專利名稱：一種適于實現(xiàn)的多電平正交幅度調(diào)制硬判決方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種在采用多電平正交幅度調(diào)制(MQAM)通信系統(tǒng)中，接收端在進(jìn)行硬判決時的一種適于實現(xiàn)的MQAM硬判決方法。
背景技術(shù)：
隨著時代的發(fā)展，人們對通信的要求，包括對通信質(zhì)量和業(yè)務(wù)種類等的要求，也越來越高。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，人們對于信息傳輸?shù)乃俾室笤絹碓礁摺Ｔ诋?dāng)今頻率資源日趨緊張的背景下，要在有限的頻帶內(nèi)傳輸更多的信息，一種常見的方法就是采用高階調(diào)制技術(shù)。當(dāng)今常見的數(shù)字高階調(diào)制技術(shù)包括多級相移鍵控(MPSK)，多級頻移鍵控(MFSK)以及多電平正交幅度調(diào)制(MQAM)技術(shù)。其中正交幅度調(diào)制技術(shù)被最廣泛地應(yīng)用于有線和無線通信系統(tǒng)中，如有線通信系統(tǒng)中的電纜調(diào)制解調(diào)器，無線通信系統(tǒng)中的無線局域網(wǎng)IEEE802.11a系統(tǒng)，第三代移動通信系統(tǒng)，及其高速下行分組接入(HSDPA)系統(tǒng)等等。
現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，為了保證傳輸?shù)目煽啃裕话愣疾捎昧思m錯編碼技術(shù)。常見的糾錯碼包括卷積碼和Turbo碼。這些編碼器為了獲得較好的性能，一般都采用軟信息輸入。但是對于其它功能模塊，可能會利用到正交幅度調(diào)制解調(diào)后的硬判決結(jié)果，如判決輔助的信道估計技術(shù)，接收信噪比估計，判決反饋均衡以及基于判決反饋的頻偏校正等等。
在對正交幅度調(diào)制進(jìn)行硬判決時，常規(guī)的算法將會消耗數(shù)字信號處理器(DSP)大量的處理時間，而處理時間延長將會導(dǎo)致整個接收機(jī)鏈路時序的緊張并造成通信系統(tǒng)不穩(wěn)定。
常規(guī)的硬判決方法如圖2所示(以16QAM為例，星座圖如圖1所示)
設(shè)Sk=vk1vk2vk3vk4]]>為一個16QAM符號，vkn∈{0,1}]]>為第k個16QAM的第n個二進(jìn)制比特。由圖2可以看出，要得到16QAM的硬判決結(jié)果一共需要4次邏輯判斷，每次判斷都是基于以前的判斷結(jié)果為基礎(chǔ)，總共有16個邏輯分支。不失一般性，將該結(jié)論推廣到多電平正交幅度調(diào)制(MQAM)要對一個MQAM符號進(jìn)行硬判決，需要進(jìn)行l(wèi)og2M次邏輯判斷，每次判斷都是基于以前的判斷結(jié)果為基礎(chǔ)，總共有M個邏輯分支?，F(xiàn)代通信系統(tǒng)常采用256QAM和512QAM來提高信息的傳送速率，此時將會有256個和512個邏輯分支，這樣大的邏輯分支的判斷，如果用數(shù)字信號處理器(DSP)實現(xiàn)的話將會占用處理器大量的資源，如果用現(xiàn)場可編程邏輯門陣列(FPGA)實現(xiàn)的話將會造成更大的資源浪費。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種適于實現(xiàn)的多電平正交幅度調(diào)制硬判決方法，可以實現(xiàn)低復(fù)雜度的，快速地得到MQAM的硬判決信號的功能。
本發(fā)明的基本思想是將MQAM的星座圖上的每個符號按照一定的規(guī)律分配一定的序號。將星座圖上的每個信號點對應(yīng)的硬判決二進(jìn)制值按照序號的順序存儲到一個數(shù)組里。接收端對解調(diào)后的符號信息進(jìn)行處理，按照本發(fā)明給出的方法和步驟得到數(shù)組的索引值，然后根據(jù)索引值查找相應(yīng)數(shù)組中的值，得到該符號的硬判決結(jié)果。
先按照MQAM符號實部的正負(fù)將M個星座圖上的信號點分成2個1/2組，每個1/2組有M/2個信號點；再按照每個1/2組符號虛部的正負(fù)，將每個1/2組再分成2個1/4組，每個1/4組有M/4個信號點；再按照每個1/4組符號的實部的絕對值減去均值的正負(fù)，將每個1/4組再分成2個1/8組，每個1/8組有M/8個信號點；然后再按照每個1/8組符號虛部的絕對值減去均值的止負(fù)，將每個1/8組再分成2個1/16組，每個1/16組有M/16個信號點；如此往復(fù)下去，直到每個分組只有一個信號點，該分組記為Sm(1≤m≤M)。然后對每個分組Sm按先后順序標(biāo)以序號，再將每個分組Sm所對應(yīng)的硬判決二進(jìn)制結(jié)果按序號的大小存儲到一個數(shù)組里。分組和標(biāo)記的工作是在硬判決方法設(shè)計階段做的，所以不會影響實際硬判決的處理時間。
實際進(jìn)行硬判決方法包括1.判斷MQAM符號實部的正負(fù)，如正則Index＝Index+M/n，n＝2；2.判斷MQAM符號虛部的正負(fù)，如負(fù)則Index＝Index+M/n，n＝4；3.判斷符號實部的絕對值減去均值的正負(fù)，如負(fù)則Index＝Index+M/n，n＝8；4.判斷符號虛部的絕對值減去均值的正負(fù)，如負(fù)則Index＝Index+M/n，n＝16；5.如此往復(fù)，直到n＝M；6.按照最后計算得到的Index值去查對應(yīng)的數(shù)組Index中硬判決值。
采用本發(fā)明給出的方法，對MQAM符號進(jìn)行硬判決只需要log2M次邏輯判斷和一個邏輯分支。其思想就是在處理數(shù)據(jù)之前先將MQAM星座圖的信號點按規(guī)律進(jìn)行分組，對每個分組分配一個序號對應(yīng)于數(shù)組中的存儲位置。在進(jìn)行硬判決過程中，通過變化數(shù)組的索引值來記憶以前的邏輯判斷結(jié)果，從而節(jié)省了大量的處理時間并減小了代碼量。
另外，需要指明的是，本發(fā)明給出給出的MQAM硬判決方法的步驟沒有必然的順序要求，步驟一到步驟五可以同時進(jìn)行，這更加方便了可以進(jìn)行并行運算的應(yīng)用(如FPGA實現(xiàn))，各個步驟在處理時間上可以重疊，從而進(jìn)一步減小了MQAM硬判決的處理時延。


圖1常見16QAM星座圖；圖2常規(guī)16QAM硬判決方法流程圖；圖316QAM的硬判決方法串行流程圖；圖416QAM的硬判決方法并行流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合圖3說明本發(fā)明的一個具體實施例，以使進(jìn)一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容。
如圖3所示，本發(fā)明的該方案適于DSP實現(xiàn)的多電平正交幅度調(diào)制方案包括如下步驟(以16QAM為例)步驟1，獲取一個解調(diào)后得16QAM符號Sk；步驟2，判斷式Re(Sk)＞0是否成立，如否則轉(zhuǎn)步驟4；步驟3，更新數(shù)組索引值Index＝Index+8；步驟4，判斷式Im(Sk)＜0是否成立，如否則轉(zhuǎn)步驟6；步驟5，更新數(shù)組索引值Index＝Index+4；步驟6，判斷式|Re(Sk)|-E(Re(S)+Im(S)2)<0]]>是否成立，如否則轉(zhuǎn)步驟8；步驟7，更新數(shù)組索引值Index＝Index+2；步驟8，判斷式|Im(Sk)|-E(Re(S)+Im(S)2)<0]]>是否成立，如否則轉(zhuǎn)步驟10；步驟9，更新數(shù)組索引值Index＝Index+1；步驟10，根據(jù)計算得到的索引值查對應(yīng)數(shù)組中的值，得到硬判決結(jié)果；步驟11，結(jié)束。
下面結(jié)合圖4說明本發(fā)明的另一個具體實施例，以使進(jìn)一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容。
如圖4所示，本發(fā)明的該方案適于FPGA實現(xiàn)的多電平正交幅度調(diào)制方案包括如下步驟(以16QAM為例)步驟1，獲取一個解調(diào)后得16QAM符號Sk；步驟2.1，判斷式Re(Sk)＞0是否成立，如否則轉(zhuǎn)步驟4；步驟3.1，更新數(shù)組索引值Index＝Index+8；
步驟2.2，判斷式Im(Sk)＜0是否成立，如否則轉(zhuǎn)步驟4；步驟3.2，更新數(shù)組索引值Index＝Index+4；步驟2.3，判斷式|Re(Sk)|-E(Re(S)+Im(S)2)<0]]>是否成立，如否則轉(zhuǎn)步驟4；步驟3.3，更新數(shù)組索引值Index＝Index+2；步驟2.4，判斷式|Im(Sk)|-E(Re(S)+Im(S)2)<0]]>是否成立，如否則轉(zhuǎn)步驟4；步驟3.4，更新數(shù)組索引值Index＝Index+1；步驟4，根據(jù)計算得到的索引值查對應(yīng)數(shù)組中的值，得到硬判決結(jié)果；步驟5，結(jié)束。
權(quán)利要求
1.一種適于實現(xiàn)的多電平正交幅度調(diào)制硬判決方法，其特征在于該方法先按照MQAM符號實部的正負(fù)將M個星座圖上的信號點分成2個1/2組，每個1/2組有M/2個信號點；再按照每個1/2組符號虛部的正負(fù)，將每個1/2組再分成2個1/4組，每個1/4組有M/4個信號點；再按照每個1/4組符號的實部的絕對值減去均值的正負(fù)，將每個1/4組再分成2個1/8組，每個1/8組有M/8個信號點；然后再按照每個1/8組符號虛部的絕對值減去均值的正負(fù)，將每個1/8組再分成2個1/16組，每個1/16組有M/16個信號點；如此往復(fù)下去，直到每個分組只有一個信號點，該分組記為Sm，1≤m≤M；然后對每個分組Sm按先后順序標(biāo)以序號，再將每個分組Sm所對應(yīng)的硬判決二進(jìn)制結(jié)果按序號的大小存儲到一個數(shù)組里；具體硬判決方法包括1.判斷MQAM符號實部的正負(fù)，如正則Index＝Index+M/n，n＝2；2.判斷MQAM符號虛部的正負(fù)，如負(fù)則Index＝Index+M/n，n＝4；3.判斷符號實部的絕對值減去均值的正負(fù)，如負(fù)則Index＝Index+M/n，n＝8；4.判斷符號虛部的絕對值減去均值的正負(fù)，如負(fù)則Index＝Index+M/n，n＝16；5.如此往復(fù)，直到n＝M；6.按照最后計算得到的Index值去查對應(yīng)的數(shù)組Index中硬判決值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采用多電平正交幅度調(diào)制(MQAM)通信系統(tǒng)中，接收端在進(jìn)行硬判決時的一種適于實現(xiàn)的MQAM硬判決方法。本發(fā)明的基本思想是將MQAM的星座圖上的每個符號按照一定的規(guī)律分配一定的序號。將星座圖上的每個信號點對應(yīng)的硬判決二進(jìn)制值按照序號的順序存儲到一個數(shù)組里。接收端對解調(diào)后的符號信息進(jìn)行處理，按照本發(fā)明給出的方法和步驟得到數(shù)組的索引值，然后根據(jù)索引值查找相應(yīng)數(shù)組中的值，得到該符號的硬判決結(jié)果。本發(fā)明方法通過變化數(shù)組的索引值來記憶以前的邏輯判斷結(jié)果，從而節(jié)省了大量的處理時間并減小了代碼量，并且各個步驟在處理時間上可以重疊，從而進(jìn)一步減小了MQAM硬判決的處理時延。
文檔編號H04L25/06GK101014033SQ20061015506
公開日2007年8月8日 申請日期2006年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月7日
發(fā)明者曾嶸 申請人:杭州電子科技大學(xué)