專利名稱：一種并行rs編碼中常系數(shù)矩陣的生成裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，特別涉及一種并行RS編碼中常系數(shù)矩陣的生成方法。
背景技術(shù)：
里德——索羅門(Reed-Solomon，RS)碼是一類具有很強(qiáng)糾錯(cuò)能力的多進(jìn)制BCH碼，它既能糾正隨機(jī)誤碼也能糾正信道噪聲和干擾產(chǎn)生的突發(fā)誤碼，在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。并行RS編碼器的結(jié)構(gòu)如圖1所示，它主要由移位寄存器、有限域加法器和有限域乘法器組成，其實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度在很大程度上取決于有限域乘法器。現(xiàn)有技術(shù)采用矩陣連乘UV (gi) W實(shí)現(xiàn)有限域乘法，其中矩陣U和矩陣W取決于采用何種對偶基，常數(shù)乘數(shù)矩陣V (gi)是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。對于有限域GF(2m)，乘數(shù)矩陣V(gi)的維度為mXm，對于每一個(gè)系數(shù)&，現(xiàn)有技術(shù)需要進(jìn)行I次查表運(yùn)算得到矩陣V(gi)的第一行元素，接著進(jìn)行m-1次復(fù)雜運(yùn)算分別得到矩陣V (gi)的其余m-Ι行元素，每次復(fù)雜運(yùn)算包括的平均運(yùn)算量為m次乘法和m-Ι次加法。即對于每一個(gè)系數(shù)，現(xiàn)有方法要進(jìn)行I次查表運(yùn)算、(m-1)*m次乘法運(yùn)算和(m-1)*(m-1)次加法運(yùn)算。當(dāng)m較大、乘數(shù)個(gè)數(shù)較多時(shí)存在計(jì)算量很大的問題，這將嚴(yán)重制約常系數(shù)矩陣生成速度的提聞。

發(fā)明內(nèi)容
針對并行RS編碼存在的構(gòu)造乘數(shù)矩陣計(jì)算量大的技術(shù)缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種快速生成常系數(shù)矩陣的方法，有效降低矩陣生成的計(jì)算量，提高常系數(shù)矩陣的生成速度。如圖3所示，常系數(shù)矩陣的生成裝置主要由控制器、域元素二進(jìn)制表示查找表、基轉(zhuǎn)換矩陣存儲器、逆基轉(zhuǎn)換 矩陣存儲器、乘法運(yùn)算單元、存儲單元六部分組成。整個(gè)常系數(shù)矩陣的生成過程分五步完成:第一步，根據(jù)本原多項(xiàng)式生成域元素二進(jìn)制表示查找表，查找表的索引為域元素的冪j，其中，O ( j〈2m-l ;第二步，控制器以I (生成多項(xiàng)式系數(shù)gi的冪次表示形式為α >為索引從域元素二進(jìn)制表示查找表中讀取連續(xù)m個(gè)域元素α1，α 1+1，…，a 1^1的二進(jìn)制表示構(gòu)成乘數(shù)矩陣V(gi)，讀取時(shí)采用循環(huán)讀取方式，若l>2m-m-l，即從第I行到表末行不足m行時(shí)，則接著從表首行(第O行)讀取，直到讀取完m個(gè)域元素的二進(jìn)制表示；第三步，控制器讀取逆基轉(zhuǎn)換矩陣U，U與V(gi)在乘法運(yùn)算單元完成乘法UV(gi)，所得乘積T(gi)寫入存儲單元；第四步，控制器讀取基轉(zhuǎn)換矩陣W，與存儲單元中的乘積中間值T(gi)在乘法運(yùn)算單元完成乘法T(gi)W，所得乘積即為乘數(shù)矩陣Z(gi);第五步，重復(fù)第二、三、四步，得到所有系數(shù)的常系數(shù)矩陣。綜上可見，與現(xiàn)有解決方案相比，對于每一個(gè)系數(shù)，本發(fā)明去掉了構(gòu)造其乘數(shù)矩陣涉及的m-Ι次復(fù)雜運(yùn)算，每次復(fù)雜運(yùn)算包括的平均運(yùn)算量為m次乘法和m-Ι次加法，即對于每一個(gè)系數(shù)，本發(fā)明省去次乘法和次加法，只需從域元素二進(jìn)制表示查找表中取出相應(yīng)的連續(xù)m個(gè)域元素的二進(jìn)制表示即可構(gòu)造其乘數(shù)矩陣，進(jìn)而生成其常系數(shù)矩陣，計(jì)算量低，易于實(shí)現(xiàn)，能明顯提高常系數(shù)矩陣的生成速度。
關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神可通過接下來的發(fā)明詳述及附圖得到進(jìn)一步的了解。


圖1是并行RS編碼器的結(jié)構(gòu)框圖；圖2給出了生成常系數(shù)矩陣的簡化流程圖；圖3給出了常系數(shù)矩陣的生成裝置功能框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不作為對本發(fā)明的限定。RS編碼器中的運(yùn)算都是在伽羅華域中完成的，伽羅華域GF(2m)中任意元素Q都可以用基{1，α,...,αm -1} = {y0, Y1,…，Ym-1}表示，我們稱這個(gè)基為規(guī)范基。通常用{ Y 0.Y 1，…，Ym-1}來表示GF(2m)上的規(guī)范基。如果另外一組基{τ0，τ1,…，τ m-1}滿足:
權(quán)利要求
1.種并行RS編碼中常系數(shù)矩陣的生成裝置，常系數(shù)矩陣Z (gi) =UV (gi) W，其中U為逆基轉(zhuǎn)換矩陣，W為基轉(zhuǎn)換矩陣，V(gi)為乘數(shù)矩陣，gi為生成多項(xiàng)式的系數(shù)，系統(tǒng)采用有限域GF(2m)上的RS碼，其特征在于，所述裝置包括以下部件: 控制器，用于控制查找表的讀取、基轉(zhuǎn)換矩陣的讀取、逆基轉(zhuǎn)換矩陣的讀取和矩陣連乘運(yùn)算、矩陣連乘的中間結(jié)果的存儲與讀??； 域元素二進(jìn)制表示查找表，用于存儲域元素的二進(jìn)制表示； 基轉(zhuǎn)換矩陣存儲器，用于存儲基轉(zhuǎn)換矩陣W ； 逆基轉(zhuǎn)換矩陣存儲器，用于存儲逆基轉(zhuǎn)換矩陣U ； 乘法運(yùn)算單元，用于實(shí)現(xiàn)矩陣連乘UV (gi) W; 存儲單元，用于存儲矩陣連乘的中間結(jié)果T(gi)=UV(gi)。
2.權(quán)利要求1所述的常系數(shù)矩陣生成裝置，其特征在于，所述域元素二進(jìn)制表示查找表的索引是域元素的冪j，其中，O <j〈2m-l，每個(gè)存儲單元保存的內(nèi)容為域元素的二進(jìn)制表不。
3.權(quán)利要求1所述的常系數(shù)矩陣生成裝置，其特征在于，所述乘法運(yùn)算單元用于實(shí)現(xiàn)矩陣連乘uv(gi)w: 矩陣U乘以矩陣V(gi)，所得乘積T(gi)存于存儲單元； T(gi)乘以矩陣W，所得乘積即為常系數(shù)矩陣Z(gi)。
4.種并行RS編碼中常系數(shù)矩陣的生成方法，常系數(shù)矩陣Z (gi) =UV (gi) W，其中U為逆基轉(zhuǎn)換矩陣，W為基轉(zhuǎn)換矩陣，V(gi)為乘數(shù)矩陣，gi為生成多項(xiàng)式的系數(shù)，系統(tǒng)采用有限域GF(2m)上的RS碼，其特征在于，所述方法包括以下步驟: (1)根據(jù)本原多項(xiàng)式生成域元素二進(jìn)制表示查找表，查找表的索引為域元素的冪j，其中， 彡 j<2m-l ； (2)控制器以I(生成多項(xiàng)式系數(shù)gi的冪次表示形式為α工)為索引從域元素二進(jìn)制表示查找表中讀取連續(xù)m個(gè)域元素α1，α1+1, a 1^1的二進(jìn)制表示構(gòu)成乘數(shù)矩陣V (gi)，讀取時(shí)采用循環(huán)讀取方式，若l>2m-m-l，即從第I行到表末行不足m行時(shí)，則接著從表首行(第O行)讀取，直到讀取完m個(gè)域元素的二進(jìn)制表示； (3)控制器讀取逆基轉(zhuǎn)換矩陣U，U與V(gi)在乘法運(yùn)算單元完成乘法UV(gi)，所得乘積T(gi)寫入存儲單元； (4)控制器讀取基轉(zhuǎn)換矩陣W，與存儲單元中的乘積中間值T(gi)在乘法運(yùn)算單元完成乘法T(gi)W，所得乘積即為常系數(shù)矩陣Z(gi)； (5)重復(fù)步驟(2)、(3)、(4)得到所有系數(shù)的常系數(shù)矩陣。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種并行RS編碼中常系數(shù)矩陣的生成方案，其特征在于，所述常系數(shù)矩陣的生成裝置主要由控制器、域元素二進(jìn)制表示查找表、基轉(zhuǎn)換矩陣存儲器、逆基轉(zhuǎn)換矩陣存儲器、乘法運(yùn)算單元、存儲單元六部分組成。對于每一個(gè)系數(shù)，本發(fā)明省去(m-1)*m次乘法和(m-1)*(m-1)次加法，只需從域元素二進(jìn)制表示查找表中取出相應(yīng)的連續(xù)m個(gè)域元素的二進(jìn)制表示即可構(gòu)造乘數(shù)矩陣，進(jìn)而生成常系數(shù)矩陣，計(jì)算量低，易于實(shí)現(xiàn)，能明顯提高常系數(shù)矩陣的生成速度。
文檔編號G06F17/16GK103092816SQ20131001786
公開日2013年5月8日 申請日期2013年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月5日
發(fā)明者張鵬, 劉昌銀, 萬欣, 林子良, 劉蕾 申請人:蘇州威士達(dá)信息科技有限公司