[發(fā)明專利]使用分布匹配器的集合的通信系統(tǒng)及方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201880086937.1 | 申請日： | 2018-07-04 |
| 公開（公告）號： | CN111630797B | 公開（公告）日： | 2021-06-18 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | D·米勒;T·費恩貝格爾;秋濃俊昭;小島啟介;K·帕森斯 | 申請（專利權(quán)）人： | 三菱電機株式會社 |
| 主分類號： | H04L1/00 | 分類號： | H04L1/00;H03M7/40;H03M13/39;H03M13/11 |
| 代理公司： | 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127 | 代理人： | 劉久亮;黃綸偉 |
| 地址： | 日本*** | 國省代碼： | 暫無信息 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 使用 布匹 配器 集合 通信 系統(tǒng) 方法 | ||
一種通信系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)源，其接收比特塊；存儲器，其存儲分布匹配器的集合。每個分布匹配器與概率質(zhì)量函數(shù)(PMF)相關(guān)聯(lián)，以將相等可能性的輸入比特與具有根據(jù)分布匹配器的PMF而分布的值的固定數(shù)量的輸出比特匹配。每個分布匹配器與選擇概率相關(guān)聯(lián)，使得所有分布匹配器的聯(lián)合概率之和等于目標(biāo)PMF。分布匹配器的聯(lián)合概率是該分布匹配器的PMF與該分布匹配器的選擇概率的乘積。通信系統(tǒng)還包括：整形映射器，其利用選擇概率從分布匹配器的集合中選擇分布匹配器，并且使用所選擇的分布匹配器將比特塊映射到具有非均勻分布的整形比特塊；以及發(fā)送器前端，其在通信信道上發(fā)送整形比特塊，使得整形比特塊的序列中的比特根據(jù)目標(biāo)PMF來分布。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明總體上涉及數(shù)字通信系統(tǒng)，并且更具體地說，涉及對在噪聲信道上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行編碼和解碼。
背景技術(shù)
自從數(shù)字通信誕生以來，已經(jīng)知道加性高斯白噪聲信道的最佳信號分布并不均勻。生成數(shù)字通信系統(tǒng)的非均勻分布的主要方法有兩種：幾何整形，從而使等概率的星座點以非均勻方式排列以便使性能最大化；以及概率整形，從而優(yōu)化星座點的概率以便使性能最大化。盡管對于相等基數(shù)，普遍接受的是概率整形的性能優(yōu)于幾何整形的性能，但是已經(jīng)證明將信息的均勻分布的比特序列(諸如我們想要發(fā)送的序列)映射到非等概率符號序列的方法極具挑戰(zhàn)性。最常用的方法是恒定組成分布匹配(CCDM)方法，它將等概率比特映射到作為具有所需的符號概率質(zhì)量函數(shù)(PMF)的“典型序列”的排列的序列上。雖然該方法可以實現(xiàn)良好的性能(對于漸近長符號序列實現(xiàn)任意低速率丟失)，但它具有兩個關(guān)鍵缺陷：實現(xiàn)低速率丟失的能力需要非常長的序列，這導(dǎo)致復(fù)雜度和時延高；并且唯一已知的有效映射和解映射算法是按照符號順序進行的(也就是說，需要在符號序列中依次解碼每個符號)，這也導(dǎo)致復(fù)雜度和時延高。
發(fā)明內(nèi)容
一些實施方式的目的是將具有等概率(即，均勻)分布的比特值的符號輸入序列轉(zhuǎn)換成具有期望的非均勻分布的比特值的符號輸出序列。一些實施方式基于以下認識：符號的集合可以被分區(qū)為多個唯一子集，每個唯一子集具有多個可能的唯一排列。根據(jù)該實現(xiàn)，可以通過使用多個較小的集合來實現(xiàn)符號集的期望的總分布，較小的集合單獨沒有期望分布，而是具有等于期望分布的平均分布。在一些實施方式中，通過反映數(shù)字信號處理的離散性質(zhì)的概率質(zhì)量函數(shù)(PMF)來限定分布。為此，期望分布在本文中被稱為目標(biāo)PMF。
具體地，一些實施方式基于以下認識：符號輸入序列可以在逐塊的基礎(chǔ)上進行變換。例如，一些實施方式將具有均勻分布的比特值的比特塊變換為具有非均勻分布的比特值的整形比特塊。然而，一些實施方式基于以下認識：只要具有不同PMF的不同整形比特塊形成具有目標(biāo)PMF的比特序列，則整形比特塊的非均勻分布的PMF可以與目標(biāo)PMF不同。這樣的認識允許相對于僅根據(jù)目標(biāo)PMF變換的比特塊的長度而言減小要變換的比特塊的長度。這使得速率損失減小，這對應(yīng)于可以在信道上發(fā)送數(shù)據(jù)的最大速率的增加。
一些實施方式基于以下認識：所發(fā)送的比特序列的目標(biāo)PMF的形成取決于每個單獨整形比特塊的PMF，并且取決于在所發(fā)送的比特序列中具有不同PMF的整形比特塊的出現(xiàn)頻率。例如，如果目標(biāo)PMF等于0.6PMF1+0.3PMF2+0.1PMF3，則所發(fā)送的比特序列應(yīng)具有與變換為具有根據(jù)PMF2的比特分布的整形比特塊的兩倍一樣多的變換為具有根據(jù)PMF1的比特分布的整形比特塊，并且應(yīng)該具有與變換為具有根據(jù)PMF3的比特分布的整形比特塊的三倍一樣多的變換為具有根據(jù)PMF2的比特分布的整形比特塊。該實現(xiàn)方式允許不同的實施方式將具有不同PMF的分布匹配與不同分布匹配的選擇概率相結(jié)合，以實現(xiàn)具有目標(biāo)PMF的傳輸?shù)脑O(shè)計靈活性。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于三菱電機株式會社，未經(jīng)三菱電機株式會社許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201880086937.1/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
