基于FPGA的短幀Turbo譯碼器的實現

3 FPGA實現關鍵技術

3.1 數據量化

在通信系統中，譯碼器的接收數據并不是連續不變的模擬量，而是經過量化后的數字量。接收數據的量化會引入量化噪聲，從而影響譯碼的性能。所以，接收數據量化的精度直接影響到譯碼的性能。由參考文獻[5～6]可知，采用3位量化精度就能得到與沒有經過量化的浮點數據相近的譯碼性能。為了簡化FPGA的設計，本文采用了統一的定點量化標準F(9,3)，即最高位為符號位，整數部分8位，小數部分3位。由此，前后遞推項(9)、(10)式的初始值可表示為：

3.2 MAX*運算單元

由前面的MAX-LOG-MAP算法介紹可知，MAX*運算單元是整個譯碼的主要運算單元，它與viterbi譯碼的ACS(加比選)運算單元一樣，先分別進行加法操作，然后對所得結果進行比較，最后將較小的一個結果作為運算結果輸出。實現結構如圖2所示。

3.3 前后向遞推運算單元

由公式(5)~(8)可知，前后向遞推單元除了需要進行MAX*與運算外，還需要進行歸一化處理。為得到較快的運算速度，首先，計算上一時刻所有狀態的最小值，然后對當前時刻的每一狀態進行MAX*運算，并將運算結果減去上一時刻的最小狀態值，即得到當前時刻遞推各狀態的歸一化值。實現結構如圖3所示。