[发明专利]一种降低计算复杂度和硬件成本的硬判决译码方法

说明书

本发明涉及一种降低计算复杂度和硬件成本的硬判决译码方法，基于CS‑RiBM算法进行改进，包括下面几个方面：(1)在保证得到正确译码结果的前提下，采用新的初始化条件，直接将新数据流中的第1次迭代的结果赋值为初始值进行运算；(2)加入判断校验子的0次项s₀是否为0的机制；(3)删除每次迭代中必然出现的一个零值，即减少一个冗余的处理单元；(4)为实现在合适的时机将输出设为0，对原处理单元进行一定的修改，修改后的处理单元与原来处理单元相比，加入一个二路选择器用以在合适的时机将输出设置为0。

所属技术领域

本发明属于信道编码中差错控制编码领域，涉及一种降低计算复杂度和硬件成本的硬判决译码算法。

背景技术

随着科技进步和发展，信息交换日益频繁，通信技术现已能克服对空间和时间的限制，正向着数字化、综合化、智能化等方向快速发展。相比于模拟通信，数字通信具有抗干扰能力强、灵活性高、便于集成化、可实现高质量的远距离通信、易于加密等优点，因此应用范围越来越广，已成为现代通信的主要传输方式。然而，由于传输信道的不理想，数字信号在传输过程中会不可避免地受到外界噪声干扰而出现传输错误，如何利用差错控制以使数据得到可靠重现成为数字通信系统设计的一个重要课题。在各类常见的差错控制码中，RS码属于非二进制BCH码最重要的一个子类，具有非常出色的纠正随机符号错误和随机突发错误能力，因此在通信和数据存储中得到广泛的应用，涉及从深空通信到高密度磁盘等多个方面。

RS码的译码算法主要有两大类：软判决译码算法和硬判决译码算法。硬判决虽然不能获得与软判决相当的译码增益，但是译码算法和VLSI实现都比较简单，因此成为目前的工业实现中的主流算法。BM(Berlekamp-Massey)算法作为最经典的译码算法之一，由于存在大量的求逆运算导致硬件实现较为困难，因此去除了逆运算单元的iBM(inversionless BM)算法被提出。然而iBM算法仍然存在硬件架构不规则且关键路径延迟过长的问题，因此RiBM(Reformulated inversionless BM)算法进入了人们的视线。RiBM硬件架构包含了3t+1个齐次的处理单元(ProcessingElement，PE)，排列规则，仅需要2t次迭代就可以完成错误位置多项式和错误估值多项式的计算，每次迭代占1个时钟周期，因此完成计算总共需要2t个时钟周期，在本说明中，t指代RS码的纠错能力。目前最先进的硬判决译码算法是2016年在RiBM算法基础上衍生出的CS-RiBM(Compensated Simplified-Reformulated inversionless BM)算法，该算法在保证译码性能不损失的前提下，去掉了t-1个冗余的处理单元，显著降低了硬件资源消耗。

值得注意的是，一方面，以上几种算法的迭代次数均为2t，由于未与具体的数据流实例相结合，因此缺少缩减迭代次数的相关研究或发现。另一方面，从理论层面分析，在每次迭代中，错误位置多项式系数至多占据t+1个处理单元，错误估值多项式系数至多占据t个处理单元，因此必不可少的处理单元数目是2t+1。而即使在最先进的CS-RiBM译码架构中，处理单元数目仍为2t+2个。综上两方面所述，以CS-RiBM算法为基础，一个能够最大限度降低计算复杂度和硬件成本的硬判决译码方法需要得到进一步的研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种保证译码器译码性能的前提下，最大程度地缩减迭代次数、精简译码器架构的硬判决译码方法，主要技术方案如下：

一种降低计算复杂度和硬件成本的硬判决译码方法，基于CS-RiBM算法进行改进，包括下面几个方面：

(1)在保证得到正确译码结果的前提下，采用新的初始化条件：得到新的数据流，Δ(r，z)指代错误位置多项式Λ(r,z)和校验子多项式S(z)的乘积，指代Δ(r,z)的高阶部分；Θ(r，z)指代中间多项式B(r,z)和S(z)的乘积，指代Θ(r，z)的高阶部分，指代和B(r,z)的组合多项式，之后直接将新数据流中的第1次迭代的结果赋值为初始值进行运算；