LT码编译码算法实现
LT码编译码算法实现
1.1 LT码编码程序实现
1.1.1概述
LT编码程序的主要任务是通过Ideal Soliton分布或者给定参数c和δ的Robust Soliton分布公式得到度分布。然后每次编码过程都以度分布概率ρ(d)生成邻接元个数d，随机选择d个邻接元的位置。利用这d个邻接元与对应位置的码原符号进行异或和运算，生成单次编码符号。重复上述过程M次。其中每次编码被选择的邻接元位置上置1，其它位置上置0，加上生成的编码符号得到
1×(K+1)阶矩阵。M次编码产生的矩阵组合在一起，即可得到接收端需要的编码符号集。
模拟度分布概率产生邻接元个数采用区间法。主要过程为将度分布概率累加形成区间，然后利用C语言的标准随机数发生器产生随机数，判断随机数位于哪一区间，对应可得到一个数，这个数即为单次编码的邻接元个数。区间的绝对差值大小对模拟概率分布误差有很大影响，区间设置越大，模拟概率更准确。
确定邻接元个数后，随机产生邻接元位置。其中需要保证每次产生的邻接元位置不同。实现方法主要是利用数组记录每次位置，之后每次编码首先查找记录位置数组中是否已存在该位置。
1.1.2步骤
主要步骤：
1.利用Ideal Soliton分布公式产生理想度分布数组，若需使用到Robust Soliton分布，则依据给定的参数c、δ、公式S≡c ln(K/δ)√K以及理想度分布数组产生Robust Soliton分布数组。
2.由对应分布数组累加形成[0,1]的累加分段区间，将各区间乘以一个较大的数，增加模拟的准确性。
3. 利用C语言的标准随机数发生器产生随机数，依据随机数所属区间，产生邻接元个数。
步骤1、2、3主要用于产生邻接元个数，合并步骤为Ⅰ。
1. 利用步骤Ⅰ产生邻接元个数。
5. 利用C语言的标准随机数发生器产生[1，(K?1)]随机数,即邻接元位置，若为单次编码的第一个邻接元，则不判断是否重复，否则需判断是否产生重复位
置。记录邻接元位置至数组。
6.重复步骤5 d次，将对应邻接元位置置1，其他位置置0。再和码元符号作异或和运算，产生单次编码符号。邻接元位置和编码符号形成单次编码1×(K+1)阶矩阵。
7.重复步骤 4、5、6 M次，完成整个编码过程。
8.将每次编码过程的1×(K+1)阶矩阵合并成M×(K+1)阶矩阵,组成一次编码符号集，传输给接收端。
补充：模拟不断接收编码符号集的过程，需要再不断产生A×(K+1)阶矩阵组成的编码符号集，其中A远小于M。目前程序不做补充部分程序实现。
1.2译码程序实现
1.2.1迭代置信传播译码实现
1.2.1.1概述
迭代置信传播译码主要任务是首先对接收到的编码符号集作每单次编码的邻接元个数统计，之后再通过查询统计数组值为1的下标即寻找只有一个邻接元的单次编码。编码符号集对应编码符号即为恢复的码源符号。再利用恢复还原的码源符号，去消除该码源符号参与编码的对应行，作异或和运算。对应消除码源符号行的邻接元个数统计相应减1。恢复还原一个码源符号，已译码个数则加1。再次寻找查询统计数组值为1的下标，重复还原码源符号过程，直至全部译码完成或者寻找不到查询统计数组值为1的下标。
迭代置信传播译码主要通过迭代完成，主要适合于度分布中度值为小值时概率较大的情况。相较于高斯消元译码，更适合中长码译码。
1.2.1.2 步骤
1.统计接收到的编码符号集对应行的邻接元个数，用数组记录。
2.从统计邻接元数组中查询值为1的下标，因只有1个邻接元，编码符号即为对应的恢复码源符号，并记录该行值为1的位置h。
3.从编码符号集对应h列，查找值为1的行，代入恢复码源符号即该行作异或和运算，对应行统计邻接元数组中的值减1。完成一次码源恢复过程。
1.重复步骤2、3，直至全部译码完成或统计邻接元数组找不到值为1的值。
1.2.2 高斯消元译码实现
1.2.2.1概述
高斯消元的主要任务是对接收到的编码符号集增广进行消元处理，通过逐步消元，得到标准矩阵，再从标准矩阵中提取恢复码源信息。消元处理过程主要是从M ×(K+1)阶矩阵的第一行开始，判断矩阵Matrix [1][1]是否为1，是则不作处理，否则从第一列寻找为1的行，交换两行，之后再进行第一列的消元。重复该过程K次，直至前K列全部消元。之后判断矩阵对角线是否全部为零，若全部为零，译码成功，否则译码失败。
1.2.2.2 步骤
设接收到的矩阵为Matrix[M][K+1]
1.i=1，判断Matrix[i][i]是否为1。其中i从1到K。
2.若是，则不做操作；否则，查找Matrix[j][i]为1的行，交换两行。其中j从i到M。
3.对矩阵第i列进行消元。
消元过程如下
1.查找Matrix[j][i]为1的行，对Matrix[j]做如下处理。
Matrix[j][h]= Matrix[j][h]?Matrix[i][h]，其中h从1到(K+1)，?为异或运算符
5.判断Matrix[i][i]对角线上是否全部为1，若是，译码成功；否则译码失败。
1.2.3并行高斯消元译码设计
1.2.3.1概述
并行高斯消元译码的主要任务是在串行高斯消元译码的基础上，对消元过程做并行处理和实现多次译码过程的并行处理。
OpenCL中引入了全局工作项、工作组和局部工作项的概念。译码实现的过程主要是对多次接收到的编码符号集矩阵Matrix[M][K+1]合并成Matrix[T × M][K+1], 其中T为合并编码符号集的数量,再把合并的矩阵作为数据加载到全局工作空间缓存,并把矩阵的每一行作为一个工作组,OpenCL能够实现工作组的并行计算。通过一定的处理就能够实现多个编码符号集并行译码和单个编码符号集矩阵的并行消元过程。
1.2.3.2详细设计
1.将多次接收到的编码符号集进行合并，加载到全局工作空间缓存。
2.对加载到全局工作空间的编码符号集划块。每个块可以实现并行处理。
3.对单个编码符号集进行并行消元处理。
1.对单行消元过程的消元计算进行并行处理。
5.将全局工作空间缓存读取到宿主工作空间。
6.对每个编码符号集进行译码成功与否判断。
7.将译码成功的恢复码源进行存储,译码工作结束。
译码性能比较
1Ideal Soliton分布和RobustSoliton分布下译码性能比较
通过程序模拟，对不同度分布和不同译码方式下的误块率、误码率进行了比较。其中误块率是传输块经过校验后的错误概率，误码率是在数据传输系统中码元被传错的概率。译码误块率、误码率性能如图5.1、图5.2所示：
图5.1 Ideal Soliton分布（K=100）错误率
图5.2 Robust Soliton分布（c=0.1 sigma=0.05 K=100）错误率
Ideal Soliton分布下，两种译码方式随着M的增加，误块率、误码率都逐渐下降。Robust Soliton分布下，两种译码方式随着M的增加，误块率、误码率则都急剧下降。无论那种分布下，高斯消元译码方式误块率、误码率都要远好于迭代置信传播译码方式，且两种译码方式下误码率下降幅度要大于误块率。
通过程序模拟，也对不同度分布和不同译码方式下的译码时间进行了比较。如图5.3所示：
图5.3 K=300译码时间统计
两种译码方式下，Ideal Soliton分布的译码时间都要略小于Robust Soliton分布，但差值较小。两种分布下，随着M值的增加，译码时间逐渐增加，增幅比例不大。但高斯消元译码方式译码时间要远大于迭代置信传播译码方式，且随着M值的增加高斯消元译码时间/迭代置信传播译码时间之比由最初的3倍上升到7倍以上。
由以上比较可知，高斯消元译码方式下误块率、误码率性能都要好于迭代置信传播译码方式。但误块率、误码率性能的改善都以译码时间作为代价，高斯消元译码时间是迭代置信传播译码时间的3-10倍。且随着K值与M值的增加，倍数比值还会变得更大。
2 串行与并行高斯消元译码方式下译码性能比较
2.1误块率、误码率性能比较
通过模拟数据可知，串行高斯消元译码与并行高斯消元译码在误块率及误码率性能上差异并不明显，主要原因是串行和并行译码采用的译码主要消元方法基本一样，因此，两种方法的可靠性并没有太大差异。且对于两种不同分布，并行
译码方式下误块率、误码率性能与之前串行相似。模拟数据如图5.7、5.8、5.9、5.10所示：
图5.7 Ideal Soliton分布（K=80）错误率统计
图5.8 Robust Soliton分布（K=80）错误率统计
2.2译码时间比较
由模拟数据可以看出，串行译码和并行译码在译码时间的性能上还是有较大的差距。串行译码时间随着M值的增加而增加，而并行译码由于都为并行处理，所以并未随着M值的增加而增加，基本保持不变。由模拟数据可知不同运行环境下串行译码时间与并行译码时间之比也不同。在运行环境①下，串并比基本在5-20倍之间，而在运行环境②下，串并比达到了10-35倍之间。两种不同分布下串并比无较大差异。虽然两种环境下并行译码时间没有很大差别，但不同性能
的GPU所支持的最大工作组大小是不一样的，也即意味着在本算法下，性能更好的GPU支持的K值更大。
表5.1 Robust Soliton分布 c=0.1 Sigma=0.05 K=80高斯消元串并行译码时间
表5.2 Ideal Soliton分布 K=80高斯消元串并行译码时间
以上数据运行环境①并行GPU：AMD Radeon HD 6300M Series
串行CPU：Intel Core i3-2310M
表5.3 Robust Soliton分布 c=0.1 Sigma=0.05 K=80高斯消元串并行译码时间
以上数据运行环境②并行GPU：A TI Radeon HD 7800 Series
串行CPU：AMD FX-8320
在当前OpenCL 1.2版本环境中，并行译码中涉及到宿主机与OpenCL设备间的从宿主机内存写入数据至全局工作空间和从全局工作读取数据至宿主机内存，这些步骤会产生一些额外的时间开销。但从最新咨询获知，即将发布的OpenCL 2.0版本很好地解决了宿主机与OpenCL设备间传输缓存数据的问题。
基于MATLAB的循环码实验报告
课程名称：信息论与编码 课程设计题目：循环码的编码和译码程序设计指导教师： 系别：专业： 学号：姓名： 合作者 完成时间： 成绩：评阅人：
一、实验目的： 1、通过实验了解循环码的工作原理。 2、深刻理解RS 码构造、RS 编译码等相关概念和算法。 二、实验原理 1、RS 循环码编译码原理与特点 设C 使某 线性分组码的码字集合，如果对任C c c c C n n ∈=--),,,(021 ，它的循环 移位),,,(1032)1(---=n n n c c c c C 也属于C ，则称该 码为循环码。 该码在结构上有另外的限制，即一个码字任意循环移位的结果仍是一个有效码字。其特点是：（1）可以用反馈移位寄存器很容易实现编码和伴随式的计算；（2）由于循环码有很多固有的代数结构，从而可以找到各种简单使用的译码办法。 如果一个 线性码具有以下的属性，则称为循环码：如果n 元组 },,,{110-=n c c c c 是子空间S 的一个码字，则经过循环移位得到的},,,{201)1(--=n n c c c c 也 同样是S 中的一个码字；或者，一般来说，经过j 次循环移位后得到的 },,,,,,,{11011)(---+--=j n n j n j n j c c c c c c c 也是S 中的一个码字。 RS 码的编码系统是建立在比特组基础上的，即字节，而不是单个的0和1，因此它是非二进制BCH 码，这使得它处理突发错误的能力特别强。 码长：12-=m n 信息段：t n k 2-= （t 为纠错符号数） 监督段：k n t -=2 最小码段：12+=t d 最小距离为d 的本原RS 码的生成多项式为：g(x)=(x-α)(x -α2)(x -α3)…(x -αd -2) 信息元多项式为：：m(x)=m0+m1x+m2x2+…+mk -1xk-1 循环码特点有： 1）循环码是线性分组码的一种，所以它具有线性分组的码的一般特性，且具有循环性，纠错能力强。 2）循环码是一种无权码，循环码编排的特点为相邻的两个数码之间符合卡诺中的邻接条件，即相邻数码间只有一位码元不同，因此它具有一个很好的优点是它满足邻接条件，没有瞬时错误（在数码变换过程中，在速度上会有快有慢，中间经过其他一些数码形式，即为瞬时错误）。 3）码字的循环特性，循环码中任一许用码经过牡环移位后，所得到的码组仍然是许用码组。
Turbo码的编译码算法仿真汇总
电子信息类实践课III 通信系统仿真 题目Turbo码的编译码算法仿真 专业 学号 姓名 日期 注：本报告仅供参考
1、课程设计目的（黑体小三，段前段后个一行） 通过完成在在衰落信道下采用不同调制信号进行Turbo码编译码的编程实现，进一步了解了Turbo码的编码解码过程，以及在不同调制方式不同信道下的性能比见。通过对卷积和交织器的设计，深入了解卷积和交织的作用。以及熟悉了通信仿真的整体流程。 2、课程设计内容 具体叙述课程设计的主要内容和原理。 表1 主要课程设计内容列表 在进行本次Turbo仿真时，采用了两种不同编程方式。在程序一中是直接调用matlab Communications System Toolbox中的Turbo编码和解码工具箱，通过配置参数进行仿真。而在程序二中则根据Turbo码编译码原理编写。如果程序一更像是一个黑匣子，只能知道通过编解码模块前、后的数据，而具体做了哪些则不得而知。 a.编码 图1 Turbo码编码器结构 典型的Turbo码编码器结构框图如图所示：由两个反馈的编码器通过一个交织器并行连接而成。如果必要，由成员编码器输出的序列经过删余阵，从而可以产 1
生一系列不同码率的码。例如，对于生成矩阵为g=[g1,g2]的(2，1，2）卷积码通过编码后，如果进行删余，则得到码率为1/2的编码输出序列；如果不进行删余，得到的码率为1/3。一般情况下，Turbo码成员编码器是RSC编码器。原因在于递归编码器可以改善码的比特误码率性能。 通俗理解1/2码率就是信号中有一半都是“无用信号”，这些“无用信号”就是两个分量编码器的生成的校验码，而删余则是各删除一部分校验码，把剩下的再和信息比特合在一块，形成编码好的矩阵。 b.译码 图2 Turbo译码结构 Turbo码获得优异性能的根本原因之一是使用了迭代译码，通过与分量编码器对应的分量译码器之间软信息的交换来提高译码性能。对于 Turbo 码这样的并行级联码，如果分量译码器的输出为硬判决，则不可能实现分量译码器之间软信息的交换，从而限制了系统性能的进一步提高。从信息论的角度来看，任何硬判决都会损失部分信息，因此，如果分量译码器能够提供一个反映其输出可靠性的软输出，则其他分量译码器也可以采用软判决译码，从而系统的性能可以得到进一步提高。为此，人们提出了软输入软输出译码（SISO）的概念和方法。Turbo 码的分量码 SISO 译码算法总体上可分为MAP和SOV A 两类主要算法。其中MAP算法是一种最佳后验概率算法。SOV A类算法主要包括软输出的维特比算法（SOV A）和连续列表输出维特比算法（SLV A）。 SOV A算法实际上就是veterbi算法的扩展，保留的路径数不是两条而是和状态数有关从所有可行的路径中找最优的是最大似然序列检测。 d.衰落信道 由于多径和移动台运动等影响因素，使得移动信道对传输信号在时间、频率 2
格雷码编译码电路
格雷码编 发布时间：2009-02-11 22:20:56 译码电路 技术类别： CPLD/FPGA 格雷码(Gray code),又叫循环二进制码或反射二进制码 在数字系统中只能识别0和1，各种数据要转换为二进制代码才能进行处理，格雷码是一种无权码，采用绝对编码方式，典型格雷码是一种具有反射特性和循环特性的单步自补码，它的循环、单步特性消除了随机取数时出现重大误差的可能，它的反射、自补特性使得求反非常方便。格雷码属于可靠性编码，是一种错误最小化的编码方式，因为，自然二进制码可以直接由数/模转换器转换成模拟信号，但某些情况，例如从十进制的3转换成4时二进制码的每一位都要变，使数字电路产生很大的尖峰电流脉冲。而格雷码则没有这一缺点，它是一种数字排序系统，其中的所有相邻整数在它们的数字表示中只有一个数字不同。它在任意两个相邻的数之间转换时，只有一个数位发生变化。它大大地减少了由一个状态到下一个状态时逻辑的混淆。另外由于最大数与最小数之间也仅一个数不同，故通常又叫格雷反射码或循环码。 一般的,普通二进制码与格雷码可以按以下方法互相转换: 二进制码->格雷码（编码）：从最右边一位起，依次将每一位与左边一位异或(XOR)，作为对应格雷码该位的值，最左边一位不变(相当于左边是0)； 格雷码-〉二进制码（解码）：从左边第二位起，将每位与左边一位解码后的值异或，作为该位解码后的值（最左边一位依然不变）. 数学(计算机)描述： 原码：p[0~n]；格雷码：c[0~n](n∈N)；编码：c=G(p)；解码：p=F(c)；书写时从左向右标号依次减小. 编码：c=p XOR p[i+1](i∈N,0≤i≤n-1)，c[n]=p[n]； 解码：p[n]=c[n]，p=c XOR p[i+1](i∈N,0≤i≤n-1). Gray Code是由贝尔实验室的Frank Gray在20世纪40年代提出的（是1880年由法国工程师Jean-Maurice-Emlle Baudot发明的），用来在使用PCM（Pusle Code Modulation）方法传送讯号时避免出错，并于1953年3月17日取得美国专利。由定义可知，Gray Code的编码方式不是唯一的，这里讨论的是最常用的一种。 格雷码 （英文：Gray Code, Grey Code,又称作葛莱码，二进制循环码）是1880年由法国工程师Jean-Maurice-Emlle Baudot发明的一种编码，是一种绝对编码方式，典型格雷码是一种具有反射特性和循环特性的单步自补码，它的循环、单步特性消除了随机取数时出现重大误差的可能，它的反射、自补特性使得求反非常方便。格雷码属于可靠性编码，是一种错误最小化的编码方式，因为，虽然自然二进制码可以直接由数/模转换器转换成模拟信号，但在某些情况，例如从十进制的3转换为4时二进制码的每一位都要变，能使数字电路产生很大的尖峰电流脉冲。而格雷码则没有这一缺点，它在相邻位间转换时，只有一位产生变化。它大大地减少了由一个状态到下一个状态时逻辑的混淆。由于这种编码相邻的两个码组之间只有一位不同，因而在用于风向的转角位移量－数字量的转换中，当风向的转角位移量发生微小变化(而可能引起数字量发生变化时，格雷码仅改变一位，这样与其它编码同时改变两位或多位的情况相比更为可靠，即可减少出错的可能性。 但格雷码不是权重码，每一位码没有确定的大小，不能直接进行比较大小和算术运算，也不能直接转换成液位信号，要经过一次码变换，变成自然二进制码,再由上位机读取。解码的方法是用…0?和采集来的4位格雷码的最高位（第4位）异或，结果保留到4位，再将异或的值和下一位（第3位）相异或，结果保留到3位，再将相异或的值和下一位（第2位）异或，结果保留到2位，依次异或，直到最低位，依次异或转换后的值（二进制数）就是格雷码转换后自然码的值. 异或:异或则是按位“异或”，相同为“0”，相异为“1”。例： 10011000 异或01100001 结果: 11111001 举例: 如果采集器器采到了格雷码:1010 就要将它变为自然二进制: 0 与第四位 1 进行异或结果为 1 上面结果1与第三位0异或结果为 1 上面结果1与第二位1异或结果为0
8421码到余三循环码的转换电路仿真课设报告
东北大学秦皇岛分校计算机与通信工程院 电子线路课程设计 具有数显的数码转换电路（8421码—余3循环码）
课程设计任务书 专业：通信工程学号：4101015 学生姓名：吴玉新 设计题目：具有数显的码制转换电路8421码—余3循环码一、设计实验条件 高频实验室 二、设计任务及要求 1. 要求输入为8421码。输出为余三循环码 2. 输出要具有数显功能 三、设计报告的内容 1.前言 数字电路课程设计是继“数字电路”课后开出的实践环节课程其目的是训练学生综合运用学过的数字电路的基本知识独立设计比较复杂的数字电路能力。设计建立在硬件和软件两个平台的基础上。硬件平台是可编程逻辑器件所选器件可保存在一片芯片上设计出题目要求的数字电路。软件平台是multisim通过课程设计学生要掌握使用EDA电子设计自动化工具设计数字电路的方法包括设计输入便宜软件仿真下载及硬件仿真等全过程。数字电路课程设计在于更好的让学生掌握这门课程并且了解其实用性知道该门课程和我们的生活息息相关并且培养学生的动手能力让学生对该门课程产生浓厚的兴趣。 2.设计内容及其分析 （1）方案一 1.设计思路 设计8421转余三循环码主要是考虑怎样找到二者之间的联系。列出真值表后，根据值为1的那些项列出表达式，用最小项之和表示。然后根据卡诺图进行
化简，得出最简表达式。最后根据表达式，在Multisim上画图仿真，用灯的灭（表示0）和亮（表示1）来表示码制的转换。即可得到8421码对余三循环码的转换。 真值表： 表1 8421转余三循环码真值表 根据真值表得出表达式： X4=A——C X3=B——C——+ A——BCD+A——B——D—— X2=A B——C——D——+A——B+A——C+A——D X1=A B——C——+A——BD+A——BC 根据表达式画出逻辑电路图：
7,3循环码
****************** 实践教学 ******************* 兰州理工大学 计算机与通信学院 2014年秋季学期 计算机通信课程设计 题目：（7,3）循环码编译码软件设计 专业班级： 姓名： 学号： 指导教师： 成绩：
摘要 随着计算机通信的日益发展,传输数据的场合越来越多。串行数据的差错检验是保证数据传输正确的必要手段,而循环码是差错码中最常用的一种编码。 循环码是线性分组码中最重要的一种子类,它除了具有分组码的线性外,还具有循环性,其码字结构一般用符号(n,k)表示,其中,n是该码组中的码元数,k是信息码元位数,r=n-k是监督码元位数。循环码具有许多特殊的代数性质,这些性质有助于按照要求的纠错能力系统地构造这类码,能简化译码算法,并且目前发现的大部分线性码与循环码有密切关系。已有循环码编译码系统大多以标准逻辑器件(如中小规模TTL系列、CMOS系列)按传统数字系统设计方法设计而成,其主要缺点是逻辑规模小、功耗大、可靠性低。随着大规模、超大规模集成电路的发展,以及电子设计自动化水平的提高,这种制约正在被逐渐消除。 本文通过C 语言平台运行所编写的程序，观察了在输入信息码情况下输出对应的编码结果以及相反的译码功能。通过多组的对比验证了该(7,4)循环码的编译码程序的正确性。最后，在程序运行的过程中进步分析循环码的编译码原理，并通过比较仿真模型与理论计算的性能，证明了仿真模型的可行性。 关键词：循环码；编码；译码；程序仿真
目录 前言 (1) 1、目的及意义 (2) 2、设计原理 (3) 2.1循环码的介绍 (3) 2.1.1循环码的定义 (3) 2.1.2循环码的特点 (3) 2.1.3循环码的多项式表示 (4) 2.1.4（n,k）循环码的生成多项式 (4) 2.1.5循环码的生成矩阵和一致校验矩阵 (6) 2.2循环码编码原理 (8) 2.2.1多项式除法电路 (8) 2.3循环码译码原理 (9) 3、设计结果及分析 (11) 3.1程序运行结果 (11) 3.2运行结果理论分析 (14) 3.3软件可行性分析 (15) 4、总结 (16) 附录 (17) 参考文献 (22)
LT码编译码算法实现
LT码编译码算法实现 1.1 LT码编码程序实现 1.1.1概述 LT编码程序的主要任务是通过Ideal Soliton分布或者给定参数c和δ的Robust Soliton分布公式得到度分布。然后每次编码过程都以度分布概率ρ(d)生成邻接元个数d，随机选择d个邻接元的位置。利用这d个邻接元与对应位置的码原符号进行异或和运算，生成单次编码符号。重复上述过程M次。其中每次编码被选择的邻接元位置上置1，其它位置上置0，加上生成的编码符号得到 1×(K+1)阶矩阵。M次编码产生的矩阵组合在一起，即可得到接收端需要的编码符号集。 模拟度分布概率产生邻接元个数采用区间法。主要过程为将度分布概率累加形成区间，然后利用C语言的标准随机数发生器产生随机数，判断随机数位于哪一区间，对应可得到一个数，这个数即为单次编码的邻接元个数。区间的绝对差值大小对模拟概率分布误差有很大影响，区间设置越大，模拟概率更准确。 确定邻接元个数后，随机产生邻接元位置。其中需要保证每次产生的邻接元位置不同。实现方法主要是利用数组记录每次位置，之后每次编码首先查找记录位置数组中是否已存在该位置。 1.1.2步骤 主要步骤： 1.利用Ideal Soliton分布公式产生理想度分布数组，若需使用到Robust Soliton分布，则依据给定的参数c、δ、公式S≡c ln(K/δ)√K以及理想度分布数组产生Robust Soliton分布数组。 2.由对应分布数组累加形成[0,1]的累加分段区间，将各区间乘以一个较大的数，增加模拟的准确性。 3. 利用C语言的标准随机数发生器产生随机数，依据随机数所属区间，产生邻接元个数。 步骤1、2、3主要用于产生邻接元个数，合并步骤为Ⅰ。 1. 利用步骤Ⅰ产生邻接元个数。 5. 利用C语言的标准随机数发生器产生[1，(K?1)]随机数,即邻接元位置，若为单次编码的第一个邻接元，则不判断是否重复，否则需判断是否产生重复位
循环码编译码实验报告
Harbin Institute of Technology 信息论与编码报告 题目：循环码编译码实验 院（系）电子与信息工程学院 班级通信1班 学生 学号 序号 哈尔滨工业大学
循环码编译码实验 1 设计内容 循环码是线性分组码中最重要的一类码，它的结构完全建立在有限域多项式的基础上，它具有两个基本特点：一是编码电路与译码电路非常简单，易于实现；二是其代数性质好，分析方便，有一定的成熟的译码方法。 一个（n ，k ）线性分组码C ，如果码组中的一个码字的循环移位也是这个码组中的一个码字，则称C 为循环码。 本实验主要完成以下四项内容： （1）利用（7，4）系统循环码的生成多项式为：3()1g x x x =++，请设计该循环码的编码器。 （2）随机产生重量为0或1的八种错误图样中的一种，得到实际接收码字。 （3）根据接收到的码字进行译码，译码方式分为校验子译码和梅吉特译码两种。 （4）对于在BSC 信道传输时的情形进行讨论，验证（7，4）系统循环码的纠错能力。 2 编程环境 本实验采用Matlab 作为编程工具，所有代码均在Matlab 软件中运行，此软件功能强大，应用广泛，在此不再赘述。 3 各模块设计 3.1 编码器模块 利用（7，4）系统循环码的生成多项式为：3()1g x x x =++，请设计该循环码的编码器。流程图为：
图1 （7,4）循环码编码流程图图2 4位信息码元编码流程图 在学生设计的演示工具中输入的信息码元可以为任意多个，系统自动按每4个连续的码字一组进行编码，当输入的信息码元不是4的倍数时，自动补零到与信息码元长度最接近的4的倍数。译码时也是按照每7个连续的码字一组进行译码。但是为了流程图的清晰明了，在本文的流程图除流程图1以外，其余均按一个循环码码字（即7位）来描述。 编码器模块源程序如下： %%%函数功能：（7，4）系统循环码编码器 %%%编程时间：2013-11-29 %%%该系统循环码编码器的生成多项式是g(x) = x^3 + x + 1; % %%系统循环码编码的原理是，首先用x^r乘以信息码字多项式m(x)，这里r = 3；然后用x^r*m(x)除以生成多项式g(x)， % %%得余式r(x)；最后得系统循环码多项式c(x) = x^r*m(x) + r(x) function [code_out,code_in_L] = coder(code_in) %%code_in：输入信息码字 %%code_out：输出编码后的码字 %%L：输入的信息码元的长度 n=7;%%每个码字长度 k=4;%%每个码字中信息码元长度 code_in_L=length(code_in);
循环码编译码matlab程序
循环码编译码matlab程序 循环码编码程序 function [ C ] = cyclic_encoder( Si ) %C为循环编码的输出编码结果 %对x^8+1进行模2因式分解得到：x^8+1=(x^3+x^2+x+1)*(x^5+x^4+x+1) y=size(Si,2);%y表示Si的列数，即输入码元的个数 M=ceil(y/5);%将信息码元分成M帧，一帧5个信息码元 n=8;%循环编码的一帧码长 k=5;%信息位的个数 r=n-k;%监督位的个数 gx=[1,1,1,1];%(8,5)循环码的生成多项式g(x)=x^3+x^2+x+1 Ai=zeros(1,8*M);%Ai用来存放所输入的码元经过循环编码后的码字 Axi=zeros(1,8);%Axi用来表示循环编码后的一帧的编码输出码字 mi=zeros(1,5);%mi用来存放每一帧的信息码元 for i=1:M for j=1:5 mi(j)=Si(j+(i-1)*5); end Axi(4:8)=mi(1:5); Axi=circshift(Axi',-r)';%实现(x^(n-k))*m(x),其中m(x)的系数由mi决定 [qx,rx]=deconv(Axi,gx);%实现((x^(n-k))*m(x))/g(x),得到商q(x)和余数r(x) Axi=Axi+rx;%实现Axi(x)=Axi(x)+r(x),得到的Axi就是循环编码的编码输出码字 Ai(8*i-4:8*i)=Axi(1:5); Ai(8*i-7:8*i-5)=Axi(6:8); end %for循环是为了实现模2相加，使循环编码的输出码字Ai中只有0,1 for i=1:8*M if rem(abs(Ai(i)),2)==0 Ai(i)=0; else Ai(i)=1; end end C=Ai;%循环编码的输出码字C=Ai end
实验6 循环码的软件编、译码实验
实验六循环码的软件编、译码实验 一、实验目的 （1）通过实验了解循环码的工作原理。 （2）了解生成多项式g(x)与编码、译码的关系。 （3）了解码距d与纠、检错能力之间的关系。 （4）分析(7.3)循环码的纠错能力。 二、实验要求 用你熟悉的某种计算机高级语言或单片机汇编语言，编制一（7，3）循环码的编、译码程序，并改变接受序列R（x）和错误图样E（x），考查纠错能力情况。 设（7，3）循环码的生成多项式为：g（x）=x4+x3+x2+1 对应（11101）（1）按编、译码计算程序框图编写编、译码程序 （2）计算出所有的码字集合，可纠的错误图样E（x）表和对应的错误伴随式表。 （3）考查和分析该码检、纠一、二位错误的能力情况。 （4）整理好所有的程序清单，变量名尽量用程序框图所给名称，并作注释。 (5) 出示软件报告. 三、实验设计原理 循环码是一类很重要的线性分组码纠错码类，循环码的主要优点是编、译码器较简单，编码和译码能用同样的反馈移存器重构，在多余度相同的条件下检测能力较强，不检测的错误概率随多余度增加按指数下降。另外由于循环码具有特殊的代数结构，使得循环码的编、译码电路易于在微机上通过算法软件实现。 1、循环码编码原理 设有一（ｎ，ｋ）循环码，码字Ｃ＝[C n-1…C r C r-1…C0]，其中r=n-k。码字多项式为： C (x ) = C n-1x n-1+ C n-2x n-2+… +C1x+C0。 码字的生成多项式为： g（x）= g r-1x r-1+g r-2x r-2+…+g1x+g0 待编码的信息多项式为：m（x）=m K-1x K-1+…+m0 x n-k.m（x）=C n-1x n-1+…+C n-K x n-K
循环码的编码方法研究
摘要本文对循环码的编码方法进行了深入的分析和探讨,循环码具有很高的可靠性,在通信、军事等领域应用非常广泛。关键词循环码编码中图分类号:G202文献标识码:A 0 引言循环码是线性分组码最重要的子集。它除了具有线性分组码的一般性质外,还有许多特殊的性质,这些性质有助于按照要求的纠错能力系统地构造这类码,并且简化译码算法。循环码还有易于实现的特点,很容易用带反馈的移位寄存器实现其硬件。正是由于循环码具有码的代数结构清晰、检纠错能力强、编译码易于实现,具有很高的可靠性等特点,因此在通信、军事等领域应用非常广泛。 1 循环码的相关概念 1.1 循环码的特性表1给出了(7,3)循环码的所有码字,我们可以直观的看出循环码具有如下特性:(1)封闭性。(线性性):任何许用码组的线性和还是许用码组。(2)循环性:任何许用的码组循环移位后的码组还是许用码组。表1 (7,3)循环码 1.2 循环码的码多项式用码多项式来表示来表示循环码,可以方便的利用代数理论对其进行研究。若许用码字为C = (,,…,):,码多项式可表示为:C(x) = … c1x c0其中:对于二元码组,多项式的每个系数是0或者1; x仅是码元位置的标志,并不关心x的取值。利用码多项式可以方便的表示循环移位特性。若C(x) 是一个长为n的许用码字,则xi C(x) (左乘xi)在按模xn 1运算下,亦是一个许用码字,也就是:xiC(x) = Ci(x) (模xn 1),正是C(x) 代表的码组向左循环移位次的结果。 1.3 循环码的生成多项式和生成矩阵循环码的生成多项式g(x)是一个常数项为1,且能除尽xn 1的r = n - k次多项式;循环码中其它码多项式都是g(x)的倍式。由生成多项式可以表示出生成矩阵G(x)为: 1.4 循环码的监督多项式和监督矩阵利用循环码的特点来确定监督矩阵H, 由于循环码中是的因式,因此可令:h(x) == xk hk-1xk-1 … h1x 1,这里称为监督多项式。与G(x)相对应,监督矩阵表示为: 其中:h*(x)是h(x)逆多项式,h*(x) = xk h1xk-1 h2xk-2 … hk-1x 1。 2 循环码编码的具体实现方法 2.1 利用生成矩阵编码 2.1.1 求解生成多项式根据g(x)的特性,g(x)是xn 1的一个r次因式。因此,先对xn 1进行因式分解,找到它的r次因式。以(7,3)循环码为例进行分析: 第一步:对x7 1进行因式分解得:x7 1 = (x 1)(x3 x2 1)(x3 x 1) 第二步:构造生成多项式g(x),即找r = n - k = 4次因子。不难看出,这样的因子有两个,即: (x 1)·(x3 x2 1) = x4 x2 x 1 (x 1)·(x3 x 1) = x4 x3 x2 1 2.1.2 编码由g(x)得到生成矩阵为: 循环码是线性码的一种,根据线性码编码的特点,生成矩阵确定,码组也就确定了。 C = mG 其中,C是编码之后的码字,m是信息码元序列,G是生成矩阵。 2.2 利用监督矩阵编码由h*(x)得到监督矩阵为: 根据线性码编码的特点,监督矩阵确定,码组也就确定了。 HCT = 0其中,C是编码之后的码字,H是监督矩阵。 2.3 循环码的系统码编码方法设要产生(n,k)循环码,m(x)表示信息多项式,编码步骤如下: (1)用xn-k乘m(x)。根据码多项式的特点,左乘xn-k实际上是把信息位左移位(n-k),即在信息码后加上(n-k)个“0”。例如,信息码为110,它相当于m(x) = x2 x。当n-k = 7-3 = 4时, xn-k·m(x) = x6 x5,它相当于1100000。而希望的到得系统循环码多项式应当是C(x) = xn-k·m(x) r(x) (2)求r(x)。由于循环码多项式C(x)都可以被g(x)整除,也就是: == (3)求C(x),C(x) = xn-k·m(x) r(x) 例如,对于(7,3)循环码,若选用g(x) = x4 x2 x 1,信息码110时,则: = ,求得r(x) = x2 1,这时的编码输出为:1100101。 3 结论本文深入系统地分析了循环码的编码技术。随着数字技术的高速发展,循环码纠错技术已经广泛应用于各种通信系统中。其编码和译码都可以通过简单的反馈移位寄存器来完成,实现简单,纠错能力强 ,可以降低误码率,保证数据传输的可靠性,大大提高通信质量。
RS编译码原理
1 RS码字 RS码(Reed-solomon codes)一种低速率的前向纠错的信道编码，是一类具有强纠错能力的多进制BCH码，在线性分组码中，它的纠错能力和编码效率是最高的。相比于其他线性分组码而言，在同样的效率下，RS的纠错能力是特别强的，特别是在短的中等码长下，其性能接近于理论值，它不但可以纠正随机错误，突发错误及两者的结合，而且可以用来构造其他码型，如级联码。 其编码过程首先在多个点上对这些多项式求冗余，然后将其传输或者存储。对多项式的这种超出必要值的采样使得多项式超定（过限定）。当接收器正确的收到足够的点后，它就可以恢复原来的多项式，即使接收到的多项式上有很多点被噪声干扰失真。 1.1RS编码 RS码是一类纠错能力很强的特殊的非二进制BCH码。对于任选正整数S 可构造一个相应的码长为n=q S-1的q进制BCH码，而q作为某个素数的幂。当S=1，q>2时所建立的码长n=q-1的q进制BCH码，称它为RS码。当q=2m(m>1)，其码元符号取自于GF(2m)的二进制RS码可用来纠正突发差错，它是最常用的RS码。 一个RS码有以下几个参数： 码长：n=2^m-1个符号或者m(2m-1)比特 信息段：k个符号或者mk个比特 监督段：2t=n-k个符号2mt=m(n-k)个比特 最小码距：d min=n-k+1个符号或者md min=m(n-k+1) 例如，对RS（204,188）码来说，源数据被分割为188个符号为一组，经过编码变换后，成为204个符号长度的码字。长度为16个符号的监督为可以纠正码字中出现的最多8个符号错误。 RS编码的框图如图所示： RS编码器的结构 RS码的基本思想就是选择一个合适的生成多项式g(x)，并且使得对每个信息段计算得到的码字多项式都是g(x)的倍式，即使得码字多项式除以g(x)的余式为0。这样，如果接收到的码字多项式除以g(x)的余式不是0，则知道接收码字的余式存在错误；而且通过进一步可以纠正最多t=(n-k)/2个错误。
循环码产生电路设计
循环码产生电路设计 1.引言 在线性分组码中，有一种重要的码称为循环码。循环码是线性分组码中最重要的一种子类，是目前研究的比较成熟的一类码。循环码具有许多特殊的代数性质，这些性质有助于按照要求的纠错能力系统地构造这类码，并且简化译码算法，并且目前发现的大部分线性码与循环码有密切关系。循环码还有易于实现的特点，很容易用带反馈的移位寄存器实现其硬件。循环码是在严密的代数学理论基础上建立起来的。这种编码和解码设备都不太复杂，而且纠错的能力较强。循环码除了具有线性码的一般性质外，还具有循环性。循环性是指任一码组循环一位以后，认为该码中的一个码组。 正是由于循环码具有码的代数结构清晰、性能较好、编译码简单和易于实现的特点，因此在目前的计算机纠错系统中所使用的线性分组码几乎都是循环码。它不但可以纠正独立的随机错误，也可用于检错突发错误并且非常有效。(n,k)循环码能够检测长为n-k 或更短的任何突发错误, 包括首尾相接突发错误。n-k+1位长的突发错误不能被检出所占的概率最大是错误！未找到引用源。,如果l>n-k+1,则不能检测长为l 的突发错误所占据的比值最大为)(2k n --。 2.设计要求 （1）用simulink 对系统建模。 （2）写出其生成多式。 （3）对所设计的系统性能进行仿真分析。 （4）对其应用举例阐述。 3.设计原理 3.1 循环码多项式 为了利用代数理论研究循环码，可以将码组用代数多项是来表示，这个多项式被称为码多项式，对于许用循环码A =(0121a a a a n n ?-- )，可以将它的码多项式表示为：
T(x)=012211a x a x a x a x a i i n n n n ++?++?++----对于二进制码组，多项式的每个系数不是0就是1，x 仅是码元位置的标志。因此，这里并不关心x 的取值。 3.2 循环码的生成多项式和生成矩阵 （全0码字除外）称为生成多项式，用g (x )表示。可以证明生成多项式g (x )具有以下特性： 1）g (x )是一个常数项为1的r=n-k 次多项式； 2）g (x )是1+n x 的一个因式； 3）该循环码中其它码多项式都是g (x )的倍式。 为了保证构成的生成矩阵G 的各行线性不相关，通常用g (x )来构造生成矩阵，这时，生成矩阵G 可以表示为： ?????? ?? ?????????????=--)()()()()(21x g x g x x g x x g x x G k k 其中011)(a x a x a x x g r r r ++++=- ，因此，一旦生成多项式g (x )确定以后，该循环码的生成矩阵就可以确定，进而该循环码的所有码字就可以确定。 3.3 循环码的编、译码方法 在编码时，首先需要根据给定循环码的参数确定生成多项式g (x )，也就是从1+n x 的因子中选一个（n-k ）次多项式作为g (x )；然后，利用循环码的编码特点，即所有循环码多项式A (x )都可以被g (x )整除，来定义生成多项式g (x )。 根据上述原理可以得到一个较简单的系统循环码编码方法：设要产生（n,k ）循环码，m (x )表示信息多项式，则其次数必小于k ，而)(x m x k n ?-的次数必小于n ，用)(x m x k n ?-除以g (x )，可得余数r (x )，r (x )的次数必小于（n-k ），将r (x )加到信息位后作监督位，就得到了系统循环码。下面就将以上各步处理加以解释。 （1）用)(x m x k n ?-。这一运算实际上是把信息码后附加上（n-k ）个“0”。例如，信息码为110，它相当于m (x )＝2x +x 。当n-k ＝7-3＝4时，)(x m x k n ?-＝6x +5x ，它相当于1100000。
遗传算法编码
遗传算法编码 读万卷书不如行万里路，今天下决心写一个SGA(Simple Genetic Alogrithms)程序，是求解非约束优化问题。 max f(x1,x2)=21.5+x1*sin(4*PI*x1)+x2*sin(20*PI*x2) -3.0<=x1<=12.1 4.1<=x2<= 5.8 这可是遗传算法中最容易的，可是结果却令人失望，在整个求解过程中都收敛在局部最优，只有通过加大变异率才能求得全局最优，但问题可想而知：全局最优解不稳定，就好像是昙花一现。 查了一下资料才发现是编码设计的问题。我用的是二进制编码。 编码是应用遗传算法时要解决的首要问题，也是设计遗传算法时的一个关键步骤。编码方法影响到交叉算子、变异算子等遗传算子的运算方法，大很大程度上决定了遗传进化的效率。 迄今为止人们已经提出了许多种不同的编码方法。总的来说，这些编码方法可以分为三大类：二进制编码法、浮点编码法、符号编码法。下面我们从具体实现角度出发介绍其中的几种主要编码方法。 1.二进制编码方法： 它由二进制符号0和1所组成的二值符号集。它有以下一些优点： 1)编码、解码操作简单易行 2)交叉、变异等遗传操作便于实现 3)符合最小字符集编码原则 4)利用模式定理对算法进行理论分析。 二进制编码的缺点是：对于一些连续函数的优化问题，由于其随机性使得其局部搜索能力较差，如对于一些高精度的问题（如上题），当解迫近于最优解后，由于其变异后表现型变化很大，不连续，所以会远离最优解，达不到稳定。而格雷码能有效地防止这类现象 2.格雷码方法： 格雷码方法是这样的一种编码方法，其连续两个整数所对应的编码值之间仅仅只有一个码位是不同的。如下表 十进制二进制格雷码 000000000 100010001 200100011 300110010 401000110 501010111 601100101 701110100 810001100 910011101 1010101111 1110111110 1211001010 1311011011
简述简易循环码编译码器设计
简述简易循环码编译码器设计 摘要通信系统可靠性要求系统可靠地传输消息，而信道编码旨在解决可靠性问题。循环码属于线性代码，具有严密的代数理论基础，具有良好的错误检测和纠正功能。循环码编译电路大多用移位寄存器和模2构成的线性时序网络来完成。基本电路简单，容易实现，但在体积和功能扩展上受到了限制而不能发挥更大的作用。本设计充分运用单片机的软件功能进行编码及译码纠错，可有效克服来自通信信道的干扰，保证数据通信的可靠及系统的稳定，使误码率大幅度的降低。只要改变软件算法，即可适用于不同微机、不同字长的需要。 关键词信道编码；循环码；单片机；编译码；可靠 前言 信息在有线或无线信道传输时，受外界干扰或信噪比恶化的影响，信息的传递容易发生错误，需要有效检测出错状况，进行纠错，保证信息传输的质量。前向纠错编码技术在发送端引入冗余可以实现检错和纠错，一种广泛应用前向纠错码循环码它是线性分组码中最重要的一种类别码，不光具备分组码的线性性质，还具有自身的循环性[1]。现阶段国内外基于循环码编译码方法的研究都取得了很大的进展，例如循环码在卫星通信与移动通信方面中起到很重要的作用。采用单片机编程的方法可以实现循环码编译码，成本小，通过软件升级可以适配多种码型。 1 循环码编译码原理 1.1 循环码特点 循环码隶属于线性代码，具有嚴密的代数理论基础，良好的错误检测和纠正功能，具有如下特点[2]：循环码具有线性码的封闭性，意味着线性码中的任何两个码组总和仍为这种码中的一个码组。两个信息码组之间的长度差一定是后一个信息码组的权重，码的最小距离等同于码的最小权重。循环码还具有循环的性质，任一码组不管是从按左到右还是从右到左方向循环移位，仍为该码中的一个码组。 1.2 编码原理 设信息元多项式表达式： 编码步骤可以归纳如下： ⑴用信息集合m（x）乘以信息集得到，这种运算操作其实就是在信息码后添加上（n-k）个“0”。
循环码(7,3)码
循环码（7，3）码 （生成多项式1)(234 +++=x x x x g ） 摘要：本报告详细给出了循环码的定义以及由生成多项式求解生成 矩阵和系统生成矩阵的过程，并在Matlab 环境下写出了循 环码的编码器和解码器代码，实现了编码和译码功能。分析和讨论了 此码发现错误、纠正错误的能力，并讨论了其与线性分组码、Hamming 码等信道编码的区别与联系。 关键字：循环码 编码 译码 检错 纠错 Matlab 信道编码：信道编码又称差错控制编码或纠错编码，它是提高信 息传输可靠性的有效方法之一。一类一类信道编码是对传输信号的码型进行变换，使之更适合于信道特性或满足接收端对恢复信号的要求，从而减少信息的损失；另一类信道编码是在信息序列中人为的增加冗余位，使之具有相关特性，在接收端利用相关性进行检错或纠错，从而达到可靠通信的目的。 1.1、循环码 循环码是线性分组码中一个重要的分支。它的检、纠错能力较强，编码和译码设备并不复杂，而且性能较好，不仅能纠随机错误，也能纠突发错误。 循环码是目前研究得最成熟的一类码，并且有严密的代数理论 基础，故有许多特殊的代数性质，这些性质有助于按所要求的纠错能
力系统地构造这类码，且易于实现，所以循环码受到人们的高度重视，在FEC 系统中得到了广泛应用。 1.1.1、循环码定义 定义：一个线性分组码，若具有下列特性，则称为循环码。设码字 )(0121c c c c c n n ???=-- （1.1.1） 若将码元左移一位，得 () )(10121--???=n n c c c c c （1.1.2） () 1c 也是一个码字。 由于（k n ,）线性分组码是n 维线性空间n V 中的一个k 维子空间，因此()k n ,循环码是n 维线性空间n V 中的一个k 维循环子空间。 注意：循环码并非由一个码字的全部循环移位构成。 1.1.2、循环码的特点 循环码有两个数学特征： （1）线性分组码的封闭型； （2）循环性，即任一许用码组经过循环移位后所得到的码组仍为该许用码组集合中的一个码组。 即若()0121a a a a n n ???--为一循环码组，则 ()1032---???n n n a a a a 、()2143----???n n n n a a a a 、……还 是许用码组。也就是说，不论是左移还是右移，也不论移多少位，仍
龚政辉-RS码及其编译码算法
RS码及其编译码算法 指导教员：雷 菁 姓 名：龚 政 辉
第一章 引言 本文介绍符号取自) GF里的里德-所罗门码（Reed-Solomon (q Code，以下简称RS码)。RS码是非二进制BCH码的一个最常用的子类，而BCH码是大家所熟悉的。虽然RS码属于BCH码，但是它却是由Reed和Solomon于1960年采用完全不同的方法独立构造出来的。RS码的最小距离等于它的奇偶校验符号数加一。 RS码在纠正随机符号错误和随机突发错误方面非常有效，因此被广泛应用于通信和数据存储系统中以便进行差错控制，应用领域涵盖从深空通讯到高密度磁盘等多方面。以RS码作为外码，简单二进制码作为内码的级联方式在降低译码复杂度的同时，能够提供很高的数据可靠性。 但与二进制BCH码不同，RS码的译码需要同时确定符号错误的的位置和取值，所以它的译码更为复杂而编码算法是大体一致的。
第二章 循环纠错码的基本理论 2.1 有限域(Galoias 域)基本概念及相关结论 有限域(Galoias 域)就是域中元素的个数是有限的，元素的个数称为域的阶。q 阶有限域，用()GF q 表示。如果q 为一个素数，则集合 {}0,1,2,,1q ? 在模q 加法和乘法下，构成一个q 阶有限域()GF q 。有限 域在编码理论中具有重要的地位，下面给出Galoias 域的几个基本概念和相关结论。 定义1 在域()GF q 中，满足0ne =的最小正整数n 称为域的特征， e 为域的单位。 定义2以q 为特征的域是()m GF q ，1,2,m =…，称()GF q 是()m GF q 的基域，()m GF q 为()GF q 的扩域。 域中一切非零元素的特征都等于域的特征，且域的特征一定为素数。非零元素构成的乘法群的阶定义为域中该元素的级。若α为域 ()GF q 中的n 级元素，则称α为n 次单位原根。若某一元素α的级为1q ?，则称α为本原域元素。域的特征表明了域中加法运算的循环性， 而域的级则表明了域中乘法运算的循环性。 下面给出几个有限域的相关结论。 定理1在()GF q 中，每一个非0元素均满足110q x ??=。 定理2在特征为q 的域中，恒有()q q q x a x a ?=?，式中，a 是域中
循环码产生电路设计
课程设计 班 级： 通信09—4 姓 名： 宋蕾 学 号： 0906030421 指导教师： 刘玉珍 成 绩： 原理 数字 课程设计报告 电子与信息工程学院 通信工程系
循环码产生电路设计 1. 引言 在线性分组码中，有一种重要的码称为循环码(cycil code)。循环码是在严密的代数学理论基础上建立起来的。这种编码和解码设备都不太复杂，而且检（纠）错的能力较强。循环码是线性分组码中最重要的一种子类，是目前研究得比较成熟的一类码。循环码具有许多特殊的代数性质，这些性质有助于按照要求的纠错能力系统地构造这类码，并且简化译码算法，并且目前发现的大部分线性码与循环码有密切关系。循环码还有易于实现的特点，很容易用带反馈的移位寄存器实现其硬件。 simulink 是matlab 中的一种可视化仿真工具， 是一种基于matlab 的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。simulink 可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模，它也支持多速率系统，也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。为了创建动态系统模型，Simulink 提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI) ，这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成，它提供了一种更快捷、直接明了的方式，而且用户可以立即看到系统的仿真结果。 2. 设计要求 (1)用simulink 对系统建模。 (2)写出其生成多项式（自定）。 (3)对所设计的系统性能进行仿真分析。 (4)对其应用举例阐述。 3. 设计原理 3.1 循环码的循环性 循环码除了具有线性码的一般性质外，还具有循环性。循环性是指任一码组循环一位（即将最右端的一个码元移至左端，或反之）以后，仍为该码中的一个码组。在表1中给出一种（7,3）循环码的全部码组。由此表可以直观看出这种码的循环型。例如，表中的第2码组向右移一位即得到第5码组；第6码组向右移一位即得到第7码组。一般说来，若(0121a a a a n n ?-- )是循环码的一个码组，则循环移位后的码组: