[發明專利]用于解析接收信號的信號接收器和方法、通信系統

有效

• 申請號: 201680090497.8
• 申請日: 2016-10-31
• 公開（公告）號: CN109964426B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 袁沛鴻;喬治·波特瑞;帕特里克·舒爾特;格哈德·克萊默;羅納爾多·伯恩克;許文
• 申請（專利權）人: 杜塞爾多夫華為技術有限公司;慕尼黑工業大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L1/18;H04L1/20
• 代理公司: 北京龍雙利達知識產權代理有限公司 11329
• 代理人: 魏雪嬌;毛威

一種用于解析接收信號的信號接收器，該接收器用于執行以下步驟：解碼該接收信號，以形成假定表示該接收信號的內容的符號序列；比較該序列內符號的出現頻率與預定符號分布；以及如果該符號序列內符號的相對出現頻率與該預定分布不匹配，則將該符號序列視為該接收信號的內容的錯誤表示。

技術領域

本發明涉及以利用預定符號分布的方式對信號進行解碼和編碼。

背景技術

為了使通信系統實現AWGN信道容量，系統中使用的發送符號必須是高斯分布。這只能在實際系統中近似。對于高階星座，使用均勻分布的正交幅度調制(quadratureamplitude modulation，QAM)符號導致高達1.53dB的成形損耗。當前在諸如DVB、LTE、WiFi、xDSL和光纖通信等的大多數通信系統中使用的具有并行逐位(parallel bit-wise)解映射和解碼的比特交織編碼調制(Bit-interleaved coded modulation，BICM)會導致額外的損耗。如圖1所示，對于2至5比特bits/s/Hz(比特/秒/赫茲)的頻譜效率，均勻(uniform)64QAM的總損耗可能達到1dB以上。在一些系統中，通過統計成形(probabilistic shaping，PS)幾乎可以完全消除這些損耗，其中QAM符號遵循近似離散的高斯分布。

一些系統采用成形來影響符號分布，例如，網格成形(trellis shaping)、殼狀映射(shell mapping)和疊加編碼(superposition coding)。這些可能會影響性能，或者可能需要在接收器處進行相對復雜的迭代解映射。

最近已經提出了一種簡單的統計幅度成形(probabilistic amplitude shaping，PAS)方案，其可以使用具有迭代解碼的標準二進制信道碼來接近大塊長度的信道容量(詳細參見G.F.Steiner和P.Schulte，“帶寬有效和速率匹配的低密度奇偶校驗編碼調制”(Bandwidth efficient and rate-matched low-density parity-check codedmodulation)，IEEE通信學報(IEEE Trans.Commun.)，63卷，12期，4651-4665頁，2015年12月)。它使用所謂的恒定組分分布匹配(constant composition distribution matching，CCDM)來近似最優符號分布(詳細參見P.Schulte和G.“恒定組分分布匹配”(Constant Composition Distribution Matching)，IEEE信息論匯刊(IEEETrans.Inf.Theory)，62卷，1期，430-434頁，2016年1月)。然而，CCDM會引發短塊長度的速率損耗，這可能超過實現的成形增益。

短碼的另一個問題是迭代解碼也不能很好地執行。作為替代方法，在相關文獻中已經提出了幾種列表解碼算法來接近最優的最大似然(maximum likelihood，ML)解碼器的性能。這些算法通常采用外部錯誤檢測碼，例如循環冗余校驗(cyclic redundancy check，CRC)，其從所生成的候選列表中選擇有效的碼字。CRC碼也用于混合ARQ方案，以檢查消息是否被正確接收。雖然對于大的消息長度可以忽略附加的CRC位，但是對于短塊，開銷和所產生的速率損耗更為重要。

需要提高概率成形編碼方案的效率，特別是對于短塊長度。

發明內容

根據第一方面，提供了一種用于解析接收信號的信號接收器，所述接收器用于執行以下步驟：解碼所述接收信號，以形成假定表示所述接收信號的內容的符號序列；比較所述序列內符號的出現頻率與預定符號分布；以及如果所述符號序列內符號的相對出現頻率與所述預定分布不匹配，則將所述符號序列視為所述接收信號的內容的錯誤表示。

所述序列可以按時間和/或根據索引進行排序。

所述接收器可以用于如果所述符號序列內符號的相對出現頻率與所述預定分布不匹配，則請求重傳所述接收信號。因此，符號與分布的匹配可以用作錯誤檢查。