RS码与QC-LDPC码的级联码在浅海信道中的性能研究

摘  要： RS码具有很强的处理突发错误的能力，QC-LDPC码作为一种特殊的LDPC码，具有接近香农极限的良好性能。为此提出一种将RS码与QC-LDPC码级联的方法，将其用于水声信道中进行研究。仿真结果表明，该方法误码率比QC-LDPC码低，可以保持较好的纠错性能。
关键词： 准循环低密度校验码；RS码；纠错编码
       水声信道是一个窄带宽、大多普勒、大延时的时间-空间-频率变换的复杂信道，通信过程中将同时产生随机错误和突发错误。在这种信道中，为了可靠地传输数据，信道纠错编码技术成为不可或缺的一部分，它能进一步降低误码率，保障通信的可靠性。
     1960年，REED和SOLOMON提出了RS码[1]，RS码具有很强的处理突发错误能力。1962年，GALLAGER提出了新的线性分组码-低密度LDPC码[2], LDPC码是一种性能接近香农极限的码，欧洲第二代卫星数字视频广播标准(DVB-S2)和国家数字电视地面传播标准(CMMB)已经采用了RS码或BCH码(RS码是BCH码的一种)与LDPC码的级联码。本文将RS码和QC-LDPC码级联码用在水声信道中，仿真结果表明可以保持较好的纠错性能。
1 RS码结构
     RS码是多元BCH码的一个特殊子类，RS码的编解码运算都是基于伽罗华域，其编码的硬件电路是基于伽罗华域的除法电路。如果RS码分组码长是n,基偶校验符号数是n-k=2t，纠错能力为t,则其编码器的结构由伽罗华域的乘法器、加法器和寄存器三部分组成,如图1所示，码字的校验位由寄存器b0~b2t-1运行一定周期后得到。考虑到QC-LDPC码与RS码的码长匹配，本文采用的RS码是缩短的，即在编码时把码的前面若干位置零，解码后将置零的位丢掉。
   
       RS码的译码有时域和频域两种方法,本文采用时域方法，此方法也用在后面级联码的译码中，码生成多项式g(x)展开后即得到RS码的时域编码,本原RS码的生成多项式为：
  


5 仿真结果
　 浅海水声信道中，随着海面以及海底反射次数的增加，各径到达的信号幅度会减小，仿真中假定浅海水声信道模型是5径信道，每一径的乘性衰落主要是对信号功率引入一个随时间变化的、存在关联的衰落因子，相关参数如表1所列。
   
   5.2 多径模型下的性能仿真