基于软件无线电新型纠错码的研究及其实现

论文摘要

软件无线电（software radio）是一个具有着标准化和模块化的硬件平台，无线通信系统的各种功能通过平台提供的软件或者可编程硬件系统来完成。软件无线电的主要特点是具有很强的灵活性和开放性。同时，通信技术的飞速发展对信息传输可靠性要求不断提高，而纠错码技术是提高信息传输可靠性的一种重要手段，信道编码模块也是软件无线电系统的重要组成部分。所以，研究适合软件无线电系统中使用的信道编码技术具有重要意义。本文针对常用的循环纠错码，例如RS（Reed-Solomon）码等在软件无线电系统中译码实现较复杂的缺点，利用DSP和CPLD等可编程器件，设计了一种简单、易于实现的新型纠错码（因其类似于纽带计数器，故称之为纽带纠错码）-Tach纽带纠错码。Tach码编码时将信息码循环左移或右移得到的冗余码添加到信息码的后面。译码时以接收到的信息码的每一节进行编译还原出原编码，与接收码比较，选出码距最小的那一节码字来还原原信息码。同时，为了更有利于纠正突发错误，在译码时如果有连续一半以上节数的码字是符合编码规则的，则不再采用选出码距最小算法，而直接用这些节码字来还原原信息码。这样就大大提高其纠突发错误的能力。论文详细地介绍了Tach码的编译码原理和设计方法，对其最小码距和纠检错能力等重要指标进行了理论分析，并与工程中常用的BCH（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem）码和RS码、汉明码（Hamming）三种码进行了纠错性能仿真比较。最后用MAX系列CPLD器件实现该编译器，同时与上述几种常用码进行实现复杂度比较。仿真和分析表明Tach纠错码译码简单，占用的存储器少，译码时间短，便于工程实现，适合在软件无线电系统信道编码模块中使用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 论文研究的意义和背景
• 1.2 软件无线电系统概述
• 1.2.1 无线电的发展现状及存在问题
• 1.2.2 软件无线电的产生和概念
• 1.2.3 软件无线电的国内外发展状况
• 1.2.4 软件无线电的结构特点
• 1.3 纠错码技术概述
• 1.3.1 纠错码技术的概念
• 1.3.2 纠错码技术的发展经历
• 1.3.3 软件无线电中纠错码的研究现状
• 1.4 论文的研究内容与组织安排
• 第二章 信道编码理论与循环码编译系统
• 2.1 编码基本理论
• 2.1.1 信道编码定理
• 2.1.2 有限域（Galoias域）
• 2.1.3 信道编码的基本概念（分组码）
• 2.2 循环码编译系统
• 2.2.1 循环码的性质
• 2.2.2 BCH码和RS码简介
• 2.2.3 循环码编码算法
• 2.2.4 循环码译码算法
• 2.2.5 循环码的不足之处
• 2.3 本章小结
• 第三章 新型纠错码Tach码编译算法
• 3.1 Tach码编码系统
• 3.1.1 Tach码编码设计的思路
• 3.1.2 Tach码编码算法
• 3.2 Tach码译码系统
• 3.2.1 Tach码译码设计的思路
• 3.2.2 Tach码译码算法
• 3.3 Tach码性能的理论分析
• 3.3.1 Tach码的归属
• 3.3.2 Tach码的最小码距
• 3.3.3 Tach码纠检错能力
• 3.3.4 Tach码的违例码
• 3.4 本章小结
• 第四章 Tach码与常用纠错码性能比较
• 4.1 仿真模型和方案
• 4.2 纠随机错误性能仿真分析
• 4.2.1 编写m函数仿真
• 4.2.2 仿真结果分析
• 4.2.3 利用Simulink模型库仿真
• 4.3 纠突发错误性能仿真分析
• 4.3.1 纠突发错误仿真
• 4.3.2 仿真结果分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 Tach码编译器硬件设计与实现
• 5.1 Tach码编译器硬件选择平台和接口设计
• 5.1.1 硬件平台选择
• 5.1.2 Tach编码器接口
• 5.1.3 Tach译码器接口
• 5.2 编码器设计方案
• 5.2.1 Tach编码器时序分析
• 5.2.2 Tach编码器电路结构
• 5.3 译码器设计方案
• 5.3.1 Tach译码器时序分析
• 5.3.2 Tach译码器电路结构
• 5.4 编译码器的逻辑仿真与性能比较
• 5.4.1 Tach编码器逻辑仿真
• 5.4.2 Tach译码器逻辑仿真
• 5.4.3 Tach编码器的性能仿真测试方案
• 5.4.4 Tach码与常用纠错码实现复杂度的比较
• 5.5 本章小结
• 总结及研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者攻读硕士学位期间的主要研究成果