[发明专利]一种针对RS码的快速软译码方法及装置

说明书

本发明公开了一种针对RS码的快速软译码方法及装置，方法包括：构建RS码中码元的插值向量；根据可靠性函数对各个码元的插值向量进行排序，筛选不同译码优先级的插值向量；对各个插值向量的共同码元进行同元插值处理，得到同元插值结果；根据所述同元插值结果以及不同插值向量的译码优先级，对各个插值向量进行快速异元插值处理，输出译码结果对应的目标发送信息，提高了可靠性并且降低了复杂度，可广泛应用于信道编码技术领域。

技术领域

本发明涉及信道编码技术领域，尤其是一种针对RS码的快速软译码方法及装置。

背景技术

信道编码技术作为通信系统的重要组成部分，通过在发送的信息中添加一定的冗余，获取纠正错误的能力。信道编码种类繁多，不同的编码方案各自有着不同的应用场景。其中，里德所罗门(Reed-Solomon,RS)码是一种结构优异的非二元代数码，被广泛应用于现代数字通信和存储系统当中，包括无线通信、深空卫星通信、数字视频广播和刻录光盘等等。RS码能被广为应用，主要得益于它是一种最大距离可分(maximum distanceseparable,MDS)码，在特定的传输代价基础上具有最优的距离特性，能够有效纠正数据传输过程中的错误。对于一个码长为n、维度为k的(n,k)RS码，它的最小汉明距离可达d＝n–k+1，目前广为应用的Berlekamp-Massey(BM)译码算法可以纠正个符号错误。

基于当前纠错编码技术的发展现状，对于RS码继续进行深入研究依然存在必要，这主要是源于：1)相比于二元码，RS码能够有效面对数据传输时错误分布较集中的情况，也即出现突发连续错误时有更强的纠错能力，适用于信道情况波动具有突发性的场景；2)目前一些主流的现代编码(如Turbo码和LDPC码)由于其译码算法是次优的且存在理想假设，实际应用中会出现错误平层，影响其在高信噪比场景下的使用，而RS码的译码利用码自身的代数结构能够避免译码错误平层，确保高精度通信；3)由于长码及其迭代译码时延过长且大部分现代编码在中短码长领域性能不佳，新型中短码将在高可靠低时延无线通信场景中起到非常重要的作用，而RS码是用于进行结构性构造中短码的良好母码选择。综上来说，RS码依然有巨大的应用潜力，进一步为其设计高效的译码算法有很高的研究价值。

目前来说，针对RS码的译码主要有如下算法。BM算法作为一种硬判决译码算法，虽然译码复杂度低，但是只能提供唯一的译码输出且性能受限。广义最小距离(generalizedminimum-distance,GMD)算法和Chase算法都利用到了信道提供的软信息，使译码性能得到提升。其中，GMD译码将不可靠符号视作删除符号进行译码，Chase译码通过修改不可靠的符号来产生多个译码事件。Guruswami-Sudan(GS)算法是一种基于列表的硬判决译码方式，它的纠错能力能够突破RS码最小汉明距离的一半，具有里程碑式的意义。该算法将RS码的译码问题转化为了有限域上的曲线拟合问题，包括插值(interpolation)和分解(factorization)两个步骤，能以多项式时间复杂度实现超限译码。随后，(KV)算法作为一种软判决代数译码算法被提出，该算法能够利用信道提供的软信息，将接收符号的可靠度转化为插值重数，使译码性能有明显提升。低复杂度Chase(Low-complexity Chase,LCC)译码通过确定η个不可靠符号来生成2^η个测试向量，并使插值过程以二叉树的形式展开，在保持较好的性能同时保证较低的译码复杂度。此外，backward-forward LCC(BF-LCC)算法利用后向插值技术，使LCC算法在硬件实现上更加有效。

在现有关于RS码的译码算法中，主要存在以下问题：

1、针对所有硬判决译码器，由于译码输入信息被量化，译码器无法充分利用从信道接收到的信息，造成极大的译码性能折损。

2、现有的软判决译码器都存在平均译码复杂度较高的问题，例如Chase类译码的复杂度会随着选定不可靠符号数量的增加呈指数级上升。此外，大部分译码算法无法随着信道状况的改善而获取更低的译码代价，这都限制了RS码在实际工业领域的进一步推广应用。

发明内容