一种单片机控制的差错编译码系统-华南师范大学学报.PDF

( 自然科学版) Journal of South China Normal University( Natur a Science) 1997 ( 4) : 87~ 92 李 萍 华南师范大学物理系 广州 5 10631 本文提出了一种运用单片机实现纠多位随机错码 编译码系统. 该系统可作为编码器或译 码器使用, 并可根据用户对传输效率与可靠性 不同要求, 选择分组码长 n = 15 以下、纠错位数 t = 3 以下 不同组合. 它适用于数字遥控、数据采集及数据通信等方面 数据传输. 本文在讨论系 统所选码型 基础上, 着重分析了系统 编码和译码算法, 给出了系统 软件框图和硬件电路原 理图. 纠错编码; 二元BCH 码; 编码; 译码; 单片机 T N9 11. 22 0 随着数字遥控技术 发展, 在数字遥控系统中采用海洋水声信道作为数据传输信道 场 合越来越多. 由于海洋自然噪声和海洋声学性质 多变性和复杂性, 使数字信号 传输受到很 大 影响. 对海洋噪声产生原因进行分析, 可知, 海洋自然噪声对数字信号 干扰是主要 噪 [ 1] 声干扰源, 它可以近似地视为一个遵守高斯分布 随机白噪声 . 所以, 在海洋水声信道中 误码是以随机错误居多. 而如何保证遥控系统中数据传输 可靠性、降低传输误码率, 则成为 人们普遍重视 问题. 纠错编码技术可以有效地解决水声信道 传输误码问题, 提高数据传输 可靠性. 本文根据实际需要, 提出了一种运用单片机实现纠多位随机错码 编译码系统. 该 系统选用二元BCH 码( 下文中简称为BCH 码) , 这种码型能够解决纠多位随机错码问题, 便于 根据对误码率 不同要求调整纠错位数. 从数字遥控系统一般所传控制信息码位数少、可靠性 要求高 特点出发, 系统选取分组码长在15 位以下、纠错能力在 3 位以下 不同组合. 另外, 利用单片机体积小、可靠性高、能耗低以及能灵活改变设置 优点, 采用软硬件相结合 编译 码实现方法. 本文结合该系统 设计与实现, 着重分析了系统 编码和译码算法, 及其系统 软件和硬件组成. 1 BCH 码属于线性分组循环码, 本文重点讨论码长 n = 15 及其以下情况 BCH 码编译码 问题. 由BCH 码定义可知, n = 15 BCH 码具有纠三位及更少位错误 能力. BCH 码 编译 码理论分析是在伽罗域GF ( 2m ) 上进行. 码组用码多项式表示, 本文算式中 + 号均为 模2 加, 参见文献[ 2] . 系统编译码过程如下: 收稿日期: 1997- 0 1- 16 1. 1 本系统 编码过程分成三步完成: 第一步, 计算x n - k a ( x ) , 其中a ( x ) 是待编 信息码多项式, k 是信息码位数, n 是分组 码长; n - k 第二步, 计算x a ( x ) = B ( x ) + b ( x ) , 求余式b( x ) , 其中g ( x ) 是给定生成多项式; g ( x ) g ( x ) 第三步, 计算 V ( x ) = x n - k a ( x ) b( x ) , 确定发送码( 编码后) 多项式 V ( x ) . 在n = 15 时, g ( x ) 可由其三个最小多项式( x ) ( i = 1, 2, 3) 确定, i