ldpcQuasiCyclicMatrix

準巡回 LDPC 符号のパリティチェック行列

R2021b 以降

構文

H = ldpcQuasiCyclicMatrix(blocksize,P)

説明

H = ldpcQuasiCyclicMatrix(blocksize,P) は、入力ブロックサイズ blocksize およびプロトタイプ行列 P に基づいて、準巡回 LDPC 符号のパリティチェック行列 H を返します。

例

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準巡回 LDPC 符号のパリティチェック行列の作成

ライブスクリプトを開く

準巡回 LDPC 符号のパリティチェック行列を作成します。ブロックサイズを 3 に、プロトタイプ行列を [0 -1 1 2; 2 1 -1 0] に設定します。

blockSize = 3;
p = [0 -1 1 2; 2 1 -1 0];
pcmatrix = ldpcQuasiCyclicMatrix(blockSize,p)

pcmatrix = 6×12 sparse logical array (18 nonzeros)
   (1,1)      1
   (5,1)      1
   (2,2)      1
   (6,2)      1
   (3,3)      1
   (4,3)      1
   (6,4)      1
   (4,5)      1
   (5,6)      1
   (3,7)      1
   (1,8)      1
   (2,9)      1
   (2,10)     1
   (4,10)     1
   (3,11)     1
   (5,11)     1
   (1,12)     1
   (6,12)     1

結果のパリティチェック行列がスパースかつ logical 行列であることを確認します。

issparse(pcmatrix) & islogical(pcmatrix)

ans = logical
   1

パリティチェック行列は大きくなる可能性があるため、完全な行列として表示することは一般的に推奨しません。この例のパリティチェック行列は 6 行 12 列しかないため、完全な行列として表示します。

full(pcmatrix)

ans = 6×12 logical array

   1   0   0   0   0   0   0   1   0   0   0   1
   0   1   0   0   0   0   0   0   1   1   0   0
   0   0   1   0   0   0   1   0   0   0   1   0
   0   0   1   0   1   0   0   0   0   1   0   0
   1   0   0   0   0   1   0   0   0   0   1   0
   0   1   0   1   0   0   0   0   0   0   0   1

符号化率 3/4 の LDPC 符号の使用による情報ビットの符号化

ライブスクリプトを開く

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 符号化器構成オブジェクトを作成し、そのプロパティを表示します。構成オブジェクトの NumInformationBits プロパティを使用してランダムな情報ビットを生成し、LPDC コードワードの情報ビット数を指定します。LDPC 符号化器構成オブジェクトで指定された LDPC 符号で情報ビットを符号化します。

cfgLDPCEnc = ldpcEncoderConfig(pcmatrix)

cfgLDPCEnc = 
  ldpcEncoderConfig with properties:

     ParityCheckMatrix: [162×648 logical]

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

infoBits = rand(cfgLDPCEnc.NumInformationBits,1) < 0.5;
codeword = ldpcEncode(infoBits, cfgLDPCEnc);

符号化率 3/4 の LDPC コードワードの復号化

ライブスクリプトを開く

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、QPSK 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。入れ子の for ループを使用し、複数の SNR 設定、および送信データの LDPC 前方誤り訂正 (FEC) 符号化がある場合とない場合のフレームについて処理します。

M = 4;
maxnumiter = 10;
snr = [3 6 20];
numframes = 10;

ber = comm.ErrorRate;
ber2 = comm.ErrorRate;

for ii = 1:length(snr)
    for counter = 1:numframes
        data = randi([0 1],cfgLDPCEnc.NumInformationBits,1,'int8');
        % Transmit and receive with LDPC coding
        encodedData = ldpcEncode(data,cfgLDPCEnc);
        modSignal = pskmod(encodedData,M,InputType='bit');
        [rxsig, noisevar] = awgn(modSignal,snr(ii));
        demodSignal = pskdemod(rxsig,M, ...
            OutputType='approxllr', ...
            NoiseVariance=noisevar);
        rxbits = ldpcDecode(demodSignal,cfgLDPCDec,maxnumiter);
        errStats = ber(data,rxbits);
        % Transmit and receive with no LDPC coding
        noCoding = pskmod(data,M,InputType='bit');
        rxNoCoding = awgn(noCoding,snr(ii));
        rxBitsNoCoding = pskdemod(rxNoCoding,M,OutputType='bit');
        errStatsNoCoding = ber2(data,int8(rxBitsNoCoding));
    end
    fprintf(['SNR = %2d\n   Coded: Error rate = %1.2f, ' ...
        'Number of errors = %d\n'], ...
        snr(ii),errStats(1),errStats(2))
    fprintf(['Noncoded: Error rate = %1.2f, ' ...
        'Number of errors = %d\n'], ...
        errStatsNoCoding(1),errStatsNoCoding(2))
    reset(ber);
    reset(ber2);
end

SNR =  3
   Coded: Error rate = 0.07, Number of errors = 355

Noncoded: Error rate = 0.08, Number of errors = 384

SNR =  6
   Coded: Error rate = 0.00, Number of errors = 0

Noncoded: Error rate = 0.02, Number of errors = 98

SNR = 20
   Coded: Error rate = 0.00, Number of errors = 0

Noncoded: Error rate = 0.00, Number of errors = 0

入力引数

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`blocksize` — ブロックサイズ
正のスカラー

準巡回 LDPC 符号のブロックサイズ。正のスカラーとして指定します。

データ型: double

`P` — プロトタイプ行列
行列

プロトタイプ行列。行列として指定します。P の列数は P の行数より大きくなければなりません。P のすべての値は、-1、0、または入力 blocksize よりも小さい正の整数でなければなりません。-1 の値は、blocksize 行 blocksize 列のゼロ値の部分行列を生成します。他の値は、blocksize 行 blocksize 列の対角行列の列数を巡回的に右にシフトしなければならないことを示します。各部分行列は、ゼロ行列になるか巡回的にシフトした対角行列になります。

データ型: double

出力引数

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`H` — Parity-check matrix
スパース logical 行列

パリティチェック行列。スパース logical 行列として返されます。この関数は、入力 P の各要素を blocksize 行 blocksize 列の部分行列として H に展開します。

データ型: logical

拡張機能

すべて展開する

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

ldpcDecode | ldpcEncode

オブジェクト

ldpcEncoderConfig | ldpcDecoderConfig

ldpcQuasiCyclicMatrix

構文

説明

例

準巡回 LDPC 符号のパリティチェック行列の作成

符号化率 3/4 の LDPC 符号の使用による情報ビットの符号化

符号化率 3/4 の LDPC コードワードの復号化

入力引数

blocksize — ブロック サイズ 正のスカラー

P — プロトタイプ行列 行列

出力引数

H — Parity-check matrix スパース logical 行列

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

参考

関数

オブジェクト

`blocksize` — ブロックサイズ
正のスカラー

`P` — プロトタイプ行列
行列

`H` — Parity-check matrix
スパース logical 行列

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。