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短帧Turbo译码器的FPGA实现

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3 FPGA实现关键技术

3.1 数据量化

在通信系统中,译码器的接收数据并不是连续不变的模拟量,而是经过量化后的数字量。接收数据的量化会引入量化噪声,从而影响译码的性能。所以,接收数据量化的精度直接影响到译码的性能。由参考文献[5~6]可知,采用3位量化精度就能得到与没有经过量化的浮点数据相近的译码性能。为了简化FPGA的设计,本文采用了统一的定点量化标准F(9,3),即最高位为符号位,整数部分8位,小数部分3位。由此,前后递推项(9)、(10)式的初始值可表示为:

3.2 MAX*运算单元

由前面的MAX-LOG-MAP算法介绍可知,MAX*运算单元是整个译码的主要运算单元,它与viterbi译码的ACS(加比选)运算单元一样,先分别进行加法操作,然后对所得结果进行比较,最后将较小的一个结果作为运算结果输出。实现结构如图2所示。

3.3 前后向递推运算单元

由公式(5)~(8)可知,前后向递推单元除了需要进行MAX*与运算外,还需要进行归一化处理。为得到较快的运算速度,首先,计算上一时刻所有状态的最小值,然后对当前时刻的每一状态进行MAX*运算,并将运算结果减去上一时刻的最小状态值,即得到当前时刻递推各状态的归一化值。实现结构如图3所示。

来源:21IC电子网

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