[发明专利]用于解析接收信号的信号接收器和方法、通信系统

说明书

一种用于解析接收信号的信号接收器，该接收器用于执行以下步骤：解码该接收信号，以形成假定表示该接收信号的内容的符号序列；比较该序列内符号的出现频率与预定符号分布；以及如果该符号序列内符号的相对出现频率与该预定分布不匹配，则将该符号序列视为该接收信号的内容的错误表示。

技术领域

本发明涉及以利用预定符号分布的方式对信号进行解码和编码。

背景技术

为了使通信系统实现AWGN信道容量，系统中使用的发送符号必须是高斯分布。这只能在实际系统中近似。对于高阶星座，使用均匀分布的正交幅度调制(quadratureamplitude modulation，QAM)符号导致高达1.53dB的成形损耗。当前在诸如DVB、LTE、WiFi、xDSL和光纤通信等的大多数通信系统中使用的具有并行逐位(parallel bit-wise)解映射和解码的比特交织编码调制(Bit-interleaved coded modulation，BICM)会导致额外的损耗。如图1所示，对于2至5比特bits/s/Hz(比特/秒/赫兹)的频谱效率，均匀(uniform)64QAM的总损耗可能达到1dB以上。在一些系统中，通过统计成形(probabilistic shaping，PS)几乎可以完全消除这些损耗，其中QAM符号遵循近似离散的高斯分布。

一些系统采用成形来影响符号分布，例如，网格成形(trellis shaping)、壳状映射(shell mapping)和叠加编码(superposition coding)。这些可能会影响性能，或者可能需要在接收器处进行相对复杂的迭代解映射。

最近已经提出了一种简单的统计幅度成形(probabilistic amplitude shaping，PAS)方案，其可以使用具有迭代解码的标准二进制信道码来接近大块长度的信道容量(详细参见G.F.Steiner和P.Schulte，“带宽有效和速率匹配的低密度奇偶校验编码调制”(Bandwidth efficient and rate-matched low-density parity-check codedmodulation)，IEEE通信学报(IEEE Trans.Commun.)，63卷，12期，4651-4665页，2015年12月)。它使用所谓的恒定组分分布匹配(constant composition distribution matching，CCDM)来近似最优符号分布(详细参见P.Schulte和G.“恒定组分分布匹配”(Constant Composition Distribution Matching)，IEEE信息论汇刊(IEEETrans.Inf.Theory)，62卷，1期，430-434页，2016年1月)。然而，CCDM会引发短块长度的速率损耗，这可能超过实现的成形增益。

短码的另一个问题是迭代解码也不能很好地执行。作为替代方法，在相关文献中已经提出了几种列表解码算法来接近最优的最大似然(maximum likelihood，ML)解码器的性能。这些算法通常采用外部错误检测码，例如循环冗余校验(cyclic redundancy check，CRC)，其从所生成的候选列表中选择有效的码字。CRC码也用于混合ARQ方案，以检查消息是否被正确接收。虽然对于大的消息长度可以忽略附加的CRC位，但是对于短块，开销和所产生的速率损耗更为重要。

需要提高概率成形编码方案的效率，特别是对于短块长度。

发明内容

根据第一方面，提供了一种用于解析接收信号的信号接收器，所述接收器用于执行以下步骤：解码所述接收信号，以形成假定表示所述接收信号的内容的符号序列；比较所述序列内符号的出现频率与预定符号分布；以及如果所述符号序列内符号的相对出现频率与所述预定分布不匹配，则将所述符号序列视为所述接收信号的内容的错误表示。

所述序列可以按时间和/或根据索引进行排序。

所述接收器可以用于如果所述符号序列内符号的相对出现频率与所述预定分布不匹配，则请求重传所述接收信号。因此，符号与分布的匹配可以用作错误检查。