一种适用于格雷映射的qam的软解调方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种适用于格雷映射的QAM的软解调方法和系统，所述方法包括：获得与当前接收符号中每个比特对应的修正因子；以及，根据当前接收符号和其中每个比特对应的修正因子计算每个比特对应的LLR值，从而对当前接收符号进行软解调。其中，所述修正因子指示对于需解调的星座图样和当前噪声方差，逼近对应比特的LLR理论曲线的一阶线性函数的斜率。本发明可适用于格雷映射的QAM，特别是高阶QAM的软解调，并且能够在降低运算复杂度的同时保持得到的LLR信息的精确性。
【专利说明】—种适用于格雷映射的QAM的软解调方法和系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信【技术领域】，更具体地，涉及一种适用于格雷映射的QAM，特别是高阶QAM的软解调方法和系统。
【背景技术】
[0002]由于格雷映射的QAM(Quadrature Amplitude Modulat1n,正交幅度调制)调制方式可以提供较低的误比特率性能，且软解调的复杂度相比其它同样阶数的调制方式而言也较为简单，因此这种类型的调制方式受到了更为广泛的关注。例如，64QAM已经在HSPA+、LTE等通信协议里得到了应用，能够提供更高频谱效率的256QAM也将引入到最新的无线局域网协议IEEE 802.1lac中。
[0003]在对QAM调制的符号进行解调时，高阶的QAM将会导致较高的运算复杂度。过去的信道译码器基本采用的是硬译码的方式，即通过选择距离接收信号最近的星座点来得到每个比特的判决结果，这种判决方式不会产生较高的运算复杂度。然而，随着软判决译码器的出现(例如软判决Viterbi译码器，Turbo译码器)，要求软解调器通过一种在对数域进行运算的算法(Log-ΜΑΡ算法，如公式(I)所示)来为译码器提供对数似然比(Log-Likelihood Rat1, LLR)信息。
[0004]
【权利要求】
1.一种适用于格雷映射的QAM的软解调方法,包括: 步骤I)、获得与当前接收符号中每个比特对应的修正因子，其中，所述修正因子指示对于需解调的星座图样和当前噪声方差，逼近对应比特的LLR理论曲线的一阶线性函数的斜率； 步骤2)、根据当前接收符号和其中每个比特对应的修正因子计算每个比特对应的LLR值，从而对当前接收符号进行软解调。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，对于需解调的星座图样和当前噪声方差σ2，该星座图样上的第i个比特对应的修正因子如下式所示:
其中，a是当前噪声方差为σ 2时，对所述星座图样上的第i个比特的LLR理论曲线按照预定间隔采样得到的列向量山是对下式表示的曲线按照相同预定间隔采样得到的列向量: y = χ/ O 2
其中，χ为自变量且表示接收到的符号。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述星座图样上的第i个比特的LLR理论曲线表示如下:
其中，χ为自变量且表示接收到的符号；sk取自于有限字符集，该有限字符集包含2Π个符号，m为QAM调制方式的阶数且为偶数；集合$和包含不同的星座点符号，这些符号的第i个比特分别为O或者为1; σ 2为当前噪声方差。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，在对所述星座图样上的第i个比特的LLR理论曲线按照预定间隔采样时，使每次采样得到的第i个比特对应的LLR理论值在译码器能够接收的范围内。
5.根据权利要求1-3中任何一个所述的方法，其中，在步骤I)之前还包括: 对于多种星座图样中的每一种星座图样，计算并存储该星座图样上所有比特在不同噪声方差条件下对应的修正因子。
6.根据权利要求1-3中任何一个所述的方法，其中，步骤2)包括: 步骤21)、将当前接收符号的同相分量和正交分量分别赋值给^^和Pq，并且得到i和μ的初始值i = O、μ = 2m/H,其中m为QAM调制方式的阶数且为偶数； 步骤22)、对于当前接收符号的第2i和2i+l个比特，根据下式分别得到对应的LLR值:
LLR(b2i) <-a1,B1
LLR(b2i+1)<-a1,Bq其中，4为第2i和2i+l个比特对应的修正因子； 步骤23)、如果i〈m/2_l，则将P1修改为I ^Ι-μ、将β Q修改为| β」-μ，将μ右移一位、将i加1，并且返回步骤22);否则结束。
7.一种适用于格雷映射的QAM的运算设备，包括: 第一装置，用于获得与当前接收符号中每个比特对应的修正因子，其中，所述修正因子指示对于需解调的星座图样和当前噪声方差，逼近对应比特的LLR理论曲线的一阶线性函数的斜率； 第二装置，用于根据当前接收符号和其中每个比特对应的修正因子计算每个比特对应的LLR值，从而对当前接收符号进行软解调。
8.根据权利要求7所述的运算设备，其中，对于需解调的星座图样和当前噪声方差σ 2，该星座图样上的第i个比特对应的修正因子如下式所示:
其中，a是当前噪声方差为σ 2时，对所述星座图样上的第i个比特的LLR理论曲线按照预定间隔采样得到的列向量山是对下式表示的曲线按照相同预定间隔采样得到的列向量: y = χ/ O 2 j approx Λ/ 其中，χ为自变量且表示接收到的符号。
9.根据权利要求7或8所述的运算设备，其中，所述第二装置用于: 将当前接收符号的同相分量和正交分量分别赋值给P1和Pq，并且得到i和μ的初始值i = O、μ = 2m/H,其中m为QAM调制方式的阶数且为偶数； 对于当前接收符号的第2i和2i+l个比特，根据下式分别得到对应的LLR值:
LLRibll ) κ-?,-β, LLR(/72;// 其中，表为第2i和2i+l个比特对应的修正因子； 如果i〈m/2_l，则将P1修改为I ?^Ι-μ、将Pq修改为I i3Q|-y，将μ右移一位、将i加1，并且返回计算当前第2i和2i+l个比特对应的LLR值；否则结束。
10.一种适用于格雷映射的QAM的软解调系统,包括: 控制设备； 如权利要求7-9中任何一个所述的运算设备；以及 修正因子存储设备，用于存储多种星座图样中的每一种星座图样上所有比特在不同噪声方差条件下对应的修正因子； 其中，所述控制设备用于根据需解调的星座图样和当前噪声方差从所述修正因子存储设备中读出与当前接收符号中每个比特对应的修正因子，并且传送到所述运算设备；以及，用于配置所述运算设备所需的参数信息； 所述运算设备用于根据所述控制设备配置的参数信息，计算当前接收符号中每个比特对应的LLR值。
【文档编号】H04L1/00GK104184552SQ201410394852
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月12日 优先权日:2014年8月12日
【发明者】苏泳涛, 姚彦斌, 林江南, 石晶林 申请人:中国科学院计算技术研究所