Декодер RS

Декодирование и восстановление сообщения из кодового слова RS

Библиотека:
Беспроводная панель инструментов HDL/обнаружение и исправление ошибок

Описание

Блок декодера RS декодирует и восстанавливает сообщение от кодового слова Рида-Соломона (RS). Блок принимает данные кодового слова и samplecontrol шину и выводит декодированные данные сообщения, samplecontrol шину, повреждены ли принятые данные, индикатор готовности блока и (необязательно) количество исправленных ошибок. Блок обеспечивает архитектуру, подходящую для генерации кода HDL и аппаратного развертывания, и поддерживает укороченные длины сообщений.

Поскольку задержка блока изменяется, блок предоставляет выходной порт nextFrame, который указывает, когда блок готов принять новые входные данные кодового слова. Дополнительные сведения о задержках см. в разделе Алгоритмы.

Этот блок можно использовать для моделирования многих кодов прямого исправления ошибок (FEC) в системе связи. Блок поддерживает цифровые абонентские линии (DSL), WiMAX (802.16 m и e), карманные терминалы цифрового видеотрансляции (DVB-H), услуги цифрового видеотрансляционного спутникового (DVB-S) и услуги цифрового видеотрансляционного спутникового вещания на карманные устройства (DVB-SH) с частотой ниже 3 МГц.

Порты

Вход

развернуть все

`data` - Входные данные кодового слова
скаляр

Входные данные кодового слова, заданные как скаляр, представляющий один символ.

Длина кодового слова в символах, заданных параметром Codeword length (N), должна быть целым числом, равным ^2M - 1, где M - целое число в диапазоне от 3 до 16.

Длина входного слова должна быть целым числом без знака, равным ceil(_log2 (длина кодового слова (N))). Для длины кодового слова 7, длина входного слова данных должна быть 3.

double и single типы данных разрешены для моделирования, но не для генерации кода HDL.

Типы данных: double | single | uint8 | uint16 | fixed point

`ctrl` - Управляющие сигналы, сопровождающие поток проб
`samplecontrol` автобус

Управляющие сигналы, сопровождающие поток проб, указанные как samplecontrol Шина включает в себя start, end, и valid управляющие сигналы, которые указывают границы кадра и достоверность выборок.

start - Указывает начало входного кадра.
end - Указывает конец входного кадра
valid - Указывает, что данные на порте входных данных являются допустимыми

Дополнительные сведения см. в разделе Пример шины управления.

Типы данных: bus

Продукция

развернуть все

`data` - Декодированные данные сообщения
скаляр

Декодированные данные сообщения, возвращенные в виде скаляра. Эта ширина выходных данных совпадает с шириной входных данных.

Типы данных: double | single | uint8 | uint16 | fixed point

`ctrl` - Управляющие сигналы, сопровождающие поток проб
`samplecontrol` автобус

Управляющие сигналы, сопровождающие поток проб, возвращаемые в виде samplecontrol Шина включает в себя start, end, и valid управляющие сигналы, которые указывают границы кадра и достоверность выборок.

start - Указывает начало выходного кадра.
end - Указывает конец выходного кадра
valid - Указывает, что данные порта выходных данных являются допустимыми

Дополнительные сведения см. в разделе Пример шины управления.

Типы данных: bus

`err` - Индикация искажения полученных данных
скаляр

Индикация повреждения полученных данных, возвращаемых в виде скаляра.

Когда это значение равно 1 (true), выходные данные содержат ошибки. Когда это значение равно 0 (false), выходные данные содержат нулевые ошибки.

Если количество ошибок во входном кодовом слове больше, чем (длина кодового слова (N) - длина сообщения (K) )/2, блок выводит данные без исправления ошибок и устанавливает порт ошибки в значение1 (true), чтобы указать, что ошибки, которые не могут быть исправлены, существуют во входном кодовом слове.

Типы данных: Boolean

`nextFrame` - Индикатор готовности блока
скаляр

Индикатор готовности блока, возвращаемый как скаляр.

Блок устанавливает этот сигнал на 1 (true), когда блок готов принять начало следующего кадра. Если блок принимает входной сигнал ctrl.start, пока nextFrame имеет значение 0 (false), блок отбрасывает текущий кадр и начинает обработку новых данных.

Типы данных: Boolean

`numErrors` - количество исправленных ошибок;
неотрицательный скаляр

Число исправленных ошибок, возвращаемых как неотрицательный скаляр.

Максимальное число ошибок, которые может исправить код RS, равно (длина кодового слова (N) - длина сообщения (K) )/2. Если количество ошибок во входном кодовом слове больше, чем (длина кодового слова (N) - длина сообщения (K) )/2, блок выводит данные без исправления ошибок и устанавливает порт numErrors в значение0 чтобы указать, что ни одна из этих ошибок не может быть исправлена.

Зависимости

Для активизации этого порта выберите параметр Output number of corrected symbol errors.

Типы данных: uint8

Параметры

развернуть все

`Codeword length (N)` - Длина кодового слова
`7` (по умолчанию) | диапазон от 7 до 65 535

Укажите длину кодового слова.

Длина кодового слова N должно быть целым числом, равным ^2M - 1, где M - целое число в диапазоне от 3 до 16. Дополнительные сведения о представлении данных для кодов RS см. в разделе Целочисленный формат (только для Рида-Соломона).

`Message length (K)` - Длина сообщения
`3` (по умолчанию) | целое число в диапазоне от 3 до (длина кодового слова (N) - `2`)

Укажите длину сообщения.

Дополнительные сведения о представлении данных для кодов RS см. в разделе Целочисленный формат (только для Рида-Соломона).

`Source of primitive polynomial` - Первобытный полиномиальный источник
`Auto` (по умолчанию) | `Property`

Укажите источник полинома примитива.

Выбрать Auto для задания примитивного многочлена на основе значения параметра Codeword length (N). Степень примитивного многочлена вычисляется как M = ceil(_log2 (длина кодового слова (N ))).
Выбрать Property для задания примитивного многочлена с помощью параметра Примитивный многочлен.

`Primitive polynomial` - примитивный многочлен
`[1 0 1 1]` (по умолчанию) | двоичный вектор строки

Укажите двоичный вектор строки, представляющий примитивный многочлен в порядке убывания степеней.

Дополнительные сведения о задании примитивного многочлена см. в разделе Примитивные многочлены и представления элементов.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для параметра Source of primitive polynomial значение Property.

`Source of B, the starting power for roots of the primitive polynomial` - Источник стартовой мощности для корней примитивного многочлена
`Auto` (по умолчанию) | `Property`

Укажите источник начальной степени для корней примитивного многочлена.

Выбрать Auto, для использования значения параметра значения B по умолчанию, 1.
Выбрать Property для включения параметра значения B.

`B value` - Начальная сила корней
`1` (по умолчанию) | положительное целое число

Укажите начальную степень для корней примитивного многочлена.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для параметра Source of B, начальной степени корней примитивного полинома значение Property.

`Output number of corrected symbol errors` - количество исправленных ошибок символов;
`off` (по умолчанию) | `on`

Выберите этот параметр, чтобы включить выходной порт numErrors. Этот порт выводит количество исправленных ошибок.

Примеры модели

Decode and recover message from RS codeword

Декодирование и восстановление сообщения из кодового слова RS

Используйте блок декодера RS для декодирования и восстановления сообщения из кодового слова Рида-Соломона (RS). В этом примере набор случайных входных сигналов генерируется и подается в comm.RSEncoder функция и ее выход подаются в блок RS-декодера. Выходной сигнал блока RS-декодера сравнивается с входным сигналом comm.RSEncoder для проверки наличия ошибок. Пример модели поддерживает генерацию кода HDL для подсистемы декодера RS.

Алгоритмы

развернуть все

На этом рисунке показаны различные этапы операций, выполняемых блоком RS-декодера. Блок вычисляет значения синдрома, определяет полином местоположения ошибки, находит местоположения и величины ошибки и исправляет ошибки.

Этот блок использует алгоритм декодирования Берлекампа-Мэсси. Сведения об этом алгоритме см. в разделе Алгоритмы декодирования только ошибок BCH и RS.

Время ожидания

Задержка между действительными входными данными и соответствующими действительными выходными данными зависит от длины кодового слова и времени, которое блок занимает, чтобы вычислить полиномы обнаружения ошибок и найти местоположения ошибок и величины. Время, в течение которого остается значение порта nextFrame 0 зависит от времени обработки блока. Время обработки блока равно сумме времени, которое блок занимает для вычисления полинома определения ошибок (ELPTime) и поиска местоположений ошибок и значений ошибок (ConvTime). Время обработки вычисляется как это значение.

$\begin{array}{l} Processing_time = ELPTime + ConvTime = 4 \\ × t + t (2 × t + 1) + 10 (Задержки конвейера) \end{array}$

t - количество ошибок, которые может исправить код RS, равное (длина кодового слова (N) - длина сообщения (K) )/2.

Задержка блока равна ^{2ceil (_{log2Processing_time})} + 2 x длина кодового слова (N) + 2.

На этом рисунке показан пример выходного сигнала блока декодера RS с задержкой в соответствии со стандартной конфигурацией DVB-S и значениями параметров Codeword length (N) и Message length (K), указанными как 255 и 239соответственно. В этом случае, когда время обработки меньше длины кодового слова (N), блок обеспечивает поддержку непрерывного ввода. Задержка блока составляет 769 тактовых циклов.

Работа

Производительность синтезированного HDL-кода зависит от цели и вариантов синтеза. Тип входных данных, используемый для генерации кода HDL: fixdt(0,8,0).

В этой таблице показаны результаты синтеза данных о ресурсах и рабочих характеристиках при использовании блока со значениями параметров Codeword length (N) и Message length (K), указанными как 255 и 239соответственно. Созданный HDL предназначен для платы оценки Xilinx ® ^Zynq ® - 7000 ZC706. В конструкции достигается тактовая частота 161,5 МГц.

Ресурс	Используемый номер
LUTs	4098
Регистры	2756
DSPs	0
Блокировать RAM	20

Ссылки

[1] Уикер, Стивен Б. Системы управления ошибками для цифровой связи и хранения. Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: Прентис Холл, 1995.

[2] Берлекамп, Элвин Р. Алгебраическая теория кодирования. Пересмотренное издание. Серия McGraw-Hill в области системной науки. Нью-Джерси: World Scientific, 2015.

[3] Кларк, Джордж К. и J. Затвор Каин. Кодирование с исправлением ошибок для цифровой связи. Приложения теории коммуникаций. Нью-Йорк: Пленум Пресс, 1981.

[4] Мун, Тодд К. Глава 6, Кодирование с исправлением ошибок: математические методы и алгоритмы. Хобокен, N.J.: Wiley-Interscience, 2005.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

Этот блок поддерживает генерацию кода C/C + + для режимов ускорения ^Simulink ® и быстрого ускорения, а также для генерации компонентов DPI.

Создание кода HDL
Создание кода Verilog и VHDL для проектов FPGA и ASIC с использованием Coder™ HDL.

HDL Coder™ предоставляет дополнительные опции конфигурации, которые влияют на реализацию HDL и синтезированную логику.

Архитектура HDL

Этот блок имеет единую архитектуру HDL по умолчанию.

Свойства блока HDL

ConstrainedOutputPipeline	Количество регистров для размещения на выходах путем перемещения существующих задержек в рамках проекта. Распределенная конвейерная обработка не перераспределяет эти регистры. Значение по умолчанию: `0`. Дополнительные сведения см. в разделе ConstrainedOutputPipeline (кодер HDL).
InputPipeline	Количество входных ступеней трубопровода для вставки в сформированный код. Распределенная конвейерная обработка и конвейерная обработка с ограниченным выходом могут перемещать эти регистры. Значение по умолчанию: `0`. Дополнительные сведения см. в разделе InputPipeline (кодер HDL).
OutputPipeline	Количество выходных ступеней трубопровода для вставки в сформированный код. Распределенная конвейерная обработка и конвейерная обработка с ограниченным выходом могут перемещать эти регистры. Значение по умолчанию: `0`. Дополнительные сведения см. в разделе Выходной конвейер (кодер HDL).

Ограничения

Невозможно создать HDL для этого блока в переустановляемой синхронной подсистеме (кодере HDL).

См. также

Блоки

Кодер RS с целочисленным входом | Декодер RS с целочисленным выходом | Кодер RS

Представлен в R2020a

Документация

Декодер RS

Описание

Порты

Вход

`data` - Входные данные кодового слова
скаляр