SJ 20856-2002 高频串行调制解调器.互操作性和性能要求.pdf

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1、SJ 20856 2002 !刀调器圭K/、FL 5895 乎也-. . Requirements of interop巳rabilityand perfonnance 性和性能要fEm末互for HF single-tone modem 2003-05-01实施2002-12-12发布批准中华人民共和国信息产业部SJ 20856-2002 中华人民共和国电子行业军用标准高频串行调制解调器互操作性和性能要求Requirements of interoI阳abilityand performan臼for HF single也nemodem范围发送和按时，调制解调器可选设计目电路定义表之间的接口(

2、DTE)和数据电路终接设备(引用文件4. 1 能力调制解调AU AU rb 协句3、nAnv zJo l A1 阵形时被音单收.1. 1 主题内容本标准规定了高频串行(1.2适用范围本标准适用子GJB8 CCIR 术语-要求GB 2 3 4 接口4.2.1 数据终端接口调制解调器与数据终端的接口4.2.2 电台接口调制解调器与电台的接口，其发端音频输出电平和输出阻抗应符合Gffi880中表12序号1的规定，收端音频输入电平和输入阻抗应符合GffiS80中表12序号2的规定。标.4.2 +飞Ffkrt2003-05-01实施1 中华人民共和国信息产业部2002-12-12发布 SJ 20856-

3、2002 、-详细要求5 5. 1 概述调制解调器采用单我波M元PSK作为数据传输的调制技术。从数据终端收到的串行二进制数据被调制成B相PSK信号.不管实际数据速率如何，信号的调制速率始终为2400波特。速率选择能力在4.1条中给出，应提供可选的交织方式设置a单音波形包指功能上不同的四个顺序传输阶段g同步报头阶段:数据传送阶段:C. 消息结束(EOM)阶段:d. 编码和交织的填充阶段e5.2 各阶段描述串行调制器的功能方框图1所示。a b. EOM序列同步报头序歹iJ交织矩降1 = 相也F敏被调制器找码器气 同步伺步fF列随机如发呈器数据序列随机鼓发生器, 4 1 , , , 1牵制数据FEC

4、编码交在唱E阵军交织-_. i贯交织串行(单音)调制器功能框图图11( 乒飞r飞J飞5. 2. 1 同步报头阶段同步报头阶段的持续时间应与所选交织长度一致。在该阶段中，开关S1(见图1)将在信源数据位置，同时当调制解调器开始从DTE接收数据时，编码和写交织功能将被激活.开关S2和S3将在同步位置.发送方调制解调器将发送所要求的同步披头序列(见5.3.7.2条)以实现接收方调制解调器在定时和载波上的同步。当无交织和短交织时，同步报头序列的长度是0.6s (这就需要在同步*头传输中使用能存储0.6s延迟数据传输的缓洲区)，在长交织时设定长度是4.8s。调制解调器在收到来自DTE的发送请求(RTS)

5、信号有效的同时执行如下动作:键控电台:向DTE返回一个允许发送(CTS)信号:开始对传输数据加交织和时延;开始发送特定的同步报头信号(见5.3.7.2条和5.3.8.2条)。a. b. c d z 阿步.HS2) - -l擅皿肘帽改进的格-一雷编码碍(MGC) SJ 20856-2002 5.2.2数据传送阶段在数据传送阶段期间，传送的波形应该包含信源数据和探测数据，探测数据用于远端接收调制解调器信道均衡的训练.开关51在信源数据位置，开关仍在数据位置(见图1)，开关52在改进的格雷编码器(MGC)输出和探测数据之间切换。探测数据应包含0，Dl或D2识别符(D1和D2在5.3.7.2.1条定义

6、。在每个切换位置的驻留时间是比特率的函数。在2400 bi怡和4 800 bitls时，伴随编码数据的32个符号后紧接着是探测数据的16个符号.在150、300、600和1200 bit侣，编码数据和探测数据都各为20个符号.在75bitJs，开关S2应保持在编码数据位置。数据传送操作应在DT茸的RT5信号拆除后结束.注s在任何情况下，开关82在同步报头阶段结束后都先置于编码数据位置.5.2.3 消息结束阶段当RTS信号拆除前的最后一个信源数据比特进入前向纠错编码(FEC)器时，SI将切换到EOM位置.这将发送一个固定的32比特图梓(见5.3.1条到FEC编码器。开关S2和白的状态应与数据传送

7、阶段一致。5.2.4编码和交织的填充阶段EOM阶段一结束，SI立即切换到填充位置使填充比特(见5.3.2条输入到FEC编码器中。5.3 功能描述5.3.1 EOM序列EOM序列由8位16逃制的数字4B65A5B2组成先传最高位，&p先传的第一个八位从左到右为01001011. 5.3.2 交织填充使用交织时，交织填充阶段应持续144bit (用于编码器填充再加足以完成传输余下交织矩阵敖据块的比特.填充比特将置为UO。如果交织处于旁路状态(0.0s)，将仅传编码填充比特。注:这样传输足够的填充码使得收端解调器能正常去交织和FEC解码.5.3.3 FEC编码器数据速率小于等于2400bi的时应使用

8、FEC编码器。FEC编码器如图2所示自llli-i-H T,(x) 输出切换速率=2倍输入符号速率1、2 x , l(x) 输入几(x)FEC 图23 注s约束长度=70生成多项式:T，时刻:x+ x+,+x+ : T，时刻:i+)I，二+x+，+I.SJ 2.0856-2002 表1调制解调器的纠错编码数据速率有效码率实现方法(bitls) 4800 无编码无编码2400 112 112码率编码1200 112 112码率编码600 112 112码率编码300 1/4 I尼码率编码重复2次150 118 112码率编码重复4次7S 1口1尼码率编码在4800bit!s时，FEC编码器将被旁

9、路。FEC编码器采用-个码率为1/2、约束长度为7的卷积编码器完成050年日300bi伪时采用重复编码)。输入编码器的每一位产生两位编码器输出。2400、1200、600bit!s的输入数据流经编码后形成4800、2400、1200 bi饨的编码流。对于300、150bit!s速率的输入数据，经重复适当次数而产生一个1200 bit!s 编码比特流。这些比特应该成对地重复，而不是重复完第一个T1CX)后再紧接着重复第二个T2(X)。75 bit!s时采用一种不同的传输格式(详见5.3.7.1.1条)，并利用有效码率为1/2的编码器产生-个150bit/s 的编码流a调制解调器的纠错编码应参照表

10、10 5.3.4 写交织矩阵交织器在使用时是作用在输入比特流上的-个矩阵块.矩阵的大小在所有要求的数据率下将适应0.0、0.6、4.8s (分别对应无交织、短交织、民交织)接收比特的块存储大小。由于写交织矩阵和读交织矩阵的顺序是不同的，因此需要有两个不同的交织矩阵e注s当读一个交阵的数据时，允许另一块数据同时进行写交主R阵操作.长、短交织的选择包含在传输的同步头中(5.3.7.2条短交m可在0.0或0.6s之间切换(见5.3.7.2.1条l.为保证交伊U!迟为一固定值，交织块的大小应与t特速率成比例。表2列出了各种要求速率以及交织延迟时的交织矩阵的维数(行和列).信源数据位从第0列开始按如下写

11、交伊次E阵z第一个比特放入第0行，第二个比特放入第9行，第三个比特放入第18行，第四个比特放入第27行:即行号按每位递增9，并对40取筷，直到填满40行。然后再从第1列继续写入并重复以上过程直到将整个矩阵块填满。长、短交织操作都要按照这个过程进行。4 注，4800 biVs时，交织器应被旁路，在75bit/s时，交织过程与以上所述有下列不同s8. b. 当采用长交织时，处理过程同上，只是行号按每位递增7，并对20取模;当采用短交织时，行号按每位递增7，并对10取模。当选择无交织(交织定为0.0s)时，交织器应被旁路囚SJ 20856-2002 表2交织器矩阵的维数t主交织行数列数2400 40

12、 576 1200 40 288 600 40 44 3 40 44 150 40 144 75 20 36 5.3.5 读交织矩阵各种遮率的读交伊、应该从0行。如l数为核因而，对于2400542歹j读出，并依此类推.达到40，此时，对于75bitJs, 5.3.6 在4800bi饱和2速率下，编码数据以4注z交伊J在阵通过MGC编码的错误的.一次行数置。时，但列数的递减值是7而不是170号，详见表3短交织行数列数40 72 40 36 40 1& 40 18 40 18 10 9 ，并逐17列递减(以交织矩阵的，第三位从第2行的第bi仇的长交织，行数直到矩阵1200 bi怡和75bit!s

13、，还能确保结果仅有一位是对于2400bit!s、4800 bit!s (3 tt.特和75bit!s、1200 bit!s (2 tt特信道符号的MGC应该分别与表4、表5保持一致。如果在600-150bitJs中使用1比特信道符号，则MGC不改变信源数据比特流。5 SJ 20856-2002 袤42 400 bit/.、4800 b it/s下的MGC输入比特首位中间位末位MGC编码值。000 。1 001 。1 。011 。1 010 。111 。I 110 1 1 。100 1 1 1 101 表575 bit/s、1200 bit/s下的MGC输入比特MGC编码值首位末位。1。II 1

14、 10 5.3.7 符号形成符号形成功能就是将1、2、3比特的信道符号从MGC或同步t扭头序列两者之一映射到与8元调制传输体制相兼容的3比特数。这个映射过程中的数据传输和报头传输将分别说明。5.3.7.1 数据传输的符号形成信i草符号只能在信源符号将被传输的某段时间内从交织器中获得。对于所有的数据率，符号形成的输出将用伪随机的3比特数进行扰码。不论传输速率是多少，扰码后的数据都是8元3比特数。在5.3.9条中将进一步详细阐述3比特数(O7)和被传输的波形相位之间的关系.5. 3. 7. 1. 1 信源数据如图3的状态星座图所示，每个1、2或3比特信道符号将直接映射为8元3比特数之一。当速率为6

15、00150bi伪使用1比特信道符号时，符号生成器输出将是3比特数。和4.用于1200 bit!s速率时，2比特信道符号将使用3比特数0、2、4和6.用于4800bi的和2400bit!s的这率时，所有的3比特数(07)都将用于符号生成苦苦。对于75bi饨，信道符号将由2比特组成以用于4元信i草符号映射，与更高的传输速率不同，符号不会被传输，也不会使用重复编码，而是用32个3比特数来代表每个4元信道符号。表6给出了这个映射关系。表6中a给出的映射适用于32个3比特数的组合，只有短交织的每第45组(紧随同步头和长交织的每第360组(紧随同步头)例外。这两组例外的组合应该使用表6中b所示的映射关系。

16、无论如何，最终的输出是4个代表每一个可能的2比特信息的正交波形中的一个。如前所述，这些数都将在稍后被扰码以便能具有所有的8个相位状态。 6 注z每组合含有32个3比特数.接收端的解调器将用交织边界的己知数据的改变来实现无同步报头的同步并确定正确的数据率和操作模式e(l) (10) 4 (100) 180 I (1】(0) (00) 。胁的O SJ 20856-22 ( JI) 6 (110) (01) 2 (010) 13S 3 (01 状态星座图回3注z0，.，315为相位度).0，.，7为3比特数. (000)，.，(1l1)为3比特信道符号.) (0时，.，(11)为2比特信道符号。(0

17、)，.，(1)为1比特信道符号.75 bit/s的信道映射图表63比特数J言道符号.通常映射图。(OO(沟料44】重复4次(04044040)重复4次(0044 4400)重复4次(404004)重复4次M川mn(0000)重复8次(0404)重复8次(04)重复8次创40)重复S次1nA nvA, b特殊映射阁5. 3. 7. 1. 2 探测数据在将要发送探测符号时，信道符号形成的输出将被置。(000)，除非在传输每一个新的交织块之前有两个探测符号模式.块长度应该是1440个(短交织或者11520个(沃交织)3比特信道符号.当两个探测符号模式先于每一个新的交织块传输时，这两个探测符号模式的1

18、6个3比特符号将被分别置为识别符D1和D2，如表7和表8中的定义也为产生一种16个3比特数的模式，两个探测符号模式将被重复两次而不是如表9那样重复四次。如果探测符号模式是20个3比特符号，未使用的最后4个37 SJ 20856-2002 比特符号将被置为o(000)。注:当选用无交织时，将使用于0.6s的数据块g若选用4800bi饨，则使用短交织模式-5.3.7.2 同步报头序列的符号形成5.3. 7. 2. 1 总则对各种数据速率，同步信号波形本质上是相同的。同步图样由3或24个200ms段组成(具体取决于是采用无交织、短交织或长交织)。每一个200ms段的内容由表9所描述的15个3比特数的

19、信道符号组成.信道符号序列应是:0, 1, 3, 0, 1, 3, 1, 2, 0, Dl, D2, Cl，口，口，0。D1和D2中的3比特数值用于指定传输调制解调器的比特率和交织设置e表7给出了这些值的对应关系。需要指出的是:短交织可选无交织或0.6s的交织.注z短交织一般应设为0.6s.若选择无交织，在传输数据前必须和远端终端协调好.对发射端和接收端来讲，自动选择。s和0.6s交织是一个可选设计目标.三个计数符号Cl、C2、C3表示对200ms时段计数，该计数每次递减I至0，无交织和短交织的初值为2，长交织的初值为23.这个计数值应做为一个6比特字(Cl、C2、C3)来读，其中，Cl包含最

20、大两位。每一个C(C1、C2、C3)中的2比特值被转换成3比特值，这通过在2比特前添加u1 )，来实现，故勺成为最高位。转换示于表E。注，23 (010111)被转挽成5.5, 7，分别对应C1、C2和C3.。1和02指定符号的对应关系表7比特速率短交织长交织bitJs D1 D2 D1 D2 4800 7 6 . 2400 (密话s 7 2400 (数据9 4 4 4 1200 10 5 4 5 600 11 6 4 6 300 12 7 4 7 150 13 4 5 4 75 7 5 5 5 2比特计数值到3比特符号的转换表i 表83比转向步符号4 (OO) 5 (01) 6 (IO) 7

21、 (1 11) 2比特计数值。101 们、tA5.3.7.2.2 报头图样的生成同步报头图样应是-个信道符号序列，该序列各由三个比特组成(见5.3.7.2.1条所定义的15个3比特符号。这些信道符号将被映射为32个由表9所示的3比特数，注在传输每个新的交织块前，先传送2个探测符号(D1，D刀，这个模式在表9中被重复2而不是4次，以产生16个3比特数.s SJ 20856-2002 同步报头中的信道符号映射关系图表9数比特000000)重复4(04040404)重复4次(0044 0044)重复4次(04400440)重复4次(00日04444)重复4次(04044040)重复4次(044400

22、)重复4次(04404004)重复4次3 号信nulnl n内U1A-5.3.8 扰码每一个S元传输符号与随机数据序列发生器或随机同步序列发生器产生的3bit数模8相加实现扰码。5.3.8.1 数据序列扰码器数据序列扰码器应是一个如图4所示的12级移位寄在器。在数据阶段的开始，移位寄存器的初始状态如图4所示为101I10101101(二进制)或BAD(十六进制并移位8次，所示的3个结果位转换为0到7中的-个数输入到扰码器，每次需要一个新的3比特的数(每个符号周期时，移位寄存器将移位8次。在传输160个符号后，移位寄存器复位为初始状态a注g该序列产生)个长为160个符号的周期模式eMSB MID

23、DLE 1 。I 1 。1 。1 I 1 。I 随机移位寄存器功能图图4注z己显示的状态为初始设置.每移位E次，输出1次.il-5.3.8. 2. 同步序列扰码器每传输32个符号后应重复以下扰码序列z74305150221157435026216200505266 其中，7总是首先被使用，6最后被使用。5.3.9 PSK调制5.3.9.1 8相调和j8相调制通过将扰码输出的3比特数对应改变1800Hz正弦波的相位来实现，即0(000)对应。度，1 (001)对应45度，2 (010)对应90度，其余以此类推。输出波形的产生方式和对应关系如图3所示a由于符号传输周期小于1800 Hz载波的周期，

24、为防止产生严重的混叠，滤波后的输出波形应满足无码间串扰的要求。5.3.9. 2. 载波精度9 道符000 001 010 011 LSB SJ 20856-2002 产生1800Hz载波的时钟精度应在士1Hz内.5.4 传输格式各个传输速率下的传输格式列于表10.表10传输格式信息速率(bitls)编码事信道速率比特/信道符号2相符号数I信源的S相探测的S相(bit/s) 信道符号符号数符号数4800 (未编码)4800 3 32 16 240日112 4800 3 1 32 16 12日D1尼2400 2 l 20 20 600 1尼1200 1 I 20 20 300 1/4 1200 1

25、 1 20 20 150 118 1200 1 1 20 20 75 112 150 2 32 32 。5.5 性能要求采用长交织时，串行调制解调器的性能应不低于表11中给出的误码性能。性能验证使用的基带离频信道模拟器应符合CCIR549-2.模拟信道由2个独立且平均功率相等的瑞利衰落路径组成，其多径扩展和衰落带宽(20)见表11.6 10 表11 自行调和l解调器的最低性能速率信道路径多径衰落带宽(ms) (Hz) 1) 4800 1条固定4800 2条衰落2 0.5 2400 I条固定2400 2条衰落2 2400 2条衰落2 5 2400 2条衰落5 1200 2条衰落2 600 2条衰

26、落2 1 300 2条衰落5 5 150 2条衰落5 5 75 2条衰落5 5 注:1)技CCIR549-2规定e2)信号和噪声功率均按3沿Iz带宽计算.说明事项本章无条文。附加说明:本标准自信息产业部电子第四研究所归口。本标准由信息产业部电子第三十研究所负责起草。本标准主要起草人z周泊中吴江滨邹盛唐朱红深计划项目代号:B03009. 范亮.信噪比误码率(dB) 2) 17 1 X 10 27 1 X 10. 10 1 X 10. 18 1 X 10. 30 1 X 10. 30 1 X 10 lJ 1 X 10. 7 1 X 10. 7 1 X 10. 5 1 X 10. 2 1 X 10. 中华人民共和国电子行业军用标准高频串行调制解调器互操作性和性能要求SJ 20856-2002 * 中国电子技术标准化研究所出版中国电子技术标准化研究所印刷中国电子技术标准化研究所发行电话，(010) 84029065 传其，(010) 64007812 地址2北京市安定门东大街1号邮编，100007 网址:WWW.ceSl.aC.cn * 开本，880X 1230 1(16 印张z?字数，24千字2003年4月第-版2003年4月第一次印刷权专有不得翻印举报电话:(010) 64007804