CN110798267A - 使用部分反对称的幅度标签的概率成形的幅度的发送 - Google Patents

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Abstract

给出了使用部分反对称的幅度标签的概率成形的幅度的发送。一种通信系统，其中采用部分地反对称的幅度标签的星座被用于发送概率成形的幅度，使得所述幅度也被确定应用于此以用于发送的应用其中的符号。在示例实施例中，当使用部分地反对称的幅度标签时，数据发送器被配置为使用合适的逻辑功能(例如，XOR功能)来将由FEC码所产生的奇偶比特放置到所选择的幅度比特中，以避免将奇偶校验比特放置到被发送的星座符号的符号比特中。在一些实施例中，FEC码可以是低密度奇偶校验码。一些实施例与分层的FEC编码相兼容，例如，采用外部的FEC码和内部的FEC码。在一些实施例中，FEC编码可以是可选的。一些实施例可以有利地被用于依赖DMT调制的通信系统中，诸如在铜线上提供DSL访问的系统。

Description

使用部分反对称的幅度标签的概率成形的幅度的发送
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年8月2日所提交并且名称为“使用概率性信号成形和前向纠错的分层编码”的美国临时专利申请号62/713,822优先权以及于2019年5月9日提交的名称为“使用部分反对称的幅度标签的概率成形的幅度的发送”的美国专利申请号16/407,543的优先权，这些申请通过引用而被整体并入本文。
技术领域
各种示例实施例涉及光学通信设备，并且更具体地但是非排他地，涉及用于使用概率信号成形和可选的前向纠错(FEC)的发送和接收通信信号的方法和装置。
背景技术
本部分介绍可以帮助促进更好理解本公开的方面。相应地，本部分的陈述将以此出发点而被阅读，并且将不会被理解为承认什么是背景技术，或者承认什么不是背景技术。
信号成形可以提供能量节省，通常被称为成形增益。在信号成形的通常的实现中，相对大能量的星座符号相较于相对小能量的星座符号被更不频繁地发送。针对线性通信信道，成形增益可以在理论上接近1.53dB。
代表性的对称FEC码被用于通过将对应的奇偶校验比特的集合附加到输入比特序列，来将输入比特序列转换成扩展的比特序列(FEC码字)。一些性能良好的FEC码是低密度奇偶校验(LDPC)码。LDPC码是具有奇偶校验矩阵的线性块码，该奇偶校验矩阵在每行和每列具有相对少数目的非零元素。LDPC解码器可以在解码期间使用软信息，其信息可以通过软信息检测器来产生，例如，依赖于软输出算法，诸如维特比算法、Bahl-CockeJelinek-Raviv算法、或者置信传播算法。
频分复用(FDM)是在多个载波频率上发送数据的方法，其可以被用在有线、无线和光学通信信道中。FDM的不同变形可以被用于各种形式的宽带数字通信、数字电视、音频广播、数字订户线路(DSL)、或者G.fast或G.mgfast互联网接入、局域网(LAN)、家庭网络、4G或5G移动接入网等。通常集中地被称为离散多音调(DMT)调制的FDM的一些变形，被用在例如普通老式电话服务(POTS)铜线、同轴电缆和/或电源线上建立的有线线路通信信道中。一些FDM方案使用正交频分复用(OFDM)。
至少一些通信系统可以从信号成形、前向纠错和/或频分复用的各种组合和子组合的使用中受益。
发明内容
本文公开的是通信系统的各种实施例，在该通信系统中，采用部分反对称的幅度标签的星座被用于发送概率成形的幅度，使得所述幅度也被用于确定被应用于此以用于发送的符号。在示例实施例中，当使用部分反对称的幅度标签时，数据发送器被配置为使用合适的逻辑功能(例如，XOR功能)来将由FEC码所产生的奇偶比特放置到所选择的幅度比特中，以避免将奇偶比特放置到被发送的星座符号的正负符号比特中。在一些实施例中，FEC码可以是低密度奇偶校验码。一些实施例与分层的FEC编码相兼容，例如，采用外部的FEC码和内部的FEC码。在一些实施例中，FEC编码可以是可选的。一些实施例可以有利地被用于依赖DMT调制的通信系统中，诸如在铜线上提供DSL或者G.fast接入的系统。
还公开了与所公开的数据发送器相兼容的数据接收器。
根据示例实施例，被提供的是一种装置，包括数据发送器，数据发送器包括电模拟前端和数字信号处理器，数字信号处理器被配置为：对输入数据流进行冗余编码以生成星座-符号流；以及驱动模拟前端以使得由模拟前端生成的一个或多个经调制的电载波来承载星座-符号流的星座符号；并且其中数字信号处理器包括：解复用器，被配置为对输入数据流解复用，以生成第一子流和第二子流；成形编码器，被配置为通过对第一子流应用成形编码以生成第一已编码数据流和第二已编码数据流；以及星座映射器，被配置为使用第二已编码数据流来选择用于星座-符号流的星座-符号幅度；以及使用第一已编码数据流和第二子流来选择被应用于星座-符号幅度的至少一些符号。
根据另一示例实施例，提供的是一种装置，包括数据接收器，数据接收器包括电模拟前端和数字信号处理器，数字信号处理器被配置为处理值流，值流代表由电模拟前端所输出的、接收的电信号的一个或多个经调制的载波，并且与星座的所发送的星座符号的流相对应，数字信号处理器被配置为对值流进行冗余解码，以恢复在所发送的星座符号的流中被冗余编码的、并且由一个或多个经调制的电载波承载的源数据流；并且其中数字信号处理器包括：星座解映射器，被配置为通过将值流的每个值流映射到星座上来生成第一数据流和第二数据流，第一数据流承载通过映射确定的星座符号的二进制标签的正负符号比特，第二数据流承载通过映射确定的星座符号的二进制标签的幅度比特；以及成形解码器，被配置为通过对使用第一数据流和第二数据流而生成的比特字流解码来恢复源数据流的第一子流，解码是使用成形码而被执行的。
附图说明
通过示例的方式，从以下详细描述和附图中，多个已公开的实施例的其他方面、特征和优点将变得更加明显，其中：
图1示出了多个实施例可以在其中被实践的DMT系统的框图；
图2示出了根据实施例可以被用于图1的DMT系统中的发送器的框图；
图3示出了根据实施例可以被用于图1的DMT系统中的接收器的框图；
图4示出根据实施例可以被用于图2的发送器中的数字电路的框图；
图5A-图5B示出根据实施例可以被用于实现图4的数字电路的示例标签方案；
图6示出了根据实施例可以被用于图3的接收器中的数字电路的框图；
图7示出了根据另一实施例可以被用于图2的发送器中的数字电路的框图；
图8示出了根据另一实施例可以被用于图3的接收器中的数字电路的框图；
图9示出了根据又一实施例可以被用于图2的发送器中的数字电路的框图；
图10明确示出了根据备选实施例的图9的数字电路的框图。
图11示出了根据又一实施例可以被用于图3的接收器中的数字电路的框图；
图12示出了根据又一实施例可以被用于图3的接收器中的数字电路的框图；以及
图13形象地比较了若干编码方案的某些性能特性。
具体实施方式
本文公开的一些实施例可以受益于对在美国专利号10,091,046、第10,200,231和美国专利申请号15/817,537中所公开的一个或多个特征的使用，这些美国专利中的每个专利通过引用而被整体并入本文。
以下首字母缩略词/缩写被用于各种实施例的描述和/或附图中：
ADC 模数转换器；
AFE 模拟前端；
ARQ 自动重传请求；
AWGN 加性高斯白噪声；
CPE 客户场所设备；
CRC 循环冗余校验；
DAC 数模转换器；
DMT 离散多音调；
DMUX 解复用器；
DPU 分发点单元；
DSP 数字信号处理器；
DSL 数字订户线路；
DTU 数据转换单元；
FDM 频分复用；
FEC 前向纠错；
FFT 快速傅立叶变换；
FIFO 固定输入/固定输出；
FIVO 固定输入/变量输出；
IFFT 快速傅立叶逆变换；
IQ 同相/正交；
I/O 输入/输出；
LAN 局域网；
LCM LDPC编码调制；
LDPC 低密度奇偶校验
LLR 对数似然比；
LSB 最低有效比特；
MSB 最高有效比特；
MUX 复用器；
OFDM 正交频分复用；
PAM 脉冲幅度调制；
PAS 概率的幅度成形；
POTS 普通老式电话服务；
QAM 正交幅度调制；
RF 射频；
RS 里德-索洛门(Reed Solomon)；
Rx 接收器；
SNR 信噪比；
TCM 格形编码调制；
Tx 发送器；
VIFO 变量输入/固定输出；
VIVO 变量输入/变量输出；
XOR 异或
图1示出了多种实施例可以在其中被实践的DMT系统100的框图。如图1指示，系统100包括分发点单元(DPU)110和通过用户线路1401-140n的方式连接的多个客户场所设备(CPE)单元1501-150n。在一些实施例中，DPU 110可以位于服务提供方(例如，电话公司)的“中央办公室”。在一些其他实施例中，DPU 110可以使用一个或多个回程(例如，光学的)链路被远程地部署在比中央办公室的位置更加靠近客户场所的位置，并且对应的设备可以被物理地放置于街道柜体中、在竿上、在建筑的地下室中等。CPE单元1501-150n通常被放置在不同的相应的客户站点处。
用户线路1401-140n中的每个用户线路通常包括相应的“绞合对”电缆，该电缆被配置为发送对应于数据服务的信号。在一些实施例中，诸如POTS或ISDN信号的传统信号可以与在绞合对电缆上发送的数据-服务信号被频率复用。在DPU 110处，用户线路1401-140n中的每个用户线路被连接到输入/输出端口1381-138n中的相应的一个。在CPE侧，用户线路1401-140n中的每个线路被类似地连接到I/O端口1421-142n中的相应的一个，每个I/O端口是CPE单元1501-150n中的相应的一个CPE单元的I/O端口。
在示例实施例中，DPU 110包括多个收发器(120i/130i)，每个收发器内部连接到I/O端口1381-138n中的相应的一个，其中i＝1，2，…，n。收发器(120i/130i)包括相应的发送器120i和相应的接收器130i。CPE单元150i包括内部连接到CPE单元的I/O端口142i的收发器(160i/170i)。收发器(160i/170i)包括相应的发送器160i和相应的接收器170i。发送器160i可以在功能上类似于发送器120i。接收器170i可以在功能上类似于接收器130i。以下参考图2、图4、图7、图9和图10对发送器120、160的示例实施例进行了更加详细的描述。以下参考图3、图6、图8、图11和图12对接收器130、170的示例实施例进行了更加详细的描述。
图2示出了根据实施例可以被用于系统100(图1)中的发送器200的框图。发送器200包括数字信号处理器(DSP)204、数字至模拟转换器(DAC)230和模拟前端(AFE)240。发送器200的不同实例可以被用于实现发送器1201-120n和/或1601-160n的中一些或全部发送器(图1)。
DSP 204操作以执行冗余数据编码和数字载波复用，以生成在其上具有已编码的输入数据流202的数字输出信号222。DAC 230操作以将数字信号222转换成模拟形式，以生成对应的模拟射频(RF)电信号232。然后，AFE 240将信号232转换成适合在用户线路140上发送的形式，并且将产生的经调制的电信号242施加到对应的I/O端口138或142。
在示例实施例中，DSP 204包括电子编码器210和快速傅立叶逆变换模块220。电子编码器210执行尤其包括概率信号成形、FEC编码的冗余数据编码、以及星座和载波映射，以生成星座-符号序列2121-212k，每个星座-符号序列承载旨在使用不同的相应的频率的不同的相应的音调(载波波形)进行发送的星座符号。然后，IFFT模块220使用在相关领域中已知的傅立叶逆变换来执行数字载波复用，从而将序列2121-212k转换成对应的时域数字信号222。取决于特定的实施例，在发送器200中使用的音调的数目K可以是100、1000，甚至是大于1000的量级。
以下参考图4、图7、图9和图10对电子编码器210的示例实施例进行更加详细的描述。
AFE 240可以是传统的发送器AFE电路。例如，N.Stojkovic在“ADSL模拟前端，”AUTOMATIKA v.47(2006)，第1-2期，第59-67页中简要回顾了适合于实现AFE 240的示例发送器AFE电路，该示例通过引用而被整体内容并入本文。
图3示出了根据实施例的可以被用于系统100(图1)的接收器300的框图。接收器300包括AFE 310、模数转换器(ADC)320和DSP 324。接收器300的不同实例可以被用于实现接收器1301-130n和/或1701-170n的一些或全部接收器(图1)。
AFE 310操作以将通过对应的I/O端口138或142接收的经调制的电输入信号302转换成适合用于在ADC 320中进行数字化的对应的模拟RF电信号312。在AFE 310中被应用于输入信号302的典型模拟信号处理包括放大和滤波。例如，在以上引用的N.Stojkovic的论文中，简要回顾了适合实现AFE 310的示例接收器AFE电路。在一些实施例中，属于相同收发器或调制解调器的AFE 310和AFE 240可以共享一些电路元件，诸如时钟系统和电子混合。
ADC 320操作来以适当的采样速率对信号312进行采样，以生成数字样本(值)的对应序列322。
在示例实施例中，DSP 324包括快速傅立叶变换(FFT)模块330和电子解码器340。FFT模块330使用在相关领域中已知的傅立叶变换来执行数字载波解复用，从而将序列322转换成对应的频域数字序列3321-332k。然后，电子解码器340应用星座和载波解映射、纠错和冗余解码，以将由对应的发送器编码的数据流202恢复至输出信号242上，这使得接收器300接收输入信号302(也参见图2)。然后，通过数字输出信号342的方式，被恢复的数据流202被导向外部电路。
以下参考图6、图8、图11和图12来对电子解码器340的示例实施例进行更加详细的描述。
ITU标准化已经在近期启动对下一代DSL标准的工作，经常被称为G.mgfast，以及对用于电源线通信的G.hn标准的演进的工作。对于这些标准，新的编码和调制方案正在被考虑。例如，对于两种标准，LDPC编码调制(LCM)(又称为多层编码)，可以被用作相比于当前方案能够改善性能的FEC方案。
可以被用于进一步改善性能的另一调制技术是对所发送星座的“成形”，诸如正交幅度调制(QAM)星座。例如，传统通信系统使用被均匀地分布于方格上的QAM星座来发送信息。对于高信号噪声比(SNR)值，与理论能力相比，这种分布会引起至少1.53dB的性能差距。概率的幅度成形(PAS)是一种实践方法，该方法可以被用于减少或压减该性能差距。例如，PAS可以修改概率，利用该概率，被发送的星座符号将具有近似于类高斯的分布，诸如在星座网格上的近似Maxwell-Boltzmann分布。与其他成形方案相比，PAS可以是有利的，因为成形的数量可以被调谐以匹配给定信道的容量，以及其可以与合适的现成的(off-the-shelf)LDPC码结合。
在下面的描述中，我们聚焦于脉冲幅度调制(PAM)格式。2m-PAM星座具有沿一维线分布的2m个不同的星座点。本文中，我们假设星座点关于彼此等距地、并且围绕原点(0)对称地被布置。星座点中的每个星座点可以使用m比特长度的唯一二进制标签而被标记。对QAM-调制提出的描述的扩展相对简单。例如，通过利用相应的PAM符号单独地调制QAM符号的两个维度的每个维度，两个2m-PAM符号可以被结合以构建22m-QAM符号。
在二进制标签的总值方面，二进制标签的不同比特可以被指派不同的相应的“意义”。例如，指派可以使得：将更高有效位的值从“1”改变为“0”，与当针对更低有效比特完成相同操作时相比，平均上会导致距离原始星座点更远的星座点。在本标签方案下，以适合用于下文描述的编码和映射的方式，不同星座点的二进制标签可以被解析成最低有效比特(LSB)和最高有效比特(MSB)的非重叠集合。
本文公开的一些示例实施例可以被视为是基于在上面引用的美国专利号10,091,046中所公开的某些编码器和/或解码器的非显而易见的修改。更具体地，美国专利号10,091,046尤其公开了PAS-LCM方案，其中二进制标签的(c-1)LSB与正负符号比特一起由LDPC码来编码，并且二进制标签的(m-c)个MSB(排除正负符号比特)保持不通过LDPC码来编码。由LDPC码产生的所有奇偶比特被放置在(一小部分)正负符号比特中。
该PAS-LCM方案的一个特征是正负符号比特是由LDPC码所保护的。然而，相对经常的，正负符号比特不需要这种保护，例如，因为他们趋向于作为被发送的二进制标签的最高可靠比特。在一些情形中，与传统LCM方案相比，后者的特性可能造成性能上的一些损失。
下文公开的示例实施例可以通过以下来解决本领域上面所示的和可能的其他相关问题：(i)将奇偶比特值放置入PAS-编码的标签的已选择的LSB位置以替换其中的原始比特值，以及(ii)通过对所述原始比特值和所述奇偶比特值应用合适的逻辑功能(例如，XOR功能)来生成正负符号比特值。作为结果，上面所示的性能上的可能的损失可以有效地被一起缓解或避免。下面参考图13描述示例实施例的其他可能的性能优点。
图4示出了根据实施例可以被用于发送器200(图2)中的数字电路400的框图。更具体地，电路400可以是电子编码器210的一部分，并且被配置为将输入数据流402转换成星座符号的输出流452，其中不同幅度的星座符号因为由成形编码器410所应用的编码而具有不同的相应的出现速率。在一些实施例中，电子编码器210可以包括彼此并联连接的电路400的两个或多个实例(名义上的拷贝)。
输入数据流402可以被配置为承载数据转换单元(DTU)或帧，数据转换单元(DTU)或帧中的每个是旨在用于发送的被构建的数据块，并且若有必要，作为整个单元进行重传。典型的DTU包括DTU头、有效载荷部分和循环冗余校验(CRC)部分。在一些实施例中，数据流402可能不承载完整的DTU。例如，如果多个并联电路400被使用，则每个电路400可以被配置为处理DTU的相应的部分，其中相同DTU的不同部分由电路400的不同的相应的实例来处理。本领域普通技术人员将容易理解如何使用输入数据流202(图2)来产生输入数据流402。
输出流452通常被导向载波映射器，载波映射器操作以将从一个或多个电路400接收的星座符号在星座-符号序列2121-212k之间分布。如上已所示的，星座-符号序列2121-212k的每个星座-符号序列使用经调制的电信号242(参见图2)的不同的相应的频率分量而被发送。
电路400包括解复用器(DMUX)404，解复用器404分割输入数据流402以生成数据流406和408。数据流406被应用于成形编码器410。数据流408的拷贝被应用于LDPC编码器420和复用器(MUX)440，如图4中所指示。数据流406和408的相对比特速率是由成形编码器410和LDPC编码器420中使用的码速率和由星座映射器450中使用的(多个)星座的(多个)大小来确定的。
在示例实施例中，成形编码器410被配置为执行固定输入/固定输出(FIFO)概率信号成形，在固定输入/固定输出(FIFO)概率信号成形下，固定大小的输入数据406块被转换成输出序列412的固定大小的比特字集合。通常，输入数据406的静态特性类似于随机或伪随机数据序列的静态特性。然而，输出序列412中不同的比特字值具有不同的相应的出现速率，相应的出现速率由成形编码器410使用的成形码决定。在不同的实施例中，成形码可以被配置为使得输出序列412具有任何已选择的比特字值的分布。这种分布的一些实施例包括但不限于近似的指数分布、近似的高斯分布和近似的Maxwell-Boltzmann分布。本领域普通技术人员将理解，成形码通过对输入数据406进行冗余编码来达成比特字值的期望分布。
在一些实施例中，成形编码器410可以被配置为执行上文所提到的以“流”的方式的FIFO转换，使得在成形编码器已经执行相关的初始化程序之后，在由输入数据406供应的比特的数目与对应的输出序列412中的比特字的数目之间的比率保持不变，并且不依赖于输入数据406的大小或二进制内容。该特征与一些其他概率-信号-成形方案的对应特征不同，在一些其他概率-信号-成形方案中，输入数据块的大小、或者比特字的输出集合的大小、或者二者，可以依赖于输入数据块的二进制内容。这种概率-信号-成形方案的不同变形在相关的文献中经常被提到，如变量输入/固定输出(VIFO)、固定输入/变量输出(FIVO)和变量输入/变量输出(VIVO)方案。
在一些实施例中，成形编码器410可以被配置为使用VIFO成形码产生输出序列412。
本领域普通技术人员将了解，在成形编码器410中使用的成形码和在星座映射器450中使用的星座被设计和被配置为彼此兼容。纳入考虑以确保该兼容性的参数中的一些参数包括但不仅限于相同调制阶数m的使用和用于成形的幅度和对应的星座点的兼容的二进制标签的使用。针对m＝3的该兼容性的示例，下文参考图5A-图5B进行更加详细的描述。
比特字解析器414操作以将解析序列412的每个比特字解析成更短的比特字。例如，如果序列412中的比特字长度是(m-1)个比特，则每个比特字的(m-1-c)个MSB被用于形成用于解析后的序列416的的对应比特字，并且每个比特字的剩余的LSB被用于形成解析后的序列417和418。更具体地，所述LSB的最高有效比特被导入序列417中，并且剩下的(c-1)个LSB被导入序列418中。在此，m表示在星座映射器450中使用的星座的每个星座符号中被编码的比特的数目。
在图4中示出了比特字解析器414的输出接口415，绘制般地指示了其中序列412的比特字如何被解析。如图所示，每个比特字具有(m-1)个比特，表示如下：
(u1 u2…uNu L l1 l2…lNl) (1)
其中，u1，u2，…，uNu表示比特字的Nu个MSB；L，l1，l2，…lNl表示比特字的(Nl+1)个LSB；L表示(Nl+1)个LSB的最高有效比特；以及数字Nu和N1是满足公式(2)的正整数：
Nu+Nl+1＝m-1 (2)
比特字(u1,u2,…,uNu)被用于序列416。比特L被用于序列417。比特字(l1，l2，…，lNl)被用于序列418。
LDPC编码器420使用数据流408和序列418的拷贝以形成比特块，LDPC编码器对比特块应用操作的LDPC码以生成对应的奇偶校验比特块。奇偶比特块被序列化以形成数据流422。
MUX 440复用数据流408和422以生成对应的数据流442。缓冲器4304操作以将数据流408和422在其被施加到MUX 440之前在时间上适当地对准。数据流442的两个拷贝分别被应用于XOR门432和星座映射器450。XOR门432也接收序列417。缓冲器4301操作以将序列417和数据流442在其被施加到XOR门432之前在时间上适当地对准。XOR门432分别对来自序列417和数据流442的每对比特应用XOR操作，从而生成输出数据流436，然后数据流436被导入星座映射器450。星座映射器450也接收在缓冲器4302和4303中被适当地缓冲的序列416和418，以使用由星座映射器接收的其他输入(例如，436，442)与他们时间对准。
上面所示的时间对准被执行(例如)来负责在DMUX 404和星座映射器450之间的不同信号处理路径中的不同处理延迟。本领域普通技术人员将理解，这些延迟的大多数通常是由在成形编码器410和LDPC编码器420中执行的处理所导致的。
星座映射器450使用操作的2m-PAM星座以将序列416和418和数据流436和442转换成输出流452，其中每个星座符号编码m个比特。在图4中示出了星座映射器450的输入接口448，绘图般地表示了其中被映射在比特字是如何从由星座映射器接收的各种输入构建的。如图所示，每个比特字具有m个比特，表示如下：
(s u1 u2 …uNu L′l1 l2…lNl) (3)
其中s表示比特字的正负符号比特；u1，u2，…，uNu表示比特字(排除正负符号比特)的Nu个MSB；L′，l1，l2，…，lNl表示比特字的(N1+1)个LSB；以及，L′表示(N1+1)个LSB的最高有效比特。正负符号比特s是由数据流436的对应比特所提供的。比特字(u1，u2，…，uNu)是由序列416的对应比特提供的。比特L′是由数据流442的对应比特所提供的。比特字(l1,l2,…,lNl)是由序列418的对应比特所提供的。
公式(1)和(3)的比较揭示由位于解析器414与星座映射器450之间的电路执行的比特字转换。更具体地，公式(3)中所示的比特字的无符号的幅度标签(u1 u2 …uNu L′l1l2…lNl)是通过将公式(1)的无符号的幅度标签(u1 u2…uNu L′l1 l2…lNl)的比特L′替换为来自流442的相应的比特L′。后面的比特可以是由LDPC编码器420生成的奇偶比特或者来自数据流408的信息比特。用于无符号的幅度标签的正负符号比特s是根据公式(4)产生的：
s＝L XOR L′ (4)
然后，通过将有符号的比特s预先挂到无符号的幅度标签(u1 u2…uNu L′l1 l2…lNl)，来生成用于星座映射器450的有符号的幅度标签(s u1 u2…uNu L′l1 l2…lNl)。
在一些实施例中，电路400可以被配置为只使用奇偶校验比特422来填充L′比特(例如，若存在所产生的适当的足够数目的这种奇偶比特)。在这种实施例中，缓冲器4304和MUX 440可以被移除，并且奇偶流422可以代替数据流442被使用。本领域普通技术人员将理解，用于流422的、由LDPC编码器420生成的奇偶比特的数目尤其依赖于此处使用的LDPC码的速率和数目N1。
在一些实施例中，数目Nu可以是0(即，Nu＝0)。在这些实施例中，缓冲器4302可以被移除，并且序列416可以不是由比特字解析器414所产生的，并且可以不被星座映射器450使用。
在一些实施例中，数量N1可以是0(即，N1＝0)。在这些实施例中，缓冲器4303可以被移除，并且序列418可以不是由比特字解析器414产生的，并且可以不被LDPC编码器420和星座映射器450使用。
图5A-图5B示出根据实施例可以被用于电路400中的示例标记方案。更具体地，图5A示出了在星座映射器450中使用的2m-PAM星座500，其中对应的二进制标签靠近每个星座点被示出。图5B图示了在成形编码器410中和在星座500中使用的幅度标签之间的关系。在该示例中，m＝3；Nu＝0；并且N1＝1。
参考图5A，星座500中的每个二进制标签是三位比特字。根据公式(3)，对应的比特字格式如下：
(s L′l1) (5)
星座500中的二进制标签的检查揭示比特L′的值是关于原点反对称的。相反，比特l1的值是关于原点对称的。作为传统，正负符号比特s的值是关于原点反对称的。本领域普通技术人员将了解，星座500中的二进制标签的个体比特的这些对称可以被用于实现最佳的LCM配置。
图5B中示出的2m-PAM星座500′是在成形编码器410中使用的星座。根据公式(1)，星座500′中的无符号的幅度标签具有以下格式：
(L l1) (6)
星座500′中的二进制标签的检查揭示比特L的值是关于原点对称的。比特L1的值也是关于原点对称的，并且与在星座500中相同(图5A)。本领域普通技术人员将了解，星座500′中的二进制标签的个体比特的这些对称通常用于PAS编码，其中对应的映射是围绕原点隐含地对称的，例如，因为没有正负符号比特是由PAS(成形)编码器生成的。
注意，星座500和500′中的二进制标签的两个LSB的对称的差别如图5A和图5B所示。
实际上，XOR门432被用于电路400中，以将星座500′的标签转换成星座500的标签，从而使其对于其中实现的LCM编码是最佳的。在下面的图5B中示出的两个比特串，星座500′可以被用于轻易验证该转换确实发生。那两个比特串的第一个比特串示出了用于每个星座点的比特L′的值。这些值与在图5A(也参见公式(5))中是相同的。那两个比特串的第二个比特串示出了用于每个星座点的(s XOR L′)值(再次参见公式(5))。明显的，在所述第二串中的值与星座500′中的比特L的值是相同的(也参见公式(6))，即L＝s XOR L′。可以轻易验证，后者可以等同地被表示为s＝L XOR L′，这给出了用于正负符号比特s的明确公式。
图6示出根据实施例的可以被用于接收器300中的数字电路600的框图。更具体地，电路600可以是电子解码器340的一部分。在一些实施例中，电子解码器340可以包括彼此并联连接的电路600的两个或多个实例(名义上的拷贝)。
响应于从电子解码器340的载波解映射器接收到数字样本(值)的对应输入流602，电路600操作以恢复数据流402(也参见图4)。在示例实施例中，通过适当地将来自由对应的接收器300的FFT模块330生成的一个或多个序列的数字采样(值)转移到其数字样本上，载波解映射器产生输入流602，例如，如上文参考图3所描述的。
电路600包括软信息检测器610，软信息检测器610被配置为计算对应于由LDPC编码器420编码的比特的对数似然比(LLR)。该计算可以如相关领域中已知的那样被执行，例如，使用对应的幅度分布的先验信息608。通过LLR流612的方式，对应于L′比特的LLR被导向LDPC解码器630。通过LLR流614的方式，对应于已编码的LSB(l1,l2,…,lNl)的LLR被类似地导向LDPC解码器630。
LDPC解码器630操作以处理由LLR流612和614提供的LLR以恢复由LDPC编码器420所使用的LDPC码的对应的码字。然后，代表L′比特的比特从每个被恢复的LDPC码字中被提取，以重建数据流442。代表已编码的LSB(l1,l2,…,lNl)的比特也从每个被恢复的LDPC码字中被提取，以重建序列418(也参见图4)。
比特打孔器640操作以从数据流442中丢弃(打掉)对应于奇偶比特流422的比特，从而重建数据流408。
星座解映射器650使用输入流602的延迟的拷贝和数据流442和序列418的拷贝以重建序列416和数据流436(也参见图4)。在一些实施例中，星座解映射器650执行的解映射可以依靠先验信息608中的一些或全部信息。缓冲器620被配置为延迟输入流602，以负责处理由软信息检测器610和LDPC解码器630引入的延迟，使得在每个时隙，通过数据流442和序列418被提供至星座解映射器650的比特来源于输入流602所提供的数字样本。
在示例实施例中，星座解映射器650可以被配置为实现在上面引用的美国专利号10,091,046中所描述的LCM解映射程序。
XOR门632对分别通过序列418和数据流442接收的每对比特应用XOR操作，从而恢复序列417。
级联器660使用被恢复的序列416、417和418以重建序列412。本领域普通技术人员将理解，由级联器660执行的操作与解析器414(图4)执行的操作是相反的。从接口415(图4)和659(图6)的比较中，后面的事实也是明显的。
使用在成形编码器410中使用的相同的成形码，成形解码器670操作以将比特字序列412转换回成数据流406。
MUX 680操作以适当地复用被恢复的数据流406和408，以恢复数据流402。本领域普通技术人员将理解，MUX 608执行的操作与DMUX 404(图4)执行的操作是相反的。
应当注意，由于在(接收器)电路600中的、对已解码的L′和s比特的XOR-ing进行操作来获得L比特，因此来自LDPC保护的L′比特的误差可能传播至L比特。这意味着LDPC奇偶比特(422，图4；由L′比特承载)中的误差将导致在已解码的L比特值中的误差，并且因此导致在已解码的无符号的幅度值中的误差。后面的误差将进一步导致在成形解码器670中的误差。该误差传播行为(其中在LDPC奇偶比特中的误差传播至幅度)是使用电路400和600实现的编码方案的明显的特点。例如，该误差传播在“纯”LCM(没有成形)中或在PAS-LCM方案中不会发生，其中奇偶比特被放置在正负符号比特中，例如，因为在后面的两种方案中，奇偶比特在硬解映射之后被简单丢弃。
在实际被使用中的许多LDPC码对奇偶校验比特提供较少的保护，因为他们的结构通常是这样：奇偶比特的平均程度(average degree)低于信息比特(已编码的)的平均程度。如本文所使用的，术语“比特的程度(degree of a bit)”是指LDPC码对比特进行约束(比特所经受的)的数目。因此，在低码字误差率上，错误接收的码字可能只在奇偶比特中具有误差。在一些传统编码方案中，该错误的码字可能不会导致解码误差，因为错误的奇偶校验比特被简单丢弃。然而，在使用电路400和600实现的编码方案中，该错误的码字可能导致到幅度比特(例如，到L比特)的误差传播。
幸运地是，该误差传播可以在电路600中以相对直接的方式被阻止，例如，通过配置LDPC解码器630来应用附加的后处理步骤，其中已解码的信息比特使用操作的LDPC码被重新编码。然后，奇偶比特以该方式被生成，而非已解码的奇偶比特，然后可以与已解码的信息比特一起由LDPC解码器630输出，以阻止上面指示的误差传播。该后处理步骤是可选的，并且不需要在所有的实施例中使用或应用以生成所有的奇偶比特。该后处理步骤也可以被用于只生成奇偶比特的一部分(例如，具有低于某阈值的程度的奇偶比特)。
在备选实施例中，该后处理步骤可以使用分离的专用电路组件(未在图6中明确示出)来实现。所述专用电路组件可以被插入例如XOR门6321的上游。
图7示出根据另一实施例的可以被用在发送器200(图2)中的数字电路700的框图。电路700是电路400(图4)的修改，在电路400中，FEC编码的附加(外部)层被用于保护序列416，417，418和数据流408，或者其子集。在图7示出的示例中，FEC编码的外部层是使用Reed-Solomon(RS)码来实施的。本领域普通技术人员将理解，FEC编码的外部层的其他实施可以使用其他适合的FEC码。
被并入到电路700中的附加电路(相较于电路400，图4)包括RS编码器720、缓冲器4305和4306、和MUX 740。通过将操作的RS码应用于使用序列416、417、418和数据流408(或其子集)的拷贝形成的比特块，RS编码器720操作以生成奇偶比特流722。然后，使用MUX 740对比特流722和数据流408进行复用，以生成对应的数据流742。数据流742的拷贝而不是数据流408的拷贝(参见图4)被施加到LDPC编码器420。由缓冲器4301-4306施加的时间延迟被适当选择以负责在DMUX 404和星座映射器450之间的不同信号处理路径中的不同处理延迟。
在示例实现中，在RS编码器720中使用的RS码的码速率可以高于在LDPC编码器420中使用的LDPC码的码速率。相同的RS码可以有利地在对应的接收器处被使用以校正解码的序列416、417、418和数据流408中的误差(如果有的话)。这些误差可以是(例如)由在一些音调上的窄带RF干扰引入的非稳态噪声导致的。
图8示出根据备选实施例的可以被用于接收器300(图3)中的数字电路800的框图。更具体地，电路800是电路600(图6)的修改。该修改被导向使得在电路800中实现的解码处理与在电路700(图7)中实现的编码处理相兼容。
被并入电路800中的附加电路(相较于电路600，图6)包括RS解码器830和比特打孔器840。去往RS解码器830的输入使用“准备好”参考数字而被标记，以指示对应的数据序列/流可能在其中具有误差，其误差可以由RS解码器校正。比特打孔器840操作以从被恢复的数据流742中丢弃对应于奇偶比特流722的比特，从而重建数据流408。
在不需要任何过度实验的情况下，本领域普通技术人员将理解如何修改电路800，以使其与电路700的上面指示的备选实施例中的任何一个相兼容。
图9示出了根据又一实施例可以被用于发送器200(图2)中的数字电路900的框图。电路900是电路400(图4)的另一修改，其中被发送的星座符号的一些LSB由成形编码器410保持未成形(例如，不是使用成形编码器410产生)。
被并入到电路900中的附加电路(相较于电路400，图4)包括3路DMUX 902、缓冲器4305、DMUX 904和MUX 940。3路DMUX 902替换DMUX 404(参见图4)，并且被配置为通过解复用输入数据流402来生成数据流406、408和908。LDPC解码器420被修改以基于三个而不是两个输入来生成奇偶校验比特流422，附加的输入是数据流908的拷贝。星座映射器450具有修改的输入接口948，支持基于五个而不是四个输入的输入比特字的生成，附加输入是数据流918(也参见图4)。如图示出的，由输入接口948形成的每个比特字具有如下结构：
(s u1 u2…uNu L′l1 l2…lNl lNl+1 lNl+2…lNl+q) (7)
其中s表示比特字的正负符号比特；u1，u2，…，uNu表示比特字的Nu个MSB(排除正负符号比特)；L′，l1，l2，…，lNl，…，lNl+q表示比特字的(N1+1+q)个LSB；L′表示(N1+1+q)个LSB的最高有效比特；并且q是正整数；并且数字q，Nu和N1是满足公式(8)的正整数：
Nu+Nl+q+2＝m (8)
正负符号比特s是由数据流436的对应的比特所提供的。比特字(u1，u2，…，uNu)是由序列416的对应的比特所提供的。比特L′是由数据流442的对应的比特所提供的。比特字(l1，l2，…lNl)是由序列418的对应的比特所提供的。比特字(lNl+1 lNl+2…lNl+q)是由数据流918的对应的比特所提供的。
DMUX 904被配置为分流奇偶数据流422的一部分910。奇偶数据流422的剩余部分906以MUX 440的方式由DMUX 904信道化成数据流442。MUX 940被配置为通过复用数据流908和910来生成数据流918。
由缓冲器4301-4305施加的时间延迟被适当选择，以负责在DMUX 902和星座映射器450之间的不同信号处理路径中的不同处理延迟。
在本实施例中，操作的星座的每个二进制标签的比特(lNl+1 lNl+2…lNl+q)不是由成形编码器410成形的，但是是由在LDPC编码器420中使用的操作的LDPC码保护的。
在一些实施例中，电路900可以被修改，使得LDPC编码器420被移除，并且奇偶比特流422没有被产生或发送。在这种实施例中，数据流408被用于代替数据流442，并且数据流908被用于代替数据流918(例如，参见图10)。
在一些实施例中，数字N1和q可以被设置为N1＝0和q＝1。在该实施例中，DMUX 904和MUX 940可以被移除。
图10明确地示出根据备选实施例的数字电路900的框图，其中LDPC编码器420是不存在的(如前述段落所示)。该特定实施例的重要特性是，在不影响与PAS编码固有的对称标记(例如，参见500′，图5A)的情况下，对用于成形的幅度比特(例如L)的至少一个的发送的反对称标记(参考图5A-5B说明)的实现。数字电路900的该特定实施例也示范了将奇偶校验比特放置入该反对称幅度比特(例如，L′)可以是可选的，因为FEC奇偶比特不是在其中被生成的。
图11示出根据又一实施例的可以被用于接收器300(图3)的数字电路1100的框图。更具体地，电路1100可以是电子解码器340的一部分。电路1100是电路600(图6)的修改，其中该修改被导向使得在电路1100中被实现的解码处理与在电路900(图9)中实现的编码处理相兼容。
被并入到电路1100中的附加电路(相较于电路600，图6)包括比特打孔器1140。三输入的MUX 1180替换MUX 680(参见图6)。软检测器610被修改以生成被标记为1102的附加的LLR流，所述附加的LLR流承载对应于LSB(lNl+1 lNl+2…lNl+q)的LLR。LDPC解码器630被修改以附加地输出数据流918(也参见图9)。星座解映射器被修改以基于从LDPC解码器630接收的的数据流418、918和442来恢复序列416、417和418。比特打孔器1140操作以从所述数据流918中丢弃对应于比特流910的比特，从而重建数据流908(也参见图9)。MUX 1180操作以适当地复用接收到的数据流406、908和408，以恢复数据流402。本领域普通技术人员将理解，MUX 1180执行的操作与DMUX 902(图9)执行的操作是相反的。
图12示出了根据又一实施例可以被用于接收器300(图3)的数字电路1200的框图。更具体地，电路1200可以是电子解码器340的一部分，并且被配置为执行与在图10中示出的电路900的实施例中实现的编码处理相兼容的解码处理。
电路1200包括星座解映射器1250，星座解映射器1250将输入流602的数字采样映射到操作的星座上，以确定对应的二进制标签。然后，输出接口1248适当地解析被确定的二进制标签，以恢复数据流/序列436、416、408、418和908。XOR门632通过对由数据流436和408提供的每对比特应用XOR操作来恢复序列417。然后，级联器660使用序列416、417和418来重建序列412。成形解码器670操作以将比特字序列412转换回成数据流406。
由缓冲器620施加的时间延迟被适当选择，以负责在星座解映射器1250和MUX1280之间的不同信号处理路径中的不同处理延迟。MUX 1180操作以复用接收到的数据流406、908和408，以恢复数据流402。
图13形象地比较了若干编码方案的某些性能特性。为了取得示出的性能数据，对于所有这些方案，我们使用具有3/4码速率的12000比特长度的LDPC码，即针对每三个信息比特生成一个奇偶校验比特的码。不同方案的仿真的块误差率被示出为SNR与容量的差距的函数，其定义为：
SNR与容量的差距[dB]＝SNR[dB]-10log10(2b_eff-1) (9)
其中b_eff是被发送的有效信息量(即，减去编码和成形的开销)。SNR与容量的差距允许比较发送不同相应的量的有效信息b_eff的不同的方案。
曲线1302图形示出所公开的只有LSB的LCM-PAS方案的仿真的块误差率(针对15000比特的块)，其中每28-QAm符号具有四个编码比特(即，每16-PAM符号具有两个编码比特)。在发送器处，对应的编码可以被(例如)使用电路400(图4)而被执行。
不具有成形并且具有四个编码比特的LCM方案(曲线1306)导致在10-4的块误差率上与容量大约2.77dB的差距，这是用于DSL的通常操作点。通过应用基于具有六个编码比特的LCM-PAS的成形编码(曲线1304)，可以将该差距降低至大约2.1dB(大约0.67dB的增益)。该增益相较于1.53dB的潜在的成形增益是有限的，因为更高数目的编码比特(即，六而不是四)。出于所有实际的目的，无法使用只有四个编码比特的LCM-PAS方案(曲线1308)，因为在之后未被编码的比特没有被充分的保护，导致不可接受的高误块率。相反，利用由曲线1302所代表的只有LSB的LCM-PAS方案，可以使用四个编码比特而仍然能够获得针对未编码比特的充分的保护，导致与容量的～1.58dB的差距，其是～1.19dB的成形增益。
所公开的只有LSB的PAS-LCM技术的可能的优点是，可以将LDPC码只应用于最低的LSB，最低的LSB是需要保护最多的比特(因为他们是最低可靠的)。相反，在可比较的PAS-LCM技术下，对应的编码器也被配置为保护正负符号比特，即使该正负符号比特是最可靠的(并且因此可能不需要保护)。因此，只有LSB的方案可以在信息吞吐量和复杂度方面更加有效，对应的改善由曲线1302的相对位置指示。
注意，一些实施例可以不仅被应用于LCM，而且可以被应用于任何合适的分层编码调制方案。例如，他可以与网格编码调制一起被使用，诸如在传统DSL中使用的调制。
还注意，一些实施例也可以被用于多载波通信，诸如DSL，其中的FEC码字运行在不同音调上，可以有可能使用不同的成形码和/或不同调制顺序。
根据上文公开的示例实施例，例如，在发明内容部分和/或参考图1-13的一些或全部的任何一个或任何组合中，提供一种包括数据发送器(例如，200，图2)的装置，数据发送器包括电模拟前端(例如，240，图2)和数字信号处理器(例如，204，图2)，数字信号处理器被配置为：对输入信号流(例如，202，图2；402，图4、图7、图9、图10)进行冗余编码，以生成星座符号流(例如，452，图4、图7、图9，图10)；以及驱动模拟前端以使得由模拟前端生成的一个或多个经调制的电载波承载星座-符号流的星座符号；并且其中数字信号处理器包括：解复用器(例如，404，图4、图7；902，图9、图10)，被配置为解复用输入数据流以生成第一子流(例如，406，图4、图7、图9、图10)和第二子流(例如，408，图4，7，9，10；908，图9，10)；成形编码器(例如，410，图4、图7、图9、图10)，被配置为通过对第一子流应用成形码，来生成第一已编码数据流(例如，417，图4、图7、图9、图10)和第二已编码数据流(例如，416，图4、图7、图9、图10)；以及，星座映射器(例如，450，图4，7，9，10)，被配置为：使用第二已编码数据流来选择用于星座-符号流的星座-符号幅度；并且使用第一已编码数据流和第二子流来选择被应用于星座-符号幅度的至少一些符号(例如，s，图4、图7、图9、图10)。
在以上装置的一些实施例中，数字信号处理器进一步包括：具有第一输入和第二输入以及输出的逻辑门(例如，432，图4、图7、图9、图10)，第一输入被连接以接收第一已编码数据流，第二输入被连接以接收对应于第二子流的数据流(例如，408，图10；442，图4、图7、图9)，输出被连接至星座映射器；并且其中星座映射器被配置为使用从输出接收的比特值(例如，436，图4、图7、图9、图10)来选择被应用于星座-符号幅度的符号。
在任何以上装置的一些实施例中，逻辑门包括XOR门(例如，432，图4、图7、图9、图10)。
在任何以上装置的一些实施例中，该装置进一步包括FEC编码器(例如，420，图4，7，9)，被配置为通过对第二子流应用FEC码来生成第三已编码数据流(例如，422，图4、图7、图9)；并且其中星座映射器被进一步配置为使用第三已编码数据流(例如，通过442的方式，图4、图7、图9；和/或918，图9)来选择用于星座-符号流的星座-符号幅度。
在任何以上装置的一些实施例中，FEC编码器(例如，420，图4、图7、图9)被配置为使用低密度奇偶校验(LDPC)码。
在任何以上装置的一些实施例中，成形编码器被进一步配置为通过对第一子流应用形成码来生成第四已编码数据流(例如，418，图4、图7、图9)；并且其中FEC编码器被进一步配置为通过对第四已编码数据流也应用FEC码来生成第三已编码数据流。
在任何以上装置的一些实施例中，解复用器被进一步配置为解复用输入数据流以生成第三子流(例如，408或908，图9)；并且其中FEC编码器被进一步配置为通过对第三子流也应用FEC码来生成第三已编码数据流。
在任何以上装置的一些实施例中，星座映射器被进一步配置为使用第三已编码数据流(例如，通过442的方式，图4、图7、图9)来选择被应用于星座-符号幅度的至少一些符号。
在任何以上装置的一些实施例中，装置进一步包括FEC编码器(例如，420，图4、图7、图9)，FEC编码器被配置为通过对第二子流应用FEC码来生成第三已编码数据流(例如，422，图4、图7、图9)；并且其中星座映射器被进一步配置为使用第三已编码数据流(例如，通过442的方式，图4，7，9)来选择被应用于星座-符号幅度的符号中的至少一些符号。
在任何以上装置的一些实施例中，星座映射器被配置为使用比特字(例如，(u1u2…uNu L′)，公式(7))来选择星座-符号幅度，比特字具有由第二已编码数据流供应的固定数目(例如，Nu，图10)的比特和由第二子流供应的单个比特(例如，L′，图10)。
在任何以上装置的一些实施例中，星座映射器被配置为使用二进制标签的集合来执行星座映射，在二进制标签的集合中，不同的二进制标签对应于不同的相应的星座符号(例如，500，图5A)，每个二进制标签(例如，(s L′l1)，公式(5))包括相应的符号部分(例如，s，公式(5))和相应的幅度部分(例如，(L′l1)，公式(5))；并且其中幅度部分使得：针对关于星座原点对称的任何星座符号对，幅度部分的特定比特的相应值包括二进制零和二进制一(例如，L′，图5A)。
在任何以上装置的一些实施例中，数字信号处理器进一步包括载波映射器(例如，210，图2)，载波映射器被配置为通过分割星座-符号流来生成多个星座-符号子流(例如，212，图2)；并且其中数字信号处理器被配置为驱动模拟前端以使得由模拟前端产生的多个经调制的电载波承载多个所述星座-符号子流。
在任何以上装置的一些实施例中，装置进一步包括调制解调器(例如，150，图1)，调制解调器包括数据发送器。
在任何以上装置的一些实施例中，装置进一步包括服务分发单元(例如，110，图1)，服务分发单元包括数据发送器。
根据以上公开的另一示例实施例，例如，在发明内容部分和/或参考图1-13的一些或全部的任何一个或组合，提供一种装置，包括数据接收器(例如，300，图3)，数据接收器包括电模拟前端(例如，310，图3)和数字信号处理器(例如，324，图3)，数字信号处理器被配置为处理表示电模拟前端输出的接收电信号的一个或多个经调制的载波，并且与星座的所发送的星座符号的流的值的流(例如，602，图6)相对应，数字信号处理器被配置为对值的流进行冗余解码，以恢复在被发送的星座符号的流中被冗余编码并通过一个或多个经调制的电载波承载的源数据流(例如，402，图6)；并且其中数字信号处理器包括：星座解映射器(例如，650，图6；1250，图12)，被配置为通过将值流的每个映射至星座上来生成第一数据流(例如，436，图6，12)和第二数据流(例如，416，图6，12)，第一数据流承载通过映射确定的星座符号的二进制标签的正负符号比特，第二流承载通过映射确定的星座符号的二进制标签的幅度比特；以及，成形解码器(例如，670，图6)，被配置为通过解码使用第一数据流和第二数据流产生的比特字(例如，(u1 u2…uNu L l1 l2…lNl)，公式(1)；659，图6)的流(例如，412，图6)，来恢复源数据流的第一子流(例如，406，图6)，解码是使用成形码而被执行的。
在任何以上装置的一些实施例中，数字信号处理器进一步包括具有第一输入和第二输入以及输出的逻辑门(例如，632，图6)，第一输入被连接以接收第一数据流，第二输入被连接以接收第三数据流(例如，442，图6；408，图12)，第三数据流基于值流而被生成的；并且其中比特字的流包括在逻辑门的输出处生成的比特值(例如，417，图6)。
在任何以上装置的一些实施例中，装置进一步包括FEC解码器(例如，610/630，图6)，FEC解码器被配置为通过应用FEC码以解码值流来恢复第二子流(例如，408，图6)；并且其中星座解映射器被进一步配置为使用FEC解码器的输出(例如，442，418，图6)来执行映射。
在任何以上装置的一些实施例中，FEC解码器(例如，630，图6)被配置为使用低密度奇偶校验(LDPC)码。
在任何以上装置的一些实施例中，FEC解码器被配置为：丢弃通过解码值流恢复的奇偶比特；通过对通过解码值流恢复的信息比特再编码来重新生成奇偶比特；并且将重新生成的奇偶比特导向星座解映射器。
在任何以上装置的一些实施例中，数字信号处理器进一步包括具有第一输入和第二输入以及输出的逻辑门(例如，632，图6)，第一输入被连接以接收第一数据流，第二输入被连接以接收第三数据流(例如，442，图6)，第三数据流由FEC解码器通过解码值流来产生；并且其中比特字的流包括在逻辑门的输出处产生的比特值(例如，417，图6)。
在任何以上装置的一些实施例中，装置进一步包括调制解调器(例如，150，图1)，调制解调器包括数据接收器。
在任何以上装置的一些实施例中，装置进一步包括服务分发单元(例如，110，图1)，服务分发单元包括数据接收器。
虽然本公开包括对图示实施例的参考，但是本说明书不旨在以限制意义来解释。对于本领域技术人员显而易见的被描述的实施例的各种修改以及在本公开的范围内的其他实施例，被认为是在本公开的原则和范围内，例如，如在以下权利要求中表达的。
一些实施例可以被实现为基于电路的处理，包括在单个集成电路上可能的实现。
一些实施例可以以方法和用于实践这些方法的装置的形式来体现。一些实施例也可以以被记录在有形介质中的程序代码的形式体现，诸如磁性记录介质、光学记录介质、固态存储器、软盘、CD-ROM、硬件驱动或任何其他非瞬态机器可读存储介质，其中当程序代码被加载并且由诸如计算机的机器执行时，机器变成用于实现所申请专利的(多个)发明的装置。一些实施例也可以被体现为程序代码的形式，例如，被存储在非瞬态机器可读存储介质中，包括被加载和/或由机器执行，其中，当程序代码被加载和由诸如计算机或处理器的机器执行时，机器变成用于实现所申请专利的(多个)发明的装置。当在通用处理器上被实现时，程序代码片段与处理器相结合，以提供与特定逻辑电路类似地运作的独特设备。
除非另有明确说明，否则每个数字值和范围应被解释为近似，如同字“大约”或“近似地”在该值或范围之前。
将进一步理解，在部分的细节、材料和安排上的各种改变已被描述并显示，以说明本公开的性质可以由本领域技术人员在不脱离本公开的范围的情况下做出，例如，如在以下权利要求中表述的。
在权利要求中的图的数字和/或图的附图标记的使用旨在标识所要求保护的主题的一个或多个可能的实施例，以促进权利要求的解读。这种使用不应被解释为必然将那些权利要求的范围限制于对应附图中示出的实施例。
尽管在接下来的方法权利要求中的要素(如果有的话)以具有对应的标记的特定顺序列举，除非权利要求中另外暗示用于实现这些要素中的一些或全部的特定序列，否则那些要素不必然旨在被限制于以该特定顺序被实现。
本文对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特点可以被包括在本公开的至少一个实施例中。在说明书中多处出现的短语“在一个实施例”，并不必然都指代相同实施例，也不必然是与其他实施例互斥的单独的或备选的实施例。这同样应用于术语“实施方式”。
除非本文另有明确，否则序数形容词“第一”、“第二”、“第三”等指代多个相似对象的对象的使用仅指示该相似对象的不同实例被引用，并且并非旨在暗示如此被引用的相似对象必须在时间上、空间上、排序中或以任何其他方式处于对应的顺序或序列中。
同样为了本说明书的目的，术语“耦接”、“耦合”、“被耦接”、“连接”、“连接”或“被连接”指本领域已知的任何方式或之后开发的方式，其中能量被允许在两个或多个元件之间传递，并且一个或多个附加元件的插入是可预期的，尽管并非必需。相反，术语“直接耦接于”、“直接连接于”等暗示不存在附加元件。
如本文中关于元件和标准所使用的，术语兼容意味着元件与其他元件以全部或部分由标准规定的方式通信，并且将被其它元件识别为足以能够以由标准规定的方式与其他元件通信。兼容的元件不需要以标准规定的方式在内部运作。
在本申请中的权利要求覆盖的实施例限于(1)由本说明书支持的实施例，以及(2)对应于法定主题的实施例。即使非支持的实施例和对应于非法定主题的实施例落入权利要求的范围，也明确放弃要求。
描述的实施例在所有方面都应被视为仅是说明性的而非限制性的。特别地，本公开的范围由后附的权利要求而非本文的描述和图示指示。在权利要求的等同含义和范围内的所有改变均包含在其范围内。
本领域普通技术人员将容易了解，各种以上描述的方法的步骤可以由被编程的计算机来执行。在本文中，一些实施例旨在覆盖程序存储设备，例如，数字信号存储介质，程序存储设备是机器可读或计算机可读的，并且对机器可执行的或计算机可执行的指令程序编码，其中所述指令执行本文描述的方法的一些或全部步骤。程序存储设备可以是，例如，数字存储器、诸如磁盘或磁带的磁性存储介质、硬件驱动、或光学可读数字数据存储介质。实施例也旨在覆盖可被编程以执行本文描述的方法的所述步骤的计算机。
描述和附图仅示意本公开的原则。因此，应当理解，尽管未在本文中明确描述或示出，本领域普通技术人员将能够设计体现本公开的原则并且被包括在其精神和范围内的各种布置。此外，本文引用的所有示例主要旨在清楚地仅用于教学目的，以帮助读者理解本公开的原则和由(多个)发明人对推进领域而贡献的概念，并且应被解释为没有对这些具体引用的示例和条件的限制。此外，引用原则、方面和本公开的实施例的本文的所有说明，及其具体实施例，旨在包括其等同。
图示中示出的各种元件的功能，包括被标记为“处理器”和/或“控制器”的任何功能块，可以通过专用硬件以及能够执行与适当的软件相关联的软件的硬件的使用来提供。当由处理器提供时，功能可以由单个专用处理器、由单个被共享的处理器、或者由其中的一些可以被共享的多个单独的处理器来提供。此外，术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应被解释为专指能够执行软件的硬件，并且可以隐含地包括但不限于数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、用于存储软件的只读存储器(ROM)。随机存取存储器(RAM)和非易失性存储器。传统的和/或定制的其他硬件也可以被包括。类似地，在图示中示出的任何开关仅为概念上的。其功能可以通过程序逻辑、通过专用逻辑、通过程序控制和专用逻辑的交互、或者甚至手动地来执行，可以由实施者选择的特定技术可以从上下文中更加具体的理解。
如在本申请中使用的术语“电路”可以指代以下的一个或多个或者全部：(a)仅硬件电路实现(例如，模拟电路和/或数字电路中的实现)；(b)硬件电路和软件的组合，诸如(可适用的)：(i)具有软件/固件的(多个)模拟和/或数字硬件电路的组合，以及(ii)具有软件(包括一起工作以使得诸如移动电话或服务器的装置执行各种功能的(多个)数字信号处理器、软件和(多个)存储器)的(多个)硬件处理器的任何部分；以及(c)(多个)硬件电路和/或(多个)处理器，诸如(多个)微处理器或(多个)微处理器的一部分，需要用于操作软件(例如，固件)，但是当软件不需要被用于操作时其可能不会出现。电路的定义应用于在本申请中该术语的所有使用，包括在任何权利要求中。作为进一步的示例，如在本申请中使用的，术语电路也覆盖只有硬件电路或处理器(或多个处理器)或硬件电路或处理器的一部分及其(或他们的)附加软件和/或固件的实施方式。术语电路也覆盖，例如并且若可应用于特定的权利要求要素，用于移动设备的基带集成电路或处理器集成电路，或者在服务器中的类似的集成电路、蜂窝网络设备、或其他计算或网络设备。
本领域普通技术人员应当了解，本文的任何框图代表体现本公开的原则的示意电路的概念视图。类似地，将了解，任何流程表、流程图、状态转换图、伪码等代表各种处理，这些处理可以在实质上表现在计算机可读介质中，并由计算机或处理器如此执行，不论该计算机或处理器是否明确被示出。

Claims (23)

1.一种用于通信的装置，包括数据发送器，所述数据发送器包括电模拟前端和数字信号处理器，所述数字信号处理器被配置为：
对输入数据流进行冗余编码以生成星座-符号流；以及
驱动所述模拟前端以使得由所述模拟前端生成的一个或多个经调制的电载波承载所述星座-符号流的星座符号；以及
其中所述数字信号处理器包括：
解复用器，被配置为对所述输入数据流解复用以生成第一子流和第二子流；
成形编码器，被配置为通过对所述第一子流应用成形码来生成第一已编码数据流和第二已编码数据流；以及
星座映射器，被配置为：
使用所述第二已编码数据流来选择用于所述星座-符号流的星座-符号幅度；以及
使用所述第一已编码数据流和所述第二子流来选择被应用于所述星座-符号幅度的至少一些正负符号。
2.根据权利要求1所述的装置，
其中所述数字信号处理器进一步包括具有第一输入和第二输入以及输出的逻辑门，所述第一输入被连接以接收所述第一已编码数据流，所述第二输入被连接以接收与所述第二子流相对应的数据流，所述输出被连接到所述星座映射器；并且
其中所述星座映射器被配置为使用从所述输出接收的比特值，以选择被应用于所述星座-符号幅度的至少一些正负符号。
3.根据权利要求2所述的装置，其中所述逻辑门包括XOR门。
4.根据权利要求1所述的装置，进一步包括FEC编码器，所述FEC编码器被配置为通过对所述第二子流应用FEC码来生成第三已编码数据流；并且
其中所述星座映射器被进一步配置为使用所述第三已编码数据流来选择用于所述星座-符号流的所述星座-符号幅度。
5.根据权利要求4所述的装置，其中所述FEC编码器被配置为使用低密度奇偶校验码。
6.根据权利要求4所述的装置，
其中所述成形编码器被进一步配置为通过对所述第一子流应用所述成形码来生成第四已编码数据流；并且
其中所述FEC编码器被进一步配置为通过对所述第四已编码数据流也应用所述FEC来生成所述第三已编码数据流。
7.根据权利要求4所述的装置，
其中所述解复用器被进一步配置为对所述输入数据流解复用以生成第三子流；并且
其中所述FEC编码器被进一步配置为通过对所述第三子流也应用所述FEC码来生成所述第三已编码数据流。
8.根据权利要求4所述的装置，其中所述星座映射器被进一步配置为使用所述第三已编码数据流来选择被应用于所述星座-符号幅度的所述正负符号中的至少一些正负符号。
9.根据权利要求1所述的装置，进一步包括FEC编码器，所述FEC编码器被配置为通过对所述第二子流应用FEC码来生成第三已编码数据流；并且
其中所述星座映射器被进一步配置为使用所述第三已编码数据流来选择被应用于所述星座-符号幅度的所述正负符号的至少一些正负符号。
10.根据权利要求1所述的装置，其中所述星座映射器被配置为：使用由所述第二已编码数据流供应的、具有固定比特数目的比特字和由所述第二子流供应的单个比特来选择星座-符号幅度。
11.根据权利要求1所述的装置，
其中所述星座映射器被配置为使用二进制标签的集合来执行星座映射，在所述二进制标签的集合中，不同的二进制标签对应于不同的相应的星座符号，每个二进制标签包括相应的正负符号部分和相应的幅度部分；并且
其中所述幅度部分使得针对关于星座原点对称的任何星座符号对，所述幅度部分的特定比特的相应值包括二进制零和二进制一。
12.根据权利要求1所述的装置，
其中所述数字信号处理器进一步包括载波映射器，所述载波映射器被配置为通过分割所述星座-符号流来生成多个星座-符号子流；并且
其中所述数字信号处理器被配置为驱动所述模拟前端，以使得由所述模拟前端所生成的多个所述经调制的电载波来承载所述多个所述星座-符号子流。
13.根据权利要求1所述的装置，进一步包括调制解调器，所述调制解调器包括所述数据发送器。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的装置，进一步包括服务分发单元，所述服务分发单元包括所述数据发送器。
15.一种用于通信的装置，包括数据接收器，所述数据接收器包括电模拟前端和数字信号处理器，所述数字信号处理器被配置为处理值流，所述值流表示由所述电模拟前端输出的所接收电信号的一个或多个经调制的载波，并且与星座的所发送的星座符号的流相对应，所述数字信号处理器被配置为对所述值流进行冗余解码，以恢复在所发送的星座符号的所述流中被冗余编码的、并且由所述一个或多个经调制的电载波承载的源数据流；以及
其中所述数字信号处理器包括：
星座解映射器，被配置为通过将所述值流中的每个值流映射到所述星座上来生成第一数据流和第二数据流，所述第一数据流承载通过所述映射被确定的星座符号的二进制标签的正负符号比特，所述第二流承载通过所述映射被确定的所述星座符号的所述二进制标签的幅度比特；以及
成形解码器，被配置为通过对使用所述第一数据流和所述第二数据流生成的比特字流进行解码来恢复所述源数据流的第一子流，所述解码是使用成形码而被执行的。
16.根据权利要求15所述的装置，
其中所述数字信号处理器进一步包括具有第一输入和第二输入以及输出的逻辑门，所述第一输入被连接以接收所述第一数据流，所述第二输入被连接以接收第三数据流，所述第三数据流是基于所述值流而被生成的；并且
其中所述比特字流包括在所述逻辑门的所述输出处生成的比特值。
17.根据权利要求16所述的装置，其中所述逻辑门包括XOR门。
18.根据权利要求15所述的装置，进一步包括FEC解码器，所述FEC解码器被配置为通过应用FEC码以解码所述值流来恢复所述源数据流的第二子流；并且
其中所述星座解映射器被进一步配置为使用所述FEC解码器的输出来执行所述映射。
19.根据权利要求18所述的装置，其中所述FEC解码器被配置为使用低密度奇偶校验码。
20.根据权利要求18所述的装置，其中所述FEC解码器被配置为：
丢弃通过解码所述值流而恢复的奇偶比特；
通过对通过解码所述值流而恢复的信息比特进行重新编码来重新生成所述奇偶比特；以及
将重新生成的所述奇偶比特导向所述星座解映射器。
21.根据权利要求18所述的装置，
其中所述数字信号处理器进一步包括具有第一输入和第二输入以及输出的逻辑门，所述第一输入被连接以接收所述第一数据流，所述第二输入被连接以接收第三数据流，所述第三数据流是由所述FEC解码器通过解码所述值流而被生成的；以及
其中所述比特字流包括在所述逻辑门的所述输出处生成的比特值。
22.根据权利要求15所述的装置，进一步包括调制解调器，所述调制解调器包括所述数据接收器。
23.根据权利要求15至22中任一项所述的装置，进一步包括服务分发单元，所述服务分发单元包括所述数据接收器。
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