解調正方形正交幅度調製(qam)接收信號的軟決策方法以及軟決策解調裝置的製作方法
2023-10-09 01:11:59
專利名稱：解調正方形正交幅度調製(qam)接收信號的軟決策方法以及軟決策解調裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及正交幅度調製(以下稱為QAM)信號的軟決策解調，尤其涉及解調接收信號時，利用一些函數和模式提高軟決策處理速度的軟決策解調方法。
背景技術：
QAM方式是指定的一個波形符號上運載兩個以上比特(bit)，用數學公式表示如此的波形時可用實數和虛數表示。即，在複數α+βi，α值的變化並不影響β值。因這些原因正交信號成分對應α，同相位信號成分對應β上。一般正交相位成分稱為Q-頻道，同相位成分信號稱為I-頻道。
相互連接如此的兩個波形的幅度，製成多個組合，如此的組合位於複數平面上使之具備均等的條件概率，約定如此的位置叫QAM的組合分布圖(constellation diagram)。圖2是如此的組合分布圖的一例，其大小具有16個組合。並且，如圖2所示的各點稱為分布點(constellation point)。並且，其各點下面的二進位組合是設在各點上的符號，即比特的組合。
一般，QAM解調器把進入到I頻道和Q頻道的信號，即用α+βi指定的接收信號在上述事先約定的位置，即根據組合分布圖變換為原比特組合。但是，這時接收信號因受噪音幹涉的影響，大部分並部位於事先指定的位置，即並部位於組合分布圖上，因這些原因解調器被噪音變化的信號復原為原信號。但是解調器負擔這些消除噪音的作用是通訊的可靠性上存在一些問題，因此使下一步階段頻道解碼器(channel decoder)負擔這些作用，而體現更有效果，可靠性高的通訊系統。但是，為了執行這些過程如硬決策(Hard decision)根據二進位比特檢測器執行的比特量子化把連續值的解調信號用兩個級別的離散信號對應，而損失信息，因此不使用比特檢測器，對接收信號和約定分布點之間距離的類似度測量由加重平均(hamming)改為歐幾裡得(Euclidean)距離，而得到另外的利益(Gain)。
如圖1所示，調製根據頻道編碼器(Channel encoder)編碼的信號之後傳送，這些為了在接收器的頻道解碼器通過軟決策編碼過程解碼，解調器應採用以同相位信號成分和正交相位信號構成的接收信號生成相應各個頻道編碼器輸出比特的軟決策值方式。這些方式大體分為兩種，就是諾基亞(Nokia)公司提案的simple metric procedure和摩託羅拉(Motorola)公司提案的dual minimummetric procedure，兩種方式都計算對各輸出比特的LLR(Log LikelihoodRadio)，把這些作為頻道解碼器的輸入軟決策值來使用。
simple metric procedure把複雜的LLR計算公式變形為簡單形態的近似公式的event算法(algorithm)，LLR計算雖然簡單，但是利用近似公式，導致LLR歪曲，根據這些性能退化。相反，dual minimum metric procedure使用更正確的近似公式把計算的LLR輸入到頻道解碼器的event算法(algorithm)，大大改善使用simple metric procedure時發生的性能退化問題，但是比simplemetric procedure需要更多的計算量，體現硬體的時候也其複雜性可能增加很多。
發明內容
本發明的目的是為了解決上述傳統技術問題而創作的，用同相位信號成分和正交相位信號成分構成的解調正交幅度調製(QAM)接收信號的軟決策方法，從接收信號的正交相位成分值和同相位成分值利用包括條件判斷計算的函數計算對應硬決策(hard decision)比特位置的各個軟決策值，即條件概率矢量值，由此提高處理速度和節約實際硬體的生產費用。為了執行這些過程首先如下說明現有的QAM組合分布圖的形態和根據它的特定的解調方法。QAM的組合分布圖根據設定在其分布點上的比特組合大體分為三種。第一是如圖2至圖4分布的形態，第二是如圖5至圖7的分布形態，剩下第三是不包括在此專利的範圍內。
如下概要圖示在圖2的形態特徵。QAM的大小為22n時，設定在各點上的比特數量為2n，其中前半，即從1號比特至n號比特的條件概率矢量值根據接收信號α或β之中的任何一個解調，後半第n+1至最後第2n比特的條件概率矢量值根據剩下一個接收信號解調，並且適用於此兩種解調的方程式前半和後半的方法相同。就是說，前半的解調方法上代入後半的接收信號值即可得到後半的結果。(把這些形態稱為「第一型」)
如下概要圖示在圖5的形態特徵。QAM的大小為22n時，設定在各點上的比特數量為2n，奇數比特的條件概率矢量的解調方法與其後偶數比特的條件概率矢量的計算方法相同。但是，在此計算奇數比特的條件概率矢量的接收信號值根據組合分布圖使用α或β之中的任何一個，偶數比特的接收信號值使用剩下一個。就是說，計算第一個和第二個條件概率矢量時解調方法相同，只是使用的接收信號值不同。(把這些形態稱為「第二型」)
圖1是一般數碼通訊系統的結構圖。
圖2是本發明第一實例的軟決策解調方法的組合分布圖(ConstellationPoint)。
圖3以及圖4是圖示在圖2組合分布圖裡的比特分布圖。
圖5是本發明第二實例的軟決策解調方法的組合分布圖(ConstellationPoint)。
圖6以及圖7是圖示在圖5組合分布圖裡的比特分布圖。
圖8是圖示根據本發明的條件概率矢量決定過程的功能結構圖。
圖9是第一型1024-QAM的各條件概率矢量的輸出圖。
圖10是第二型1024-QAM的各條件概率矢量的輸出圖。
圖11是適用於本發明第三實例的第一個概率矢量上的函數圖。
圖12是適用於本發明第三實例的第二個概率矢量上的函數圖。
圖13是適用於本發明第四實例的第一個概率矢量上的函數圖。
圖14是適用於本發明第四實例的第二個概率矢量上的函數圖。
圖15是根據本發明的第一型64-QAM的軟決策的硬體構成圖。
具體實施例方式
本發明取代主要在工業上使用的正方形QAM信號的軟決策解調方式對數似然比(log Likelihood ratio)適用條件概率矢量方程式，而明顯提高處理速度。
新開發的正方形QAM信號的解調方法有兩種，分別分為第一型和第二型，對此的實例是通過第一型的第一實例和第三實例，第二型的第二實例和第四實例說明。而且，最終的條件概率矢量值的輸出範圍在任意實數「a」和「-a」之間。
首先，說明之前對幾個基本前提進行說明，QAM的大小是用數學公式1決定，根據這些設定在分布圖各點上的比特數量是用數學公式2決定。
22n-QAM，n＝2，3，4……[數學公式2]設定在各點上的比特數量＝2n根據這些最終輸出值條件概率矢量值的數量也成為2n。
本發明的正方形QAM信號的解調方法之中說明第一個方法。
首先說明軟決策第一型的正方形QAM接收信號的方法。第一型時如上述第一型的特徵所說明，為了計算前半比特組合的條件概率矢量在接收信號之中使用正交相位成分(實數部或α)或者同相位信號成分(虛數部或β)值的任何一個，在下面為了方便理解前半使用β值，後半使用α值之後解調，根據這些輸出範圍限制為1和-1之間的值。並且，作為各比特順序的變數使用k。
在第一型第一個比特，即k＝1時條件概率矢量的計算方法是用數學公式3表示，把這些圖示在圖5。
①第一個條件概率矢量時(k＝1)無條件輸出值為 在此，n值是根據QAM大小以及上述數學公式1決定。
在第一型第二比特(k＝2)的條件概率矢量的計算方法是用數學公式4表示，把這些圖示在圖6。
①第二條件概率矢量時(k＝2)無條件輸出值為 在此，n是數學公式1的QAM大小變數，c是常數。
在第一型第三至第n比特(k＝3，4，…，n-1，n)的條件概率矢量計算方法是用數學公式5表示。在此，如圖9所示第三比特以上的條件概率矢量顯示反覆(V字)的形態，利用這些性質反覆使用一個公式。
①首先用基本的V字形態區分輸出圖時對應各比特的條件概率矢量區分為(2k-3+1)領域。
②根據基本形態的基本公式為 ③用指定的β找出所屬的領域，減去各領域中心值m(比如，k＝4時反覆的領域為一個，此領域是2n-2≤|β|＜3·2n-2，中心值為m＝2n-1)的(|β|-m)作為新的β，代入到基本公式裡並決定輸出值。
④最後在區分領域之中位於左右最外側的領域，就是說，在(2k-2-1)2n-k+2＜|β|領域，中心值為m＝22n，(|β|-m)作為新的β，代入到基本公式裡並決定輸出值。
在此，d是根據k值變化的常數。
第一型的後半比特，即從第n+1至第2n比特的條件概率矢量計算方法是根據上述第一型的特徵在計算條件概率矢量的方法之中α置換β即可得到。就是說，把數學公式3的所有β用α置換的條件成為後半的第一個條件概率矢量，即第n+1比特的條件概率矢量計算公式。
後半的第二條件概率矢量，即第n+2比特的條件概率矢量也是在計算前半第二條件概率矢量的數學公式4，α置換β就可判別，其後的第n+3至第2n比特的條件概率矢量如上述變形數學公式5時就可判別。
其後，說明軟決策第二型的正方形QAM接收信號的方法。為了方便理解以及為了判別奇數比特的條件概率矢量使用α值，為了判別偶數比特使用β值之後解調，根據這些輸出範圍如第一型限制為1和-1之間的值。並且，作為各比特順序的變數使用k。
在第二型第一個比特(k＝1)的條件概率矢量計算方法是用數學公式6表示，把這些圖示在圖9。
①第一個比特時(k＝1)無條件輸出值為 在此，n值是根據QAM大小以及上述數學公式1決定。
在第二型第二比特(k＝2)的條件概率矢量計算方法是根據上述第二型的特徵在計算條件概率矢量的數學公式6中把α置換為β即可得到。
在第二型第三比特(k＝3)的條件概率矢量計算方法是用數學公式7表示。
若α·β≥0時，①第三比特時(k＝3)無條件輸出值為 若α·β＜0時，計算公式是把α·β≥0時候的計算公式的所有α置換為β的公式。
在此，n是數學公式1的QAM大小變數，c是常數。
像這樣分α·β≥0和α·β＜0之後計算條件概率矢量的方法是第二型QAM的另一個特徵。這些特徵計算第二型的第三以上比特的條件概率矢量時適用，如上述β置換為α的相互置換特性也包括在此特徵裡。
第二型的第四比特(k＝4)的條件概率矢量計算方法是根據上述第二型的特徵在計算第三條件概率矢量的數學公式7中把α置換為β，把β置換為α即可得到。
第二型的第五比特(k＝5)的條件概率矢量計算方法是適用數學公式8。在此，如圖10所示第五比特(k＝5)以上的條件概率矢量顯示反覆(V字)的形態，利用這些性質反覆使用一個公式。在此，計算第五比特以上的條件概率矢量時根據第二型的特性偶數決定值利用在其前面計算奇數決定值時使用的公式，這些只能在QAM的大小為64以下時適用，256以上時如第一型剩下部分分為兩個之後計算前半和後半即可。
若α·β≥0時，①首先用基本的V字形態區分輸出圖時對應各比特的條件概率矢量區分為(2k-5+1)領域。
②根據基本形態的基本公式為 ③用指定的α找出所屬的領域，減去各領域中心值m(比如，k＝6時反覆的領域為一個，此領域是2n-2≤|α|＜3·2n-2，中心值為m＝2n-1)的(|α|-m)作為新的α，代入到基本公式裡並決定輸出值。
④最後在區分領域之中位於左右最外側的領域，就是說，在(2k-2-1)2n-k+2＜|α|領域，中心值為m＝2n，(|α|-m)作為新的α，代入到基本公式裡並決定輸出值。
若α·β＜0時，根據上述第二型的特徵把①，②，③和④公式的α置換為β即可得到。
第二型的第六比特的條件概率矢量的計算是QAM大小為64-QAM時，根據上述第二型的特徵在計算第五條件概率矢量的數學公式8中把α置換為β，把β置換為α即可得到。但是，QAM大小為256-QAM以上時如上述把剩下矢量的總數量分為一半之後計算前半，後半是前半的公式上置換接收值(α或者β)即可。這時在前辦公式中變化值是只有接收值，比特號(k)不變並使用前半的號碼。
結果，QAM大小比256大時，第二型第五至第n+2比特的條件概率矢量的計算根據上述數學公式8決定。
第二型的第n+3至第2n比特的條件概率矢量的計算時按上述所說明把數學公式8的變數α置換為β之後決定。
通過這些上述過程的接收信號，即利用α+βi值進行正方形QAM的軟決策解調。但是，上述所說明的方法在選擇接收信號並代入判別公式的方法中，為了有助於理解任意定了順序，實際適用時更廣泛適用，而公式表示的α或β文字根據QAM的組合分布形態倒置任何一個，由此輸出值的範圍也是不僅限定在a和-a之間，而且還可以限定在非對稱型如a和b之間的值內。這些加寬了此發明的廣泛性，並增大其意義。並且，上述的計算公式有可能顯得很複雜，這些是為了廣泛適用，而普及的計算公式，通過實際適用的實例可知道其公式非常簡單。
-第一實例-本發明第一實例是屬於上述第一型，適用上述第一型的特徵，在本第一實例舉例QAM的大小為1024的1024-QAM的例子。接收信號的選擇順序是前半上適用β，後半上適用α。
基本上，根據本發明的兩個實例的QAM按如下公式決定。數學公式1決定QAM的大小，數學公式2顯示根據QAM的大小設定在組合分布圖各點上的比特數量。
22n-QAM，n＝2，3，4……[數學公式2]設定在各點上的比特數量＝2n基本上，在本發明第一實例的QAM大小是按如下公式決定，根據這些最終輸出值，即條件概率矢量值的數量也成為2n。
利用如此的數學公式1和2說明當n為5時，即根據數學公式122*5-QAM＝1024-QAM，設定在各分布點上的比特數量根據數學公式2比特為2×5＝10的情況。首先，再次確定適用於計算公式之前根據第一型的特徵整個10個比特之中知道前半5個比特的計算公式時，就可知道剩下5個後半比特的計算公式。
首先，第一個條件概率矢量計算公式，當k＝1時無條件輸出值為 其後，第二(即，k＝2)條件概率矢量無條件輸出值為 在此，c是常數。
其後，第三(即，k＝3)條件概率矢量的計算公式如下，根據基本形態的基本公式為 這時分為兩個領域，若|β|＜24時，輸出值為 其它時輸出值為 接著，第四(即，k＝4)條件概率矢量的計算公式如下，
根據基本形態的基本公式為 這時分為三個領域，若|β|＜23時，輸出值為 23≤|β|＜3·23時，輸出值為 其它時，輸出值為 接著，第五(即，k＝5)條件概率矢量的計算公式如下，根據基本形態的基本公式為 這時分為五個領域，若|β|＜22時，輸出值為 22≤|β|＜3·22時，輸出值為 3·22≤|β|＜5·22時，輸出值為 5·22≤|β|＜7·22時，輸出值為 其它時，輸出值為 然後，第6至第10條件概率矢量的計算公式使用根據第一型的特徵在第一至第五條件概率矢量的計算公式中α置換β的公式。
-第二實例-本發明第二實例是屬於上述第二型，適用上述第二型的特徵，在本第二實例舉例QAM的大小為1024的1024-QAM例子。接收信號的選擇順序是首先選擇α之後適用。
如上述第一實例數學公式1決定QAM的大小，數學公式2顯示根據QAM的大小設定在組合分布圖各點上的比特數量。
22n-QAM，n＝2，3，4……[數學公式2]設定在各點上的比特數量＝2n基本上，在本發明第二實例的QAM大小是按如下公式決定，根據這些最終輸出值，即條件概率矢量值的數量也成為2n。
利用如此的數學公式1和2說明當n為5時，即根據數學公式122*5-QAM＝1024-QAM，設定在各分布點上的比特數量根據數學公式2的比特為2×5＝10的情況。
首先，第一個條件概率矢量的計算公式，當k＝1時無條件輸出值為 其後，第二(即，k＝2)條件概率矢量的計算公式是置換上述第一計算公式的形態，無條件輸出值為 其後，第三(即，k＝3)條件概率矢量的計算公式(1)αβ≥0時，無條件輸出值為 在此，c是常數。
(2)αβ＜0時，此時決定上面所說明的第三條概率矢量輸出的方法(αβ≥0)的公式中β置換α之後計算。
其後，第四(即，k＝4)條件概率矢量的計算公式(1)αβ≥0時，無條件輸出值為 (2)αβ＜0時，此時決定上面所說明的第四條概率矢量輸出的方法(αβ≥0)的公式中β置換α之後計算。
接著，第五(即，k＝5)條件概率矢量的計算公式(1)αβ≥0時，根據基本形態的基本公式為 這時分為兩個領域，若|α|＜24時，輸出值為 其它時，輸出值為 (2)αβ＜0時，此時決定上面所說明的第五條概率矢量輸出的方法(αβ≥0)的公式中β置換α之後計算。
接著，第六(即，k＝6)條件概率矢量的計算公式(1)αβ≥0時，根據基本形態的基本公式為 這時分為三個領域，若|α|＜23時，輸出值為 23≤|α|＜3·23時，輸出值為 其它時，輸出值為 (2)αβ＜0時，此時決定上面所說明的第六條概率矢量輸出的方法(αβ≥0)的公式中β置換α之後計算。
接著，第七(即，k＝7)條件概率矢量的計算公式(1)αβ≥0時，根據基本形態的基本公式為 這時分為五個領域，若|α|＜22時，輸出值為 22≤|α|＜3·22時，輸出值為 3·22＜|α|＜5·22時，輸出值為 5·22＜|α|＜7·22時，輸出值為 其它時，輸出值為 (2)αβ＜0時，此時決定上面所說明的第七條件概率矢量輸出的方法(αβ≥0)的公式中β置換α之後計算。
計算第八至第十條件概率矢量的方法是計算上述第五至第七條件概率矢量的公式中把α置換為β，把β置換為α即可得到。
然後，說明本發明的正方形QAM信號的解調方法的第二方法。
首先，說明軟決策第一型的正方形QAM接收信號的方法。第一型時如上述第一型的特徵所述為了計算前半比特組合的條件概率矢量，在接收信號之中使用實數部或虛數部值的任何一個，在下面為了便於理解前半使用β值，後半使用α之後解調，根據這些輸出範圍定為1和-1之間的值。
在第一型第一個比特的條件概率矢量計算方法是用數學公式13表示，把這些圖示在圖3以及圖11。
①|β|≥2n-1時，輸出sign(β)。
或者②|β|≤1時，輸出0.9375*sign(β)。
或者③1＜|β|≤2n-1時，輸出sign0.06252n-2(||-1)+0.9375*sign.]]>在此，sign(β)是β值的符號。
在第一型第二比特的條件概率矢量計算方法是用數學公式14表示，把這些圖示在圖4以及圖12。
①2n-2n(2-m)≤|β|≤2n-2n(2-m)+1時，輸出(-1)m+1。
或者②2n-1-1≤|β|≤2n-1+1時，輸出0.9375(2n-1-|β|)。
或者③2n-1-2(n-1)(2-m)+m≤|β|≤2n-2(n-1)(2-m)+m-2時，輸出-0.06252n-2(||-2m+1)+0.0375(-1)m+1+0.0625.]]>在此，m＝1或者m＝2。
在第一型第三比特至第n-1的條件概率矢量計算方法是用數學公式15表示。
①m*2n-k+2-1≤|β|≤m*2n-k+2+1時，輸出(-1)m+1。
或者②(2l-1)*2n-k+1-1＜|β|≤(2l-1)*2n-k+1+1時，輸出(-1)l+10.9375{|β|-(2l-1)*2n-k+1}。
或者③(P-1)*2n-k+1+1＜|β|≤P*2n-k+1-1時，根據P值不同，若P為奇數時，輸出0.06252n-K+1-2[(-1)((p+1)/2)+1*||+(-1)(p+1)/2[(P-1)*2n-k+1+1]+(-1)(p+1)/2].]]>若P為偶數時，輸出0.06252n-K+1-2[(-1)p/2+1*||+(-1)p/2(P*2n-k+1-1)]+(-1)p/2+1.]]>在此，m＝0，1…2k-2，l＝1，2，…2k-2，P＝1，2，…2k-1在此，k作為比特號碼3以上的整數。
在第一型前半的最後一個第n比特的條件概率矢量計算方法是用數學公式16表示。這是屬於上述數學公式15的特殊情況，k＝n只適用①和②條件公式的結果。
①m*22-1≤|β|≤m*22+1時，輸出(-1)m+1。
或者②(2l-1)*21-1＜|β|＜(2l-1)*21+1時，輸出(-1)l+10.9375{|β|-(2l-1)*21}。
在此，m＝0，1，…2n-2，l＝1，2…2n-2。
第一型的後半比特，即從第n+1至第2n比特的條件概率矢量計算方法是根據上述第一型的特徵在計算前半的條件概率矢量的方法之中α置換β即可得到。就是說，把數學公式13的所有β用α置換的條件成為後半的第一個條件概率矢量，即第n+1比特的條件概率矢量計算公式。後半的第二條件概率矢量，即第n+2比特的條件概率矢量也是在計算前半第二條件概率矢量的數學公式14，α置換β就可判別，其後的第n+3至第2n比特的條件概率矢量如上述變形數學公式15和16時就可判別。
其後，說明軟決策第二型的正方形QAM接收信號的方法。為了便於理解以及為了判別奇數比特的條件概率矢量使用α值，為了判別偶數比特使用β值。
在第二型第一個比特的條件概率矢量計算方法是用數學公式17表示，把這些圖示在圖13。
①|α|≥2n-1時，輸出-sign(α)。
或者②|α|≤1時，輸出0.9375*sign(α)。
或者③1＜|α|≤2n-1時，輸出-sign0.06252n-2(||-1)+0.9375.]]>在此，sign(α)是α值的符號。
在第二型第二比特的條件概率矢量計算方法是根據上述第二型的特徵在計算第一個條件概率矢量的數學公式17中把所有α置換為β即可得到。
在第二型第三比特的條件概率矢量計算方法是用數學公式18表示。
若α×β≥0時，①2n-2n(2-m)≤|α|≤2n-2n(2-m)+1時，輸出(-1)m。
或者②2n-1-1≤|α|＜2n-1+1時，輸出0.9375(|β|-2n-1)。
或者③2n-1-2(n-1)(2+m)+m≤|α|＜2n-2(n-1)(2+m)+m-2時，輸出0.06252n-2(||-2m+1)+0.9735(-1)m-0.0625.]]>
若α·β＜0時，計算公式是把α·β≥0時候的計算公式所有α置換為β的公式。
像這樣分α·β≥0和α·β＜0計算條件概率矢量的方法是第二型QAM的另一個特徵。這些特徵計算第二型的第三以上比特的條件概率矢量時適用，如上述β置換為α的相互置換特性也包括在此特徵裡。
第二型的第四比特的條件概率矢量計算公式是QAM大小為64-QAM以下時，根據上述第二型的特徵在計算第三條件概率矢量的數學公式18中把α置換為β，把β置換為α即可得到。但是，QAM大小為256-QAM以上時用數學公式19表示。
①m*2n-k+3-1＜|α|≤m*2n-k+3+1時，輸出(-1)m+1。
或者②(2l-1)*2n-k+2-1＜|α|≤(2l-1)*2n-k+2+1時，輸出(-1)l+1{0.9375|α|-0.9375(2l-1)*2n-k+2}。
或者③(P-1)*2n-k+2+1＜|α|≤P*2n-k+2-1時，輸出根據P值不同，P為奇數時，輸出0.06252n-k+2-2[(-1)((p+1)/2)+1*||+(-1)(p+1)/2{(P-1)*2n-k+2+1}]+(-1)(p+1)/2,]]>P為偶數時，輸出0.06252n-K+2-2[(-1)p/2+1*||+(-1)p/2[P*2n-k+2-1]+(-1)p/2+1].]]>在此，k是比特號碼，m＝0，1，…2k-3，l＝1，2，…，2k-3，p＝1，2，…2k-2。
計算第二型第四比特的條件概率矢量公式是QAM大小為64-QAM時，用數學公式20表示，QAM大小為256-QAM以上時適用數學公式19。
若α×β≥0時，①m*22-1＜|β|≤m*22+1時，輸出(-1)m+1。
②(2l-1)*22-1＜|β|≤(2l-1)*22+1時，輸出0.9375(-1)l+1{|β|-(2l-1)*22}。
在此，m＝0，1，2，l＝1，2。
若α·β＜0時，根據上述第二型的特徵把①和②公式的α置換β即可得到。
第二型第六比特的條件概率矢量的計算是QAM大小為64-QAM時，根據上述第二型的特徵在計算第五條件概率矢量的數學公式20中把α置換為β，把β置換為α即可得到。但是，QAM大小為256-QAM以上時用數學公式19表示。
第二型第七至第n比特的條件概率矢量的計算根據上述數學公式19決定。
第二型的第n+1比特的條件概率矢量的計算是用數學公式21表示，這是屬於上述數學公式19的特殊情況。
①m*22-1≤|α|≤m*22+1時，輸出(-1)m+1。
或者②(2l-1)*21-1＜|α|＜(2l-1)*21+1時，輸出(-1)l+1{0.9375|α|-0.9375(2l-1)*21}。
在此，m＝0，1，…2n-2，l＝1，2…2n-2。
第二型第n+2比特的條件概率矢量的計算在上述數學公式18把α置換為β，把β置換為α即可得到。
第二型的第n+3至第2n-1比特的條件概率矢量的計算是在數學公式19把α置換為β即可得到。但是，這時使用的比特號k值4至n按順序取代n+3至2n-1。
通過這些上述過程的接收信號，即利用α+βi值進行正方形QAM的軟決策解調。但是，上述所說明的方法在選擇接收信號並代入判別公式的方法中，為了有助於理解任意定了順序，但實際適用時更廣泛適用，而公式表示的α或β文字根據QAM的組合分布形態倒置任何一個，由此輸出值的範圍也是不僅限定在a和-a之間，而且還可以限定在非對稱型如a和b之間的值內。這些加寬了此發明的廣泛性，並增大其意義。並且，上述的計算公式有可能顯得很複雜，這些是為了廣泛適用，而普及的計算公式，通過實際適用的實例可知道其公式非常簡單。
-第三實例-本發明第三實例是屬於上述第一型，適用上述第一型的特徵，在本第三實例舉例QAM的大小為1024的1024-QAM的例子。接收信號的選擇順序是前半上適用β，後半上適用α。(參照圖11以及圖12)基本上，根據本發明的兩個實例的QAM按如下公式決定。數學公式1決定QAM的大小，數學公式2顯示根據QAM的大小設定在組合分布圖各點上的比特數量。
22n-QAM，n＝2，3，4……[數學公式2]設定在各點上的比特數量＝2n利用如此的數學公式1和2說明當n為5時，即根據數學公式1 22*5-QAM＝1024-QAM，設定在各分布點上的比特數量根據數學公式2比特為2×5＝10的情況。首先，再次確定適用於計算公式之前根據第一型的特徵整個10個比特之中知道前半5個比特的計算公式時，就可知道剩下5個後半比特的計算公式。
首先，第一個條件概率矢量的計算公式，①|β|＞25-1時，輸出sign(β)。
但是，②|β|≤1時，輸出0.9375*sign(β)。
或者③1＜|β|≤25-1時，輸出sign
.]]>其後，第二(即，k＝2，m＝1，2)條件概率矢量，0≤|β|≤1時，輸出1。
或者，25-1≤|β|≤25時，輸出-1。
或者，24-1≤|β|＜24+1時，輸出0.9375(24-|β|)。
或者，1≤|β|＜24-1時，輸出-0.062524-2(||-1)+1,]]>24+1≤|β|＜25-1時，輸出-0.062524-2(||-3)-0.825.]]>其後，第三(即，k＝3，m＝0，1，2，l＝1，2，p＝1，2，3，4)條件概率矢量的計算公式，
①m*24-1＜|β|≤m*24+1時，輸出(-1)m+1。
這時，代入m＝0，1，2時，-1＜|β|≤1時，輸出-1。
或者，24-1＜|β|≤24+1時，輸出1。
或者，25-1＜|β|≤25+1時，輸出-1。
或者，②(2l-1)*23-1＜|β|≤(2l-1)*23+1時，(-1)l+10.9375{|β|-(2l-1)*23}裡代入l＝1，2。
23-1＜|β|≤23+1時，輸出0.9375(|β|-23)，或者3*23-1＜|β|≤3*23+1時，輸出-0.9375(|β|-3*23)。
或者，③(P-1)*23+1＜|β|≤P*23-1，根據奇偶數P代入P＝1，2，3，4時，1＜|β|≤23-1時，輸出0.062523-2(||-1)-1,]]>或者，23+1＜|β|≤24-1時，輸出0.062523-2(||-24+1)+1,]]>或者，24+1＜|β|≤3*23-1時，輸出0.062523-2(24+1-||)+1,]]>或者，3*23+1＜|β|≤25-1時，輸出0.062523-2(25+1-||)-1.]]>接著，第四(即，k＝4，m＝0，1，2，3，4，l＝1，2，3，4，p＝1，2，3，4，5，6，7，8)條件概率矢量的計算公式，-1＜|β|≤1時，輸出-1。
或者，23-1＜|β|≤23+1時，輸出1。
或者，24-1＜|β|≤24+1時，輸出-1。
或者，3*23-1＜|β|≤3*23+1時，輸出1。
或者，25-1＜|β|≤25+1時，輸出-1。
或者，22-1＜|β|≤22+1時，輸出0.9375{|β|-22}。
或者，3*22-1＜|β|≤3*22+1時，輸出-0.9375{|β|-3*22}。
或者，5*22-1＜|β|≤5*22+1時，輸出0.9375{|β|-5*22}。
或者，7*22-1＜|β|≤7*22+1時，輸出-0.9375{|β|-7*22}。
或者，1＜|β|≤22-1時，輸出0.062522-2(||-1)-1.]]>或者，22+1＜|β|≤23-1時，輸出0.062522-2(||-23+1)+1.]]>或者，23+1＜|β|≤3*22-1時，輸出0.062522-2(23+1-||)+1.]]>或者，6*22+1＜|β|≤7*22-1時，輸出0.062522-2(6*22+1-||)+1.]]>或者，7*22+1＜|β|≤25-1時，輸出0.062522-2(25-1-||)-1.]]>其後，第五(即，k＝5，m＝0，1，2，…7，8，l＝1，2，3，…7，8)條件概率矢量的計算公式，-1＜|β|≤1時，輸出-1。
或者，22-1＜|β|≤22+1時，輸出1。
或者，3*22-1＜|β|≤3*22+1時，輸出-1。
或者，7*22-1＜|β|≤7*22+1時，輸出1。
或者，25-1＜|β|≤25+1時，輸出-1。
或者，1＜|β|≤3時，輸出0.9375(|β|-2)。
或者，5＜|β|≤7時，輸出-0.9375(|β|-6)。
或者，9＜|β|≤11時，輸出0.9375(|β|-10)。
或者，25＜|β|≤27時，輸出0.9375(|β|-26)。
或者，29＜|β|≤31時，輸出-0.9375(|β|-30)。
接著，第六至第十條件概率矢量的計算公式是根據第一型的特徵在第一至第五條件概率矢量的數學公式中α置換β即可。
-第四實例-本發明第四實例是屬於上述第二型，適用上述第二型的特徵，在本第四實例舉例QAM的大小為1024的1024-QAM的例子。接收信號的選擇順序是首先選擇適用α。
如第三實例，數學公式1決定QAM的大小，數學公式2顯示根據QAM的大小設定在組合分布圖各點上的比特數量。
22n-QAM，n＝2，3，4……[數學公式2]
設定在各點上的比特數量＝2n基本上，在本發明第四實例的QAM大小是按上述公式決定，根據這些最終輸出值，即條件概率矢量值的數量也成為2n。
利用如此的數學公式1和2說明當n為5時，即根據數學公式1 22*5-QAM＝1024-QAM，設定在各分布點上的比特數量根據數學公式2比特為2×5＝10的情況。(參照圖13以及圖14)首先，第一個條件概率矢量的計算公式，|α|＞25-1時，輸出-sign(α)。
或者，|α|≤1時，輸出-0.9375sign(α)。
或者，1＜|α|≤25-1時，輸出-sign
.]]>其後，第二條件概率矢量的計算公式是置換上述第一個計算公式的形態如下表示。
①|β|＞25-1時，輸出-sign(β)。
②|β|≤1時，輸出-0.9375sign(β)。
③1＜|β|≤25-1時，輸出-sign(β){0.0021(|β|-1)+0.9375。
其後，第三條件概率矢量的計算公式(1)αβ≥0時，①25-25(2-m)≤|α|＜25-25(2-m)+1時，輸出(-1)m。
這時，代入m＝1，2時，0≤|α|≤1時，輸出-1。
或者，25-1≤|α|≤25時，輸出1。
或者，②24-1≤|α|＜24+1時，輸出0.9375(|α|-24)。
或者，③24-24(2-m)+m≤|α|＜25-24(2-m)+m-2時，輸出0.062524-2(||-2m+1)+0.9735(-1)m-0.0625,]]>在此，代入m＝1，2時，1≤|α|＜24-1時，輸出0.062524-2(||-1)-1.]]>或者，24+1≤|α|＜25-1時，輸出0.062524-2(||-3)+0.825.]]>(2)αβ＜0時，此時決定上面所說明的第三條件概率矢量輸出的方法(αβ≥0)①，②，③公式中β置換α之後計算。
其後，第四(即，k＝4，m＝0，1，2，l＝1，2，p＝1，2，3，4)條件概率矢量計算(1)αβ≥0時，①m*24-1＜|α|≤m*24+1時，輸出(-1)m+1。
這時，代入m＝0，1，2時，-1＜|α|≤1時，輸出-1。
或者，24-1＜|α|≤24+1時，輸出1。
或者，25-1＜|α|≤25+1時，輸出-1。
或者，②(2l-1)*23-1＜|α|≤(2l-1)*23+1時，(-1)l+1{0.9375|α|-0.9375(2l-1)*23}裡代入l＝1，2時，23-1＜|α|≤23+1時，輸出0.9375(|α|-23)。
或者，3*23-1＜|α|≤3*23+1時，輸出-0.9375(|α|-3*23)。
或者，③(P-1)*23+1＜|α|≤P*23-1，P為奇數時，輸出0.062523-2[(-1)((P+1)/2)+1*||+(-1)(P+1)/2(P-1)*23+1]+(-1)(P+1)/2.]]>但是，P為偶數時，輸出0.062523-2[(-1)p/2+1*||+(-1)p/2(P*23-1)]+(-1)p/2+1.]]>在此，代入p＝1，2，3，4時，1＜|α|≤23-1時，輸出0.062523-2[||-1]-1.]]>或者，23+1＜|α|≤24-1時，輸出0.062523-2[||-24+1]+1.]]>或者，24+1＜|α|≤3*23-1時，輸出0.062523-2[24+1-||]+1.]]>或者，3*23+1＜|α|≤25-1時，輸出0.062523-2[25+1-||]-1.]]>(2)αβ＜0時，此時決定上面所說明的第四條件概率矢量輸出的方法(αβ≥0)①，②，③公式中β置換α之後計算。
其後，第五(即，k＝5，m＝0，1，2，3，4，l＝1，2，3，4)條件概率矢量計算公式(1)αβ≥0時，①m*23-1＜|α|≤m*23+1時，輸出(-1)m+1。
這時，代入m＝0，1，2，3，4時，-1＜|α|≤1時，輸出-1。
或者，23-1＜|α|≤23+1時，輸出1。
或者，24-1＜|α|≤24+1時，輸出-1。
或者，3*23-1＜|α|≤3*23+1時，輸出1。
或者，25-1＜|α|≤25+1是，輸出-1。
或者，②(2l-1)*22-1＜|α|≤(2l-1)*22+1時，(-1)l+10.9375{|α|-0.9375(2l-1)*22}裡代入l＝1，2，3，4時，在此，22-1＜|α|≤22+1時，輸出0.9375(|α|-22)。
或者，3*23-1＜|α|≤3*23+1時，輸出-0.9375(|α|-3*22)。
或者，5*22-1＜|α|≤5*22+1時，輸出0.9375(|α|-5*22)。
或者，7*22-1＜|α|≤7*22+1時，輸出-0.9375(|α|-7*22)。
或者，③(P-1)*22+1＜|α|≤P*22-1時，根據奇偶數P代入p＝1，2，3，…7，8時，1＜|α|≤22-1時，輸出0.062522-2[||-1]-1.]]>或者，22+1＜|α|≤23-1時，輸出0.062522-2[||-23+1]+1.]]>或者，23+1＜|α|≤3*22-1時，輸出0.062522-2[23+1-||]+1.]]>或者，3*22+1＜|α|≤24-1時，輸出0.062522-2[24-1-||]-1.]]>或者，24+1＜|α|≤5*22-1時，輸出0.062522-2[||-24-1]-1.]]>或者，5*22+1＜|α|≤6*22-1時，輸出0.062522-2[||-6*22+1]+1.]]>或者，6*22+1＜|α|≤7*22-1時，輸出0.062522-2[6*22+1-||]+1.]]>或者，7*22+1＜|α|≤25-1時，輸出0.062522-2[25-1-||]-1.]]>
(2)αβ＜0時，此時決定上面所說明的第五條件概率矢量輸出的方法(αβ≥0)①，②，③公式中β置換α之後計算。
其後，第六(即，k＝6，m＝0，1，2，…7，8，l＝1，2，3，…7，8)條件概率矢量計算公式(1)αβ≥0時，①m*22-1＜|α|≤m*22+1時，輸出(-1)m+1。
這時，適用m＝0，1，2，…7，8計算。
即，-1＜|α|≤1時，輸出-1。
或者，22-1＜|α|≤22+1時，輸出1。
或者，3*22-1＜|α|≤3*22+1時，輸出-1。
或者，7*22-1＜|α|≤7*22+1時，輸出1。
或者，25-1＜|α|≤25+1時，輸出-1。
或者，②(2l-1)*2-1＜|α|≤(2l-1)*2+1時，(-1)l+1{0.9375|α|-0.9375(2l-1)*2}裡代入l＝1，2，3，…7，8時，在此，1＜|α|≤3時，輸出0.9375(|α|-2)。
或者，5＜|α|≤7時，輸出-0.9375(|α|-6)。
或者，9＜|α|≤11時，輸出0.9375(|α|-10)。
或者，25＜|α|≤27時，輸出0.9375(|α|-26)。
或者，29＜|α|≤31時，輸出-0.9375(|α|-30)。
(2)αβ＜0時，此時決定上面所說明的第五條件概率矢量輸出的方法(αβ≥0)①，②公式中β置換α之後計算。
其後，第七至第十條件概率矢量的計算公式在第三至第六條件概率矢量的計算公式中把α置換為β，把β置換為α即可得到。
圖8是根據本發明的條件概率矢量決策過程的功能結構圖。
圖15是根據本發明的第一型64-QAM條件概率矢量決策的硬體結構例圖，該行業者來說在本發明的範圍內自由變形硬體的構成。
本發明連接實例詳細說明了。但是，這只是執行實例的目的，並不限制本發明，實際上該行業者來說易於理解在本發明範圍內的變形。
工業應用性本發明取代主要在工業上使用的正方形QAM信號的軟決策解調方式對數似然比(log Likelihood ratio)適用條件概率矢量方程式，明顯提高處理速度，實際體現硬體時節約製造費用。
權利要求
1.正交幅度調製的軟決策解調方法具有如下特徵；用同相位信號成分和正交相位信號成分構成的正方形正交幅度調製(QAM)接收信號的軟決策解調方法，從接收信號的正交相位成分值和同相位成分值利用包括條件判斷演算的函數計算對應硬決策(hard decision)比特位置的各個軟決策值，即條件概率矢量值。
2.根據權利要求1的正交幅度調製的軟決策解調方法具有如下特徵；整個比特之中對前半的條件概率矢量與決定對剩下後半比特的條件概率矢量的方法相同，置換正交相位成分值和同相位成分值之後分別決定。
3.根據權利要求2任何一項的正交幅度調製的軟決策解調方法具有如下特徵；從1號比特至n號比特的條件概率矢量值根據接收信號α或β之中的任何一個解調，後半第n+1比特至最後第2n比特的條件概率矢量根據剩下一個接收信號解調，此兩種解調上適用的方程式前半和後半的方法相同。
4.根據權利要求2的正交幅度調製的軟決策解調方法具有如下特徵；奇數比特的條件概率矢量的解調方法與其後偶數比特的條件概率矢量的計算方法相同，計算奇數比特條件概率矢量的接收信號值根據指定的組合分布圖使用α或β之中的任何一個，偶數比特的接收信號值使用剩下一個。
5.根據權利要求3的解調正交幅度調製(QAM)接收信號的軟決策解調方法具有如下特徵；第一個條件概率矢量根據組合分布圖的形態選擇接收值α或β之中的任何一個之後根據下述[數學公式22]決定。[數學公式22]①無條件輸出值為 [在此Ω作為選擇的接收值α或β之中的任何一個值，α根據輸出範圍設定的任意實數。]
6.根據權利要求3的解調正交幅度調製(QAM)接收信號的軟決策解調方法具有如下特徵；第二條件概率矢量根據決定第一個條件概率矢量時選擇的接收值和下述[數學公式23]決定。①無條件輸出值為 [在此，Ω是選擇的接收值，n是QAM的大小，即決定22n的變數，α是根據輸出範圍決定的任意實數，c是任意常數。]
7.根據權利要求3的解調正交幅度調製(QAM)接收信號的軟決策解調方法具有如下特徵；從第三至第n的條件概率矢量根據決定第一個條件概率矢量時選擇的接收值和下述[數學公式24]決定。[數學公式24]①首先用基本的V字形態區分輸出圖時對應各比特的條件概率矢量區分為(2k-3+1)領域。②根據基本形態的基本公式為 ③用指定的Ω找出所屬的領域，減去各領域中心值m的(|Ω|-m)作為新的Ω，代入到基本公式裡並決定輸出值。④區分領域之中位於左右最外側的領域，就是說，在(2k-2-1)2n-k+2＜|Ω|領域，中心值為m＝2n，(|Ω|-m)作為新的Ω，代入到基本公式裡並決定輸出值。[在此，Ω是選擇的接收值，n是QAM的大小，即決定22n的變數，k是條件概率矢量的號碼(k＝3，4，…，n)，d是根據k值變化的常數，α是決定輸出範圍的常數。]
8.根據權利要求3的解調正交幅度調製(QAM)接收信號的軟決策解調方法具有如下特徵；從第n+1至第2n的條件概率矢量分別利用決定第一個條件概率矢量時並沒有選擇的接收值和上述數學公式22至24，按順序計算。(但是，包括在數學公式24的條件概率矢量的號碼k n+1至2n按順序取代3至n並使用。)
9.根據權利要求4的解調正交幅度調製(QAM)接收信號的軟決策解調方法具有如下特徵；第一個條件概率矢量根據組合分布圖的形態選擇α或β之中的任何一個並根據下述[數學公式25]決定。[數學公式25]①無條件輸出值為 [在此，Ω是選擇的接收值，即α或β之中的任何一個值，n是QAM的大小，即決定22n的變數，α是根據輸出範圍決定的任意實數。]
10.根據權利要求4的解調正交幅度調製(QAM)接收信號的軟決策解調方法具有如下特徵；第二條件概率矢量在計算第二型的第一個條件概率矢量方法中，並沒有選擇的接收值置換選擇的接收值並計算。
11.根據權利要求4的解調正交幅度調製(QAM)接收信號的軟決策解調方法具有如下特徵；第三條件概率矢量根據組合分布圖的形態選擇接收值α或β之中的任何一個，αβ≥0時，利用下述[數學公式26]，αβ＜0時，在下述[數學公式26]選擇的接收值置換為沒有選擇的接收值並決定。[數學公式26]①無條件輸出值為 [在此，Ω是選擇的接收值，n是QAM的大小，即決定22n的變數，α是根據輸出範圍決定的任意實數，c是任意常數。]
12.根據權利要求4的解調正交幅度調製(QAM)接收信號的軟決策解調方法具有如下特徵；第四條件概率矢量在計算第二型的第三條件概率矢量的方法中，αβ≥0和αβ＜0時，分別把選擇的接收值用並沒有選擇的接收值置換並計算。
13.根據權利要求4的解調正交幅度調製(QAM)接收信號的軟決策解調方法具有如下特徵；第五條件概率矢量根據組合分布圖的形態選擇接收值α或β之中的任何一個，上述αβ≥0時，利用下述[數學公式27]，αβ＜0時，在下述[數學公式27]把選擇的接收值用並沒有選擇的接收值置換並決定。[數學公式27]①首先用基本V字形態區分輸出圖時對應各比特的條件概率矢量區分為兩個領域。②根據基本形態的基本公式為 ③用指定的Ω找出所屬的領域，減去各領域中心值m的(|Ω|-m)作為新的Ω，代入到基本公式裡並決定輸出值。④區分領域之中位於左右最外側的領域，就是說，在7·2n-3＜|Ω|領域，中心值為m＝2n，把(|Ω|-m)作為新的Ω，代入到基本公式裡並決定輸出值。[在此，Ω是選擇的接收值，n是QAM的大小，即決定22n的變數，d是常數，α是決定輸出範圍的常數。]
14.根據權利要求4的解調正交幅度調製(QAM)接收信號的軟決策解調方法具有如下特徵；QAM的大小為64-QAM時，第六條件概率矢量在計算第二型的第五條件概率矢量的方法中，αβ≥0和αβ＜0時，分別把選擇的接收值用並沒有選擇的接收值置換並計算。
15.根據權利要求4的解調正交幅度調製(QAM)接收信號的軟決策解調方法具有如下特徵；QAM的大小為256-QAM以上時，從第五至第n+2的條件概率矢量根據組合分布圖的形態選擇接收值α或β之中的任何一個，αβ≥0時，利用下述[數學公式28]，αβ＜0時，在下述[數學公式28]把選擇的接收值用並沒有選擇的接收值置換並決定。[數學公式28]①首先用基本的V字形態區分輸出圖時對應各比特的條件概率矢量區分為(2k-3+1)領域。②根據基本形態的基本公式為 ③用指定的Ω找出所屬的領域，減去各領域中心值m(比如，k＝6時反覆的領域為一個，此領域是2n-2≤|Ω|＜3·2n-2，中心值為m＝2n-1)的|Ω|-m作為新的Ω，代入到基本公式裡並決定輸出值。④區分領域之中位於左右最外側的領域，就是說，在(2k-2-1)2n-k+2＜|Ω|領域，中心值為m＝2n，|Ω|-m作為新的Ω，代入到基本公式裡並決定輸出值。[在此，k是條件概率矢量的號碼(k＝5，6，…，n)，Ω是選擇的接收值，n是QAM的大小，即決定22n的變數，α是根據輸出範圍設定的任意實數，d是根據k值變化的常數。]
16.根據權利要求4的解調正交幅度調製(QAM)接收信號的軟決策解調方法具有如下特徵；QAM的大小為256-QAM以上時，從第n+3至第2n的條件概率矢量αβ≥0時，使用決定第二型的第五至第n+2的條件概率矢量時並沒有選擇的接收值，根據上述[數學公式28]決定，αβ＜0時，在下述[數學公式28]並沒有選擇的接收值置換選擇的接收值即可得到。
17.根據權利要求3的解調正交幅度調製(QAM)接收信號的軟決策解調方法具有如下特徵；第一型的第一個條件概率矢量根據組合分布圖的形態選擇α或β之中的任何一個並根據下述[數學公式29]決定。[數學公式29]①|Ω|≥2n-1時，輸出a*sign(Ω)，或者，②|Ω|≤1時，輸出a*0.9375*sign(Ω)，或者，③1＜|Ω|≤2n-1時，輸出*sign
.]]>[在此，Ω是選擇的接收值，即α或β之中的任何一個值，sign(Ω)是選擇接收值的符號，『a』是根據輸出範圍決定的任意實數，α是I(實數部)頻道的接收值，β是Q(虛數部)頻道的接收值。]
18.根據權利要求3的解調正交幅度調製(QAM)接收信號的軟決策解調方法具有如下特徵；第一型的第二條件概率矢量根據決定第一個條件概率矢量時選擇的接收值和下述[數學公式30]決定。[數學公式30]①2n-2n(2-m)≤|Ω|≤2n-2n(2-m)+1時，輸出a*(-1)m+1。②2n-1-1≤|Ω|≤2n-1+1時，輸出a*0.9375(2n-1|Ω|)。③2n-1-2(n-1)(2-m)+m≤|Ω|≤2n-2(n-1)(2-m)+m-2時，輸出-a*
.]]>[在此，Ω是選擇的接收值，即α或β之中的任何一個值，n是QAM的大小，即決定22n的變數，『a』是根據輸出範圍決定的任意實數，m＝1，2。]
19.根據權利要求3的解調正交幅度調製(QAM)接收信號的軟決策解調方法具有如下特徵；從第一型的第三至第n-1的條件概率矢量根據決定第一個條件概率矢量時選擇的接收值和下述[數學公式31]決定。[數學公式31]①m*2n-k+2-1＜|Ω|≤m*2n-k+2+1時，輸出a*(-1)m+1。或者②(2l-1)*2n-k+1-1＜|Ω|≤(2l-1)*2n-k+1+1時，輸出a*(-1)l+10.9375{(|Ω|-(2l-1)*2n-k+1)。或者③(P-1)*2n-k+1+1＜|Ω|≤P*2(n-k+1-1時，根據P值，若P為奇數時，輸出a*{0.06252n-k+1-2[(-1)((p+1)/2)+1*||+(-1)(p+1)/2{(P-1)*2n-k+1+1}+(-1)(p+1)/2]},]]>若P為偶數時，輸出a*{0.06252n-k+1-2[(-1)p/2+1*||+(-1)p/2(P*2n-k+1-1)]+(-1)p/2+1}.]]>[在此，Ω是選擇的接收值，m＝0，1，..2k-2，然後l是1，2，…3k-2，k是條件概率矢量的號碼(k＝3，…n-1)。]
20.根據權利要求3的解調正交幅度調製(QAM)接收信號的軟決策解調方法具有如下特徵；第一型的第n條件概率矢量根據決定第一個條件概率矢量時選擇的接收值和下述[數學公式32]決定。[數學公式32]①m*22-1≤|Ω|≤m*22+1時，輸出a*(-1)m+1。或者②(2l-1)*21-1＜|Ω|≤(2l-1)*21+1時，輸出a*(-1)l+10.9375{(|Ω|-(2l-1)*21)。[在此，Ω是選擇的接收值，m＝0，1，…2n-2，然後l＝1，2，…3n-2。]
21.根據權利要求3的解調正交幅度調製(QAM)接收信號的軟決策解調方法具有如下特徵；從第一型的第n+1至第2n的條件概率矢量分別利用決定第一個條件概率矢量時並沒有選擇的接收值和上述數學公式30至32，按順序計算。(但是，包括在數學公式31的條件概率矢量的號碼k的n+3至2n-1按順序取代3至n-1並使用。)
22.根據權利要求4的解調正交幅度調製(QAM)接收信號的軟決策解調方法具有如下特徵；第二型的第一個條件概率矢量根據組合分布圖的形態選擇α或β之中的任何一個並根據下述[數學公式33]決定。[數學公式33]①|Ω|≥2n-1時，輸出-a*sign(Ω)，或者②|Ω|≤1時，輸出a*0.9375*sign(Ω)，或者③1＜|Ω|≤2n-1時，輸出-a*{sign0.06252n-2(||-1)+0.9375}.]]>[在此，Ω是選擇的接收值，sign(Ω)是選擇接收值的符號，『a』是根據輸出範圍決定的任意實數，α是I(實數部)頻道的接收值，β是Q(虛數部)頻道的接收值。]
23.根據權利要求4的解調正交幅度調製(QAM)接收信號的軟決策解調方法具有如下特徵；第二型的第二條件概率矢量在計算第二型的第一個條件概率矢量方法中，並沒有選擇的接收值置換選擇的接收值並計算。
24.根據權利要求4的解調正交幅度調製(QAM)接收信號的軟決策解調方法具有如下特徵；第二型的第三條件概率矢量根據組合分布圖的形態選擇接收值α或β之中的任何一個，αβ≥0時，利用下述[數學公式34]，αβ＜0時，在下述[數學公式34]選擇的接收值置換為沒有選擇的接收值並決定。[數學公式34]①2n-2n(2-m)≤|Ω|＜2n-2n(2-m)+1時，輸出a*(-1)m，或者②2n-1-1≤|Ω|＜2n-1+1時，輸出a*0.9375(|Ω|-2n-1)，或者③2n-1-2(n-1)(2-m)+m≤|Ω|＜2n-2(n-1)(2-m)+m-2時，輸出a*
.]]>[在此，Ω是選擇的接收值，『a』是根據輸出範圍決定的任意實數，α是I(實數部)頻道的接收值，β是Q(虛數部)頻道的接收值，m＝1，2。]
25.根據權利要求4的解調正交幅度調製(QAM)接收信號的軟決策解調方法具有如下特徵；第二型的QAM大小為64-QAM以下時，第四條件概率矢量在計算第二型的第三條件概率矢量的方法中，αβ≥0和αβ＜0時，分別把選擇的接收值用並沒有選擇的接收值置換並計算。
26.根據權利要求4的解調正交幅度調製(QAM)接收信號的軟決策解調方法具有如下特徵；第二型的QAM大小為64-QAM時，第五條件概率矢量根據組合分布圖的形態選擇接收值α或β之中的任何一個，上述αβ≥0時，利用下述[數學公式35]，αβ＜0時，在下述[數學公式35]把選擇的接收值用並沒有選擇的接收值置換並決定。[數學公式35]①m*2n-1-1＜|Ω|≤m*2n-1+1時，輸出a*(-1)m+1，②(2l-1)*2n-1-1＜|Ω|≤(2l-1)*2n-1+1時，輸出a*(-1)l+1{0.9375|β|-0.9375(2l-1)*2n-1}。[在此，Ω是選擇的接收值，『a』是根據輸出範圍決定的任意實數，α是I(實數部)頻道的接收值，β是Q(虛數部)頻道的接收值，m＝0，1，2，l＝1，2。]
27.根據權利要求4的解調正交幅度調製(QAM)接收信號的軟決策解調方法具有如下特徵；第二型的QAM大小為64-QAM時，第六條件概率矢量在計算第二型的第五條件概率矢量的方法中，αβ≥0和αβ＜0時，分別把選擇的接收值用並沒有選擇的接收值置換並計算。
28.根據權利要求4的解調正交幅度調製(QAM)接收信號的軟決策解調方法具有如下特徵；第二型的QAM大小為256-QAM以上時，從第四至第n的條件概率矢量根據組合分布圖的形態選擇接收值α或β之中的任何一個，αβ≥0時，利用下述[數學公式36]，αβ＜0時，在下述[數學公式36]把選擇的接收值用並沒有選擇的接收值置換並決定。[數學公式36]①m*2n-k+3-1＜|Ω|≤m*2n-k+3+1時，輸出a*(-1)m+1，或者②(2l-1)*2n-k+2-1＜|Ω|≤(2l-1)*2n-k+2+1時，輸出a*(-1)l+1{0.9375(|Ω|-0.9375(2l-1)*2n-k+2)，或者③(P-1)*2n-k+2+1＜|Ω|≤P*2n-k+2-1時，根據P值，若P值奇數時，輸出a*{0.06252n-k+2-2[(-1)((p+1)/2)+1*||+(-1)(p+1)/2{(P-1)*2n-k+2+1}]+(-1)(p+1)/2}]]>若P值偶數時，輸出a*
+(-1)p/2+1]]]>[在此，k是條件概率矢量的號碼(4，5…，n)，Ω是選擇的接收值，『a』是根據輸出範圍決定的任意實數，α是I(實數部)頻道的接收值，β是Q(虛數部)頻道的接收值，m＝0，1，..2k-3，l＝1，2，…2k-3，p＝1，2…，2k-2。]
29.根據權利要求4的解調正交幅度調製(QAM)接收信號的軟決策解調方法具有如下特徵；第二型的QAM大小為256-QAM以上時，第n+1的條件概率矢量是決定第二型的第四至第n的條件概率矢量時選擇的接收值，αβ≥0時，利用下述[數學公式37]，αβ＜0時，在下述[數學公式37]把選擇的接收值用並沒有選擇的接收值置換即可得到。[數學公式37]①m*22-1≤|Ω|≤m*22+1時，輸出a*(-1)m+1，或者②(2l-1)*21-1＜|Ω|＜(2l-1)*21+1時，輸出a*(-1)l+1{0.9375{(|Ω|-0.9375(2l-1)*21)。[在此，Ω是選擇的接收值，『a』是根據輸出範圍決定的任意實數，α是I(實數部)頻道的接收值，β是Q(虛數部)頻道的接收值，m＝0，1，..2n-2，l＝1，2，…2n-2。]
30.根據權利要求4的解調正交幅度調製(QAM)接收信號的軟決策解調方法具有如下特徵；第二型的QAM大小為256-QAM以上時，第n+2條件概率矢量的計算方法和當第二型的QAM大小為64-QAM以下時計算第四條件概率矢量的方法一致。
31.根據權利要求4的解調正交幅度調製(QAM)接收信號的軟決策解調方法具有如下特徵；第二型的QAM大小為256-QAM以上時，從第n+3至第2n-1的條件概率矢量是當第二型的QAM大小為256-QAM以上時，第四至第n的條件概率矢量決策中，αβ≥0和αβ＜0的時候，分別把選擇的接收值用並沒有選擇的接收值置換並計算。
32.根據權利要求4的解調正交幅度調製(QAM)接收信號的軟決策解調方法具有如下特徵；第二型的QAM大小為256-QAM以上時，第2n的條件概率矢量是當第二型的QAM大小為256-QAM以上時，第n+1的條件概率矢量決策中，αβ≥0和αβ＜0的時候，分別把選擇的接收值用並沒有選擇的接收值置換並計算。
33.正交幅度調製的軟決策解調裝置具有如下特徵；用同相位信號成分和正交相位信號成分構成的解調正方形正交幅度調製(QAM)裝置，包括從接收信號的正交相位成分值和同相位成分值利用包括條件判斷演算的函數計算對應硬決策(hard decision)比特位置的各個軟決策值，即條件概率矢量值的條件概率矢量決策部。
34.根據權利要求33的正交幅度調製的軟決策解調裝置具有如下特徵；條件概率矢量決策部在整個比特之中對前半的條件概率矢量與決定對剩下後半比特的條件概率矢量的計算相同，置換正交相位成分值和同相位成分值之後分別決定。
35.根據權利要求33或者權利要求34中任何一項的解調正交幅度調製(QAM)接收信號的軟決策解調裝置具有如下特徵；上述條件概率矢量計算部從1號比特至n號比特的條件概率矢量值根據接收信號α或β之中的任何一個解調，後半第n+1比特至最後第2n比特的條件概率矢量根據剩下一個接收信號解調，此兩種解調上適用的前半和後半的方程式相同。
36.根據權利要求33或者權利要求34中任何一項的解調正交幅度調製(QAM)接收信號的軟決策解調裝置具有如下特徵；上述條件概率矢量計算部的奇數比特的條件概率矢量的解調計算與其後偶數比特的條件概率矢量的計算相同，計算奇數比特條件概率矢量的接收信號值根據指定的組合分布圖使用α或β之中的任何一個，偶數比特的接收信號值使用剩下一個。
全文摘要
本發明涉及正方形正交幅度調製(QAM)信號的軟決策解調，如此的軟決策解調方法在解調用同相位信號成分和正交相位信號成分構成的正方形正交幅度調製(QAM)接收信號的軟決策解調方法之中，從接收信號的正交相位成分值和同相位成分值利用包括條件判斷演算的函數計算對應硬決策(hard decision)比特位置的各個軟決策值，即條件概率矢量值，由此提高處理速度和節約實際硬體的生產費用。
文檔編號H04L27/26GK1717909SQ200480001520
公開日2006年1月4日 申請日期2004年1月10日 優先權日2003年6月23日
發明者徐洪錫, 金泰勳 申請人:徐洪錫