FPGA实现的高速RS解码器：宽带无线接入解决方案

"宽带无线接入网中的RS编译码硬件解决方案" 在无线通信系统中，差错控制技术是保障数据传输可靠性的关键。Reed-Solomon (RS) 码作为一类具有强大纠错能力的纠错码，能有效纠正随机错误和突发错误，广泛应用于各种通信系统。然而，RS码的解码过程复杂，计算量大，这限制了其在高速率传输环境下的应用。 本文提出了一种基于欧氏算法(Euclidean Algorithm)和逆离散傅立叶变换(IDFT)的RS解码硬件方案，特别针对宽带无线接入网络。该方案在GF(2^8)域内，实现了符号速率为32.5 MHz的流式解码，最大延迟仅为640 ns，并且参数可灵活调整，适应性强。这一设计是在ALTERA公司的FLEX10KE系列的EPF10K130EQC240-1 FPGA芯片上实现的，不仅适用于离散译码和流式译码，而且在加入一级缓存后，也能支持连续译码，符号速率甚至可以达到50 MHz以上。 RS码的基本结构是码长N=q-1，生成多项式为g(x)，其中αi属于GF(q)。其最小码距δ=2t+1，使得它能够纠正t个随机或突发错误。在50 MHz的符号速率下，该解码方案能在信道误比特率为10^-3的条件下，将误码率降低到10^-7以下，显著提升了通信质量。 RS码的解码通常包含三个主要步骤：伴随式的计算、关键方程的获取和错误图样的求解。欧氏算法在计算联接多项式时表现出色，其数据存储需求小，控制流程简洁，且在硬件实现上得到验证。与之结合的IDFT方法则在错误值求解阶段发挥效用，尽管IDFT需要更多资源，但相比于时域解码器，对于GF(2^n)，特别是n<10的情况，变换域解码器的复杂度更低。 在FPGA上的实现过程中，设计的重点在于有限域乘法器和控制逻辑。有限域的运算速度决定了整个解码系统的性能，而控制逻辑则确保了解码流程的正确执行。利用QUARTUS这样的硬件描述语言工具和第三方软件，可以简化复杂电路的设计流程，优化解码效率。 该文提出的RS解码硬件方案通过巧妙地融合欧氏算法和IDFT，成功地解决了高速率通信环境下RS码解码的挑战，实现了高性能、低延迟和高度可配置的解码器，为宽带无线接入网络的数据传输提供了坚实的保障。