用语言实现BCH解码校验算法

时间:2020-10-06 13:33:44 理工毕业论文 我要投稿

用汇编语言实现BCH解码校验算法

摘要:介绍数据传输中BCH解码校验用汇编语言实现的算法。算法包含BCH码的差错检验、差错位查找和差错纠正,同时列出相关主要子程序清单并予说明。

数据传输通信中,常常因传输差错造成误码错码,尤其在无线通信中,空中的突发或随机干扰噪声会造成编码差错。为了提高传输的正确率,往往采用一些校验方法,以检验纠正传输差错。通信中校验的方法很多,其中的BCH编码有其独特的优点:不仅可以检纠突发差错,还能检纠随机差错,被广泛地采用在微机级的通信中。但对更低层的单片机级的数据传输通信纠错,往往采用奇偶校验等简单的校验方法。BCH校验因其算法复杂,尤其是动态实时的无线通信中,单片机的通信往往无法采用BCH解码检纠。

笔者近几年在工业测控和无线通信系统开发,摸索了BCH解码检纠在实时的、动态的、单片机级的通信中的算法,并取得十分突出的效果。以下以BCH(31:21)码为例进行探讨。

1 BCH码结构

BCH码是一种检纠能力较强的循环码。它由信息多项式M(X)和校验多项式J(X)组成,如以T(X)表示整个BCH(31:21)码字的31位码组多项式,则:

T(X)=M(X) J(X) (1)

在31位BCH码的后面再加上1位,以保证整个码字32位中“1”的个数为偶数。该位称偶校验位。这样就形成BCH(31:21)加1位偶校验位的'标准码字,其结构为:

其中校验多项式J(X)由公式(2)计算:

X0X1……X20X21……X30X31T(X)J(X)偶校验位

J(X)=M(X)/S(X) (2)

式中S(X)是BCH(31:21)码的生成多项式,见式(3):

生成多项式S(X)的值在BCH(31:21)码的值是固定的。

BCH码是一种循环码,循环码是利用除法来纠错的。由于任一码组多项式T(X)都能被生成多项式S(X)整除,所以在接收端可以将接收码组R(X)用S(X)去除。若在传输中未发生错误,接收码与发送码相同,即R(X)=T(X),故接收码组R(X)必定能被生成多项式S(X)整除;若码组在传输中发生错误,即R(X)≠T(X),R(X)被S(X)除时,可能除不尽而有余项Y(X),因此,可根据余项是否为零来判断码中有无错误(检错),如有余项,通过一定的运算就可以确定错误位置,从而加以纠正(纠错)。

这里R(X)被S(X)除,是32位被11除,这在非实时静态的微机级实现非常简单;但在实时的、动态的、单片机级的通信中实现要快速巧妙的算法才能实现,否则,现有的码未检错及纠错完毕,下一个码已经到了。因为动态中位和位的时距t往往只有几十μs,以9.6b/s的短信为例,t=104μs。在这104μs中要完成检错、定位和纠错三个算法程序,才是一个完整的解码检纠过程。

2 检错

根据上述原理,检错过程也就是求算R(X)被S(X)除的余项Y(X)的过程,如余项Y(X)=0,则R(X)=T(X),传输无差错;如余项Y(X)≠0,则R(X)≠T(X),检出传输差错。

在算法语言中,所有的运算总归于二种运算:加和减。这是电子计算机的二进制基本电路特性所决定的,也是汇编语言唯一的算术运算方法。为此,这里把除法用模二加法再加右移位实现。

已知:S(X)=11101101001

R(X)=r3r4r5r6 (ri为8位寄存器)

调用下面的模二加法右移子程序,得到R(X)/S(X)的余项Y(X)=r3r4。

;32位/16位模二加法右移子程序

m2add:mov r7,#00

m2ddgx:mov a,r3

xrl a,#0edh ;S(x)的高位=oed(h)

mov r3a

mov a,r4

cpl acc.5 ;S(x)的低3位=001(b)

mov r4,a

mov a,r3

acc7e10:jb acc.7m2addgx ;R(x)的最高位为“0”,则R(x)右移