碼塊

Turbo碼是一種性能接近香農極限的信道碼，具有很高的編碼增益。鑑於 Turbo碼的卓越性能，CCSDS（空間數據系統諮詢委員會）將 Turbo碼寫入“遙測同步和信道編碼”建議，並規定了Turbo碼的編碼器結構和參數、碼字格式等。 Turbo碼譯碼器需從接收數據中分離出各個碼塊，分別對每個碼塊進行譯碼，所以譯碼前必須完成碼塊同步。

CCSDS建議規定在每個 Turbo碼塊前添加ASM（附屬同步標識或同步字),譯碼器通過在接收數據中搜尋ASM實現碼塊同步，並給出了ASM長度，但未給出具體的碼塊同步方法和同步參數。 ^[1] 

參考一般遙測幀同步方法 ^[2]  ,設計碼塊同步器工作步驟如下:

1）用接收數據流和同步字模板進行相關運算的方法在接收數據流中搜索同步字,稱為搜索階段。

2）找到同步字後,以一個碼塊為週期,驗證是否在連續若干個碼塊中週期性地出現同步字,稱為校核階段。假定以上2個階段共進行G個碼塊,其中同步字長度為n,搜索階段和校核階段容錯位數為a(a≤n)。

3）如果連續G個碼塊都找到了同步字,這時進入碼塊同步的鎖定及保護階段(入鎖),可以對接收數據進行譯碼處理,但是仍然週期性地檢查每一碼塊的同步字,這時容錯位數為k(k≤n),當連續L個碼塊都未發現同步字時,同步解鎖,重新進入搜索階段。這樣處理,可以保證在出現錯鎖(錯鎖是指把數據碼誤認作同步字而鎖定碼塊同步)或遙測數據流終止時能及時退出鎖定狀態。

上述步驟描述了同步器進行TPC碼塊同步的3個邏輯狀態,3個狀態之間可以互相轉換,而只有當進入鎖定狀態時譯碼器才能正常工作。

同步字長度(包括碼型)和同步器參數(a,G,k,L)對系統性能的影響通過平均入鎖時間N入鎖來衡量,它是指從開始搜索同步字到同步鎖定狀態需要的平均時間,單位為秒;因碼塊數量乘以系統速率就是時間,所以本文用碼塊數代替秒作平均入鎖時間的單位,可以簡化計算,二者在本質上是一致的。 ^[3] 

從MAC層下來的數據經過CRC添加，碼塊分割及碼塊CRC添加，信道編碼，速率匹配，碼塊級聯等一系列的處理流程，最後實現基帶信號生成，通過天線端口將數據信號發送出去。 ^[4] 

本模塊完成處理流程中的第2階段：碼塊分割及碼塊CRC添加。輸入的數據流經過整個數據的CRC添加之後，如果長度大於6144，則要進行碼塊分割及分割後各個碼塊的CRC添加，此時的CRC添加與第一步的CRC添加完全一致，直接調用即可。 ^[5] 

因為在編碼交織表中所允許的最大碼塊長度為6144bits，所以傳輸塊添加24bitsCRC後，如果長度超過6144bits，則需要分段，分成多個長度小於6144的碼塊。

記輸入碼塊分段的比特流為

，其中B=L+A是傳輸塊添加CRC後的總長。如果B的長度大於一個傳輸塊的最大值Z=6144，則碼塊必須分段，並對每一個分段後的碼塊進行CRC冗餘添加。在下列計算中如果填充比特F大於0，則填充比特添加到第一個碼塊的開始端。如果B小於40，填充比特添加到碼塊的開始位置 ^[6]  。在編碼器的輸入端，填充比特將被設置為空<NULL>，在DSP實現時填充比特都以0填充。

碼塊分段的過程如下：

在得到需要分段的碼塊數後，即碼塊數C已經確定，接下就要確定每個碼塊的長度：記碼塊編號為c_r0,c_r1,c_r2,c_r3,...,cr(_Kr−1),其中r是碼塊號，Kr是第r個碼塊所包含的比特數目。

從第0個碼塊的第F個位置開始，按增序依次將數據填充到各個分段後的碼塊（碼塊增序）。碼塊順序重排，先填充頭C－個碼塊，前C－個碼塊的長度為K－，然後再是C+個碼塊(長度為K+)每個碼塊的後24位必須預留給CRC校驗位，數據不能佔用。每個碼塊必須添加CRC校驗位，位置在每個碼塊的後24位，這樣便形成了總數目為C的碼塊。 ^[5]