Exponenta Banner

tpcdec

Декодер турбо кода продукта (TPC)

свернуть все на странице

Синтаксис

decoded = tpcdec(llr,N,K)
decoded = tpcdec(llr,N,K,S)
decoded = tpcdec(llr,N,K,S,maxnumiter)
decoded = tpcdec(llr,N,K,S,maxnumiter,earlyterm)
[decoded,actualnumiter] = tpcdec(___)

Описание

пример

decoded = tpcdec(llr,N,K) выполняет 2D TPC, декодирующий на входных логарифмических отношениях правдоподобия, llr, использование двух линейных блочных кодов задано длиной кодовой комбинации N и передайте длину K. Для описания 2D декодирования TPC смотрите, что Турбо Код продукта Декодирует.

пример

decoded = tpcdec(llr,N,K,S) выполняет 2D TPC, декодирующий на сокращенном llr использование 2D декодера TPC, заданного длиной кодовой комбинации (NK+S) и передайте длину S.

decoded = tpcdec(llr,N,K,S,maxnumiter) выполняет 2D TPC, декодирующий для maxnumiter итерации. Использовать maxnumiter с сообщениями во всю длину задайте S как пустой, [].

decoded = tpcdec(llr,N,K,S,maxnumiter,earlyterm) выполняет 2D декодирование TPC и завершает работу рано, если расчетный синдром или проверка четности кода компонента оценивают, чтобы обнулить перед maxnumiter декодирование итераций. Использовать maxnumiter и earlyterm с сообщениями во всю длину задайте S как пустой, [].

пример

[decoded,actualnumiter] = tpcdec(___)также возвращает фактическое количество декодирования итераций после выполнения 2D TPC, декодирующего использующий любой из предшествующих синтаксисов.

Примеры

свернуть все

Скрипт Open Live Script

Декодируйте аппроксимированный выходной сигнал отношения логарифмической правдоподобности 16-QAM демодуляции.

Начните путем кодирования случайного битового вектора с помощью 2D турбо кодирования продукта (TPC) с расширенными Кодами Хемминга и расширенными кодами BCH.

Задайте (N, K) пары кода, чтобы использовать для кодирования TPC.

N = [32;16]; 
K = [21;11];

Сгенерируйте вектор-столбец случайных битов сообщения и TPC-закодируйте сообщение. Задайте биты сообщения как вектор с длиной, равной продукту элементов в K.

msg = randi([0 1],prod(K),1);
code = tpcenc(msg,N,K);

Примените 16-QAM модуляцию. Добавьте AWGN в сигнал. Демодулируйте сигнал, выводя аппроксимированный LLRs.

M = 16;
snr = 10;

txsig = qammod(code,M,'InputType','bit', ...
    'UnitAveragePower',true);

rxsig = awgn(txsig,snr,'measured');

llr = qamdemod(rxsig,M,'OutputType','approxllr', ...
    'UnitAveragePower',true,'NoiseVariance',10.^(-snr/10));

Выполните TPC, декодирующий использование трех итераций. Поскольку демодулятор, выход является отрицательным биполярным сопоставленным и декодером TPC, ожидает положительный биполярный сопоставленный вход, демодулируемый выход сигнала должен отрицаться во входе декодера. Проверяйте количество битовых ошибок в декодируемом сигнале.

iterations = 3;
decoded = tpcdec(-llr,N,K,[],iterations);

numerr = biterr(msg,decoded)
numerr = 0
Скрипт Open Live Script

Декодируйте сокращенный код TPC. Примените модуляцию QPSK и выведите аппроксимированный сигнал отношения логарифмической правдоподобности, полученный из демодуляции QPSK.

Начните путем кодирования случайного битового вектора с помощью 2D турбо кодирования продукта (TPC) с расширенными Кодами Хемминга и расширенными кодами BCH.

Задайте (N, K) пары кода и S для кодирования TPC.

N = [32;32];
K = [21;26];
S = [19;24];

Сгенерируйте вектор-столбец случайных битов сообщения и TPC-закодируйте сообщение. Задайте сокращенные биты сообщения как вектор с длиной, равной продукту элементов в S.

msg = randi([0 1],prod(S),1);
code = tpcenc(msg,N,K,S);

Примените модуляцию QPSK. Добавьте AWGN в сигнал. Демодулируйте сигнал и выведите аппроксимированный LLRs.

M = 4;
snr = 3;

txsig = qammod(code,M,'InputType','bit', ...
    'UnitAveragePower',true);

rxsig = awgn(txsig,snr,'measured');

llr = qamdemod(rxsig,M,'OutputType','approxllr', ...
    'UnitAveragePower',true,'NoiseVariance',10.^(-snr/10));

Выполните TPC, декодирующий использование двух итераций. Поскольку демодулятор, выход является отрицательным биполярным сопоставленным и декодером TPC, ожидает положительный биполярный сопоставленный вход, демодулируемый выход сигнала должен отрицаться во входе декодера. Проверяйте частоту ошибок по битам декодируемого сигнала.

iterations = 2;
decoded = tpcdec(-llr,N,K,S,iterations);

[~,ber] = biterr(msg,decoded)
ber = 0.0066
Скрипт Open Live Script

Декодируйте сокращенный код TPC и задайте раннее завершение декодирования. Примените модуляцию QPSK и выведите аппроксимированный сигнал отношения логарифмической правдоподобности, полученный из демодуляции QPSK.

Начните путем кодирования случайного битового вектора с помощью 2D турбо кодирования продукта (TPC) с расширенными Кодами Хемминга и расширенными кодами BCH. Задайте (N, K) пары кода и S для кодирования TPC и максимум 10 итераций декодирования. Выполните модуляцию QPSK на сигнале.

n = [64; 32];
k = [51; 26];
s = [49; 24];
maxnumiter = 10;
M = 4;

msg = randi([0 1],prod(s),1);  % Random bits
code = tpcenc(msg,n,k,s);

txsig = qammod(code,M,'InputType','bit', ...
    'UnitAveragePower',true);

Добавьте шум в переданный сигнал.

snr = 5;
rxsig = awgn(txsig,snr,'measured');

Демодулируйте полученный сигнал с помощью аппроксимированного LLR demapping.

llr = qamdemod(rxsig,M,'OutputType', ...
    'approxllr','UnitAveragePower',true, ...
    'NoiseVariance',10.^(-snr/10));

Задайте максимальное количество TPC декодирование итераций и возвратите фактическое количество выполняемых итераций. Раннее завершение декодирования TPC включено по умолчанию. Отобразите количество ошибок и количество выполняемых итераций. 

[decoded,actualNumIter] = tpcdec(-llr,n,k,s,maxnumiter);
numErr = biterr(msg,decoded);
disp(['Terminated after ' num2str(actualNumIter) ' iterations.' ...
    ' Number of errors = ' num2str(numErr) '.']);
Terminated after 4 iterations. Number of errors = 0.

Входные параметры

свернуть все

Регистрируйте отношения правдоподобия в виде вектор-столбца.

  • Для кодов во всю длину длина входного вектор-столбца является продуктом элементов в N.

  • Для сокращенных кодов длина входного вектор-столбца является продуктом элементов в (NK+S).

Типы данных: double | single

Длина кодовой комбинации в виде двухэлементного целочисленного вектора, [N R; N C]. N R представляет количество строк в матрице кода продукта. N C представляет количество столбцов в матрице кода продукта. Для получения дополнительной информации о N R и N C, смотрите, что Турбо Код продукта Декодирует. Для списка допустимых (N (i), K (i)) пары кода, смотрите Больше О.

Типы данных: double

Передайте длину в виде двухэлементного целочисленного вектора, [K R; K C]. Для сообщения во всю длину входной вектор-столбец, содержащий вход LLRs, располагается в матрицу R-by-KC K. K R представляет количество строк в матрице сообщения. K C представляет количество столбцов в матрице сообщения. Для получения дополнительной информации о K R и K C, смотрите, что Турбо Код продукта Декодирует. Для списка допустимых (N (i), K (i)) пары кода, смотрите Больше О.

Типы данных: double

Сокращенная длина сообщения в виде двухэлементного целочисленного вектора, [S R; S C]. Для сокращенного сообщения входной вектор-столбец, содержащий вход LLRs, располагается в матрицу R-by-SC S. S R представляет количество строк в матрице. S C представляет количество столбцов в матрице. Для получения дополнительной информации о S R и S C, смотрите, что Турбо Код продукта Декодирует.

Когда вы задаете этот параметр, задаете N и векторы K для кодов TPC во всю длину, которые сокращены к (N (i) – K (i) + S (i), S (i)) коды.

Типы данных: double

Максимальное количество декодирования итераций в виде положительного целого числа.

Типы данных: double

Включите раннее завершение декодирования в виде логического. Когда earlyterm true декодирование завершает работу рано, если расчетный синдром или проверка четности кода компонента оценивают, чтобы обнулить перед maxnumiter декодирование итераций.

Типы данных: double

Выходные аргументы

свернуть все

TPC декодируемое сообщение, возвращенное как вектор-столбец.

  • Для кодов во всю длину длина возвращенного вектор-столбца является продуктом элементов в K.

  • Для сокращенных кодов длина возвращенного вектор-столбца является продуктом элементов в S.

Типы данных: логический

Фактическое количество декодирования выполняемых итераций, возвратилось как положительное целое число.

Типы данных: double

Больше о

свернуть все

Коды компонента

Эта таблица приводит поддерживаемые пары кода компонента для строки (N R, K R) и столбец (N C, K C) параметры.

  • N R и K R представляют количество строк в матрице кода продукта и матрице сообщения, соответственно.

  • N C и K C представляют количество столбцов в матрице кода продукта и матрице сообщения, соответственно.

В каждом типе кода любые две пары кода компонента могут сформировать 2D код TPC. Таблица также включает возможность исправления ошибок каждой пары кода.

Тип кодаПары кода компонента (N R, K R) и (N C, K C)Возможность исправления ошибок (T)
Код Хемминга(255,247)1
(127,120)1
(63,57)1
(31,26)1
(15,11)1
(7,4)1
Расширенный Код Хемминга (256,247)1
(128,120)1
(64,57)1
(32,26)1
(16,11)1
(8,4)1
Код BCH(255,239)2
(127,113)2
(63,51)2
(31,21)2
(15,7)2
Расширенный код BCH(256,239)2
(128,113)2
(64,51)2
(32,21)2
(16,7)2
Код с проверкой четности(256,255)-
(128,127)-
(64,63)-
(32,31)-
(16,15)-
(8,7)-
(4,3)-

Турбо декодирование кода продукта

Турбо коды продуктов (TPC) являются формой каскадных кодов, используемых в качестве кодов прямого исправления ошибок (FEC). Два или больше блочных кода компонента, такие как систематические линейные блочные коды, используются, чтобы создать TPCs. Декодер TPC достигает почти оптимального декодирования кодов продуктов с помощью Чейза, декодирующего и алгоритма Pyndiah, чтобы выполнить итеративный мягкий вход, мягкое выходное декодирование. Для подробного описания см. [1] и [2]. Этот декодер реализует итеративный мягкий вход, мягкий выход 2D декодирование кода продукта, как описано в [2], с помощью двух Линейных Блочных кодов. Декодер ожидает мягкие битные логарифмические отношения правдоподобия (LLRs), полученный из цифровой демодуляции как входной сигнал.

Примечание

Декодер TPC ожидает положительный биполярный сопоставленный вход, в частности –1 сопоставленный к 0 и +1 сопоставленный к 1. Выход от демодуляторов в Communications Toolbox™ является отрицательным биполярным отображением, в частности +1 сопоставленный к 0 и –1 сопоставленный к +1. Поэтому LLR выход от демодуляторов должен отрицаться, чтобы обеспечить положительный биполярный сопоставленный вход, ожидаемый декодером TPC.

Декодер TPC декодирует или или сокращенные коды во всю длину.

 TPC декодирование сообщений во всю длину

 TPC декодирование сокращенных сообщений

Ссылки

[1] Преследуйте, D. "Класс Алгоритмов для Декодирования Блочных кодов с информацией об Измерении Канала". Транзакции IEEE на Теории информации, Объем 18, Номер 1, январь 1972, стр 170–182.

[2] Pyndiah, R. M. "Почти оптимальное Декодирование Кодов продуктов: Блокируйте Турбокоды". Транзакции IEEE на Коммуникациях. Объем 46, Номер 8, август 1998, стр 1003–1010.

Расширенные возможности

Смотрите также

Функции

Объекты

Блоки

Введенный в R2018a

Документация Communications Toolbox

Поддержка