本发明专利技术涉及一种用于在使用借助编码工具实现的线性块码、信道模型和预设的线性反馈移位寄存器的情况下通过控制单元(5)检验具有d个比特的预设消息的、从发送器到接收器的信号传输的方法，线性反馈移位寄存器通过生成多项式被参数化。为了计算剩余错误概率，目前仅公知有二元对称信道模型。该信道模型有许多缺陷。本发明专利技术提出一种方法，它计算不同的被马尔科夫调制的伯努利过程的剩余错误概率。在此，信号传输的边际条件可以通过表征性的被马尔科夫调制的伯努利过程以及线性反馈移位寄存器来预设。本发明专利技术还提出，将根据本发明专利技术的、对剩余错误概率的计算结合到动态的智能调节回路中。在此，可以为不同的生成多项式确定相应的剩余错误概率。
【技术实现步骤摘要】
保障剩余错误概率的、信道自适应的错误识别码
本专利技术涉及一种用于在使用借助编码工具实现的线性块码、信道模型和线性反馈移位寄存器的情况下，通过控制单元检验具有d个比特的、预设消息的、从发送器向接收器的信号传输的方法。
技术介绍
在经由信道从发送器到接收器传输消息或数据时，在信号传输时可能出现错误。为了检验所接收到的消息的正确性，经常使用错误识别码。这种错误识别码例如是基于公知的CRC法。CRC法是一种循环冗余检验，以用于确定被传输的消息的检验值。对检验值的计算以多项式除法为基础。这种CRC多项式也经常被称为生成多项式，它可以以不同的实施方式出现。CRC法设计用于识别偶然错误。它不适合校正错误。如果消息和/或检验和的多个比特同时出错，那么在少数的情况下可能会出现，CRC法在接收器中不识别这种错误组合，并且消息错误地当做是正确消息被接受。错误识别码从来都不是完美的，并且无法确保完全无错误的信号传输。对于每个代码都可以生成无法被识别的错误模式。错误出现并且未被识别的概率被称为剩余错误概率。优选地，这种代码应该如下地构造，即，剩余错误概率尽可能地小。剩余错误概率取决于多个参量。一个重要的影响因素是用于信号传输的信道的属性。在此重要的是，比特错误的频数和分布构成剩余错误概率的重要影响因素。消息长度以及冗余比特的数量同样也影响剩余错误概率。“冗余比特”在本专利技术中主要理解为检验和。计算冗余比特的方式和方法同样也影响剩余错误概率。在CRC法中，这个检验和借助生成多项式来计算出。因此，生成多项式的选择也影响剩余错误概率。目前都是根据确定性标准来选择生成多项式。这些标准例如是最小汉明距离、能够被可靠地识别的错误组的最大长度等等。在给定代码的情况下，这些标准能够比较简单地得出，并且用作小的剩余错误概率的基准点。于是例如认为，大的汉明距离导致较低的剩余错误概率。然而这些标准却仅仅是质量方面的基准点并且可能构成反例，在这些反例中，这些质量方向的依据点伪装出错误的剩余错误概率。因此，例如在CRC法中，在需要传输的消息中的比特错误和在冗余比特、即检验和中的其他比特错误可能导致，在使用CRC法时显示是正确的检验值。在这种情况下，这些错误可能会彼此补偿。CRC法会报告的结果是：尽管出现了多个比特错误，消息已经被正确传输。相应地，在其他方法中同样也可能构建有特殊的反例，其中，目前所使用的标准在一定概率上无法识别出错误传输的消息。因此，现代的方法以剩余错误概率的直接计算为基础。因此，剩余错误概率描述了一条消息被错误地传输并且同时在检验时错误地没有被发现的情况。为了计算剩余错误概率，必须定义一个合适的信道模型，其描述比特错误的频数和分布。目前在现有技术中仅仅使用一种简单的信道模型、即所谓的二元对称信道模型(BSC模型)。这种模型以恒定的比特错误概率为出发点，并且假设，这些比特错误是相互独立地出现的。然而这种假设却不太符合事实。因此，例如当一个系统用在不同的环境中时，比特错误概率就可能发生变化。例如在数据电缆的情况下，当附近存在强大的热源时，在信号传输中出现较多的比特错误。热源例如可能是焊接作业。在这种情况下，错误组的概率增大。也就是说，在BSC模型中采用的独立比特错误的假设在这个具有焊接作业的实例中可能不再成立。因此总之已经确定，BSC模型在大部分情况下仅仅不充分地满足实践的要求。虽然二元对称信道模型(BSC模型)可以用于估算剩余错误概率，然而估算结果却因为前述的缺陷而经常非常保守。因为目前仅仅使用二元对称信道模型来计算剩余错误概率，由此出发可以认为：在计算剩余错误概率时在其更准确的计算方面仍然存在极大的改进潜力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，在使用错误识别码的情况下更准确地确定剩余错误概率。本专利技术提出一种用于在使用借助编码工具实现的线性块码、信道模型和线性反馈移位寄存器的情况下，通过控制单元检验具有d个比特的预设消息的、从发送器到接收器的信号传输的方法，包括以下步骤。编码工具在此可以构造成线性反馈移位寄存器或者实现为软件。线性块码例如由线性反馈移位寄存器实施。在生成线性块码时经常要使用线性反馈移位寄存器。首先，信道模型通过一种表征性的、被马尔科夫调制(Markov-modulated)的伯努利过程(Bernoulliprocess)来描述。马尔科夫调制的伯努利过程例如可以作为具有数值的状态图表来示出，其中输入了不同的状态、相应的过渡概率和相应的比特错误概率。然而也能够用表格显示，例如在为过渡概率使用过渡矩阵的情况下。马尔科夫调制的伯努利过程具有有限数量的N个状态。每个状态i配有一个配属的比特错误概率pi。借助随机的NxM矩阵可以给出过渡概率，它给出了从一个状态到另一个或者相同状态的状态变化的概率。这种马尔科夫调制的伯努利过程在此通常作为状态图表而更清楚明确。随后，在通过信号传输单元传输信号之后，从当前比特的状态的当前概率分布出发，在考虑到从符合被马尔科夫调制的预设的伯努利过程的状态数量与线性反馈移位寄存器的状态数量的笛卡尔积得到的所有可行过渡的情况下，对于与d个比特的当前比特相关的状态的概率分布第一次迭代地计算出概率值，其中，控制单元将到相同状态的过渡的概率值相加，并且执行迭代直到最后比特的概率分布为止。在该方法的进一步过程中，在通过信号传输单元传输信号之后，从当前比特的状态的当前分布出发，在忽略从预设的零状态起的所有过渡的情况下，对于与d个比特的当前比特相关的状态的概率分布第二次迭代地计算出概率值，其中，控制单元将到相同状态的过渡的概率值相加，并且执行迭代直到最后比特的概率分布为止。之后，由第一次迭代计算的、预设的零状态的概率值与第二次迭代计算的、预设的零状态的概率值产生差值，其中，差值是剩余错误概率。这些方法步骤使得能够在计算剩余错误概率时使用不同的信道模型。信道模型适合于描述信号传输的过程。它们经常通过状态图表来展示。其中多数都可以找到关于比特错误概率以及关于过渡概率的详情。因此，例如不再需要如在二元对称的信道模型(BSC模型)中那样的恒定的比特错误概率。在计算剩余错误概率时也可以考虑到不同的过渡概率。通过相应地调整被马尔科夫调制的伯努利过程或预设的零状态，可以使得剩余错误概率的计算灵活地匹配于更符合现实的信道模型。本专利技术的一种重要的替代实施方式在此提出，在忽略从预设的零状态起的所有过渡的情况下为最后比特的状态的概率分布的概率值进行的第二次迭代计算与第一次迭代计算共同地在使用本地存储位置的情况下进行，该本地存储位置至少在计算剩余错误概率之前都中间存储有迭代计算的结果。这种替代方法产生与前面所述的方法一样的结果。在该实例中，迭代计算没有进行两次，而是创建本地存储位置，其中存储着当前比特的预设的零状态的概率值，其中，在这种情况下忽略了从预设的零状态出发的所有过渡。然而，第一次迭代计算如前述那样进行。本专利技术的这种实施方式省去了通过控制单元进行第二次单独的迭代计算。然而，为此控制单元创建本地的存储位置，并且只为在零状态下开始并且也保留在零状态下的那些过渡计算出中间存储在本地存储位置中的概率值。通过使用这些本地存储位置代替第二次迭代计算可以在计算时间或计算效率方面取得优势。在本专利技术的一种有利的变化方案中，借助生成多项式参数化的线性反本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于在使用借助编码工具实现的线性块码、信道模型和线性反馈移位寄存器的情况下通过控制单元(5)检验具有d个比特的预设消息的、从发送器到接收器的信号传输的方法，具有以下步骤：用表征性的、被马尔科夫调制的伯努利过程描述信道模块，在通过信号传输单元传输信号之后，从当前比特的状态的当前概率分布出发，在考虑到从符合被马尔科夫调制的预设的伯努利过程的状态数量与线性反馈移位寄存器的状态数量的笛卡尔积得到的所有可行过渡的情况下，对于与d个比特的当前比特相关的状态的概率分布第一次迭代地计算出概率值，其中，控制单元将到相同状态的过渡的概率值相加，并且执行迭代直到最后比特的概率分布为止，在通过信号传输单元传输信号之后，从当前比特的状态的当前分布出发，在忽略从预设的零状态(4)起的所有过渡的情况下，对于与d个比特的当前比特相关的状态的概率分布第二次迭代地计算出概率值，其中，控制单元(5)将到相同状态的过渡的概率值相加，并且执行迭代直到最后比特的概率分布为止，由第一次迭代计算的、预设的零状态(4)的概率值与第二次迭代计算的、预设的零状态(4)的概率值产生差值来作为剩余错误概率。
【技术特征摘要】
2017.06.07 EP 17174752.01.一种用于在使用借助编码工具实现的线性块码、信道模型和线性反馈移位寄存器的情况下通过控制单元(5)检验具有d个比特的预设消息的、从发送器到接收器的信号传输的方法，具有以下步骤：用表征性的、被马尔科夫调制的伯努利过程描述信道模块，在通过信号传输单元传输信号之后，从当前比特的状态的当前概率分布出发，在考虑到从符合被马尔科夫调制的预设的伯努利过程的状态数量与线性反馈移位寄存器的状态数量的笛卡尔积得到的所有可行过渡的情况下，对于与d个比特的当前比特相关的状态的概率分布第一次迭代地计算出概率值，其中，控制单元将到相同状态的过渡的概率值相加，并且执行迭代直到最后比特的概率分布为止，在通过信号传输单元传输信号之后，从当前比特的状态的当前分布出发，在忽略从预设的零状态(4)起的所有过渡的情况下，对于与d个比特的当前比特相关的状态的概率分布第二次迭代地计算出概率值，其中，控制单元(5)将到相同状态的过渡的概率值相加，并且执行迭代直到最后比特的概率分布为止，由第一次迭代计算的、预设的零状态(4)的概率值与第二次迭代计算的、预设的零状态(4)的概率值产生差值来作为剩余错误概率。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在忽略从预设的零状态(4)起的所有过渡的情况下为最后比特的状态的概率分...
【专利技术属性】
技术研发人员：马克西米利安·沃尔特，巴斯蒂安·毛尔厄尔，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE
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