LDPC кодируют и декодируют потоковой передачи данных
В этом примере показано, как симулировать Энкодер NR LDPC и блоки Декодера Энкодера NR LDPC. В этом примере оптимизированные оборудованием результаты этих блоков по сравнению с соответствующими функциями в 5G Toolbox™.
Сгенерируйте входные данные для энкодера
Выберите серию входных значений для bgn и liftingSize. Эти значения должны поддерживаться 5G стандарт NR. Сгенерируйте соответствующие входные векторы bgn и liftingSize значений в зависимости от времени. Сгенерируйте случайные системы координат входных данных и преобразуйте их в булевы векторы и управляющие сигналы, которые указывают на контуры системы координат. Модель в качестве примера импортирует переменные encSampleIn рабочей области, encStartIn, encEndIn, encValidIn, encbgnIn, encliftingSizeIn'SampleTime' , и simTime.
encFrameGap размещает задержку блока NR LDPC Encoder для bgn и liftingSize значений. Используйте сигнал nextFrame определить, когда блок будет готов принять запуск следующего входного кадра.
bgn = [0; 1; 1; 0];
liftingSize = [4; 384; 144; 208];
numFrames = 4;
encbgnIn = [];encliftingSizeIn = [];
msg = {numFrames};
K =[];N = [];
encSampleIn = [];encStartIn = [];encEndIn = [];encValidIn = [];
encFrameGap = 2500;
for ii = 1:numFrames
if bgn(ii) == 0
K(ii) = 22;
N(ii) = 66;
else
K(ii) = 10;
N(ii) = 50;
end
frameLen = liftingSize(ii) * K(ii);
msg{ii} = randi([0 1],1,frameLen);
len = K(ii) * ceil(liftingSize(ii)/64);
encIn = ldpc_dataFormation(msg{ii},liftingSize(ii),K(ii));
encSampleIn = logical([encSampleIn encIn zeros(64,encFrameGap)]); %#ok<*AGROW>
encStartIn = logical([encStartIn 1 zeros(1,len-1) zeros(1,encFrameGap)]);
encEndIn = logical([encEndIn zeros(1,len-1) 1 zeros(1,encFrameGap)]);
encValidIn = logical([encValidIn ones(1,len) zeros(1,encFrameGap)]);
encbgnIn = logical([encbgnIn repmat(bgn(ii),1,len) zeros(1,encFrameGap)]);
encliftingSizeIn = uint16([encliftingSizeIn repmat(liftingSize(ii),1,len) zeros(1,encFrameGap)]);
end
encSampleIn = timeseries(logical(encSampleIn'));
sampleTime = 1;
simTime = length(encValidIn); %#ok<NASGU>
Запустите модель энкодера
Подсистема Алгоритма HDL содержит блок NR LDPC Encoder. Выполнение модели импортирует переменные входного сигнала из рабочей области и возвращается, LDPC закодировал выходные векторы наряду с управляющими сигналами, которые указывают на контуры системы координат. Модель экспортирует sampleOut и ctrlOut к рабочему пространству MATLAB.
open_system('NRLDPCEncoderHDL'); encOut = sim('NRLDPCEncoderHDL');
Проверьте результаты энкодера
Преобразуйте данные о потоковой передаче назад в системы координат для сравнения с результатами nrLDPCEncode функция от 5G Toolbox™.
startIdx = find(encOut.ctrlOut.start.Data); endIdx = find(encOut.ctrlOut.end.Data); for ii = 1:numFrames encHDL{ii} = ldpc_dataExtraction(encOut.sampleOut.Data,liftingSize(ii),startIdx(ii),endIdx(ii),N(ii)); %#ok<*SAGROW> encRef = nrLDPCEncode(msg{ii}',bgn(ii)+1); error = sum(abs(encRef - encHDL{ii})); fprintf(['Encoded Frame %d: Behavioral and ' ... 'HDL simulation differ by %d bits\n'],ii,error); end
Encoded Frame 1: Behavioral and HDL simulation differ by 0 bits Encoded Frame 2: Behavioral and HDL simulation differ by 0 bits Encoded Frame 3: Behavioral and HDL simulation differ by 0 bits Encoded Frame 4: Behavioral and HDL simulation differ by 0 bits
Сгенерируйте входные данные для декодера
Используйте закодированные данные, чтобы сгенерировать входные отношения логарифмической правдоподобности (LLR) для блока NR LDPC Decoder. Используйте канал, модулятор, и демодулятор возражает, чтобы добавить некоторый шум в сигнал.
Снова, создайте векторы bgn и liftingSize и преобразуйте системы координат данных к векторам входа LLR с управляющими сигналами. Модель в качестве примера импортирует переменные decSampleIn рабочей области, decStartIn, decEndIn, decValidIn, decbgnIn, decliftingSizeIn, numIter'SampleTime' , и simTime.
decFrameGap размещает задержку блока NR LDPC Decoder для bgn, liftingSize, и количество итераций. Используйте сигнал nextFrame определить, когда блок будет готов принять запуск следующего входного кадра.
nVar = 2.5; chan = comm.AWGNChannel('NoiseMethod','Variance','Variance',nVar); bpskMod = comm.BPSKModulator; bpskDemod = comm.BPSKDemodulator('DecisionMethod', ... 'Approximate log-likelihood ratio','Variance',nVar); numIter = 8; decFrameGap = numIter *1200; decbgnIn = [];decliftingSizeIn = []; rxLLR = {numFrames}; decSampleIn = [];decStartIn = [];decEndIn = [];decValidIn = []; for ii=1:numFrames mod = bpskMod(double(encHDL{ii})); rSig = chan(mod); rxLLR{ii} = fi(bpskDemod(rSig),1,6,0); len = N(ii)* ceil(liftingSize(ii)/64); decIn = ldpc_dataFormation(rxLLR{ii}',liftingSize(ii),N(ii)); decSampleIn = [decSampleIn decIn zeros(64,decFrameGap)]; %#ok<*AGROW> decStartIn = logical([decStartIn 1 zeros(1,len-1) zeros(1,decFrameGap)]); decEndIn = logical([decEndIn zeros(1,len-1) 1 zeros(1,decFrameGap)]); decValidIn = logical([decValidIn ones(1,len) zeros(1,decFrameGap)]); decbgnIn = logical([decbgnIn repmat(bgn(ii),1,len) zeros(1,decFrameGap)]); decliftingSizeIn = uint16([decliftingSizeIn repmat(liftingSize(ii),1,len) zeros(1,decFrameGap)]); end decSampleIn = timeseries(fi(decSampleIn',1,6,0)); simTime = length(decValidIn);
Запустите модель декодера
Подсистема Алгоритма HDL содержит блок NR LDPC Decoder. Выполнение модели импортирует переменные входного сигнала из рабочей области и возвращает поток декодируемых выходных выборок наряду с управляющими сигналами, которые указывают на контуры системы координат. Модель экспортирует sampleOut и ctrlOut к рабочему пространству MATLAB.
open_system('NRLDPCDecoderHDL'); decOut = sim('NRLDPCDecoderHDL');
Проверьте результаты декодера
Преобразуйте данные о потоковой передаче, возвращенные в модель Simulink в системы координат для сравнения с результатами nrLDPCDecode функция от 5G Toolbox™.
startIdx = find(decOut.ctrlOut.start.Data); endIdx = find(decOut.ctrlOut.end.Data); for ii = 1:numFrames decHDL{ii} = ldpc_dataExtraction(decOut.sampleOut.Data,liftingSize(ii),startIdx(ii),endIdx(ii),K(ii)); %#ok<*SAGROW> decRef = nrLDPCDecode(double(rxLLR{ii}),bgn(ii)+1,numIter, 'Algorithm','Normalized min-sum','ScalingFactor',1.0,... 'Termination','max'); error = sum(abs(double(decRef) - decHDL{ii})); fprintf(['Decoded Frame %d: Behavioral and ' ... 'HDL simulation differ by %d bits\n'],ii,error); end
Decoded Frame 1: Behavioral and HDL simulation differ by 0 bits Decoded Frame 2: Behavioral and HDL simulation differ by 0 bits Decoded Frame 3: Behavioral and HDL simulation differ by 0 bits Decoded Frame 4: Behavioral and HDL simulation differ by 0 bits