專利名稱：同步幀的編解碼方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及同步幀的編解碼方法及其裝置。

背景技術(shù)：
如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)幀的精確同步一直是通信中的一個難題，因此也是通信系統(tǒng)中的一項關(guān)鍵技術(shù)。同步技術(shù)主要包括時間同步和頻率同步兩個方面。沒有精確的時間同步，我們就無法知道信號的準確起始位置，從而會使接收方對信號的解釋完全錯誤。
例如圖1所示，坐標軸的橫坐標表示按照時間順序排列的符號，A和B表示符號序列。正確的數(shù)據(jù)幀信號是A序列，即符號1-100；但是因為同步錯誤，把第10個符號錯認為是數(shù)據(jù)幀的起始位置，從而把第10-109個符號作為該數(shù)據(jù)幀的符號進行解調(diào)和解碼，導(dǎo)致該幀的解碼錯誤。
如何保證用較低的復(fù)雜度代價實現(xiàn)快速、準確同步是同步方案設(shè)計的關(guān)鍵所在。
現(xiàn)有的時間同步方案如圖2所示，數(shù)據(jù)發(fā)送順序為從左到右依次發(fā)送，最左邊的數(shù)據(jù)最先發(fā)送，發(fā)送方在發(fā)送攜帶有效載荷的數(shù)據(jù)幀之前發(fā)送若干個同步幀。每個同步幀信號包含兩部分，第一部分為一個固定的同步(Sync)序列，長度為a比特；第二部分為一個遞減的索引號，比如上一個同步幀的索引號為x，則下一個同步幀的索引號為x-1，該部分長度為b比特；當同步幀的索引號遞減到0時，后面緊跟的是攜帶有效載荷的數(shù)據(jù)幀。其中a和b的具體數(shù)值根據(jù)實際需要確定。
而接收方按照圖3所示流程實現(xiàn)接收數(shù)據(jù)幀時的時間同步 步驟301根據(jù)a比特的同步序列找到同步幀的幀頭； 步驟302判斷當前同步幀的索引號是否為0，如果不為0，則執(zhí)行步驟303，如果為0則執(zhí)行步驟304； 步驟303等待接收下一個同步幀，并轉(zhuǎn)至步驟301； 步驟304把當前同步幀后面的數(shù)據(jù)幀作為攜帶有效載荷的數(shù)據(jù)幀進行處理。
該現(xiàn)有技術(shù)的缺點主要在于對同步幀的信號保護不夠，容易出現(xiàn)時間同步錯誤。在通信中，尤其是無線通信中，由于信道的快速多變，誤碼是很普遍的現(xiàn)象。該方案中，任意一個同步幀的索引號中任一比特發(fā)生錯誤，都可能會導(dǎo)致接收方的同步錯誤，從而導(dǎo)致對信令數(shù)據(jù)的接收錯誤。


發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于，提出一種同步幀的編碼方法，能夠?qū)ν綆男盘栠M行保護，提高通信的可靠度和有效性。該編碼方法包括如下步驟 A、生成同步幀的同步序列和索引號； B、根據(jù)所生成的同步序列和索引號構(gòu)造出校驗位； C、根據(jù)所述同步序列、所述索引號和所述校驗位，組裝成含有校驗位的同步幀，并發(fā)送所述同步幀。
步驟B具體包括 B1、根據(jù)所述同步序列和所述索引號構(gòu)造多項式 u(x)＝u0xa+b-1+u1xa+b-2+u2xa+b-3+…ua+b-2x+ua+b-1，其中a是同步幀的同步序列的比特數(shù)，b是同步幀的索引號的比特數(shù)；u0對應(yīng)同步序列最左邊的比特，u1對應(yīng)同步序列從左數(shù)第二個比特，并依此類推，ua-1對應(yīng)同步序列最右邊的比特；ua對應(yīng)索引號最左邊的比特，ua+1對應(yīng)索引號從左數(shù)第二個比特，并依此類推，ua+b-1對應(yīng)索引號最右邊的比特； B2、根據(jù)所構(gòu)造的u(x)以及預(yù)先存儲的生成多項式 g(x)＝g0xp+g1xp-1+g2xp-2+…gp-1x+gp 構(gòu)造校驗位p(x)＝[u(x)xp]％g(x)，其中p為校驗位的比特數(shù)，％表示取模運算。
所述生成多項式g(x)為系統(tǒng)碼形式循環(huán)碼的生成多項式。
所述循環(huán)碼為歐幾里得有限域上構(gòu)造的循環(huán)碼。
本發(fā)明的另一目的在于，提出一種同步幀的解碼方法，能夠?qū)ν綆男盘栠M行保護，提高通信的可靠度和有效性。該解碼方法包括如下步驟 a、接收含有校驗位的同步幀，根據(jù)所述同步幀中的同步序列找到該同步幀的幀頭，然后根據(jù)所述同步幀幀頭得到所述同步幀的包括同步序列、索引號和校檢位在內(nèi)的接收數(shù)據(jù)； b、根據(jù)所述同步幀的接收數(shù)據(jù)對該同步幀進行解碼； c、解碼成功后，根據(jù)索引號判斷所述同步幀是否為最后的同步幀；若是，則把該同步幀后面的數(shù)據(jù)幀作為攜帶有效載荷的數(shù)據(jù)幀進行處理。
步驟b所述根據(jù)校驗位對當前接收的同步幀進行解碼具體包括 b11、對接收序列r(x)＝r0+r1x+r2x2+…+ra+b+p-1xa+b+p-1右循環(huán)移位，求得對應(yīng)的伴隨多項式si(x)＝((xir(x))％(xn-1))％g(x)，由此得到s0(x)，s1(x)，s2(x)…，sn-2(x)；其中ri對應(yīng)同步幀左起第i+1比特的值； b12、當si(x)的漢明重量w(si(x))≤t(t為該碼字的糾錯能力)時，捕錯成功，把si(x)+(xir(x))左循環(huán)移位i位即得到糾錯后的輸出序列，并報告解碼成功。
步驟b所述根據(jù)校驗位對當前接收的同步幀進行解碼具體包括 b21、構(gòu)造N×N的校驗矩陣H，校驗矩陣的任意一個元素取值為0或1； N為大于等于同步幀比特數(shù)的整數(shù)； b22、接收一個同步幀，該同步幀的接收序列表示為其中r′i(i＝0，1，...，a+b+p-1)表示所述同步幀第i+1個比特的值，將

的前N-(a+b+p)個比特填0，得到N維序列 b23、根據(jù)校驗矩陣H和序列

利用如下公式得到伴隨序列
b24、對于0≤i≤N-1的任意整數(shù)i，將校驗矩陣H中所有第i個元素值為1的行的行號jx組合起來構(gòu)成索引集合A(i)＝{j1，j2，…jx…}，然后判斷索引集合A(i)中所列出的行號對應(yīng)的伴隨序列中的元素sj1，sj2…，sj3…中，是否有一半以上的取值為1，若是則設(shè)定ei＝1，否則設(shè)定ei＝0；遍歷i得到錯誤樣式 b25、把接收序列和錯誤樣式進行模2加，得到解碼輸出序列 b26、計算解碼輸出序列與校驗矩陣的乘積

當計算結(jié)果為一個全零序列時，解碼成功。
其中，b21所述構(gòu)造校驗矩陣H為 預(yù)先存儲校驗矩陣H的一行，記作其中任意一個元素h0，i(i＝0，1，...，N-1)的取值為0或1；將

作為校驗矩陣H的第一行，校驗矩陣H的第i行由該矩陣第i-1行循環(huán)右移1比特得到，遍歷1≤i＜N-1得到校驗矩陣H的所有行，將校驗矩陣所有行組合起來得到校驗矩陣H。
步驟b所述對該同步幀進行解碼，若解碼失敗則進一步包括 丟棄所述同步幀，等待接收下一個同步幀并轉(zhuǎn)至步驟a。
本發(fā)明的目的還在于，提出一種同步幀編碼器以及一種同步幀解碼器，能夠?qū)ν綆男盘栠M行保護，提高通信的可靠度和有效性。
所述同步幀編碼器包括 用于生成同步序列的同步序列生成模塊和用于生成索引號的索引號生成模塊； 校驗位生成模塊，用于根據(jù)來自所述同步序列生成模塊的同步序列和來自所述索引號生成模塊的索引號得到校驗位，并將所得校驗位發(fā)送至輸出模塊； 輸出模塊，用于將所述同步序列生成模塊所生成的同步序列、所述索引號生成模塊所生成的索引號以及所述校驗位生成模塊所生成的校驗位組裝成含有校驗位的同步幀，并輸出所組裝的同步幀。
所述校驗位生成模塊具體包括 存儲單元，用于存儲預(yù)先設(shè)置的生成多項式； 構(gòu)造單元，用于根據(jù)所述生成多項式、所述同步序列和所述索引號，構(gòu)造出所述校驗位。
所述同步幀解碼器位于信號接收設(shè)備中，包括 同步幀接收模塊，用于接收含有校驗位的同步幀，得到所述同步幀的包括同步序列、索引號和校驗位在內(nèi)的接收數(shù)據(jù)，并將所述同步幀的接收數(shù)據(jù)發(fā)送至解碼模塊和索引號判斷模塊； 解碼模塊，用于根據(jù)同步幀的接收數(shù)據(jù)對當前同步幀進行解碼，并將解碼結(jié)果通知索引號判斷模塊； 索引號判斷模塊，用于根據(jù)解碼結(jié)果中的索引號判斷當前同步幀是否為最后的同步幀，并根據(jù)判斷結(jié)果通知信號接收設(shè)備的其他模塊下一個數(shù)據(jù)幀為攜帶有效載荷的數(shù)據(jù)幀。
較佳地，所述解碼模塊具體包括 校驗矩陣單元，用于生成N×N的校驗矩陣H，并將所生成的校驗矩陣H分別發(fā)送至伴隨序列單元、錯誤樣式單元和解碼輸出序列與判斷單元； 伴隨序列單元，用于接收來自同步幀接收模塊的同步幀接收數(shù)據(jù)，將所述同步幀接收數(shù)據(jù)擴充為N維序列

并根據(jù)N維序列

和校驗矩陣H生成伴隨序列

將所生成的伴隨序列

發(fā)送至錯誤樣式單元； 錯誤樣式單元，用于根據(jù)校驗矩陣H和伴隨序列

生成錯誤樣式

并將所得錯誤樣式

發(fā)送至解碼輸出序列與判斷單元； 解碼輸出序列與判斷單元，用于將來自同步幀接收模塊的所述同步幀接收數(shù)據(jù)與所述錯誤樣式

模2相加，得到解碼輸出序列，然后計算解碼輸出序列與校驗矩陣H的乘積，并根據(jù)該計算結(jié)果判斷解碼是否成功。
從以上技術(shù)方案可以看出，由于在對同步幀編碼過程中加入校驗碼，可以使同步幀的同步序列和索引號具有一定的糾錯能力，從而有效地抵消無線通信信道中的各種干擾；所提出的同步幀解碼方法則使接收方可以對同步幀進行檢錯，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中接收方無檢錯能力帶來的誤判問題，從而大大提高了通信的可靠度和有效性。
另外，本發(fā)明所采用的糾錯碼可以為一種系統(tǒng)碼，保證了開始的前a個比特的同步序列編碼后仍為固定已知的同步序列，有利于簡單快速地找到同步幀的幀頭；為了適應(yīng)不同的同步序列和索引號長度，本發(fā)明采用的糾錯碼可以為縮短形式的循環(huán)碼；本發(fā)明方案有非常簡單、快速的解碼方法，且需要的存儲量很小，有利于降低實現(xiàn)的復(fù)雜度。



圖1為數(shù)據(jù)幀時間同步錯誤導(dǎo)致解碼錯誤的原理示意圖； 圖2為現(xiàn)有的同步幀格式及其發(fā)送方式的示意圖； 圖3為現(xiàn)有的數(shù)據(jù)幀時間同步方案的流程圖； 圖4為本發(fā)明的同步幀格式及其發(fā)送方式示意圖； 圖5為本發(fā)明實施例的同步幀編碼流程圖； 圖6為本發(fā)明實施例的同步幀解碼流程圖。
圖7為本發(fā)明實施例的同步幀編碼器框圖； 圖8為本發(fā)明實施例的同步幀解碼器框圖。

具體實施例方式 本發(fā)明的核心思想是在同步幀中增加校驗位來保證同步幀的索引號的正確性，從而能夠?qū)崿F(xiàn)正確的數(shù)據(jù)幀時間同步。本發(fā)明的基本內(nèi)容包括同步幀的編碼方法和解碼方法 同步幀的編碼方法發(fā)送方在生成同步幀時，除了構(gòu)造同步序列和索引號之外，還根據(jù)同步序列和索引號構(gòu)造出校驗位，然后將同步序列、索引號和校驗位組合生成同步幀，再將所述同步幀以及有效數(shù)據(jù)幀依次發(fā)送； 同步幀的解碼方法接收方根據(jù)同步序列找到同步幀的幀頭，根據(jù)幀頭得到所述同步幀的接收數(shù)據(jù)，然后對同步幀接收數(shù)據(jù)進行解碼，如果解碼成功則進一步判斷索引號是否為0，根據(jù)判斷結(jié)果進行數(shù)據(jù)幀的時間同步；如果解碼失敗則跳過該同步幀，繼續(xù)對下一個同步幀進行解碼。
本發(fā)明方案的同步幀格式及其發(fā)送方式如圖4所示，數(shù)據(jù)發(fā)送順序為從左到右依次發(fā)送，最左邊的數(shù)據(jù)最先發(fā)送，發(fā)送方在發(fā)送攜帶有效載荷的數(shù)據(jù)幀之前發(fā)送若干個同步幀。每個同步幀除了圖2示出的a比特的同步序列和b比特的索引號之外，還包含一個校驗位(Parity bit)，長度為p比特。圖4所示的校驗位添加在索引號之后，實際上本發(fā)明方案中校驗位可以添加在同步幀的任何位置。
發(fā)送方構(gòu)造校驗比特的計算過程為 設(shè)生成多項式為 g(x)＝g0xp+g1xp-1+g2xp-2+…gp-1x+gp，(1) 其中p為校驗位的長度。本發(fā)明中，g(x)可以為任何系統(tǒng)碼形式循環(huán)碼的生成多項式，為了適應(yīng)不同的同步序列和索引號的長度，也可以是任何循環(huán)碼的縮短碼生成的多項式。
把同步序列和索引號作為消息序列構(gòu)造成公式(2)所示多項式 u(x)＝u0xa+b-1+u1xa+b-2+u2xa+b-3+…ua+b-2x+ua+b-1，(2) 其中a是同步幀的同步序列的比特數(shù)，b是同步幀的索引號的比特數(shù)。u0對應(yīng)同步序列最左邊的比特，u1對應(yīng)同步序列從左數(shù)第二個比特，并依此類推，ua-1對應(yīng)同步序列最右邊的比特；同樣，ua對應(yīng)索引號最左邊的比特，ua+1對應(yīng)索引號從左數(shù)第二個比特，并依此類推，ua+b-1對應(yīng)索引號最右邊的比特。
則可根據(jù)公式(1)和公式(2)構(gòu)造出校驗比特 p(x)＝[u(x)xp]％g(x) (3) 其中％表示取模運算。
接收方要根據(jù)發(fā)送方具體的編碼方案來選擇相應(yīng)的的解碼方法。對于循環(huán)碼，可采用通用的循環(huán)碼捕錯解碼方法來解碼，其解碼過程為 步驟1對接收序列r(x)＝r0+r1x+r2x2+…+ra+b+p-1xa+b+p-1右循環(huán)移位，求得對應(yīng)的伴隨多項式 si(x)＝((xir(x))％(xn-1))％g(x)， 由此得到s0(x)，s1(x)，s2(x)…，sn-2(x)，其中ri對應(yīng)同步幀右起第i+1比特的值。
步驟2判斷是否滿足si(x)的漢明重量w(si(x))≤t(t為該碼字的糾錯能力)，若是則捕錯成功，轉(zhuǎn)步驟3；否則報告本次解碼失敗并結(jié)束本次解碼；其中漢明重量指序列si(x)中元素1的個數(shù)，糾錯能力反映了碼字本身的性質(zhì)，不同的碼字具有其對應(yīng)的糾錯能力。
步驟3把si(x)+(xir(x))左循環(huán)移位i位即得到糾錯后的輸出序列，同時報告解碼成功并結(jié)束本次解碼。
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細闡述。為使本發(fā)明方案的編解碼實現(xiàn)簡單，本實施例采用歐幾里得有限域(Euclidean Geometry，EG)EG(m，2s)＝EG(2，23)上構(gòu)造的循環(huán)碼，該碼字具有非常簡單的編解碼算法，且需要很小的存儲空間。
設(shè)同步幀的同步序列比特數(shù)a＝15，索引號b＝9，校驗位p＝16； 多項式g(x)＝x26+x24+x16+x15+x14+x13+x12+x10+x6+x2+1； 對應(yīng)有限域循環(huán)碼(N＝63，K＝37)的縮短碼形式(N-13＝50，K-13＝24)，N表示編碼后的比特數(shù)，K表示編碼前的比特數(shù)。
發(fā)送方的處理過程如圖5所示，包括如下步驟 步驟501將同步幀的同步序列和索引號作為消息序列表示為 u(x)＝u0x23+u1x22+u2x21+…u22x+u23； 步驟502根據(jù)u(x)構(gòu)造出校驗位 p(x)＝[u(x)x26]％g(x)＝p0x25+p1x24+…p24x+p25； 步驟503按照u0，u1…u23，p0，p1…p25的順序依次發(fā)送各個比特，從而實現(xiàn)發(fā)送一個同步幀。
接收方的處理過程如下 接收方在接收到的碼流中，檢查是否出現(xiàn)與預(yù)先設(shè)定的同步序列相同的序列，若是則認為找到同步序列；再根據(jù)同步序列找到同步幀的幀頭，然后依據(jù)同步幀幀頭得到所述同步幀的包括同步序列、索引號和校檢位在內(nèi)的接收數(shù)據(jù)，然后對接收到的同步幀數(shù)據(jù)進行解碼，如果解碼成功則進一步判斷該同步幀的索引號是否為0，根據(jù)判斷結(jié)果進行數(shù)據(jù)幀的時間同步；如果解碼失敗則跳過該同步幀，繼續(xù)對下一個同步幀進行解碼。
其中對接收到的同步幀數(shù)據(jù)進行解碼的詳細流程如圖6所示，包括如下步驟 步驟601構(gòu)造N×N的校驗矩陣H。校驗矩陣H的構(gòu)造過程如下接收方預(yù)先存儲校驗矩陣H的一行，記作其中任意一個元素h0，i(i＝0，1，...，N-1)的取值為0或1；N≥a+b+p，且N為整數(shù)。本實施例中，

可以取為 將

作為校驗矩陣H的第一行，校驗矩陣H的第二行由H的第一行循環(huán)右移1比特得到。所謂循環(huán)右移1比特就是將所有比特位向右移動一位，而最左1比特填原來的最右比特的值。校驗矩陣H的第i行由該矩陣第i-1行循環(huán)右移1比特得到，遍歷1≤i＜N-1就可以得到校驗矩陣H的所有行，將校驗矩陣所有行組合起來就得到了校驗矩陣H。
步驟602接收到一個同步幀，該同步幀的接收序列表示為其中r′i(i＝0，1，...，a+b+p-1)表示所述同步幀第i個比特的值，將

擴展為N維序列，即將其前N-(a+b+p)個比特填0，得到N維序列 步驟603根據(jù)校驗矩陣H和序列

利用公式(4)計算伴隨序列 步驟604根據(jù)伴隨序列

計算錯誤樣式具體過程如下 對于錯誤樣式中的任意一位ei(i＝0，1，...，N-1)，首先確定一個索引集合A(i)＝{j1，j2，…j2s}，根據(jù)前面的描述，本例所取EG的s＝3，因此索引集合A(i)是一個8維的數(shù)組。索引集合的確定規(guī)則如下索引集合中的元素jx為校驗矩陣H中特定行的行號，所述特定行滿足如下條件該行的第i個元素為1。
然后判斷索引集合A(i)中所列出的行號對應(yīng)的伴隨序列中的元素sj1，sj2…，sj2s中，是否有一半以上的取值為1，若是則ei＝1，否則ei＝0。
步驟605把接收序列和錯誤樣式進行模2加，即相加后再對2取模，得到解碼輸出序列 步驟606計算解碼輸出序列與校驗矩陣的乘積

，判斷計算結(jié)果

是否為一個全零序列，若是則解碼成功，否則解碼失敗。
圖7所示為本發(fā)明實施例的同步幀編碼器，位于信號發(fā)送設(shè)備中，包括如下部分 同步序列生成模塊710，用于生成同步幀的同步序列，并將所生成的同步序列分別發(fā)送至校驗位生成模塊730和輸出模塊740； 索引號生成模塊720，用于生成同步幀的索引號，并將所生成的索引號分別發(fā)送至校驗位生成模塊730和輸出模塊740； 校驗位生成模塊730，該模塊中還包括一個生成多項式存儲單元731，用于保存預(yù)先設(shè)置的生成多項式；校驗位生成模塊730根據(jù)來自同步序列生成模塊的同步序列和來自索引號生成模塊的索引號，以及生成多項式存儲單元731所保存的多項式計算得到校驗位，并將所得校驗位發(fā)送至輸出模塊740； 輸出模塊740，用于將來自同步序列生成模塊710的同步序列、來自索引號生成模塊720的索引號以及來自校驗位生成模塊730的校驗位組裝成同步幀并輸出所述同步幀。
圖8所示為本發(fā)明實施例的同步幀解碼器，位于信號接收設(shè)備中，包括如下部分 同步幀接收模塊810，用于接收碼流，在所接收的碼流中根據(jù)同步序列找到當前所接收的同步幀的幀頭，然后依據(jù)同步幀幀頭得到所述同步幀的包括同步序列、索引號和校驗位在內(nèi)的接收數(shù)據(jù)，并將所述接收數(shù)據(jù)發(fā)送至解碼模塊820和索引號判斷模塊830； 解碼模塊820，用于根據(jù)同步幀的接收數(shù)據(jù)對當前同步幀進行解碼，并將解碼結(jié)果通知索引號判斷模塊830； 索引號判斷模塊830，用于根據(jù)來自解碼模塊的解碼結(jié)果，來判斷來自同步幀獲取模塊810的同步幀接收數(shù)據(jù)中的索引號是否為0，具體地說，就是若解碼結(jié)果為解碼成功，則進行所述判斷，否則等待接收下一個同步幀的接收數(shù)據(jù)；所述判斷結(jié)果為是，則通知接收方的其他模塊下一個數(shù)據(jù)幀為攜帶有效載荷的數(shù)據(jù)幀，否則等待接收下一個同步幀的接收數(shù)據(jù)。
其中，解碼模塊820包括 校驗矩陣單元821，用于生成N×N的校驗矩陣H，并將所生成的校驗矩陣H分別發(fā)送至伴隨序列單元822、錯誤樣式單元823和解碼輸出序列與判斷單元824； 伴隨序列單元822，用于接收來自同步幀接收模塊810的同步幀接收數(shù)據(jù)，并將所述接收數(shù)據(jù)擴充為N維序列

并根據(jù)N維序列

和來自校驗矩陣單元的校驗矩陣H生成伴隨序列

將所生成的伴隨序列

發(fā)送至錯誤樣式單元823； 錯誤樣式單元823，用于根據(jù)校驗矩陣H和伴隨序列

生成錯誤樣式

并將所得錯誤樣式

發(fā)送至解碼輸出序列與判斷單元824； 解碼輸出序列與判斷單元824，用于將來自同步幀接收模塊810的同步幀接收數(shù)據(jù)與來自錯誤樣式單元823的錯誤樣式模2相加，得到解碼輸出序列，然后計算解碼輸出序列與校驗矩陣的乘積，并判斷計算結(jié)果是否為全零序列，若是則向索引號判斷模塊830輸出解碼成功，否則向索引號判斷模塊830輸出解碼失敗。
本發(fā)明所提出的同步幀編碼方案可以使同步幀的同步序列和索引號具有一定的糾錯能力，從而有效地抵消無線通信信道中的各種干擾；所提出的同步幀解碼方案則使接收方可以對同步幀進行檢錯，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中接收方無檢錯能力帶來的誤判問題，從而大大提高了通信的可靠度和有效性。
另外，本發(fā)明實施例所采用的糾錯碼為一種系統(tǒng)碼，保證了開始的前a個比特的同步序列編碼后仍為固定已知的同步序列，有利于簡單快速地找到同步幀的幀頭；為了適應(yīng)不同的同步序列和索引號長度，本發(fā)明采用的糾錯碼可以為縮短形式的循環(huán)碼；本發(fā)明方案有非常簡單、快速的解碼方法，且需要的存儲量很小，有利于降低實現(xiàn)的復(fù)雜度。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種同步幀的編碼方法，其特征在于，該方法包括如下步驟
A、生成同步幀的同步序列和索引號；
B、根據(jù)所生成的同步序列和索引號構(gòu)造出校驗位；
C、根據(jù)所述同步序列、所述索引號和所述校驗位，組裝成含有校驗位的同步幀，并發(fā)送所述同步幀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的編碼方法，其特征在于，步驟B具體包括
B1、根據(jù)所述同步序列和所述索引號構(gòu)造多項式
u(x)＝u0xa+b-1+u1xa+b-2+u2xa+b-3+…ua+b-2x+ua+b-1，其中a是同步幀的同步序列的比特數(shù)，b是同步幀的索引號的比特數(shù)；u0對應(yīng)同步序列最左邊的比特，u1對應(yīng)同步序列從左數(shù)第二個比特，并依此類推，ua-1對應(yīng)同步序列最右邊的比特；ua對應(yīng)索引號最左邊的比特，ua+1對應(yīng)索引號從左數(shù)第二個比特，并依此類推，ua+b-1對應(yīng)索引號最右邊的比特；
B2、根據(jù)所構(gòu)造的u(x)以及預(yù)先存儲的生成多項式
g(x)＝g0xp+g1xp-1+g2xp-2+…gp-1x+gp
構(gòu)造校驗位p(x)＝[u(x)xp]％g(x)，其中p為校驗位的比特數(shù)，％表示取模運算。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的編碼方法，其特征在于，所述生成多項式g(x)為系統(tǒng)碼形式循環(huán)碼的生成多項式。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的編碼方法，其特征在于，所述循環(huán)碼為歐幾里得有限域上構(gòu)造的循環(huán)碼。
5.一種同步幀的解碼方法，其特征在于，該方法包括如下步驟
a、接收含有校驗位的同步幀，根據(jù)所述同步幀中的同步序列找到該同步幀的幀頭，然后根據(jù)所述同步幀幀頭得到所述同步幀的包括同步序列、索引號和校檢位在內(nèi)的接收數(shù)據(jù)；
b、根據(jù)所述同步幀的接收數(shù)據(jù)對該同步幀進行解碼；
c、解碼成功后，根據(jù)索引號判斷所述同步幀是否為最后的同步幀；若是，則把該同步幀后面的數(shù)據(jù)幀作為攜帶有效載荷的數(shù)據(jù)幀進行處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的解碼方法，其特征在于，步驟b所述根據(jù)校驗位對當前接收的同步幀進行解碼具體包括
b11、對接收序列r(x)＝r0+r1x+r2x2+…+ra+b+p-1xa+b+p-1右循環(huán)移位，求得對應(yīng)的伴隨多項式si(x)＝((xir(x))％(xn-1))％g(x)，由此得到s0(x)，s1(x)，s2(x)…，sn-2(x)；其中ri對應(yīng)同步幀左起第i+1比特的值；
b12、當si(x)的漢明重量w(si(x))≤t(t為該碼字的糾錯能力)時，捕錯成功，把si(x)+(xir(x))左循環(huán)移位i位即得到糾錯后的輸出序列，并報告解碼成功。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的解碼方法，其特征在于，步驟b所述根據(jù)校驗位對當前接收的同步幀進行解碼具體包括
b21、構(gòu)造N×N的校驗矩陣H，校驗矩陣的任意一個元素取值為0或1；N為大于等于同步幀比特數(shù)的整數(shù)；
b22、接收一個同步幀，該同步幀的接收序列表示為其中ri′(i＝0，1，...，a+b+p-1)表示所述同步幀第i+1個比特的值，將
的前N-(a+b+p)個比特填0，得到N維序列
b23、根據(jù)校驗矩陣H和序列
，利用如下公式得到伴隨序列
b24、對于0≤i≤N-1的任意整數(shù)i，將校驗矩陣H中所有第i個元素值為1的行的行號jx組合起來構(gòu)成索引集合A(i)＝{j1，j2，…jx…}，然后判斷索引集合A(i)中所列出的行號對應(yīng)的伴隨序列中的元素sj1，sj2…，jx…中，是否有一半以上的取值為1，若是則設(shè)定ei＝1，否則設(shè)定ei＝0；遍歷i得到錯誤樣式
b25、把接收序列和錯誤樣式進行模2加，得到解碼輸出序列
b26、計算解碼輸出序列與校驗矩陣的乘積
，當計算結(jié)果為一個全零序列時，解碼成功。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的解碼方法，其特征在于，b21所述構(gòu)造校驗矩陣H為
預(yù)先存儲校驗矩陣H的一行，記作其中任意一個元素h0，i(i＝0，1，...，N-1)的取值為0或1；將
作為校驗矩陣H的第一行，校驗矩陣H的第i行由該矩陣第i-1行循環(huán)右移1比特得到，遍歷1≤i＜N-1得到校驗矩陣H的所有行，將校驗矩陣所有行組合起來得到校驗矩陣H。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8任一項所述的解碼方法，其特征在于，步驟b所述對該同步幀進行解碼，若解碼失敗則進一步包括
丟棄所述同步幀，等待接收下一個同步幀并轉(zhuǎn)至步驟a。
10.一種同步幀編碼器，包括用于生成同步序列的同步序列生成模塊和用于生成索引號的索引號生成模塊，其特征在于，所述同步幀編碼器還包括
校驗位生成模塊，用于根據(jù)來自所述同步序列生成模塊的同步序列和來自所述索引號生成模塊的索引號得到校驗位，并將所得校驗位發(fā)送至輸出模塊；
輸出模塊，用于將所述同步序列生成模塊所生成的同步序列、所述索引號生成模塊所生成的索引號以及所述校驗位生成模塊所生成的校驗位組裝成含有校驗位的同步幀，并輸出所組裝的同步幀。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的同步幀編碼器，其特征在于，所述校驗位生成模塊具體包括
存儲單元，用于存儲預(yù)先設(shè)置的生成多項式；
構(gòu)造單元，用于根據(jù)所述生成多項式、所述同步序列和所述索引號，構(gòu)造出所述校驗位。
12.一種同步幀解碼器，位于信號接收設(shè)備中，其特征在于，包括
同步幀接收模塊，用于接收含有校驗位的同步幀，得到所述同步幀的包括同步序列、索引號和校驗位在內(nèi)的接收數(shù)據(jù)，并將所述同步幀的接收數(shù)據(jù)發(fā)送至解碼模塊和索引號判斷模塊；
解碼模塊，用于根據(jù)同步幀的接收數(shù)據(jù)對當前同步幀進行解碼，并將解碼結(jié)果通知索引號判斷模塊；
索引號判斷模塊，用于根據(jù)解碼結(jié)果中的索引號判斷當前同步幀是否為最后的同步幀，并根據(jù)判斷結(jié)果通知信號接收設(shè)備的其他模塊下一個數(shù)據(jù)幀為攜帶有效載荷的數(shù)據(jù)幀。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的同步幀解碼器，其特征在于，所述解碼模塊具體包括
校驗矩陣單元，用于生成N×N的校驗矩陣H，并將所生成的校驗矩陣H分別發(fā)送至伴隨序列單元、錯誤樣式單元和解碼輸出序列與判斷單元；
伴隨序列單元，用于接收來自同步幀接收模塊的同步幀接收數(shù)據(jù)，將所述同步幀接收數(shù)據(jù)擴充為N維序列
并根據(jù)N維序列
和校驗矩陣H生成伴隨序列
將所生成的伴隨序列
發(fā)送至錯誤樣式單元；
錯誤樣式單元，用于根據(jù)校驗矩陣H和伴隨序列
生成錯誤樣式
，并將所得錯誤樣式
發(fā)送至解碼輸出序列與判斷單元；
解碼輸出序列與判斷單元，用于將來自同步幀接收模塊的所述同步幀接收數(shù)據(jù)與所述錯誤樣式
模2相加，得到解碼輸出序列，然后計算解碼輸出序列與校驗矩陣H的乘積，并根據(jù)該計算結(jié)果判斷解碼是否成功。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種同步幀的編碼方法，包括A.生成同步幀的同步序列和索引號；B.根據(jù)所生成的同步序列和索引號構(gòu)造出校驗位；C.根據(jù)所述同步序列、所述索引號和所述校驗位，組裝成含有校驗位的同步幀并發(fā)送所述同步幀。本發(fā)明還公開了一種同步幀的解碼方法，以及同步幀編碼器和同步幀解碼器。本發(fā)明方案可以使同步幀的同步序列和索引號具有一定的糾錯能力，從而有效地抵消無線通信信道中的各種干擾；并且可以使接收方對同步幀進行檢錯，從而大大提高了通信的可靠度和有效性。
文檔編號H04L7/04GK101170400SQ20061015071
公開日2008年4月30日 申請日期2006年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月24日
發(fā)明者武雨春 申請人:華為技術(shù)有限公司