Turbo Decoder

Декодируйте входной сигнал с помощью параллели, конкатенированной, декодируя схему

Библиотека:
Communications Toolbox / Выявление ошибок и Коррекция / Сверточный

Описание

Блок Turbo Decoder декодирует входной сигнал с помощью параллели, конкатенированной, декодируя схему. Итеративная схема декодирования использует декодер по опыту вероятности (APP) в качестве составляющего декодера, interleaver и deinterleaver. Два составляющих декодера используют ту же структуру решетки и алгоритм декодирования. Для получения дополнительной информации см. Параллельную Конкатенированную Сверточную Схему Декодирования и Декодер APP.

Этот значок показывает блок со всеми включенными портами.

Turbo Decoder block with optional ports (IntrInd and InInd) enabled

Порты

Входной параметр

развернуть все

`In` — Параллель конкатенировала кодовую комбинацию
вектор-столбец

Параллель конкатенировала кодовую комбинацию в виде вектор-столбца длины M, где M является длиной конкатенированной кодовой комбинации параллели.

Типы данных: double | single

`IntrInd` — Индексы Interleaver
вектор-столбец целых чисел

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

Зависимости

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

Типы данных: double

`InInd` — Введите индексы
вектор-столбец целых чисел

Введите индексы для порядка битов и прокалывания используемого на полностью закодированных данных в виде вектор-столбца целых чисел. Длина вектора InInd должна равняться длине вектора входных данных In. Значения элемента в векторе должны быть относительно полностью закодированных данных для схемы кодирования, включая биты хвоста для всех потоков.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите параметр Source of input indices на Input port.

Типы данных: double

Вывод

развернуть все

`Out` — Декодируемое сообщение
вектор столбца двоичных данных

Декодируемое сообщение, возвращенное как вектор столбца двоичных данных из длины L, где L является длиной декодируемого сообщения двоичного выхода. Этот выход наследовал свой тип данных от In входной параметр.

Параметры

развернуть все

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

Задайте решетку как MATLAB^® структура, 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 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, которые задают отображение, используемое, чтобы переставить вход битов кодовой комбинации к декодеру как вектор-столбец целых чисел. Вектор должен иметь длину L. Каждый элемент вектора должен быть целым числом в области значений [1, L] и должен быть уникальным. L является длиной декодируемого сообщения двоичного выхода.

Зависимости

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

`Source of input indices` — Источник входных индексов
`Auto` | `Property` | `Input port`

Задайте источник входных индексов как AutoСвойство, или Input port.

Когда вы устанавливаете этот параметр на Auto, блок вычисляет входные индексы, которые принимают, что второй систематический поток проколот, и все биты хвоста включены во вход.
Когда вы устанавливаете этот параметр на Property, блок использует входные индексы, которые вы задаете для параметра Input indices.
Когда вы устанавливаете этот параметр на Input port, блок использует входной порт InInd, чтобы задать входные индексы. Длина вектора и значения для входных индексов и закодированного входного сигнала могут измениться с каждым выполнением блока.

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

Задайте входные индексы для порядка битов и прокалывания используемого на полностью закодированных данных как вектор-столбец целых чисел. Длина вектора этого параметра должна равняться длине вектора входных данных In.

Зависимости

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

`Decoding algorithm` — Декодирование алгоритма
`True APP` (значение по умолчанию) | `Max*` | `Max`

Задайте алгоритм декодирования что составляющее использование декодеров APP, чтобы декодировать входной сигнал как True APPMax Max . Когда вы устанавливаете этот параметр на True APP реализации блока, верные по опыту декодирование вероятности. Когда вы устанавливаете этот параметр на Max* или Max блок использует приближения, чтобы увеличить скорость расчетов. Для получения дополнительной информации смотрите Декодер APP.

`Number of scaling bits` — Количество масштабирующихся битов
3 (значение по умолчанию) | целое число в области значений [0, 8]

Задайте количество битов, которые составляющие декодеры APP должны использовать, чтобы масштабировать входные данные, чтобы не терять точность во время расчетов как целое число в области значений [0, 8]. Составляющие декодеры умножают вход на 2^k и разделите предварительный выход на тот же фактор. k является значением параметра Number of scaling bits. Для получения дополнительной информации смотрите Декодер APP.

Зависимости

Это включает этот параметр, установило параметр Decoding algorithm на Max*.

`Number of decoding iterations` — Количество декодирования итераций
6 (значение по умолчанию) | положительное целое число

Задайте количество декодирования итераций использование блока в качестве положительного целого числа. Блок выполняет итерации и обеспечивает обновления отношений логарифмической правдоподобности (LLR) незакодированных выходных битов. Выход блока является трудным решением выход итогового обновления LLR.

`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 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	`double` \| `single`
Многомерные сигналы	`no`
Сигналы переменного размера	`yes`

Больше о

развернуть все

Параллельная конкатенированная сверточная схема декодирования

Турбо декодер использует конкатенированную сверточную схему декодирования параллели декодировать закодированный входной сигнал. Параллель, конкатенированная, декодируя схему, использует итеративный Декодер APP с двумя составляющими декодерами, interleaver и deinterleaver. Этот рисунок показывает схему декодирования. Как правило, входные данные декодера прибывают из демодулятора выход.

Два составляющих декодера используют ту же структуру решетки и алгоритм декодирования. Мягкий вход декодеры APP мягкого выхода (SISO 1 и SISO 2) вывел обновленную последовательность логарифмической правдоподобности входных битов энкодера, π (u; O) последовательность.The основана на полученной последовательности логарифмической правдоподобности (закодированных) битов канала, π (c; I), и параметры кода.

Декодер итеративно обновляет эти вероятности для постоянного числа декодирования итераций и затем выводит биты решения. interleaver, используемый в декодере, идентичен interleaver, используемому в энкодере. deinterleaver выполняет обратное сочетание относительно interleaver. Декодер не принимает знание битов хвоста и исключает эти биты из итераций.

Для получения дополнительной информации смотрите Уровень Кодирования.

Декодер APP

Блок Turbo Decoder реализует мягкий вход мягкий алгоритм декодирования выхода APP согласно [1] и [2].

True APP опция параметра Decoding algorithm реализует декодирование APP согласно уравнениям 20-23 в разделе V из [1]. Получать скорость, Max* и Max значения параметра Decoding algorithm аппроксимируют выражения как $\log \sum_{i} \exp (a_{i})$ другими количествами. Max опция использует макс. (_ai) в качестве приближения. Max* опция использует макс. (_ai) плюс термин коррекции, данный выражением $\ln (1 + \exp (- | a_{i - 1} - a_{i} |))$ .

Установка параметра Decoding algorithm на Max* включает параметр Number of scaling bits этого блока. Этот параметр обозначает количество битов, которыми этот блок масштабирует данные, которые это обрабатывает (умножает вход на 2^k и делит предварительный выход на тот же фактор, где k является значением Number of scaling bits). Используйте этот параметр, чтобы не терять точность во время расчетов.

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 в MATLAB.

Декодер принимает M - входной сигнал вектор-столбца элемента и возвращает L - вектор-столбец элемента, содержащий декодируемое сообщение двоичного выхода. L является interleaver длиной блока. M является длиной конкатенированной кодовой комбинации параллели.

Для данной входной решетки, когда вы устанавливаете параметр Source of input indices на Auto, M и L связаны L = (M – 2 × numTails) ∕ (2 × N – 1), где:

numTails = _log2 (trellis.numStates) × N
N = _log2 (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 декодерах, см. Параллельную Конкатенированную Сверточную Схему Декодирования.

Ссылки

[1] 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).

[2] Viterbi, A.J. “Интуитивное Выравнивание и Упрощенное внедрение Декодера MAP для Сверточных кодов”. Журнал IEEE на Выбранных областях в Коммуникациях 16, № 2 (февраль 1998): 260–64. https://doi.org/10.1109/49.661114.

[3] 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.

[4] 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.

[5] 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.

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Представленный в R2011b

Документация

Turbo Decoder

Описание

Порты

Входной параметр

In — Параллель конкатенировала кодовую комбинацию вектор-столбец

IntrInd — Индексы Interleaver вектор-столбец целых чисел

Зависимости

InInd — Введите индексы вектор-столбец целых чисел

Зависимости

Вывод

Out — Декодируемое сообщение 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 input indices — Источник входных индексов Auto | Property | Input port

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

Зависимости

Decoding algorithm — Декодирование алгоритма True APP (значение по умолчанию) | Max* | Max

Number of scaling bits — Количество масштабирующихся битов3 (значение по умолчанию) | целое число в области значений [0, 8]

Зависимости

Number of decoding iterations — Количество декодирования итераций6 (значение по умолчанию) | положительное целое число

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 декодирования

Декодер APP

Кодирование уровня

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` — Параллель конкатенировала кодовую комбинацию
вектор-столбец

`IntrInd` — Индексы Interleaver
вектор-столбец целых чисел

`InInd` — Введите индексы
вектор-столбец целых чисел

`Out` — Декодируемое сообщение
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 input indices` — Источник входных индексов
`Auto` | `Property` | `Input port`

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

`Decoding algorithm` — Декодирование алгоритма
`True APP` (значение по умолчанию) | `Max*` | `Max`

`Number of scaling bits` — Количество масштабирующихся битов
3 (значение по умолчанию) | целое число в области значений [0, 8]

`Number of decoding iterations` — Количество декодирования итераций
6 (значение по умолчанию) | положительное целое число

`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™.