Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АрхитектураБиологияГеографияДругоеИностранные языки
ИнформатикаИсторияКультураЛитератураМатематика
МедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогика
ПолитикаПравоПрограммированиеПсихологияРелигия
СоциологияСпортСтроительствоФизикаФилософия
ФинансыХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника

Принципы исправления ошибок кодами БЧХ

I. АЛГЕБРАИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЦИКЛИЧЕСКИХ КОДОВ | Поля Галуа и их свойства | Сложение многочленов | Умножение многочленов | Деление многочленов | Реализация операций умножения и деления многочленов в поле двоичных чисел | Матричное представление циклических кодов | Принципы обнаружения и исправления ошибок циклическими кодами | ЦИКЛИЧЕСКИЕ КОДЫ, ИСПРАВЛЯЮЩИЕ ПАЧКИ ОШИБОК (КОДЫ ФАЙРА) | Кодированиеи декодирование кодов PC |


Читайте также:
  1. I. Основные принципы
  2. III. Для философии необходима наука, определяющая возможность, принципы и объем всех априорных знаний
  3. III. Для философии необходима наука, определяющая возможность, принципы и объемвсех априорных знаний
  4. III. ЦЕЛИ, ЗАДАЧИ И ПРИНЦИПЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПЕРВИЧНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОФСОЮЗА
  5. IV. НЕКОТОРЫЕ ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ЛУЧЕЙ
  6. IV. Принципы построения сюжета
  7. IV. Принципы построения сюжета

Предположим, что передавая кодовый вектор {f(x)}, представление которого в виде многочлена будет иметь вид: f(x)=c0+c1x+…+cn-1xn-1. Пусть далее вследствие ошибок вместо вектора {f(x)} принят вектор {f(x)+e(x)}= {f(x)}+ {e(x)}, где {e(x)}-вектор ошибок.

Обозначим принятый с ошибками вектор {f(x)+e(x)} через вектор {h(x)}=(h0h1h2…hn-1).Принятую комбинацию можно представить в виде многочлена степени n-1, т.е. h(x)=h0+h1x+h2x2+…+hn-1xn-1. В результате умножения вектора {h(x)} на матрицу (5.2) получим вектор из t компонент [h(a), h(a3),…h(a2t-1)],где h(a)=h0+h1a+h2a2+…+hn-1an-1; h(a3)=h0+h1a3+h2(a3)2+…+hn-1(a3)n-1

 

И т.д.

В то же время {h(x)}= {f(x)+e(x)}, следовательно, h(x)= f(x)+e(x). Тогда h(ai)=f(ai)+e(ai), где i=1,3,…,2t-1, но так как f(x) делится на P(x) без остатка, то f(a)=f(a3)=…=f(a2t-1)≡0, так что h(ai)≡e(ai).

При умножении вектора {h(x)} на первый столбец матрицы HT, образованной из (5.5), получаем элемент

Отсюда следует, что имеется взаимнооднозначное соответствие между элементами вектора ошибок и элементами поля GF(2m). Каждому ошибочному элементу ei соответствует элемент i-й строки (i=0,1,2,…,n-1) первого столбца транспонированной матрицы HT, т.е. элемент поля ai.

Предположим, что ошибки произошли на позициях i1,i2,…,it, для которых ei=1, а для всех остальных ej=0, тогда (5.8) может быть переписана следующим образом:

 


 


 


Обозначим каждый из элементов аk через Хk (k = 1, 2,...it ) и назовем их локаторами ошибок, тогда (5.9) может быть переписана так:

 

Умножив вектор {h(x)} на какой-либо другой j-й столбец матрицы HTполучим

h(aj)=e(aj)=(aj)i1+(aj)i2+…+(aj)it=

где j= 1, 3,.... 2t— 1.

Выражения (5.11) представляют t симметрических функций
Sj от нечетных степеней элементов Х1, Х2...... Xt, которые

имеют вид



 


Функции Sj называют синдромами.

Таким образом, функции Sj дают t уравнений вида (5.12) с t неизвестными Х1, Х2..., Xt. Кроме того, из (5.12) можно найти также симметрические функции для четных j = 2, 4,.., 2t, т. е. можно получить дополнительно t уравнений вида (5.12) с теми же неизвестными. Действительно, учитывая свойство 1.4 для р = 2, получим



 


Решение указанных уравнений относительно Хk определит номера ошибочных позиций. Поскольку имеется конечное число решений, то значения Хk могут быть найдены путем подстано­вок в эти уравнения различных элементов поля GF (2m). Но подстановка всех комбинаций no t из 2m — 1 ненулевых эле­ментов поля требует большого числа вычислений.

Для кодов БЧХ имеются более эффективные алгебраические алгоритмы декодирования. Рассмотрим один из них.

Так как суммы j-x степеней элементов Х12,..., Xt пред­ставляют собой симметрические функции Sj, то эти элементы могутрассматриваться [8] как корни некоторого многочлена степени t

Xt+p1Xt-1+p2Xt-2+…+pt (5.I4)

разложение которого на линейные множители дает уравнение

(X-X1)(Х-Х2)... (X-Xt)=0. (5.16)

Коэффициенты р1, р2,..., рt являются простейшими симмет­рическими функциями, которые связаны с симметрическими функциями Sj тождествами Ньютона [1, 7]:

 

 

 

S3-p1S2+p2S1-3p3=0

S4-p1S3+p2S2-p3S1+4p4=0 и т. д.

При операциях помодулю 2 тождества Ньютона выписываются по формуле


 


 


 

где δ = 0 при i—четном и δ=1- при нечетном.

 

С учетом последнего тождества Ньютона можно перепи­сать так:


 

 

 

St=p1St-1+p2St-2+…+pt-1S1 + δpt

Если тождества (5.16) решить относительно простейших сим­метрических функций pi и найденные значения рi, подставить в (5.14), то корни этого многочлена Х1, Х2,..., Xt можно оп­ределить последовательной подстановкой в него каждого из п = 2m — 1 элементов поля. Если подставленный вместо X эле­мент аi не является корнем, то соответствующий символ век­тора {h (x)} принят правильно. Если же элемент aiявляется корнем, то соответствующий i-й символ вектора {h (х)} принят ошибочным и должен быть исправлен.

Однако в силу зависимости (5.13) следует рассматривать не все тождества (5.16), а лишь те, которые определяют Sj длянечетных j, т. е.

St-1=p1St-2+p2St-3+…+pt-2S1+pt-1 (при t четном) или St=p1St-1+p2St-2+…pt-1S1+pt (при t— нечетном). Отсюда видно, что имеется i/2 (при t —четном) или (t+1)/2 (при t — нечетном) уравнений, которых недостаточно для определения t неизвестных р1, р2,..., рi. Однако в резуль­тате умножения {h(x)}*HT можно определить все симметриче­ские функции S1, S3,…,S2t-1. Знание симметрических функ­ций Sj с нечетными значениями j' вплоть до 2t —1позволяет составить дополнительные уравнения, которые вместе с (5.17) дадут t независимых уравнений с t неизвестнымир12,.... рtЭти уравнения можно уже решить относительно pt.

Выше было показано, как составить тождества Ньютона, когда j при Sj принимает целые значения, не превосходя­щие t, т. е. степени многочлена (5.14). Можно показать, что аналогично можно составить тождества Ньютона для значений j > t.


Действительно, если обозначить многочлен (5.14) через ψ (X) и подставить вместо X какой-либо из корней Х1, X2.... Xt, то получим уравнение

 

Умножение обоих частей уравнения (5.18) на Xic-t дает

 

Где c>t. Если теперь просуммируем (5.19) по всем корням, т.е.

 

То получим

 

 

 

 

 

 

Решаем уравнения (5.17) совместно с (5.22) относительно не­известных рi Найденные значения рi подставляем в (5.14) и, как было указано, последовательной подстановкой вместо X элементов поля GF (2m) находим корни этого многочлена. Этим самым мы устанавливаем ошибочные позиции принятого век­тора {h (х)}.

Если произошло в действительности t— 1 ошибок, то один из корней Х1, Х2,…Xt должен быть равен нулю. Следова­тельно, при решении уравнений (5.17) и (5.22) мы должны по­лучить pt =0. Если произошло t — 2 ошибки, то два корня рав­ны нулю и, следовательно, pt= рt-1= 0 и так далее.

Пример 5.3. Рассмотрим процесс исправления тройных оши­бок (t = 3) циклическим кодом БЧХ, построение которого рас­сматривалось в примере 5.2. Многочлен (5.14) для такого кода будет иметь вид Х3 + р1Х2 + р2Х + р3

На основании (5.17) и (5.22) составляем уравнения:


Сложение по модулю 2 соответствующих столбцов матрицы HT(5.6) позволяет найти значения S1,S3, S5. Кроме того, при операциях по модулю 2 S2 = S12, a S4 = S14 Решая уравнения относительно рt, находим [7]:

 

при условии, что S13+S3≠0.

Рассмотрим случай, когда ошибки появляются на 2, 5 и 7-м местах, т.е. {e(x)}=(010010100000000), тогда {h(x)}HT=(1011,1111,1000), т.е. S1=(1011), S3=(1111), S5=(1000).

Теперь найдем S2 и S4, обращаясь к табл. 1.1,

 

 

По формулам (5.24) находим p1=S1=a13,

 


 


 


 


 


 


Теперь путем подстановки элементов поля в уравнение X3+
+ а13X2+ а9X +a11= 0 находим, что корни этого уравнения бу­дут а, а4 а6. Следовательно, в принятом векторе { h (x)} ошибки находятся на 2, 5 и 7-м местах. Если произошла только одна ошибка, то р2 = р3 = 0, а из уравнений (5.23) pi=S1. Следовательно, номер ошибочной позиции можно определить, решая, уравнение X +р1= 0.


Дата добавления: 2015-07-16; просмотров: 153 | Нарушение авторских прав


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
ЦИКЛИЧЕСКИЕ КОДЫ БЧХ| ЦИКЛИЧЕСКИЕ КОДЫ РИДА—СОЛОМОНА

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.013 сек.)