TETRA数字集群系统语音信道编解码的设计和实现(2)

主页（http://www.pttcn.net）：TETRA数字集群系统语音信道编解码的设计和实现(2)

图2  TETRA系统信道编码器的结构

 TETRA数字集群系统信道编码器主要由两大类模块构成：控制模块和编码模块。

（1）控制模块

 控制模块主要由主控制模块、读RAM地址控制器、1路变2路选择器以及2路变1路选择器。根据TETRA数字集群协议栈所要求编码的逻辑信道类型，主控制模块控制整个编码模块的工作。读RAM地址控制器通过对读地址的控制，实现了不同等级的分类。1路变2路选择器将AACH的编码数据和其他逻辑信道的编码数据分离。2路变1路选择器将两路编码数据合并成一路数据，然后进入扰码模块。

（2）编码模块

 编码模块主要由循环编码模块、RM（Reed-Muller）编码模块、卷积编码模块、交织模块以及加扰模块组成。循环编码模块是由移位寄存器实现的，在加入CRC校验码之后，还加入了4个比特的尾码。RM（Reed-Muller）编码模块只应用于AACH逻辑信道。卷积编码模块支持TETRA协议中规定的各种码率。交织模块由块内交织和块间交织两个子模块组成。在编码之前，加扰模块需要协议栈提供色码参数，才能正确输出编码结果。

 在获知协议栈所要求编码的逻辑信道类型之后，主控制模块开始从存储数据的RAM中读取待编码数据，读取的个数随着逻辑信道类型的不同而不同。因为待编码数据是按顺序存入RAM中，而TETRA数字集群系统中语音信道的编码方案采用了非均等保护，要求输入编码器的码元顺序按等级分类，所以在对语音数据进行编码之前，主控制模块通过读RAM地址控制器模块来控制读RAM的地址顺序，从而完成等级分类。

 在TETRA数字集群系统的信道编码方案中，AACH逻辑信道的编码流程与其他逻辑信道的编码流程不同，所以在实际实现的过程中，通过两个路径选择器形成两条编码路径，使AACH的编码路径与其他逻辑信道分开。
 图3示出了TETRA语音业务信道信道编码的流程。

图3  TETRA语音业务信道编码流程

 在接收到编码指令之后，信道编码器首先判断协议栈要求编码的逻辑信道类型，并根据逻辑信道类型从语音缓存区里读取数据：全时隙业务信道（TCH/F）读取274比特的数据；半时隙业务信道（TCH/H）读取137比特的数据。由于语音缓存区里的比特流级别顺序是混乱的，所以必须对比特进行重排，将各级别数据分类，并按顺序排放。只对第二等级的比特进行CRC编码，在第二等级比特流末端加入CRC校验值之后，还要再加入4比特尾码。根据395-2协议，业务信道编码前的码元是逆序进入移位寄存器的，即最先进入编码模块，最后进入移位寄存器；最后进入编码模块，最先进入移位寄存器。当进行RCPC编码时，首先对第1等级比特进行卷积，然后对第2等级比特（包括CRC校验码和尾码）进行运算。第1等级和第2等级的比特所进行删余的码率是不同的，但处理是连续进行的，在码率转换的时刻，寄存器不要清空。对所有比特进行交织和加扰。

5  结束语

本文对TETRA数字集群系统语音业务信道所采用的纠错编码技术进行了分析，阐述了语音业务信道的编码流程，并给出了用FPGA实现编码器的方案，为进一步的研究与开发提供参考。

参考文献：
　　[1] ETSI ETS 300 395-2(2003). Terrestrial Trunked Radio(TETRA) Speech Codec for Full-rate Traffic Channel；Part2：TETRA codec．Second Edition[S]．1998-02.
　　[2] 郑祖辉,陆锦华,郑岚. 数字集群移动通信系统(第二版)[M]. 北京:电子工业出版社,2002.
　　[3] 王新梅,肖国镇. 纠错码-原理与方法(第二版)[M]. 西安：西安电子科技大学出版社，2001. ★