[发明专利]甚小天线地球站网中的数字无线通信方法和系统结构

说明书

本发明涉及一种卫星支持的VSAT网中的改进的数字无线通信方法和系统结构，所述VSAT网包括数个VSAT用户站和至少一个中心站。

通过卫星无线通信，能够在一个具有中心式结构的封闭用户组(带有分支机构的公司，具有许多分店的连锁商店，带有终端用户的大型计算机)内良好地进行数据、语音以及图象的通信。这个网中的中继和组织功能是由一个中心站(HUB)实现的。HUB的天线口径比其余网络用户的口径大，而且发射功率也比其他网络用户的大。由于网络用户的抛物面天线直径很小(很小的孔径终端，VSAT)，因此这样一个卫星网通常被称为”VSAT网”。一种典型的VSAT网公开在《卫星通信手册：VSAT系统及地面站》增刊3(ITU-R，日内瓦1994)中。

从HUB到VSAT(出路(outroute))的数据流将被网中所有用户接收，由单个VSAT发出的信号(入路(inroute))通常是比较弱的，因VSAT站尺寸的限制，信号只能由HUB正确地接收。两个VSAT站之间的通信通常是经过HUB站进行的(“doublehop”＝双跳)，由于距离卫星很远，因此会造成信号传播时间延迟半秒。

这种VSAT网特别的优点在于：仅需一次传播就可将信息传输给数个用户，并且同时被所有的接收站接收。特别是在国际通信中，通过安装在用户附近的通信设备进行可以省去对地面联系来说必需的经过数个中继设备的弯路。

由于10GHZ以上的射频会因大气效应产生的典型的信号衰减，所以运行的相关设备必须有某种功率储备，以免通信因信号衰减而即刻崩溃。为了保证常年99.5％的利用率，对于目前通常使用的发送频率，即在12-14GHZ的所谓Ku波段，这种功率储备大约为2-3dB。所述功率储备是根据卫星网络的规模而固定设置的，并且在一年中大多数大气线路衰减很小的时间内，被作为规定的功率储备，所以在现有的系统中，这些储备并不用于附加通信的目的。

在卫星网中，给卫星通信硬性分配的衰减储备虽然为系统提供了某种程度的可靠性(利用率)，但也牺牲了系统的经济性。

本发明的任务在于，提供一种卫星支持的VSAT网中的改进的数字无线通信方法和系统结构，所述VSAT网用于一组封闭用户之间的通信。在线路衰减低于储备值的情况下，预先设定好的储备也会得到额外利用，以实现经济有效的工作。此外，运行中心站所用的设备也可得到更有效的利用。

本发明提供的方法的特征在于：用户通信被分为时限(Zeitkritisch)通信和非时限通信，卫星连接的传输参数的确定依赖于在单个的通信线路上所存在的中心站或者HUB的传播条件。

本发明提供的系统结构的特征在于：VSAT网由至少一个中心站或HUB，数个VSAT及一个卫星组成，中心站或HUB由数个地面站组成，呈明显的相互离开的排列，并且各具有工作在射频范围内的天线和传输设备，在地面站和中央控制单元即HUB站计算机之间具有地面固定连接线路。

本发明进一步的改进在于：信号通信总是经过受传播效应和/或系统组成部分失灵的影响最小的HUB的地面站或分集站传送。

中心站或者HUB在有需求的情况下分配给单个用户一个确定的频率，在这种情况下由于较低的交叉调制干扰能获得更高的传输质量。

应地面站或HUB单个用户的请求，所分配的可靠频率占用一个窄频带传输信道，在避免双跳情况下在两个用户之间直接建立电话通信。

时限通信(ZKV)具有确定的传输质量，例如在时间的P％内维持一个误码率，并例如在不超出误码率情况下，在时限通信时也进行非时限通信。

经过其他不正在工作的地面站或者分集站，不仅能进行时限通信而且能进行非时限通信。并且在达到或超出确定的误码率的情况下提供补充措施。例如，使用衰减计数测量，在质量降低的时候，如数据利用率减小的情况，以多于P％的时间维持时限通信。

对于点对多点传输，将数个有误差接收的不同的VSAT站的数据块组合成一个单个的校正单元，每个VSAT站从已经正确接收的若干数据块的内容里以及从所述的校正单元中找到所需求的信息。

在2个VSAT站之间，数据传输经过中心站或HUB进行，信息在HUB本地解调并只继续发送正确的数据块，错误的数据块立刻反馈回去，当中心站或HUB与接收的VSAT站之间的传输线路有强衰减时，在中心站或HUB站本地进行中间存储，并在稍后的有利时刻继续发送。