一種交織器/解交織器可配置、可復用的Turbo碼編解碼器的製作方法
2023-11-06 03:42:17 2
本發明涉及無線通信領域中前向糾錯的一種Turbo碼編解碼器，特別適用於WCDMA或衛星移動通信系統中前向糾錯Turbo碼編解碼器的實現。
背景技術：
Turbo碼在無線通信中有著廣泛的應用。第三代地面移動通信WCDMA，以及中國的第一代衛星移動通信，都採用了Turbo碼。Turbo碼的交織器對Turbo碼的性能，有著較大的影響。一般採用偽隨機交織器，實現時需要一個較大的存儲表。中國的第一代衛星移動通信標準尚不穩定成熟，實現時需考慮到標準的更改或演進。
Turbo碼的編碼較簡單，將原始碼流編碼一次，交織後再編碼一次。其中涉及到一次交織處理。
Turbo碼的解碼計算量大，實現複雜。Turbo碼最常用的解碼算法為MAX-LOG-MAP算法。在解碼時，使用兩個軟輸入軟輸出(SISO)模塊，交換軟信息。第一個SISO模塊的輸出，經交織後送入第二個SISO；或者第二個SISO的輸出，解交織後送入第一個SISO。因此，Turbo碼的解碼過程中，也涉及到頻繁的交織和解交織。
因此，Turbo碼的實現上，有較多的方法可挖掘，以便減小計算量、增加靈活性。
技術實現要素：
本發明提供了一種增強Turbo碼實現靈活性、減小資源消耗、可配置、可復用的Turbo碼編解碼器。本發明的要點有兩個：1)，為增強靈活性，設計使得交織表內的內容，既可以通過交織表生成器內部生成，也可以由外部處理器通過總線接口填寫；2)，為減小資源開銷，交織器和解交織器為同一個模塊，不同的配置實現不同的功能。同時，編碼器和解碼器共用交織器/解交織器，由一個仲裁器來裁決二者的使用權。
本發明的目的具體是這樣實現的：
一種交織器/解交織器可配置、可復用的Turbo碼編解碼器，包括：
總線接口A，當編碼器工作時，將外部數據轉發給編碼器B並將編碼器B的處理結果進行對外輸出；當解碼器工作時，將外部數據轉發給解碼器D並將解碼器D的處理結果進行對外輸出；當對交織器/解交織器C內交織表存儲器C1填寫時，將外部數據轉發給交織器/解交織器C；
編碼器B，將輸入數據進行Turbo編碼，並將結果輸出，在這個過程中，編碼器將調用交織器/解交織器C；
解碼器D，將輸入數據進行Turbo解碼，並將結果輸出，在這個過程中，解碼器將調用交織器/解交織器C；
交織器/解交織器C，將編碼器或解碼器送來的數據，按照交織表存儲器的內容進行置亂，並將結果輸出給編碼器或解碼器。
其中，交織器/解交織器C包括：
仲裁器C0：仲裁器C0在交織表生成器C2生成交織表存儲器C1內容時，禁止編碼器B和解碼器D對交織表存儲器C1的使用；在編碼器B使用交織表存儲器C1時，禁止解碼器D對交織表存儲器C1的使用；在解碼器D使用交織表存儲器C1時，禁止編碼器B對交織表存儲器C1的使用；
交織表存儲器C1：交織表存儲器C1為一個靜態隨機讀寫存儲器SRAM，存儲器的地址為每個待交織比特的序號，存儲器的內容為交織後該比特的序號；在交織器/解交織器控制器C5控制下，交織表存儲器C1的內容由外部處理器直接填寫，或由交織表生成器C2生成並填寫；
交織表生成器C2：在交織器/解交織器控制器C5控制下，交織表生成器C2生成交織圖樣，並存儲在交織表存儲器C1內；
輸入數據存儲器C3：在交織器/解交織器控制器C5控制下，輸入數據存儲器C3接收並存儲編碼器或解碼器輸入的數據；
輸出數據存儲器C4：在交織器/解交織器控制器C5控制下，輸出數據存儲器C4存儲交織或解交織的結果；
交織器/解交織器控制器C5：控制交織表生成器C2生成交織表存儲器C1裡面的內容，並根據總線接口A的配置，進行交織或解交織操作。
顯然，本發明的優點體現在：
1.由於交織表通過總線可配置，增強了系統的靈活性。
2.編碼器和解碼器共用交織器/解交織器，減小了資源開銷。
附圖說明
圖1是本發明的總體原理框圖；
圖2是交織器/解交織器的詳細結構圖。
圖3是編碼器的詳細結構圖。
圖4是解碼器的詳細結構圖。
具體實施方式
參照圖1至圖4,對本發明作進一步說明。
一種交織器/解交織器可配置、可復用的Turbo碼編解碼器，包括總線接口A、編碼器B、解碼器D和交織器/解交織器C。實施例按圖1連接線路。
總線接口A，當編碼器工作時，將外部數據轉發給編碼器B並將編碼器B的處理結果進行對外輸出；當解碼器工作時，將外部數據轉發給解碼器D並將解碼器D的處理結果進行對外輸出；當對交織器/解交織器C內交織表存儲器C1填寫時，將外部數據轉發給交織器/解交織器C；
編碼器B，將輸入數據進行Turbo編碼，並將結果輸出，在這個過程中，編碼器將調用交織器/解交織器C；
解碼器D，將輸入數據進行Turbo解碼，並將結果輸出，在這個過程中，解碼器將調用交織器/解交織器C；
交織器/解交織器C，將編碼器或解碼器送來的數據，按照交織表存儲器的內容進行置亂，並將結果輸出給編碼器或解碼器。
交織器/解交織器C包括仲裁器C0、交織表存儲器C1、交織表生成器C2、輸入數據存儲器C3、輸出數據存儲器C4和交織器/解交織器控制器C5。實施例按圖2連接線路。
仲裁器C0，仲裁器C0在交織表生成器C2生成交織表存儲器C1內容時，禁止編碼器B和解碼器D對交織表存儲器C1的使用；在編碼器B使用交織表存儲器C1時，禁止解碼器D對交織表存儲器C1的使用；在解碼器D使用交織表存儲器C1時，禁止編碼器B對交織表存儲器C1的使用；
交織表存儲器C1，交織表存儲器C1為一個靜態隨機讀寫存儲器SRAM，存儲器的地址為每個待交織比特的序號，存儲器的內容為交織後該比特的序號；在交織器/解交織器控制器C5控制下，交織表存儲器C1的內容由外部處理器直接填寫，或由交織表生成器C2生成並填寫；
交織表生成器C2，在交織器/解交織器控制器C5控制下，交織表生成器C2生成交織圖樣，並存儲在交織表存儲器C1內；
輸入數據存儲器C3，在交織器/解交織器控制器C5控制下，輸入數據存儲器C3接收並存儲編碼器或解碼器輸入的數據；
輸出數據存儲器C4，在交織器/解交織器控制器C5控制下，輸出數據存儲器C4存儲交織或解交織的結果；
交織器/解交織器控制器C5，控制交織表生成器C2生成交織表存儲器C1裡面的內容，並根據總線接口A的配置，進行交織或解交織操作。
圖2中，交織器/解交織器C由仲裁器C0、交織表存儲器C1、交織表生成器C2、輸入數據存儲器C3、輸出數據存儲器C4和交織器/解交織器控制器C5組成。仲裁器C0控制交織器/解交織器C是由編碼器B使用、解碼器D使用，還是外部處理器直接填寫。交織器/解交織器控制器C5控制交織表生成器C2生成交織表存儲器C1裡面的內容，並控制交織器/解交織器C作交織器使用，還是作解交織器使用。交織表存儲器C1的內容，為輸入數據存儲器C3裡面按順序存儲數據交織後的地址。交織或解交織的結果，放在輸出數據存儲器C4中。
圖3中，待編碼數據首先由外部處理器放在編碼器輸入數據存儲器B1中。在編碼器控制器B3的作用下，編碼計算單元B4從編碼器輸入數據存儲器B1中讀取數據，處理後存入編碼器輸出數據存儲器B2中。然後，編碼器控制器B3將編碼器輸入數據存儲器B1裡面的數據，搬移到交織器/解交織器C，並且啟動交織。交織完成後，編碼器控制器B3再次啟動編碼計算單元B4，將交織器/解交織器C的輸出數據進行編碼。編碼結果存入編碼器輸出數據存儲器B2中。
圖4中，待解碼數據按照x,z1,z2的分類方式，分別存儲在解碼器輸入數據存儲器D11、解碼器輸入數據存儲器D13和解碼器輸入數據存儲器D14中。首先，解碼器控制器D3啟動交織/解交織器C，將輸入數據x進行交織，存儲在解碼器輸入數據存儲器D12中。然後，解碼器控制器D3控制SISO解碼單元D4，對輸入數據進行解碼。若干次迭代後，解碼器控制器D3將解碼結果作判決，存儲在解碼器輸出數據存儲器D2中，解碼結束。