主頁（http://www.by236.com）：TETRA數字集群系統語音信道編解碼的設計和實現(2)

圖2  TETRA系統信道編碼器的結構

 TETRA數字集群系統信道編碼器主要由兩大類模塊構成：控制模塊和編碼模塊。

（1）控制模塊

 控制模塊主要由主控制模塊、讀RAM地址控制器、1路變2路選擇器以及2路變1路選擇器。根據TETRA數字集群協議棧所要求編碼的邏輯信道類型，主控制模塊控制整個編碼模塊的工作。讀RAM地址控制器通過對讀地址的控制，實現了不同等級的分類。1路變2路選擇器將AACH的編碼數據和其他邏輯信道的編碼數據分離。2路變1路選擇器將兩路編碼數據合并成一路數據，然后進入擾碼模塊。

（2）編碼模塊

 編碼模塊主要由循環編碼模塊、RM（Reed-Muller）編碼模塊、卷積編碼模塊、交織模塊以及加擾模塊組成。循環編碼模塊是由移位寄存器實現的，在加入CRC校驗碼之后，還加入了4個比特的尾碼。RM（Reed-Muller）編碼模塊只應用于AACH邏輯信道。卷積編碼模塊支持TETRA協議中規定的各種碼率。交織模塊由塊內交織和塊間交織兩個子模塊組成。在編碼之前，加擾模塊需要協議棧提供色碼參數，才能正確輸出編碼結果。

 在獲知協議棧所要求編碼的邏輯信道類型之后，主控制模塊開始從存儲數據的RAM中讀取待編碼數據，讀取的個數隨著邏輯信道類型的不同而不同。因為待編碼數據是按順序存入RAM中，而TETRA數字集群系統中語音信道的編碼方案采用了非均等保護，要求輸入編碼器的碼元順序按等級分類，所以在對語音數據進行編碼之前，主控制模塊通過讀RAM地址控制器模塊來控制讀RAM的地址順序，從而完成等級分類。

 在TETRA數字集群系統的信道編碼方案中，AACH邏輯信道的編碼流程與其他邏輯信道的編碼流程不同，所以在實際實現的過程中，通過兩個路徑選擇器形成兩條編碼路徑，使AACH的編碼路徑與其他邏輯信道分開。
 圖3示出了TETRA語音業務信道信道編碼的流程。

圖3  TETRA語音業務信道編碼流程

 在接收到編碼指令之后，信道編碼器首先判斷協議棧要求編碼的邏輯信道類型，并根據邏輯信道類型從語音緩存區里讀取數據：全時隙業務信道（TCH/F）讀取274比特的數據；半時隙業務信道（TCH/H）讀取137比特的數據。由于語音緩存區里的比特流級別順序是混亂的，所以必須對比特進行重排，將各級別數據分類，并按順序排放。只對第二等級的比特進行CRC編碼，在第二等級比特流末端加入CRC校驗值之后，還要再加入4比特尾碼。根據395-2協議，業務信道編碼前的碼元是逆序進入移位寄存器的，即最先進入編碼模塊，最后進入移位寄存器；最后進入編碼模塊，最先進入移位寄存器。當進行RCPC編碼時，首先對第1等級比特進行卷積，然后對第2等級比特（包括CRC校驗碼和尾碼）進行運算。第1等級和第2等級的比特所進行刪余的碼率是不同的，但處理是連續進行的，在碼率轉換的時刻，寄存器不要清空。對所有比特進行交織和加擾。

5  結束語

本文對TETRA數字集群系統語音業務信道所采用的糾錯編碼技術進行了分析，闡述了語音業務信道的編碼流程，并給出了用FPGA實現編碼器的方案，為進一步的研究與開發提供參考。

參考文獻：
　　[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] 鄭祖輝,陸錦華,鄭嵐. 數字集群移動通信系統(第二版)[M]. 北京:電子工業出版社,2002.
　　[3] 王新梅,肖國鎮. 糾錯碼-原理與方法(第二版)[M]. 西安：西安電子科技大學出版社，2001. ★