一种高阶调制信号的软解调方法技术

本发明专利技术属于通信信号处理技术领域，公开了一种高阶调制信号的软解调方法，首先对计算距离的公式进行简化，将计算两点间的距离转化为两点间的相关；其次利用星座图中各个点间的对称性，将原来必需的遍历过程转换为计算与某些特定星座点的相关，从而大大降低了高阶软解调的计算量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于通信信号处理
，尤其涉及一种高阶调制信号的软解调方法。
技术介绍
随着通信系统的迅猛发展，现阶段的频谱资源趋于紧张。为了满足日益增长的通信业务需求以及高速数据传输的要求，就需要每个调制符号携带更多的比特信息。高阶调制技术可以很方便的解决这一问题，高阶调制是指一个调制符号携带多个比特信息。通常的，在高阶调制过程中信息被调制到一个具有一维或二维自由度的信号上，使信号有着更多的变化可能，这也就意味着携带更多的有用信息。最常见的就是具有二维自由度的信号，如相位-幅度调制，即人们所熟知的M-PSK、M-QAM调制方式。高阶调制通常采用格雷编码映射方式，即任意相邻星座点(即符号)仅有一位比特不同。当信噪比较大时，大部分的错误都是发生在相邻的星座点(符号)，此时错一个符号也即错一个比特。高阶调制信号的解调可分为硬解调和软解调。硬解调算法是将接收的信号点与高阶调制星座图中的星座点点进行比较，找出距接收信号点最近的星座点作为硬判决符号，并将其转换为比特序列进行输出。这类算法的复杂度相当低，但由于其输出为硬判决的比特序列，不能与现代纠错码(如Turbo、LDPC码)相结合，从而限制了其在实际中的应用。软解调算法是基于概率的解调算法，输出的是关于比特的概率信息，且能够与现代纠错码相结合。因此高阶调制技术与现代纠错码技术相结合是提高通信系统有效性和可靠性最有效的方法。常见的高阶软解调算法是计算星座图中不同点的后验概率，计算的过程中涉及大量的实数运算，导致这类算法的复杂度很高，当调制的阶数很大时(如64QAM、128QAM)，非常不利于硬件实现。
技术实现思路
针对上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种高阶调制信号的软解调方法，能够解决在高阶编码调制中提取软信息复杂度过高这一实际问题，将计算信号间的距离转化为计算信号间的相关，去除各分量中具有的相同分量；利用高阶调制星座图中各个星座点之间的对称性，去除冗余计算。从而大大降低提取软信息的计算量，提高运算效率。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案予以实现。一种高阶调制信号的软解调方法，高阶调制星座图中包含多个星座点，每个星座点采用0、1序列表示，所述方法包括如下步骤：步骤1，获取高阶调制星座图，以及所述高阶调制星座图中的原点和所有星座点；计算每个星座点到原点之间的距离；步骤2，根据每个星座点到原点之间的距离将星座图中的所有星座点进行集合划分，按照距离原点从近到远的顺序，将星座点划分为集合G0、集合G1、...、集合GQ-1；并将集合Gq中星座点到原点之间的距离记为Dq，q＝0，...，Q-1；其中，Q为高阶调制星座图中星座点进行集合划分的个数；步骤3，在接收端获取接收信号点r，令q的初值为0，q＝0，...，Q-1；步骤4，将集合Gq中处于高阶调制星座图第一象限中的星座点作为参考星座点，且集合Gq中所有参考星座点组成参考星座点集合SR；集合Gq中除参考星座点集合SR之外的星座点组成非参考星座点集合步骤5，集合Gq中参考星座点集合SR中第j个参考星座点记为sj，j的初值为1，j∈(1，...，N)，N＜M，N为参考星座点集合SR中参考星座点的个数，M为高阶调制星座图中所有星座点的个数，且sj∈SR；步骤6，计算所述接收信号点r与第j个参考星座点sj的相关值cor(sj，r)＝Ij+Qj，其中，分别表示第j个参考星座点的实部和虚部，rI、rQ分别表示接收信号点r的实部和虚部；步骤7，计算非参考星座点集合中和第j个参考星座点对称的非参考星座点与接收信号点r的相关值；其中，非参考星座点集合中和第j个参考星座点对称的非参考星座点包括：与第j个参考星座点关于原点对称的非参考星座点，与第j个参考星座点关于X轴对称的非参考星座点，与第j个参考星座点关于Y轴对称的非参考星座点；步骤8，令j的值加1，并依次重复执行步骤6和步骤7，得到集合Gq中所有参考星座点与接收信号点r的相关值，以及集合Gq中和参考星座点对称的所有非参考星座点与接收信号点r的相关值；步骤9，令q的值加1，并依次重复执行步骤4至步骤8，从而得到高阶调制星座图所有Q个集合中第i个星座点与接收信号点r的相关值cor(si，r)，i＝1，...，M，M为高阶调制星座图中所有星座点的个数；步骤10，根据第i个星座点与接收信号点r的相关值cor(si，r)，计算第i个星座点的符号可靠度R(si)，其中，Dp为第i个星座点所属集合中的星座点到原点之间的距离；令i＝1，...，M，得到M个星座点的符号可靠度；步骤11，将M个星座点的符号可靠度转换为m个比特的比特可靠度，2m＝M；m表示M个星座点中每个星座点0、1序列的长度；其中，第k个比特的比特可靠度R(bk)＝R(bk＝0)-R(bk＝1)，R(bk＝0)表示第k个比特为0的比特可靠度，R(bk＝1)表示第k个比特为1的比特可靠度；步骤12，若第k个比特的比特可靠度R(bk)＞0，则将接收信号点r的第k个比特判决为0，若第k个比特的比特可靠度R(bk)＜0，则将接收信号点r的第k个比特判决为1。本专利技术技术方案的特点和进一步的改进为：(1)步骤7具体包括如下子步骤：(7a)与第j个参考星座点关于原点对称的非参考星座点其与接收信号点r的相关值(7b)与第j个参考星座点关于X轴对称的非参考星座点其与接收信号点r的相关值(7c)与第j个参考星座点关于Y轴对称的非参考星座点其与接收信号点r的相关值其中，分别表示第j个参考星座点的实部和虚部，rI、rQ分别表示接收信号点r的实部和虚部。(2)步骤11中，第k个比特的比特可靠度R(bk)＝R(bk＝0)-R(bk＝1)，第k个比特为0的比特可靠度第k个比特为1的比特可靠度{S|S(k)＝0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高阶调制信号的软解调方法，高阶调制星座图中包含多个星座点，每个星座点采用0、1序列表示，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1，获取高阶调制星座图，以及所述高阶调制星座图中的原点和所有星座点；计算每个星座点到原点之间的距离；步骤2，根据每个星座点到原点之间的距离将星座图中的所有星座点进行集合划分，按照距离原点从近到远的顺序，将星座点划分为集合G0、集合G1、…、集合GQ‑1；并将集合Gq中星座点到原点之间的距离记为Dq，q＝0,...,Q‑1；其中，Q为高阶调制星座图中星座点进行集合划分的个数；步骤3，在接收端获取接收信号点r，令q的初值为0，q＝0,...,Q‑1；步骤4，将集合Gq中处于高阶调制星座图第一象限中的星座点作为参考星座点，且集合Gq中所有参考星座点组成参考星座点集合SR；集合Gq中除参考星座点集合SR之外的星座点组成非参考星座点集合步骤5，集合Gq中参考星座点集合SR中第j个参考星座点记为sj，j的初值为1，j∈(1,...,N)，N<M，N为参考星座点集合SR中参考星座点的个数，M为高阶调制星座图中所有星座点的个数，且sj∈SR；步骤6，计算所述接收信号点r与第j个参考星座点sj的相关值cor(sj,r)＝Ij+Qj，其中，分别表示第j个参考星座点的实部和虚部，rI、rQ分别表示接收信号点r的实部和虚部；步骤7，计算非参考星座点集合中和第j个参考星座点对称的非参考星座点与接收信号点r的相关值；其中，非参考星座点集合中和第j个参考星座点对称的非参考星座点包括：与第j个参考星座点关于原点对称的非参考星座点，与第j个参考星座点关于X轴对称的非参考星座点，与第j个参考星座点关于Y轴对称的非参考星座点；步骤8，令j的值加1，并依次重复执行步骤6和步骤7，得到集合Gq中所有参考星座点与接收信号点r的相关值，以及集合Gq中和参考星座点对称的所有非参考星座点与接收信号点r的相关值；步骤9，令q的值加1，并依次重复执行步骤4至步骤8，从而得到高阶调制星座图所有Q个集合中第i个星座点与接收信号点r的相关值cor(si,r)，i＝1,...,M，M为高阶调制星座图中所有星座点的个数；步骤10，根据第i个星座点与接收信号点r的相关值cor(si,r)，计算第i个星座点的符号可靠度R(si)，其中，Dp为第i个星座点所属集合中的星座点到原点之间的距离；令i＝1,...,M，得到M个星座点的符号可靠度；步骤11，将M个星座点的符号可靠度转换为m个比特的比特可靠度，2m＝M；m表示M个星座点中每个星座点0、1序列的长度；其中，第k个比特的比特可靠度R(bk)＝R(bk＝0)‑R(bk＝1)，R(bk＝0)表示第k个比特为0的比特可靠度，R(bk＝1)表示第k个比特为1的比特可靠度；步骤12，若第k个比特的比特可靠度R(bk)>0，则将接收信号点r的第k个比特判决为0，若第k个比特的比特可靠度R(bk)<0，则将接收信号点r的第k个比特判决为1。...

【技术特征摘要】
1.一种高阶调制信号的软解调方法，高阶调制星座图中包含多个星座点，每个星座点采用0、1序列表示，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1，获取高阶调制星座图，以及所述高阶调制星座图中的原点和所有星座点；计算每个星座点到原点之间的距离；步骤2，根据每个星座点到原点之间的距离将星座图中的所有星座点进行集合划分，按照距离原点从近到远的顺序，将星座点划分为集合G0、集合G1、…、集合GQ-1；并将集合Gq中星座点到原点之间的距离记为Dq，q＝0,...,Q-1；其中，Q为高阶调制星座图中星座点进行集合划分的个数；步骤3，在接收端获取接收信号点r，令q的初值为0，q＝0,...,Q-1；步骤4，将集合Gq中处于高阶调制星座图第一象限中的星座点作为参考星座点，且集合Gq中所有参考星座点组成参考星座点集合SR；集合Gq中除参考星座点集合SR之外的星座点组成非参考星座点集合步骤5，集合Gq中参考星座点集合SR中第j个参考星座点记为sj，j的初值为1，j∈(1,...,N)，N<M，N为参考星座点集合SR中参考星座点的个数，M为高阶调制星座图中所有星座点的个数，且sj∈SR；步骤6，计算所述接收信号点r与第j个参考星座点sj的相关值cor(sj,r)＝Ij+Qj，其中，分别表示第j个参考星座点的实部和虚部，rI、rQ分别表示接收信号点r的实部和虚部；步骤7，计算非参考星座点集合中和第j个参考星座点对称的非参考星座点与接收信号点r的相关值；其中，非参考星座点集合中和第j个参考星座点对称的非参考星座点包括：与第j个参考星座点关于原点对称的非参考星座点，与第j个参考星座点关于X轴对称的非参考星座点，与第j个参考星座点关于Y轴对称的非参考星座点；步骤8，令j的值加1，并依次重复执行步骤6和步骤7，得到集合Gq中所有参考星座点与接收信号点r的相关值，以及集合...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凯，朱广法，马允龙，梁峰，张青松，王西玲，杨勇，白俊梅，吴永香，李钧，
申请(专利权)人：西安烽火电子科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61