m基于钱搜索算法的BCH编译码matlab仿真,仿真输出误码率曲线和编码增益曲线

简介: m基于钱搜索算法的BCH编译码matlab仿真,仿真输出误码率曲线和编码增益曲线

1.算法仿真效果
matlab2022a仿真结果如下:

ae8df711fbc4d31b1647497d5bd05022_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.png
ffb5b582a1976fd59d59f8786d044947_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.png

2.算法涉及理论知识概要
BCH编译码是一种纠错能力强,构造简单的信道编译码。BCH编译码的生成多项式可以由如下的式子表示:

37015738973cb93f420c9272992ad55c_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.png

①BCH码是一种纠错码、线性分组码、循环码。

②需要传输信息位数:k

③纠错能力:t

④总码长(信息位+监督位):n

⑤n的长度满足n=2^m – 1时生成的为本原BCH码;n的长度为2^m – 1的因子时为非本原BCH码

(如n=15,n=31,n=63时为本原BCH码;n=21(可被63整除)等时为非本原BCH码)

⑥此外还有加长BCH码和缩短BCH码。

⑦具体的BCH码通常用BCH(n,k)码来表示。

加长BCH码和缩短BCH码:
因为本原BCH码和非本原BCH码要求了n的长度,但很多情况下我们想要的码长并不满足n=2^m – 1或其因子。这时候就需要加长BCH码和缩短BCH码。

(1)缩短BCH码

BCH(50,32)码是扩展域GF(2^6)上BCH(63,45)码的缩短码。BCH(50,32)码和BCH(63,45)码的区别与联系:

①两者纠错能力相同,生成多项式相同。

②缩短码的实现只需要在编译码时在高位上补0,从k = 32凑到k = 45即可。

(2)加长BCH码

    在本原BCH码或非本原BCH码的生成多项式中乘因式(x+1),可以得到加长BCH码(n+1,k),加了一个校验位。

编码之后的码字包含信息字节和校验字节,其表达式如下所示:
b54abc9842d49908833ef6bde2bcea3b_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.png

     BCH译码过程主要通过计算伴随式sj得到错误位置多项式,然后通过chein算法计算错误位置多项式的根,从而确定错误位置数。并最终由错误位置数得到错误值以及错误图样E(x),最后通过R(x)- E(x)= C(x)进行纠错。

3.MATLAB核心程序
```for i=1:2t
GFalpha(i)=B2^(2
t-i+1);
end;

for j=1:data_Len2
%Data segmentation
rec_data = rec_data2((j-1)n+1:(j-1)n+n);
BCH_tmp = gf(zeros(1, 2*t), m);

for i=1:n
    BCH_tmp = BCH_tmp.*GFalpha+rec_data(n-i+1);%GFalpha Summation and accumulation
end;

Lmds1     = gf([1, zeros(1, t)], m);
Lmds2     = Lmds1;
b1        = gf([0, 1, zeros(1, t)], m);
b2        = gf([0, 0, 1, zeros(1, t)], m);
k1        = 0;

Gam       = B1;
delta     = B0;

BCH_array = gf(zeros(1, t+1), m);

for r=1:t
    r1                = 2*t-2*r+2;
    r2                = min(r1+t, 2*t);
    num               = r2-r1+1;
    BCH_array(1: num) = BCH_tmp(r1:r2);

    delta             = BCH_array*Lmds1';
    Lmds2             = Lmds1;
    Lmds1             = Gam*Lmds1-delta*b2(2:t+2);

    if (delta~= B0) && (k1>=0)
        b2(3)     = B0;
        b2(4:3+t) = Lmds2(1:t);
        Gam       = delta;
        k1        = -k1;
    else
        b2(3:3+t) = b2(1:t+1);
        Gam       = Gam;
        k1        = k1+2;
    end
end
invdat = gf(zeros(1, t+1), m);
for i=1:t+1
    invdat(i) = B2^(-i+1);
end;
%chein search
Lmds3    = B0;
acc      = gf(ones(1, t+1), m);
for i=1:n
    Lmds3 = Lmds1*acc';
    acc   = acc.*invdat;

    if Lmds3==B0 
       errs(1,n-i+1) = 1;
    else
       errs(1,n-i+1) = 0;
    end
end

smll = find(errs(1,:)~=0);
for i=1:length(smll)
    pos = smll(i);
    if pos <= k;
       rec_data(n-pos+1) = rec_data(n-pos+1) + B1;
    end
end
GFdec((j-1)*k+1:(j-1)*k+k) = rec_data(n-k+1:n);%the decode output

end
```

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