寬帶VSAT衛(wèi)星通信系統SCPC調制解調器空口協議規(guī)范

ICS33.060.30

CCSM35YD

中華人民共和國通信行業(yè)標準

YD/TXXXXX—XXXX

寬帶VSAT衛(wèi)星通信系統SCPC調制解調

器空口協議要求

AirInterfaceProtocolrequirementforSCPCModems

ofbroadbandVSATsatellitecommunicationsystem

（送審稿）

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

中華人民共和國工業(yè)和信息化部發(fā)布

YD/TXXXXX-XXXX

目次

前言.................................................................................IV

1范圍......................................................................................1

2規(guī)范性引用文件............................................................................1

3術語、定義和縮略語.......................................................................2

3I術語和定義...........................................................................2

3.1.1................................................................................................................................................................2

3.1.2................................................................................................................................................................2

3.1.3................................................................................................................................................................2

32縮略語................................................................................2

4總體要求..................................................................................2

I.1設備工作模式要求.....................................................................2

I.2無線鏈路工作機制要求.................................................................3

1.3兼容地面組網要求.....................................................................3

5總體原則..................................................................................3

5.1控制平面協議模型.....................................................................3

42用戶平面協議模型.....................................................................3

6物理層....................................................................................4

fi-1功能概述..............................................................................4

fi.2傳輸幀結構...........................................................................4

fi.3信號處理流程.........................................................................4

6.3.1接口...........................................................................4

6.3.2基芾加擾........................................................................5

6.3.3編碼.............................................................................5

6.3.4符號映射........................................................................14

6.3.5物理層組幀.....................................................................35

6.3.6符號加擾.......................................................................43

6.3.7成型濾波.......................................................................45

7鏈路層...................................................................................46

7.1功能概述............................................................................46

7.2鏈路層編址規(guī)則......................................................................47

7.3鏈路幀格式定義.....................................................................47

7.3.1GSE分組格式....................................................................47

7.3.2基帶幀格式......................................................................49

7.1鏈路層地址解析.....................................................................50

7.4.1SARP協議處理流程..............................................................50

7.4.2SARP協議的報文格式............................................................50

7.4.3SARP報文鏈路層封裝............................................................51

7.5鏈路層數據交換......................................................................51

7.5.1衛(wèi)星二層組網....................................................................51

7.5.2鏈路層地址學習................................................................53

7.5.3鏈路層數據轉發(fā)..................................................................53

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7.6鏈路層流控機制......................................................................53

77鏈路層與其他層的映射與封裝.........................................................54

7.7.1鏈路層與上層的映射與封裝......................................................54

7.7.2鏈路層與物理層的映射與封裝....................................................56

8網絡層...................................................................................57

1衛(wèi)星側路由協,議....................................................................57

8.1.1協議報文格式...................................................................57

8.1.2協議交互流程...................................................................57

R.‘IP頭壓縮..........................................................................57

8.2.1IP頭壓縮技術...................................................................57

8.2.2壓縮表項報文格式................................................................58

8.2.3壓縮與解壓處理流程..............................................................60

R.n網絡層QOS..................................................................................................................................................61

8.3.1流分類..........................................................................61

8.3.2隊列調度........................................................................62

9傳輸層...................................................................................62

見1傳愉層控制協議......................................................................62

9.2標準UDP協議.......................................................................62

9.3標準TCP協議.......................................................................62

9.1TCP協議加速.........................................................................62

附錄A.（規(guī)范性附錄）物理層長幀校驗位地址表..........................................63

表A.lLDPC編碼模式2/9校驗位地址表..................................................63

表A.2LDPC編碼模式1/4校驗位地址表..................................................64

表A.3LDPC編碼模式13/45校驗位地址表................................................65

表A.4LDPC編碼模式1/3校驗位地址表..................................................66

表A.5LDPC編碼模式2/5校驗位地址表..................................................67

表A.6LDPC編碼模式9/20校驗位地址表.................................................69

表A.7LDPC編碼模式1/2校驗位地址表..................................................71

表A.8LDPC編碼模式90/180校驗位地址表...............................................73

表A.9LDPC編碼模式96/180校驗位地址表...............................................76

表A.10LDPC編碼模式11/20校驗位地址表............................................78

表A.ULDPC編碼模式100/180校驗位地址表..........................................81

表A.12LDPC編碼模式26/45校驗位地址表............................................83

表A.13LDPC編碼模式104/180校驗位地址表..........................................86

表A.14LDPC編碼模式3/5校驗位地址表................................................89

表A.15LDPC編碼模式18/30校驗位地址表............................................91

表A.16LDPC編碼模式28/45校驗位地址表............................................94

表A.17LDPC編碼模式23/36校驗位地址表............................................97

表A.I8LDPC編碼模式116/180校驗位地址表..........................................99

表A.19LDPC編碼模式2/3校驗位地址表...............................................102

表A.20LDPC編碼模式20/30校驗位地址表...........................................105

表A.21LDPC編碼模式124/180校驗位地址表.........................................109

表A.22LDPC編碼模式25/36校驗位地址表.............................................112

表A.23LDPC編碼模式128/180校驗位地址表.........................................115

表A.24LDPC編碼模式13/18校驗位地址表...........................................118

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表A.25LDPC編碼模式22/30校驗位地址表...........................................121

表A.26LDPC編碼模式132/180校驗位地址表.........................................124

表A.27LDPC編碼模式3/4校驗位地址表.............................................127

表A.28LDPC編碼模式135/180校驗位地址表.........................................131

表A.29LDPC編碼模式7/9校驗位地址表.............................................134

表A.30LDPC編碼模式140/180校驗位地址表..........................................137

表A.31LDPC編碼模式4/5校驗位地址表...............................................140

表A.32LDPC編碼模式5/6校驗位地址表.............................................144

表A.33LDPC編碼模式154/180校驗位地址表.........................................147

表A.34LDPC編碼模式8/9校驗位地址表.............................................151

表A.35LDPC編碼模式9/10校驗位地址表............................................155

附錄B（規(guī)范性附錄）物理層短幀和中幀校驗位地址表..................................160

表B.lLDPC編碼模式11/45校驗位地址表短幀.........................................16（）

表B.2LDPC編碼模式1/4校驗位地址表短幀............................................160

表B.3LDPC編碼模式4/15校驗位地址表短幀.........................................160

表B.4LDPC編碼模武14/45校驗位地址表短幀.......................................160

表B.5LDPC編碼模式1/3校驗位地址表短幀..........................................161

表B.6LDPC編碼模式2/5校驗位地址表短幀..........................................161

表B.7LDPC編碼模式7/15校驗位地址表短幀..........................................162

表B.8LDPC編碼模式1/2校驗位地址表短幀..........................................162

表B.9LDPC編碼模式8/15校驗位地址表短幀..........................................163

表B.10LDPC編碼模式26/45校驗位地址表短幀......................................163

表B.llLDPC編碼模式3/5校驗位地址表短幀..........................................164

表B.12LDPC編碼模式2/3校驗位地址表短幀........................................165

表B.13LDPC編碼模式32/45校驗位地址表短幀........................................166

表B.14LDPC編碼模式3/4校驗位地址表短幀..........................................166

表B.15LDPC編碼模式4/5校驗位地址表短幀..........................................167

表BI6LDPC編碼模式5/6校驗位地址表短幀.......................................168

表B.17LDPC編碼模式8/9校驗位地址表短幀.......................................169

表B.18LDPC編碼模式1/5校驗位地址表中幀.........................................170

表B.19LDPC編碼模式11/45校驗位地址表中幀.......................................170

表B.20LDPC編碼模式1/3校驗位地址表中幀.........................................171

附錄C.（規(guī)范性附錄）鏈路層.........................................................173

C.1鏈路層協議類型定義..................................................................173

C.2NCR參考時鐘字段定義.............................................................173

C.3底層控制信令格式定義...............................................................173

參考文獻..................................................................................175

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刖B

本文件“寬帶VSAT衛(wèi)星通信系統SCPC調制解調器空口協議要求”，是針對國內寬帶VSAT衛(wèi)星通

信系統的SCPC調制解調器設各，從物理層、鏈路層、網絡層、傳輸層等方面給出幀結構、空口交流流

程、控制機制等內容，目的是為了實現寬帶VSAT衛(wèi)星通信系統SCPC調制解調器設備在空I」層面的互聯

互通。

本文件是寬帶VSAT衛(wèi)星通信系統調制解調器設備系列標準之一，該系列標準預計結構及名稱如下:

a）YD/TXXXX《寬帶VSAT衛(wèi)星通信系統調制解調器通用技術要求》；

b）YD/TXXXX《寬帶VSAT衛(wèi)星通信系統調制解調器通用測試方法》；

c）YD/TXXXX《寬帶VSAT衛(wèi)星通信系統SCPC調制解調器空口協議規(guī)范》。

本文件按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別這些專利的責任。

本文件由中國通信標準化協會提出并歸口。

木文件起草單位，中國信息通信研究院，北京航天控制儀器研究所，中國衛(wèi)通集團股分有限公司，

航天恒星科技有限公司、中國移動通信集團有限公司、中國移動通信集團設計院有限公司、中信數字媒

體網絡有限公司衛(wèi)星通信分公司、中興通訊股份有限公司、博鼎實華（北京）技術有限公司、中國信息

通信科技集團有限公司、亞太衛(wèi)星寬帶通信（深圳）有限公司、四川安迪科技實業(yè)有限公司、中國電信

股份有限公司衛(wèi)星應用技術研究院、南京控維通信科技有限公司。

本文件主要起草人：施永新、王景麗、潘青亮、王海波、嚴彬鑫、馮建元、劉曉濱、時立峰、黎小

明、肖榮建、劉向偉、姚宜東、馬軍、劉海客、黃曜明、馬克、康紹莉、王星、曹吻、王亮、鄭藝、陳

勇春、劉悅、陳建華。

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寬帶VSAT衛(wèi)星通信系統SCPC調制解調器空口協議要求

1范圍

本文件規(guī)定了寬帶VSAT衛(wèi)星通信系統SCPC調制解調器的總體要求、控制平面協議棧、用戶平面協

議棧、物理層協議、鏈路層協議、網絡層協議、傳輸層協議等要求。

本文件適用于工作于靜止軌道衛(wèi)星采用SCPC點對點工作模式的寬帶VSAT衛(wèi)星通信系統調制解調

器設備。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注口期的引用文件,

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

IETFRFC3095:報頭壓縮(ROHC)：框架和四種配置文件:RTP、UDP、ESP和未壓縮

(RobustHeaderCompression(ROHC):Frameworkandfourprofiles:RTP,

UDP,ESP,anduncompressed)

IETFRFC1058路由信息協議(RoutingInformationProtocol)

IETFRFC2328OSPF版本2.0(OSPFVersion2)

IETFRFC5340用于IPV6的OSPF(OSPFForIPV6)

IETFRFC2236Internet組管理協議版本2(InternetGroupManagementProtocol,Version2)

IETFRFC3376Intcmet組管理協議版本3(InternetGroupManagementProtocol,Version3)

IETFRFC4271邊界網關協議4(BGP-4)(ABorderGatewayProtocol4(BGP-4))

IETFRFC1195OSHS-IS在TCP/IP和雙環(huán)境中路由的應用(UseofOSIIS-ISforRoutingin

TCP/IPandDualEnvironments)

IETFRFC4601協議無關多播稀疏模式(PIM-SM)：協議規(guī)范(ProtocolIndependent

Multicast-SparseMode(PIM-SM):ProtocolSpecification)

IETFRFC791(1981)互聯網協議DARPA互聯網程序協議規(guī)范(INTERNETPROTOCOL

DARPAINTERNETPROGRAMPROTOCOLSPECIFICATION)

IETFRFC826以太網地址解析協議(Ethernetaddressresolutionprotocol)

IETFRFC2460互聯網協議第6版(IPv6)規(guī)范(InternetProtocol,Version6(IPv6)

(1998)Specification)

IEEE802.3沖突檢測的載波偵聽多址(CSMA/CD)接入方法和物理層規(guī)范(Carrier

sensemultipleaccesswithcollisiondetection(CSMA/CD)accessmethodand

physicallayerspecification)

IEEE802.Iq虛擬橋接局域網(Virtualbridgedlocalareanetworks)

IEEE802.lad虛擬橋接局域網修正案4：提供商橋接(VirtualBridgedLocalArea

NetworksAmendment4:ProviderBridges)

DVB-S2DVR-S2協議(DVB-S2EN302307-1Vl.4.1)

1

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DVB-S2XDVB-S2X協議(DVB-S2XEN302307-2Vl.3.1)

3術語、定義和縮略語

?1術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1.1

單路單載波SCPCSingleChannelPerCarrier

一種為每一路基帶信號對一個載波進行調制，網絡拓撲結構為單點對單點的信號傳輸方式。

3.1.2

甚小孔徑終端VSATVerySmallApertureTerminal

小型或微型衛(wèi)星通信地球站。

3.1.3

調制解調器MODEM

能夠滿足衛(wèi)星通信調制和解調功能，可實現衛(wèi)星模擬信號和數字信號之間的轉換的電子設備。

37縮略語

下列縮略語適用于本文件。

ACM:自適應調制編碼(AdaptiveCodingandModulation)

AUPC:自動上行功率控制(Auioma【icUplinkPowerControl)

DSCP:差分服務代碼點(DifferentiatedServicesCodePoint)

GSE;通用流封裝(GenericS(iean)Encapsulation)

IP：互聯網協議(InternetProtocol)

LAN:局域網(LocalAreaNetwork)

MAC:媒體存取控制位(MediaAccessControl)

OSPF:開放最短路徑優(yōu)先協議(OpenShortcst-PathFirst)

S-ARP:衛(wèi)星鏈路專用地址解析協議(SatellileAddressResolulionProtocol)

TCP:傳輸控制協議(TransmissionControlProtocol)

UDP:用戶數據報協議(UserDatagramProtocol)

VLAN:虛擬局域網(VirtualLocalAreaNetwork)

4總體要求

4?設備工作模式要求

設備支持如下組網工作模式：

1)網絡拓撲：

a)應支持點對點組網

b)應支持星狀組網

c)可支持網狀組網

2

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2）數據轉發(fā)模式

應支持二層交換和三層路由轉發(fā)。

4：無線鏈路工作機制要求

設備可支持如下無線鏈路工作機制：

1）自動上行功率控制，以提升衛(wèi)星鏈路抗雨衰傳輸性能;

2）自適應調制碼率，以提升衛(wèi)星鏈路可靠性及傳輸效率。

4＜兼容地面組網要求

設備應支持與地面網絡混合組網，需要完成衛(wèi)星側數據報文與地面標準以太報文間的悔議轉換，以

實現與地面網絡之間基于IP協議標準的交互。

5總體原則

5.1控制平面協議模型

衛(wèi)星空口控制平面協議模型如圖1所示,

置籍終瘠

圖1調制解調器空口控制平面協議模型

衛(wèi)星鏈路層上承載的報文包含底層信令、S-ARP、NCR報文，其中底層信令指衛(wèi)星空口物理層和鏈

路層的控制信令。

S）用戶平面協議模型

三層組網下的空II用戶平面協議模型如佟I2所示:

圖2調制解調器三層組網空口用戶平面協議模型

設備在三層組網下，LAN側的以太報文剝掉二層MAC頭后直接承載在衛(wèi)星鏈路層傳輸。

二層組網下的空口用戶平面協議模型如圖3所示：

3

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圖3調制解調器二層組網空口用戶平面協議模型

設備二層交換組網時，以太數據報文直接承載在衛(wèi)星鏈路層傳輸。

6物理層

61功能概述

物理層主要進行比特級及符號級映射處理，具體包括比特級加擾、編碼、符號映射、組幀、符號級

加擾、成型濾波等。

1）比特級加擾即對鏈路層輸出比特加擾，增加數據隨機性；

2）編碼過程采用BCH+LDPC組合編碼方式；

3）符號映射即將編碼輸出比特按特定調制規(guī)則映射為符號；

4）組幀即按照特定結構，將信息符號、導頻等放置到特定位置，形成符合一定通信場景的幀結構；

5）符號加擾即對組幀完成后的符號進行加擾，功能與比特加擾類似；

6）成型濾波主要作用為消除ISI、頻譜壓縮等；

6；傳輸幀結構

基帶幀應由IP數據包或以太數據幀、GSE數據包逐步封裝而來，各層封裝均應有對?應封裝包頭，且

均需考慮糾錯。

幀的最小單位時隙應適配系統資源調度需求。

62信號處理流程

6.3.1接口

本文件所定義的子系統接口劃分由表1所示。

表1系統接口

位置接口接口類型連接多洋性

發(fā)射站輸入MPEG|1,4］傳輸流（見注1）來自MPEG多路復用器單個或多個

發(fā)射站輸入（見注2〕通用流來自數據源單個或多個

發(fā)射站輸入（見注3）ACM命令來自速率控制單元單個

70MHz/140MHzIF,L-band

發(fā)射站輸出至射頻設備單個或多個

IF,RF（見注4）

發(fā)射站輸入模式自適應來自模式自適應模塊單個

4

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位置接口接口類型連接多徉性

注1：出于互操作性的原因，建議使用188字節(jié)格式的異步串行接口（ASI）,即數據突發(fā)模式（字節(jié)定期隨

時間擴展）。

注2：用于數據服務。

注3：僅對ACM。允許外部設置ACM傳輸模式。

注4：中頻IF應該高于2倍的符號率。

輸入接口子系統應將輸入電氣格式映射為內部邏輯位格式。第一個接收位將被指示為最高有效位

（MSB）o

傳輸流的特征應該是具有恒定長度的用戶分組（UP）即UPL=188X8比特（一個MPEG分組），第

一個字節(jié)是同步字節(jié)（47HEX）。

通用流的特征應該是具有連續(xù)的比特流或具有長度為UPL比特（最大UPL值為64K,UPL=OD意味

著連續(xù)流）的恒定長度用戶分組（UP）流?？勺冮L度分組流或長度超過64kbiI的恒定數據分組應視為連

續(xù)流。

對于通用分組流，如果同步字節(jié)是UP的第一個字節(jié)，則應保持不變，否則在每個報文前插入一個

sync-byte=0D,用戶分組長度UPL加8。UPL信息可以通過靜態(tài)調制器設置得到。

應允許外部“傳輸模式控制單元”，對于輸入數據的某一特定部分，設置“ACM指令”輸入為調制

器采用的傳輸參數。

模式自適應為可選輸入接口，形式為一個數據字段序列，其中每個單獨的數據字段前均附有

BBHEADER以及流自適應指令，從而允許由“外部3模式自適應單元”為每個特定MA數據包設置調制

器采用的傳輸參數。模式自適應輸入接口模式為獨立信令回路或帶內信號。

6.3.2基帶加擾

基帶幀應采用隨機序列進行基帶加擾。隨機序列應與基帶幀同步，從最高有效位（MSB）開始，到

Lh比特之后結束。

加擾序列應由圖4所示的反饋移位寄存器生成。偽隨機二進制序列（PRBS）的生成多項式如下：

1+產+小

在每個基帶幀開始時將初始化序列（100101010000000）加載到PRBS寄存器中，如下圖4所示：

6.3.3編碼

6.3.3.1概述

5

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編碼需采用BCH編碼、LDPC編碼并進行比特交織，輸入為基帶幀，輸出為FEC幀。

每個％bch比特的基帶幀經FEC編碼，以生成〃小比特的FEC幀。BCH編碼生成的BCHFEC應附加在

基帶幀之后，LDPC編碼生成的LDPCFEC應附力口在BCHFEC字段后，如圖5所示。

〃bch=L|dpc,

Abch,.〃kh-￡bch..〃klpc-Akipc

基帶幀BCHFECLDPCFEC

〃ldpc

圖5比特交織前數據格式示意圖

卜.表2、3和4給出了支持的〃MB和編碼模式組合所對應的FEC編碼參數。其中附錄A對應〃1dpe為

64800的校驗比特索引表，附錄B對應即取為16200及32400的校驗比特索引表。

表2長FEC幀編碼參數,%1K=64800

BCH編碼塊％卜

BCH可校正

LDPC編碼模式BCH未編碼塊2bchLDPC編碼塊"

錯誤比特數》1dpe

LDPC未編碼塊&1dpe

2/914208144001261560.

1/416008162001264800

13/4518528187201264800

1/321408216001264800

2/525728259201264800

9/2028968291601264800

1/2、90/18032208324001264800

96/18034368345601264800

11/2035448356401264800

100/18035808360001264800

26/45、104/18037248374401264800

3/5、18/3038688388801264800

28/4540128403201264800

23/3641208414001264800

116/18041568417601264800

20/3043008432001264800

2/343040432001064800

124/18044448446401264800

25/3644808450001264800

128/18045888460801264800

13/1846608468001264800

22/30、132/18047328475201264800

6

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BCH編碼塊〃

BCH可校正

LDPC編碼模式BCH未編碼塊kbchLDPC編碼塊1p

錯誤比特數，de

LDPC未編碼塊火1dpe

3/4、135/18048408486001264800

7/9、140/18050208504001264800

4/551648518401264800

5/65384054(K)01064800

154/18055248554401264800

8/95747257600864800

9/105819258320864800

WL-SNR打孔和縮短在635.3中定義°

表3中FEC幀編碼參數、=32400

BCH編碼塊nbch

BCH未編碼塊

BCH可校正

LDPC編碼模式LDPC未編碼塊LDPC編碼塊叫dpc

“bch