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nrPolarDecode

Polar 復号化

構文

decbits = nrPolarDecode(rec,K,E,L)

decbits = nrPolarDecode(rec,K,E,L,padCRC)

decbits = nrPolarDecode(rec,K,E,L,padCRC,rnti)

decbits = nrPolarDecode(rec,K,E,L,nmax,iil,CRClen)

説明

decbits = nrPolarDecode(rec,K,E,L) は、TS 38.212 の Section 5[1]で規定されているように、(N,K) Polar 符号のレート リカバリされた入力 rec を復号化します。ここで、N は rec の長さ、K は復号化されたビット decbits の長さです。この関数は、巡回冗長検査 (CRC) を備えた長さ L の逐次除去リスト復号器を使用します。既定では、出力デインターリーブが有効で、入力の最大長は 512、追加される CRC ビットの数は 24 です。この構文をダウンリンク構成に使用します。

decbits = nrPolarDecode(rec,K,E,L,padCRC) は、CRC 符号化の前に送信端の情報ブロックを 1 で事前パディングするかどうかを指定します。

decbits = nrPolarDecode(rec,K,E,L,padCRC,rnti) は、無線ネットワーク一時識別子 (RNTI) を指定します。rnti の値によって送信端の CRC パリティ ビットがマスクされる場合、この構文を使用できます。

decbits = nrPolarDecode(rec,K,E,L,nmax,iil,CRClen) は、指定した最大長 2^nmax、iil で指定された出力デインターリーブ、および CRClen で指定された CRC 付加ビット数を使って、入力を復号化します。この構文は、CRC 符号化の前に送信端の情報ブロックを 1 で事前パディングされず、RNTI が 0 に等しいと仮定しています。

• ダウンリンク (DL) 構成の場合、nmax、iil、および CRClen の有効値はそれぞれ 9、true、および 24 です。

• アップリンク (UL) 構成の場合、nmax と iil の有効値はそれぞれ 10 と false であり、CRClen の有効値は 11 または 6 です。

例

Polar 符号化データの送信と復号化

データの Polar 符号化ブロックを送信し、逐次除去リスト復号器を使用してそのデータを復号化します。

1.0 のノイズ分散を使って、加法性ホワイト ガウス ノイズ (AWGN) チャネルを作成します。

nVar = 1.0; 
chan = comm.AWGNChannel('NoiseMethod','Variance','Variance',nVar);

長さ K のランダム メッセージの Polar 符号化を実行します。レートマッチ後の出力は、長さ E です。

K = 132;
E = 256;
msg = randi([0 1],K,1,'int8');
enc = nrPolarEncode(msg,E);

Polar 符号化データを変調します。

mod = nrSymbolModulate(enc,'QPSK');

変調後のデータを AWGN チャネルで送信します。

rSig = chan(mod);

ソフト復調を行います。

rxLLR = nrSymbolDemodulate(rSig,'QPSK',nVar); 

長さ L の逐次除去リスト復号器を使用して Polar 復号化を実行します。

L = 8;
rxBits = nrPolarDecode(rxLLR,K,E,L);

AWGN チャネルで発生したビット エラーの数を求めます。

numBitErrs = biterr(rxBits,msg);
disp(['Number of bit errors: ' num2str(numBitErrs)])

Number of bit errors: 0

入力引数

rec — レート リカバリされた入力

実数値の列ベクトル

レート リカバリされた入力。実数の列ベクトルとして指定します。入力 rec は、負のバイポーラ マッピングが行われた場合のビットごとの対数尤度比を表します。そのため、0 は 1 にマッピングされ、1 は -1 にマッピングされます。rec の長さは 2 のべき乗でなければなりません。

データ型: single | double

K — 情報ブロックの長さ (ビット単位)

正の整数

情報ブロックの長さ (ビット単位)。正の整数として指定します。該当する場合、K には CRC ビットが含まれます。

データ型: double

E — レートマッチ後の出力長 (ビット単位)

正の整数

レートマッチ後の出力長 (ビット単位)。正の整数として指定します。

• 18 ≤ K ≤ 25 の場合、E は K + 3 < E ≤ 8192 の範囲内でなければならない。

• K > 30 の場合、E は K < E ≤ 8192 の範囲内でなければならない。

データ型: double

L — 復号化リストの長さ

2 のべき乗

復号化リスト。2 のべき乗として指定します。

データ型: double

padCRC — CRC 符号化前の事前パディング

false (既定値) | true

CRC 符号化前の事前パディング。false または true として指定します。Polar 符号化を実行する前、CRC 符号化の前に送信端の情報ブロックをすべて 1 で事前パディングした場合は、padCRC を true に設定します。

データ型: logical

rnti — UE の RNTI

0 ～ 65,535 の整数

UE の RNTI。0 ～ 65,535 の整数として指定します。

データ型: double

nmax — レート リカバリされた入力の最大長の基底 2 の対数

9 (既定値) | 10

レート リカバリされた入力の最大長の基底 2 の対数。9 または 10 として指定します。

• DL 構成では 9 を指定。

• UL 構成では 10 を指定。

N がビット単位の rec の長さである場合、N ≤ 2nmax になります。TS 38.212 の Section 5.3.1.2 を参照してください。

データ型: double

iil — 出力デインターリーブ

true (既定値) | false

出力デインターリーブ。true または false として指定します。

• DL 構成では true を指定。

• UL 構成では false を指定。

データ型: logical

CRClen — 追加される CRC ビットの数

24 (既定値) | 11 | 6

追加される CRC ビットの数。24、11、または 6 として指定します。

• DL 構成では 24 を指定。

• UL 構成では 11 または 6 を指定。

24、11、および 6 という数は、それぞれ多項式 gCRC24C、gCRC11、および gCRC6 に対応します。TS 38.212 のSection 5.1[1]を参照してください。

データ型: double

出力引数

decbits — 復号化されたメッセージ

バイナリ値の列ベクトル

復号化されたメッセージ。バイナリ値から成る K 行 1 列の列ベクトルとして返されます。

データ型: int8

参照

[1] 3GPP TS 38.212. “NR; Multiplexing and channel coding.” 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network.

[2] Tal, I. and Vardy, A., “List decoding of Polar Codes“, IEEE Transactions on Information Theory. Vol. 61, No. 5, pp. 2213-2226, May 2015.

[3] Niu, K., and Chen, K., “CRC-Aided Decoding of Polar Codes“, IEEE Communications Letters, Vol. 16, No. 10, pp. 1668-1671, Oct. 2012.

[4] Stimming, A. B., Parizi, M. B., and Burg, A., “LLR-Based Successive Cancellation List Decoding of Polar Codes“, IEEE Transaction on Signal Processing, Vol. 63, No. 19, pp.5165-5179, 2015.

拡張機能

C/C++ コード生成

MATLAB® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

使用上の注意および制限:

入力引数 L は 64 以下でなければなりません。

バージョン履歴

R2018b で導入

R2023b: C/C++ コード生成の更新

C/C++ コード生成において、入力引数 L がコンパイル時の定数でなければならないという制限はなくなりました。ただし、L は 64 以下でなければなりません。

R2020a: Polar 復号化メトリクスの更新

R2019b 以前のリリースにおける Polar 復号化では、式 $$\log (1+e^x)$$ による厳密な形式を使用して内部メトリクスが評価されています。厳密な形式を使用すると SNR が高い範囲で数値的に不安定になるため、R2020a 以降のリリースにおける Polar 復号化では、$$\log (1+e^x)$$ が $$x<0$$ の場合は 0、$$x\ge 0$$ の場合は $$x$$ として近似されます。この近似は関数 nrPolarDecode の結果に影響し、リンクレベルのシミュレーションにおいて BLER のパフォーマンスがわずかに低下します。

参考

関数

• nrPolarEncode | nrRateRecoverPolar | nrCRCDecode | nrDCIDecode | nrUCIDecode

トピック

• 5G New Radio Polar 符号化