以容量为10人的紫外光语音通信系统为例说明数据帧结构的设计。考虑到通常情况下人讲话的语速为每分钟160~180个汉字,在保留一定余量的情况下,假设每分钟240个汉字,如果压缩后的语音信号速率为4.8Kb/s,可以算出平均每个汉字时间内的比特数为1200b。据此设计的数据帧结构如图3所示,其中数据的信息速率为60Kb/s,信息体长度为1200b,时隙头长度为96b。时隙头包括前导序列、信息类型、发送方代号和接收方代号,长度分别为72b,8b,8b和8b。每一个用户只处理接收代号和自己的代号一致的时隙。收发双方作为一个组合占用相邻的两个时隙。前导序列为0,1交替的序列,信息类型的定义如表1所示。
图3 数据帧结构设计
整个系统的工作流程如下:
用户接入:如果用户k需要发起和用户j的通信,首先监听时隙1~10,如果用户j处于忙状态,则等待;否则如果信道上有空闲时隙对,则利用该时隙对的前一个时隙进行接入申请,同时接收自己的申请信息。如果接收的信息和发送的信息一致,表明没有另外一个用户正在竞争该时隙,则可以占用该时隙,用户j利用该时隙对的后一个时隙发出申请应答信息;如果接收的信息和发送的信息不一致,表明有另外一个用户正在竞争该时隙,则随机延迟Δ(Δ的范围取决于总的用户数)个数据帧的时间后再进行接入申请。
用户退出:如果用户k或j要退出该系统,需要利用其占用的时隙发出断开申请,对应的用户发出断开应答后,双方同时释放占用的时隙对。
系统同步:为了保证整个系统的时钟同步,避免不同用户时隙的相互重叠,可采取两种措施:
(1)时隙间留有3.4ms的保护间隔;