m基于Berlekamp-Massey钱搜索算法的BCH译码误码率matlab仿真

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1.算法仿真效果

matlab2022a仿真结果如下:

034259179fcac454f295e437a9c93c21_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:

566a27c9726462809276c6df8a59fcf5_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:

24b59667d0819d33a99f6d15a0ed2037_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。

f2bf59575fe4fd66dd628230c1568f54_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.png

3bcf0edc2decd8faf6a7c23889200fad_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.png

3.MATLAB核心程序 `%begin decoding

for j=1:nwords

    rec_data=rec_data2((j-1)*n+1:(j-1)*n+n);

    syndrome=gf(zeros(1, 2*t), m);

    for i=1:n,

        syndrome=syndrome.*alpha_tb+rec_data(n-i+1);

    end;

    %imba

    lambda = gf([1, zeros(1, t)], m);

    lambda0= lambda;

    b=gf([0, 1, zeros(1, t)], m);

    b2 = gf([0, 0, 1, zeros(1, t)], m);

    k1=0;

    gamma = one;

    delta = zero;

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

 

    if(simplified == 1)

        for r=1:t,

            r1 = 2t-2r+2;

            r2 = min(r1+t, 2*t);

            num = r2-r1+1;

            syndrome_array(1: num) = syndrome(r1:r2);

            delta = syndrome_array*lambda';

        

            lambda0 = lambda;

            lambda = gammalambda-deltab2(2:t+2);

        

            if((delta~= zero) && (k1>=0))

                b2(3)=zero;

                b2(4:3+t) = lambda0(1:t);

                gamma = delta;

                k1 = -k1;

            else

            b2(3:3+t) = b2(1:t+1);

            gamma = gamma;

            k1=k1+2;

            end

            joke=1;

        end

    else

        for r=1:2*t,

            r1 = 2*t-r+1;

            r2 = min(r1+t, 2*t);

            num = r2-r1+1;

            syndrome_array(1:num) = syndrome(r1:r2);

            delta = syndrome_array*lambda';

 

            lambda0 = lambda;

            lambda = gammalambda-deltab(1:t+1);

 

            if((delta ~= zero) && (k1>=0))

                b(2:2+t)=lambda0;

                gamma = delta;

                k1=-k1-1;

            else

                b(2:2+t) = b(1:t+1);

                gamma = gamma;

                k1=k1+1;

            end   

            joke=1;

        end

    end

 

    %inverstable

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

    for i=1:t+1,

        inverse_tb(i) = alpha^(-i+1);

    end;

 

    %chien's search

    lambda_v = zero;

    accu_tb=gf(ones(1, t+1), m);

    for i=1:n,

        lambda_v=lambda*accu_tb';

        accu_tb = accu_tb.*inverse_tb;

        if(lambda_v==zero)

            error(1,n-i+1)=1;

        else

            error(1,n-i+1)=0;

        end

    end

    found = find(error(1,:)~=0);

    for i=1:length(found)

        location=found(i);

        if location <= k;

            rec_data(n-location+1)=rec_data(n-location+1)+one;

        end

    end

    decoded_data((j-1)*k+1:(j-1)*k+k)=rec_data(n-k+1:n);

end

 

%decoded_data;

error=0.;

for i=1:length(message)

    if message(i)~=decoded_data(i)

        error=error+1;

    end

end

ber = error/length(message);`