tpcenc

ターボ積符号 (TPC) 符号化器

構文

code = tpcenc(msg,N,K)

code = tpcenc(msg,N,K,S)

説明

code = tpcenc(msg,N,K) は、コードワード長 N とメッセージ長 K により指定される 2 つの線形ブロック符号を使用して、入力メッセージ msg の 2 次元 TPC 符号化を実行します。2 次元 TPC 符号化の詳細については、ターボ積符号の構築を参照してください。

code = tpcenc(msg,N,K,S) は、コードワード長 (N–K+S) とメッセージ長 S により指定される 2 次元 TPC 符号化器を使用して、長さ S の短縮形の入力メッセージの 2 次元 TPC 符号化を実行します。

例

フルレングスの TPC 符号を使用した符号化

拡張されたハミング符号と拡張 BCH 符号で 2 次元ターボ積符号化 (TPC) を使用することでランダム ビット ベクトルを符号化します。

TPC 符号化用の (N,K) 符号ペアを指定します。

N = [32;64]; 
K = [21;57]; 

ランダム メッセージ ビットの列ベクトルを生成します。メッセージ ビットの目的の長さは、K の要素の積です。

msg = randi([0 1],prod(K),1);

メッセージを TPC 符号化します。

code = tpcenc(msg,N,K);

符号化されたコードワードの長さが N の要素の積であることを確認します。

size(code)

ans = 1×2

        2048           1

prod(N)

ans = 2048

ターボ積符号化を使用した短縮メッセージの符号化

2 次元ターボ積符号化 (TPC) を使用してメッセージの短縮化を適用し、ランダム ビット ベクトルを符号化します。

TPC 符号化用の (N,K) 符号ペアと S を指定します。

N = [32;64];
K = [21;57];
S = [19;24];

ランダム メッセージ ビットの列ベクトルを生成します。短縮メッセージ ビットの目的の長さは、S の要素の積です。

msg = randi([0 1],prod(S),1);

短縮メッセージを TPC 符号化します。

code = tpcenc(msg,N,K,S);

符号化されたコードワードの長さが (N-K+S) の要素の積であることを確認します。

size(code)

ans = 1×2

   930     1

prod(N-K+S)

ans = 930

入力引数

msg — 符号化する入力メッセージ ビット

列ベクトル

符号化する入力メッセージ ビット。列ベクトルとして指定します。

• フルレングスの入力メッセージでは、列ベクトルの長さは、K の要素の積でなければなりません。

• 短縮形の入力メッセージでは、列ベクトルの長さは、S の要素の積でなければなりません。

データ型: single | double | int8 | int16 | int32 | uint8 | uint16 | uint32 | logical

N — コードワード長

2 要素の整数ベクトル

コードワード長。2 要素の整数ベクトル [N_R; N_C] として指定します。N_R は、積符号行列の行数を表します。N_C は、積符号行列の列数を表します。N_R および N_C の詳細については、ターボ積符号の構築を参照してください。有効な (N(i),K(i)) 符号ペアの一覧については、コンポーネント符号を参照してください。

データ型: double

K — メッセージ長

2 要素の整数ベクトル

メッセージ長。2 要素の整数ベクトル [K_R; K_C] として指定します。フルレングスのメッセージの場合、符号化するメッセージ ビットを含む入力列ベクトルは、K_R 行 K_C 列の行列に調整されます。K_R は、メッセージ行列の行数を表します。K_C は、メッセージ行列の列数を表します。K_R および K_C の詳細については、ターボ積符号の構築を参照してください。有効な (N(i),K(i)) 符号ペアの一覧については、コンポーネント符号を参照してください。

データ型: double

S — 短縮メッセージ長

2 要素の整数ベクトル

短縮メッセージ長。2 要素の整数ベクトル [S_R; S_C] として指定します。短縮メッセージの場合、符号化するメッセージ ビットを含む入力列ベクトルは、S_R 行 S_C 列の行列に調整されます。S_R は、行列の行数を表します。S_C は、行列の列数を表します。S_R および S_C の詳細については、ターボ積符号の構築を参照してください。

このパラメーターを指定する場合は、(N(i)–K(i)+S(i), S(i)) 符号に短縮されたフルレングスの TPC 符号の N ベクトルと K ベクトルを指定します。

データ型: double

出力引数

code — TPC 符号化されたメッセージ

列ベクトル

TPC 符号化されたメッセージ。入力メッセージ ビットと同じデータ型の列ベクトルとして返されます。

• フルレングスの入力メッセージでは、返される列ベクトルの長さは、N の要素の積です。

• 短縮形の入力メッセージでは、返される列ベクトルの長さは、(N–K+S) の要素の積です。

詳細

コンポーネント符号

次の表に、行 (N_R,K_R) パラメーターおよび列 (N_C,K_C) パラメーターの、サポートされているコンポーネント符号のペアを示します。

• N_R と K_R は、それぞれ積符号行列とメッセージ行列の行数を表します。

• N_C と K_C は、それぞれ積符号行列とメッセージ行列の列数を表します。

各符号タイプ内で、任意の 2 つのコンポーネント符号のペアで 2 次元 TPC 符号を作成できます。この表には、各符号ペアの誤り訂正能力も含まれています。

コード タイプ	コンポーネント符号ペア (NR,KR) および (NC,KC)	誤り訂正能力 (T)
ハミング符号	(255,247)	1
	(127,120)	1
	(63,57)	1
	(31,26)	1
	(15,11)	1
	(7,4)	1
拡張ハミング符号	(256,247)	1
	(128,120)	1
	(64,57)	1
	(32,26)	1
	(16,11)	1
	(8,4)	1
BCH 符号	(255,239)	2
	(127,113)	2
	(63,51)	2
	(31,21)	2
	(15,7)	2
拡張 BCH 符号	(256,239)	2
	(128,113)	2
	(64,51)	2
	(32,21)	2
	(16,7)	2
パリティ チェック コード	(256,255)	-
	(128,127)	-
	(64,63)	-
	(32,31)	-
	(16,15)	-
	(8,7)	-
	(4,3)	-

ターボ積符号の構築

ターボ積符号 (TPC) は、前方誤り訂正 (FEC) コードとして使用される連結コードの形式です。組織線形ブロック符号などの 2 つ以上のコンポーネント ブロック コードは、TPC を構築するために使用されます。この符号化器は、2 つの線形ブロック符号を使用して、[1]で説明されている 2 次元積符号の符号化を実装します。

TPC 符号化器は、フルレングスのメッセージまたは短縮メッセージを受け入れます。

 フルレングスのメッセージの積符号の構築

フルレングスの入力メッセージは、指定された 2 次元 TPC 符号ペアを使用して符号化されます。行方向の符号化では (N_C, K_C) 符号ペアを使用し、列方向の符号化では (N_R, K_R) 符号ペアを使用します。入力ベクトル長は、K_R · K_C でなければなりません。入力メッセージ ビットのベクトルは、K_R 行 K_C 列の行列に調整されます。

行方向の符号化では、行あたり K_C ビットの (N_C, K_C) の体系的な線形ブロック符号化器を使用します。行方向の符号化の結果は、各行に追加されたパリティ ビットを含む K_R 行 N_C 列の行列になります。

次に、列方向の符号化では、各 N_C 列で (N_R,K_R) の体系的な線形ブロック符号化器が使用されます。この 2 次元 TPC 符号化を初期の K_R 行 K_C 列の行列に適用すると、各行および各列に追加されたパリティ ビットを含む N_R 行 N_C 列の行列になります。

2 次元 TPC フル符号行列は、長さ N_R · N_C の列ベクトルに形状変更されて、TPC 符号化された出力として返されます。

 短縮メッセージの積符号の構築

短縮形の入力メッセージは、指定された 2 次元 TPC 符号ペアを使用して符号化されます。行方向の符号化では (N_C,K_C) 符号ペアを使用し、列方向の符号化では (N_R,K_R) 符号ペアを使用します。入力ベクトル長は、S_R · S_C でなければなりません。入力短縮メッセージ ビットのベクトルは、S_R 行 S_C 列の行列に調整されます。短縮メッセージ行列は、メッセージ行列の先頭にゼロをパディングすることで 2 次元の先頭に付加します。結果として得られる行列は、K_R 行 K_C 列の行列です。

行方向の符号化では、行あたり K_C ビットの (N_C, K_C) の体系的な線形ブロック符号化器を使用します。行方向の符号化の結果は、各行に追加されたパリティ ビットを含む K_R 行 N_C 列の行列になります。

次に、列方向の符号化では、各 N_C 列で (N_R,K_R) の体系的な線形ブロック符号化器が使用されます。

この 2 次元 TPC 符号化を初期の K_R 行 K_C 列の行列に適用し、出力からゼロ パディングされたビットを除外すると、(N_R–K_R+S_R) 行 (N_C–K_C+S_C) 列の行列になります。この行列には、各行および各列に追加されたパリティ ビットが含まれます。

2 次元 TPC 短縮形符号行列は、長さ (N_R–K_R+S_R) · (N_C–K_C+S_C) の列ベクトルに形状変更されて、TPC 符号化された出力として返されます。

参照

[1] Pyndiah, R. M. "Near-Optimum Decoding of Product Codes: Block Turbo Codes." IEEE Transactions on Communications. Volume 46, Number 8, August 1998, pp. 1003–1010.

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:

• TPC パラメーター N、K および S は定数値でなければなりません。これらの各パラメーターで使用される値が変化しない場合、式または変数で代入することができます。

バージョン履歴

R2018a で導入

参考

関数

• tpcdec | bchenc

オブジェクト

• comm.BCHEncoder

ブロック

• TPC Encoder