[发明专利]分布整形方法和分布解整形方法、分布整形编码器和分布整形解码器以及传输系统

说明书

在分布整形方法中，同时进行信息压缩和分布整形。针对预先决定的长度的输入比特序列，一对一对应地分配预先决定的长度的符号序列。此时，比特序列的熵越小，则分配平均功率越小的符号序列。

技术领域

本发明涉及分布整形方法和分布解整形方法、执行分布整形的编码器和执行分布解整形的解码器以及具有包含所述编码器的发送装置、包含所述解码器的接收装置和传输路径的传输系统。

背景技术

在传输系统中，研究了通过对信息源的概率分布进行整形而使通信容量逐渐接近香农容量的方法。这种方法被称作概率整形(Probabilistic Shaping)。

在概率整形的方法中，在发送侧进行被称作分布匹配(Distribution Matching)的处理，在接收侧进行被称作分布解匹配(Distribution Dematching)的处理。

在专利文献1中记载有如下方法：在将概率整形的方法与纠错进行组合时，在发送侧，在比纠错编码靠上游进行分布匹配，在接收侧，在比纠错解码靠下游进行分布解匹配。

另外，在概率整形的方法中，根据使信息源的概率分布与某个目标分布匹配这样的意思，使用“分布匹配”和“分布解匹配”这样的用语。但是，在概率整形的方法中，即使是不存在明确的目标分布的情况，只要作为结果得到的概率分布适合于通信即可。

这种情况下，可认为“分布整形(Distribution Shaping)”和“分布解整形(Distribution Deshaping)”这样的用语更加适当。

因此，在本说明书中，此后使用“分布整形”和“分布解整形”这样的用语。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：G.Bocherer等、“Bandwidth Efficient and Rate-Matched Low-Density Parity-Check Coded Modulation”、IEEE Transactions on Communications、vol.63、no.12、pp.4651-4665、December 2015.

发明内容

发明要解决的课题

在光纤传输中，主要使用开关键控。因此，通常为了避免由于光信号中的“0”的数量和“1”的数量不均匀而引起的性能劣化、时钟不能再现等，通过比特加扰使“0”和“1”的出现概率均匀化。

但是，实际业务中的信息源通常在“0”和“1”的出现频度中存在偏差。例如，在MAC帧处于空闲状态的情况下，“0”占据优势。此外，在转送Alarm Indication Signal的情况下，“1”占据优势。

因此，实际业务中的信息源视为统计性质随时间变化的不均匀的信息源是妥当的。针对这种信息源，通过比特加扰强制地使“0”和“1”的出现频度均匀化，从信息理论的观点来看，会使熵不必要地增加。

本发明用于解决上述这种课题，其目的在于，提供能够应用于不均匀地随时间变化的信息源且能够抑制不必要的熵的增加的分布整形方法和分布解整形方法。

此外，本发明的目的还在于，提供执行上述分布整形的编码器和执行上述分布解整形的解码器。

进而，本发明的目的还在于，提供具有包含上述编码器的发送装置、包含上述解码器的接收装置和传输路径的传输系统。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的分布整形方法包含以下步骤：对预先决定的长度的比特序列分配预先决定的长度的符号序列，并且比特序列中包含的第1值的比特数越多，则从能使用的符号序列中分配平均功率越小的符号序列。