wlanDMGDataBitRecover

Восстановите биты данных с поля данных DMG

Описание

пример

dataBits = wlanDMGDataBitRecover(rxDataSig,noiseVarEst,cfg) восстанавливает биты данных, учитывая поле данных от передачи DMG (OFDM, одно поставщик услуг или управление PHY), шумовая оценка отклонения и объект настройки DMG.

пример

dataBits = wlanDMGDataBitRecover(rxDataSig,noiseVarEst,csi,cfg) использует информацию состояния канала, указанную в csi улучшать demapping поднесущих OFDM.

пример

dataBits = wlanDMGDataBitRecover(___,Name,Value) задает опции алгоритма при помощи одного или нескольких аргументов пары "имя-значение". Когда вы не задаете пару "имя-значение", функция использует значение по умолчанию.

Примеры

свернуть все

Восстановите информационные биты с Поля данных DMG в передаче Управления.

Передатчик

Создайте объект настройки DMG со схемой модуляции и кодирования (MCS) для Управления настройка PHY.

cfgDMG = wlanDMGConfig('MCS',0);

Создайте входную последовательность битов данных и сгенерируйте форму волны DMG.

txBits = randi([0 1],cfgDMG.PSDULength*8,1,'int8'); 
tx = wlanWaveformGenerator(txBits,cfgDMG);

Получатель

Примите, что передача проходит через бесшумный канал.

rx = tx;

Извлеките заголовок и поле данных при помощи wlanFieldIndices функция.

ind = wlanFieldIndices(cfgDMG);
rxSym = rx(ind.DMGHeader(1):ind.DMGData(2));

De-rotate полученный сигнал 90 градусами и despread это с распространяющимся фактором 32. Сгенерируйте последовательность Golay при помощи wlanGolaySequence функция.

rxSym = rxSym.*exp(-1i*pi/2*(0:size(rxSym,1)-1).');
sf = 32; 
Ga = wlanGolaySequence(sf);
rxSymDespread = (reshape(rxSym,sf,length(rxSym)/sf)'*Ga)/sf;

Восстановите PSDU с Поля данных DMG.

rxBits = wlanDMGDataBitRecover(rxSymDespread,0,cfgDMG);

Подтвердите, что декодируемые биты совпадают с исходными информационными битами.

disp(isequal(txBits,rxBits))
   1

Восстановите информационные биты с Поля данных DMG передачи OFDM.

Передатчик

Создайте объект настройки DMG со схемой модуляции и кодирования (MCS) для OFDM PHY.

cfg = wlanDMGConfig('MCS',14);

Создайте входную последовательность битов данных и сгенерируйте форму волны DMG.

txBits = randi([0 1],8*cfg.PSDULength,1,'int8'); 
tx = wlanWaveformGenerator(txBits,cfg);

Канал

Установите ОСШ 10 дБ, вычислите шумовую степень (шумовое отклонение) и добавьте AWGN в форму волны.

snr = 10;
nVar = 10^(-snr/10);
rx = awgn(tx,snr);

Получатель

Извлеките поле данных DMG.

ind = wlanFieldIndices(cfg);
rxData = rx(ind.DMGData(1):ind.DMGData(2));

Выполните демодуляцию OFDM на полученной форме волны, затем извлеките поднесущие данных.

sym = wlanDMGOFDMDemodulate(rxData);
info = wlanDMGOFDMInfo;
rxSym = sym(info.DataIndices,:);

Восстановите PSDU с Поля данных DMG, приняв оценку CSI из всех единиц.

csi = ones(length(info.DataIndices),1);
rxBits = wlanDMGDataBitRecover(rxSym,nVar,csi,cfg);

Подтвердите, что декодируемые биты совпадают с исходными информационными битами.

disp(isequal(txBits,rxBits));
   1

Восстановите информационные биты с Поля данных DMG в передаче одно поставщика услуг (SC).

Передатчик

Создайте объект настройки DMG со схемой модуляции и кодирования (MCS) для SC PHY.

cfg = wlanDMGConfig('MCS',10);

Создайте входную последовательность битов данных и сгенерируйте форму волны DMG.

txBits = randi([0 1],8*cfg.PSDULength,1,'int8'); 
tx = wlanWaveformGenerator(txBits,cfg);

Канал AWGN

Установите ОСШ 10 дБ, вычислите шумовую степень (шумовое отклонение) и добавьте AWGN в форму волны при помощи awgn функция.

SNR = 10;
nVar = 10^(-SNR/10);
rx = awgn(tx,SNR);

Получатель

Извлеките поле данных.

ind = wlanFieldIndices(cfg);
rxData = rx(ind.DMGData(1):ind.DMGData(2));

Измените полученную форму волны данных в блоки. Установите размер блока данных на 512 и защитную длину интервала к 64. Удалите последний защитный интервал из полученной формы волны данных. Получившаяся форма волны данных является 512 Nblks матрица, где Nblks количество данных DMG blocks.

blkSize = 512; 
Ngi = 64;
rxData = rxData(1:end-Ngi); 
rxData = reshape(rxData,blkSize,[]);

Удалите защитный интервал из каждого блока. Получившийся сигнал является 448 Nblks матрица, как ожидалось для временного интервала Поле данных DMG сигнализируют в SC о настройке PHY.

rxSym = rxData(Ngi+1:end,:);
disp(size(rxSym))
   448     9

Восстановите PSDU с Поля данных DMG, задав разделенное на уровни распространение веры декодирование LDPC.

rxBits = wlanDMGDataBitRecover(rxSym,nVar,cfg,'LDPCDecodingMethod','layered-bp');

Подтвердите, что декодируемые биты совпадают с исходными информационными битами.

disp(isequal(txBits,rxBits))
   1

Входные параметры

свернуть все

Полученные данные DMG сигнализируют в виде действительной или комплексной матрицы. Содержимое и размер rxDataSig зависьте от физического уровня (PHY):

  • Одно поставщик услуг PHY — rxDataSig временной интервал сигнал поля данных DMG в виде 448 NBLKS матрицей действительных или комплексных чисел. Значение 448 является количеством символов в символе данных DMG и N, BLKS является количеством блоков данных DMG.

  • OFDM PHY — rxDataSig демодулируемое поле данных DMG символы OFDM в виде 336 NSYM матрицей действительных или комплексных чисел. Значение 336 является количеством поднесущих данных в поле данных DMG и N, SYM является количеством символов OFDM.

  • Управляйте PHY — rxDataSig сигнал временной области, содержащий заголовок и поля данных в виде вектор-столбца B-1 N действительных или комплексных чисел, где N B является количеством despread символов.

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Шумовая оценка отклонения в виде неотрицательного скаляра.

Типы данных: double

Настройка DMG PPDU в виде wlanDMGConfig объект.

Информация о состоянии канала в виде 336 1 вектор-столбца с действительным знаком. Значение 336 задает количество поднесущих данных в поле данных DMG. csi требуется только для OFDM PHY.

Типы данных: double

Аргументы в виде пар имя-значение

Задайте дополнительные разделенные запятой пары Name,Value аргументы. Name имя аргумента и Value соответствующее значение. Name должен появиться в кавычках. Вы можете задать несколько аргументов в виде пар имен и значений в любом порядке, например: Name1, Value1, ..., NameN, ValueN.

Пример: 'MaximumLDPCIterationCount','12','EarlyTermination','false' задает максимум 12 LDPC декодирование итераций и отключает раннее завершение так, чтобы декодер завершил эти 12 итераций.

LDPC декодирование алгоритма в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'LDPCDecodingMethod' и одно из этих значений:

Типы данных: char | string

Масштабный коэффициент за нормированную сумму min LDPC, декодирующий в виде скаляра в интервале (0, 1].

Зависимости

Чтобы включить этот аргумент, задайте 'LDPCDecodingMethod' аргумент пары "имя-значение" как 'norm-min-sum'.

Типы данных: double

Возместите за сумму min смещения LDPC, декодирующий в виде неотрицательного скаляра.

Зависимости

Чтобы включить этот аргумент, задайте 'LDPCDecodingMethod' аргумент пары "имя-значение" как 'offset-min-sum'.

Типы данных: double

Максимальное количество LDPC декодирование итераций в виде положительного целого числа.

Типы данных: double

Включите раннее завершение LDPC, декодирующего в виде 1 TRUE) или 0 ложь).

  • Когда вы устанавливаете это значение к 0 ложь), декодирование LDPC завершает количество итераций, заданных 'MaximumLDPCIterationCount' независимо от состояния проверки четности.

  • Когда вы устанавливаете это значение к 1 TRUE), декодирование LDPC завершает работу, когда всем проверкам четности удовлетворяют.

Типы данных: логический

Выходные аргументы

свернуть все

Восстановленные информационные биты от поля данных DMG, возвращенного как вектор-столбец с бинарным знаком длины 8 × cfgDMG.PSDULength. Смотрите wlanDMGConfig для PSDULength детали.

Типы данных: int8

Больше о

свернуть все

Поле данных DMG

Формат DMG поддерживает три физических уровня (PHY) схемы модуляции: управляйте, один поставщик услуг и OFDM. data field является переменным в длине. Это выполняет ту же функцию для трех ФИЗИК и несет пользовательскую полезную нагрузку данных.

Для SC PHY каждый блок в поле данных является 512 символами долго и с защитным интервалом (GI) 64 символов с Последовательностью Golay. Для OFDM каждый символ OFDM в поле данных является 640 выборками долго и с циклическим префиксом (CP) 128 выборок, чтобы предотвратить интерференцию межсимвола.

IEEE 802.11ad™-2012 задает общие аспекты пакетной структуры DMG PPDU в Разделе 21.3. Специфичные для модуляции аспекты PHY структуры поля данных заданы в этих разделах:

  • Пакетная структура управления DMG PHY задана в Разделе 21.4.

  • Пакетная структура DMG OFDM PHY задана в Разделе 21.5.

  • SC DMG пакетная структура PHY задан в Разделе 21.6.

Алгоритмы

свернуть все

wlanDMGDataBitRecover функционируйте поддерживает эти четыре LDPC декодирование алгоритмов.

Декодирование распространения веры

wlanDMGDataBitRecover функционируйте реализует алгоритм BP на основе алгоритма декодирования, представленного в [2]. Для переданной LDPC-закодированной кодовой комбинации c=(c0,c1,,cn1), вход к декодеру LDPC является отношением логарифмической правдоподобности (LLR), данным

L(ci)=log(Pr(ci=0|channel output for ci)Pr(ci=0|канал выход для ci)).

В каждой итерации функция обновляет ключевые компоненты алгоритма на основе этих уравнений:

L(rji)=2atanh(iVj\{i}tanh(12L(qij))),

L(qij)=L(ci)+j'Ci\{j}L(rji), инициализированный как L(qij)=L(ci) перед первой итерацией, и

L(Qi)=L(ci)+jCiL(rji).

В конце каждой итерации, L(Qi) обновленная оценка значения LLR для переданного бита, ci. Значение L(Qi) мягкое решение выход для ci. Если L(Qi) отрицательно, трудное решение выход для ci 1. В противном случае выход 0.

Индексируйте наборы Ci\{j} и Vj\{i} основаны на PCM, таким образом что наборы Ci и Vj соответствуйте всем ненулевым элементам в столбце i и строка j PCM, соответственно.

Этот рисунок демонстрирует, как вычислить эти наборы индекса для PCM H для случая i = 5 и j = 3.

Чтобы избежать бесконечных чисел в уравнениях алгоритма, atanh (1) и atanh (–1) установлены в 19,07 и –19.07, соответственно. Из-за конечной точности, MATLAB® возвращается 1 для tanh (19.07) и –1 для tanh (–19.07).

Когда вы задаете 'EarlyTermination' аргумент пары "имя-значение" как 0 ложь), декодирование завершает работу после количества итераций, заданных 'MaximumLDPCIterationCount' аргумент пары "имя-значение". Когда вы задаете 'EarlyTermination' аргумент пары "имя-значение" как 1 TRUE), декодирование завершает работу, когда всем проверкам четности удовлетворяют (HcT=0) или после того, как количество итераций задано 'MaximumLDPCIterationCount' аргумент пары "имя-значение".

Многоуровневое декодирование распространения веры

wlanDMGDataBitRecover функционируйте реализует многоуровневый алгоритм BP на основе алгоритма декодирования, представленного в Разделе II.A [3]. Цикл декодирования выполняет итерации по подмножествам строк (слои) PCM. Для каждой строки, m, в слое и каждом битном индексе, j, реализация обновляет ключевые компоненты алгоритма на основе этих уравнений.

(1) L(qmj)=L(qj)Rmj

(2) Ψ(x)=log(|tanh(x/2)|)

(3) Amj=nN(m)\{j}Ψ(L(qmn))

(4) smj=nN(m)\{j}sgn(L(qmn))

(5) Rmj=smjΨ(Amj)

(6) L(qj)=L(qmj)+Rmj

Для каждого слоя уравнение декодирования (6) работает над объединенным входом, полученным из текущих входных параметров LLR, L(qmj), и предыдущие обновления слоя, Rmj.

Поскольку многоуровневый алгоритм BP обновляет только подмножество узлов в слое, этот алгоритм быстрее, чем алгоритм BP. Чтобы достигнуть того же коэффициента ошибок, как достигнуто с декодированием BP, используйте половину количества декодирования итераций при использовании многоуровневого алгоритма BP.

Нормированное декодирование суммы Min

wlanDMGDataBitRecover функционируйте реализует нормированный алгоритм декодирования суммы min следующим многоуровневый алгоритм BP уравнением (3) замененный

Amj=minnN(m)\{j}(α|L(qmn)|),

где α является масштабным коэффициентом, заданным 'MinSumScalingFactor' аргумент пары "имя-значение". Это уравнение является адаптацией уравнения (4) представленный в [4].

Возместите декодирование суммы Min

wlanDMGDataBitRecover функционируйте реализует алгоритм декодирования суммы min смещения следующим многоуровневый алгоритм BP уравнением (3) замененный

Amj=max(minnN(m)\{j}(|L(qmn)|β), 0),

где β является смещением, заданным 'MinSumOffset' аргумент пары "имя-значение". Это уравнение является адаптацией уравнения (5) представленный в [4].

Ссылки

[1] STD IEEE 802.11ad-2012 (Поправка к Станд. IEEE 802.11™-2012, как исправлено Станд. IEEE 802.11ae™-2012 и Станд. IEEE 802.11a™-2012). “Часть 11: Беспроводное Среднее управление доступом (MAC) LAN и Физический уровень (PHY) Технические требования. Поправка 4: Улучшения для Очень Высокой Операции Пропускной способности в Полосах ниже 6 ГГц”. Стандарт IEEE для Информационных технологий — Телекоммуникации и обмен информацией между системами. Локальные сети и городские компьютерные сети — Конкретные требования.

[2] Gallager, Роберт Г. Имеющие малую плотность коды с проверкой четности. Кембридж, MA: нажатие MIT, 1963.

[3] Hocevar, D.E. "Уменьшаемая Архитектура Декодера Сложности через Многоуровневое Декодирование Кодов LDPC". В Семинаре IEEE по Системам Обработки сигналов, 2004. ГЛОТКИ 2004., 107-12. Остин, Техас, США: IEEE, 2004. https://doi.org/10.1109/SIPS.2004.1363033.

[4] Джингу Чен, R.M. Крем для загара, К. Джонс и Ян Ли. "Улучшенные алгоритмы декодирования суммы Min для неправильных кодов LDPC". В продолжениях. Международный симпозиум по теории информации, 2005. ISIT 2005., 449-53, 2005. https://doi.org/10.1109/ISIT.2005.1523374.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

|

Введенный в R2017b

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте