2022年RS码编码算法.pdf

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1、一RS编码对于能够纠正 t 个错误的 RS (n,k,d )码,具有如下特征:1)码长:12nm符号或)12(mm比特2)信息码元数:t2nk或mk比特;3)监督码元数:t2kn符号或)kn(m比特;4)最小距离:1kn1t2d符号或) 1kn(m比特;最小距离为 d 的本原 RS码的生成多项式为)x()x)(x)(x()x(g2d32式中的 m是一个任意整数。令信息元多项式为:1k1k2210 xmxmmm)x(m二RS编码器的类型1基于乘法形式的RS编码器公式:)x(g)x(m)x(c结构图如下:由上面结构的乘法编码器输出的码字是非系统码。2基于除法形式的RS编码器(1) 根据生成多项式)

2、x(g构造的除法编码器。令)x(g)x( r)x(b)x(g)x(axkn剩余多项式)x( r至少比)x(g低一次。01222t22t21t21t2rxrxrxrxr)x( r则编程的码多项式为精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页,共 7 页 - - - - - - - - - - 01222n2n1n1nkncxcxcxcxc)x( r)x(ax)x( c具体实现如下图:(2) 根据校验码多项式)x(h构造的除法编码器设校验多项式为:011k1kkkhxhxhxh)x(h系统码的多项式

3、为:011kn1knknkn2n2n1n1ncxcxcxcxcxc)x(C它的前k位系数:kn2n1nc,c,c是已知的信息位,而后kn位系数:012kn1knc,c,c,c是需求的校验位。码多项式必是生成多项式)x(g的背式,所以)x(g)x(q)x(C1k)x(q,kn)x(g, 1n)x(C而)x(qx)x(q) 1x)(x(q)x(h)x(g)x(q)x(C)x(hnn由于1k)x(q,kn)x(g,kn)x(g, 1n)x(C所以nx)x(q的最低位次数至少为n次,而在)x(C)x(h的乘积中k2n1nx,x,x的次数为 0。1nx的系数:kk1n111n001nhchchc2nx的

4、系数:kk2n112n002nhchchc精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页,共 7 页 - - - - - - - - - - 而kn, 2, 1 , 0i0hck0jjjin由于)x(h为首一多项式,1hk,故上式可写为kn,2, 1ihcc1k0jjjinikn上式展开为:)hchchc(cc)hchchc(c)hchchc(c1k111k0k0)kn(kn1k1kn13n02n2kn1kkn12n01n1kn由上式看出码字C的第一个码元1knc可由k个信息元kn2n1nc,c,

5、c与)x(h的系数相乘得到,而由1knkn3n2nc,c,c,c可得到第二个校验元2knc,再由kn3nc,c信息元和第一、第二校验元2kn1knc,c可得到第三校验元3knc。按这样的线性关系递推,一直可求得所有的kn个校验元012kn1knc,c,c,c。具体实现如下图:(3) RS的时域编码实际例子RS码是非二进制码,它是在)q(GF上的,这里2q。这里我们选用)16(GF域来进行,域中 16 个元素可用 4bits符号表示。例 构造一个能纠正3 个错误符号,码长为15,m=4的 RS码。求生成多项式和编码电路。解:当3t时,最小码距7Dmin,信息元长度9k。该码为( 15,9)RS码

6、,其生成多项式为:精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页,共 7 页 - - - - - - - - - - 692634414510665432axaxaxaxaxaxax)(ax)(ax)(ax)(ax)(ax()x(g由分圆多项式多项式:)1xx)(1xx()x(g42)16(GFa是本原域元素,它是多项式1xx4的根,则01aa4或1aa4以1xx4为模的)2(GF4的元素如下表:1a000011aa280101a0010aaa3910102a01001aaa21001113a10

7、00aaaa231111101aa400111aaaa23121111aaa2501101aaa23131101236aaa11001aa31410011aaa3710111a150001)2(GF4中每个元素都可表示成它的自然基地32a,a,a, 1(在域)2(GF上)的线性组合,如下形式:012233aaaaaaa因此在)2(GF4上的42进制 RS码,它的编码电路可用k或kn级42进制寄存器实现。本例是用6kn级乘法器电路实现,如下图。图中的移位积存器必须是由能积存 16 进制的元件组成,这可用4 级触发器组成的移存器完成。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - -

8、- - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页,共 7 页 - - - - - - - - - - 9641410a,a,a,a,a常乘器可用模 2 加法器构成。在域)2(GF4上的系数9641410a,a,a,a,a可用自然基地表示为如下形式:)aa(a)aaa(a)aaaa(a)aaa()1aa(a)aaa(a)1aaa(a) 1aa(aaaaaaaaa)aaaaaaa(a020122012331232023123223310011112213301223310)aa(aaaaaaaaaaaaa)aaaaaaa(a012233014151162173012

9、23314)aa(a)aaa(a)aa(a)aa()1a(a)aa(a)aa(a) 1aa(aaaaaaaaa)aaaaaaaa(a03013212323021232334051627300122334)aa(a)aaa(a)aa(a)aaa()aa(a)1aa(a)1a(a)aa(aaaaaaaaa)aaaaaaa(a120132023013230312233607182930122336)aa(a)aaaa(a)aaa(a)aaa()aa(a) 1aa(a)aaa(a) 1aaa(aaaaaaaaa)aaaaaaa(a130123212330233021232233901011121230

10、122339)2(GF4中乘10a的转换电路如下表示:)aa(a)aaa(a)aaaa(a)aaa()aaaaaaa(a0201220123312301223310式中:1233aaaa01232aaaaa0121aaaa020aaa精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页,共 7 页 - - - - - - - - - - 电路中乘1014a)2(GF)2(GF4中乘14a的转换电路如下表示:233aaa122aaa0131aaaa010aaa电路中乘1414a)2(GF)2(GF4中乘4

11、a的转换电路如下表示:03aa32aa21aa030aaa电路中乘1414a)2(GF)2(GF4中乘6a的转换电路如下表示:0133aaaa022aaa0131aaaa120aaa电路中乘614a)2(GF)2(GF4中乘9a的转换电路如下表示:0233aaaa1232aaaa01231aaaaa130aaa电路中乘914a)2(GF7, 9,15RS编码器具体实现电路如下图所示:工作过程如下:精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页,共 7 页 - - - - - - - - - - (

12、1) 门打开,开关拨到符号输入端,所有移存器清0。然后将 6 个 16进制信息符号,一边送入移存器, 一边送入信道。 注意每一节拍移动一个16 进制符号。(2) 6 个 16进制符号送入移存器后,完成除法运算,移存器中的就是余式。此时,门关闭,开关拨到下面。再经过6 个节拍的移动,得到所有6 个校验元,并且跟随信息元送入信道,完成一个码字的编码过程。(3) 清洗积存器,打开门,开始第二组信息元的编码。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页,共 7 页 - - - - - - - - - -

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