对接收符号进行定点化处理的方法及软解映射方法技术

本发明专利技术公开了一种对接收符号进行定点化处理的方法及软解映射方法，其中对接收符号进行定点化处理的方法包括：对接收符号进行预处理以得到待处理接收符号和标量因子；基于待处理接收符号的幅度确定待比较对象值；判断待比较对象值是否大于星座图符号的预定门限；若判断结果为是，将待处理接收符号的实部和虚部都缩小预定倍数，再对缩小该预定倍数后的待处理接收符号以及标量因子进行定点化处理，并将输出的饱和标志置为1；若判断结果为否，对待处理接收符号以及标量因子进行定点化处理，并将输出的饱和标志置为0。本技术方案简化了硬件实现过程中定点化运算的复杂度。

【技术实现步骤摘要】
对接收符号进行定点化处理的方法及软解映射方法
本专利技术涉及信息解码
，特别涉及一种对接收符号进行定点化处理的方法及软解映射方法。
技术介绍
数字通信系统，包括典型的无线移动通信系统和地面数字广播系统，其根本任务是实现数字信息的高效无误传输。星座映射将携带数字信息的有限域“比特”序列映射成适于传输的“符号”序列。这些符号的取值空间可以是一维实数空间、二维实数空间(即复数空间或复数平面)、或更高维的实数空间(例如多天线MIMO系统信号传输对应的空间)。星座映射包含两个要素，即星座图和星座点映射方式。星座图代表星座映射输出符号的所有取值组成的集合，其中，星座图的每个点对应输出符号的一种取值。星座点映射方式代表输入比特(组)到星座点的特定映射关系，或者星座点到比特(组)的特定映射关系，通常每个星座点与一个比特或多个比特组成的比特组一一对应。目前最为常见以及实用的复数空间的星座图主要有正交幅度调制(QuadratureAmplitudeModulation，QAM)、相移键控(PhaseShiftKeying，PSK)、和幅度相移键控(Amplitude-PhaseShiftKeying，APSK)调制技术。在接收端，对应星座映射的是星座解映射，简称解映射。通常，星座解映射依据星座图和星座点映射方式，结合信道状态信息得到对应接收符号的一个或多个比特的比特软信息。在复高斯信道下，输入信号必须为复高斯分布才能达到信道容量。与QAM星座图相比，具有圆对称性的APSK星座图更接近复高斯分布。因此可以预期，在加性高斯白噪声(AdditiveWhiteGaussianNoise，AWGN)信道下，APSK星座图将比QAM星座图有更好的性能，其带来的增益称为Shaping增益。APSK星座图呈多层同心圆环状，每一环上的星座点在相位方向均匀分布。欧洲第二代卫星数字电视广播标准DVB-S2采用了APSK星座映射。清华大学提出一组M阶具有格雷映射的APSK星座图，该星座图有个圆环，每个圆环由均匀的点组成，相当于一个不同环半径组成的集合相当于一个特殊的其中m＝m1+m2＝log2M；对于一个m长比特向量，其中m1个比特只与相位相关，且这m1个比特与之间采用PSK的格雷映射，另m2个比特只与幅度相关，且这m2个比特与之间采用PAM的格雷映射。这些参数优化的APSK星座图均提供较大的Shaping增益。现有技术提出了一种简化的APSK软解映射的方法，该方法将接收符号转化为其相应的幅度和相位，然后分别计算幅度和相位相关比特的对数似然比。本专利技术从此角度出发，对现有技术中提出的软解映射方法进行改进，即对接收符号进行预处理，简化了定点实现的复杂度；且在计算相位比特的判决距离时，设计了新的判决距离公式，进一步简化计算复杂度；另外，本专利技术技术给出了RTL定点化和实现方案，定点化后的系统性能损失很小。对于信道接收到的第i个符号yi＝Hixi+ni，其中xi为发射的符号，Hi为对应接收符号yi的信道状态信息，ni为白色复高斯加性噪声，单边噪声功率为N0,i。软解映射算法输出比特的软信息，通常采用对数似然比(Log-LikelihoodRatio，LLR)来表示软解映射算法输出比特的软信息，假设传输符号等概分布，第i个接收符号的第jj个比特的LLR可以表示为：其中xi为第i个发射的符号，表示第jj个比特为1的星座图符号集合，表示第jj个比特为0的星座图符号集合。使用对数最大后验概率(Log-MAP)算法可以精确计算每个比特的LLR值，但是计算中存在对数和指数运算，计算量相当大。通过近似公式log∑jzj≈maxjlogzj，可以得到最大对数最大后验概率(Max-Log-MAP)算法，在白色高斯加性噪声的基带等效模型下，Max-Log-MAP算法可以表示为：此时计算符号间距离欧氏距离，硬件实现的复杂度仍比较高，且由于信道信息(Hi，N0,i)包含在两个参数里，不利于硬件定点化和实现。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是在对接收符号进行软解映射时，简化硬件实现过程中定点化运算的复杂度。为解决上述问题，本专利技术实施例提供了一种对接收符号进行定点化处理的方法，包括：对接收符号进行预处理以得到待处理接收符号和标量因子，其中所述待处理接收符号为去除了信道信息的接收符号，所述标量因子与信道信息相关；基于所述待处理接收符号的幅度确定待比较对象值；判断所述待比较对象值是否大于星座图符号的预定门限；若上述判断结果为是，将所述待处理接收符号的实部和虚部都缩小预定倍数，再对缩小该预定倍数后的待处理接收符号以及标量因子进行定点化处理，并将输出的饱和标志置为1；其中，所述预定倍数与所述待比较对象值和所述星座图符号的预定门限相关；若上述判断结果为否，对所述待处理接收符号以及标量因子进行定点化处理，并将输出的饱和标志置为0。本专利技术实施例还提供了一种软解映射方法，包括：采用上述方法对接收符号进行定点化处理；基于不同的饱和标志，对所述待处理接收符号与星座点对应的相位组成的矢量采用对应的处理方式以确定中间数据；基于不同的饱和标志，利用第一判决距离公式确定所述待处理接收符号的相位相关比特的判决距离，其中所述第一判决距离公式关联于该中间数据；利用第二判决距离公式确定所述待处理接收符号的幅度相关比特的判决距离，其中所述第二判决距离公式关联于该中间数据的最大值；分别根据所述第一判决距离公式和第二判决距离公式确定所有待处理接收符号的相位相关比特的对数似然比和幅度相关比特的对数似然比。与现有技术相比，本专利技术技术方案具有以下有益效果：接收端通过对接收到的符号进行预处理以得到去除了信道信息的接收符号和包含信道信息的标量因子，并对该待处理接收符号和标量因子进行定点化处理。由于信道信息只与标量因子相关，更有利于硬件实现过程中对于位宽的选择。进一步地，经过定点化处理后，对待处理接收符号进行软解映射。根据不同的饱和标志，对待处理接收与星座点对应的相位组成的矢量采用对应的处理方式来确定中间数据；进而采用相应的关联于该中间数据的判决距离公式来确定相位相关比特和幅度相关比特的判决距离，从而简化了计算复杂度。附图说明图1是本专利技术的接收端接收到的待处理接收符号的结构示意图；图2是本专利技术的一种对接收符号进行定点化处理的方法的具体实施方式的流程示意图；图3是本专利技术的一种软解映射方法的具体实施方式的流程示意图；图4A是对接收符号采用本专利技术提供的软解映射方法和其他现有算法进行对比的一个实例的仿真结果示意图；图4B是对接收符号采用本专利技术提供的软解映射方法和其他现有算法进行对比的另一个实例的仿真结果示意图。具体实施方式专利技术人发现接收端现有的软解映射方法的复杂度较高，且不利于在硬件实现过程中进行定点化运算。针对上述问题，专利技术人经过研究，提供了一种对接收符号进行定点化处理的方法及软解映射方法，以简化硬件实现过程中定点化运算的复杂度。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。本技术方案提供的软解映射方法适用于APSK星座映射。接收端接收到的是由多个经过APSK星座映射的符号流，在符号流中的每一个APSK星座映射的符号均能够对应对个比特。如图1所示的是本专利技术接收端接收到的待处理接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对接收符号进行定点化处理的方法，其特征在于，包括：对接收符号进行预处理以得到待处理接收符号和标量因子，其中所述待处理接收符号为去除了信道信息的接收符号，所述标量因子与信道信息相关；基于所述待处理接收符号的幅度确定待比较对象值；判断所述待比较对象值是否大于星座图符号的预定门限；若上述判断结果为是，将所述待处理接收符号的实部和虚部都缩小预定倍数，再对缩小该预定倍数后的待处理接收符号以及标量因子进行定点化处理，并将输出的饱和标志置为1；其中，所述预定倍数与所述待比较对象值和所述星座图符号的预定门限相关；若上述判断结果为否，对所述待处理接收符号以及标量因子进行定点化处理，并将输出的饱和标志置为0。

【技术特征摘要】
1.一种对接收符号进行定点化处理的方法，其特征在于，包括：对接收符号进行预处理以得到待处理接收符号和标量因子，其中所述待处理接收符号为去除了信道信息的接收符号，所述标量因子与信道信息相关；基于所述待处理接收符号的幅度确定待比较对象值；判断所述待比较对象值是否大于星座图符号的预定门限；若上述判断结果为是，将所述待处理接收符号的实部和虚部都缩小预定倍数，再对缩小该预定倍数后的待处理接收符号以及标量因子进行定点化处理，并将输出的饱和标志置为1；其中，所述预定倍数与所述待比较对象值和所述星座图符号的预定门限相关；若上述判断结果为否，对所述待处理接收符号以及标量因子进行定点化处理，并将输出的饱和标志置为0，其中，所述基于所述待处理接收符号的幅度确定待比较对象值包括如下任一种方式：方式1)：分别确定所述待处理接收符号的实部幅度和虚部幅度，并以两者中的较大值确定为所述待比较对象值；方式2)：确定所述待处理接收符号的幅度，并以该幅度确定为所述待比较对象值。2.如权利要求1所述的对接收符号进行定点化处理的方法，其特征在于，若采用所述方式1)确定待比较对象值，则星座图符号的预定门限为其中m1为与待处理接收符号的相位相关比特的个数；若采用所述方式2)确定待比特对象值，则星座图符号的预定门限为星座图对应的所有圆环半径中的最大半径。3.如权利要求1所述的对接收符号进行定点化处理的方法，其特征在于，对所述待处理接收符号或者缩小预定倍数后的待处理接收符号进行定点化处理包括：对所述待处理接收符号或者缩小预定倍数后的待处理接收符号采用(int1、int2、t)的方式进行定点化处理；其中，(int1、int2、t)表示待处理接收符号有符号数，且第一个比特表示符号位；整数部分占(int1-int2-1)位；小数部分占int2位，低位四舍五入、高位饱和截位，其中，t表示有符号数，int1表示有符号数情况下整个定点数据的位宽、int2表示有符号数情况下小数部分所占位宽。4.如权利要求1所述的对接收符号进行定点化处理的方法，其特征在于，对标量因子进行定点化处理包括：对标量因子采用(int3、int4、u)的方式进行定点化处理；其中，(int3、int4、u)表示标量因子无符号数，整数部分占(int3-int4)位、小数部分占int4位、低位四舍五入、高位饱和截位，其中，u表示无符号数，int3表示无符号数情况下整个定点数据的位宽、int4表示无符号数情况下小数部分所占位宽。5.一种软解映射方法，其特征在于，包括如下步骤：采用权利要求1所述的方法对接收符号进行定点化处理；基于不同的饱和标志，对所述待处理接收符号与星座点对应的相位组成的矢量采用对应的处理方式以确定中间数据；基于不同的饱和标志，利用第一判决距离公式确定所述待处理接收符号的相位相关比特的判决距离，其中所述第一判决距离公式关联于该中间数据；利用第二判决距离公式确定所述待处理接收符号的幅度相关比特的判决距离，其中所述第二判决距离公式关联于该中间数据的最大值；分别根据所述第一判决距离公式和第二判决距离公式确定所有待处理接收符号的相位相关比特的对数似然比和幅度相关比特的对数似然...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文军，郭序峰，尧勇仕，何大治，赵杰，赵善坤，
申请(专利权)人：上海数字电视国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：