[發明專利]一種CMMB中多碼率RS碼的并行編碼器和編碼方法

有效

• 申請號: 201210370084.9
• 申請日: 2012-09-27
• 公開（公告）號: CN102857241A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 蔡超時;張鵬;楊剛
• 申請（專利權）人: 蘇州威士達信息科技有限公司
• 主分類號: H03M13/15
• 分類號: H03M13/15
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及移動多媒體廣播領域，特別涉及一種CMMB系統中多碼率RS碼的并行編碼方法。

背景技術

在數字通信系統中，為了提高數據在信道傳輸過程中的可靠性，往往采用前向糾錯技術抵抗噪聲和干擾的影響，降低誤碼率，提高接收質量。里德——索羅門（Reed-Solomon，RS）碼具有強大的糾正隨機和突發差錯的能力，在現代通信系統中得到了廣泛的應用。

CMMB系統采用了級聯碼，內碼是LDPC碼，外碼是有限域GF(2⁸)上的(240,k)系統縮短RS碼。RS碼長恒為n=240字節，碼率有4種。需要指出的是，(240,240)RS碼無需編碼，實際上只需處理其它3種碼率RS碼的編碼。圖1給出了這3種碼率下RS碼的信息數據字節長度k和校驗數據字節長度r=n-k。

傳統并行RS編碼器的結構如圖2所示，它主要由移位寄存器、8位二輸入異或門和有限域乘法器組成，其實現復雜度在很大程度上取決于有限域乘法器。有限域GF(2^m)乘法器的工作原理是，將乘積和被乘數分別表示成1×m階二進制向量形式a和b，而將乘數表示成m×m階二進制矩陣形式C，它們之間滿足a=bC。眾所周知，有限域GF(2^m)并行乘法是將bC分解為b與C的m個列向量的內積運算并行完成。當乘數是常數時，內積可簡化為矩陣C列向量中所有“1”對應的向量b中元素的求和運算，也就是說，有限域GF(2^m)并行乘法可簡化為由向量b中元素的m個求和運算并行實現。可見，當乘數是常數時，一個有限域GF(2^m)并行乘法器實際上是m個不同的多輸入異或門。這里所謂的多輸入異或門是指其輸入端的數目范圍是1~m，包括單輸入和兩輸入。注意，單輸入異或門實際上是直連線。

對于CMMB系統，m=8。RS高速編碼的現有解決方案是采用傳統的并行RS編碼器分別實現3種碼率的RS編碼。由圖1和2可知，這種處理方法共需要(16+48+64)*8=1024個寄存器，涉及16+48+64=128個有限域GF(2⁸)并行乘法器，相當于(16+48+64)*8=1024個多輸入異或門。實際應用時，根據RS碼率從3種RS編碼器選擇一個進行編碼。綜上可見，現有解決方案需要耗費較多的資源，控制邏輯比較復雜。

發明內容

針對CMMB多碼率RS編碼的現有解決方案中存在的實現復雜度高這一技術缺點，本發明提供了一種碼率可變的高效并行編碼方法，使用單一編碼器處理多碼率RS碼，簡化控制邏輯，采用多輸入異或門復用機制有效降低對寄存器和邏輯資源的需求。

如圖4所示，基于多輸入異或門復用機制的CMMB標準中多碼率RS碼的并行編碼器主要由4部分組成：移位寄存器、8位二輸入異或門、求和陣列和乘積選擇器。

有限域乘法器是RS編碼器的技術難點，而且在很大程度上決定了實現復雜度。本發明使用求和陣列和乘積選擇器完成有限域并行乘法的高效實現。所有有限域乘法器共享求和陣列中的255個多輸入異或門。每個乘積選擇器從中選取8個多輸入異或門的輸出組成一個有限域乘法器的結果，所有乘積選擇器同時完成64個有限域乘法的并行運算。多輸入異或門的復用機制能有效減少邏輯資源。

本發明提供的單一并行編碼器能處理多碼率RS碼，從而簡化了控制邏輯，減少了對寄存器的需求。

關于本發明的優點與精神可通過接下來的發明詳述及附圖得到進一步的了解。

附圖說明

圖1給出了3種碼率下RS碼的信息數據字節長度和校驗數據字節長度；

圖2是傳統并行RS編碼器的結構框圖；

圖3是采用傳統并行RS編碼器分別實現3種碼率RS編碼時的乘數常數；

圖4給出了碼率可變的并行RS編碼器的結構示意圖；

圖5是求和陣列的構成示意圖；

圖6是多碼率RS碼高效并行編碼器的乘數常數；

圖7是乘積選擇器S_l（0≤l≤15）的結構框圖；

圖8是乘積選擇器S_l（16≤l≤47）的結構框圖；

圖9是乘積選擇器S_l（48≤l≤63）的結構框圖；

圖10比較了CMMB多碼率并行RS編碼的兩種解決方案的資源需求。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，但不作為對本發明的限定。