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

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

%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 = 2*t-2*r+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 = gamma*lambda-delta*b2(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 = gamma*lambda-delta*b(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);

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