一种正交振幅调制的软解调方法技术

本发明专利技术公开一种正交振幅调制的软解调方法，该方法根据待解调数据的实部Rdata或虚部Idata计算解调后得到的各比特的近似软解调输出值LLRapproximate；从预设的查找表中查找各比特的软解调修正值LLRD-Normalized；根据各比特的近似软解调输出值LLRapproximate和软解调修正值LLRD-Normalized计算其最终软解调输出值LLROutput。本发明专利技术通过以上技术方案，提供一种更加完善的QAM的软解调方法。

【技术实现步骤摘要】
一种正交振幅调制的软解调方法
本专利技术涉及通信领域，尤其涉及一种正交振幅调制QAM(QuadratureAmplitudeModulation)的软解调方法。
技术介绍
QAM是近年来通信系统广泛使用的一种信号调制方式。在调制过程中，QAM同时以载波信号的幅度和相位来代表不同的数字比特编码，把多进制与正交载波技术结合起来，极大地提高了频带利用率。例如，2006年由国家广电总局正式颁布的移动电视行业标准中国移动多媒体广播电视技术(ChinaMobileMultimediaBroadcasting,CMMB)中即采用16QAM的调制方式。在接收端对数据进行解调时，常用的QAM解调方法有硬解调和软解调。硬解调是将星座点强制判决为相应的调制比特，实现简单，但性能较差，而软解调则是输出星座点的概率软信息，实现略为复杂，但性能很好。由于QAM的调制阶数越高，其抗干扰能力越差，因此，在通信系统中，一般都采用软解调的方式，以获得良好的性能。QAM的软解调信息的标准计算公式一般涉及了对数和指数运算，在工程实现中，现有技术的处理方法一般分为两类：一类是将精确的对数概率信息公式近似成粗略运算公式，来粗略计算软解调信息；另一类是采用查找表的方法来规避对数和指数运算，但查找表本身将极为庞大、冗余。因此，前者计算简单，实现简单，但在不满足近似条件的情况下，软解调信息的精确度大受影响；后者实现快捷，适应性强，但查找表的庞大和冗余则使得采用这一方法的性价比很低。
技术实现思路
本专利技术提供一种QAM的软解调方法，解决现有技术在软解调信息的精确度和存储容量间难以取得较好的平衡的问题。本专利技术采用以下技术方案:一种正交振幅调制的软解调方法，包括：根据待解调数据的实部Rdata和虚部Idata分别计算解调后得到的各比特的近似软解调输出值LLRapproximate；从预设的查找表中查找各比特的软解调修正值LLRD-Normalized；根据各比特的近似软解调输出值LLRapproximate和软解调修正值LLRD-Normalized计算其最终软解调输出值LLROutput。在本专利技术一实施例中，根据待解调数据的实部Rdata和虚部Idata分别计算各比特的近似软解调输出值LLRapproximate的方法包括：采用一阶线性函数f(z)，以所述待解调数据的实部Rdata和虚部Idata分别作为所述一阶线性函数f(z)的变量z，计算各比特的近似软解调输出值LLRapproximate。在本专利技术一实施例中，所述最终软解调输出值LLROutput＝LLRD-Normalized+LLRapproximate。在本专利技术一实施例中，从预设的查找表中查找各比特的软解调修正值LLRD-Normalized的方法为：预先建立并保存软解调所用的查找表；根据信道高斯噪声方差和信道估计损益比ak计算参数因子β；根据所述待解调数据的Data实部Rdata或虚部Idata，以及参数因子β从所述查找表中查找各比特的软解调修正值LLRD-Normalized。在本专利技术一实施例中，所述参数因子β与信道高斯噪声方差信道估计损益比ak满足在本专利技术一实施例中，建立软解调所用的查找表的方法包括：设定参数因子β的多个不同值；针对各个参数因子β取值，根据待解调数据的实部Rdata和虚部Idata，分别计算各比特的软解调精确值LLRprecise；针对各个参数因子β取值，根据待解调数据的实部Rdata和虚部Idata，分别计算各比特的软解调近似值LLRapp-unnorm；针对各个参数因子β取值，对各比特的软解调精确值LLRprecise与软解调近似值LLRapp-unnorm的软解调差值LLRDifference进行归一化处理，得到相应比特的软解调修正值LLRD-Normalized；建立所述待解调数据的实部Rdata、参数因子β及所述软解调修正值LLRD-Normalized之间的映射关系，建立所述待解调数据的虚部Idata、参数因子β及所述软解调修正值LLRD-Normalized之间的映射关系，并将所述映射关系保存在所述查找表中。在本专利技术一实施例中，将所述映射关系保存在所述查找表中之后，还包括：将软解调差值LLRDifference与软解调精确值LLRprecise之间的比值小于数值系数α的相应映射关系从查找表中剔除，即将LLRDifference/LLRprecise<α的相应映射关系从查找表中剔除，所述数值系数α满足0＜α＜0.1。在本专利技术一实施例中，根据待解调数据的实部Rdata或虚部Idata，计算各比特的软解调近似值LLRapp-unnorm的方法包括，采用一阶线性函数C(β)f(z)，以所述待解调数据的实部Rdata和虚部Idata分别作为所述一阶线性函数C(β)f(z)的变量z，计算各比特的软解调近似值LLRapp-unnorm，其中C(β)是参数因子β的函数，表示归一化系数。在本专利技术一实施例中，软解调修正值LLRD-Normalized＝LLRDifference/C(β)。在本专利技术一实施例中，所述归一化系数C(β)与参数因子β满足本专利技术设计了一种QAM的软解调方法，采用近似运算结合查找表修正的方法计算最终软解调输出值，避免了现有方法中仅通过粗略运算计算软映射概率输出信息的方法造成的精确度不够，以及单纯采用查找表方法时查找过于庞大的问题，在准确度和存储容量间取得较好的平衡。附图说明图1为现有技术中CMMB标准中的16QAM星座映射图；图2为本专利技术实施例一种16QAM的软解调方法流程图。具体实施方式QAM的软映射方式可作如下推导：记时刻k，比特集合{uk,i}，i＝1,2,3...m映射为星座映射平面的实数对{Ak,Bk}，且解调器接收数据的同相支路和正交支路Xk、Yk可以表示为：Xk＝akAk+NIkYk＝akBk+NQk其中ak在瑞利衰落信道下是一个瑞利随机变量，在高斯白噪声信道下为1。其中，NIk和NQk是均值为0方差为的高斯噪声，且它们是相互独立的。则每一比特的软输出，即对数似然比LLR(LogarithmofLikelihoodRatio)为：使用贝叶斯准则，并且由于P{uk,i＝1}＝P{uk,i＝0}，上式得到：如果QAM映射的除数为2的偶次幂，同相信号Xn和正交信号Yn独立映射且相互垂直，且在解调端同相支路和正交支路的高斯白噪声互不相关，可将上式简化为：其中，UX是映射到同相信号Xn的比特集合，UY是映射到正交信号Yn的比特集合。定义Sx,1(i)和Sx,0(i)分别是uk,i＝1与uk,i＝0在星座图中所映射点实际Xn值的集合，对于uk,i∈UY，定义同样意义的Sy,1(i)和Sy,0(i)，得到QAM映射中，精确的对数概率信息公式：其中，为信道高斯噪声方差，ak为信道估计损益比。使用近似计算式：将公式(1)进行简化得到粗略运算公式(2)：公式(1)中的软解调输出需要进行对数和指数运算，而公式(2)是关于xk,yk的线性函数，因此计算得以大为简化，现有技术中，一般基于公式(2)来粗略计算软解调信息，但当公式的近似条件不满足时，将极大的影响解调的性能，例如，如果求和项中存在两项极为相近的项，公式将对xi带来ln2＝0.6932的误差，这个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种正交振幅调制的软解调方法，其特征在于，包括：根据待解调数据的实部Rdata或虚部Idata计算解调后得到的各比特的近似软解调输出值LLRapproximate；从预设的查找表中查找各比特的软解调修正值LLRD?Normalized；根据各比特的近似软解调输出值LLRapproximate和软解调修正值LLRD?Normalized计算其最终软解调输出值LLROutput。

【技术特征摘要】
1.一种正交振幅调制的软解调方法，其特征在于，包括：采用一阶线性函数f(z)，以待解调数据的实部Rdata及虚部Idata分别作为所述一阶线性函数f(z)的变量z，计算各比特的近似软解调输出值LLRapproximate；从预设的查找表中查找各比特的软解调修正值LLRD-Normalized；所述查找表包括所述待解调数据的实部Rdata、参数因子β及软解调修正值LLRD-Normalized之间的映射关系，以及所述待解调数据的虚部Idata、参数因子β及所述软解调修正值LLRD-Normalized之间的映射关系；所述软解调修正值LLRD-Normalized为针对各个参数因子β取值，对各比特的软解调精确值LLRprecise与软解调近似值LLRapp-unnorm的软解调差值LLRDifference进行归一化处理得到的；所述软解调精确值LLRprecise为针对各个参数因子β取值，根据待解调数据的实部Rdata及虚部Idata分别计算得到的；所述软解调近似值LLRapp-unnorm为针对各个参数因子β取值，根据待解调数据的实部Rdata及虚部Idata分别计算得到的；所述参数因子β为根据信道高斯噪声方差和信道估计损益比ak计算得到的，所述参数因子β具备多个不同值；根据各比特的近似软解调输出值LLRapproximate和软解调修正值LLRD-Normalized计算其最终软解调输出值LLROutput，其中，LLROutput＝LLRD-Normalized+LLRapproximate。2.如权利要求1所述的正交振幅调制的软解调方法，其特征在于，从预设的查找表中查找各比特的软解调修正值LLRD-Normalized的方法为：预先建立并保存软解调所用的查找表；根据信道高斯噪声方差和信道估计损益比ak计算参数因子β；根据所述待解调数据的Data实部Rdata及虚部Idata，以及参数因子β从所述查找表中查找各比特的软解调修正值LLRD-Normalized。3.如权利要求2所述的正交振幅调制的软解调方法，其特征在于，所述参数因子其中，为信道高斯噪声方差，ak为信道估计损益比。4.如权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈烽，
申请(专利权)人：国民技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：