專利名稱：使用非平衡碼本進行數字通信的系統和方法
使用非平衡碼本進行數字通信的系統和方法
技術領域：
本發明要求2010年1月25日遞交的發明名稱為“使用非平衡碼本進行數字通信的系統禾口方法(System and Method for Digital Communications with Unbalanced Codebooks)，，的第12/693，345號美國非臨時專利申請案的在先申請優先權，該在先申請的內容以引入的方式并入本文本中。技術領域
本發明大體涉及數字通信，確切地說，涉及使用非平衡碼本進行數字通信的系統和方法。
背景技術：
二進制序列可具有預定分數為ρ的‘1’序列(‘1' S)。當ρ = 0.5時，發生特殊情況，其中碼本及其碼字被視為具有平衡碼字的平衡碼本。否則，碼本及其碼字被視為具有非平衡碼字的非平衡碼本。
通常，在信息論中，只有在所使用的碼本具有最佳輸入分布的情況下，才可獲得信道容量(即可通過給定信道進行可靠通信的最大吞吐量)。盡管信道容量的概念早在60年前就已為人所知，但數字通信系統中所使用的大部分代碼均是二進制線性碼，其必需具有伯努利(Bernoulli) (0.5)組合。也就是說，二進制線性碼的大部分碼字約一半為‘ 1’序列且一半為‘0’序列('0' S)。
使用二進制線性碼限制了信道代碼接近少數信道類型，例如，加性高斯白噪聲信道或二進制對稱信道的容量限的可能性。對于具有不同于伯努利(0. 5)的最佳輸入組合的信道，可能非常難以成功找到有效的編碼和解碼算法。因此，存在用以生成具有較好距離特性，即具有根據預定組合的較佳糾錯性能的糾錯信道代碼的有效方法，所述有效方法可將信道編碼理論中的性能提高擴展到更為廣泛的信道類型中。發明內容
通過使用非平衡碼本進行數字通信的系統和方法的各項實施例，可大體上解決或避免這些和其他問題，并大體上獲得技術性優勢。
根據一項實施例，本發明提供一種發射器。所述發射器包括信道編碼器，以及耦接到所述信道編碼器的調制器/發射器電路。所述信道編碼器通過信息輸入端所提供的信息矢量生成輸出碼字，使用第一代碼將所述信息矢量編碼成中間碼字，以及使所述中間碼字形成輸出碼字，其中所述輸出碼字具有所需分布。所述調制器/發射器電路準備要通過物理信道傳輸的輸出碼字。
根據另一項實施例，本發明提供一種接收器。所述接收器包括耦接到通信信道的解調器/接收器電路，以及耦接到所述解調器/接收器電路的信道解碼器。所述解調器/ 發射器電路準備已接收的信號，所述已接收的信號由所述通信信道提供以用于數據處理， 且所述信道解碼器通過所準備的已接收的信號生成估計信息矢量。所述信道解碼器包括逆成形濾波器和第一代碼的子解碼器。
根據另一項實施例，本發明提供一種用于傳輸信息的方法。所述方法包括接收信息矢量；使用第一代碼將所述信息矢量編碼成中間碼字；使所述中間碼字形成具有所需分布的輸出碼字；以及傳輸所述輸出碼字。
一項實施例的優勢在于，可較為容易地生成具有任何所需組合P的碼本和碼字。 易于生成碼本和碼字即可找到針對更為廣泛的信道類型的有效編碼和解碼算法、具有較佳糾錯性能的信道代碼等。
一項實施例的進一步優勢在于，線性碼可形成具有所需組合P的碼本和碼字，而非直接生成具有所需組合P的碼本和碼字。線性碼在數字通信中是眾所周知、廣泛使用和了解的。此外，線性碼易于生成，從而簡化了具有所需組合P的碼本和碼字的生成。
上述內容概述了本發明的特征和技術優勢，以幫助您更好地了解下文對各項實施例的詳細說明。下文將描述各項實施例的額外特征和優勢，這些內容構成了本發明的權利要求書的主題。所屬領域的一般技術人員應了解，可輕易地基于所揭示的概念和特定實施例，修改或設計能夠實現與本發明相同的用途的其他結構或方法。所屬領域的一般技術人員應認識到，此類等效構造并未偏離在隨附的權利要求書中規定的本發明的精神和范圍。
為了更全面地了解本發明的各項實施例，以及相應優勢，現結合附圖來參考以下說明，其中
圖1是通信裝置的發射部分的圖解；
圖2是通信裝置的接收部分的圖解；
圖3是使用矢量量化器將信息位轉換成非平衡碼字的信道編碼器的圖解；
圖如是使用征狀解碼器(syndrome decoder)將信息位轉換成非平衡碼字的信道編碼器的圖解；
圖4b是使用征狀編碼器將已接收的信號矢量轉換成預估計信息矢量的信道解碼器的圖解；
圖5是碼率為1/2的卷積碼的方框圖6是圖5所示碼率為1/2的卷積碼的二分圖，所述卷積碼的輸入長度為5 ；
圖7是傳輸信息過程中的發射器操作流程圖；以及
圖8是接收信息過程中的接收器操作流程圖。
具體實施方式
下文將詳細討論對各項實施例的實施和使用。但應了解，本發明提供許多可實施的發明性概念，能夠在各種各樣的具體環境中實施。所討論的具體實施例僅用于說明實施和使用本發明的特定方式，并不限制本發明的范圍。
各項實施例將在具體環境，即使用非平衡碼本和碼字運行的數字通信系統中進行描述。本發明可應用于無線或有線、單用戶或多用戶數字通信系統。
具有任意組合的碼本和碼字的有效設計可在多用戶通信信道方面有所助益。雖然多用戶信息論已取得很大進步，包括在使用廣播信道、中繼節點、干擾信道、密碼等方面的成果，但其中只有相對較少的一部分成果會真正付諸于實踐。關鍵問題在于，多用戶通信中所使用的代碼組合通常取決于其他消息。因此，在代碼分布方面存在相當多的要求，且這些要求種類繁多。注重于設計平衡的二進制代碼的現代編碼理論可能已成為實踐多用戶信息論成果的障礙。
圖1圖示了通信裝置100的發射部分，其中顯示了發射鏈路中的電路。通信裝置 100包括信道編碼器105，其可用于將待傳輸的信息(以信息矢量的形式)轉換成一個或多個碼字。信道編碼器105可從碼本中選擇碼字以表示信息矢量。碼字和碼本可具有伯努利 (Bernoulli) (ρ)分布，其中ρ興0. 5，即碼本和碼字是非平衡的。信道編碼器105所輸出的碼字隨后可提供給調制器/發射器110。調制器/發射器110可用于處理碼字，以準備要傳輸的碼字。調制器/發射器110可執行處理，例如，調制、交織、放大、濾波、數模轉換等。來自調制器/發射器110的輸出可引入物理信道。物理信道可為無線通信信道或有線物理信道。
圖2圖示了通信裝置200的接收部分，其中突出顯示了接收鏈路中的電路。通信裝置200包括接收器/解調器205，其可用于將通過通信信道接收的信號轉換成已接收的信號矢量，其中通信信道可為無線或有線通信信道。接收器/解調器205可用于對已接收的信號進行處理，包括解調、去交織、放大、濾波、數模轉換等。接收器/解調器205的輸出可提供給信道解碼器210，其可用于將已接收的信號矢量轉換成估計信息矢量，所述預計信息矢量可表示通信信道所更改的、傳輸到通信裝置200的信息矢量。
信道解碼器210可使用具有伯努利(ρ)分布且其中ρ興0. 5的碼本和碼字，將已接收的信號矢量(包括已接收的碼字)轉換回估計信息矢量。例如，信道解碼器210可將已接收的信號矢量作為輸入，并基于碼本，使用硬判決或軟判決解碼算法來確定估計信息矢量。
以下運算可視為成形濾波器，即將具有給定長度的高維二進制輸入序列映射到具有給定新長度和所需新組合的二進制輸出序列。在統計學上，二進制輸出序列可具有預定分數為ρ的‘1’序列。當應用于碼本(通常是較長二進制序列的集合)時，成形濾波器生成具有相同數量的碼字的新碼本，所述碼字彼此間保持較佳距離且具有‘1’序列的所需分數。因此，成形濾波器的運算可視為使碼本組合形成任意伯努利(P)分布。如果Pf 0.5， 則碼本及其碼字被視為具有非平衡碼字的非平衡碼本。本文中的術語“具有伯努利(P)分布的碼本”是指，多數碼字中的‘1’序列的分數接近P，而少數碼字的‘1’序列可能不具有接近分數P的分數(例如，全0碼字和全1碼字)。
圖3圖示了使用矢量量化器將信息位轉換為非平衡碼字以生成非平衡碼本的信道編碼器300。信道編碼器300可為圖1所示信道編碼器105的一項實施例。信道編碼器 300包括線性編碼器“線性編碼器1” 305(即子編碼器)，其可用于從信息位生成碼字。線性編碼器305優選地生成較佳的線性碼，所述線性碼具有均勻且疏散地分布在二進制序列空間上的碼字。線性編碼器305所生成的線性碼可具有伯努利(0.5)分布，即線性碼是平衡碼。線性編碼器305的輸出可為一系列平衡碼字U。平衡碼字U可稱為中間碼字。
線性編碼器305的輸出可提供給矢量量化器310。矢量量化器310可優選地實施為第二線性碼的解碼器。第二線性碼的碼率可低于線性編碼器305的線性碼1的碼率。矢量量化器310的輸出可為一系列量化碼字 。差異計算器315可計算量化誤差，即U和&之間的差異。差異計算器315所計算出的量化誤差可視為具有所需伯努利(ρ)分布的非平衡碼字X。矢量量化后，量化誤差也將疏散且均勻地分布在相應典型集中，由其統計分布進行控制。因此，精心挑選的矢量量化器以及量化誤差的受控分布可將量化誤差(差別計算器315的輸出)用作非平衡碼字X。矢量量化器310和差異計算器315的組合可被視為成形濾波器，在其中，中間碼字U形成具有所需伯努利(ρ)分布的輸出碼字X。
具有高維度的矢量量化就計算而言可有效實施。一種方法是，將標準線性碼的解碼器視為二進制序列空間的矢量量化器。隨后，到矢量量化器310的輸入，例如，線性編碼器305所產生的碼字，可被視為噪聲信道的輸出，且解碼步驟只需找到線性碼2的最近碼字作為量化碼字G。由于線性碼1和線性碼2具有相同的碼字長度N，但線性碼1的碼率較高，而線性碼2的碼空間比線性碼1的碼空間疏散，因此，在將線性碼1的碼字映射到線性碼2的碼字時，提供量化效應。執行解碼步驟的優勢在于，編碼理論提供具有大體上任意的碼率和長度的有效量化器。即使在矢量維度較高的情況下，此類量化器的復雜性也能較好地進行控制。
圖如圖示了使用征狀解碼器(syndrome decoder)將信息位轉換為非平衡碼字的信道編碼器400。信道編碼器400可為圖1所示信道編碼器105的另一項實施例。信道編碼器400包括線性編碼器“線性編碼器1 ‘，，405 (即子編碼器)，其可用于生成征狀 (syndrome) S ；以及征狀解碼器“征狀解碼器2 ‘，，410 (即子解碼器)，其可用于從線性編碼器405所產生的征狀S直接生成非平衡碼字X。較好的情況是，子編碼器405中所使用的第一代碼是線性碼，且子解碼器410中使用的第二代碼也是線性碼。子編碼器405使用第一代碼將信息矢量編碼成中間碼字S，其中S也被視為第二代碼的征狀。征狀解碼器410可用于尋找征狀首項(syndrome leader)，并將征狀首項用作可通過物理信道發送的非平衡碼字X。如圖如所示，征狀解碼器410可被視為成形濾波器，在其中，中間碼字S形成具有所需伯努利(P)分布的輸出碼字X。
信道編碼器300(圖幻和信道編碼器400之間的聯系可按照下述內容進行理解 線性編碼器305的輸出可表示為
U = G1 · D，
其中G1是生成矩陣，矢量D是信息位。平衡碼字U可為矢量量化器310的輸入， 該輸入可作為輸出量化碼字G而產生。差異計算器315的輸出可為具有所需組合的非平衡碼字X。要對具有第二線性碼的平衡碼字U進行解碼，則必須計算
S = H2 · U
以將其作為第二線性碼的征狀，且隨后根據S找到征狀首項。
可能將矩陣乘法(上述U和幻的兩個步驟合并成一個步驟，從而直接計算
S= (H2 · G1) · D，
所述S可視為單個線性碼，其中生成矩陣
G1' = H2 · G1,
其中G1'是等效線性編碼器“線性碼1' ” 405的生成矩陣，所述等效線性編碼器 “線性碼1' ” 405的輸出為征狀S。
征狀解碼器410可用于尋找二進制序列X，所述二進制序列X具有數量最少的1 ’ 序列，且滿足
S = H2' · X。
其中H2'是征狀解碼器410中所使用的第二代碼的奇偶校驗矩陣。與矢量量化器 310和差異計算器315的運算類似，征狀解碼器410的運算可生成非平衡碼本，其中常規解碼器用于對線性碼H2'進行解碼，除非已解碼的碼字&未明確計算出。相反，征狀首項(U 和&之間的差異)會直接進行計算，所計算出的征狀首項會作為非平衡碼字X。
信道編碼器400的一個優勢在于，其無需將兩個二進制矩陣相乘，即可能單獨生成G1'，而非吐和&。信道編碼器400的另一個優勢在于，尋找征狀首項與征狀計算分開進行。可容易地證明，將無需確保H2'與G1'相關，其中H2'是圖如所示線性碼2'的奇偶校驗矩陣。
為了優化所得到的非平衡碼的性能，可單獨設計生成矩陣為H2 · G1的線性碼1'， 以確保所得到的征狀集合疏散且均勻地分布；以及單獨設計用于尋找征狀首項的步驟，其中目的在于簡化計算。通過控制線性碼1 ‘的碼率，可能需要找到只針對征狀子集而非針對所有征狀的線性碼2'的征狀首項。這樣，自然無需要求稱為成形碼的線性碼2'是較佳信道編碼。
如果線性碼2'的一些征狀首項的權重極低，所述權重對應于代碼的最小距離，那么仍可能通過布置線性碼1'的碼率來避免對這些征狀進行采樣。因此，實際上任何線性碼，無論其在噪聲信道中使用時的性能較佳或較差，均可為有效成形碼，從而產生大致相同的性能。
圖4b圖示了信道解碼器450，其中所述信道解碼器用于根據所準備的已接收的信號生成估計信息矢量，其中所述信道解碼器包括逆成形濾波器和第一代碼的子解碼器。逆成形濾波器在發射器，例如，發射器400中執行成形濾波器的逆運算。在圖4b中，信道解碼器450使用征狀編碼器“征狀編碼器2' ” 455將已接收的信號矢量轉換成估計信息矢量。 信道解碼器450可為信道編碼器400的補充。信道解碼器450可為圖2所示的信道解碼器210—項實施例。信道解碼器450包括征狀編碼器“伴隨式編碼器2' ”455(即第二代碼的子編碼器)，其可用于根據已接收的信號矢量生成第二代碼的征狀S ；以及線性解碼器 “線性解碼器1 ‘ "460 (即第一代碼的子解碼器)，其可用于根據征狀編碼器455所生成的征狀S(也可為線性解碼器460中所使用的第一代碼的中間碼字)生成估計信息矢量。在接收器中，S可由軟位(soft bit)表示(即S可取任何值)，而非硬位(hard bit)表示(即只取二進制值)。從概念上看，征狀編碼器455是逆成形濾波器，其執行上述成形濾波器的逆函數。
圖5圖示了碼率為1/2的卷積碼的方框圖500。卷積碼是一種線性碼，征狀解碼器410和征狀編碼器455可基于所述卷積碼。也就是說，圖5圖示了成形濾波器和逆成形濾波器中所使用的第二代碼。方框圖500可用于生成碼率為1/2的卷積碼，且可表示為(1， 1+D)，其中D是延遲(圖5中顯示為“延遲”)。方框圖500可用于實施征狀解碼器，例如，征狀解碼器410(圖如)。如圖5所示，碼字X由A[k]和B[k]組成，且分別地，ADO = S[k], 而 B[k] = S[k]+S[k-1]0
圖6圖示了圖5所示碼率為1/2的卷積碼的二分圖600，所述卷積碼的輸入長度為 5。雖然圖6只圖示了碼字長度為9的一個實例，但易于了解的是，卷積碼可用于生成具有任意長度的碼字，且相應的卷積碼解碼器可對任意長度的已接收的信號矢量進行解碼。征狀解碼器可基于二分圖600進行實施。二分圖600可用于實施征狀解碼器，例如，征狀解碼器410 (圖如)。為了便于描述解碼算法，二分圖600中圖示為圓圈的變量節點可標記為bl、b2.....b9。變量節點對應于具有非平衡組合的碼字X。同時，二分圖600中圖示為正方形的校驗節點可標記為cl、c2、c3和c4。校驗節點對應于征狀S。
二分圖600表示，若干變量節點相加即等于一個相應校驗位。例如，bl+b2+b3 = cl，且t35+b6+b7 = c3等。如果碼字X是成形碼(在此情況下，即圖5的卷積碼)的有效碼字，則所有校驗位應為零。校驗位可由線性碼1'生成，即表示征狀S(線性編碼器405(圖 4a)的輸出)位于校驗位上。解碼過程嘗試尋找權重最小的字符串，所述字符串會滿足有關校驗位的所有等式。例如，如果二分圖600中的校驗位為“1011”，那么變量位可為 “0011001010”或“0100000100”，并可存在其他可能，其中“01000000100”具有最低權重，且由此被選作輸出碼字X。
卷積碼的結構可確定征狀位(syndrome bit)是否具有伯努利(0. 5)分布，然后確定所得到的碼字X是否具有伯努利(P)分布。例如，圖5和圖6所示的實例圖示為使用(1， 1+D)卷積碼作為成形碼來根據伯努利(0. 5) 二進制碼直接生成伯努利(1/3) 二進制碼。模擬表明，此成形碼在與較佳的長線性碼G1' —起使用時，具有較佳距離特性，這種距離特性可與隨機伯努利(1/3) 二進制碼的距離特性相比。通常，可從任何卷積碼開始，并對相應的成形碼進行設計。選擇成形碼的標準可以是成形碼所得到的距離特性及其在實施過程中的簡單性。
如上所示，如果使用500的卷積碼，則在征狀解碼器410中尋找征狀首項可能會非常簡單。首先，數對連續位可在校驗位中進行調試，其中每對連續位通過選擇其兩者之間的變量位來進行標記。例如，如果c2 = c3 = 1，那么沾=1可同時滿足這兩者。如果剩余單個校驗位是1'序列，則可標記對應的1級變量位(degree 1 variable bit)。例如，如果 c4 = 1，那么b8可設置為1，而不會影響其他等式。通過檢查，如果征狀位是根據較佳線性碼生成的，例如，通過較佳低密度奇偶校驗(LDPC)碼生成的征狀位，則證明該技術可提供權重最小的碼字，并產生較佳的非平衡碼字X。
所選擇以用作成形碼的卷積碼可能并不是其中和其本身的較佳糾錯碼。該卷積碼具有最小距離，且解碼是非常局部性的操作每個非零奇偶校驗位通過只轉換幾個(少于三個)變量位即可滿足。但是，卷積碼是較佳的成形碼。直觀地說，二分圖的局部性確保征狀S的微小變化導致非平衡碼字X的微小變化。類似地，S空間中具有較長距離的字符串映射到X空間中具有較長距離的字符串上。因此，從征狀S到非平衡碼字X的映射大致保留距離。因此，在使用具有較佳距離特性的較佳線性碼來選擇征狀S時，所得到的非平衡碼字X也具有類似的較佳距離特性。
圖7圖示了傳輸信息的過程中的發射器操作700的流程圖。發射器操作700可表示在發射器，例如，發射器100向接收器傳輸信息時，所述發射器中發生的操作，其中所述發射器會利用從具有伯努利(0. 5)分布的線性碼直接生成的具有伯努利(ρ)分布的碼字。 發射器操作700可在發射器處于正常運行模式且信息傳輸到接收器時進行。
發射器操作700可以發射器接收信息矢量(塊705)開始。信息矢量可包括待傳輸到接收器的信息。與標準傳輸單元相比，信息矢量可包含更多信息，其中標準傳輸單元可以是單個碼字所表示的信息塊，并可能需要分成多個標準傳輸單元。
發射器隨后可根據標準傳輸單元的信息價值生成碼字(塊710)。根據一項實施例，發射器可利用具有伯努利(P)分布的二進制碼，其中在統計學上，P指定了碼字中1'序列的百分比。例如，如果P = 0.5，那么二進制碼是其中1'序列和0'序列數量大約相等的平衡碼，而如果P = 0.4，那么就統計學而言，碼本的碼字預期具有約40%的1'序列，而剩余60%則是0'序列。發射器可通過以下方式生成碼字首先使用具有伯努利(0. 分布的第一代碼生成碼字；然后使用碼字長度相同但碼率不同的第二代碼進行直接代碼生成， 從而生成具有伯努利(P)分布的碼字。較好的情況是，第一代碼可為具有所需糾錯特性和最小距離的線性碼，而第二代碼也可為線性碼(例如，卷積碼)。
發射器所生成的碼字隨后可進行傳輸處理(塊71 。傳輸處理可包括調制、交織、 放大、濾波、數模轉換等。發射器隨后可傳輸已處理的碼字(塊720)。傳輸已處理的碼字表示，將已處理的碼字引入有線通信信道，或使用天線、光/激光發射器等傳輸已處理的碼字。發射器操作700可隨后終止。
圖8圖示了在接收信息過程中的接收器操作800的流程圖。接收器操作800可表示在接收器，例如，接收器200從發射器接收信息時，所述接收器中發生的操作，其中接收器會利用從具有伯努利(0. 5)分布的線性碼直接生成的具有伯努利(ρ)分布的碼字。接收器操作800可在接收器處于正常運行模式且信息要傳輸到所述接收器時進行。
接收器操作800可以接收發射器所傳輸的信號(塊80 開始。所述信號可對應于在已被通信信道更改后由發射器傳輸的非平衡碼字。信號可通過有線通信信道或無線通信信道接收。隨后，接收器可處理已接收的信號(塊810)。接收器所執行的處理可包括解調、去交織、放大、濾波、數模轉換、糾錯等。
然后，接收器可生成對已接收的信息的估計(塊81 。接收器所執行的處理生成已接收的信號矢量，該矢量包括對發射器所傳輸的碼字的估計。接著，接收器可使用信道解碼器對碼字的估計進行解碼。信道解碼器可利用具有伯努利(P)分布的碼字，其中所述碼字從具有伯努利(0. 5)分布的代碼直接生成。對已接收的信息的估計可為接收器的其他部件或附接到所述接收器的電子裝置所使用。接收器操作800可隨后終止。
盡管詳細描述了各項實施例及其優勢，但應了解，在不脫離由隨附的權利要求書界定的本發明的精神和范圍的情況下，可對本文做各種改變、替代和變化。此外，本發明的范圍并不局限于說明書中所述的過程、機器、制造、物質組分、構件、方法和步驟的具體實施例。所屬領域的一般技術人員可從本發明中輕易地了解，可根據本發明使用現有的或即將開發出的，具有與本文所描述的相應實施例實質相同的功能，或能夠取得與所述實施例實質相同的結果的過程、機器、制造、物質組分、構件、方法或步驟。因此，隨附的權利要求書意圖在權利要求書的范圍內包括此類過程、機器、制造、物質組分、構件、方法或步驟。10
權利要求
1.一種發射器，其包括信道編碼器，用于從信息輸入端所提供的信息矢量生成輸出碼字，其中生成所述輸出碼字包括使用第一代碼將所述信息矢量編碼成中間碼字，以及使所述中間碼字形成所述輸出碼字，且其中所述輸出碼字具有所需分布；以及調制器/發射器電路，其耦接到所述信道編碼器，所述調制器/發射器電路用于準備要通過物理信道傳輸的所述輸出碼字。
2.根據權利要求1所述的發射器，其中所述輸出碼字具所需的伯努利(Bernoulli)(ρ) 分布，其中ρ是所述輸出碼字中1'序列的百分比，且其中ρ興0.5。
3.根據權利要求1所述的發射器，其中所述信道編碼器包括子編碼器，其耦接到所述信息輸入端，所述子編碼器用于使用所述第一代碼將所述信息矢量編碼成所述中間碼字；以及成形濾波器，其耦接到所述子編碼器，所述成形濾波器用于使用第二代碼來形成所述中間碼字。
4.根據權利要求3所述的發射器，其中所述子編碼器包括線性編碼器。
5.根據權利要求4所述的發射器，其中所述線性編碼器用于使用所述第一代碼從所述信息矢量生成所述第二代碼的征狀。
6.根據權利要求3所述的發射器，其中所述成形濾波器包括所述第二代碼的子解碼ο
7.根據權利要求6所述的發射器，其中所述第二代碼是線性碼。
8.根據權利要求7所述的發射器，其中所述子解碼器包括征狀解碼器，所述征狀解碼器用于生成征狀首項。
9.根據權利要求8所述的發射器，其中所述子解碼器用于尋找二進制序列X，所述二進制序列X具有最少數量的1'序列，且滿足以下表達式S = H2 · X，其中吐是所述第二代碼的奇偶校驗矩陣。
10.根據權利要求7所述的發射器，其中所述第二代碼是卷積碼。
11.根據權利要求6所述的發射器，其中所述第一代碼的碼率高于所述第二代碼。
12.根據權利要求3所述的發射器，其中所述成形濾波器包括矢量量化器，其耦接到所述子編碼器，所述矢量量化器用于量化所述子編碼器所生成的所述中間碼字；以及差異計算器，其耦接到所述子編碼器和所述矢量量化器，所述差異計算器用于從所述中間碼字和已量化的中間碼字生成所述輸出碼字。
13.根據權利要求12所述的發射器，其中所述第一代碼是線性碼。
14.根據權利要求12所述的發射器，其中所述矢量量化器包括線性解碼器。
15.一種接收器，包括解調器/接收器電路，其耦接到通信信道，所述解調器/發射器電路用于準備所述通信信道所提供以用于進行數據處理的已接收的信號；以及信道解碼器，其耦接到所述解調器/接收器電路，所述信道解碼器用于從所準備的已接收的信號生成估計信息矢量，其中所述信道解碼器包括逆成形濾波器和第一代碼的子解碼器。
16.根據權利要求15所述的接收器，其中所述第一代碼是線性碼。
17.根據權利要求16所述的接收器，其中所述子解碼器包括耦接到所述逆成形濾波器的線性解碼器，所述線性解碼器用于通過所述逆成形濾波器來生成所述預計信息矢量。
18.根據權利要求15所述的接收器，其中所述逆成形濾波器包括第二代碼的子編碼器。
19.根據權利要求18所述的接收器，其中所述第二代碼是線性碼。
20.根據權利要求19所述的接收器，其中所述子編碼器包括耦接到所述解調器/接收器電路的征狀編碼器，所述征狀編碼器用于從所準備的已接收的信號生成所述第二代碼的征狀。
21.一種用于傳輸信息的方法，所述方法包括接收信息矢量；使用第一代碼將所述信息矢量編碼成中間碼字；使所述中間碼字形成具有所需分布的輸出碼字；以及傳輸所述輸出碼字。
22.根據權利要求21所述的方法，其中所述第一代碼是線性碼。
23.根據權利要求21所述的方法，其中對所述信息矢量進行編碼包括從所述信息矢量生成第二代碼的征狀。
24.根據權利要求23所述的方法，其中形成已編碼的信息矢量包括從所述征狀生成征狀首項，其中所述征狀首項與所述第二代碼有關。
25.根據權利要求M所述的方法，其中生成征狀首項包括尋找二進制序列X，所述二進制序列X具有最少數量的1'序列，且滿足以下表達式S = H2 · X，其中吐是所述第二代碼的奇偶校驗矩陣。
全文摘要
本發明提供一種使用非平衡碼本進行數字通信的系統和方法。發射器包括信道編碼器，其根據信息輸入端所提供的信息矢量來生成輸出碼字；以及調制器/發射器電路，其耦接到所述信道編碼器。所述調制器/發射器電路準備要通過物理信道傳輸的所述輸出碼字。所述信道編碼器使用第一代碼將所述信息矢量編碼成中間碼字，并使所述中間碼字形成具有所需分布的所述輸出碼字。
文檔編號H04L1/00GK102511141SQ201180003755
公開日2012年6月20日 申請日期2011年1月20日 優先權日2010年1月25日
發明者俞菲·布蘭肯什布, 鄭立忠 申請人:華為技術有限公司