CN105024706A

CN105024706A - 一种基于bch+rs级联纠错编码方法及***

Info

Publication number: CN105024706A
Application number: CN201510126679.3A
Authority: CN
Inventors: 党百振; 梁政; 王炜发; 王肃
Original assignee: CETC 7 Research Institute
Current assignee: CETC 7 Research Institute
Priority date: 2015-03-20
Filing date: 2015-03-20
Publication date: 2015-11-04

Abstract

本发明提供一种基于BCH+RS级联纠错编码方法及***，本发明的方法是一种增强型纠错编码方法，针对高误码窄带无线信道分组数据通信，在发送端对要发送的数据先进行RS编码再进行BCH编码，通过将这两种编码方式级联来加强数据发送端纠错编码的纠错能力，在接收端先后进行进行BCH译码、RS译码以及RS删除译码的纠错解码来降低数据信号误码率，采用这种BCH码交织、RS删除译码的方法可进一步提高抗突发误码的能力，对纠错的效果有了较大的改善。

Description

一种基于BCH+RS级联纠错编码方法及***

技术领域

本发明涉及通信数据纠错领域，更具体地，涉及一种基于BCH+RS级联纠错编码方法及***。

背景技术

在数字通信***中，实际信道上传输数字信号时，由于信道传输特性的不理想和加性噪声的干扰，所收到的数字信号不可避免地会发生错误。信道纠错码正是为提高传输质量，保证信息传输的可靠性而设计的一种编码译码方式。它的基本做法是在发送端被传输的信息序列上附加一些校验位，这些多余的校验位与信息位之间通过某种确定的规则相互关联。接收端按照既定的规则检验信息位和校验位之间的关系，一旦传输过程中发生差错，则信息位与校验位之间的约束关系遭到破坏，从而可以发现错误乃至纠正错误。

由于信号在传输过程中不可避免地会受到外界噪声的干扰，信道的不理想也会带来信号的畸变，导致接收信号发生错误。采用合适的纠错编码方法，可以有效的纠正传输过程中出现的错误，提高分组数据传输的成功率。

由信道差错控制理论可知，对于任意正整数m(m≥3)和t(t＜2^m-1)，存在具有如下参数的二进制BCH码：

码长：n＝2^m-1；

监督位数：n-k＝mt，k为信息位长度；

最小距离：d_min＝2t+1。

该码能在长度为n的码组中纠t个或少于t个差错的任意组合，其一般表示为BCH(n,k,t)码。

里德－所罗门(Reed－Solomon，RS)码简称(RS码)是q进制BCH码中最重要的一个子类。符号取自GF(q)、纠t个错误的RS码具有如下参数：

码长：n＝q-1；

监督符号数：n-k＝2t，k为信息位长度；

信息符号数：k＝q-1-2t

最小距离：d_min＝2t+1。

常表示为RS(n,k,t)码。RS是一种多进制的最大最小距离BCH码，在线性分组码中它的纠错能力和编码效率是最高的。工程应用时，考虑到便于计算机处理，一般q取2^m，这时一个字符可以简单的认为是m个比特组成，因此连续m比特的错误仅相当于该码一个符号的错误，这样RS码就可大幅度地提高抗突发错误的能力。

在实际使用中，RS(n,k,t)译码可以采用删除译码方式。纠t个错误的RS码可以用来纠正v个符号错误和e个符号删除的所有组合，只要不等式

v + \frac{e}{2} \leq t

成立。其意义在于：在RS译码时，如果知道一部分错误的位置，可以提高纠错能力。例如RS(200,100,50)码，如果知道全部100个错误的位置，即v＝0、e＝100，满足这时RS(200,100,50)译码器可以纠正所有错误，纠错能力比不知道任何一个错误位置的情况(只能纠正50个错误字符)提高了一倍。

现有的提高分组数据传输成功率常采用ARQ方式，即采用纠错+重传的方式，当传输失败时，发方进行重发传输。对于ARQ，在高误码窄带无线信道的条件下，如果采用的纠错编码能力不足，则重传失败的概率也很高。多次重发传输还会带来传输时延增加、信道率用率低等问题，往往达不到好的效果，更不能适用于分组话音等实时业务。

发明内容

本发明提供一种基于BCH+RS级联纠错编码方法，来实现在高误码窄带无线信道分组数据通信中降低数据信号误码率。

本发明的又一目的在于提供一种基于BCH+RS级联纠错编码***。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种基于BCH+RS级联纠错编码方法，包括如下步骤：

S1：在信道的数据发送端将要发送的L个数据分为r列，每列的数据长度为m，则L＝m×r；

S2：设RS码的码字长度是n，RS码的最大纠错能力为t，对r列数据中的每一列数据进行RS(n，m，t)编码；

S3：对进行RS(n，m，t)编码后的每行的r个数数据再进行BCH(n₀，m₀，t₀)编码，数据发送端将完成编码后的数据在信道中往数据接收端顺序发送，其中n₀为数据长度，m₀信息位长，t₀最大纠错能力；

S4：在信道的数据接收端对接收到的每列数据进行BCH(n0，m0，t0)译码，当译码成功时就恢复正确的信息，当译码失败时记录出现错误码字的位置信息；

S5：在信道的数据接收端将经BCH(n0，m0，t0)译码后的每列数据再进行RS(n，m，t)译码，利用S4中得到的错误位置信息，采用删除译码法，获得纠错后的数据。

一种基于BCH+RS级联纠错编码***，包括位于信道两端的数据发送端和数据接收端；数据发送端包括顺次连接的RS编码器和BCH编码器，数据接收端包括顺次连接BCH译码器和RS译码器；数据发送端的BCH编码器与数据接收端BCH译码器连接；数据顺次经过RS编码器、BCH编码器、BCH译码器和RS译码器完成纠错过程。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明是一种增强型纠错编码方法，针对高误码窄带无线信道分组数据通信，在发送端对要发送的数据先进行RS编码再进行BCH编码，通过将这两种编码方式级联来加强数据发送端纠错编码的纠错能力，在接收端先后进行进行BCH译码、RS译码以及RS删除译码的纠错解码来降低数据信号误码率，采用这种BCH码交织、RS删除译码的方法可进一步提高抗突发误码的能力，对纠错的效果有了较大的改善。

附图说明

图1为本发明方法的流程图；

图2为本发明***结构图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

如图1所示，一种基于BCH+RS级联纠错编码方法，包括如下步骤：

本实施例中，设定数据包的长度为200字节，在信道上，误码通常包括随机误码和突发误码。二进制BCH只能纠随机误码，RS码则既可以纠正随机误码，也可以纠突发误码，因此通常可以把两种编码级联。这种级联码对克服随机误码和突发误码的组合非常有效。如果级联码要纠正某个错误模式，则通过BCH码不能纠正的字节错误模式必须构成RS码字可纠正的错误模式。分散的随机错误由BCH进行纠正。突发错误可能只影响相对较少的几个字节，这时可以通过RS进行纠正。根据RS码的特性，监督字符数越多，可纠正的错误就越多，这里取t＝50，100个监督字符，200字节的数据分两次进行RS(200,100,50)编码。两组RS码字进行交织，这样可获得更大的抗突发误码性能。如表1所示，编码的结构形象的表示如图2所示。首先把200字节的数据分为两列(分别以D[1,1]，D[1,2]……D[1,100]和D[2,1]，D[2,2]……D[2,100]表示)，每列100字节，按列进行RS(200,100,50)编码，形成每列200字节的两组码字。然后RS码字的每个字节进行BCH(16,8,2)编码，发送时按照行顺序发送。

表1 BCH(16,8,2)和RS(200,100,50)级联码结构

D[1,1]	V_{D_BCH}[1,1]	D[2,1]	V_{D_BCH}[2,1]
				D[1,2]	V_{D_BCH}[1,2]	D[2,2]	V_{D_BCH}[2,2]
…	…	…	…
				D[1,100]	V_{D_BCH}[1,100]	D[2,100]	V_{D_BCH}[2,100]
V_RS[1,1]	V_{RS_BCH}[1,1]	V_RS[2,1]	V_{RS_BCH}[2,1]
				V_RS[1,2]	V_{RS_BCH}[1,2]	V_RS[2,1]	V_{RS_BCH}[2,2]
…	…	…	…
				V_RS[1,100]	V_{RS_BCH}[1,100]	V_RS[2,100]	V_{RS_BCH}[2,100]

RS(200,100,50)译码可以采用删除译码方式，删除的位置可有BCH解码器提供，如此可以进一步提法高译码成功率。本实施例中所讨论的由BCH(16,8,2)和两组RS(200,100,50)构成的级联码，以25％的编码效率，可以抵抗高达0.1的信道误码率，在0.12误码率上仍有实用用价值。

实施例2

如图2所示，一种基于BCH+RS级联纠错编码***，包括位于信道两端的数据发送端和数据接收端；数据发送端包括顺次连接的RS编码器和BCH编码器，数据接收端包括顺次连接BCH译码器和RS译码器；数据发送端的BCH编码器与数据接收端BCH译码器连接；数据顺次经过RS编码器、BCH编码器、BCH译码器和RS译码器完成纠错过程。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种基于BCH+RS级联纠错编码方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：在信道的数据发送端将要发送的L个数据分为r列，每列的数据长度为m，则L=m×r；

S2：设RS码的码字长度是n，RS码的最大纠错能力为t，对r列数据中的每一列数据进行RS（n，m，t）编码；

S3：对进行RS（n，m，t）编码后的每行的r个数数据再进行BCH（n₀，m₀，t₀）编码，数据发送端将完成编码后的数据在信道中往数据接收端顺序发送，其中n₀为数据长度，m₀信息位长，t₀最大纠错能力；

S4：在信道的数据接收端对接收到的每列数据进行BCH（n0，m0，t0）译码，当译码成功时就恢复正确的信息，当译码失败时记录出现错误码字的位置信息；

S5：在信道的数据接收端将经BCH（n0，m0，t0）译码后的每列数据再进行RS（n，m，t）译码，利用S4中得到的错误位置信息，采用删除译码法，获得纠错后的数据。

2.一种利用如权利要求1所述的基于BCH+RS级联纠错编码方法的纠错编码***，其特征在于，包括位于信道两端的数据发送端和数据接收端；数据发送端包括顺次连接的RS编码器和BCH编码器，数据接收端包括顺次连接BCH译码器和RS译码器；数据发送端的BCH编码器与数据接收端BCH译码器连接；数据顺次经过RS编码器、BCH编码器、BCH译码器和RS译码器完成纠错过程。