本發(fā)明涉及數(shù)字通信，尤其涉及一種基于循環(huán)碼糾錯的編解碼方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。
2、衛(wèi)星通信需要跨越大氣層、宇宙空間等復(fù)雜環(huán)境，數(shù)字信號在傳輸過程中易受到干擾，如加性干擾：熱噪聲(接收端電子器件噪聲)、宇宙射線(高能粒子干擾)等因素，如乘性干擾：多徑效應(yīng)(信號反射導(dǎo)致波形畸變)、雨衰(信號穿過雨區(qū)時衰減)等因素，這些干擾會導(dǎo)致隨機錯誤(隨機比特翻轉(zhuǎn))或突發(fā)錯誤(連續(xù)多個比特錯誤)。
3、數(shù)字信號在傳輸過程中，由于受到干擾的影響，碼元波形將變壞，接收端收到后可能發(fā)生錯誤判決。由乘性干擾引起的碼間串?dāng)_，可以采用均衡的辦法糾錯，而加性干擾的影響則需要用其他辦法解決。在設(shè)計數(shù)字通信系統(tǒng)時，應(yīng)該首先從合理選擇調(diào)制制度，解調(diào)方法以及發(fā)送功率等方面考慮，使加性干擾不足以影響達(dá)到誤碼率要求。在仍不能滿足要求時，就要考慮采用差錯控制措施。
4、差錯控制編碼也叫糾錯編碼，不同的編碼方法，有不同的檢錯或糾錯能力。循環(huán)碼是編碼方式的一種，作為一種重要的線性分組碼，具有循環(huán)移位特性，廣泛應(yīng)用于通信和數(shù)據(jù)存儲等領(lǐng)域。因其檢錯率高的特點，循環(huán)碼用來檢測隨機或突發(fā)錯誤是非常有效的，在通信中大多數(shù)采用循環(huán)碼進(jìn)行數(shù)據(jù)差錯控制。但是已有的研究能夠證明，當(dāng)循環(huán)碼的維數(shù)變大時，對應(yīng)的極小距離則會變小，這限制了其糾錯能力。例如，常規(guī)循環(huán)碼在維數(shù)k＝(n±1)/2時，所能構(gòu)造的2元循環(huán)碼的極小距離不能達(dá)到導(dǎo)致糾錯量較少，無法滿足衛(wèi)星通信等高噪聲環(huán)境的需求。且現(xiàn)階段對于循環(huán)碼極小距離的構(gòu)造依舊是一個很大的問題。
5、現(xiàn)有衛(wèi)星通信系統(tǒng)通常使用rs碼作為外層編碼來糾正突發(fā)錯誤，使用一般的二進(jìn)制循環(huán)碼作為內(nèi)層編碼來糾正隨機錯誤，但內(nèi)層循環(huán)碼的糾錯能力不足會導(dǎo)致系統(tǒng)整體性能下降。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于循環(huán)碼糾錯的編解碼方法及系統(tǒng)，將特殊循環(huán)碼和bm算法相結(jié)合對傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行高效高質(zhì)的糾錯，能夠滿足長距離低信噪比場景需求。
2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個或多個實施例提供了如下技術(shù)方案：
3、第一方面，本發(fā)明提供了一種基于循環(huán)碼糾錯的編解碼方法，包括：
4、基于循環(huán)碼的碼長選取對應(yīng)的分圓陪集的并；
5、據(jù)所述分圓陪集的并構(gòu)造對應(yīng)的生成多項式；
6、發(fā)送端基于所述生成多項式，將待傳輸信號轉(zhuǎn)換為碼字，并將所述碼字通過衛(wèi)星信道傳輸至接收端；
7、接收端接收到數(shù)據(jù)，根據(jù)所述生成多項式得到伴隨式；判斷伴隨式是否為零，若否則數(shù)據(jù)存在錯誤進(jìn)入糾錯流程，若是則直接解碼得到傳輸信號。
8、進(jìn)一步的技術(shù)方案，基于循環(huán)碼的碼長選取對應(yīng)的分圓陪集的并具體步驟為：
9、尋找一個碼長的對應(yīng)集合，使得該集合為分圓陪集的并，且該分圓陪集的并的絕對值為模n與維數(shù)的差；
10、若存在某一連續(xù)的數(shù)為分圓陪集的并的子集，則碼的極小距離d>δ，δ表示大于1小于n-1的某一整數(shù)。
11、進(jìn)一步的技術(shù)方案，基于碼長n＝2m-1的循環(huán)碼，判斷m為奇數(shù)還是偶數(shù)，針對奇數(shù)、偶數(shù)分別得到分圓陪集的并。
12、進(jìn)一步的技術(shù)方案，m為奇數(shù)時循環(huán)碼的極小距離為m為偶數(shù)時循環(huán)碼的極小距離為
13、進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述將待傳輸信號轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)據(jù)，再基于生成多項式轉(zhuǎn)換為碼字，表示為：
14、c(x)＝d(x)·xn-kmodg(x)
15、其中，c(x)表示碼字，d(x)表示二進(jìn)制數(shù)據(jù)，n表示循環(huán)碼的碼長，k表示維數(shù)，g(x)表示生成多項式。
16、進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述伴隨式的表達(dá)式為：
17、s(x)≡r(x)modg(x)
18、其中，s(x)表示伴隨式，r(x)表示接收端接收的數(shù)據(jù)，g(x)表示生成多項式。
19、進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述糾錯流程為采用berlekamp-massey算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行糾正得到正確的碼字。
20、第二方面，本發(fā)明提供了一種基于循環(huán)碼糾錯的編解碼系統(tǒng)，包括：
21、循環(huán)碼構(gòu)造模塊，其被配置為：基于循環(huán)碼的碼長選取對應(yīng)的分圓陪集的并；據(jù)所述分圓陪集的并構(gòu)造對應(yīng)的生成多項式；
22、編碼模塊，其被配置為：發(fā)送端基于所述生成多項式，將待傳輸信號轉(zhuǎn)換為碼字，并將所述碼字通過衛(wèi)星信道傳輸至接收端；
23、解碼模塊，其被配置為：接收端接收到數(shù)據(jù)，根據(jù)所述生成多項式得到伴隨式；判斷伴隨式是否為零，若否則數(shù)據(jù)存在錯誤進(jìn)入糾錯流程，若是則直接解碼得到傳輸信號。
24、第三方面，本發(fā)明提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如第一方面所述的一種基于循環(huán)碼糾錯的編解碼方法中的步驟。
25、第四方面，本發(fā)明提供了一種計算機設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時實現(xiàn)如第一方面所述的一種基于循環(huán)碼糾錯的編解碼方法中的步驟。
26、以上一個或多個技術(shù)方案存在以下有益效果：
27、本發(fā)明將特殊循環(huán)碼和bm算法相結(jié)合，通過特殊循環(huán)碼的構(gòu)造提高信號受傳輸干擾后的糾錯量，并采用bm算法提高糾錯效率，對傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行高效高質(zhì)的糾錯，能夠滿足長距離低信噪比場景需求，如衛(wèi)星通信中的數(shù)據(jù)糾錯。
28、本發(fā)明針對具有不同碼長的循環(huán)碼提供了幾種構(gòu)造方法，使得得到的循環(huán)碼在維數(shù)k＝(n±1)/2時滿足對于碼長n＝2m-1的情形，當(dāng)m為偶數(shù)時，構(gòu)造的極小距離的下界已經(jīng)非常接近而當(dāng)m為奇數(shù)時，構(gòu)造的極小距離的下界已經(jīng)超過了極大提高了循環(huán)碼在信息傳輸中的糾錯能力，在衛(wèi)星通信中，構(gòu)造的循環(huán)碼通過高效的糾錯能力保障數(shù)據(jù)在長距離、高噪聲環(huán)境下的可靠性。
1.一種基于循環(huán)碼糾錯的編解碼方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于循環(huán)碼糾錯的編解碼方法，其特征在于，基于循環(huán)碼的碼長選取對應(yīng)的分圓陪集的并具體步驟為：
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于循環(huán)碼糾錯的編解碼方法，其特征在于，基于碼長n＝2m-1的循環(huán)碼，判斷m為奇數(shù)還是偶數(shù)，針對奇數(shù)、偶數(shù)分別得到分圓陪集的并。
4.如權(quán)利要求3所述的一種基于循環(huán)碼糾錯的編解碼方法，其特征在于，m為奇數(shù)時循環(huán)碼的極小距離為m為偶數(shù)時循環(huán)碼的極小距離為
5.如權(quán)利要求1所述的一種基于循環(huán)碼糾錯的編解碼方法，其特征在于，所述將待傳輸信號轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)據(jù)，再基于生成多項式轉(zhuǎn)換為碼字，表示為：
6.如權(quán)利要求1所述的一種基于循環(huán)碼糾錯的編解碼方法，其特征在于，所述伴隨式的表達(dá)式為：
7.如權(quán)利要求1所述的一種基于循環(huán)碼糾錯的編解碼方法，其特征在于，所述糾錯流程為采用berlekamp-massey算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行糾正得到正確的碼字。
8.一種基于循環(huán)碼糾錯的編解碼系統(tǒng)，其特征在于，包括：
9.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求1-7中任一項所述的一種基于循環(huán)碼糾錯的編解碼方法中的步驟。
10.一種計算機設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述程序時實現(xiàn)如權(quán)利要求1-7中任一項所述的一種基于循環(huán)碼糾錯的編解碼方法中的步驟。