《电子技术应用》
您所在的位置：首页 > 通信与网络 > 设计应用 > RS码与QC-LDPC码的级联码在浅海信道中的性能研究
RS码与QC-LDPC码的级联码在浅海信道中的性能研究
来源：电子技术应用2012年第5期
乔晓峰, 刘跃敏, 宁永海
河南科技大学 电子信息工程学院， 河南 洛阳471003
摘要： RS码具有很强的处理突发错误的能力，QC-LDPC码作为一种特殊的LDPC码，具有接近香农极限的良好性能。为此提出一种将RS码与QC-LDPC码级联的方法，将其用于水声信道中进行研究。仿真结果表明，该方法误码率比QC-LDPC码低，可以保持较好的纠错性能。
中图分类号： TN011.6，O451
文献标识码： A
文章编号： 0258-7998(2012)05-0122-03
Performance analysis of RS code and QC-LDPC code in shallow water acoustic channels
Qiao Xiaofeng, Liu Yuemin, Ning Yonghai
Electronic and Information Engineering College, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471003, China
Abstract： RS code has a good ability to handle unexpected errors,QC-LDPC code is a special kind of LDPC code,it’s performance is close to the Shannon limit and is a good code.We propose a way to do this with RS code and QC-LDPC code.It’s used for shallow water acoustic channel research.Simmulation results shows that the bit error rate is lower than the QC-LDPC code,it can maintain a good error-correction performance.
Key words : quasi-cyclic low density check codes; RS code; error correcting code

    水声信道是一个窄带宽、大多普勒、大延时的时间-空间-频率变换的复杂信道，通信过程中将同时产生随机错误和突发错误。在这种信道中，为了可靠地传输数据，信道纠错编码技术成为不可或缺的一部分，它能进一步降低误码率，保障通信的可靠性。

    1960年，REED和SOLOMON提出了RS码[1]，RS码具有很强的处理突发错误能力。1962年，GALLAGER提出了新的线性分组码-低密度LDPC码[2], LDPC码是一种性能接近香农极限的码，欧洲第二代卫星数字视频广播标准(DVB-S2)和国家数字电视地面传播标准(CMMB)已经采用了RS码或BCH码(RS码是BCH码的一种)与LDPC码的级联码。本文将RS码和QC-LDPC码级联码用在水声信道中，仿真结果表明可以保持较好的纠错性能。
1 RS码结构
    RS码是多元BCH码的一个特殊子类，RS码的编解码运算都是基于伽罗华域，其编码的硬件电路是基于伽罗华域的除法电路。如果RS码分组码长是n,基偶校验符号数是n-k=2t，纠错能力为t,则其编码器的结构由伽罗华域的乘法器、加法器和寄存器三部分组成,如图1所示，码字的校验位由寄存器b0~b2t-1运行一定周期后得到。考虑到QC-LDPC码与RS码的码长匹配，本文采用的RS码是缩短的，即在编码时把码的前面若干位置零，解码后将置零的位丢掉。

    RS码的译码有时域和频域两种方法,本文采用时域方法，此方法也用在后面级联码的译码中，码生成多项式g(x)展开后即得到RS码的时域编码,本原RS码的生成多项式为：
 


5 仿真结果
　 浅海水声信道中，随着海面以及海底反射次数的增加，各径到达的信号幅度会减小，仿真中假定浅海水声信道模型是5径信道，每一径的乘性衰落主要是对信号功率引入一个随时间变化的、存在关联的衰落因子，相关参数如表1所列。

5.2 多径模型下的性能仿真

 


　 第1径、第2径的多径衰落对未编码和编码的性能比较如图5所示，在受多径效应影响的水声信道中，采用RS(240,232)和QC-LDPC(9 216,7 680)码级联编码后，与信道未编码的方案的误码率比较，能够保持较好的信号纠错性能，可以满足水声通信的要求。

    本文提出的RS与QC-LDPC码级联方法用在浅海水声信道中，RS做为外码，QC-LDPC码做为内码，误码率比QC-LDPC码低,多径模型下随着信道衰落性能下降，但仍保持较好的纠错性能，可以满足水声通信的基本要求，达到了预期的效果。
参考文献
[1] REED L S, SOLOMON G. Polynomial codes of certain finite fields[J].Society of Industrial and Applied Mathematics,1960(8):300-304
[2] GALLAGER R G. Low-density parit-check codes[D]. Cambridge: Massachusetts Institute of Technology,1960.
[3] 李刚,黑勇,仇玉林.一种准循环LDPC解码器的设计与实现[J].微电子学与计算机,2008,25(7):52-55.
[4] ADAM Z,HOON Y Y, Wu Lixue. Performance analysis of digital acoustic communication in a shallow water channel[J].IEEE journal of Oceanic Engineering, 1995,20(4):293.

此内容为AET网站原创，未经授权禁止转载。

相关内容