一种基于前向纠错编码调制的通讯系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于前向纠错编码调制的通讯系统，在发送端，均匀分布信源序列经过Polar码编码后，通过BCDM算法对极化码字进行比特挑选与冗余插入，调整符号出现概率，获取成形增益。经过极化码编码之后的码字被送入到8

【技术实现步骤摘要】
一种基于前向纠错编码调制的通讯系统


[0001]本专利技术涉及通信
，特别涉及一种基于前向纠错编码调制的通讯系统。

技术介绍

[0002]重随着用户对信息低时延、高可靠性的需求特性，信道编码与高阶调制相结合的方式已经成为一种不可或缺的实用性方案，其中，基于BCDM的Polar编码调制系统方案通过改变信道输入符号的概率分布，产生整形增益。但是，通过BCDM算法过程会添加少量冗余比特，导致通信速率损失。
[0003]有鉴于此，提出本申请。

技术实现思路

[0004]本专利技术公开了一种基于前向纠错编码调制的通讯系统，旨在不增加编码调制系统复杂度的基础上，提升编码调制系统的性能。
[0005]本专利技术第一方面提供了一种基于前向纠错编码调制的通讯系统，包括：
[0006]极化码编码器，用于接收由信源产生的随机序列，并对所述随机序列进行编码以生成编码序列；
[0007]随机数生成器，用于根据通信协议约定的伪随机数种子，生成伪随机数序列；
[0008]成形码编码器，用于根据所述伪随机数序列和比特挑选条件对所述编码序列进行比特挑选和插入冗余比特，生成挑选信号；
[0009]调制器，用于对所述挑选信号基于预设的调制阶数进行调制，以实现道输入符号的期望分布。
[0010]优选地，所述随机序列为服从伯努利(1/2)分布的二进制随机序列。
[0011]优选地，所述伪随机数序列为均匀分布的二进制标志位序列flag。
[0012]优选地，所述比特挑选条件在PAM4映射下为：
[0013]伪随机数序列长度为L，当i>L
‑
1时，从编码序列中顺序取出两位比特映射为PAM4符号；
[0014]伪随机数序列长度为L，当i<L时，从编码序列中顺序取出一位比特映射作为符号的最高有效位b1，并且设定b0＝flag[i]，其中，i为flag序列中的第i个比特。
[0015]优选地，所述比特挑选条件在PAM8映射下为：
[0016]当伪随机数序列flag[i]＝0时，从编码序列中顺序取出一位比特作为符号的最高有效位b2，并且设定b0＝b1＝flag[i]＝0；
[0017]当伪随机数序列flag[i]＝1时，从编码序列中顺序取出两位比特作为符号的有效位b0、b2，并且设定b1＝flag[i]＝1；
[0018]伪随机数序列长度为L，当i>L
‑
1时，从编码序列中顺序取出三位比特映射为PAM8符号，其中，i为flag序列中的第i个比特。
[0019]优选地，所述比特挑选条件在PAM16映射下为：
[0020]当伪随机数序列flag[i]＝0时，从编码序列中顺序取出三位比特作为符号的有效位b3、b2、b1，并且设定b0＝flag[i]＝0；
[0021]当伪随机数序列flag[i]＝1时，从编码序列中顺序取出两位比特作为符号的有效位b1、b3，并且设定b0＝b2＝flag[i]＝1；
[0022]伪随机数序列长度为L，当i>L
‑
1时，从编码序列中顺序取出四位比特映射为PAM16符号，其中，i为flag序列中的第i个比特。
[0023]优选地，所述成形码编码器包括标志位判断单元、比特挑选单元、以及比特组合单元；
[0024]所述标志位判断单元用于判断flag[i]是否为空，若不为空，对所述编码序列进行比特挑选，若为空，从所述编码序列中取出连续三位码字进行组合生成比特组；
[0025]所述比特挑选单元用于当flag[i]＝0时，从编码序列中顺序取出一位比特作为符号的最高有效位b2，并在b2之前加入两位比特0，组成三位比特组；当flag[i]＝1时，从编码序列中顺序取出两位比特作为符号的有效位b0、b2，并在b0和b2之间插入一位比特1，生成比特组；
[0026]所述比特组合单元，用于将所述判断单元生成的比特组和所述比特挑选单元生成的比特组进行组合生成挑选信号。
[0027]本专利技术第二方面提供了一种基于前向纠错编码调制的通讯系统，包括：
[0028]解调器，用于将信道输出信号解调为比特的对数似然值序列；
[0029]随机数生成器，用于根据通信协议约定的伪随机数种子，生成伪随机数序列；
[0030]成形码解码器，用于根据所述伪随机数序列对所述比特的对数似然比进行BCDM的逆处理，以删除冗余比特，生成比特似然序列
[0031]极化码译码器，用于根据所述比特似然序列生成信源估计值。
[0032]基于本专利技术提供的一种基于前向纠错编码调制的通讯系统，在发送端，均匀分布信源序列经过Polar码编码后，通过BCDM算法对极化码字进行比特挑选与冗余插入，调整符号出现概率，获取成形增益。经过极化码编码之后的码字被送入到8
‑
PAM调制器，实现将连续的三个比特映射成一个8
‑
PAM符号；具有目标概率分布的调制符号经AWGN信道传输。在接收端，解调器将符号概率解调为比特的对数似然比(Log
‑
LikelihoodRatio,LLR)；同时，利用BCDM算法的逆变换删除比特LLR序列中的冗余信息，Polar码译码器对应于Polar码编码器，用于译码、估计信息比特；该系统的提出保证了编码调制方案的整形增益，实现低误码率。
附图说明
[0033]图1是本专利技术提供的一种基于前向纠错编码调制的通讯系统结构示意图；
[0034]图2是本专利技术提供的BCDM算法对应的4
‑
PAM星座映射示意图；
[0035]图3是本专利技术提供的BCDM算法对应的8
‑
PAM星座映射示意图；
[0036]图4是本专利技术提供的BCDM算法对应的16
‑
PAM星座映射示意图；
[0037]图5是本专利技术提供的在不同标志位长度下，信道输入符号的概率分布图；
[0038]图6是本专利技术提供的8
‑
PAM调制下Polar码编码调制系统性能对比图。
具体实施方式
[0039]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0040]为了更好的理解本专利技术的技术方案，下面结合附图对本专利技术实施例进行详细描述。
[0041]应当明确，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0042]在本专利技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本专利技术。在本专利技术实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于前向纠错编码调制的通讯系统，其特征在于，包括：极化码编码器，用于接收由信源产生的随机序列，并对所述随机序列进行编码以生成编码序列；随机数生成器，用于根据通信协议约定的伪随机数种子，生成伪随机数序列；成形码编码器，用于根据所述伪随机数序列和比特挑选条件对所述编码序列进行比特挑选和插入冗余比特，生成挑选信号；调制器，用于对所述挑选信号基于预设的调制阶数进行调制，以实现道输入符号的期望分布。2.根据权利要求1所述的一种基于前向纠错编码调制的通讯系统，其特征在于，所述随机序列为服从伯努利(1/2)分布的二进制随机序列。3.根据权利要求1所述的一种基于前向纠错编码调制的通讯系统，其特征在于，所述伪随机数序列为均匀分布的二进制标志位序列flag。4.根据权利要求1所述的一种基于前向纠错编码调制的通讯系统，其特征在于，所述比特挑选条件在PAM4映射下为：伪随机数序列长度为L，当i>L
‑
1时，从编码序列中顺序取出两位比特映射为PAM4符号；伪随机数序列长度为L，当i<L时，从编码序列中顺序取出一位比特映射作为符号的最高有效位b1，并且设定b0＝flag[i]，其中，i为flag序列中的第i个比特。5.根据权利要求1所述的一种基于前向纠错编码调制的通讯系统，其特征在于，所述比特挑选条件在PAM8映射下为：当伪随机数序列flag[i]＝0时，从编码序列中顺序取出一位比特作为符号的最高有效位b2，并且设定b0＝b1＝flag[i]＝0；当伪随机数序列flag[i]＝1时，从编码序列中顺序取出两位比特作为符号的有效位b0、b2，并且设定b1＝flag[i]＝1；伪随机数序列长度为L，当i>L
‑
1时，从编码序列中顺序取出三位比特映射为PAM8符号，其中，i为flag序列中的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：周林，王聪意，陈辰，陈启望，刘三亚，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：