專利名稱：并行卷積-rs級聯(lián)碼譯碼方法及其實現(xiàn)裝置的制作方法
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，具體涉及一種并行巻積-RS級聯(lián)碼譯碼方法及其實現(xiàn)裝置。
背景技術(shù)：
巻積-RS級聯(lián)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、性能和硬件實現(xiàn)等方面的研究都已經(jīng)相當(dāng)成熟，并因其較好的編碼增益和較低的實現(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，這對巻積-RS級聯(lián)碼吞吐率也提出了更高的要求。
傳統(tǒng)巻積-RS級聯(lián)碼譯碼器的原理框圖如圖1所示，其步驟如下
1 :巻積譯碼;2 :幀同步;3 :解擾;4 :串并轉(zhuǎn)換;5 :RS譯碼。 如上所述的傳統(tǒng)巻積-RS級聯(lián)碼譯碼器是針對單路串行數(shù)據(jù)提出的，巻積譯碼、幀同步及解擾單元的輸入輸出均為串行數(shù)據(jù)，因此，由于受到器件及成本等因素的限制，這種巻積-RS級聯(lián)碼譯碼器很難滿足高速大數(shù)據(jù)量的處理要求。

發(fā)明內(nèi)容
( — )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，提出了一種并行巻積-RS級聯(lián)碼譯碼方
案，該方案能夠提高譯碼吞吐率及有效凈荷速率，因此能夠滿足衛(wèi)星通信等高速率信息傳輸應(yīng)用場合的譯碼要求。
( 二 )技術(shù)方案 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種并行巻積-RS級聯(lián)碼譯碼方法，所述方法包括以下步驟 Sl，將接收到的Nin路輸入數(shù)據(jù)分塊成巻積譯碼幀，作為并行巻積譯碼的輸入，Nin為正整數(shù)； S2，將步驟SI輸出的巻積譯碼幀進行并行巻積譯碼，然后輸出巻積譯碼幀中的有效數(shù)據(jù)，其中，由Np路巻積譯碼支路完成并行巻積譯碼，Np為正整數(shù)； S3，將并行巻積譯碼的多路輸出合并成一路數(shù)據(jù)，以字段為單位并行輸出，該路數(shù)據(jù)位寬為NKS比特； S4，在步驟S3輸出的數(shù)據(jù)中查找?guī)綐?biāo)識字的起始位置所處的字段以及該幀同步標(biāo)識字在字段中的位置，輸出位寬為Nw比特的RS信號幀幀體數(shù)據(jù)，并標(biāo)識出RS信號幀幀體的起始位置； S5，對步驟S4的輸出數(shù)據(jù)并行解擾，輸出位寬為NKS比特的數(shù)據(jù)； S6，對步驟S5解擾后的數(shù)據(jù)依次進行解符號交織和RS譯碼，輸出位寬為NKS比特
的數(shù)據(jù)。
其中，所述巻積譯碼幀包括前保護間隔、有效數(shù)據(jù)和后保護間隔，所述前保護間隔
為上一幀有效數(shù)據(jù)的結(jié)尾部分，后保護間隔為下一幀有效數(shù)據(jù)的起始部分，有效數(shù)據(jù)在巻
積譯碼后長度為NKS的整數(shù)倍。
其中，所述步驟S4具體包括步驟 S41，將步驟S3輸出的數(shù)據(jù)通過一組寄存器完成串并轉(zhuǎn)換，該寄存器的長度為
k^，k為正整數(shù)，且滿足kN^ > N一+H其中N,rk為幀同步標(biāo)識字的長度，串并轉(zhuǎn)換后輸出N^路并行數(shù)據(jù)，所輸出的并行數(shù)據(jù)中，每路N^k比特，相鄰路數(shù)據(jù)移位1比特； S42，將NKS路N rk比特數(shù)據(jù)分別與所述幀同步標(biāo)識字進行異或運算，然后將NKS路
Nmark比特運算結(jié)果分別相加，得到NKS路相關(guān)值； S43，將NKS路相關(guān)值分別與預(yù)設(shè)門限值比較，若小于該預(yù)設(shè)門限值則將相關(guān)值置l，否則置O，處理后的NKS比特信號組成幀同步判斷字； S44，判斷幀同步判斷字中1出現(xiàn)的位置，該幀同步判斷字中1出現(xiàn)的位置表示幀同步標(biāo)識字在數(shù)據(jù)流中的起始位置； S45，通過狀態(tài)機控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換查找?guī)綐?biāo)識字的位置，有M0初始狀態(tài)、M1捕獲狀態(tài)、M2同步狀態(tài)及M3警告狀態(tài)四種狀態(tài)，狀態(tài)轉(zhuǎn)換的步驟包括在MO和Ml狀態(tài)，使執(zhí)行RS譯碼的RS譯碼器復(fù)位；并設(shè)置同步檢測窗[_NW，NW] ，NW的單位為比特；若以第m個RS信號幀的幀頭起始位置為參照點，第m+1個RS信號幀的幀頭起始位置若位于同步檢測窗內(nèi)，則滿足同步條件； S46，去除幀同步標(biāo)識字，只輸出RS信號幀的幀體數(shù)據(jù)，并標(biāo)識出每個RS信號幀的幀體數(shù)據(jù)的第一個字節(jié)的位置；在同步狀態(tài)及警告狀態(tài)，輸出數(shù)據(jù)。
其中，所述步驟S5具體包括步驟 S51，在每個RS信號幀的幀體數(shù)據(jù)起始處，置擾碼產(chǎn)生單元寄存器為初始狀態(tài)； S52，擾碼產(chǎn)生單元寄存器每周期產(chǎn)生NKS比特的擾碼數(shù)據(jù)； S53，將NKS比特的擾碼數(shù)據(jù)與步驟S4輸出的NKS比特數(shù)據(jù)進行并行異或運算。 其中，所述方法使用了三個工作時鐘，所述步驟SI使用時鐘^ ;步驟S2使用時鐘
f2;步驟S3 S6使用時鐘f3。 其中，若RS信號幀數(shù)據(jù)的位寬Nframe與NKS均為2的整數(shù)次冪，則在所述步驟S45中存在同步判斷簡化算法 按如下方式設(shè)置幀同步判斷字Km,syn :低log2NKS位0 NKS-1分別對應(yīng)幀同步判斷
字中1出現(xiàn)的位置Pasm的值1 NKS，高log2(Nfranie/NKS)位對應(yīng)經(jīng)過的時鐘周期N。。mtCT的值
0 Nframe/NKS-1 ， m表示第m幀，則狀態(tài)轉(zhuǎn)換判斷條件為_NW《Km, syn-Km+1, syn《Nw。 本發(fā)明還提供了一種并行巻積-RS級聯(lián)碼譯碼實現(xiàn)裝置，包括 數(shù)據(jù)分路單元，用于將接收到的Nin路輸入數(shù)據(jù)分塊成巻積譯碼幀，作為并行巻積
譯碼的輸入，Nin為正整數(shù)； 并行譯碼單元，用于將所述數(shù)據(jù)分路單元輸出的巻積譯碼幀進行并行巻積譯碼，然后輸出巻積譯碼幀中的有效數(shù)據(jù)，其中，所述并行巻積譯碼單元由Np路巻積譯碼支路組成，Np為正整數(shù)； 數(shù)據(jù)合路單元，用于將并行巻積譯碼單元的多路輸出合并成一路數(shù)據(jù)，以字段為單位并行輸出，該路數(shù)據(jù)位寬為NKS比特；
并行幀同步單元，用于在所述數(shù)據(jù)合路單元輸出的數(shù)據(jù)中查找?guī)綐?biāo)識字的起始位置所處的字段以及該幀同步標(biāo)識字在字段中的位置，輸出位寬為NKS比特的RS信號幀幀體數(shù)據(jù)，并標(biāo)識出幀體的起始位置； 并行解擾單元，用于對所述并行幀同步單元輸出的數(shù)據(jù)進行解擾，輸出位寬為NKS比特的數(shù)據(jù)； 解交織及RS譯碼單元，用于對所述并行解擾單元解擾后的數(shù)據(jù)依次進行解符號交織和RS譯碼，輸出位寬為NKS比特的數(shù)據(jù)。
其中，所述并行幀同步單元包括 串并轉(zhuǎn)換單元，用于將所述數(shù)據(jù)合路單元輸出的數(shù)據(jù)通過一組寄存器完成串并轉(zhuǎn)換，該寄存器的長度為kNKS， k為正整數(shù)，且滿足kNKS > Nmark+NKS-1，其中Nmark為幀同步標(biāo)識字的長度，串并轉(zhuǎn)換后輸出NKS路并行數(shù)據(jù)，所輸出的并行數(shù)據(jù)中，每路NmaA比特，相鄰路數(shù)據(jù)移位1比特； 相關(guān)運算單元，用于將NKS路N rk比特數(shù)據(jù)分別與所述幀同步標(biāo)識字進行異或運算，然后將NKS路N rk比特運算結(jié)果分別相加，得到NKS路相關(guān)值； 數(shù)值比較單元，用于將NK路相關(guān)值分別與預(yù)設(shè)門限值比較，若小于該預(yù)設(shè)門限值則將相關(guān)值置l，否則置O，處理后的NKS比特信號組成幀同步判斷字； 位置判斷單元，用于判斷幀同步判斷字中1出現(xiàn)的位置，該幀同步判斷字中1出現(xiàn)的位置表示幀同步標(biāo)識字在數(shù)據(jù)流中的起始位置； 狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元，用于通過狀態(tài)機控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換并實現(xiàn)抗滑碼； 輸出數(shù)據(jù)調(diào)整單元，用于去除幀同步標(biāo)識字，只輸出RS信號幀的幀體數(shù)據(jù)，并標(biāo)識出每個RS信號幀的幀體數(shù)據(jù)的第一個字節(jié)的位置；在同步狀態(tài)及警告狀態(tài)，輸出數(shù)據(jù)。
其中，所述并行解擾單元包括 初始化單元，用于在每個RS信號幀的幀體數(shù)據(jù)起始處，置擾碼產(chǎn)生單元為初始狀態(tài)； 擾碼產(chǎn)生單元，為一寄存器，用于每周期產(chǎn)生^比特的擾碼數(shù)據(jù)； 并行異或運算單元，用于將NKS比特的擾碼數(shù)據(jù)與所述并行幀同步單元輸出的NKS
比特數(shù)據(jù)進行并行異或運算。(三)有益效果 上述技術(shù)方案針對傳統(tǒng)巻積-RS級聯(lián)碼譯碼器無法滿足高速大數(shù)據(jù)量的處理要求的缺陷提出了并行巻積-RS級聯(lián)碼譯碼方案，其中的巻積譯碼、幀同步及解擾各步驟均并行完成，提高了巻積-RS級聯(lián)碼譯碼器的譯碼吞吐率及有效凈荷速率，可以滿足衛(wèi)星通信等高速率信息傳輸應(yīng)用場合的譯碼要求。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中巻積-RS級聯(lián)碼譯碼器的原理框 圖2為本發(fā)明實施例的編碼方法的實現(xiàn)原理框 圖3為圖2中符號交織及RS編碼的實現(xiàn)原理框 圖4為圖2中組幀步驟得到的幀結(jié)構(gòu)示意 圖5為本發(fā)明實施例的譯碼方法的流程框 圖6為本發(fā)明實施例的譯碼方法中并行巻積譯碼時所用的幀結(jié)構(gòu)示意 圖7為本發(fā)明實施例的譯碼方法中并行幀同步時所用的狀態(tài)機轉(zhuǎn)換示意 圖8為本發(fā)明實施例的譯碼方法中并行擾碼數(shù)據(jù)產(chǎn)生步驟的實現(xiàn)原理框圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細(xì)描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。 本發(fā)明實施例的編碼方法的實現(xiàn)原理框圖如圖2所示，包括步驟G1，交織及RS編碼；G2，加擾；G3，組幀；G4，巻積編碼。 其中，在步驟Gl中，按照圖3所示方式進行符號交織及RS編碼，編碼后數(shù)據(jù)以Nb。dy比特為一組，組成RS信號幀的幀體數(shù)據(jù)。這里，圖3中的"sl"、"s2"為選擇開關(guān)。
其中，在步驟G2中，加擾數(shù)據(jù)為m序列，每個RS信號幀幀體數(shù)據(jù)開始前恢復(fù)到原始狀態(tài)。 其中，在步驟G3中，組幀單元將幀同步標(biāo)識字與RS信號幀幀體數(shù)據(jù)組成完整的RS
信號幀，幀結(jié)構(gòu)如圖4所示，幀同步標(biāo)識字長度為N^k個比特。 本發(fā)明實施例采用QPSK調(diào)制方式，巻積譯碼器輸入1、Q各Nin路并行數(shù)據(jù)，每路數(shù)據(jù)用n比特表示，共有Np路并行巻積譯碼支路，數(shù)據(jù)合路單元以NKS比特并行輸出，并行幀同步、并行解擾及RS譯碼的輸入輸出數(shù)據(jù)均為N^比特并行數(shù)據(jù)。如圖5所示，本發(fā)明實施例的并行巻積-RS級聯(lián)碼譯碼方法的具體步驟如下(為描述方便，該步驟中結(jié)合了對本發(fā)明實施例的裝置的說明)
Sl.數(shù)據(jù)分路 接收Nin路輸入數(shù)據(jù)，分塊成巻積譯碼幀，作為相應(yīng)的巻積譯碼支路的輸入數(shù)據(jù)。巻積譯碼幀結(jié)構(gòu)如圖6所示，包括前保護間隔、有效數(shù)據(jù)和后保護間隔。其中，前保護間隔
為上一幀有效數(shù)據(jù)的結(jié)尾部分，后保護間隔為下一幀有效數(shù)據(jù)的起始部分。
S2.并行巻積譯碼 由Np路巻積譯碼支路完成，最終的輸出去除前、后保護間隔，只輸出有效數(shù)據(jù)部分。巻積譯碼采用Viterbi譯碼。
S3.數(shù)據(jù)合路 按照順序?qū)p路巻積譯碼支路的輸出數(shù)據(jù)合并成一路輸出，輸出數(shù)據(jù)位寬為N^比特。 S4.并行幀同步 查找?guī)綐?biāo)識字，確定幀同步標(biāo)識字起始位置所處字段及其在字段中的位置。輸出數(shù)據(jù)去除幀同步標(biāo)識字，只含有RS信號幀幀體數(shù)據(jù)，并根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系控制RS譯碼復(fù)位信號。 S5.并行解擾 同時對N^比特數(shù)據(jù)進行解擾，每個RS信號幀開始時，并行解擾單元恢復(fù)到初始狀態(tài)。 S6.解交織及RS譯碼 解交織及RS譯碼單元的輸入和輸出均為NKS比特并行數(shù)據(jù)，按照圖3的反過程進行解符號交織及RS譯碼。
其中步驟S4進一步包括步驟
S41.輸入串并轉(zhuǎn)換 為查找?guī)綐?biāo)識字，需要將輸入數(shù)據(jù)與已知幀同步標(biāo)識字進行相關(guān)運算，而幀 同步標(biāo)識字為NmaA個比特，因此需要存儲至少NMA比特的輸入數(shù)據(jù)。又因為幀同步標(biāo)識字 在l輸入比特中的位置是不定的，有可能從N^比特的最高位開始，也有可能從^比特的
最低位開始，所以一共需要存儲Nmark+N^-l比特數(shù)據(jù)，該功能由 一組寄存器完成。為便于硬
件實現(xiàn)，選擇寄存器長度為kNKS，這里k為正整數(shù)，且滿足kNKS > NmaA+NK-l 。
首先，在接收到輸入數(shù)據(jù)后，寄存器組進行數(shù)據(jù)更新
......f《(' )=《(卜 V = iV巡+1，…,1 ,，、
LW)=《('v=1,Urs 這里din(i)，i = 1，2，... ，N^為輸入數(shù)據(jù)。該單元的輸出為^路并行數(shù)據(jù)，每路 NmaA比特，相鄰路數(shù)據(jù)移位1比特，該輸出數(shù)據(jù)為 ds。(i， j) = dsi(kNKS-i_j+2)， i = 1，2，…，NKS， j = 1，2，…，Nmark (2)這里， dso(i， j)表示第i路數(shù)據(jù)的第j比特。
S42.相關(guān)運算 將NKS路N rk比特數(shù)據(jù)分別與幀同步標(biāo)識字進行異或運算，各路Nmark比特信號與
幀同步標(biāo)識字相同的位為O，不同的位為1，最后將N^k個異或結(jié)果相加。完全匹配情況下，
在幀起始位置，相關(guān)運算的值為o，其它位置相關(guān)值較大。 S43.數(shù)值比較 將N^路相關(guān)值分別與門限值T。。r比較，若小于此門限值則置為l，否則置為0。無 擾情況下，在幀同步標(biāo)識字所處字段NKS個判斷值，只有在幀起始位置值為1 ，其余位置均為 0。此l比特數(shù)據(jù)組成幀同步判斷字，用dasm(i) ， i = 1，2， . . . ， NKS表示。
S44.位置判斷 判斷cU(i)中1出現(xiàn)的位置，用P^表示。如第l位為1，則P^二N『其它位 置以此類推。若沒有1出現(xiàn)，則P， = 0。
S45.狀態(tài)轉(zhuǎn)換 狀態(tài)轉(zhuǎn)換的作用是，保證在有干擾的情況下，正確找到幀同步標(biāo)識字，此功能由 狀態(tài)機控制完成。在正常情況下，幀同步標(biāo)識字之間間隔的比特數(shù)是固定的，但由于某種 原因，幀同步標(biāo)識字提前或滯后到達(dá)，發(fā)生滑碼現(xiàn)象。為實現(xiàn)抗滑碼功能，設(shè)置同步檢測窗 [_NW， Nw] ， Nw的單位為比特。若以第m個RS信號幀頭起始位置為參照點，第m+l個RS信號 幀頭起始位置若位于同步檢測窗內(nèi)，則滿足同步條件。狀態(tài)機轉(zhuǎn)換關(guān)系如圖7所示，有M0 初始狀態(tài)、M1捕獲狀態(tài)、M2同步狀態(tài)及M3警告狀態(tài)四種狀態(tài)。狀態(tài)轉(zhuǎn)換中需要用到的參數(shù) 有 PI. RS信號幀長度NfMme = Nmark+Nb。dy，單位為比特。PI計數(shù)器N,ter，每時鐘周期加l，以Nfra腿/NRs取模，范國為0 N
frame /Nrs—1 ° Nframe
應(yīng)為NKS的整數(shù)倍。 P3.幀同步判斷字d肪m(i) ， i = 1，2， ， NKS。
P4. S44位置判斷參數(shù)Pasm。
9








P5.幀同步標(biāo)識字位置Nsyn，即幀同步標(biāo)識字出現(xiàn)時記錄N。。mt P6.同步位置參數(shù)Psyn，即幀同步標(biāo)識字出現(xiàn)時記錄Pasm的值c 狀態(tài)轉(zhuǎn)換需要用到的判斷條件有
，NK
的值:CI.幀同步判斷字d肪m(i);^ 0， i = 1，2，C2.同字段判斷條件N，二=N 1 'counterC3.超前字段判斷條件N，==N + +1 "counterC4.滯后字段判斷條件N，==N _1 "counterC5.同字段位置判斷條件
<formula>formula see original document page 10</formula>
C6.超前字段位置判斷條件
(3)
(4)
C7.滯后字段位置判斷條件
凡
(5)
C8.非有效字段條件，這里Ninrff為非有效字段邊界參數(shù)
<formula>formula see original document page 10</formula> 上述條件C5、C6及C7中，要求滿足條件1-2 > 1。根據(jù)不同的參數(shù)設(shè)置，條件 C2 C7會有所不同。為敘述方便，定義同步條件為Csyn二 {C2&C5} I {C3&C6} | (C4&C7h這里， "&"表示"與"，即同時滿足；"I "表示"或"，即滿足其一 。圖7中，各狀態(tài)及轉(zhuǎn)移條件Ta Ti的意義如下 M0.初始狀態(tài)，滿足條件Ta，艮卩{C1}轉(zhuǎn)入捕獲狀態(tài)，否則滿足Tb，艮卩{ ! C1}停留 在初始狀態(tài)。這里，"！"表示"非"，即不滿足。若滿足條件Ta，則更新參數(shù)
<formula>formula see original document page 10</formula>
Ml.捕獲狀態(tài)，滿足條件Tc，S卩(Cl&C^h則轉(zhuǎn)入同步狀態(tài)；否則滿足條件Td，停留 在捕獲狀態(tài)。若滿足條件C1，則按(7)式更新參數(shù)。 M2.同步狀態(tài)，滿足條件Te，S卩{C1& ! CSyn& ! C8}，則轉(zhuǎn)入警告狀態(tài)；否則滿足條 件Tf，停留在同步狀態(tài)。若滿足(Cl&CsJ，按(7)式更新參數(shù)。 M3.警告狀態(tài)，滿足條件Tg，即{Cl&CSyn}，則轉(zhuǎn)入同步狀態(tài)，按(7)式更新參數(shù)；滿足條件Th，S卩{C1&C8} I { ! Clh則停留在警告狀態(tài)；否則，轉(zhuǎn)入初始狀態(tài)。
在M0和M1狀態(tài)，使RS譯碼器復(fù)位。
S46.輸出數(shù)據(jù)調(diào)整 只有在M2和M3狀態(tài)，輸出數(shù)據(jù)有效。輸出數(shù)據(jù)調(diào)整單元同時去除幀同步標(biāo)識字， 即在幀同步標(biāo)識字輸出期間，置輸出有效信號為低，只輸出RS信號幀的幀體數(shù)據(jù)，并標(biāo)識 出每幀第一個字節(jié)的位置。根據(jù)同步位置參數(shù)P，調(diào)整輸出數(shù)據(jù)最高比特位的位置。輸出 寄存器長度為2N^，存儲連續(xù)兩個N^比特的數(shù)據(jù)。在接收到輸入數(shù)據(jù)后，寄存器組進行如 下數(shù)據(jù)更新
「0120，i《'(')=《('- )，= ^ +1!...，2& ( 8 )
k力')-^(0,^l，2，…，A^這里，din(i)，i = 1，2，... ，N^為輸入數(shù)據(jù)，與(1)式意義相同。該單元輸出為 5
比特并行數(shù)據(jù)。 輸出數(shù)據(jù)為 dr。(i) = dri(i+Psyn) ， i = 1，2， ， NKS (9)
其中步驟S5進一步包括步驟
S51.初始化 在每個RS信號幀起始處，置擾碼產(chǎn)生單元寄存器為初始狀態(tài)。
S52.并行擾碼數(shù)據(jù)產(chǎn)生 并行擾碼數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元每周期產(chǎn)生NKS比特擾碼數(shù)據(jù)。
S52.并行異或解擾 將NKS比特擾碼數(shù)據(jù)與NKS比特輸入數(shù)據(jù)進行并行異或運算。 需要說明的是圖5中的"@^"、"@&"和"@^"分別表示并行巻積-RS級聯(lián)碼譯碼 的三個時鐘，時鐘^包括數(shù)據(jù)分路；時鐘&包括并行巻積譯碼；時鐘&包括數(shù)據(jù)合路、并行 幀同步、并行解擾，以及解交織和RS譯碼。
以下舉例說明本發(fā)明的實施例的譯碼方法 本發(fā)明實施例的譯碼方法中采用CCSDS (Consultative Committeefor Space Data
Systems) 《Recommendation for Space Data SystemStandard-TM Synchronization
and Channel Coding》建議的RS碼結(jié)構(gòu)，每個RS符號為NKS = 8比特，每個RS碼字為255 個符號，若干個RS碼字組成RS信號幀的幀體數(shù)據(jù)。幀同步標(biāo)識字長度為N rk = 32，用16 進制表示為1ACFFC1D。 本實施例的并行巻積-RS級聯(lián)碼譯碼方法中，選擇1/2巻積碼，RS級聯(lián)碼選擇 (255,223)碼，交織深度為4。各參數(shù)選擇如下輸入1、Q數(shù)據(jù)各N^ = 4路，每路數(shù)據(jù)n = 3比特，并行巻積Np = 6條譯碼支路，選擇有效數(shù)據(jù)長度leff = 4096符號，前保護間隔長 度1。，= 144符號，后保護間隔長度l，a二 120符號。RS信號幀的幀體數(shù)據(jù)Nb。dy二8160 比特，Nframe = 8192比特，Tcor = 6， Nw = 3， Nineff = 1。時鐘工作頻率為^ = 300MHz, f2 = 220MHz, f3 = 150MHz。 對于上述參數(shù)，步驟S45描述的狀態(tài)轉(zhuǎn)換判斷條件可以簡化。設(shè)置13比特同步判 斷字Km,syn，其低3位0 7分別對應(yīng)Pasm的值1 8，高10位對應(yīng)Nc。mter的值0 1023， m 表示第m幀，上述狀態(tài)轉(zhuǎn)換判斷條件為
11
CA :-3《Km,syn-Km+1,syn《3 (10) 狀態(tài)轉(zhuǎn)移關(guān)系為 MO-初始狀態(tài)，轉(zhuǎn)移條件不變。 Ml-捕獲狀態(tài)，若滿足(Cl&CAh轉(zhuǎn)入同步狀態(tài)，否則停留在捕獲狀態(tài)。若滿足Cl 則更新參數(shù)。 M2-同步狀態(tài)，若滿足{C1& ! CA& ! C8h轉(zhuǎn)入警告狀態(tài)；否則，停留在同步狀態(tài)。 若滿足條件(Cl&CAh更新參數(shù)。 M3-警告狀態(tài)，若滿足(Cl&CAh轉(zhuǎn)入同步狀態(tài)，更新參數(shù)；滿足條件{C1&C8}或{ ! Clh停留在警告狀態(tài)；否則，轉(zhuǎn)入初始狀態(tài)。 本實施例并行擾碼數(shù)據(jù)產(chǎn)生步驟的實現(xiàn)原理框圖如圖8所示，初始狀態(tài)時，8個寄 存器全部為l，步驟S52產(chǎn)生并行擾碼數(shù)據(jù)的具體方法如下式所示
I — + + + + "^3 + +義l Xg + ^C + + + + "2
義7 + "6 + + "^4 + + ^"l (11)
^3 =義8 + 乂7 本實施例的譯碼實現(xiàn)裝置中，輸入數(shù)據(jù)速率為2. 4G比特/秒，并行巻積譯碼器的 輸出數(shù)據(jù)速率為1. 2G比特/秒，RS級聯(lián)碼譯碼器的輸出數(shù)據(jù)速率為1. 0453G比特/秒。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾 也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
1權(quán)利要求
一種并行卷積-RS級聯(lián)碼譯碼方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟S1，將接收到的Nin路輸入數(shù)據(jù)分塊成卷積譯碼幀，作為并行卷積譯碼的輸入，Nin為正整數(shù)；S2，將步驟S1輸出的卷積譯碼幀進行并行卷積譯碼，然后輸出卷積譯碼幀中的有效數(shù)據(jù)，其中，由Np路卷積譯碼支路完成并行卷積譯碼，Np為正整數(shù)；S3，將并行卷積譯碼的多路輸出合并成一路數(shù)據(jù)，以字段為單位并行輸出，該路數(shù)據(jù)位寬為NRS比特；S4，在步驟S3輸出的數(shù)據(jù)中查找?guī)綐?biāo)識字的起始位置所處的字段以及該幀同步標(biāo)識字在字段中的位置，輸出位寬為NRS比特的RS信號幀幀體數(shù)據(jù)，并標(biāo)識出RS信號幀幀體的起始位置；S5，對步驟S4的輸出數(shù)據(jù)并行解擾，輸出位寬為NRS比特的數(shù)據(jù)；S6，對步驟S5解擾后的數(shù)據(jù)依次進行解符號交織和RS譯碼，輸出位寬為NRS比特的數(shù)據(jù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的并行巻積-RS級聯(lián)碼譯碼方法，其特征在于，所述巻積譯碼幀包括前保護間隔、有效數(shù)據(jù)和后保護間隔，所述前保護間隔為上一幀有效數(shù)據(jù)的結(jié)尾部分，后保護間隔為下一幀有效數(shù)據(jù)的起始部分，有效數(shù)據(jù)在巻積譯碼后長度為NKS的整數(shù)倍。
3. 如權(quán)利要求1所述的并行巻積-RS級聯(lián)碼譯碼方法，其特征在于，所述步驟S4具體包括步驟S41 ，將步驟S3輸出的數(shù)據(jù)通過一組寄存器完成串并轉(zhuǎn)換，該寄存器的長度為kNKS， k為正整數(shù)，且滿足kNKS > U^-l，其中N rk為幀同步標(biāo)識字的長度，串并轉(zhuǎn)換后輸出NKS路并行數(shù)據(jù)，所輸出的并行數(shù)據(jù)中，每路Nmark比特，相鄰路數(shù)據(jù)移位1比特；S42，將NKS路Nmark比特數(shù)據(jù)分別與所述幀同步標(biāo)識字進行異或運算，然后將NKS路N rk比特運算結(jié)果分別相加，得到NKS路相關(guān)值；S43，將NKS路相關(guān)值分別與預(yù)設(shè)門限值比較，若小于該預(yù)設(shè)門限值則將相關(guān)值置l，否則置O，處理后的NKS比特信號組成幀同步判斷字；S44，判斷幀同步判斷字中1出現(xiàn)的位置，該幀同步判斷字中1出現(xiàn)的位置表示幀同步標(biāo)識字在數(shù)據(jù)流中的起始位置；S45，通過狀態(tài)機控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換查找?guī)綐?biāo)識字的位置，有M0初始狀態(tài)、M1捕獲狀態(tài)、M2同步狀態(tài)及M3警告狀態(tài)四種狀態(tài)，狀態(tài)轉(zhuǎn)換的步驟包括在MO和Ml狀態(tài)，使執(zhí)行RS譯碼的RS譯碼器復(fù)位；并設(shè)置同步檢測窗[_NW， Nw] ， Nw的單位為比特；若以第m個RS信號幀的幀頭起始位置為參照點，第m+l個RS信號幀的幀頭起始位置若位于同步檢測窗內(nèi)，則滿足同步條件；S46，去除幀同步標(biāo)識字，只輸出RS信號幀的幀體數(shù)據(jù)，并標(biāo)識出每個RS信號幀的幀體數(shù)據(jù)的第一個字節(jié)的位置；在同步狀態(tài)及警告狀態(tài)，輸出數(shù)據(jù)。
4. 如權(quán)利要求1所述的并行巻積-RS級聯(lián)碼譯碼方法，其特征在于，所述步驟S5具體包括步驟S51，在每個RS信號幀的幀體數(shù)據(jù)起始處，置擾碼產(chǎn)生單元寄存器為初始狀態(tài)；S52，擾碼產(chǎn)生單元寄存器每周期產(chǎn)生N^比特的擾碼數(shù)據(jù)；S53，將NKS比特的擾碼數(shù)據(jù)與步驟S4輸出的NKS比特數(shù)據(jù)進行并行異或運算。
5. 如權(quán)利要求1 4之任一項所述的并行巻積-RS級聯(lián)碼譯碼方法，其特征在于，所述方法使用了三個工作時鐘，所述步驟SI使用時鐘^ ;步驟S2使用時鐘f2 ;步驟S3 S6使用時鐘^。
6. 如權(quán)利要求3所述的并行巻積-RS級聯(lián)碼譯碼方法，其特征在于，若RS信號幀數(shù)據(jù)的位寬Nft_與NKS均為2的整數(shù)次冪，則在所述步驟S45中存在同步判斷簡化算法按如下方式設(shè)置幀同步判斷字Km,，低log2 l位O NKS-1分別對應(yīng)幀同步判斷字中1出現(xiàn)的位置Pasm的值1 NKS，高log2(Nframe/NKS)位對應(yīng)經(jīng)過的時鐘周期Nc。mter的值0 NfMe/NK-l， m表示第m幀，則狀態(tài)轉(zhuǎn)換判斷條件為_NW《Km, syn-Km+1, syn《Nw。
7. —種并行巻積-RS級聯(lián)碼譯碼實現(xiàn)裝置，其特征在于，包括數(shù)據(jù)分路單元，用于將接收到的Nin路輸入數(shù)據(jù)分塊成巻積譯碼幀，作為并行巻積譯碼的輸入，Nin為正整數(shù)；并行譯碼單元，用于將所述數(shù)據(jù)分路單元輸出的巻積譯碼幀進行并行巻積譯碼，然后輸出巻積譯碼幀中的有效數(shù)據(jù)，其中，所述并行巻積譯碼單元由Np路巻積譯碼支路組成，Np為正整數(shù)；數(shù)據(jù)合路單元，用于將并行巻積譯碼單元的多路輸出合并成一路數(shù)據(jù)，以字段為單位并行輸出，該路數(shù)據(jù)位寬為NKS比特；并行幀同步單元，用于在所述數(shù)據(jù)合路單元輸出的數(shù)據(jù)中查找?guī)綐?biāo)識字的起始位置所處的字段以及該幀同步標(biāo)識字在字段中的位置，輸出位寬為NKS比特的RS信號幀幀體數(shù)據(jù)，并標(biāo)識出幀體的起始位置；并行解擾單元，用于對所述并行幀同步單元輸出的數(shù)據(jù)進行解擾，輸出位寬為NKS比特的數(shù)據(jù)；解交織及RS譯碼單元，用于對所述并行解擾單元解擾后的數(shù)據(jù)依次進行解符號交織和RS譯碼，輸出位寬為NKS比特的數(shù)據(jù)。
8. 如權(quán)利要求7所述的并行巻積-RS級聯(lián)碼譯碼實現(xiàn)裝置，其特征在于，所述并行幀同步單元包括串并轉(zhuǎn)換單元，用于將所述數(shù)據(jù)合路單元輸出的數(shù)據(jù)通過一組寄存器完成串并轉(zhuǎn)換，該寄存器的長度為kNKS，k為正整數(shù)，且滿足kNKS > UH其中N rk為幀同步標(biāo)識字的長度，串并轉(zhuǎn)換后輸出NKS路并行數(shù)據(jù)，所輸出的并行數(shù)據(jù)中，每路NmaA比特，相鄰路數(shù)據(jù)移位1比特；相關(guān)運算單元，用于將NKS路NmaA比特數(shù)據(jù)分別與所述幀同步標(biāo)識字進行異或運算，然后將NKS路N rk比特運算結(jié)果分別相加，得到NKS路相關(guān)值；數(shù)值比較單元，用于將NKS路相關(guān)值分別與預(yù)設(shè)門限值比較，若小于該預(yù)設(shè)門限值則將相關(guān)值置l，否則置O，處理后的NKS比特信號組成幀同步判斷字；位置判斷單元，用于判斷幀同步判斷字中1出現(xiàn)的位置，該幀同步判斷字中1出現(xiàn)的位置表示幀同步標(biāo)識字在數(shù)據(jù)流中的起始位置；狀態(tài)轉(zhuǎn)換單元，用于通過狀態(tài)機控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換并實現(xiàn)抗滑碼；輸出數(shù)據(jù)調(diào)整單元，用于去除幀同步標(biāo)識字，只輸出RS信號幀的幀體數(shù)據(jù)，并標(biāo)識出每個RS信號幀的幀體數(shù)據(jù)的第一個字節(jié)的位置；在同步狀態(tài)及警告狀態(tài)，輸出數(shù)據(jù)。
9. 如權(quán)利要求7或8所述的并行巻積-RS級聯(lián)碼譯碼實現(xiàn)裝置，其特征在于，所述并行解擾單元包括初始化單元，用于在每個RS信號幀的幀體數(shù)據(jù)起始處，置擾碼產(chǎn)生單元為初始狀態(tài)；擾碼產(chǎn)生單元，為一寄存器，用于每周期產(chǎn)生N^比特的擾碼數(shù)據(jù)；并行異或運算單元，用于將N^比特的擾碼數(shù)據(jù)與所述并行幀同步單元輸出的N^比特數(shù)據(jù)進行并行異或運算。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種并行卷積-RS級聯(lián)碼譯碼方法及實現(xiàn)裝置，該方法包括S1，將接收到的Nin路輸入數(shù)據(jù)分塊成卷積譯碼幀，作為并行卷積譯碼的輸入；S2，將S1輸出的卷積譯碼幀進行并行卷積譯碼，輸出卷積譯碼幀中的有效數(shù)據(jù)；S3，將并行卷積譯碼的多路輸出合并成一路數(shù)據(jù)，以字段為單位并行輸出，字段位寬為NRS比特；S4，在步驟S3輸出的數(shù)據(jù)中查找?guī)綐?biāo)識字的起始位置所處的字段以及在字段中的位置，輸出RS信號幀幀體數(shù)據(jù)，標(biāo)識出幀體的起始位置；S5，對步驟S4輸出的數(shù)據(jù)并行解擾；S6，對步驟S5解擾后的數(shù)據(jù)依次進行解符號交織和RS譯碼。本發(fā)明提高了卷積-RS級聯(lián)碼譯碼器的譯碼吞吐率及有效凈荷速率，可以滿足衛(wèi)星通信等高速率信息傳輸應(yīng)用場合的譯碼要求。
文檔編號H03M13/29GK101777927SQ201010101779
公開日2010年7月14日 申請日期2010年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月26日
發(fā)明者萬曉峰, 張彧, 潘長勇, 蘇承毅, 邱松 申請人:清華大學(xué)