文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
文章編號(hào)： 0258-7998(2012)05-0122-03
水聲信道是一個(gè)窄帶寬、大多普勒、大延時(shí)的時(shí)間-空間-頻率變換的復(fù)雜信道，通信過程中將同時(shí)產(chǎn)生隨機(jī)錯(cuò)誤和突發(fā)錯(cuò)誤。在這種信道中，為了可靠地傳輸數(shù)據(jù)，信道糾錯(cuò)編碼技術(shù)成為不可或缺的一部分，它能進(jìn)一步降低誤碼率，保障通信的可靠性。
1960年，REED和SOLOMON提出了RS碼[1]，RS碼具有很強(qiáng)的處理突發(fā)錯(cuò)誤能力。1962年，GALLAGER提出了新的線性分組碼-低密度LDPC碼[2], LDPC碼是一種性能接近香農(nóng)極限的碼，歐洲第二代衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播標(biāo)準(zhǔn)(DVB-S2)和國(guó)家數(shù)字電視地面?zhèn)鞑?biāo)準(zhǔn)(CMMB)已經(jīng)采用了RS碼或BCH碼(RS碼是BCH碼的一種)與LDPC碼的級(jí)聯(lián)碼。本文將RS碼和QC-LDPC碼級(jí)聯(lián)碼用在水聲信道中，仿真結(jié)果表明可以保持較好的糾錯(cuò)性能。
1 RS碼結(jié)構(gòu)
RS碼是多元BCH碼的一個(gè)特殊子類，RS碼的編解碼運(yùn)算都是基于伽羅華域，其編碼的硬件電路是基于伽羅華域的除法電路。如果RS碼分組碼長(zhǎng)是n,基偶校驗(yàn)符號(hào)數(shù)是n-k=2t，糾錯(cuò)能力為t,則其編碼器的結(jié)構(gòu)由伽羅華域的乘法器、加法器和寄存器三部分組成,如圖1所示，碼字的校驗(yàn)位由寄存器b0~b2t-1運(yùn)行一定周期后得到。考慮到QC-LDPC碼與RS碼的碼長(zhǎng)匹配，本文采用的RS碼是縮短的，即在編碼時(shí)把碼的前面若干位置零，解碼后將置零的位丟掉。
RS碼的譯碼有時(shí)域和頻域兩種方法,本文采用時(shí)域方法，此方法也用在后面級(jí)聯(lián)碼的譯碼中，碼生成多項(xiàng)式g(x)展開后即得到RS碼的時(shí)域編碼,本原RS碼的生成多項(xiàng)式為：
5 仿真結(jié)果
淺海水聲信道中，隨著海面以及海底反射次數(shù)的增加，各徑到達(dá)的信號(hào)幅度會(huì)減小，仿真中假定淺海水聲信道模型是5徑信道，每一徑的乘性衰落主要是對(duì)信號(hào)功率引入一個(gè)隨時(shí)間變化的、存在關(guān)聯(lián)的衰落因子，相關(guān)參數(shù)如表1所列。
5.2 多徑模型下的性能仿真
第1徑、第2徑的多徑衰落對(duì)未編碼和編碼的性能比較如圖5所示，在受多徑效應(yīng)影響的水聲信道中，采用RS(240,232)和QC-LDPC(9 216,7 680)碼級(jí)聯(lián)編碼后，與信道未編碼的方案的誤碼率比較，能夠保持較好的信號(hào)糾錯(cuò)性能，可以滿足水聲通信的要求。
本文提出的RS與QC-LDPC碼級(jí)聯(lián)方法用在淺海水聲信道中，RS做為外碼，QC-LDPC碼做為內(nèi)碼，誤碼率比QC-LDPC碼低,多徑模型下隨著信道衰落性能下降，但仍保持較好的糾錯(cuò)性能，可以滿足水聲通信的基本要求，達(dá)到了預(yù)期的效果。
參考文獻(xiàn)
[1] REED L S, SOLOMON G. Polynomial codes of certain finite fields[J].Society of Industrial and Applied Mathematics,1960(8):300-304
[2] GALLAGER R G. Low-density parit-check codes[D]. Cambridge: Massachusetts Institute of Technology,1960.
[3] 李剛,黑勇,仇玉林.一種準(zhǔn)循環(huán)LDPC解碼器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].微電子學(xué)與計(jì)算機(jī),2008,25(7):52-55.
[4] ADAM Z,HOON Y Y, Wu Lixue. Performance analysis of digital acoustic communication in a shallow water channel[J].IEEE journal of Oceanic Engineering, 1995,20(4):293.