纠错纠删RS译码数据链系统性能研究

1、纠错纠删RS译码数据链系统性能研究摘 要： 在数据链系统中，RS译码可以采用纠错译码，也可以采用纠错纠删译码。CCSK作为数据链系统的关键技术之一，解调依据是最大互相关值，CCSK的阈值设定对系统性能有较大影响。研究了CCSK阈值的选取对纠错纠删RS译码数据链系统性能的影响，采用Matlab仿真工具，设定不同的CCSK阈值，找到使系统性能达到最好的CCSK阈值，并与只进行纠错的RS译码系统进行对比。仿真结果表明，在高斯白噪声下，当CCSK阈值取14时，纠错纠删RS译码要比只进行纠错的RS译码性能改善很多。关键词： 数据链； RS码； 纠错纠删译码； CCSK中图分类号： TN919?34 文献

2、标识码： A 文章编号： 1004?373X（2016）13?0035?03Abstract： In data link system， the RS decoding can adopt error correction decoding， and also error?and?erasure correcting decoding. The CCSK is one of the main techniques of data link system， whose demodulation is based on the maximum cross?correlation value. Th

3、e CCSK threshold set has great impact on system performance. The influence of CCSK threshold selection on the performance of the data link system with RS error?and?erasure correcting decoding is studied in this paper. The Matlab simulation tool is used to set the different CCSK thresholds， find out

4、the CCSK threshold to reach the best system performance， and compare with the RS decoding system with error correction only. The simulation results show that， under Gaussian white noise， the performance of error?and?erasure correcting RS decoding is better than that of the RS decoding with error cor

5、rection only when CCSK threshold is 14.Keywords： data link； RS code； error?and?erasure correcting decoding； CCSK0 引 言现代军事技术的快速发展，使得以先进电子技术为基础的战争发展到了一个崭新的阶段，数据链的应用能够使指挥人员及时掌握整个战场上的敌我态势，掌握敌方作战平台对我方的威胁等级、攻击目标的位置、类型以及运动状况等信息。在实际环境中，无线通信必然会受到来自各方面的干扰，因此必须采取一系列技术确保信号传输的可靠性。文中主要研究了纠错纠删RS译码数据链系统的性能，通过选取合适的C

6、CSK阈值使系统性能达到最好。仿真结果表明，在高斯白噪声下，当CCSK阈值取14时，纠错纠删RS译码要比只进行纠错的RS译码性能改善很多。1 系统模型数据链系统采用的关键技术主要有RS编码、交织、CCSK、跳频、MSK调制等。发送信号经过RS编码、交织、扩频等信道编码技术，调制后发射出去，在接收端采取相应的解调方法恢复出原始信息，文中主要研究纠错纠删RS译码下系统的性能，系统模型如图1所示。2 RS编码数据链系统的信道编码采用RS（16，4）和RS（31，15）纠错编码。其中数据部分采用的是RS（31，15）纠错编码，能够纠正8个错误或16个删除。RS码是一类具有很强纠错能力的多进制BCH码，

7、具有最大的汉明距离，在冗余相同的情况下，纠错能力最好。RS编码的特点是码元素和生成多项式的根均来自GF（q），它是码元的符号域和根域一致的BCH码，其中q在一般情况下是素数或素数的幂次，在数据链系统中使用的RS码也在GF（）域中进行。3 循环码移位键控在数据链系统中，采用32位循环码移位键控（CCSK）对基带信号进行扩频调制。具体而言，就是通过一条长为32 b的CCSK序列来代表对应的5 b信息。数据链常用的CCSK起始序列为01111100111010010000101011101100，通过循环左移位得到代表第个5 b码元。解调则充分运用了CCSK编码良好的自相关性，输出运算所得的最大值的

8、码字对应相应的5 b码元。这种扩频方式就相当于对数据进行（32，5）编码。CCSK解调原理如图3所示。表示解扰后的32位信息，输出的是经过CCSK解调的5 b符号，表示循环移位CCSK序列，表示第个分支的互相关值，其中。对于每一个32位输入信息，选择互相关值最大的那一路对应的5 b信号作为解调信号。由此可见，CCSK的解调依据是最大互相关值，可以设置一个阈值，当最大互相关值小于该阈值时，说明CCSK无法进行正确解调，就把这个符号标记为删除。4 纠错纠删RS译码RS码可以同时进行纠错纠删译码（EED），距离为的线性分组码，能够纠正个错误的同时纠正个删除，如果全部用来纠删，则可以纠正个删除，通过删

9、除的指示信息，在相同的码率下，纠错纠删RS码可以纠正近乎之前2倍的错误。通过前面的分析知道，CCSK的解调依据是最大互相关值，当最大互相关值小于预置门限时，就把这个符号标记为删除。因此，在进行EED译码时，收到的符号为CCSK解调输出的符号0;31;和删除。假设为删除门限，则的取值范围为。但是究竟取多大才能使纠错纠删RS译码获得最好的性能，这便是本文的研究重点。5 性能仿真文中仿真环境为高斯白噪声，信号发射分别采用单脉冲或双脉冲结构。图4仿真分析了高斯白噪声、单脉冲结构下，当时，只采用纠错RS码与纠错纠删RS码在系统中的性能对比。由图4可直观地看出，两个系统的性能基本相同，门限小于CCSK的最

10、大非峰值4。接着把门限的值增加到10，仿真结果如图5所示，由图5可知，纠错RS和纠错纠删RS性能仍然很相近。图6和图7将门限分别设为12，14，16，18进行仿真，图6采用单脉冲结构，图7采用双脉冲结构。从两个仿真图可以看出，当时，性能有所改善，当时，性能最好，当时，性能开始下降。因此，在采用EED时，合理的选择门限可以改善系统的性能。经过上面的分析，发现在高斯白噪声下门限时，采用纠错纠删RS译码性能改善最大。图8单独仿真了时，单脉冲和双脉冲结构系统的性能。从仿真结果可以看出，在时，相比于纠错RS译码，两种结构下性能改善约为0.3 dB。6 结 语文中主要研究了纠错纠删RS译码数据链系统的性能

11、，通过选取合适的CCSK阈值，使系统性能达到最好。仿真结果表明，在高斯白噪声下，当CCSK阈值取14时，纠错纠删RS译码要比只进行纠错的RS译码性能改善很多。参考文献【1】 付继宗，侯磊，冯小琴，等.基于数据链的联合作战技术.火力指挥与控制，2014，38（4）：12?15.【2】 宋飞飞.无人机数据链信道编码方法研究.计算机测量与控制，2012，20（6）：1602?1605.【3】 马慧敏.空空导弹数据链仿真实现技术研究.弹箭与制导学报，2012，32（4）：77?79.【4】 KAO C H， ROBERTSON C， KRAGH F. Performance of a JTIDS?ty

12、pe waveform with errors?and?erasures decoding in pulsed?noise interference / Proceedings of 2009 IEEE Military Communication Conference. Boston： IEEE， 2009： 335?341.【5】 张宏欣，王永斌，刘宏波.衰落信道下JTIDS系统的误码性能研究及仿真.火力指挥与控制，2013，38（10）：145?148.【6】 LEKKAKOS D， KRAGH F， ROBERTSON C. Performance analysis of a link?16