專利名稱：基于提高跳頻電臺(tái)抗干擾能力的rs級聯(lián)碼設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種基于提高跳頻電臺(tái)抗信道干擾能力的RS級聯(lián)碼設(shè)計(jì)方法，特別是用以提高跳頻電臺(tái)在抗隨機(jī)干擾、突發(fā)干擾以及混合干擾條件下的糾錯(cuò)能力。
背景技術(shù)：
如今，在現(xiàn)代信息蓬勃發(fā)展的時(shí)代，無線傳輸技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛和深入。而且跳頻電臺(tái)的出現(xiàn)為無線互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通信建立了有力的基礎(chǔ)，用于為各種通信平臺(tái)提供抗干擾的數(shù)據(jù)通信和數(shù)字話音，實(shí)時(shí)或近實(shí)時(shí)地傳輸各種信息。這就要求通信信息的傳輸、處理、分發(fā)要做到可靠、及時(shí)、有效，因此信道編解碼技術(shù)在其中的作用就顯得尤為重要。我們知道無線數(shù)據(jù)傳輸中的誤碼率是衡量數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的直接指標(biāo)。在實(shí)際應(yīng)用中，我們經(jīng)常使用信道誤碼率來表征實(shí)際糾錯(cuò)解碼前的信道的差錯(cuò)率，用殘余誤碼率來表征糾錯(cuò)解碼后信道差錯(cuò)率，也可以采用這兩個(gè)數(shù)據(jù)來衡量使用的糾錯(cuò)編解碼方法的糾錯(cuò)能力。隨著信道編碼技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了各種糾錯(cuò)能力不錯(cuò)的編解碼方法。這些編解碼算法都根據(jù)各自的性能特點(diǎn)獲得了實(shí)際應(yīng)用，尤其是級聯(lián)碼在無線通信中獲得最廣泛的應(yīng)用。跳頻電臺(tái)本身應(yīng)用無線信道，信道傳輸條件不是很好，存在著各種自然干擾以及傳輸本身的快衰落和慢衰落，引起信道傳輸發(fā)生差錯(cuò)，這就是隨機(jī)干擾。此外，跳頻電臺(tái)本身是為了抗干擾的，不可避免的要受到人為干擾，當(dāng)跳頻頻率點(diǎn)選擇不當(dāng)，會(huì)使通信質(zhì)量的中斷，信道條件進(jìn)一步惡化，信道誤碼率急劇增加，這種干擾導(dǎo)致的錯(cuò)誤稱為突發(fā)干擾。隨機(jī)干擾和突發(fā)干擾以及它們的混合干擾就是跳頻電臺(tái)的信道干擾條件。目前，部分跳頻電臺(tái)對抗突發(fā)干擾的要求一定數(shù)據(jù)傳輸速率下，保證70%錯(cuò)誤頻點(diǎn)的正確傳輸。為保證跳頻電臺(tái)的傳輸可靠性，就必須采用一種糾錯(cuò)編解碼算法能同時(shí)滿足糾正隨機(jī)錯(cuò)誤和突發(fā)錯(cuò)誤的能力。通常一般的糾錯(cuò)編解碼方法只具有糾正隨機(jī)錯(cuò)誤的能力，RS碼(Reed-Solomon codes)是在有限域GF^1)上構(gòu)造的循環(huán)碼，理論上具有糾正突發(fā)錯(cuò)誤和隨機(jī)錯(cuò)誤的能力，但在實(shí)際應(yīng)用中對突發(fā)干擾和混合干擾錯(cuò)誤的糾錯(cuò)能力還有待進(jìn)一步提高，才能滿足跳頻電臺(tái)的要求?，F(xiàn)今采用RS級聯(lián)碼的方法通常是外碼選用RS碼，內(nèi)碼選用卷積碼，最后加交織器。內(nèi)碼糾正隨機(jī)錯(cuò)誤，交織器和RS碼糾正突發(fā)錯(cuò)誤。這里需要解決的問題就是要實(shí)現(xiàn)RS 碼最大的糾錯(cuò)能力，就必須獲得解碼錯(cuò)誤碼字的位置。理論上當(dāng)RS碼在知道錯(cuò)誤位置時(shí)， 比不知道錯(cuò)誤位置時(shí)的糾錯(cuò)能力要提高一倍。而內(nèi)碼只采用糾錯(cuò)碼就不能完成錯(cuò)誤位置的確定功能。然而，在現(xiàn)行的跳頻電臺(tái)中只用一種內(nèi)碼完成錯(cuò)誤位置的確定，這樣就容易產(chǎn)生錯(cuò)檢和漏檢，從而降低了 RS的確定位置的糾錯(cuò)性能，因此業(yè)內(nèi)人士特別期待有一種能結(jié)合跳頻電臺(tái)信道傳輸特征的RS碼的級聯(lián)方法，完成在電臺(tái)實(shí)際信道下的最大性能的糾錯(cuò)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述已有方法的不足，提供一種設(shè)計(jì)合理，工作可靠的基于提高跳頻電臺(tái)抗干擾能力的RS級聯(lián)碼設(shè)計(jì)方法。
權(quán)利要求
1. 一種基于提高跳頻電臺(tái)抗干擾能力的RS級聯(lián)碼設(shè)計(jì)方法，包含RS級聯(lián)碼構(gòu)成方式、 發(fā)送通路編碼處理方法和接收通路解碼處理方法。所述RS級聯(lián)碼構(gòu)成方式由外碼、內(nèi)碼和交織3部分組成，其中 外碼為RS碼；內(nèi)碼為檢錯(cuò)碼、錯(cuò)跳統(tǒng)計(jì)檢測法和調(diào)制解調(diào)錯(cuò)跳檢測法三者結(jié)合組成； 交織為交織器輸出交織數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明RS級聯(lián)碼構(gòu)成方式如下表所示
2.如權(quán)利要求1所述的基于提高跳頻電臺(tái)抗干擾能力的RS級聯(lián)碼設(shè)計(jì)方法，其特征是所述發(fā)送通路編碼處理方法，共由5個(gè)步驟完成，其中步驟401是數(shù)據(jù)預(yù)處理，完成待編碼數(shù)據(jù)的長度判定，數(shù)據(jù)填充以及數(shù)據(jù)字節(jié)到RS符號的轉(zhuǎn)換，同時(shí)為滿足交織器的工作，還需將數(shù)據(jù)按照二維矩陣方式存儲(chǔ)；步驟402是RS編碼，二維矩陣中按照列的方式進(jìn)行RS編碼，每次取一列信息符號，按照標(biāo)準(zhǔn)的RS編碼算法，將獲得校驗(yàn)信息按照列的方式存儲(chǔ)在編碼后二維矩陣空間中，將所有的k列都進(jìn)行一次RS編碼；步驟403是內(nèi)碼編碼過程，對RS編碼后數(shù)據(jù)按照單獨(dú)的符號的結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)碼編碼(奇偶校驗(yàn)編碼或者等比碼編碼)，獲取的碼字仍舊以符號的方式存儲(chǔ)在編碼后矩陣空間；步驟404和是完成加入調(diào)制冗余信息，將編碼后的二維矩陣按照行加入冗余信息，信息的長度需要考慮跳傳輸有效字節(jié)數(shù)和檢錯(cuò)錯(cuò)跳有效性；步驟405是完成交織工作，按照每跳傳送數(shù)據(jù)取矩陣空間一行的結(jié)構(gòu)將編碼后的數(shù)據(jù)發(fā)送到調(diào)制層，完成交織器的工作。
3.如權(quán)利要求1所述的基于提高跳頻電臺(tái)抗干擾能力的RS級聯(lián)碼設(shè)計(jì)方法，其特征是所述接收通路解碼處理方法，共由個(gè)7步驟完成，其中步驟501是待解碼數(shù)據(jù)預(yù)處理，主要完成數(shù)據(jù)的符號轉(zhuǎn)換，將收到數(shù)據(jù)按照每個(gè)符號為內(nèi)碼的碼字的結(jié)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)換；步驟502是數(shù)據(jù)的解調(diào)錯(cuò)跳檢測，將解調(diào)后的冗余數(shù)據(jù)進(jìn)行錯(cuò)誤統(tǒng)計(jì)根據(jù)閥值進(jìn)行錯(cuò)跳判斷，將錯(cuò)跳指示保存。這里的錯(cuò)跳判斷可以發(fā)生漏判，盡量避免錯(cuò)判；步驟503是完成解交織，對輸入的解調(diào)數(shù)據(jù)按照收到一跳存儲(chǔ)一行的方式保存到待解碼二維矩陣空間。以這種按列編解碼、以行發(fā)送接收的方式完成數(shù)據(jù)的交織工作。這種方式就保證了一個(gè)解碼二維矩陣空間中，同時(shí)發(fā)生幾個(gè)頻點(diǎn)的錯(cuò)誤跳時(shí)，對每個(gè)按列解碼的 RS碼都具有相同的影響，只影響錯(cuò)誤跳對應(yīng)位置的一個(gè)符號，只要在每列RS碼的解碼能力之內(nèi)，就不會(huì)發(fā)生某一個(gè)RS碼解碼失敗的情況；步驟504是完成內(nèi)碼解碼過程。將內(nèi)碼的校驗(yàn)信息去除，并存儲(chǔ)每個(gè)內(nèi)碼符號是否發(fā)生錯(cuò)誤的標(biāo)志；步驟505是完成錯(cuò)跳統(tǒng)計(jì)檢測。根據(jù)內(nèi)碼的錯(cuò)誤標(biāo)志，按照行進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，當(dāng)每行的內(nèi)碼符號錯(cuò)誤個(gè)數(shù)大于某個(gè)閥值時(shí)，可近似確定為該行的數(shù)據(jù)為錯(cuò)誤跳數(shù)據(jù)，給出錯(cuò)誤跳標(biāo)志， 再并與解調(diào)的錯(cuò)跳標(biāo)志一起作為最終的錯(cuò)誤跳標(biāo)志。這樣做的主要原因是目前的奇偶碼只能檢測符號內(nèi)1個(gè)比特的錯(cuò)誤，等比碼也只能檢測符號內(nèi)部分錯(cuò)誤，如果只用內(nèi)碼的錯(cuò)誤標(biāo)志，將導(dǎo)致嚴(yán)重的漏檢。當(dāng)一跳數(shù)據(jù)的檢測到錯(cuò)誤符號個(gè)數(shù)較多時(shí)，這跳數(shù)據(jù)全錯(cuò)的幾率是一個(gè)極大值；步驟506和507完成RS解碼工作，其中步驟506是以列的方式讀取符號的錯(cuò)誤標(biāo)志和該符號所處行的錯(cuò)跳標(biāo)志，將兩個(gè)值進(jìn)行或處理就得到最后可以代入到RS解碼器的符號指示值；步驟507是將解碼二維矩陣的數(shù)據(jù)按照列進(jìn)行解碼，每次取一列符號和該符號的錯(cuò)誤指示一起進(jìn)行RS糾刪解碼，且?guī)в屑m刪的RS碼，解碼能力可以達(dá)到容許校驗(yàn)位個(gè)數(shù)的符號發(fā)生錯(cuò)誤。
4.如權(quán)利要求1所述的基于提高跳頻電臺(tái)抗干擾能力的RS級聯(lián)碼設(shè)計(jì)方法，其特征是所述RS級聯(lián)碼數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下表所示
5.如權(quán)利要求1所述的基于提高跳頻電臺(tái)抗干擾能力的RS級聯(lián)碼設(shè)計(jì)方法，其特征所述檢錯(cuò)碼為高碼率的奇偶碼或等比碼，完成一個(gè)RS符號的錯(cuò)誤檢測。
6.如權(quán)利要求1所述的基于提高跳頻電臺(tái)抗干擾能力的RS級聯(lián)碼設(shè)計(jì)方法，其特征所述錯(cuò)跳統(tǒng)計(jì)檢測法為通過對每一跳內(nèi)所發(fā)生錯(cuò)誤的符號個(gè)數(shù)逐一進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，按照預(yù)定的閥值進(jìn)行錯(cuò)跳檢測判定。
7.如權(quán)利要求1所述的基于提高跳頻電臺(tái)抗干擾能力的RS級聯(lián)碼設(shè)計(jì)方法，其特征是所述調(diào)制解調(diào)錯(cuò)跳檢測法為通過加入冗余信息實(shí)現(xiàn)錯(cuò)跳檢測判定。
8.如權(quán)力要求1所述的基于提高跳頻電臺(tái)抗干擾能力的RS級聯(lián)碼設(shè)計(jì)方法，其特征是所述的交織，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下表所示
全文摘要
本發(fā)明為一種基于提高跳頻電臺(tái)抗干擾能力的RS級聯(lián)碼設(shè)計(jì)方法，包含有RS級聯(lián)碼構(gòu)成方式，發(fā)送通路編碼處理方法和接收通路解碼處理方法。RS級聯(lián)碼又由外碼，即RS碼；內(nèi)碼，即檢錯(cuò)碼、錯(cuò)跳統(tǒng)計(jì)檢測法和調(diào)制解調(diào)錯(cuò)跳檢測法以及交織3部分構(gòu)成。它是以跳頻電臺(tái)綜合業(yè)務(wù)單元作為硬件平臺(tái)，綜合考慮跳頻電臺(tái)的信道特性和數(shù)據(jù)傳輸特性，基于跳有效傳輸字節(jié)長度、數(shù)據(jù)傳輸幀結(jié)構(gòu)，確定內(nèi)碼，RS碼參數(shù)，并充分發(fā)揮RS碼的糾刪性能，完成編解碼處理方法。具有不改變跳頻電臺(tái)物理結(jié)構(gòu)、幾何尺寸和重量；確保跳頻電臺(tái)擁有抗隨機(jī)干擾、突發(fā)干擾和混合干擾的能力，甚至能達(dá)到抗70％的突發(fā)干擾的能力，以及設(shè)計(jì)合理、運(yùn)行穩(wěn)定、工作可靠、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)。
文檔編號H03M13/29GK102281076SQ20111007592
公開日2011年12月14日 申請日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月25日
發(fā)明者嚴(yán)忠, 葉飛, 彭大展, 王均, 王昌平, 石勇, 胡遠(yuǎn)超, 莫智斌, 閔永行, 陸宇由 申請人:武漢中元通信股份有限公司