[发明专利]一种通用Turbo编译码器快速验证方法

摘要

本发明属于Turbo码编译码技术领域，公开了一种通用Turbo编译码器快速验证方法，包括：配置交织器；配置分量编码器；配置打孔器；配置码率匹配单元；计算状态转移矩阵；计算分支度量值；配置后向度量计算单元；配置前向度量计算单元；配置后验信息计算单元；配置解交织器。本发明使用软硬件结合的方式，可以根据实际工程中编码码长、打孔方式、编码码率和码字生成多项式的要求，利用软件程序生成的硬件配置文件对编译码器进行配置；降低了兼容式编译码器的硬件资源消耗；大大提高了Turbo编译码器的通用性。在相同的比特信噪比下，本发明的所有仿真曲线具有更小的误比特率。

主权项

一种通用Turbo编译码器快速验证方法，其特征在于，所述通用Turbo编译码器快速验证方法包括以下步骤：(1)配置交织器：(1a)按照交织地址计算方法，计算交织地址；(1b)利用软件程序，调用打印函数，将交织地址按列存储为交织地址的*.coe文件；(1c)利用交织地址的*.coe文件初始化交织器的只读存储器ROM；(2)配置分量编码器：(2a)按照前馈向量和反馈向量的获取方法，获得前馈向量g1和反馈向量g0；(2b)利用下式，计算编码器寄存器状态和编码器输出比特：码字编码：g=[uk,Dk-11,Dk-12,Dk-13]]]>Dk3=Dk-12]]>Dk2=Dk-11]]>Dk1=g0·gT]]>cks=uk]]>ckp=(g0+g1)·gT+uk]]>归零编码：g=[0,Dk-11,Dk-12,Dk-13]]]>Dk3=Dk-12]]>Dk2=Dk-11]]>Dk1=0]]>cks=g0·gT]]>ckp=(g0+g1)·gT]]>其中，g表示编码器输入及状态向量；uk表示k时刻编码器的输入比特；分别表示k时刻编码器的3个寄存器；k表示编码时刻，在码字编码时依次取值1,2,...,L，在归零编码时，依次取值L+1,L+2,L+3；L表示Turbo码编码码长；g0表示反馈向量；g1表示前馈向量；(·)T表示矩阵转置操作；(2c)利用软件程序，调用打印函数，生成计算编码器状态和编码器输出比特的硬件代码；(2d)使用生成的硬件代码，作为分量编码器中计算编码器状态和编码器输出比特的代码；(3)配置打孔器：(3a)将打孔图案存成M行两列的打孔图案矩阵，M表示打孔周期，矩阵第一列表示编码器第一校验位的打孔图案，矩阵第二列表示编码器第二校验位的打孔图案；(3b)利用软件程序，调用打印函数，将打孔图案矩阵存储成打孔图案的*.coe文件；(3c)利用打孔图案的*.coe文件初始化打孔器的只读存储器ROM；(4)配置码率匹配单元：利用打孔图案的*.coe文件初始化码率匹配单元的只读存储器ROM；(5)计算状态转移矩阵：(5a)根据前馈向量和反馈向量，利用软件程序，生成16行5列的Turbo编码器状态转移矩阵，其中，第一列表示分量编码器当前状态，第二列表示分量编码器当前输入比特，第三列表示分量编码器输出的信息位比特，第四列表示分量编码器输出的校验位，第五列表示分量编码器下一状态；(5b)编码器状态转移矩阵的每两行为一个子矩阵，如下所示：s′,uk=0,cs=0,cp=0D01D02D03·g0T,s=4·D11+2·D12+D13s′,uk=1,cs=1,cp=1D01D02D03·g0T,s=4·D11+2·D12+D13;]]>其中，s′表示编码器当前状态，依次取值为0，1，…，7；uk表示分量编码器当前输入比特；表示分量编码器状态为s′时，分量编码器输入uk后输出的信息位比特；表示分量编码器状态为s′时，分量编码器输入uk后输出的校验位比特；D01、D02、D03分别表示分量编码器状态为s′时，分量编码器输入uk前，分量编码器的3个寄存器；s表示分量编码器状态为s′时，分量编码器输入uk后分量编码器的新状态，s∈{0,1,...,7}；D11、D12、D13分别表示分量编码器状态为s′时，分量编码器输入uk后，分量编码器的3个寄存器；(6)计算分支度量值：按照分支度量计算方法，计算分支度量值；(7)配置后向度量计算单元：(7a)利用下式，计算后向度量中间值：β~k(s′,s)=β~k+1(s′)+γ~ki;]]>其中，表示k时刻分支度量中间值；表示k+1时刻后向度量；表示k时刻分支度量值；i表示分支度量值的编号，i∈{0,1,2,3}；(7b)利用软件程序，调用打印函数，按照后向度量中间值表达式，生成计算后向度量中间值的硬件代码；(7c)使用生成的硬件代码，作为后向度量计算单元计算后向度量中间值的代码；(8)配置前向度量计算单元：(8a)利用下式，计算前向度量中间值：α~k(s′,s)=α~k-1(s′)+γ~ki;]]>其中，表示k时刻前向度量中间值；表示k‑1时刻前向度量；(8b)利用软件程序，调用打印函数，按照前向度量中间值表达式，生成计算前向度量中间值的硬件代码；(8c)使用生成的硬件代码，作为前向度量计算单元计算前向度量中间值的代码；(9)配置后验信息计算单元：(9a)利用下式，计算后验信息中间值：Luk(s′,s)=α~k-1(s′)+γ~ki+β~k(s);]]>其中，表示后验信息中间值；(9b)利用软件程序，调用打印函数，按照后验信息中间值表达式，生成计算后验信息中间值的硬件代码；(9c)使用生成的硬件代码，作为后验信息计算单元计算后验信息中间值的代码；(10)配置解交织器：(10a)按照解交织地址计算方法，计算解交织地址；(10b)利用软件程序，调用打印函数，将解交织地址按列存储为解交织地址的*.coe文件；(10c)利用解交织地址的*.coe文件初始化解交织器的只读存储器ROM。