一种用于空间通信的高速并行ＲＳ译码方法技术

一种用于空间通信的高速并行ＲＳ译码方法，通过同时部署ＲＳ（２５５，２２３）及ＲＳ（２５５，２３９）两种译码模块，使译码器可以根据编码参数在线配置译码类型，灵活适应ＣＣＳＤＳ标准规定的上述两种编码格式；通过在解交织与交织过程中采用乒乓操作完成输入数据在ＦＩＦＯ中的填充和获取，而在译码过程中采用多路并行流水的方式，通过这种复合结构保证了系统性能的最大化和实现资源的最小化，并且可以适应１至８的任意交织深度；通过采取多路并行ＲＳ译码、优化有限域乘法器的实现逻辑等措施，大幅度提高了译码速率，可以直接应用于高码速率遥感卫星地面接收系统，通过采用模块化设计，在需要时可以进一步增加并行度提高性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于空间通信的RS编码的高速译码方法，主要用于空间通信地 面信道译码器中对解调后数据进行高速RS译码，纠正信道传输错误，也可用于其它应用方 向的数据解调接收设备中。
技术介绍
RS码是一类具有很强纠错能力的多进制BCH码，也是一类典型的代数几何码。它 首先由Reed和Solomon应用MS多项式于1960年构造出来。用MS多项式构造的RS码是非 系统码，而用BCH码构造方法能产生系统码。由于线性码的最大可能的最小距离是校验元 的个数加1，而RS码恰好做到这一点，因此，称RS码为极大最小距离可分码(MDS码)。RS 码特别适合于在衰落信道中使用，以克服突发性差错。正由于其优越的性能，RS码在深空 通信、数字音视频通信、磁记录介质等领域取得广泛应用，它是目前应用最为广泛的纠错编 码。空间通信用RS码为空间数据系统咨询委员会(CCSDS)推荐的RS(255，223)或 RS (255, 239)码，这两种码基本编码参数相同，主要是纠错能力不同。CCSDS规定RS码可采 用的交织深度为1、2、3、4、5、8共6种。在不同的卫星通信系统中往往选用了不同的RS编 码类型及不同的交织深度，这就就给空间通信用RS译码器的研制带来了很大的困难。现有 RS译码器采用的译码方法一般将解交织与译码过程分别实现，这样做的优点是实现方案简 单，缺点是灵活性不够。RS译码器的译码过程需要进行大量的有限域运算，其中乘法运算单 元最多而且对译码速度的影响也最大。由于目前RS译码器中使用的乘法器没有经过优化， 造成译码器的工作时钟不能太高。同时，由于遥感卫星数传码速率不断提高，要在兼容不同 RS编码格式与交织深度的基础进一步提高码速率难度就更大。目前各类通信系统中常见的通常都是低码速率的RS译码器，一般码速率在几 十兆bit/s ；空间通信用RS译码器单通道最高译码速度目前为470Mbps左右，而且不能同 时兼容RS(255，223)和RS(255，239)码，能够适应的交织深度一般为固定值。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供了一种用于空间通信的RS 编码的高速译码方法，此译码方法可同时兼容RS(255，223)和RS(255，239)码及(1_8)的 任意交织深度，且译码速度远高于现有技术。本专利技术的技术解决方案是—种用于空间通信的高速并行RS译码方法，步骤如下(1)设置译码过程的参数，所述参数包括直通状态参数、交织深度参数、总帧长、译 码类型参数；(2)根据步骤(1)中设置的直通状态参数判断译码过程是否是直通状态，若是直 通状态，则将输入数据直接输出；若不是直通状态，则进入步骤(3)；(3)由帧长计数器对输入数据进行计数，根据步骤(1)中设置的总帧长判断帧长 计数器的计数结果是否等于总帧长，若不等于总帧长，则将数据写入第i个输入FIFO中，同 时帧长计数器的计数结果加1，之后进入步骤(4)；若等于总帧长，则读取所有输入FIFO中 的数据之后进入步骤(5)；所述i为1到交织深度参数之间的自然数，且i的初始值为1 ；(4)判断i是否等于交织深度参数，若等于，则将i初始化为1之后返回步骤(3)； 若不等于，则将i+Ι赋值给i之后返回步骤(3)；(5)根据译码类型参数判断使用哪一种译码模块进行RS译码，若译码类型参数为 255/223，则使用RS223译码模块进行RS译码，将译码之后的数据输入第j个输出FIFO中， 之后进入步骤(6)；若译码类型参数为255/239，则使用RS239译码模块进行RS译码，将译 码之后的数据输入第j个输出FIFO中，之后进入步骤(6)；所述j为1到交织深度参数之 间的自然数，且j的初始值为1 ；(6)判断第j个输出FIFO是否为空，若为空，则进入步骤(7)；若不为空，则从第j 个输出FIFO中读取数据并输出，之后进入步骤(8)；(7)判断j是否等于交织深度参数，若不等于，则则将j+Ι赋值给j之后返回步骤 (6)；若等于，则返回步骤(2)；(8)判断j是否等于交织深度参数，若等于，则将j初始化为1之后返回步骤(6)； 若不等于，则将j+Ι赋值给j之后返回步骤(6)。所述步骤(5)中使用RS223译码模块进行RS译码和使用RS239译码模块进行RS 译码按照如下步骤进行(a)将接收到的数据存入接收序列缓存中等待纠错处理，同时，将所述接收到的数 据用Horner算法计算伴随式S，之后进入步骤(b)；(b)使用RiBM算法由步骤(a)中得到的伴随式S求得错误位置多项式和错误值多 项式，之后进入步骤(c)；(c)利用步骤(b)中得到的错误位置多项式使用钱搜索算法计算错误位置，同时 利用步骤(b)中得到的错误值多项式使用Forney算法计算错误值，之后根据所述错误位置 和错误值对步骤(a)中接收序列缓存中等待纠错处理的数据进行纠错处理并输出。所述Horner算法、RiBM算法、钱搜索算法和Forney算法中所使用的乘法计算按 照如下公式实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于空间通信的高速并行ＲＳ译码方法，其特征在于步骤如下：（１）设置译码过程的参数，所述参数包括直通状态参数、交织深度参数、总帧长、译码类型参数；（２）根据步骤（１）中设置的直通状态参数判断译码过程是否是直通状态，若是直通状态，则将输入数据直接输出；若不是直通状态，则进入步骤（３）；（３）由帧长计数器对输入数据进行计数，根据步骤（１）中设置的总帧长判断帧长计数器的计数结果是否等于总帧长，若不等于总帧长，则将数据写入第ｉ个输入ＦＩＦＯ中，同时帧长计数器的计数结果加１，之后进入步骤（４）；若等于总帧长，则读取所有输入ＦＩＦＯ中的数据之后进入步骤（５）；所述ｉ为１到交织深度参数之间的自然数，且ｉ的初始值为１；（４）判断ｉ是否等于交织深度参数，若等于，则将ｉ初始化为１之后返回步骤（３）；若不等于，则将ｉ＋１赋值给ｉ之后返回步骤（３）；（５）根据译码类型参数判断使用哪一种译码模块进行ＲＳ译码，若译码类型参数为２５５／２２３，则使用ＲＳ２２３译码模块进行ＲＳ译码，将译码之后的数据输入第ｊ个输出ＦＩＦＯ中，之后进入步骤（６）；若译码类型参数为２５５／２３９，则使用ＲＳ２３９译码模块进行ＲＳ译码，将译码之后的数据输入第ｊ个输出ＦＩＦＯ中，之后进入步骤（６）；所述ｊ为１到交织深度参数之间的自然数，且ｊ的初始值为１；（６）判断第ｊ个输出ＦＩＦＯ是否为空，若为空，则进入步骤（７）；若不为空，则从第ｊ个输出ＦＩＦＯ中读取数据并输出，之后进入步骤（８）；（７）判断ｊ是否等于交织深度参数，若不等于，则则将ｊ＋１赋值给ｊ之后返回步骤（６）；若等于，则返回步骤（２）；（８）判断ｊ是否等于交织深度参数，若等于，则将ｊ初始化为１之后返回步骤（６）；若不等于，则将ｊ＋１赋值给ｊ之后返回步骤（６）。...

【技术特征摘要】
一种用于空间通信的高速并行RS译码方法，其特征在于步骤如下(1)设置译码过程的参数，所述参数包括直通状态参数、交织深度参数、总帧长、译码类型参数；(2)根据步骤(1)中设置的直通状态参数判断译码过程是否是直通状态，若是直通状态，则将输入数据直接输出；若不是直通状态，则进入步骤(3)；(3)由帧长计数器对输入数据进行计数，根据步骤(1)中设置的总帧长判断帧长计数器的计数结果是否等于总帧长，若不等于总帧长，则将数据写入第i个输入FIFO中，同时帧长计数器的计数结果加1，之后进入步骤(4)；若等于总帧长，则读取所有输入FIFO中的数据之后进入步骤(5)；所述i为1到交织深度参数之间的自然数，且i的初始值为1；(4)判断i是否等于交织深度参数，若等于，则将i初始化为1之后返回步骤(3)；若不等于，则将i+1赋值给i之后返回步骤(3)；(5)根据译码类型参数判断使用哪一种译码模块进行RS译码，若译码类型参数为255/223，则使用RS223译码模块进行RS译码，将译码之后的数据输入第j个输出FIFO中，之后进入步骤(6)；若译码类型参数为255/239，则使用RS239译码模块进行RS译码，将译码之后的数据输入第j个输出FIFO中，之后进入步骤(6)；所述j为1到交织深度参数之间的自然数，且j的初始值为1；(6)判断第j个输出FIFO是否为空，若为空，则进入步骤(7)；若不为空，则从第j个输出FIFO中读取数据并输出，之后进入步骤(8)；(7)判断j是否等于交织深度参数，若不等于，则则将j+...

【专利技术属性】
技术研发人员：张拯宁，崔骞，战勇杰，朱翔宇，
申请(专利权)人：航天恒星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]