一種適用于格雷映射的qam的軟解調方法和系統的製作方法

2023-05-29 13:02:26 2

一種適用于格雷映射的qam的軟解調方法和系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種適用于格雷映射的QAM的軟解調方法和系統，所述方法包括：獲得與當前接收符號中每個比特對應的修正因子；以及，根據當前接收符號和其中每個比特對應的修正因子計算每個比特對應的LLR值，從而對當前接收符號進行軟解調。其中，所述修正因子指示對於需解調的星座圖樣和當前噪聲方差，逼近對應比特的LLR理論曲線的一階線性函數的斜率。本發明可適用于格雷映射的QAM，特別是高階QAM的軟解調，並且能夠在降低運算複雜度的同時保持得到的LLR信息的精確性。
【專利說明】—種適用于格雷映射的QAM的軟解調方法和系統

【技術領域】
[0001]本發明涉及通信【技術領域】，更具體地，涉及一種適用于格雷映射的QAM，特別是高階QAM的軟解調方法和系統。

【背景技術】
[0002]由于格雷映射的QAM(Quadrature Amplitude Modulat1n,正交幅度調製)調製方式可以提供較低的誤比特率性能，且軟解調的複雜度相比其它同樣階數的調製方式而言也較為簡單，因此這種類型的調製方式受到了更為廣泛的關注。例如，64QAM已經在HSPA+、LTE等通信協議裡得到了應用，能夠提供更高頻譜效率的256QAM也將引入到最新的無線區域網協議IEEE 802.1lac中。
[0003]在對QAM調製的符號進行解調時，高階的QAM將會導致較高的運算複雜度。過去的信道解碼器基本採用的是硬解碼的方式，即通過選擇距離接收信號最近的星座點來得到每個比特的判決結果，這種判決方式不會產生較高的運算複雜度。然而，隨著軟判決解碼器的出現(例如軟判決Viterbi解碼器，Turbo解碼器)，要求軟解調器通過一種在對數域進行運算的算法(Log-ΜΑΡ算法，如公式(I)所示)來為解碼器提供對數似然比(Log-Likelihood Rat1, LLR)信息。
[0004]

【權利要求】
1.一種適用于格雷映射的QAM的軟解調方法,包括: 步驟I)、獲得與當前接收符號中每個比特對應的修正因子，其中，所述修正因子指示對於需解調的星座圖樣和當前噪聲方差，逼近對應比特的LLR理論曲線的一階線性函數的斜率； 步驟2)、根據當前接收符號和其中每個比特對應的修正因子計算每個比特對應的LLR值，從而對當前接收符號進行軟解調。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，對於需解調的星座圖樣和當前噪聲方差σ2，該星座圖樣上的第i個比特對應的修正因子如下式所示:
其中，a是當前噪聲方差為σ 2時，對所述星座圖樣上的第i個比特的LLR理論曲線按照預定間隔採樣得到的列向量山是對下式表示的曲線按照相同預定間隔採樣得到的列向量: y = χ/ O 2
其中，χ為自變量且表示接收到的符號。
3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述星座圖樣上的第i個比特的LLR理論曲線表示如下:
其中，χ為自變量且表示接收到的符號；sk取自於有限字符集，該有限字符集包含2Π個符號，m為QAM調製方式的階數且為偶數；集合$和包含不同的星座點符號，這些符號的第i個比特分別為O或者為1; σ 2為當前噪聲方差。
4.根據權利要求2或3所述的方法，其中，在對所述星座圖樣上的第i個比特的LLR理論曲線按照預定間隔採樣時，使每次採樣得到的第i個比特對應的LLR理論值在解碼器能夠接收的範圍內。
5.根據權利要求1-3中任何一個所述的方法，其中，在步驟I)之前還包括: 對於多種星座圖樣中的每一種星座圖樣，計算並存儲該星座圖樣上所有比特在不同噪聲方差條件下對應的修正因子。
6.根據權利要求1-3中任何一個所述的方法，其中，步驟2)包括: 步驟21)、將當前接收符號的同相分量和正交分量分別賦值給^^和Pq，並且得到i和μ的初始值i = O、μ = 2m/H,其中m為QAM調製方式的階數且為偶數； 步驟22)、對於當前接收符號的第2i和2i+l個比特，根據下式分別得到對應的LLR值:
LLR(b2i) <-a1,B1
LLR(b2i+1)<-a1,Bq其中，4為第2i和2i+l個比特對應的修正因子； 步驟23)、如果i〈m/2_l，則將P1修改為I ^Ι-μ、將β Q修改為| β」-μ，將μ右移一位、將i加1，並且返回步驟22);否則結束。
7.一種適用于格雷映射的QAM的運算設備，包括: 第一裝置，用於獲得與當前接收符號中每個比特對應的修正因子，其中，所述修正因子指示對於需解調的星座圖樣和當前噪聲方差，逼近對應比特的LLR理論曲線的一階線性函數的斜率； 第二裝置，用於根據當前接收符號和其中每個比特對應的修正因子計算每個比特對應的LLR值，從而對當前接收符號進行軟解調。
8.根據權利要求7所述的運算設備，其中，對於需解調的星座圖樣和當前噪聲方差σ 2，該星座圖樣上的第i個比特對應的修正因子如下式所示:
其中，a是當前噪聲方差為σ 2時，對所述星座圖樣上的第i個比特的LLR理論曲線按照預定間隔採樣得到的列向量山是對下式表示的曲線按照相同預定間隔採樣得到的列向量: y = χ/ O 2 j approx Λ/ 其中，χ為自變量且表示接收到的符號。
9.根據權利要求7或8所述的運算設備，其中，所述第二裝置用於: 將當前接收符號的同相分量和正交分量分別賦值給P1和Pq，並且得到i和μ的初始值i = O、μ = 2m/H,其中m為QAM調製方式的階數且為偶數； 對於當前接收符號的第2i和2i+l個比特，根據下式分別得到對應的LLR值:
LLRibll ) κ-?,-β, LLR(/72;// 其中，表為第2i和2i+l個比特對應的修正因子； 如果i〈m/2_l，則將P1修改為I ?^Ι-μ、將Pq修改為I i3Q|-y，將μ右移一位、將i加1，並且返回計算當前第2i和2i+l個比特對應的LLR值；否則結束。
10.一種適用于格雷映射的QAM的軟解調系統,包括: 控制設備； 如權利要求7-9中任何一個所述的運算設備；以及 修正因子存儲設備，用於存儲多種星座圖樣中的每一種星座圖樣上所有比特在不同噪聲方差條件下對應的修正因子； 其中，所述控制設備用於根據需解調的星座圖樣和當前噪聲方差從所述修正因子存儲設備中讀出與當前接收符號中每個比特對應的修正因子，並且傳送到所述運算設備；以及，用於配置所述運算設備所需的參數信息； 所述運算設備用於根據所述控制設備配置的參數信息，計算當前接收符號中每個比特對應的LLR值。
【文檔編號】H04L1/00GK104184552SQ201410394852
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月12日 優先權日:2014年8月12日
【發明者】蘇泳濤, 姚彥斌, 林江南, 石晶林 申請人:中國科學院計算技術研究所