本發(fā)明涉及衛(wèi)星移動通信基帶信號處理領域，特別涉及基于地球同步軌道(GEO，Geostationary Earth Orbit)的移動無線接口(GMR，GEO-Mobile Radio Interface)衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)循環(huán)冗余校驗碼(CRC，Cyclic Redundancy Check)計算方法及裝置。

背景技術：

基于地球同步軌道的移動無線接口衛(wèi)星移動通信協(xié)議來源于第三代合作伙伴項目(3GPP，the 3rd Generation Partnership Project)地面數(shù)字蜂窩標準，可以無縫接入全球移動通信系統(tǒng)/通用移動通信系統(tǒng)(GSM，Global System for Mobile Communication/UMTS，Universal Mobile Telecommunications System)核心網(wǎng)。GMR衛(wèi)星通信協(xié)議廣泛應用在ACeS、ICO、Inmarsat、SkyTerra、TerreStar和Thuraya衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)中。

為便于接收方檢查收到的信息有無錯誤，一般會采用循環(huán)冗余校驗碼。若循環(huán)冗余校驗碼(CRC，Cyclic Redundancy Check)碼字長度為N，信息字段為K位，校驗字段為R位(N＝K+R)，如圖1所示，則對于CRC碼集中的任一碼字，存在且僅存在一個R次多項式g(D)，使得：

T(D)＝A(D)g(D)＝D^Rm(D)+r(D)

其中：m(D)為K次信息多項式，r(D)為R次校驗多項式，g(D)稱為生成多項式：

g(D)＝g_RD^R+g_(R-1)D^(R-1)+...+g₂D²+g₁D+g₀

在GMR衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)中，采用以下5種循環(huán)冗余校驗碼，其生成多項式分別為：

g₃(D)＝D³+D+1

g₅(D)＝D⁵+D³+D²+D+1

g₈(D)＝D⁸+D⁷+D⁴+D³+D+1

g₁₂(D)＝D¹²+D¹¹+D³+D²+D+1

g₁₆(D)＝D¹⁶+D¹²+D⁵+1。

在傳統(tǒng)循環(huán)冗余校驗碼計算過程中，一般采用多項式除法運算，此時上述5種循環(huán)冗余校驗碼生成多項式分別需要采用4、6、9、13和17個比特來表示。

當前GMR衛(wèi)星移動通信主要采用16位數(shù)字信號處理(DSP，Digital Signal Processing)計算循環(huán)冗余校驗碼計算，以實現(xiàn)終端系統(tǒng)的小型化。對于生成多項式g₁₆來說，如果仍采用多項式除法計算循環(huán)冗余校驗碼，則需要兩個長度為16比特的寄存器才能保存，此時寄存器有效利用率僅為53％(即17/32×100％＝53％)，造成了寄存器資源的極大浪費。如果將生成多項式g₁₆存儲在兩個寄存器中，在采用16位DSP計算循環(huán)冗余校驗碼時，需要將長度為17比特的發(fā)送數(shù)據(jù)擴展為32比特信息并以此與兩個長度分別為16比特的校驗多項式進行異或操作，從而使異或操作增加了近一倍。

技術實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術寄存器資源利用率低或者異或操作計算量大的問題，本發(fā)明提供基于GMR衛(wèi)星通信協(xié)議的CRC計算方法及裝置。

本發(fā)明基于地球同步軌道的移動無線接口GMR衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)循環(huán)冗余校驗碼CRC計算方法，包括：

S1、初始化長度為R的寄存器B；

S2、采用寄存器B第一位比特信息和信息字段的第k位比特信息計算狀態(tài)標識值C；

S3、對寄存器B進行移1位操作，因移位而產(chǎn)生的空位用0填充；

S4、根據(jù)狀態(tài)標識值C更新寄存器B；

S5、讀出信息字段的第k+1位，重復S2－S5，直到信息字段所有比特信息處理完畢，寄存器B的值即為最終CRC輸出值。

步驟S1中寄存器B的初始化為值為全0；

優(yōu)選地，步驟S2所述采用寄存器B第一位比特信息和信息字段的第k位比特信息計算狀態(tài)標識值C，包括：采用寄存器B第一位比特信息與信息字段的第k位比特信息進行異或運算得到狀態(tài)標識值C。

優(yōu)選地，所述根據(jù)狀態(tài)標識值C更新寄存器B包括：

如果狀態(tài)標識值C為1，則將寄存器B與剩余比特g₁相同比特位進行異或運算后存回寄存器B的該比特位；所述剩余比特g₁為將CRC生成多項式分為第一比特g₀后長度為R的剩余比特。

優(yōu)選地，步驟S2所述采用寄存器B第一位比特信息和信息字段的第k位比特信息計算狀態(tài)標識值C，包括：采用寄存器B第一位比特信息與信息字段的第k位比特信息進行異或運算得到狀態(tài)中間值C’,將狀態(tài)中間值C’與CRC生成多項式分為第一比特g₀，再進行異或運算得到狀態(tài)標識值C。

優(yōu)選地，所述根據(jù)狀態(tài)標識值C更新寄存器B包括：

如果狀態(tài)標識值C為0，則將寄存器B與剩余比特g₁相同比特位進行異或運算后存回寄存器B的該比特位；所述剩余比特g₁為將CRC生成多項式分為第一比特g₀后長度為R的剩余比特。

優(yōu)選地，步驟S3所述對寄存器B進行移1位操作包括對寄存器B進行左移1位操作。

本發(fā)明基于地球同步軌道的移動無線接口GMR衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)循環(huán)冗余校驗碼CRC計算裝置，包括：

寄存器，長度為R，用于存儲校驗字段；

信息字段讀取單元，用于按比特位讀出信息字段的比特信息，讀出寄存器B第一位比特信息；

狀態(tài)標識值計算單元，用于采用寄存器B第一位比特信息和信息字段的第k位比特信息計算狀態(tài)標識值C；

寄存器移位控制單元，用于對寄存器B進行左移1位操作，因移位而產(chǎn)生的空位用0填充；

寄存器更新控制單元，根據(jù)狀態(tài)標識值C更新寄存器B。

優(yōu)選地，所述狀態(tài)標識值計算單元，用于采用寄存器B第一位比特信息和信息字段的第k位比特信息計算狀態(tài)標識值C，包括采用寄存器B第一位比特信息與信息字段的第k位比特信息進行異或運算得到狀態(tài)標識值C；

所述寄存器更新控制單元，根據(jù)狀態(tài)標識值C更新寄存器B，包括如果狀態(tài)標識值C為1，則將寄存器B與剩余比特g₁相同比特位進行異或運算后存回寄存器B的該比特位；所述剩余比特g₁為將CRC生成多項式分為第一比特g₀后長度為R的剩余比特；

可選地，所述狀態(tài)標識值計算單元，用于采用寄存器B第一位比特信息和信息字段的第k位比特信息計算狀態(tài)標識值C，包括采用寄存器B第一位比特信息與信息字段的第k位比特信息進行異或運算得到狀態(tài)中間值C’,將狀態(tài)中間值C’與CRC生成多項式的第一比特g₀再進行異或運算得到狀態(tài)標識值C；

所述寄存器更新控制單元，根據(jù)狀態(tài)標識值C更新寄存器B，包括如果狀態(tài)標識值C為0，則將寄存器B與剩余比特g₁相同比特位進行異或運算后存回寄存器B的該比特位；所述剩余比特g₁為將CRC生成多項式分為第一比特g₀后長度為R的剩余比特。

本發(fā)明充分利用16位定點DSP數(shù)字信號處理過程狀態(tài)變量信息，將GMR衛(wèi)星通信系統(tǒng)CRC生成多項式分為首比特信息和剩余比特信息，采用原位操作方式，首先采用寄存器B首比特值與從高位依次輸入的單個比特計算狀態(tài)標識值，然后對寄存器B進行左移1位操作，再根據(jù)所述狀態(tài)標識值采用寄存器B與CRC生成多項式剩余比特的異或值條件更新寄存器B，當所有輸入比特都經(jīng)過上述計算后，寄存器B中比特即為最終CRC輸出值。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明采用寄存器比特原位計算方式，最大限度降低了對寄存器個數(shù)需求，特別適合在16位DSP系統(tǒng)的應用，在此情況下，可使寄存器資源利用率從53％提高到100％。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有CRC碼字結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明CRC計算方法優(yōu)選實施例流程示意圖；

圖3本發(fā)明CRC計算過程寄存器比特信息變化示意圖；

圖4為本發(fā)明基于GMR衛(wèi)星通信協(xié)議的CRC計算裝置示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例進一步詳細說明。

本發(fā)明基于GMR衛(wèi)星通信協(xié)議的CRC計算方法，僅采用與定義相對應的左右次序進行描述，具體包括以下步驟，如圖2所示：

本發(fā)明實施例將GMR衛(wèi)星通信系統(tǒng)CRC生成多項式g分為第一比特g₀和長度為R的剩余比特g₁。即是說，將CRC生成多項式g表示為兩個序列，即g＝[g₀g₁]，其中g₀＝1，g₁為余下的長度為R的比特序列。

S1、初始化長度為R的寄存器B；

可選地，寄存器B的初始化值可以是隨機數(shù)，但作為更優(yōu)的方式，長度為R(R＝3,5,8,12,16)的寄存器B，初始化比特值為全0。

初始化輸入信息字段下標k＝1，即延遲最多的輸入比特，讀出的信息字段第k個輸入比特表示為I(k)，k＝1,2,…,K，K為信息字段長度。

S2、采用寄存器B第一位比特信息和信息字段的第k位比特信息計算狀態(tài)標識值C；

所述狀態(tài)標識值C的長度為1比特。在16位DSP系統(tǒng)中，狀態(tài)標識值C可以與溢出標識相對應。

作為一種優(yōu)選方式(標記為方式S2A)，所述采用寄存器B第一位比特信息和信息字段的第k位比特信息計算狀態(tài)標識值C包括，寄存器B第一位比特信息與信息字段的第k位比特信息進行異或運算得到狀態(tài)標識值C，即：

C＝xor(I(k),B(1))(公式1)

其中I(k)表示信息字段第k個輸入比特，B(1)表示寄存器B的首個比特值，xor表示異或操作。

作為一種可選方式(標記為方式S2B)，所述采用寄存器B第一位比特信息和信息字段的第k位比特信息計算狀態(tài)標識值C，包括：采用寄存器B第一位比特信息與信息字段的第k位比特信息進行異或運算得到狀態(tài)中間值C’,將狀態(tài)中間值C’與CRC生成多項式第一比特g₀進行異或運算得到狀態(tài)標識值C；即：

C＝xor(xor(I(k),B(1)),g₀) (公式2)

其中，g₀＝1。

S3、對寄存器B進行移1位操作，因移位而產(chǎn)生的空位用0填充；

所述對寄存器B進行移1位操作包括對寄存器B進行左移1位操作；

寄存器左移1位，可以表示為：

B＝[B(2:R) 0] (公式3)

其中2:R表示讀取寄存器B的第2,3,…,R個比特存放在寄存器B的第1,2,…,R-1比特位置，因移位而產(chǎn)生第R個比特位采用0進行填充。

S4、根據(jù)狀態(tài)標識值C更新寄存器B；

對上述方式S2A相對應，如果狀態(tài)標識值C為1，則將寄存器B與剩余比特g₁相同比特位進行異或運算后存回寄存器B的該比特位；所述剩余比特g₁為將CRC生成多項式分為第一比特g₀后長度為R的剩余比特；

對上述方式S2B相對應，如果狀態(tài)標識值C為0，則將寄存器B與剩余比特g₁相同比特位進行異或運算后存回寄存器B的該比特位；所述剩余比特g₁為將CRC生成多項式分為第一比特g₀后長度為R的剩余比特。

寄存器更新可以表示為：

B＝xor(B,g₁) (公式4)

其中，g₁為不包含CRC生成多項式首比特的長度為R比特序列，也就是采用寄存器B和g₁的異或值再賦給寄存器B。

S5、讀出信息字段的第k+1位，重復S2－S5，直到信息字段所有比特信息處理完畢，寄存器B的值為最終CRC輸出值。

CRC的最終目的是要通過長度為K的信息I和生成多項式g，計算剩余多項式r，本發(fā)明通過K次迭代，最終在B中保留的就是CRC輸出值，原始的信息I不需要輸出。

下面對本發(fā)明CRC計算過程寄存器比特信息變化進行詳細說明，如圖3所示。當生成多項式取g₁₆(D)時，g₁＝[0001 0000 0010 0001](取其他生產(chǎn)多項式時，CRC計算過程完全相同)，寄存器B的長度為16，初始化為B＝[B(1),B(2),…,B(16)]＝[0,0,…,0]；讀取第k個信息比特I(k)，與寄存器第1個比特B(1)以及CRC生成多項式第一比特g₀，采用優(yōu)選方式公式1或采用可選方式公式2計算狀態(tài)標識值C；對寄存器B進行移1位操作，就是將寄存器B的第2,3,…,16和0共16比特構(gòu)成新的寄存器值B；利用公式4條件更新寄存器B，也可以表示g₁的第4,11,16比特與寄存器B的對應延遲位置進行異或并移位。從上面的描述可以看出，整個CRC校驗比特的計算均是基于寄存器B的原位進行計算，從而節(jié)約了寄存器的資源。在16位DSP指令系統(tǒng)中，狀態(tài)標識值C一般作為寄存器的隱影比特位(Shadow bit)，隨著操作指令自動更新狀態(tài)標識值C。在16位DSP系統(tǒng)中，很多指令直接依據(jù)狀態(tài)標識值C作為執(zhí)行條件，以便于條件執(zhí)行寄存器更新等相關功能。

下面對本發(fā)明基于GMR衛(wèi)星通信協(xié)議的CRC計算裝置進行描述，如圖4所示，包括：

寄存器B，長度為R，用于存儲校驗字段；

信息字段讀取單元，用于按比特位讀出信息字段的比特信息I(k)；

狀態(tài)標識值計算單元，用于采用寄存器B第一位比特信息和信息字段的第k位比特信息計算狀態(tài)標識值C；

寄存器移位控制單元，用于對寄存器B進行左移1位操作，因移位而產(chǎn)生的空位用0填充；

寄存器更新控制單元，根據(jù)狀態(tài)標識值C更新寄存器B。

作為一種可實現(xiàn)方式，所述狀態(tài)標識值計算單元，用于采用寄存器B第一位比特信息和信息字段的第k位比特信息計算狀態(tài)標識值C，包括采用寄存器B第一位比特信息與信息字段的第k位比特信息進行異或運算得到狀態(tài)標識值C；

所述寄存器更新控制單元，根據(jù)狀態(tài)標識值C更新寄存器B，包括如果狀態(tài)標識值C為1，則將寄存器B與剩余比特g₁相同比特位進行異或運算后存回寄存器B的該比特位；所述剩余比特g₁為將CRC生成多項式分為第一比特g₀后長度為R的剩余比特。

作為另一種可實現(xiàn)方式，所述狀態(tài)標識值計算單元，用于采用寄存器B第一位比特信息和信息字段的第k位比特信息計算狀態(tài)標識值C，包括采用寄存器B第一位比特信息與信息字段的第k位比特信息進行異或運算得到狀態(tài)中間值C’,將狀態(tài)中間值C’與CRC生成多項式的第一比特g₀再進行異或運算得到狀態(tài)標識值C；

所述寄存器更新控制單元，根據(jù)狀態(tài)標識值C更新寄存器B，包括如果狀態(tài)標識值C為0，則將寄存器B與剩余比特g₁相同比特位進行異或運算后存回寄存器B的該比特位；所述剩余比特g₁為將CRC生成多項式分為第一比特g₀后長度為R的剩余比特。

本發(fā)明裝置中各部件的實現(xiàn)方式與方法實現(xiàn)方式可以相互引用，不再贅述。

本發(fā)明采用寄存器比特原位計算方式，最大限度降低了對寄存器個數(shù)需求。本發(fā)明在3,5,8,12,16位的DSP系統(tǒng)均可以適用，而特別適合在16位DSP系統(tǒng)的應用，在此情況下，可使寄存器資源利用率從53％(即17/32×100％＝53％)提高到100％(即16/16*100％)。

以上所舉實施例，對本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點進行了進一步的詳細說明，所應理解的是，以上所舉實施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)對本發(fā)明所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。