[發明專利]Turbo碼快速實現方法

在審

• 申請號: 202010010775.2
• 申請日: 2020-01-06
• 公開（公告）號: CN111130572A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 朱勝利;羅寧;王宇舟;張庭蘭;謝玲
• 申請（專利權）人: 西南電子技術研究所(中國電子科技集團公司第十研究所)
• 主分類號: H03M13/29
• 分類號: H03M13/29;H03M13/27;H04L1/00
• 代理公司: 成飛(集團)公司專利中心 51121
• 代理人: 郭純武

1.一種Turbo編碼快速實現方法，具有如下技術特征：基于現場可編程門陣列FPGA，利用MATLAB算法數學工具軟件，生成第二路編碼所用的交織關系，用于時序控制和兩路編碼數據對齊的延遲器、分量編碼器，特定碼率Turbo碼編碼輸出的打孔器，用于寄存器清零的輸入先入先出隊列FIFO，用于時序控制及輸出數據調整的輸出FIFO，并串轉換器，以及交織器和用于交織路分量編碼器編碼的交織ROM表；交織時，將待編碼的二進制序列x順序寫入一個偽雙口RAM；而讀的地址由交織器對應的交織ROM表提供；根據交織ROM表提供的地址一次讀出RAM中的信息即完成交織，得到交織序列X2；待編碼的二進制序列x的碼字序列輸入數據信息分為兩路，一路信息經過延遲器，得到信息X1輸入分量編碼器1，輸出序列O1，另一路輸入信息通過交織器，交織之后的信息序列X2輸入分量編碼器2進行編碼，得到輸出序列O2；兩個分量編碼器編碼后，將輸出序列O1、O2送入打孔器進行碼率調整，根據所需的碼率進行打孔編碼，通過打孔器打孔復接成需要的碼序列，并和原始信息序列輸出OO進行復用，產生最終的碼字輸出，實現不同碼率的Turbo碼編碼。

2.如權利要求1所述的Turbo編碼快速實現方法，其特征在于：在FPGA實現交織算法時，將交織關系存儲于交織ROM表；在數據交織時，Turbo待編碼數據通過偽雙口RAM順序寫入，讀出時則根據交織ROM表輸出的數據讀出。

3.如權利要求1所述的Turbo編碼快速實現方法，其特征在于：交織ROM表中的數據是原始信息下標的交織序列，交織ROM表中的前面K個數據是交織數據，后面m個數據沒有交織，對應交織RAM的讀出地址，不同的交織關系，替換對應的交織ROM表；交織器完成對信息序列的交織，對信息序列后面的補充數據不做交織，每一幀編碼完之后，兩個分量編碼器的狀態都歸零，將兩個分量編碼器同時歸于特定狀態。

4.如權利要求1所述的Turbo編碼快速實現方法，其特征在于：交織時，首先，將兩個分量編碼器的所有寄存器初始化為0，運行486+4比特為一個周期，產生一個長為980的碼塊。

5.如權利要求5所述的Turbo編碼快速實現方法，其特征在于：每個編碼周期的前486個比特，與分量編碼器相關的輸入開關在低位時，接收輸入數據，而最后四比特，開關切換到高位，從分量編碼器的移位寄存器中接收反饋信號，該反饋信號和最左邊的加法器反饋抵消，對寄存器進行清零操作；寄存器清零期間，兩個分量編碼器仍將繼續輸出非零編碼序列。

6.如權利要求1所述的Turbo編碼快速實現方法，其特征在于：分量編碼器1的輸出序列O₁＝[O_1,1 O_1,2 O_1,3 … O_1,490]，分量編碼器2的輸出序列O₂＝[O_2,1 O_2,2 O_2,3 … O_2,490]，之后打孔器結合信息序列打孔復用后得到整體輸出980個比特的碼字。

7.如權利要求1所述的Turbo編碼快速實現方法，其特征在于：Turbo碼編碼器由2個相同的RSC分量編碼器和一個交織器構成；編碼時原始輸入信息X，經過延遲器輸出X1，送入分量編碼器1進行編碼，輸出序列O1；原始信息X經過交織器進行交織操作得到交織后的序列X2，將X2送入分量編碼器2進行編碼，得到輸出序列O2；分量編碼器1和分量編碼器2的輸出送入打孔處器生成特定碼率的Turbo碼，打孔之后的數據和原始信息序列復用生成最后的碼字。

8.如權利要求1所述的Turbo編碼快速實現方法，其特征在于：分量編碼器采用具有記憶深度為4，對應16種狀態的四個寄存器及后向連接多項式和前向連接矢量共同實現分量編碼器，其對應的多項式生成矩陣為：

其中，D表示延遲。