通信系统中rs译码方法及其装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信技术，特别涉及通信系统中RS译码方法及其装置。
【背景技术】
[0002] 里德-索罗门编码（Reed-SolomonCode，简称"RSCODE"）是一种纠错能力非常 强的非二进制编码方式，应用于信道纠错。里德-索罗门译码（Reed-SolomonDecode，简称 "RSDECODE"）是对已编码的数据进行RS译码，通过一系列运算在数据包中完成检错、找错 和纠错，对错误的数据进行纠正。有限域（GFField)为线性分组码的数域，是一种应用在 信道编码和密码学中循环群域，而RS编译码是定义在有限域的特殊编译码方法。
[0003] 现场可编程门阵列（Field-ProgrammableGateArray，简称"FPGA"）是在PAL、 GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC)领域 中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电 路数有限的缺点。
[0004] 在目前的专利和实际使用中，硬件实现高速RS译码通常采用的方法是：1)在中国 专利CN200810241118. 8中，采用Eculid欧几里德及其变种算法求解关键方程，得出错误位 置和错误值多项式；2)在中国专利CN201010623809. 1中，采用iBM算法或其改进算法（比 如RiBM)并行求解关键方程；3)钱搜索和Forney算法分开计算。
[0005] 然而，本发明的发明人发现，上述方法的缺点在于：1)Eculid欧几里德及其变种 算法涉及到多项式阶数比较和系数交换，虽然此算法的RS译码速度非常快，但是极其消耗 资源，不适用低密度FPGA芯片。2)普通iBM算法在关键方程求解时用到了乘加树结构，路 径延迟较大。普通iBM算法虽然能够在很短的时钟周期里求解出关键方程，但是消耗的有 限域加法器和有限域乘法器也很多，资源消耗多速度不够快。3)RiBM算法的若干组计算单 元共用一组控制信号，在FPGA实现时会导致这组控制信号走线过长，反而不利于译码速度 的提升，而且RiBM算法占资源非常多。RiBM算法求解关键方程适合ASIC专用集成电路实 现。4)钱搜索和Forney算法独立计算，分别需要一组控制逻辑造成资源浪费。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种通信系统中RS译码方法及其装置，降低了硬件资源 消耗、减小了路径延迟。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明的实施方式公开了一种通信系统中RS译码方法，包 括以下步骤：
[0008] 通过接收装置接收经RS码编码的数据，其中该RS码的纠错能力为t个码元；
[0009]对接收到的数据计算2t个伴随式Si以组成伴随多项式S(x)，其中i=0~2t_l;
[0010] 使用iBM算法，由伴随多项式S(x)求解关键方程S(x) 〇 (x) =c〇 (x)mod x2t，以得到错误位置多项式〇 (X) = 〇cl+〇1x+……+ 〇t_lXt_1+〇txt和错误值多项式W(x) =w〇+w1x+......+ ?t4xH，其中mod表示取余，在计算错误位置多项式0 (x)的第i次 迭代中，分别在t+1个周期中依序计算中间变量。⑴的t+1个系数0Q(i)、01(i)~ot(i)，每 个周期计算一个系数；
[0011] 使用钱搜索和Forney算法从得到的错误位置多项式0 (X) = 0 (!+ 0iX+...... + 〇t_lXH+〇tXt和错误值多项式《 (X) = 〇V?lX+……+?t_lXH计算出码元的错误位置和相 应的错误幅度；
[0012] 若存在码元错误，根据码元的错误位置和相应的错误幅度对接收的数据进行译 码。
[0013]本发明的实施方式还公开了一种通信系统中RS译码装置，包括：
[0014] 接收模块，用于接收经RS码编码的数据，其中该RS码的纠错能力为t个码元；
[0015] 伴随式计算模块，用于对接收到的数据计算2t个伴随式&以组成伴随多项式 S(x)，其中i=0 ~2t-l;
[0016] 关键方程求解模块，该关键方程求解模块使用iBM算法，由伴随多项式S(x) 求解关键方程S(x) 〇 (x) = ?(x)m〇dx2t，以得到错误位置多项式〇 (x) = 〇Q+〇lX+…… + 〇hxH+otxl和错误值多项式W......+ ?t4xH，其中mod表示取余，在该关 键方程求解模块计算错误位置多项式〇 (x)的第i次迭代中，分别在t+1个周期中依序计 算中间变量。⑴的t+1个系数' 〇1(i)…。t(i)，每个周期计算一个系数；
[0017] 钱搜索和Forney算法模块，该钱搜索和Forney算法模块使用钱搜索和Forney 算法从得到的错误位置多项式〇 00 = %+〇 lX+……+ 和错误值多项式 = ……+ 0V，1计算出码元的错误位置和相应的错误幅度；
[0018] 纠错模块，用于若钱搜索和Forney算法模块确认存在码元错误，根据码元的错误 位置和相应的错误幅度对接收的数据进行译码。
[0019] 本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：
[0020] 在本发明中，通过将普通并行iBM算法串行分解化计算，在不影响连续译码的情 况下，极大降低了求解关键方程所需的硬件资源，同时减小了路径延迟，能够使得高速信道 纠错技术应用在低密度芯片上，降低了成本。
[0021] 进一步地，在普通并行iBM算法中多处采用分时复用方式，能极大降低有限域乘 法器的消耗，同时在每次计算时，避免了乘加树结构，显著降低了路径延迟并提升了芯片时 钟频率。
[0022] 进一步地，通过合并优化钱搜索和Forney算法过程，即将错误位置多项式和错误 值多项式中的奇偶次项拆分，减小了控制逻辑和重复计算。
【附图说明】
[0023] 图1是本发明第一实施方式中一种通信系统中RS译码方法的流程示意图；
[0024] 图2是本发明第一实施方式中一种通信系统中RS译码方法的流程示意图；
[0025] 图3是本发明第一实施方式中一种通信系统中RS译码方法中分解计算〇 (X)和 A的不意图；
[0026] 图4是本发明第二实施方式中一种通信系统中RS译码方法中钱搜索和Forney算 法的流程示意图；
[0027] 图5是本发明第二实施方式中一种通信系统中RS译码方法中实现优化后的钱搜 索的不意图；
[0028] 图6是本发明第二实施方式中一种通信系统中RS译码方法中实现Forney算法的 示意图；
[0029] 图7是本发明第三实施方式中一种通信系统中RS译码装置的结构示意图；
[0030] 图8是本发明第四实施方式中一种通信系统中RS译码装置中钱搜索和Forney算 法模块的结构示意图。
【具体实施方式】
[0031] 在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本 领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化 和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
[0032] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施 方式作进一步地详细描述。
[0033] 本发明第一实施方式涉及一种通信系统中RS译码方法，图1是该通信系统中RS 译码方法的流程示意图。如图1所示，该通信系统中RS译码方法包括以下步骤：
[0034] 在步骤101中，通过接收装置接收经RS码编码的数据，其中该RS码的纠错能力为 t个码元。
[0035]此后进入步骤102,对接收到的数据计算2t个伴随式Si以组成伴随多项式S(x)， 其中i=0~2t-l。
[0036] 此后进入步骤103,使用iBM算法，由伴随多项式S(x)求解关键方程S(x) 〇 (x) =w(x)modx2t，以得到错误位置多项式〇 (x) = 〇。+〇 ......+ 〇 〇txl和错误 值多项式w (x) =wQ+〇lX+......-WhxH，其中mod表示取余，在计算错误位置多项式〇 (x) 的第i次迭代中，分别在t+1个周期中依序计算中间变量〇 (i)的t+1个系数〇Q(i)、〇/t" 〇t(i)，每个周期计算一个系数。
[0037] 具体地说，在步骤103中，在计算错误位置多项式〇 (x)的第i次迭代中的第j个 周期，其中j=〇~t，当j=0时，由第i-1次迭代算出的系数〇t(i -:)和辅助参数At(i)计算 辅助参数Aa)，设置辅助参数为0,并由第i-1次迭代算出的系数o/h"计算〇(i) 的系数0〇(i);
[0038] 当j=l~t时，由第i_l次迭代算出的系数〇和辅助参数A(i)计算〇 (i)的 系数。严，并由系数。M⑴和辅助参数Aji+1)计算辅助参数A/i+1)。
[0039] 此后进入步骤104,使用钱搜索和Forney算法从得到的错误位置多项式 〇 (x) = 〇 〇+ 〇 ：X+......+ 〇hxH+OtXl 和错误值多项式CO(叉)=(〇。+(〇0+......+OHXH计算出 码元的错误位置和相应的错误幅度。
[0040] 此后进入步骤105,判断是否存在码元错误。若存在，进入步骤106,否则结束本流 程。
[0041] 在步骤106中，根据码元的错误位置和相应的错误幅度对接收的数据进行译码。
[0042] 此后结束本流程。
[0043] 本实施方式中，通过将普通并行iBM算法串行分解化计算，在不影响连续译码的 情况下，极大降低了求解关键方程所需的硬件资源，同时减小了路径延迟，能够使得高速信 道纠错技术应用在低密度芯片上，降低了成本。
[0044] 作为可选实施方式，在步骤103中，在计算错误值多项式《 (X)的第i次迭代中， 分别在七个周期中依序计算中间变量^^的七个系数^/气^^…^^^每个周期计算 一个系数。
[0045] 具体地说，在步骤103中，在计算错误值多项式《 (X)的第i次迭代中的第j个周 期，其中j=〇~t-1，当j=0时，由系数0。计算《⑴的系数《Q(i);
[0046] 当j=l~t_l时，由系数《 ^⑴和系数〇』计算《⑴的系数《严。
[0047] 在普通并行iBM算法中多处采用分时复用方式，能极大降低有限域乘法器的消 耗，同时在每次计算时，避免了乘加树结构，显著降低了路径延迟并提升了芯片时钟频率。[0048] 此外，可以理解，在本发明的各个实施方式中，可以只对错误位置多项式或只对错 误值多项式采用分解串行操作，也可以对错误位置多项式和错误值多项式都采用分解串行 操作。
[0049] 在本发明的一个优选的例子中，以RS(255, 239)译码系统的实现进行详细说明， 但并不以此为限。
[0050] 该RS(255, 239)译码系统的纠错能力为每255个码元纠正8个码元错误。 1^(255,239)码简记为1?(11，1^〇，其中 11=255，1^=239，七=