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基于改进欧几里德算法的(n,1,m)卷积码识别

2012-12-01刘建成杨晓静

探测与控制学报 2012年1期

刘建成,杨晓静,张 玉

(解放军电子工程学院,安徽 合肥 230037)

0 引言

在数字通信中,信道编码包括线性分组码、卷积码、LDPC码和Turbo码等。卷积码因纠错能力强、编译简单,广泛应用于卫星系统测控链路、深空探测系统和第三代移动通信中,这使得卷积码的识别成为信息截获领域中急需解决的问题。目前,针对卷积码的识别主要有高斯消元法、基于快速双合冲算法、构建分析矩阵法和欧几里德算法。在低码率卷积码识别中,高斯消元法运算量大,复杂度为O(N3),其中N为方程组未知数的个数一般大于22;传统欧几里德算法[1]和基于快速双合冲算法[2]均只适用于(2,1,m)卷积码,计算复杂度分别为O(L2/4)、O(L2),L为所需码字序列长度一般不小于25;构建分析矩阵法[3]需要几千比特的数据量,对矩阵化简的运算量大于高斯消元法。可见,对(n,1,m)卷积码识别的现有方法主要有两点不足:1)应用范围受限,不能对所有(n,1,m)进行识别;2)所需数据量大,运算较复杂。本文提出的改进欧几里德算法可有效弥补这两点不足。

1 (n,1,m)卷积码识别问题数学描述

本文讨论卷积码是建立在二元域F2上,一般表示为(n,k,m),其中n为码长,k为信息位,m 为记忆长度。(n,k,m)卷积码的编码过程可用F2上的多项式矩阵表示为[4]:

式(1)中,C(x)为(1×n)的码字多项式矩阵、I(x)为(1×k)的信息多项式矩阵、G(x)为(k×n)的生成多项式矩阵。(n,1,m)卷积码编码可表示为:

ci(x)和gi(x)分别为子码多项式和子生成多项式,i=1,2,…,n。

对(n,1,m)卷积码的识别问题就是在仅知C(x)= {c1(x),c2(x),…,cn(x)}的情况下如何求出 G(x)= {g1(x),g2(x),…,gn(x)},进 而 得 出I(x)实现对信息的恢复。对式(2)展开得:

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