[發(fā)明專利]一種參數(shù)可配置Turbo的碼編碼器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410461756.6
• 申請(qǐng)日: 2014-09-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104184483A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬丕明;孫程;楊勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): H03M13/27
• 分類號(hào): H03M13/27
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 許德山

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信道編碼技術(shù)領(lǐng)域，具體而言是涉及一種參數(shù)可配置的Turbo碼編碼器。

背景技術(shù)

數(shù)字信號(hào)在傳輸過(guò)程中由于受到噪聲和干擾的影響會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)，在通信系統(tǒng)中一般采用糾錯(cuò)編碼技術(shù)來(lái)保證可靠的傳輸。Turbo碼是二十世紀(jì)九十年代提出的一種重要的新型無(wú)線信道編碼方式，由于其不僅在信道信噪比較低的高噪聲環(huán)境下性能優(yōu)越，而且還具有很強(qiáng)的抗衰落、抗干擾能力，因而在多種移動(dòng)通信系統(tǒng)中，將Turbo碼作為無(wú)線信道的編碼標(biāo)準(zhǔn)之一。

Turbo碼又稱為并行級(jí)聯(lián)卷積碼(Parallel?Concatenated?Convolutional?Code，PCCC)。Turbo編碼器巧妙地將卷積碼和隨機(jī)交織器結(jié)合在一起，即實(shí)現(xiàn)了隨機(jī)編碼，同時(shí)也達(dá)到了由短碼構(gòu)造長(zhǎng)碼的目的。Turbo碼基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，由兩個(gè)生成矩陣相同的分量編碼器、交織器、刪余結(jié)構(gòu)和復(fù)接器組成。分量編碼器即遞歸系統(tǒng)卷積碼(Recursive?System?Convolutional?code,RSC)。

隨著移動(dòng)通信的不斷發(fā)展，Turbo碼編碼技術(shù)不斷得到發(fā)展和完善，并廣泛應(yīng)用于各種系統(tǒng)中，但在不同移動(dòng)通信系統(tǒng)中所采用的Turbo碼編碼器結(jié)構(gòu)與參數(shù)是不同的。例如，在CCSDS(The?Consultative?Committee?for?Space?Data?Systems)標(biāo)準(zhǔn)中，Turbo碼的分量編碼器的寄存器個(gè)數(shù)為4，且有三路輸出，通過(guò)刪余形成多碼率；在WCDMA(Wideband?Code?Division?Multiple?Access)標(biāo)準(zhǔn)中，Turbo碼的分量編碼器的寄存器個(gè)數(shù)為3，只有一路輸出，且有兩種不同的交織模式，為單一碼率；在CDMA2000(Code?Division?Multiple?Access2000)標(biāo)準(zhǔn)中，Turbo碼的分量編碼器的寄存器個(gè)數(shù)為3，且有兩路輸出，通過(guò)刪余形成多碼率。目前，查閱到的各種參考文獻(xiàn)中設(shè)計(jì)的Turbo碼編碼器都局限為僅針對(duì)一種參數(shù)配置的Turbo碼進(jìn)行編碼，還沒(méi)有將多種參數(shù)的Turbo碼編碼器融合到一起的先例。

因此，為了研究多種標(biāo)準(zhǔn)下的Turbo碼，且實(shí)現(xiàn)編碼，有必要設(shè)計(jì)一種參數(shù)可配置的編碼器，將幾種標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)都融入到此編碼器中，方便用戶選擇。使用一個(gè)可配置Turbo碼編碼器相比于分別使用多個(gè)不同標(biāo)準(zhǔn)下的Turbo碼編碼器，可大大節(jié)約用戶的時(shí)間，提高效率。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足，本發(fā)明提供了一種參數(shù)可配置的Turbo碼編碼器,將CCSDS、WCDMA、CDMA2000三種標(biāo)準(zhǔn)下的Turbo碼編碼器融合到此編碼器中，將分量編碼器結(jié)構(gòu)模式、交織方式、歸零方式、碼率等眾多參數(shù)設(shè)置為可選項(xiàng)，以方便用戶的選擇。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種參數(shù)可配置的Turbo碼編碼器,包括上、下兩個(gè)分量編碼器、交織器和歸零模塊，其特征在于上、下兩個(gè)分量編碼器結(jié)構(gòu)相同；下分量編碼器與交織器串聯(lián)，串聯(lián)后可視為一個(gè)獨(dú)立模塊，該獨(dú)立模塊與上分量編碼器并聯(lián)，并聯(lián)后其輸入端連接信息序列，其輸出端連接到歸零模塊輸入端；同時(shí)信息序列連接到歸零模塊的輸入端；

所述分量編碼器包括CCSDS模式分量編碼器、WCDMA模式分量編碼器和CDMA2000模式分量編碼器，三種模式分量編碼器之間相互并聯(lián)，每次有且只有一種模式分量編碼器被選中，分量編碼器是將接收到的序列進(jìn)行卷積碼編碼，并輸出傳遞至歸零模塊處；

所述交織器包括CCSDS交織器、矩陣交織器、查表交織器和CDMA2000交織器，四種模式交織器之間相互并聯(lián)，每次有且只有一種模式交織器被選中，交織器是將接收到的原信息序列進(jìn)行交織，交織后將序列送入下分量編碼器。任何分量編碼器結(jié)構(gòu)模式下均可隨意選擇一種模式交織器，也就意味著每種模式的分量編碼器可以搭配4種不同模式的交織器，就可以生產(chǎn)4種不同性能的Turbo碼字；

所述歸零模塊包括非歸零模塊、CCSDS歸零模塊、WCDMA歸零模塊和CDMA2000歸零模塊，四種模式歸零模塊之間相互并聯(lián)，每次有且只有一種模式歸零模塊被選中，原信息序列與上、下分量編碼器編碼后的序列均送入歸零模塊中進(jìn)行處理并得到最終的編碼序列。由于每種標(biāo)準(zhǔn)下的Turbo碼的刪余結(jié)構(gòu)不盡相同，所以本發(fā)明將刪余結(jié)構(gòu)與歸零模塊設(shè)計(jì)到同一個(gè)模塊，一步解決歸零與刪余問(wèn)題。

上述參數(shù)可配置的Turbo碼編碼器的編碼方法，步驟如下：

a、根據(jù)用戶輸入的信源比特個(gè)數(shù)N，編碼器自動(dòng)生成N個(gè)隨機(jī)信源比特待編碼；