[發(fā)明專利]一種適用于CMMB的多模式Reed-Solomon譯碼器結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010282933.6
• 申請(qǐng)日: 2010-09-16
• 公開（公告）號(hào): CN101964664A
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳赟;黃貝;黃雙渠;曾曉洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué)
• 主分類號(hào): H03M13/15
• 分類號(hào): H03M13/15;H04L1/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無(wú)線數(shù)字通信、磁光學(xué)存儲(chǔ)和光纖通信技術(shù)領(lǐng)域，可直接用于前向糾錯(cuò)碼Reed-Solomon譯碼器的設(shè)計(jì)，具體涉及一種能夠支持中國(guó)移動(dòng)多媒體標(biāo)準(zhǔn)CMMB的多模式Reed-Solomon譯碼器電路結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

在無(wú)線數(shù)字通信系統(tǒng)中，RS碼(Reed-Solomon)作為前向糾錯(cuò)碼(FEC)的重要一類，以其優(yōu)良的性能和高吞吐率，已被廣泛應(yīng)用于眾多的領(lǐng)域中。如數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域中的DSL和WiMax，廣播系統(tǒng)中的DVB系列標(biāo)準(zhǔn)、CMMB等，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域中的DVD、藍(lán)光等。

隨著無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展，許多的通信協(xié)議都開始采用多碼率的信道編碼的方式來(lái)處理復(fù)雜且多變的信道，多碼率即多模式成為了一種趨勢(shì)。移動(dòng)多媒體技術(shù)如今已經(jīng)得以越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。隨著中國(guó)移動(dòng)多媒體標(biāo)準(zhǔn)CMMB的頒布實(shí)施，移動(dòng)多媒體得到了進(jìn)一步的普及。多模多標(biāo)準(zhǔn)是當(dāng)今移動(dòng)多媒體技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，以同一套終端在不同地域?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同模式下節(jié)目的接收也是發(fā)展的要求。作為數(shù)字基帶中不可或缺的編解碼部分，Reed-Solomon碼常作為級(jí)聯(lián)碼的外碼而廣泛應(yīng)用于各種廣播通信標(biāo)準(zhǔn)；設(shè)計(jì)一種有效的多模式的RS譯碼器也面臨了很多新的有待解決的問(wèn)題；所以其在多模接收終端中的研究應(yīng)用也具有非常重要的意義。

基于CMMB標(biāo)準(zhǔn)中多模式(多碼率)的需求，本發(fā)明提出了一種低功耗低成本的硬件架構(gòu)，能夠同時(shí)支持CMMB中的RS碼的四種工作模式，實(shí)現(xiàn)最大程度的硬件復(fù)用。

發(fā)明內(nèi)容

目前越來(lái)越多的通信標(biāo)準(zhǔn)都采用多碼率為編解碼方案以適應(yīng)復(fù)雜多變的信道，因此設(shè)計(jì)一款碼率可配置的RS譯碼器就成為我們?cè)O(shè)計(jì)的基本目標(biāo)。本發(fā)明目的在于提供一種同時(shí)支持CMMB中RS碼四種工作模式的RS譯碼器電路結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)最大程度的硬件復(fù)用和控制電路節(jié)省。

本發(fā)明從通信標(biāo)準(zhǔn)編譯碼多模式多碼率的角度，在采用改進(jìn)的折疊型求解關(guān)鍵方程模塊的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一個(gè)最大程度上節(jié)約功耗和面積的多模式RS譯碼器。實(shí)現(xiàn)結(jié)果表明，該硬件結(jié)構(gòu)可以配置CMMB中要求的四種RS碼工作模式，模式之間可靈活切換；代價(jià)小，實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單，因此本方法亦可適用于任何要求多碼率RS碼的協(xié)議中。

本發(fā)明在盡可能不增加額外硬件的前提下，巧妙的利用CMMB標(biāo)準(zhǔn)中所要求的四種模式的共性，對(duì)硬件進(jìn)行劃分，并設(shè)計(jì)合適的數(shù)據(jù)通路；正基于以上多模式的實(shí)現(xiàn)方法，同時(shí)采用了門控時(shí)鐘的技術(shù)，以最簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)了模式的控制。

在求解關(guān)鍵方程算法選擇上，本發(fā)明采用了一種改進(jìn)型的ME(歐幾里得)算法。該算法與傳統(tǒng)的ME算法相比，在求解關(guān)鍵方程的過(guò)程中省去了每一次迭代中的計(jì)算多項(xiàng)式階數(shù)的步驟，節(jié)省了硬件資源，也使得KES模塊的硬件結(jié)構(gòu)更加規(guī)整。

本發(fā)明提出的適用于CMMB的多模式Reed-Solomon譯碼器，由計(jì)算癥候值模塊、求解關(guān)鍵方程模塊、錢搜索和誤碼計(jì)算模塊、碼字緩沖模塊構(gòu)成整個(gè)硬件架構(gòu)，其中：

所述的計(jì)算癥候值(syndrome?calculation)模塊，根據(jù)接收到的240字節(jié)的碼字計(jì)算癥候值。對(duì)于RS(n，k，t)的碼字，共2t個(gè)癥候值；若所有的癥候值都為0，則說(shuō)明本碼字中不包含錯(cuò)誤。每個(gè)癥候值的計(jì)算都是相互獨(dú)立的。

所述的求解關(guān)鍵方程(key?equation?solving)模塊，根據(jù)接收到的癥候值，通過(guò)解一個(gè)關(guān)鍵方程，求得階數(shù)為t的誤碼值多項(xiàng)式和誤碼位置多項(xiàng)式。這個(gè)模塊是RS譯碼器中的比較關(guān)鍵的模塊，關(guān)于求解關(guān)鍵方程有著非常多的研究，同時(shí)關(guān)鍵路徑也位于本模塊；這就對(duì)此模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了比較高的要求。

所述的錢搜索和誤碼計(jì)算(Chien?search?and?Forney?algorithm)模塊，首先接收前一個(gè)模塊發(fā)送過(guò)來(lái)的誤碼值多項(xiàng)式和誤碼位置多項(xiàng)式。通過(guò)誤碼位置多項(xiàng)式，采用窮盡搜索的辦法，查看碼字中的每一個(gè)位置是否出現(xiàn)錯(cuò)誤。如果此位置的數(shù)據(jù)沒有錯(cuò)誤，則搜索下一個(gè)位置；若有錯(cuò)，則根據(jù)誤碼值多項(xiàng)式，采用Forney算法計(jì)算出這個(gè)位置的錯(cuò)誤偏移量。

所述的碼字緩沖模塊，為一個(gè)先入先出的存儲(chǔ)器，將當(dāng)前碼字緩沖一段時(shí)間直到錢搜索和誤碼計(jì)算模塊需要取出當(dāng)前碼字；緩沖模塊給出相應(yīng)的值與誤碼計(jì)算模塊計(jì)算出的錯(cuò)誤偏移量進(jìn)行累加，最終得到正確的碼字。