[发明专利]用于对无线通信系统进行多层成形的系统、方法和计算机可读介质

说明书

背景技术

超宽带(UWB)包括具有高于500MHz或大于中心频率25％的带宽的技术。由于各种计算和媒体系统中适应USB的设备的激增，当前兴趣在于对具有UWB的传输速率的串行技术(例如通用串行总线(USB))的无线版本的开发。 

在数字通信中，通过设计对应于单个消息的一组唯一的信号来发送二进制数据。将无线信道的通信性能的最后极限称为信道容量。对于给定的信噪比(SNR)，信道容量提供了可以可靠地获得的最高数据速率。反过来，对于给定的数据速率，其提供了可靠通信的最小SNR。 

结合数字调制使用的纠错码广泛用于在无线信道上提供稳健的通信。这些无线系统中的发射机在传输以前将冗余附加到数据上。然后采用编码信号对模拟载波进行调制并通过信道发送。接收机对数据进行解调并在存在信道损害(impairment)的情况下使用数据流中的冗余来对数据进行解码。 

信号成形(signal shaping)是将所发送信号概率分布改变为接近于所考虑信道的理想分布的过程。大多数通信系统通常受高斯噪声损害。对于这种类型的损害，所发送信号的分布理想地应该是高斯的。 

通信系统仅可以通过结合纠错编码和信号成形才能达到信道容量。即使是实际上不存在的最优纠错码，在不采用信号成形的情况下也无法比容量的1.53dB更为接近。包括比特交织的编码调制、格栅(trellis)编码调制、多层码、低密度奇偶校验(LDPC)码和turbo码的实际的编码技术，其界限则与容量相距更远。 

附图说明

根据下面的详细说明并通过阅读附图，本公开的各个方面将得到最佳理解，其中： 

图1是示例性系统的示意图，其中根据实施例可以从发送设备将二进 制数据以比特组的形式发送给接收设备； 

图2示例性星座标记的示意图，其示出了将数字比特转换成模拟信号； 

图3是示例性32-QAM星座的示意图； 

图4是根据实施例实现的类型映射编码功能的过程流示意图； 

图5是调制器的示意图，其根据实施例将比特映射到M-PAM信号的块； 

图6A-6D是4-PAM的平均能量对于速率的示例图，其中的块长度分别为n＝4，8，16和32； 

图7A-7D是6-PAM的平均能量对于速率的示例图，其中的块长度分别为n＝4，8，16和32； 

图8是调制器的框图，其根据实施例利用ECC编码器将比特映射到M-PAM信号块； 

图9是根据实施例实现的基线WiMedia UWB系统的示意图；以及 

图10是描述根据实施例实现的分裂算法的过程的流程图。 

具体实施方式

应当理解的是，下面的公开提供了许多不同的实施例或实例，用于实现各个实施例的不同特征。下面描述组件和配置的特定实例以简化本公开。当然，这些仅仅是实例而不是要进行限制。另外，本公开在各个实例中可以重复附图标记和/或文字。该重复的目的是为了简单和清楚，其本身并不表示所讨论各个实施例和/或结构之间的关系。 

图1是示例性系统100的示意图，根据实施例，其中可以从发送设备110(例如传输数据的计算机、无线电调谐器和/或DVD播放器)将二进制数据以比特组的形式发送到接收设备120(例如打印机、扬声器和/或电视机)。数据可以提供信息，例如数据文件、音频信号和/或多媒体信号。数据通过无线信道进行提供，例如超宽带(UWB)信道和/或无线局域网(WLAN)信道。在一些实施例中，无线信道可类似于一种通常所称的无线USB，如WiMedia联盟所定义。WiMedia一般指的是在个域网中的设备之间提供无线多媒体连接以及互操作的方法。参见www.wimedia.org，其内容通过引用并入本申请。然而，本领域技术人员会理解，本说明和实施例并不限于UWB、WLAN或无线USB技术，而是具有普遍的适用性。 

为了发送一组m个比特，选择M＝2^m个唯一的信号来创建每个m比特的数据模式和信号之间的一对一的映射。图2是示例性星座200标记(labeling)的示意图，其示出了数字比特到模拟信号的转换。该信号星座具有M＝4个点210-216，每个能够传送信息的m＝2个比特消息220-226。