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应答器编译码策略解读 本文主要对欧洲应答器标准下通信编码部分进行了研究和分析。面向实际应用，对关键算法和报文的生成和接收端的处理过程进行了较为详细的解读。内容上紧扣标准中的规范，方便读者对标准进行准确的理解 尹华镜 2009/12/17 应答器编译码策略解读 2009/12/17 应答器报文主要具有如下几个特征： 两种不同长度的报文：n=1023和n=341，供实际需要选择。 两种不同长度的报文分别可传送大量不受限制的信息比特：830和210bits。（中间有些比特是为报文发送系统的高级应用预留的，比如上行和下行报文的区分。 可证实的抵抗各种传播过程中可能出现的错误的安全性。 报文的反转码通常能被解码设备识别。反转的报文要么被当成错误处理（这样一来译码的尝试就会失败）要么被当成一个合法的报文，并能很容易将它反转回来。 报文的发送和接收都不必从报文的开始或结束为止开始，也就是说可以从报文的中间任意位置。我们有对循环移位的报文有完备的检测程序。 支持对以后未知报文格式的兼容。 报文格式的设计上，考虑到了在传送过程中抵抗随机比特错误、突发错误、比特滑动和比特插入等常见性错误的能力，同时还特别注意了报文转换时的潜在问题和报文长短格式的误判（将长报文误判成短报文或短报文误判成长报文）。 需要注意的是，无论哪个安全性防范都只在特定的接收机下可用。上面提到的安全防范是针对附录A中的接收机的，但是安全防范和接收机都不是目前的已定配套功能规格。假如能够提供这种完备的安全防范，没有列在附录A中的接收机也是可以使用的。 报文的格式说明： 报文的具体格式如图1所示。有两个形式：长度为=1023（=93*11）的长报文和长度为=341（=31*11）的短报文。报文的bits用表示（其中n==1023或者n==341）。编码方式按照递减的下标（从左到右），这和图1中的“左”和“右”是一致的。报文发送的顺序是从左到右（但并不需要从最左边的开始）。 报文开始部分的整形后数据，是由后面要介绍的用户数据（user data）经“加扰”、“整形转换”（10-to-11转换）后得到的。在长报文中，这一块包括913bits（83个11-bit字），也即是。短码报文中，这一块包括231bits（21个字），也即是。在下面的介绍中，除非特别说明，一个“字”都是包含11bits。每个字包含10bits的用户数据。长码报文包含830bits用户数据，短码报文包含210bits用户数据。 接下来的3bits是控制比特（control bits）。控制比特的第一位是反转比特（inversion bit），必须被设为0.另外的两个bit（和）在当前版本中不起作用，是为以后的多种报文格式准备的，目前的报文中，将他们分别设为：=0，=1。接下来的12bits，是加扰比特（scrambling bits：sb），它们存储的是加扰器对用户数据进行加扰时的初始状态，在后面介绍加扰过程时会用到它。接下来的10bits是额外整形比特（extra shaping bits（esb）），它们被用于对校验比特进行整形（符合“字”要求）。在接收机方，它们是不被识别的（除非需要进行整形系数的检查）。最后的85bits是校验比特（check bits），由75位就校验bits用于错误检测和10bits用于同步。 通常而言，报文是不断重复发送的，也就是说，在整个列车通过的时间段里，不断接收到报文：如果发送端在列车通过期间转换到一个新的报文，一串至少长度为75位的连续0或1必须被插入到新旧报文之间（这里的新旧报文并不一定是在完整报文的结束和开始位置被中断和作为起点）。 编码过程： 选择12位加扰比特：scrambling bits。 对用户数据进行加扰（这一步需要用到加扰比特）。 将加扰后的数据按照每10bits一组的方式分成若干组（长码83组，短码21组），然后按照转换表，将每个分组转换成11-bit的“字”。 检查整形参数（约束条件，在后面介绍），如果不满足约束条件，返回步骤1。 种组合都用完，那么返回步骤1。 通过计算得到校验比特。 检查整形参数（校验条件），如果报文通过了，停止。否子返回步骤5。 编码的程序流程图可以这样表示： 步骤4的条件检查从纯逻辑观点来看是不必要的：所有的检查在步骤7都可以完成。但是出于处理运算的效率原因，它可以尽快地排除掉不合格的候选报文，这样在程序上内循环（步骤5-6-7）就只需要改变额外整形比特就可以了。所以说在步骤4的检测中，我们只要检查尽量多的约束条件，而不必要检查所有的条件。 这样的编码格式，其背后意义是这样的： 每个报文是一个循环码的码字，提供足够的抵抗随机比特错误和突发错误的保护。10-to-11转换增加了抵抗比特滑动和比