Tín hiệu đợc phát đi dới dạng gói tin ( signal unit), tận dụng hết khả năng của kênh SCPC và đợc truyền đi trên kênh băng phụ(sub-band). Mỗi gói tin SU đợc phát đi trên kênh tổng số 13 lần với 12 lần trên kênh báo hiệu và 1 lần trong băng phụ trong khung thời gian 240ms. Mỗi kênh báo hiệu sẽ có một gói tin mô tả kênh báo hiệu. Gói tin này cho biết tần số kênh báo hiệu, trạng thái từng khe thời gian trong kênh phát ở thời gian trớc đó, và nội dung báo hiệu. Các bức điện báo hiệu gồm có nhiều gói tin,các gói tiếp theo gói tin thứ nhất không cần phần địa chỉ. Các gói tin đợc xử lý trộn và mã hoá tạo ra các symbol dữ liệu, khối dữ liệu cộng thêm UW để tạo ra burst hoàn chỉnh phát trên đờng truyền. Trong cấu trúc khung và gói tin của kênh báo hiệu có hai đặc điểm là không bao gồm phần mào đầu (khôi phục sóng mang theo đồng hồ định thời), và trong quá trình xử lý tín hiệu có chèn thêm các bit flush, dummy.
Frame1 Frame2 n.Frame EOD
120ms 120ms n. 120ms 15ms 84
UW SU1 SU2 SU3 Flush UW SU4 SU5 SU6 Flush After 2/3 FEC coded
84 192 12
-Thời gian 1 khung 240ms đợc chia làm 2 frame 120ms -Mẫu kết thúc bức điện EOD 84bit(15ms)
-Phát lặp lại (1 phần 120ms)
-Bit dự phòng flush 12bit -Từ duy nhất UW đánh đáu khung 84bit
-Tỉ lệ bit trên kênh 5.6 kbit/s, tốc độ thông tin trung bình 400 bit/s. -Tốc độ mã hoá 2/3FEC (chỉ sử dụng ở hệ thống INMARSAT-miniM) -Phơng thức điều chế O-QPSK.
Phơng thức báo hiệu trong băng đợc dùng để thu/phát các bản tin báo hiệu. Phơng thức báo hiệu trong băng có u điểm là truyền tín hiệu báo hiệu nhanh. Thời gian báo hiệu là khoảng thời gian phát và thu các bản tin báo hiệu trong băng. Phơng thức báo hiệu trong băng bắt đầu sau quá trình thiết lập pha tín hiệu, và kết thúc mẫu tín hiệu EOD đợc áp dụng cho kênh MES-SIG và LES- SIG.
So sánh với hệ thống INMARSAT-M/B thì hệ thống INMARSAT-miniM có chiều dài khung, và gói tin báo hiệu ở các kênh báo hiệu nh nhau. Trong khi đó hệ thống INMARSAT-C có chiều dài khung và các gói tin báo hiệu trên kênh báo hiệu cho mục đích báo hiệu khác nhau là khác nhau.
• Định dạng bít theo kênh SCPC –Chế độ báo hiệu trong băng
1. Tín hiệu thoại từ các thiết bị đầu cuối trong một khung chiếm 240ms
No DATA No DATA
240ms
2. Các khối tín hiệu SU1 đến SU6 từ thiết bị điều khiển truy nhập có tốc độ kênh là 2.4kb/s .Mỗi SU gồm 96 bít
SU5
SU2 SU3
SU1 SU4 SU6
96 96 96 96 96 96 120ms
3. Tín hiệu thoại và báo hiệu sau khi đợc ghép nhng không có sự thay đổi về số bít .Tốc độ kênh là 2.4kb/s
SU5
SU2 SU3
SU1 SU4 SU6
96 96 96 96 96 96 120ms
4. Sau đó là quá trình trộn véctơ .Tốc độ kênh vẫn là 2.4kb/s
SU5
SU2 SU3
SU1 SU4 SU6
96 96 96 96 96 96 120ms (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
5. Sau quá trình chèn 6 bít dummy thì tốc độ đợc tăng lên thành 2.45kb/s
SU5
SU2 SU3
SU1 SU4 SU6
96 96 96 96 96 96 dummy dummy 6 6 120ms
6. Sau đó là quá trình mã hoá FEC .Số bít đợc tăng lên vì vậy tốc độ kênh cũng tăng theo là 4.9kb/s
SU5
SU2 SU3
SU1 SU4 SU6
120ms Flush Flush 12 12 192 192 192 192 192 192
7. Công đoạn cuối là chèn các bít đồng bộ khung UW 84bít tốc độ kênh cũng tăng theo là 5.6kb/s
SU5
SU2 SU3
SU1 Flush SU4 SU6 Flush
192 192 192 192 192 192 UW5 UW6 12 12 120ms
3.2.6.3 Truy nhập trong Kênh thoại ( MESV & LESV)
Cấu trúc đa khung bao gồm n super frame và mẫu kết thúc bức điện EOD đặt ở cuối khung là ( n⋅24ms+15ms). Tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng mà không mã hoá hay mã hoá 2/3FEC ở chế độ (frame-steal). Mỗi super frame thoại có chiều dài 240ms và chia thành 2 frame con. Giữa các super frame kề nhau không sử dụng các bit định khung để đánh dấu. Điều này sẽ có tác dụng làm giảm đợc tốc độ bit trong quá trình phát và độ trễ của quá trình giải mã tín hiệu. Các frame con kế tiếp nhau đợc phân biệt bằng các từ UW.
Báo hiệu băng phụ (sub) trên kênh SCPC hoạt động với phơng thức thoại nhờ sự kết hợp với các bit băng phụ trong mỗi khung chứa 96 bit tín hiệu SU hoặc các bit dự phòng.
240ms n.240ms 15ms
-Thời gian 1 khung 240ms
-Mẫu kết thúc tín hiệu EOD 84bit (15ms) -Từ duy nhất UW 84bit
-Phơng pháp điều chế tín hiệu O-QPSK
-Tốc độ mã hoá tín hiệu thoại 4.8 kbit/s, và facsimile 2.4 kbit/s -Tỉ lệ bit kênh 5.6kbit/s
-Phát lặp lại một phần 120ms -Các bit tín hiệu SU ( signalling unit)
-Các bit dự phòng ( flush): không đợc mã hoá
81
UW Voice SU Flush UW Voice SU Flush b)Tín hiệu thoại Frame-steal
after 2/3FEC on SU bit only 84 576 72 12
Super frame n.Super frame EOD
84 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Frame1 Frame2
UW Voice Dummy UW Voice Dummy a)Tín hiệu thoại
Voice SUDummy Voice SU Dummy Before FEC code
576 48 8
-Mẫu bit không điều chế 96bit Kênh I: 0000 0000 0000...48bit
Kênh Q: 0000 0000 0000...48bit
Phần tín hiệu điều chế với thứ tự chuỗi các bit riêng đồng bộ tín hiệu thu đợc. Từ duy nhất UW và EOD trong phơng thức thoại không mã hoá FEC, các từ duy nhất dùng để tách trờng dữ liệu và baó hiệu trong băng. Nhờ việc tách UW tạo tín hiệu đồng bộ và cung cấp định dạng cho giải mã ở bên thu, UW trong mỗi frame con sử dụng chính để phân tích sự thay đổi pha tín hiệu.
Trong quá trình giải điều chế O-QPSK các bít xoá ở cuối mỗi frame con tín hiệu đợc dùng để xoá bộ nhớ của bộ mã hoá 2/3FEC. Các bít xoá đợc tạo ra từ các bít dự phòng (không ngẫu nhiên hoá mức 0). Nó còn dùng để xác định danh giới giữa các khung và ngăn không cho lỗi của frame con này không tác động tới frame con khác.
• Chế độ frame-stealing
“Frame - stealing” trong chế độ truyền data có thể gọi là “FEC changing” giữa các bít “stolen”. Với chế độ thoại sử dụng thực tế, các bít tín hiệu “stolen” trong frame 20ms mục đích cho nén tốc độ bit nh AMBE
INMARSAT-miniM chế độ thoại Frame-stealing
UW Voice Dummy UW Voice Dummy a)Tín hiệu thoại
-Tín hiệu thoại mode only no (frame-stealing)
1, 12VF 20ms liên tiếp nhau tạo ra super frame 240ms tốc độ 4.8 kbit/s 2, Không có SU phát trong băng báo hiệu do đố số bit ở super frame 240ms không thay đổi và nó chia thành 2 frame con logic, mỗi frame có chiều dài 120ms
3, Số bit thông tin ở mỗi VF là 96 bit mã hoá thoại.
4, Các bit đợc tráo “scramber” do đó tỉ lệ bit thông không đổi.
5, 12 bit dummy cộng vào mỗi frame 120ms do đó tốc dộ ở mỗi frame 120ms là ( 6x96+12 =588 bit) =4.9 kbit/s.
6, Không mã hoá FEC với kênh thoại nên tốc độ bit không đổi.
7, 84 bit từ duy nhất UW đợc cộng vào frame 120ms. Có 2 loại từ trong một super-frame là UW1 và UW2. Tỉ lệ bit trên kênh là 5.6 kbit/s.
VF1 VF2 VF3 VF4 VF5 VF6 SU VF7 VF8 VF9 VF10 VF11VF12SU
3.Tín hiệu thoại and signallig mutiplexed output channel rate 4.6kbit/s
VF1VF2 VF3 VF4 VF5 VF6 SU D VF7 VF8 VF9 VF10VF11VF12SU D
12 12 5.After dummy bit insertion channel rate 4.667 kbit/s
240ms 20ms 96bit
VF1 VF2 VF3 VF4 VF5 VF6 VF7 VF8 VF9 VF10 VF11 VF12 1. Tín hiệu thoại filed (VF) from tín hiệu thoại encoder
120ms 48bit
SU SU
2. signalling mesage from ACSE channel rate 400bit/s
Scramber Reset Scramber (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
84 24 72 12bit
UW VF1 VF2 VF3 VF4 VF5 VF6 SU F UW VF7 VF8 VF9 VF10 VF11 VF12 SU F 7. after insertion of (UW) channel rate 5.6kbit/s
VF1 VF2 VF3 VF4 VF5 VF6 SU VF7 VF8 VF9 VF10 VF11 VF12SU 4.Tín hiệu thoại and signallig mutiplexed output after scramber
96 24 72 12bit
VF1VF2 VF3 VF4 VF5 VF6 SU F VF7 VF8VF9VF10VF11VF12 SU F 6.After FEC encoding channel rate 4.9 kbit/s
• Chế độ thoại (frame-steal)
1, 12VF 20ms mã hoá thoại liên tiếp tạo ra super-frame 240ms tốc độ 4.8kbit/s.
2, 96bit SU phát trong băng báo hiệu tốc độ 400bit/s đợc chia logic là 48bit SU do đó 72- 48=24 bit không sử dụng. Tỉ lệ bit giảm là (5x96+24=504 bit) tốc độ 4,6 kbit/s.
3, Trong 6 VF mã hoá tín hiệu thoại ở frame 120ms 72 bit “stolen”, ở đó đ- ợc chèn 48 bit SU do đó 72-48=24 bit không sử dụng. Tỉ lệ bit giảm là (5x96+24=504bit) tốc độ 4,6 kbit/s
4, Các bit đợc tráo “scramber” tỉ lệ bit không đổi.
5, 8bit dummy cộng vào ở mỗi frame 120ms tốc độ là 4.667k bit/s.
6, 504bit thoại không mã hoá FEC nhng cộng bit SU và 8 bit flush do đó tốc độ là 4.9 kbit/s
7, 84bit từ duy nhất UW cộng trong mỗi frame 120ms. Có 2 loại UW là UW3 và UW4 trong frame của chế độ thoại (frame-steal) . Tỉ lệ bit trên kênh là 5.6 kbit/s.
INMASAT-miniM chế độ tín hiệu thoại (voice only mode)
96bit 96bit 96bit
VF1 VF2 VF3 VF4 VF5 VF6 VF7 VF8 VF9 VF10 VF11 VF12 3.Tín hiệu thoại and signallig mutiplexed output ave scramber channel 4.8kbit/s
240ms 20ms 96bit
VF1 VF2 VF3 VF4 VF5 VF6 VF7 VF8 VF9 VF10 VF11 VF12 1. Tín hiệu thoại filed (VF) bit channel rate 4.8 kbit/s
Scramber Reset Scramber
VF1 VF2 VF3 VF4 VF5 VF6 VF7 VF8 VF9 VF10 VF11 VF12 4.Tín hiệu thoại and signallig mutiplexed output after scramber channel 4.8kbit/s
12bit
VF1 VF2 VF3 VF4 VF5 VF6 DM VF7 VF8 VF9 VF10 VF11 VF12 DM 5.After dummy bit insertion channel rate 4.9 kbit/s
12bit
VF1 VF2 VF3 VF4 VF5 VF6 DM VF7 VF8 VF9 VF10 VF11 VF12DM 6.After FEC encoding (FEC disabled) channel rate 4.9 kbit/s
120ms
No SU No SU
2. signalling mesage from ACSE (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
84 12 84 12 UW VF1 VF2 VF3 VF4 VF5 VF6 DMUWVF7 VF8 VF9VF10 VF11VF12DM
Sự thay đổi bản chất bên trong tín hiệu thoại tỉ lệ ít hơn 50 lần 1s do đó chu kỳ là (1/50=20ms). Mỗi frame con trong INMARSAT-miniM có chiều dài 20ms. Mỗi super-frame bao gồm 12 frame.
Kết Luận
Hệ thống INMARSAT -miniM là hệ thống mới đợc áp dụng thành tựu khoa học kỹ thuật hiện đại, ra đời 1/1997 với mục đích hoàn thiện hơn hệ thống INMARSAT - M. Nó cung cấp thông tin telephone, fascimile và truyền data toàn cầu, có thể kết nối thông tin một cách nhanh chóng và chắc chắn. Để có thể đảm bảo khai thác các dịch vụ có hiệu quả, thuận tiện dễ dàng giữa các đối tợng sử dụng liên lạc thì cần phải qua một khâu trung gian đó là hệ thống kênh thông tin. Vì vậy đề tài này em đi sâu nghiên cứu
–Cấu trúc trạm LES-Hải Phòng. Đi sâu phân tích truy nhập giữa hệ thống INM-miniM với mạng vô tuýên–
Hệ thống kênh thông tin là một phần rất quan trọng, nó đợc ứng dụng thành tựu kỹ thuật đã đạt đợc trong lĩnh vực tryuền tin nh kỹ thuật mã hoá/ giải mã, kỹ thuật ghép/tách kênh, kỹ thuật đa truy nhập kênh và việc xây dựng hệ thống kênh báo hiệu đợc thiết kế với khả năng kết nối thiết lập thông tin với thời gian trễ nhỏ nhất, độ tin cậy cao cho hệ thống. Các kỹ thuật điều chế O-QPSK, mã hoá, nén tốc độ bit thông tin... trên kênh SCPC đã cải tiến rất hiệu quả sữ dụng công suất và độ rộng băng thông.
Bên cạnh những u điểm trên thì nhợc điểm chính của INMARSAT-miniM là còn hạn chế về dịch vụ nh telex, email...không có chức năng kêu cứu và thông tin an toàn nên không nằm trong tiêu chuẩn về an toàn và cứu nạn hàng hải toàn cầu GMDSS.
Em xin đề xuất hớng nghiên cứu mở rộng dịch vụ và chức năng kêu cứu, an toàn, tích hợp một số dịch vụ nh EGC...để INMARSAT-miniM phát triển hoàn thiện hơn và kết nối giữa thoại INMARSAT-miniM và thoại INTERNET
Qua quá trình nghiên cứu tìm hiểu mặc dù có một số kết quả nhất định nh- ng do những hạn chế về kiến thức đề tài này còn những những u điểm cha đợc đề cập sâu sắc, em rất mong đơc phát triển thêm trong tơng lai.
Các từ viết tắt theo tiếng anh
ACSE : Access control and signalling System- Hệ thống báo hiệu và điều khiển truy nhập
AOR : Atlantic Ocean Region - Đại Tây Dơng
AOR-E : Atlantic Ocean Region East – Đông Đại Tây Dơng AOR-E : Atlantic Ocean Region West – Tây Đại Tây Dơng CW : Preample – Phần mở đầu
CRC : Cyclic Ređunancy Check – Mã vòng kiểm tra
EIRP : Equivalent Itropic Radiated Power – Khả năng công suất phát xạ t- ơng đơng
FB : Framing bit – Bit định khung
FEC : Forword Error Correction – Sửa lỗi trớc Global Beam : Vùng phủ sóng diện rộng
MES : Mobile Earth Station – Trạm di động mặt đất
MESCA : MES call acknowledgement channel – Kênh xác nhận của MES MESRQ : MES call request channel – Kênh yêu cầu của trạm MES
MESRP : MES Respondse channel – Kênh đáp ứng của trạm MES
MES-SIG : MES In-band Signalling channel – Kênh báo hiệu trong băng của trạm di động mặt đất
MESV : MES voice channel – Kênh thoại của MES
LESA : LES Assignment channel – Kênh phân bổ của trạm LES LESV : LES voice channel – Kênh thoại của trạm LES
LESD : LES data – Kênh dữ liệu của LES
LES TDM : kênh phân chia theo thời gian của LES LES-SIG : Kênh báo hiệu trong băng của trạm LES LESI : kênh báo hiệu liên đài
NCSC : Kênh chung của trạm LES NCSA : Kênh phân bổ của NCS
NCSS : Kênh nhận dạng vùng phủ sóng diện hẹp của NCS NCRA : Kênh đăng kí xác báo mạng
SCPC : Kênh thông tin đơn sóng mang SUB : Kênh báo hiệu băng phụ
RF : Radio frequency channel – Kênh vô tuyến UW : Từ duy nhất
Tài liệu tham khảo. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
[1]. Handbook 1.
[2]. Tổng cục bu điện- Tổng công ty bu chính viễn thông Việt Nam- Hệ thống thông tin vệ tinh.