[發明專利]Turbo乘積碼優化編譯碼算法的FPGA實現方法

有效

• 申請號: 200810207929.6
• 申請日: 2008-12-26
• 公開（公告）號: CN101483443A
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發明（設計）人: 牛韜;李裕;丁勇飛;沈凱虹;石吉利;徐丁海
• 申請（專利權）人: 中國航空無線電電子研究所
• 主分類號: H03M13/47
• 分類號: H03M13/47;G06F17/50;H04L1/00
• 代理公司: 上海金盛協力知識產權代理有限公司
• 代理人: 杜林雪

技術領域

本發明涉及通信技術領域，尤其涉及信息傳輸中的前向糾錯編譯碼技術，是TPC編譯碼算法的一種新的FPGA實現方法。?

背景技術

數據通信中，信道編譯碼是通信系統中的核心組成部分之一，它致力于為系統提供更高的傳輸可靠性。Turbo乘積碼(Turbo?Product?Code，簡稱TPC)編譯碼技術是近十余年來發展的一種差錯控制技術，它是將Turbo碼中迭代譯碼方法引入乘積碼(Product?Code)譯碼方案中所構成的新的編碼技術。TPC具有非常好的糾錯能力，不僅在加性高斯白噪聲信道(AWGN)中對系統性能有很大幅度的改善，在瑞利衰落信道(Rayleigh?FadingChannel)中也能大大改善系統性能。?

TPC屬于乘積碼，基本結構通常如圖1所示。在乘積碼編碼中，先將輸入信息m1排列成k1×k2的矩陣，接著對第一列的數據做分組編碼(n1，k1，d1)，然后依次完成k2列的分組編碼，構成子碼長度為n1×k2。然后將第一次編完的碼作為第二次編碼的輸入數據，對第一行數據進行分組編碼(n2，k2，d2)，然后依次完成n1行的編碼，成為乘積碼，大小為n1×n2。?

為適應應用需求，需要信道編碼方案提供更高的誤碼率性能和系統增益，并且盡可能的提高譯碼的速度，以支持數十Mbps到上百Mbps的信息?處理速率，這對TPC的實現尤其是譯碼模塊的實現增加了很高的難度。現有的TPC解決方案，信息處理速率大多在10Mbps到20Mbps(有個別解決方案可達上百Mbps)。目前圍繞TPC編譯碼算法的研究，主要集中在如何降低譯碼算法的復雜度，提高信息處理速率，同時保證比較高的譯碼性能。?

另外，現有的TPC解決方案大多是各類專用IC以及各種高速信號通信儀器，使用成本較高，應用不便，靈活性差。而IP核(IP?core)類則配置比較繁瑣，成本也比較高，或者算法過于簡化，性能不高，而且由于沒有核心代碼，不能根據開發需要進行自主修改。?

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供一種Turbo乘積碼優化編譯碼算法的FPGA實現方法，以降低軟判決譯碼的復雜度，降低譯碼器內部的占空比，提高可以支持的數據率。?

一種Turbo乘積碼優化編譯碼算法的FPGA實現方法，包括以下步驟：?

1)編碼，待編碼數據傳輸至隨機存取內存中，編碼器從隨機存取內存中逐行或逐列讀入，并采用Turbo乘積碼進行行或列編碼，所有行或列編碼完畢后再逐列或逐行進行編碼，將編碼后的數據寫入輸出Ram中，當輸出Ram滿時，先輸出幀頭，然后讀出輸出Ram中的整塊數據，數據輸出完畢直到下一塊數據輸出前的時鐘空隙，以0或1或其他冗余信息補足；并根據碼率需要，對信息位進行縮短；?

2)組幀，對編碼后輸出的數據進行組幀并發送；?

3)譯碼，對接收到的數據進行解幀和譯碼。?

作為本發明的一種優選方式，所述步驟1)中，隨機存取內存為Ram1?和Ram2，具體步驟如下：?

待編碼數據傳輸開始后，1個信息塊長度的數據寫入Ram1后，開始寫入Ram2并且同時編碼器開始工作，編碼器從Ram1中逐行或列讀入進行行或列編碼，寫入輸出Ram；所有行或列編碼完畢后再逐列或行進行編碼，寫入輸出Ram，在Ram1讀完后，等1個信息塊長度的數據寫入Ram2后，在Ram2中重復Ram1同樣的操作，Ram1和Ram2反復切換，當輸出Ram滿時，先輸出幀頭，然后讀出Ram中的整塊數據。?

作為本發明的另一優選方式，所述步驟1)中，編碼端實現的碼型包括擴展漢明碼(8，4)，(16，11)，(32，26)，(64，57)，(128，120)和擴展BCH碼(16，6)，(32，21)，(64，51)，(128，113)共9種基本碼型。?

作為本發明的再一優選方式，對信息位進行縮短的方式為按行縮短、按列縮短或按行列信息位縮短，縮短的碼型為以下碼型中的一個：?

(32，26)x(30，24)或(30，24)x(32，26)；?

(32，21)x(31，20)或(31，20)x(32，26)；?

(30，24)x(32，21)或(32，21)x(30，24)；?

(30，24)x(32，21)或(32，21)x(30，24)；?

(64，57)x(63，56)或(63，56)x(64，57)；?

(64，51)x(61，48)或(61，48)x(64，51)；?