專利名稱：多模式qam統(tǒng)一星座圖標(biāo)簽的構(gòu)建方法及調(diào)制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域的數(shù)字調(diào)制與解調(diào)技術(shù)，具體涉及一種適用于自適應(yīng)多模式正交振幅調(diào)制(Quadrature Amplitude Modulation, QAM)的多模式QAM統(tǒng)一星座圖標(biāo)簽的構(gòu)建方法及調(diào)制器。
背景技術(shù)：
自適應(yīng)多模式QAM可以根據(jù)信道的實(shí)時(shí)狀態(tài)以及業(yè)務(wù)的不同特性動(dòng)態(tài)調(diào)整調(diào)制電平數(shù)，從而可以充分挖掘通信系統(tǒng)的傳輸潛力，提高頻譜利用率，以獲得最大的傳輸容量和較高的可靠性。當(dāng)系統(tǒng)工作于非衰落信道時(shí)，增加星座點(diǎn)數(shù)，提高系統(tǒng)的傳輸速率；而當(dāng)系統(tǒng)工作于衰落信道時(shí)，減小星座點(diǎn)數(shù)，降低系統(tǒng)的傳輸速率，使系統(tǒng)性能達(dá)到可接受的誤比特率(Bit Error Rate，BER)，而整個(gè)過(guò)程保持發(fā)射功率為常數(shù)。不同模式QAM的星座圖和星座標(biāo)簽各不相同，這便使不同模式QAM的星座映射之間存在差異，也給自適應(yīng)QAM調(diào)制帶來(lái)一定的不便。如目前矩形QAM星座圖標(biāo)簽的獲得常采用電平幅度編碼方式。其標(biāo)簽是對(duì)QAM星座的I路、Q路電平幅度進(jìn)行格雷編碼獲得的。然而，不同的QAM調(diào)制中，由于所使用的星座電平數(shù)不同，故其星座標(biāo)簽各不相同且沒(méi)有內(nèi)在的統(tǒng)一性，如具代表性的中國(guó)的數(shù)字電視地面多媒體廣播(Digital Television Terrestrial Multimedia Broadcasting, DTMB)系統(tǒng)中，16QAM 的標(biāo)簽與電平之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系為，00 -6, :01-2,11 :2,10 6 ；而64QAM的標(biāo)簽與電平之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系為，000 :_7， 001 :-5,011 :-3,010 :-1,110 :1，111 :3，101 :5，100 :7。這就意味著若要使自適應(yīng) QAM 系統(tǒng)的調(diào)制方式包括16QAM和64QAM，則其星座映射的實(shí)現(xiàn)至少需建立兩套映射表16QAM星座映射表和64QAM星座映射表。如果自適應(yīng)QAM調(diào)制系統(tǒng)包含的調(diào)制方式更多，則其映射關(guān)系將更加復(fù)雜，需要建立的映射表也將更多，這無(wú)疑增加了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時(shí)的復(fù)雜度和資源消耗量?？梢?jiàn)，不同模式QAM星座圖標(biāo)簽規(guī)則之間的差異，對(duì)自適應(yīng)多模式QAM調(diào)制來(lái)說(shuō)顯然是個(gè)不利因素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種多模式QAM的統(tǒng)一星座圖標(biāo)簽的構(gòu)建方法及調(diào)制器，使之能夠適用于22nQAM(η為自然數(shù)，η ^ 1)調(diào)制方式的多個(gè)正方形星座，并使小星座圖包含在大星座圖中、各個(gè)星座圖標(biāo)簽之間存在特定的推衍關(guān)系，從而使包括4QAM、 16QAM、64QAM、256QAM等多種調(diào)制方式的自適應(yīng)QAM映射規(guī)則統(tǒng)一、硬件實(shí)現(xiàn)資源消耗減為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明是通過(guò)以下方案實(shí)現(xiàn)本發(fā)明一種多模式QAM統(tǒng)一星座圖標(biāo)簽的構(gòu)建方法，包括星座圖的構(gòu)建步驟及星座圖標(biāo)簽的構(gòu)建步驟。其中，所述星座圖標(biāo)簽的構(gòu)建步驟包括22nQAM統(tǒng)一星座標(biāo)簽由2η位標(biāo)簽即Iw1Iw2…I^bnIv1Iv2…I^btl構(gòu)成，其中η為大于0的自然數(shù)；上述2η位標(biāo)簽中的高η位即b2lrib2n_2…bn+1bn表示Q路電平值，低η位即
3bn-^-b^o表示I路電平值；上述表示I路電平值的η位標(biāo)簽和表示Q路電平值的η位標(biāo)簽的推衍規(guī)律相同，且符合格雷碼的映射規(guī)則，即①對(duì)于I路標(biāo)簽Idci和Q路標(biāo)簽bn :b0 = 1代表I路第一個(gè)正電平值，k = 0代表 I路第一個(gè)負(fù)電平值；bn = 1代表Q路第一個(gè)正電平值，bn = 0代表Q路第一個(gè)負(fù)電平值；②對(duì)于I路標(biāo)簽IviIvf I^bci和Q路標(biāo)簽1 ^ ^…bn+1bn由k位格雷碼擴(kuò)展到 k+Ι位格雷碼的規(guī)則為將原來(lái)k位格雷碼前面補(bǔ)0，作為k+Ι位格雷碼表示的2k+1個(gè)電平中絕對(duì)值較小的2k個(gè)電平值；再將原來(lái)k位格雷碼按相反順序即成鏡像排列，前面補(bǔ)1，作為k+Ι位格雷碼表示的2k+1個(gè)電平中絕對(duì)值較大的2k個(gè)電平值。根據(jù)上述星座圖標(biāo)簽構(gòu)建步驟所獲得的星座圖標(biāo)簽映射表可適用于任意方法構(gòu)建的22nQAM正方形星座圖，但在本發(fā)明中，最好采用如下步驟進(jìn)行星座圖的構(gòu)建，即通過(guò)在22nQAM正方形星座圖的基礎(chǔ)上增加新的星座點(diǎn)，擴(kuò)展得到22n+2QAM正方形形星座圖分別在22nQAM的正方形星座圖I路坐標(biāo)和Q路坐標(biāo)的正和負(fù)4個(gè)方向上各增加 211-1個(gè)電平，使I路、Q路的電平都從2n個(gè)擴(kuò)展為2n+1個(gè)，通過(guò)在所有2n+1個(gè)I路電平和2n+1 個(gè)Q路電平的各種組合處增加星座點(diǎn)得到22n+2QAM正方形星座；上述星座擴(kuò)展中，I路、Q路電平增加規(guī)律相同，新增電平的絕對(duì)值在原有電平絕對(duì)值的基礎(chǔ)上依次增大，并使新增電平和原有電平構(gòu)成等差數(shù)列關(guān)系；其中η為大于0的自然數(shù)。本發(fā)明一種多模式QAM統(tǒng)一星座圖標(biāo)簽調(diào)制器，主要由串并變化模塊、多模式星座映射模塊、I路平均功率歸一化模塊、Q路平均功率歸一化模塊、I路預(yù)調(diào)制低通濾波器、Q 路預(yù)調(diào)制低通濾波器、I路混頻器、Q路混頻器、加法器、數(shù)控振蕩器和控制器構(gòu)成。輸入比特?cái)?shù)據(jù)送入串并變化模塊中，串并變化模塊的輸出端連接至多模式星座映射模塊輸入端； 多模式星座映射模塊的I路輸出端依次經(jīng)過(guò)I路平均功率歸一化模塊、I路預(yù)調(diào)制低通濾波器和I路混頻器與加法器的輸入端相連；星座映射模塊的Q路輸出端依次經(jīng)過(guò)Q路平均功率歸一化模塊、Q路預(yù)調(diào)制低通濾波器和Q路混頻器與加法器的輸入端相連；數(shù)控振蕩器產(chǎn)生同頻正交載波，其余弦載波輸出端連接I路混頻器，正弦載波輸出端連接Q路混頻器； 控制器的輸出端分別連接至多模式星座映射模塊、I路平均功率歸一化模塊和Q路平均功率歸一化模塊；加法器的輸出端輸出QAM信號(hào)。上述方案中，星座圖與星座圖標(biāo)簽的映射表存儲(chǔ)在星座映射模塊中。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將統(tǒng)一星座標(biāo)簽生成的映射表存儲(chǔ)到所設(shè)計(jì)的多模式 QAM調(diào)制器的星座映射模塊中，可以使調(diào)制器根據(jù)不同的控制信號(hào)，自適應(yīng)地完成4QAM、 16QAM、64QAM、256QAM等不同模式的22nQAM調(diào)制方式。同時(shí)，各個(gè)星座都能夠按照格雷碼建立映射表，使傳輸信號(hào)的相鄰碼元錯(cuò)誤總是只造成1比特錯(cuò)誤，所以系統(tǒng)的誤比特性能達(dá)到最優(yōu)。由于在實(shí)現(xiàn)多種模式QAM調(diào)制時(shí)只需要建立一個(gè)統(tǒng)一星座映射表，而不需分別建立所有包含模式的多個(gè)星座映射表，所以在硬件資源的消耗上，提高了硬件資源的利用率， 并且使不同模式QAM之間的切換變得很容易，控制方便。


圖1為所構(gòu)建多模式MQAM統(tǒng)一星座圖及其標(biāo)簽；圖2為使用多模式QAM統(tǒng)一星座圖標(biāo)簽的調(diào)制器結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式參見(jiàn)圖1，本發(fā)明一種多模式QAM統(tǒng)一星座圖標(biāo)簽的構(gòu)建方法，包括星座圖的構(gòu)建步驟及星座圖標(biāo)簽的構(gòu)建步驟。(1)所述星座圖標(biāo)簽的構(gòu)建步驟包括22nQAM統(tǒng)一星座標(biāo)簽由2η位標(biāo)簽即Iw1Iw2…I^bnIv1Iv2…I^btl構(gòu)成，其中η為大于O的自然數(shù)；上述2η位標(biāo)簽中的高η位即b2lrib2n_2…bn+1bn表示Q路電平值，低η位即 bn-^-b^o表示I路電平值；上述表示I路電平值的η位標(biāo)簽和表示Q路電平值的η位標(biāo)簽的推衍規(guī)律相同，且符合格雷碼的映射規(guī)則，即 ①對(duì)于I路標(biāo)簽Idci和Q路標(biāo)簽bn :b0 = 1代表I路第一個(gè)正電平值，b0 = 0代表 I路第一個(gè)負(fù)電平值；bn = 1代表Q路第一個(gè)正電平值，bn = 0代表Q路第一個(gè)負(fù)電平值；②對(duì)于I路標(biāo)簽IviIvf I^bci和Q路標(biāo)簽1 ^ ^…bn+1bn由k位格雷碼擴(kuò)展到 k+Ι位格雷碼的規(guī)則為將原來(lái)k位格雷碼前面補(bǔ)0，作為k+Ι位格雷碼表示的2k+1個(gè)電平中絕對(duì)值較小的2k個(gè)電平值；再將原來(lái)k位格雷碼按相反順序即成鏡像排列，前面補(bǔ)1，作為k+Ι位格雷碼表示的2k+1個(gè)電平中絕對(duì)值較大的2k個(gè)電平值。在星座圖標(biāo)簽的構(gòu)建步驟中，η為大于0的自然數(shù)，即表示上述方法所獲得的星座圖標(biāo)簽映射表能夠適用于4QAM、16QAM、64QAM、256QAM……等各種22nQAM調(diào)制方式的正方形星座圖。(2)根據(jù)上述星座圖標(biāo)簽構(gòu)建步驟所獲得的星座圖標(biāo)簽映射表可適用于22nQAM正方形星座圖，在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，采用如下步驟進(jìn)行星座圖的構(gòu)建，即通過(guò)在22nQAM正方形星座圖的基礎(chǔ)上增加新的星座點(diǎn)，擴(kuò)展得到22n+2QAM正方形形星座圖分別在22nQAM的正方形星座圖I路坐標(biāo)和Q路坐標(biāo)的正和負(fù)4個(gè)方向上各增加 211-1個(gè)電平，使I路、Q路的電平都從2n個(gè)擴(kuò)展為2n+1個(gè)，通過(guò)在所有2n+1個(gè)I路電平和2n+1 個(gè)Q路電平的各種組合處增加星座點(diǎn)得到22n+2QAM正方形星座；上述星座擴(kuò)展中，I路、Q路電平增加規(guī)律相同，新增電平的絕對(duì)值在原有電平絕對(duì)值的基礎(chǔ)上依次增大，并使新增電平和原有電平構(gòu)成等差數(shù)列關(guān)系；其中η為大于0的自然數(shù)，即表示上述星座圖的構(gòu)建方法能夠以4QAM為構(gòu)建基礎(chǔ)，逐步推衍出16QAM、64QAM、 256QAM……等22nQAM正方形星座圖。下面通過(guò)具體實(shí)例來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明根據(jù)各種模式的22nQAM正方形星座圖之間的包含關(guān)系，使其星座標(biāo)簽之間也存在某種推衍關(guān)系，并使星座標(biāo)簽按照格雷碼建立映射表，本發(fā)明是通過(guò)調(diào)整星座圖標(biāo)簽的格雷碼編碼順序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，具體推衍與設(shè)計(jì)步驟是由4QAM星座及標(biāo)簽擴(kuò)展得到16QAM星座及標(biāo)簽，由16QAM星座及標(biāo)簽擴(kuò)展得到64QAM星座及標(biāo)簽，并以此類推，由22nQAM星座及標(biāo)簽擴(kuò)展得到22n+2QAM星座及標(biāo)簽。詳細(xì)過(guò)程如下(一)由4QAM星座圖及星座圖標(biāo)簽擴(kuò)展得到16QAM星座圖及星座圖標(biāo)簽。4QAM星座的I路和Q路都只有兩個(gè)電平，各用一位二進(jìn)制標(biāo)簽表示，如標(biāo)簽0表示電平值-1，標(biāo)簽1表示電平值1。在4QAM星座的基礎(chǔ)上擴(kuò)展得到16QAM星座，使16QAM 星座圖包含4QAM的所有星座點(diǎn)，即16QAM星座的I、Q兩路各有四個(gè)電平值_3、-1、1、3，其中坐標(biāo)為(士 1，士 1)的四個(gè)星座點(diǎn)即4QAM的所有星座點(diǎn)。16QAM星座圖標(biāo)簽通過(guò)4QAM標(biāo)簽推衍得到，具體做法是和4QAM對(duì)應(yīng)的四個(gè)星座點(diǎn)(士 1，士 1)，分別在原來(lái)的4QAM星座 I路、Q路標(biāo)簽前增加一位0，變成00和01，并分別表示電平值-1和1 ；在4QAM的基礎(chǔ)上新增的12個(gè)星座點(diǎn)(士 1，士幻、(士3，士 1)、(士3，士幻，其星座I路、Q路標(biāo)簽也均為兩位， 并分別與相鄰星座點(diǎn)標(biāo)簽構(gòu)成格雷碼排列。這樣便可以得到由4QAM星座標(biāo)簽推衍而來(lái)的 16QAM星座標(biāo)簽，其標(biāo)簽與所表示電平值的映射關(guān)系為，10 -3,00 :_1，01 :1，11 :3。(二)由16QAM星座圖及星座圖標(biāo)簽擴(kuò)展得到64QAM星座圖及星座圖標(biāo)簽。根據(jù)上述過(guò)程(一)，16QAM星座的I路和Q路均有四個(gè)電平，各用兩位二進(jìn)制標(biāo)簽表示，其標(biāo)簽與所表示電平的映射關(guān)系為10 :-3,00 :-1,01 :1,11 :3。在16QAM星座的基礎(chǔ)上擴(kuò)展得到64QAM星座，使64QAM星座圖包含16QAM的所有星座點(diǎn)，即64QAM星座的I、Q 兩路各有八個(gè)電平值-7、-5、-3、-1、1、3、5、7，其中坐標(biāo)為(士 1，士 1)、(士 1，士3)、(士3， 士 1)、(士3，士幻的16個(gè)星座點(diǎn)即16QAM的所有星座點(diǎn)。64QAM星座圖標(biāo)簽通過(guò)16QAM標(biāo)簽推衍得到，具體做法是和16QAM對(duì)應(yīng)的上述16個(gè)星座點(diǎn)，分別在其星座I路、Q路標(biāo)簽前增加一位0，變成三位標(biāo)簽，并與所表示電平的映射關(guān)系為010 :-3,000 :-1,001 :1,011 3 ；在 16QAM 的基礎(chǔ)上新增的 48 個(gè)星座點(diǎn)(士 1，士5)、(士 1，士7)、(士3，士5)、(士3，士7)、 (士5，士 1)、、(士5，士3)、(士5，士5)、(士5，士7)、(士7，士 1)、(士7，士3) (士7，士5)、(士7， 士7)，其I路、Q路星座標(biāo)簽也均為三位，并分別與相鄰星座點(diǎn)標(biāo)簽構(gòu)成格雷碼排列。這樣便可以得到由16QAM星座標(biāo)簽推衍而來(lái)的64QAM星座標(biāo)簽，其標(biāo)簽與所表示電平值的映射關(guān)系為，100 -7,110 :-5,010 :-3,000 :_1，001 :1，011 :3，111 :5，101 :7。(三)由64QAM星座圖及星座圖標(biāo)簽擴(kuò)展得到256QAM星座圖及星座圖標(biāo)簽。根據(jù)上述過(guò)程(二)，64QAM星座的I路和Q路均有八個(gè)電平，各用三位二進(jìn)制標(biāo)簽表示，其標(biāo)簽與所表示電平的映射關(guān)系為100 :-7,110 :-5,010 :-3,000 :_1， 001 :1,011 :3,111 :5,101 :7。在64QAM星座的基礎(chǔ)上擴(kuò)展得到256QAM星座，使 256QAM星座圖包含64QAM的所有星座點(diǎn)，即256QAM星座的I、Q兩路各有十六個(gè)電平值-15、-13、-11、-9、-7、-5、-3、-1、1、3、5、7、9、11、13、15，其中坐標(biāo)為(士 1，士 1)、(士 1， 士3)、(士 1，士5)、(士 1，士7)、(士3，士 1)、(士3，士3)、(士3，士5)、(士3，士7)、(士5，士 1)、 (士5，士3)、(士5，士5)、(士5，士7)、(士7，士 1)、(士7，士3) (士7，士5)、(士7，士7)的 64 個(gè)星座點(diǎn)即64QAM的所有星座點(diǎn)。256QAM星座圖標(biāo)簽通過(guò)64QAM標(biāo)簽推衍得到，具體做法是和64QAM對(duì)應(yīng)的上述64個(gè)星座點(diǎn)，分別在其星座I路、Q路標(biāo)簽前增加一位0，變成四位標(biāo)簽，并與所表示電平的映射關(guān)系為0100 :-7,0110 :-5,0010 -3,0000 -1,0001 :1， 0011 =3,0111 =5,0101 7 ；在 64QAM 的基礎(chǔ)上新增的 192 個(gè)星座點(diǎn)(士 1，士9)、(士 1，士 11)、 (士 1，士 13)、(士 1，士 15)、(士3，士9)、(士3，士 11)、(士3，士 13)、(士3，士 15)、(士5，士9)、 (士5，士 11)、(士5，士 13)、(士5，士 15)、(士7，士9)、(士7，士 11)、(士7，士 13)、(士7，士 15)、 (士9，士 1)、(士9，士3)、(士9，士5)、(士9，士7)、(士9，士9)、(士9，士 11)、(士9，士 13)、 (士9，士 15)、(士 11，士 1)、(士 11，士3)、(士 11，士5)、(士 11，士7)、(士 11，士9)、(士 11， 士 11)、(士 11，士 13)、(士 11，士 15)、(士 13，士 1)、(士 13，士 3)、(士 13，士 5)、(士 13，士 7)、 (士 13，士 9)、(士 13，士 11)、(士 13，士 13)、(士 13，士 15)、(士 15，士 1)、(士 15，士 3)、(士 15， 士5)、(士 15，士7)、(士 15，士9)、(士 15，士 11)、(士 15，士 13)、(士 15，士 15)，其 I 路、Q 路星座標(biāo)簽也均為四位，并分別與相鄰星座點(diǎn)標(biāo)簽構(gòu)成格雷碼排列。這樣便可以得到由64QAM 星座標(biāo)簽推衍而來(lái)的256QAM星座標(biāo)簽，其標(biāo)簽與所表示電平值的映射關(guān)系為，1000 :_15，1010 :-13,1110 :-11,1100:-9,0100 :_7，0110-5,0010 -3,0000-1,0001 :1,0011 :3， 0111 :5,0101 7,1101 9,1111 11,1011 13,1001 :15。(四)由22nQAM星座圖及星座圖標(biāo)簽擴(kuò)展得到22n+2QAM星座圖及星座圖標(biāo)簽。22nQAM正方形星座的星座點(diǎn)呈2nX2n排列，即在22nQAM的正方形星座圖中I路和Q 路分別有2"個(gè)電平值；22n+2QAM正方形星座圖的星座點(diǎn)呈2n+1X2n+1排列，即在22n+2QAM的正方形星座圖中I路和Q路分別有2n+1個(gè)電平值；通過(guò)在22nQAM正方形星座圖的基礎(chǔ)上增加新的星座點(diǎn)，擴(kuò)展得到22n+2QAM正方形形星座圖，需要分別在22nQAM的正方形星座圖I路坐標(biāo)和Q路坐標(biāo)的正和負(fù)4個(gè)方向上各增加2114個(gè)電平，使I路、Q路的電平都從2n個(gè)擴(kuò)展為 2n+1個(gè)，通過(guò)在所有2n+1個(gè)I路電平和2n+1個(gè)Q路電平的各種組合處增加星座點(diǎn)得到22n+2QAM 正方形星座；上述星座擴(kuò)展中，I路、Q路電平增加規(guī)律相同，新增電平的絕對(duì)值在原有電平絕對(duì)值的基礎(chǔ)上依次增大，并使新增電平和原有電平構(gòu)成公差為2的等差數(shù)列關(guān)系。由22nQAM的2η位星座標(biāo)簽推衍得到22n+2QAM的2n+2位星座標(biāo)簽方法如下設(shè) 22nQAM的2η位星座標(biāo)簽為斤義^“丸+禮!^!^…!^。，其中高η位即Iw1Iw2…bn+1bn表示 Q路電平值，低η位即Iv1Iv^I^bci表示I路電平值；對(duì)于I路標(biāo)簽Iv1Iv^I^bci和Q路標(biāo)簽IWibM-lvA由η位格雷碼擴(kuò)展到η+1位格雷碼的規(guī)則為將原來(lái)η位格雷碼前面補(bǔ) 0，得到η+1位I路標(biāo)簽OblriV,..bA和η+1位Q路標(biāo)簽0b2nb2n_1-bn+2bn+i'作為η+1位格雷碼表示的2η+1個(gè)電平中絕對(duì)值較小的2"個(gè)電平值；再將原來(lái)k位格雷碼按相反順序即成鏡像排列，前面補(bǔ)1，得到η+1位I路標(biāo)簽H.bA和η+1位Q路標(biāo)簽U2nV1 ...bn+2bn+1， 作為η+1位格雷碼表示的2η+1個(gè)電平中絕對(duì)值較大的2η個(gè)電平值。由此得到的22n+2QAM的 2n+2位星座標(biāo)簽為b2n+1b2n_2…ΙνΛΙνΛ^ΛΙν其中高η+1位即b2n+九η+2…bn+1表示Q路電平值，低η+1位即表示I路電平值。按照上述推衍方法，可以方便地獲得各種22nQAM(n為自然數(shù)，η ^ 1)的正方形星座及其統(tǒng)一星座的標(biāo)簽。本發(fā)明所構(gòu)建的多模式QAM統(tǒng)一星座圖標(biāo)簽如圖1所示，星座圖中每個(gè)星座點(diǎn)的坐標(biāo)都由I路和Q路兩個(gè)幅度值組成，且I、Q兩路幅度分別取-15、-13、-11、-9、-7、-5、-3、-1、1、3、5、7、9、11、13、15 等 16 個(gè)值，這 16 個(gè)幅值從小到大按特定的4位格雷碼排列，采用的格雷碼排列順序?yàn)?1000、1010、1110、1100、0100、0110、 0010、0000、0001、0011、0111、0101、1101、1111、1011、1001。根據(jù)圖 1 可以方便地生成4QAM、 16QAM、64QAM、256QAM等星座圖映射表，星座圖映射表即星座點(diǎn)標(biāo)簽與對(duì)應(yīng)的同相分量I和正交分量Q的電平幅值的映射關(guān)系。包括4QAM、16QAM、64QAM、256QAM等星座圖的映射表為1000 -15,1010 -13,1110 :_11，1100:-9,0100:_7，0110 -5,0010 -3,0000 -1,0001 1,0011 :3,0111 :5,0101 :7,1101 :9,1111 :11,1011 :13,1001 :15。能夠?qū)崿F(xiàn)上述方法的一種多模式QAM統(tǒng)一星座圖標(biāo)簽調(diào)制器，主要由串并變化模塊、多模式星座映射模塊、I路平均功率歸一化模塊、Q路平均功率歸一化模塊、I路預(yù)調(diào)制低通濾波器、Q路預(yù)調(diào)制低通濾波器、I路混頻器、Q路混頻器、加法器、數(shù)控振蕩器和控制器構(gòu)成。輸入比特?cái)?shù)據(jù)送入串并變化模塊中，串并變化模塊的輸出端連接至多模式星座映射模塊輸入端；多模式星座映射模塊的I路輸出端依次經(jīng)過(guò)I路平均功率歸一化模塊、I路預(yù)調(diào)制低通濾波器和I路混頻器與加法器的輸入端相連；星座映射模塊的Q路輸出端依次經(jīng)過(guò)Q路平均功率歸一化模塊、Q路預(yù)調(diào)制低通濾波器和Q路混頻器與加法器的輸入端相連；數(shù)控振蕩器產(chǎn)生同頻正交載波，其余弦載波輸出端連接I路混頻器，正弦載波輸出端連接Q 路混頻器；控制器的輸出端分別連接至多模式星座映射模塊、I路平均功率歸一化模塊和Q 路平均功率歸一化模塊；加法器的輸出端輸出QAM信號(hào)。串并變化模塊輸入的比特?cái)?shù)據(jù)變化為速率減半的兩路并行比特序列；然后將其送入多模式星座映射模塊，多模式星座映射模塊在控制器的作用下將兩路比特序列映射為相應(yīng)QAM星座的I、Q路電平值并輸出；I、Q兩路輸出分別經(jīng)平均功率歸一化模塊，平均功率歸一化模塊在控制器的作用下對(duì)I、Q兩路信號(hào)做平均功率歸一化處理；經(jīng)平均功率歸一化的 I、Q兩路信號(hào)分別經(jīng)預(yù)調(diào)制低通濾波器進(jìn)行限帶處理；然后分別送入混頻器與數(shù)控振蕩器輸出的余弦載波、正弦載波混頻；兩路混頻后的信號(hào)送入加法器相加得到輸出的QAM信號(hào)。上述適用于所構(gòu)建的多模式QAM統(tǒng)一星座圖標(biāo)簽的調(diào)制器可以通過(guò)分立的功能模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，但在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，構(gòu)成調(diào)制器的各個(gè)模塊均可以用FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)上述多模式QAM統(tǒng)一星座圖標(biāo)簽的構(gòu)建方法所獲得的星座圖和星座圖標(biāo)簽的映射表(參見(jiàn)圖1)存儲(chǔ)在圖2的星座映射模塊中，調(diào)制器根據(jù)控制器給出的不同控制信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)平均功率趨同的4QAM、16QAM、64QAM、256QAM等調(diào)制方式，且能夠方便地根據(jù)控制信號(hào)的不同在不同模式QAM調(diào)制方式之間進(jìn)行切換。上述實(shí)施例，僅為對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明的具體個(gè)例，本發(fā)明并非限定于此。凡在本發(fā)明的公開(kāi)的范圍之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.多模式QAM統(tǒng)一星座圖標(biāo)簽的構(gòu)建方法，包括星座圖的構(gòu)建步驟及星座圖標(biāo)簽的構(gòu)建步驟，其特征是，所述星座圖標(biāo)簽的構(gòu)建步驟包括22nQAM統(tǒng)一星座標(biāo)簽由2η位標(biāo)簽即Ι^^^ΙνΛΙνΛνΙ^。構(gòu)成，其中η為大于0 的自然數(shù)；上述2η位標(biāo)簽中的高η位即b2lrib2n_2…bn+1bn表示Q路電平值，低η位即ΙνΛγ·· b^o表示I路電平值；上述表示I路電平值的η位標(biāo)簽和表示Q路電平值的η位標(biāo)簽的推衍規(guī)律相同，且符合格雷碼的映射規(guī)則，即①對(duì)于I路標(biāo)簽k和Q路標(biāo)簽bn:b0 = 1代表I路第一個(gè)正電平值，b0 = 0代表I路第一個(gè)負(fù)電平值；bn = 1代表Q路第一個(gè)正電平值，bn = 0代表Q路第一個(gè)負(fù)電平值；②對(duì)于I路標(biāo)簽bybwbA和Q路標(biāo)簽b2n_ib2n_2…bn+1bn由k位格雷碼擴(kuò)展到k+Ι位格雷碼的規(guī)則為將原來(lái)k位格雷碼前面補(bǔ)0，作為k+Ι位格雷碼表示的2k+1個(gè)電平中絕對(duì)值較小的2k個(gè)電平值；再將原來(lái)k位格雷碼按相反順序即成鏡像排列，前面補(bǔ)1，作為k+1 位格雷碼表示的2k+1個(gè)電平中絕對(duì)值較大的2k個(gè)電平值。
2.根據(jù)權(quán)要求1所述的多模式QAM統(tǒng)一星座圖標(biāo)簽的構(gòu)建方法，其特征是，所述星座圖的構(gòu)建步驟為通過(guò)在22nQAM正方形星座圖的基礎(chǔ)上增加新的星座點(diǎn)，擴(kuò)展得到22n+2QAM正方形形星座圖分別在22nQAM的正方形星座圖I路坐標(biāo)和Q路坐標(biāo)的正和負(fù)4個(gè)方向上各增加21"1 個(gè)電平，使I路、Q路的電平都從2n個(gè)擴(kuò)展為2n+1個(gè)，通過(guò)在所有2n+1個(gè)I路電平和2n+1個(gè)Q 路電平的各種組合處增加星座點(diǎn)得到22n+2QAM正方形星座；上述星座擴(kuò)展中，I路、Q路電平增加規(guī)律相同，新增電平的絕對(duì)值在原有電平絕對(duì)值的基礎(chǔ)上依次增大，并使新增電平和原有電平構(gòu)成等差數(shù)列關(guān)系；其中η為大于0的自然數(shù)。
3.一種多模式QAM統(tǒng)一星座圖標(biāo)簽調(diào)制器，其特征是主要由串并變化模塊、多模式星座映射模塊、I路平均功率歸一化模塊、Q路平均功率歸一化模塊、I路預(yù)調(diào)制低通濾波器、 Q路預(yù)調(diào)制低通濾波器、I路混頻器、Q路混頻器、加法器、數(shù)控振蕩器和控制器構(gòu)成；輸入比特?cái)?shù)據(jù)送入串并變化模塊中，串并變化模塊的輸出端連接至多模式星座映射模塊輸入端；多模式星座映射模塊的I路輸出端依次經(jīng)過(guò)I路平均功率歸一化模塊、I路預(yù)調(diào)制低通濾波器和I路混頻器與加法器的輸入端相連；星座映射模塊的Q路輸出端依次經(jīng)過(guò)Q路平均功率歸一化模塊、Q路預(yù)調(diào)制低通濾波器和Q路混頻器與加法器的輸入端相連；數(shù)控振蕩器產(chǎn)生同頻正交載波，其余弦載波輸出端連接I路混頻器，正弦載波輸出端連接Q路混頻器；控制器的輸出端分別連接電平轉(zhuǎn)換模塊、I路平均功率歸一化模塊和Q路平均功率歸一化模塊；加法器的輸出端輸出QAM信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多模式QAM統(tǒng)一星座圖標(biāo)簽調(diào)制器，其特征是，星座圖和星座圖標(biāo)簽的映射表存儲(chǔ)在星座映射模塊中。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種多模式QAM統(tǒng)一星座圖標(biāo)簽的構(gòu)建方法及調(diào)制器，多模式QAM統(tǒng)一星座圖標(biāo)簽構(gòu)建了一種包括多種22nQAM(n為自然數(shù)，n≥1)正方形星座圖的統(tǒng)一標(biāo)簽，將統(tǒng)一標(biāo)簽生成的星座映射表存儲(chǔ)到所設(shè)計(jì)的多模式QAM調(diào)制器的星座映射模塊中，可以使調(diào)制器根據(jù)不同的控制信號(hào)，自適應(yīng)地完成不同模式的22nQAM調(diào)制方式。實(shí)現(xiàn)多種模式22nQAM調(diào)制時(shí)只需要在硬件上存儲(chǔ)一個(gè)統(tǒng)一星座映射表，而不需分別存儲(chǔ)所有包含模式的多個(gè)星座映射表，所以在硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)，提高了硬件資源的利用率，并且使不同模式22nQAM之間的切換變得很容易，控制方便。
文檔編號(hào)H04L27/36GK102413094SQ20121000444
公開(kāi)日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者王國(guó)正, 莫金旺, 蔡成林, 蔡昆宏, 趙利, 黃昌龍 申請(qǐng)人:桂林電子科技大學(xué)