文档介绍：BCH编码器与解码器的MATLAB实现及性能分析
学生姓名: 指导老师:
摘要:本课程设计主要为了进一步理解BCH编码原理和解码原理,并通过MATLAB系统软件来实现对BCH编码与解码,且通过对各个元件的参数进行不同的设置,来观察示波器的波形与误码率并分析BCH的性能。在课程设计中,我们将用到MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台。在熟悉Simulink的工作环境下,构建BCH编码器及解码器模块,对随机信号进行BCH编码,解码,观察比较随机信号和BCH解码后信号。
关键词:MATLAB; BCH解码器; 误码率;
1 引言
通过本课程的学习,我们不仅能加深理解和巩固理论课上所学有关BCH编码的基本概念,基本理论和基本方法,而且能锻炼我们今后分析问题和解决问题的能力;同时对我们进行良好的独立工作习惯和科学素质的培养,为今后参加科学研究工作打下良好的基础。
在MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台,才考通信原理教材有关BCH编码的原理电路,依据原理图设计出通信电路图。在仿真平台中构造BCH编码的通信仿真电路图并不断调试知道通过。在仿真图中加入编码率与量化纠错来理解设计目的。
1)熟悉MATLAB环境下的Simulink仿真平台,熟悉BCH编码与解码原理,构建BCH编码与解码电路图.
2)对模拟信号进行BCH编码, 将编码后的信号输入信道再进行BCH解码,,分析仿真波形.
3)在编码与解码电路间加上各种噪声源,用误码测试模块测量误码率,并给出仿真波形,改变信噪比并比较解码后波形,分析噪声对系统造成的影响。
4)在老师的指导下,要求独立完成课程设计的全部内容,并按要求编写课程设计学年论文,能正确阐述和分析设计和实验结果。
2 BCH编码及解码原理
在以前提出的许多纠正随机错误的码中,BCH码是至今用得最广泛和很多有效地一种码。BCH码是以发明这种子码的三个人的名字“Bose—chaudhuri—hocguenghem”来命名的。
由循环码可知,只要找到循环码的生成多项式g(x),则该码的编码问题就解决了。但是,在系统设计中常是在给定纠正随即错误个数的条件下来寻找生成多项式g(x),从而得到满足抗干扰性能要求的码。BCH码就是为了解决这个问题而发展起来的一类纠正多个随即错误的循环码,而且该码的编码也较容易实现。
BCH码分为两类,即本原BCH码,本原BCH码的码长为Nn=2m-1,它是生成多项式g(x)中含有的最高次数为m次的本原多项式;非本原BCH码的码长n是2m-1的一个因子它的生成多项式g(x)中不含有最高次数为m的多项式。
对于正整数m=3和t<m/2必存在有下列参数的二进制BCH码:码长n=2m-1,监督位数r<mt,能纠正所有的小于或等于他t个随机错误的BCH码。
由下面所列的循环码生成多项式g(x)产生的码,是一个能纠正t个错误的BCH码。
g(x)=LCM[m1(x),m3(x),……..m2t-1(x)]
式中 t---------可纠正的错误个数;
Mi(x)-----最小多项式;
LCM()---- 指取括号内所有多项式的最小公倍数。
3 模块设计与仿真图形分析
Simulink的工作环境熟悉
建立一个很小的系统,用示波器观察正弦信号的平方的波形,如图1所示。
系统中所需的模块:正弦波模块,示波器模块,乘法器;
图1 正弦波仿真电路图
正弦波参数设置如图2所示。
图2 正弦波参数设置
系统内的示波器所显示的波形如图3所示。
图3 单正弦波与平方波的对比
结论:两正弦波的叠加之后的周期是原周期的1/2, 频度是原来的2倍。
无干扰信号的BCH编码与解码
(1)无干扰信号的BCH编码与解码仿真原理图
无干扰信号的BCH编码与解码仿真电路图如图4
此系统所用仿真电路模块有:随机信号模块,BCH编码器模块,BCH解码器模块,Buffer模块,示波器模块。随机信号模块用于发出源信号,示波器用于观察波形。
图4 无干扰信号的BCH编码与解码仿真模拟电路图
(2)系统所用模块参数设置
随机信号模块的参数设置:M-ary number是设置源信号的几进制信号设
置为二进制信号,Sample ,Sample per frame是输入信息码为1。
图5 随机信号的参数设置
BCH编码器的参数设置:N=15,K=5 如图6所示。
图6 BCH编码器的参数设置
BCH解码器的参数设置:N=15,K=5, 如图7所示。
图7 BCH解码器的参数设置
Buffer的参数设置: 如图8所示。
图8