CN108234078A - 一种应用于数传电台的信息编码处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于数传电台信息传输通道的信息编码方法，其特征在于，所述信息传输通道包括信息接收通道、数据传输通道、话音传输通道和信息输出通道，所述信息接收通道的输出端分别与数据传输通道的输入端和话音传输通道的输入端连接，信息输出通道的输入端分别与数据传输通道的输出端和话音传输通道的输出端连接，所述数据传输通道采用数据编码方法，所述话音传输通道采用话音编码方法。本发明通过将数据编码和话音编码单独进行，从而可以有效地提高数据传输的可靠性和抗干扰性，也能降低话音通信占用的信道带宽。
Description
技术领域
本发明涉及一种信息编码方法，具体涉及一种应用于数传电台的信息编码处理方法。
背景技术
目前，数传电台是指借助DSP技术和无线电技术实现的高性能专业数据传输电台。数传电台的使用从最早的按键电码、电报、模拟电台加无线MODEM，发展到目前的数字电台和DS P、软件无线电台；传输信号也从代码、低速数据到高速数据，可以传输包括遥控遥测数据、动态图像等业务。目前国际上比较知名的数传电台包括芬兰的SATEL数传电台、美国的MDS以及日本的日精等。
编码是用预先规定的方法将文字、数字或其他对象编成数码，或将信息、数据转换成规定的电脉冲信号，是信息从一种形式或格式转换为另一种形式的过程，编码在电子计算机、电视、遥控和通讯等方面有广泛的使用，常用的编码有两类，一类是二进制编码，另一类是十进制编码。
随着数传电台的发展，数传电台不但要满足数据传输功能，还要满足话音传输功能，但是数据传输过程要求较高的可靠性和抗干扰能力，话音通信则要求信道占用带宽低，单一的编码方案已经不适合这种具有数据传输功能和话音通信功能的数传电台。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种应用于数传电台信息传输通道的信息编码方法，其通过将数据编码和话音编码单独进行，从而可以有效地提高数据传输的可靠性和抗干扰性，也能降低话音通信占用的信道带宽。
本发明通过下述技术方案实现：
一种应用于数传电台信息传输通道的信息编码方法，所述信息传输通道包括信息接收通道、数据传输通道、话音传输通道和信息输出通道，所述信息接收通道的输出端分别与数据传输通道的输入端和话音传输通道的输入端连接，信息输出通道的输入端分别与数据传输通道的输出端和话音传输通道的输出端连接，所述数据传输通道采用数据编码方法，所述话音传输通道采用话音编码方法。本发明通过将数据编码和话音编码单独进行，从而可以有效地提高数据传输的可靠性和抗干扰性，也能降低话音通信占用的信道带宽。
进一步地，所述数据编码方法包括以下步骤，步骤1：将从信息接收通道接收到的数据分成RS编码块；步骤2：对RS编码块进行RS编码；步骤3：对编码后的数据进行交织；步骤4：准备训练序列和头序列；步骤5：对数据进行比特加扰；步骤6：对加扰后的数据进行调制。
进一步地，步骤1包括以下步骤，步骤101：当从信息接收通道接收到的数据长度不超过239个字节，在数据后补0，补齐239个字节，然后进行步骤103，当从信息接收通道接收到的数据长度超过239个字节时，进行步骤102；步骤102：对数据按照239个字节一组进行分组，如果最后一组数据少于239个字节，则在最后一组数据后补0，补齐239个字节；步骤103：在每一组数据后生成16个字节的监督码。添加的“0”不在信道上传输，产生的16字节监督码需在信道上传输。
进一步地，所述RS编码采用RS256(255，239)的截短码RS(78，62)系统码，所述截短码RS(78，62)系统码生成的多项式为：其中，α为GF(256)的基本原根，256为加罗瓦域的大小，i为基本原根的幂，本原多项式为：P(x)＝x8+x7+x2+x+1，由本原多项式计算出的GF(256)的域元素为：
进一步地，步骤3中交织采用的交织器为以字节为基础的表格方式的交织器，步骤3包括以下步骤：步骤301：交织器生成一个每行255个字节、共C行的表，其中，10≥C≥1；步骤302：依次将RS编码后的数据按照字节发送顺序按行写入交织器生成的表；步骤303：每行按照RS256(255，239)完成编码后，将所述监督码按照移出的先后顺序放在该行的第240—255列。步骤302中，每个字节数据的bit7比特填在bit7的位置，第1组239个字节放入第1行，第2组239个字节放入第2行，依次类推，交织器生成的表中第1行第240列的监督码(p115)为编码完成后第1个送出以往寄存器的监督码。下面给出一个2153字节的交织例子：其中，m1，m2，…，m2153为待编码数据，交织器从第1列开始读取数据送加扰器，“空”字节不发送，字节内bit7先发送。交织器的接收端根据数据的字节计算出交织器所要产生的表的行数及最后一行的长度，然后去交织，纠错后取有效数据发送给比特加扰器。
进一步地，步骤4中所述的训练序列包括以下序列：发射机功率建立和AGC序列：所述发射功率建立序列由199个全零比特组成；同步辅助序列：用于信号处理为同步，由16比特组成；帧同步序列：由60比特组成；传输长度序列：用于表示数据的比特长度，发送顺序从最高为到最低位；长度校验序列：为传输长度序列的校验序列，共24比特，将传输长度序列采用RS(15，9)编码的截短码RS(10，4)进行编码，编码后将24比特校验序列填入。
进一步地，步骤5所述的比特加扰采用PN码，所述PN码的特征多项式为：X15+X+1，且所述比特加扰采用15级寄存器，所述寄存器的初始值为：1101 0010 1011 001。寄存器初始值的最左位放在寄存器第一级，每处理一位，寄存器向右移动一位，如附图4的比特加扰器工作示意图所示。
进一步地，所述话音编码方法包括以下步骤，步骤A：对接收到的模拟话音进行话音编码；步骤B：准备训练序列和头序列；步骤C：对编码后的模拟话音进行加扰；步骤D：对加扰后的模拟话音进行调制。
进一步地，步骤A中所述的话音编码采用G.729方案，步骤B中所述的训练序列包括以下序列，发射机功率建立和AGC序列：所述发射功率建立序列由199个全零比特组成；同步辅助序列：用于信号处理为同步，由16比特组成；帧同步序列：由60比特组成；EOM标志序列：由3比特组成，用于标识话音是否结束，如果是话音包，则话音未结束，填000，如果话音结束，则填111，并从左到右进行传送；传输长度序列：用于表示数据的比特长度，发送顺序从最高为到最低位；头校验序列：对EOM标志序列和传输长度序列采用分组码(25，20)，产生5比特头纠错序列，所述5比特头纠错序列的奇偶校验码的生产公式为：[P1，......，P5]＝[R1，......，R3，TL1，......，TL17]HT，其中，P为奇偶校验比特，P1首先传输，R为EOM标志，R1为低位，TL为传送长度符号，HT为矩阵H的转置，H为奇偶校验矩阵，
语音编码G.729方案是对电话带宽的语音信号编码的国际标准，也是H.323协议建议的语音编码算法之一。该算法采用对结构代数激励线性预测(CS-ACELP)算法。编码器首先将模拟输入信号进行电话语音带宽的滤波，然后以8kHz采样，接着量化为16bit的线性PCM信号。编码操作是基于10ms的语音帧，每80个样点构成一个语音帧。算法将对每一帧语音信号进行分析并提取参数并发送至解码器解码完成G.729的编解码操作。它具有高压缩比，语音质量较高的特点，比较适用与话音的数字编码通信。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本发明将数据编码和话音编码分开进行，使数据传输具有较高的可靠性和抗干扰能力，也使话音通信时信道占用的宽带降低，从而有效地提高数传电台的工作效率和工作质量。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明中的数传电台信息传输通道的结构示意图。
图2为本发明的数据传输编码方案流程图。
图3为本发明的话音传输编码方案流程图。
图4为比特加扰器的工作示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种应用于数传电台信息传输通道的信息编码方法，信息传输通道包括信息接收通道、数据传输通道、话音传输通道和信息输出通道，信息接收通道的输出端分别与数据传输通道的输入端和话音传输通道的输入端连接，信息输出通道的输入端分别与数据传输通道的输出端和话音传输通道的输出端连接。
本实施例中，数据传输通道采用数据编码方法，话音传输通道采用话音编码方法。
如图2所示，数据编码方法包括以下步骤，步骤1：将从信息接收通道接收到的数据分成RS编码块；步骤2：对RS编码块进行RS编码；步骤3：对编码后的数据进行交织；步骤4：准备训练序列和头序列；步骤5：对数据进行比特加扰；步骤6：对加扰后的数据进行调制。
步骤1包括以下步骤：步骤101：当从信息接收通道接收到的数据长度不超过239个字节，在数据后补0，补齐239个字节，然后进行步骤103，当从信息接收通道接收到的数据长度超过239个字节时，进行步骤102；步骤102：对数据按照239个字节一组进行分组，如果最后一组数据少于239个字节，则在最后一组数据后补0，补齐239个字节；步骤103：在每一组数据后生成16个字节的监督码。
步骤2中的RS编码采用RS256(255，239)的截短码RS(78，62)系统码，截短码RS(78，62)系统码生成的多项式为：其中，α为GF(256)的基本原根，256为加罗瓦域的大小，i为基本原根的幂，本原多项式为：P(x)＝x8+x7+x2+x+1，由本原多项式计算出的GF(256)的域元素为：
步骤3中交织采用的交织器为以字节为基础的表格方式的交织器，步骤3包括以下步骤，步骤301：交织器生成一个每行255个字节、共C行的表，其中，10≥C≥1；步骤302：依次将RS编码后的数据按照字节发送顺序按行写入交织器生成的表；步骤303：每行按照RS256(255，239)完成编码后，将监督码按照移出的先后顺序放在该行的第240—255列。
步骤4中所述的训练序列包括以下序列，发射机功率建立和AGC序列：发射功率建立序列由199个全零比特组成；同步辅助序列：用于信号处理为同步，由16比特组成；帧同步序列：由60比特组成；传输长度序列：用于表示数据的比特长度，发送顺序从最高为到最低位；长度校验序列：为传输长度序列的校验序列，共24比特，将传输长度序列采用RS(15，9)编码的截短码RS(10，4)进行编码，编码后将24比特校验序列填入。
步骤5的比特加扰采用PN码，所述PN码的特征多项式为：X15+X+1，且比特加扰采用15级寄存器，寄存器的初始值为：1101 0010 1011 001。
实施例2
本实施例在实施例1的基础上，实施本实施例时，如图3所示，话音编码方法包括以下步骤，步骤A：对接收到的模拟话音进行话音编码；步骤B：准备训练序列和头序列；步骤C：对编码后的模拟话音进行加扰；步骤D：对加扰后的模拟话音进行调制。步骤A中的话音编码采用G.729方案，步骤B中的训练序列包括以下序列，发射机功率建立和AGC序列：发射功率建立序列由199个全零比特组成；同步辅助序列：用于信号处理为同步，由16比特组成；帧同步序列：由60比特组成；EOM标志序列：由3比特组成，用于标识话音是否结束，如果是话音包，则话音未结束，填000，如果话音结束，则填111，并从左到右进行传送；传输长度序列：用于表示数据的比特长度，发送顺序从最高为到最低位；头校验序列：对EOM标志序列和传输长度序列采用分组码(25，20)，产生5比特头纠错序列，所述5比特头纠错序列的奇偶校验码的生产公式为：[P1，......，P5]＝[R1，......，R3，TL1，......，TL17]HT，其中，P为奇偶校验比特，P1首先传输，R为EOM标志，R1为低位，TL为传送长度符号，HT为矩阵H的转置，H为奇偶校验矩阵，
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种应用于数传电台信息传输通道的信息编码方法，其特征在于，所述信息传输通道包括信息接收通道、数据传输通道、话音传输通道和信息输出通道，所述信息接收通道的输出端分别与数据传输通道的输入端和话音传输通道的输入端连接，信息输出通道的输入端分别与数据传输通道的输出端和话音传输通道的输出端连接，所述数据传输通道采用数据编码方法，所述话音传输通道采用话音编码方法。
2.根据权利要求1所述的一种应用于数传电台信息传输通道的信息编码方法，其特征在于，所述数据编码方法包括以下步骤：
步骤1：将从信息接收通道接收到的数据分成RS编码块；
步骤2：对RS编码块进行RS编码；
步骤3：对编码后的数据进行交织；
步骤4：准备训练序列和头序列；
步骤5：对数据进行比特加扰；
步骤6：对加扰后的数据进行调制。
3.根据权利要求2所述的一种应用于数传电台信息传输通道的信息编码方法，其特征在于，步骤1包括以下步骤：
步骤101：当从信息接收通道接收到的数据长度不超过239个字节，在数据后补0，补齐239个字节，然后进行步骤103，当从信息接收通道接收到的数据长度超过239个字节时，进行步骤102；
步骤102：对数据按照239个字节一组进行分组，如果最后一组数据少于239个字节，则在最后一组数据后补0，补齐239个字节；
步骤103：在每一组数据后生成16个字节的监督码。
4.根据权利要求3所述的一种应用于数传电台信息传输通道的信息编码方法，其特征在于，所述RS编码采用RS256(255，239)的截短码RS(78，62)系统码，所述截短码RS(78，62)系统码生成的多项式为：其中，α为GF(256)的基本原根，256为加罗瓦域的大小，i为基本原根的幂，本原多项式为：P(x)＝x8+x7+x2+x+1，由本原多项式计算出的GF(256)的域元素为：
5.根据权利要求4所述的一种应用于数传电台信息传输通道的信息编码方法，其特征在于，步骤3中交织采用的交织器为以字节为基础的表格方式的交织器，步骤3包括以下步骤：
步骤301：交织器生成一个每行255个字节、共C行的表，其中，10≥C≥1；
步骤302：依次将RS编码后的数据按照字节发送顺序按行写入交织器生成的表；
步骤303：每行按照RS256(255，239)完成编码后，将所述监督码按照移出的先后顺序放在该行的第240—255列。
6.根据权利要求5所述的一种应用于数传电台信息传输通道的信息编码方法，其特征在于，步骤4中所述的训练序列包括以下序列：
发射机功率建立和AGC序列：所述发射功率建立序列由199个全零比特组成；
同步辅助序列：用于信号处理为同步，由16比特组成；
帧同步序列：由60比特组成；
传输长度序列：用于表示数据的比特长度，发送顺序从最高为到最低位；
长度校验序列：为传输长度序列的校验序列，共24比特，将传输长度序列采用RS(15，9)编码的截短码RS(10，4)进行编码，编码后将24比特校验序列填入。
7.根据权利要求6所述的一种应用于数传电台信息传输通道的信息编码方法，其特征在于，步骤5所述的比特加扰采用PN码，所述PN码的特征多项式为：X15+X+1，且所述比特加扰采用15级寄存器，所述寄存器的初始值为：1101 0010 1011 001。
8.根据权利要求2所述的一种应用于数传电台信息传输通道的信息编码方法，其特征在于，所述话音编码方法包括以下步骤：
步骤A：对接收到的模拟话音进行话音编码；
步骤B：准备训练序列和头序列；
步骤C：对编码后的模拟话音进行加扰；
步骤D：对加扰后的模拟话音进行调制。
9.根据权利要求8所述的一种应用于数传电台信息传输通道的信息编码方法，其特征在于，步骤A中所述的话音编码采用G.729方案，步骤B中所述的训练序列包括以下序列：
发射机功率建立和AGC序列：所述发射功率建立序列由199个全零比特组成；
同步辅助序列：用于信号处理为同步，由16比特组成；
帧同步序列：由60比特组成；
EOM标志序列：由3比特组成，用于标识话音是否结束，如果是话音包，则话音未结束，填000，如果话音结束，则填111，并从左到右进行传送；
传输长度序列：用于表示数据的比特长度，发送顺序从最高为到最低位；
头校验序列：对EOM标志序列和传输长度序列采用分组码(25，20)，产生5比特头纠错序列，所述5比特头纠错序列的奇偶校验码的生产公式为：[P1，......，P5]＝[R1，......，R3，TL1，......，TL17]HT，其中，P为奇偶校验比特，P1首先传输，R为EOM标志，R1为低位，TL为传送长度符号，HT为矩阵H的转置，H为奇偶校验矩阵，
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