Документация

Введение

Этот пример показывает симуляцию системы связи, состоящей из случайного источника, энкодера RS, прямоугольного 64-QAM модулятора, канала AWGN, прямоугольного 64-QAM демодулятора и декодера RS. Это включает анализ кодирования RS со стираниями путем сравнения производительности частоты ошибок по битам (BER) канала по сравнению с закодированной производительностью BER. Этот пример получает BER Канала путем сравнения входных параметров для прямоугольного модулятора QAM к выходным параметрам от прямоугольного демодулятора QAM. Этот пример получает Закодированный BER путем сравнения входных параметров для энкодера RS к выходным параметрам от декодера RS. ЭТО ИСПОРЧЕНО!

Инициализация

Файл скрипта RSCodingConfigExample конфигурирует прямоугольный 64-QAM модулятор и демодулятор, канал AWGN и объекты системы измерения коэффициента ошибок, раньше симулировал систему связи. Скрипт также устанавливает незакодированное отношение E _b/N0 на EbNoUncoded = 15 дБ и устанавливает критерии остановки симуляции путем определения целевого количества ошибок и максимального количества битных передач к 500 и ^5×106 соответственно.

RSCodingConfigExample

Конфигурирование энкодера/Декодера RS

Этот пример показывает (63,53) код RS, действующий с 64-QAM схемой модуляции. Этот код может откорректировать (63-53)/2 = 5 ошибок, или это может альтернативно откорректировать (63-53) = 10 стираний. Для каждой кодовой комбинации при выходе 64-QAM демодулятора получатель определяет шесть наименее надежных символов с помощью функции RSCodingGetErasuresExample. Индексы, которые указывают на местоположение этих ненадежных символов, передаются как вход декодеру RS. Декодер RS обрабатывает эти символы как стирания, приводящие к возможности исправления ошибок (10-6)/2 = 2 ошибки на кодовую комбинацию.

Создайте (63,53) RSEncoder Системный объект и набор BitInput свойство к false указывать, что вводы и выводы энкодера являются целочисленными символами.

N = 63;  % Codeword length
K = 53;  % Message length
rsEncoder = comm.RSEncoder(N,K, 'BitInput', false);
numErasures = 6;

Создайте RSDecoder Системный объект с помощью тех же настроек в качестве в энкодере. Запросите дополнительный вход для определения стираний как вход к объекту. Это сделано путем установки ErasuresInputPort свойство к true.

rsDecoder = comm.RSDecoder(N,K, 'BitInput', false, 'ErasuresInputPort', true);

Установите NumCorrectedErrorsOutputPort свойство к true так, чтобы декодер вывел количество откорректированных ошибок. Не отрицательная величина в выводе ошибок обозначает количество откорректированных ошибок во входной кодовой комбинации. Значение −1 в выводе ошибок указывает на ошибку декодирования. Ошибка декодирования происходит, когда входная кодовая комбинация имеет больше ошибок, чем поддержка исправления ошибок кода RS.

rsDecoder.NumCorrectedErrorsOutputPort = true;

Потоковый цикл обработки

Симулируйте систему связи для незакодированного отношения E _b/N0 15 дБ. Незакодированный E _b/N0 является отношением, которое было бы измерено во входе канала, если бы не было никакого кодирования в системе.

Сигнал, входящий в канал AWGN, является кодируемым сообщением, таким образом, необходимо преобразовать незакодированные значения E _b/N0 так, чтобы они соответствовали энергетическому отношению в энкодере выход. Это отношение является закодированным отношением E _b/N0. Если вы, символы входа K к энкодеру и получают N символы выхода, то энергетическое отношение дано уровнем K/N. Установите EbNo свойство AWGN образовывает канал объект к вычисленному закодированному значению E _b/N0.

EbNoCoded = EbNoUncoded + 10*log10(K/N);
channel.EbNo = EbNoCoded;

Цикл до симуляции достигает целевого количества ошибок или максимального количества передач.

chanErrorStats = zeros(3,1);
codedErrorStats = zeros(3,1);
correctedErrors = 0;
while (codedErrorStats(2) < targetErrors) && ...
    (codedErrorStats(3) < maxNumTransmissions)

  % Data symbols - transmit 1 message word at a time. Each message word has
  % K symbols in the [0 N] range.
  data = randi([0 N],K,1);

  % Encode the message word. The encoded word encData is N symbols long.
  encData = rsEncoder(data);

  % Modulate encoded data.
  modData = qamModulator(encData);

  % Add noise.
  chanOutput = channel(modData);

  % Demodulate channel output.
  demodData = qamDemodulator(chanOutput);

  % Find the 6 least reliable symbols and generate an erasures vector using
  % the RSCodingGetErasuresExample function. The length of the erasures vector
  % must be equal to the number of symbols in the demodulated codeword. A
  % one in the ith element of the vector erases the ith symbol in the
  % codeword. Zeros in the vector indicate no erasures.
  erasuresVec = RSCodingGetErasuresExample(chanOutput, numErasures);

  % Decode data.
  [estData, errs] = rsDecoder(demodData,erasuresVec);

  % If a decoding error did not occur, accumulate the number of corrected
  % errors using the cumulative sum object.
  if errs >= 0
    correctedErrors = cumulativeSum(errs);
  end

  % Convert integers to bits and compute the channel BER.
  chanErrorStats(:,1) = ...
    chanBERCalc(intToBit1(encData),intToBit1(demodData));

  % Convert integers to bits and compute the coded BER.
  codedErrorStats(:,1) = ...
    codedBERCalc(intToBit2(data),intToBit2(estData));
end

Объекты измерения коэффициента ошибок, chanBERCalc и codedBERCalc, выведите векторы 3 на 1, содержащие обновления измерения BER, количество ошибок и общее количество битных передач. Отобразите закодированный BER и общее количество ошибок, откорректированных декодером RS.

codedBitErrorRate = codedErrorStats(1)
totalCorrectedErrors = correctedErrors

codedBitErrorRate =

     0


totalCorrectedErrors =

   882

Можно добавить цикл for вокруг цикла обработки выше, чтобы запустить симуляции для набора значений E _b/N0. Симуляции были запущены оффлайн для незакодированных значений E _b/N0 в 4:15 дБ, целевое количество ошибок, равных 5 000, и максимальное количество передач, равных ^50×106. Результаты симуляции показывают. BER канала хуже, чем теоретический 64-QAM BER, потому что E _b/N0 уменьшается уровнем кода.

Сводные данные

Этот пример использовал несколько Системных объектов, чтобы симулировать прямоугольную 64-QAM систему связи по каналу AWGN с блочным кодированием RS. Это показало, как сконфигурировать декодер RS, чтобы декодировать символы со стираниями. Производительность системы была измерена с помощью канала и закодированных кривых BER, полученных с помощью объектов системы измерения коэффициента ошибок.

Примеры “Вторая часть Кодирования Тростника-Solomon − Проколы” и “Часть III Кодирования Тростника-Solomon − Сокращение” показывают, как выполнить блочное кодирование RS с проколотыми и сокращенными кодами, соответственно.

Приложение

Этот пример использует следующий скрипт и функцию помощника:

Выбранная библиография

[1] Г. К. Кларк младший, Дж. Б. Каин, кодирование с коррекцией ошибок для цифровой связи, Пленум-Пресс, Нью-Йорк, 1981.