几种常用纠错码的性能分析及应用研究报告

RS码在汉信码中的纠错性能分析及仿真

于湘珍;刘军;王秋娟

【摘 要】对汉信码所采用的RS纠错码的纠错方法进行研究,探讨了如何采用MATLAB工具实现汉信码中RS码的编码和译码,并对其纠正随机错误和突发错误的性能进行了仿真,得到不同的误码率-信噪比曲线,这些曲线反映了RS码纠错能力与码长及校验位长度的关系.研究结果为汉信码的工程实现和评估汉信码传输可靠性提供了理论依据.%The error correcting method using Reed-Solomon ( RS )

code applied to Chinese sensible code is studied. The way of how to

achieve the encoding and decoding of RS code used in Chinese sensible

code by MATLAB is introduced. The performance simulation of correcting

random errors and burst errors are implemented by MATLAB. The different

curves of bit error rate and signal noise are obtained through the

simulation, and these curves reflect the relationship between error

correcting performance and the code length. The results provide

theoretical basis for the engineering realization and the transmission

reliability evaluation of Chinese sensible code.

网络与通信・Ｎｅｔｗｏｒｋ＆Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　

要　法　分组纠错编码的多接入传输分集方法探究　

【关键词】纠错编码多接入传输分集仿真　算法　在异构无线网络中，不同的数据包可以　在不同的无线接入技术的链路上进行，由于无　线技术和网络通道经过的信号通道不同，所以　可以采用多个链路进行数据的发送。这样的用　多个链路进行数据的传输的方法有效的提高了　数据的有效利用率，提高了工作效率。到目前　为止分组纠错编码的方式已经被证实是最实用　的技术手段，相比以前的方法，纠错编码有着　自己独特的优势。　文章主要提出了分组纠错编码的多接入　传输分集方法，并对这种方法进行了详细的介　绍和探究。　１纠错编码的简介　所谓的纠错编码就是指在信息码中增加　一定的数量的监督码元，使信息码和监督元码　之间有一定的约束关系存在，并且它们两者之　间还形成了一条由信道传输的码字。在现代的　通信应用过程中，纠错编码越来越普遍，这是　纠错编码有了很大的发展空间和利用价值。纠　错编码很大程度上提高了易变码信号的纠错能　力，也在一定的程度上提高了编码的效率。　常用的的纠错编码的种类随着数字通信　的发展越来越多，纠错码主要包括随机误码纠　错码和突发误码纠错码两大类，随机误码纠错　码主要有分组码和卷积码组成，而突发误码纠　错码则由分组码和交织码构成。纠错码分类主　要是根据信息码和监督元码之间的不同关系来　进行分类的。　多接入传输分集的纠错编码采用分组的　方法，采用多个接入链路进行数据传输，多个　链路之间采用耦合键人的方式，用户可以根据　自己的需要进行数据的处理和接受。　２算法描述　文／袁章亮　分组纠错码的算法描述与普通的比较级　或物理层的纠错方式不同。分组纠错编码在数　据的发送端，从互联网中的数据包被分割成Ｎ　比特的包，并且要按照一定的顺序放在缓存中，　然后这些缓存的编码会进行一定的分组，再将　这些分组的编码放人到纠错编码中进行编码，　编译成功的编码可以任意分成几个分组，这些　任意的分组都可以复原成原始的分组，这样就　完成了纠错编码的过程。　在多接入传输系统的过程中，不许考虑　每个传输链路所能承担的最大的速率和信道状　况，因为这些因素都关系着分组编码能否顺利　的进入不同的链路进行传输，分组编码的传输　关系着每一个用户的切身利益。发送端到接受　端的每一条链路的平均信噪比可以用下面的公　式来进行详细的描述：　Ｙ１（ｔ）　ａｙｌ（ｔ一１）＋（１一ｃ【）Ｙ　其中ｖｌ为瞬时反馈信道信噪比，ｃ【为一个　常数　多接入传输分集的方式可以为每一个进　入链路进行传输，然而每一个分组的编码在进　入链路的时候都是同等重要的，因此我们无法　判断不同分组链路的优先级。众多不同的编码　进入同一链路的时候往往会遇到拥堵的情况，　因此～种新的分配方式便油然而生。这种方式　即动态的方式，根据链路的各自的传输特性动　态的进行数据的收发，将编码的分组以某种方　式的比例进行分配，分配到不同的链路中进行　纠错编码的传输。这样就使得在接受端的分组　信息的概率很低，也不会造成多个分组编码同　时进入一条链路而造成的问题，采用多接入的　传输分集的方法很好的减少了之前一条链路带　来的各种问题。　在数据的接收端，接受到从不同的链路　发送来的数据，然后将这些数据通过循环冗余　来对这些接受的数据进行分析和检测编码哪些　是正确的哪些是错误的。如果有超过一定量的　正确的分组被接受，那么就应该将这些数据进　行合并解码，获得原始数量的数据包。如果发　现分组的错误，就仅仅只是需要自动重传请求　机制将错误的编码进行重新的传人，从而达到　正确编码和解码的目的。　３性能分析　分组纠错编码的多接入传输分集方法的　性能分析主要是指纠错性能和吞吐量两个方　面。纠错编码的最大嵌入容量与纠错性能有关，　当误码率的取值非常小的时候，分组纠错编码　的最大嵌人容量随着误码率的增加而减少，就　如同信道噪声越大，纠错编码的最大嵌入容量　就越小。由于分组纠错编码的能力受分组纠错　编码的最大嵌入容量的影响比较的大，因此也　就是说，信道纠错能力越强，最大嵌入容量也　３６・电子技术与软件工程Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　就越大，同时误码率就非常的小。　吞吐量就是指对网络、设备、端口、虚　电路或其他的设备，单位时间内成功的接受数　据的数量。在无线通讯的网络中，网络编码可　以很好的提升吞吐量和功率效率。多接人传输　分集吞吐量的衡量标准就是有效的吞吐量。在　有效的吞吐量的前提下，信息包的传输成功率　就已经将纠错性能的白适应机制考虑进去了，　并且也为以后提供了一个标准。　４仿真分析　仿真操作一般都是用ｍａｔｌａｂ软件进行仿　真设计的。在多接入传输分集下的分组纠错编　码是通过建立收发两种通道的模型。为了获取　系统的性能分析一般的仿真有三种方法。第一　种是ＭＲＴＤ—ＰＦＥＣ，第二种则是分组级纠错编　码第三种是直接复制分组包，并在两条链路上　进行并行接入。这三种方法相比纠错能力最差　的就是第三种方法，尤其是在信道能理特别差　的条件下，第三种方法就显得更加的弱。采用　多分集接入传输和分组纠错编码的方法也需要　保障良好的传输的可靠性，传输的可靠性能越　高，就越利于分组纠错编码的多接人传输分集。　这三种方法在可靠性方面相比，第一种方法是　最好的，效率也是最高的。　就分组纠错编码的吞吐量来说，第三种　方法的吞吐量是最小的也就是说这种方法对资　源的利用率最低。而第一种方法则有效的利用　了分组编码的吞吐量，并且有效的利用了多条　链路的资源。在实际仿真运用的过程中要根据　不同需求选择合适的仿真方法。　５结语　分组纠错编码与多接入传输分集方法的　合二为一，很大程度的提高了多接人分集增益。　分组纠错编码的应用取代了以往的物理层次的　纠错编码的方法，比以往的方法在纠错编码的　吞吐量方面有了很大程度的提高，并且充分的　利用了多接入传输分集。分组纠错编码的多接　人传输分集方法减少编码的错误量，也有效的　提高了编码的正确率。　由于分组纠错编码的多接入传输分集方　法有着很多的优点，所以在现代通讯中的应用　越来越普遍。　参考文献　…孙卓，权笑，王丈博．采用分组纠错编码　的多接入传输分集方法…．北京邮电大　学学报，２００９（５）．　［２］邓来胜．纠错编码在无线局域网中的应用　研究［Ｊ］．现代计算机（专业版），２　０１１（９）．　作者单位　中国电信邢台分公司网优中心　河北省邢台市　０５４００１　主算　一　、、

汉明码编译码及纠错性能验证

目录

一、实验目的 ............................................. 2

二、实验原理 ............................................. 2

1.汉明编译码介绍 ...................................... 2

2.汉明编译码原理 ................................... 2

3.举例说明 ............................................ 3

4.实验框图说明 ........................................ 3

5.框图中各个测量点说明 ................................ 4

三、实验任务 ............................................. 5

四、实验步骤 ............................................. 5

1. 实验准备 ........................................... 5

2.汉明码编码原理验证 .................................. 5

3.汉明译码观测及纠错能力验证 .......................... 8

4.实验结束 ........................................... 10

五、实验分析 ............................................ 11

一、实验目的

1． 学习汉明码编译码的基本概念；

2． 掌握汉明码的编译码方法；

3． 验证汉明码的纠错能力。

二、实验原理

一、实验目的

1. 理解海明编码的设计原理和检错纠错性能。

2. 设计并实现包含16位原始数据（汉字机内码）的海明编码。

3. 利用Logisim软件进行海明编码电路设计与海明解码。

二、实验原理

海明编码是一种线性错误检测和纠正码，主要用于检测和纠正数据传输过程中出现的错误。其基本原理是将原始数据按照一定的规则进行编码，增加额外的校验位，从而在接收端能够检测出错误并进行纠正。

在海明编码中，校验位的位置由以下公式确定：r = 2^i - 1，其中i为校验位的位置。校验位的作用是覆盖所有包含该校验位在内的数据位，以确保数据传输的可靠性。

三、实验内容

1. 海明编码设计

（1）根据实验要求，设计包含16位原始数据的海明编码。

（2）根据海明编码原理，确定校验位的位置，计算校验位值。

（3）将原始数据与校验位合并，形成最终的海明编码。

2. 海明解码

（1）将接收到的海明编码按照一定的规则进行解码，提取原始数据。

（2）根据校验位检测结果，判断是否存在错误。

（3）若存在错误，则进行错误纠正；若不存在错误，则输出原始数据。

3. Logisim软件实现

（1）使用Logisim软件搭建海明编码电路，包括数据输入、校验位计算、编码输出等功能模块。

（2）使用Logisim软件搭建海明解码电路，包括数据输入、校验位计算、解码输出等功能模块。 四、实验步骤

1. 海明编码设计

（1）根据海明编码原理，确定校验位位置：r = 2^i - 1，其中i为校验位的位置。

（2）计算校验位值：根据海明编码原理，计算每个校验位的值。

（3）将原始数据与校验位合并，形成最终的海明编码。

2. 海明解码

（1）将接收到的海明编码按照一定的规则进行解码，提取原始数据。

（2）根据校验位检测结果，判断是否存在错误。

（3）若存在错误，则进行错误纠正；若不存在错误，则输出原始数据。

3. Logisim软件实现

（1）使用Logisim软件搭建海明编码电路，包括数据输入、校验位计算、编码输出等功能模块。