Turbo编码的并行设计与优化

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1、2010年4月宇航计测技术Apr．’2010第30卷第2期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementV01．30，No．2文章编号：1000—7202(2010)02—0075—04中图分类号：TN492文献标识码：ATurbo编码的并行设计与优化曾健平张亦驰李玉国(湖南大学物理与微电子科学学院，长沙410082)摘要提出了一种基于3GPPTS25．212协议的单RAM的turbo并行编码技术，并详细介绍了所设计tur-bo并行编码器硬件结构框架的具体实现方法及优化方式，解决了传统编码技术中的低速和芯片面积过大的问题，使其适应当今通信系统。该编码技术

2、计算s序列时，并不直接计算基序列，而使用中间序列的计算来代替，极大的减少了计算的周期，减少了芯片的使用面积。Maflab的仿真结果表明，该设计在码片速率为61．44MHz时，编码速率达到了0．351118，满足通信系统的高速传输要求。关键词Turbo并行编码计算方法设计优化ParallelTurboCodingTechnologyandOptimizationZENGJian·-pingZHANGYi-·chiLIYu··guo(CollegeofPhysicsandMicroelectronicScience，HunanUniversity，Changsha410082)AbstractAp

3、rotocolbasedon3GPPTS25．212Single—RAMparallelturbocodingtechniquesispresents，anddetaileddescriptionofthedesignofparallelturboencoderhardwarearchitectureframeworkandoptimizationmethodsaTeintroduced．Theproblemthattraditionalcodingtechniquesinlow—speedandchipareaistoolargetoadapttotoday考communicationsys

4、temsisresolved．Thecodingtechnology，COrn—putingSsequenceisnotdirectlycalculatesthebasesequenceofcalculationsusedtoreplacethemiddlesequence，whichgreatlyreducesthecalculationcycle．Matlabsimulationresultsshowthatwhenthede-signinthechiprateof61．44MHz，thecoderatereached0．35ms，high-speedcommunicationssyste

5、mstomeetthetransmissionrequirements．KeywordsTurboParallelcodeCalculationmethodDesignOptimization1引言Turbo码又称并行级联卷积码(PCCC，ParallelConcatenatedConvohtionalCode)，它将卷积码和随机交织器集合在一起，实现随机编码的同时，通过交织器实现短码构造长码的方法，并采用软输出迭代译码来逼近最大似然译码。它处理的核心问题是内部交织器的构造，即实现数据交织⋯。其中包括行、列的值以及行内、行间交换。随着通信系统的发展，WCDMA要求传输的速率峰值达到2Mbit／

6、s口o，这就要求模块的处理速度越来越高，但由于芯片制造面积不断减小，传统的使用双RAM的turbo并行编码虽然能够得到更高速度，而芯片所占据的面积也更大，这种以增加芯片面积来换取的高速不利于收稿日期：2009—09—23作者简介：曾健平(1966一)，男，博士，主要从事微电子学与专用集成电路的研究与教学工作。·76·宇航计测技术2010经集成；使用单RAM的turbo串行编码虽节省了面积，速率却达不到通信的要求。综合上述的两种方法的优点，本文提出了一种新型的单RAM的turbo编码处理方式，通过对s序列的计算进行优化，大大减少s序列计算的数据量，减少了运行的周期；单RAM的使用，又节省了芯片的

7、面积，因此既得到了较高的速率，又节约了成本。2并行编码设计2．1理论依据在3GPPTS25．212协议中，使用的Turbo编码是并联卷积码，它有两个8状态子编码器和一个Turbo码内交织器。Turbo码的编码速率是1／3，其传输函数G(D)为‘3]G(D)-【，，器】(1)式中：卜取值为O或1；gl(D)=l+D+D3；90(D)=1+扩+矿。内部编码器的初始状态为全零，输出分别为系统比特、第一校