CN104184483A - 一种参数可配置Turbo的码编码器 - Google Patents

Abstract

一种参数可配置的Turbo码编码器，属信道编码技术领域，它是将常见的CCSDS、WCDMA、CDMA2000三种通信标准下的Turbo码编码器综合在一起，将分量编码器结构模式、交织器与归零模块都设置为可选择的，这样相当于用一个编码器可以生成三种甚至更多不同的Turbo码码字，大大节约了用户的时间，提高了效率。

Description

一种参数可配置Turbo的码编码器

技术领域

本发明涉及信道编码技术领域，具体而言是涉及一种参数可配置的Turbo码编码器。

背景技术

数字信号在传输过程中由于受到噪声和干扰的影响会出现差错，在通信系统中一般采用纠错编码技术来保证可靠的传输。Turbo码是二十世纪九十年代提出的一种重要的新型无线信道编码方式，由于其不仅在信道信噪比较低的高噪声环境下性能优越，而且还具有很强的抗衰落、抗干扰能力，因而在多种移动通信系统中，将Turbo码作为无线信道的编码标准之一。

Turbo码又称为并行级联卷积码(Parallel Concatenated Convolutional Code，PCCC)。Turbo编码器巧妙地将卷积码和随机交织器结合在一起，即实现了随机编码，同时也达到了由短码构造长码的目的。Turbo码基本结构如图1所示，由两个生成矩阵相同的分量编码器、交织器、删余结构和复接器组成。分量编码器即递归系统卷积码(Recursive SystemConvolutional code,RSC)。

随着移动通信的不断发展，Turbo码编码技术不断得到发展和完善，并广泛应用于各种系统中，但在不同移动通信系统中所采用的Turbo码编码器结构与参数是不同的。例如，在CCSDS(The Consultative Committee for Space Data Systems)标准中，Turbo码的分量编码器的寄存器个数为4，且有三路输出，通过删余形成多码率；在WCDMA(Wideband CodeDivision Multiple Access)标准中，Turbo码的分量编码器的寄存器个数为3，只有一路输出，且有两种不同的交织模式，为单一码率；在CDMA2000(Code Division Multiple Access2000)标准中，Turbo码的分量编码器的寄存器个数为3，且有两路输出，通过删余形成多码率。目前，查阅到的各种参考文献中设计的Turbo码编码器都局限为仅针对一种参数配置的Turbo码进行编码，还没有将多种参数的Turbo码编码器融合到一起的先例。

因此，为了研究多种标准下的Turbo码，且实现编码，有必要设计一种参数可配置的编码器，将几种标准的参数都融入到此编码器中，方便用户选择。使用一个可配置Turbo码编码器相比于分别使用多个不同标准下的Turbo码编码器，可大大节约用户的时间，提高效率。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷和不足，本发明提供了一种参数可配置的Turbo码编码器,将CCSDS、WCDMA、CDMA2000三种标准下的Turbo码编码器融合到此编码器中，将分量编码器结构模式、交织方式、归零方式、码率等众多参数设置为可选项，以方便用户的选择。

本发明的技术方案如下：

一种参数可配置的Turbo码编码器,包括上、下两个分量编码器、交织器和归零模块，其特征在于上、下两个分量编码器结构相同；下分量编码器与交织器串联，串联后可视为一个独立模块，该独立模块与上分量编码器并联，并联后其输入端连接信息序列，其输出端连接到归零模块输入端；同时信息序列连接到归零模块的输入端；

所述分量编码器包括CCSDS模式分量编码器、WCDMA模式分量编码器和CDMA2000模式分量编码器，三种模式分量编码器之间相互并联，每次有且只有一种模式分量编码器被选中，分量编码器是将接收到的序列进行卷积码编码，并输出传递至归零模块处；

所述交织器包括CCSDS交织器、矩阵交织器、查表交织器和CDMA2000交织器，四种模式交织器之间相互并联，每次有且只有一种模式交织器被选中，交织器是将接收到的原信息序列进行交织，交织后将序列送入下分量编码器。任何分量编码器结构模式下均可随意选择一种模式交织器，也就意味着每种模式的分量编码器可以搭配4种不同模式的交织器，就可以生产4种不同性能的Turbo码字；

所述归零模块包括非归零模块、CCSDS归零模块、WCDMA归零模块和CDMA2000归零模块，四种模式归零模块之间相互并联，每次有且只有一种模式归零模块被选中，原信息序列与上、下分量编码器编码后的序列均送入归零模块中进行处理并得到最终的编码序列。由于每种标准下的Turbo码的删余结构不尽相同，所以本发明将删余结构与归零模块设计到同一个模块，一步解决归零与删余问题。

上述参数可配置的Turbo码编码器的编码方法，步骤如下：

a、根据用户输入的信源比特个数N，编码器自动生成N个随机信源比特待编码；

b、用户选择所需要的分量编码器结构模式、交织器和归零模块，上、下分量编码器要选择同一模式分量编码器；

c、用户选择交织长度为K，交织长度也称块长，即N个待编码比特分为每次K个进入编码器进行编码；

d、首先，K个待编码数据直接通往归零模块处等待与其他校验序列进行复接；

e、其次，这K个待编码数据进入上分量编码器中进行编码，与此同时，这K个待编码数据进入交织器进行交织，交织后的K个数据进入下分量编码器中进行编码；

f、从上、下分量编码器中输出的两路校验序列与最初的K个待编码数据共同进入归零模块进行归零与复接，得到第一次编码码字；

g、重复步骤d—步骤f的过程，直到N个待编码码字全部编码完成，若最后一次循环时，待编码数据不足K个，则对其进行补0处理，补齐至K个数据，即可进行最后一次编码，从而得到最终的编码码字。

利用本发明提供的参数可配置Turbo码编码器，具有以下有益效果：

将常见的CCSDS、WCDMA、CDMA2000三种通信标准下的Turbo码编码器综合在一起，将它们的参数设置为可选择的，这样相当于用一个编码器可以生产三种甚至更多不同的Turbo码码字，大大节约了用户的时间，提高效率。

附图说明

图1是Turbo码编码器的基本结构示意图。

图2是本发明的结构示意框图。

其中：1、交织器，2、上分量编码器，3、下分量编码器，4、归零模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不限于此。

实施例1：

本发明实施例1如图2所示，一种参数可配置的Turbo码编码器,包括上、下两个分量编码器2和3、交织器1和归零模块4，其特征在于上、下两个分量编码器2和3的结构相同；下分量编码器3与交织器1串联，串联后可视为一个独立模块，该独立模块与上分量编码器2并联，并联后其输入端连接信息序列，其输出端连接到归零模块4的输入端；同时信息序列连接到归零模块4的输入端；

所述分量编码器包括CCSDS模式分量编码器、WCDMA模式分量编码器和CDMA2000模式分量编码器，三种模式分量编码器之间相互并联，每次有且只有一种模式分量编码器被选中，分量编码器2或3是将接收到的序列进行卷积码编码，并输出传递至归零模块4处；

所述交织器1包括CCSDS交织器、矩阵交织器、查表交织器和CDMA2000交织器，四种模式交织器之间相互并联，每次有且只有一种模式交织器被选中，交织器1是将接收到的原信息序列进行交织，交织后将序列送入下分量编码器3。任何分量编码器结构模式下均可随意选择一种模式交织器，也就意味着每种模式的分量编码器可以搭配4种不同模式的交织器，就可以生产4种不同性能的Turbo码字；

所述归零模块4包括非归零模块、CCSDS归零模块、WCDMA归零模块和CDMA2000归零模块，四种模式归零模块之间相互并联，每次有且只有一种模式归零模块被选中，原信息序列与上、下分量编码器编码后的序列均送入归零模块4中进行处理并得到最终的编码序列。由于每种标准下的Turbo码的删余结构不尽相同，所以本发明将删余结构与归零模块设计到同一个模块，一步解决归零与删余问题。

实施例2：

上述参数可配置的Turbo码编码器的编码方法，步骤如下：

a、根据用户输入的信源比特个数N，编码器自动生成N个随机信源比特待编码；

b、用户选择所需要的分量编码器结构模式、交织器和归零模块，上、下分量编码器要选择同一模式分量编码器；

c、用户选择交织长度为K，交织长度也称块长，即N个待编码比特分为每次K个进入编码器进行编码；

d、首先，K个待编码数据直接通往归零模块处等待与其他校验序列进行复接；

e、其次，这K个待编码数据进入上分量编码器中进行编码，与此同时，这K个待编码数据进入交织器进行交织，交织后的K个数据进入下分量编码器中进行编码；

f、从上、下分量编码器中输出的两路校验序列与最初的K个待编码数据共同进入归零模块进行归零与复接，得到第一次编码码字；

g、重复步骤d—步骤f的过程，直到N个待编码码字全部编码完成，若最后一次循环时，待编码数据不足K个，则对其进行补0处理，补齐至K个数据，即可进行最后一次编码，从而得到最终的编码码字。

Claims (2)

1.一种参数可配置的Turbo码编码器,包括上、下两个分量编码器、交织器和归零模块，其特征在于上、下两个分量编码器结构相同；下分量编码器与交织器串联，串联后可视为一个独立模块，该独立模块与上分量编码器并联，并联后其输入端连接信息序列，其输出端连接到归零模块输入端；同时信息序列连接到归零模块的输入端；

所述分量编码器包括CCSDS模式分量编码器、WCDMA模式分量编码器和CDMA2000模式分量编码器，三种模式分量编码器之间相互并联；

所述交织器包括CCSDS交织器、矩阵交织器、查表交织器和CDMA2000交织器，四种模式交织器之间相互并联；

所述归零模块包括非归零模块、CCSDS归零模块、WCDMA归零模块和CDMA2000归零模块，四种模式归零模块之间相互并联。

2.如权利要求1所述一种参数可配置的Turbo码编码器的编码方法，步骤如下：

a、根据用户输入的信源比特个数N，编码器自动生成N个随机信源比特待编码；

b、用户选择所需要的分量编码器结构模式、交织器和归零模块，上、下分量编码器要选择同一模式分量编码器；

c、用户选择交织长度为K，交织长度也称块长，即N个待编码比特分为每次K个进入编码器进行编码；

d、首先，K个待编码数据直接通往归零模块处等待与其他校验序列进行复接；

e、其次，这K个待编码数据进入上分量编码器中进行编码，与此同时，这K个待编码数据进入交织器进行交织，交织后的K个数据进入下分量编码器中进行编码；

f、从上、下分量编码器中输出的两路校验序列与最初的K个待编码数据共同进入归零模块进行归零与复接，得到第一次编码码字；

g、重复步骤d—步骤f的过程，直到N个待编码码字全部编码完成，若最后一次循环时，待编码数据不足K个，则对其进行补0处理，补齐至K个数据，即可进行最后一次编码，从而得到最终的编码码字。