comm.TurboDecoder
采用并行级联译码方案对输入信号进行解码
描述
的comm.TurboDecoder系统对象™使用并行连接解码方案来解码编码的输入信号。输入信号通常是来自基带解调操作的软决策输出。有关更多信息，请参见并行级联卷积译码方案．
译码:用并行串接译码方案译码输入信号:
创建
comm.TurboDecoder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
turbodec= comm.TurboDecoder
turbodec= comm.TurboDecoder (格子，interlvrindices，numiter）TrellisStructure，InterleaverIndices,numiter,分别。的格子控件所描述的方式指定输入TrellisStructure财产。的interlvrindices控件所描述的方式指定输入InterleaverIndices财产。的numiter控件所描述的方式指定输入NumIterations财产。
turbodec= comm.TurboDecoder (___，的名字，价值）comm.TurboDecoder(“InterleaverIndicesSource”,输入端口)配置一个涡轮译码器系统对象，其中包含在调用系统对象时作为输入参数提供的交织器索引。
属性
使用
语法
描述
decmsg= turbodec (码字）turbodec返回二进制解码数据。有关更多信息，请参见并行级联卷积译码方案．
decmsg= turbodec (码字，interlvrindices）输入端口的．交织器索引定义用于在解码器上排列输入的映射。
decmsg= turbodec (码字，interlvrindices，inindices）输入端口的．输入索引向量值必须相对于完全编码的数据，包括所有流的编码方案的尾部位。
输入参数
输出参数
对象的功能
要使用对象函数，请将System对象指定为第一个输入参数。例如，释放名为obj，使用以下语法:
发行版(obj)
例子
定义全长和穿孔Turbo编码的输出和输入指标
方法定义输出索引OutputIndices属性来定义输入索引InputIndices属性用于turbo解码。显示速率为1/2的代码和10位块长度的全长穿孔编码和解码。
初始化参数
定义参数来初始化编码器。
blkLen = 10;网格= poly2trellis(4，[13 15]，13);n = log2(trellis.numOutputSymbols);mLen = log2(trellis.numStates);
全长度编码和解码
初始化变量和turbo编码和解码系统对象以进行全长编码。Turbo编码和解码消息。显示turbo码率。检查编码输出的长度与输出索引向量的长度。
fullOut = (1:(mLen+blkLen)*2*n)';outLen =长度(fullOut);中性= blkLen/outLen;data = randi([0 1]，blkLen,1);intIndices = randperm(blkLen);turboencoder = comm.TurboEncoder(“TrellisStructure”格子);turboEnc。interleaverindexes = intIndices;turboEnc。OutputIndicesSource =“属性”；turboEnc。OutputIndices = fullOut;turboDec = comm.TurboDecoder(“TrellisStructure”格子);turboDec。interleaverindexes = intIndices;turboDec。InputIndicesSource =“属性”；turboDec。InputIndices = fullOut;encMsg = turboEnc(data);%编码disp (['Turbo编码率:'num2str (netRate)))
Turbo编码率:0.19231
encOutLen = length(encMsg)%显示编码长度
encOutLen = 52
isequal (encOutLen outLen)%检查长度
ans =逻辑1
rxMsg = turboDec(2*encMsg-1);%解码rxMsg isequal(数据)比较位与已解码位
ans =逻辑1
被戳穿的编码和解码
方法指定第二个系统流的穿孔输出指标getTurboIOIndices函数。初始化变量和turbo编码和解码用于穿孔编码的系统对象。Turbo编码和解码消息。显示turbo码率。检查编码输出的长度与输出索引向量的长度。
pingout = getTurboIOIndices(blkLen,n,mLen);outLen =长度(穿孔);中性= blkLen/outLen;data = randi([0 1]，blkLen,1);intIndices = randperm(blkLen);turboencoder = comm.TurboEncoder(“TrellisStructure”格子);turboEnc。interleaverindexes = intIndices;turboEnc。OutputIndicesSource =“属性”；turboEnc。OutputIndices = punout;turboDec = comm.TurboDecoder(“TrellisStructure”格子);turboDec。interleaverindexes = intIndices;turboDec。InputIndicesSource =“属性”；turboDec。InputIndices = punout;encMsg = turboEnc(data);%编码disp (['Turbo编码率:'num2str (netRate)))
Turbo编码率:0.25641
encOutLen = length(encMsg)%显示编码长度
encOutLen = 39
isequal (encOutLen outLen)%检查长度
ans =逻辑1
rxMsg = turboDec(2*encMsg-1);%解码rxMsg isequal(数据)比较位与已解码位
ans =逻辑1
比较完全输出和穿孔输出
编码器的输出使各个位流交错。每个4位元组的第三位从全长代码中删除，以生成穿孔代码。第三个输出位流对应于第二个系统位流。显示全长码的索引和穿孔码的索引，以显示每个4位元组的第三位被穿孔。
fullOut”
ans =1×5212 34 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50
puncOut”
ans =1×3912 45 6 8 9 10 12 13 14 16 17 18 20 21 22 24 25 26 28 29 30 32 33 34 36 37 38 40 41 42 44 45 46 48 49 50 52
通过bpsk调制的AWGN信道发送和接收涡轮编码数据
通过使用turbo编码和解码在AWGN信道上模拟BPSK数据的传输和接收。
指定仿真参数，计算有效编码率和噪声方差。对于BPSK调制， = 因为每个符号的比特数(bps)是1。为了方便在其他调制方案中重用此代码，本例中的计算包括bps项。定义包长度、网格结构和迭代次数。计算噪声方差 还有编码率。将随机数生成器设置为默认状态，以确保结果是可重复的。
modOrd = 2;调制顺序%bps = log2(modOrd);每个符号的比特数%EbNo = 1;%每比特能量与噪声功率谱密度之比，单位为dBEsNo = EbNo + 10*log10(bps);%每符号能量与噪声功率谱密度之比，单位为dBL = 256;输入包长度(以位为单位)网格= poly2trellis(4，[13 15 17]，13);Numiter = 4;n = log2(trellis.numOutputSymbols);numTails = log2(trellis.numStates)*n;M = L*(2*n - 1) + 2* numtail;输出码字包长度速率= L/M;编码率snrdB = EsNo + 10*log10(速率);%信噪比，单位为dBnoiseVar = 1./(10.^(snrdB/10));噪声方差%rng默认的
生成随机交错索引。
intrlvrIndices = randperm(L);
创建一个涡轮编码器和解码器对。使用定义的网格结构和随机交织指标。将解码器配置为最多运行4次迭代。
turboenc = comm.TurboEncoder(trellis,intrlvrIndices);turbodec = comm.TurboDecoder(trellis,intrlvrIndices,numiter);
创建BPSK调制器和解调器对，其中解调器输出使用LLR方法确定的软位。
bpskmod = com . bpskmodulator;bpskdemod = comm. bpskdemoator (“DecisionMethod”，的“对数似然比，.．.“方差”, noiseVar);
创建AWGN通道对象和错误率对象。
awgnchan = com . awgnchannel (“NoiseMethod”，“方差”，“方差”, noiseVar);errrate = comm.ErrorRate;
主处理循环执行这些步骤。
生成二进制数据。
涡轮编码数据。
调制编码的数据。
将调制信号通过AWGN通道传递。
利用LLR输出软位对噪声信号进行解调。
Turbo解码解调后的数据。因为来自解调器的位映射与turbo解码器所期望的映射相反，解码器输入必须使用解调信号的逆。
计算错误统计信息。
为frmIdx = 1:100 data = randi([0 1]，L,1);encodedData = turboenc(data);modSignal = bpskmod(encodedData);receivedSignal = awgnchan(modSignal);demodSignal = bpskdemod(receivedSignal);receivedBits = turbodec(-demodSignal);errorStats = errrate(data,receivedBits);结束
显示错误数据。
流('误码率= %5.2e\n错误数= %d\n总比特= %d\n'errorStats)
误码率= 2.34e-04错误数= 6总比特数= 25600
对AWGN信道中的16-QAM信号进行Turbo编码
在AWGN通道中使用16-QAM信号和turbo码模拟端到端通信链路。在帧处理循环中，包大小随机选择为500、1000或1500位。由于包大小不同，交织器索引被提供给涡轮编码器和解码器，作为它们相关联的System对象的输入参数。比较涡轮编码误码率结果和非编码误码率结果。
初始化模拟
的调制顺序和调制范围 值。计算每个符号的比特数和每个符号的能量与噪声比( )的调制顺序和 ．要获得可重复的结果，请输入随机数。
modOrder = 16;调制顺序%bps = log2(modOrder);每个符号的比特数%EbNo = (2:0.5:4);%每比特能量与噪声功率谱密度之比，单位为dBEsNo = EbNo + 10*log10(bps);%每符号能量与噪声功率谱密度之比，单位为dBrng (1963);
创建一个涡轮编码器和解码器对。因为每个帧的包长度不同，所以指定在执行时由System对象的输入参数提供交错索引。指定解码器执行四次迭代。
turboencoder = comm.TurboEncoder(“InterleaverIndicesSource”，输入端口的）;turboDec = comm.TurboDecoder(“InterleaverIndicesSource”，输入端口的，“NumIterations”4);网格= poly2trellis(4，[13 15 17]，13);n = log2(turboce . trellisstructure . numoutputsymbols);numTails = log2(turboce . trellisstructure . numstates)*n;
创建一个错误率对象。
errRate = com . errorrate;
主处理回路
帧处理循环执行这些步骤。
随机选择数据包长度，生成随机二进制数据。
计算输出码字长度和编码率。
计算信噪比(SNR)和噪声方差。
生成交织索引。
涡轮编码数据。
采用16-QAM调制，归一化平均信号功率。
将调制信号通过AWGN通道传递。
用LLR方法对噪声信号进行解调，输出软位，归一化平均信号功率。
涡轮解码数据。因为来自解调器的位映射顺序与turbo解码器所期望的映射顺序相反，解码器输入必须使用解调信号的倒数。
计算错误统计信息。
ber = 0 (1,length(EbNo));为k = 1:长度(EbNo)% numFrames = 100;errorStats = 0 (1,3);%for pktIdx = 1:numFramesL = 500*randi([1 3]，1,1);包长度(以位为单位)M = L*(2*n - 1) + 2* numtail;输出码字包长度速率= L/M;%当前包的编码率snrdB = EsNo(k) + 10*log10(rate);%信噪比，单位为dBnoiseVar = 1./(10.^(snrdB/10));噪声方差%而errorStats(2) < 100 && errorStats(3) < 1e7 data = randi([0 1]，L,1);intrlvrIndices = randperm(L);encodedData = turboEnc(data,intrlvrIndices);modSignal = qammod(encodedData,modOrder，.．.“InputType”，“一点”，“UnitAveragePower”,真正的);rxSignal = awgn(modSignal,snrdB);demodSignal = qamdemod(rxSignal,modOrder，“OutputType”，“llr”，.．.“UnitAveragePower”,真的,“NoiseVariance”, noiseVar);rxBits = turboDec(-demodSignal,intrlvrIndices);解调信号被否定errorStats = errRate(data,rxBits);结束%保存误码率数据并重置误码率对象ber(k) = errorStats(1);重置(errRate)结束
阴谋的结果
画出误码率，并将其与未编码的误码率进行比较。
semilogy (EbNo误码率,“o”) xlabel(“Eb /不(dB)”) ylabel (“误码率”) uncodedBER = berawgn(EbNo，“qam”, modOrder);%估计的未编码误码率持有在semilogy (EbNo uncodedBER)传说(“涡轮”，的未编码的，“位置”，“西南”）
更多关于
并行级联卷积译码方案
turbo译码器采用并行级联卷积译码方案对编码的输入信号进行译码。并行级联译码方案采用迭代译码应用程序译码器具有两个组成的解码器，一个交织器和一个解交织器。该图显示了解码方案。通常，解码器输入数据来自解调器输出。
这两个译码器使用相同的网格结构和译码算法。软输入软输出APP解码器(SISO 1和SISO 2)输出编码器输入位的对数似然度的更新序列π(u;O)。序列基于接收到的信道(编码)位、π(c;I)和编码参数的对数似然性序列。
解码器迭代更新这些可能性为固定数量的解码迭代，然后输出决策位。所述解码器中使用的交织器与所述编码器中使用的交织器相同。除交织器相对于该交织器执行逆排列。解码器不假定尾部位的知识，并从迭代中排除这些位。
有关更多信息，请参见编码率．
参考文献
[1]贝尼代托，S.蒙托西，D.迪夫撒拉和F.波拉拉。一种软输入软输出最大后验(MAP)模块，用于解码并行和串行级联码。喷气推进实验室TDA进展报告42-127，(1996年11月)。
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[3]贝鲁，C.， A. Glavieux, P. Thitimajshima。接近香农极限的纠错编解码:涡轮码。第93届IEEE国际通信会议论文集，瑞士日内瓦，1993年5月，1064-70。https://doi.org/10.1109/icc.1993.397441。
[4]施莱格尔，克里斯蒂安，兰斯·佩雷斯。网格和涡轮编码．IEEE数字和移动通信丛书。皮斯卡塔韦,新泽西 ;霍博肯，新泽西州:IEEE出版社 ;Wiley-Interscience, 2004年。
［5］3gpp ts 36.212。“多路复用和信道编码。”第三代伙伴关系项目;技术规范组无线电接入网;进化通用地面无线电接入(E-UTRA)．https://www.3gpp.org．
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