ldpcEncoderConfig

LDPC 符号化器の構成の作成

R2021b 以降

説明

ldpcEncoderConfig オブジェクトは、関数 ldpcEncode の構成オブジェクトです。このオブジェクトは、低密度パリティチェック (LDPC) 行列と、構成された行列に関する情報を提供する読み取り専用プロパティを指定します。

作成

構文

encodercfg = ldpcEncoderConfig

encodercfg = ldpcEncoderConfig(H)

encodercfg = ldpcEncoderConfig(decodercfg)

説明

encodercfg = ldpcEncoderConfig は、WLAN 802.11™ 規格[1]で規定されている符号化率 5/6 の LDPC 符号を使用する LDPC 符号化器の構成オブジェクトを作成します。

encodercfg = ldpcEncoderConfig(H) は、ParityCheckMatrix プロパティを H に設定する出力オブジェクトを構成します。

encodercfg = ldpcEncoderConfig(decodercfg) は、入力の ldpcDecoderConfig 構成オブジェクト decodercfg に基づいてプロパティを設定します。

オブジェクト設定の検証は、オブジェクトを入力として関数 ldpcEncode が呼び出されたときに実行されます。

プロパティ

ParityCheckMatrix — Parity-check matrix

108 行 648 列のスパース論理行列 (既定値) | (N – K) 行 N 列のスパース logical 行列

パリティチェック行列。(N - K) 行 N 列のスパース logical 行列として指定します。ここで、N > K > 0 です。パリティチェック行列の最後の (N - K) 行は、2 次のガロア体内で可逆でなければなりません。N は LDPC コードワード ブロックの長さです。K は、LDPC コードワードの情報ビット数です。既定値は、WLAN 802.11 規格[1]で規定されている、ブロック長 648、符号化率 5/6 の LDPC 符号のパリティチェック行列です。具体的には、次のコードの関数 ldpcQuasiCyclicMatrix によって出力される 108 行 648 列のスパース logical 行列 H が既定値になります。

P = [
 17 13  8 21  9  3 18 12 10  0  4 15 19  2  5 10 26 19 13 13  1  0 -1 -1
  3 12 11 14 11 25  5 18  0  9  2 26 26 10 24  7 14 20  4  2 -1  0  0 -1
 22 16  4  3 10 21 12  5 21 14 19  5 -1  8  5 18 11  5  5 15  0 -1  0  0
  7  7 14 14  4 16 16 24 24 10  1  7 15  6 10 26  8 18 21 14  1 -1 -1  0
 ];
blockSize = 27;
H = ldpcQuasiCyclicMatrix(blockSize,P);

データ型: logical

BlockLength — ブロックの長さ

読み取り専用: 648 (既定値) | 正のスカラー

この プロパティ は読み取り専用です。

LDPC コードワードのブロックの長さ (N)。正のスカラーとして指定します。N は、パリティチェック行列の列数と等しくなります。

データ型: double

NumInformationBits — 情報ビット数

読み取り専用: 540 (既定値) | 正のスカラー

この プロパティ は読み取り専用です。

LDPC コードワードの情報ビット数 (K)。正のスカラーとして指定します。K は、パリティチェック行列の列数からパリティチェック行列の行数を引いたものに等しくなります。

データ型: double

NumParityCheckBits — パリティチェック ビットの数

読み取り専用: 108 (既定値) | 正のスカラー

この プロパティ は読み取り専用です。

LDPC コードワードのパリティチェック ビットの数 (N - K)。正のスカラーとして指定します。N - K は、パリティチェック行列の行数と等しくなります。

データ型: double

CodeRate — LDPC 符号の符号化率

読み取り専用: 5/6 (既定値) | 正のスカラー

この プロパティ は読み取り専用です。

LDPC 符号の符号化率。NumInformationBits/BlockLength と等しい正のスカラーとして指定します。

データ型: double

encodercfg — LDPC 符号化器構成オブジェクト

構造体

LDPC 符号化器構成オブジェクト。構造体として返されます。

データ型: struct

例

QAM 信号の符号化率 3/4 の LDPC コードワードの復号化

IEEE® 802.11 で指定された符号化率 3/4 の LDPC 符号を構成するために、プロトタイプ行列とブロック サイズのパラメーターを初期化します。関数 ldpcQuasiCyclicMatrix を使用して、パリティチェック行列を作成します。

P = [
    16 17 22 24  9  3 14 -1  4  2  7 -1 26 -1  2 -1 21 -1  1  0 -1 -1 -1 -1
    25 12 12  3  3 26  6 21 -1 15 22 -1 15 -1  4 -1 -1 16 -1  0  0 -1 -1 -1
    25 18 26 16 22 23  9 -1  0 -1  4 -1  4 -1  8 23 11 -1 -1 -1  0  0 -1 -1
     9  7  0  1 17 -1 -1  7  3 -1  3 23 -1 16 -1 -1 21 -1  0 -1 -1  0  0 -1
    24  5 26  7  1 -1 -1 15 24 15 -1  8 -1 13 -1 13 -1 11 -1 -1 -1 -1  0  0
     2  2 19 14 24  1 15 19 -1 21 -1  2 -1 24 -1  3 -1  2  1 -1 -1 -1 -1  0
    ];
blockSize = 27;
pcmatrix = ldpcQuasiCyclicMatrix(blockSize,P);

LDPC 符号化器と LDPC 復号化器の構成オブジェクトを作成し、それらのプロパティを表示します。

cfgLDPCEnc = ldpcEncoderConfig(pcmatrix)

cfgLDPCEnc = 
  ldpcEncoderConfig with properties:

     ParityCheckMatrix: [162×648 logical]

   Read-only properties:
           BlockLength: 648
    NumInformationBits: 486
    NumParityCheckBits: 162
              CodeRate: 0.7500

cfgLDPCDec = ldpcDecoderConfig(pcmatrix)

cfgLDPCDec = 
  ldpcDecoderConfig with properties:

     ParityCheckMatrix: [162×648 logical]
             Algorithm: 'bp'

   Read-only properties:
           BlockLength: 648
    NumInformationBits: 486
    NumParityCheckBits: 162
              CodeRate: 0.7500

LDPC 符号化され、M-QAM 変調されたビット ストリームを AWGN チャネル経由で送信します。信号を復調し、受信コードワードを復号化してから、ビット エラーをカウントします。for ループを使用し、送信データの LDPC 前方誤り訂正 (FEC) 符号化がある場合とない場合について、複数の SNR 設定を処理します。

M = 64;
maxnumiter = 10;
snr = [0.5 1 1.5 2];
numframes = 20000;

for ii = 1:length(snr)
    data = randi([0 1],cfgLDPCEnc.NumInformationBits,numframes,'int8');

    % Transmit and receive with LDPC coding
    encodedData = ldpcEncode(data,cfgLDPCEnc);
    modSignal = qammod(encodedData,M,InputType='bit');
    [rxsig, noisevar] = awgn(modSignal,snr(ii));
    llrOut = qamdemod(rxsig,M, ...
        OutputType='approxllr', ... % Or use 'llr' for exact but slower LLR calculation
        NoiseVariance=noisevar);
    rxbits = ldpcDecode(llrOut,cfgLDPCDec,maxnumiter);
    fprintf(['SNR = %2.1f\n   Coded: Error rate = %1.6f, ' ...
        'Number of errors = %d\n'], ...
        snr(ii),nnz(data~=rxbits)/numel(data),nnz(data~=rxbits));

    % Transmit and receive with no LDPC coding
    noCoding = qammod(data,M,InputType='bit');
    rxNoCoding = awgn(noCoding,snr(ii));
    rxBitsNoCoding = qamdemod(rxNoCoding,M,OutputType='bit');

    fprintf(['Noncoded: Error rate = %1.6f, ' ...
        'Number of errors = %d\n\n'], ...
        nnz(data~=rxBitsNoCoding)/numel(data),nnz(data~=rxBitsNoCoding))
end

SNR = 0.5
   Coded: Error rate = 0.000441, Number of errors = 4282

Noncoded: Error rate = 0.039045, Number of errors = 379515

SNR = 1.0
   Coded: Error rate = 0.000062, Number of errors = 604

Noncoded: Error rate = 0.032813, Number of errors = 318941

SNR = 1.5
   Coded: Error rate = 0.000003, Number of errors = 27

Noncoded: Error rate = 0.027001, Number of errors = 262450

SNR = 2.0
   Coded: Error rate = 0.000000, Number of errors = 0

Noncoded: Error rate = 0.021778, Number of errors = 211686

参照

[1] IEEE^® Std 802.11-2020 (Revision of IEEE Std 802.11-2016). "Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications." IEEE Standard for Information technology — Telecommunications and information exchange between systems. Local and metropolitan area networks — Specific requirements.

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。

バージョン履歴

R2021b で導入

参考

関数

• ldpcEncode | ldpcDecode | ldpcQuasiCyclicMatrix | gf

オブジェクト

• ldpcDecoderConfig