一种基于前向纠错的帧级别编码与译码方法

摘要

该发明属于通信技术领域中的基于前向纠错的帧级别信道编码与译码的方法。包括发射端的组帧、成帧处理、帧编码处理和发送、加入帧识别号、信号处理及发送；以及接收端的信号接收及常规信号处理、帧的检测、译码处理及将系统帧送入信宿。该发明在接收端能够将错误帧通过简单的译码方法恢复，从而有效地提高了系统传输容量；采用前向纠错机制，不需要任何反馈，特别适合用于无反馈链路的系统中；此外由于编码允许很多错误帧参与、且不要求错误帧是连续的，相对于传统的帧合并技术来说、纠错能力有了很大地提升。因而，本发明具有编码和译码的复杂度低，纠错能力强，系统的传输容量大、传输效率及可靠性高，可在没有反馈链路的系统中应用等特点。

主权项

一种基于前向纠错的帧级别编码与译码方法，包括发射端和接收端两级处理，其中：A.发射端处理步骤为：Aa.组帧：将信号源发出的原始数据送入组帧处理模块、进行组帧，组帧处理后转加校验序列模块；Ab.成帧处理：将经Aa步骤组帧处理后的信号送入加校验序列模块作成帧处理，为每一个帧插入帧校验序列，以用于接收端对该帧的验收；Ac.帧编码处理和发送：经Ab步骤成帧处理的信号送入帧编码模块后、存入帧存储器，再按照先进先出的顺序连续地将各个系统帧送入Ad步骤；然后再从帧存储器内取出所有的系统帧及其校验序列进行异或处理、产生第一个冗余帧，之后的所有冗余帧都是从帧存储器内所有的系统帧中随机地取出一半进行异或处理产生，产生的冗余帧亦送往Ad步骤；产生冗余帧过程不断进行、直至发送的冗余帧达到设定的数量；Ad.加入帧识别号：将经帧编码模块处理后的信息送入加帧号处理模块，在各系统帧及冗余帧中分别加入该帧的识别号，然后送至下一步骤处理；Ae.信号处理及发送：将经Ad步骤加帧识别号处理后的信息送入信号处理模块，对信号进行常规交织、调制处理，然后送入信道发送；B.接收端处理步骤为：Ba.信号接收及常规处理：将收到的发射端信号送入信号处理模块，进行常规解调、解交织处理后、送入下一步骤；Bb.帧的检测处理：将经Ba步骤解调、解交织处理后的信号送入帧检测模块，首先从收到的各个系统帧中去掉其帧号、并按照原帧号将该帧保存在相应的帧存储器中，然后根据帧校验序列检测该系统帧的对错，并将其结果保存在帧质量缓存器的相应位置中；而将收到的冗余帧去掉其帧号后直接送入译码器、进行译码处理；Bc.译码处理：经帧检测器处理后的冗余帧送入译码器，并按照以下步骤对系统帧进行恢复，即首先获取错误冗余帧补集，接着获取错误位置指示序列，然后恢复错误的系统帧，如果仍然有系统帧没有恢复，则等待获取新的冗余帧后，继续进行新一轮译码，直至接收到的冗余帧数达到设定的数量、并完成译码止；以上：所述获取错误冗余帧补集的方法是通过对上一时刻错误冗余帧、上一时刻错误冗余帧补集以及当前时刻错误冗余帧进行异或处理；初始化时，令错误冗余帧、错误冗余帧补集 为长度与系统帧及其校验序列长度相同的全零序列；而其中的错误冗余帧通过将当前接收到的冗余帧与参与该冗余帧编码的系统帧中所有正确的系统帧进行异或处理得到；所述获取错误位置指示序列分成两种，一种是将当前错误冗余帧及其对应的参与该错误冗余帧编码的所有错误系统帧进行异或处理得到的参与帧错误位置指示序列；另一种是将当前错误冗余帧补集及未参与当前错误冗余帧编码的所有错误的系统帧进行异或处理得到的未参与帧错误位置指示序列；所述恢复错误的系统帧过程分两个部分，一是恢复参与当前错误冗余帧编码的错误系统帧，其过程为：在参与当前冗余帧编码的所有错误的系统帧中，对参与帧错误位置指示序列中指示为错误的位置进行比特翻转，每次比特翻转后都根据帧校验序列进行帧检测，如果检测结果正确，则该比特翻转后的帧就为相应的正确系统帧，并且通过对恢复后正确系统帧与当前错误冗余帧进行异或处理，将该正确系统帧从参与当前错误冗余帧编码的帧中剔除掉，接着将帧存储器中相应系统帧更新为正确系统帧，将帧质量缓存器对应位更新为正确；二是恢复未参与当前错误冗余帧编码的错误系统帧，其过程与前一过程相同，只是要恢复的系统帧为未参与当前错误冗余帧编码的错误系统帧，而错误位置指示序列为未参与帧错误位置指示序列，并将当前错误冗余帧改为当前错误冗余帧补集；Bd.将帧存储器中的系统帧送入接收系统信宿。