[发明专利]使用非平衡码本进行数字通信的系统和方法

说明书

本发明要求2010年1月25日递交的发明名称为“使用非平衡码本进行数字通信的系统和方法(System and Method for Digital Communications with Unbalanced Codebooks)”的第12/693,345号美国非临时专利申请案的在先申请优先权，该在先申请的内容以引入的方式并入本文本中。

技术领域

本发明大体涉及数字通信，确切地说，涉及使用非平衡码本进行数字通信的系统和方法。

背景技术

二进制序列可具有预定分数为p的‘1’序列(′1′s)。当p＝0.5时，发生特殊情况，其中码本及其码字被视为具有平衡码字的平衡码本。否则，码本及其码字被视为具有非平衡码字的非平衡码本。

通常，在信息论中，只有在所使用的码本具有最佳输入分布的情况下，才可获得信道容量(即可通过给定信道进行可靠通信的最大吞吐量)。尽管信道容量的概念早在60年前就已为人所知，但数字通信系统中所使用的大部分代码均是二进制线性码，其必需具有伯努利(Bernoulli)(0.5)组合。也就是说，二进制线性码的大部分码字约一半为‘1’序列且一半为‘0’序列(′0′s)。

使用二进制线性码限制了信道代码接近少数信道类型，例如，加性高斯白噪声信道或二进制对称信道的容量限的可能性。对于具有不同于伯努利(0.5)的最佳输入组合的信道，可能非常难以成功找到有效的编码和解码算法。因此，存在用以生成具有较好距离特性，即具有根据预定组合的较佳纠错性能的纠错信道代码的有效方法，所述有效方法可将信道编码理论中的性能提高扩展到更为广泛的信道类型中。

发明内容

通过使用非平衡码本进行数字通信的系统和方法的各项实施例，可大体上解决或避免这些和其他问题，并大体上获得技术性优势。

根据一项实施例，本发明提供一种发射器。所述发射器包括信道编码器，以及耦接到所述信道编码器的调制器/发射器电路。所述信道编码器通过信息输入端所提供的信息矢量生成输出码字，使用第一代码将所述信息矢量编码成中间码字，以及使所述中间码字形成输出码字，其中所述输出码字具有所需分布。所述调制器/发射器电路准备要通过物理信道传输的输出码字。

根据另一项实施例，本发明提供一种接收器。所述接收器包括耦接到通信信道的解调器/接收器电路，以及耦接到所述解调器/接收器电路的信道解码器。所述解调器/发射器电路准备已接收的信号，所述已接收的信号由所述通信信道提供以用于数据处理，且所述信道解码器通过所准备的已接收的信号生成估计信息矢量。所述信道解码器包括逆成形滤波器和第一代码的子解码器。

根据另一项实施例，本发明提供一种用于传输信息的方法。所述方法包括：接收信息矢量；使用第一代码将所述信息矢量编码成中间码字；使所述中间码字形成具有所需分布的输出码字；以及传输所述输出码字。

一项实施例的优势在于，可较为容易地生成具有任何所需组合p的码本和码字。易于生成码本和码字即可找到针对更为广泛的信道类型的有效编码和解码算法、具有较佳纠错性能的信道代码等。

一项实施例的进一步优势在于，线性码可形成具有所需组合p的码本和码字，而非直接生成具有所需组合p的码本和码字。线性码在数字通信中是众所周知、广泛使用和了解的。此外，线性码易于生成，从而简化了具有所需组合p的码本和码字的生成。

上述内容概述了本发明的特征和技术优势，以帮助您更好地了解下文对各项实施例的详细说明。下文将描述各项实施例的额外特征和优势，这些内容构成了本发明的权利要求书的主题。所属领域的一般技术人员应了解，可轻易地基于所揭示的概念和特定实施例，修改或设计能够实现与本发明相同的用途的其他结构或方法。所属领域的一般技术人员应认识到，此类等效构造并未偏离在随附的权利要求书中规定的本发明的精神和范围。

附图说明

为了更全面地了解本发明的各项实施例，以及相应优势，现结合附图来参考以下说明，其中：

图1是通信装置的发射部分的图解；

图2是通信装置的接收部分的图解；

图3是使用矢量量化器将信息位转换成非平衡码字的信道编码器的图解；

图4a是使用征状解码器(syndrome decoder)将信息位转换成非平衡码字的信道编码器的图解；

图4b是使用征状编码器将已接收的信号矢量转换成预估计信息矢量的信道解码器的图解；

图5是码率为1/2的卷积码的方框图；