一种网格状脉冲间隔编码方法技术

本发明专利技术涉及一种网格状脉冲间隔编码方法，所述方法是通过对N比特的原始脉冲间隔编码数据中的比特进行卷积编码而将N比特的脉冲间隔编码数据转换成N+1比特的脉冲间隔编码数据；并且将N+1比特的脉冲间隔编码的码元集合划分为若干码元子集，使若干码元子集与N+1比特的脉冲间隔编码数据形成一定的映射关系，并根据该映射关系，将N比特的脉冲间隔编码数据转换成N+1比特的网格状脉冲间隔编码数据；从而最大化脉冲信号间的时间距离，获得显著的编码增益，并提高对信道带宽的利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种脉冲间隔编码方法，特别涉及一种融合卷积码和脉冲间隔编码的 网格状脉冲间隔编码方法。
技术介绍
脉冲间隔编码是利用两个脉冲之间的间隔时间表示信息的一种编码方法。脉冲间 隔编码已在多个领域得到了广泛的应用，例如钻井液随钻数据传输、光通信等。为了提高脉 冲间隔编码的数据传输性能，可在保持数据传输速率不变的情况下，引入前向纠错编码来 适当增加冗余信息，从而获得编码增益。 通常使用卷积编码作为前向纠错码，将卷积编码和脉冲间隔编码直接级联起来 而获得编码增益，但卷积编码最大化编码序列之间的是汉明距离，并且在译码时，采用 Viterbi算法搜索与接收序列最有可能的编码序列来进行译码，从而获得尽可能大的编码 增益。由于卷积编码的优化作用是在汉明距离上，而脉冲间隔编码在译码时，是通过脉冲间 的时间间隔做判决，而且影响判决结果的直接因素是脉冲间隔时间。同时，脉冲间的时间间 隔与汉明距离并不是简单对应关系，因此直接将卷积编码与脉冲间隔编码级联，并不能获 得显著的编码增益。 因此，存在一种可充分地利用信道带宽进行数据传输且可获得显著的编码增益的 脉冲间隔编码方法的需要。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提供一种可充分地利用信道带宽进行数据传输且可获 得显著的编码增益的网格状脉冲间隔编码方法。 本专利技术的所述方法的步骤包括：对位宽为N比特的原始脉冲间隔编码数据中的汾 比特进行卷积编码而将所述位宽为N比特的原始脉冲间隔编码数据转换成位宽为N+1比特 的脉冲间隔编码数据，其中々< Λ' ： 将位宽为N+1比特的脉冲间隔编码的码元集合划分为若干码元子集，并且若干所 述码元子集与所述位宽为N+1比特的脉冲间隔编码数据形成一定的映射关系； 根据所述映射关系，将所述位宽为N+1比特的脉冲间隔编码数据转换成位宽为 N+1比特的网格状脉冲间隔编码数据，从而将所述位宽为N比特的原始脉冲间隔编码数据 转换成所述位宽为N+1比特的网格状脉冲间隔编码数据。 根据一种优选的实施方式，所述位宽为N+1比特的脉冲间隔编码的码元集合中的 码元之间的最小时间距离小于其划分的所述码元子集中的码元之间的最小时间距离；其 中， 所述码元子集进一步地划分码元子集，并且划分后的码元子集中的码元之间的最 小时间距离大于划分前的码元子集中的码元之间的最小时间距离，所述码元子集的最小码 元数量为至少两个。 根据一种优选的实施方式，所述位宽为Ν+l比特的脉冲间隔编码的码元集合划分 为2_个码元子集，且所述码元子集的码元数量均为个。 根据一种优选的实施方式，所述码元子集与所述位宽Ν+l比特的脉冲间隔编码数 据形成的所述映射关系为： 所述位宽为N比特的原始脉冲间隔编码数据中的.?比特经卷积编码转换成的身+1 比特的脉冲间隔编码数据用于对应选择所述码元子集； 所述位宽为N比特的原始脉冲间隔编码数据中未经卷积编码的iV-#比特的脉冲 间隔编码数据用于对应选择所述码元子集中的码元。 根据一种优选的实施方式，对所述网格状脉冲间隔编码数据进行译码，具体为：将 所述位宽为Ν+l比特的网格状脉冲间隔编码数据的脉冲信号序列转化为时间序列，并采用 软判决的Viterbi算法根据所述时间序列搜索出一个时间距离最小的时间序列而完成译 码。 本专利技术的有益效果在于：将卷积编码和脉冲间隔编码融合起来构成网格状脉冲间 隔编码，可充分地利用信道带宽进行数据传输，最大化脉冲间的时间间隔，获得显著的编码 增益，使译码时产生的混淆的可能性降低。【附图说明】 图1是本专利技术方法的流程图； 图2是本专利技术方法的N = 2的码元子集划分示意图； 图3是本专利技术方法的工作原理示意图； 图4是本专利技术方法的N = 2的实施例； 图5是本专利技术方法的Viterbi算法译码流程图； 图6是本专利技术方法应用在随钻测量系统的流程图。【具体实施方式】 下面结合附图进行详细说明。 结合图1所示的本专利技术方法的流程图，设原始脉冲间隔编码数据位宽为N比特。本 专利技术的网格状脉冲编码方法的步骤包括： 步骤一、对位宽为N比特的原始脉冲间隔编码数据中的及比特编码数据进行卷积 编码而将位宽为N比特的原始脉冲间隔编码数据转换成位宽为Ν+l比特的脉冲间隔编码数 据，其中#<及.。 具体的，在位宽为N比特的原始脉冲间隔编码数据中，抽取#比特的编码数据进行 #/(#+1)的卷积编码，其中，原始脉冲间隔编码数据中的#比特可按照一定规律抽取，也可 随机抽取。经过A/0+l)的卷积编码，将该#比特的编码数据变换成位宽为# +1比特的脉冲 间隔编码数据，其中N和#为正整数。 将该经卷积编码转换而成的及+ 1比特的脉冲间隔编码数据与位宽为N比特的脉冲 间隔编码数据中未经卷积编码的比特的脉冲间隔编码数据合并，构成位宽为Ν+l比 特的脉冲间隔编码数据。 步骤二、将位宽为N+1比特的脉冲间隔编码的码元集合划分为若干码元子集，并 且若干码元子集与位宽为N+1比特的脉冲间隔编码数据形成一定的映射关系。 具体的，将位宽为N+1比特的脉冲间隔编码的码元集合划分为若干码元子集，其 中，位宽为N+1比特的脉冲间隔编码的码元集合是包括2 N+1种不同的脉冲间隔构成的脉冲 信号集合，将该码元集合中的不同的脉冲间隔的脉冲信号按照一定规律划分到若干码元子 集中，并使若干码元子集与位宽为N+1比特的脉冲间隔编码数据形成一定的映射关系。 步骤三、根据若干码元子集与位宽为N+1比特的脉冲间隔编码数据形成的映射关 系，将位宽为N+1比特的脉冲间隔编码数据转换成位宽为N+1比特的网格状脉冲间隔编码 数据，从而将位宽为N比特的原始脉冲间隔编码数据转换成位宽为N+1比特的网格状脉冲 间隔编码数据。 具体的，位宽同为N比特的不同脉冲间隔编码数据经卷积编码后，对应地变换为 位宽为N+1比特的不同脉冲间隔编码数据，按照由码元子集与N+1比特的脉冲间隔编码数 据所形成的映射关系，不同的N+1比特的脉冲间隔编码数据对应着不同的码元子集和该对 应码元子集中的不同码元，从而输出N+1比特的网格状脉冲间隔编码数据，即相当于将N比 特的原始脉冲间隔编码数据变换成N+1比特的网格状脉冲间隔编码数据。 本专利技术的网格状脉冲间隔编码方法通过融合卷积编码，最大化脉冲信号间的时间 距离，从而获得显著的编码增益，并提高对信道带宽的利用。 结合图2所示的本专利技术方法的N = 2的码元子集划分示意图；由于原始脉冲间隔 编码数据的位宽为2比特，因此，对该原始脉冲间隔编码数据中的1比特编码数据进行卷积 编码后得到2比特的脉冲间隔编码数据，再与未经卷积编码的1比特的脉冲间隔编码数据 合并得到3比特的脉冲间隔编码数据。 3比特的脉冲间隔编码的码元集合为{Dk= [d2dlCgb;Dk= 0, 1，...，7}，其中， [(^^丄表示3比特二进制数，集合中的任意两个码元之间的距离为：d(m，n) = |Dm-Dn|TD， Td为码元集合中的码元间的最小时间距离。 3比特的脉冲间隔编的码元集合为Aq{0, 1，2, 3, 4, 5, 6, 7}，其最小时间距离为Td; 第一次划分码元子集为B。{0, 2, 4, 6}和B1 {1，3, 5, 7}，其最小时间距离为2Td;第二次划分码 元子集，B。{0, 2, 4,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种网格状脉冲间隔编码方法，其特征在于，所述方法的步骤包括，对位宽为N比特的原始脉冲间隔编码数据中的比特进行卷积编码而将所述位宽为N比特的原始脉冲间隔编码数据转换成位宽为N+1比特的脉冲间隔编码数据，其中将位宽为N+1比特的脉冲间隔编码的码元集合划分为若干码元子集，并且若干所述码元子集与所述位宽为N+1比特的脉冲间隔编码数据形成一定的映射关系；根据所述映射关系，将所述位宽为N+1比特的脉冲间隔编码数据转换成位宽为N+1比特的网格状脉冲间隔编码数据，从而将所述位宽为N比特的原始脉冲间隔编码数据转换成所述位宽为N+1比特的网格状脉冲间隔编码数据。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟，伍瑞卿，顾庆水，江佩佩，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51