capabilities. When TDMA uses unified carrier wave mesh networking, in order to be compatible with the capabilities of a station with the lowest capabilities, it is usually necessary to reduce the overall carrier wave rate, which limits the communication capabilities of other stations with higher capabilities.
В сущности, ячеистые сети FDMA или TDMA по большей части подходят для терминальных станций спутниковой связи со средней пропускной способностью передачи и приема, а системы TDM/FDMA или TDM/CDMA по большей части подходят для звездообразных сетей с большой центральной станцией и несколькими небольшими терминальными станциями. Выделение ресурсов и технология множественного доступа этих спутниковых систем различаются, образуя несколько несовместимых сетевых систем. Различные терминальные станции могут быть соединены между собой только в этой сетевой системе и могут быть соединены с терминальными станциями в других сетевых системах только посредством наземной сети. Это имеет недостатки, связанные с большим количеством типов оборудования, высокой стоимостью и низкой эффективностью связи.Basically, FDMA or TDMA mesh networks are mostly suitable for satellite terminal stations with medium transmit and receive bandwidth, and TDM/FDMA or TDM/CDMA systems are mostly suitable for star networks with a large central station and several small terminal stations. . The resource allocation and multiple access technology of these satellite systems differ, resulting in several incompatible network systems. Various terminal stations can only be connected to each other in this network system, and can only be connected to terminal stations in other network systems via a terrestrial network. This has the disadvantages of a large number of types of equipment, high cost, and low communication efficiency.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Чтобы преодолеть недостатки известного уровня техники, техническая задача, поставленная настоящим изобретением, заключается в предоставлении способа выделения ресурса и доступа в открытых беспроводных каналах. Он может быть совместимым с различиями и динамическими изменениями передающих терминальных станций, приемных терминальных станций, транзитных узлов, беспроводных каналов и пользовательских служб в открытых беспроводных каналах. Он может в полной мере использовать характеристики открытого взаимного соединения открытых беспроводных каналов для реализации адаптивного взаимного соединения между терминальными станциями в указанных выше условиях различий и динамических изменений. Он может избежать разделения терминальных станций на взаимно разделенные группы из-за указанных выше различий и динамических изменений, избежать использования разных способов выделения ресурса и доступа, которые нужно использовать, чтобы решить проблему взаимного соединения групп терминальных станций разных типов, и избежать образования самых разных обособленных информационных островов, которые не совместимы друг с другом и не могут непосредственно устанавливать взаимно соединенные каналы связи даже в открытой беспроводной сети.To overcome the disadvantages of the prior art, the technical problem posed by the present invention is to provide a method for resource allocation and access in open wireless channels. It can be compatible with differences and dynamic changes of transmitting terminal stations, receiving terminal stations, hop nodes, wireless channels, and user services in open wireless channels. It can make full use of the characteristics of open interconnection of open wireless channels to realize adaptive interconnection between terminal stations under the above conditions of differences and dynamic changes. It can avoid dividing terminal stations into mutually separated groups due to the above differences and dynamic changes, avoid using different resource allocation and access methods to be used to solve the problem of interconnecting groups of different types of terminal stations, and avoid creating a variety of isolated information islands that are not compatible with each other and cannot directly establish interconnected communication channels even in an open wireless network.
Техническая схема настоящего изобретения является следующей.The technical scheme of the present invention is as follows.
Этот способ предназначен для выделения ресурса и доступа в открытых беспроводных каналах и включает:This method is intended for resource allocation and access in open wireless channels and includes:
охват нескольких типов пользовательских терминальных станций в открытых беспроводных каналах;coverage of several types of user terminal stations in open wireless channels;
выполнение динамического адаптивного согласования в отношении факторов комплексного изменения стороны передачи и стороны приема в каждом процессе осуществления связи; при этом факторы комплексного изменения стороны передачи означают, что меняются тип и пропускная способность передачи передающей станции, меняется текущее состояние беспроводного канала между передающей станцией и транзитным узлом, меняется рабочее состояние стороны приема транзитного узла, и меняются пользовательские службы, которые должна передавать передающая станция; факторы комплексного изменения стороны приема означают, что меняются тип и пропускная способность приема приемной станции, меняется текущее состояние канала от транзитного узла до приемной станции, и меняется рабочее состояние стороны передачи транзитного узла.performing dynamic adaptive negotiation with respect to the complex change factors of the transmission side and the reception side in each communication process; wherein the transmission side complex change factors mean that the transmission type and transmission capacity of the transmission station change, the current state of the wireless channel between the transmission station and the transit node changes, the operating state of the reception side of the transit node changes, and the user services to be transmitted by the transmission station change; receiving side complex change factors mean that the receiving station type and throughput are changed, the current state of the channel from the transit node to the receiving station is changed, and the operating state of the transmission side of the transit node is changed.
Настоящее изобретение включает несколько типов пользовательских терминальных станций в открытом беспроводном канале и выполнение динамического адаптивного согласования в отношении факторов комплексного изменения стороны передачи и стороны приема в каждом процессе осуществления связи. Поэтому он может быть совместимым с различиями и динамическими изменениями передающих терминальных станций, приемных терминальных станций, транзитных узлов, беспроводных каналов и пользовательских служб в открытых беспроводных каналах; он может в полной мере использовать характеристики открытого взаимного соединения открытых беспроводных каналов для реализации адаптивного взаимного соединения между терминальными станциями в указанных выше условиях различий и динамических изменений; он может избежать разделения терминальных станций на взаимно разделенные группы из-за указанных выше различий и динамических изменений, избежать использования разных способов выделения ресурса и доступа, которые нужно использовать, чтобы решить проблему взаимного соединения групп терминальных станций разных типов, и избежать образования самых разных обособленных информационных островов, которые не совместимы друг с другом и не могут непосредственно устанавливать взаимно соединенные каналы связи даже в открытой беспроводной сети.The present invention includes several types of user terminal stations in an open wireless channel and performing dynamic adaptive negotiation with respect to factors of complex change of the transmitting side and the receiving side in each communication process. Therefore, it can be compatible with differences and dynamic changes of transmitting terminal stations, receiving terminal stations, hops, wireless channels, and user services in open wireless channels; it can make full use of the characteristics of open interconnection of open wireless channels to realize adaptive interconnection between terminal stations under the above conditions of differences and dynamic changes; it can avoid dividing terminal stations into mutually separated groups due to the above differences and dynamic changes, avoid using different resource allocation and access methods to be used to solve the problem of interconnecting groups of terminal stations of different types, and avoid creating a variety of isolated information islands that are not compatible with each other and cannot directly establish interconnected communication channels even in an open wireless network.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВBRIEF DESCRIPTION OF GRAPHICS
На фиг. 1 представлено схематическое изображение, на котором показан пример способа выделения ресурса и доступа в открытых беспроводных каналах согласно настоящему изобретению.In FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a resource allocation and access method in open wireless channels according to the present invention.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS
Как показано на фиг. 1, в примере выбраны три спутниковые станции. Станция 1 является небольшой терминальной станцией спутниковой связи с апертурой антенны 0,5 м, усилителем мощности 3 Вт, станция 2 является терминальной станцией спутниковой связи среднего размера с апертурой антенны 1,2 м, усилителем мощности 10 Вт, а станция 3 является большой терминальной станцией спутниковой связи с апертурой антенны 3,7 м, усилителем мощности 40 Вт. Все три спутниковые станции работают в Ku-диапазоне. Национальный луч Ku с шириной полосы частот 36 МГц геостационарного спутника 9 выбран в качестве транзитного узла в открытых каналах, и коэффициент скругления спектра канального фильтра равен 1,125.As shown in FIG. 1, three satellite stations are selected in the example. Station 1 is a small satellite terminal station with 0.5m antenna aperture, 3W power amplifier, station 2 is a medium-sized satellite terminal station with 1.2m antenna aperture, 10W power amplifier, and station 3 is a large terminal station satellite communication with an antenna aperture of 3.7 m, a power amplifier of 40 watts. All three satellite stations operate in the Ku-band. The national beam Ku with a bandwidth of 36 MHz of the geostationary satellite 9 is selected as a transit node in open channels, and the channel filter rounding factor is 1.125.
На наземной станции в качестве стороны передачи сигнала применяют унифицированный формат упаковки кадров, поддерживаются самые разные типы кадров данных, адаптивно завершается упаковка и адаптация информации в соответствии с пропускной способностью приема приемной станции назначения, осуществляется адаптивный выбор режима передачи информации в соответствии с пропускной способностью приема приемной станции назначения и выполняется адаптация пропускной способности приема стороны приема. То есть информация в унифицированном формате упаковки кадра передается как на станцию 2 с высокой пропускной способностью приема, так и на станцию 1 с низкой пропускной способностью приема. Режим передачи внутреннего кадра информационных данных определяется в соответствии с пропускной способностью приема приемной станции. Пропускная способность приема приемной станции включает EIRP (эквивалентная изотропно-излучаемая мощность) нисходящего канала, состояние нисходящего спутникового канала (затухание в дожде, помехи и т. д.) и значение отношения коэффициента усиления к шумовой температуре приемной станции.At the ground station, a unified frame packing format is used as the signal transmission side, various types of data frames are supported, information packing and adaptation are adaptively completed in accordance with the receiving bandwidth of the destination receiving station, the information transmission mode is adaptively selected in accordance with the receiving bandwidth of the receiving station. destination station and the reception bandwidth adaptation of the reception side is performed. That is, the information in the unified frame packing format is transmitted to both station 2 with high receive bandwidth and station 1 with low receive bandwidth. The transmission mode of the intra information data frame is determined according to the reception capacity of the receiving station. The receiving station's receiving capacity includes the EIRP (equivalent isotropically radiated power) of the downlink, the satellite downlink condition (rain attenuation, interference, etc.) and the gain-to-noise temperature ratio of the receiving station.
Заголовок кадра в унифицированном формате упаковки кадра имеет сильный запас помехоустойчивости на прием, так что как станция 2 с высокой пропускной способностью приема, так и станция 1 с низкой пропускной способностью приема могут стабильно и надежно принимать заголовок кадра в унифицированном формате упаковки кадра. В соответствии с принятым отношением сигнал-шум заголовка кадра можно определить мощность и уровень текущего информационного кадра; в соответствии с полем режима кадра в заголовке кадра можно определить режим, принятый последующим кадром информационных данных, включая режим расширенного спектра, режим кодирования канала и режим модуляции канала. Если в заголовок кадра включено поле адреса назначения, приемная станция 1 и приемная станция 2 могут определять, передают ли им текущий кадр информационных данных, и решать, продолжать ли прием или отбросить его. Если приемная станция 1 или приемная станция 2 может определить, что текущий кадр информационных данных передан ей, но он не может быть правильно принят или отношение сигнал-шум правильно принятого сигнала является очень высоким, это указывает, что информация о способности к приему стороны приема или о состоянии канала, известном передатчику, является неверной. Неправильный прием указывает на то, что оценка пропускной способности стороны приема завышена и отношение сигнал-шум принятого сигнала является слишком высоким, что указывает на то, что оценка пропускной способности стороны приема является слишком низкой. Сторона приема должна передавать правильную информацию на сторону передачи для регулировки режима передачи кадров информационных данных. Если в заголовок кадра не включено поле адреса назначения, приемная станция 1 и приемная станция 2 могут только стремиться получать текущий кадр информационных данных в соответствии с полем режима.The frame header in the unified frame packing format has a strong receive noise margin, so that both the high receive bandwidth station 2 and the low receive bandwidth station 1 can stably and reliably receive the frame header in the unified frame packing format. According to the received signal-to-noise ratio of the frame header, the power and level of the current information frame can be determined; according to the frame mode field in the frame header, it is possible to determine the mode received by the subsequent frame of information data, including the spread spectrum mode, the channel coding mode, and the channel modulation mode. If a destination address field is included in the frame header, the receiving station 1 and the receiving station 2 can determine whether the current information data frame is being transmitted to them and decide whether to continue receiving or discard it. If the receiving station 1 or the receiving station 2 can determine that the current information data frame has been transmitted to it, but it cannot be received correctly, or the signal-to-noise ratio of the correctly received signal is very high, this indicates that the reception capability information of the receiving side or about the channel state known to the transmitter is incorrect. Incorrect reception indicates that the receive side throughput estimate is too high and the signal-to-noise ratio of the received signal is too high, indicating that the receive side throughput estimate is too low. The receiving side needs to send correct information to the transmitting side to adjust the transmission mode of information data frames. If the frame header does not include the destination address field, the receiving station 1 and the receiving station 2 can only seek to obtain the current information data frame in accordance with the mode field.
На стороне передачи в настоящем изобретении используется способ многомерного выделения ресурса, объединяющий частотную область, временную область и область мощности, который совместим с различиями передающих станций, включая различия передающих терминальных станций, условия восходящих каналов на передающей станции (затухание в дожде и помехи), и динамическую изменчивость рабочей точки восходящего канала (плотность насыщенного потока и значение отношения коэффициента усиления к шумовой температуре), для реализации согласования между характеристиками стороны передачи и занятыми ресурсами восходящего канала и обеспечения высокой эффективности использования ресурсов спутникового канала.On the transmission side, the present invention adopts a multidimensional resource allocation method combining frequency domain, time domain, and power domain, which is compatible with differences in transmission stations, including differences in transmission terminal stations, uplink conditions at the transmission station (rain attenuation and interference), and dynamic variability of the uplink operating point (saturated flux density and gain-to-noise temperature ratio), to realize matching between transmission side performance and occupied uplink resources and ensure high efficiency of satellite link resource utilization.
Сценарий 1: если передающая станция 3 является большой станцией (апертура антенны более чем 3,7 м, мощность передачи более 40 Вт, Ku-диапазон) и восходящий канал находится в хорошем состоянии (нет ливня и нет помех), и эта передающая станция может довести до насыщения транспондер с Ku-диапазоном на спутнике, в таком случае вся ширина полосы частот 36 МГц и вся мощность транспондера будут выделены передающей станции в текущем временном интервале. Согласно результатам расчета канала скорость передачи от передающей станции 3 до приемной станции 2 может составлять 80 Мбит/с. Принятый режим передачи представляет собой режим без расширенного спектра, кодирование канала представляет собой код LDPC с длиной кода 8064 и кодовой скоростью 7/8, а модуляция канала представляет собой 8PSK. Скорость передачи от передающей станции 3 до приемной станции 1 может составлять 32 Мбит/с. Принятый режим передачи представляет собой режим без расширенного спектра, кодирование канала представляет собой код LDPC с длиной кода 8064 и кодовой скоростью 1/2, а модуляция канала представляет собой QPSK. Если информация передающей станции 3 должна быть передана на станцию 1 и станцию 2 одновременно, станция 1 сможет принимать только при принятии скорости 32 Мбит/с.Scenario 1: If transmitting station 3 is a large station (antenna aperture greater than 3.7m, transmission power greater than 40W, Ku-band) and the uplink is in good condition (no rainfall and no interference), and this transmitting station can saturate the Ku-band transponder on the satellite, in which case the entire 36 MHz bandwidth and the entire transponder power will be allocated to the transmitting station in the current time interval. According to the channel calculation results, the transmission rate from the transmitting station 3 to the receiving station 2 can be 80 Mbps. The received transmission mode is a non-spread mode, the channel coding is an LDPC code with a code length of 8064 and a code rate of 7/8, and the channel modulation is 8PSK. The transmission rate from the transmitting station 3 to the receiving station 1 may be 32 Mbps. The received transmission mode is a non-spread mode, the channel coding is an LDPC code with code length 8064 and code rate 1/2, and the channel modulation is QPSK. If information from transmitting station 3 is to be transmitted to station 1 and station 2 at the same time, station 1 will only be able to receive when receiving a rate of 32 Mbps.
Сценарий 2: на передающей станции 3 идет сильный дождь, и затухание в дожде составляет 10 дБ. В это время передающая станция 3 может обеспечить только приблизительно 1/10 от мощности насыщения транспондера, и будет выделена ширина полосы частот 4 МГц согласно принципу баланса мощности и ширины полосы частот (что составляет 1/8 от общей полосы частот, что чуть больше, чем доля мощности). Соответственно, станция 1 и станция 2 также должны принимать данные, передаваемые передающей станцией 3 в соответствующей полосе частот 4 МГц. Скорость передачи от передающей станции 3 до приемной станции 2 может составлять 9 Мбит/с, а ширина полосы частот несущей волны равна 4 МГц. Принятый режим передачи представляет собой режим без расширенного спектра, кодирование канала представляет собой код LDPC с длиной кода 8064 и кодовой скоростью 3/4, а модуляция канала представляет собой 8PSK. Скорость передачи от передающей станции 3 до приемной станции 1 может составлять 4 Мбит/с. Принятый режим передачи представляет собой режим без расширенного спектра, кодирование канала представляет собой код LDPC с длиной кода 8064 и кодовой скоростью 1/2, а модуляция канала представляет собой QPSK. Если информация передающей станции 3 должна быть передана на станцию 1 и станцию 2 одновременно, станция 1 сможет принимать только при принятии скорости 4 Мбит/с.Scenario 2: It is raining heavily at transmitting station 3 and the rain attenuation is 10 dB. At this time, the transmitting station 3 can only provide approximately 1/10 of the saturation power of the transponder, and 4 MHz bandwidth will be allocated according to the power-bandwidth balance principle (which is 1/8 of the total bandwidth, which is slightly more than share of power). Accordingly, station 1 and station 2 must also receive data transmitted by the transmitting station 3 in the respective 4 MHz frequency band. The transmission rate from the transmitting station 3 to the receiving station 2 may be 9 Mbit/s, and the bandwidth of the carrier wave is 4 MHz. The received transmission mode is a non-spread mode, the channel coding is an LDPC code with code length 8064 and code rate 3/4, and the channel modulation is 8PSK. The transmission rate from the transmitting station 3 to the receiving station 1 may be 4 Mbit/s. The received transmission mode is a non-spread mode, the channel coding is an LDPC code with code length 8064 and code rate 1/2, and the channel modulation is QPSK. If information from transmitting station 3 is to be transmitted to station 1 and station 2 at the same time, station 1 will only be able to receive when receiving 4 Mbps.
Сценарий 3: станция 1 является стороной передачи, а пропускная способность передачи станции может составлять только 0,7 % от пропускной способности насыщения спутникового транспондера. Выбранная минимальная ширина полосы частот равна 500 Гц, что составляет 1/64 от общей ширины полосы частот 32 МГц. Пропускная способность передачи двух станций 1 может соответствовать минимальной ширине полосы частот 500 Гц. Поэтому в текущем временном интервале 500 Гц выделяется станции 1, и принимается расширенный спектр с коэффициентом расширенного спектра 2. Станция 2 и станция 3 также принимают информацию, передаваемую станцией 1 в соответствующей полосе частот 500 Гц. Скорость передачи от передающей станции 1 до приемной станции 3 может составлять 375 кбит/с, а ширина полосы частот несущей волны равна 500 кГц. Принятый режим передачи представляет собой режим расширенного спектра с коэффициентом 2, кодирование канала представляет собой код LDPC с длиной кода 8064 и кодовой скоростью 3/4, а модуляция канала представляет собой QPSK. Скорость передачи от передающей станции 1 до приемной станции 2 может составлять 125 кбит/с. Принятый режим передачи представляет собой режим расширенного спектра с коэффициентом 2, кодирование канала представляет собой код LDPC с длиной кода 8064 и кодовой скоростью 1/2, а модуляция канала представляет собой BPSK. Если информация передающей станции 1 должна быть передана на станцию 3 и станцию 2 одновременно, станция 2 сможет принимать только при принятии скорости 125 кбит/с.Scenario 3: Station 1 is the transmitting side, and the transmitting capacity of the station can only be 0.7% of the saturation capacity of the satellite transponder. The selected minimum bandwidth is 500 Hz, which is 1/64 of the total bandwidth of 32 MHz. The transmission capacity of the two stations 1 may correspond to a minimum bandwidth of 500 Hz. Therefore, in the current time slot of 500 Hz, station 1 is allocated and spread with a spread factor of 2 is received. Station 2 and station 3 also receive information transmitted by station 1 in the respective 500 Hz frequency band. The transmission rate from the transmitting station 1 to the receiving station 3 may be 375 kbps, and the bandwidth of the carrier wave is 500 kHz. The received transmission mode is a factor-2 spread spectrum mode, the channel coding is an LDPC code with code length 8064 and code rate 3/4, and the channel modulation is QPSK. The transmission rate from transmitting station 1 to receiving station 2 may be 125 kbps. The received transmission mode is a factor-2 spread spectrum mode, the channel coding is an LDPC code with code length 8064 and code rate 1/2, and the channel modulation is BPSK. If information from transmitting station 1 is to be transmitted to station 3 and station 2 at the same time, station 2 will only be able to receive when receiving a rate of 125 kbps.
Подводя итог вышесказанному, этот способ предназначен для выделения ресурса и доступа в открытых беспроводных каналах и включает:Summarizing the above, this method is for resource allocation and access in open wireless channels and includes:
охват нескольких типов пользовательских терминальных станций в открытых беспроводных каналах;coverage of several types of user terminal stations in open wireless channels;
выполнение динамического адаптивного согласования в отношении факторов комплексного изменения стороны передачи и стороны приема в каждом процессе осуществления связи; факторы комплексного изменения стороны передачи означают, что меняются тип и пропускная способность передачи передающей станции, меняется текущее состояние беспроводного канала между передающей станцией и транзитным узлом, меняется рабочее состояние стороны приема транзитного узла, и меняются пользовательские службы, которые должна передавать передающая станция; факторы комплексного изменения стороны приема означают, что меняются тип и пропускная способность приема приемной станции, меняется текущее состояние канала от транзитного узла до приемной станции, и меняется рабочее состояние стороны передачи транзитного узла.performing dynamic adaptive negotiation with respect to the complex change factors of the transmission side and the reception side in each communication process; transmission side complex change factors mean that the transmission type and transmission capacity of the transmission station change, the current state of the wireless channel between the transmission station and the transit node changes, the operating state of the reception side of the transit node changes, and the user services to be transmitted by the transmission station change; receiving side complex change factors mean that the receiving station type and throughput are changed, the current state of the channel from the transit node to the receiving station is changed, and the operating state of the transmission side of the transit node is changed.
Настоящее изобретение включает несколько типов пользовательских терминальных станций в открытом беспроводном канале и выполнение динамического адаптивного согласования в отношении факторов комплексного изменения стороны передачи и стороны приема в каждом процессе осуществления связи. Поэтому он может быть совместимым с различиями и динамическими изменениями передающих терминальных станций, приемных терминальных станций, транзитных узлов, беспроводных каналов и пользовательских служб в открытых беспроводных каналах; он может в полной мере использовать характеристики открытого взаимного соединения открытых беспроводных каналов для реализации адаптивного взаимного соединения между терминальными станциями в указанных выше условиях различий и динамических изменений; он может избежать разделения терминальных станций на взаимно разделенные группы из-за указанных выше различий и динамических изменений, избежать использования разных способов выделения ресурса и доступа, которые нужно использовать, чтобы решить проблему взаимного соединения групп терминальных станций разных типов, и избежать образования самых разных обособленных информационных островов, которые не совместимы друг с другом и не могут непосредственно устанавливать взаимно соединенные каналы связи даже в открытой беспроводной сети.The present invention includes several types of user terminal stations in an open wireless channel and performing dynamic adaptive negotiation with respect to factors of complex change of the transmitting side and the receiving side in each communication process. Therefore, it can be compatible with differences and dynamic changes of transmitting terminal stations, receiving terminal stations, hops, wireless channels, and user services in open wireless channels; it can make full use of the characteristics of open interconnection of open wireless channels to realize adaptive interconnection between terminal stations under the above conditions of differences and dynamic changes; it can avoid dividing terminal stations into mutually separated groups due to the above differences and dynamic changes, avoid using different resource allocation and access methods to be used to solve the problem of interconnecting groups of terminal stations of different types, and avoid creating a variety of isolated information islands that are not compatible with each other and cannot directly establish interconnected communication channels even in an open wireless network.
Предпочтительно выделение ресурса использует динамический адаптивный режим, а также перераспределяет ресурсы мощности и частоты в каждый временной интервал в соответствии с динамическими изменениями требований к связи и комплексной пропускной способностью передачи всех передающих терминальных станций во всем канале по одинаковому принципу.Preferably, the resource allocation uses a dynamic adaptive mode, and also reallocates power and frequency resources in each time slot in accordance with dynamic changes in communication requirements and the complex transmission capacity of all transmitting terminal stations in the entire channel in the same way.
В режиме выделения ресурса стороны передачи в каждом временном интервале каждая передающая терминальная станция передает кадры данных в унифицированном формате упаковки кадра и передает их в соответствии со способом выделения ресурса и доступа в открытых беспроводных каналах.In the transmission side resource allocation mode, in each time interval, each transmitting terminal station transmits data frames in a unified frame packing format and transmits them in accordance with the resource allocation and access method in open wireless channels.
Предпочтительно в открытых беспроводных каналах в каждой передающей терминальной станции используется унифицированный формат упаковки кадра, когда передается информация разным приемным терминальным станциям, и упаковка кадра открывается в соответствии с его собственной пропускной способностью на приемной станции назначения для получения информации в кадре. В унифицированном формате упаковки кадра передающая терминальная станция динамически и адаптивно регулирует режим расширенного спектра/скачкообразной перестройки частоты, режим кодирования канала, режим модуляции канала и режим кодирования источника внутреннего информационного кадра в соответствии с различиями разных приемных терминальных станций и динамическими изменениями транзитных узлов и беспроводных каналов и адаптируется к пропускной способности приема сторон приема и текущему состоянию транзитных узлов и беспроводных каналов, чтобы обеспечить правильный прием приемной терминальной станцией.Preferably, in open wireless channels, a uniform frame packing format is used at each transmitting terminal station when information is transmitted to different receiving terminal stations, and the frame packing is opened according to its own capacity at the destination receiving station to obtain information in the frame. In the unified frame packing format, the transmitting terminal station dynamically and adaptively adjusts the spread spectrum/frequency hopping mode, the channel coding mode, the channel modulation mode, and the intra information frame source coding mode according to the differences of different receiving terminal stations and dynamic changes of transit nodes and wireless channels. and adapts to the receiving bandwidth of the receiving parties and the current state of the transit nodes and wireless channels to ensure correct reception by the receiving terminal station.
Предпочтительно, когда имеются несколько приемных терминальных станций, соответствующих унифицированному формату упаковки кадра, передающая терминальная станция динамически и адаптивно выбирает режим расширенного спектра, режим кодирования канала и режим модуляции канала внутреннего информационного кадра в соответствии с приемной терминальной станцией с самой низкой пропускной способностью приема, чтобы обеспечить правильный прием всеми приемными терминальными станциями.Preferably, when there are multiple receiving terminal stations corresponding to the uniform frame packing format, the transmitting terminal station dynamically and adaptively selects the spread spectrum mode, channel coding mode, and channel modulation mode of the intra-data frame according to the receiving terminal station with the lowest receive bandwidth, so that ensure correct reception by all receiving terminal stations.
Предпочтительно в открытых беспроводных каналах, когда каждая передающая терминальная станция передает информацию разным приемным терминальным станциям, она использует одну несущую волну в одной полосе частот или несколько несущих волн в нескольких полосах частот. Каждая несущая волна передает унифицированный формат упаковки кадра, который использует заголовок кадра в стандартном формате. Структура заголовка кадра имеет сильный запас помехоустойчивости, находящийся в диапазоне 10~30 дБ. При приеме на стороне приема можно гарантировать правильный прием заголовка кадра, когда мощность сигнала помехи и шума в полосе частот сигнала в 10~1000 раз выше, чем мощность сигнала.Preferably, in open wireless channels, when each transmitting terminal station transmits information to different receiving terminal stations, it uses one carrier wave in one frequency band or multiple carrier waves in several frequency bands. Each carrier wave transmits a unified frame packing format that uses a frame header in a standard format. The frame header structure has a strong noise margin in the range of 10~30dB. At the receiving side, it is possible to guarantee the correct reception of the frame header when the power of the interference and noise signal in the signal band is 10~1000 times higher than the signal power.
Предпочтительно при упаковке кадра используется заголовок кадра в стандартном формате, и заголовок кадра содержит: синхронизирующий заголовок, поле пилота и поле режима кадра; синхронизирующий заголовок используется для таймирования и восстановления несущей волны, и поле пилота используется для устранения сдвига частоты при приеме сигнала; поле режима кадра является ключевым словом для реализации динамического адаптивного управления, которое указывает параметры динамической передачи кадра информационных данных в унифицированном пакете кадра: режим расширенного спектра, режим кодирования канала и режим модуляции канала. Дополнительно заголовок кадра поддерживает расширение спектра максимум в 1024 раза, длина заголовка синхронизации не должна быть меньше, чем 64*1024 бит, длина пилота не должна быть меньше, чем 128*1024 бит, а длина поля режима кадра не должна быть меньше, чем 16*1024 бит, в соответствии с количеством поддерживаемых режимов передачи.Preferably, when packaging a frame, a frame header in a standard format is used, and the frame header contains: a sync header, a pilot field, and a frame mode field; the sync header is used for timing and recovery of the carrier wave, and the pilot field is used to eliminate frequency offset when receiving a signal; the frame mode field is a keyword for realizing dynamic adaptive control, which indicates the dynamic transmission parameters of the information data frame in the unified frame packet: spread spectrum mode, channel coding mode, and channel modulation mode. Additionally, the frame header supports a maximum of 1024 times spread spectrum, the sync header length must not be less than 64*1024 bits, the pilot length must not be less than 128*1024 bits, and the frame mode field length must not be less than 16 *1024 bits, according to the number of supported transmission modes.
Предпочтительно в открытых беспроводных каналах, когда каждая передающая терминальная станция передает информацию разным приемным терминальным станциям, она использует унифицированный формат упаковки кадра. При упаковке кадра используется заголовок кадра в стандартном формате, и заголовок кадра содержит: синхронизирующий заголовок, поле пилота, поле режима кадра и идентификационную часть терминальной станции назначения. Синхронизирующий заголовок используется для таймирования и восстановления несущей волны, и поле пилота используется для устранения сдвига частоты при приеме сигнала; поле режима кадра является ключевым словом для реализации динамического адаптивного управления, которое указывает параметры динамической передачи кадра информационных данных в унифицированном пакете кадра: режим расширенного спектра, режим кодирования канала и режим модуляции канала. Идентификационная часть терминальной станции назначения является опцией в заголовке кадра. Использование идентификационной части терминальной станции назначения может обеспечить возможность многим приемным терминальным станциям определять, передан ли им текущий кадр данных, когда они принимают заголовок кадра и не приняли кадр информационных данных. В ином случае они могут отбрасываться для экономии вычислительных ресурсов и потребления мощности; длина идентификационной части терминальной станции назначения находится в диапазоне 4~32 бит. Более длинная идентификационная часть терминальной станции назначения может поддерживать большее адресное пространство, что также означает большие затраты на заголовок кадра и более низкую эффективность передачи.Preferably, in open wireless channels, when each transmitting terminal station transmits information to different receiving terminal stations, it uses a uniform frame packing format. Frame packaging uses a frame header in a standard format, and the frame header contains: a sync header, a pilot field, a frame mode field, and a destination terminal identification part. The sync header is used for timing and recovery of the carrier wave, and the pilot field is used to eliminate frequency offset when the signal is received; the frame mode field is a keyword for realizing dynamic adaptive control, which indicates the dynamic transmission parameters of the information data frame in the unified frame packet: spread spectrum mode, channel coding mode, and channel modulation mode. The identification part of the destination terminal station is an option in the frame header. Using the identification portion of the destination terminal station can allow many receiving terminal stations to determine whether they have received the current data frame when they receive a frame header and have not received a data frame. Otherwise, they may be discarded to save computational resources and power consumption; the length of the identification part of the destination terminal station is in the range of 4~32 bits. A longer identification part of the destination terminal station can support a larger address space, which also means more frame header overhead and lower transmission efficiency.
Предпочтительно идентификационная часть терминальной станции назначения является опцией в заголовке кадра. В области спутниковой связи с открытыми беспроводными каналами идентификационную часть терминальной станции назначения можно использовать в качестве идентификации луча нисходящего канала, соответствующего терминальной станции назначения в сценарии, когда спутник поддерживает много лучей и имеет встроенные средства обработки нагрузок и коммутации. Только путем идентификации заголовка кадра текущий информационный кадр может быть передан на правильный луч нисходящего канала, и нет необходимости демодулировать и декодировать кадр информационных данных, что экономит ценные встроенные вычислительные ресурсы и мощность.Preferably, the identification part of the destination terminal station is an option in the frame header. In the field of satellite communication with open wireless channels, the identification part of the destination terminal station can be used as the identification of the downlink beam corresponding to the destination terminal station in a scenario where the satellite supports many beams and has built-in load handling and switching facilities. Only by identifying the frame header, the current information frame can be transmitted to the correct downlink beam, and there is no need to demodulate and decode the information data frame, which saves valuable on-board computing resources and power.
Предпочтительно в открытых беспроводных каналах, когда каждая передающая терминальная станция передает информацию разным приемным терминальным станциям, в способе используется унифицированный формат упаковки кадра для реализации динамического адаптивного согласования и обеспечения совместимости с различиями стороны передачи, включая различия передающих терминальных станций, динамические изменения условий канала стороны передачи и динамические изменения возможностей транзитного узла канала (если в открытых беспроводных каналах транзитные узлы канала отсутствуют, последние два пункта игнорируются), чтобы реализовать согласование между характеристиками стороны передачи и занятыми ресурсами открытого беспроводного канала и обеспечить высокую эффективность использования ресурсов канала.Preferably, in open wireless channels, when each transmitting terminal station transmits information to different receiving terminal stations, the method uses a unified frame packing format to implement dynamic adaptive negotiation and ensure compatibility with transmission side differences, including transmitting terminal station differences, dynamic changes in transmission side channel conditions and dynamic changes in channel hop capabilities (if there are no channel hops in open wireless channels, the last two items are ignored) to realize matching between transmission side characteristics and open wireless channel occupied resources and ensure high channel resource utilization.
Если мощность передачи передающей станции равна или больше, чем мощность насыщения текущего канала, все полосы частот выделяются передающей станции.If the transmit power of the transmitting station is equal to or greater than the saturation power of the current channel, all frequency bands are assigned to the transmitting station.
Если мощность передачи передающей станции меньше, чем мощность насыщения текущего канала, выделяется соответствующая доля ширины полосы частот в общей ширине полосы частот согласно принципу баланса мощности и ширины полосы частот. Выделенная ширина полосы частот не меньше, чем минимальная ширина полосы частот, а отношение минимальной ширины полосы частот к общей ширине полосы частот находится в диапазоне 1/100~1. Нескольким передающим станциям, которые не монополизируют весь канал, выделяются согласующиеся полосы частот, соответствующие факторам комплексного изменения их сторон передачи, чтобы обеспечить совместное использование текущих ресурсов мощности и полосы частот.If the transmission power of the transmitting station is less than the saturation power of the current channel, an appropriate proportion of the bandwidth in the total bandwidth is allocated according to the principle of power-bandwidth balance. The allocated bandwidth is not less than the minimum bandwidth, and the ratio of the minimum bandwidth to the total bandwidth is in the range of 1/100~1. Multiple transmitting stations that do not monopolize the entire channel are allocated matching frequency bands corresponding to the complex change factors of their transmission sides to ensure that the current power and bandwidth resources are shared.
Если отношение мощности передачи передающей станции к мощности насыщения канала меньше отношения вышеуказанной минимальной полосы частот к общей ширине полосы частот, передающая терминальная станция не монополизирует минимальную полосу частот, и несколько передающих станций с похожей низкой пропускной способностью совместно используют минимальную полосу частот в режиме выделения ресурсов области мощности.If the ratio of the transmitting power of the transmitting station to the saturation power of the channel is less than the ratio of the above minimum bandwidth to the total bandwidth, the transmitting terminal station does not monopolize the minimum bandwidth, and several transmitting stations with similar low bandwidth share the minimum bandwidth in the area resource allocation mode power.
Для следующего временного интервала согласно этому же принципу осуществляют согласование с факторами комплексного изменения стороны передачи, соответствующее всем передающим станциям во всем канале, и перераспределение ресурсов мощности и частоты.For the next time interval, according to the same principle, coordination with the factors of the complex change of the transmission side corresponding to all transmitting stations in the entire channel is carried out, and the redistribution of power and frequency resources is carried out.
В режимах выделения ресурсов стороны передачи в каждом временном интервале каждая передающая станция передает кадры данных в унифицированном формате упаковки кадра и передает их в соответствии со способом выделения ресурса и доступа в открытых беспроводных каналах.In the transmission side resource allocation modes in each slot, each transmitting station transmits data frames in a unified frame packing format and transmits them in accordance with the resource allocation and access method in open wireless channels.
Предпочтительно на большой сигнал несущей волны, монополизирующий одну полосу частот с запасом по мощности, наложены один или более слабых сигналов в форме расширенного спектра области мощности. Если приемная терминальная станция правильно принимает большой сигнал несущей волны, она сначала принимает большой сигнал несущей волны и устраняет его, а затем принимает оставшиеся один или более слабых сигналов. Если приемная терминальная станция находится на низком уровне и не может правильно принять этот большой сигнал несущей волны, она сначала устраняет помеху приема большого сигнала несущей волны, а затем принимает оставшиеся один или более слабых сигналов.Preferably, a large carrier wave signal monopolizing one frequency band with power headroom is superimposed with one or more weak signals in the form of a power region spread spectrum. If the receiving terminal station correctly receives the large carrier wave signal, it first receives the large carrier wave signal and cancels it, and then receives the remaining one or more weak signals. If the receiving terminal station is at a low level and cannot properly receive this large carrier wave signal, it first clears the interference of receiving the large carrier wave signal, and then receives the remaining one or more weak signals.
Предпочтительно ширина полосы частот, выделенная в частотной области, находится в диапазоне 250 кГц~2 ГГц.Preferably, the bandwidth allocated in the frequency domain is in the range of 250 kHz~2 GHz.
Дополнительно временной интервал, выделенный во временной области, находится в диапазоне 1 мс~10000 мс.Further, the time slot allocated in the time domain is in the range of 1ms~10000ms.
Дополнительно длина кода расширенного спектра, выделенного в области мощности, находится в диапазоне 1~1024 бит.Further, the length of the spread code allocated in the power region is in the range of 1~1024 bits.
Предпочтительно способ выделения ресурса и доступа в открытых беспроводных каналах использует унифицированный формат упаковки кадра и стандартный заголовок кадра, который может быть надежно принят, так что каждая унифицированная упаковка кадра является сигнальной единицей, которую можно передавать и принимать независимо, которая не нуждается в дополнительной синхронизации сети и в пилот-сигналах, и которая может быть внесена в выделенные полосу частот и временной интервал для реализации правильного приема. В каждом временном интервале полоса частот и выделение мощности могут быть динамически и адаптивно отрегулированы для поддержки динамических адаптивных атрибутов выделения ресурсов в целом и доступа согласно способу. Сторона передачи и сторона приема динамически взаимно соединены на уровне кадра данных независимо от опорной станции или центральной станции. Каналы взаимного соединения могут динамически устанавливаться между различными типами терминальных станций, запрашивающих связь. Форма связанной сети может по мере надобности динамически подстраиваться в прямом режиме в виде односкачкового режима передачи «один к одному», «один ко многим», «многие к одному», «многие ко многим» или в двухскачковом режиме передачи через станцию шлюзового узла, чтобы реализовать динамическую адаптивную настройку формы сетевого подключения.Preferably, the resource allocation and access method in open wireless channels uses a uniform frame packing format and a standard frame header that can be received reliably, so that each uniform frame packing is a signaling unit that can be transmitted and received independently, which does not need additional network synchronization. and in the pilot signals, and which may be included in the allocated bandwidth and time slot to realize correct reception. In each time interval, the bandwidth and power allocation may be dynamically and adaptively adjusted to support dynamic adaptive attributes of resource allocation in general and access according to the method. The transmission side and the reception side are dynamically interconnected at the data frame level, regardless of the reference station or base station. Interconnect channels may be dynamically established between different types of terminal stations requesting communication. The shape of the interconnected network can be dynamically adjusted as needed in direct mode as single hop one-to-one, one-to-many, many-to-one, many-to-many or two-hop through gateway node station, to implement dynamic adaptive network connection form customization.
Предпочтительно в способе используется вспомогательный способ управления в сети из обхода, чтобы предоставить услуги синхронизации на уровне сети для всех терминальных станций в канале.Preferably, the method uses an auxiliary network bypass control method to provide network level synchronization services to all terminal stations in a channel.
выбор терминальной станции в качестве опорной в открытых беспроводных каналах и передача пилот-сигнала; занятие всех или некоторых полос частот открытых беспроводных каналов для передачи пилот-сигнала; при этом все или некоторые полосы частот открытых беспроводных каналов, занятые пилот-сигналом, являются пилотными полосами, и доля мощности пилот-сигнала в общей мощности пилотных полос частот составляет 0,1‰~5%; распределение с кодом расширенного спектра и наложение на сигнал связи в пилотных полосах частот в режиме сигнала спектра малой мощности подобно шуму, когда передается пилот-сигнал; при этом влияние на принимаемое отношение сигнал-шум сигнала стороны приема меньше, чем влияние на фоновый тепловой шум стороны приема;selecting a terminal station as a reference station in open wireless channels and transmitting a pilot signal; occupying all or some of the frequency bands of open wireless channels for pilot signal transmission; while all or some of the frequency bands of open wireless channels occupied by the pilot signal are pilot bands, and the share of the pilot signal power in the total power of the pilot frequency bands is 0.1‰~5%; spread code allocation and superposition on the communication signal in the pilot bands in the low power spectrum signal mode like noise when the pilot signal is transmitted; wherein the effect on the received signal-to-noise ratio of the signal of the receiving side is less than the effect on the background thermal noise of the receiving side;
при этом пилот-сигнал предоставляет пилот, несущую волну и тактовую синхронизацию, стандартное таймирование и информацию об индикации для создания сети и взаимной связи множества типов терминальных станций в каналах.wherein the pilot provides pilot, carrier wave and timing, standard timing, and indication information for networking and interconnecting multiple types of terminal stations on channels.
Предпочтительно унифицированный формат упаковки кадра применяет заголовок кадра стандартного формата и может адаптивно регулировать динамический кадр информационных данных. Адаптивно регулируемые параметры включают коэффициент расширенного спектра, режим кодирования канала, режим модуляции канала, пропускную способность приема при адаптации стороны приема и состояние текущего транзитного узла и беспроводного канала; при этом коэффициент расширенного спектра находится в диапазоне 1~1024 бит, кодирование канала представляет собой код LDPC (с малой плотностью проверок на четность) с длиной кода 8064, кодовая скорость составляет 1/4, 1/2, 3/4, 7/8, 15/16, 31/32, или с длиной кода 1008, кодовая скорость составляет 1/4, 1/2, 3/4, 7/8, а режимы модуляции канала включают BPSK, QPSK, 8PSK, 16APSK, 32APSK, 64APSK, 128APSK, 256APSK.Preferably, the unified frame packing format uses a standard format frame header and can adaptively adjust the dynamic information data frame. The adaptively adjustable parameters include a spreading factor, a channel coding mode, a channel modulation mode, a receive bandwidth at receive side adaptation, and a current hop and wireless channel state; while the spread spectrum ratio is in the range of 1~1024 bits, the channel coding is LDPC (Low Density Parity Check) code with a code length of 8064, the code rate is 1/4, 1/2, 3/4, 7/8 , 15/16, 31/32, or code length 1008, code rate is 1/4, 1/2, 3/4, 7/8, and channel modulation modes include BPSK, QPSK, 8PSK, 16APSK, 32APSK, 64APSK , 128APSK, 256APSK.
Предпочтительно информация о возможностях передачи и приема каждой терминальной станции и параметры динамического канала открытого беспроводного канала собираются как основание для выделения ресурсов. Каждая терминальная станция должна обнаруживать и заявлять о своих возможностях передачи и приема путем передачи информационных кадров. При установлении соединения связи им также нужно передавать заявку и получать подтверждение системы. Измерение и сбор информации и скоординированное выделение ресурсов выполняются путем обмена информационными кадрами управления сетью или кадрами сигнализации. Путем предварительной настройки полосы частот, временного интервала и ресурсов мощности в открытых беспроводных каналах для передачи этих информационных кадров управления сетью или кадров сигнализации; задания минимальной полосы частот как соответствующей полосы частот сигнализации разные терминальные станции совместно используют эту полосу частот сигнализации с разными кодами расширения спектра или разными фазами кода расширения спектра; выделения более широких полос частот сигнализации, когда имеется много терминальных станций и сигнализаций.Preferably, the transmission and reception capability information of each terminal station and the dynamic channel parameters of the open wireless channel are collected as a basis for resource allocation. Each terminal station must discover and advertise its transmit and receive capabilities by transmitting information frames. When a communication connection is established, they also need to send a request and receive a confirmation from the system. Measurement and information gathering and coordinated resource allocation are performed by exchanging network control information frames or signaling frames. By presetting the frequency band, time slot, and power resources in open wireless channels to transmit these network control information frames or signaling frames; setting the minimum bandwidth as a corresponding signaling bandwidth, different terminal stations share the signaling bandwidth with different spreading codes or different spreading code phases; allocation of wider signaling bandwidths when there are many terminal stations and signalings.
Предпочтительно, чтобы ответ и обработка сетевой сигнализации осуществлялись в централизованном и нецентрализованном режиме.Preferably, the response and processing of network signaling is performed in a centralized and non-centralized mode.
В централизованном режиме предварительная настройка или выбор терминальной станции в качестве станции управления сетью; каждая терминальная станция выполняет измерение пропускной способности передачи и приема, динамического состояния канала и заявки на связь путем взаимодействия кадров сигнализации со станцией управления сетью, которая собирает и публикует информацию, а также выполняет выделение ресурсов и управление доступом.In centralized mode, presetting or selecting a terminal station as a network management station; each terminal station performs measurement of transmit and receive throughput, dynamic channel state, and communication request by interacting signaling frames with a network management station, which collects and publishes information, and performs resource allocation and access control.
В нецентрализованном режиме каждая терминальная станция передает друг другу и принимает кадры сигнализации друг от друга путем спонтанной самопередачи и самоприема кадров сигнализации или динамического выбора соответствующих терминальных станций, выполняет измерение пропускной способности передачи и приема и динамического состояния канала, уведомляет другие терминальные станции путем широковещательной сигнализации, и выполняет информацию пропускной способности передачи и приема каждой терминальной станции в канале, а также сбор и синхронизацию параметров динамического канала открытого беспроводного канала. Каждая терминальная станция передает заявку на связь произвольно и выполняет процесс выделения ресурса и связи согласно унифицированным правилам способа выделения ресурса и доступа в открытых беспроводных каналах.In non-centralized mode, each terminal station transmits and receives signaling frames from each other by spontaneous self-transmission and self-reception of signaling frames or dynamic selection of the corresponding terminal stations, performs measurement of transmission and reception capacity and dynamic channel state, notifies other terminal stations by broadcast signaling, and performs transmitting and receiving bandwidth information of each terminal station in the channel, and collecting and synchronizing the dynamic channel parameters of the open wireless channel. Each terminal station transmits a communication request randomly and performs a resource allocation and communication process according to the unified resource allocation and access method rules in open wireless channels.
Предпочтительно может быть применен вспомогательный способ управления в сети из обхода, чтобы улучшить показатели и эффективность способа выделения ресурса и доступа в открытых беспроводных каналах. Этапы являются следующими:Preferably, an auxiliary network bypass control method can be applied to improve the performance and efficiency of the resource allocation and access method in open wireless channels. The steps are as follows:
(1) выбор терминальной станции в качестве опорной в открытых беспроводных каналах и передача пилот-сигнала; при этом пилот-сигнал из обхода занимает всю полосу частот спутникового транспондера в режиме расширенного спектра, но занимает только малую часть мощности, 1 % от значения мощности насыщения спутникового канала, чтобы предоставить пилот, несущую волну и тактовую синхронизацию и стандартное таймирование для различных типов терминальных станций в канале для создания сетей и связи друг с другом. Коэффициент расширенного спектра пилот-сигнала равен 4000, что имеет сильные характеристики помехоустойчивости сигнала. Он накладывается на сигнал связи в канале транспондера в режиме сигнала спектра малой мощности подобно шуму, и влияние на принимаемое отношение сигнал-шум сигнала на стороне приема намного меньше, чем влияние на тепловой шум на стороне приема. В условии, когда мощность спутникового канала полностью занята другими сигналами (такими, как в сценарии 1), можно также обеспечить надежный прием пилот-сигнала каждой стороной приема в канале.(1) selecting a terminal station as a reference in open wireless channels and transmitting a pilot signal; the bypass pilot occupies the entire bandwidth of the spread spectrum satellite transponder, but occupies only a small fraction of the power, 1% of the satellite channel saturation power value, to provide pilot, carrier wave and clock synchronization and standard timing for various types of terminals. stations in a channel to create networks and communicate with each other. The pilot spread spectrum ratio is 4000, which has a strong signal noise immunity performance. It is superimposed on the communication signal in the transponder channel in the low power spectrum signal mode like noise, and the effect on the received signal-to-noise ratio of the signal at the receive side is much less than the effect on the thermal noise at the receive side. Under the condition that the power of the satellite channel is completely occupied by other signals (such as in scenario 1), it is also possible to ensure that the pilot signal is reliably received by each receive side in the channel.
(2) В примере станция 3 с наибольшей пропускной способностью выбрана в качестве опорной станции для передачи пилот-сигнала из обхода с шириной полосы частот 32 МГц, коэффициентом расширенного спектра 4000 и скоростью передачи информации 4 кбит/с. Станция 1 и станция 2 могут принимать пилот-сигнал из обхода, и получать результат приема пилот-сигнала, и комбинировать с информацией динамической индикации в кадре пилот-сигнала, включая информацию о доступе к сети каждой терминальной станции, информацию о рабочем состоянии терминальных станций, информацию мониторинга спутника и спутникового канала, информацию управления сетью, служебную информацию и советы по безопасности. Благодаря приему и обработке пилот-сигнала станция 1 и станция 2 могут выполнять синхронизацию с несущей волной и тактовыми импульсами опорной станции 3, устанавливать привязку по времени, измерять абсолютное расстояние и изменение расстояния между терминальной станцией и опорной станцией и принимать обновление опорной станции о пространственном положении спутника и изменении положения. Синхронизация несущей волны и тактовых импульсов, привязка по времени и расстояние могут существенно улучшить показатели установления связи, техническое обслуживание связи, устранение неисправностей и динамическую настройку станции 1 и станции 2 и других терминальных станций, а также улучшить использование ресурсов и надежность работы всей системы.(2) In the example, station 3 with the largest capacity is selected as the reference station for bypass pilot transmission with a bandwidth of 32 MHz, a spread spectrum factor of 4000, and an information rate of 4 kbps. Station 1 and station 2 can receive the pilot from the bypass, and obtain the pilot reception result, and combine with dynamic indication information in the pilot frame, including network access information of each terminal station, operating status information of terminal stations, satellite and satellite link monitoring information, network management information, service information and security tips. By receiving and processing the pilot signal, station 1 and station 2 can perform synchronization with the carrier wave and clock of reference station 3, establish a time reference, measure the absolute distance and change in distance between the terminal station and the reference station, and receive an update of the reference station about the attitude satellite and position change. Carrier wave and clock synchronization, timing and distance can greatly improve the performance of link establishment, link maintenance, troubleshooting and dynamic tuning of station 1 and station 2 and other terminal stations, and improve the resource utilization and reliability of the entire system.
(3) Когда станцию 1 или станцию 2 нужно применить для служб передачи ресурсов, они могут применяться для передачи полосы частот, временного интервала h и/или мощности опорной станции 3, что является центральным режимом в способе выделения ресурса и доступа в открытых беспроводных каналах согласно настоящему изобретению.(3) When station 1 or station 2 is to be applied for resource transmission services, they may be applied to transmit the frequency band, time slot h and/or power of reference station 3, which is the central mode in the method of resource allocation and access in open wireless channels according to the present invention.
Предпочтительно в сценарии 2, когда станция 3 не использует полностью ресурсы мощности, один или более сигналов передачи малых станций, таких как станция 1, могут быть выделены и наложены на сигналы передачи станции 3 в полосе частот 4 МГц в режиме расширенного спектра области мощности, и каждая приемная терминальная станция может устранять сигналы передачи станции 3 посредством подавления помех, а затем принимать один или более сигналов с расширенным спектром малых станций, таких как станция 1.Preferably, in scenario 2, when station 3 is not fully utilizing power resources, one or more transmissions of small stations, such as station 1, can be extracted and superimposed on the transmissions of station 3 in the 4 MHz frequency band in a power domain spread spectrum mode, and each receiving terminal station can eliminate the transmission signals of station 3 through interference cancellation, and then receive one or more spread signals of small stations such as station 1.
Предпочтительно, когда выделение ресурсов осуществляется в централизованном режиме, центральная станция управления сетью не является фиксированной, и терминальные станции с определенными возможностями передачи и приема являются альтернативными центральными станциями управления сетью. После того как текущая центральная станция управления сетью вышла из строя или отключилась от системы, другие терминальные станции могут автоматически принять на себя по принципу конкуренции или в заданной последовательности в соответствии с правилами, чтобы стать новой центральной станцией управления сетью, которая отвечает за создание и обслуживание всего сетевого канала связи. Значительно повышается надежность работы и управления всей системой.Preferably, when resource allocation is performed in a centralized mode, the network control central station is not fixed, and terminal stations with certain transmission and reception capabilities are alternative network control central stations. After the current network control central station fails or disconnects from the system, other terminal stations can automatically take over by competition or in a predetermined sequence according to the rules to become the new network control central station, which is responsible for creating and maintaining the entire network communication channel. The reliability of operation and control of the entire system is significantly increased.
Представленное выше содержание представляет собой только предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения и никоим образом не ограничивает настоящее изобретение. Любые улучшения, дополнения и альтернативные изменения, внесенные в приведенные выше варианты осуществления в соответствии с технической сущностью настоящего изобретения, входят в заявленный объем настоящего изобретения.The above contents are only preferred embodiments of the present invention and do not limit the present invention in any way. Any improvements, additions and alternative changes made to the above embodiments in accordance with the technical essence of the present invention, are included in the declared scope of the present invention.
Claims (33)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910696808.0 | 2019-07-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2791000C1 true RU2791000C1 (en) | 2023-03-01 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110007647A1 (en) * | 2009-07-08 | 2011-01-13 | Viasat, Inc. | Mf-tdma satellite link power control |
| US20120294230A1 (en) * | 2006-10-03 | 2012-11-22 | Viasat, Inc. | Method for formatting data of a physical layer frame |
| US20140321309A1 (en) * | 2008-08-11 | 2014-10-30 | Gilat Satellite Networks Ltd. | Transparent Mesh Overlay in Hub-Spoke Satellite Networks |
| CN104467945A (en) * | 2013-09-16 | 2015-03-25 | 中国人民解放军总参谋部第六十一研究所 | Virtual bus-based distributed asterism network resource management method |
| RU2628327C2 (en) * | 2012-12-20 | 2017-08-15 | ЭлДжи ЭЛЕКТРОНИКС ИНК. | Communication method in the wireless communication system, supporting the multiple access network, and its supporting device |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120294230A1 (en) * | 2006-10-03 | 2012-11-22 | Viasat, Inc. | Method for formatting data of a physical layer frame |
| US20140321309A1 (en) * | 2008-08-11 | 2014-10-30 | Gilat Satellite Networks Ltd. | Transparent Mesh Overlay in Hub-Spoke Satellite Networks |
| US20110007647A1 (en) * | 2009-07-08 | 2011-01-13 | Viasat, Inc. | Mf-tdma satellite link power control |
| RU2628327C2 (en) * | 2012-12-20 | 2017-08-15 | ЭлДжи ЭЛЕКТРОНИКС ИНК. | Communication method in the wireless communication system, supporting the multiple access network, and its supporting device |
| CN104467945A (en) * | 2013-09-16 | 2015-03-25 | 中国人民解放军总参谋部第六十一研究所 | Virtual bus-based distributed asterism network resource management method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20200403689A1 (en) | Repeater device for 5g new radio communication | |
| US7339926B2 (en) | System and method for wireless communication in a frequency division duplexing region | |
| US8077652B2 (en) | MF-TDMA frequency hopping | |
| CN110504987B (en) | Resource allocation and access method in open wireless channel | |
| US8189501B2 (en) | Multiple MAC domains | |
| KR100299208B1 (en) | Signal Processing Method in Satellite Communication System | |
| CN110870221B (en) | Space communication method, system, integrated telecommunication system, terminal and access module | |
| EP1616449A1 (en) | Radio network assignment and access system | |
| US20090290535A1 (en) | Multi-user detection in satellite return link | |
| JP2001522543A (en) | Broadband millimeter wave data communication system and method | |
| WO2020020319A1 (en) | Cell networking structure developed in 5g network | |
| KR102391927B1 (en) | System and method for allocating low-latency traffic resource in low-orbit satellite network | |
| RU2791000C1 (en) | Method for resource allocation and access in open wireless channels | |
| Laghari et al. | Towards enabling multihop wireless local area networks for disaster communications | |
| US11974260B2 (en) | Method for allocating resource and accessing in open wireless channels | |
| Alagha | Adjacent beams resource sharing to serve hot spots | |
| US11444687B2 (en) | Dynamic switching of satellite inroute data path between a time-division multiple access method and a time division multiplex method | |
| US20210266087A1 (en) | Cdma-ia network concept of operations and media access control (mac) layer | |
| Harbison et al. | Long range inter-band radio with the processed surrogate satellite waveform | |
| Zhengqun | SIGSO satellite communication resources management | |
| Laghari et al. | Research Article Towards Enabling Multihop Wireless Local Area Networks for Disaster Communications | |
| S Al-Sharbaty et al. | Improving WiMAX Capacity Of A Cell By Applying Relay Stations And Adaptive Antenna Systems | |
| KR101368018B1 (en) | Access method of satellite communication network | |
| AU2004231937B2 (en) | Radio network assignment and access system | |
| Kota et al. | Physical and Link Layers |