【电子行业标准(SJ)】 高频串行调制解调器互操作和性能要求

中华人民共和国电子行业军用标准FL5895
高频串行调制解调器
互操作性和性能要求
SJ20856--2002
Requirements of interoperability and performanceforHFsingle-tonemodem
2002-12-12发布
2003-05-01实施
中华人民共和国信息产业部批准范围
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 interoperability and performanceforHFsingle-tonemodem
1.1主题内容
本标准规定了高频串行（单音）性能的基本要求。
ANDARD
1.2适用范围
本标准适用于高频串行
引用文件
GB3454-
GB/T6107
GJB880
CCIR54%
3术语免费标准bzxz.net
本章无茶
一般要求
4.1能力
制角解理
权下简称“调制解调
和制造
SJ20856--2002
数据终端设备（DTE）和数据电路终接设备（DCE）之间的接电路定义表-2000
边带通信款
信道模拟器
换的数据终端设备租
电路终接设
之间的接口
KILSHGN
间实现调制和解调，该波形通过商频电台发送和接进制数据和单音波开
调制解调器粒能
能和互接作往，当速率为75、150、300、600、1200及00hvs时，调制解调器收。为满足基本的性
应使用本标准规定的相移夜RSK）单音波形。4800bit/s的未编码行通制解器作为可选设计目标。
4.2接口
4.2.1数据终端接口
调制解调器与数据终端的接口应符合GB*9454-和-GB%107的规定。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GJB880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GJB880中表12序号2的规定。中华人民共和国信息产业部2002-12-12发布TKAONiKAca-
2003-05-01实施
5详细要求
5.1概述
SJ20856—2002
调制解调器采用单载波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8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。单音波形包括功能上不同的四个顺序传输阶段：同步报头阶段；
b.数据传送阶段；
消息结束（EOM）阶段：
d.编码和交织的填充阶段。
5.2各阶段描述
串行调制器的功能方框图如图1所示。EOM序列
信源数据
FEC编码
5”填充
5.2.1同步报头阶段
交织矩阵
荷步报头
改进的格
烟缩码器
（MGC）
交织矩阵
写交织
读交织
缩码激据
探测数揭
符号形成
扰码器
数据求列随
发生器
图1串行(单音)调制器功能框图
相位/载波
调制器
同步列
随机数
发生器
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报头序列（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（CTS）信号：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5.3.7.2条和5.3.8.2条）。2
5.2.2数据传送阶段
SJ20856--2002
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S1在“信源数据”位置,开关S3在“数据”位置（见图1），开关S2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，D1或D2识别符（D1和D2在5.3.7.2.1条定义）。在每个切换位置的驻留时间是比特率的函数。在2400bit/s和4800bit/s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1200bit/s，编码数据和探测数据都各为20个符号。在75bit/s，开关S2应保持在编码数据位置。数据传送操作应在DTE的RTS信号拆除后结束。注：在任何情况下，开关S2在局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，S1将切换到EOM位置。这将发送一个固定的32比特图样（见5.3.1条）到FEC编码器。开关S2和S3的状态应与数据传送阶段一致。
5.2.4编码和交织的填充阶段
EOM阶段一结束，S1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
5.3.1EOM序列
EOM序列由8位16进制的数字4B65A5B2组成。先传最高位，即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数据块的比特。填充比特将置为“0”。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。5.3.3FEC编码器
数据速率小于等于2400bit/s时应使用FEC编码器。FEC编码器如图2所示。T(x)
切换速率=2倍翰入符号速率
图2FEC编码器框图
注：①约束长度=7。
②生成多项式：时刻：x+×++++l：时刻：x+×+×+#+1。KAONiKAca-
数据速率
(bit/s)
SJ20856-2002
表1调制解调器的纠错编码
有效码率
无编码
在4800bit/s时，FEC编码器将被旁路。实现方法
无编码
12码率编码
1/2码率编码
12码率编码
172码率编码重复2次
1/2码率编码重复4次
12码率编码
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（150和300bit/s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48002400、1200bit/s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1200bit/s编码比特流。这些比特应该成对地重复，而不是重复完第个T（X）后再紧接着重复第二个T2（X)。75bit/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的编码器产生一个150bit/s的编码流。调制解调器的纠错编码应参照表1。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一个矩阵块。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、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：当读一个交织矩阵的数据时，允许另一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（5.3.7.2条）。短交织应可在0.0或0.6s之间切换（见5.3.7.2.1条）。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列开始按如下写交织矩阵：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取模，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。
注：4800bit/s时，交织器应被旁路。在75bit/s，交织过程与以上所述有下列不同：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；a.
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b.
织器应被旁路。
比特率
(bit's)
SJ20856—2002
交织器矩阵的维数
长交织
短交织
5.3.5读交织矩阵
各种速率的读交织应该从0行0列开始一后续交织位应逐行递增，并逐17列递减（以交织矩阵的在网的是39列读出，第三位从第2行的第列数为模）。因而，对于2400bite的长交给第过行数越到最呈着是衡）于400bit/s的长交织，行数542列读出，并依此类推。
达到40，此时，行数置为0，
最为上一次行数置0时的列数
然后重复
中的所有数据块读完为
读交织是类似的，但列数的递减值是7而不是17。对于75bit/s，
从交织矩阵中获得的娄
安签群制变放技道符号，详见表3所特信道符号
上述过程，直到矩阵
的比特
5.3.6改进的格雷编
在4800bit/s和2400bits遥率下，编码数据以8元信道符号进行有效格输1200bit/s和75bit/s
速率下，编码数据以4元信道链号进行有放传输注：交织短阵通过 MGC 编码的目时是。在接收解显于受损是发生连续错误时，还能确保结果仅有一位是错误的。
对于2400bit/s、4800bit/s（3比特）和75bit/s、1200bit/s（2比特）信道符号的MGC应该分别与表4、表5保持一致。如果在600~150bit/s中使用1比特信道符号，则MGC不改变信源数据比特流。KAONiKAca-
5.3.7符号形成
SJ208562002
表42400bit/s、4800bit/s下的MGC输入比特
中间位
表575bit/s、1200bit/s下的MGC输入比特
MGC编码值
MGC编码值
符号形成功能就是将1、2、3比特的信道符号从MGC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
信道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（0～7）和被传翰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600~150bit/s使用1比特信道符号时，符号生成器输出将是3比特数0和4。用于1200bit/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4800bit/s和2400bit/s的速率时，所有的3比特数（0～7）都将用于符号生成器。对于75bit/s，信道符号将由2比特组成以用于4元信道符号映射。与更高的传输速率不同，探测符号不会被传输，也不会使用重复编码，而是用32个3比特数来代表每一个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。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。注：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已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。
4(100)
注：o°.,315°为相位（度）。SJ20856--2002
2(010)
7（111）
+6(110)
图3状态星座图
②.7为3比特数。
(000)（11)为3比特信道符号。
(00)(11)为2比特信道符号。
（0).（1)为1比特信道符号。
表675bit/s的信道映射图
信道符号
a.通常映射图
b.特殊映射图
0（000）
3比特数
（0000）量复8次
（0404）重复8次
（0044）重复8次
（0440）重复8次
（00004444）重复4次
（04044040）重复4次
（00444400）重复4次
（04404004）重复4次
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0（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（长交织）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16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。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3KAONKAca
比特符号将被置为0（000）。
SJ20856—2002
注：当选用无交织时，将使用于0.6s的数据块：若选用4800bit/s，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比特数的信道符号组成。信道符号序列应是：0，1，3，0，1，3，1，2，0，D1，D2，C1，C2，C3，0。DI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。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：短交织一般应设为0.6 s。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0s和0.6s交织是一个可选设计目标。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，无交织和短交织的初值为2，长交织的初值为23。这个计数值应做为个6比特字（C1、C2、C3）来读，其中，C1包含最大两位。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“1”来实现，故“1”成为最高位。转换示于表8。注：23（010111）被转换成5，5，7，分别对应C1、C2和C3。表7D1和D2指定符号的对应关系
比特速率
2400（密话）
2400（数据）
2比特计数值
5.3.7.2.2报头图样的生成
短交织
表82比特计数值到3比特符号的转换表DI
3比特同步符号
4(100)
5(101)
6(110)
7(111)
长交织
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，D2），这个模式在表9中被重复2次而不是4次，以产生16个3比特数。
信道符
5.3.8扰码
SJ20856-2002
表9同步报头中的信道符号映射关系图3
（00000000）重复4次
（04040404）重复4次
（00440044）重复4次
（04400440）重复4次
（00004444）重复4次
（04044040）重复4次
（00444400）重复4次
（04404004）重复4次
每一个8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级移位寄存器。在数据阶段的开始，移位寄存器的初始状态如图4所示为101110101101（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中的一个数输入到扰码器，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。注，该序列产生一个长为160个符号的周期模式。MSBMIDDLE LSB
注：①已显示的状态为初始设置。②每移位8次，输出1次。
5.3.8.2同步序列扰码器
图4随机移位寄存器功能图
每传输32个符号后应重复以下扰码序列：74305150221157435026216200505266其中，7总是首先被使用，6最后被使用。5.3.9PSK调制
5.3.9.18相调制
8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0度，（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。由于符号传输周期小于1800Hz载波的周期，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
TrKAoNrKAca-
SJ20856--2002
产生1800Hz载波的时钟精度应在±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（bit/s）
5.5性能要求
编码率
(未编码）
信道速率
(bit/s)
比特/信道符号
8相符号数/
信道符号
信源的8相
符号数
探测的8相
符号数
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高频信道模拟器应符合CCIR549一2。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（2。）见表11。表11串行调制解调器的最低性能速率
信道路径
1条固定
2条衰落
1条固定
2条衰落
2条衰落
2条衰落
2条衰落
2条衰落
2条衰落
2条落
2条衰落
注：1）按CCIR549-—2规定。
2）信号和噪声功率均按3KHz带宽计算。6说明事项
本章无条文。
附加说明：
本标准由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。衰落带宽
(Hz) 1)
本标准主要起草人：周治中吴江滨邹盛唐朱红琛范亮。计划项目代号：B03009。
信噪比
(dB)2)
误码率
1×10-3
1×103
1×10-s
1×10-5
1×10-5
1x10-5
1×10-5
1×10-5
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SJ20856—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
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KAONiKAca=
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