Turbo Encoder

Закодируйте двоичные данные с помощью конкатенированной схемы кодирования параллели

Библиотека:
Communications Toolbox / Выявление ошибок и Коррекция / Сверточный

Описание

Блок Turbo Encoder кодирует сообщение двоичного входа использование параллельной схемы каскадного кодирования. Эта схема кодирования использует два идентичных сверточных энкодера и один внутренний interleaver. Каждый составляющий энкодер независимо отключен битами хвоста. Для получения дополнительной информации о составляющих энкодерах, см. Параллельную Конкатенированную Сверточную Схему кодирования.

Этот значок показывает блок со всеми включенными портами.

Turbo Encoder block with optional ports (IntrInd and OutInd) enabled

Порты

Входной параметр

развернуть все

`In` — Входной сигнал
вектор столбца двоичных данных

Входной сигнал в виде вектора столбца двоичных данных из длины L, где L является длиной незакодированного входного сигнала.

Типы данных: double | int8 | fi(data,0,1)

`IntrInd` — Индексы Interleaver
вектор-столбец целых чисел

Индексы Interleaver в виде вектор-столбца целых чисел. Вектор должен иметь длину L, где L является длиной сообщения двоичного входа. Каждый элемент вектора должен быть целым числом в области значений [1, L] и должен быть уникальным. interleaver индексы задают отображение, используемое, чтобы переставить входные биты в энкодере.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите свойство Source of interleaver indices на Input port.

Типы данных: double

`OutInd` — Выведите индексы
вектор-столбец целых чисел

Выведите индексы для порядка битов и прокалывания используемого на полностью закодированных данных в виде вектор-столбца целых чисел. Значения элемента в векторе должны быть относительно полностью закодированных данных для схемы кодирования, включая биты хвоста для всех потоков.

Настраиваемый: да

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите свойство Source of output indices на Input port.

Типы данных: double

Вывод

развернуть все

`Out` — Параллель конкатенировала кодовую комбинацию
вектор столбца двоичных данных

Параллель конкатенировала кодовую комбинацию, возвращенную как вектор столбца двоичных данных из длины M, где M является количеством битов в конкатенированной кодовой комбинации параллели. Этот выход наследовал свой тип данных от In входной параметр.

Типы данных: double | int8 | fi(data,0,1)

Параметры

развернуть все

`Trellis structure` — Описание решетки составляющего сверточного кода
`poly2trellis(4,[13 15],13)` (значение по умолчанию) | структура

Задайте решетку как структуру MATLAB^®, которая содержит описание решетки для уровня K ∕ сверточный код составляющей N. K является количеством входных потоков битов, и N является количеством выходных потоков битов.

Примечание

K должен быть 1 для турбо кодера. Для получения дополнительной информации смотрите Уровень Кодирования.

Можно или использовать poly2trellis функция, чтобы создать структуру решетки или создать его вручную. Для больше об этой структуре, см. Описание Решетки Сверточного кода и istrellis функция.

Структура решетки содержит эти поля.

`numInputSymbols` — Количество входа символов к энкодеру
2^K

Количество входа символов к энкодеру в виде целого числа равняется 2^K, где K является количеством входных потоков битов.

Типы данных: double

`numOutputSymbols` — Количество символов выводится от энкодера
2^N

Количество символов, которым выход от энкодера в виде целого числа равняется 2^N, где N является количеством выходных потоков битов.

Типы данных: double

`numStates` — Количество состояний в энкодере
степень 2

Количество состояний в энкодере в виде степени 2.

Типы данных: double

`nextStates` — Следующие состояния
матрица целых чисел

Следующие состояния для всех комбинаций текущих состояний и текущих входных параметров в виде матрицы целых чисел. Матричным размером должен быть numStates- 2^K.

Типы данных: double

`outputs` Выходные параметры
матрица восьмеричных чисел

Выходные параметры для всех комбинаций текущих состояний и текущих входных параметров в виде матрицы восьмеричных чисел. Матричным размером должен быть numStates- 2^K.

Типы данных: double

`Source of interleaver indices` — Источник interleaver индексов
`Property` (значение по умолчанию) | `Input port`

Задайте источник interleaver индексов как Property или Input port.

Когда вы устанавливаете этот параметр на Property, блок использует параметр Interleaver indices, чтобы задать interleaver индексы.
Когда вы устанавливаете этот параметр на Input port, блок использует IntrInd входной порт, чтобы задать interleaver индексы.

`Interleaver indices` — Индексы Interleaver
(64:-1:1).' (значение по умолчанию) | вектор-столбец целых чисел

Задайте interleaver индексы как вектор-столбец целых чисел. Вектор должен иметь длину L, где L является длиной сообщения двоичного входа. Каждый элемент вектора должен быть целым числом в области значений [1, L] и должен быть уникальным. interleaver индексы задают отображение, используемое, чтобы переставить входные биты в энкодере.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметр Source of interleaver indices на Property.

`Source of output indices` — Источник выходных индексов
`Auto` | `Property` | `Input port`

Задайте источник выходных индексов как AutoСвойство, или Input port.

Когда вы устанавливаете этот параметр на Auto, блок вычисляет выходные индексы, которые прокалывают второй систематический поток и включают все биты хвоста.
Когда вы устанавливаете этот параметр на Property, блок использует выходные индексы, которые вы задаете для параметра Output indices.
Когда вы устанавливаете этот параметр на Input port, блок использует входной порт OutInd, чтобы задать выходные индексы. Длина вектора и значения для выходных индексов и закодированного выходного сигнала могут измениться с каждым выполнением блока.

`Output indices` — Выведите индексы
`getTurboIOIndices(64,2,3)` (значение по умолчанию) | вектор-столбец целых чисел

Задайте выходные индексы для порядка битов и прокалывания используемого на полностью закодированных данных как вектор-столбец целых чисел. Количество битов выход от энкодера равно длине этого параметра. Максимальная длина не должна превышать полностью закодированную длину (L +mLen) × N × 2), где L является длиной входного вектора, mLen является временем хранения в памяти, и N является количеством закодированных потоков составляющего кодера.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметр Source of output indices на Property.

`Simulate using` — Тип симуляции, чтобы запуститься
`Interpreted execution` (значение по умолчанию) | `Code generation`

Тип симуляции, чтобы запуститься в виде Interpreted execution или Code generation.

Interpreted execution – Симулируйте модель при помощи интерпретатора MATLAB. Эта опция требует меньшего количества времени запуска, чем Code generation метод, но скорость последующих симуляций медленнее. В этом режиме можно отладить исходный код блока.
Code generation – Симулируйте модель при помощи сгенерированного кода C. В первый раз, когда вы запускаете симуляцию, Simulink^® генерирует код С для блока. Код С снова используется для последующих симуляций, если модель не изменяется. Эта опция требует дополнительного времени запуска, но скорость последующих симуляций быстрее, чем Interpreted execution.

Примеры модели

Parallel Concatenated Convolutional Coding: Turbo Codes

Параллельное конкатенированное сверточное кодирование: турбокоды

Характеризует эффективность турбокодов по шумному каналу. Это показывает базовую структуру турбокодов в передатчике и приемнике. Мы выбрали технические требования Долгосрочной эволюции (LTE) [4] для составляющих параметров компонента.

Характеристики блока

Типы данных	`Boolean` \| `double` \| `^{fixed point[a]}` \| `integer` \| `single`
Многомерные сигналы	`no`
Сигналы переменного размера	`yes`
^[a] ufix (1) только.

Больше о

развернуть все

Параллельная конкатенированная сверточная схема кодирования

Турбо энкодер использует конкатенированную сверточную схему кодирования параллели, чтобы кодировать сообщение двоичного входа. Схема кодирования использует два составляющих энкодера и один внутренний interleaver как показано в этом рисунке. Каждый составляющий энкодер отключен независимо битами хвоста.

Параметр Source of output indices задает источник для выходных индексов, используемых для прокалывания символа и повторения.

Когда вы устанавливаете параметр Source of output indices на Auto, блок вычисляет выходные индексы. В этом случае составляющие энкодеры имеют уровень 1 ∕ код N и количество битов, выходом от турбо энкодера является L × (2 × N – 1) + (2 × numTails). L является длиной входного вектора, и numTails дан log2 (TrellisStructure.numStates) × N. Биты хвоста из-за завершения добавлены в конце после закодированных входных битов.
Схема кодирования использует два идентичных составляющих энкодера и один внутренний interleaver. Каждый составляющий энкодер отключен независимо битами хвоста. Выход турбо энкодера состоит из систематического (X) и четность (Z) потоки битов первого энкодера и только четности (Z^’) потоки битов второго энкодера. Биты хвоста добавлены в конце для всех потоков.
Когда вы устанавливаете параметр Source of output indices на Input port или Property, вы задаете выходные индексы с входным портом OutInd или параметром Output indices, соответственно. В этом случае объектные запуски с помощью выходных индексов вы задаете. Выходные индексы заданы относительно полностью закодированного выхода для всех потоков.
Выход турбо энкодера состоит из систематического (X и X^’) и четность (Z и Z^’) потоки битов первых и вторых составляющих энкодеров. Количество битов, выход равняется длине вектора выходных индексов, которые вы обеспечиваете.

Для получения дополнительной информации смотрите биты Уровня и Хвоста Кодирования.

Кодирование уровня

В общем случае уровень кодирования составляющего сверточного кода представлен как уровень K ∕ код N. K является количеством входных потоков битов. N является количеством выходных потоков битов.

Примечание

K должен быть 1, чтобы использовать блоки Turbo Decoder и Turbo Encoder. В качестве альтернативы Сверточные коды Высокого показателя для примера Турбокодирования выполняют турбокодирование для K, больше, чем 1 при помощи comm.ConvolutionalEncoder и comm.APPDecoder Системные объекты.

Энкодер принимает L - входной сигнал вектор-столбца элемента и возвращает M - выходной сигнал вектор-столбца элемента. Эффективным уровнем кода турбо энкодера является L ∕ M. L является длиной сообщения двоичного входа, и M является количеством битов, выход в параллели конкатенировал кодовую комбинацию.

Когда вы устанавливаете параметр Source of output indices на Auto, систематические биты от второго энкодера (X^’, показанный на рисунке найденный в параллельной Конкатенированной Сверточной Схеме кодирования) не выводятся к конкатенированной кодовой комбинации параллели. Для данной решетки M и L связаны M = L × (2 × N – 1) + 2 × numTails, где numTails является количеством битов хвоста. Для получения дополнительной информации смотрите биты Хвоста.
То, когда вы устанавливаете параметр Source of output indices, к Input port или Property, M равняется длине выходного вектора индексов, заданного входным портом OutInd или параметром Output indices, соответственно.

Биты хвоста

Турбо энкодер обрабатывает каждый вход независимо. Для каждого входного сигнала дополнительные биты используются, чтобы установить состояния энкодера на все-нулевое состояние. Каждый составляющий энкодер отключен независимо битами хвоста. Турбо энкодер выход состоит из чересстрочного систематического и потоков четности с битами хвоста, мультиплексированными в конец закодированных потоков данных.

Количество битов хвоста, numTails, выведенного каждым составляющим энкодером, зависит от значений в структуре решетки, используемой каждым кодером.

numTails = log ₂ (trellis.numStates) × N
N = log ₂ (trellis.numOutputSymbols). Для уровня 1 ∕ 2 решетки, N = 2.

Для получения дополнительной информации о структурах решетки, смотрите poly2trellis функция. Для получения дополнительной информации о составляющих энкодерах, см. Параллельную Конкатенированную Сверточную Схему кодирования.

Энкодер, Схематичный для Уровня 1/3 Пример Турбокода

Этот рисунок показывает настройку энкодера для решетки, заданной значением по умолчанию параметра Trellis structure, poly2trellis(4,[13 15],13).

Для длины входного вектора 64 битов выход блока энкодера составляет 204 бита. Первые 192 бита соответствуют три 64 потока битов (систематичный (X) и четность (Z) потоки битов от первого энкодера и четности (Z^’) поток битов второго энкодера), чередованный согласно X, Z и Z^’. Последние 12 битов соответствуют битам хвоста от двух энкодеров, когда переключатели находятся в более низком положении, соответствующем пунктирным линиям. Первая группа шести битов (три систематических бита и три бита четности) является выходными битами хвоста от первого составляющего энкодера. Вторая группа шести битов (три систематических бита и три бита четности) является выходными битами хвоста от второго составляющего энкодера.

Из-за битов хвоста, выходной уровень энкодера кода немного меньше 1/3.

Ссылки

[1] Berrou, C., А. Глэвиукс и П. Титимэджшима. “Около Шенноновского Предельного Кодирования с коррекцией ошибок и Декодирования: турбокоды”. Продолжения ICC 93 - Международная конференция IEEE по вопросам Коммуникаций, Женевы, Швейцария, май 1993, 1064–70. https://doi.org/10.1109/icc.1993.397441.

[2] Бенедетто, S., Г. Монторси, Д. Дивсэлэр и Ф. Поллара. "Модуль Мягкого Входа Мягкого Выхода Максимума следующего (MAP), чтобы декодировать параллельные и последовательные каскадные коды". Лаборатория реактивного движения отчет о выполнении работ TDA, 42–127, (ноябрь 1996).

[3] Шлегель, христианин, и Ланс Перес. Решетчатое кодирование и турбокодирование. IEEE нажимает Series on Digital & Mobile Communication. Пискатауэй, NJ  ; Хобокен, NJ: нажатие IEEE  ; Wiley-межнаука, 2004.

[4] 3GPP TS 36.212. "Мультиплексирование и кодирование канала". Проект Партнерства третьего поколения; Сеть радиодоступа Technical Specification Group; Развитый Универсальный Наземный Радио-доступ (к E-UTRA). https://www.3gpp.org.

Документация

Turbo Encoder

Описание

Порты

Входной параметр

In — Входной сигнал вектор столбца двоичных данных

IntrInd — Индексы Interleaver вектор-столбец целых чисел

Зависимости

OutInd — Выведите индексы вектор-столбец целых чисел

Зависимости

Вывод

Out — Параллель конкатенировала кодовую комбинацию вектор столбца двоичных данных

Параметры

Trellis structure — Описание решетки составляющего сверточного кода poly2trellis(4,[13 15],13) (значение по умолчанию) | структура

numInputSymbols — Количество входа символов к энкодеру 2K

numOutputSymbols — Количество символов выводится от энкодера 2N

numStates — Количество состояний в энкодере степень 2

nextStates — Следующие состояния матрица целых чисел

outputs Выходные параметры матрица восьмеричных чисел

Source of interleaver indices — Источник interleaver индексов Property (значение по умолчанию) | Input port

Interleaver indices — Индексы Interleaver(64:-1:1).' (значение по умолчанию) | вектор-столбец целых чисел

Зависимости

Source of output indices — Источник выходных индексов Auto | Property | Input port

Output indices — Выведите индексы getTurboIOIndices(64,2,3) (значение по умолчанию) | вектор-столбец целых чисел

Зависимости

Simulate using — Тип симуляции, чтобы запуститься Interpreted execution (значение по умолчанию) | Code generation

Примеры модели

Параллельное конкатенированное сверточное кодирование: турбокоды

Характеристики блока

Больше о

Параллельная конкатенированная сверточная схема кодирования

Кодирование уровня

Биты хвоста

Энкодер, Схематичный для Уровня 1/3 Пример Турбокода

Ссылки

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Блоки

Функции

Объекты

Документация Communications Toolbox

Поддержка

`In` — Входной сигнал
вектор столбца двоичных данных

`IntrInd` — Индексы Interleaver
вектор-столбец целых чисел

`OutInd` — Выведите индексы
вектор-столбец целых чисел

`Out` — Параллель конкатенировала кодовую комбинацию
вектор столбца двоичных данных

`Trellis structure` — Описание решетки составляющего сверточного кода
`poly2trellis(4,[13 15],13)` (значение по умолчанию) | структура

`numInputSymbols` — Количество входа символов к энкодеру
2^K

`numOutputSymbols` — Количество символов выводится от энкодера
2^N

`numStates` — Количество состояний в энкодере
степень 2

`nextStates` — Следующие состояния
матрица целых чисел

`outputs` Выходные параметры
матрица восьмеричных чисел

`Source of interleaver indices` — Источник interleaver индексов
`Property` (значение по умолчанию) | `Input port`

`Interleaver indices` — Индексы Interleaver
(64:-1:1).' (значение по умолчанию) | вектор-столбец целых чисел

`Source of output indices` — Источник выходных индексов
`Auto` | `Property` | `Input port`

`Output indices` — Выведите индексы
`getTurboIOIndices(64,2,3)` (значение по умолчанию) | вектор-столбец целых чисел

`Simulate using` — Тип симуляции, чтобы запуститься
`Interpreted execution` (значение по умолчанию) | `Code generation`

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