IEEE 802.16d系统中RS编译码器的设计与实现

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IEEE 802.16d标准是WIMAX技术中固定宽带无线接入空中接口标准。Reed-Solomon(RS)码是IEEE 802.16d 标准中信道编码的重要组成部分。信道编码经过几十年的发展,已经成为一门比较成熟的技术,在现代通信系统中有重要的应用。RS码是一种重要的信道编码,具有很强的纠错能力,尤其对于突发信道,其纠错能力可以充分的发挥。RS码是一种线性分组码,在应用中还可以与卷积码组成级联码,以提高系统的整体性能。在级联码中,卷积码通常作为内码,来纠正随机错误;RS码通常作为外码,来纠正突发错误。在IEEE 802.16d 系统中,RS码便是作为级联码的形式出现的。 RS码的提出已有40余年的历史。经过几十年的发展,其理论基础已经比较完善。RS码有其特殊的代数结构,是一种建立在有限域基础上的多进制循环码,在编码和译码方面都有优势。可以利用一般的循环码编码器进行编码,结构非常简单。而且,其生成多项式结构比较特殊,即多项式的根是有限域上本原多项式根的连续次幂。根据这种结构,可以推导出相对于普通循环码而言较简单的译码方法。另外,还可以用迭代的算法来实现RS译码,非常适合VLSI实现。常用的迭代译码算法有伯利坎普-梅西算法(Berlekamp-massey),欧几里德(Euclid)算法等。 虽然RS编译码的算法已经比较成熟,但是由于RS码种类较多,具体应用不同,所以很难有适应各种系统的硬件实现。本文的主要目的就是开发基于IEEE802.16d 系统的RS编译码器的硬件实现,以求达到系统最好的性价比。 通过对标准中RS码特点的分析,对传统的RS译码器进行改进,提出了一种适用于该标准的RS译码方法。利用循环码的性质,改进伴随式计算模块,减少延迟时间;利用16d系统中RS码中已知删除位置的特点,简化删除位置多项式计算电路;通过对RS码实际应用环境的分析,减少利用迭代方法解关键方程时所需的基本单元数目。最终利用Verilog语言实现硬件电路,在FPGA上验证通过并应用于WiMAX 802.16d系统。
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