ldpcQuasiCyclicMatrix

准循环 LDPC 码的奇偶校验矩阵

自 R2021b 起

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    语法

    H = ldpcQuasiCyclicMatrix(blocksize,P)

    说明

    H = ldpcQuasiCyclicMatrix(blocksize,P) 基于输入块大小 blocksize 和原型矩阵 P，返回准循环 LDPC 码的奇偶校验矩阵 H。

    示例

    示例

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    创建一个准循环 LDPC 码的奇偶校验矩阵。将块大小设置为 3，原型矩阵设置为 [0 -1 1 2; 2 1 -1 0]。

    blockSize = 3;
p = [0 -1 1 2; 2 1 -1 0];
pcmatrix = ldpcQuasiCyclicMatrix(blockSize,p)
    pcmatrix = 6×12 sparse logical array (18 nonzeros)
   (1,1)      1
   (5,1)      1
   (2,2)      1
   (6,2)      1
   (3,3)      1
   (4,3)      1
   (6,4)      1
   (4,5)      1
   (5,6)      1
   (3,7)      1
   (1,8)      1
   (2,9)      1
   (2,10)     1
   (4,10)     1
   (3,11)     1
   (5,11)     1
   (1,12)     1
   (6,12)     1

    确认生成的奇偶校验矩阵是稀疏逻辑矩阵。

    issparse(pcmatrix) & islogical(pcmatrix)
    ans = logical
   1

    奇偶校验矩阵可能很大，通常不推荐将其显示为满矩阵。由于此示例中的奇偶校验矩阵仅为 6×12，将其显示为满矩阵。

    full(pcmatrix)
    ans = 6×12 logical array

   1   0   0   0   0   0   0   1   0   0   0   1
   0   1   0   0   0   0   0   0   1   1   0   0
   0   0   1   0   0   0   1   0   0   0   1   0
   0   0   1   0   1   0   0   0   0   1   0   0
   1   0   0   0   0   1   0   0   0   0   1   0
   0   1   0   1   0   0   0   0   0   0   0   1
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    初始化原型矩阵和块大小的参数，以配置在 IEEE® 802.11 中指定的码率 3/4 LDPC 码。使用 ldpcQuasiCyclicMatrix 函数创建奇偶校验矩阵。 

    P = [16 17 22 24  9  3 14 -1  4  2  7 -1 26 -1  2 -1 21 -1  1  0 -1 -1 -1 -1
     25 12 12  3  3 26  6 21 -1 15 22 -1 15 -1  4 -1 -1 16 -1  0  0 -1 -1 -1
     25 18 26 16 22 23  9 -1  0 -1  4 -1  4 -1  8 23 11 -1 -1 -1  0  0 -1 -1
      9  7  0  1 17 -1 -1  7  3 -1  3 23 -1 16 -1 -1 21 -1  0 -1 -1  0  0 -1
     24  5 26  7  1 -1 -1 15 24 15 -1  8 -1 13 -1 13 -1 11 -1 -1 -1 -1  0  0
      2  2 19 14 24  1 15 19 -1 21 -1  2 -1 24 -1  3 -1  2  1 -1 -1 -1 -1  0
    ];
blockSize = 27;
pcmatrix = ldpcQuasiCyclicMatrix(blockSize,P);

    创建一个 LDPC 编码器配置对象，显示其属性。使用配置对象的 NumInformationBits 属性生成随机信息位，以指定 LDPC 码字中的信息位数。使用 LDPC 编码器配置对象指定的 LDPC 码对信息位进行编码。

    cfgLDPCEnc = ldpcEncoderConfig(pcmatrix)
    cfgLDPCEnc = 
  ldpcEncoderConfig with properties:

     ParityCheckMatrix: [162×648 logical]

   Read-only properties:
           BlockLength: 648
    NumInformationBits: 486
    NumParityCheckBits: 162
              CodeRate: 0.7500


    infoBits = rand(cfgLDPCEnc.NumInformationBits,1) < 0.5;
codeword = ldpcEncode(infoBits, cfgLDPCEnc);
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    初始化原型矩阵和块大小的参数，以配置在 IEEE® 802.11 中指定的码率 3/4 LDPC 码。使用 ldpcQuasiCyclicMatrix 函数创建奇偶校验矩阵。

    P = [
    16 17 22 24  9  3 14 -1  4  2  7 -1 26 -1  2 -1 21 -1  1  0 -1 -1 -1 -1
    25 12 12  3  3 26  6 21 -1 15 22 -1 15 -1  4 -1 -1 16 -1  0  0 -1 -1 -1
    25 18 26 16 22 23  9 -1  0 -1  4 -1  4 -1  8 23 11 -1 -1 -1  0  0 -1 -1
     9  7  0  1 17 -1 -1  7  3 -1  3 23 -1 16 -1 -1 21 -1  0 -1 -1  0  0 -1
    24  5 26  7  1 -1 -1 15 24 15 -1  8 -1 13 -1 13 -1 11 -1 -1 -1 -1  0  0
     2  2 19 14 24  1 15 19 -1 21 -1  2 -1 24 -1  3 -1  2  1 -1 -1 -1 -1  0
    ];
blockSize = 27;
pcmatrix = ldpcQuasiCyclicMatrix(blockSize,P);

    创建 LDPC 编码器和解码器配置对象，显示其属性。 

    cfgLDPCEnc = ldpcEncoderConfig(pcmatrix)
    cfgLDPCEnc = 
  ldpcEncoderConfig with properties:

     ParityCheckMatrix: [162×648 logical]

   Read-only properties:
           BlockLength: 648
    NumInformationBits: 486
    NumParityCheckBits: 162
              CodeRate: 0.7500


    cfgLDPCDec = ldpcDecoderConfig(pcmatrix)
    cfgLDPCDec = 
  ldpcDecoderConfig with properties:

     ParityCheckMatrix: [162×648 logical]
             Algorithm: 'bp'

   Read-only properties:
           BlockLength: 648
    NumInformationBits: 486
    NumParityCheckBits: 162
              CodeRate: 0.7500

    通过 AWGN 信道发射 LDPC 编码的、QPSK 调制的位流。解调信号，解码接收的码字，然后对误码进行计数。使用嵌套 for 循环处理多个 SNR 设置和帧，分别对发射数据进行使用和不使用 LDPC 前向纠错 (FEC) 编码。

    M = 4;
maxnumiter = 10;
snr = [3 6 20];
numframes = 10;

ber = comm.ErrorRate;
ber2 = comm.ErrorRate;

for ii = 1:length(snr)
    for counter = 1:numframes
        data = randi([0 1],cfgLDPCEnc.NumInformationBits,1,'int8');
        % Transmit and receive with LDPC coding
        encodedData = ldpcEncode(data,cfgLDPCEnc);
        modSignal = pskmod(encodedData,M,InputType='bit');
        [rxsig, noisevar] = awgn(modSignal,snr(ii));
        demodSignal = pskdemod(rxsig,M, ...
            OutputType='approxllr', ...
            NoiseVariance=noisevar);
        rxbits = ldpcDecode(demodSignal,cfgLDPCDec,maxnumiter);
        errStats = ber(data,rxbits);
        % Transmit and receive with no LDPC coding
        noCoding = pskmod(data,M,InputType='bit');
        rxNoCoding = awgn(noCoding,snr(ii));
        rxBitsNoCoding = pskdemod(rxNoCoding,M,OutputType='bit');
        errStatsNoCoding = ber2(data,int8(rxBitsNoCoding));
    end
    fprintf(['SNR = %2d\n   Coded: Error rate = %1.2f, ' ...
        'Number of errors = %d\n'], ...
        snr(ii),errStats(1),errStats(2))
    fprintf(['Noncoded: Error rate = %1.2f, ' ...
        'Number of errors = %d\n'], ...
        errStatsNoCoding(1),errStatsNoCoding(2))
    reset(ber);
    reset(ber2);
end
    SNR =  3
   Coded: Error rate = 0.07, Number of errors = 355

    Noncoded: Error rate = 0.08, Number of errors = 384

    SNR =  6
   Coded: Error rate = 0.00, Number of errors = 0

    Noncoded: Error rate = 0.02, Number of errors = 98

    SNR = 20
   Coded: Error rate = 0.00, Number of errors = 0

    Noncoded: Error rate = 0.00, Number of errors = 0

    输入参数

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    准循环 LDPC 码的块大小，指定为正标量。

    数据类型: double

    原型矩阵，指定为矩阵。P 的列数必须大于 P 的行数。P 中的所有值必须为 -1、0 或小于输入 blocksize 的正整数。值为 -1 会产生零值 blocksize×blocksize 子矩阵。其他值表示 blocksize×blocksize 对角矩阵必须向右循环移位的列数。每个子矩阵或者是零矩阵，或者是对角矩阵的循环移位版本。

    数据类型: double

    输出参量

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    奇偶校验矩阵，以稀疏逻辑矩阵形式返回。函数将输入 P 的每个元素扩展为 H 中的 blocksize×blocksize 子矩阵。

    数据类型: logical

    扩展功能

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    C/C++ 代码生成
    使用 MATLAB® Coder™ 生成 C 代码和 C++ 代码。

    版本历史记录

    在 R2021b 中推出

    另请参阅

    函数

    对象