1. 引言
RM 码是一类经典的线性分组码,由 Muller 于 1954 年提出
[1]
,RM 码同时也是一种代
数码.虽然 RM 码的纠错性能不如 Turbo 码或 LDPC 码,但 RM 码也有诸多优点,如译码延
时短,无错误平层现象,其误码率会随着信噪比增加无限趋近于零,故而 RM 码可适应多
种不同的信道,满足有实时性要求的应用环境,既可单独使用,也可作为内码与 RS 码等
级联使用,从而大大提升纠错性能.
RM 码作为一种不等保护码,经常用于保护某些重点位置上的信息,如在 DVB-S2 和
Tetra 中的应用
[2]
.深空通信领域,RM 码早在 1972 年就被用于传输“水手号”发送的火星照
片.通用移动通信领域,RM 码也获得了广泛应用,3GPP 物理层技术很多都采用了 RM
码,如 TD-SCDMA 和 LTE 等.作为 5G 时代编码方案的极化码与 RM 码有天然的相似性,
极化码可看作 RM 码的另一种形式,人们甚至一度认为 RM 码可以取代极化码
[3]
.
2. RM 码概念及特征
同一般线性分组码一样,可以通过生成矩阵来定义 RM 码.对于两个正整数 r 和 m,存
在一个 r 阶码长为 n=2
m
的 RM 码.生成矩阵 G 由矩阵块 G
0
, G
1
, …, G
r
组成
G=⎡⎣⎢⎢⎢⎢G0G1⋮Gr⎤⎦⎥⎥⎥⎥G=[G0G1⋮Gr]
式中,G
0
是码长为 2
m
的全 1 向量,G
1
是 m×2
m
阶矩阵,由所有 m 重二进制列向量组
成,且从左至右的各列依顺序递增,G
1
的最左列为全 0 向量,最右列为全 1 向量. G
i
的行
是由所有 G
1
的 i 个行向量作逻辑积所得的向量组成,故 G
i
是一个 C
m
i
×2
m
阶矩阵.
当 G 的各行线性无关时,r 阶 RM 码的信息位最小码距为 2
m-r
,如 m=3,r =1,则存在
(8,4)RM 码,当 m=4,r =1、2、3 时,RM 码的编码参数分别为(16,5),(16,11),(16,
15).
由于一阶 RM 码拥有特殊结构可以实现快速的最大似然译码,因而实际使用最广泛的
是一阶 RM 码.
如 r =0,k=1,生成矩阵为 n=2
m
的 RM 码为全 1 向量 v
0
,是一种重复码.如 r =1,
k=m+1,生成矩阵为(m+1)×2
m
阶矩阵的 RM 码,第一行为 v
0
,其余 m 行为 v
i
, i=1, 2…m,其
中
vi=0…0������2i−11…1������2i−1……0…0������2i−11…1������2i−1����������������������������������2mvi=0…0⏟2i−11…1⏟2i−1……0…0⏟2i−11…1⏟2i−1⏟2m
可见每一行长均为 2
m
,由 2
m-i+1
个交替的连 0、连 1 段组成,每段长为 2
i-1
.