适用于BICM-ID系统的星座成形方法

李琪; 周林; 张博; 白宝明

doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2015117

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

适用于BICM-ID系统的星座成形方法

学术论文 | 更新时间：2024-06-05

- 适用于BICM-ID系统的星座成形方法
- Simple constellation shaping for BICM-ID
- 通信学报 2015年36卷第6期页码：149-156
- 作者机构：
  
  1. 西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验，陕西西安 710071
  2. 华侨大学信息科学与工程学院，福建厦门 361021
  3. 96401部队，陕西宝鸡 721000
  4. 通信网信息传输与分发技术重点实验室，河北石家庄 050002
- 作者简介：
  
  [ "李琪（1982-），男，湖北孝感人，西安电子科技大学博士生，主要研究方向为编码调制技术、无线通信。" ]
  [ "周林（1982-），男，河南南阳人，华侨大学讲师、硕士生导师，主要研究方向为编码调制技术、无线通信等。" ]
  [ "张博（1982-），男，陕西西安人，西安电子科技大学博士生，主要研究方向为干扰信道容量及传输策略。" ]
  [ "白宝明（1966-），男，山西大同人，西安电子科技大学教授、博士生导师，主要研究方向为信息与编码理论、编码调制技术、无线通信和量子通信。" ]
- 基金信息：
  
  国家重点基础研究发展计划（“973”计划）基金资助项目(2012CB316100);国家自然科学基金资助项目(61372074);国家自然科学基金资助项目(61302095);通信网信息传输与分发技术重点实验室开放课题基金资助项目(ITD-U12006)
- DOI：10.11959/j.issn.1000-436x.2015117
  中图分类号： TP391
- 网络出版日期：2015-06，
  
  纸质出版日期：2015-06-25
- 稿件说明：
移动端阅览
李琪, 周林, 张博, 等. 适用于BICM-ID系统的星座成形方法[J]. 通信学报, 2015,36(6):149-156.

Qi LI, Lin ZHOU, Bo ZHANG, et al. Simple constellation shaping for BICM-ID[J]. Journal on communications, 2015, 36(6): 149-156.
李琪, 周林, 张博, 等. 适用于BICM-ID系统的星座成形方法[J]. 通信学报, 2015,36(6):149-156. DOI： 10.11959/j.issn.1000-436x.2015117.

Qi LI, Lin ZHOU, Bo ZHANG, et al. Simple constellation shaping for BICM-ID[J]. Journal on communications, 2015, 36(6): 149-156. DOI： 10.11959/j.issn.1000-436x.2015117.

摘要

结合几何成形与概率成形的思想，提出了一种适用于比特交织编码调制系统的星座成形映射方法。该方法基于实用信号星座，通过不使用部分能量较大的信号点并利用多对一的映射关系，使发送信号逼近最佳输入概率分布。利用解调器和译码器之间的迭代译码，该方法可方便地获得成形增益。基于容量和外信息转移图分析，给出了信号星座和信号到符号映射的优化方法。理论分析和仿真结果表明，在高斯白噪声信道和独立Rayleigh衰落信道下，该映射方法利用大信号星座在采用迭代译码的比特交织编码调制系统中均能取得优于传统 Gray 映射的误码性能，且随着调制阶数的增大可进一步提高成形增益。

Abstract

A novel method of constellation mapping is presented for bit-interleaved coded modulation (BICM) by combining geometry shaping with probabilistic shaping.The transmitted signal points of a practical signal constellation approach the optimal input distribution by exploiting a many-to-one mapping with some signal points unused.With this method

shaping gain can be achieved conveniently with the help of iterative decoding between demodulation and decoder.The optimizations of signal constellation and the mapping from symbols to signal points are performed by the analysis of capacity and the extrinsic information transfer chart.Simulation results show that the proposed constellation mapping outperforms the traditional Gray mapping for BICM with iterative decoding in both AWGN and Rayleigh channels.And the shaping gain achieved can be improved with the increase of the constellation size.

关键词

Keywords

references

CAIRE G , TARICCO G , BIGLIERI E . Bit-interleaved coded modulation [J ] . IEEE Trans on Information Theory , 1998 , 44 ( 3 ): 927 - 946 .

LI X , RITCEY J A . Trellis-coded modulation with bit interleaving and iterative decoding [J ] . IEEE Journal on Selected Areas in Communications , 1999 , 17 ( 4 ): 715 - 724 .

CHINDAPOL A , RITCEY J A . Design,analysis,and performance evaluation for BICM-ID with square QAM constellations in Rayleigh fading channels [J ] . IEEE Journal on Selected Areas in Communications , 2001 , 19 ( 5 ): 944 - 957 .

TAN J , STUBER G L . Analysis and design of symbol mappers for iteratively decoded BICM [J ] . IEEE Trans on Wireless Communications , 2005 , 4 ( 2 ): 662 - 672 .

SCHRECKENBACH F , GORTZ N , HAGENAUER J , et al . Optimizationof symbol mappings for bit-interleaved coded modulation with iterative decoding [J ] . IEEE Communications Letters , 2003 , 7 ( 12 ): 593 - 595 .

XIE Q , YANG Z , SONG J , et al . EXIT-chart-matching-aided near-capacity coded modulation design and a BICM-ID design example for both Gaussian and Rayleigh channels [J ] . IEEE Trans on Vehicular Technology , 2013 , 62 ( 3 ): 1216 - 1227 .

LE GOFF S Y . Signal constellations for bit-interleaved coded modulation [J ] . Information Theory,IEEE Trans , 2003 , 49 ( 1 ): 307 - 313 .

CRONIE H S . Signal shaping for bit-Interleaved coded modulation on the AWGN channel [J ] . IEEE Trans on Communications , 2010 , 58 ( 12 ): 3428 - 3435 .

MA X , LI P . Coded modulation using superimposed binary codes [J ] . IEEE Trans on Information Theory , 2004 , 50 ( 12 ): 3331 - 3343 .

LE GOFF S Y , BOON K K , TSIMENIDIS C C , et al . Constellation shaping for bandwidth-efficient turbo-coded modulation with iterative receiver [J ] . IEEE Trans on Wireless Communications , 2007 , 6 ( 6 ): 2223 - 2233 .

VALENTI M C , XIANG X . Constellation shaping for bit-interleaved LDPC coded APSK [J ] . IEEE Trans on Communications , 2012 , 60 ( 10 ): 2960 - 2970 .

YANG F , YAN K , XIE Q , et al . Non-equiprobable APSK constellation labeling design for BICM systems [J ] . IEEE Communications Letters , 2013 , 17 ( 6 ): 1276 - 1279 .

BOCHERER G . Probabilistic signal shaping for bit-Interleaved coded modulation [EB/OL ] .arXiv:1401.6190.2014. http://arxiv.org/abs/1401.6190 http://arxiv.org/abs/1401.6190 .

AGRELL E , ALVARADO A . Achieving the Shannon limit with probabilistically shaped BICM [A ] . Proc of IEEE International Symposium on Information Theory [C ] . Cambridge MA,IEEE , 2012 . 2421 - 2425 .

AGRELL E , ALVARADO A . Signal shaping for BICM at low SNR [J ] . Information Theory,IEEE Transactions , 2013 , 59 ( 4 ): 2396 - 2410 .

GALLAGER R G . Information Theory and Reliable Communication [M ] . New York : WileyPress , 1968 .

TEN BRINK S . Convergence behavior of iteratively decoded parallel concatenated codes [J ] . IEEE Transactions on Communications , 2001 , 49 ( 10 ): 1727 - 1737 .

浏览量

1345

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

基于多符号分组的CPM软输出非相干检测算法

基于修正路径量度的Turbo码SOVA译码算法研究

基于Turbo原理的迭代UWB信道估计方法

利用双重扩展RS码及循环MDS码构造实用化的LDPC码

新颖的低延迟并行Turbo译码方案