标签：C语言(2972)

本文主要是关于卷积编码的相关介绍，并就卷积编码简述了基于C语言的卷积编码实现方法，最后着重阐述了卷积和滤波的区别。

卷积编码

在信道编码研究的初期，人们探索、研究出各种各样的编码构造方法，其中包括卷积码。早在1955年，P.Elias首先提出了卷积码。但是它又经历了十几年的研究以后，才开始具备应用价值。在这十几年期间，J.M.Wozencraft提出了适合大编码约束度的卷积码的序列译码，J.L.Massey提出了实现简单的门限译码，A.J.Viterbi提出了适合小编码约束度的卷积码Viterbi算法。20年后，即1974年，L.R.Bahl等人又提出一种支持软输入软输出(SISO，Soft-Input Soft-Output)的最大后验概率(MAP，Maximum A Posteriori)译码——BCJR算法。其中，Viterbi算法有力地推动了卷积码的广泛应用，BCJR算法为后续Turbo码的发现奠定了基础。

基于C语言的卷积编码实现

实现(2, 1, 7)卷积码编码

信息序列1001 1010 1111 1100

生成序列g1 = 1011011;g2 = 1111001

初始状态全0.

以上参数可自行在main中修改。

/***This is an simple example program of convolutional encoder.

*The informaTIon sequence， the register iniTIal states and the generaTIon sequence

* can all be modified in the main funcTIon.

*/

#include《stdio.h》

#define LEN(array， len){len=sizeof(array)/sizeof(array［0］);}//Size of array

int encoder(int **gen， int n， int L， int reg［］， int m， int inf［］， int inf_len， int output［］)

/*encoder(int **gen， int n， int L， int reg［］， int m， int inf［］， int inf_len， int output［］)

*This function is a convolutional encoder.

*gen is the generation sequence， which is a two-dimension array，

and it is a two-dimension pointer，

*n is the number of bits out the encoder at each clock cycle，

*L is for the constraight length，

*reg is for the shift registers，

*m is for the number of registers，

*inf is for the information sequence，

*inf_len is for the inf length，

*output is for the output code.

*/

{

int inf_ex［inf_len + m］;

int i，j;//Index

for (i=0;i 《 inf_len + m;i++)//Extend the information sequence to include the last m bits

{

if(i 《 inf_len)

inf_ex［i］ = inf［i］;

else

inf_ex［i］ = 0;

}

for (i=0;i 《 inf_len + m;i++)//Foreach bit in extend information

{

for (j=0;j 《 n;j++)//Output n bits at each clock cycle

{

int out_tem=0;//Temp number

if (*(gen + L*j) == 1)//Judge whether the next information bit should paticipate in the Mod op

out_tem += inf_ex［i］;

int k;

for (k=0;k 《 m;k++)//Foreach registers

{

if (*(gen + L*j + k + 1) == 1)

out_tem += reg［k］;//Mod op according to the generation sequence

}

out_tem %= 2;//Mod 2

output［i*n + j］ = out_tem;

}

for (j=m - 1;j 》 0;j--)//Register shift

{

reg［j］ = reg［j - 1］;

}

reg［0］ = inf_ex［i］;//Input information bits into register

}

return 1;

}

main()

{

int inf［］={1， 0， 0， 1， 1， 0， 1， 0， 1， 1， 1， 1， 1， 1， 0， 0};//Information sequence

int inf_len;//Information length

LEN(inf， inf_len);

int gen［2］［7］={{1， 0， 1， 1， 0， 1， 1}， {1， 1， 1， 1， 0， 0， 1}};//Generation sequence

int n;//The number of bits out the encoder at each clock cycle

int L;//Constraight length

LEN(gen， n);

LEN(gen［0］， L);

int m=L - 1;//The number of shift registers

int init_s［］={0， 0， 0， 0， 0， 0}; //Initial states are all zero

int reg［m］;//Register

int i;//Index

for (i=0;i 《 m;i++)

{

reg［i］ = init_s［i］;

}

int output_len=(inf_len + m)*n;//Output length， every bit of input can generate n bits of output sequence

int output［(inf_len + m)*n］;//Output sequence

encoder(gen， n， L， reg， m， inf， inf_len， output);//Encoder

for (i=0;i 《 output_len;i++)

{

printf(“%d”， output［i］);

}

system(“pause”);

}

卷积和滤波之区别

首先，从定义看，conv表示卷积，filter表示滤波。conv的定义公式如下：

y(n)=∑i=0N+M−1x(i)h(n−i)y(n)=∑i=0N+M−1x(i)h(n−i)

其中x(n)长度为N；h(n)长度为M；

fileter表示卷积，调用格式如下：

fileter(h，1，x);

h=［1，2，3］;

123

表示差分方程：

y(n)=x(n)+2*x(n-1)+3*x(n-2);

12

即

y(n)=x(n)*h(0)+x(n-1)*h(1)。..+x(0)*h(n)

=x(0)*h(n)+x(1)*h(n-1)。..+x(n)*h(0)

123

即

y(n)=∑i=0Nx(i)h(n−i)y(n)=∑i=0Nx(i)h(n−i)

所以，除了物理意义的不同之外，二者在计算上只是长度不同。

卷积的计算：

x=［1，2，5，4，8］;

h=［2，6，4］;

1 2 5 4 8

2 6 4

__________

4 8 20 16 32

6 12 30 24 48

2 4 10 8 16

---------------------

2 10 26 46 60 64 32

可以看出卷积的结果是［2 10 26 46 60 64 32］;

那么filter(滤波)的结果就是［2 10 26 46 60］;

接下来用MATLAB程序验证我们的计算结果：

》》 h=［2 6 4］;

》》 x=［1 2 5 4 8］;

》》 y1=conv(h，x)

y1 =

2 10 26 46 60 64 32

》》 y2=filter(h，1，x)

y2 =

2 10 26 46 60

在用C语言等其他语言进行实现是可以采用定义，利用两个for循环完成代码。

卷积的列表法计算 ：

结语

关于C语言下的卷积编码实现方法就介绍到这了，希望本文能让你对卷积编码有更深的认识。