多进制LDPC码改进算法研究
对多进制LDPC码的构造、译码、码长及码率等方面进行仿真研究，以期为多进制LDPC码的实用化发展提供设计参考。76科技论坛如图1建立了多进制LDPC码的仿真平台,主要对多进制LD-时,对多进制LDPC码的译码算法复杂度进行计算。经仿真分析和PC码构造方法、译码算法、不同码长和不同码率进行了仿真对比。计算,基于3种算法的多进制IDPC码在高码率时均具有逞近香农系统运用高斯编码,信道是高斯白噪声信道,调整方式釆用BPSK限的特性。Ig-FF-BP译码算法的计算复杂度低于FTBP和调制,最大迭代次数为30,并且i-PG随机构造方法构造的非规BP算法,虽然BP算法表现出更好的系统性能但前者更适合于硬则LDPC码的变量节点度分布服从4(x)-038354x+0023x2+0.574092。件实现。这对多进制LDPC码的实用化有较大意义,并且对有关多表1给出了用于仿貞实验的多进制IDPC码参数,他们均为八元域进制IDC码译码算法的应用领域也有重婆的参考意义。码型且校验矩阵H的列重为4。现在对多进制LDPC码的编译码整参考文献体系统中能够对码字纠错效果产生影响的参数分别进行性能仿真。[] Gallager R.G.L灬 w Density Parity Check Codes. IRE Transac-3仿真结果tions on Information Theory 1962, 8: 208-220图2分别给出了LDPC-Ⅰ按照 Mackay、r-FS、 rg-PEG、ir-PE、[2] MacKay D.J.C. and ncal r.m. Ncar Shannon limit performanccir-QC构造方法基丁Lg-FFT-B译码算法得到的八进制LDPC码 of low- density parity- -check codes. Electronics Letters,199,32:在不同信噪比条件下的误码率曲线。由图可以看出,随着信噪比的1645-1646增加,五种码的性能开始出现差异。ir-PEC构造方法的误码率性能「3] MACKAY D, W ISON S, DAY Y M.Corconstruc明显优于其它几种构造方法,在2dB的信噪比时,误码性能接近 tions of irregular Gallager codes[J. I Transaction on Communica106数量级。其次为ir-QC、rg-PEG、rg-PS,可以看出i-QC对比于tion,199,47(10:1449-1454ir-PEG构造方法,在2dB时有10数量级的误码率性能损失。并且[4]MC. Davey and D JC. Mac Kay. Low density parity check codesrg-PEG、rg-PS两种构造方法在低信噪比下误码率性能比较接近, over GF(q) J. IEEE Communication Letter,1998,2(6):165-167但其性能明显差于ir-QC构造方法。 Mackay构造方法性能最差,当[5jLan,YY.rai, L Chen,S.Lin,andK, Abdel- Ghaffar. a trellis信噪比大于2B时,已经呈蚬差错平底效应的趋势。由图可以看出 based method for removing cycles from bipartite graphs and corir-PEG构造方法的随机性好于ir-QC结构化构造算法码字伫能, struction of low density parity check codes[ J]. IEEE Communicarg-PEG构造方法的随机性也好于rg-PS结构化构造算法码字性 tion letters,2004,8(7):443-45能,这说明非规则随机构造算法的码字性能优于随机构造算法构造[6JmXu, Lei cher, Ivana Djurdjevic, Shu lin, and Khaled ah的码字性能;对应随机构造算法构造的码字性能优于结构构造算法dl- Chaffer. Construction of Regular and Irregular LDPC Codes:构造的码字性能。因此选用ir-PEG构造方法来构造校验矩阵。 Geometry Decomposition and Masking[. iEeE Transactions orl图3分别给出了LDPC-1采用i-PG构造方法基于 Information Theory,2007,53(1:121-134Log-FFT-BP、FT-BP和BP译码算法得到的八进制LDPC码在不[7] David J C. MacKay. ood Error Correcting Codes Based on同信噪比情况下的误码率血线。从图对比可看岀,随着信噪比的增 very Sparse. EEE Transaction on Information Theory,19加BP译码算法的性能优于Iog-FT-BP和FFT-BP译码算法,而(2:399-431Log-FFT-BP和上I-BP两种译码算法在相同的伽罗华域和高信噪[8 DAVEY MC. Error correction using low density parity check比下,误码率性能没有很大的差异。同时,Log-FFT-BP的译码性能 codes. Cambridge,U.K.Uniw. Cambridge,199在2B的信噪比时,误码性能接近⑩05数量级,已满足大部分通信⑨9 Wymeersch F., Steendam H and Moeneclaey M.Iog- domain要求。decoding of LDPC codes over GF(q IC). IEEE International Con-图4分别给出了使用i-PEG构造方法相同码率不同码长基于 ference on Communications,2004:772-775多进制Lg-FI-BP译码算法得到的八进制LDPC码在低信噪比情况下的误码率曲线。由图可得出,由于传输码字长度变大,多进制LDPC码的性能随之有着显著的提高由此可知多进制LDPC码的传输码字长度变长的话,其误码纠错性能会较短码更好。这是因为码字长度的增大,使得稀疏矩阵里非零元素所占据的百分比在对应减少,进而 anner图所看到的坏长在增大,纠错性能就变的更加好。从码长度来考志,码长度为1536时,误码率曲线基于GF8在信噪比为2dB时接近106数量级,首先考虑性能问题,基于满足大部分通信要求。其次考虑码长增长,会给系统编译码带来很高的复杂度,这对实际系统来说是很严峻的问题,最后考虑硬件系统在实际仿真测试中带来性能损失,需要软件仿真来留出至少1个数量级弹性变化范围,最终确定选取码长度1536为多进制IDPC码为系统码长图5分别给出了使用ir-PEG构造方法相同码长不同码率基于多进制Iog-FFT-BP译码算法得到的八进制IDC码在低信噪比情况下的误码率曲线从图中都可以看出,在码长相同的条件下,码率越低,多进制IDC码的性能越好,但是码率越低,信息的传输速率也随之下降,则导致系统的频带利用率越低。反之,随着码率的增大,系统的误码率性能随之下降。这是因为码率越高,参加校验的校验比特越少,也就是信道编码增加的冗余度越小,系统的可靠性也随之降低。由于在码长相同的情况下,码率12性能与其他码率相比有较好的性能,所以系统方案最终选取码率1/2的多进制LDPC码。结束语本文对多进制LDPC码的编译码整体系统中能够对码字纠错效果产生影响的参数分别进行验证,运用统变量的原则分别对校验矩阵构造算法,译码算法,码长和码率等参数进行仿真对比。同
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WinCC V7.2与S7 1200和1500通讯手册
WinCC V7.2与S7-1200/1500 PLC常规通讯，此文档主要讲述如何使用“SIMATIC S7-1200, S7-1500 Channel”通道，组态与S7-1200/1500的以太网通讯。1概述自 WinccⅥ7.2版本起,软件新増加了“ SIMATIC S7-1200,S7-1500 Channel”通道,用于 Wincc与S7-1200/S7-1500PLC之间的通信。此驱动只支持以太网通讯,使用TCP/IP协议。此文档上要讲述如何使用“ SIMATIC S7-1200,S7-1500 Channel”迸道,组态与S71200/1500的以太网通讯。在win℃C项目中可添加此驱动,如图1-1所示,打开变量管理界面,选择“变量管理”点击鼠标右键,选择“添加新的驱动程序”,在驱动列表中选择“ SIMATIC S7-1200,S7-1500 Channe1”驱动。文件编辑E)视图帮助什变量管理《变量管理数结构变导入Modbus TCPIPOPC5Profibus DP6Profibus FmsSIMATIC 505 TCPIP8SIMATIC S5 Ethernet Layer 410SIMATIC S5 Profibus FDL本本本符本符符符符本本11SIMATIC $5 Progr ammers Port AS51112SIMATIC S5 Serial 3964R1314SIMATIC ST-1200. S7-1500 Channel1516SIMATIC TI Serial点17Simotion18System Info19图1-1添加驱动文档示例的软硬件环境件: Wincc项目运行的电脑自带普通以太內卡、CPU1214C、CPU1511-1PN软件: WinCc7.2Upd6、 Simatic net v8.2SPl、Step7Ⅵ13(用于组态S71500/1200)2 Wincc v7.2与S7-1200PLC常规通讯2.1设置PLC通讯参数在Step?Ⅵ13组态软件中打开S7-1200项目,关丁PLC硬件组态步骤在此不详述。在树形菜单中打开“设备和內络”,打开网终视图点击CPU1214C通讯端口,在“属性”界面中设置通讯参数,在“子网”列表中可把接口连接到某一子网,设置“IP电址”和“子网掩码”参数。简单通讯情况下,可以不用启用IP路由尜,如图2-1所小。□项目157-1200鱼设备和网络PLC 1CPU 12140Pu1511-1PN571500AC/DC/RlyPLC设备组态旦在和诊断程序块「工艺对象细外部原文件PLc变里PLc数据类型圆出控与强制表约程序信息PROFINET接口1[X1:PN(LAN墨设备代理数据属性「信息S诊断文本列表常规0变量系统常数文本□本模块□吒C2[Uu15111刚太网地址以太网地址设备组态高级接口连接到旦在线和诊断时间同步程序块硬件标识符子网:PNE2工艺对象添加新子网外部原文件FLC变里PLc数据类型P协议监控与强制表UTra⊙在项目中设置P地址设备代理据P地址:[19216840120ˇ详细视图子阿镜吗:[255:2552550图2-1S7-1200通讯参数将组态下载到CPU,PLC组态完成2.2 Wincc软件组态步骤2.2.1电脑网卡参数设置在操作系统网络连接中设置此网卡的IP地址以及子网掩码,在此例中,IP地址和PIC的IP地址在同一样网段中,子网掩码一致,如图2-2所示。在PLC和电脑之间接入以太网通讯电缆,测试电脑与PC之间物理连接是否正常。选择操作系统左下角“开始”菜单,在最下一行运行栏中输入“CⅧ”命令,然后敲回车进入DOS命令界面。在界面中输入pins命令,格式:pingping192.168.48,120在Ping192.16841.128具有32字节的数据:自192168,48,128的节=32时间< ms TTL=128自192168.4.128的节=32时间
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