一种改进的高阶QAM调制发送方法技术

本发明专利技术公开了一种改进的高阶QAM调制发送方法，首先根据调制阶数L将需发送的比特分成长度相同的组，每个组有M个比特，L＝2

An improved high-order QAM modulation transmission method

【技术实现步骤摘要】
一种改进的高阶QAM调制发送方法
本专利技术涉及一种改进的高阶QAM调制发送方法，属于属于移动通信系统中的信号处理领域。
技术介绍
在无线通信系统中，为了提高频谱利用效率，发送的信息比特通常需调制成符号的方式发送。常用的符号调制方式有相移键控(PSK)和正交幅度调制(QAM)等。例如：第五代移动通信(5G)系统在上下行都支持QPSK,16QAM,64QAM和256QAM调制。根据调制时所需的比特数不同，可分为低阶和高阶调制。比如：QPSK调制需要2个比特，属于低阶调制，调制后的星座图如图1所示。由图1可见，2个比特的不同取值映射成星座图中的4个星座点，例如00映射成星座点A。由于4个星座点的模值都相等，因而在接收端的信噪比也都相等。但是，高阶调制中的情况就不一样了。例如：16QAM需要4个比特，调制后的星座图如图2所示。由图2可见，不是每个16QAM星座点的模值都相等，当发送符号是0110映射的星座点时，接收端的信噪比显然下降了。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种改进的高阶QAM调制发送方法，首先将需发送的比特分组，然后通过循环移位选择平均功率最大的一种组合发送。本专利技术的目的是针对高阶QAM调制，将需发送的比特分组，然后通过循环移位选择平均功率最大的一种组合发送，有效降低了模值较低星座点的映射概率，且计算复杂度低，不需要增加任何额外的器件，是一种快速可靠、实现复杂度低的发送方法。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：本专利技术提供一种改进的高阶QAM调制发送方法，具体步骤如下：1)根据调制阶数L将需发送的比特分成长度相同的组，每个组有M个比特；2)将步骤1中分组后的比特分成长度相同的块，每个块有N个组，每个块有NM个比特；3)每个块的比特分别进行位数为m的循环移位，得到M个比特序列，其中m＝0,1,2,...,M-1；4)对步骤3得到的每个比特序列进行阶数为L的QAM调制，并计算平均功率；5)发送端选择平均功率最强的一种移位方式得到的QAM信号发送。作为本专利技术的进一步技术方案，L＝2M且M＞2。作为本专利技术的进一步技术方案，发送端将移位的数值通过控制信道告诉接收端。作为本专利技术的进一步技术方案，步骤4中平均功率的计算公式为：Sm(n)为循环移位m个比特后得到的QAM调制符号序列的第n个符号，Pm为Sm(n)的平均功率。本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1.本专利技术的方法能有效降低了模值较低星座点的映射概率，提高发送信号的平均功率；2.本方法对现有的移动通信标准改动不大，很容易应用到4G和5G系统，发送端只需增加简单的额外计算，接收端不需要增加任何额外处理；3.本专利技术计算复杂度低，不需要增加任何额外的器件，是一种快速可靠、实现复杂度低的发送方法。附图说明图1是QPSK星座图；图2是16QAM星座图；图3是本专利技术的循环移位原理示意图；图4是本专利技术的方法流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好的理解本专利技术。本专利技术一种改进的高阶QAM调制发送方法的实现步骤如图4所示：步骤1)、根据调制阶数L将需发送的比特分成长度相同的组，每个组有M个比特，L＝2M且M＞2；步骤2)、再将发送比特分成长度相同的块，每个块有N个组，共有NM个比特；步骤3)、每个块的比特进行位数为m的循环移位，其中m＝0,1,2,...,M-1，可得到M个比特序列；步骤4)、对每个比特序列进行阶数为L的QAM调制，并计算平均功率；步骤5)、发送端选择平均功率最强的一种移位方式得到的QAM信号发送，并将移位的数值通过控制信道告诉接收端。步骤4中平均功率的计算公式为：Sm(n)为循环移位m个比特后得到的QAM调制符号序列的第n个符号，Pm为Sm(n)的平均功率。以16QAM为例，4个比特调制成一个符号，因此每个组有M＝4个比特，调制阶数L＝16。再将发送比特分成长度相同的块，每个块有N个组，共有NM个比特。图3给出了N＝4的分块情况，此时每个块共有16个比特，分别用b1，b2，b3，…，b16表示。由于M＝4，共有4种循环移位模式，分别为不移动(m＝0)、移动1个比特(m＝1)、移动2个比特(m＝2)和移动3个比特(m＝3)，得到4种比特序列，如图3所示。将这4种比特序列调制成16QAM符号后得到4个符号序列，每个序列有4个符号，分别表示为：S0＝[S0(1)S0(2)S0(3)S0(4)](1)S1＝[S1(1)S1(2)S1(3)S1(4)](2)S2＝[S2(1)S2(2)S2(3)S2(4)](3)S3＝[S3(1)S3(2)S3(3)S3(4)](4)其中，S的下标表示循环移位的比特数，比如S2表示循环移位2个比特后得到的16QAM调制符号序列。分别计算每种移位在块内的平均功率，得到：最后，选择平均功率最强的一种移位方式得到的16QAM信号发送，并将移位的位数通过控制信道通知接收方。比如：，当M＝4时，需要2个比特通知接收方。表1给出了本专利技术的仿真结果。其中，功率提升的计算方法是将本专利技术得到的块内的平均功率减去没有循环移位的块内的平均功率，并以长时平均功率归一化后得到的比值。由表1可见，虽然高阶调制信号在长时的统计意义上的平均功率是不变的，但在每个块内，由于映射的低模值的星座点的次数不同，平均功率是有波动的。表1.本专利技术的功率提升调制阶数2562566464M4846功率提升29％20％24％19％以上所述即使本专利技术的实施方法，应当指出：对于本
的普通技术人员来说，再不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改进的高阶QAM调制发送方法，其特征在于，具体步骤如下：1)根据调制阶数L将需发送的比特分成长度相同的组，每个组有M个比特；2)将步骤1中分组后的比特分成长度相同的块，每个块有N个组，每个块有NM个比特；3)每个块的比特分别进行位数为m的循环移位，得到M个比特序列，其中m＝0,1,2,...,M‑1；4)对步骤3得到的每个比特序列进行阶数为L的QAM调制，并计算平均功率；5)发送端选择平均功率最强的一种移位方式得到的QAM信号发送。

【技术特征摘要】
1.一种改进的高阶QAM调制发送方法，其特征在于，具体步骤如下：1)根据调制阶数L将需发送的比特分成长度相同的组，每个组有M个比特；2)将步骤1中分组后的比特分成长度相同的块，每个块有N个组，每个块有NM个比特；3)每个块的比特分别进行位数为m的循环移位，得到M个比特序列，其中m＝0,1,2,...,M-1；4)对步骤3得...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛彬，张辉，顾佳雯，张佳丽，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32