专利名称：：基于正交幅度的优化解调方法
技术领域：
：本发明涉及的是一种无线通信领域的解调方法，具体是一种基于正交幅度的优化解调方法。
背景技术：
：在无线通信领域中，很多时候需要对接收到的正交幅度调制(QuadratureAmplitudeModulation)的信号进行映射，通过解调软值计算，来确定最大似然函数值，根据该值来得到最终的译码值。解调软值计算的好坏关系到译码的准确性和可靠性。而解调软值计算的输入为直角坐标系中在一定位数限制下的任意的坐标值，增加了不确定性的因素，输入值里面含有干扰带来的噪声以及插值计算带来的误差。在具体的硬件实现中，需要对输入的坐标值进行快速计算，以便迅速得到结果来判断对应的正交幅度调制所对应的符号比特值。由于输入值的范围比较大，且计算的公式涉及到反正切函数值，所以在内容存储和运算周期上都存在一定的瓶颈。在不同的运用场合和根据不同的需要，研究人员们在存储大小和计算的速度上进行了权衡，但是在某些更高的运用场合，更加苛刻的限制下，必须有好的解调软值表的设计和实现，来达到快速查找和较小空间存储的要求，达到正交幅度解调的优化。经过对现有技术的文献和专利的搜索发现，现在较为常用的坐标旋转数字计算机(CORDIC)方法就是通过迭代方式来计算三角函数值，当然也包括反正切函数。RayAndraka等人曾经发表的文章《AsurveyofcordicalgorithmsforFPGAbasedcomputers))(《基于计算器的FPGA的坐标旋转数字计算机算法的研究》)，就是通过迭代的方式来计算反正切值以此加快运算速度，因为不需要乘法，除法乃至高等数学运算，只需要简单的加减，移位操作就可以了。在两项已有的发明专利《便携式无线电系统，其中所用的便携式无线电装置和频率误差预测方法K申请号01120785.x)和《减小存储器容量的曲线査表方法与资料存储方法》(申请号02101549.x)都涉及到了类似的运算。《便携式无线电系统，其中所用的便携式无线电装置和频率误差预测方法》解决了相位检测误差不变时频率检测误差也变小的问题。《减小存储器容量的曲线査表方法与资料存储方法》将大范围的査表4搜索方式，压縮了表的大小。但是上面3个已有的专利文献在实际的运用中如FPGA的快速运算中，迭代算法，査表方式仍旧需要花费大量的时间，远远超出近乎实时的要求，这些都不利于最后正交幅度解调优化的实现。
发明内容本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种基于正交幅度的优化解调方法，与现有技术相比提高了解调查询和访问效率，达到正交幅度解调的优化。本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤步骤一、解调端通过接收到调制后的QAM信号，将接收得到QAM信号中对应的A^。,，凡一,a,值的绝对值x、y，然后i十算解调软值并获得软值存储表。所述的解调软值具体为arctan2(之)-^~x64)^，其中round()表示四舍五入至个位，；r表示精确至千分位的圆周率。所述的软值存储表的行列分别表示为解调存储表中的x值和对应该x值的解调软值，该软值存储表中的元素值为该行所对应的x值以及该列所对应的解调软值的所有y值的最小值。所述的软值存储表中的行数为根据x值进行降序排列。步骤二，对软值存储表进行分块压縮优化，获得M个分块存储表，然后进行分块合并，获得优化解调表，其中M为自然数，1《M《软值存储表的行数。所述的分块压縮优化是指在软值存储表中以相邻比较的方式获得的M个分块存储表，其中相邻比较方式是指在同一个分块中，每一个分块存储表中的第i行第i列的元素值必须大于它自己分块的第1行第i-l列的存储值，而小于1行第i+2列的存储值。所述的分块合并是对于M个分块存储表中的每一个分块取它的第1行的值作为该块压縮优化，合并以后的值。这样每一个分块存储表优化后就只有l行了。所述的M个分块存储表的行列分别表示各个分块对应的最小x值，即x,。M，以及对应的解调软值大小，该分块存储表中的元素值为在输入的x值大于该分块i的x'。w,而小于第i+l个分块的A。&'，对应列所表示的解调软值的情形下，得到符合条件的最小输入y值。步骤三，将优化解调表的行数根据分块索引升序排列，对应于的每行的最后一列的元素值即为该分块索引号所对应的&*"。分块数目的索引越大，"^"值相应的则越大。而其他列中存储的即为在当前解调软值，即列对应的值，和大于当前分块索引号i对应的》"^，小于分块索引号i+l对应的、^值下的最小y的值。步骤四，对于解调端接收到的QM1信号，根据其x。^"。,的绝对值x确定对应的优化解调表中的分块索引号所在的行，具体步骤为在优化解调表的最后一列中从最后一行(处于优化解调表的最右上角)开始依次将输入的X值与优化解调表中的分块存储表的起始元素值(即X,。w)进行比较当X值小于该分块索引对应的X^,，则往下一行(分块索引减l，即行号减l)并再将输入的x值与优化解调表中的当前分块存储表的起始元素值(该分块索引的x,^,)进行比较，直到找到第一个大于等于该表中的分块值，此时输入的x值所对应的解调软值就属于这一分块(也就是这一行)。步骤五，根据步骤四获得的分块索引号所在的行以及QAM信号的y值，计算获得对应的解调软值，最后根据解调软值来得出解码符号，具体步骤为对于输入y值，从最大的解调软值(即该行的倒数第二列存的值)开始比较它存储的值当该解调软值存储的内容为0，则列数减1，即当前存储内容相邻的左侧搜索；当存储的内容大于输入y值，则列数减l，即当前存储内容相邻的左侧搜索；当存储的内容小于等于输入y值，那么此存储内容所对应的列值，即解调软值，就是对应于输入x，y值计算得出来的解调软值。步骤六，通过重复步骤四和步骤五直至解调出所有的解调端接收到的QAM信号，即可获得完整的解调后的Q舰信号。与现有技术相比，本发明解调存储表大小相对于原始的表的大小，有很大的縮减，下面的具体实施方式中可以縮小得到原来的+倍，接近一般同类运用中压縮表的1倍。同时本发明访问速度基于硬件良好的比较单元的功能，可以达到很20快的访问速度，无需计算加减乘除，移位等运算，达到实时的要求，并能够确保6正负误差精度不超过单位1。本发明可以推广运用到类似无线通信中要求小内存，高速实时计算数学函数值的项目中，有很好的兼容性和扩展性。图1为本发明流程图。图2为正交幅度解调对应的解调软值图。具体实施例方式下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。本实施例中，输入的1。一。,,凡^^值的范围为16比特的数，输出的解调软值arctan用6比特来存储。用于计算解调软值的公式为ro朋d(-2g)x64)，然后根据对应的解调软值来解调所对应的正交信号。如表1所示，本实施例包括如下步骤步骤一，将输入的x。^。,，义，^值转化为介于l2"之间的绝对值x，y，x，y轴分别对应x的值(广3276S)，解调软值(032)。对于固定的x值，计算出其对应的解调软值，并且记录下每个解调软值对应存储的最小的y值，获得软值存储所述的软值存储表如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>述的软值存储表的列表示对应的解调软值大小，行表示线性增长的X值，单元里面存储的是在此x值和对应解调软值下的最小的y值。步骤二，对上述的软值存储表进行压縮分块，通过将连续的x值归并到同一分块中而并不影响最后解调软值的大小，获得的分块存储表在此处省略，仅给出分块索引和其相对应的每个分块最小x值(&fe,)如下为了表格简洁方便，实际的图表应将下图逆时针旋转90度，就成为了最终的解调存储表的一部分<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>X轴分块的索弓步骤三，根据上述两个步骤，形成最终的解调存储表。表的行表示分块的索引，列表示解调软值大小。表的最后一列存储的是^^值，对应的y值的大小具体如下<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>所述的解调存储表中，行表示分块的索引值，列表示解调软值大小。单元里面存储的内容最后一列表示该分块索引所对应的X值的最小值；其余单元对应在该分块下和该解调软值条件下，最小的y值。步骤四，在硬件的实际运用中，对于输入x，y值，按照上述的正交幅度解调优化方法具体的步骤四和步骤五进行实施。如图1所示，为正交幅度解调优化方法査表的流程图。我们在最后一列中从最后一行开始依次将输入x值与査询表中的分块的起始值(该分块索引的x,^)进行比较，如果，小于表中的x值，则往下一行(分块索引减l)，继续比较。直到找到第一个大于等于该表中的分块值。此时输入X值所对应的解调软值属于这一分块。在已经确定好x值所对应的分块后，对于输入y值，从最大的解调软值开始比较它存储的y值，如果该解调软值存储的内容为O，则列数减l，即当前存储内容相邻的左侧进行搜索；如果存储的内容大于输入y值，则同样在当前存储内容相邻的左侧进行搜索；如果存储的内容小于等于输入y值，那么此存储空间所对应的列值，即解调软值，就是对应于输入x，y值计算得出来的解调软值。步骤五，对应于所得到的解调软值，可以得到正交幅度解调后的信号，该解调软值是优化后的结果，解调软值的大小意味着解调后信号的可信程度。如图2所示，对于QM1信号解调后的00，01，10，11，解调软值位于上述所在的四个不同区域。图中注释的(T63代表实际计算出来的032，-31-1;当优化方法得到的解调软值的绝对值越大，如30，-28，代表相当接近于原先所调制的符号OO，此时正交幅度解调优化方法得到的信号是足够可信的。如果解调软值较小，分别如2，-3此时就靠近于符号10，和符号Ol，那么对于解调出来得到的符号00，可信度就越来越差，因为此时噪声的影响可能会导致原本是周围的符号偏移到错误的信号中来，解调软值的优化方法提供了很好的量化方式。该正交幅度解调的优化方法得到的实施例和传统的技术的参数对比是明显的，该发明方法所需要的存储空间大概相对于传统技术的l而运用到FPGA模20，块里面，可以达到实时的状态，耗费时间是原先的l。输入输出的范围和精度可6以根据实际情况进行修改。而正交解调之后的信号的可信程度可以用得到的解调软值来量化。9权利要求1、一种基于正交幅度的优化解调方法，其特征在于，包括以下步骤步骤一、解调端通过接收到调制后的QAM信号，将接收得到QAM信号中对应的xoriginal，yoriginal值的绝对值x、y，然后计算解调软值并获得软值存储表；步骤二、对软值存储表进行分块压缩优化，获得M个分块存储表，然后进行分块合并，获得优化解调表，其中M为自然数，1≤M≤软值存储表的行数；步骤三、将优化解调表的行数根据分块索引号升序排列，对应于的每行的最后一列的元素值即为该分块索引号所对应的xlabel，而其他列中存储的即为在当前解调软值和大于当前分块索引号i对应的xlabel，小于分块索引号i+1对应的xlabel值下的最小y的值；所述的xlabel为M个分块存储表的行列分别表示各个分块对应的最小x值；步骤四、对于解调端接收到的QAM信号，根据其xoriginal的绝对值x确定对应的优化解调表中的分块索引号所对应的行；步骤五、根据步骤四获得的分块索引号所在的行以及QAM信号的y值，计算获得对应的解调软值，最后根据解调软值来得出解码符号；步骤六、通过重复步骤四和步骤五直至解调出所有的解调端接收到的QAM信号，即可获得完整的解调后的QAM信号。2、根据权利要求1所述的基于正交幅度的优化解调方法，其特征是，步骤一中所述的软值存储表的行列分别表示为解调存储表中的x值和对应该x值的解调软值，该软值存储表中的元素值为该行所对应的x值以及该列所对应的解调软值的所有y值的最小值，该软值存储表中的行数为根据x值进行降序排列。3、根据权利要求1或2所述的基于正交幅度的优化解调方法，其特征是，步骤一中所述的解调软值具体为arctan2(上)row"fif(-^~x64)兀,其中round()表示四舍五入至个位，"表示精确至千分位的圆周率。4、根据权利要求1所述的基于正交幅度的优化解调方法，其特征是，步骤二中所述的分块压缩优化是指在软值存储表中以相邻比较的方式获得的M个分块存储表，其中相邻比较方式是指在同一个分块中，每一个分块存储表中的第i行第i列的元素值必须大于它自己分块的第1行第i-l列的存储值，而小于1行第i+2列的存储值。5、根据权利要求1所述的基于正交幅度的优化解调方法，其特征是，步骤二中所述的分块合并是对于M个分块存储表中的每一个分块取它的第1行的值作为该块合并以后的值，该M个分块存储表的行列分别表示各个分块对应的最小x值，即A。m,以及对应的解调软值大小，该分块存储表中的元素值为在输入的x值大于该分块i的"^"，而小于第i+l个分块的&6"，对应列所表示的解调软值的情形下，得到符合条件的最小输入y值。6、根据权利要求1所述的基于正交幅度的优化解调方法，其特征是，步骤四中所述的确定对应的优化解调表中的分块索引所在的行的具体步骤为在优化解调表的最后一列中从最后一行，即处于优化解调表的最右上角，开始依次将输入的x值与优化解调表中的分块存储表的起始元素值，即x^,进行比较当x值小于该分块索引对应的&^，则分块索引减l，即行号减l，并再将输入的x值与优化解调表中的当前分块存储表的起始元素值，即该分块索引的^i,进行比较，直到找到第一个大于等于该表中的分块值，此时输入的x值所对应的解调软值就属于这一行。7、根据权利要求1所述的基于正交幅度的优化解调方法，其特征是，步骤五中所述的计算获得对应的解调软值，最后根据解调软值来得出解码符号的具体步骤为对于输入y值，从该行的倒数第二列存的值，即最大的解调软值开始比较它存储的值当该解调软值存储的内容为0，则列数减l，即当前存储内容相邻的左侧搜索；当存储的内容大于输入y值，则列数减l，即当前存储内容相邻的左侧搜索；当存储的内容小于等于输入y值，那么此存储内容所对应的列值，即解调软值，就是对应于输入x，y值计算得出来的解调软值。全文摘要一种无线通信领域的基于正交幅度的优化解调方法，包括将接收得到QAM信号中对应的x<sub>original</sub>，y<sub>original</sub>值的绝对值x、y，然后计算解调软值并获得软值存储表；对软值存储表进行分块压缩优化后进行分块合并，获得优化解调表；将优化解调表的行数根据分块索引升序排列；对于解调端接收到的QAM信号确定对应的优化解调表中的分块索引所在的行，并计算获得对应的解调软值，最后根据解调软值来得出解码符号直至获得完整的解调后的QAM信号。本发明相对于原始的表的大小，有很大的缩减，无需计算加减乘除，移位等运算，达到实时的要求，并能够确保正负误差精度不超过单位1。文档编号H04W24/00GK101631326SQ20091005633公开日2010年1月20日申请日期2009年8月13日优先权日2009年8月13日发明者鹏张,李思谊,峰杨,方邱,晨陈申请人:上海交通大学