一种bch编码方案自适应调整方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种BCH编码方案自适应调整方法及系统，属于无线通信【技术领域】。该方法包括：根据预定的编码方案，将待发送信息以比特流形式输入到预定数目的线性反馈移位寄存器中，以产生信息码和校验码；根据信息码和校验码确定接收码的伴随式，并求取接收码的伴随式的值；根据接收码的伴随式的值，判断接收码中是否存在码元错误；如果是，则计算接收码的错位多项式，根据错位多项式的根确定码元错误所在位置，并对码元错误进行纠错；根据纠错结果，对预定的编码方案进行自适应调整。该方法及系统，能够根据信道噪声情况，兼顾编码效率和纠错能力，及时对编码方案进行自适应调整，在保证信息传输有效性的同时，提高信息传输效率。
【专利说明】一种BCH编码方案自适应调整方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信【技术领域】，特别涉及一种BCH编码方案自适应调整方法及系统。
【背景技术】
[0002]BCH码取自Bose、Ray-Chaudhuri与Hocquenghem的缩写，是编码理论尤其是纠错码中研究得比较多的一种编码方法，是一类具有严格数学结构的循环码。对于特定的码元宽度n，由k位信息码和r位校验码构成。在码元宽度相同的情况下，不同的编码方案，信息码位数k和校验码位数r不同，所对应的纠错能力t也不同。校验位数r越大，编码方案所对应的纠错能力t越强，但是编码效率(k/n)会降低。
[0003]现有技术中，BCH编解码通常采用纠错能力固定的编码方案，不能根据信道噪声情况进行编码方案的自适应调整。根据编码方案纠错能力的不同，可以将编码方案分为高低不同的多个级别，级别越高编码方案对应的纠错能力越强。对于高级别纠错能力的编码方案，当信道噪声较小时，信号传输过程中很少出现错误，由于所对应的校验位比较多，将导致编码效率较低，进而导致有效信息传输速率降低；对于低级别纠错能力的编码方案，虽然提高了编码效率，但是在信道噪声较大时，信号传输过程中出现的错误比特数较多，超出纠错能力范围，将导致接收端不能正确解码，从而使得接收到的信息有效性大大降低。
【发明内容】
[0004]本发明实施例提供了一种BCH编码方案自适应调整方法及系统，能够根据信道噪声情况采用不同纠错能力的编码方案。
[0005]本发明实施例提供的技术方案如下:
[0006]一方面，提供了一种BCH编码方案自适应调整方法，包括:
[0007]根据预定的编码方案，将待发送信息以比特流形式输入到预定数目的线性反馈移位寄存器中，以产生信息码和校验码；
[0008]根据所述信息码和校验码确定接收码的伴随式，并求取所述接收码的伴随式的值；
[0009]根据所述接收码的伴随式的值，判断所述接收码中是否存在码元错误；
[0010]如果是，则计算所述接收码的错位多项式，根据所述错位多项式的根确定所述码元错误所在位置，并对所述码元错误进行纠错；
[0011]根据纠错结果，对所述预定的编码方案进行自适应调整。
[0012]优选地，所述根据所述接收码的伴随式的值，判断所述接收码中是否存在码元错误包括:如果所述接收码的伴随式的值为零，则所述接收码中不存在码元错误；否则，所述接收码中存在码元错误。
[0013]优选地，所述接收码中存在码元错误包括:如果所述接收码的幂指数形式的伴随式的值满足S2A1 = s3/s2 =...= Sm/Sh,则所述接收码中存在一个码元错误；否则,所述接收码中存在多个码元错误。
[0014]优选地，所述方法还包括:
[0015]将所述接收码进行纠错后的码元输出；
[0016]确定所述纠错后的码元的伴随式，并求取所述纠错后的码元的伴随式的值；
[0017]如果所述纠错后的码元的伴随式的值为零，则能够对所述码元错误进行正确纠错；否则，无法对所述码元错误进行正确纠错。
[0018]优选地，所述 对所述预定的编码方案进行自适应调整，包括:如果对所述接收码连续正确纠错的次数达到第一预设阈值，则将所述预定的编码方案调整为低级别纠错能力的编码方案；或者，如果对所述接收码连续错误纠错的次数达到第二预设阈值，则将所述编码方案调整为高级别纠错能力的编码方案。
[0019]另一方面，提供了一种BCH编码方案自适应调整系统，包括:
[0020]码元生成模块，用于根据预定的编码方案，将待发送信息以比特流形式输入到预定数目的线性反馈移位寄存器中，以产生信息码和校验码；
[0021]第一伴随式确定及求值模块，用于根据所述信息码和校验码确定接收码的伴随式，并求取所述接收码的伴随式的值；
[0022]判断模块，用于根据所述接收码的伴随式的值，判断所述接收码中是否存在码元错误;
[0023]计算模块，用于在所述判断模块判断所述接收码中存在码元错误后，计算所述接收码的错位多项式，并求取所述错位多项式的根；
[0024]错误确定及纠错模块，用于根据所述错位多项式的根确定所述码元错误所在位置，并对所述码元错误进行纠错；
[0025]调整模块，用于根据纠错结果，对所述预定的编码方案进行自适应调整。
[0026]优选地，所述判断模块具体用于在所述接收码的伴随式的值为零时，判断所述接收码中不存在码元错误；否则，判断所述接收码中存在码元错误。
[0027]优选地，所述判断模块，还用于在所述接收码的幂指数形式的伴随式的值满足S2/
S1= s3/s2 =...= S2t/S2t^1时,判断所述接收码中存在一个码元错误；否则，判断所述接收码中存在多个码元错误。
[0028]优选地，所述系统还包括:
[0029]输出模块，用于将所述接收码进行纠错后的码元输出；
[0030]第二伴随式确定及求值模块，用于确定所述纠错后的码元的伴随式，并求取所述纠错后的码元的伴随式的值；
[0031]所述判断模块，还用于在所述纠错后的码元的伴随式的值为零时，判断能够对所述码元错误进行正确纠错；否则，判断无法对所述码元错误进行正确纠错。
[0032]优选地，所述调整模块，用于在所述判断模块判断对所述接收码连续正确纠错的次数达到第一预设阈值后，将所述预定的编码方案调整为低级别纠错能力的编码方案；或者，所述调整模块，还用于在所述判断模块判断对所述接收码连续错误纠错的次数达到第二预设阈值后，将所述编码方案调整为高级别纠错能力的编码方案。
[0033]本发明实施例提供的BCH编码方案自适应调整方法及系统，通过求取接收码的伴随式的值，判断接收码中是否存在码元错误，当存在码元错误时，通过计算接收码的错位多项式确定码元错误所在位置，进而对码元错误进行纠错，根据纠错结果，对编码方案进行自适应调整。该方法及系统，能够根据信道噪声情况，兼顾编码效率和纠错能力，及时对编码方案进行自适应调整，在保证信息传输有效性的同时，提高信息传输效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]图1是本发明实施例提供的一种BCH编码方案自适应调整方法的流程图；
[0036]图2是本发明实施例提供的一种编码电路的结构示意图；
[0037]图3为本发明实施例提供的一种求伴随式多项式的结构框图；
[0038]图4是本发明实施例提供的另外一种BCH编码方案自适应调整方法的流程图；
[0039]图5是本发明实施例提供的一种BCH编码方案自适应调整系统的结构示意图；
[0040]图6是本发明实施例提供的另外一种BCH编码方案自适应调整系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0041]为了使本【技术领域】的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。
[0042]如图1所示，为本发明实施例提供的一种BCH编码方案自适应调整方法，可以包括以下步骤:
[0043]步骤101:根据预定的编码方案，将待发送信息以比特流形式输入到预定数目的线性反馈移位寄存器中，以产生信息码和校验码。
[0044]在本发明实施例中，可以预先设置一个编码方案，在每次编码初始时刻，可以采用该预定的编码方案进行，其中，该预定的编码方案优选采用串行编码方案。
[0045]如图2所示，为本发明实施例提供的一种编码电路的结构示意图。
[0046]图中的方框(口)表示寄存器，该编码电路中共具有R个寄存器，R对应校验位的数目。可以通过使能控制R个寄存器中的部分寄存器有效，从而使不同的编码方案对应不同的纠错能力级别，例如，R个寄存器全有效时，对应强纠错能力，r个寄存器有效时，对应弱纠错能力。前r个寄存器的输入端由flag的值控制，寄存器输入端从两个与门中选通其中一路的输出，然后通过或门输入寄存器。对于从第r+Ι到第R个寄存器，在使用强纠错能力编码方案时才会用到，因而只有一路输入。当flag的值为I时，选通弱纠错能力编码方案对应生成多项式的系数，即两个与门中左侧的与门，对应图中的g0到gr，而GO到Gr和flag的值经过反相器后的值(即O)相与，输出为0，对或门无效。同时在flag的控制下，输入端从第r个寄存器右侧输入，校验位从第r个寄存器中输出。而当flag值为O时，选通强纠错能力编码方案对应生成多项式的系数，前r个寄存器的右侧与门输出以及后边第r到第R个寄存器的输入反馈信号有效，因而所有的R个寄存器同时工作。flag控制下，输入端从最右侧输入，校验位从最右侧寄存器输出。
[0047]在本发明实施例中，可以根据接收端反馈的flag_feed选用编码方案，并在待发送的码块开始设置标志位flag，可以采用数字表示纠错能力级别，例如，以O标志强纠错能力，I标志弱纠错能力。由于相同码元宽度n，不同纠错能力t的编码方案，校验位的数目不同，纠错能力强所需要的产生校验位的寄存器的数目也多。因此，编码电路中的寄存器的长度，可以选用强纠错能力编码方案的校验位数目R。
[0048]当采用弱纠错能力的编码方案时，通过运用标志位flag和组合逻辑，可以使能R个寄存器中的部分有效，从而可以实现共用部分强纠错编码寄存器资源，无须另外使用寄存器，进而节省硬件电路资源。当采用强纠错能力编码方案时(flag = O)，校验位所需要的寄存器资源为R，编码电路中所有的寄存器都有效。由flag控制编码电路的输入与第R个寄存器中的值进行异或产生反馈信号，并且由flag控制使能强纠错能力编码方案生成多项式g(R)系数产生的反馈信号。而当采用弱纠错能力编码方案时(flag = I)，校验位所需要的寄存器为r (KR)，只需要使能编码电路R个寄存器中的前r个即可。因而由flag控制输入端输入与第r个寄存器中的值进行异或产生反馈信号，并且由flag控制使能弱纠错能力编码方案生成多项式g(r)系数产生反馈信号。
[0049]在输入端m(x)处，将待发送信息以比特流形式输入到预定数目的线性反馈移位寄存器中，在寄存器的输出端可以产生信息码和校验码。当输入信息码的同时，输出端同步输出；当输出校验位时，根据所选择的编码方案(flag不同)，输出端选择从第R个或者第r个寄存器中输出。从而通过组合电路对编码电路寄存器组的控制，从而实现编码方案共用寄存器资源，节约硬件开支。
[0050]步骤102:根据信息码和校验码确定接收码的伴随式，并求取接收码的伴随式的值。 [0051]在本发明实施例中，确定接收码的伴随式的方法如下:
[0052]假设BCH(n，k，t)编码的生成多项式g(x)以β，β2，…，P2t为根，接收多项式为r (X)，错误图样为e (X)，其中，η为码元宽度，k为信息码的位数，t为纠错能力，则伴随式s计算过程如下:
【权利要求】
1.一种BCH编码方案自适应调整方法，其特征在于，包括: 根据预定的编码方案，将待发送信息以比特流形式输入到预定数目的线性反馈移位寄存器中，以产生信息码和校验码； 根据所述信息码和校验码确定接收码的伴随式，并求取所述接收码的伴随式的值； 根据所述接收码的伴随式的值，判断所述接收码中是否存在码元错误； 如果是，则计算所述接收码的错位多项式，根据所述错位多项式的根确定所述码元错误所在位置，并对所述码元错误进行纠错； 根据纠错结果，对所述预定的编码方案进行自适应调整。
2.根据权利 要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述接收码的伴随式的值，判断所述接收码中是否存在码元错误包括:如果所述接收码的伴随式的值为零，则所述接收码中不存在码元错误；否则，所述接收码中存在码元错误。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述接收码中存在码元错误包括:如果所述接收码的幂指数形式的伴随式的值满足S2A1 = s3/s2 =...= S2^Sn,则所述接收码中存在一个码元错误；否则，所述接收码中存在多个码元错误。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 将所述接收码进行纠错后的码元输出； 确定所述纠错后的码元的伴随式，并求取所述纠错后的码元的伴随式的值； 如果所述纠错后的码元的伴随式的值为零，则能够对所述码元错误进行正确纠错；否贝IJ，无法对所述码元错误进行正确纠错。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述预定的编码方案进行自适应调整，包括:如果对所述接收码连续正确纠错的次数达到第一预设阈值，则将所述预定的编码方案调整为低级别纠错能力的编码方案；或者，如果对所述接收码连续错误纠错的次数达到第二预设阈值，则将所述编码方案调整为高级别纠错能力的编码方案。
6.一种BCH编码方案自适应调整系统，其特征在于，包括: 码元生成模块，用于根据预定的编码方案，将待发送信息以比特流形式输入到预定数目的线性反馈移位寄存器中，以产生信息码和校验码； 第一伴随式确定及求值模块，用于根据所述信息码和校验码确定接收码的伴随式，并求取所述接收码的伴随式的值； 判断模块，用于根据所述接收码的伴随式的值，判断所述接收码中是否存在码元错误； 计算模块，用于在所述判断模块判断所述接收码中存在码元错误后，计算所述接收码的错位多项式，并求取所述错位多项式的根； 错误确定及纠错模块，用于根据所述错位多项式的根确定所述码元错误所在位置，并对所述码元错误进行纠错； 调整模块，用于根据纠错结果，对所述预定的编码方案进行自适应调整。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于:所述判断模块具体用于在所述接收码的伴随式的值为零时，判断所述接收码中不存在码元错误；否则，判断所述接收码中存在码元错误。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述判断模块，还用于在所述接收码的幂指数形式的伴随式的值满足S2A1 = s3/s2 =...= S2t/S2t-1时,判断所述接收码中存在一个码元错误；否则，判断所述接收码中存在多个码元错误。
9.根据权利要求6至8任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括: 输出模块，用于将所述接收码进行纠错后的码元输出； 第二伴随式确定及求值模块，用于确定所述纠错后的码元的伴随式，并求取所述纠错后的码元的伴随式的值； 所述判断模块，还用于在所述纠错后的码元的伴随式的值为零时，判断能够对所述码元错误进行正确纠错；否则，判断无法对所述码元错误进行正确纠错。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于: 所述调整模块，用于在所述判断模块判断对所述接收码连续正确纠错的次数达到第一预设阈值后，将所述预定的编码方案调整为低级别纠错能力的编码方案；或者， 所述调整模块，还用于在所述判断模块判断对所述接收码连续错误纠错的次数达到第二预设阈值后，将所述编码方案调整为高级别纠错能力的编码方案。
【文档编号】H03M13/15GK103929211SQ201410183653
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】陈岚, 张宇, 吕超 申请人:中国科学院微电子研究所