JTIDS在突发错误信道下的仿真

王 珏

(中国电子科技集团公司第二十研究所，陕西 西安 710068)

0 引 言

联合战术信息分发系统(JTIDS)是一个大容量时分多址(TDMA)信息分发系统，可为军事应用提供综合通信、相对导航与识别等多种功能。JTIDS加强了军事分散与移动式应用中的干扰阻抗、安全并具有弹性的数据和语音实时传输[1]。

在以往的分析中，信道均采用叠加固定噪声或者高斯白噪声的方式进行分析，与实际应用均存在一定的误差，存在的误差在于JTIDS使用的频率为Lx频段，该频段仅能通过视距进行传输，在有遮挡或者在遮挡的边缘均会存在信号的丢失或部分丢失，这种信道可归结为删除信道。本文通过构建一种删除信道对JTIDS在该信道条件下的传输性能进行仿真研究。

1 JTIDS传输体制

JTIDS以时隙为单位进行数据传输，所传输数据的封装格式包括4种类型，如图1～图4所示。标准的双脉冲数据封装(STDP)和2个单脉冲数据封装(P2SP)有186个数据脉冲；2个双脉冲数据封装(P2DP)或4个单脉冲数据封装(P4SP)有372个数据脉冲[1]。这4种类型尽管格式略微存在差别，但格式的组成内容均包括粗同步、精同步、报头和数据。其中报头包含4个字符，用RS(16,4)进行编码，数据包含整数个15字符，每15个字符均用RS(31，15)进行编码[2]，然后这些编码后的字符按照一定的顺序送往交织器，交织后进行扩频、调制、跳频，然后以射频形式发送，发送流程如图5所示。

图1 STDP封装

图2 P2SP封装

图3 STDP封装

图4 STDP封装

图5 JTIDS发送流程

2 信道建模

本文的仿真研究采用基于GE(Gilbert-Elliott)信道的突发错误信道，GE信道是一个多状态马尔科夫信道，在不同的状态下可使用不同的信道模型。本仿真研究中采用一个两状态GE信道：一个是状态G，另一个是状态B，可以将它表示为：

y=hx+n，h∈{0,1}

(1)

式中：x为输入信号；y为输出信号；n为加性高斯白噪声[3]。

该信道模型示意图如图6所示，图中Pgb、Pbg、Pgg、Pbb分别表示状态G到状态B、状态B到状态G、状态G到状态G、状态B到状态B的转移概率。

当处于状态G时，h=1，此时信道表达式化简为y=x+n，即采用的信道模型为AWGN信道，当处于状态B时，h=0，此时信道表达式化简为y=n，即采用的信道模型为符号删除概率为1的删除信道。

图6 两状态GE信道模型示意图

3 仿真性能

本文通过使用Matlab对系统进行建模仿真，仿真模型示意图如图7所示。

图7 仿真建模示意图

固定Pgb，对Pbg进行变化，分别对此时的信道条件进行误码率仿真，结果如图8所示。当Pgb较小时，随着Pbg的数值变小，误码性能变差，但是恶化性能不甚明显。

图8 固定Pgb时的性能曲线

固定Pbg，对Pgb进行变化，分别对此时的信道条件进行误码率仿真，结果如图9所示。当Pbg较小时，随着Pgb的数值变大，误码性能变差，但恶化性能较明显。

图9 固定Pbg时的性能曲线

经分析，Pbg和Pgb的变化会造成数据经由信道时的删除个数，当删除个数较少，而且分布在不过码字时，RS码的纠错、纠删能力可以使错误纠正，随着删除个数的增加，超过RS码的纠错、纠删能力，进而会造成译码器失效的情况[4]。

4 结束语

本文主要针对JTIDS在突发错误信道下仿真研究，通过构建一种基于马尔科夫的GE信道，对转移概率进行调整。鉴于篇幅原因，仅对其中有代表性的内容进行仿真及说明，仿真结果可以较好地解释JTIDS在实际物理信道下与理论分析之间存在差异的原因。通过对JTIDS在突发错误信道下传输性能的仿真研究，为进一步评测JTIDS 在实际作战环境下的链路性能提供了依据。

[1] 梅文华，蔡善法.JTIDS/Link16 数据链[M].北京：国防工业出版社，2007.

[2] 王新梅，肖国镇.纠错码——原理与方法[M].西安：西安电子科技大学出版社，1991.

[3] 王珏.多维TCM和CPM编码调制技术研究[D].西安：西安电子科技大学，2012.

[4] 朱起悦.RS码编码和译码的算法[J].电讯技术，1999(2)：63-67.