专利名称：基于提高跳频电台抗干扰能力的rs级联码设计方法
技术领域：
本发明提供一种基于提高跳频电台抗信道干扰能力的RS级联码设计方法，特别是用以提高跳频电台在抗随机干扰、突发干扰以及混合干扰条件下的纠错能力。
背景技术：
如今，在现代信息蓬勃发展的时代，无线传输技术的应用越来越广泛和深入。而且跳频电台的出现为无线互联网数据通信建立了有力的基础，用于为各种通信平台提供抗干扰的数据通信和数字话音，实时或近实时地传输各种信息。这就要求通信信息的传输、处理、分发要做到可靠、及时、有效，因此信道编解码技术在其中的作用就显得尤为重要。我们知道无线数据传输中的误码率是衡量数据传输质量的直接指标。在实际应用中，我们经常使用信道误码率来表征实际纠错解码前的信道的差错率，用残余误码率来表征纠错解码后信道差错率，也可以采用这两个数据来衡量使用的纠错编解码方法的纠错能力。随着信道编码技术的发展，出现了各种纠错能力不错的编解码方法。这些编解码算法都根据各自的性能特点获得了实际应用，尤其是级联码在无线通信中获得最广泛的应用。跳频电台本身应用无线信道，信道传输条件不是很好，存在着各种自然干扰以及传输本身的快衰落和慢衰落，引起信道传输发生差错，这就是随机干扰。此外，跳频电台本身是为了抗干扰的，不可避免的要受到人为干扰，当跳频频率点选择不当，会使通信质量的中断，信道条件进一步恶化，信道误码率急剧增加，这种干扰导致的错误称为突发干扰。随机干扰和突发干扰以及它们的混合干扰就是跳频电台的信道干扰条件。目前，部分跳频电台对抗突发干扰的要求一定数据传输速率下，保证70%错误频点的正确传输。为保证跳频电台的传输可靠性，就必须采用一种纠错编解码算法能同时满足纠正随机错误和突发错误的能力。通常一般的纠错编解码方法只具有纠正随机错误的能力，RS码(Reed-Solomon codes)是在有限域GF^1)上构造的循环码，理论上具有纠正突发错误和随机错误的能力，但在实际应用中对突发干扰和混合干扰错误的纠错能力还有待进一步提高，才能满足跳频电台的要求。现今采用RS级联码的方法通常是外码选用RS码，内码选用卷积码，最后加交织器。内码纠正随机错误，交织器和RS码纠正突发错误。这里需要解决的问题就是要实现RS 码最大的纠错能力，就必须获得解码错误码字的位置。理论上当RS码在知道错误位置时， 比不知道错误位置时的纠错能力要提高一倍。而内码只采用纠错码就不能完成错误位置的确定功能。然而，在现行的跳频电台中只用一种内码完成错误位置的确定，这样就容易产生错检和漏检，从而降低了 RS的确定位置的纠错性能，因此业内人士特别期待有一种能结合跳频电台信道传输特征的RS码的级联方法，完成在电台实际信道下的最大性能的纠错。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述已有方法的不足，提供一种设计合理，工作可靠的基于提高跳频电台抗干扰能力的RS级联码设计方法。
权利要求
1. 一种基于提高跳频电台抗干扰能力的RS级联码设计方法，包含RS级联码构成方式、 发送通路编码处理方法和接收通路解码处理方法。所述RS级联码构成方式由外码、内码和交织3部分组成，其中 外码为RS码；内码为检错码、错跳统计检测法和调制解调错跳检测法三者结合组成； 交织为交织器输出交织数据结构。 本发明RS级联码构成方式如下表所示
2.如权利要求1所述的基于提高跳频电台抗干扰能力的RS级联码设计方法，其特征是所述发送通路编码处理方法，共由5个步骤完成，其中步骤401是数据预处理，完成待编码数据的长度判定，数据填充以及数据字节到RS符号的转换，同时为满足交织器的工作，还需将数据按照二维矩阵方式存储；步骤402是RS编码，二维矩阵中按照列的方式进行RS编码，每次取一列信息符号，按照标准的RS编码算法，将获得校验信息按照列的方式存储在编码后二维矩阵空间中，将所有的k列都进行一次RS编码；步骤403是内码编码过程，对RS编码后数据按照单独的符号的结构进行内码编码(奇偶校验编码或者等比码编码)，获取的码字仍旧以符号的方式存储在编码后矩阵空间；步骤404和是完成加入调制冗余信息，将编码后的二维矩阵按照行加入冗余信息，信息的长度需要考虑跳传输有效字节数和检错错跳有效性；步骤405是完成交织工作，按照每跳传送数据取矩阵空间一行的结构将编码后的数据发送到调制层，完成交织器的工作。
3.如权利要求1所述的基于提高跳频电台抗干扰能力的RS级联码设计方法，其特征是所述接收通路解码处理方法，共由个7步骤完成，其中步骤501是待解码数据预处理，主要完成数据的符号转换，将收到数据按照每个符号为内码的码字的结构进行转换；步骤502是数据的解调错跳检测，将解调后的冗余数据进行错误统计根据阀值进行错跳判断，将错跳指示保存。这里的错跳判断可以发生漏判，尽量避免错判；步骤503是完成解交织，对输入的解调数据按照收到一跳存储一行的方式保存到待解码二维矩阵空间。以这种按列编解码、以行发送接收的方式完成数据的交织工作。这种方式就保证了一个解码二维矩阵空间中，同时发生几个频点的错误跳时，对每个按列解码的 RS码都具有相同的影响，只影响错误跳对应位置的一个符号，只要在每列RS码的解码能力之内，就不会发生某一个RS码解码失败的情况；步骤504是完成内码解码过程。将内码的校验信息去除，并存储每个内码符号是否发生错误的标志；步骤505是完成错跳统计检测。根据内码的错误标志，按照行进行统计，当每行的内码符号错误个数大于某个阀值时，可近似确定为该行的数据为错误跳数据，给出错误跳标志， 再并与解调的错跳标志一起作为最终的错误跳标志。这样做的主要原因是目前的奇偶码只能检测符号内1个比特的错误，等比码也只能检测符号内部分错误，如果只用内码的错误标志，将导致严重的漏检。当一跳数据的检测到错误符号个数较多时，这跳数据全错的几率是一个极大值；步骤506和507完成RS解码工作，其中步骤506是以列的方式读取符号的错误标志和该符号所处行的错跳标志，将两个值进行或处理就得到最后可以代入到RS解码器的符号指示值；步骤507是将解码二维矩阵的数据按照列进行解码，每次取一列符号和该符号的错误指示一起进行RS纠删解码，且带有纠删的RS码，解码能力可以达到容许校验位个数的符号发生错误。
4.如权利要求1所述的基于提高跳频电台抗干扰能力的RS级联码设计方法，其特征是所述RS级联码数据结构如下表所示
5.如权利要求1所述的基于提高跳频电台抗干扰能力的RS级联码设计方法，其特征所述检错码为高码率的奇偶码或等比码，完成一个RS符号的错误检测。
6.如权利要求1所述的基于提高跳频电台抗干扰能力的RS级联码设计方法，其特征所述错跳统计检测法为通过对每一跳内所发生错误的符号个数逐一进行统计，按照预定的阀值进行错跳检测判定。
7.如权利要求1所述的基于提高跳频电台抗干扰能力的RS级联码设计方法，其特征是所述调制解调错跳检测法为通过加入冗余信息实现错跳检测判定。
8.如权力要求1所述的基于提高跳频电台抗干扰能力的RS级联码设计方法，其特征是所述的交织，其数据结构如下表所示
全文摘要
本发明为一种基于提高跳频电台抗干扰能力的RS级联码设计方法，包含有RS级联码构成方式，发送通路编码处理方法和接收通路解码处理方法。RS级联码又由外码，即RS码；内码，即检错码、错跳统计检测法和调制解调错跳检测法以及交织3部分构成。它是以跳频电台综合业务单元作为硬件平台，综合考虑跳频电台的信道特性和数据传输特性，基于跳有效传输字节长度、数据传输帧结构，确定内码，RS码参数，并充分发挥RS码的纠删性能，完成编解码处理方法。具有不改变跳频电台物理结构、几何尺寸和重量；确保跳频电台拥有抗随机干扰、突发干扰和混合干扰的能力，甚至能达到抗70％的突发干扰的能力，以及设计合理、运行稳定、工作可靠、实用性强等特点。
文档编号H03M13/29GK102281076SQ20111007592
公开日2011年12月14日 申请日期2011年3月25日 优先权日2011年3月25日
发明者严忠, 叶飞, 彭大展, 王均, 王昌平, 石勇, 胡远超, 莫智斌, 闵永行, 陆宇由 申请人:武汉中元通信股份有限公司