基于c语言的rs7_3;_编码器设计设计;

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1、 分类号 编号某 某 大 学 毕 业 论 文（设 计）基于C语言的RS(7,3) 编码器设计Design and Implementation of RS(7,3) Encoder Based on C矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。申请学位：工学学士院 系：电子信息学院专 业：通信工程某某大学毕业论文（设计）任务书院（系）：姓名学号毕业届别2009专业通信工程毕业论文（设计）题目基于C语言的RS (7,3)编码器设计指导教师学历研究生职称讲师所学专业通信与信息系统具体要求(主要内容、基本要求、主要参考资料等)：主要内容：研究纠错码的基本理论和数学基础，学习循环码，BCH码，RS码等几种常见的纠错码，研

2、究它们的编码、解码原理。重点研究RS编码原理及实现方法。应用C语言进行RS编码器的软件设计，并选用MATLAB对编码结果进行验证。基本要求：应用C语言进行有限域乘法器、RS编码器的仿真设计，并利用TLAB对编码结果进行验证，实现编码功能。参考资料： 1.王新梅，肖国镇.纠错码原理与方法.西安电子科技大学出版社.2002.2.张鸣瑞，邹世开.编码理论.北京航空航天大学出版社.1990.3.曹雪虹，张宗橙.信息论与编码.清华大学出版社.2004.4.叶才炜,李式巨.RS编译码的c语言实现.无线电工程第33卷第8期. 5.孙屹，李妍.MATLAB通信仿真开发手册.北京：国防工业出版，2005进度安排

3、：2008-2009-1学期第8周第16周，选定毕业论文题目、进行开题。2008-2009-2学期第1周第4周，查阅资料，完成相关文献翻译。 2008-2009-2学期第5周第8周，有限域乘法器、RS编码器的软件设计。 2008-2009-2学期第8周第13周，设计结果的Matlab验证，撰写论文。 2008-2009-2学期第14周第15周，论文答辩。指导教师（签字）： 年 月 日院（系）意见： 教学院长（主任）（签字）： 年 月 日备注：摘要RS(Reed-Solomon)码是一种多进制的BCH码。既适宜纠正随机错误，更适宜纠正突发错误，因而被广泛地用于各种通信系统及数据存储中，如深空通信

4、、移动通信、光纤通信、磁盘阵列、DRAM、光盘数字视频广播(DVB)等系统。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。本论文重点介绍了纠错码基本理论，有限域乘法器、RS码编码原理。利用C语言实现了RS(7,3)码的编码器和伽罗华域GF()内的乘法器的设计，并通过Matlab仿真对编码器结果进行验证，程序输出结果与验证结果一致，表明所设计的编码器和乘法器算法能够满足设计要求。 残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。 关键词Reed-Solomon码；乘法器；编码器Abstract RS (Reed-Solomon) code is an M-ary code of the BCH. Appropriate to correct r

5、andom errors,and more appropriate to correct the unexpected error,it has been widely used in various communications systems and data storage, such as deep-space communication, mobile communication, optical fiber communication, disk array, DRAM, CD-ROMs Digital Video Broadcasting ( DVB) systems. The

6、paper focuses on the basic theory of error-correcting codes,and finite field multiplier, RS coding principle. Then implement RS(7,3)encoder and GF()multiplier with language C.And tested by Matlab simulation.The results of RS encoder are correcr,which prove the design of the RS encoder and finite fie

7、ld multiplier can meet the requirement of the usement.酽锕极額閉镇桧猪訣锥。Key words RS (Reed-Solomon) code；encoder；Multiplier彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。目录1 绪论1謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。1.1课题研究的意义及背景1厦礴恳蹒骈時盡继價骚。1.2 RS码的国内外发展状况2茕桢广鳓鯡选块网羈泪。2 纠错码的基本理论4鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。2.1 纠错码简介4籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。2.2循环码5預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。2.3 BCH码6渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。2.4 RS码6铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。3 有

8、限域的乘法器设计8擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。3.1有限域（伽罗华域）的基本概念8贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。3.2 有限域元素运算11坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。3.2.1有限域GF()中的加法11蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。3.2.2有限域GF()中的乘法12買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。4 RS(7,3)码的编码器设计15綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。4.1 RS码的编码原理15驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。4.1.1生成多项式的求解15猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。4.1.2 RS(7，3)码的C语言实现16锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。4.2 MATLAB验证20構氽頑黉碩饨荠龈话骛。总结与展望22輒峄陽檉簖疖網儂號泶。致 谢23尧侧閆繭絳闕绚勵

9、蜆贅。参考文献24识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。某某大学毕业论文（设计）1 绪论1.1课题研究的意义及背景信息的交换、处理和传输是现代通信的任务。数字信号经过传输，会产生错误。可靠的数字通信系统必须将差错率控制在允许的范围内。提高信息传输的可靠性和有效性，始终是通信工作所追求的目标。而纠错码技术是提高信息传输可靠性的一种重要手段。所有的数字通信系统如通信、雷达、遥控遥测、数字计算机的存储系统和内部运算以及数字计算机之间的数据传输等，都可归结成如图1-1所示模型凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。图1-1通信系统模型我们关心的是图中的信道编、译码器即纠错编、译码器两个方框。信道编码器对信息序列进行编码，增加冗余度。当

10、码元经信道传输产生错误时，译码器可以检出或纠正错误。所编的具有检错或纠错能力的码就称为纠错码。恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。随着信息时代的到来和微电子技术的飞速发展，纠错码技术已成为一门标准技术而被广泛应用。研究纠错码是一项理论性与实践性均很强的工作。在通信领域中，CRC循环校验已成为各类线路传输中必不可少的一部分。在移动通信中，纠错码被广泛应用于模拟体制的信令传输及数字体制的整个传输，以提高传输的可靠性和节省珍贵的频谱资源；在电话网的数据传输中，纠错码、差错控制技术已是高速数据传输成为现实的关键技术。纠错码技术还广泛应用于计算机存储和运算系统中。鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。1.2 RS码的国内外发展状况R

11、S(Reed-Solomon)码是差错控制领域中一类重要的线性分组码，由于具有很强的纠错能力，具有同时纠正突发错误和随机错误的能力，因而被广泛地应用于各种现代通信系统中，以满足对信道可靠性的要求。很多国际标准采用了RS码例如空间数据系统咨询委员会在遥测信道编码的建议书中将RS（255，223）系统码作为标准使用。美国的蜂窝数字分组数据系统（CDPD）中采用了m=6的RS（63，47）码。RS码也是空间应用存贮器系统中的首选码。故自RS码出现以来，便一直是国际通信领域研究的热点问题之一。硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。对于RS码的编译码器，现有的专用集成电路(ASIC)大部分是数字电视广播(DVB)的RS

12、(204,188)和深空卫星通信系统中用的RS(255,223)码。在可编程逻辑器件上做RS码编码器的很多，而把RS码译码器也做在可编程逻辑器件上的很少。对于低速率码流，国内外大部分都是用单片机和DSP来实现。究其原因，是因为RS码编码器比较简单，而译码器的算法比较复杂，而c语言对于算法的描述比用HDL(硬件描述语言)要方便的多。使用硬件描述语言设计高速执行的芯片，这种设计是富有挑战性和花费时间的，需要一定的硬件工程技巧，并且需要用到的芯片资源比较多(上万门)。以前的PLD或达不到所需的要求或价格昂贵，EDA软件功能也有限，往往对于复杂算法的综合能力很差。而现在，随着芯片价格的下调和集成的提高

13、，以及功能强大的EDA软件的帮助，将有能力把译码器做在便宜的FPGA上。虽然可编程逻辑器件供应商Altera公司及Xilinx公司可提供IP软核，但它需要授权使用，并且它提供的软核也是在可实现DVB译码的基础上再考虑其它码率的RS码，所以效率低，器件资源消耗比较多。而且它只提供编译后的.vho文件，不提供源代码。从RS纠错编译码的设计到实现过程相当复杂，随着VLSI(超大规模集成电路)技术的发展，高集成度电路为其庞大的编译码设计提供了强大的硬件支撑。正因为有超大规模集成电路出现，RS码在通信领域被广泛应用。阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。目前实现RS编译码的方法有如下几种：1采用一些厂家提供的功能特定的

14、RS编译码芯片。这种方案用户可以不必关心RS编译码器的内部结构，只要了解如何使用这个芯片就行了。这种市售的RS芯片通常是为了满足特定的功能要求而设计的，其功能的配置虽也可做部分调整，但局限性较大，灵活性较差，而且资源浪费多，引脚数目也多。氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。2.利用可编程的数字信号处理(DSP)芯片实现RS编译码功能。这种方案DSP芯片的设计者必须对RS编译码的算法有深入了解。这种方法灵活，用户通过修改软件代码的办法对RS编译码的参数和功能做出较大的调整。这种方法的缺点是DSP芯片的价格比较昂贵、编译码的速度受限制。釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。3.利用FPGA技术，以配置FPGA器件的方式实现RS编译码。采用这种方案，即通过配置FPGA来完成RS编译码的方法，是目前看来最好的一种方法。因为FPGA作为一种高密度可编程逻辑器件，可以反复编程，具有很好的灵活性，便于修改RS编译码的参数。用FPGA实现的RS编译码器速度很快，运算速度远高于DSP编程的方法。另外这种方法还可以根据实际要求，把RS编译码器的周围的一些相关电路也集成在同一片FPGA芯片里。这样一来既充分利用了器件资源，又提高了产品集成度和可靠性，减少了功耗，降低了成本，而且使电路性能得到明显提高。正因为基于FPGA的RS码实现方式有如此显著的优势。怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。随着研究与应用的不断发展，RS码硬件译码器的实现已