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范围

Matlab 确实包含一个名为 的函数,dvbs2ldpc用于构造一个奇偶校验矩阵,用于 DVB-S2 标准中的 LDPC 编码阶段。

该标准采用两种不同的传输模式(SHORT 和 NORMAL),具体取决于生成的码字的大小。但是dvbs2ldpc功能仅适用于 NORMAL 之一。因此,我正在尝试构建一个用于 SHORT 传输模式的函数。

代码说明

您可能会在下面找到函数中的所有相关代码dvbs2ldpcShort.m,我将在其中为 SHORT 传输模式构建奇偶校验矩阵,以及LDPC.m在其中执行一些 BER 模拟以检查结果。

您可能会看到与Matlab Communication Toolbox 中出现的dvbs2ldpcShort非常相似。dvbs2ldpc我包含的唯一两个区别是更改了代码字的长度和它可能对应的奇偶校验矩阵的累加器位(有关更多信息,请参阅此链接中的附件 B 和 C)。

代码

dvbs2ldpcShort.m

function H = dvbs2ldpcShort(R)

if R = 1/2
    Rreal = 4/9;     % Actual rate (as k = 7200 and N = 16200)
end

lenCodeWord = 16200;  % Length of codeword for DVB-S.2
NB = 360;  % Node indices parameter for DVB-S.2.

numInfoBits = lenCodeWord * Rreal;
numParityBits = lenCodeWord - numInfoBits;

[ct1, ct2] = getchecknodetable(R);

ck1 = nodeindices(ct1, numParityBits, NB);
ck2 = nodeindices(ct2, numParityBits, NB);

d = [size(ck1,2) size(ck1,1) size(ck2,2) size(ck2,1) numParityBits-1 2 1 1];
r = [ck1(:); ck2(:); 0; reshape(ones(2,1)*(1:numParityBits-1),[],1)];
S = zeros(length(r),1);
numGroup = length(d)/2;
n = 0;
ncol = 1;
for i = 1:numGroup
    p = d(2*i-1)*d(2*i);
    S(n+1:n+p) = reshape(ones(d(2*i),1)*(ncol:ncol+d(2*i-1)-1),p,1);
    ncol = ncol + d(2*i-1);
    n = n + p;
end

% Parity-check matrix (sparse) for DVB-S.2
outputFormat = 'sparse'; % Sparse matrix by default
if nargin == 2
    if ~strcmp(varargin{1}, 'sparse') && ~strcmp(varargin{1}, 'indices')
        error(message('comm:dvbs2ldpc:InvalidOutputFormat'));
    end
    outputFormat = varargin{1};
end

if strcmp(outputFormat, 'sparse')
    H = logical(sparse(double(r+1), S, 1));
else
    H = [double(r+1), double(S)];
end

%--------------------------------------------------------------------------
function ck = nodeindices(ct, M, NB)
% ct: check node table (single group)
% M: number of parity bits
% NB: block size
[N, D] = size(ct);
q = (M/NB);
b = (1:NB);
bq = (b-1).'*q;
ck = zeros(D, NB*N);
for r=1:N
    ck(:, NB*(r-1)+1:NB*r) = mod(addcr(bq, ct(r,:)), M)';
end

%--------------------------------------------------------------------------
function A = addcr(c, r)
M = length(c);
N = length(r);
A = zeros(M, N);
for m = 1:M
    A(m, :) = r + c(m);
end

%--------------------------------------------------------------------------
function [ct1, ct2] = getchecknodetable(R)
switch R
    case 1/2 % There are all cases, but here I only include the R=1/2 one
        ct1 = [20 712 2386 6354 4061 1062 5045 5158
               21 2543 5748 4822 2348 3089 6328 5876
               22 926 5701 269 3693 2438 3190 3507
               23 2802 4520 3577 5324 1091 4667 4449
               24 5140 2003 1263 4742 6497 1185 6202];
        ct2 = [0 4046 6934   
               1 2855 66
               2 6694 212
               3 3439 1158
               4 3850 4422
               5 5924 290
               6 1467 4049
               7 7820 2242
               8 4606 3080
               9 4633 7877
               10 3884 6868
               11 8935 4996
               12 3028 764
               13 5988 1057
               14 7411 3450];
end

LDPC.m

r = 1/2;
k = 7200;

ldpcEnc = comm.LDPCEncoder(dvbs2ldpcShort(r));
psk4Mod = comm.PSKModulator(4, 'BitInput',true);
EsNo = 0.2 : 0.1 : 1.2;
BER = zeros(size(EsNo));
for k = 1 : 1 : length(EsNo)
    awgnChan = comm.AWGNChannel(...
            'NoiseMethod','Signal to noise ratio (Es/No)','EsNo',EsNo(k));
    psk4Demod = comm.PSKDemodulator(4, 'BitOutput',true,...
            'DecisionMethod','Approximate log-likelihood ratio', ...
            'Variance', 1/(2*10^(awgnChan.EsNo/10)));
    ldpcDec = comm.LDPCDecoder(dvbs2ldpcShort(r));
    ber = comm.ErrorRate;
    for counter = 1:100
      data           = logical(randi([0 1], k, 1));
      encodedData    = ldpcEnc(data);
      modSignal      = psk4Mod(encodedData);
      receivedSignal = awgnChan(modSignal);
      demodSignal    = psk4Demod(receivedSignal);
      receivedBits   = ldpcDec(demodSignal);
      errorStats     = ber(data, receivedBits);
    end
    BER(k) = errorStats(1);
end

问题

相应的 BER 曲线与 NORMAL 传输模式的曲线完全不同(这些表示 BER 是 SNR 的函数。而我的是 EbNo 的函数,但差异根本不应该很大)。相反,结果似乎出乎意料的好。你能看出我的代码有什么问题吗?

我的代码可能有什么问题?

非常感谢您,祝您周末愉快!

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1 回答 1

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感谢您提供有关 LDPC 代码标识符和有效 LDPC 率的说明。

您的示例性能应该更好,因为您使用了更多的冗余:5/9( 0.56) 码字,而在 MATLAB 示例中,他们使用(1 - 2/3) = 1/3( 0.33) 码字作为冗余。

我还想补充一点:在 ETSI 标准中,他们还使用一个参数q,即等于q = (M/NB); ( M-- 奇偶校验位的数量, NB = 360) 当n_ldpc = 64800, 但如果应该根据 ETSI 标准中的表使用n_ldpc = 16200q

让我们看看我的解决方案:dvbs2ldpc_custom

于 2019-04-11T16:11:03.590 回答