ГОСТ Р 59971-2021. Национальный стандарт Российской Федерации. Средства наблюдения, навигации, связи и автоматизации организации воздушного движения гражданской авиации Российской Федерации. Тактико-технические требования
Приложение С
(обязательное)
СТРУКТУРА ДАННЫХ
С.1 Для передачи данных используется система многостанционного доступа с временным разделением каналов (TDMA) базируется на кадрах и временных интервалах. Длительность каждого кадра составляет 500 мс. В каждой односекундной эпохе UTC содержится два таких кадра. Первый из указанных кадров начинается в начале эпохи UTC, а второй начинается спустя 0,5 с после начала эпохи UTC. Кадр мультиплексируется по времени таким образом, чтобы он состоял из восьми отдельных временных интервалов (A-H) длительностью 62,5 мс.
С.2 В каждом установленном временном интервале содержится не более одного пакета. Чтобы инициировать использование временного интервала (слота), ЛККС передает пакет в данном временном интервале в каждом из пяти последовательных кадров. Наземная система передает пакет как минимум в одном из каждых пяти последовательных кадров в каждом используемом временном интервале.
Примечание - Пакеты содержат не менее одного сообщения и могут иметь переменную длину вплоть до максимально допустимой, в рамках временного интервала, как определено в С.7.
С.3 На каждый пакет приходится 62,5-миллисекундный временной интервал.
С.4 Начало пакета имеет место через 95,2 мкс после начала временного интервала с допуском +/- 95,2 мкс.
С.5 Мощность передатчика должна достигать 90% уровня мощности установившегося режима в течение 190,5 мкс после начала пакета (два символа). Мощность передатчика должна стабилизироваться на уровне установившегося режима в течение 476,2 мкс после начала пакета (пять символов).
С.6 После последнего информационного символа, переданного в рамках установленного временного интервала, уровень выходной мощности передатчика снижается, по меньшей мере, на 30 дБ менее уровня мощности установившегося режима в течение 285,7 мкс (три символа).
Организация пакетов и кодирование.
С.7 Каждый пакет должен включать элементы данных, представленных в таблице С.1.
Таблица С.1
Содержание данных пакета
Элемент | Содержание данных | Число битов |
Начало пакета | Все нули | 14 |
Стабилизация мощности | - | - |
Синхронизация и разрешение неоднозначности | 2.3.8 | 48 |
Скремблированные данные: |
|
|
- идентификатор временного интервала станции (SSID) | 2.3.7.1 | 3 |
- длина передачи | 2.3.7.2 | 17 |
- FEC установочной последовательности | 2.3.7.3 | 5 |
- данные приложения | 2.3.7.4 | До 1776 |
- FEC приложения | 2.3.7.5 | 48 |
- биты заполнения | 2.3.7.6 | 0 - 2 |
Кодирование сообщений подчиняется следующей последовательности: форматирование данных приложения, формирование FEC установочной последовательности, формирование FEC приложения и скремблирование битов.
С.7.1 Идентификатор временного интервала станции (SSID). Идентификатор временного интервала станции (SSID) представляется числовым значением, соответствующим буквенному обозначению от A до H первого временного интервала, выделенного для наземной подсистемы, где интервал A представляется 0, интервал B - 1, C - 2, ... и II - 7. Идентификатор передается младшим разрядом вперед.
С.7.2 Длина передачи. Длина передачи указывает общее количество битов как в данных приложения, так и в FEC приложения. Данный параметр передается младшими разрядами вперед.
С.7.3 FEC установочной последовательности. FEC установочной последовательности вычисляется по полям SSID и длины передачи с использованием (25, 20) блочного кода согласно следующему уравнению:
[P1,..., P5] = [SSID1,..., SSID3, TL1,..., TL17] HТ, где
где Pn - n-й бит FEC установочной последовательности (Pi передается первым); SSIDn - n-й бит идентификатора временного интервала станции (SSID = LSB);
TLn - n-й бит в длине передачи (TL1 = LSB);
HТ результат транспонирования матрицы четности, определенной ниже:
.
С.7.4 Данные приложения. Как определено в С.9 - С.11, данные приложения состоят из одного или более блоков сообщения. Блоки сообщения отображаются непосредственно на данные приложения без дополнительного участия задействованных уровней.
С.7.5 FEC приложения. FEC приложения вычисляется с использованием данных приложения с помощью систематического (255, 249) кода Рида-Соломона (R-S) фиксированной длины.
Определяющий поле примитивный полином R-S кода, p(x), имеет следующий вид:
p(x) = x8 + x7 + x2 + x + 1.
Образующий полином R-S кода, g(x), описывается выражением:
,
где a представляет собой квадратный корень из p(x), используемый для построения поля Галуа размером 28, GF(256), а ai - i-й примитивный элемент в GF(256).
При формировании FEC приложения подлежащие кодированию данные m(x) группируются в 8-разрядные символы R-S. Все информационные поля в блоках сообщения, которые определяют данные приложения, следуют в порядке, указанном в таблицах С.2 и С.3, а также в таблицах 6 - 12. Однако, так как код Рида-Соломона является блочным кодом, блоки данных приложения короче 249 байт (1992 бит), расширяются до 249 байт за счет виртуальных установленных в нуль битов заполнения и добавляются к данным приложения. Указанные виртуальные биты заполнения не пересылаются в устройство скремблирования битов. Данные m(x) определяются выражением:
m(x) = a248·x248 + a247·x247 +....+ a248-длина·x248-длина +
+....+ a1·x + a0,
где длина - количество 8-разрядных слов (байт) в блоке данных приложения;
a248 - идентификатор блока сообщения, в котором крайний правый бит является младшим, а первый бит в данных приложения посылается на шифратор битов;
a248-длина+1 - последний байт в CRC блока сообщения, в котором крайний левый бит является старшим, а последний бит в данных приложения посылается на шифратор битов;
a248-длина... a1, a0 - виртуальные биты заполнения.
Шесть проверочных символов R-S (bi) определяются как коэффициенты остатка от деления полинома сообщения x6m (x) на образующий полином g(x)
.
Указанные 8-разрядные проверочные символы R-S присоединяются к данным приложения. Каждый 8-разрядный проверочный символ R-S передается старшими разрядами вперед с b0 по b5, т.е. первый бит FEC приложения, пересылаемый в шифратор битов (скремблер), является старшим разрядом b0, а последний бит FEC приложения, пересылаемый в скремблер, является младшим разрядом b5.
С.7.6 Над выходом псевдошумового шифратора (скремблера) и данными в пакете, начинающимися с SSID, т.е. над всеми данными, располагающимися после последовательности, используемой для синхронизации и разрешения неоднозначности, посредством 15-разрядного формирующего регистра выполняется функция "исключающее ИЛИ".
С.7.7 Регистр сдвига скремблера использует на входе полином 1 + x + x15. Содержимое регистра циклически сдвигается с частотой один сдвиг на бит. Исходное состояние регистра, предшествующее первому SSID биту каждого пакета, представляется как "1101 0010 1011 001" с левым старшим битом в первом разряде регистра. Первый выходной бит скремблера выбирается до первого сдвига регистра.
С.8 Поле синхронизации и разрешения неоднозначности определяется приведенной 48-разрядной последовательностью с передачей первым правого старшего разряда:
010 001 111 101 111 110 001 100 011 101 100 000 011 110 010 000.
С.9 Блоки сообщения должны включать заголовок блока сообщения, сообщение и 32-битовый поверочный избыточный циклический код (CRC). Формат блока сообщения ЛККС должен соответствовать представленному в таблице С.2.
Таблица С.2
Формат блока сообщения ЛККС
Блок сообщения | Биты |
Заголовок блока сообщения | 48 |
Сообщение | До 1696 включ. |
CRC | 32 |
Все параметры со знаком представляются как числа с точным двоичным дополнением, а все параметры без знака представляются как числа с фиксированной точкой без знака. Масштабирование данных соответствует представленному в таблицах сообщений. Все поля данных в блоке сообщения передаются в порядке, определенном в таблицах 6 - 12, при этом первым передается младший бит каждого поля.
С.10 Заголовок блока сообщения состоит из идентификатора блока сообщения, идентификатора ЛККС (ID), идентификатора типа сообщения и параметра длины сообщения (таблица С.3).
Таблица С.3
Формат заголовка блока сообщения
Поле данных | Биты |
Идентификатор блока сообщения | 8 |
Идентификатор ID | 24 |
Идентификатор типа сообщения | 8 |
Длина сообщения | 8 |
Идентификатором блока сообщения (MBI) является 8-битовый идентификатор для рабочего режима блока сообщения ЛККС.
Кодирование: 1010 1010 - нормальное сообщение ЛККС.
1111 1111 - тестовое сообщение ЛККС.
Все другие значения зарезервированы.
Идентификатором ID ЛККС является 4-символьная идентификация ЛККС с целью различения наземных подсистем ЛККС.
Каждый символ кодируется с использованием битов с bi по b6 его представления в Международном алфавите N 5 (IA-5). Для каждого символа бит bi передается первым, при этом для каждого символа передаются 6 битов. Используются только прописные буквы, цифры и "пробел" IA-5. Первым передается правый старший символ. Для 3-символьного идентификатора ЛККС ID правый старший символ (передается первым) представляет собой "пробел" IA-5.
Длина сообщения в 8-битовых байтах, включая 6-байтовый заголовок блока сообщения, само сообщение и 4-байтовый CRC код.
С.11 Длина кода CRC составляет к = 32 бита.
Порождающий полином CRC имеет следующий вид:
G(x) = x32 + x31 + x24 + x22 + x16 + x14 + x8 +
+ x7 + x5 + x3 + x + 1.
Информационное поле CRC, M(x), описывается выражением:
.
M(x) формируется из 48-битового заголовка блока сообщения наземной подсистемы и всех битов сообщения переменной длины, исключая CRC. Биты устанавливаются в порядке передачи таким образом, что mi соответствует первому передаваемому биту заголовка блока сообщения, а mn соответствует последнему передаваемому биту из (n-48) битов сообщения.
CRC строится таким образом, что ri представляет собой первый передаваемый бит, а r32 - последний передаваемый бит.
