CDM625ACM白皮书.pdf

      CDM625 中的ACM （自适应编码调制）  技术及应用            Comtech EF Data  2009 年6 月      1. 概述 自适应编码调制（ACM ）是SCPC 卫星MODEM‐625 的一项必威体育精装版功能，该功能需要MODEM 配 备必威体育精装版的软件（1.4.0 以上）、带有VersaFECTM 模块和FAST 选项。VersaFEC ACM 是由Comtech EF  Data 和Comtech AHA 公司开发和拥有的专利技术。  1) ACM 将雨衰余量转化为更高的链路传输能力：与传统的CCM （固定编码调制）卫星SCPC 链路相比，能够将链路速率提高一倍或更多。这是通过自动调整FEC 码率和调制方式来实 现的。  2) 无论链路状况如何（有噪声或其他干扰、晴天、降雨等），ACM 总能使链路得到最大吞吐 率。ACM 的初始设置很简单，之后由MODEM 自动根据链路状况调整调制方式和FEC 码率， 再也不需要其他操作了。  3) 使用CCM 系统，严重的雨衰会导致链路中断，用户数据的吞吐率变为0 ；ACM 则始终保 持链路的连通性（降低速率），从而能显著提高系统的可用度。  4) CDM‐625 中的ACM 需要VersaFEC 的支持，目前只能支持IP 业务的传输。（不使用ACM 时，可以使用其他所有数据接口）。  2. 背景 ACM 不是一个新的概念，已经在无线通信领域（包括地面微波通信）应用多年，只是近来才 引入到卫星传输领域。ACM 的主要功能是：根据链路的信噪比状况自动调整调制方式和FEC 码率， 来优化无线链路的吞吐率。应当注意的是：改变调制方式和FEC 码率，会直接影响频谱效率 （bps/Hz）。  这个概念有一个隐含条件：无线通信系统的符号速率（sps ）和发射功率必须维持恒定，这样 才能保证一个特定的链路永远也不会超过所分配的带宽。所以，ACM 工作时，需要保持符号速率 恒定，而业务数据速率动态改变。  请看一下这个简单的公式：  R  = R / ( Mod * FEC )  S i 例如：QPSK 调制（Mod = 2 ）， ¾，这个公式就变为：R  = R * 0.666  S i 从上述公式可以推导出：  R = R  *  Mod * FEC   i S 所以，当采用更高阶调制或更高FEC 码率时，链路的比特速率Ri 就增加；当采用低阶调制或 更低FEC 码率时，链路的比特速率Ri 就减少。  另外，还有几个重要的因素需要考虑：  1) 通信系统必须能够忍受比特速率的改变。同步串行接口（如G.703 E1，工作于固定速 率2.048Mbps ）就不适合使用这种动态改变速率的工作方式。能够适应这种工作方式 的应用是基于包交换的应用，包交换系统中使用一些控制协议，能够自动识别出信道 的比特速率何时发生变化，并自动调整应用层的数据传输速率。能够使用ACM 工作 方式的最典型的例子是以太网业务，本文的所有讨论仅限于采用以太网的应用。    2) 比特速率不是任意改变的。以Eb/No 或SNR 表示的链路噪声状况，决定了链路保证可 靠通信所能使用的最佳调制方式和纠错码率。而调制方式和纠错码率只能在几个离散 的值中选择，所以链路的数据速率也不是连续变化的。这一点很重要，链路的SNR 是 ACM 系统选择调制方式、纠错码率和速率速率的唯一依据。  3. ACM 的要求 要实现ACM ，需要满足下面几个重要条件：  1) 调制器和FEC 编码器能够瞬间改变调制方式和FEC 码率，这个跳变应该不会造成在链 路的任意环节损坏业务