Reed-Solomon码编译码的实现及其在衰落信道上的纠错性能

摘要

信道编码(纠错码)技术被用于对通信系统和存储媒质中的信息数据进行纠错,从而达到保护信息数据的目的.Reed-Solomon(RS)码是一种MDS码(极大最小距离可分码),具有优良的纠突发错误和随机错误的能力.另外,软件无线电技术具有高效灵活的特点,可在通用的硬件平台上采用易升级的软件实现不同的功能,DSP技术是软件无线电的关键技术.定义在Galois域GF(2<'4>)上的RS码被用作军用无线电台的信道纠错码,本文研究了用USB54X EVM板实现RS码的编译码.文中详细讨论了RS码编译码算法的步骤和软件实现的过程.实验结果表明RS码编码速率超过8.1Mbps,译码速率超过1.3Mbps,完全满足无线电台语音通话的需要.另一方面,RS码作为一种优良的信道纠错码,它在衰落信道上的纠错性能是需要研究的重要课题.Gilbert-Elliott(GE)信道是两状态Markov信道,它是一种简单准确的有记忆信道模型.本文分别采用二阶方法和一阶方法评价RS码在GE信道上的纠错性能,推导出RS码在GE信道上的误字率,数值仿真结果揭示了RS码误字率与GE信道平均突发错误长度之间的关系,验证了增加交织深度和RS码的纠错能力能够降低RS码在GE信道上的误字率.

目录

文摘

英文文摘

原创性声明和本论文使用授权说明

第一章绪言

1.1信道编码基本理论

1.1.1信道发生错误的几种模式

1.1.2错误控制的三种方式

1.1.3纠错码的分类

1.1.4信道编码定理

1.2课题研究的重要意义

1.3论文所作的工作及论文结构

第二章线性分组码与循环码

2.1线性分组码

2.1.1线性分组码的性质

2.1.2线性分组码的代数结构

2.1.3线性分组码的几个重要概念

2.1.4线性分组码的生成矩阵和校验矩阵

2.1.5伴随式与标准阵列译码

2.2循环码

2.2.1循环码的概念

2.2.2循环码的性质

2.2.3循环码的生成多项式

2.2.4循环码的生成矩阵和校验矩阵

2.2.5循环码的编码方法

2.2.6循环码的译码方法

第三章BCH码和RS码

3.1 Galois域

3.1.1 Galois域的几个重要定义

3.1.2 Galois域扩域的构建

3.2 BCH码

3.2.1 BCH码的定义

3.2.2二进制BCH码

3.2.3 BCH码的码限

3.2.4 BCH码的构造方法

3.3 Reed-Solomon(RS)码

3.3.1 RS码的基本性质

3.3.2 RS码与BCH码性质的比较(下表中p为大于1的素数）

3.3.3 RS码的构造方法

3.4 BCH码和RS码的译码方法

3.4.1基于伴随式的译码算法

3.4.2时域译码算法

3.4.3软判决译码的进展

第四章RS码编码和译码的DSP实现

4.1软件无线电技术的基本原理

4.1.1软件无线电的定义

4.1.2软件无线电的结构

4.1.3软件无线电的特点

4.1.4软件无线电的关键技术

4.1.5软件无线电的应用

4.2使用USB54X EVM板进行软件开发

4.2.1 USB54X EVM板的一般描述

4.2.2 USB54X EVM板工作原理

4.2.3 USB54X EVM板的主要逻辑模块

4.2.4利用USB54X EVM板进行软件开发

4.3 RS码编码和译码的DSP实现

4.3.1 RS码编码的实现

4.3.2 RS码译码的实现

4.3.3 RS码编码和译码的实验结果

4.3.4软件灵活性的考虑

第五章RS码在衰落信道上纠错性能的分析

5.1无线衰落信道

5.1.1 AWGN信道

5.1.2 Rayleigh信道

5.1.3Rice信道

5.2 RS码的译码错误概率和译码失败概率

5.2.1精确计算

5.2.2近似计算

5.3 RS码在Gilbert-Elliott(GE)信道上的性能分析

5.3.1 GE信道模型

5.3.2 GE信道模型的准确性

5.3.3交织RS码在GE信道上的纠错性能

5.3.4仿真结果及数据分析

5.3.5用GE信道模型对Rayleigh衰落信道建模

第六章结束语

6.1论文的研究成果

6.2今后研究工作的展望

参考文献

作者攻读学位期间公开发表的论文

致谢

论文说明