[发明专利]基于FPGA的宽带电力线载波通信Turbo编码方法

说明书

本发明属于电力线通信领域，公开了一种基于FPGA的电力线载波通信Turbo编码方法。本发明提出的Turbo编码方法以双比特信息为单位进行编码，继承了双二元Turbo编码的优点，具有较高的编码效率和较低的译码时延。除此之外，该Turbo编码方法所采用的并行级联分量编码器对输入信息比特进行两次编码。经过第一次预编码，得到一个编码末状态，通过该状态计算得到第二次编码，即正式编码的初始状态。使用该初始状态的好处在于，不需要加尾比特处理，正式编码后寄存器的状态就能回归到编码前，从而使整个编码过程易于控制。由此可见，本发明提出的Turbo编码方法性能更优。

技术领域

本发明涉及电力线载波通信领域，具体地说，是一种基于FPGA的宽带电力线载波通信Turbo编码方法，可应用于电力线载波通信中。

背景技术

宽带电力线载波通信是在2～30MHz带宽上进行数据传输的一种通信技术，其传输速率在1Mbps以上。电力线是一种基础设施，具有复杂的拓扑结构，设备的随机接入和切出会在电力线上产生一定的噪声。电力线上的噪声种类繁多，主要有突发性噪声和脉冲噪声等，其中，脉冲噪声对数据传输的影响最大，是使数据产生突发错误的主要原因。为了抵抗恶劣的电力线信道环境，我们采用信道编码技术来提高信息传输的可靠性。

Turbo编码是一种优秀的信道编码技术，它将卷积码和随机交织码相结合，实现了随机编码的思想，同时，Turbo编码中又引入了随机交织器，降低了相邻码元序列之间的相关性，使码字具有近似随机特性。Turbo码的性能接近香农极限，被广泛地应用到实际的各种通信规范和通信系统中。目前，Turbo编码在3G和4G标准中的使用已趋于成熟。

Turbo编码中，交织器的长度对编码性能的影响表现为，交织器长度越长，编码性能越好，相应的译码时延也越长。相比于传统的Turbo编码，双二元Turbo编码的交织器长度减小为原来的一半，大大地降低了译码时延。除此之外，双二元Turbo编码采用循环递归系统，具有更高的编码效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于FPGA的宽带电力线载波通信Turbo编码方法，该Turbo编码方法以双比特为单位进行编码，具有比传统方法优异的性能，能够更好地抵抗信道干扰。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于FPGA的宽带电力线载波通信Turbo编码方法，包括：

接收来自上层的单比特串行数据流，通过串并转换，输出两路并行传输的数据流，称为信息码；

对并行的两路数据流做交织处理，以降低序列之间的相关性，实现随机编码；

对原并行数据流和交织后的数据流进行预编码；

预编码结束后，重新对原并行的数据流和交织后的数据流进行第二次编码，输出两路校验码；

对输出的两路校验码做删余处理；

最后对删余处理后的校验码和原并行数据流，即信息码进行排列，经过串并转换处理，输出一路信息码，一路校验码。

进一步，所述基于FPGA的宽带电力线载波通信Turbo编码方法包括以下步骤：

步骤一：串并转换；

步骤二：信息交织；

步骤三：预编码；

步骤四：正式编码；

步骤五：删余处理；

步骤六：并串转换。

进一步，所述步骤一包括：

对输入的串行比特流做串并转换处理，输出两路并行的数据流。

进一步，所述步骤二包括：