寬帶數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的分析

王金才

[摘 要] 隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的使用人群越來越廣，使得網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)差異逐漸變大，在這個(gè)高速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)所涉及的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也是不同的。文章就寬帶數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行了一定的研究與分析。

[關(guān)鍵詞] 網(wǎng)絡(luò)；寬帶數(shù)據(jù)鏈；網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 03. 069

[中圖分類號] TN918 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2017）03- 0128- 02

1 L-DACS1系統(tǒng)概述

1.1 A/G通信模式

1.1.1 主要功能

L-DACS1設(shè)計(jì)模式（A/G）繼承B-AMC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)。像B-VHF（B-AMC），L-DACS1 A/G子系統(tǒng)是一個(gè)包含多個(gè)應(yīng)用程序移動(dòng)寬帶系統(tǒng)，這些系統(tǒng)能夠通過部署的店面站（GS）同時(shí)提供各種各樣的空中交通服務(wù)（ATS）和航空運(yùn)行控制（AOC）通信服務(wù)。L-DACS1 A/G子系統(tǒng)提供了一個(gè)雙向的點(diǎn)對點(diǎn)數(shù)據(jù)鏈路，其包含有正向鏈接（FL）和反向鏈接（RL）以及可選功能（僅限于FL）。L-DACS1數(shù)據(jù)鏈子系統(tǒng)可以集成作為一個(gè)基于IP協(xié)議套件的航空電信網(wǎng)（ATN/IPS）的子網(wǎng)L-DACS1A/G子系統(tǒng)物理層和數(shù)據(jù)鏈路層為了更好的服務(wù)數(shù)據(jù)鏈通信而被優(yōu)化，但該系統(tǒng)還支持陸空語音通信（通過GS）。

1.1.2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

L-DACS1的A/G運(yùn)營模式是一個(gè)多單元的單點(diǎn)對多點(diǎn)的系統(tǒng)。A / G模式假定一個(gè)星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，屬于飛機(jī)的機(jī)載電臺（AS）在一定體積的空間（L-DACS1單元）連接到控制地面電臺（GS）。L-DACS1 GS是一個(gè)控制L-DACS1 A/G通信中央集權(quán)的實(shí)例。L-DACS1 GS可以同時(shí)支持多個(gè)在其控制下的雙向鏈接。

1.1.3 物理層協(xié)議

為了最大化每個(gè)通道的能力，優(yōu)化可用頻譜的使用，L-DACS1被定義為一個(gè)基于OFDM的FDD系統(tǒng)，支持同時(shí)傳輸正向鏈接（FL）和反向鏈接（RL），每個(gè)都有一個(gè)498.05 kHz的有效帶寬。50個(gè)OFDM分載體被放置在帶寬中，每一個(gè)分載體的帶寬為9.765 625 kHz。每個(gè)子載波單獨(dú)調(diào)制，調(diào)制符號的總時(shí)間。OFDM參數(shù)選擇需要考慮L波段航空移動(dòng)通道的特性。

1.2 A/A通信模式

當(dāng)操作在A/A模式下式，L-DACS1系統(tǒng)提供了一個(gè)廣播A/A監(jiān)控鏈接和一個(gè)編址的（點(diǎn)對點(diǎn)）A/A數(shù)據(jù)鏈路，都直接空對空連接。在L-DACS1的AS之間的A/A通信以一種分散的自組織的方式發(fā)生，并且沒有任何需要地面支持（GSs可能選擇部署，如監(jiān)視A/A交通）。為達(dá)到A/A網(wǎng)絡(luò)同步的目的，一個(gè)共同的全球時(shí)間參考的可用性是假定存在的，在這時(shí)候是沒有A/A語音服務(wù)的。在A/A模式下操作L-DACS1需要假定一個(gè)全球?qū)Ｓ玫臒o線電頻率資源，也就是“公共通信通道”（CCC）。L-DACS1的A/A模式使用基于正交頻分多路復(fù)用（OFDM）的物理層參數(shù)，但又與A/G模式的參數(shù)有所不同。

2 L-DACS1系統(tǒng)前向鏈路

2.1 前向鏈路特性

前向鏈路與反向鏈路均是在一個(gè)時(shí)長為240 ms的超級幀（super-frame，SF），每一個(gè)超級幀相當(dāng)于2 000個(gè)OFDM信號的時(shí)長總和。

在前向鏈路中，一個(gè)SF包括一個(gè)BC（broadcast frame）與4個(gè)MF（multi-frame），BC的時(shí)長為6.72 ms（相當(dāng)于56個(gè)OFDM信號的時(shí)長總和），MF的時(shí)長為58.32 ms（相當(dāng)于486個(gè)OFDM信號的時(shí)長總和）。每一個(gè)MF包含有9個(gè)數(shù)據(jù)控制幀（Data/CC），每一個(gè)數(shù)據(jù)控制幀的時(shí)長為6.48 ms。OFDM信號都由OFDM幀組成，由于所有用于傳輸測不同種類的OFDM幀都是被定義過的，所以所有的幀類型都可以在時(shí)域上作圖表示。

2.2 基于前向鏈路的編碼與調(diào)制

按照前向編碼糾錯(cuò)（Forward Error Correction， FEC）方案，L-DACS1使用鏈接外部RS（Reed-Solomon）編碼和內(nèi)部卷積編碼。在發(fā)射端，信號首先進(jìn)入RS編碼器，然后進(jìn)入一個(gè)卷積編碼器，最后，編碼比特被置換交織器交織處理。在接收端則相反，分別進(jìn)行解交織、解卷積與RS編碼。

如果編碼與調(diào)制的比特?cái)?shù)與一個(gè)PHY-PDU的大小不符合，相應(yīng)數(shù)量的零墊位比特將在卷積編碼之后補(bǔ)充上，這些0比特也將在接收端進(jìn)行卷積碼解譯之后被刪除。

2.2.1 外部編碼

在對前向鏈路進(jìn)行QPSK調(diào)制時(shí)，RS編碼的編碼參數(shù)是被強(qiáng)制規(guī)定的，前向鏈路的CC與BC子幀有著不同的RS編碼參數(shù)。

以RS（N=28-1，K，F(xiàn)）為例，其本原多項(xiàng)式為：p（x）= x8+x4+x3+x2+1，生成多項(xiàng)式g（x）=■（x+λi），λ=02HEX。

其中K表示信息位長度，F(xiàn)=（N-K）/2為糾錯(cuò)能力。

2.2.2 內(nèi)部編碼

RS編碼器輸出比特序列通過一個(gè)非遞歸二進(jìn)制卷積編碼器進(jìn)行內(nèi)部卷積編碼。卷積編碼器的生成多項(xiàng)式為：G1=171OCTG2=133OCT且編碼效率的一般取值是rcc=■（另外還有■，■兩種取值），約束長度是7。卷積編碼器輸入比特?cái)?shù)為808比特，同時(shí)在編碼之前加6個(gè)全0比特，編碼輸出1 628比特。

2.2.3 自適應(yīng)編碼與調(diào)制過程

L-DACS1系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)支持兩種自適應(yīng)編碼與調(diào)制（ACM）操作模式：細(xì)胞特定編碼與調(diào)制（cell-specific ACM）和用戶特定編碼和調(diào)制（user-specific ACM），模式通過系統(tǒng)識別廣播（SIB）控制消息的判別來使用。用戶特定模式支持每個(gè)用戶私人的編碼和調(diào)制方案，數(shù)據(jù)的編碼與調(diào)制不是固定的，這就需要物理層協(xié)議要在運(yùn)行中不斷的重構(gòu)。MAC將通過在實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸之前發(fā)射ACM參數(shù)來實(shí)現(xiàn)重構(gòu)，并且編碼與調(diào)制的類型由GS無線資源管理功能來決定。

主要參考文獻(xiàn)

[1]徐會忠.寬帶數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的分析[J].電訊技術(shù)，2007，47（4）.