最长的线性移位寄存器序列指令遥控系统编码方法

专利名称：最长的线性移位寄存器序列指令遥控系统编码方法
技术领域：
本发明涉及一种用伪随机码的m序列平移等价序列做为遥控指令码集的指令遥控系统的编码方法，属于有线或无线遥远控制技术。
现有的指令遥控设备中的开关式指令码集的形成采用两种编码方法音频编码和脉冲编码。它们的一个共同的缺点就是抗干扰能力差，在传输中容易产生错误，致使遥控误动作或控制失灵。为了减少指令的错误率，往往要进行一次纠错编码。这样为了可靠的传输指令，要两次编码，实现起来比较复杂。
本发明的目的是提供一种在原理上和设备上都比现有开关式指令遥控设备简单，但抗干扰性极强的编码方法。它的指令码集形成只用一次编码，使指令编码和纠错编码合二而一，简化了设备，而可靠性却大为提高。
本发明采用m序列做为遥控指令，而m序列是具有自动纠错能力的序列。
实现本发明的原理是基于伪随机序列优良的相关特性。由伪随机码理论可知m序列的相关函数有如①式特性
P为m序列长度①式说明m序列的相关函数具有双值特性。
另外，若An为m序列，其平移等价序列An，An-1，…，An-(P-1)共有P个。(P＝2r-1)因此，如果找出同一m序列的所有平移等价序列，用每一个平移等价序列做一个指令来传输。在收端对每一个指令都设置一个专门的相关器进行相关运算。对应于每一次所传输的指令相关器，相当于①式中I＝O的情况，输出为I。而其它相关器则相当于I0的情况，其输出为
由于I和
差别明显，因此可以很容易的判决出所传输的指令来。
如果传输中发生了错误，设产生一位错误，可以导出ρ(τ＝0)
，即相关函数下降
；ρ(τ≠0)=-1P+2P,]]>即在最坏情况下相关函数上升
。由于ρ(τ＝0)＞ρ(τ0)仍然可以判决出所传输的指令，这时定义它“纠正”了传输中的一位错误。以后传输中每增加一位错误，ρ(τ＝0)就继续下降
，而ρ(τ0)则继续增加
。当ρ(τ＝0)和ρ(τ0)相等时，收端无法判决出所传输的指令，即失去了纠错能力。设失去纠错能力的错误位数为X，则有下列关系式1-2Px=-1P+2P.........(2)]]>由②式可得X＝2r-2③定义可纠正的错误位数为D＝X-1＝2r-2-1 ④r为本原多项式次数，即移位寄存器级数。
由④式可知，若长度P＝2s-1＝31的m序列可纠正7位错误。
由以上推导可以看出，用m序列的平移等价序列做遥控指令的系统，由于巧妙地利用了相关函数的双值特性进行相关检测，使其具有容错能力。这样便省去了一次专门的纠错编码。使得指令编码和纠错编码一次形成，简化了设备。而且由于它的纠错实质是建立在相关检错“容错”性质的基础上，不论对随机性错误还是突发性错误均可纠正。而所需设备比随机错误和突发错误能同时纠正的循环码或卷积码设备要简单得多。
可靠性高和设备简单是m序列指令遥控系统的两大优点。
m序列指令遥控系统遥控指令的编码和译码方法的具体实现步骤如下一、编码方法1、确定m序列长度P为保证指令在相位上有一定的间隔，P应大于指令数目N，即P＞N。
P＝2r-1 ⑤2、由已确定的r选择m序列本原多项式r次本原多项式有Jr小Jr=φ(2r-1)r......(6)]]>Jr表示r次本原多项式个数，(°)为欧拉函数，从Jr个本原多项式中任选一个F(x)＝CrXr…C1X1 ⑦3、由本原多项式求其序列多项式。确定r以后⑦式为An(x)＝aea1x…aP-1XP-1⑧ae为0或14、由序列多项式求出此m序列An＝(a0，a1，…，aP-1) ⑨5、求出An的P个平移等价序列ae，a1，…，aP-2，aP-1a1，a2，…，aP-1，ae……………………………………⑩……………………………………aP-1，a0，…，aP-3，aP-26、确定帧同步码从P个m序列的平移等价序列中选择出一个序列做帧同步码，其原则为选取以“1”码元做为序列开头、且非周期自相关函数峰值最小的序列。
帧同步码，保证译码相关时，相应位数的对齐。7、选择指令码从P个m序列平移等价序列中，选择所需要的N个指令码，其原则是各指令序列在相位上要有一定的间隔。目的是避免系统不稳定等因素，对译码相关运算的影响。
二、译码方法1、译码器存储N个指令码，即N个m序列平移等价序列。2、收到指令后依次和N个指令码相关运算。3、相关值超过给定判决门限者为所传输指令。
下面列举一编码实例，实现一个有12条指令的m序列遥控指令码集。1、确定m序列长度P指令数目给定为12，为确保指令有充分选择余地(即留有一定的相位间隔)，取P＝31满足P＞N的要求。因P＝31，求出r＝5。2、确定m序列本原多项式r＝5，共有六个m序列，选取生成函数为45的本原多项式F(X)＝X5X21 3、求出序列多项式An(X)＝1X5X7X9X10X11X13X14X18X19X20X21X22X20X26X224、找出An(X)对应的m序列An＝(1000010101110110001111100110100)5、列出所有平移等价序列1000010101110110001111100110100000010101110110001111100110100------------------------------- -------------------------------01000010101110110001111100110106、选帧同步码110001111100010010000101011107、选出12条指令码考虑到相位间隔，取其移等价序列如表1所示表1指令编号 序 列10 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 021 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 031 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 141 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 150 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 061 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 171 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 080 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 090 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 110 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 011 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 012 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1m序列遥控指令编译码方法，可以用两种方案实现。
1、硬件实现所有编译功能均用大中规模集成电路构成。
2、软硬件结合起来实现所有编译码功能用单片机支持，靠固定程序实现。
权利要求
1.一种用于有线或无线遥控系统的指令编码方法，其特征在于该方法采用伪随机码的m序列平移等序列做为遥控指令码集，其中m序列的长度P应大于指令数目N，并按下列步骤进行编码和译码。1)、根据已确定的P由P＝2r-1来选择r2)、由已确定的r选择m序列本原多项式，r次本原多项式共有Jr个Jr=φ(2r-1)r-------(1)]]>式中为欧拉函数，从Jr个本原多项式中任选一个多项式F(x)＝CrXrCr-1Xr-1…C1X1-------------②(3)、由本原多项式求其序列多项式，确定r以后②式为An(x)＝aea1x…aP-1XP-1------③(4)、由序列多项式求出m序列An＝(a0，a1，…，aP-1)(5)、求出An的P个平移等价序列ae，a1，…aP-2，aP-1a1，a2，…aP-1，ae----------------------------④------------------aP-1ae，…aP-3，aP-2(6)、确定帧同步码，即从P个m序列的平移等价序列中选择非周期自相关函数峰值最小，并以“1”码元做为序列开头的一个序列做为帧同步码。(7)、选择指令码，指令码的数目为N个，且应保证各指令序列在相位上有一定的间隔。(8)、译码方法，译码器存储N个指令码，接收机收到指令后依次和N个指令码进行相关运算，其相关值大于给定判决门限者为所需传输的指令。
全文摘要
本发明提供了一种用伪随机码中m序列的平移等价序列做遥控指令码集的指令遥控系统的编码方法。由于利用了m序列的自相关函数的双值特性，使得指令本身具有容错能力。可在指令相关检测中纠正传输中发生的错误。省去了一次专门的纠错编码。而且由于这种纠错能力是建立在m序列相关检测容错性质的基础上的，所以不论随机性错误，还是突发性错误均可纠正，从而提高了指令传输的可靠性。设备简单和可靠性高是m序列指令遥控系统的两大优点。
文档编号H03M13/00GK1054342SQ9010091
公开日1991年9月4日 申请日期1990年2月20日 优先权日1990年2月20日
发明者周廷显 申请人:哈尔滨工业大学