comm.ConvolutionalEncoder
对二进制数据进行卷积编码
描述
的comm.ConvolutionalEncoder系统对象™编码二进制输入向量序列，以产生二进制输出向量序列。
对二进制数据进行卷积编码:
创建
comm.ConvolutionalEncoder对象并设置其属性。调用带有参数的对象，就像调用函数一样。
要了解更多关于System对象如何工作的信息，请参见什么是系统对象?
创建
语法
描述
convencoder= comm.ConvolutionalEncoder
convencoder= comm.ConvolutionalEncoder(格子)TrellisStructure财产格子。
属性
使用
语法
描述
码字= convencoder (消息,initstate）TerminationMethod财产“截断”和InitialStateInputPort财产1(真正的)。
码字= convencoder (消息,resetstate）TerminationMethod财产“连续”和ResetInputPort财产1(真正的)。
(也返回编码器的最终状态。要启用此语法，请设置码字,finalstate) = convencoder (消息）FinalStateOutputPort财产1(真正的)和TerminationMethod财产“连续”或“截断”。
输入参数
输出参数
对象的功能
要使用对象函数，指定System对象作为第一个输入参数。例如，要释放一个system对象的系统资源obj，使用以下语法:
发行版(obj)
例子
编码和解码8-DPSK调制数据
通过加性高斯白噪声(AWGN)通道传输卷积编码的8差分相移键控(DPSK)调制比特流。然后，使用Viterbi解码器对调制位流进行解调和解码。
创建必要的System对象。
conEnc = comm.ConvolutionalEncoder;modDPSK = comm.DPSKModulator (“BitInput”,真正的);陈= comm.AWGNChannel (“NoiseMethod”,“信噪比(SNR)”,“信噪比”10);demodDPSK = comm.DPSKDemodulator (“BitOutput”,真正的);vDec = comm.ViterbiDecoder (“InputFormat”,“硬”);错误= comm.ErrorRate (“ComputationDelay”3,“ReceiveDelay”34);
按照以下步骤处理数据。
生成随机位。
对数据进行卷积编码。
应用DPSK调制。
将调制信号通过AWGN通道传递。
解调噪声信号。
使用Viterbi算法解码数据。
收集错误统计信息。
为Counter = 1:20 data = randi([0 1]，30,1);encodedData = conEnc(数据);modSignal = modDPSK (encodedData);陈receivedSignal = (modSignal);demodSignal = demodDPSK (receivedSignal);receivedBits = vDec (demodSignal);错误=错误(数据、receivedBits);结束
显示错误数。
错误(2)
ans = 3
convolutional Encode和Viterbi Decode with穿刺模式矩阵
使用卷积编码器和具有定义穿孔模式的维特比解码器对比特序列进行编码和解码。验证输入和输出位是否相同。
定义穿刺模式矩阵，然后将其重塑为向量形式，以便与编码器和解码器系统对象一起使用。
pPatternMat = [1 0 1;1 1 0];pPatternVec =重塑(pPatternMat 6 1);
创建一个卷积编码器和一个维特比译码器，其中穿刺模式由pPatternVec。
conEnc = comm.ConvolutionalEncoder (“PuncturePatternSource”,“属性”,“PuncturePattern”, pPatternVec);viDec = comm.ViterbiDecoder (“InputFormat”,“硬”,“PuncturePatternSource”,“属性”,…“PuncturePattern”, pPatternVec);
创建一个具有适当接收延迟的错误率计数器。
错误= comm.ErrorRate (“ReceiveDelay”, viDec.TracebackDepth);
对随机位序列进行编码，然后对编码后的消息进行解码。
dataIn = randi([0 1]，600,1);dataEncoded = conEnc (dataIn);dataOut = viDec (dataEncoded);
验证输出数据中不存在错误。
errStats =错误(dataIn dataOut);errStats (2)
ans = 0
用于涡轮编码的高速率卷积码
级联卷积码提供了高可靠性，并获得了突出地位和作为涡轮码的使用。的comm.TurboEncoder和comm.TurboDecoder系统对象只支持1/n个卷积码。本例展示了两个速率2/3卷积码的并行拼接，通过使用实现有效速率1/3 turbo码comm.ConvolutionalEncoder和comm.APPDecoder系统对象。
系统参数
blkLength = 1024;%块长度EbNo = 0:5;% Eb/没有要循环的值numIter = 3;译码迭代次数maxNumBlks = 1 e2;%每个Eb的最大块数/无值
卷积编码器/解码器参数
Trellis = poly2trellis([5 4]，[23 35 0;0 5 13]);k = log2 (trellis.numInputSymbols);输入比特的百分比n = log2 (trellis.numOutputSymbols);输出位的百分比intrIndices = randperm (blkLength / k)”;%随机交叉decAlg =“真正的应用程序”;%解码算法modOrder = 2;% PSK-modulation秩序
初始化系统对象
初始化系统对象™，用于卷积编码、APP解码、BPSK调制和解调、AGWN通道和错误率计算。解调输出软位使用对数似然比方法。
cEnc1 = comm.ConvolutionalEncoder (…“TrellisStructure”格子,…“TerminationMethod”,“截断”);cEnc2 = comm.ConvolutionalEncoder (…“TrellisStructure”格子,…“TerminationMethod”,“截断”);cAPPDec1 = comm.APPDecoder (…“TrellisStructure”格子,…“TerminationMethod”,“截断”,…“算法”, decAlg);cAPPDec2 = comm.APPDecoder (…“TrellisStructure”格子,…“TerminationMethod”,“截断”,…“算法”, decAlg);bpskMod = comm.BPSKModulator;bpskDemod = comm.BPSKDemodulator (…“DecisionMethod”,的“对数似然比,…“VarianceSource”,输入端口的);awgnChan = comm.AWGNChannel (…“NoiseMethod”,“方差”,…“VarianceSource”,输入端口的);bitError = comm.ErrorRate;%的误码率测量
框架处理循环
循环通过一系列的
值来生成BER性能的结果。的helperTurboEnc和helperTurboDec辅助函数执行turbo编码解码。
数量= 0(长度(EbNo), 1);bitsPerSymbol = log2 (modOrder);turboEncRate = k / n (2 *);为ebNoIdx = 1:长度(EbNo)%从EbNo计算噪声方差EsNo = EbNo(ebNoIdx) + 10*log10(bitsPerSymbol);SNRdB = EsNo + 10*log10(turboEncRate);%考虑代码率noiseVar = 10 ^ (-SNRdB / 10);为numBlks = 1: maxNumBlks%生成二进制数据data = randi([0 1]，blkLength,1);% Turbo编码数据[encodedData, outIndices] = helperTurboEnc (…数据、cEnc1 cEnc2,…格子、blkLength intrIndices);%调制编码数据modSignal = bpskMod (encodedData);%通过AWGN通道传递调制信号receivedSignal = awgnChan (modSignal noiseVar);%使用LLR解调噪声信号以输出软位demodSignal = bpskDemod (receivedSignal noiseVar);% Turbo解码解调数据receivedBits = helperTurboDec (…-demodSignal、cAPPDec1 cAPPDec2,…格子、blkLength intrIndices、outIndices numIter);%计算错误统计errorStats = bitError(数据、receivedBits);结束数量(ebNoIdx) = errorStats (1);重置(bitError);结束
显示结果
虽然实际的无线系统，如LTE和CCSDS，为turbo码指定了基本速率-1/n的卷积码，但结果表明，使用更高速率的卷积码作为turbo码是可行的。
图;semilogy (EbNo误码率,“* - - - - - -”);网格在;包含(“E_b / N_0 (dB)”);ylabel (“方方面面”);标题(“用于涡轮编码的高速率卷积码”);传奇([“N =”num2str (blkLength)”、“num2str (numIter)“迭代”]);
辅助函数
函数[yEnc, outIndices] = helperTurboEnc (…数据、hCEnc1 hCEnc2,格子,blkLength intrIndices)使用两个并行卷积编码器进行Turbo编码。%没有尾部位处理，并假设没有输出流穿孔。%格子参数k = log2 (trellis.numInputSymbols);n = log2 (trellis.numOutputSymbols);cLen = blkLength * n / k;punctrVec = [0, 0, 0, 0, 0, 0);%假设所有流都被输出N =长度(找到(punctrVec = = 0));%编码随机数据位日元= hCEnc1(数据);y2 = hCEnc2 (…重塑(intrlv(重塑(数据、k []), intrIndices), [], 1));y1D =重塑(y1 (1: cLen), n, []);y2D =重塑(y2 (1: cLen), n, []);yDTemp = [y1D;y2D];y = yDTemp (:);%生成输出指标向量使用刺穿向量idx = 0: 2*n:(blkLength - 1)*2*(n/k);punctrVecIdx =找到(punctrVec = = 0);dIdx = repmat(idx, N, 1) + puntrvecidx;outIndices = dIdx (:);yEnc = y (outIndices);结束函数yDec = helperTurboDec (…yEnc、cAPPDec1 cAPPDec2,格子,…blkLength、intrIndices inIndices numIter)% Turbo解码使用两个a后验概率(APP)解码器%格子参数k = log2 (trellis.numInputSymbols);n = log2 (trellis.numOutputSymbols);rCodLen = 2 * (n / k) * blkLength;typeyEnc =类(yEnc);%根据outindexes重新排序编码位x = 0 (rCodLen, 1);x (inIndices) = yEnc;%生成第一个编码器的输出码=重塑(x (1: rCodLen), 2 * n, []);lc1D = yD(1:n，:);Lc1_in = lc1D (:);%生成第二个编码器的输出lc2D = yD(n+1:2*n，:);Lc2_in = lc2D (:);初始化未编码的数据输入Lu1_in = 0 (blkLength 1 typeyEnc);%涡轮解码着干活= 0 (blkLength / k, k, typeyEnc);为iterIdx = 1: numIter [Lu1_out， ~] = cAPPDec1(Lu1_in,Lc1_in);tmp = Lu1_out (1: blkLength);Lu2_in =重塑(tmp k []) ';[Lu2_out， ~] = cAPPDec2(…:重塑(Lu2_in (intrIndices)”,[],1),Lc2_in);out1(intrIndices，:) =重塑(Lu2_out(1:blkLength)，k，[])';Lu1_in =重塑(着干活”,[],1);结束%计算llr和最终迭代的解码位llr =重塑(out1'， []， 1) + Lu1_out(1:blkLength);yDec = cast((llr>=0)， typeyEnc);结束
更多关于
参考文献
[1]克拉克，乔治·C·和j·比布·凯恩。数字通信纠错编码。传播理论的应用。纽约:全会出版社，1981年。
[2]Gitlin, Richard D.， Jeremiah F. Hayes, Stephen B. Weinstein。数据通信原理。通信理论的应用。纽约:全会出版社，1992年。
[3]安田，Y.， K. Kashiki, Y. Hirata。《用于软决策维特比解码的高速率穿孔卷积码》。IEEE通信汇刊32岁的没有。3(1984年3月):315-19。https://doi.org/10.1109/TCOM.1984.1096047。
[4]Haccoun, D.和G. Begin。“用于维特比和顺序解码的高速率穿孔卷积码。”IEEE通信汇刊37岁的没有。11(1989年11月):1113-25。https://doi.org/10.1109/26.46505。
[5]Begin, G.， D. Haccoun，和C. Paquin。“Viterbi和顺序解码的高速率穿孔卷积码的进一步结果。”IEEE通信汇刊38岁的没有。11(1990年11月):1922-28。https://doi.org/10.1109/26.61470。
[6]Moision B。《卷积码的截断深度经验法则》。在信息论和应用研讨会(2008年1月27日- 2008年2月1日，加州圣地亚哥)，555-557。纽约:IEEE, 2008。
扩展功能
版本历史
介绍了R2012a
您也可以从以下列表中选择一个网站: