基于概率成形的符号解调方法技术

本发明专利技术公开了一种基于概率成形的符号解调方法

【技术实现步骤摘要】
基于概率成形的符号解调方法、装置及可读介质


[0001]本专利技术涉及通信
，具体涉及一种基于概率成形的符号解调方法
、
装置及可读介质
。

技术介绍

[0002]当传输符号在经过
AWGN
信道传输时，受到信道加上高斯白噪声的影响，信号点的幅值会发生变化，相对的其在星座上表现为偏离标准星座点
。
在传统编码调制系统中，由于接收端和发送端的符号概率分布都是均匀分布的，因此，接收端接收到的每个符号的错误概率都是相同的
。
对于受到干扰的符号，可以通过计算其对数似然比
(Likelihood Ration,LR)
值来判断其对应于标准星座中的哪一个标准星座点
。
传统的符号的对数似然值的计算可以依据欧式距离计算得到，
AWGN
信道传输的符号
y
与标准星座点之间的
LR
可以由下式计算：
[0003][0004]然而在一些特殊的情形下，这种方法依旧无法正确判定信号，比如在低信噪比的情形中，信号点偏移的位置处于两个标准星座点中间时，计算该符号的对数似然比也不能正确还原信号
。

技术实现思路

[0005]针对上述提到的技术问题
。
本申请的实施例的目的在于提出了一种基于概率成形的符号解调方法
、
装置及可读介质，来解决以上
技术介绍
部分提到的技术问题
。
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种基于概率成形的符号解调方法，包括以下步骤：
[0007]获取信源生成的随机序列，随机序列的码长为
k
，且服从伯努利
1/2
分布，采用成形码编码器对随机序列进行概率调整，得到调整序列；
[0008]对调整序列进行非系统极化码编码，得到比特序列，采用
PAM
调制器对比特序列进行基于
Gray
映射的
PAM
调制，得到符号序列，计算符号序列中各符号出现的概率；
[0009]将符号序列输入
AWGN
信道进行传输，得到信道输出，采用符号解调器将信道输出中各符号的
LR
值乘以符号序列中各符号出现的概率，得到归一化后的符号的
LR
值；
[0010]将归一化后的符号的
LR
值解调为比特的对数似然值序列
LLR
，将比特的对数似然值序列
LLR
输入
SC
译码器，计算得到调整序列的估计值，利用成形码编码器对调整序列的估计值进行还原，得到随机序列的估计值
。
[0011]作为优选，采用成形码编码器对随机序列进行概率调整，得到调整序列，具体包括：
[0012]采用
BWDM
算法对随机序列进行处理，将随机序列划分为
k/S
组集合，其中，
S∈{1,2,
…
,M}(M≤N)
，计算集合
u
i
′
中比特“0”和“1”出现的概率，其中，
i∈{1,2,
…
,k/S}
；
[0013]响应于确定集合
u
i
′
中比特“0”出现的概率大于等于
0.5
，则无需进行比特翻转，仅
在集合
u
i
′
中的最低位之前插入标记比特“0”，得到第一调整序列；
[0014]响应于确定集合
u
i
′
中比特“0”出现的概率小于
0.5
，则对该集合
u
i
′
中的各个比特进行比特翻转操作，并在集合
u
i
′
中的最低位之前插入标记比特“1”，得到第二调整序列；
[0015]将第一调整序列和第二调整序列按序合并，得到调整序列
[0016]作为优选，采用
PAM
调制器对比特序列进行基于
Gray
映射的
PAM
调制，得到符号序列，具体包括：
[0017]将连续的两个比特
(x1x2)
映射到星座点
{
±
1,
±
3}
上，实现随机序列的符号的期望分布，得到符号序列
X。
[0018]作为优选，计算符号序列中各符号出现的概率，具体包括：
[0019]统计经
PAM
调制器后的符号序列
X
中各符号出现的次数；
[0020]计算符号序列
X
中各符号出现的次数与总符号序列的长度之比，得到符号序列中各符号出现的概率
。
[0021]作为优选，采用符号解调器将信道输出中各符号的
LR
值乘以符号序列中各符号出现的概率，得到归一化后的符号的
LR
值，具体包括：
[0022]采用下式进行计算：
[0023][0024]其中，
P(x
i
)
为符号序列
X
中符号
x
i
出现的概率，为信道输出中各符号的
LR
值，其中，
y
为信道输出
Y
＝
X+n
中的符号，
n
表示信道噪声，
δ2表示信道噪声功率
。
[0025]作为优选，将归一化后的符号的
LR
值解调为比特的对数似然值序列
LLR
，将比特的对数似然值序列
LLR
输入
SC
译码器，计算得到调整序列的估计值，具体包括：
[0026]判断调整序列的当前译码比特是否为冻结位，若是，则否则，根据下式计算当前译码比特对应的对数似然值
LLR
：
[0027][0028][0029]其中，表示调整序列的
2i
‑1个比特的估计值，表示信道输出
Y
经过符号解调器后得到的信号，
L
为对数似然值，
L1和
L2采用以下两个公式计算得到：
[0030][0031][0032]求出对数似然值后，根据以下公式进行比特判决：
[0033][0034]将比特判决的结果构成调整序列的估计值
[0035]作为优选，利用成形码编码器对调整序列的估计值进行还原，得到随机序列的估计值，具体包括：
[0036]根据整形参数
S+1
将调整序列的估计值为度量划分得到
q/2/(S+1)
组集合，根据各集合中最低位的比特判决的结果还原各集合中随机序列的估计值
[0037本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于概率成形的符号解调方法，其特征在于，包括以下步骤：获取信源生成的随机序列，所述随机序列的码长为
k
，且服从伯努利
1/2
分布，采用成形码编码器对所述随机序列进行概率调整，得到调整序列；对所述调整序列进行非系统极化码编码，得到比特序列，采用
PAM
调制器对所述比特序列进行基于
Gray
映射的
PAM
调制，得到符号序列，计算所述符号序列中各符号出现的概率；将所述符号序列输入
AWGN
信道进行传输，得到信道输出，采用符号解调器将所述信道输出中各符号的
LR
值乘以所述符号序列中各符号出现的概率，得到归一化后的符号的
LR
值；将所述归一化后的符号的
LR
值解调为比特的对数似然值序列
LLR
，将所述比特的对数似然值序列
LLR
输入
SC
译码器，计算得到调整序列的估计值，利用成形码编码器对所述调整序列的估计值进行还原，得到随机序列的估计值
。2.
根据权利要求1所述的基于概率成形的符号解调方法，其特征在于，所述采用成形码编码器对所述随机序列进行概率调整，得到调整序列，具体包括：采用
BWDM
算法对所述随机序列进行处理，将所述随机序列划分为
k/S
组集合，其中，
S∈{1,2,
…
,M}(M≤N)
，计算集合
u
i
′
中比特“0”和“1”出现的概率，其中，
i∈{1,2,
…
,k/S}
；响应于确定集合
u
i
′
中比特“0”出现的概率大于等于
0.5
，则无需进行比特翻转，仅在集合
u
i
′
中的最低位之前插入标记比特“0”，得到第一调整序列；响应于确定集合
u
i
′
中比特“0”出现的概率小于
0.5
，则对该集合
u
i
′
中的各个比特进行比特翻转操作，并在集合
u
i
′
中的最低位之前插入标记比特“1”，得到第二调整序列；将所述第一调整序列和第二调整序列按序合并，得到所述调整序列
3.
根据权利要求1所述的基于概率成形的符号解调方法，其特征在于，所述采用
PAM
调制器对所述比特序列进行基于
Gray
映射的
PAM
调制，得到符号序列，具体包括：将连续的两个比特
(x1x2)
映射到星座点
{
±
1,
±
3}
上，实现所述随机序列的符号的期望分布，得到符号序列
X。4.
根据权利要求1所述的基于概率成形的符号解调方法，其特征在于，所述计算所述符号序列中各符号出现的概率，具体包括：统计经
PAM
调制器后的符号序列
X
中各符号出现的次数；计算符号序列
X
中各符号出现的次数与总符号序列的长度之比，得到所述符号序列中各符号出现的概率
。5.
根据权利要求1所述的基于概率成形的符号解调方法，其特征在于，所述采用符号解调器将所述信道输出中各符号的
LR

【专利技术属性】
技术研发人员：周林，安燃，鲁紫君，练秋芳，陈启望，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：