SJ 20922-2005 军用跳频短波调制解调器通用规范.pdf
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1、SJ 中华人民共和国电子行业军用标准FL 5895 SJ 20922-2005 军用跳频短波调制解调器通用规范General specification for military frequency hopped HF modem 060913000047 2005-03-11发布2005-04-01实施中华人民共和国信息产业部批准SJ 20922-2005 自欠Hi-12999999999999mmmmmmu臼mwmwmw四四容内的山验确旧刃性性定描刷一求求本呈能应件容规类化驰蜘民类材要要标质性t性性适条兼性证分条检一方分备项即刻文般细品观寸量械艺全换修源耗境磁靠保验验定量验陷准装输在事定购
2、围用求一详产外尺重机工安互维电功环电可量检检鉴质检缺货包运贮明预订立范引要质交、EAUti句马句3A叶ZJU一Ijti71dA叶JU叮roony-titi-titi-ti吨,hq3A吨ZJuti句,句31句,中. 目口1吨JM句3句31dm31d句31M句31u句31d句31d句3句31u1dA丛TA件ATA丛TA件ATA峰,3JZJZJrororoI SJ 20922-2005 H 目IJ吕本规范由信息产业部电子第四研究所归口。本规范起草单位:中国电子科技集团公司第三十研究所。本规范主要起草人t周治中、黄怀信。SJ 20922-2005 军用跳频短波调制解调器通用规范范围本规范规定了跳频短波
3、调制解调器的性能和互操作性的基本技术要求以及质量保证规定。本规范适用于跳频短波调制解调器(以下简称调制解调器)的设计、制造和验收。2 引用文件下列文件中的有关条款通过改单(不包括勘误的内容)本的可能性。凡不注日GB1T 3454-GBIT 6107 GJB 151A-GJB 152A GJB 179A GJB 367 GJB GJB GJB GJB CCIR 3 要求3. 1 一般要求3. 1. 1 能力、. 3. 1. 1. 1 基本功能、-调制解调器应能在串行发送和接收。3. 1. 1. 2 跳频速率调制解调器应能支持5回U秒、10回U秒和20回U秒跳频速率。3. 1. 1. 3 信息速率
4、次的引用文件,其后的任何修的各方探讨使用其最新版当跳频速率为20因U秒时,信息速率可在75bitJs、150bitJs、300bitJs、600bitJs、1200bitJs中选择。当跳频速率为10国U秒和5时U秒时,信息速率可在75bitJs、150bitJs、300bitJs、600bitJs、1200bitJs、2400 bitJs中选择。3. 1.2接口3. 1. 2. 1 数据终端接口调制解调器与数据终端的接口应符合GB厅3454一1982和GB厅6107-2000的规定。3.1.2.2 电台接口a) 电台音频接口SJ 20922-2005 调制解调器与电台的接口,其发端音频输出电平
5、和输出阻抗-般应符合GJB88命一1990中表12序号1的规定,收端音频输入电平和输入阻抗一般应符合GJB88命-1990中表12序号2的规定。b) 电台控制接口由电台提供一个负脉冲序列作为调制解调器换频的时间标志,该序列采用TTL电平。电台的换频时间应小于5ms。3.2 详细要求3.2.1 总体描述调制解调器采用单载波M元相移键控(PSK)作为数据传输的调制技术,应使用本规范规定的单音波形。从数据终端收到的串行二进制数据被调制成M相PSK信号。不管实际信息速率如何,信号的调制速率始终为24bit。速率选择能力在3.1.1.3中给出,应提供可选的交织方式设置。单音波形包括功能上不同的四个顺序传
6、输阶段:a) 同步报头阶段:b) 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。跳频调制器的功能方框图如图1所示。盟与。U注:EOM一一结束消息;MGC-修正的格雷编码器。图1跳频调制器功能框图3. 2. 2 单音波形各阶段描述3.2.2.1 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Sl(如图1所示)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将在向步位置。发送方调制解调器将发送所要求的同步报头序列(见3.2.3.7.2)以使接收方调制解调器与调制载波和时钟同步。当短交织时,同步报头序列的
7、长度是0.6s (这就需要在同步报头传输中使用能存储0.6s延迟数据传输的缓冲区),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)信号有效的同时执行如下动作:a) 键控电台;b) 向DTE返回一个允许发送CCTS)信号:2 SJ 20922-2005 c) 开始对传输数据加交织和时延:d) 开始发送特定的同步报头信号(见3.2.3.7.2)。3.2. 2.2 数据传送阶段在数据传送阶段期间,传送的数据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S1在信源数据位置,开关S2在修正的格雷编码器输出和探测数据之间切换。在每个开关切换位置
8、的驻留时间与跳频速率相关。a) 在20回U秒时,编码数据和探测数据的配置关系速率为1200bitJs时:60个探测符号(KO)+ 40个编码数据+20个探测符号(Kl)。注1:KO为:4226042446222042260424462200204226042446220020422604244622。注2:Kl为:00204226042446220020。速率为600bitJs以下时:66 注1:KO为:注2:Kl为:b) 在10周U秒和564个探测符号(K1)注1:KO 注2:注3:数据3.2.2.3消当RTS位置。这将发一致。3.2.3功3.2. 3.1 EOM序列EOM序列由8位0100
9、1011。3.2.3.2 交织填充使用交织时,交织填充阶段应块的比特。填充比特将为0。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。3.2. 3.3 FEC编码器+ 16个探测符一个八位从左到右为加足以完成传输余下交织矩阵数据信息速率小于等于1200bitJs时应使用码率为1/2的阳C编码器,因C编码器如图2所示。当信息速率为2400bitJs时应使用码率为2/3的回C编码器。对于12bitJs以下的速率,FEC编码器采用一个码率为1/2、约束长度为7的卷积编码器完成(75bitJs、150 bitJs和300bitJs时采用重复编码)。编码器每输入一比特产生两比特编码输出。
10、1200bitJs、600bitJs 的输入数据流经编码后形成2400bi山、1200bitJs的编码流。对于75bitJs、150bitJs、300bitJs速率的输入数据,经重复适当次数而产生一个1200bitJs编码比特流。这些比特应该按Tj(X) T2J成对地重复。2400bitJs时采用码率为2/3的收缩码,即每隔一个符号将T2(X)删除,调制解调器的纠错编码应参照表103 SJ 20922-2005 T飞(x) (x) 注1:约束长度=7。垃2:生成多项式:Tl: x6+x4+x3+x+l;口:x6+x5+x4+x3+1o 固2FEC编码器方框圄表la10跳/秒和5卸U秒调制解调器
11、的纠错编码信息速率有效码率实现方法bitJs 24 2/3 2/3码率编码1200 1/2 1/2码率编码600 1/2 112码率编码300 1/4 1/2码率编码重复2次150 1/8 1/2码率编码重复4次75 1/16 1/2码率编码重复8次表lb20跳/秒调制解调器的纠错编码信息速率有效码率实现方法bitJs 12 112 1/2码率编码o 1/2 112码率编码3 112 112码率编码150 114 112码率编码重复2次75 1/8 1/2码率编码重复4次3.2.3.4 写交织矩阵交织器在使用时是作用在输入比特流上的一个矩阵块。矩阵的大小在所有要求的数据率下将适应0.6 s、4
12、.8s (短交织、长交织)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。注:当读-个交织矩阵的数据时,允许另-块数据同时进行写交织矩阵操作。长、短交织的选择包含在传输的同步头中(见3.2.3.7.2)。为保证交织延迟为一固定值,交织块的大小应与比特速率成比例。表2列出了各种要求信息速率以及交织延迟时的交织矩阵的大小(行和列)。4 信息速率bitls 行数2400 40 1200 40 600 40 300 40 150 40 75 40 信源数据位从第0列开始按如下三个比特放入第18行,第四个然后再从第1列继续写入行。111列读出,并达到40,此
13、时,中的从交织矩75 3. 2. 3. 6 修正的格雷编码器(MGC)表2交织器矩阵的大小长交织列数行数432 40 288 40 144 40 144 40 144 40 144 40 短交织SJ 20922-2005 列数54 36 18 18 18 18 (以交织矩阵的位从第2行的第长交织,行数,直到矩阵在20国U秒、速率为1200bitJs和5周U秒、10国U秒、速率为2400bitJs时,编码数据以8元信道符号进行有效传输。在1200bitJs速率下,编码数据以4元信道符号进行有效传输。注:交织矩阵通过MGC编码的目的是在接收解调器中的相邻相位中发生连续错误时,还能确保结果仅有一位是
14、错误的。3 bit和2bit信道符号的MGC应该分别与表4、表5保持一致。如果使用1bit信道符号,则MGC不改变信源数据比特流。5 SJ 20922-2005 表43 bt的MGC输入比特首位中间位末位MGC编码值。000 。001 。011 。010 。111 。1 110 。100 101 表52 bt的MGC输入比特MGC编码值首位末位。01 。11 10 3.2.3.7 符号形成符号形成功能就是将1、2、3bit的信道符号从修正的格雷编码或同步报头序列两者之一映射到与8元调制传输体制相兼容的3bit数。这个映射过程中的数据传输和报头传输将分别说明。3.2.3.7.1 数据传输的符号形
15、成3. 2. 3. 7. 1. 1 1言源数据如图3的状态星座图所示,每个1、2或3bit信道符号将直接映射为8元3bit数之一。当使用1bt 信道符号时,符号生成器输出将是3bit数0和402比特信道符号将使用3bit数0、2、4和60用3bit 时,所有的3bit数(0-7)都将用于符号生成器。3.2.3. 7. 1. 2 探测数据探测数据由长度为16的FRANK正交序列构成,应符合3.2.2.2的规定。3.2.3.7.2 同步报头序列的符号形成3. 2. 3. 7. 2. 1 同步报头序列构成对各种信息速率,同步信号波形本质上是相同的。同步图样由3或24个2ms段组成(具体取决于是采用短
16、交织或长交织)。每一个200ms段的内容由表8所描述的3个比特数的信道符号组成,每传输32个符号后应重复扰码序列74305150221157435026216200505266进行扰码。每个2ms段又分为两个1ms的子段。前一子段发送序列1301312,后一子段发送C1C2C3 OD1 D20,在发每个子段时,在序列前发16个保护符号50262162005052660在20回U秒时,每个子段要跨越2跳。D1和D2中的3bit数值用于指定传输调制解调器的比特率和交织设置。表6给出了这些值的对应关系。三个计数符号C1、C2,C3表示对200ms时段计数,该计数每次递减1至0,短交织的初值为2,长交
17、织的初值为23。这个计数值应作为一个6bit宇(Cl、C2、C3)来读,其中,C1包含最大两位。每一个C(C1、C2,C3)中的2bit值被转换成3bit值,这通过在2bit前添加1来实现,故16 成为最高位。转换如表7所示。注:23 (010111)被转换成5、5、7,分别对应Cl、C2和C3。表6Dl和D2指定符号的对应关系信息速率bitls 2400 12 600 300 150 75 225。注1:00 , . ., 315。为相位(度)。注2:0, . ., 7为3bit数。注3:(000), ., (111)为3bit信道符号。注4:(00) , ., (11)为2bit信道符号。
18、注5:(0) , . ., (1)为1bit信道符号。01 6 6 6 6 短交织02 4 5 6 7 ( 11 ) 6 ( 110 ) 270 图3状态星座图SJ 20922-2005 长交织01 02 4 4 4 5 4 6 4 7 7 SJ 20922-2005 3.2.3.7.2.2 报头图样的生成同步报头图样应是一个信道符号序列,该序列各由三个比特组成(见3.2.3.7.2.1)。这些信道符号将被映射为32个由表8所示的3bit数。表8同步报头中的信道符号映射关系图信道符号3 bit数000 )重复4次1 (0404但04)重复4次010 (4444)重复4次011 (但40例40)
19、重复4次100 (00科44)重复4次101 (0404 4040)重复4次110 (444400)重复4次111 (桐柏44)重复4次3.2.3.8 8相PSK调制8相PSK调制通过将扰码输出的3bit数对应改变1650Hz正弦载波的相位来实现,即0(000)对应00, 1 (001)对应450,2 (010)对应900,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。1650 Hz载波频率的精度应在1Hz内。相位调制后应通过低通滤波器进行滤波。3.2.4 性能要求3.2.4.1 传输信号带宽传输信号带宽应控制在3Hz3300Hz内。3.2.4.2 误码性能采用长交织时,10国U秒跳频
20、短波调制解调器的性能应不低于表9中给出的误码性能。性能验证使用的基带高频信道模拟器应符合CCIR549-2的规定。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)如表9所示。表9跳频短波调制解调器的最低性能信息速率信道路径多径衰落带宽信噪比误码率bitJ8 自18Hz dBb 24 I条固定11 1 X 10-5 2400 2条衰落2 20 1 X 10-5 2400 2条衰落2 5 30 1 X 10-3 2400 2条衰落5 30 1Xl5 1200 2条衰落2 11 1 X 10-5 600 2条衰落2 7 1 X 10-5 3 2条衰落5 5 7 1 X
21、 10-5 150 2条衰落5 5 5 lXlO占75 2条衰落5 5 3 1 X 10-5 a 按CCIR549-2的规定。b 信号和噪声功率均按3kHz带宽计算。3.2.4.3 频偏校正同步头期间:t75 Hz; 8 SJ 20922-2005 跟踪速率:二月.5Hz/s。3.3 产品标志调制解调器应在适当位置装有清晰耐久的铭牌,铭牌应固定牢靠,并在其上注明:a) 产品型号及名称:b) 承制方名称及代号:c) 制造编号(或制造日期)或生产批号。3.4 外观质量调制解调器的外观应整洁、表面应无锈蚀、霉斑、污迹、镀涂层脱落及明显划痕、毛刺:塑料件应无起泡、开裂、变形;文字、符号、标志和各种显示
22、应清晰;结构件与控制元件应完整、无机械损伤。3. 5 尺寸调制解调器的最大尺寸应符合GJB句而T可响剧院。具体尺寸应符合产品规范规定。3. 6 重量调制解调器在不影响性3. 7 机械性能调制解调器采用好的工艺性、继承在搬运、贮存、3. 9 安全性调制解调产品规范中明3.10 互换性调制解调和模块后,不加备的性能指标应3. 11 维修性3. 11. 1 维修性指标调制解调器的维修3.12 电源适应性交流供电:220X C1:t: %) v, 50X C1:t 5%) Hz; 直流供电:12 X (l:t 20%) V。3.13 功耗功耗由产品规范规定。3.14 环境条件3. 14. 1 温度应符
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