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TPC Encoder

ターボ積符号 (TPC) 符号化器

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

説明

TPC Encoder ブロックは、入力メッセージの 2 次元ターボ積符号 (TPC) エンコードを実行します。積符号は線形ブロック符号の 2 次元の連結です。線形ブロック符号は、2 つの誤りを訂正できるパリティ チェック符号、ハミング符号、または BCH 符号の可能性があります。拡張符号と短縮符号は、各次元で独立して適用することができます。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。

有効な符号ペアと各符号ペアの誤り訂正能力の詳細については、コンポーネント符号ペアを参照してください。

例

ターボ積符号エラー レートの計算

TPC 符号化および復号化された伝送信号のエラー レートの計算を実行します。

• モデルを開く

端子

入力

In — 符号化するメッセージ

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、Number of rows in message, Kr と Number of columns in message, Kc 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、Number of rows in shortened message, Sr と Number of columns in shortened message, Sc の積でなければなりません。

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

出力

Out — 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。入力信号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、列ベクトルの長さは、Number of rows in code, Nr と Number of columns in code, Nc の積です。

• 短縮形の入力メッセージでは、列ベクトルの長さは、(N_R–K_R+S_R) および (N_C–K_C+S_C) の積です。ここで、

  • N_R は Number of rows in code, Nr の値です。

  • K_R は Number of rows in message, Kr の値です。

  • S_R は Number of rows in shortened message, Sr の値です。

  • N_C は Number of columns in code, Nc の値です。

  • K_C は Number of columns in message, Kc の値です。

  • S_C は Number of columns in shortened message, Sc の値です。

パラメーター

行の TPC パラメーター

Extended codes — TPC の行パラメーターの拡張符号インジケーター

on (既定値) | off

• Extended codes を選択すると、Number of rows in code, Nr と Number of rows in message, Kr の一覧には、拡張された個々の符号ペア (N_R,K_R) の有効な値が含まれます。

• Extended codes をクリアすると、Number of rows in code, Nr と Number of rows in message, Kr の一覧には、拡張されていない個々の符号ペア (N_R,K_R) の有効な値が含まれます。

Number of rows in code, Nr — 積の符号行列の行数

16 (既定値) | 整数

積の符号行列 N_R の行数。整数値の一覧は、Extended codes の設定によって異なります。

Number of rows in message, Kr — メッセージ行列の行数

11 (既定値) | 整数

メッセージ行列 K_R の行数。整数値の一覧は、Extended codes および Number of rows in code, Nr の設定によって異なります。

Specify shortened message length — 行の短縮メッセージ長の指定

off (既定値) | on

[Specify shortened message length] を選択して、Number of rows in shortened message, Sr の値を指定します。

Number of rows in shortened message, Sr — 短縮メッセージ行列の行数

9 (既定値) | 整数

短縮メッセージ行列 S_R の行数。K_R 以下の整数として指定します。このパラメーターを指定する場合は、フルレングスの N_R および K_R の値を入力して (N_R,K_R) 符号ペアを指定します。この符号ペアは、(N_R–K_R+S_R,S_R) 符号ペアに短縮されます。ここで、

• N_R は Number of rows in code, Nr の値です。

• K_R は Number of rows in message, Kr の値です。

• S_R は Number of rows in shortened message, Sr の値です。

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。

列の TPC パラメーター

Extended codes — TPC の列パラメーターの拡張符号インジケーター

on (既定値) | off

• Extended codes を選択すると、Number of columns in code, Nc と Number of columns in message, Kc の一覧には、拡張された個々の符号ペア (N_C,K_C) の有効な値が含まれます。

• Extended codes をクリアすると、Number of columns in code, Nc と Number of columns in message, Kc の一覧には、拡張されていない個々の符号ペア (N_C,K_C) の有効な値が含まれます。

Number of columns in code, Nc — 積の符号行列の列数

32 (既定値) | 整数

積の符号行列 N_C の列数。整数値の一覧は、Extended codes の設定によって異なります。

Number of columns in message, Kc — メッセージ行列の列数

26 (既定値) | 整数

メッセージ行列 K_C の列数。整数値の一覧は、Extended codes および Number of columns in code, Nc の設定によって異なります。

Specify shortened message length — 列の短縮メッセージ長の指定

off (既定値) | on

[Specify shortened message length] を選択して、Number of columns in shortened message, Sc の値を指定します。

Number of columns in shortened message, Sc — 短縮メッセージ行列の列数

22 (既定値) | 整数

短縮メッセージ行列 S_C の列数。整数として指定します。このパラメーターを指定する場合は、フルレングスの N_C および K_C の値を入力して (N_C,K_C) 符号ペアを指定します。この符号ペアは、(N_C–K_C+S_C, S_C) 符号ペアに短縮されます。ここで、

• N_C は Number of columns in code, Nc の値です。

• K_C は Number of columns in message, Kc の値です。

• S_C は Number of columns in shortened message, Sc の値です。

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。

シミュレーション実行方法 — 実行するシミュレーションのタイプ

コード生成 (既定値) | インタープリター型実行

実行するシミュレーションのタイプ。[コード生成] または [インタープリター型実行] として指定します。

• コード生成 — 生成された C コードを使用してモデルをシミュレートします。シミュレーションの初回実行時、Simulink^® は対象ブロックの C コードを生成します。このモデルは、モデルが変更されない限り以降のシミュレーションで C コードを再利用します。このオプションを使用すると、シミュレーションの起動時間は長くなりますが、以降のシミュレーションの速度は [インタープリター型実行] オプションを使用した場合よりも速くなります。

• インタープリター型実行 — MATLAB^® インタープリターを使用してモデルをシミュレートします。このオプションを使用すると、起動時間が短縮されますが、以降のシミュレーションの速度は [コード生成] オプションを使用した場合よりも遅くなります。このモードで、ブロックのソース コードをデバッグできます。

詳細については、シミュレーション モード (Simulink)を参照してください。

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

コンポーネント符号ペア

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. Vol. 46, Number 8, August 1998, pp. 1003–1010.

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

R2018b で導入

参考

ブロック

• TPC Decoder | BCH Encoder

関数

• tpcenc