專利名稱:一種用于正交頻分復用系統(tǒng)的正交振幅調制解調裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種移動通信領域的裝置，尤其涉及的是一種用于正交頻分復用系統(tǒng)的正交振幅調制(QAM)解調裝置。
背景技術：
在實際通信信道上傳輸數(shù)字信號時，由于信道傳輸特性不理想及加性噪聲的影響，接收端所收到的數(shù)字信號不可避免地會發(fā)生錯誤。為了在已知信噪比情況下達到一定的誤比特率指標，首先應該合理設計基帶信號、選擇調制解調方式、采用時域、頻域均衡等技術使誤比特率盡可能降低。
在通信系統(tǒng)中基帶數(shù)字信號控制高頻載波，把基帶數(shù)字信號變換為頻帶數(shù)字信號的過程稱為數(shù)字調制，把頻帶數(shù)字信號還原成基帶數(shù)字信號的反變換過程稱為數(shù)字解調。在通信系統(tǒng)中，為了傳送更多的信息比特，常采用較高的調制方法，如QPSK、16QAM、64QAM等。用于解調的方法主要分為硬判決和軟判決，由于軟判決的方法性能優(yōu)于硬判決，所以一般情況都是把解調得到的軟信息輸入到譯碼器進行譯碼。
在通信系統(tǒng)中常用的調制方法一般為QPSK和M階QAM調制，M指階數(shù)，可取值4，8，16，64，256等。對QPSK調制來說，調制信號點的幅度是相同的，只是相位不同，解調時可以不考慮信噪比和衰落幅度的影響。對QAM調制來說，調制信號點的幅度和相位可以各不相同，這時就需要較為準確的知道信噪比和衰落的情況，因此就需要和信道估計結合起來。
在通信系統(tǒng)中，turbo譯碼是重要的譯碼方法。turbo譯碼器需要軟判決輸入，軟判決不需要立即判斷接收的比特是0還是1，接收機給每個比特指派一個表示該比特為1的概率的多級刻度值，叫做對數(shù)似然比(LLR)概率，用某個范圍的一個整數(shù)來表示每個比特。即對于{-32，31}，31表示發(fā)射的比特為0的概率很高，-32表示發(fā)射比特為1的概率很高。0表示邏輯比特不能確定。迭代譯碼通常是軟入軟出的，即對應比特值概率，譯碼過程接收輸入序列，輸出校正后的概率。
turbo譯碼器用LLR這樣的概率度量來確定已知的接收符號。準確的LLR對turbo譯碼器非常重要，因為LLR輸入常會是非線性操作，這樣會不準確地放大LLR值并造成譯碼性能不可接受。對像QPSK、16QAM、64QAM這樣的調制方案，計算LLR量度非常困難。最好是能夠提供一種簡化的方法基于估計而不是直接計算來得到LLR量度。這樣就需要一個硬件實現(xiàn)簡單、性能優(yōu)良的解調裝置用于計算turbo譯碼器軟判決輸入。
正交頻分復用系統(tǒng)(OFDM)要求支持QPSK、16QAM、64QAM等調制方式，設計硬件實現(xiàn)簡單、性能優(yōu)良的解調裝置可以降低系統(tǒng)的總成本。
Samsung公司提交專利號US006661282，名稱為“Demodulation apparatus and method in acommunication system employing 16-ary QAM”中提出了簡化的雙最小量度方法，使得對使用16QAM的通信系統(tǒng)中的解調器，可以用雙最小量度過程簡化信道譯碼的輸入軟信息的獲得，而不需要映射表或復雜的過程得到接收信號的最小距離值，硬件實現(xiàn)比較簡單。
Samsung公司提交的專利是以CDMA以例，進行軟判決都對輸出比特計算了對數(shù)似然比LLR，并且用這個計算的LLR作為信道譯碼輸入軟信息值。Samsung公司提交的專利沒有給出64QAM解調實現(xiàn)，并且其解調方法雖然是格雷映射，但QAM的映射次序和正交頻分復用系統(tǒng)中的QAM映射次序不同，因此對正交頻分復用系統(tǒng)中的解調算法需要做一些對應的調整。
Samsung公司發(fā)明專利中16QAM解調器硬件實現(xiàn)如圖1所示。Samsung公司的發(fā)明專利用于CDMA系統(tǒng)是可行的，目前CDMA系統(tǒng)并不需要支持64QAM解調，Samsung公司的發(fā)明專利用于16QAM解調，硬件實現(xiàn)的復雜度如圖1所示是可以接受的，因此Samsung公司的發(fā)明專利適用于CDMA系統(tǒng)。但OFDM系統(tǒng)需要支持64QAM解調，而上述專利沒有給出64QAM解調實現(xiàn)，因此其不適用于OFDM系統(tǒng)。

發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于提出一種應用于OFDM系統(tǒng)中的QAM解調裝置，該QAM解調裝置能夠支持16QAM解調和64QAM解調實現(xiàn)，并且硬件實現(xiàn)簡單。
本發(fā)明的技術方案包括一種用于正交頻分復用系統(tǒng)的正交振幅調制解調裝置，其中，包括解調控制器模塊、16QAM解調模塊、64QAM解調模塊、16QAM參數(shù)存儲單元、64QAM參數(shù)存儲單元；以及所述解調控制器模塊用于對調制類型進行分析，是16QAM調制類型則送到16QAM解調模塊進行16QAM解調；若是64QAM調制類型則送到64QAM解調模塊進行64QAM解調；所述16QAM參數(shù)存儲單元用于存儲其對應解調參數(shù)；所述64QAM參數(shù)存儲單元用于存儲其對應解調參數(shù)；所述16QAM解調模塊用于用輸入數(shù)據(jù)的符號位形成地址分別對16QAM參數(shù)存儲單元進行檢索，獲得對應解調參數(shù)；所述64QAM解調模塊用于用輸入數(shù)據(jù)的符號位地址對64QAM參數(shù)存儲單元進行檢索，獲得對應解調參數(shù)。
所述的裝置，其中，所述16QAM解調公式為設第k個解調輸入信號I路數(shù)據(jù)為Xk，Q路數(shù)據(jù)為Yk，設解調輸出為(Sk，3)，(Sk，2)，(Sk，1)，(Sk，0)；令Zk＝|Xk|-2A則有(Sk，3)＝Xk+α·Zk(Sk，2)＝-Zk令Z′k＝|Yk|-2a則有(Sk，1)＝Yk+β·Z′k(Sk，0)＝-Z′k。
所述的裝置，其中，所述64QAM解調公式為設第k個解調輸入信號I路數(shù)據(jù)為Xk，Q路數(shù)據(jù)為Yk，設解調輸出為(Sk，5)，(Sk，4)，(Sk，3)，(Sk，2)，(Sk，1)，(Sk，0)，這里a＝1/sqrt(42)Z1k＝|Xk|-6aZ2k＝|Xk|-4aZ3k＝|Xk|-2a則有(Sk，5)＝Xk+α1·Z1k+α2·Z2k+α3·Z3k(Sk，4)＝β1·Z1k+β2Z2k+β3·Z3k(Sk，3)＝γ1·Z1k+γ2·Z2k+γ3·Z3k令Z′1k＝|Yk|-6aZ′2k＝|Yk|-4aZ′3k＝|Yk|-2a
則有(Sk，2)＝Yk+δ1·Z′1k+δ2·Z′2k+δ3·Z′3k(Sk，1)＝η1·Z′1k+η2·Z′2k+η3·Z′3k(Sk，0)＝τ1·Z′1k+τ2·Z′2k+τ3·Z′3k。
本發(fā)明所提供的一種用于正交頻分復用系統(tǒng)的正交振幅調制解調裝置，與現(xiàn)有技術相比，該QAM解調裝置能夠支持16QAM解調和64QAM解調實現(xiàn)，能夠應用于OFDM系統(tǒng)，并且其硬件實現(xiàn)結構簡單，從而節(jié)省了系統(tǒng)總體成本。
圖1為現(xiàn)有技術的16QAM解調器的結構示意圖；圖2為本發(fā)明裝置的QAM解調裝置實現(xiàn)框圖。
具體實施方式以下結合附圖，將對本發(fā)明的各較佳實施例進行較為詳細的說明。
本發(fā)明所述用于正交頻分復用系統(tǒng)的正交振幅調制解調裝置，如圖2所示的，包括解調控制器模塊、16QAM解調模塊、64QAM解調模塊、16QAM參數(shù)存儲單元、64QAM參數(shù)存儲單元。
所述解調控制器模塊用于對調制類型進行分析，是16QAM調制類型則送到16QAM解調模塊進行16QAM解調；若是64QAM調制類型則送到64QAM解調模塊進行64QAM解調。
所述16QAM參數(shù)存儲單元用于存儲解調參數(shù)，解調參數(shù)α、β的數(shù)值放入如圖2所示的16QAM參數(shù)存儲單元中。所述64QAM參數(shù)存儲單元用于存儲解調參數(shù)，解調參數(shù)α1、α2、α3、β1、β2、β3、γ1、γ2、γ3、δ1、δ2、δ3、η1、η2、η3、τ1、τ2、τ3等數(shù)值放入如圖2所示的64QAM參數(shù)存儲單元中。
所述16QAM解調模塊用輸入數(shù)據(jù)的符號位形成地址分別對16QAM參數(shù)存儲單元進行檢索，獲得解調參數(shù)。所述64QAM解調模塊用輸入數(shù)據(jù)的符號位地址對64QAM參數(shù)存儲單元進行檢索，獲得解調參數(shù)。采用查表方法可以避免如圖1所示用邏輯電路實現(xiàn)解調參數(shù)的選取，硬件實現(xiàn)非常簡單，用如圖1所示的方法實現(xiàn)64QAM解調邏輯電路要復雜得多。在如圖1所示的16QAM解調器中用到4個多路選擇器，用類似的方法實現(xiàn)64QAM解調器需要12個多路選擇器。
本文采用查表方法實現(xiàn)解調，解調裝置的硬件實現(xiàn)非常簡單，且具有較好的性能，16QAM解調器與64QAM解調器硬件實現(xiàn)復雜度基本相同。
本發(fā)明采用的算法包括，根據(jù)簡化的雙最小量度方法推導出16QAM解調公式為設第k個解調輸入信號I路數(shù)據(jù)為Xk，Q路數(shù)據(jù)為Yk，設解調輸出為(Sk，3)，(Sk，2)，(Sk，1)，(Sk，0)令Zk＝|Xk|-2A則有(Sk，3)＝Xk+α·Zk(Sk，2)＝-Zk令Z′k＝|Yk|-2a則有(Sk，1)＝Yk+β·Z′k(Sk，0)＝-Z′k根據(jù)簡化的雙最小量度方法推導出64QAM解調公式為設第k個解調輸入信號I路數(shù)據(jù)為Xk，Q路數(shù)據(jù)為Yk，設解調輸出為(Sk，5)，(Sk，4)，(Sk，3)，(Sk，2)，(Sk，1)，(Sk，0)，這里a＝1/sqrt(42)Z1k＝|Xk|-6aZ2k＝|Xk|-4aZ3k＝|Xk|-2a則有(Sk，5)＝Xk+α1·Z1k+α2·Z2k+α3·Z3k(Sk，4)＝β1·Z1k+β2Z2k+β3·Z3k(Sk，3)＝γ1·Z1k+γ2·Z2k+γ3·Z3k令Z′1k＝|Yk|-6aZ′2k＝|Yk|-4aZ′3k＝|Yk|-2a則有(Sk，2)＝Yk+δ1·Z′1k+δ2·Z′2k+δ3·Z′3k
(Sk，1)＝η1·Z′1k+η2·Z′2k+η3·Z′3k(Sk，0)＝τ1·Z′1k+τ2·Z′2k+τ3·Z′3k本發(fā)明裝置中各模塊的連接及功能如圖2所示，所述解調控制器模塊接收到調制數(shù)據(jù)，對調制類型進行分析，是16QAM調制類型則送到16QAM解調模塊進行16QAM解調；若是64QAM調制類型則送到64QAM解調模塊進行64QAM解調。進行16QAM解調時，16QAM解調模塊從16QAM參數(shù)存儲單元中讀取解調參數(shù)進行處理，解調數(shù)據(jù)送給解調控制器模塊；進行64QAM解調時，64QAM解調模塊從64QAM參數(shù)存儲單元中讀取解調參數(shù)進行處理，解調數(shù)據(jù)送給解調控制器模塊。所述解調控制器模塊將解調數(shù)據(jù)送給下一級譯碼模塊。
本發(fā)明裝置的具體實施例說明如下16QAM參數(shù)存儲單元大小為4個條目深，2位位寬。64QAM參數(shù)存儲單元大小為16個條目深，18位位寬。本發(fā)明設計的QAM解調裝置，其包括以下幾個部分所述解調控制器模塊主要功能是控制其它模塊的工作及數(shù)據(jù)流向。該模塊硬件實現(xiàn)起來很簡單，根據(jù)調制類型做一個判斷即可，若是16QAM調制類型則將輸入數(shù)據(jù)透傳給16QAM解調模塊進行16QAM解調；若是64QAM調制類型則將輸入數(shù)據(jù)透傳給64QAM解調模塊進行64QAM解調。
所述16QAM解調模塊主要功能是完成16QAM解調實現(xiàn)。16QAM解調模塊使用地址addrx＝{Zk[15]，Xk[15]}或addrx＝{Zk′[15]，Yk[15]}對16QAM參數(shù)存儲單元進行檢索，獲得解調參數(shù)，然后用16QAM解調公式計算出解調輸出。
所述64QAM解調模塊主要功能是完成64QAM解調實現(xiàn)。64QAM解調模塊使用地址addr＝{Xk[15]，Z1k[15]，Z2k[15]，Z3k[15]}對64QAM參數(shù)存儲單元進行檢索，獲得解調參數(shù)。然后用64QAM解調公式計算出解調輸出。
所述16QAM參數(shù)存儲單元主要功能是存儲16QAM解調參數(shù)，存儲單元建議采用只讀存儲器(ROM)，可采用兩個只讀存儲器，進行并行處理。該模塊存儲了α、β的數(shù)值。16QAM參數(shù)存儲單元大小為4個條目深，2位位寬。其存儲內容示例如下第0條目01；第1條目11；第2條目00；第3條目00；
所述64QAM參數(shù)存儲單元主要功能是存儲64QAM解調參數(shù)，存儲單元建議采用只讀存儲器。該模塊存儲了α1、α2、α3、β1、β2、β3、γ1、γ2、γ3、δ1、δ2、δ3、η1、η2、η3、τ1、τ2、τ3等18個參數(shù)的數(shù)值。64QAM參數(shù)存儲單元大小為16個條目深，18位位寬。其存儲內容示例為第0條目000011001111010101；第1條目000011001111010101；第2條目000011001111010101；第3條目000011001111010101；第4條目000011001100010100；第5條目000011001100010100；第6條目010000001100010000；第7條目010000111100000000；第8條目000011001111111111；第9條目000011001111111111；第10條目000011001111111111；第11條目000011001111111111；第12條目000011001100111100；第13條目000011001100111100；第14條目010000001100110000；第15條目010000111100000000；從圖2可以清楚看出本發(fā)明裝置的主要結構和數(shù)據(jù)流向，下面詳細分析如各個模塊的具體實現(xiàn)方法。
本發(fā)明裝置的所述解調控制器模塊接收到調制數(shù)據(jù)fec2demod_data，對調制類型fec2demod_type進行分析，是16QAM調制類型則把調制數(shù)據(jù)demod_data送到16QAM解調模塊進行16QAM解調；若是64QAM調制類型則把調制數(shù)據(jù)demod_data送到64QAM解調模塊進行64QAM解調。
進行16QAM解調時，16QAM解調模塊把地址addrx送給16QAM參數(shù)存儲單元，從16QAM參數(shù)存儲單元讀取解調參數(shù)qx進行處理，16QAM解調模塊將解調后的數(shù)據(jù)demod_dout0送給解調控制器模塊；進行64QAM解調時，64QAM解調模塊把地址addr送給64QAM參數(shù)存儲單元，從64QAM參數(shù)存儲單元讀取解調參數(shù)q進行處理。64QAM解調模塊將解調后的數(shù)據(jù)demod_dout1送給解調控制器模塊。解調完成后解調控制器模塊將解調數(shù)據(jù)demod2fec_data及調制類型demod2fec_type送給下一級譯碼模塊。
通過上面的分析可以看出，本發(fā)明裝置與現(xiàn)有技術相比，該裝置能夠支持16QAM解調和64QAM解調實現(xiàn)，能夠應用于OFDM系統(tǒng)，并且硬件實現(xiàn)簡單，從而節(jié)省了系統(tǒng)總體成本。
應當理解的是，上述針對具體實施例的描述較為詳細，并不能因此而理解為對本發(fā)明專利保護范圍的限制，本發(fā)明的專利保護范圍應以所附權利要求
為準。
權利要求
1.一種用于正交頻分復用系統(tǒng)的正交振幅調制解調裝置，其特征在于，包括解調控制器模塊、16QAM解調模塊、64QAM解調模塊、16QAM參數(shù)存儲單元、64QAM參數(shù)存儲單元；以及所述解調控制器模塊用于對調制類型進行分析，是16QAM調制類型則送到16QAM解調模塊進行16QAM解調；若是64QAM調制類型則送到64QAM解調模塊進行64QAM解調；所述16QAM參數(shù)存儲單元用于存儲其對應解調參數(shù)；所述64QAM參數(shù)存儲單元用于存儲其對應解調參數(shù)；所述16QAM解調模塊用于用輸入數(shù)據(jù)的符號位形成地址分別對16QAM參數(shù)存儲單元進行檢索，獲得對應解調參數(shù)；所述64QAM解調模塊用于用輸入數(shù)據(jù)的符號位地址對64QAM參數(shù)存儲單元進行檢索，獲得對應解調參數(shù)。
2.根據(jù)權利要求
1所述的裝置，其特征在于，所述16QAM解調公式為設第k個解調輸入信號I路數(shù)據(jù)為Xk，Q路數(shù)據(jù)為Yk，設解調輸出為^(Sk，3)，^(Sk，2)，^(Sk，1)，^(Sk，0)；令Zk＝|Xk|-2A則有^(Sk，3)＝Xk+α·Zk^(Sk，2)＝-Zk令Z′k＝|Yk|-2a則有^(Sk，1)＝Yk+β·Z′k^(Sk，0)＝-Z′k。
3.根據(jù)權利要求
1所述的裝置，其特征在于，所述64QAM解調公式為設第k個解調輸入信號I路數(shù)據(jù)為Xk，Q路數(shù)據(jù)為Yk，設解調輸出為^(Sk，5)，^(Sk，4)，^(Sk，3)，^(Sk，2)，^(Sk，1)，^(Sk，0)，這里a＝1/sqrt(42)Z1k＝|Xk|-6aZ2k＝|Xk|-4aZ3k＝|Xk|-2a則有^(Sk，5)＝Xk+α1·Z1k+α2·Z2k+α3·Z3k^(Sk，4)＝β1·Z1k+β2Z2k+β3·Z3k^(Sk，3)＝γ1·Z1k+γ2·Z2k+γ3·Z3k令Z′1k＝|Yk|-6aZ′2k＝|Yk|-4aZ′3k＝|Yk|-2a則有^(Sk，2)＝Yk+δ1·Z′1k+δ2·Z′2k+δ3·Z′3k^(Sk，1)＝η1·Z′1k+η2·Z′2k+η3·Z′3k^(Sk，0)＝τ1·Z′1k+τ2·Z′2k+τ3·Z′3k。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種用于正交頻分復用系統(tǒng)的正交振幅調制解調裝置，包括解調控制器模塊、16QAM解調模塊、64QAM解調模塊、16QAM參數(shù)存儲單元、64QAM參數(shù)存儲單元；所述解調控制器模塊用于對調制類型進行分析，是16QAM調制類型則送到16QAM解調模塊進行16QAM解調；若是64QAM調制類型則送到64QAM解調模塊進行64QAM解調；所述16QAM/64QAM解調模塊用于用輸入數(shù)據(jù)的符號位形成地址分別對16QAM/64QAM參數(shù)存儲單元進行檢索，獲得對應解調參數(shù)。本發(fā)明裝置能夠支持16QAM解調和64QAM解調實現(xiàn)，能夠應用于OFDM系統(tǒng)，并且其硬件實現(xiàn)結構簡單，從而節(jié)省了系統(tǒng)總體成本。
文檔編號H04L25/06GK1992704SQ200510132581
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月26日
發(fā)明者王錦山, 陳永健 申請人:中興通訊股份有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan