连载：有限状态机以及维特比(Viterbi)译码器（二）

来源：互联网发布：mrtg windows下载编辑：程序博客网时间：2024/04/29 11:16

上一节，我们实现了一个通用的有限状态机编码器及维特比译码器。这一节，实现两种卷积码（前向、反馈）的状态机初始化类。

前向码需要一组参数，分别是 n,k,m ，还有具体的管脚描述。

管脚描述采用Matlab的八进制格式。

前向卷积码, front_conv_lsmaker.h

[cpp] view plaincopy

/** \brief 本文件实现了前向卷积码的状态机回调函数
*/
#if !defined (FRONT_CONV_LSMAKER_HEADER_VER)
#define FRONT_CONV_LSMAKER_HEADER_VER 101
namespace LSMVIT
{
/** \brief 前向卷积码有限状态机生成器
*/
template <int n, int k, int m>
class fconv_lsmaker{
protected:
int OutPin[n][k][m+1];
public:
fconv_lsmaker(const int octPins[/*k*/][n])
{
init_Pins(octPins);
}
fconv_lsmaker(){}
~fconv_lsmaker(){}
/** \brief 根据抽头初始化本类对象
*
* \param octPins[k][n] int 抽头，分别是第k组寄存器对第n个输出管脚的影响
* \return void
*
*/
void init_Pins(const int octPins[/*k*/][n])
{
for (int i=0;i<k;i++)
{
for (int j=0;j<n;j++)
{
int noctp = octPins[i][j];
int cpin = 0, ct = 0;
while (noctp)
{
cpin += (noctp % 10) << (ct * 3);
noctp /= 10;
ct ++;
}//end while
for (int v = 0; v < m+1; v++)
OutPin[j][i][v] = (cpin>>(m-v)) & 0x01;
}// end j
}// end i
}
public:
/** \brief 回调函数，会递交给状态机
*/
bool cb_status (int reg, int data, int *pNextReg, int * pOutput)
{
if (pNextReg == nullptr || pOutput == nullptr) return false;
int nOutput[n], nReg[k][m+1];
for (int i = 0; i< k ; i++)
{
nReg[i][0] = (data >> (k-i-1)) & 0x01;
for (int j = 0;j<m;j++)
nReg[i][j+1] = (reg>>((k-i-1)*m + (m-1-j))) & 0x01;
}// end i
for (int i=0;i<n;i++)
{
int cc = 0;
for (int j = 0;j<k;j++)
{
for (int v = 0;v <m+1;v++)
cc += OutPin[i][j][v] * nReg[j][v];
}// end j
nOutput[i] = cc % 2;
}//end i
int newreg = 0, out = 0;
for (int i=0;i<n;i++)
{
out <<=1;
out += nOutput[i];
}
for (int j=0;j<k;j++)
{
for (int v = 0;v < m ; v++)
{
newreg <<= 1;
newreg += nReg[j][v];
}
}
*pNextReg = newreg;
*pOutput = out;
return true;
} // end function cb_status
};// end class
};// end name space
#endif

反馈码除了上述参数，还需要反馈管脚描述。

反馈卷积码 feedback_conv_lsmaker.h

[cpp] view plaincopy

/** \brief 本文件实现了反馈卷积码的状态机回调函数
*/
#if !defined (FEEDBACK_CONV_LSMAKER_HEADER_VER)
#define FEEDBACK_CONV_LSMAKER_HEADER_VER 101
namespace LSMVIT
{
/** \brief 反馈卷积码有限状态机生成器
*/
template <int n, int k, int m>
class feedback_lsmaker{
protected:
int OutPin[n][k][m+1];
int FeedBackPin[k][k][m+1];
public:
feedback_lsmaker(const int octPins[/*k*/][n],const int fbPins[/*k*/][k])
{
init_Pins(octPins,fbPins);
}
feedback_lsmaker(){}
~feedback_lsmaker(){}
/** \brief 根据抽头初始化本类对象
*
* \param octPins[k][n] int 抽头，分别是第k组寄存器对第n个输出管脚的影响
* \param fbPins[k][k] int 反馈抽头，分别是第k组寄存器对第k个输入管脚的影响
* \return void
*
*/
void init_Pins(const int octPins[/*k*/][n],const int fbPins[/*k*/][k])
{
for (int i=0;i<k;i++)
{
for (int j=0;j<n;j++)
{
int noctp = octPins[i][j];
int cpin = 0, ct = 0;
while (noctp)
{
cpin += (noctp % 10) << (ct * 3);
noctp /= 10;
ct ++;
}//end while
for (int v = 0; v < m+1; v++)
OutPin[j][i][v] = (cpin>>(m-v)) & 0x01;
}// end j
}// end i
for (int i=0;i<k;i++)
{
for (int j=0;j<k;j++)
{
int noctp = fbPins[i][j];
int cpin = 0, ct = 0;
while (noctp)
{
cpin += (noctp % 10) << (ct * 3);
noctp /= 10;
ct ++;
}//end while
for (int v = 0; v < m+1; v++)
FeedBackPin[j][i][v] = (cpin>>(m-v)) & 0x01;
}// end j
}// end i
}
public:
/** \brief 回调函数，会递交给状态机
*/
bool cb_status (int reg, int data, int *pNextReg, int * pOutput)
{
if (pNextReg == nullptr || pOutput == nullptr) return false;
int nOutput[n], nReg[k][m+1];
for (int i = 0; i< k ; i++)
{
nReg[i][0] = (data >> (k-i-1)) & 0x01;
for (int j = 0;j<m;j++)
nReg[i][j+1] = (reg>>((k-i-1)*m + (m-1-j))) & 0x01;
}// end i
//反馈
for (int i=0;i<k;i++)
{
int cc = 0;
for (int j = 0;j<k;j++)
{
for (int v = 0;v <m+1;v++)
cc += FeedBackPin[i][j][v] * nReg[j][v];
}// end j
nReg[i][0] += cc;
nReg[i][0] %= 2;
}//end i
//输出
for (int i=0;i<n;i++)
{
int cc = 0;
for (int j = 0;j<k;j++)
{
for (int v = 0;v <m+1;v++)
cc += OutPin[i][j][v] * nReg[j][v];
}// end j
nOutput[i] = cc % 2;
}//end i
//下一状态
int newreg = 0, out = 0;
for (int i=0;i<n;i++)
{
out <<=1;
out += nOutput[i];
}
for (int j=0;j<k;j++)
{
for (int v = 0;v < m ; v++)
{
newreg <<= 1;
newreg += nReg[j][v];
}
}
*pNextReg = newreg;
*pOutput = out;
return true;
} // end function cb_status
};// end class
};// end name space
#endif

下一节，我们用一个简单的控制台程序测试成果

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