[發(fā)明專利]并行多碼率卷積碼譯碼方法及其實(shí)現(xiàn)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010034520.6
• 申請日: 2010-01-19
• 公開（公告）號: CN101764622A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張彧;蘇承毅;萬曉峰;楊知行;邱松
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: H03M13/23
• 分類號: H03M13/23
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 胡小永

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)字信息傳輸技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種并行多碼率卷積 碼譯碼方法及其實(shí)現(xiàn)裝置。

背景技術(shù)

卷積碼是在數(shù)字電視、衛(wèi)星通信、移動通信等各種通信體制中經(jīng) 常采用的信道編碼方法。自提出至今，在理論、性能和硬件實(shí)現(xiàn)等方 面的研究都已經(jīng)相當(dāng)成熟，并因其較好的性能和較低的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度在 各種通信場合中得到了廣泛的應(yīng)用。但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種 通信系統(tǒng)所要求的傳輸速率越來越高，如衛(wèi)星通信的傳輸速率將達(dá)到 1G比特/秒以上，這對卷積碼譯碼器的性能也提出了更高的要求。以 當(dāng)前Altera公司生產(chǎn)Stratix?II系列FPGA芯片為例，采用該公司 Viterbi?IP?core，(2，1，7)卷積碼Viterbi譯碼器可以達(dá)到220Mbps 的吞吐率，但無法滿足當(dāng)今高速率的傳輸要求。

傳統(tǒng)刪余卷積碼譯碼器的實(shí)現(xiàn)原理框圖如圖1所示，其譯碼步驟 如下：

步驟1：在控制信號控制下，對輸入I、Q兩路信號進(jìn)行移位及 旋轉(zhuǎn)。

步驟2：根據(jù)刪余模式，解刪余。

步驟3：卷積譯碼。

步驟4：數(shù)據(jù)存儲，存儲解刪余后的待譯碼數(shù)據(jù)。

步驟5：卷積編碼，對譯碼后數(shù)據(jù)重新進(jìn)行卷積編碼。

步驟6：將步驟4數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)與步驟5卷積編碼后數(shù)據(jù)進(jìn)行比 較分析，判斷解刪余及旋轉(zhuǎn)狀態(tài)是否正確，輸出移位旋轉(zhuǎn)控制信號。

步驟7：差分譯碼，輸出最終數(shù)據(jù)。

傳統(tǒng)卷積碼譯碼器是針對單路串行數(shù)據(jù)提出的，由于受到器件及 成本等因素的限制，很難滿足高速大數(shù)據(jù)量的處理要求。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種能夠提高譯碼 吞吐率、有效凈荷速率，因此能夠滿足衛(wèi)星通信等高速率信息傳輸通 信系統(tǒng)的要求的卷積碼譯碼方案。

(二)技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種并行多碼率卷積碼譯碼方 法，包括以下步驟：

S1，接收N_in路并行輸入信號，并在移位控制信號的作用下將該 輸入信號移位后輸出，輸出信號也為N_in路并行信號，N_in為正整數(shù)；

S2，通過相位旋轉(zhuǎn)的方式部分消除所述輸出信號的相位模糊度；

S3，將步驟S2處理之后的信號作為有效數(shù)據(jù)，將該有效數(shù)據(jù)加 上保護(hù)間隔，組裝成數(shù)據(jù)幀，作為并行卷積譯碼的輸入；

S4，將步驟S3處理之后組裝成的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行并行卷積譯碼；

S5，將并行卷積譯碼的多路輸出合并成一路，并行輸出。

其中，所述方法使用了三個工作時鐘，所述步驟S1、S2和S3 使用同一時鐘f₁；所述步驟S4使用時鐘f₂；所述步驟S5使用時鐘f₃。

其中，所述保護(hù)間隔包括前保護(hù)間隔和后保護(hù)間隔。

其中，對于第m數(shù)據(jù)幀，其前保護(hù)間隔為第m-1數(shù)據(jù)幀有效數(shù)據(jù) 的結(jié)尾部分，其后保護(hù)間隔為第m+1數(shù)據(jù)幀有效數(shù)據(jù)的起始部分，前 保護(hù)間隔及后保護(hù)間隔的長度均大于步驟S4中進(jìn)行譯碼時的譯碼約 束長度。

其中，通過鎖相環(huán)產(chǎn)生所述時鐘。

其中，在進(jìn)行并行卷積譯碼的步驟中包括以差分譯碼的方式消除 所述數(shù)據(jù)幀中剩余的相位模糊度的步驟。

其中，對于每一數(shù)據(jù)幀，前保護(hù)間隔、有效數(shù)據(jù)及后保護(hù)間隔的 第一個符號均對應(yīng)各自相應(yīng)工作碼率的刪余矩陣的第一列。

本發(fā)明提供了一種并行多碼率卷積碼譯碼實(shí)現(xiàn)裝置，包括：

并行移位控制單元，用于接收N_in路并行輸入信號，并在移位控 制信號的作用下將該輸入信號移位后輸出，輸出的信號也為N_in路并 行信號，N_in為正整數(shù)；

并行相位旋轉(zhuǎn)單元，用于通過相位旋轉(zhuǎn)的方式部分消除所述輸出 信號的相位模糊度；

分塊成數(shù)據(jù)幀單元，用于將所述并行相位旋轉(zhuǎn)單元處理后的信號 作為有效數(shù)據(jù)，將該有效數(shù)據(jù)加上保護(hù)間隔，組裝成數(shù)據(jù)幀；

并行卷積譯碼單元，用于將所述分塊成數(shù)據(jù)幀單元處理后組裝成 的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行并行卷積譯碼；