RS編碼在移動(dòng)通信中的應(yīng)用及性能分析

曾 裕（重慶郵電大學(xué)通信與信息工程學(xué)院，重慶 400065）

RS編碼在移動(dòng)通信中的應(yīng)用及性能分析

曾 裕
（重慶郵電大學(xué)通信與信息工程學(xué)院，重慶 400065）

隨著移動(dòng)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，為進(jìn)一步增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性，移動(dòng)通信技術(shù)中采取了多種技術(shù)方法來完善系統(tǒng)。本文首先介紹了RS編碼的概念與工作原理，同時(shí)對(duì)其應(yīng)用范圍進(jìn)行簡要說明，繼而探討了RS編碼在移動(dòng)通信中的具體應(yīng)用，并在此基礎(chǔ)上對(duì)RS編碼在移動(dòng)通信中的性能進(jìn)行了分析。

RS編碼；移動(dòng)通信；實(shí)踐應(yīng)用；性能分析

0 引言

移動(dòng)通信的發(fā)展到現(xiàn)在起發(fā)展速度超乎了人們的想象，近幾年來，隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)通信設(shè)備在使用性和運(yùn)用性都有了顯著的提升。尤其，隨著3G技術(shù)的日趨增進(jìn)，政府以及各運(yùn)營制造商在這方面也投入了大量的人力、財(cái)力推進(jìn)3G技術(shù)的大力發(fā)展。目前，由于3G技術(shù)運(yùn)行自身還存在著有待完善的問題，加之3G業(yè)務(wù)的推廣并不是很順利，但在趨勢(shì)的推動(dòng)影響下，人們對(duì)新技術(shù)的研究始終堅(jiān)持不懈。

1 RS編碼的簡介及應(yīng)用范圍

RS碼又稱里所碼，是一種擁有較強(qiáng)糾錯(cuò)能力的信道編碼，對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行校正時(shí)所產(chǎn)生的多項(xiàng)式有用。編碼輸入的過程應(yīng)在多個(gè)點(diǎn)上與這些多項(xiàng)式相吻合，然后將其保存或傳送。對(duì)多項(xiàng)式超出值的采樣使得多項(xiàng)式超過限定。當(dāng)接收器接收到更多的點(diǎn)后，就可以返回到原來的多項(xiàng)式，即使多項(xiàng)式上接收的點(diǎn)被很多噪聲干擾出現(xiàn)故障。與此同時(shí)，RS碼又是一類可以糾錯(cuò)隨機(jī)出現(xiàn)錯(cuò)誤的BCH碼。BCH碼在模擬的通信系統(tǒng)中，由于容納量較大，所以運(yùn)用專用的控制信道來傳送信號(hào)，使其在控制信道中進(jìn)行交替?zhèn)魉停档湾e(cuò)誤率的發(fā)生，提高信號(hào)的傳輸效率及干擾能力。里德-所羅門碼被廣泛的應(yīng)用于各種商業(yè)用途，在數(shù)據(jù)的傳送過程中，被廣泛用于數(shù)字線路和廣播系統(tǒng)。

2 RS編碼在移動(dòng)通信中如何應(yīng)用

（1）由于RS編碼具備較強(qiáng)的糾錯(cuò)功能，使得信道編碼的性能變得極其優(yōu)異。例如在數(shù)字通信系統(tǒng)中，一般采用較短的RS編碼：在DVB-C中，由于是有線信道，其干擾度較小，所以其信道編碼為交織編碼與RS編碼的組合；在DVB-S中，其信道編碼則是交織編碼與RS編碼還有卷積碼的組合。

（2）在CMMB中，則選用LDPC內(nèi)碼與RS編碼、比特交織的形式。在CMMB中，其RS編碼的長度為是碼長為240列，在進(jìn)行編碼輸入時(shí)應(yīng)在信息碼前面加上15個(gè)零，待編碼生成監(jiān)督位后，再去掉前面所加的15個(gè)零，組成的長度為240位。同時(shí)，RS編碼與交織器則運(yùn)用按列存儲(chǔ)的方式，它形成的字節(jié)交織共240列。例如，前一列與信息對(duì)應(yīng)后，其M1行表示交織的深度，其深度越大，糾正錯(cuò)誤的能力則越強(qiáng)。在進(jìn)行數(shù)據(jù)交織過程時(shí)，首先進(jìn)入交織器第零行零列時(shí)，每輸入一個(gè)數(shù)據(jù)就向下移動(dòng)一位，直到M1-行，在填充到下一行。當(dāng)數(shù)據(jù)全都輸入后，存儲(chǔ)器就滿了，碼流就會(huì)轉(zhuǎn)向下一個(gè)相似的移位存儲(chǔ)器，然后對(duì)第一個(gè)存儲(chǔ)器中所輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理。在編碼過程中，對(duì)每一行所輸入的信息碼進(jìn)行編碼，產(chǎn)生監(jiān)督碼，待編碼編寫完畢后，再按列傳輸。

3 RS編碼在移動(dòng)通信中的性能分析

RS編碼是具有較強(qiáng)糾錯(cuò)能力的二進(jìn)制BCH碼，對(duì)于隨機(jī)選取的正整數(shù)可形成一個(gè)相應(yīng)的長度為q進(jìn)制BCH碼，而作為某個(gè)素?cái)?shù)的冪q，當(dāng)q＞2時(shí)所形成的碼長n＝q－1的q進(jìn)制BCH碼，稱它為RS碼。RS編碼是一類前向糾錯(cuò)的信道編碼，且速率非常低，對(duì)校正完畢后，等候進(jìn)行采樣數(shù)據(jù)產(chǎn)生多項(xiàng)式，然后將其保存或者傳送，當(dāng)接收器接收到更多點(diǎn)后，它就還原成原來的多項(xiàng)式，即使多項(xiàng)式上接收到的很多點(diǎn)被噪音干擾。

利用RS碼生成的多項(xiàng)式與RS編碼的信息元多項(xiàng)式構(gòu)成出硬件編碼器，RS翻譯碼的步驟如下：1.伴隨多項(xiàng)式的產(chǎn)生；2.求出多項(xiàng)式的錯(cuò)誤位置；3.用搜錯(cuò)法解出多項(xiàng)式的根出現(xiàn)的錯(cuò)誤位置，得出發(fā)生錯(cuò)誤位置的參數(shù)，從而來確定出現(xiàn)錯(cuò)誤的具體位置；4.由出現(xiàn)錯(cuò)誤位置所得的參數(shù)來解出錯(cuò)誤值，從而獲取錯(cuò)誤的信息圖樣；5.進(jìn)行計(jì)算接受字碼與錯(cuò)誤的信息圖樣值來完成糾錯(cuò)的整個(gè)過程。

BPSK通過調(diào)制無RS編碼的系統(tǒng)中，在構(gòu)建BPSK調(diào)制的通信過程中，分別運(yùn)用了二進(jìn)制發(fā)生器，轉(zhuǎn)換器的調(diào)制與解調(diào)、和誤碼率計(jì)算等方式。其余參數(shù)設(shè)置為默認(rèn)值。待用Simulink把電路圖畫好后，將其標(biāo)注為RS1并保存?；静襟E如下：1.運(yùn)用二進(jìn)制發(fā)生器模板產(chǎn)生出隨機(jī)的二進(jìn)制數(shù)；2.將所得出所有數(shù)據(jù)用轉(zhuǎn)換器進(jìn)行調(diào)制，利用附有高斯白噪聲的信道，再對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)；3.將轉(zhuǎn)換器解調(diào)后的數(shù)據(jù)通過與伯努利二進(jìn)制發(fā)生器所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，運(yùn)用誤碼率計(jì)算模型。

BPSK調(diào)制在RS編碼的通信系統(tǒng)內(nèi)搭建含有RS碼的轉(zhuǎn)換器調(diào)制的通信系統(tǒng)時(shí)，將RS譯碼與編碼模塊加入其中。在通信系統(tǒng)中，將所有數(shù)據(jù)劃分成6個(gè)組，經(jīng)過RS編碼對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使其成為長度為8個(gè)一組的數(shù)據(jù)。待解碼后，再將其恢復(fù)為原先6個(gè)比特一組的數(shù)據(jù)。在用Matlab的Simulink畫好電路圖后，將其命名為RS2并保存。

4 結(jié)語

RS編碼作為改善通信傳輸系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的一種，并通過Matlab構(gòu)建含有BPSK調(diào)制的通信系統(tǒng)，通過對(duì)有無RS編碼的通信系統(tǒng)仿真并進(jìn)行性能分析，發(fā)現(xiàn)含有RS編碼通信系統(tǒng)的傳輸特性具有明顯的增益。

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曾裕（1994-），男，四川綿陽人，重慶郵電大學(xué)通信與信息工程學(xué)院，本科，研究方向：無線與移動(dòng)通信、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。