由美國標準MIL-STD-188-141A和FED-STD-1045定義的第二代短波自動鏈路建立系統(tǒng)（2G-ALE，2 Generation-Automatic Link Establishment），使用戶可以組建抗毀性強、設(shè)備簡單的交互式短波通信系統(tǒng)，但隨著短波通信網(wǎng)絡(luò)的增長，用戶迫切需要更有效的短波通信管理協(xié)議。1999年誕生的第三代短波自動鏈路建立系統(tǒng)（3G-ALE）協(xié)議（MIL-STD-188-141B）支持第二代協(xié)議規(guī)定的話音通信和小型網(wǎng)絡(luò)的前提下，有效地支持大規(guī)模、數(shù)據(jù)密集型快速高質(zhì)量的短波通信系統(tǒng)，標準的確立又一次掀起了世界性的短波通信研究高潮。在國內(nèi)，隨著最新的微處理器/DSP技術(shù)和理槍的發(fā)展以及軟件無線電技術(shù)的發(fā)展，也開始致力于第三代短波自動鏈路建立系統(tǒng)協(xié)議的研究、仿真及實現(xiàn)。
1、第三代短波自動鏈路建立系統(tǒng)概述
3G-ALE系統(tǒng)協(xié)議共分5個方面：鏈路建立管理（ALEM），數(shù)據(jù)流管理(TM)、數(shù)據(jù)連接管理、電路連接管理和物理層管理，其中數(shù)據(jù)連接管理包括高速數(shù)據(jù)連接管理（HDL)和低速數(shù)據(jù)連接管理（LDL）。鏈路建立管理負責(zé)建立鏈路連接，接著由數(shù)據(jù)流管理負責(zé)真正的數(shù)據(jù)流通信。根據(jù)數(shù)據(jù)流類型，可分別由高速數(shù)據(jù)管理、低速數(shù)據(jù)連接管理或電路連接管理接管。
2、第三代短波自動鏈路建立系統(tǒng)的特性
相對于第二代短波自動鏈路建立系統(tǒng)，第三代短波自動鏈路建立系統(tǒng)進行了許多改進，采用了許多新技術(shù)，主要表現(xiàn)為：數(shù)字PSK調(diào)制解調(diào)方式、突發(fā)波型BW（Burst Waveform）系列波形傳輸、呼叫信道的同步掃描、將網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的電臺劃分為不同的駐留組、信道分離、時間片信道訪問方式、信道使用前采用載波監(jiān)聽技術(shù)避免沖突、提供了與Internet協(xié)議的接口等。這些新技術(shù)的應(yīng)用，使第三代短波通信網(wǎng)絡(luò)的性能有了很大的提高，如支持大數(shù)據(jù)量的高速傳輸、提高了輸出信噪比、在低輸入信噪比的情況下保證正常通信、通道效率高、速度快等。
第三代短波自動鏈路建立系統(tǒng)有以下技術(shù)特點：
1）波型：3G-ALE自動鏈路建立和數(shù)據(jù)傳輸使用同樣的突發(fā)波BW（由MIL-STD-188-101A定義），從而提高了系統(tǒng)的靈活性。所使用的突發(fā)波有BW0~BW4五種，其特性詳見下表2-1。
表2-1：3G-ALE中突發(fā)波型BW特性表
2）信道分離：3G-ALE將呼叫信道與數(shù)據(jù)流信道分離并保持數(shù)據(jù)流與呼叫信道相鄰，以使他們在傳輸特性上相近。
3）鏈路建立的同步行：3G-ALE中提供了異步和同步兩種線路建立方式，尤以同步模式的性能更優(yōu)，延時更小，因為在這種模式下某一時間內(nèi)電臺的駐留信道是確定的。
4）駐留組劃分：3G-ALE系統(tǒng)同步鏈路建立系統(tǒng)中引入駐留組（Dwell Group）的概念這種技術(shù)將網(wǎng)絡(luò)中所有電臺劃分成多個組。同一時間，同一DG內(nèi)的電臺工作在同一信道上，而不同的DG工作在不同的信道上，這樣可以降低系統(tǒng)的阻塞。電臺信道駐留計算公式如下（式中，D為駐留信道，其值為0~C-1；T為時間；G為駐留組個數(shù)；C為掃描信道的個數(shù)）：
D =（T/4+G）MOD C
5）劃分時間片：3G-ALE的另一個減少呼叫信道擁擠的方法是劃分時間片技術(shù)。電臺在一個信道上駐留的時間為4s（5 x 800ms）。3G-ALE將其劃分為5個時間片，詳見下圖2-5。Slot 0為調(diào)諧和監(jiān)聽時間片，Slot 1~ Slot 4四個時間片統(tǒng)稱為呼叫及應(yīng)答時間片，用于呼叫和應(yīng)答PDU（協(xié)議數(shù)據(jù)單元）的傳送。
圖2-5：3G-ALE的時間片劃分
6）簡單的ARQ：3G-ALE的ARQ相對2G-ALE來說要簡單的多，因為3G所采用的技術(shù)，使通信出錯的幾率減少，沒有必要通過ARQ來保證通信的質(zhì)量，而對于小數(shù)據(jù)量的通信或復(fù)雜信道情況下的通信，可選用增強型ARQ協(xié)議來通信。
7）探測信號的作用：在2G中探測信號在評價信道質(zhì)量的作用至關(guān)重要，但在3G中因其提供了良好的鏈路質(zhì)量分析機制，即可通過日常的通信連接情況的積累得到即使詳盡的鏈路質(zhì)量資料（尤其在同步通信機制中），使探測信號的作用大大降低。當(dāng)然系統(tǒng)空閑時也可以在時間片4中發(fā)出探測信號，起到對通信質(zhì)量進行進一步監(jiān)控的作用。
三、關(guān)于ALE碼字格式
在短波通信中，進行線路質(zhì)量分析LQA（Link Quality Analysis）時，是首先要發(fā)送探測信號的。而探測信號是將原始自動線路建立ALE（Automatic Link Establishment）碼字進行分組、編碼、交織、三倍冗余、8PSK調(diào)制后而產(chǎn)生。因此ALE碼字是探測信號的基礎(chǔ)。原始ALE碼字由指定的最高有效位（MSB）到最低有效位（LSB）共24bit組成，分為一個3bit的報頭和三個單獨的7bit字符共四部分，各部分和整個碼字的MSB都是在最左邊，并且最先發(fā)送。其ALE碼字格式詳見下圖3-1。ALE碼字的報頭類型分為8種，其編碼和含義詳見下表3-1；各種類型報頭的名稱及用途詳見下表3-2。
圖3-1：ALE碼字格式
表3-1：ALE碼字報頭類型的編碼及含義
表3-2：各種類型報頭的名稱及用途
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