一种基于非乱序交织编码技术的Link16通信系统设计方法技术方案

本发明专利技术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。试效率。试效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于非乱序交织编码技术的Link16通信系统设计方法


[0001]本专利技术属于通信
，具体涉及一种Link16通信系统设计方法。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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：
[0004]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。
[0005]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。
[0006]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。

技术实现思路

[0007]为了克服现有技术的不足，本专利技术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。
[0008]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案包括如下步骤：
[0009]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；
[0010]步骤2：对45个符号的消息数据进行非乱序交织编码；
[0011]步骤2
‑
1：对45个符号的消息数据进行解交织；
[0012]消息数据用x表示，分别为x1,x2,
…
,x
45
；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：
[0013][0014]矩阵填满以后，再按列读出，得到乱序的45个符号；
[0015]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；
[0016]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,
…
,x
43
、x2,x5,
…
,x
44
、x3,x6,
…
,x
45
；
[0017]步骤2
‑
3：对每一组序列中的15个符号进行前向纠错编码；
[0018]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；
[0019]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(α
i
)≠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：
[0020]g(x)＝x
16
+x5+x3+x2+1
[0021]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：
[0022]f(x)＝m
14
x
14
+m
13
x
13
+
…
+m0x0[0023]其中，15个符号分别对应多项式中的系数m
14
,m
13
,
…
,m0；
[0024]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；
[0025]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)；
[0026]步骤2
‑
4：对RS编码后的符号进行交织；
[0027]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,
…
,
r
48
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：
[0028][0029]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个符号的顺序相同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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,
…
,x
45
；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,
…
,x
43
、x2,x5,
…
,x
44
、x3,x6,
…
,x
45
；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(α
i
)≠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)＝x
16
+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)＝m
14
x
14
+m
13
x
13
+
…
+m0x0其中，15个符号分别对应多项式中的系数m
14
,m
13
,
…
,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,
…
,r
48
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊晔，马为鑫，杨沅，柴榕，史博仪，冯文豪，姚如贵，左晓亚，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：