三种实用的纠错编码技术及其软件实现
用FPGA实现纠错编码的一种方法
用FPGA实现纠错编码的一种方法
张玉艳;陈萍;赵京玺
【期刊名称】《实验技术与管理》
【年(卷),期】2003(020)003
【摘要】本文提出了一种用FPGA实现纠错编码的设计思想,并以Altera
MAX+PlusII为硬件开发平台.利用FPGA编程的特点,用软件编程方法,很好的解决了纠错编码中存在的码速变换和实时性问题,实现了(7,3)循环码编码过程,以及在加性噪声中的纠错、译码过程,对整个系统进行了实验仿真.最后,下载到自行开发的实验板可编程逻辑器件上,从而完成了整个纠错编译码系统的开发.
【总页数】4页(P48-50,58)
【作者】张玉艳;陈萍;赵京玺
【作者单位】北京邮电大学网络教育学院,北京,100876;北京邮电大学电信工程学院,北京,100876;北京邮电大学电信工程学院,北京,100876
【正文语种】中文
【中图分类】TN911.22
【相关文献】
1.FPGA上实现CRC16纠错编码并行计算的探讨 [J], 宁平
2.一种基于RCRF+BCH算法的NAND FLASH纠错方案的FPGA设计与实现 [J], 刘洋;李杰;李金强;李炳臻;赵计贺
3.ETC中FM0编码的一种实现方式——基于FPGA的FM0编码仿真技术研究 [J], 高晔
4.一种基于GAN和纠错编码技术的无嵌入隐写方法 [J], 梁天一;梁谦旺;施秦;魏苏航;蒋翠玲
5.石油测井中纠错编码的设计及其FPGA实现 [J], 刘亮;韦克平
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《纠错码概述》课件
03
常见的纠错码技术
奇偶校验码
总结词
简单但可靠性较低
详细描述
奇偶校验码是一种简单的错误检测和纠正方法，通过在数据中添加校验位，使得整个数据（包括校验位）中1的 个数为偶数（偶校验）或奇数（奇校验）。这种方法简单易行，但只能检测到一位错误，且无法纠正错误。
海明码
总结词
具有中等可靠性和实现复杂度
详细描述
的计算资源。
BCH码
总结词
高可靠性且实现复杂度适中
详细描述
BCH码是一种基于循环码的纠错码，具有较好的纠错性能和适中的实现复杂度 。BCH码能够纠正多个错误，适用于多种通信和数据存储场景。
LDPC码
总结词
高可靠性且实现复杂度低
VS
详细描述
LDPC码是一种低密度奇偶校验码，具有 非常强的纠错能力，能够纠正大量的错误 。LDPC码的实现较为简单，且在高速数 据传输、卫星通信等领域有广泛的应用前 景。
在解码过程中，通过校验位来检测数据是 否出现错误，并根据纠错码算法来纠正可 纠正的错误。
05
纠错码的性能优化
编码算法优化
详细描述
编码算法的优化主要包括以下几 个方面
1. 增加纠错能力
通过改进编码方式和算法，提高 纠错码的纠错能力，使其能够更 好地抵抗信道噪声和干扰。
2. 降低编码复杂度
纠错编码技术在移动通信系统中的应用和发展
３ 移动 通信 中纠错 编 码 的应用 和发 展
如前 所述 ， 动信道 的恶 劣性 使接 收信号 时 的 移 错 误率 非常 高 （ ～ １ ）使 得 译 码 器 在 非 常 低 ５ ０ ， 的信 噪 比下 工作 。 由于用 户 密 集 地 区 “ 带 ” 源 频 资
纠错编码 ； Ｄ Ｃ编码 ； ｕｂ 编码 ； ＬＰ Ｔ ｒｏ 移动通信
Ｔ １． ２ Ｎ９ １ ２
中图 分 类 号
Ａｐ ｌ ａ ｉｎ ｎ ｖ ｌｐ ｅ ｔｏ ｒ ｒＣｏ ｒ ｃｉｎ Ｃｏ ｉ ｇ Ｔ ｃ ｎ ｑ ｅ ｐ ｉ ｔｏ ｓａ ｄ Ｄｅ ｅｏ ｍ ｎ ｆＥｒｏ ｒｅ ｔｏ ｄ ｎ ｅ ｈ ｉｕ ｓ ｃ ｉ ｏ ｌｅＣ ｍ ｍ ｕ ｃ ｔｏ ｙ ｔ ｎ Ｍ ｂ ｉ ｏ ｎｉａ ｉｎ Ｓ ｓｍ
码
码在 对抗 多用 户干 扰 （ ＭＵＤ和 多径衰 落非 常重 要 。 Ｃ ＤＭＡ（Ｓ９ ） Ｉ ５ 系统 的纠 错 编码 是分 别 按 反 向链 路 ｒ
和前 向链 路来 进 行设 计 的 ， 主要 包 括卷 积 编 码 、 交 织 、 ＲＣ校验 等 。现分 述如下 ： Ｃ
前向链路 中除导频信道外， 同步信道、 寻呼信
信又一次地在电信业乃至全社会掀起了滚滚热潮。 虽然 ３ Ｇ技 术 尚未完 全 占领 移 动 通信 市 场 ， 四代 第
RS纠错编码原理及其实现方法
减法运算与加法相同
乘法例：α 8 •α 10 = α (8+10)mod15 = α 3
除法例：α 8 / α10 = α −2 = α −2+15 = α 13
不理解没关系，下面的例子也许对你有帮助。
例： m=4, p(x) = x4 + x +1 求 GF (2m ) 的所有元素 ： 因为α 为 p(x) 的根 得到α 4 + α +1 = 0 或α 4 = α +1 (根据运算规则)
p(x) 由于作者也是工程技术人员，具体怎么得到 p(x) ，也没有深究过。
4
Zhengzhou Oriole Xinda Electronic Information Co.,Ltd.
作者在设计 RS 编码时候都是根据 MATLAB 指令 rsgenpoly 来得到 p(x) 。 其格式为 rsgenpoly(n,k)
0110
6
α6
α (α 2 + α ) = α 3 + α 2 (mod p(α ))
1100
12
α7
α (α 3 + α 2 ) = α 3 + α +1 (mod p(α ))
1011
11
α8
α (α 3 + α +1) = α 2 +1 (mod p(α ))
RS码和Turbo码的研究
RS码和Turbo码的研究
RS码和Turbo码的研究
引言：错误及其纠正在通信领域中扮演着至关重要的角色。在信息传输过程中，数据可能会受到各种干扰和噪声的影响，从而导致错误的发生。为了提高数据传输的可靠性和准确性，编码技术成为一种广泛应用的方法。本文将重点研究纠错编码技术中的两种重要类型RS码和Turbo码。
一、RS码的研究
RS码是一类重要的纠错编码码，由Reed和Solomon于1960年提出。它是一种具备高纠错能力的非二进制码。RS码
采用了一种分组编码和纠错的方式，将数据分成多个按字节处理的子块，并在每个字节后追加校验码。RS码的核心算法是
通过在发送数据上附加冗余信息，使接收端能够检测和纠正发送的数据中存在的错误。
RS码的纠错能力是通过它的数据冗余度实现的。数据冗
余度是指编码后的数据长度与原始数据长度之间的差异。RS
码通过添加额外的纠错编码来增加冗余度，提高对错误的纠正能力。当接收端根据RS码进行解码时，它能够检测到错误，
并根据冗余编码的信息进行纠正。
RS码的一个重要应用是在数字传媒存储中，如CD、DVD 等。由于光盘读取过程中可能会受到各种干扰和损坏的影响，RS码能够在数据提取时进行纠错，确保音频和视频数据的正
确性和完整性。
二、Turbo码的研究
Turbo码是一种基于迭代解码的纠错编码技术，由Claude Berrou等人在1993年提出。Turbo码被称为是近年来在编码
领域中的一项重大突破。与传统编码方法相比，Turbo码能够达到近香农极限，具有非常强大的纠错能力。
Turbo码的核心思想是通过在发送端引入两个编码器和在接收端引入迭代解码器来实现高效的纠错。通过在发送端进行并行编码，Turbo码有效地利用了信道的多样性，提高了编码的性能。而在接收端，迭代解码器通过多次迭代来逐步减小错误率，提高译码的准确性。
一种实用的无线信道纠错方法
P ( x) = x32 + x26 + x23 + x22 + x16 + x12 + x11 + x10 + x8 + x7 + x5 + x4 + x2 + x + 1 (1)
2. FEC 编码
FEC( Forward Error Correction ,即前向纠错) 编码 采用 Golay(24 ,12) 码 ,该编码是在 Golay(23 ,12) 线性 完备的循环码的基础上添加一个填充比特形成 ,它 可以纠正 23 个比特中的 3 个及 3 个以下的错误 ,其 生成多项式为
对于 Golay(24 ,12) 码 ,d = 8 ,t = 3 ,其误比特率转
移特性如表 2 及图 3 所示 。
表 2 Golay (24 ,12) 码误比特率转移数据
Pb
1E - 5 1E - 4 1E - 3 5E - 3 1E - 2 5E - 2 1E - 1
Pc
3. 54144E - 017 3. 53634E - 013 3. 48578E - 009 2. 04348E - 006 3. 01792E - 005 9. 92756E - 003 7. 14366E - 002
(23 ,12 ,3) 码以及 BCH (63 ,39 ,4) 、BCH (127 ,78 ,7) 、
RFID读写器中的数据校验与纠错技术
RFID读写器中的数据校验与纠错技术
在现代生活中，RFID（Radio Frequency Identification）技术广泛应用于各个领域，包括物流管理、安全控制、零售业以及制造业等。RFID读写器作为RFID系统的核心部分，负责与RFID标签进行通信并读取标签中的数据。然而，在RFID 读写器的操作过程中，数据校验与纠错技术的重要性不容忽视。
数据校验是指通过验证接收到的数据的准确性和完整性，以确保读取到的数据是无误的。在RFID系统中，校验可以分为两个层面：硬件层面和软件层面。
在硬件层面，RFID读写器通过使用校验位和校验和来检测和校验读取到的数据。校验位是数据位的一部分，在数据传输过程中由发送器添加到数据中，接收器通过校验位来验证数据的准确性。校验和是通过对数据进行计算得到的一个值，接收器将接收到的数据进行计算再与传输中的校验和进行比较，如果校验和不匹配，表明数据出错。在发送数据的同时，RFID读写器还会使用CRC（循环冗余校验）等更复杂的校验算法，以提高校验的可靠性。
在软件层面，RFID读写器使用数据校验和纠错编码来确保数据的准确性和完整性。纠错编码是通过添加冗余数据来实现错误检测和纠正的一种方法。在RFID 系统中，常用的纠错编码算法有海明码和卷积码。海明码通过添加冗余的校验位到数据中，以检测和纠正错误。卷积码是一种基于滑动窗口的编码方式，通过添加冗余的比特位来实现错误检测和纠正。
除了数据校验之外，纠错技术也是RFID读写器中的重要一环。尽管在数据传输过程中，校验技术可以检测到错误的存在，但无法纠正错误。纠错技术旨在通过特定的算法和冗余数据来自动纠正错误，以确保数据的准确性。
软件研发实现软件的容错与恢复能力
软件研发实现软件的容错与恢复能力在现代社会中，软件已经渗透到各行各业的方方面面。然而，由于
硬件故障、人为操作错误或者其他不可预测的因素，软件系统也会遭
遇各种问题，甚至发生崩溃。为了确保软件系统的稳定性和可靠性，
研发人员需要关注软件容错与恢复能力的实现。本文将探讨软件研发
中实现软件的容错与恢复能力的方法和技术。
一、了解软件容错与恢复能力的概念
软件容错是指在面对各种异常情况下，系统能够正确处理并继续正
常运行的能力。而软件恢复能力则指在软件系统发生错误或者崩溃后，系统能够迅速恢复到正常的工作状态，而不会对用户造成太大的影响。软件容错与恢复能力的实现，不仅能提高系统的可靠性，还能减少对
用户的影响，提升用户体验。
二、提高软件容错能力的方法与技术
1. 错误检测与纠正
在软件研发过程中，可以采用一些方法和技术来检测和纠正错误，
以提高软件的容错能力。例如，通过代码审查、单元测试、集成测试
和系统测试等手段，可以及早发现和修复软件中的错误。此外，采用
一些成熟的错误检测和纠正技术，如冗余计算、数据校验和编码纠错等，也能有效提高软件的容错性能。
2. 异常处理与错误处理
在软件设计和实现过程中，需要合理地引入异常处理和错误处理机制，以应对可能出现的异常情况和错误。通过捕获和处理异常，可以
防止软件因为异常情况而崩溃或出现不可预测的错误。合理的异常处
理和错误处理机制能够提高软件容错能力，确保系统的稳定性和可靠性。
3. 备份与冗余
通过数据备份和冗余配置，可以在软件系统发生故障或错误时迅速
恢复系统的运行状态。数据备份可以保证系统数据的安全性和完整性，而冗余配置则可以确保即使某些组件或部件发生故障，系统仍能够继
基于小型数据库的PDF417编码及软件实现
基于小型数据库的PDF417编码及软件实现
PDF417是一种二维码条形码，由美国Symbol Technologies公司于1991年研发。它的名称来源于PDF （Portable Data File）即“可移动数据文件”，417代表
着该码符号最多可容纳417个字节的数据。PDF417码的特
点是存储能力强、密度高，可读性好、安全性高，因此被
广泛应用于各领域的自动识别、追溯与数据共享等方面。
PDF417码生成的原理是根据二进制数据转换成若干个
短条与空白的宽度相间的条形码来表示，同时在条码上设
定一定规则，包含了数据的校验与解码等功能。在编码过
程中，需要将小型数据库储存的数据进行预处理、分段、
编码、纠错等多个工序。具体流程如下：
1. 数据预处理：将所要编码的数据通过加工处理，使
其符合编码规则要求。主要包括文本字符串的分割或扩充、根据条形码特性定义数据格式等。
2. 数据分段：将预处理后的数据分段储存，并加上分
段指示符号，形成一维条码。因为PDF417码是由若干个分
段的一维码合成的，各个分段之间需要用分隔符连接。分
段指示符号包括起始符、结束符、数据字段分隔符、转义
符等。
3. 数据编码：将每个分段的数据转换为二进制编码，
并将编码后的数据映射到对应的字符集中。一个字符集由
若干个字母和数字组成，每个字符类别对应一个编码表。
4. 数据纠错：PDF417码中采用了错误纠正编码技术（ECC），可以对数据进行纠错，提高数据的可靠性。在编
码过程中需要将纠错码添加到数据段之后。纠错码的添加
需要根据数据段的长度和ECC的级别进行计算。
量子纠错方案
环境噪声错误
1.环境噪声错误是指由环境干扰和硬件故障引起的随机错误。 2.这种错误是无法完全避免的，但可以通过采用高性能的硬件 和优秀的实验设计来减少其影响。 3.通过采用量子纠错码和纠错算法，可以有效地纠正环境噪声 错误，提高量子计算的稳定性和可靠性。
量子纠错方案
量子纠错基本原理
量子纠错基本原理
▪ 量子纠错技术的挑战与问题
1.量子纠错方案需要消耗大量的量子资源，因此对硬件的要求 较高。 2.目前量子纠错方案的容错率仍然较低，需要进一步提高。 3.量子纠错技术的理论研究和实验实现仍面临一些困难和挑战 ，需要更多的研究和探索。
总结与未来展望
▪ 未来展望与研究方向
1.未来，量子纠错技术将继续沿着降低资源消耗、提高容错率 的方向发展。 2.研究人员可以探索将量子纠错技术与量子通信、量子测量等 领域相结合，开拓更多的应用场景。 3.随着量子计算技术的不断发展，量子纠错技术有望在未来成 为量子计算领域的标配技术，为各种量子应用提供稳定的支持 。 以上内容仅供参考，如有需要，建议您查阅相关网站。
量子纠错方案
量子错பைடு நூலகம்类型
量子错误类型
▪ 比特翻转错误
1.比特翻转错误是量子计算中最常见的错误类型，它指的是量 子比特从0状态变为1状态，或从1状态变为0状态。 2.这种错误主要由量子比特的噪声和干扰引起，会导致计算结 果的错误。 3.通过采用量子纠错码和量子纠错算法，可以有效地纠正比特 翻转错误，提高量子计算的可靠性。
QC_LD PC高速译码器的优化与实现
QC＿LD PC 高速译码器的优化与实现随着信息技术和通信技术的不断发展，压缩和传输数据的需求越来
越大。高效的译码器就成为实现高速数据传输和存储的关键。本文将就
QC＿LD PC 高速译码器的优化与实现展开探讨。
一、QC＿LD PC 高速译码器的原理
QC＿LD PC 高速译码器是指用于纠错编码以及反馈冗余校验（CRC）编码的译码器。它能够有效地检测和纠正一定数量的错误，并增加数据的可靠性。其原理主要基于二进制线性规划理论，利用高斯消元和有限域的原理进行计算。
在通信中，传输的数据经常受到噪声、失真或辐射等干扰因素的影响，这就导致了传输错误。为了提高传输的可靠性和精度，必须通过纠错编码技术来检测和纠正错误。纠错编码就是通过增加冗余的比特数据来对原始数据进行编码，纠错时通过对纠错编码进行译码，就能够恢复原始数据。
QC＿LD PC 高速译码器的主要特点是采用了递归算法译码，以达到更高的运算速度和更好的性能。其递归算法是逐步计算每个位置上的可能性，根据其特定的规则为每个位置赋值。递归算法还可以使用重复的结构，这降低了硬件的复杂性。
二、QC＿LD PC 高速译码器的优化
目前QC＿LD PC 高速译码器存在一些问题和不足之处，如资源占用高、性能不稳定等。因此，对QC＿LD PC 高速译码器进行优化可以进一步改善其性能，提高其可靠性和实用性。以下是几种可能的优化方法。
（一）算法优化
当前的QC＿LD PC 高速译码器存在着一些算法上的问题，例如算法的复杂度高，无法处理大量的数据，导致其性能不佳。而算法优化可以
纠错编码算法在工程中的运用
通 信 与信 息 处理
Ｃｏｍｍ ｕ ｉ ａ ｉ ｄ Ｉ ｆ ｒ ａ ｉ ｏ ｓ ｉ ｑ ｎｃ ｔ ｏｎ ａｎ ｎ ｏ ｍ ｔ ｏｎ Ｐｒ ｃｅ ｓ ｎ
《 自动化技术与应用 》２ ０ ０ ６年第 ２ ５卷第 １ １期
纠 错 编 码 算 法 在 工 程 中 的 运 用
陆 旭 明
（ 常州纺织服装职业技术学 院 ，江苏 常州 ２ ３６ ） １ １４
摘 要 ： 本文针对单片机在数据通信 中 ，由于噪声的干扰 而造成在接收端无法正确接收这一问题进行研 究，发现采用一种特定的纠 错编码算法可 以大大提高数据通信 的实 时性、可靠性 。
关键词 ： 错编码 ；华域 ；Ｐ ｔｓ ｎ ｈｅ ｅｅｏ ；Ｃ ｉ ｎ氏搜索算法 中图分类号 ： Ｎ９ ９ ３ Ｔ １ ．３ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号：０ ３ ７ ４ （０６ １ ＿ ０ ７ ０ １０ — ２ １２ ０ ） ｌ ０ ５ ３
的抗干扰是 比较差的 ， 采取软硬件的抗干扰措施是应该的， 但加入
分 别以指数ห้องสมุดไป่ตู้式和矢量形 式进行表示。
表 １ Ｆ２ 伽罗华域元素表 Ｇ （ ） ４
Ｂ Ｈ码是一种循环码 ， ｃ 循环码是利用除法来纠错的 ， 在发送
Ｂ Ｈ码的检验和纠错算法后 ， Ｃ 在动态的单片机间的数据通信将起 到十分突 出的效果。 以单片机 串行通信远程电视监控系统为例 ， 明这种检 纠的 说 算法 的实现。在本系统中采用０ ，）Ｃ ５７ Ｈ二元码， Ｂ 其中信息位为 ７ ， 位 包括终端地址号 ， 终端控制命令 。 查表可知０５７Ｂ Ｈ的生 ，）Ｃ
纠错编码原理分析及_15_7_BCH循环码设计
烄ｇ１烌
图１ 纠错编码原理
误发生，这两组监 督码异或后生成的校正逻辑码全 为０〃而一旦有一位数据发 生错误时 ，校 正逻辑码中 就会产生相应的１，根据１ 的位置进行判断，找 到错 误 产 生 的 位 置 〃最 后 ，在 错 误 位 置 处 再 一 次 利 用 异 或 门将该位的值取反，从而达到纠正错误的目的 〃
找出对应错误图样 〃错 误图样中将发生错误的位置 “１”，其他位置“０”，在 接下来的 １５ 个时钟周期里错 误图样被输出与１５ 位移位寄存器中的代 码字依次 异或，完成对错误的纠正 〃
程序设计中，生 成伴随矩阵后需要查找错误图
样，部分错误图样如下 ：
图３ （１５，７）ＢＣＨ码编 码器结构
工 作 过程 ：先将开 关 Ａ、Ｂ 闭合，Ｃ 断开 ，７ 位信 息码依次发送的同时送入奇偶校验生成阵列 ，对 相
＝ｍｓｇｔｍｐ［４］； ｍｓｇｔｍｐ［６］＜＝ｍｓｇｔｍｐ［５］＾ｍｓｇｔｍ
Turbo码编译码器的研究与实现的开题报告
Turbo码编译码器的研究与实现的开题报告
一、研究背景及意义
1.1 研究背景
Turbo码是一种强大的纠错编码技术，被广泛应用于无线通信、数字电视传输等领域。其性能比传统的纠错编码技术（如卷积码、BCH码等）更为优秀，可以将信号传输距离扩大，提高信道的可靠性。Turbo码的编码和解码操作较复杂，需要借助于Turbo码编码器和Turbo码译码器完成相关工作。
1.2 研究意义
Turbo码编译码器的研究和实现对于现代通信系统的提高和完善具有重要的意义。通过研究Turbo码的编码原理和解码算法，可以提高通信系统的误码率能力，增强通信系统的抗干扰能力，并且可以提高实际通信系统的工作性能和传输效率，进一步推动移动通信、数字电视、卫星通信等现代通信技术的持续发展。
二、研究目标及内容
2.1 研究目标
本项目的研究目标是深入研究Turbo码的编码原理、Turbo码译码算法，并实现Turbo码编码器和Turbo码译码器，验证其性能和效能，为Turbo码在通信系统中的应用提供技术支持。
2.2 研究内容
本项目主要的研究内容包括以下几个方面：
（1）Turbo码编码原理的研究：学习Turbo码的编码原理，深入理解Turbo码累积信道编码器的结构和过程，为Turbo码编码器的实现提供理论基础。
（2）Turbo码解码算法的研究：掌握Turbo码的译码算法，研究Turbo码译码器的结构、运算步骤和性能分析等，为Turbo码译码器的实现提供理论支持。
（3）Turbo码编码器的实现：基于Turbo码编码原理，实现Turbo 码编码器的硬件平台，设计Turbo码编码器的流水线结构、存储器架构和控制逻辑等。
纠错码原理与方法
纠错码原理与方法
纠错码是一种用于检测和纠正数据传输中出现的错误的编码技术。它通过向原始数据中添加一些附加信息（即冗余信息），使得接收方能够检测到并纠正可能出现的错误。纠错码常用于数字通信、存储系统和计算机网络中，保障数据的可靠传输和存储。
纠错码的原理是基于加入冗余信息的思想。冗余信息是指在原始数据中添加一些额外的位，以用于检测和纠正错误。冗余信息通常通过对原始数据进行编码来生成，并与原始数据一起传输或存储。接收方则使用纠错码的纠错算法来检测和纠正可能出现的错误。基本原理包括以下几个步骤：
1. 编码：纠错码将原始数据进行编码，生成一个冗余信息。编码方式可以是线性的，如海明码和循环码等，也可以是非线性的，如BCH 码和RS 码等。
2. 传输或存储：将原始数据和冗余信息一起传输或存储。冗余信息在传输或存储过程中通过通道进行传送，可能会受到噪声、干扰或损坏等因素的影响。
3. 接收：接收方接收到传输或存储的数据后，会利用纠错码的纠错算法，对接收到的数据进行解码和纠错。
4. 解码：解码过程是将接收到的数据进行解码，恢复为原始数据。解码方式与编码方式相对应。
5. 纠错：纠错过程是针对可能出现的错误，对接收到的数据进行纠错。纠错码通过冗余信息来检测错误位，并尝试纠正错误位。
根据冗余信息的数量和位置，纠错码通常可以实现多种不同的纠错性能。不同的纠错码方法有不同的性能特点：有些能够仅检测错误而无法纠正，有些能够纠正少量错误，而有些则能够纠正更多的错误。
常见的纠错码方法包括海明码、循环冗余码（CRC）、BCH 码和RS 码等。
Matlab技术在短波通信中的实用技巧
Matlab技术在短波通信中的实用技巧
引言：短波通信作为一种重要的无线通信方式，在国防、航天、应急通信等领域具有广泛的应用。而Matlab作为一种功能强大的数学软件，其在短波通信技术研究和应用中扮演着重要角色。本文将结合实践经验，介绍Matlab技术在短波通信中的实用技巧，以期能够给读者带来启发和帮助。
一、Matlab在短波信号调制与解调中的应用
1.1 频谱分析
短波信号调制波形的频谱分析是研究和设计调制器和解调器的关键步骤。Matlab提供了丰富的函数（如fft、pwelch等）用于频谱分析，通过输入短波信号的时间域波形数据，可以迅速得到信号的频谱特性。利用Matlab绘制的频谱图，可以直观地观察到信号在不同频段上的能量分布情况，从而为调制器和解调器的设计工作提供依据。
1.2 调制与解调算法
Matlab作为一种优秀的编程工具，为短波调制与解调算法的研究和实现提供了便利。在频带有限的短波信道中，为了提高传输效率，通常会采用调制技术来将信息信号转换为宽带信号，再经过传送后解调恢复。Matlab提供了多种调制与解调算法的函数库，包括幅度调制（AM）、调频调制（FM）、相移键控（PSK）等，可以根据实际需要进行算法选择与实现。
二、Matlab在短波信道建模与仿真中的应用
2.1 信道特性建模
短波信道的特性对于通信系统性能有着重要的影响。在短波通信系统设计中，需要对信道进行准确的建模，以便进行性能预测和优化。Matlab提供了丰富的统计函数和信道建模工具箱，可以方便地实现各类信道的建模和仿真。通过收集真实
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为了今后的进一步研究,在文章的最后部分提出了几点设想:从编解码本身,亮度、色度数据的重要性不同,来提高压缩比;从传输过程中的信道编码,可以使用更多、更好的纠错编码,来达到更理想的还原效果。
8.学位论文黄龙贵无线电液控制器及其应用的研究2003
该论文围绕着无线电液控制技术这个主题,进行了以下几ห้องสมุดไป่ตู้方面的研究;分析了无线电液控制器的工作原理,然后给出无线电液控制器的编码模块、解码模块和射频发射接收模块这三个功能模块的硬件设计与实现,并提出相应的硬件抗干扰设计,从而最终实现了基于超大规模集成电路和数学通信技术的无线电液控制器的硬件设计.给出了无线电液控制器的软件设计实现,采用具有模块化和结构化程序设计、易于实现控制算法以及移植性很好的C51编写程序;根据划分的功能模块,给出了各个功能模块的程序框图;最后从软件角度进行软件抗干扰设计,最终完成无线电液控制器的软件设计.阐述自行设计的特殊结构形式电液比例减压阀的工作原理以及特点;然后对该阀进行数学建模,分析其稳定性;最后对该电液比例减压阀进行实验分析.理论分析及实验结果都证明,在电液比例减压阀的进油口与负载口之间的特设液阻,在电液比例减压阀中形成了一个特殊液压桥路,使电液比例减压阀用正遮盖的加工精度,达到微小负遮盖或接近零遮盖的控制性能,其稳定性也明显得到改善.
5.学位论文张燕3-D DCT视频压缩数据流可靠性传输的研究2006
近年来,移动通信技术的发展进入了空前活跃的阶段,视频通信是移动通信网络中极具吸引力的新业务。基于3一DDCT的视频编解码系统由于其算法简单、编码和解码过程对称、复杂度不是很高等特点,研究其在移动终端,尤其是手机终端上实现是有一定的现实意义的。如果直接传输未经过任何处理的3-DDCT压缩视频数据,一旦传输过程中数据出错,将影响连续几帧视频图像的解码效果,甚至是无法解码。但是无线网络具有干扰严重、状况不稳定等特点,出错的概率比较大,研究3一DDCT压缩视频数据的可靠传输就显得很有必要。
三种实用的纠错编码技术及其软件实现
作者:徐超颖
学位授予单位:西安交通大学
1.学位论文李军科汽车远端控制系统中纠错编码设计及应用2004
纠错编码技术是提高信息传输可靠性的重要手段.随着信息时代到来和微电子技术的飞速发展,纠错码已成为一门关健技术而被广泛采用.在通信领域中,针对不同的物理信道,不同的数据传输要求,采用不同的纠错编码技术.例如,CRC已成为各种线路传输中不可缺少的部分;BCH码、卷积码则被广泛应用于移动系统的、模拟体制的信令传输和数字体制的整个传输,以提高传输的可靠性和珍贵的频谱资源.在纠错编码的具体应用中,采用编码方案获得的编码增益与必须支付的费用(技术、设备的复杂性)是矛盾的两个方面.在不增加设备复杂性的条件下,可以采用软件编码、译码的方法对一些中等编码增益方案予以实现,从而有效的改善数据传输的质量.该文深入研究了纠错编码的基本原理,并在此基础上对工程中常见的几种编码方案BCH(3l,21)、RS(15,9)、卷积码(2,l,2)进行软件仿真实现和加性高斯白噪声纠错性能分析.同时,提出、优化设计了一种可用于DSP工程实现的CRC-16循环冗余校验方案,并应用到汽车远端控制系统项目的可靠性数据传输中,在基于移动通信网络GSM、全球定位系统GPS以及DSP的硬件平台上实现了对车辆的远程控制、定位、报警功能.该系统已通过专家组项目鉴定,各项指标符合设计要求.
6.学位论文吴艾无线电液控制器及其在挖泥船中的应用研究2004
微电子技术、无线电技术的发展和电液控制技术的紧密结合,逐步形成了无线电液控制技术.它的出现改变了传统有线电液控制技术的使用现状,极大改善了工程机械操作人员的工作环境,提高了工程机械的自动化程度,是电液控制技术的一个重要发展方向.此外,本课题组设计了挖泥船船首横移和定位桩台车移动两个液压控制系统并应用于IHC-900斗轮式挖泥船;同时,作者试图将无线电液比例控制器应用于挖泥船液压系统,做了一定的研究工作.本论文主要进行了以下几个方面的研究:第一章首先阐述了国内外电液控制技术及无线电液控制技术的发展现状及趋势,然后综合分析了船舶液压传动技术及液压挖泥船的发展及应用现状,为本课题的研究提供了方向并简介了本论文的研究意义和主要研究内容.第二章首先介绍了无线电液比例控制器的硬件结构和工作原理,然后给出无线电液控制器的软件设计实现,并根据系统的实际需要和实验结果设计出控制器的无线通信协议;根据划分的功能模块,给出了各个功能模块的程序框图;最后从软件角度进行软件抗干扰设计,最终完成无线电液控制器的软件设计.第三章详细分析计算了各调制信号空间图中信号点之间的最小欧氏距离、误码率及带宽效率,在此基础上得出FSK数字调制技术是比较理想的调制方式的结论.然后采用试验的方法,求得了无线电液比例控制器的误码率.第四章通过仿真和分析,得出适合无线电液控制器的纠错编码-交织BCH循环码,并用实验验证了交织BCH循环码在不增加发送数据量的同时有较好的纠错性能,提高了无线电液控制器的抗干扰能力.第五章首先介绍了挖泥船船首横移和定位桩台车液压控制系统,详细说明了其连接关系和操作控制过程.然后在阐述了BSC信道模型和GBSC信道的模型理论的基础上,经仿真得出GBSC信道模型与实际模型比较相符的结论.并计算出其错组率和误码率.最后,从理论上分析计算出了无线电液比例控制器的理论遥控距离;并用试验的方法测得了其在挖泥船中应用的实际遥控距离.第六章对全文进行了总结并对未来的研究方向进行了展望.
授权使用:武汉大学(whdx),授权号:ece20c69-b793-4f3c-a488-9e4100f6cdeb
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3.期刊论文阎英.刘伯红.张林第二代数字广播电视系统前向纠错编码硬件实现研究-电子技术应用2009,35(10)
分析了DVB-S2中BCH码LDPC码的特点,给出了一种面向FPGA的BCH和LDPC码级联吗编码器的实现方案,并采用Verilog HDL语言在Virtex 4 xc4vlx60芯片上实现了编码器的设计.设计中BCH码主要由移位寄存器构成,LDPC码则采用多个BlockRAM存储校验位,实现了与同一信息位关侠的所有校验位的并行处理,提高了编码速度.综合结果表明:该编码器的吞吐量约为64.30 Mb/s,在占用资源较少的情况下满足了DVB-S2标准的要求.
本论文针对数字卫星电视标准DVB-S/S2的核心技术——纠错编码进行了研究,首先介绍了DVB-S/S2信道传输系统的组成以及RS码、卷积码、BCH码、LDPC码的原理,接着对RS码级联卷积码、BCH码级联LDPC码和RS级联LDPC码三种不同的编解码方案进行分析,完成了DVB-S和DVB-S2的信道建模,和各种编码方案下传输系统的MATLAB仿真。最后,对方案的性能作了分析与评估。
7.会议论文左祥慧.李建清.宋爱国基于FPGA的空间存储器的纠错系统2007
国际空间站上AMS存储系统受到高能粒子的轰击,可能对随机存储器(RAM)电路产生影响,改变半导体记忆器件的逻辑状态,导致存储单元在逻辑'0'与'1'之间发生翻转,产生一些关键存储数据出错和控制程序跑飞等问题。本文提出了基于纠错编码基本原理的BCH(31,16)算法,该算法能够有效解决三位随机错误的纠正问题,其译码算法采用错误图样查找法。利用Verilog DHL编程语言来设计BCH(31,16)码的编码与解码,并下载到FPGA开发板上进行电路验证。
10.学位论文周飞卫星数字广播电视中级联码的研究2006
随着计算机和通信技术的飞速发展,数字信息的存储和交换量日益增加,对于数据传输过程中的可靠性要求也越来越高。由于纠错编码可以提高数字传输的可靠性,因而自出现以来一直受到普遍关注。可以预料,在未来的网络信息时代,纠错编码必将得到更加广泛的应用。因此对其的研究和开发工作具有很高的实用价值和深远意义。
4.期刊论文宁楠.BAO Hui.宋文妙.NING Nan.BAO Hui.SONG Wen-miao一种基于FPGA的纠错编译码器的设计与实现-通信技术
2008,41(8)
在信道容量以内,香农论证可通过对信息的恰当编码,由信道噪声引入的错误可以被控制在任何误差范围之内.丈章通过对无线信道中纠错编码的研究,提出一种BCH码的简单编译码设计思想和方法,应用Altera公司开发的硬件描述语言VHDL及开发系统软件QuartusⅡ,实现了基于FPGA(现场可编程门阵列)的BCH(31,21,2)码编、译码全数字过程,并给出了仿真波形,证实了此种编译码器的可实现性.
最终的仿真结果是:采用BCH码和LDPC码级联编码方案时DVB-S2在BER=10-7时仅比香农限差0.7dB,比DVB-S标准提高了3dB。
1.张辉应用于无人机任务控制试验的数据链仿真[学位论文]硕士 2005
本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Thesis_Y454723.aspx
2.期刊论文李彦明.秦昌骏.徐军.马培荪锅炉承压管道检测机器人通讯的纠错编码-机器人2003,25(2)
介绍了承压管道检测机器人多级通讯中的纠错编码.机器人采用8位单片机作为控制器,针对其特点,采用BCH码作为多级通讯的纠错编码,文中给出了BCH的结构.为提高通讯过程的实时性,采用软件快速查表法实现BCH的编码及译码.离线计算出纠错编码表、伴随式表以及与伴随式对应的正确信息码表,通讯过程中复杂的编码、解码过程变为快速查表过程,可精确检测并纠正所有错误位数不大于2的误码.为提高查表效率,采用折半查表法以及索引查表法.
针对3-DDCT编解码方法和移动通信系统的特点,本文对3一DDCT的编码方法进行了改进,将编码的数据分割成DC和AC两部分,并且在AC数据部分添加了两个byte的冗余信息。这样做的好处是,两部分数据由于对解码的重要性不同,可以分别使用纠错能力不同的信道来传输。Dc数据因为数据量相对较少,并且比较重要,其影响的范围也大,使用纠错能力强的信道来传输;AC数据的数据量大,并且影响的范围小,加入冗余信息后,便于在解码时把AC数据的错误限制在尽可能小的范围内,因此可以使用纠错能力比较弱的信道传输。
9.期刊论文唐建军.纪越峰超高速BCH码解码改进算法研究-通信学报2004,25(9)
为了满足高速光纤通信系统纠错编码(FEC)的要求,本文提出了一种简单的BCH码解码算法,省略了复杂的矩阵运算,除法运算,也避免了难以理解的迭代运算.其编译码速度快、效率高,并针对硬件特点做了一些优化,特别适合于硬件实现.同时,本文提出了并行算法,大大加快了编译码速度.利用可编程器件FPGA实现,仿真结果完全正确,且非常有效.该算法不仅可用于高速光纤通信系统中,也可以用于其他高速通信系统.