Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Протоколы, используемые спутниковыми системами связи

Большинство алгоритмов MAC назначают специальный выделенный во времени и/или по частоте канал для каждого пользователя. Это происходит потому, что обнаружение и исправление множественных коллизий в спутниковом канале занимает такое количество времени, что ни одно из сегодняшних приложений пока не в состоянии функционировать. Далее мы кратко рассмотрим большинство применяющихся сегодня МАС-схем:

ALOHA. Система Aloha разработана в начале 70-х годов в Гавайском университете. В соответствии со спецификацией ранней версии Aloha (Pure Aloha) наземные станции могли начинать пакетную передачу данных в любой момент времени по общему спутниковому каналу. Передав определенное количество пакетов, они получали их обратно и производили сравнение. Если его результат был успешным, то передача пакетов продолжалась, а в случае отрицательного результата (к примеру, могло произойти наложение двух сигналов друг на друга или действовал какой-то источник шума) передача повторялась. Общая эффективность передачи данных по такому алгоритму была невелика и приблизительно составляла 18%. Другой вариант системы Aloha - S-Aloha (Slotted Aloha, синхронная Aloha) — использовал технологию разделения времени на интервалы, длина которых равна времени передачи одного пакета. При этом передача пакета начиналась только в начале временного интервала. Данная модификация алгоритма позволила увеличить эффективность передачи данных в два раза, поскольку наложения при этом ограничивались длиной одного временного интервала (36%). При этом количество наземных станций характеризовалось фиксированной и очень небольшой величиной.

FDMA. Технология FDMA — одна из самых старых, но в то же время широко используемый метод разделения каналов передачи данных. Согласно его спецификации полоса пропускания спутникового канала разделяется на несколько логических каналов, каждый из которых выделен для определенной наземной станции. При этом возникает необходимость в использовании специальных пограничных каналов, которые отделяют логические каналы друг от друга. Следует также учитывать, что передатчики на наземных станциях должны быть тщательно настроены для того, чтобы воспрепятствовать излучению на частоте другого канала.

ТОМА (Time Division Multiplexing Access-мультиплексированный доступ с разделением по времени)

В этом методе спутниковые каналы последовательно мультиплексируются по временным интервалам. Каждая наземная станция передает данные в определенных временных интервалах. Если наземная станция нуждается в более широкой полосе пропускания, ей выделяется несколько временных интервалов. Для использования данного метода необходимо осуществлять синхронизацию времени между земными станциями, которая производится посредством широковещания со спутника.

PRMA ( Packet Reservation Multiple Access).

Данный метод является более усовершенствованной формой FDMA и совмещает в себе преимущества ТОМА и S-Aloha. Чаще всего эта технология используется в мобильных спутниковых системах связи.

Аппликация PRMA алгоритма в спутниковое окружение зависит от:

1. Задержки при вращении спутника (270 мс для GEO, прежде чем земные станции смогут начать передачу пакетов).

2. QoS -( Quality of Service-качество обслуживания) которое необходимо приложению для нормального функционирования.

3. BER(Bit Error Rate-мeрa качества передачи данных) -уровня связи.

С одной стороны, LEO-спутники характеризуются небольшими задержками при передаче данных, низким BER-уровнем, поэтому PRMA более совместимы, чем GEO для пакетной передачи голосовых сообщений. При этом для некоторых типов приложений GEO-связь является "PRMA-несовместимой", благодаря длительным задержкам связи и высоким BER-уровнем. PRMA-несовместимый канал связи нуждается в применении FDMA-алгоритма для расширения временных интервалов ответа при установке виртуальных каналов. Кроме этого, земные станции могут чередовать PRMA-совместимую передачу в пределах свободных ячеек PRMA-несовместимой передачи. К примеру, информация, не критичная к задержкам, при передаче может располагаться в свободных ячейках телефонного разговора. Все вышеперечисленное существенно повышает эффективность передачи данных по каналу в технологии PRMA.

СDМА (Code Division Multiple Access-множественный доступ с разделением кода)

Данная технология использует механизм время/частотного мультиплексирования и является формой расширения модуляции спектра. Она обеспечивает децентрализованный метод поддержки спутниковых каналов без синхронизации времени. Это одна из самых последних разработок. Ожидается, что наиболее полно она будет использована следующими поколениями спутниковых систем.

Изначально технология CDMA использовалась в военных спутниках для обеспечения безопасности и предотвращения наложения сигналов. Каждый передаваемый символ в двоичной форме представляется в виде расширяемого кода как последовательность нулей и единиц. При этом BER самого кода выше, чем BER отдельного символа. Каждый пользователь имеет собственный уникальный код, который ортогонален по отношению к кодам других пользователей. Принимающее устройство декодирует сигнал с помощью уникального пользовательского кода и расшифровывает полученную информацию. Если код информации не совпадает с кодом данного пользователя (т.е. она не поддается расшифровке), то полученный сигнал воспринимается как помеха.

Данный алгоритм обладает следующими преимуществами:

1. Он решает проблему множественного доступа без какой-либо координации между пользователями. Каждый пользователь в любое время может передавать информацию, не отвлекая других абонентов.

2. Применение уникального кода позволяет идентифицировать передающую земную станцию без внесения дополнительной информации в пакеты, содержащие данные.

3. Данный метод обеспечивает высокую защиту передаваемой информации, поскольку расшифровать пользовательский код, особенно в режиме реального времени, невозможно.

4. Позволяет применять одни и те же частоты каналов связи для значительного количества абонентов.

Единственным ограничением этого метода является то, что одновременная передача данных множеством абонентов вызывает высокий уровень помех. Поэтому с увеличением количества пользователей падает уровень BER. Единственным вариантом решения данной проблемы станет поддержание оптимального количества пользователей на один спутниковый канал. В настоящее время все современные спутниковые системы связи используют протокол CDMA.

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Спутниковые орбиты | Избирательное повторение (SR)
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-06; Просмотров: 2600; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.019 сек.