RS解码器在CMMB系统中的设计及实现

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全球移动通信正在飞速发展,各种新的移动数据业务也在不断地出现。手机电视业务的出现,将带给人们全新的收视体验,让人们无论在机场,公园,商场还是出租车上都能实时地收看电视节目。中国移动多媒体广播(China Mobile Multimedia Broadcasting,CMMB)作为中国自主研发的手机电视标准,代表着中国自主的知识产权,拥有巨大的市场前景。CMMB信号采用无线传输,为了保证传输的可靠性,就需要对信息进行纠错编码。RS(Reed-Solomon)编码作为一种重要的信道编码,有着很强的纠错能力,配合上字节交织,尤其对突发错误的纠正效果相当不错。CMMB系统中规定用低密度奇偶检验(Low Density Parity Check,LDPC)编码配合RS编码作为前向纠错(Forward Error Correction,FEC)的组成部分。本文主要针对FEC中RS解码器的设计进行研究。CMMB接收机由于装在移动设备上用于接收移动数据,而其数据量并不是很大,因此对RS解码器的速度要求并不高,而由于移动设备基本都靠电池供电,因此低功耗就成为本文设计的一个主要要求,因此本文中的设计主要以降低RS解码器的面积和功耗为目的,而以牺牲RS解码器的速度为代价。本文中介绍了几种常用的RS译码算法,通过比较最后确定以修正欧几里德算法为设计的基础。在硬件设计上,参考了各种相关论文中RS解码器的设计,对解码器的各子模块进行了分析,分别选取了一种面积和功耗都比较合适的设计,其中伴随式计算电路部分通过对算法的分析进行了独创的改进,减小了一定的功耗,而面积几乎没有增加。修正欧几里德算法部分通过对系统需求的分析,选择了一种速度较慢但是面积和功耗都比较低的设计。错误位置和错误值的部分本文参考经典设计进行了复用。另外,在整体结构上,本设计结合CMMB接收系统的特点,去掉了用作延时单元的存储器,减少了对硬件资源的占用。最后,用Verilog语言实现了本文中涉及到的各种设计,通过对各实现分别进行综合和仿真,将各种设计的面积和功耗进行了比较分析,验证了本设计可以在CMMB系统中使用,并证实了本文中各种降低功耗和面积的改进是有效的。
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