专利名称:复数旋转码编码译码器的制作方法
本发明是从权项1前序部分所描述的，且在英国专利GB2069-732题为《Encoder and decoder for Cyclic block codes》循环分组码的编码器和译码器，那一类编码译码器发展而来的。
公知的编码译码器是计算机与现代通信技术相结合的计算机网络的产物，利用各种传输数据的信道传送文件信息，利用分散的计算机达到资源共享的目的，利用编码译码器解决传输中的差错控制。上述英国专利主要涉及的是纠正一位错误的BCH码的编码器和译码器，该专利具有硬件耗费较大即空间复杂性较高等缺点。
本发明的目的是考虑到目前国内外在计算机网络领域内广泛采用简单的奇偶码进行差错控制，或用卷积码和线性循环码。奇偶码虽简单易行，但检错纠错能力低;卷积码能将前后码组加以表达分析;线性循环码，特别是其中一类BCH码，是一种码效较高，且检错纠错能力与码字参数间有一定关系可循的常用字码，但是其译码过程较复杂，在纠正多位错误时，译码时间较长。如上述英国专利属纠正一位错误的BCH码的编码和译码分别使用的装置，硬件耗费较高，以寄存器级数g为单位则编码器-g编≥2n+3γ(n-码字长度、γ-监督元长度)译码器-g译≥2n+4γ该专利的空间复杂性较高，故对使用的码字的选择有一定要求即使γ＜(2]]>-1)K＝0.414K
γ监督元长度 K-信息元长度这样势必限制了码字的使用范围。
本发明是为了适应日益增长的高速而可靠地传输数字信息的实际需要，提供一种原理简单，易于掌握和制造，一机能兼作编码、译码两种用途，能检出和纠正多位错误的新型编码译码器。
发明是这样实现的，首先是建立在复数旋转原理上的新型复数旋转码而设计出来的，图1为其原理图，根据信息的长度选择适当的素数p，在发送端将信息元排列为p×p的信息元方阵MP，由MP的信息元按下列摸二相加的方法，确定出监督元矩阵Npq中的各监督元
如果q＝p+1 则监督元矩阵最后一列由
确定编好的码字经过信道传输，受到干扰后被接收为M′p和N′pq，(图1中假定moo错为m′oo)，由M′p重新产生监督元矩阵N″pq将И″pq与N′pq进行比较，将其差别用错误图样Epq中的“1”来表示，根据Epq中“1”的位置和数目，再按大数逻辑译码方法，就可以确定错误的信息元的位置。这里仅将几个与编码译码器性能有关的结论列出如下1)对于素数p信息元方阵，当取监督元矩阵列数q＝2tc≤p+1时，它可以纠正tc位错误或者检出2tc个错误，当q＝p+1时达到最大的纠正能力tc＝(p+1)/2和最大检错能力td＝p+1;
2)在译码过程中将N″pq与N′pq比较高得到Epq，如Epq的某一行中“1”的数目＜tc+1，则表明只可能是监督元内有错，可以直接将接收的信息元输出而不必去改正监督元中的错;
3)如Epq的某i行中有≥tc+1个错误图样“1”，则表明mi，o错了，如Epq经过S次逆向旋转后发现某i行中有≥tc+1个“1”，则表明mi，s错了，可以将这些错误改正后输出信息元。
发明的应用范围较广，是为数字信息传输存贮、处理中进行差错控制而研制出的通用设备、对于高速而可靠地传送数字信息的差错控制特别是有线、无线数字传输，军用、民用数字通信、卫星通信，远程数字信号、遥控遥测、以及电力系统、铁道电气化供电运动化系统都可采用，在需要高速译码时，如计算机存贮器的差错控制，采用复数旋转编码译码器会带来很大效益，特别是这种成块处理、一机两用、双向工作的编码译码特点，与计算机网络存贮转发式分组报文交换工作性能相适合，因而可以预期它能在今后日益发展的计算机网络中作为差错控制装置使用。
作为本发明的实例，图2中表示出一个P＝3的复数旋转码编码译码两用式试验样机的结构框图，它可以检出四位错或纠正两位错。
〔1〕信息元方阵循环移位寄存器〔2〕监督元暂存移位寄存器〔3〕伴随子矩阵循环移位寄存器(译码)监督元输出移位寄存器(编码)〔4〕大数逻辑判决器
〔5〕信息元输出移位寄存器〔6-1〕模二和运算器〔6-2〕模二和运算器〔7〕时序脉冲发生器当按编码器方式工作时，两个开关均置于编码位置。数据信息序列从信源输入信息元方阵循环移位寄存器〔1〕，监督元暂存移位寄存器〔2〕和大数逻辑判决器〔4〕以及模二和运算器〔6-2〕均不起作用，根据〔1〕中信息元编好的监督元通过〔3〕，而后经开关通入信道，信息元由〔1〕经信息元输出移位寄存器〔5〕和开关通入信道。
当按译码器方式工作时，开关置于译码位置，由信道接收到的信息元和监督元分别放在〔1〕和〔2〕中，由〔1〕编出新的监督元和〔2〕中接收到的监督元模二相加后，变为错误图样矩阵即伴随矩阵存于〔3〕中。根据错误图样矩阵中“1”的位置和数目，由大数逻辑判决器〔4〕作出判决后，在模二相加器〔6-2〕处对来自〔1〕中的信息元进行相应位置上的修改，然后信息元经〔5〕和开关输送给用户。
在设备工作过程中，由时序脉冲发生器〔7〕来控制协调各环节的工作节拍。
本装置的样机连机壳在内尺寸约为25×13×8(厘米)(不包括电源)，元件都是市面上常见的移位寄存器和异或门，在2MHz/S主频下，不包括监督元在内的信息元传信率达600，000比特/秒五、发明的主要特点以及与国外类似专利的比较
1、复数旋转编码译码器原理简单，容易掌握和使用;
2、复数旋转编码译码器中只有移位寄存器和加法电路两种主要元件，容易制造，实现方便;
3、它能够一机编码译码两用，适于双向工作，节省投资，提高工效;
4、具有模块化特性，在一定范围内每增加一列监督元多检出一位错(最多达(p+1)位)，每增加两列监督元可以多纠正一位错(最多达 (p+1)/2 位)。因此，可以用它来方便地实现检错纠错能力随信道干扰严重程度而自动变更的自适应编码译码;
5、复数旋转码编码译码器采用成块并行工作方式，译码速度快，它的译码时间复杂性C复＝n(n为码长)，而BCH码为CBCH＝nlog2n;
6、复数旋转码编码译码器具有一定的超限检错纠错能力;
7、复数旋转码编码译码器是当前常用的简单奇偶码的多维推广。如监督元只取用第一列，则为简单一维水平奇偶监督码，如取用第一列和第二列，则为水平一斜向二维奇偶监督码;如取用第一列和q＝p的最后一列，则变为水平-垂直二维奇偶监督码;
8、复数旋转码编码译码器的缺点，是在纠正多位错误时占用的监督元较多，因而码效降低。但是正由于监督元的增加而提高了译码速度和超限检错纠错能力，进而从能方便地实现自动随信道干扰严重度而随时增减其监督元列数来补偿这一缺陷。
权利要求
1.编码译码器是在数字通信、计算机网络数据传输以及计算机存贮系统等领域内进行差错控制的设备，在信息传输系统中调制解调器的基础上另加设编码译码器。其特征在于该编码译码器是建立在发明人创立的复数旋转原理上，采用新型复数旋转码设计出来的，将信息元按素数方阵排列，各列正向旋转模二和编码，以及伴随子矩阵逆向旋转实现大数译码。
2.复数旋转编码译码器，其特征在于用信息元方阵循环移位寄存器，监督元暂存移位寄存器，伴随子矩阵循环移位寄存器(译码)、监督元输出移位寄存器(编码)大数逻辑判决器，信息元输出移位寄存器，模二和运算器，时序脉冲发生器等组成。
3.根据权项1的复数旋转编码译码器，其特征在于采用成块并行工作方式，其译码时间复杂性C复＝n(n为码长)，而BCH码为CBCH＝nlog2n
4.根据权项1复数旋转码编码译码器是奇偶码的多维推广，如监视元只取一列、为一维水平奇偶监督码，如取用第一列和第二列则为水平一斜向二维奇偶码，如取用第一列和q＝p的最后一列，则变为水平一垂直二维奇偶监督码。
专利摘要
复数旋转码编码译码器是在数字通信、计算机网络数据传输以及计算机存贮系统等领域内进行差错控制的设备。采用复数旋转运算，保证码字的循环模块性，素数方阵排列，保证监督的均匀遍历性。其工作方法是信息元方阵正向旋转，模二相加编码，伴随子矩阵反向旋转，大数逻辑译码。原理简单，速度快适应性强，配以适当的接口电路，可实现单板机间的数据传输，可检出多位错或纠正多位错，具有较强的超限译码检错纠错能力。编码正转，译码反转，一机编、译码两用，易于掌握，易于实现。
文档编号H03M13/00GK85104100SQ85104100
公开日1986年5月10日 申请日期1985年5月29日
发明者靳蕃, 彭晓红 申请人:西南交通大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan