ccsds ldpc matlab,CCSDS标准的LDPC编译码仿真

缺乏、安全感 2023-01-15 03:51 258阅读 0赞

文档采用MATLAB发布，仿真没有跑完。

CCSDS标准的LDPC编译码仿真

本脚本完成了CCSDS标准(o1)版本中适用于深空通信任务的LDPC编译码过程的仿真， 同时给出了在信息位长度为1024，码率为1/2时的误码率仿真结果

撰写人：曹文慧

最后修改日期：2015-03-07

软件版本：MATLAB(R) 2014a

和之前版本(LDPC\_Simulation.m)对比，本程序添加功能包括

完成了校验矩阵构造(ccsdscheckmatrix.m)

通过校验矩阵构造(准循环)生成矩阵 (ccsdsgeneratematrix.m)

按照ccsds所述，对编码后数据进行截取，完成符合ccsds文档的ldpc编译码仿真

程序修改包括

之前文件夹内的译码函数均不能对全0项进行正确的处理

问题将得到合适的修正,同时优化了输出显示

Contents

初始设置

清空工作区，数据，关闭所有窗口

clc;clear all;close all;

仿真参数设置

EbN0\_dB = 1; % EbN0\_dB 误码率范围，向量;

FRAMES\_NUM = 1; % FRAMES\_NUM 最大仿真帧数目;

MAX\_ITER\_NUM = 30; % MAX\_ITER\_NUM 算法最大迭代次数;

MAX\_ERROR\_FRAME = 200; % MAX\_ERROR\_FRAME 仿真最大错误帧数目;

bitError = zeros(1,length(EbN0\_dB)); % bitError 误码数目统计，向量;

BER = bitError; % BER 误码率，向量;

frameError = bitError; % frameError 误帧数目;

iterNumTotal = zeros(1,length(EbN0\_dB)); % iterNumTotal 总迭代次数统计，向量;

INFO\_LENGTH = 1024; % INFO\_LENGTH 信息位长度

RATE = 1/2; % RATE 码率

SIZE\_M = 512; % M矩阵大小(参考CCSDS文档)

打开(新建)文件，保存运行数据

FILE\_NAME = \[‘LDPC\_CCSDS\_‘ datestr(now,‘yyyymmdd‘) ‘.txt‘\];

fid = fopen(FILE\_NAME,‘at+‘);

fprintf(fid,‘日期 %s\\n‘,datestr(now,‘yyyymmdd‘));

fprintf(fid,‘%s\\n‘,‘CCSDS的LDPC标准中section3中的码，06年版‘);

fprintf(fid,‘信息位长度 = %d, ‘,INFO\_LENGTH);

fprintf(fid,‘码率 = %d, ‘,RATE);

H为校验矩阵；G为生成矩阵。通过调用函数实现

H = ccsdscheckmatrix(SIZE\_M,RATE);

G = ccsdsgeneratematrix(H,SIZE\_M,RATE);

![54af04592e5d97726d43d71a928b3c42.png][]![78826ad0b5a03ab5b2f039b276ea6cb5.png][]

译码准备

\[r\_mark,c\_mark\] = find(H~=0);

HColNum = sum(H);

HRowNum = cell(1,size(H,1));

for rowH = 1:size(H,1)

HRowNum\{rowH\} = find(r\_mark==rowH);

end

误码率仿真

在不同EbN0下，对误码率进行仿真

for nEbN0 = 1:length(EbN0\_dB)

多帧取统计平均

for nF=1:FRAMES\_NUM

编码过程

message = randi(\[0 1\],1,INFO\_LENGTH);

encodeData = mod(message\*G,2);

调制

transmitSignal = 2\*encodeData - 1; %映射 0—-1； 1—+1

transmitSignalPower = sqrt(var(transmitSignal));

transmitSignal = transmitSignal/transmitSignalPower;%归一化

AWGN 信道，SNR和EbN0换算关系

![2292b26874189303cd9d20c4f5979d1f.png][]

SNR\_dB = EbN0\_dB((nEbN0)) + 10\*log10(2)+10\*log10(RATE);

SNR = 10^(SNR\_dB/10);

noise = randn(1,length(transmitSignal));

noise = noise/sqrt(SNR); %SNR换算，加噪声

receiveSignal = transmitSignal + noise;

根据CCSDS文档实际上有M个符号没有被传送，此处取其值为0，做仿真上的等效

receiveSignal(end-1\*SIZE\_M+1:end-0\*SIZE\_M) = 0;

译码，可调用不同的函数

\[iterNum,recoverData\] = ...

ldpcdecoderllr(H,HRowNum,HColNum,receiveSignal,SNR,MAX\_ITER\_NUM);

%ldpcdecoderbp1(H,HRowNum,HColNum,receiveSignal,SNR,MAX\_ITER\_NUM);

%ldpcdecoderminsum(H,HRowNum,HColNum,receiveSignal,SNR,MAX\_ITER\_NUM);

% 文件输出

if(nEbN0==1 && nF==1)

fprintf(fid,‘译码程序为ldpcdecoderllr\\n‘);

fprintf(fid,‘最大迭代次数 = %d, ‘,MAX\_ITER\_NUM);

fprintf(fid,‘\\n-------------------------------\\n‘);

fprintf(fid,‘EbN0\\t 总帧数\\t 误帧数\\t 误比特数\\t 平均迭代次数\\t 误比特率\\t 误帧率\\n‘);

% MATLAB的readtable笨笨的不认识中文，所以打一行给他看

fprintf(fid,‘EbN0\\t T\_Frame\\t E\_Frames\\t E\_Bits\\t A\_IterNums\\t BER\\t FER\\n‘);

end

误比特数，误帧数，迭代次数统计

bitError(nEbN0) = bitError(nEbN0) + ...

sum(abs(message - recoverData(1:length(message))));

frameError(nEbN0) = frameError(nEbN0) + ...

(sum(abs(encodeData - recoverData(1:length(encodeData))))~=0);

iterNumTotal(nEbN0) = iterNumTotal(nEbN0) + iterNum;

停止条件和文件输出

if ( frameError(nEbN0)>=MAX\_ERROR\_FRAME || nF==FRAMES\_NUM)

BER(nEbN0) = bitError(nEbN0)/nF/length(message);

fprintf(fid,‘%3.2g\\t %5d\\t %4d\\t ‘,EbN0\_dB(nEbN0),nF,frameError(nEbN0));

fprintf(fid,‘%8d\\t %8.6g\\t ‘,bitError(nEbN0),iterNumTotal(nEbN0)/nF);

fprintf(fid,‘%e\\t %e\\n‘,BER(nEbN0),frameError(nEbN0)/nF);

break;

end

if (mod(nf,100)==0)

BER(nEbN0) = bitError(nEbN0)/nF/320;

fprintf(fid,‘\\n-------------------------------\\n‘);

fprintf(‘Eb/No = %e \\n‘,EbN0\_dB(nEbN0));

fprintf(‘总帧数 = %d, ‘,nF);

fprintf(‘误帧数 = %d, ‘,frameError(nEbN0));

fprintf(‘误比特数 = %d, ‘,bitError(nEbN0));

fprintf(‘最大迭代次数 = %d, ‘,MAX\_ITER\_NUM);

fprintf(‘平均迭代次数 = %e, ‘,iterNumTotal(nEbN0)/nF);

fprintf(‘误码率 = %g, ‘,BER(nEbN0));

fprintf(‘误帧率 = %g \\n‘,frameError(nEbN0)/nF);

end

仿真结果

通过编码后实际误码率对比图，不要看下面的图，图没有仿真出来的，太慢了

fclose(fid);

readtable(FILE\_NAME,‘HeaderLines‘,6,‘Delimiter‘,‘\\t‘)

semilogy(EbN0\_dB,BER,‘r‘);

xlabel(‘Eb/N0(dB)‘); ylabel(‘BER‘);

grid on;

ans =

EbN0 T\_Frame E\_Frames E\_Bits A\_IterNums BER FER

\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_ \_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ \_\_\_ \_\_\_

1 1 0 0 27 0 0

![17ad2a02cc00a991974d8058bacd2fd0.png][]

原文：http://www.cnblogs.com/sea-wind2/p/4320943.html

[54af04592e5d97726d43d71a928b3c42.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/54af04592e5d97726d43d71a928b3c42.png
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