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:


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:


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:



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=1:2*t

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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