一种应用于DMB-T的基于RS码软判决译码的级联码方案

结合DMB-T系统的信道编码方案以及编码领域的最新进展,即RS码软判决译码算法的发展,提出了一种应用于DMB-T系统基于和积算法(SRA)的RS码软判决译码的级联码方案。该方案仅需在现有方案的基础上作少量调整即可获得可观的编码增益。和其它流行的软判决译码算法的比较表明,此方案提出的RS码软判决译码算法在DMB-T系统的应用中具有一定的优势。

CCSDS标准Reed-Solomon码编码参数的研究

Reed-Solomon码是具有很强纠错能力的线性分组码,广泛应用于各种通信系统中。对CCSDS标准Reed-Solomon码的主要特点进行了研究,通过使用自反码生成多项式和对偶基表示法使编码器中的常数乘法器个数减少一半,并且降低编码器的实现复杂度,而代价是译码器复杂度大大增加。在分析了近年出现的低复杂度比特并行有限域乘法算法以及FPGA技术发展之影响的基础上,考虑到降低译码器的复杂度可以达到空间通信系统整体性能的优化之目的,并且有利于今后空间通信系统与地面通信系统的融合,给出了修订空间数据系统咨询委员会(CCSDS)标准关于Reed-Solomon码编码参数的建议,提出在CCSDS标准的数据传输系统中可以允许使用多项式基表示域元素。

基于软信息的CCSDS标准RS码识别算法

针对实际工程应用中的里德-所罗门(Reed-Solomon,RS)编码识别问题,根据国际空间数据系统咨询委员会(Consultative Committee for Space Data Systems,CCSDS)标准,提出了基于软信息的低复杂度缩短交织RS编码识别算法。利用码字同步算法对码字起点和缩短长度进行识别,利用接收到的RS码字计算基于校正子后验概率对数似然比平均值的编码识别特征,对码字的交织深度进行识别;进而利用识别所得的RS码交织深度和缩短长度对接收码字进行解交织和码字填充,识别RS码生成多项式。仿真结果表明,所提算法在信噪比为6.1 dB时正确识别概率即可大于90%,相较传统硬判决识别算法和基于伽罗华域快速傅里叶变换(Galois Field Fourier Transform,GFFT)的谱累积量算法均有显著的性能提升。

新型串行融合Reed-Solomon码译码器设计

针对流水线结构融合里德-所罗门(Reed-Solomon,RS)码译码器时序中存在大量空闲等待时间的问题,提出了一种新型串行融合RS码译码器架构。为消除流水线阶段中的空闲等待时间,将译码器时序调整为串行结构;通过译码子模块电路复用设计了一种分时实现不同模块功能、可同时适用于随机错误译码与单段突发错误译码的mSPCF模块;提出基于mSPCF模块的串行融合RS码译码器架构,并对译码器进行了延时分析,在SMIC 0.13μm CMOS工艺库下对译码器进行了电路逻辑综合。仿真结果表明:与流水线结构融合译码器相比,所提译码器可减少约9.4%的硬件资源消耗,在信噪比6.2~7.4 dB范围内发生译码随机错误和单段突发错误时,平均译码延时可分别降低约73.45%和45.65%,吞吐率分别提升约236.76%和64.49%,证明该译码器具有更优异的性能。

缩短RS码的伽罗华域傅里叶变换识别方法

为了解决缩短里德-所罗门(RS)码的识别问题,提出一种基于任意长度伽罗华域傅里叶变换(GFFT)的识别方法。把限定长度GFFT拓展到任意长度,在阶数、本原多项式、码长三个维度上计算缩短RS码GFFT谱,统计谱累积量;再根据谱累积量的概率分布确定判决阈值,并进行判决,从而实现缩短RS码编码参数的识别。仿真结果表明,当阶数不大于8,误比特率不大于0.001时,采用文中识别方法可实现不小于99%的正确识别率。

级联RS码的自由空间光通信正交频分复用系统性能分析

为了有效抵御大气散射效应和提高频谱利用率，提出了自由空间光通信正交频分复用系统．由于大气信道的不稳定性，该系统在传输过程中导致误码率很高．将里德-所罗门码引入自由空间光通信正交频分复用系统中，对其进行了半实物仿真，仿真结果表明：当误码率为10^-2时，正交频分复用较开关键控性能优越4dB；在广延雨、平流雾、沙尘天等不同的天气条件下，当误码率为10^-5时，里德-所罗门（255，223）信道编码较未编码性能优越4～5dB．正交频分复用系统和里德-所罗门码的技术能降低系统的误码率．

基于RS码的错误容忍存储方案

在分布式存储系统存储数据时,如果一个或几个设备出现故障,不仅该设备中的数据不能使用,而且会导致用户无法完整地访问资源。针对该问题,提出一种基于RS码的错误容忍存储方案,当系统中错误设备的数量不超过m时,就可以对其进行恢复,实现容错。该方案具有较高的安全性与执行效率,能满足存储系统容错的要求,可以利用其构造对可靠性要求较高的存储系统。

基于FPGA的级联编码系统的设计与实现

基于IESS-308标准设计了里德-所罗门码和卷积码的级联编码方案,解决了级联编码系统设计中的关键问题,提出了系统的同步策略,在现场可编程门阵列上实现了整个系统,并在硬件平台上对级联编码系统进行了性能测试。测试结果表明,实测值与理论值一致,从而验证了方案的正确性。该方案具有较强的通用性,经适当修改,可满足其他传输标准的要求。

细胞内大片段DNA数据存储的多RS码交织编码

合成DNA作为潜在的数字信息存储介质,存储密度高,可用时间久,有望成为未来数据存储的重要选项。然而,DNA的合成与测序读出往往造成碱基的多种错误,无法满足数据存储的可靠性要求,而保证可靠性的编码方案往往效率较低。针对该问题,提出了一种面向酿酒酵母内大片段DNA数据存储的高效率编码方法。数据编码通过多个极高码率的里德-所罗门(RS)码的码字交织构建数据DNA单元,将其与酵母的自主复制序列(ARS)交替镶嵌,构成酵母人工染色体序列;数据读出时,利用二代高通量测序,组合了读段从头(denovo)组装、ARS导引例,用20×二代测序数据可无错恢复原始数据。该编码方法不仅能实现数据可靠存储,实现的DNA数据部分逻辑密度为1.973 bit/bp,即使考虑生物单元开销,总体逻辑密度仍达到1.947 bit/bp。该设计流程可支持Kb到Mb不同长度的DNA的编码,为大片段DNA数据存储的“湿”实验提供灵活的实验前验证与评估。

宽带单载波频域均衡系统设计与FPGA实现

单载波频域均衡(SC-FDE)是数字通信中克服多径衰落的有效技术。宽带通信系统中应用单载波频域均衡系统设计,实现137.5 MHz载波下27.5 Mbps的码元传输速率。同时在系统中添加1/2码率卷积码与(239,223)里德-所罗门(RS)码的级联信道纠错编码,提高系统的可靠性。完成单载波频域均衡系统设计,分析设计系统的关键技术,最终在现场可编程门阵列硬件平台上进行系统实现、调试和验证,完成系统实际误码率的测试。

基于JTIDS的高速数据传输技术研究

首先介绍了JTIDS(联合战术信息分布系统)的各部分就技术体制,并对JTID Spacked-4消息封装格式的系统的传输特性进行了分析和仿真。在不改变JTID Spacked-4基本型系统时隙长度、波形结构、频谱特性和发射脉冲结构的前提下,改变时隙内的脉冲分配,采用RS-Turbo码代替原系统中的组合RS码和软扩频来实现数据传输速率的提高,达到1Mbps以上,并满足与原系统的兼容,使JTIDS终端在时隙内可接收高速脉冲,也可接收原脉冲。在高斯白噪声环境下对改进后的系统进行了仿真,给出误码率曲线图。

一种RS码突发错误译码算法的改进算法

在现有的针对突发错误的里德-所罗门(RS)码译码算法基础上,结合突发错误信道模型特点,提出突发错误预判断机制,在提高译码性能的同时,减小了突发错误位置锁定所需的计算量,加入突发错误预判断机制的突发错误RS码译码算法相较原始算法,在误标志率(SER)在10-4时编码增益可达到0.126 8 d B.

DMR标准RS码编译码器的FPGA实现

为了降低DMR标准Reed-Solomon(12,9)的译码复杂度,提出一种新的Step-by-Step译码算法。该算法通过计算伴随式,查找错误位置并同时计算修正子实现。与RS(255,239)和RS(255,249)相比,该算法不需要大量的存储器和复杂的逻辑控制,求逆运算也大为减少并且转化为有限域乘法器实现。该译码算法通过下载至Xilinx FPGA得到验证。

RS(16,12)缩短码编译码原理及性能分析

在各类数字通信系统以及计算机存储和运算系统经常利用差错控制编码降低误码率,提高通信质量,满足对数据传输通道可靠性的要求。RS码是一种性能优良的前向纠错码,具有同时纠正随机错误和突发错误的能力,它的构造特点决定了其非常适合于纠正突发性错误。文中在阐述RS系统码编译码原理的基础上,提出了RS(16,12)缩短码的编译码方法,利用MATLAB对R S(16,12)缩短码在高斯信道和瑞利信道条件下的纠错能力进行仿真,并分析其纠错性能。

基于数字信号处理机的水下光通信收发系统设计及分析

设计了一种基于数字信号处理机(DSP)的高速高可靠性水下光通信收发系统,并分析了调制时序和信号处理过程。在收发机中,DSP完成待发送信息的里德-所罗门码编码和接收信息的滤波、门限判决、解调解码,现场可编程门阵列(FPGA)完成编码后信息的脉冲位置调制(PPM)。针对激光脉冲水下传输后脉宽展宽小于100ns,激光重复频率偏离均值小于15%的情况,讨论了不同伽罗华域和PPM信息发送速率的关系;分析了收发机的各环节信号处理速度和各接口通信速度。结果表明,收发系统能够实现全双工的实时通信,通信速率可达73kbit/s,可用于实时传输语音和图像等多媒体信息。最后利用Matlab对激光脉冲在Ⅱ类水质中传输100m后到的激光脉冲形状进行了仿真,同时对FPGA发送的一帧数据的电平时序以及模数转换器(ADC)采样得到的一帧数据的采样序列进行了模拟。设计的收发系统为今后水下光通信系统的设计与实现提供了一定的参考。