[发明专利]通信系统及用于通信比特符号的方法

说明书

一种通信系统包括：接收比特块的数据源、处理器、与处理器连接的存储器，存储器存储与概率质量函数(PMF)相关联的分布匹配器，该分布匹配器被配置为使用处理器将等可能输入比特块匹配至具有根据所述分布匹配器的PMF分布的值的固定数量的输出比特。在这种情况下，分布匹配器包含完全指定目标PMF的并行二元分布匹配器的集合、以及发送器前端，该发送器前端经由通信信道发送整形比特块，使得整形比特块的序列中的比特根据所述目标PMF而分布。

技术领域

本发明总体上涉及数字通信系统，并且更具体地，涉及用于高吞吐量数字通信系统的分布匹配器。

背景技术

在光纤传输系统、无线系统或同轴电缆系统的应用中，存在可以证明次优增益的许多概率整形方法，诸如外壳映射和格码调制。为了接近最大可实现增益，文献中关于概率整形最广为已知的方法是使用恒定成分分布匹配器(CCDM)，其中每个可能的输出序列具有相同的每个符号概率分布，因此具有相同的“成分”。这种方法需要在数千个符号的数量级上的输出序列长度以获得良好的性能。这种方法的重要问题是唯一已知的映射和解映射算法(将均匀分布的输入比特映射和解映射到整形输出序列)在输入或输出符号序列上依次操作。因此，只有以延迟为代价才能实现良好性能，这使得不可能在硬件中实现。

因此，需要开发用于匹配和解匹配这些CCDM序列的低复杂度的方法及系统。

发明内容

本发明涉及数字通信领域，特别是在信道容量即将密切接近的高吞吐量系统的领域中。该系统的应用示例可以是光纤传输系统、无线系统或同轴电缆系统。

一些实施方式基于以下认识：通信系统包括接收比特块的数据源；存储分布匹配器的存储器，分布匹配器与概率质量函数(PMF)相关联，以将等可能输入比特块匹配至具有根据分布匹配器的PMF分布的值的固定数量的输出比特，其中分布匹配器包含完全指定目标PMF的并行二元分布匹配器的集合；以及经由通信信道发送整形比特块，使得整形比特块的序列中的比特根据所述目标PMF而分布的发送器前端。

根据本发明的实施方式，可以减少中央处理单元(CPU或数字信号处理器)的使用、功耗和/或网络带宽的使用，这是因为实施方式通过将算法视为多个并行二元分布匹配器和解匹配器，能够提供用于通过仅使用整数算数来匹配和解匹配这些CCDM序列的低复杂度的方法和系统，这解决了大量子集排序和解排序问题。因此，本发明的实施方式能够提供对处理器(CPU)的功能的改进，这是因为目标符号序列能够被拆分成几个并行二元序列，以分别进行匹配和解匹配，从而对于实际的序列长度，可以充分降低10-100x的串行性。

此外，根据本发明的实施方式，一种用于通信比特符号的方法，该方法使用与存储器中所存储的用于实现该方法的指令联接的处理器。在这种情况下，指令在由处理器执行时执行该方法的至少一些步骤，该包括以下步骤：接收比特块；将比特块发送给存储二元分布匹配器的集合的存储器中的二元分布匹配器的集合，其中每个二元分布匹配器与概率质量函数(PMF)相关联，以将等可能输入比特匹配至具有根据分布匹配器的PMF分布的值的固定数量的输出比特，其中每个二元分布匹配器与二元分布相关联，使得二元分布匹配器的组合等于目标PMF；使用二元分布匹配器的集合将比特块映射到具有非均匀分布的整形比特块；使用由二元分布匹配器确定的结构将整形比特块组合；以及经由通信信道传输整形比特块，使得整形比特块的序列中的比特根据目标PMF而分布。

将参照附图进一步解释当前公开的实施方式。所示的附图不一定按比例绘制，而是重点通常放在例示当前公开的实施方式的原理上。

附图说明

[图1A]

图1A示出了根据一些实施方式的概率整形数字通信系统的框图。

[图1B]

图1B示出了根据一些实施方式的通信系统的框图。

[图1C]