基于hspa的并行turbo编译码器设计

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1、湖南大学硕士学位论文基于HSPA的并行Turbo编译码器设计姓名：张亦驰申请学位级别：硕士专业：微电子学与固体电子学指导教师：曾健平20100418硕l‘!学位论文摘要为了满足同益增长的高速数据业务需求，3GPP(3rdGenerationPartnershipProiect，第三代合作伙伴计划)提出了HSPA(Hi曲SpeedPacketAccess，高速分组接入)技术标准和规范，它分为HSDPA(Hi曲SpeedDownlinkPacketAccess，高速下行分组接入)和HSUPA(Hi曲SpeedUplin

2、kPacketAccess，高速上行分组接入)。大量高速的信息传输，对Turbo编译码技术提出了新的要求。Turbo码自1993年被提出以来，以其在中低信噪比下的优异性能，得到了广泛的应用，3G(Thethirdgeneration，第三代)系统也采用了该编码技术作为信道编码方案之一。但传统Turbo编码器为了得到高速率的编码，往往以牺牲硬件资源为代价，造成成本提高且不利于集成等缺点；而传统的Turbo译码器由于译码算法本身原因，有着延时较大、吞吐量小的缺点。本论文根据上述缺点在传统方案的基础上提出了一种基于HSP

3、A的新型并行Turbo编译码技术。本文在并行Turbo编码器的设计中使用了单RAM并行编码结构。这种结构首先减少了芯片面积，利于集成；其次在使用32bit位宽数据进行编码时，每从RAM中取将要编码的32bit的数据放入缓存器中后，交织器暂停一个时钟周期，此时计算交织地址，并根据得出的交织地址读出RAM中的交织后的数据放入缓存器，第一8状态子编码器编码，第二8状态子编码器编码的操作共同执行，并行输出系统比特、第一校验比特、第二校验比特的数据，从而消除了传统Turbo编码器在等待根据交织地址生成交织数据时的空闲时间，同

4、时本论文对编码中的使用的s序列计算方法进行优化，在质数p取最大值时可以减少2048个的计算步骤，从而提高了编码的速率。并行Turbo编码器的设计中将译码块分割成相互交叠的4段码块，输入4个子译码器，并行译码，不需要求接收完一整块的数据后再进行译码，且计算前向状念度量和后向状态度量时都是基于整块数据进行的特点，克服了译码延时较大的缺点：采用四级流水线结构，将信息吞吐量提高了四倍。所设计的Turbo编译码器通过Matlab仿真测试，验证编码器在HSUPA的上行链路中、采用16倍速的码片速率(61．44MHz)、32bi

5、t位宽的RAM条件下，进行最大编码块编妒5的时fHJ小于O．35ms；译码器在采用pq级流水线的并行结构，添JJⅡ冗余比特为l6或32时，性能曲线优异。关键词：HSPA；Turbo；并行编译码：s序列；码块分段：堆’二HSPA的j}ijTu加编if615．嚣设计Abstractlnordertomeetthegrowingdemandf．orhigh—speeddalaserVices，thethirdGenerationPartnershipProjectproposedHighSpeedPacketAccess

6、technicalstandardsspeci6cations，whichincludesHSDPAandHSUPA．High—speedinformationtransmissionputsforwardnewdemandsontheTurboencodinganddecodingtechnology．Turbocodeshasbeenproposedsincel993，withitslowSNRinthehighperformance，hasbeenthemostwidelyused，3Gsystemalsou

7、sedthecodeasoneofthechannelcodingschemes．ConventionalTurboencoderinordertogethigh-speedencoding，oftenattheexpenseofthecostofhardwareresources，resultinginincreasedcostandnotconduciVetointegration；thetraditionalTurbodecoderdecodingalgorithmitselfwhichhasalargerd

8、elayandthroughputsmallshortcomings．AccordingtotheaboVe-mentionedshortcomingsofthisthesiswhichbasedonthetraditionalprogram，anewparaIlelTurboencodinganddecodingtechnologyproposed．Int