MF－TDMA卫星通信网络仿真测验研讨

MF-TDMA 卫星网络是由地上主站、备用主站、网控中心、很多从站、卫星转发器等单元组成，体系的首要事务是话音、数据、视频，但各卫通站通讯才干巨细不同，每个地上站作为主叫或被叫，向网控中心站恳求卫星信道资源，因而有必要对卫星网络资源与信息进行有用办理与分配，使其可以应对各种杂乱的突发状况，习惯使用使命、网络自身和外部条件的改变，确保卫星网络安稳、牢靠、继续和高效运转。

Rational Rose 东西是美国Rational 公司开发的用于剖析和规划面向对象体系的强壮东西，可以协助先建模，再进行功用测验，然后确保体系结构合理、运转正常。Rational Rose 东西支撑可视化开发测验用例模型，结合卫星网络的的实际状况，首要进行事务建模、剖析建模、规划建模，然后完结用例驱动、迭代和增量测验使命。

首要介绍卫星网络中比较重要的几个规划要素的测验办法，并通过仿真建模对网络化事务传输要求的TDMA 技能体系进行讨论研讨。

1 网络模型组成及事务流程

1. 1 网络模型

以MF TDMA 办法组网使用时，主站发送TDMA参阅信号并作为全网各站的时刻参阅基准、一个备份主站用于主站呈现毛病时顶替主站的作业。一般事务站以主站为参阅，并依照主站下发的时隙表在分配给本站的时隙内发送信息。卫星通讯网络的完结模型如图1 所示。



图1 卫星网络半什物仿真网络的架构

网络运转中帧同步规划、呼叫事务量的调整、射频链路功率调整等规划办法是网络高效运转的关键技能。为此树立如下测验模型和测验流程。

测验人员使用序列图获得测验脚本所需的信息，测验进程包含4 个进程:

①将序列图转换为流程图; ②从流程图辨认要测验的途径，首要辨认进口——出口途径，这样一切的断定分支都会至少被选用一次，每一条盯梢的途径就成为一个测验用例; ③辨认特别的反常状况，即用于开发测验实例以测验与被测完结相关的反常处理; ④辨认要选用特定途径所需求的输入和状况，当满意一切的途径条件时就会沿该途径而行,测验用例界说需求满意途径条件的特定输入和状况。最终承认每个测验实例的预期成果，完结测验包，得到的测验包可以用一个规则脚本语言在一个用户测验驱动程序中完结。

1. 2 MF TDMA 体系守时同步模型

守时是TDMA 体系的一个关键问题，它为体系运转供给时刻基准，是初始捕获和同步坚持的根底。

初始捕获是指地球站开始发射突发时，确保其可以正确地进入指定的时隙，而不会误入其他时隙形成搅扰的进程。

1. 3 恳求话音发展模型

树立一个双工的用户模型，既能作为主叫也能作为被叫。当作为主叫时，用户依据加载的事务宣布呼叫恳求; 而作为被叫时，则需求对主叫作出必要的应对，以确保通话链路的树立. 整个测验流程如下: 终端用户站发送呼叫恳求帧并获取信道分配帧,恳求成功后则将信道分配包传给用户进程，若恳求失利则告知支撑进程失利的信息，这些进程为流程图辨认的测验途径。

1. 4 射频及链路模型

射频模型包含上行射频和下行射频2 部分，前者首要是对地上站的发送功率进行处理，后者首要承认误码问题。这儿对上行链路做了约束，即恳求途径只能传到网控中心; 在下行链路，首要承认卫星模块传来的信号功率是不是抵达此链路所衔接的射频模块所需求的信噪比，假如是则将其接纳，不然予以扔掉。一切的帧传输都要通过一个卫星信道的时延并满意接纳站功率操控要求。

为每个站的调制器的突发信噪比都装备一个值，这个值用于传输功率操控。远端站将它们从操控站收到的参阅突发的信噪比报告给操控站,TDMA帧头的一个域便是用于这一意图的，操控站调整它的传输功率电平，将信噪比值操控在一个希望的范围内。各远端站也调整它们的上行功率，使得它们的突发在接纳时与参阅突发有着相同的信噪比。

2 测验模型仿真

2. 1 网络同步参数设置

同步坚持调整距离时刻是指为了坚持全网的同步，需求对突发发送时刻进行调整的周期。调整的越频频，各类差错对同步坚持的影响就越小，而调整进程自身带来的开支就越大; 反之各类差错对同步坚持的影响就越大，而调整进程自身带来的开支就越小。因而体系规划时应折中考虑。

同步坚持差错是在必定的同步坚持调整周期( 同步坚持调整距离时刻) 内，突发发送时刻所能到达的准确度。它与卫星漂移引起的差错、时钟安稳度引起的差错、逻辑电路颤动以及调整精度等要素有关。

2. 2 话音参数设置

体系的网络结构为网状网，体系参数描绘如下:

①体系中每站最大支撑20 个话音信道; 每个信道的速率为2 400 bps; ②每个站发送时刻距离遵守t= 500 s 的指数散布，发送数据包包长遵守均值k= 1 240 bit 的泊松散布，总的站数是100 个，信道重发3 次，重发时刻遵守指数散布; ③卫星延迟时刻为0. 27 s;④中心站为1 个网控站，服务速率为9 600 bps; ⑤假定中心站接纳到小站的数据包，即为一次呼叫成功; ⑥站的数量逐渐增多。其间，接续时延是指一个呼叫从发生到接通，然后预备通话之前的时刻。

2. 3 功率调整参数设置

功率调整机制的树立，需求卫星网络各站参数联动呼应，为此用Rational Rose 东西树立的特别测验流程为: 辨认要选用特定途径所需求的输入数据和状况，当满意一切的途径条件时就会沿该途径而行，不满意时给出告警并提示可行指数，一切测验用例中界说的数据需求满意途径条件的特定输入数据和状况。在功率调整测验用例中可设置如下参数。

( 1) 信噪比参数设置

在每个站的参数文件中界说3 个参阅突发的信噪比值，以到达希望的链路质量:

最小信噪比( Minimum Es/No) 为70;适中信噪比( Moderate Es/No) 为100;最大信噪比( Maximum Es/No) 为130。

别的，在操控站参数文件中界说一个下行链路操控值。这个参数的含义是: 有多少远端站接纳操控站突发信号的质量低于希望值才干导致操控站增大发送功率。

( 2) 雨区发射功率调整

假如操控站检测到它不能将功率电平增加到希望值，它将在参阅突发中设置一个标志，告知各远端站。远端站跟着冻住自己的功率电平。它们从本站的参数文件中读取最新功率电平值。