衛(wèi)星通信中的差錯控制機(jī)制衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)在全球通信中扮演著重要的角色，它們不僅能支持全球覆蓋，而且能支持寬帶業(yè)務(wù)，此外還支持靈活的網(wǎng)絡(luò)配置。衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)也可以作為地面網(wǎng)絡(luò)的備份，一旦發(fā)生了擁塞或故障，就可以從衛(wèi)星網(wǎng)傳送報文。Internet是當(dāng)今發(fā)展最快的業(yè)務(wù)，各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都在向提供高質(zhì)量IP業(yè)務(wù)的方向發(fā)展，在大范圍覆蓋和長距離傳輸方面具有優(yōu)勢的衛(wèi)星通信與IP技術(shù)的結(jié)合無疑是通信發(fā)展的一個重要方向。衛(wèi)星通信系統(tǒng)以很遠(yuǎn)的距離傳送數(shù)器，由于衰落、噪聲和干擾等的影響，信號在傳輸過程中將產(chǎn)生嚴(yán)重的畸變。這就要求信號應(yīng)具有盡可能大的能量，但是，由于衛(wèi)星體積和載重等的限制，不可能給信號提供太大的能量，這樣，就要求采用具有很強(qiáng)糾錯能力的差錯控制方法以保證誤碼率在允許的范圍之內(nèi)。為實現(xiàn)強(qiáng)大的糾錯能力，除了構(gòu)造所謂“好碼”之外，還要求譯碼時采用最大似然譯碼算法。同時，由于衛(wèi)星通信信道具有充足的帶寬，因此在進(jìn)行調(diào)制方式時，允許采用研究的比較透徹的低頻譜的利用率的二進(jìn)制調(diào)制方式。衛(wèi)星信道充足的帶寬允許系統(tǒng)以較低的碼速率傳輸數(shù)據(jù)，這樣，數(shù)據(jù)之間的符號干擾可以忽略，信道引入的加性嗓聲和干擾可以用高斯白噪聲來模擬，并且這種噪聲在符號之間是相互獨立的。所以，衛(wèi)星信道基本上是無記憶高頻白噪聲信道（AWGN），在選擇衛(wèi)星通信系統(tǒng)的差錯控制方式時，首先考慮的是糾正隨機(jī)性錯誤，有時也要考慮糾正突發(fā)性的錯誤。在衛(wèi)星通信中，寬帶衛(wèi)星通信的主要目標(biāo)是為多媒體和高數(shù)據(jù)速率Internet應(yīng)用提供一種無所不在的通信方式。對于時延要求低以及具有廣播/組播性質(zhì)的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)來說，衛(wèi)星具有極大的優(yōu)越性。寬帶衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)也稱下一代衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)。寬帶衛(wèi)星通信網(wǎng)具有地面覆蓋面廣、承載業(yè)務(wù)種類多、可快速部署、帶寬利用率較高、星上交換快捷、可提供一體化網(wǎng)絡(luò)等特點，能滿足不同用戶的業(yè)務(wù)需求。發(fā)展寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)已成為當(dāng)前通信的新熱點之一。衛(wèi)星ATM寬帶網(wǎng)絡(luò)即衛(wèi)星通信與ATM網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，具有以下優(yōu)點：①衛(wèi)星通信的加入，ATM的業(yè)務(wù)范圍將能覆蓋全世界任何地方；②衛(wèi)星通信能為ATM網(wǎng)絡(luò)提供靈話的網(wǎng)絡(luò)配置和窖量分配方案，而衛(wèi)星通信按需分配的能力也將更強(qiáng)；③利用衛(wèi)星通信的廣播性和多點對多點的特性.福窖易實現(xiàn)ATM網(wǎng)絡(luò)的多點對多點的應(yīng)用；④擴(kuò)窖方便，只需簡單地在用戶處建立ATM地球站.并且費用與距離無關(guān)。衛(wèi)星ATM網(wǎng)絡(luò)則具有完全星上信號再生能力，星上處理單元完成多路復(fù)用/分用、信道編碼/譯碼和利用多波束配置的星上快速分組交換等功能，它可提供與ATM的無縫連接并支持小而便宜的用戶終端。小口徑終端（VSAT），實際應(yīng)用中是指一類由主站應(yīng)用管理軟件高度監(jiān)測和控制的小型地球站。由于天線口徑?。ㄒ话阍贑波段時直徑小于3.5m，在Ku波段時不大于2.5m，最小可達(dá)一米多），可以方便地安裝在用戶各處，同時也方便移動（車載或船載）攜帶，具有小巧且自成體系的特點。在近二十年中，VSAT網(wǎng)發(fā)展迅速，無論是在國際通信衛(wèi)星上，還是在區(qū)域和國內(nèi)通信衛(wèi)星上VSAT用戶都占有較大的比例，已成為衛(wèi)星通信的一種重要通信手段。由于VsAT系統(tǒng)在通信過程中，通信距離較遠(yuǎn)，為方便安裝，天線口徑小，發(fā)射功率低，這使得在VSAT通信中控制發(fā)射接收中的差錯十分關(guān)鍵。在信道傳輸中，既要保障較低的誤碼率又要使其傳輸速率較低，前向糾錯卷積碼結(jié)合交織技術(shù)可以很好解決這個問題，而仿真結(jié)果也顯示卷積碼與交織聯(lián)合編碼可以較好地保障傳輸?shù)目煽啃裕⑶宜惴ê唵我讓崿F(xiàn)，效率高，滿足佩疆系統(tǒng)的通信需要。本文接下來主要敘述在衛(wèi)星ATM寬帶網(wǎng)絡(luò)中的差錯控制機(jī)制。在衛(wèi)星ATM寬帶網(wǎng)絡(luò)中，普遍采用Ku或Ka波段，降雨和大氣吸收衰減的增加將弓1起突發(fā)錯誤，而衛(wèi)星信遭中存在的各種干擾噪聲也會造成隨機(jī)錯誤，這使得衛(wèi)星信道質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于光纖鏈路質(zhì)量。ATM對衛(wèi)星通信的接入、效率、互操作和費用產(chǎn)生很大影響，尤其是當(dāng)技術(shù)已成熟且所有性能都被很好利用的時候。目前，ATMS術(shù)并沒有完全成熟。未來的發(fā)展主要由一些新的業(yè)務(wù)和帶寬增加業(yè)務(wù)需求決定，ATMS術(shù)會繼續(xù)發(fā)展，業(yè)務(wù)和擁塞控制技術(shù)需進(jìn)一步研究開發(fā)，與現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)的綜合技術(shù)也有待進(jìn)一步研究。ATM業(yè)務(wù)和擁塞控制的作用是根據(jù)信元損失率，信元延時，和信元延時變化得到相應(yīng)的性能。如果相應(yīng)業(yè)務(wù)的6，不能滿足，這個連接將被拒絕。對于一個確定的QoS業(yè)務(wù)要想知道可用的信道容量也不是容易的事情，另外，通過衛(wèi)星通信鏈路滿足業(yè)務(wù)QoS的要求只是問題的一部分。主要問題是有關(guān)滿足端對端業(yè)務(wù)QoS的要求。與業(yè)務(wù)擁塞控制和QoS確定的有關(guān)問題是很復(fù)雜的，它需要ATMfe術(shù)與現(xiàn)有不支持業(yè)務(wù)優(yōu)先級和基于QoS業(yè)務(wù)與擁塞控制網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合。這對于通過衛(wèi)星鏈路的傳輸顯得尤其重要，因為這種結(jié)合是相對低傳輸速率和大延時鏈路與ATM的結(jié)合。在衛(wèi)星ATM寬帶網(wǎng)絡(luò)中，差錯控制主要有三種方法，分別是選擇性重發(fā)協(xié)議(SRQ)、前向差錯控制(FEC)、多站分集的自動反饋重發(fā)。1、 選擇性重發(fā)協(xié)議：在長時延的衛(wèi)星鏈路上進(jìn)行差錯控制，為了提高吞吐量，必然要使用滑動窗口協(xié)義。在滑動窗口協(xié)議中，處理出錯幀有2種方法：后退協(xié)議和SRQ協(xié)議。后退協(xié)議在檢測到出錯幀時，只是簡單地把后面的幀全部棄掉，不發(fā)確認(rèn)，發(fā)送端超時將從丟棄的幀開始重發(fā)所有未確認(rèn)的幀。SRQ協(xié)議則把壞幀后面所有正確的幀都存儲起來，發(fā)送端只是重發(fā)損壞的幀。SRQ協(xié)議主要優(yōu)點是只重傳出錯的幀，這可節(jié)省衛(wèi)星鏈路的帶寬，效率較高；缺點是實現(xiàn)較復(fù)雜并且對內(nèi)存敏感。在差錯率較高的情況下，這需要占用較大的內(nèi)存來存儲后續(xù)正確的幀。由于需要重傳，使用SRQ協(xié)議時延將增大并且會發(fā)生變化，固此.SRQ協(xié)議不適用于恒定比特率(CBR)業(yè)務(wù)。2、 前向差錯控制(FEC)：FEC是指在發(fā)送端對所傳信息進(jìn)行編碼，而在接收端能根據(jù)編碼原理自動糾正一定程度傳輸差錯的差錯控制方式。在衛(wèi)星ATM寬帶網(wǎng)絡(luò)中，F(xiàn)EC機(jī)制可以應(yīng)用于物理層、AAL層及高層。應(yīng)用于物理層的FEC不能對信元丟失進(jìn)行糾正，而應(yīng)用于高層的FEC在不能糾正差錯的情況下.通過使用其它糾鍺方法進(jìn)行差錯恢復(fù)所需的等待時間將增大，從而造成吞吐量下降。與選擇性重發(fā)協(xié)議相比，F(xiàn)EC所需的開銷較大。它的優(yōu)點是時延較短，并且時延是固定的，因此FEC要比SR。更適用于話音或其它實時性業(yè)務(wù)。3、多站分集的自動反饋重發(fā)：在衛(wèi)星通信領(lǐng)域，分集是提高鏈路可靠性和減小功率需求最常用的一種方法，在適當(dāng)?shù)男诺罈l件下，它也是一種強(qiáng)有力的差錯控制技術(shù)。在衛(wèi)星ATM網(wǎng)絡(luò)中，多站廣播相當(dāng)于一種空間分集，在各站下行鏈路噪聲受限和AWGN過程相互獨立的條件下，產(chǎn)生分集增益是可能的。衛(wèi)星ATM網(wǎng)絡(luò)中利用多站分集的自動反饋重發(fā)進(jìn)行差錯控制的概念是，各地面站收到ATM多點廣播的信息后一旦檢測到PDU出錯，它將發(fā)送ARQ請求給同處于多點廣播范圍內(nèi)互連的地面站，以便在本地環(huán)境中進(jìn)行差錯恢復(fù)，若仍有錯則通過反向鏈路請求重發(fā)。這種自適應(yīng)差錯控制方式與傳統(tǒng)的衛(wèi)星差錯控制方式相比較，它能完全配合ATM協(xié)議及其差錯控制參數(shù)隨業(yè)務(wù)類型的不同而自適應(yīng)變化，非常適合于多媒體業(yè)務(wù)和高速數(shù)據(jù)傳送的需要。因此，它是實現(xiàn)衛(wèi)星ATM寬帶網(wǎng)絡(luò)的重要保證。衛(wèi)星應(yīng)用環(huán)境下，鏈路質(zhì)量差也是阻礙IP組播應(yīng)用的主要因素。衛(wèi)星組播分組的丟失可以分為兩種情況：相關(guān)丟失（即接收端用戶都丟失了同樣的數(shù)據(jù)包）和不相關(guān)丟失（各用戶可能會丟失不同的數(shù)據(jù)包）。相關(guān)丟失分組的主要原因是服務(wù)端到衛(wèi)星的上行鏈路的衰落或服務(wù)端的其它因素造成的；不相關(guān)丟失原因主要是下行鏈路的不同路徑衰落或用戶端過載造成。為了可靠組播傳輸，就必須采用各種技術(shù)解決分組丟失問題。近年來衛(wèi)星通信新技術(shù)的發(fā)展層出不窮，各種技術(shù)都受到了人們廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。衛(wèi)星通信也是未來全球信息高速公路的重要組成部分。它以其覆蓋廣、通信容量大。通信距離遠(yuǎn)、不受地理環(huán)境限制、