基于FPGA的RS（204,188）译码器的设计与仿真-论文.pdf

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1、2015年第4期信息通信2O15(总第148期)INFORMATION&COMMUNICATIONS(Sum．No148)基于FPGA的RS(204，188)译码器的设计与仿真单炯，邓懿，谢鲁娜(兰州交通大学电子与信息工程学院，兰州甘肃730070)摘要：RS码一般在通信系统、数字电视和计算机存储系统中应用较为广泛。例如：DVB信道编／解码采甩RS(204，188)；ATM网络中经常使用RS(128，124)作为前向纠错编码。文章主要以DVB标准中的RS(204，188)译码器为例，详细介绍BM迭代算法和pipeline结构的译码所有技术。由于译码器的可扩展性、可维护性，

2、实例中使用了参数化、模块化的设计。并且重点分析了基于FPGA的软件实现方法，并给出了系统中的仿真结果。关键词：FPGA；译码器；RS码；Verilog中图分类号：TN966文献标识码：A文章编号：1673．1131(2015)04．0004．020引言2．1伴随式计算模块由上面所述的sj的定义可知，S(x)=s+s：x，⋯，s：x“。其信道编码的使用提高了数据传输在数字通信和数字电视中的质量。虽然增加了传输带宽，但是减小了数据传输出现中：Sj=Z酱Riaina+l一”，sj=，j=1，2，⋯，2t(3)误码的概率，并且也减小了需要的信噪比。将RS码与卷积码我们根据Home

3、r准则，采用一个效率更高的计算sj的乘级联使用进行纠错被大多数应用。累加计算方法：从自信源发出到接收这段过程中，数字电视信号的编码si=(R州+Rn．2)a(b’+Rn．3a‘州+(4)由信道编码、信源编码及加密等组成。信道编码又被称为前再将b0=0和n=204代入，则有：向纠错编码，目的是将信息传送和传输的稳定性提高，当差错S1=((⋯(R203+R202)+R2o1)+⋯+R1)+Ro在一定范围内出现时，接收机能将误码纠正过来。S2=((⋯(。3d+R202)ct+R201)a+⋯+R1)+信道编码并不仅仅是信号经上变频发出去后，又在传输信道中进行编码，而是经过编码后

4、就会减少误差和将信道传输Sl6=((⋯(R3a¨+R2o2)¨+ILo1)Ct+⋯+R1)”+Ro进行匹配。所以，信道编码可以被划分为“能量随机化扰码、2．2改进的BM算法模块交织、卷积、REED．SOLOMON编码等”。在求出2t个伴随式后，我们求错误位置多项式6(x)就可以用lRS译码理论算法改进的BM算法。由理论可知，A是A(x)与s(x)的卷积求和运算。我们可以用FIR滤波器技术实现流水线处理。初始化时，所RS码是一类纠错能力很强的代码，RS码不仅仅可以纠正有寄存器置0，然后经过若干个时钟周期将s．，s2，⋯，s2c移入移位突发性错误，还可以纠正随机发生的错误，通

5、过它的定义我们寄存器中。在每个时钟周期中，滤波器系数都要更新一次。很容易懂得，如果想设计一个n进制的RS码，就要产生了一在改进的BM算法中，求式子3．34中A“。人㈣(x)A10个码长为n．1和有最小距离为m，并且可以纠正m／2个x位错(x)_△(x)x(5)误。由于当今FPGA技术迅速发展和芯片尺寸的减小，RS编由A(x)是多项式可知，求出人(x)的多项式系数。所以，码变得越来越普遍和简单设计，并且其算法变得也越发得简将式子(5)分解成t+1个运算。可得：单易懂，这些优点使得RS译码器在单片集成领域得到了迅猛的发展，所以当今在通讯和其它方面都在广泛使用RS码。厂-r∞频

6、域译码和时域译码是RS译码的两种主要手段。BM迭代算法是本文实现基于FPGA的RS译码器的重点。多项式{^lc’：rc‘+Ac¨1’To‘(6)错误位置的求解是RS译码的重点环节，因此为了让这种译码变得简便和加快求解错误位置的速度，在1966年和1969年【(3．51)⋯⋯．相继由伯利坎普和梅西提出和解决了RS译码速度问题的方法，此方法被命名为伯利坎普一梅西算法(由于英文名字为Be．rlekamp．Masseyalgorithm，所以简称为B．M迭代译码算法)。有上式(6)可以知道，A(x)系数的实现不仅需要A。还需此方法大大简化了RS译码的实现，并且加快了查找错误多项要

7、一个加法器和两个乘法器。式位置的速率。2．3Chien搜索模块2RS(204，188)译码器建模从式子(6)可以看出，可以用A(x)来搜索错误位置，其原我们主要以DVB标准中的RS(204，188)码为例，并对其理是：只要将，n_2)，⋯，a，1依次代入A(x)中，直到A(‘)=0FPGA／VLSI进行硬件建模。RS(204，188)码在DVB标准中的为止，则这个位置就是出现误码的位置。定义如下：2．4Forney算法模块a．域生成多项式：在求出等价的错误位置多项式人(x)后，可以利用式(6)中P(x)-x％x％xX2+l(1