BCH Decoder

BCH 符号の復号化によるバイナリベクトルデータの復元

ライブラリ:
Communications Toolbox / Error Detection and Correction / Block

説明

BCH Decoder ブロックは、バイナリ BCH コードワードベクトルからバイナリメッセージベクトルを復元します。適切に復号化するには、このブロックの [Codeword length, N] および [Message length, K] パラメーター値が対応する BCH Encoder ブロックのパラメーターと一致しなければなりません。N と K のフルレングスの値は、有効な狭義の BCH 符号を生成しなければなりません。

符号化器がフレームごとに複数のコードワードを処理する場合は、同じパンクチャパターンがすべてのコードワードに適用されます。入力および出力信号長は、BCH ブロックの入力および出力信号長にリストされています。

有効な N 値、有効な (N,K) ペア、および与えられた BCH 符号の誤り訂正能力に関する情報については、ヒントを参照してください。

復号化失敗の場合、復号化器入力のメッセージ部が変更されずにそのまま復号化器出力として返されます。

すべての入力および出力信号のサンプル時間は等しくなります。

このアイコンには、オプションの端子が表示されています。

例

DVB-S.2 リンク (Simulink での LDPC 符号化を含む)

このモデルでは、第 2 世代のデジタルビデオ放送規格 (DVB-S.2) で使用され、DIRECTV が合衆国で展開している最先端のチャネル符号化方式を示します。符号化方式は、LDPC (低密度パリティ検査) 符号と BCH 符号の連結に基づいています。Gallager が独創性に富んだ博士論文で 1960 年に考案した LDPC 符号では、低複雑性反復復号化アルゴリズムを使用することによって、チャネル容量に近い非常に低いエラーレートを実現できます。外部の BCH 符号は、LDPC 復号化器によって生成される散発的な誤りを訂正するのに使用されます。

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端子

入力

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In — 符号化されたメッセージ
バイナリ列ベクトル

符号化されたメッセージ。バイナリ列ベクトルとして指定します。符号化されたメッセージは、メッセージ長 K とコードワード長 (N – パンクチャの数) をもつ BCH 符号です。

Era — 消去ベクトル
バイナリ列ベクトル

消去ベクトル。In と同じ長さのバイナリ列ベクトルとして指定します。1 の消去値は、コードワードの同じ位置で消去されたビットに対応します。0 の値は消去されていない値に対応します。

依存関係

この端子を有効にするには、[Enable erasures input port] を選択します。

データ型: double | Boolean

出力

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Out — 復号化されたメッセージ
バイナリ列ベクトル

復号化されたメッセージ。[Message length, K] の整数倍の要素、符号が短縮形の場合は [Shortened message length, S] 個の要素をもつバイナリ列ベクトル入力信号として返されます。入力要素の各グループは、復号化する 1 コードワードを表します。入力および出力信号長は、BCH ブロックの入力および出力信号長の表にリストされています。

Err — 復号化誤り
整数ベクトル

復号化誤り。コードワードの復号化中に検出された誤り数を示す整数ベクトルとして返されます。負の整数は、ブロックが符号化スキームを使用して訂正できるよりも多くの誤りを検出したことを示します。

依存関係

この端子を有効にするには、[Output number of corrected errors] を選択します。

詳細については、サポートされているデータ型を参照してください。

パラメーター

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Codeword length, N — コードワード長
`15` (既定値) | 整数

コードワード長。形式 N = 2^M–1 の整数として指定します。ここで M は 3 ～ 16 の整数です。詳細については、ヒントを参照してください。

Message length, K — メッセージ長
`5` (既定値) | 整数

メッセージ長。整数で指定します。(N, K) ペアは、狭義の BCH 符号を生成しなければなりません。

Shortened message length, S — 短縮メッセージ長
`5` (既定値) | 整数

短縮メッセージ長。整数で指定します。このパラメーターを指定する場合は、フルレングスの N および K の値を入力して (N–K+S,S) コードに短縮されている (N,K) コードを指定します。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[Specify shortened message length] を選択します。

Generator polynomial — 生成多項式
`'X^10 + X^8 + X^5 + X^4 + X^2 + X + 1'` (既定値) | 多項式の文字ベクトル | バイナリ行ベクトル | バイナリガロア行ベクトル

生成多項式。次のいずれかとして指定します。

多項式の文字ベクトル。詳細については、Communications Toolbox での多項式の表現を参照してください。
バイナリ行ベクトル。降べきの順に並べた生成多項式の係数を表します。
バイナリガロア行ベクトル。降べきの順に並べた生成多項式の係数を表します。

例: 'X^10 + X^8 + X^5 + X^4 + X^2 + X + 1' は、bchgenpoly(15,5) と等価です。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[Specify generator polynomial] を選択します。

Primitive polynomial — 原始多項式
`'X^4 + X + 1'` (既定値) | 多項式の文字ベクトル | バイナリ行ベクトル

降べきの順に並べた原始多項式。有限ガロア体 GF(2) を定義する、M 次多項式で、次のいずれかとして指定します。

多項式の文字ベクトル。詳細については、Communications Toolbox での多項式の表現を参照してください。
バイナリ行ベクトル。降べきの順に並べた生成多項式の係数を表します。

例: 'X^4 + X + 1' は、(15,5) 符号 ppoly = primpoly(4,'nodisplay'); int2bit(ppoly,ceil(log2(max(ppoly))))' に使用される原始多項式です

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[Specify primitive polynomial] を選択します。

Disable generator polynomial checking — 生成多項式チェックを無効にするオプション
on (既定値) | off

生成多項式チェックを無効にする場合に、このパラメーターを選択します。

モデルを初期化するたびに、このブロックは多項式のチェックを実行します。このチェックにより、X ^N + 1 が指定された生成多項式で割り切れることが確認されます。ここで N は、フルコードワード長を表します。大きいコードの場合、このチェックボックスをオフにすると、シミュレーションプロセスが高速化されます。

ヒント

この機能を無効にする前に、常に 1 回以上チェックを実行してください。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[Specify generator polynomial] を選択します。

Puncture vector — パンクチャベクトル
`[ones(8,1); zeros(2,1)]` (既定値) | 列ベクトル

パンクチャベクトル。長さ N-K のバイナリ列ベクトルとして指定します。1 を含む要素インデックスは、ブロックを変更せずに通過するデータシンボルインデックスを表します。0 を含む要素インデックスは、データストリームからパンクチャされる、つまり削除されるデータシンボルインデックスを表します。詳細については、パンクチャおよび消去を参照してください。

依存関係

このパラメーターを有効にするには、[Puncture code] を選択します。

Enable erasures input port — 消去入力端子を有効にするオプション
off (既定値) | on

このチェックボックスをオンにすると、消去端子 Era が有効になります。

この端子によって、コードワード入力の 1/M 倍の長さのバイナリ列ベクトルを入力できます。

1 の消去値はビットパックされたコードワード内の同じ位置にある消去されたシンボルに対応します。0 の値は消去されないシンボルに対応します。詳細については、パンクチャおよび消去を参照してください。

Output number of corrected errors — 訂正された誤りの数を出力する端子を有効にするオプション
off (既定値) | on

このチェックボックスをオンにすると、追加の出力端子 Err が有効になります。この端子は入力コードワードで訂正されたブロックの誤り数を示します。

ブロックの特性

データ型	`Boolean` \| `double` \| `integer` \| `single`
多次元信号	`なし`
可変サイズの信号	`なし`

詳細

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BCH ブロックの入力および出力信号長

この表では、BCH 符号化器および復号化器ブロックの入力および出力信号長を計算する方法を示します。

表記 y = c * x は、y が x の整数倍であることを表します。

短縮メッセージ長 S の指定

短縮メッセージ長 S の指定	BCH Encoder	BCH Decoder
off	入力長: c K* 出力長: c (N – P)*	入力長: c (N – P)* 出力長: c K* 消去長: c (N – P)*
on	入力長: c S* 出力長: c (N - K + S - P)*	入力長: c (N - K + S - P)* 出力長: c S* `Erasures Length:` c (N - K + S - P)*

BCH Encoder

BCH Decoder

off

入力長:

c * K

出力長:

c * (N – P)

入力長:

c * (N – P)

出力長:

c * K

消去長:

c * (N – P)

入力長:

c * S

出力長:

c * (N - K + S - P)

入力長:

c * (N - K + S - P)

出力長:

c * S

Erasures Length:

c * (N - K + S - P)

N はコードワード長です。
K はメッセージ長です。
S は短縮メッセージ長です。
P は "パンクチャ数" の値で、パンクチャベクトルの 0 の数と等しくなります。

パンクチャおよび消去

1 と 0 はパンクチャベクトルと消去ベクトルでは正反対の意味になります。

パンクチャベクトルでは、

1 は、データシンボルがブロックを変更せずに通過することを意味します。
0 は、データシンボルがデータストリームからパンクチャ、つまり削除されることを意味します。

消去ベクトルでは、

1 は、データシンボルが消去シンボルで置き換えられることを意味します。
0 は、データシンボルがブロックを変更せずに通過することを意味します。

これらの規則は符号化器と復号化器の両方に適用されます。詳細については、短縮、パンクチャ、および消去を参照してください。

サポートされているデータ型

端子	サポートされているデータ型
In	倍精度浮動小数点 boolean 8、16、32 ビット符号付き整数 8、16、32 ビット符号なし整数
Out	倍精度浮動小数点 boolean 8、16、32 ビット符号付き整数 8、16、32 ビット符号なし整数
Era	倍精度浮動小数点 boolean
Err	倍精度浮動小数点 boolean 8、16、32 ビット符号付き整数 8、16、32 ビット符号なし整数

ペアブロック

BCH Encoder — BCH アルゴリズムを使用してデータを符号化します。

ヒント

有効な (N,K) ペアと誤り訂正能力の対応する値の一覧を生成するには、bchnumerr(N) を実行します。
有効な値は N = 2^M–1 です。ここで、M は 3 ～ 16 の整数です。N の最大許容値は 65,535 です。

アルゴリズム

このブロックは、BCH と RS の誤りのみの復号化のアルゴリズムで説明されているアルゴリズム、入力、および出力を実装しています。

参照

[1] Wicker, Stephen B. Error Control Systems for Digital Communication and Storage. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 1995.

[2] Berlekamp, Elwyn R. Algebraic Coding Theory. New York: McGraw-Hill, 1968.

[3] Clark, George C., Jr., and J. Bibb Cain. Error-Correction Coding for Digital Communications. New York: Plenum Press, 1981.

拡張機能

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

バージョン履歴

R2006a より前に導入

参考

BCH Decoder

説明

例

DVB-S.2 リンク (Simulink での LDPC 符号化を含む)

端子

入力

In — 符号化されたメッセージ バイナリ列ベクトル

Era — 消去ベクトル バイナリ列ベクトル

依存関係

出力

Out — 復号化されたメッセージ バイナリ列ベクトル

Err — 復号化誤り 整数ベクトル

依存関係

パラメーター

Codeword length, N — コードワード長 15 (既定値) | 整数

Message length, K — メッセージ長 5 (既定値) | 整数

Shortened message length, S — 短縮メッセージ長 5 (既定値) | 整数

依存関係

Generator polynomial — 生成多項式 'X^10 + X^8 + X^5 + X^4 + X^2 + X + 1' (既定値) | 多項式の文字ベクトル | バイナリ行ベクトル | バイナリ ガロア行ベクトル

依存関係

Primitive polynomial — 原始多項式 'X^4 + X + 1' (既定値) | 多項式の文字ベクトル | バイナリ行ベクトル

依存関係

Disable generator polynomial checking — 生成多項式チェックを無効にするオプション on (既定値) | off

依存関係

Puncture vector — パンクチャ ベクトル [ones(8,1); zeros(2,1)] (既定値) | 列ベクトル

依存関係

Enable erasures input port — 消去入力端子を有効にするオプション off (既定値) | on

Output number of corrected errors — 訂正された誤りの数を出力する端子を有効にするオプション off (既定値) | on

ブロックの特性

詳細

BCH ブロックの入力および出力信号長

パンクチャおよび消去

サポートされているデータ型

ペア ブロック

ヒント

アルゴリズム

参照

拡張機能

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

バージョン履歴

参考

ブロック

オブジェクト

関数

トピック

In — 符号化されたメッセージ
バイナリ列ベクトル

Era — 消去ベクトル
バイナリ列ベクトル

Out — 復号化されたメッセージ
バイナリ列ベクトル

Err — 復号化誤り
整数ベクトル

Codeword length, N — コードワード長
`15` (既定値) | 整数

Message length, K — メッセージ長
`5` (既定値) | 整数

Shortened message length, S — 短縮メッセージ長
`5` (既定値) | 整数

Generator polynomial — 生成多項式
`'X^10 + X^8 + X^5 + X^4 + X^2 + X + 1'` (既定値) | 多項式の文字ベクトル | バイナリ行ベクトル | バイナリガロア行ベクトル

Primitive polynomial — 原始多項式
`'X^4 + X + 1'` (既定値) | 多項式の文字ベクトル | バイナリ行ベクトル

Disable generator polynomial checking — 生成多項式チェックを無効にするオプション
on (既定値) | off

Puncture vector — パンクチャベクトル
`[ones(8,1); zeros(2,1)]` (既定値) | 列ベクトル

Enable erasures input port — 消去入力端子を有効にするオプション
off (既定値) | on

Output number of corrected errors — 訂正された誤りの数を出力する端子を有効にするオプション
off (既定値) | on

ペアブロック

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