CN108011640A - 一种用于(2,1,n)卷积编码的通用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于(2,1,N)卷积编码的通用方法。该方法通过预设的多项式参数就可以达到不同N值的卷积编码。该方法可以用在(2,1,N)串行卷积编码上，其配置的多项式参数为不同N值的生成多项式。而该方法用于并行(2,1,N)卷积编码时，需要事先根据串行结构推导出并行结构，以此为并行配置的多项式参数。本发明的卷积编码的通用方法，可以用于软件计算也可用于硬件实现，可以满足不同条件下的实际应用。

Description

一种用于(2,1,N)卷积编码的通用方法
技术领域
本发明涉及通信的编码领域，是一种用于(2,1,N)卷积编码的通用方法。
背景技术
在通信领域中，由于通信的信道中会加入各种噪声，导致信息在信道传递过程中就有了bit错误、信号畸变、信息的数据流不可靠，从而使得通信质量下降甚至不可用。而采用适当的信道编码技术，在信息发送前进行编码，而在接收端再对信息进行解码，可以实现前行纠错的功能等，提高信息在复杂信道环境下的通信能力。而卷积编码就是信道编码的一个重要编码技术。(2,1,N)卷积编码以其应用效果明显，而且实现简单而被广泛应用在深空通信、高速传输、无线可靠通信等方面。
在不同的实际应用环境中，由于信道状况的复杂性，需要采用不同的卷积编码，即对(2,1,N)卷积编码的N值进行不同选择。而且不同的选择都需要进行一次设计，尤其是对应特殊条件下需要的并行卷积编码，都需要进行从新的推导计算。本方法可以在设计完成后，使用与不同的N值的卷积编码，是一个通用的方式。
发明内容
本发明针对现有技术上存在的问题，提出了一种使用于(2,1,N)卷积编码，根据N值的不同和串并编码的要求，配置不同的配置多项式就可以实现对N值不同取值，根据N值选取对应的配置多项式参数。把配置多项式参数和输入数据联合的移位寄存器链的输出共同输入与运算阵列，其阵列的输出最后再进行一个异或运算即完成编码。完成不同的编码。
本发明采用的技术方案是：一种用于(2,1,N)卷积编码的通用方法，包括以下步骤：
根据不同(2,1,N)卷积编码的要求，选取N值；
根据N值选取不同的多项式参数；
将要编码的数据流作为输入，根据多项式参数进行运算完成编码。
所述进行运算具体为：
串编码方式时，输入及各个寄存器的输出和配置多项式参数进行与运算、再进行异或运算，即
V1＝xor(cfg1&[Ui,D(7:0)])
V2＝xor(cfg2&[Ui,D(7:0)])
其中，V1、V2分别为两个输出；cfg1，cfg2分别为V1、V2对应的多项式参数，Ui为串行输入数据，D(7:0)为输入的八位数据。
所述进行运算具体为：
并编码方式时,
V1.x＝xor(cfg1>>(7-x)&[D(7:0)，U(7:0)])
V2.x＝xor(cfg2>>(7-x)&[D(7:0)，U(7:0)])
其中,V1.x、V2.x分别为八位并行编码输出的第一组、第二组参数；cfg1，cfg2分别两组参数对应的多项式参数；x表示输入的八位数据对应的编码；D(7:0)为上次输入的八位数据，u(7:0)为当前输入的八位数据
本发明具有以下有益效果及优点：
1.本发明与现有的技术相比，具有通用型，即对(2,1,N)的N值的不同选取可以具有较高的通用性。
2.本发明可以根据实际需求，使用于不同的编码方式，串行/并行编码均可。
3.本发明的卷积编码的通用方法，可以用于软件计算也可用于硬件实现，可以满足不同条件下的实际应用。
附图说明
图1为(2,1,N)卷积编码的结构框图；
图2为(2,1,5)卷积编码的串行运算示意图；
图3为适合3≤N≤9的串行卷积编码的内部结构图；
图4为(2,1,9)卷积编码的并行运算示意图；
图5为适合3≤N≤9的串行卷积编码的内部结构图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明。
一种用于(2,1,N)卷积编码的通用方法，包括以下步骤：
根据不同(2,1,N)卷积编码的要求，选取适合要求的N值；
确定N值后，选取不同的配置多项式参数，作为初始化输入；
将要编码的数据流作为输入，完成编码。
本发明包括以下步骤：
1)依照(2,1,N)卷积编码的实际需求选取N值；1是输入1bit数据，2是输入1bit数据后，编码输出2bit，N是多项式的长度。
2)依照系统要求选取串并编码的方式；
3)依照1)2)的选取，配置不同的多项式参数(cfg1，cfg2)即可进行相应的编码；
4)输入数据移位进寄存器链，同时输入数据和寄存器的输出都要跟各自对应的配置多项式参数的位进行与运算；
5)4)中与运算的输出共同进行异或运算即为一个编码结果；
6)重复3)4)5)完成另一个编码的输出。
根据N值的不同和串并编码的方式不同选取不同的配置多项式参数。其与逻辑阵列和最后结果的异或运算，完成整个编码。
该方法是根据要编码的形式选择合适的N值，再根据N值选取对应的配置多项式参数。把配置多项式参数和输入数据联合的移位寄存器链的输出共同输入与运算阵列，其阵列的输出最后再进行一个异或运算即完成编码。
本发明采用的技术方案是：
步骤1，选取(2,1,N)卷积编码的实际需求N值。
步骤2，选取系统要求的串并编码方式。
步骤3，根据步骤1和步骤2的选择选取对应的配置多项式参数。
步骤4，把选取的配置多项式参数输入与逻辑阵列中。
步骤5，把输入数据联合移位寄存器链也输入与逻辑阵列中。
步骤6，与逻辑阵列的输出进行异或运输完成编码。
步骤7，重复步骤4，步骤5，步骤6完成另一组编码。
图1为(2,1,N)卷积编码的结构框图。选择N值，选择模式就会相应的确定对应的配置多项式参数，见表1。再根据选择的模式控制输入数据是串行输入还是并行输入编码器中，得到相应的编码。
图2为(2,1,5)卷积编码的串行运算示意图。图中……UiUi+1……为串行输入数据，……ViVi+1……为编码输出。输入数据串行的把数据流移位进移位寄存器中。V1为输入数据与D1的输出，D0的输出进行异或运算，其多项式为0x13。V2与V1的方式一致，其多项式为0x1B。
图3适合3≤N≤9的串行卷积编码的内部结构图。
输入数据串行进入移位寄存器链中，移位寄存器D(7:0)进行右移1位。每输入一个数据就进行一次移位。输入及各个寄存器的输出和配置多项式参数进行与运算再进行异或运算得到编码。
V1＝xor(cfg1&[Ui,D(7:0)])
V2＝xor(cfg2&[Ui,D(7:0)])
其中cfg1，cfg2的值参见表1的串行编码部分。
图4为(2,1,9)卷积编码的并行运算示意图。图中数据以八位并行输入，每次在数据输入之间都需要把上次的数据进行移入寄存器中，如图D(7:0)为上次输入的八位数据，u(7:0)为当前输入的八位数据。V1.X为八位并行编码输出的第一组参数，其中X表示输入的八位数据对应的编码。图中的阵列表示相应位进行的异或运行。其中V1.7的多项式为0x00B9，V1.X的多项式为V1.7的多项式循环右移一位。
表1为配置多项式参数表。
表1
图5为适合3≤N≤9的串行卷积编码的内部结构图。Cfg1产生器即为配置多项式参数的循环右移一位。数据以八位并行输入，每次在数据输入之间都需要把上次的数据进行移入寄存器中，如图D(7:0)为上次输入的八位数据，u(7:0)为当前输入的八位数据。V1.X为八位并行编码输出的第一组参数，其中X表示输入的八位数据对应的编码。图中的阵列表示相应位进行的异或运行。
V1.x＝xor(cfg1>>(7-x)&[D(7:0)，U(7:0)])
V2.x＝xor(cfg2>>(7-x)&[D(7:0)，U(7:0)])
其中cfg1，cfg2的值参见表1的并行编码部分。cfg1>>(7-x)为cfg1产生器，>>为循环右运算。

Claims (3)

1.一种用于(2,1,N)卷积编码的通用方法，其特征在于包括以下步骤：
根据不同(2,1,N)卷积编码的要求，选取N值；
根据N值选取不同的多项式参数；
将要编码的数据流作为输入，根据多项式参数进行运算完成编码。
2.根据权利要求1所述的一种用于(2,1,N)卷积编码的通用方法，其特征在于所述进行运算具体为：
串编码方式时，输入及各个寄存器的输出和配置多项式参数进行与运算、再进行异或运算，即
V1＝xor(cfg1&[Ui,D(7:0)])
V2＝xor(cfg2&[Ui,D(7:0)])
其中，V1、V2分别为两个输出；cfg1，cfg2分别为V1、V2对应的多项式参数，Ui为串行输入数据，D(7:0)为输入的八位数据。
3.根据权利要求1所述的一种用于(2,1,N)卷积编码的通用方法，其特征在于所述进行运算具体为：
并编码方式时,
V1.x＝xor(cfg1>>(7-x)&[D(7:0)，U(7:0)])
V2.x＝xor(cfg2>>(7-x)&[D(7:0)，U(7:0)])
其中,V1.x、V2.x分别为八位并行编码输出的第一组、第二组参数；cfg1，cfg2分别两组参数对应的多项式参数；x表示输入的八位数据对应的编码；D(7:0)为上次输入的八位数据，u(7:0)为当前输入的八位数据。
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