一種適用于ofdm基帶系統(tǒng)的軟比特解碼系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種適用于OFDM基帶系統(tǒng)的軟比特解碼系統(tǒng)。其包括依次連接的解映射模塊、解交織模塊、解刪余模塊和維特比譯碼模塊，解映射模塊中設(shè)有三比特量化器，解映射模塊生成軟比特后利用三比特量化器進行三比特量化輸出；解交織模塊中設(shè)有三個硬比特解交織器，每個解交織器分別處理解映射模塊三比特輸出的高位、中間位和低位，處理后進行三比特輸出；解刪余模塊對解交織模塊輸出的數(shù)據(jù)進行解刪余操作后輸出；維特比譯碼模塊對解刪余后數(shù)據(jù)進行譯碼，輸出譯碼結(jié)果；其中各個模塊間的數(shù)據(jù)采用并行方式傳輸。本發(fā)明的軟比特生成采用三比特量化機制，各個模塊對三比特量化機制作了適應性的改進，使整個OFDM基帶系統(tǒng)接收端解碼模塊得到完善。
【專利說明】—種適用于OFDM基帶系統(tǒng)的軟比特解碼系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及OFDM基帶系統(tǒng)解碼領(lǐng)域，更具體地，涉及一種適用于OFDM基帶系統(tǒng)的軟比特解碼系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]正交頻分復用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技術(shù)由于其頻譜利用率高、抗多徑衰落能力強、傳輸可靠等特點，已經(jīng)成為第四代移動通信系統(tǒng)中最具競爭力的傳輸技術(shù)，并被廣泛應用在無線局域網(wǎng)等高速數(shù)字通信系統(tǒng)中。解碼作為OFDM基帶系統(tǒng)接收端的重要組成部分，也可應用于室內(nèi)無線音頻產(chǎn)品中
[0003]在OFDM系統(tǒng)基帶接收端，需要對接收到的數(shù)據(jù)進行一個解碼的過程，解碼的過程包含解映射、解交織、解刪余、維特比譯碼四個模塊。近年來許多學者提出了一些解碼的方法，主要有以下幾個方面:
[0004](I)硬判決解碼系統(tǒng)。硬判決是指解調(diào)器根據(jù)其判決門限對接收到的信號波形直接進行判決后輸出O或I。傳統(tǒng)的硬判決解碼系統(tǒng)以I比特作為數(shù)據(jù)處理單位，因此每個時鐘周期進行數(shù)據(jù)處理時，所包含的信息量小，直接影響整體譯碼性能。
[0005](2)軟比特解碼系統(tǒng)。軟判決的解調(diào)器不進行判決，直接輸出模擬量，或是將解調(diào)器輸出波形進行多電平量化(不是簡單的O、I兩電平量化)，然后送往譯碼器，即編碼信道的輸出是沒有經(jīng)過判決的“軟信息”。但已有的軟比特解碼系統(tǒng)不適用于硬件描述型軟比特解碼系統(tǒng)的設(shè)計，與周邊解碼模塊不相容，因此必須進行系統(tǒng)整體硬件架構(gòu)重新設(shè)計以及解決各模塊間相容性問題，使整個解碼架構(gòu)體系得到完善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術(shù)所述的至少一種缺陷(不足)，提供一種完善解碼架構(gòu)，能解決模塊間相容性設(shè)計問題的適用于OFDM基帶系統(tǒng)的軟比特解碼系統(tǒng)。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]一種適用于OFDM基帶系統(tǒng)的軟比特解碼系統(tǒng)，包括依次連接的解映射模塊、解交織模塊、解刪余模塊和維特比譯碼模塊，所述解映射模塊中設(shè)有三比特量化器，解映射模塊生成軟比特后利用三比特量化器進行三比特量化輸出；
[0009]所述解交織模塊中設(shè)有三個硬比特解交織器，每個解交織器分別處理解映射模塊三比特輸出的高位、中間位和低位，經(jīng)過處理后再進行三比特輸出；
[0010]所述解刪余模塊對解交織模塊輸出的數(shù)據(jù)進行解刪余操作后輸出；
[0011]維特比譯碼模塊對已進行三比特量化的解刪余數(shù)據(jù)進行譯碼，輸出譯碼結(jié)果；
[0012]其中，各個模塊間的數(shù)據(jù)采用并行方式傳輸。
[0013]上述方案中，所述解映射模塊中的判決電路采用移位加乘法判決電路實現(xiàn)。
[0014]上述方案中，解交織模塊中設(shè)有乒乓存儲模塊對數(shù)據(jù)進行輸入和輸出，所述乒乓存儲模塊包括輸入數(shù)據(jù)選擇單元、第一數(shù)據(jù)暫存單元、第二數(shù)據(jù)暫存單元、輸出數(shù)據(jù)選擇單元和數(shù)據(jù)處理單元；
[0015]所述輸入數(shù)據(jù)選擇單元用于將輸入的數(shù)據(jù)流按周期緩存到第一數(shù)據(jù)暫存單元和第二數(shù)據(jù)暫存單元中；
[0016]所述第一數(shù)據(jù)暫存單元和第二數(shù)據(jù)暫存單元用于暫存輸入的數(shù)據(jù)流；
[0017]輸出數(shù)據(jù)選擇單元用于將第一數(shù)據(jù)暫存單元和第二數(shù)據(jù)暫存單元中的數(shù)據(jù)按周期輸送到數(shù)據(jù)處理單元中；
[0018]數(shù)據(jù)處理單元對數(shù)據(jù)進行運算處理后輸出。
[0019]上述方案中，所述解刪余模塊中包括輸出控制模塊和與輸出控制模塊連接的1/2碼率解刪余處理模塊、2/3碼率解刪余處理模塊、3/4碼率解刪余處理模塊，輸出控制模塊根據(jù)解交織模塊輸出數(shù)據(jù)的編碼率自適應選通1/2碼率解刪余處理模塊、2/3碼率解刪余處理模塊、3/4碼率解刪余處理模塊中一個模塊輸出解刪余后的數(shù)據(jù)。
[0020]上述方案中，解刪余模塊在解刪余過程中采用同步緩沖機制對數(shù)據(jù)進行處理。
[0021]上述方案中，所述維特比譯碼模塊包括控制單元和分別與控制單元連接的分支度量單元、加比選單元、幸存路徑管理單元、判決輸出單元；
[0022]分支度量單元用于計算解刪余輸出數(shù)據(jù)的分支路徑距離；
[0023]加比選單元用于將舊的狀態(tài)路徑度量與相應的新產(chǎn)生的分支路徑距離相加，通過比較后選擇到達同一狀態(tài)的兩個路徑度量值中較小的分支來更新路徑度量；
[0024]幸存路徑管理單元用于將加比選單元生成的路徑信息進行存儲管理；
[0025]判決輸出單元用于根據(jù)加比選單元選擇的路徑度量，從中選擇一個最小值，并輸出該最小值對應的幸存路徑；
[0026]控制單元用于控制各個單元的工作。
[0027]上述方案中，分支度量單元采用歐氏距離計算分支路徑距離。
[0028]上述方案中，所維特比譯碼模塊還包括與加比選單元連接的溢出處理單元，用于對加比選單元的路徑度量累加值進行溢出處理。
[0029]上述方案中，所述加比選單元采用6級流水線技術(shù)進行64種狀態(tài)累計路徑距離的跟蹤處理。
[0030]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是:
[0031](I)本發(fā)明的軟判決解碼系統(tǒng)包含解映射模塊、解交織模塊、解刪余模塊以及維特比譯碼模塊；整個系統(tǒng)架構(gòu)的軟比特生成采用三比特量化機制，模塊間數(shù)據(jù)以并行方式傳輸，降低時鐘頻率，各模塊之間獨立控制，適合模塊移植。各個模塊針對三比特量化機制都作了適應性的改進，解決了各個模塊間相容性的問題，使整個OFDM基帶系統(tǒng)接收端解碼模塊得到完善。
[0032]( 2 )本發(fā)明中的解交織模塊采用乒乓操作，可以同時讀寫，從而能夠高速完成數(shù)據(jù)的無縫緩沖與處理。
[0033](3)本發(fā)明中的解刪余模塊采用自適應方式，根據(jù)多速率數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖兓闆r，自適應調(diào)節(jié)解刪余的具體操作，能夠處理各種編碼率的數(shù)據(jù)，提高系統(tǒng)的兼容性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1為本發(fā)明一種適用于OFDM基帶系統(tǒng)的軟比特解碼系統(tǒng)具體實施例的系統(tǒng)架構(gòu)圖。
[0035]圖2為本發(fā)明具體實施例1中解映射模塊I的結(jié)構(gòu)圖。
[0036]圖3為本發(fā)明具體實施例1中移位加乘法判決電路的示意圖。
[0037]圖4為16-QAM灰度星座映射關(guān)系圖。
[0038]圖5為在16-QAM灰度星座映射關(guān)系圖中b0從O跳轉(zhuǎn)到I的示意圖。
[0039]圖6為本發(fā)明中解映射模塊的仿真圖。
[0040]圖7為解交織模塊的乒乓操作示意圖。
[0041]圖8為乒乓存儲模塊的架構(gòu)圖。
[0042]圖9為解交織模塊的仿真圖。
[0043]圖10為編碼率為2/3時解刪余過程不意圖。
[0044]圖11為編碼效率為3/4時解刪余過程不意圖。
[0045]圖12為解刪余的仿真圖。
[0046]圖13為維特比譯碼模塊的架構(gòu)圖。
[0047]圖14為加比選單元中采用6級流水線技術(shù)進行64種狀態(tài)累計路徑距離的跟蹤處理時的架構(gòu)圖。
[0048]圖15為維特比譯碼模塊的仿真圖。
【具體實施方式】
[0049]附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；
[0050]為了更好說明本實施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實際產(chǎn)品的尺寸；
[0051]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說明可能省略是可以理解的。
[0052]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的說明。
[0053]實施例1
[0054]如圖1所示，為本發(fā)明一種適用于OFDM基帶系統(tǒng)的軟比特解碼系統(tǒng)具體實施例的系統(tǒng)架構(gòu)圖，包括依次連接的解映射模塊1、解交織模塊2、解刪余模塊3和維特比譯碼模塊4，解映射模塊I中設(shè)有三比特量化器，解映射模塊I生成軟比特后利用三比特量化器進行三比特量化輸出；
[0055]解交織模塊2中設(shè)有三個硬比特解交織器，每個解交織器分別處理解映射模塊I三比特輸出的高位、中間位和低位，經(jīng)過處理后再進行三比特輸出；
[0056]解刪余模塊3對解交織模塊2輸出的數(shù)據(jù)進行解刪余操作后輸出；
[0057]維特比譯碼模塊3對已進行三比特量化的解刪余數(shù)據(jù)進行譯碼，輸出譯碼結(jié)果；
[0058]其中，各個模塊間的數(shù)據(jù)采用并行方式傳輸。
[0059]在本發(fā)明中，解映射模塊I是整個解碼架構(gòu)中軟數(shù)據(jù)的產(chǎn)生模塊，為了解映射輸出數(shù)據(jù)能與維特比譯碼解碼4的輸入相容，本發(fā)明在解映射模塊I中設(shè)置了三比特量化器，利用三比特量化器實現(xiàn)三比特的輸出。解映射模塊I在進行軟比特生成時，利用移位加乘法判決電路設(shè)計取代除法判決電路設(shè)計，大大減少實現(xiàn)復雜度。另外采用自適應方式對多種映射方式進行匹配解映射操作，并最終通過量化器輸出并行數(shù)據(jù)。[0060]如圖2所示，為本具體實施例中解映射模塊I的結(jié)構(gòu)圖。參見圖2，本具體實施例的解映射模塊I采用了四種解映射方式，分別為BPSK (BinaryPhaseShiftKeying,二相相移鍵控)、QPSK (Quadrature Phase Shift Keying,四相相移鍵控)、16QAM(QuadratureAmplitudeModulation,正交幅度鍵控)、64QAM四種。在具體應用時可以根據(jù)實際需要在解映射模塊I中集成多種解映射方式，在解映射過程中，解映射模塊I根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)采用自適應方式對多種映射方式匹配解映射操作，然后通過三比特量化器輸出并行數(shù)據(jù)。下面通過一個實例詳細介紹解映射模塊I中軟數(shù)據(jù)的產(chǎn)生過程。
[0061]以16位有符號數(shù)M乘以3/7為例，給出固定系數(shù)乘法的具體實現(xiàn)。對分數(shù)3/7進行數(shù)值分析，有:
[0062]
【權(quán)利要求】
1.一種適用于OFDM基帶系統(tǒng)的軟比特解碼系統(tǒng)，包括依次連接的解映射模塊、解交織模塊、解刪余模塊和維特比譯碼模塊，其特征在于， 所述解映射模塊中設(shè)有三比特量化器，解映射模塊生成軟比特后利用三比特量化器進行三比特量化輸出； 所述解交織模塊中設(shè)有三個硬比特解交織器，每個解交織器分別處理解映射模塊三比特輸出的高位、中間位和低位,經(jīng)過處理后再進行三比特輸出； 所述解刪余模塊對解交織模塊輸出的數(shù)據(jù)進行解刪余操作后輸出； 維特比譯碼模塊對已進行三比特量化的解刪余數(shù)據(jù)進行譯碼，輸出譯碼結(jié)果； 其中，各個模塊間的數(shù)據(jù)采用并行方式傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于OFDM基帶系統(tǒng)的軟比特解碼系統(tǒng)，其特征在于，所述解映射模塊中的判決電路采用移位加乘法判決電路實現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于OFDM基帶系統(tǒng)的軟比特解碼系統(tǒng)，其特征在于，解交織模塊中設(shè)有乒乓存儲模塊對數(shù)據(jù)進行輸入和輸出，所述乒乓存儲模塊包括輸入數(shù)據(jù)選擇單元、第一數(shù)據(jù)暫存單元、第二數(shù)據(jù)暫存單元、輸出數(shù)據(jù)選擇單元和數(shù)據(jù)處理單元； 所述輸入數(shù)據(jù)選擇單元用于將輸入的數(shù)據(jù)流按周期緩存到第一數(shù)據(jù)暫存單元和第二數(shù)據(jù)暫存單元中； 所述第一數(shù)據(jù)暫存單元和第二數(shù)據(jù)暫存單元用于暫存輸入的數(shù)據(jù)流； 輸出數(shù)據(jù)選擇單元用于將第一數(shù)據(jù)暫存單元和第二數(shù)據(jù)暫存單元中的數(shù)據(jù)按周期輸送到數(shù)據(jù)處理單元中；` 數(shù)據(jù)處理單元對數(shù)據(jù)進行運算處理后輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于OFDM基帶系統(tǒng)的軟比特解碼系統(tǒng)，其特征在于，所述解刪余模塊中包括輸出控制模塊和與輸出控制模塊連接的1/2碼率解刪余處理模塊、2/3碼率解刪余處理模塊、3/4碼率解刪余處理模塊，輸出控制模塊根據(jù)解交織模塊輸出數(shù)據(jù)的編碼率自適應選通1/2碼率解刪余處理模塊、2/3碼率解刪余處理模塊、3/4碼率解刪余處理模塊中一個模塊輸出解刪余后的數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于OFDM基帶系統(tǒng)的軟比特解碼系統(tǒng)，其特征在于，解刪余模塊在解刪余過程中采用同步緩沖機制對數(shù)據(jù)進行處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于OFDM基帶系統(tǒng)的軟比特解碼系統(tǒng)，其特征在于，所述維特比譯碼模塊包括控制單元和分別與控制單元連接的分支度量單元、加比選單元、幸存路徑管理單元、判決輸出單元； 分支度量單元用于計算解刪余輸出數(shù)據(jù)的分支路徑距離； 加比選單元用于將舊的狀態(tài)路徑度量與相應的新產(chǎn)生的分支路徑距離相加，通過比較后選擇到達同一狀態(tài)的兩個路徑度量值中較小的分支來更新路徑度量； 幸存路徑管理單元用于將加比選單元生成的路徑信息進行存儲管理； 判決輸出單元用于根據(jù)加比選單元選擇的路徑度量，從中選擇一個最小值，并輸出該最小值對應的幸存路徑； 控制單元用于控制各個單元的工作。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的適用于OFDM基帶系統(tǒng)的軟比特解碼系統(tǒng)，其特征在于，分支度量單元采用歐氏距離計算分支路徑距離。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的適用于OFDM基帶系統(tǒng)的軟比特解碼系統(tǒng)，其特征在于，所維特比譯碼模塊還包括與加比選單元連接的溢出處理單元，用于對加比選單元的路徑度量累加值進行溢出處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的適用于OFDM基帶系統(tǒng)的軟比特解碼系統(tǒng)，其特征在于，所述加比選單元采用6級流水線技術(shù)進行6`4種狀態(tài)累計路徑距離的跟蹤處理。
【文檔編號】H04L27/26GK103684694SQ201310720037
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】陸許明, 徐永鍵, 龍光平, 譚洪舟 申請人:東莞中山大學研究院