对数似然比获取方法、装置、设备及存储介质与流程

1.本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种对数似然比获取方法、装置、设备及存储介质。


背景技术：

2.随着大数据、高清视频、虚拟现实等技术的发展以及新一代移动通信网络(如5g)承载等需求的日益迫切，通信传输系统需要更高的传输容量。近年研究火热的概率整形(probabilistic shaping，ps)通信系统就是通过改变信源的概率分布使其接近高斯分布来提升系统传输性能。概率整形通信系统接收端的软解码往往需要用到对数似然比。例如，前向纠错(fec，forward error correction)是一种增加数据通讯可信度的技术，对于软判决前向纠错(sd-fec，soft decision forward error correction)方案。sd-fec需要先知道接收比特的软信息，通常用对数似然比(llr，log-likelihood ratio)来表示它。
3.相关技术中，对数似然比的标准计算公式非常复杂，不利于硬件实现。虽有简化的对数似然比计算方法，但是在概率整形通信系统中使用简化的对数似然比计算方法并不准确，会使系统传输性能下降。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供了射频供电调整方法、装置、设备及存储介质，能够在简化对数似然比计算方法的同时，有效提升概率整形通信系统的传输性能。
5.第一方面，本技术提供对数似然比获取方法，包括：
6.获取所接收的信息符号；
7.获取概率整形的整形因子；
8.获取所求比特对应的分界坐标信息；
9.根据所述信息符号、所述整形因子和所求比特的分界坐标信息，计算得到所求比特的对数似然比。
10.第二方面，本技术还提供对数似然比获取装置，包括：
11.信息符号获取模块，用于获取所接收的信息符号；
12.整形因子获取模块，用于获取概率整形的整形因子；
13.分界坐标信息获取模块，用于获取所求比特的分界坐标信息；
14.计算模块，用于根据所述信息符号、所述整形因子和所求比特的分界坐标信息，计算得到所求比特的对数似然比。
15.第三方面，本技术还提供电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现：
16.如第一方面所述的对数似然比获取方法。
17.第四方面，本技术还提供计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于：
18.执行第一方面所述的对数似然比获取方法。
19.本技术实施例包括：获取所接收的信息符号；获取概率整形的整形因子；获取所求比特对应的分界坐标信息；根据所述信息符号、所述整形因子和所求比特的分界坐标信息，计算得到所求比特的对数似然比。本技术实施例通过在对数似然比计算过程中引入概率整形的整形因子，实现在简化对数似然比计算方法的同时，有效提高概率整形通信系统中对数似然比计算的准确性，从而有效提升概率整形通信系统的传输性能。
20.本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
21.图1是本技术一种实施例对数似然比获取方法的流程示意图；
22.图2是本技术一种实施例ps-16qam的比特和符号映射关系星座图；
23.图3是本技术另一种实施例对数似然比获取方法的流程示意图；
24.图4是本技术另一种实施例对数似然比获取方法的流程示意图；
25.图5是本技术另一种实施例对数似然比获取方法的流程示意图；
26.图6是本技术另一种实施例ps-64qam的比特和符号映射关系星座图；
27.图7是本技术一种实施例ps-64qam的信息熵h和整形因子λ的关系曲线图；
28.图8是本技术另一种实施例对数似然比获取方法的流程示意图；
29.图9是本技术另一种实施例对数似然比获取方法的流程示意图；
30.图10是本技术另一种实施例对数似然比获取方法的流程示意图；
31.图11是本技术另一种实施例对数似然比获取方法的流程示意图；
32.图12是本技术另一种实施例对数似然比获取方法的流程示意图；
33.图13是本技术另一种实施例对数似然比获取方法的流程示意图；
34.图14是本技术一种实施例仿真结果对比图；
35.图15是本技术另一种实施例仿真结果对比图；
36.图16是本技术另一种实施例对数似然比获取装置的结构示意图。
具体实施方式
37.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
38.需要说明的是，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
39.随着大数据、高清视频、虚拟现实的发展以及新一代移动通信网络(如5g)承载等需求的日益迫切，通信传输系统需要更高的传输容量。近年研究火热的概率整形
(probabilistic shaping，ps)通信系统就是通过改变信源的概率分布使其接近高斯分布来提升系统传输性能。概率整形通信系统接收端的软解码往往需要用到对数似然比。例如，前向纠错(fec，forward error correction)是一种增加数据通讯可信度的技术，对于软判决前向纠错(sd-fec，soft decision forward error correction)方案。sd-fec需要先知道接收比特的软信息，通常用对数似然比(llr，log-likelihood ratio)来表示它。
40.举例来说，在应用了ofdm和qam技术的无线通信系统中。正交频分复用技术(ofdm，orthogonal frequency division multiplexing)技术是使用大量密集排列的正交子载波的数字多载波调制方案，每个子载波通过使用常规的调制技术而被分别地进行调整，调制技术包括正交幅度调制技术(qam，quadrature amplitude modulation)，qam是一种在两个正交载波上进行幅度调制的调制方式。接收端需要进行qam解调，qam解调的目的就是计算比特的软信息，而对数似然比llr(log-likelihood ratio)常用于表达信息符号中每个比特的软信息。
41.相关技术中，对数似然比的标准计算公式非常复杂，不利于硬件实现。虽有简化的对数似然比计算方法，但是在概率整形通信系统中使用简化的对数似然比计算方法并不准确，会使系统传输性能下降。
42.基于此，本技术针对概率整形通信系统提出了一种简化的对数似然比计算方法。相比于相关技术中的简化对数似然比计算方法，该方案更适用于概率整形通信系统，实现在简化对数似然比计算方法的同时，有效提高概率整形通信系统中对数似然比计算的准确性，从而有效提升概率整形通信系统的传输性能。
43.第一方面，本技术实施例提供对数似然比获取方法。需要说明的是，本技术实施例提供的对数似然比获取方法，可以应用于光传输系统(如长距相干光传输系统)的接收端或收发一体机中，也可以应用于其他有线或无线通信系统中。例如，本技术实施例提供的对数似然比获取方法可应用于中长距相干光传输系统的光模块dsp芯片(收发一体)中。
44.参照图1，在一些实施例中，对数似然比获取方法包括：
45.步骤s1100，获取所接收的信息符号；
46.步骤s1200，获取概率整形的整形因子；
47.步骤s1300，获取所求比特对应的分界坐标信息；
48.步骤s1400，根据信息符号、整形因子和所求比特的分界坐标信息，计算得到所求比特的对数似然比。
49.在一些实施例中，步骤s1100、s1200和s1300可分别获取，并无先后关系限定。信息符号可以是概率整形系统的接收端接收到的信息符号。例如，概率整形系统的发送端发送调制信号，经过传输信道到达接收端，接收端接收到的信号，经过采样后得到信息符号y。
50.在一些实施例中，步骤s1100中的信息符号y通常用复数表示，信息符号y的实部对应星座图的横轴坐标值，信息符号y的虚部对应星座图的纵轴坐标值。如y＝1 3j，则信息符号y的实部为1，虚部为3。
51.在一些实施例中，步骤s1200中的概率整形的整形因子λ为影响概率整形通信系统发送符号的概率分布的参数。例如，在一些实施例中，如分布匹配方式选用恒定成份概率匹配(ccdm，constant composition distribution matcher)的概率整形通信系统中，可由概率分布公式直接得到整形因子λ；在另一些实施例中，如分布匹配方式选用级联分布匹配
(hidm,hierarchical distribution matching)的概率整形通信系统中，可由发送符号的概率分布反推出整形因子λ。
52.在一些实施例中，步骤s1300中的所求比特对应的分界坐标信息为所求比特在星座图中为0的所有qam符号(星座点对应的信息符号)的集合与所求比特在星座图中为1的所有qam符号的集合的分界坐标值。例如，当调制格式采用ps-16qam时，星座图的映射关系如图2所示，每个qam符号包括四个比特，对于每个接收的信息符号，需要分别求每个比特的对数似然比llr。当所求比特为第1个比特(计算第1个比特的对数似然比l1)时，第1个比特在星座图中为0的所有qam符号的集合对应的横坐标为-3或-1，第1个比特在星座图中为1的所有qam符号的集合对应的横坐标为1或3，则第1个比特的分界坐标值为0，即代表第1个比特在星座图中为0的所有qam符号的集合与所求比特在星座图中为1的所有qam符号的集合是以0坐标轴分界的，取分界坐标信息为0。代表落在横轴(i轴)正半轴的qam符号的第1个比特均为1，落在横轴(i轴)负半轴的qam符号的第1个比特均为0。当所求比特为第2个比特(计算第2个比特的对数似然比l2)时，第2个比特在星座图中为0的所有qam符号的集合对应的纵坐标为-3或-1，第2个比特在星座图中为1的所有qam符号的集合对应的纵坐标为1或3，则第2个比特的分界坐标值为0，即代表第2个比特在星座图中为0的所有qam符号的集合与所求比特在星座图中为1的所有qam符号的集合是以0坐标轴分界的，取分界坐标信息为0。代表落在纵轴(q轴)正半轴的qam符号的第2个比特均为1，落在纵轴(q轴)负半轴的qam符号的第2个比特均为0。依次类推，可以分别求出第3个比特和第4个比特的分界坐标信息。
53.在一些实施例中，步骤s1400中通过在计算对数似然比过程中引入概率整形的整形因子λ，考虑了概率整形对对数似然比的影响，有效提高概率整形通信系统中对数似然比计算的准确性，从而有效提升概率整形通信系统的传输性能。根据信息符号、整形因子和所求比特的分界坐标信息，计算得到所求比特的对数似然比。例如，可以将整形因子作为所求比特的分界坐标信息权值系数影响参数，将接收到的信息符号对应于所求比特的绝对值(如信息符号的实部的绝对值，或者，信息符号的虚部的绝对值，或者，信息符号的实部和虚部的绝对值)。例如，当调制格式采用ps-16qam时，星座图的映射关系如图2所示，每个qam符号包括四个比特，对于每个接收的信息符号，需要分别求每个比特的对数似然比llr。可以采用下列第一公式计算得到每个比特的对数似然比：
[0054][0055]
其中，当调制格式采用ps-16qam时，j＝1,2,3,4。也即是说，第j个比特的对数似然比为lj：第1个比特的对数似然比为l1，第2个比特的对数似然比为l2，第3个比特的对数似然比为l3，第4个比特的对数似然比为l4。x0为所求比特在星座图中为0的所有qam符号的集合对应的第一轴坐标值，x1为所求比特在星座图中为1的所有qam符号的集合对应的第二轴坐标值，x
0
x1/2表示所求比特在星座图上为0和1时的分界坐标值，y为接收到的信息符号对应于所求比特的绝对值(如信息符号的实部的绝对值，或者，信息符号的虚部的绝对值，或者，信息符号的实部和虚部的绝对值)，s为功率因子，λ为整形因子，δ2为噪声方差。
[0056]
本技术实施例通过在对数似然比计算过程中引入概率整形的整形因子，实现在简化对数似然比计算方法的同时，有效提高概率整形通信系统中对数似然比计算的准确性，从而有效提升概率整形通信系统的传输性能。
[0057]
参照图3，在一些实施例中，步骤s1200，获取概率整形的整形因子，包括：
[0058]
步骤s1210，获取概率整形的分布匹配方式和发送符号的概率分布；
[0059]
步骤s1220，根据分布匹配方式和概率分布得到整形因子。
[0060]
在一些实施例中，概率整形通信系统的调制格式、分布匹配方式和发送符号的概率分布都是预先设置好的。概率整形通信系统的调制格式可以是ps-16qam、ps-64qam或ps-256qam等等，概率整形通信系统的概率整形分布匹配方式可以是恒定成份概率匹配ccdm或级联分布匹配hidm等等，发送符号的概率分布为发送符号的概率分布情况。可根据分布匹配方式和概率分布得到整形因子λ。
[0061]
下面以两种示例介绍概率整形的整形因子的获取方法。
[0062]
参照图4，在一种示例中，根据分布匹配方式和概率分布得到整形因子，包括：
[0063]
步骤s1221，当概率整形的分布匹配方式为恒定成份概率匹配ccdm，获取概率分布中选择的整形因子。
[0064]
在一些实施例中，选定概率整形系统的调制格式采用ps-16qam，比特流到符号的映射规则如图2所示。概率整形选用恒定成份概率匹配(ccdm)的方式实现，由于ccdm的概率分布就是由整形因子按照下面第二公式：
[0065][0066]
确定，因此在这个实施例中整形因子λ和概率分布是同时得到的。其中，xi为发送信息符号在星座图上的横坐标，xq为发送信息符号在星座图上的纵坐标。例如，我们选择整形因子λ＝0.21，根据ccdm的计算方法可以得到ps-16qam的星座概率分布。例如，发送符号为1 3j，则xi为1，xq为3，代入第二公式，得到该发送符号的概率p
1,3
为：
[0067][0068]
则16个星座点所有发送符号的概率如下表1所示，该表格与图2的16个星座点相对应。
[0069]
0.00620.03310.03310.00620.03310.17760.17760.03310.03310.17760.17760.03310.00620.03310.03310.0062
[0070]
表1
[0071]
参照图5，在另一种示例中，根据分布匹配方式和概率分布得到整形因子，包括：
[0072]
步骤s1222，当概率整形的分布匹配方式为级联分布匹配hidm，获取概率分布；
[0073]
步骤s1223，根据概率分布计算得到概率整形的信息熵；
[0074]
步骤s1224，根据信息熵和整形因子的映射关系表，查表得到整形因子。
[0075]
在一些实施例中，选定概率整形系统的调制格式采用ps-64qam，比特流到信息符号的映射规则如图6所示。概率整形选用级联分布匹配(hidm)的方式实现，那么这时是先执行步骤s1222得到发送符号的概率分布，再执行步骤s1223和步骤s1224，由概率分布计算出
整形因子。例如，在一实施例中，由hidm得到发送符号的i路(横轴)第一象限的概率分布如表2所示：
[0076]
13570.91620.08316.8e-45.1e-07
[0077]
表2
[0078]
由于有正半轴的概率分布和负半轴分布，计算星座点概率时要除2。例如，发送信息符号为1 1j，横坐标为1，纵坐标为1，对应的概率为(0.9162/2)*(0.9162/2)≈0.2096；如发送信息符号为1-5j，横坐标为1，纵坐标为-3，对应的概率(0.9162/2)*(6.8*10-4
/2)≈1.558*10-4
。
[0079]
在一些实施例中，通过执行步骤s1223，根据这个概率分布计算出整形之后的信息熵h为：
[0080][0081]
在一些实施例中，步骤s1224中的信息熵和整形因子λ的映射关系表为信息熵和整形因子λ的关系曲线，如图7所示，然后根据ps-64qam的信息熵h和整形因子λ的关系曲线，查表得到整形因子λ＝0.3。
[0082]
参照图8，在一些实施例中，步骤s1300，获取所求比特的分界坐标信息，包括：
[0083]
步骤s1310，获取所求比特在星座图中为0的所有qam符号的集合对应的第一轴坐标值x0；
[0084]
步骤s1320，获取所求比特在星座图中为1的所有qam符号的集合对应的第二轴坐标值x1；
[0085]
步骤s1330，根据第一轴坐标值和第二轴坐标值，计算得到所求比特在星座图上为0和1时的分界坐标值；
[0086]
步骤s1340，根据分界坐标值得到所求比特的分界坐标信息。
[0087]
在一些实施例中，当调制格式采用ps-16qam时，星座图的映射关系如图2所示，每个qam符号包括四个比特，对于每个接收的信息符号，需要分别求每个比特的对数似然比llr。x0为所求比特在星座图中为0的所有qam符号的集合对应的第一轴坐标值，x1为所求比特在星座图中为1的所有qam符号的集合对应的第二轴坐标值，x
0
x1/2表示所求比特在星座图上为0和1时的分界坐标值。当所求比特为第1个比特(计算第1个比特的对数似然比l1)时，第1个比特在星座图中为0的所有qam符号的集合对应的横坐标为-3或-1，第1个比特在星座图中为1的所有qam符号的集合对应的横坐标为1或3，则x
0
x1/2＝(-1 1)/2＝0,第1个比特的分界坐标值为0，即代表第1个比特在星座图中为0的所有qam符号的集合与所求比特在星座图中为1的所有qam符号的集合是以0坐标轴分界的，取分界坐标信息为0。代表落在横轴(i轴)正半轴的qam符号的第1个比特均为1，落在横轴(i轴)负半轴的qam符号的第1个比特均为0。当所求比特为第2个比特(计算第2个比特的对数似然比l2)时，第2个比特在星座图中为0的所有qam符号的集合对应的纵坐标为-3或-1，第2个比特在星座图中为1的所有qam符号的集合对应的纵坐标为1或3，则x
0
x1/2＝(-1 1)/2＝0，第2个比特的分界坐标值为0，即代表第2个比特在星座图中为0的所有qam符号的集合与所求比特在星座图中为1的所有qam符号的集合是以0坐标轴分界的，取分界坐标信息为0。代表落在纵轴(q轴)正半轴的
qam符号的第2个比特均为1，落在纵轴(q轴)负半轴的qam符号的第2个比特均为0。当所求比特为第3个比特(计算第3个比特的对数似然比l3)时，第3个比特在星座图中为0的所有qam符号的集合对应的横坐标为1或-1，第3个比特在星座图中为1的所有qam符号的集合对应的横坐标为3或-3，则x
0
x1/2＝(1 3)/2＝2,第3个比特的分界坐标值为2，即代表第3个比特在星座图中为0的所有qam符号的集合与所求比特在星座图中为1的所有qam符号的集合是以2坐标轴分界的，取分界坐标信息为2。当所求比特为第4个比特(计算第4个比特的对数似然比l4)时，第4个比特在星座图中为0的所有qam符号的集合对应的纵坐标为1或-1，第4个比特在星座图中为1的所有qam符号的集合对应的纵坐标为3或-3，则x
0
x1/2＝(1 3)/2＝2,第4个比特的分界坐标值为2，即代表第4个比特在星座图中为0的所有qam符号的集合与所求比特在星座图中为1的所有qam符号的集合是以2坐标轴分界的，取分界坐标信息为2。
[0088]
在另一些实施例中，选定概率整形系统的调制格式采用ps-64qam，比特流到信息符号的映射规则如图6所示。ps-64qam发送的每个信息符号包括6个比特，ps-64qam所求比特对应的分界坐标信息包括可能多个分界坐标值。例如，当所求比特为第1个比特(计算第1个比特的对数似然比l1)，第1个比特在星座图中为0的所有qam符号的集合与所求比特在星座图中为1的所有qam符号的集合是以横坐标轴0分界的，取分界坐标信息为0；当所求比特为第2个比特(计算第2个比特的对数似然比l2)，第2个比特在星座图中为0的所有qam符号的集合与所求比特在星座图中为1的所有qam符号的集合是以纵坐标轴0分界的，取分界坐标信息为0；当所求比特为第3个比特(计算第3个比特的对数似然比l3)，第1个比特在星座图中为0的所有qam符号的集合与所求比特在星座图中为1的所有qam符号的集合是以横坐标轴4分界的，取分界坐标信息为4；当所求比特为第4个比特(计算第4个比特的对数似然比l4)，第4个比特在星座图中为0的所有qam符号的集合与所求比特在星座图中为1的所有qam符号的集合是以纵坐标轴4分界的，取分界坐标信息为4；当所求比特为第5个比特(计算第5个比特的对数似然比l5)，第5个比特在星座图中为0的所有qam符号的集合与所求比特在星座图中为1的所有qam符号的集合是先以横坐标轴4分界，再以横坐标轴2分界，取第一个分界坐标值4和第二个分界坐标值2，分界坐标信息为4和2；当所求比特为第6个比特(计算第6个比特的对数似然比l6)，第6个比特在星座图中为0的所有qam符号的集合与所求比特在星座图中为1的所有qam符号的集合是先以纵坐标轴4分界，再以纵坐标轴2分界，取第一个分界坐标值4和第二个分界坐标值2，分界坐标信息为4和2。
[0089]
本技术实施例通过利用分界坐标信息作为计算所求比特的对数似然比的参数，简化了对数似然比的计算过程，从而有利于加快系统的信息处理速率，进而提升系统的性能。
[0090]
参照图9，在一些实施例中，步骤s1400，根据信息符号、整形因子和所求比特的分界坐标信息，计算得到所求比特的对数似然比，包括：
[0091]
步骤s1410，根据信息符号，得到被减数参数；
[0092]
步骤s1420，将整形因子作为所求比特的分界坐标信息的权值系数影响参数，计算得到减数参数；
[0093]
步骤s1430，根据减数参数和被减数参数，计算得到所求比特的对数似然比。
[0094]
在一些实施例中，步骤s1400中通过在计算对数似然比过程中引入概率整形的整形因子λ，考虑了概率整形对对数似然比的影响，有效提高概率整形通信系统中对数似然比计算的准确性，从而有效提升概率整形通信系统的传输性能。根据信息符号、整形因子和所
求比特的分界坐标信息，计算得到所求比特的对数似然比。例如，可以通过步骤s1410，根据信息符号，得到被减数参数，比如其中，y为接收到的信息符号对应于所求比特的绝对值(如信息符号的实部的绝对值，或者，信息符号的虚部的绝对值，或者，信息符号的实部和虚部的绝对值)s为功率因子。可以通过步骤s1420，将整形因子作为所求比特的分界坐标信息权值系数影响参数，计算得到减数参数；例如，分界坐标信息为x
0
x1/2，分界坐标信息的权值系数可以设置为(1 λδ2)，其中，λ为整形因子，δ2为噪声方差，则减数参数为
[0095]
可以采用下列第三公式计算得到每个比特的对数似然比：
[0096][0097]
其中，当调制格式采用ps-16qam时，j＝1,2,3,4。也即是说，第j个比特的对数似然比为lj：第1个比特的对数似然比为l1，第2个比特的对数似然比为l2，第3个比特的对数似然比为l3，第4个比特的对数似然比为l4。x0为所求比特在星座图中为0的所有qam符号的集合对应的第一轴坐标值，x1为所求比特在星座图中为1的所有qam符号的集合对应的第二轴坐标值，x
0
x1/2表示所求比特在星座图上为0和1时的分界坐标值，y为接收到的信息符号对应于所求比特的绝对值(如信息a符号的实部的绝对值，或者，信息符号的虚部的绝对值，或者，信息符号的实部和虚部的绝对值)，s为功率因子，λ为整形因子，δ2为噪声方差。
[0098]
参照图10，在一些实施例中，对数似然比获取方法还包括：
[0099]
步骤s1500，获取噪声参数；
[0100]
对应的，根据信息符号、整形因子和所求比特的分界坐标信息，计算得到所求比特的对数似然比，包括：
[0101]
步骤s1440，根据信息符号、整形因子、噪声参数和所求比特的分界坐标信息，计算得到所求比特的对数似然比。
[0102]
在一些实施例中，步骤s1400中通过在计算对数似然比过程中引入噪声参数，考虑了噪声参数对对数似然比的影响，进一步提高概率整形通信系统中对数似然比计算的准确性，从而有效提升概率整形通信系统的传输性能。以均匀分布和经过概率整形的16qam信号为例，通过有无考虑噪声参数对数似然比计算方法，对比两者在加性高斯白噪声(additive white gaussi-annoise，awgn)信道中的性能，可直观展示考虑了噪声参数对对数似然比提高了通信系统性能改善。例如，步骤s1440中可以采用下列第四公式计算得到每个比特的对数似然比：
[0103][0104]
其中，当调制格式采用ps-16qam时，j＝1,2,3,4。也即是说，第j个比特的对数似然比为lj：第1个比特的对数似然比为l1，第2个比特的对数似然比为l2，第3个比特的对数似然比为l3，第4个比特的对数似然比为l4。x0为所求比特在星座图中为0的所有qam符号的集合对应的第一轴坐标值，x1为所求比特在星座图中为1的所有qam符号的集合对应的第二轴坐标值，x
0
x1/2表示所求比特在星座图上为0和1时的分界坐标值，y为接收到的信息符号对应于所求比特的绝对值(如信息符号的实部的绝对值，或者，信息符号的虚部的绝对值，或者，
信息符号的实部和虚部的绝对值)，s为功率因子，λ为整形因子，δ2为噪声方差。
[0105]
参照图11，在一些实施例中，步骤s1500，获取噪声参数，包括：
[0106]
步骤s1510，获取信噪比；
[0107]
步骤s1520，根据信噪比，计算得到噪声方差，将噪声方差作为噪声参数。
[0108]
在一些实施例中，噪声方差可以由信噪比snr计算得到。例如，可以采用下列第五公式计算得到噪声方差：
[0109][0110]
例如，以snr＝10db为例，计算出噪声方差：
[0111][0112]
以snr＝7db为例，计算出噪声方差：
[0113][0114]
参照图12，在一些实施例中，对数似然比获取方法还包括：
[0115]
步骤s1600，获取功率因子；
[0116]
对应的，步骤s1400，根据信息符号、整形因子和所求比特的分界坐标信息，计算得到所求比特的对数似然比，包括：
[0117]
步骤s1450，根据功率因子对信息符号进行归一化计算；
[0118]
步骤s1460，根据归一化计算的结果、整形因子和所求比特的分界坐标信息，计算得到所求比特的对数似然比。
[0119]
在一些实施例中，步骤s1400中通过在计算对数似然比过程中引入功率因子参数，根据功率因子对信息符号进行归一化计算，确保概率整形通信系统中对数似然比计算的准确性，从而有效提升概率整形通信系统的传输性能。以均匀分布和经过概率整形的16qam信号为例，步骤s1460中可以采用下列第六公式计算得到每个比特的对数似然比：
[0120][0121]
其中，当调制格式采用ps-16qam时，j＝1,2,3,4。也即是说，第j个比特的对数似然比为lj：第1个比特的对数似然比为l1，第2个比特的对数似然比为l2，第3个比特的对数似然比为l3，第4个比特的对数似然比为l4。x0为所求比特在星座图中为0的所有qam符号的集合对应的第一轴坐标值，x1为所求比特在星座图中为1的所有qam符号的集合对应的第二轴坐标值，x
0
x1/2表示所求比特在星座图上为0和1时的分界坐标值，y为接收到的信息符号对应于所求比特的绝对值(如信息符号的实部的绝对值，或者，信息符号的虚部的绝对值，或者，信息符号的实部和虚部的绝对值)，s为功率因子，λ为整形因子，δ2为噪声方差。通过执行步骤s1450进行归一化计算得到计算结果并通过执行步骤s1460，计算得到所求比特的对数似然比。
[0122]
参照图13，在一些实施例中，步骤s1600，获取功率因子，包括：
[0123]
步骤s1610，获取星座点的概率分布；
[0124]
步骤s1620，根据概率分布和星座点的位置信息，计算得到功率因子。
[0125]
在一些实施例中，可根据星座点的概率分布和下列第七公式计算发送信号的功率因子s
[0126][0127]
其中，xi代表星座点的横轴坐标，xq代表星座点的纵轴坐标，p
xixq
表示坐标为(xi，xq)的星座点发送的概率。
[0128]
在一些实施例中，对数似然比的获取方法包括以下步骤：
[0129]
步骤s1710，确定概率整形通信系统的调制格式、分布匹配方式和发送符号的概率分布。其中，概率整形通信系统的调制格式可以是ps-16qam、ps-64qam或ps-256qam等等，概率整形通信系统的概率整形分布匹配方式可以是恒定成份概率匹配ccdm或级联分布匹配hidm等等，发送符号的概率分布为发送符号的概率分布情况。
[0130]
步骤s1720，根据概率整形通信系统的分布匹配方式和发送符号的概率分布得到整形因子。例如，可以通过信息熵h和整形因子λ的对应关系得到。
[0131]
步骤s1730，根据星座点的概率分布和下列第八公式计算发送信号的功率因子s：
[0132][0133]
其中，xi代表星座点的横轴坐标，xq代表星座点的纵轴坐标，p
xixq
表示坐标为(xi，xq)的星座点发送的概率。
[0134]
步骤s1740，利用功率因子s对接收的信息符号做归一化处理；
[0135]
步骤s1750，根据信噪比snr(db)的值计算噪声方差δ2。
[0136]
步骤s1750，根据具体的调制格式计算每个比特的对数似然比llr，不同于常规系统的llr计算，本技术实施例概率整形系统的llr计算需要额外考虑整形因子λ和噪声方差δ2。例如，可以利用下列第九公式计算得到第j个比特的对数似然比lj：
[0137][0138]
其中，x0为所求比特在星座图中为0的所有qam符号的集合对应的第一轴坐标值，x1为所求比特在星座图中为1的所有qam符号的集合对应的第二轴坐标值，x
0
x1/2表示所求比特在星座图上为0和1时的分界坐标值，y为接收到的信息符号对应于所求比特的绝对值(如信息符号的实部的绝对值，或者，信息符号的虚部的绝对值，或者，信息符号的实部和虚部的绝对值)，s为功率因子，λ为整形因子，δ2为噪声方差。
[0139]
下面结合两个具体的示例说明本技术实施例提供的对数似然比获取方法。
[0140]
示例1:
[0141]
选定概率整形系统的调制格式采用ps-16qam，比特到符号的映射规则如图2所示。概率整形选用恒定成份概率匹配(ccdm)的方式实现。
[0142]
在示例1中，对数似然比的获取方法包括以下步骤：
[0143]
步骤s1810，获取整形因子。概率整形选用恒定成份概率匹配(ccdm)的方式实现，由于ccdm的概率分布就是由整形因子按照下面第二公式
[0144]
[0145]
确定，因此在这个实施例中整形因子和概率分布是同时得到的。例如，我们选择整形因子λ＝0.21，根据ccdm的计算方法可以得到ps-16qam的星座概率分布，例如发送符号位1 3j的概率为
[0146][0147]
所有发送符号的概率如下表3所示，该表格与图2的16个星座点相对应。
[0148]
0.00620.03310.03310.00620.03310.17760.17760.03310.03310.17760.17760.03310.00620.03310.03310.0062
[0149]
表3
[0150]
步骤s1820，计算功率因子s。根据概率分布计算发送信号的功率因子s，按上述第七公式可得：
[0151]
s＝4
×
0.1776
×
2 8
×
0.0331
×
10 4
×
0.0062
×
18＝4.52。
[0152]
步骤s1830，计算噪声方差δ2。以snr＝10db为例，根据上述第五公式，计算出噪声方差：
[0153][0154]
步骤s1840，计算各比特的对数似然比lj。根据图2中比特与符号的映射关系以及第一公式，可以得到4个比特的对数似然比llr分别为：
[0155][0156][0157][0158][0159]
相比于相关技术中16qam的llr简化计算方案，示例1提供的技术方案可以有效提高概率整形通信系统中llr计算的准确性，最终提升整个系统的传输性能。图14是示例1和相关技术方案的实验结果对比图，其中，q1相关技术方案的误码率ber-信噪比snr曲线，q1示例1技术方案的误码率ber-信噪比snr曲线。可以看到在同样的snr下，示例1提供的技术方案得到的误码率ber更低。在纠后误码率为1e-12量级时，相比于传统方案，示例1提供的技术方案可以改善0.15db的信噪比snr。
[0160]
示例2：
[0161]
选定概率整形系统的调制格式采用ps-64qam，比特到符号的映射规则如图6所示。概率整形选用级联分布匹配(hidm)的方式实现。
[0162]
在示例2中，对数似然比的获取方法包括以下步骤：
[0163]
步骤s1910，获取整形因子。由于概率整形选用级联分布匹配(hidm)的方式实现，那么这时是先得到发送符号的概率分布，再由概率分布计算出整形因子。在示例2中，由hidm得到发送符号的i路第一象限的概率分布如表4所示：
[0164][0165][0166]
表4
[0167]
根据这个概率分布计算出整形之后的信息熵h为：
[0168][0169]
然后根据ps-64qam的信息熵和整形因子的关系曲线(如图7所示)，查表得到整形因子λ＝0.3。
[0170]
步骤s1920，计算功率因子s。然后根据星座点的概率分布计算ps-64qam的功率因子s，按上述第七公式，计算可得：
[0171]
s＝3.3627。
[0172]
步骤s1830，计算噪声方差δ2。以snr＝7db为例，按上述第五公式，计算出噪声方差δ2：
[0173][0174]
步骤s1840，计算各比特的对数似然比lj。根据图6中比特与符号的映射关系以及第一公式，可以得到6个比特的对数似然比llr分别为：
[0175][0176][0177][0178][0179][0180][0181]
图15是图3是示例2提供的技术方案和相关技术方案的仿真结果对比图，其中，q3相关技术方案的误码率ber-信噪比snr曲线，q4示例2技术方案的误码率ber-信噪比snr曲线。可以看到在同样的信噪比snr下，示例2提供的技术方案得到的误码率ber更低。在sd-fec纠错门限为2e-2的情况下，示例2提供的技术方案相比于传统方案可以改善0.2db的信噪比snr容限。
[0182]
获取概率整形的整形因子；获取所求比特对应的分界坐标信息；根据信息符号、整形因子和所求比特的分界坐标信息，计算得到所求比特的对数似然比。本技术实施例通过在对数似然比计算过程中引入概率整形的整形因子，实现在简化对数似然比计算方法的同时，有效提高概率整形通信系统中对数似然比计算的准确性，从而有效提升概率整形通信系统的传输性能。例如，在软判决前向纠错(sd-fec)方案中，可以采用本技术实施例得到对数似然比，得到的对数似然比的符号代表了该比特的判决结果，对数似然比的值的绝对值为该结果的置信度，得到对数似然比后则完成了软解映射。
[0183]
第二方面，本技术实施例提供对数似然比获取装置。需要说明的是，本技术实施例提供的对数似然比获取装置，可以应用于光传输系统(如长距相干光传输系统)的接收端或收发一体机中，也可以应用于其他有线或无线通信系统中。例如，本技术实施例提供的对数似然比获取装置可应用于中长距相干光传输系统的光模块dsp芯片(收发一体)中。
[0184]
参照图16，在一些实施例中，本技术实施例提供对数似然比获取装置包括：
[0185]
信息符号获取模块100，用于获取所接收的信息符号；
[0186]
整形因子获取模块200，用于获取概率整形的整形因子；
[0187]
分界坐标信息获取模块300，用于获取所求比特的分界坐标信息；
[0188]
计算模块400，用于根据信息符号、整形因子和所求比特的分界坐标信息，计算得到所求比特的对数似然比。
[0189]
在一些实施例中，对数似然比获取装置各模块的实现原理、过程和效果与上述第一方面实施例中提供的对数似然比获取方法相对应，可参见上述第一方面实施例中提供的对数似然比获取方法的相关描述，在此不做赘述。
[0190]
本技术实施例通过在对数似然比计算过程中引入概率整形的整形因子，实现在简化对数似然比计算方法的同时，有效提高概率整形通信系统中对数似然比计算的准确性，从而有效提升概率整形通信系统的传输性能。
[0191]
第三方面，本技术实施例提供电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现：
[0192]
如第一方面的对数似然比获取方法。
[0193]
在一些实施例中，处理器可以包括一个或多个处理单元，例如：处理器可以包括应用处理器(application processor，ap)，调制解调处理器，图形处理器(graphics processing unit，gpu)，图像信号处理器(image signal processor，isp)，控制器，存储器，视频编解码器，数字信号处理器(digital signal processor，dsp)，基带处理器，和/或神经网络处理器(neural-network processing unit，npu)等。其中，不同的处理单元可以是独立的器件，也可以集成在一个或多个处理器中。
[0194]
第四方面，本技术实施例提供计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于：
[0195]
执行第一方面的对数似然比获取方法。
[0196]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
[0197]
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于ram、rom、eeprom、闪存或其他存储器技术、
cd-rom、数字多功能盘(dvd)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
[0198]
以上是对本技术的较佳实施进行了具体说明，但本技术并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本技术精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。