CN116707704A - 一种基于非乱序交织编码技术的Link16通信系统设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于非乱序交织编码技术的Link16通信系统设计方法,基于传统的Link16通信系统组成,使用非乱序交织编码技术替换传统Link16中的独立的交织技术和RS编码技术,将矩阵交织技术和RS编码技术融合在一起,将交织编码后的存储信息数据调整为正常的顺序,使得原始数据进行交织编码后,既发挥了采用交织技术可以纠正连续多位错误的优势,又能使存入存储器的数据信息顺序不会改变,为硬件调试时的数据访问提供了方便,提高了硬件调试效率。
Description
技术领域
本发明属于通信技术领域,具体涉及一种Link16通信系统设计方法。
背景技术
随着飞机性能的提高、导弹等新式武器的出现和发展、新军事理论的提出以及作战方式的改变,使作战的速度有了飞跃性的提升,因而对信息的实时性要求变得也越来越高。战场上敌我态势瞬息万变,特别是随着传感器和雷达在军事领域中的广泛应用和迅速发展,军情情报种类和信息量迅速增长,且军事信息中非话音性的内容显著增加,所以传统的话音通信在传输能力和时效性上已经不能满足现代军事通信的需要了。于是,战术数据链便应运而生了。
而交织技术作为Link16通信系统中的重要技术之一,可以有效地提高通信系统的传输效率和抗干扰能力。目前,Link16通信系统中的交织技术已经得到了广泛的应用和研究。在美国、欧洲等发达国家,Link16通信系统已经成为了军队的标配,交织技术也得到了广泛的应用。同时,国内的一些军工企业也开始研发和应用Link16通信系统,交织技术的研究也都成为了研发的重点之一。公开文献采用的方法主要有以下几种:
1)采用矩阵交织技术,前向纠错编码后的码字序列被按行填入一个大小为m×n的矩阵,矩阵填满以后,再按列读出。同样,接收端的解交织器将接收到的信号按列填入m×n的矩阵,填满后再按行读出,然后送往解码器进行正常解码。这样,信道中的连续突发错误被解交织器以m个比特为周期进行分隔再送往解码器,如果这m个错误比特处于信道编码的纠错能力范围内,则达到了消除错误突发的目的。
2)采用伪随机交织技术,将输入信号分成若干个块,每个块包含若干个符号,然后将每个块按照一定的规则进行交错。这个规则是由伪随机序列决定的,通过使用伪随机序列对原始数据进行交织,以增加信号的抗干扰能力和保密性。伪随机序列是一种按照特定算法生成的看似随机的数字序列,是一种长周期的序列,它具有良好的统计特性和随机性,但实际上是可预测的。交错后的信号被发送到接收端,接收端同样按照相同的规则对接收到的信号进行交错,以还原原始信号。这种技术可以减少数据传输中的错误和干扰,并提高数据传输的速度和效率。
但是,矩阵交织和伪随机交织技术带来了存储信息乱序的问题,存入存储器的数据信息不是正确的顺序,这将给硬件调试时的数据访问带来不便,降低硬件调试效率。所以,在Link16通信系统中,既能发挥交织的纠正连续多位错误的优势,又能确保存储信息的正常顺序是值得研究的。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供了一种基于非乱序交织编码技术的Link16通信系统设计方法,基于传统的Link16通信系统组成,使用非乱序交织编码技术替换传统Link16中的独立的交织技术和RS编码技术,将矩阵交织技术和RS编码技术融合在一起,将交织编码后的存储信息数据调整为正常的顺序,使得原始数据进行交织编码后,既发挥了采用交织技术可以纠正连续多位错误的优势,又能使存入存储器的数据信息顺序不会改变,为硬件调试时的数据访问提供了方便,提高了硬件调试效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括如下步骤:
步骤1:采用STD-DP消息封装格式,接收到循环冗余校验编码CRC的45个符号的消息数据,再添加7个符号的报头数据,其中每个符号的位宽是5bit;
步骤2:对45个符号的消息数据进行非乱序交织编码;
步骤2-1:对45个符号的消息数据进行解交织;
消息数据用x表示,分别为x1,x2,…,x45;消息数据的符号个数用d表示,d=45;解交织的交织深度用n表示,n=3,交织约束宽度用m表示,m=d/n=45/3=15;将45个符号的消息数据序列按行填入大小为m×n,即15*3,的交织矩阵,交织矩阵为:
矩阵填满以后,再按列读出,得到乱序的45个符号;
步骤2-2:对解交织后得到的消息数据的乱序的45个符号进行分组;
将乱序的45个符号按现有顺序分成3组符号序列,每组序列包括15个符号,分别为x1,x4,…,x43、x2,x5,…,x44、x3,x6,…,x45;
步骤2-3:对每一组序列中的15个符号进行前向纠错编码;
前向纠错编码采用RS(31,15)编码方法,RS(31,15)编码中的一个码块的所有码元个数是31,一个码块中的信息码元个数是15,所以,一个码块中的校验码元个数是16,其中,每一个码元由5位二进制数组成;
选择素数p作为有限域的模数,p=25-1=31;选择一个生成多项式g(x),g(x)是一个次数为r的不可约多项式,且满足g(αi)≠0,其中,r是校验码元个数,α是有限域中的一个原根,i∈[1,p-1];在该RS(31,15)编码中,生成多项式为:
g(x)=x16+x5+x3+x2+1
将每个符号看作是有限域GF(31)中的一个元素,即将5个二进制位转换成一个整数;一个信息码块中的码元个数是15,将15个符号看作是一个15次多项式f(x),那么信息码块多项式为:
f(x)=m14x14+m13x13+…+m0x0
其中,15个符号分别对应多项式中的系数m14,m13,…,m0;
对多项式f(x)进行扩展,得到一个31次多项式l(x),使得f(x)是l(x)的一个子多项式;
对多项式l(x)进行除法,将l(x)除以生成多项式g(x),得到商多项式q(x)和余数多项式r(x);
步骤2-4:对RS编码后的符号进行交织;
三组15个符号的待编码序列一共生成16*3=48位校验码,分别使用符号r1,r2,…,r48表示;在编码后进行交织,交织深度仍为3,但是交织约束宽度变为15+16=31位;将RS(31,15)编码后的31*3=93个符号按列填入大小为31*3的交织矩阵,交织矩阵为:
矩阵填满以后,再按行读出,此时得到93个符号,其中前45个符号和交织编码前的45个符号的顺序相同;
步骤3:对7个符号的报头数据进行前向纠错编码和交织;
步骤3-1:对报头数据7个符号采用RS(16,7)的编码方式变成16个符号,其中新生成的9个符号为用于错误检测的附加符号,具有每个码字4个符号的纠错能力;
步骤3-2:对RS编码后的16个符号进行交织;编码后的16个符号分别表示为y1,y2,…,y16,交织深度为4,交织约束深度为4,将16个符号按行填入大小为4*4的交织矩阵中,交织矩阵为:
矩阵填满以后,再按列读出,得到交织后的报头数据;
步骤4:对接收到的交织编码后的消息数据进行解交织解码。
步骤4-1:对接收的93个交织编码后的消息数据的符号进行解交织;交织深度为3,交织约束深度为31,将93个符号按行填入大小为31*3的交织矩阵中,交织矩阵形式和步骤2-4中的交织矩阵一致;矩阵填满后,按列读出,得到三组序列,每组序列中有31个符号;
步骤4-2:对每组的31个符号进行RS(31,15)解码纠错;将31个符号看作是一个31次多项式h(x),其中每个符号对应多项式中的一个系数;对多项式h(x)进行除法,得到商多项式p(x)和余数多项式e(x);除法的过程是将h(x)除以生成多项式g(x),得到商多项式p(x)和余数多项式e(x);如果余数多项式e(x)是0,那么就说明接收到的编码没有错误,将前15个符号作为解码数据;如果余数多项式e(x)不是0,那么就说明接收到的编码有错误,需要进行纠错,将纠正后的编码的前15个符号作为解码数据;
步骤4-3:将RS纠错解码得到的45个符号进行交织;交织深度为3,交织约束深度为31-16=15;将45个符号按列输入到大小为15*3的交织矩阵中,交织矩阵形式和步骤2-1中的交织矩阵一致;矩阵填满后,按行读出,得到解交织解码后的45个符号的原始消息数据;
步骤5:对接收到的交织编码后的报头数据进行解交织解码;
步骤5-1:对接收的16个交织编码后的报头数据的符号进行解交织;交织深度为4,交织约束深度为4;将16个符号按列填入到大小为4*4的交织矩阵中,交织矩阵形式和步骤3-2中的交织矩阵一致;矩阵填满后,按行读出,得到解交织的16个符号的报头数据;
步骤5-2:对解交织后的16个符号进行RS(16,7)解码纠错;对16个符号进行纠错,当7个符号的原始报头数据发生的错误不超过4时,纠错得到正确的7个符号的原始报头数据。
优选地,所述r=16,α=2。
优选地,所述对多项式f(x)进行扩展的方法是:在f(x)的后面添加16个0,得到一个31次的多项式。
本发明的有益效果如下:
本发明基于传统的Link16通信系统组成,使用非乱序交织编码技术替换传统Link16中的独立的交织技术和RS编码技术,将矩阵交织技术和RS编码技术融合在一起,将交织编码后的存储信息数据调整为正常的顺序,使得原始数据进行交织编码后,既发挥了采用交织技术可以纠正连续多位错误的优势,又能使存入存储器的数据信息顺序不会改变,为硬件调试时的数据访问提供了方便,提高了硬件调试效率。仿真证明,本发明使用非乱序交织编码技术替换传统Link16中的独立的交织技术和RS编码技术仍然可以实现纠正多位连续错误,具有很强的抗干扰能力。
附图说明
图1是本发明Link16通信系统的总体传输链路设计图。
图2是本发明传输链路中采用的数据封装格式STD-DP示意图。
图3是本发明传输链路中采用的CRC编码流程图。
图4是本发明设计的Link16系统中交织编码的流程框图。
图5是本发明传输链路中采用的信码与CCSK扩频码映射图。
图6是本发明传输链路中采用的MSK正交调制原理框图。
图7是本发明传输链路中采用的MSK差分解调流程框图。
图8是本发明传输链路中采用的CCSK解扩滑动相关过程图。
图9是本发明设计的Link16系统中解交织解码的流程框图。
图10是本发明实施例噪声干扰下Link16系统采用交织编码和未采用交织的仿真性能对比图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
为了解决Link16通信系统中现有的交织技术的不足,将交织后的存储信息调整为正常的顺序,改进传统的Link16通信系统组成,使用非乱序交织编码技术替换传统Link16中的独立的交织技术和RS编码技术,将交织编码后的存储信息调整为正常的顺序。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:如图1所示,采用Link16系统中标准包双脉冲(Standard Data Pulse,STD-DP)消息封装格式,Link16通信系统中交织技术采用非乱序交织编码技术,将Link16通信系统中的前向纠错编码技术RS编码和矩阵交织技术融合,包括以下步骤:
步骤1、如图2所示,采用STD-DP消息封装格式,接收到循环冗余校验编码(CyclicRedundancy Check,CRC)的45个符号的消息数据,然后,添加7个符号的报头数据,其中每个符号的位宽是5bit。
步骤2、准备对45个符号的消息数据进行非乱序交织编码。
步骤2.1、对45个符号的消息数据进行解交织或逆交织。输入的消息数据的符号用符号x表示,分别为x1,x2,…,x45。消息数据的符号个数用符号d表示,d=45。解交织的交织深度用符号n表示,n=3,交织约束宽度用符号m表示,m=d/n=45/3=15。将45个符号的消息数据序列按行填入大小为m×n,即15*3,的交织矩阵,交织矩阵为:
矩阵填满以后,再按列读出,得到乱序的45个符号。
步骤2.2、对解交织后得到的消息数据的乱序的45个符号进行分组。将乱序的45个符号按现在的顺序分成3组符号序列,每组序列包括15个符号,分别为x1,x4,…,x43、x2,x5,…,x44、x3,x6,…,x45。
步骤2.3、对每一组序列中的15个符号进行前向纠错编码。前向纠错编码采用RS(31,15)编码方法,RS(31,15)编码中的一个码块的所有码元个数是31,一个码块中的信息码元个数是15,所以,一个码块中的校验码元个数是16,其中,每一个码元由5位二进制数组成。
选择素数p作为有限域的模数,p=25-1=31。选择一个生成多项式g(x),它是一个次数为r的不可约多项式,且满足g(αi)≠0,其中,r是校验码元个数,α是有限域中的一个原根,i∈[1,p-1]。在该RS(31,15)编码中,r=16,α=2,生成多项式为:
g(x)=x16+x5+x3+x2+1
将每个符号看作是有限域GF(31)中的一个元素,即将5个二进制位转换成一个整数。例如,符号10101可以转换成整数21。一个信息码块中的码元个数是15,将15个符号看作是一个15次多项式f(x),那么信息码块多项式为:
f(x)=m14x14+m13x13+…+m0x0
其中,15个符号分别对应多项式中的系数m14,m13,…,m0。例如,15个符号可以转换成多项式:
f(x)=3x14+2x12+4x11+2x9+x8+2x7+2x5+x4+x2+1
对多项式f(x)进行扩展,得到一个31次多项式l(x),使得f(x)是l(x)的一个子多项式。扩展的方法是:在f(x)的后面添加16个0,得到一个31次的多项式:
l(x)=3x30+2x28+4x27+2x25+x24+2x23+2x21+x20+x18+x16
+0x15+0x14+0x13+0x12+0x11+0x10+0x9+0x8+0x7+0x6
+0x5+0x4+0x3+0x2+0x1+0x0
对多项式l(x)进行除法,将l(x)除以生成多项式g(x),得到商多项式q(x)和余数多项式r(x)。根据上面的例子可以得到,商多项式:
q(x)=3x14+2x12+4x11+2x9+x8+2x7+2x5+x4+x2
余数多项式:
r(x)=2x14+x13+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1
将余数多项式r(x)作为校验码,添加到原始数据后面,得到一个31个符号的编码。根据上面的例子,31个符号的编码,其中前15个符号是原始数据,后16个符号是校验码,即30 2 4 0 2 1 2 2 1 0 1 0 1 0 2 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1。
步骤2.4、对RS编码后的符号进行交织。三组15个符号的待编码序列一共生成16*3=48位校验码,分别使用符号r1,r2,…,r48表示。在编码后进行交织,交织深度仍然为3,但是交织约束宽度变为15+16=31位。将RS(31,15)编码后的31*3=93个符号按列填入大小为31*3的交织矩阵,交织矩阵为:
矩阵填满以后,再按行读出,此时得到93个符号,其中前45个符号和交织编码前的45个符号的顺序相同。
步骤3、对7个符号的报头数据进行前向纠错编码和交织。
步骤3.1、对报头数据7个符号采用RS(16,7)的编码方式生成16个符号,其中生成的9个符号为用于错误检测的附加符号,具有每个码字4个符号的纠错能力。
步骤3.2、对RS编码后的16个符号进行交织。编码后的16个符号分别表示为y1,y2,…,y16,交织深度为4,交织约束深度为4,将16个符号按行填入大小为4*4的交织矩阵中,交织矩阵为:
矩阵填满以后,再按列读出,得到交织后的报头数据。
步骤4、对接收到的交织编码后的消息数据进行解交织解码。
步骤4.1、对接收的93个交织编码后的消息数据的符号进行逆交织。交织深度为3,交织约束深度为31,将93个符号按行填入大小为31*3的交织矩阵中,交织矩阵形式和步骤2.4中的交织矩阵一致,只是其中的数据符号有可能发生错误。矩阵填满后,按列读出,得到三组序列,每组序列中有31个符号。
步骤4.2、对每组的31个符号进行RS(31,15)解码纠错。将31个符号看作是一个31次多项式h(x),其中每个符号对应多项式中的一个系数。对多项式h(x)进行除法,得到商多项式p(x)和余数多项式e(x)。除法的过程是将h(x)除以生成多项式g(x),得到商多项式p(x)和余数多项式e(x)。如果余数多项式e(x)是0,那么就说明接收到的编码没有错误,可以将前15个符号作为解码数据。如果余数多项式e(x)不是0,那么就说明接收到的编码有错误,需要进行纠错,将纠正后的编码的前15个符号作为解码数据。
步骤4.3、将RS纠错解码得到的45个符号进行交织。交织深度为3,交织约束深度为31-16=15。将45个符号按列输入到大小为15*3的交织矩阵中,交织矩阵形式和步骤2.1中的交织矩阵一致。矩阵填满后,按行读出,得到解交织解码后的45个符号的原始消息数据。
步骤5、对接收到的交织编码后的报头数据进行解交织解码。
步骤5.1、对接收的16个交织编码后的报头数据的符号进行解交织。交织深度为4,交织约束深度为4。将16个符号按列填入到大小为4*4的交织矩阵中,交织矩阵形式和步骤3.2中的交织矩阵一致。矩阵填满后,按行读出,得到解交织的16个符号的报头数据。
步骤5.2、对解交织后的16个符号进行RS(16,7)解码纠错。对16个符号进行纠错,当7个符号的原始报头数据发生的错误不超过4时,纠错得到正确的7个符号的原始报头数据。
具体实施例:
步骤1、发射端将报头的15比特源航迹号添加到3组70比特固定格式消息数据之前,组成225比特的消息数据。
步骤2、将225比特消息数据进行CRC检错编码,采用(237,225)编码方式,将生成的12比特校验码按照每4比特一组从高位到低位依次分为三组,并在每组前边添加1比特0,构成长度为5比特的二进制监督序列。在每组长度为70比特的固定格式消息字后面分别附加长度为5比特的二进制监督序列,组成75比特的二进制消息序列。最后,将三组长度为75比特的二进制消息序列从高位到低位依次组成长度225比特的数据序列。CRC编码过程如图3所示。
步骤3、采用伪随机序列作为基带加扰序列,将CRC检错编码后的225比特消息数据进行基带数据加扰。按照规则生成相应的加扰序列,预存为本地序列,然后与输入的二进制数据序列作异或运算,生成的序列就是扰码序列。
步骤4、在基带数据加扰后的225比特消息数据之后添加35比特报头,然后从高位到低位,每5比特为一个符号,总共分为52个符号,包括45个消息数据符号和7个报头数据符号。对52个符号数据进行交织编码,如图4所示。
步骤4.1、对45个消息数据符号进行逆交织,按行写入交织矩阵,然后把读出的每一列作为一组,对每组分别进行RS(31,15)纠检错编码,然后将编码后的数据进行拼接,进行交织,即按列写入交织矩阵,按行读出,得到消息数据交织编码后的93个符号。
步骤4.2、对7个报头数据符号进行RS(16,7)纠检错编码,然后将编码后的数据进行交织,即按行写入交织矩阵,按列读出,得到报头数据交织编码后的16个符号。
步骤5、将交织编码后的109个符号进行CCSK(32,5)软扩频。利用5比特信元产生32个码片的码流,每个输入的信元与输出的码流具有一一映射关系,而这些输出码流具有循环移动特性,即一个码片向左移动一位,最左端的码片移到最右端,依次可以产生相邻的码流输出。交织编码输出的位宽为5比特的符号数据通过CCSK(32,5)编码生成对应的32个码片的码流。原始扩频码通过循环码移位生成32个不同的扩频码,每5比特信码与其中之一的CCSK扩频码分别一一对应,信码与CCSK扩频码映射如图5所示。
步骤6、将CCSK扩频后的每个码片都经过最小连续相位频移键控,即MSK调制,调制到适合在信道直接传输的载频上。MSK调制过程如图6所示,对CCSK扩频后的二进制序列进行差分编码后,串并转换成同相支路和正交支路,分别进行余弦加权和正弦加权,然后进行载波调制,两路信号合并通过带通滤波器,得到MSK已调信号。
步骤7、采用差分检测法对接收到的MSK信号进行解调。差分检测法的基本原理是计算接收到的相邻两个码元的相位差,并将相位差与门限值相比较进行判断,MSK差分解调流程框图如图7所示。根据MSK的调制原理,在比特周期TB时间内相位可能改变的最大值为π/2。首先将接收到的信号延时TB,并进行π/2相移,得到延时信号。将延时信号与接收信号相乘,并经低通滤波器滤波后提取相位差信息对相位差进行判决,当/>的值不小于零时,接收到的数据是1;当/>的值小于零时,接收到的数据是0。
步骤8、进行CCSK解扩,利用码元序列的强自相关特性,基于滑动相关解扩。软解扩模块将接收到的32个码片的CCSK扩频码与预存的本地码元序列作滑动长度为32的滑动相关,滑动相关过程如图8所示。
步骤9、对CCSK解扩后的符号数据进行解交织解码,其流程框图如图9所示。
步骤9.1、对解扩后的93个消息数据符号进行逆交织,按行写入交织矩阵,然后把读出的每一列作为一组,对每组分别进行RS(31,15)纠检错解码,然后将解码后的数据进行拼接,进行交织,即按列写入交织矩阵,按行读出,得到消息数据解交织解码后的45个符号。
步骤9.2、对解扩后的16个报头数据符号进行解交织,即按列写入交织矩阵,按行读出。然后进行RS(16,7)纠检错解码,得到报头数据解交织解码后的7个符号。
步骤10、对解交织解码后的数据进行解扰,其解扰过程与加扰过程一样,然后进行CRC校验。
图10给出了噪声干扰下Link16系统采用交织编码和未采用交织的仿真性能对比图,可以看出,随着信噪比的不断增加,误码率逐渐降低。在低信噪比时,采用交织编码技术后的Link16系统的误码率低于未采用交织技术的Link16系统的误码率,说明本发明采用的Link16系统中的交织编码技术发挥了纠正多位连续错误的能力,可以提高系统的抗干扰能力,同时又能保证交织编码后的存储数据顺序与原始数据相同。
Claims (3)
1.一种基于非乱序交织编码技术的Link16通信系统设计方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:采用STD-DP消息封装格式,接收到循环冗余校验编码CRC的45个符号的消息数据,再添加7个符号的报头数据,其中每个符号的位宽是5bit;
步骤2:对45个符号的消息数据进行非乱序交织编码;
步骤2-1:对45个符号的消息数据进行解交织;
消息数据用x表示,分别为x1,x2,…,x45;消息数据的符号个数用d表示,d=45;解交织的交织深度用n表示,n=3,交织约束宽度用m表示,m=d/n=45/3=15;将45个符号的消息数据序列按行填入大小为m×n,即15*3,的交织矩阵,交织矩阵为:
矩阵填满以后,再按列读出,得到乱序的45个符号;
步骤2-2:对解交织后得到的消息数据的乱序的45个符号进行分组;
将乱序的45个符号按现有顺序分成3组符号序列,每组序列包括15个符号,分别为x1,x4,…,x43、x2,x5,…,x44、x3,x6,…,x45;
步骤2-3:对每一组序列中的15个符号进行前向纠错编码;
前向纠错编码采用RS(31,15)编码方法,RS(31,15)编码中的一个码块的所有码元个数是31,一个码块中的信息码元个数是15,所以,一个码块中的校验码元个数是16,其中,每一个码元由5位二进制数组成;
选择素数p作为有限域的模数,p=25-1=31;选择一个生成多项式g(x),g(x)是一个次数为r的不可约多项式,且满足g(αi)≠0,其中,r是校验码元个数,α是有限域中的一个原根,i∈[1,p-1];在该RS(31,15)编码中,生成多项式为:
g(x)=x16+x5+x3+x2+1
将每个符号看作是有限域GF(31)中的一个元素,即将5个二进制位转换成一个整数;一个信息码块中的码元个数是15,将15个符号看作是一个15次多项式f(x),那么信息码块多项式为:
f(x)=m14x14+m13x13+…+m0x0
其中,15个符号分别对应多项式中的系数m14,m13,…,m0;
对多项式f(x)进行扩展,得到一个31次多项式l(x),使得f(x)是l(x)的一个子多项式;
对多项式l(x)进行除法,将l(x)除以生成多项式g(x),得到商多项式q(x)和余数多项式r(x);
步骤2-4:对RS编码后的符号进行交织;
三组15个符号的待编码序列一共生成16*3=48位校验码,分别使用符号r1,r2,…,r48表示;在编码后进行交织,交织深度仍为3,但是交织约束宽度变为15+16=31位;将RS(31,15)编码后的31*3=93个符号按列填入大小为31*3的交织矩阵,交织矩阵为:
矩阵填满以后,再按行读出,此时得到93个符号,其中前45个符号和交织编码前的45个符号的顺序相同;
步骤3:对7个符号的报头数据进行前向纠错编码和交织;
步骤3-1:对报头数据7个符号采用RS(16,7)的编码方式变成16个符号,其中新生成的9个符号为用于错误检测的附加符号,具有每个码字4个符号的纠错能力;
步骤3-2:对RS编码后的16个符号进行交织;编码后的16个符号分别表示为y1,y2,…,y16,交织深度为4,交织约束深度为4,将16个符号按行填入大小为4*4的交织矩阵中,交织矩阵为:
矩阵填满以后,再按列读出,得到交织后的报头数据;
步骤4:对接收到的交织编码后的消息数据进行解交织解码;
步骤4-1:对接收的93个交织编码后的消息数据的符号进行解交织;交织深度为3,交织约束深度为31,将93个符号按行填入大小为31*3的交织矩阵中,交织矩阵形式和步骤2-4中的交织矩阵一致;矩阵填满后,按列读出,得到三组序列,每组序列中有31个符号;
步骤4-2:对每组的31个符号进行RS(31,15)解码纠错;将31个符号看作是一个31次多项式h(x),其中每个符号对应多项式中的一个系数;对多项式h(x)进行除法,得到商多项式p(x)和余数多项式e(x);除法的过程是将h(x)除以生成多项式g(x),得到商多项式p(x)和余数多项式e(x);如果余数多项式e(x)是0,那么就说明接收到的编码没有错误,将前15个符号作为解码数据;如果余数多项式e(x)不是0,那么就说明接收到的编码有错误,需要进行纠错,将纠正后的编码的前15个符号作为解码数据;
步骤4-3:将RS纠错解码得到的45个符号进行交织;交织深度为3,交织约束深度为31-16=15;将45个符号按列输入到大小为15*3的交织矩阵中,交织矩阵形式和步骤2-1中的交织矩阵一致;矩阵填满后,按行读出,得到解交织解码后的45个符号的原始消息数据;
步骤5:对接收到的交织编码后的报头数据进行解交织解码;
步骤5-1:对接收的16个交织编码后的报头数据的符号进行解交织;交织深度为4,交织约束深度为4;将16个符号按列填入到大小为4*4的交织矩阵中,交织矩阵形式和步骤3-2中的交织矩阵一致;矩阵填满后,按行读出,得到解交织的16个符号的报头数据;
步骤5-2:对解交织后的16个符号进行RS(16,7)解码纠错;对16个符号进行纠错,当7个符号的原始报头数据发生的错误不超过4时,纠错得到正确的7个符号的原始报头数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于非乱序交织编码技术的Link16通信系统设计方法,其特征在于,所述r=16,α=2。
3.根据权利要求1所述的一种基于非乱序交织编码技术的Link16通信系统设计方法,其特征在于,所述对多项式f(x)进行扩展的方法是:在f(x)的后面添加16个0,得到一个31次的多项式。
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