[发明专利]一种应用于无线多媒体传感网的并行信道解码装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing， 正交频分复用)体制的无线多媒体传感网络的传输节点，尤其涉及其中的信道解 码装置。

背景技术

随着通信技术、嵌入式计算技术和传感器技术的飞速发展和日益成熟，具有 感知能力、计算能力和通信能力的无线传感器节点开始出现，并且引起了人们的 极大关注。这种无线传感器节点构成无线传感网能够协调地感知、采集和处理网 络覆盖区域内的各种环境或监测对象信息，并发布给需要这些信息的用户。无线 传感网将逻辑上的信息世界与真实的物理世界融合在一起，深刻地改变了人与自 然的交互方式；可以广泛地应用于军事、工农业控制、生物医疗、环境监测等诸 多领域。

目前，传感器网络研究的一个重要方面是在能量严重受限的微型节点上如何 实现简单的环境数据(如温度、湿度、光强等)采集、传输与处理。然而，随着监测 环境的日趋复杂多变，由这些传统传感器网络所获取的简单数据愈加不能满足人 们对环境监测的全面需求，迫切需要将信息量丰富的图像、音频、视频等媒体引 入到以传感器网络为基础的环境监测活动中来，实现细粒度、精准信息的环境监 测。由此，多媒体传感器网络应运而生。

在大多数的无线传感器节点的布设环境中都存在着各种各样的噪声、干扰 等，对无线信道中传输的信号造成损伤，降低无线通信系统的性能。因此，在无 线通信系统中，都需要加入信道编码装置，对信源给出的数据按照预定的格式进 行封装，并加入一些冗余的信息，配合上接收端的信道译码装置可以有效地对抗 无线信道中的干扰和噪声等造成的损伤，从畸变的信号中提取出正确的数据。

在已有的多媒体传感器节点中，信道解码装置包括解交织器，插零器和卷积 码译码器。由于卷积编码得到的码流是具有很强的相关性的，译码时就是利用这 种相关性来纠正码流中一些突发的误码。当码流遭遇到持续较长时间的干扰和噪 声时，会导致较长序列的误码，以致于译码器无法恢复，因此需要在卷积编码器 后设置一个交织器，将卷积编码的码流打散，从而分散持续时间较长的误码序列。 相应的，在接收端就需要加入一个解交织器，将被编码端的交织器打散的码流重 新组织成有序的码流。解交织器本质是大小预先确定的一个寄存器矩阵，码流按 列写入后再按行读出。在实现时通常用一个RAM来构造这个寄存器矩阵，由一 个写地址产生器来计算码字写入的地址，并由一个读地址产生器来计算码字读出 的地址。在信道质量相对较好的情况下，可以去掉卷积编码器编码的码流中不必 要的冗余数据，改变卷积编码的码率，以提高系统的频谱效率，因此在编码器中 设置了一个打孔器。相应的在解码器内部就需要一个插零器。插零器与解交织器 相连，根据预先确定的码率，选择插零的位置，在解交织器的输出码流中插入零， 以恢复原始码率的码流。卷积码译码器与插零器相连，通常根据最大似然准则进 行译码，寻找一组与输入码序列距离最小的码字作为判决结果。卷积码译码器通 常采用viterbi译码器来实现。所述的viterbi译码器则是根据选用的卷积码编码 器的结构，计算判决出的序列与所有可能的序列之间的距离度量值，再从中选择 出一条距离度量值最小的，即与接收到序列最相似的序列，作为译码的输出。

在无线多媒体传感器网络中，为了支持对实时视频，语音等的传输，需要信 道译码器能够具备较高的数据吞吐率。在传统的传感器节点中都是通过提高译码 器的工作时钟来实现，这种做法一方面需要译码器工作在较高的时钟上，众所周 知，在集成电路中能耗与工作时钟的平方成正比，即这种方式会造成较大的能耗； 另一方面，这种方式在实现时需要严格约束路径的延时，增加设计上的困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于无线多媒体传感网的并行信道解码装置。 本发明要解决的是现有的多媒体传感器节点中的信道编码器工作时钟较高的问 题。为了达到上述的目的，本发明至少包括：并行解交织器，插零器，并行viterbi 译码器，并串变换器。

所述的并行解交织器包括两个同样大小的RAM，写地址产生器，读地址产 生器。用RAM来构造交织表，将串行的解调码流按照特定的地址顺序依次写入 两个RAM，输出时由读地址产生器同时对两个RAM进行读操作，得到两路并 行的码流。