一種bch編碼方案自適應調整方法及系統的製作方法
2023-05-28 10:37:31 3
一種bch編碼方案自適應調整方法及系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種BCH編碼方案自適應調整方法及系統，屬於無線通信【技術領域】。該方法包括：根據預定的編碼方案，將待發送信息以比特流形式輸入到預定數目的線性反饋移位寄存器中，以產生信息碼和校驗碼；根據信息碼和校驗碼確定接收碼的伴隨式，並求取接收碼的伴隨式的值；根據接收碼的伴隨式的值，判斷接收碼中是否存在碼元錯誤；如果是，則計算接收碼的錯位多項式，根據錯位多項式的根確定碼元錯誤所在位置，並對碼元錯誤進行糾錯；根據糾錯結果，對預定的編碼方案進行自適應調整。該方法及系統，能夠根據信道噪聲情況，兼顧編碼效率和糾錯能力，及時對編碼方案進行自適應調整，在保證信息傳輸有效性的同時，提高信息傳輸效率。
【專利說明】一種BCH編碼方案自適應調整方法及系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及無線通信【技術領域】，特別涉及一種BCH編碼方案自適應調整方法及系統。
【背景技術】
[0002]BCH碼取自Bose、Ray-Chaudhuri與Hocquenghem的縮寫，是編碼理論尤其是糾錯碼中研究得比較多的一種編碼方法，是一類具有嚴格數學結構的循環碼。對於特定的碼元寬度n，由k位信息碼和r位校驗碼構成。在碼元寬度相同的情況下，不同的編碼方案，信息碼位數k和校驗碼位數r不同，所對應的糾錯能力t也不同。校驗位數r越大，編碼方案所對應的糾錯能力t越強，但是編碼效率(k/n)會降低。
[0003]現有技術中，BCH編解碼通常採用糾錯能力固定的編碼方案，不能根據信道噪聲情況進行編碼方案的自適應調整。根據編碼方案糾錯能力的不同，可以將編碼方案分為高低不同的多個級別，級別越高編碼方案對應的糾錯能力越強。對於高級別糾錯能力的編碼方案，當信道噪聲較小時，信號傳輸過程中很少出現錯誤，由於所對應的校驗位比較多，將導致編碼效率較低，進而導致有效信息傳輸速率降低；對於低級別糾錯能力的編碼方案，雖然提高了編碼效率，但是在信道噪聲較大時，信號傳輸過程中出現的錯誤比特數較多，超出糾錯能力範圍，將導致接收端不能正確解碼，從而使得接收到的信息有效性大大降低。
【發明內容】
[0004]本發明實施例提供了一種BCH編碼方案自適應調整方法及系統，能夠根據信道噪聲情況採用不同糾錯能力的編碼方案。
[0005]本發明實施例提供的技術方案如下:
[0006]一方面，提供了一種BCH編碼方案自適應調整方法，包括:
[0007]根據預定的編碼方案，將待發送信息以比特流形式輸入到預定數目的線性反饋移位寄存器中，以產生信息碼和校驗碼；
[0008]根據所述信息碼和校驗碼確定接收碼的伴隨式，並求取所述接收碼的伴隨式的值；
[0009]根據所述接收碼的伴隨式的值，判斷所述接收碼中是否存在碼元錯誤；
[0010]如果是，則計算所述接收碼的錯位多項式，根據所述錯位多項式的根確定所述碼元錯誤所在位置，並對所述碼元錯誤進行糾錯；
[0011]根據糾錯結果，對所述預定的編碼方案進行自適應調整。
[0012]優選地，所述根據所述接收碼的伴隨式的值，判斷所述接收碼中是否存在碼元錯誤包括:如果所述接收碼的伴隨式的值為零，則所述接收碼中不存在碼元錯誤；否則，所述接收碼中存在碼元錯誤。
[0013]優選地，所述接收碼中存在碼元錯誤包括:如果所述接收碼的冪指數形式的伴隨式的值滿足S2A1 = s3/s2 =...= Sm/Sh,則所述接收碼中存在一個碼元錯誤；否則,所述接收碼中存在多個碼元錯誤。
[0014]優選地，所述方法還包括:
[0015]將所述接收碼進行糾錯後的碼元輸出；
[0016]確定所述糾錯後的碼元的伴隨式，並求取所述糾錯後的碼元的伴隨式的值；
[0017]如果所述糾錯後的碼元的伴隨式的值為零，則能夠對所述碼元錯誤進行正確糾錯；否則，無法對所述碼元錯誤進行正確糾錯。
[0018]優選地，所述 對所述預定的編碼方案進行自適應調整，包括:如果對所述接收碼連續正確糾錯的次數達到第一預設閾值，則將所述預定的編碼方案調整為低級別糾錯能力的編碼方案；或者，如果對所述接收碼連續錯誤糾錯的次數達到第二預設閾值，則將所述編碼方案調整為高級別糾錯能力的編碼方案。
[0019]另一方面，提供了一種BCH編碼方案自適應調整系統，包括:
[0020]碼元生成模塊，用於根據預定的編碼方案，將待發送信息以比特流形式輸入到預定數目的線性反饋移位寄存器中，以產生信息碼和校驗碼；
[0021]第一伴隨式確定及求值模塊，用於根據所述信息碼和校驗碼確定接收碼的伴隨式，並求取所述接收碼的伴隨式的值；
[0022]判斷模塊，用於根據所述接收碼的伴隨式的值，判斷所述接收碼中是否存在碼元錯誤;
[0023]計算模塊，用於在所述判斷模塊判斷所述接收碼中存在碼元錯誤後，計算所述接收碼的錯位多項式，並求取所述錯位多項式的根；
[0024]錯誤確定及糾錯模塊，用於根據所述錯位多項式的根確定所述碼元錯誤所在位置，並對所述碼元錯誤進行糾錯；
[0025]調整模塊，用於根據糾錯結果，對所述預定的編碼方案進行自適應調整。
[0026]優選地，所述判斷模塊具體用於在所述接收碼的伴隨式的值為零時，判斷所述接收碼中不存在碼元錯誤；否則，判斷所述接收碼中存在碼元錯誤。
[0027]優選地，所述判斷模塊，還用於在所述接收碼的冪指數形式的伴隨式的值滿足S2/
S1= s3/s2 =...= S2t/S2t^1時,判斷所述接收碼中存在一個碼元錯誤；否則，判斷所述接收碼中存在多個碼元錯誤。
[0028]優選地，所述系統還包括:
[0029]輸出模塊，用於將所述接收碼進行糾錯後的碼元輸出；
[0030]第二伴隨式確定及求值模塊，用於確定所述糾錯後的碼元的伴隨式，並求取所述糾錯後的碼元的伴隨式的值；
[0031]所述判斷模塊，還用於在所述糾錯後的碼元的伴隨式的值為零時，判斷能夠對所述碼元錯誤進行正確糾錯；否則，判斷無法對所述碼元錯誤進行正確糾錯。
[0032]優選地，所述調整模塊，用於在所述判斷模塊判斷對所述接收碼連續正確糾錯的次數達到第一預設閾值後，將所述預定的編碼方案調整為低級別糾錯能力的編碼方案；或者，所述調整模塊，還用於在所述判斷模塊判斷對所述接收碼連續錯誤糾錯的次數達到第二預設閾值後，將所述編碼方案調整為高級別糾錯能力的編碼方案。
[0033]本發明實施例提供的BCH編碼方案自適應調整方法及系統，通過求取接收碼的伴隨式的值，判斷接收碼中是否存在碼元錯誤，當存在碼元錯誤時，通過計算接收碼的錯位多項式確定碼元錯誤所在位置，進而對碼元錯誤進行糾錯，根據糾錯結果，對編碼方案進行自適應調整。該方法及系統，能夠根據信道噪聲情況，兼顧編碼效率和糾錯能力，及時對編碼方案進行自適應調整，在保證信息傳輸有效性的同時，提高信息傳輸效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0034]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明中記載的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0035]圖1是本發明實施例提供的一種BCH編碼方案自適應調整方法的流程圖；
[0036]圖2是本發明實施例提供的一種編碼電路的結構示意圖；
[0037]圖3為本發明實施例提供的一種求伴隨式多項式的結構框圖；
[0038]圖4是本發明實施例提供的另外一種BCH編碼方案自適應調整方法的流程圖；
[0039]圖5是本發明實施例提供的一種BCH編碼方案自適應調整系統的結構示意圖；
[0040]圖6是本發明實施例提供的另外一種BCH編碼方案自適應調整系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0041]為了使本【技術領域】的人員更好地理解本發明實施例的方案，下面結合附圖和實施方式對本發明實施例作進一步的詳細說明。
[0042]如圖1所示，為本發明實施例提供的一種BCH編碼方案自適應調整方法，可以包括以下步驟:
[0043]步驟101:根據預定的編碼方案，將待發送信息以比特流形式輸入到預定數目的線性反饋移位寄存器中，以產生信息碼和校驗碼。
[0044]在本發明實施例中，可以預先設置一個編碼方案，在每次編碼初始時刻，可以採用該預定的編碼方案進行，其中，該預定的編碼方案優選採用串行編碼方案。
[0045]如圖2所示，為本發明實施例提供的一種編碼電路的結構示意圖。
[0046]圖中的方框(口)表示寄存器，該編碼電路中共具有R個寄存器，R對應校驗位的數目。可以通過使能控制R個寄存器中的部分寄存器有效，從而使不同的編碼方案對應不同的糾錯能力級別，例如，R個寄存器全有效時，對應強糾錯能力，r個寄存器有效時，對應弱糾錯能力。前r個寄存器的輸入端由flag的值控制，寄存器輸入端從兩個與門中選通其中一路的輸出，然後通過或門輸入寄存器。對於從第r+Ι到第R個寄存器，在使用強糾錯能力編碼方案時才會用到，因而只有一路輸入。當flag的值為I時，選通弱糾錯能力編碼方案對應生成多項式的係數，即兩個與門中左側的與門，對應圖中的g0到gr，而GO到Gr和flag的值經過反相器後的值(即O)相與，輸出為0，對或門無效。同時在flag的控制下，輸入端從第r個寄存器右側輸入，校驗位從第r個寄存器中輸出。而當flag值為O時，選通強糾錯能力編碼方案對應生成多項式的係數，前r個寄存器的右側與門輸出以及後邊第r到第R個寄存器的輸入反饋信號有效，因而所有的R個寄存器同時工作。flag控制下，輸入端從最右側輸入，校驗位從最右側寄存器輸出。
[0047]在本發明實施例中，可以根據接收端反饋的flag_feed選用編碼方案，並在待發送的碼塊開始設置標誌位flag，可以採用數字表示糾錯能力級別，例如，以O標誌強糾錯能力，I標誌弱糾錯能力。由於相同碼元寬度n，不同糾錯能力t的編碼方案，校驗位的數目不同，糾錯能力強所需要的產生校驗位的寄存器的數目也多。因此，編碼電路中的寄存器的長度，可以選用強糾錯能力編碼方案的校驗位數目R。
[0048]當採用弱糾錯能力的編碼方案時，通過運用標誌位flag和組合邏輯，可以使能R個寄存器中的部分有效，從而可以實現共用部分強糾錯編碼寄存器資源，無須另外使用寄存器，進而節省硬體電路資源。當採用強糾錯能力編碼方案時(flag = O)，校驗位所需要的寄存器資源為R，編碼電路中所有的寄存器都有效。由flag控制編碼電路的輸入與第R個寄存器中的值進行異或產生反饋信號，並且由flag控制使能強糾錯能力編碼方案生成多項式g(R)係數產生的反饋信號。而當採用弱糾錯能力編碼方案時(flag = I)，校驗位所需要的寄存器為r (KR)，只需要使能編碼電路R個寄存器中的前r個即可。因而由flag控制輸入端輸入與第r個寄存器中的值進行異或產生反饋信號，並且由flag控制使能弱糾錯能力編碼方案生成多項式g(r)係數產生反饋信號。
[0049]在輸入端m(x)處，將待發送信息以比特流形式輸入到預定數目的線性反饋移位寄存器中，在寄存器的輸出端可以產生信息碼和校驗碼。當輸入信息碼的同時，輸出端同步輸出；當輸出校驗位時，根據所選擇的編碼方案(flag不同)，輸出端選擇從第R個或者第r個寄存器中輸出。從而通過組合電路對編碼電路寄存器組的控制，從而實現編碼方案共用寄存器資源，節約硬體開支。
[0050]步驟102:根據信息碼和校驗碼確定接收碼的伴隨式，並求取接收碼的伴隨式的值。 [0051]在本發明實施例中，確定接收碼的伴隨式的方法如下:
[0052]假設BCH(n，k，t)編碼的生成多項式g(x)以β，β2，…，P2t為根，接收多項式為r (X)，錯誤圖樣為e (X)，其中，η為碼元寬度，k為信息碼的位數，t為糾錯能力，則伴隨式s計算過程如下:
【權利要求】
1.一種BCH編碼方案自適應調整方法，其特徵在於，包括: 根據預定的編碼方案，將待發送信息以比特流形式輸入到預定數目的線性反饋移位寄存器中，以產生信息碼和校驗碼； 根據所述信息碼和校驗碼確定接收碼的伴隨式，並求取所述接收碼的伴隨式的值； 根據所述接收碼的伴隨式的值，判斷所述接收碼中是否存在碼元錯誤； 如果是，則計算所述接收碼的錯位多項式，根據所述錯位多項式的根確定所述碼元錯誤所在位置，並對所述碼元錯誤進行糾錯； 根據糾錯結果，對所述預定的編碼方案進行自適應調整。
2.根據權利 要求1所述的方法，其特徵在於，所述根據所述接收碼的伴隨式的值，判斷所述接收碼中是否存在碼元錯誤包括:如果所述接收碼的伴隨式的值為零，則所述接收碼中不存在碼元錯誤；否則，所述接收碼中存在碼元錯誤。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述接收碼中存在碼元錯誤包括:如果所述接收碼的冪指數形式的伴隨式的值滿足S2A1 = s3/s2 =...= S2^Sn,則所述接收碼中存在一個碼元錯誤；否則，所述接收碼中存在多個碼元錯誤。
4.根據權利要求1至3任一項所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括: 將所述接收碼進行糾錯後的碼元輸出； 確定所述糾錯後的碼元的伴隨式，並求取所述糾錯後的碼元的伴隨式的值； 如果所述糾錯後的碼元的伴隨式的值為零，則能夠對所述碼元錯誤進行正確糾錯；否貝IJ，無法對所述碼元錯誤進行正確糾錯。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述對所述預定的編碼方案進行自適應調整，包括:如果對所述接收碼連續正確糾錯的次數達到第一預設閾值，則將所述預定的編碼方案調整為低級別糾錯能力的編碼方案；或者，如果對所述接收碼連續錯誤糾錯的次數達到第二預設閾值，則將所述編碼方案調整為高級別糾錯能力的編碼方案。
6.一種BCH編碼方案自適應調整系統，其特徵在於，包括: 碼元生成模塊，用於根據預定的編碼方案，將待發送信息以比特流形式輸入到預定數目的線性反饋移位寄存器中，以產生信息碼和校驗碼； 第一伴隨式確定及求值模塊，用於根據所述信息碼和校驗碼確定接收碼的伴隨式，並求取所述接收碼的伴隨式的值； 判斷模塊，用於根據所述接收碼的伴隨式的值，判斷所述接收碼中是否存在碼元錯誤； 計算模塊，用於在所述判斷模塊判斷所述接收碼中存在碼元錯誤後，計算所述接收碼的錯位多項式，並求取所述錯位多項式的根； 錯誤確定及糾錯模塊，用於根據所述錯位多項式的根確定所述碼元錯誤所在位置，並對所述碼元錯誤進行糾錯； 調整模塊，用於根據糾錯結果，對所述預定的編碼方案進行自適應調整。
7.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於:所述判斷模塊具體用於在所述接收碼的伴隨式的值為零時，判斷所述接收碼中不存在碼元錯誤；否則，判斷所述接收碼中存在碼元錯誤。
8.根據權利要求7所述的系統，其特徵在於，所述判斷模塊，還用於在所述接收碼的冪指數形式的伴隨式的值滿足S2A1 = s3/s2 =...= S2t/S2t-1時,判斷所述接收碼中存在一個碼元錯誤；否則，判斷所述接收碼中存在多個碼元錯誤。
9.根據權利要求6至8任一項所述的系統，其特徵在於，所述系統還包括: 輸出模塊，用於將所述接收碼進行糾錯後的碼元輸出； 第二伴隨式確定及求值模塊，用於確定所述糾錯後的碼元的伴隨式，並求取所述糾錯後的碼元的伴隨式的值； 所述判斷模塊，還用於在所述糾錯後的碼元的伴隨式的值為零時，判斷能夠對所述碼元錯誤進行正確糾錯；否則，判斷無法對所述碼元錯誤進行正確糾錯。
10.根據權利要求9所述的系統，其特徵在於: 所述調整模塊，用於在所述判斷模塊判斷對所述接收碼連續正確糾錯的次數達到第一預設閾值後，將所述預定的編碼方案調整為低級別糾錯能力的編碼方案；或者， 所述調整模塊，還用於在所述判斷模塊判斷對所述接收碼連續錯誤糾錯的次數達到第二預設閾值後，將所述編碼方案調整為高級別糾錯能力的編碼方案。
【文檔編號】H03M13/15GK103929211SQ201410183653
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月30日 優先權日:2014年4月30日
【發明者】陳嵐, 張宇, 呂超 申請人:中國科學院微電子研究所