基于rs码超宽带系统误码性能分析

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1、基于RS码超宽带系统误码性能分析-1-基于RS码超宽带系统误码性能分析李宝宝1，张朝霞2，王华奎11太原理工大学信息工程学院，太原（030024）2太原理工大学计算机基础教学部，太原（030024）摘要：多址接入技术中跳时序列（TH：Time-Hopping）的设计对系统的性能至关重要。本文在通过深入分析Reed-Solomon码各项指标的基础上，通过用RS码代替传统随机跳时码，对脉位调制（PPM）和脉幅调制（PAM)的超宽带系统在修正S-V信道下进行Matlab仿真。仿真结果表明：该方法产生的跳时序列比传统跳时码序列具有更低的误码率。在多用户条件下，RS码也表现出对超宽带系统很好的适用性。

2、有效减少了用户之间的干扰，降低了系统误码率。关键词：超宽带；脉位调制；脉幅调制；Reed-Solomon码；多用户中图分类号：TN911;TN929.51．引言超宽带（UWB）技术是近年来发展很快的一种新型通信技术，其超宽的带宽使接收信号具有十分良好的时间分辨能力，具有很好的衰落抑制能力，易于Rake接收机的使用以实现多径分集接收，捕获尽可能多的信号能量，改善接收性能[1,2]。近年来，超宽带系统以其抗多径衰落能力强、高容量、高速率、低功耗等优势而倍受关注，在通信、雷达、定位、导航等诸多领域具有广泛的应用前景[3,4]。在基于UWB技术的多址通信系统中，系统容量往往是系统设计的关键因素，而多

3、用户干扰下的误码性能则是系统容量的重要指标。超宽带无线电TH-PPM调制和TH-PAM调制作为冲激无线电最为经典的两种调制方式，目前已有的文献已经做了大量的研究。文献[5]主要讨论了TH-PPM调制信号在多径环境下的误码率问题。文献[6]提供了在室内UWB信道下自相关接收机和不同合并方式Rake接收机的单用户PPM-UWB通信系统总体性能框架并仿真了误码率。文献[7]用蒙特卡洛方法比较了统计抽头延时线信道模型下ARake（理想Rake）、PRake（部分Rake）和SRake（选择性Rake）的性能。但这些文献中采用的信道都不是IEEE802.15.3a的标准信道模型。典型的信道模型有根据1

4、GHz频段实测结果建立的2ns分辨率统计抽头延时线(STDL)模型[8]和Intel根据2GHz-8GHz实测数据提出的0.167ns分辨率S-V模型[9]，后者被采纳为IEEE802.15.3a的标准信道模型。本文主要针对IEEE802.15.3a超宽带标准信道模型研究TH-PPM-UWB系统和TH-PAM-UWB系统Rake接收的实现。在单用户和多用户条件下仿真分析了在CM1信道下，采用RS码，接收端分别采用ARake、PRake和SRake接收时的误码率性能，以及不同Rake分支数时PRake和SRake的误码率。跳时序列族中序列的数目直接决定了超宽带无线电通信系统的用户数目，同时它也

5、是同步与信道检测的可靠保证，所以跳时序列性能的优劣对整个超宽带无线电通信系统性能有直接影响。为了满足系统的要求，跳时序列必须具有良好的相关性能，即良好的自相关性和互相关性[10]。2．Reed-Solomon码Reed-Solomon码[11]（简称RS码）是一种纠错码，是q进制BCH循环码中最重要的子类，用固定寄存器和m序列发生器来产生。RS序列是一种多进制的具有最大的最小距离的线性序列，硬件产生比较简单，具有优良的互相关性能及自相关性能，并且具有较多的序列数目。//.paper.edu.cn中国科技论文在线-2-其中()2,1??qRS码性能最好：序列数目为q，汉明自相关旁瓣为0，汉明互

6、相关值不大于1，是非重复序列族。2.1RS码的基本原理RS码是一种纠错码，是q进制BCH循环码中重要的子类，1960年由I.S.Reed和G.Solomon提出。同时，它也是一种最佳的跳频序列族。1967年，L.I.Bluestein提出了利用扩展RS码（增长2比特）来构造跳频序列族。随着多址通信的发展，RS码在跳频通信领域得到越来越多的关注。正是由于这些原因，所以它也可以作为跳时序列应用在超宽带通信中。RS码是一种长1??=qN的q元域BCH码。假设跳时的用户地址数目np与有限域)(qGF中的元素数目q相等，即npq=。式中p为素数，n为整数。这样，一个跳时图案),...,()(1)(2)

7、(1kqkkxxx??就对应q元有限域上的一个RS码序列),...,()(1)(2)(1kqkkyyy??,)(kiy属于)(qGF，1,...2,1??=qi[12]。2.2RS码的编码方法RS码的编码方法有两种，一种按系统码方法生成，另一种按非系统码方法生成。在通信中通常按非系统码方法生成RS码。()bL,非系统RS码的具体编码方法如下：有b个信息位，定义于)(qGF的RS码是生成矩阵??????????