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comm.RSEncoder

リード・ソロモン符号化器を使用したデータの符号化

説明

RSEncoder オブジェクトは、指定したメッセージ長と符号語長でリード・ソロモン符号を作成します。

リード・ソロモン符号化方式を使用したデータを符号化方法は次の通りです。

1. リード・ソロモン符号化器オブジェクトを定義および設定します。構築を参照してください。

2. step を呼び出して、comm.RSEncoder のプロパティに従い、データを符号化します。step の動作は、ツールボックスの各オブジェクト固有のものです。

メモ

R2016b 以降では、step メソッドを使用して、System object™ によって定義された演算を実行する代わりに、引数を関数であるかのように使ってオブジェクトを呼び出すことができます。たとえば、y = step(obj,x) と y = obj(x) は同等の演算を実行します。

構築

enc = comm.RSEncoder はブロック符号化器 System object、enc を作成します。このオブジェクトはリード・ソロモン (RS) 符号化を実行します。

enc = comm.RSEncoder(N,K) は、CodewordLength プロパティを N、MessageLength プロパティを K に設定して、RS 符号化器オブジェクト enc を作成します。

enc = comm.RSEncoder(N,K,GP) は、CodewordLength プロパティを N、MessageLength プロパティを K、GeneratorPolynomial プロパティを GP に設定して、RS 符号化器オブジェクト enc を作成します。

enc = comm.RSEncoder(N,K,GP,S) は、CodewordLength プロパティを N、MessageLength プロパティを K、GeneratorPolynomial プロパティを GP、ShortMessageLength プロパティを S に設定して、RS 符号化器オブジェクト enc を作成します。

enc = comm.RSEncoder(N,K,GP,S,Name,Value) は、CodewordLength プロパティを N、MessageLength プロパティを K、GeneratorPolynomial プロパティを GP、ShortMessageLength プロパティを S に設定し、さらに指定の各 Name プロパティを指定の Value に設定して、RS 符号化器オブジェクト enc を作成します。

enc = comm.RSEncoder(Name,Value) は、指定の各プロパティ名を指定の値に設定して、RS 符号化器オブジェクト enc を作成します。(Name1,Value1,...,NameN,ValueN) のように、のように、追加の名前と値のペアの引数を任意の順番で指定できます。

プロパティ

メモ

入出力信号長の一覧は、comm.BCHDecoder のリファレンス ページのBCH System object と RS System object の入出力信号長の表に記載されています。

BitInput	入力をビットと仮定 入力がビットか整数かを指定します。既定の設定は false です。 このプロパティを false に設定した場合、step メソッドの入力データ値は整数の数値列ベクトルでなければなりません。入力メッセージと出力符号語を形成する各シンボルは、0 と 2M–1 の間の整数です。これらの整数は、有限ガロア体 gf(2M) の要素に対応します。M は、PrimitivePolynomialSource プロパティと PrimitivePolynomial のプロパティで指定する原始多項式の次数です。 このプロパティを true に設定した場合、入力値はビットの数値列ベクトルでなければなりません。符号化されたデータの出力結果はビットの列ベクトルです。
CodewordLength	符号語長 RS 符号の符号語長を、倍精度の正の整数スカラー値で指定します。既定の設定は 7 です。 フルレングスの RS 符号では、このプロパティの値は 2M–1 でなければなりません。ここで、M は 3 ≤ M ≤ 16 を満たす整数です。
MessageLength	メッセージ長 メッセージ長を、倍精度の正の整数スカラー値で指定します。既定の設定は 3 です。
ShortMessageLengthSource	短縮メッセージ長のソース 短縮メッセージのソースを Auto または Property として指定します。このプロパティが Auto に設定されている場合、RS 符号は CodewordLength、MessageLength、GeneratorPolynomial および PrimitivePolynomial プロパティによって定義されます。ShortMessageLengthSource が Property に設定されている場合、ShortMessageLength プロパティを指定し、他のプロパティとともに RS 符号の定義に使用しなければなりません。既定値は Auto です。
ShortMessageLength	短縮メッセージ長 短縮メッセージの長さを、倍精度の正の整数スカラーとして指定します。この値は MessageLength 以下でなければなりません。ShortMessageLength < MessageLength の場合、RS 符号は短縮されます。既定値は 3 です。
GeneratorPolynomialSource	生成多項式のソース 生成多項式のソースを Auto または Property として指定します。既定の設定は Auto です。 このプロパティを Auto に設定すると、オブジェクトは生成多項式を自動的に選択します。オブジェクトは PrimitivePolynomial プロパティの値に基づいて生成多項式を計算します。 GeneratorPolynomialSource を Property に設定した場合は、GeneratorPolynomial プロパティを使用して生成多項式を指定しなければなりません。
GeneratorPolynomial	生成多項式 RS 符号の生成多項式を、倍精度の整数の行ベクトルまたはガロア行ベクトルとして指定します。ガロア行ベクトルのエントリは、0 から 2M-1 の範囲内でなければなりません。これらのエントリは、生成多項式を降べきの順に表していなければなりません。各係数は、整数形式で表されたガロア体の要素 gf(2M) です。生成多項式の長さは CodewordLength – MessageLength + 1 でなければなりません。 既定の設定は、rsgenpoly(7,3,[],[],'double') の結果で、これは要素 [1 3 1 2 3] をもつ配列 GF(23) と評価されます。このプロパティは GeneratorPolynomialSource を Property に設定した場合に適用されます。
CheckGeneratorPolynomial	生成多項式の検証を有効にする このプロパティを true に設定すると、生成多項式の検証が実行されます。既定の設定は true です。このチェックにより、指定した生成多項式が有効であることを検証できます。大きいコードの場合、このチェックを無効にすると、処理が高速化されます。最も良い方法は、少なくとも 1 回チェックを実行してからこのプロパティを false に設定することです。このプロパティは、GeneratorPolynomialSource を Property に設定した場合に適用されます。
PrimitivePolynomialSource	原始多項式のソース 原始多項式のソースを Auto または Property のいずれかに指定します。既定の設定は Auto です。 このプロパティを Auto に設定すると、オブジェクトは次数 M = ceil(log2(CodewordLength+1)) の原始多項式を使用します。 このプロパティを Property に設定した場合は、PrimitivePolynomial プロパティを使用して多項式を指定しなければなりません。
PrimitivePolynomial	原始多項式 メッセージと符号語を形成する整数に対応して、有限体 gf(2M) を定義する原始多項式を指定します。このプロパティを、降べきの順に次数 M の gf(2) 上の原始多項式を表す、倍精度のバイナリ行ベクトルとして指定します。 CodewordLength が 2M–1 未満の場合、オブジェクトは短縮された RS 符号を使用します。既定の設定は fliplr(de2bi(primpoly(3))) の結果で、これは [1 0 1 1] または多項式 $$x^3+x+1$$ です。 このプロパティは PrimitivePolynomialSource を Property に設定した場合に適用されます。
PuncturePatternSource	パンクチャ パターンのソース パンクチャ パターンのソースを None または Property のいずれかに指定します。既定の設定は None です。 このプロパティを None に設定すると、オブジェクトは符号にパンクチャを適用しません。このプロパティを Property に設定すると、オブジェクトは PuncturePattern プロパティで指定したパンクチャ パターン ベクトルに基づいて符号をパンクチャします。
PuncturePattern	パンクチャ パターン ベクトル 符号化されたデータをパンクチャするために使用するパターンを、長さ (CodewordLength–MessageLength) の倍精度のバイナリ列ベクトルとして指定します。既定の設定は [ones(2,1); zeros(2,1)] です。パンクチャ パターン ベクトルのゼロは、パンクチャされる、つまり各符号語から除外されるパリティ シンボルの位置を示します。このプロパティは、PuncturePatternSource プロパティを Property に設定した場合に適用されます。
OutputDataType	出力のデータ型 出力データ型を Same as input、double または logical に指定します。既定の設定は Same as input です。このプロパティは、BitInput プロパティを true に設定した場合に適用されます。

メソッド

step	リード・ソロモン符号化器を使用したデータの符号化

すべての System object に共通
release	System object のプロパティ値の変更の許可

例

RS 符号化され、8-DPSK 変調されたシンボル ストリームの送信

RS 符号化され、8-DPSK 変調されたシンボル ストリームを AWGN チャネル経由で送信します。次に、復調、復号および誤りカウントを行います。

    enc = comm.RSEncoder;
    mod = comm.DPSKModulator('BitInput',false);
    chan = comm.AWGNChannel(...
                'NoiseMethod','Signal to noise ratio (SNR)','SNR',10);
    demod = comm.DPSKDemodulator('BitOutput',false);
    hDdecec = comm.RSDecoder;
    errorRate = comm.ErrorRate('ComputationDelay',3);

    for counter = 1:20
      data = randi([0 7], 30, 1);
      encodedData = step(enc, data);
      modSignal = step(mod, encodedData);
      receivedSignal = step(chan, modSignal);
      demodSignal = step(demod, receivedSignal);
      receivedSymbols = step(hDdecec, demodSignal);
      errorStats = step(errorRate, data, receivedSymbols);            
    end      
      
  fprintf('Error rate = %f\nNumber of errors = %d\n', ...
      errorStats(1), errorStats(2))

Error rate = 0.115578
Number of errors = 69

RS 符号化され、256-QAM 変調された短縮シンボル ストリームの送信

RS 符号化され、256-QAM 変調された短縮シンボル ストリームを AWGN チャネルを介して送信します。次に、誤りの復調、復号化、カウントを行います。

リード・ソロモン符号のパラメーターを設定します。ここで、N は符号語長、K は公称メッセージ長、S は短縮メッセージ長です。変調次数 M およびフレーム数 L を設定します。

N = 255;
K = 239;
S = 188;
M = 256;
L = 50;

AWGN チャネル System object と誤り率 System object を作成します。

awgnChan = comm.AWGNChannel('NoiseMethod','Signal to noise ratio (Eb/No)', ...
    'EbNo',15,'BitsPerSymbol',log2(M));
errorRate = comm.ErrorRate('ComputationDelay',3);

DVB-T 規格からリード・ソロモン生成多項式を作成します。

gp = rsgenpoly(N,K,[],0);

短縮メッセージ長 S と DVB-T 生成多項式 gp を使用して、リード・ソロモン符号化器および復号化器のペアを作成します。

enc = comm.RSEncoder(N,K,gp,S);
dec = comm.RSDecoder(N,K,gp,S);

1 つのメッセージ ブロックと等しい長さをもつ、ランダムなシンボル フレームを生成します。符号化、変調、AWGN 適用、復調、復号化および統計収集を行います。

for counter = 1:L
    data = randi([0 1],S,log2(M));
    encodedData = step(enc,bi2de(data));
    modSignal = qammod(encodedData,M,'UnitAveragePower',true);
    rxSignal = awgnChan(modSignal);
    demodSignal = qamdemod(rxSignal,M,'UnitAveragePower',true);
    rxBits = dec(demodSignal);
    dataOut = de2bi(rxBits);
    errorStats = errorRate(data(:),dataOut(:));
end

誤り率および誤り数を表示します。

fprintf('Error rate = %5.2e\nNumber of errors = %d\n', ...
    errorStats(1), errorStats(2))

Error rate = 2.01e-02
Number of errors = 1509

アルゴリズム

このオブジェクトは、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。

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:

MATLAB コード生成における System object (MATLAB Coder)を参照してください。

参考

comm.BCHEncoder | comm.RSDecoder | primpoly | rsenc | rsgenpoly

R2012a で導入

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例を開く

この例の変更されたバージョンがシステム上にあります。代わりにこのバージョンを開きますか?

いいえ、変更されたバージョンを上書きします。 はい