НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: SE-BMSTU...o199.pdf (1380.77Кб)

УДК 519.725.2; 004.312.4

1 МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия 2 НИЦ «Курчатовский институт», Москва, Россия

Традиционными методами декодирования укороченных блочных кодов является дополнение принятого кодового слова нулями до полного кода или коррекция значений синдромного многочлена. Это не позволяет реализовать потоковое декодирование непрерывно поступающей информации. В статье предлагается новая методика декодирования укороченных кодов Рида-Соломона. Аппаратная реализация по данной методике позволяет осуществлять потоковую обработку, сократить количество тактов задержки и уменьшить количество используемых аппаратных ресуров относительно реализации декодера c дополнением принятого пакета нулями. Отличительной особенностью методики является то, что декодер обрабатывает поток кодовых слов разной длины без изменения их структуры и введения дополнительных задержек, а также возможность использования существующих модулей декодеров Рида-Соломона для полного кода. Для этого введено понятие корректоров локаторов ошибок для укороченного кода и предложен метод их расчета. Корректоры локаторов рассчитываются во время приема кодового слова параллельно с вычислением синдромного многочлена. Их значения позволяют модифицировать вычисленные на выходе решателя ключевого уравнения значения многочленов локаторов и ошибок. Рассмотрена реализация декодера укороченного кода на основе модулей декодера полного кода на основе алгоритма Берлекемпа-Месси, описана архитектура дополнительных модулей и требуемые модификации алгоритма. В статье показана возможность экономии аппаратных ресурсов за счет использования умножителей в решателе ключевого уравнения Берлекемпа-Месси для выполнения коррекции. Тестирование декодера осуществлено на ПЛИС фирмы Altera, при этом проведено сравнение эффективности реализации с ядром декодера Reed-Solomon II фирмы Altera.

1. ETSI EN 300 421 Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for 11/12 GHz satellite services. 1997. 24 p.
2. ETSI EN 301 790 Digital Video Broadcasting (DVB); Interaction channel for satellite distribution systems. 2005. 176 p.
3. D. Gorenstein, N. Zierler. A Class of Error Correcting Codes in p^m Symbols // J SIAM. Vol. 9. 1961. Pp. 207-214.
4. Р. Морелос-Сарагоса. Искусство помехоустойчивого кодирования. Методы, алгоритмы, применение. М.: Техносфера, 2006. 320 с.
5. M. Sudan. Decoding of Reed-Solomon Codes Beyond the Error-Correction Bound // Journal of Complexity. 1997. Vol. 13. No.1. Pp. 180-193. DOI: 10.1006/jcom.1997.0439
6. Dilip V. Sarwate, Naresh R. Shanbhag. High-Speed Architectures for Reed–Solomon Decoder // IEEE Transactions on VLSI Systems. 2001. Vol. 9. No. 5. Pp. 641-655. DOI: 10.1109/92.953498
7. Hanho Lee. High-Speed VLSI Architecture for Parallel Reed–Solomon Decoder // IEEE Transactions on VLSI Systems. 2003. Vol. 11. No. 2. Pp. 288-294. DOI: 10.1109/TVLSI.2003.810782
8. Федоров С.В. Аппаратная реализация решателя ключевых уравнений Берлекэмпа-Месси для кодов Рида-Соломона на ПЛИС // Наука и Образование. МГТУ им. Н.Э.Баумана. Электрон. журн. 2011. №7. С. 1-11. Режим доступа:http://technomag.bmstu.ru/doc/198028.html (дата обращения: 23.05.2016)
9. Todd K. Moon. Error Correction Coding: Mathematical Methods and Algorithms. Wiley-Interscience, 2005. 759 p.
10. Shin-Lin Shieh, Shuenn-Gi Lee. Wern-Ho Sheen. A low-latency decoder for punctured/shortened Reed-Solomon codes // IEEE 16th International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications. 2005. Vol. 4. Pp. 2547-2551. DOI: 10.1109/PIMRC.2005.1651903
11. Hoyoung Yoo, Youngjoo Lee. Low-latency area-efficient decoding architecture for shortened Reed-Solomon codes // SoC Design Conference (ISOCC). 2012. Pp. 223-226. DOI: 10.1109/ISOCC.2012.6407080