专利名称：软判决方法及其信号接收系统的制作方法
技术领域：
本发明有关通讯系统中的数据处理方法，特别是有关于一种通讯系统逆映射的软 判决方法。
背景技术：
图1为现有的信号接收系统10的功能方块图，包括信号还原器140、逆映射器 (demapper) 160及解码器180。逆映射器160包括映射函数对应装置164及量化器167。信号还原器140接收输入信号并将原本对应于时域的输入信号转换成一组对应 于频域的同相信号(inphase signal，简称I信号)及正交信号(quadrature signal，简称 Q信号)。逆映射器160根据应用于输入信号的星状图(constellation)产生对应于I及Q 信号的数字数据。举例而言，对应于双相移键(binary phase shift keying，BPSK)、四相移 键(quadrature phase shift keying,QPSK)、16 正交振巾畐调制(16quadrature amplitude modulation, 16QAM)及64QAM的调制方式的星状图各不相同，因此，数字数据所对应的I及 Q信号也不尽相同。最后，解码器180将数字数据转换成输出数据。理论上，信号接收系统10内所产生的I及Q信号应该可准确对应于星状图上的一 格雷码(Gray code)的两整数。格雷码是一种编码方式，它是一个数列集合，每个数使用二 进制来表示，任两个数之间只有一个位值不同。然而，由于信号接收系统10所处理的信号 可能会受到噪声的干扰而使得信号还原器140所产生的I及Q信号不为整数，亦即，I及Q 信号可能无法准确地对应于星状图上的任一格雷码，因此需要再以其它方法将非整数型态 的I及Q信号对应于一格雷码。软判决(soft decision)方式为解决上述问题的方法之一。图2为现有的64QAM 星状图。其中横坐标代表I信号，纵坐标代表Q信号，星状图上的每一点皆对应于一 6位的 值(0 26-1)，其中前三位代表I部分，后三位代表Q部分。若信号接收系统10使用64QAM 的调制方式，此软判决方式会将逆映射器160接收的I及Q信号的坐标值(I，Q)映射为(Itl, I1,12, Q0, Q1, Q2)的一组软判决坐标值。举例而言，I坐标值为5. 3，通过映射函数对装置164 对应为(I0*，I1*, I2*) = (5. 3，-1. 3,0. 7)，其所依据的映射函数如下Γ * - Γr * _ I 一r氺—2 4|-4 +2 受限于硬件的存储器，实作上需将小数量化为硬件可接受的数值范围，于是通过 量化器 167 将(I0II1U2*) = (5. 3,-1. 3,0. 7)量化为如图 2 所示的(I0U2) = (3,-2, 2)，与原本的(Iomi2*) = (5.3,-1.3,0.7)差异很大。现有的的软判决方式将星状图 上的IclU1及I2都均分为N等分(图2中N = 8)，而未考虑ItlU1及I2三者的范围不同，即 当Itl决定为正值或负值之后，I1的全部范围只有Itl全部范围的一半，亦即，I1的全部范围 只有Itl的正值区间或负值区间；同理，当I1决定为正值或负值之后，I2的全部范围只有I1全部范围的一半。更明确地说，Itl = 4与I1 = 4两者距离个别原点的绝对长度并不相同。 事实上，由图2可知，I1 = 4距离其原点的绝对长度只有Itl = 4距离其原点的绝对长度的 一半。因此，若将三者都分为N等分，会导致量化时失真而影响解码器的判断，因而导致编 码增益(coding gain)降低，并且会因无法精确地修正错误位，而提高位错误率(bit error rate,BER)。因此十分殷切需要一种较佳的软判决方法及相关的信号接收系统，以增加编码 增益以及降低位错误率。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种软判决方法及相关的信号接收系统以增加编码 增益以及降低位错误率。本发明提出一种软判决方法，用以决定相关于一星状图的一软判决坐标，该软判 决坐标包括一第一软判决子坐标与一第二软判决子坐标，该软判决方法包括接收一输入 信号，包括一坐标值；于该星状图的一坐标轴定义一第一坐标范围，该第一坐标范围具有一 第一边界值与一第二边界值；根据该第一坐标范围获得该第一软判决子坐标；于该星状图 的该坐标轴定义一第二坐标范围，该第二坐标范围具有一第三边界值与一第四边界值；以 及根据该第二坐标范围获得该第二软判决子坐标；其中该第一边界值与该第三边界值以及 该第二边界值与该第四边界值系不同时相等。本发明还提出一种软判决方法，用以决定相关于一星状图的一软判决坐标，该软 判决坐标包括一第一软判决子坐标与一第二软判决子坐标，该软判决方法包括接收一输 入信号，包括一坐标值；于该星状图的一坐标轴定义一第一坐标范围，使其具有多个相同大 小的第一区段；根据这些第一区段获得该第一软判决子坐标；根据这些第一区段的一部分 定义一第二坐标范围，使其具有多个相同大小的第二区段；以及根据这些第二区段获得该 第二软判决子坐标；其中该第一区段的大小系实质地等于该第二区段的大小。本发明还提出一种信号接收系统，包括一信号还原器，用以接收一输入信号，并 用以将该输入信号转换为一坐标值；一逆映射器，耦接于该信号还原器，用以将该坐标值 逆映射为一软判决坐标，该软判决坐标包括一第一软判决子坐标与一第二软判决子坐标， 该第一软判决坐标具有一第一、一第二边界值，该第二软判决坐标具有一第三、一第四边界 值，其中该第一边界值与该第三边界值以及该第二边界值与该第四边界值系不同时相等； 以及一解码器，耦接于该逆映射器，用以解码该软判决坐标以输出一输出数据。本发明提出的软判决方法及相关的信号接收系统，可以改善当信号受到噪声干扰 时，信号接收系统的误判断，以增加编码增益以及降低位错误率。
为了使能更进一步了解本发明特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说 明与附图，然而附图仅提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制，其中图1为现有的信号接收系统的功能方块图。图2为现有的64QAM星状图。图3为根据本发明的一实施例所绘示的64QAM星状图。图4为根据本发明的一实施例所绘示的信号接收系统的功能方块图。
图5为根据本发明的一实施例所绘示的逆映射器的功能方块图。图6为根据本发明的一实施例所绘示的64QAM星状图。图7为根据本发明的另一实施例所绘示的逆映射器的功能方块图。图8为根据本发明的一实施例所绘示的量化函数图。图9为根据本发明的另一实施例所绘示的逆映射器的功能方块图。图10为根据本发明的一实施例所绘示的软判决方法流程图。图11为根据本发明的另一实施例所绘示的软判决方法流程图。
具体实施例方式图3为根据本发明的一实施例所绘示的64QAM星状图。图4为根据本发明的一实 施例所绘示的信号接收系统40功能方块图，包括信号还原器440、逆映射器460及解码器 480。信号还原器440接收一输入信号，用以将该输入信号转换为一多信号5. 3+4. 5j，该多 信号可代表一坐标值，即可视为在图3中星状图上的一坐标(5. 3,4. 5)，其中5. 3为I坐标 值，4. 5为Q坐标值。逆映射器460耦接于信号还原器440，用以将I及Q坐标值逆映射为(Itl, I1, I2, Q0，Q1, Q2)坐标，I。、I” 12、Q。、Q1及Q2坐标均可具有边界值。在一较佳实施例中，由于信号 还原器440实际接收信号时会因噪声影响，输入信号的振幅可能很大，导致坐标值也很大， 为了避免影响计算结果与降低硬件成本，将坐标范围以限幅器(clipper)限定在一预定范 围。举例而言，参考图3，将预定范围设为-8至8，当坐标值大于8时视为8，而小于-8时视 为-8，例如为9. 8时，则将9. 8视为8。在本实施例中，图3的星状图的I坐标轴被定义为具有八个大小相等的区段，编号 为-4至4，则Itl坐标的范围为-4至4，亦即，-4及4为Itl坐标的边界值；若将Itl坐标的范 围设为0至8，则此时0及8为Itl坐标的边界值；同理，范围亦可设为-8至0，此时-8及0 即为、坐标的边界值。上述的坐标范围可视效能需求与硬件成本由使用者自定，坐标范围 愈大位错误率愈低但硬件成本也愈高。由于Itl坐标将I坐标轴定义为八等分，为了使Itl坐标的绝对数值与I1坐标的绝对 数值能够反应各自的重要程度，故I1坐标将对应Itl坐标的正值部分，也就是编号1至4的 区段，定义为四个大小相等的区段，同理，也将对应Itl坐标的负值部分，也就是编号-1至-4 的区段，定义为四个大小相等的区段，因此结果就成为Itl坐标及I1坐标的区段长度相等。也 就是说，I1坐标的全部四等分的范围为Itl坐标的全部范围的一半，亦即，I0坐标的-4至-1 及4至1皆对应至I1坐标的-2至2，因此可以得知I1坐标的边界值为-2与2。同理，边界 值可以为0与4或-4与0。由上可知，I0坐标的两边界值与I1坐标的两边界值不会同时相寸。解码器480耦接于逆映射器460，用以解码(I。，I1, I2, Q0, Q1, Q2)坐标以输出一输 出数据。在一较佳实施例中，解码器可为维特比解码器。图5为根据本发明的一实施例所绘示的逆映射器460的功能方块图，包括映射函 数对应装置461及乘法器462。映射函数对应装置461耦接于信号还原器440，包括映射函 数对应单元4612、4614及4616。映射函数对应单元4612、4614及4616各自还包括一量化 单元(未图标)。
以下举I坐标为例，Q坐标同理。请同时参考图6，图6为根据本发明的一实施例 所绘示的64QAM星状图。映射函数对应单元4612、4614及4616接收I坐标值，并根据以下 的映射函数将I坐标值映射为I。*、I1*及I2*坐标
权利要求
1.一种软判决方法，用以决定相关于一星状图的一软判决坐标，该软判决坐标包括一 第一软判决子坐标与一第二软判决子坐标，该软判决方法包括接收一输入信号，包括一坐标值；于该星状图的一坐标轴定义一第一坐标范围，该第一坐标范围具有一第一边界值与一 第二边界值；根据该第一坐标范围获得该第一软判决子坐标；于该星状图的该坐标轴定义一第二坐标范围，该第二坐标范围具有一第三边界值与一 第四边界值；以及根据该第二坐标范围获得该第二软判决子坐标；其中该第一边界值与该第三边界值以及该第二边界值与该第四边界值是不同时相等。
2.根据权利要求1所述的软判决方法，其特征在于，该坐标值具有一第五边界值与一 第六边界值，该第一边界值与该第二边界值是通过将该第五边界值与该第六边界值分别乘 上一第一系数而产生，且该第三边界值与该第四边界值系通过将该第五边界值与该第六边 界值分别乘上一第二系数而产生，其中该第二系数与该第一系数是不相等。
3.根据权利要求1所述的软判决方法，其特征在于，该坐标轴是该星状图的I坐标轴或 Q坐标轴。
4.根据权利要求1所述的软判决方法，其特征在于，该方法用于BPSK、QPSKU6QAM或 64QAM的逆映射。
5.一种软判决方法，用以决定相关于一星状图的一软判决坐标，该软判决坐标包括一 第一软判决子坐标与一第二软判决子坐标，该软判决方法包括接收一输入信号，包括一坐标值；于该星状图的一坐标轴定义一第一坐标范围，使其具有多个相同大小的第一区段；根据这些第一区段获得该第一软判决子坐标；根据这些第一区段的一部分定义一第二坐标范围，使其具有多个相同大小的第二区 段；以及根据这些第二区段获得该第二软判决子坐标；其中该第一区段的大小是实质地等于该第二区段的大小。
6.根据权利要求1所述的软判决方法，其特征在于，该坐标轴是该星状图的I坐标轴或 Q坐标轴。
7.根据权利要求1所述的软判决方法，其特征在于，该方法用于BPSK、QPSK、16QAM或 64QAM的逆映射。
8.一种信号接收系统，包括一信号还原器，用以接收一输入信号，并用以将该输入信号转换为一坐标值；一逆映射器，耦接于该信号还原器，用以将该坐标值逆映射为一软判决坐标，该软判决 坐标包括一第一软判决子坐标与一第二软判决子坐标，该第一软判决坐标具有一第一及一 第二边界值，该第二软判决坐标具有一第三及一第四边界值，其中该第一边界值与该第三 边界值以及该第二边界值与该第四边界值系不同时相等；以及一解码器，耦接于该逆映射器，用以解码该软判决坐标以输出一输出数据。
9.根据权利要求8所述的接收系统，其特征在于，该逆映射器包括一映射函数对应装置，耦接于该信号还原器，包括一第一及一第二映射函数对应单元， 该第一及该第二映射函数对应单元接收该坐标值，根据一映射函数并分别根据一第一及一 第二步距，将该坐标值映射为一第一及一第二坐标；以及一乘法器，耦接于该映射函数对应装置，包括一第一及一第二乘法单元，该第一及该第 二乘法单元用以分别将该第一及该第二坐标乘以一第一及一第二系数以得到该第一及该 第二软判决子坐标；其中该第一步距等于该第二步距，或该第一系数与该第二系数不相等。
10.根据权利要求9所述的接收系统，其特征在于，该映射函数对应装置还包括一量化 器，该量化器包括一第一及一第二量化单元，分别耦接于该第一及该第二映射函数对应单 元，用以根据该第一及该第二步距以得到该第一及该第二坐标。
11.根据权利要求8所述的接收系统，其特征在于，该逆映射器包括一映射函数对应装置，耦接于该信号还原器，包括一第一及一第二映射函数对应单元， 该第一及该第二映射函数对应单元接收该坐标值，并根据一映射函数，分别将该坐标值映 射为一第一及一第二坐标；一乘法器，耦接于该映射函数对应装置，包括一第一及一第二乘法单元，该第一及该第 二乘法单元分别将该第一及该第二坐标乘以一第一及一第二系数，以得到一第三及一第四 坐标；以及一量化器，耦接于该乘法器，包括一第一及一第二量化单元，该第一及第二量化单元 分别根据一第一及一第二步距，将该第三及该第四坐标量化为该第一及该第二软判决子坐 标；其中该第一步距等于该第二步距，或该第一系数与该第二系数不相等。
12.根据权利要求8所述的接收系统，其特征在于，该逆映射器包括一映射函数对应装置，耦接于该信号还原器，包括一第一及一第二映射函数对应单元， 该第一及该第二映射函数对应单元接收该坐标值，并根据一映射函数，分别将该坐标值映 射为一第一及一第二坐标；一量化器，耦接于该映射函数对应装置，包括一第一及一第二量化单元，该第一及第二 量化单元分别根据一第一及一第二步距，分别将该第一及该第二坐标量化为一第三及一第 四坐标；以及一乘法器，耦接于该量化器，包括一第一及一第二乘法单元，该第一及该第二乘法单元 用以分别将该第三及该第四坐标乘以一第一及一第二系数，以得到该第一及该第二软判决 子坐标；其中该第一步距等于该第二步距，或该第一系数与该第二系数不相等。
13.根据权利要求8所述的接收系统，其特征在于，该逆映射器用于BPSK、QPSKU6QAM 或64QAM的逆映射。
14.根据权利要求8所述的接收系统，其特征在于，该坐标值系I坐标值或Q坐标值。
全文摘要
本发明是一种软判决方法及其信号接收系统，用以决定相关于一星状图的一软判决坐标，该软判决坐标包括一第一软判决子坐标与一第二软判决子坐标，该软判决方法包括接收一输入信号，包括一坐标值；于该星状图的一坐标轴定义一第一坐标范围，该第一坐标范围具有一第一边界值与一第二边界值；根据该第一坐标范围获得该第一软判决子坐标；于该星状图的该坐标轴定义一第二坐标范围，该第二坐标范围具有一第三边界值与一第四边界值；以及根据该第二坐标范围获得该第二软判决子坐标；其中该第一边界值与该第三边界值以及该第二边界值与该第四边界值是不同时相等。
文档编号H04L27/34GK102055715SQ20091022087
公开日2011年5月11日 申请日期2009年11月6日 优先权日2009年11月6日
发明者何天行, 庄景翔, 洪绍评 申请人:晨星半导体股份有限公司, 晨星软件研发(深圳)有限公司