无线广播通信系统中非均匀调制解调方法、系统、介质及终端技术方案

本发明专利技术提供一种无线广播通信系统中非均匀调制解调方法、系统、介质及终端，包括以下步骤：将星座点分成四组不同的子集，分别对应接收信号落入的四个不同象限，并计算各个子集对应的搜索空间；根据接收信号所属的象限，计算所述象限对应的搜索空间的星座点与所述接收信号之间的欧氏距离；基于计算所得的欧氏距离，通过Log_Map或Max_Log_Map算法获取对数似然比信息。本发明专利技术的无线广播通信系统中非均匀调制解调方法、系统、介质及终端能够降低无线广播通信系统中非均匀调制解调的复杂度且无性能损失。

Nonuniform modulation and demodulation method, system, medium and terminal in wireless broadcast communication system

The invention provides a non-uniform modulation and demodulation method, a system, a medium and a terminal in a wireless broadcast communication system, which comprises the following steps: dividing constellation points into four groups of different subsets, respectively corresponding to four quadrants in which the received signal falls, and calculating the search space corresponding to each subset; calculating the star of the search space corresponding to the quadrant according to the quadrant to which the received signal belongs The Euclidean distance between the seating point and the received signal; based on the calculated Euclidean distance, the log likelihood ratio information is obtained by log map or max log map algorithm. The non-uniform modulation and demodulation method, system, medium and terminal in the wireless broadcast communication system can reduce the complexity of the non-uniform modulation and demodulation in the wireless broadcast communication system without performance loss.

【技术实现步骤摘要】
无线广播通信系统中非均匀调制解调方法、系统、介质及终端
本专利技术涉及通信系统中的物理层传输的
，特别是涉及一种无线广播通信系统中非均匀调制解调方法、系统、介质及终端。
技术介绍
随着世界经济文化的快速发展，用户对无线信息业务的需求量快速增长。单独依靠传统无线广播网或传统无线双向通信网，已无法实现信息业务的最优化传输。与此同时，人们不再满足于仅仅收看传统的无线广播电视业务，而是对新型无线广播电视业务有着越来越强烈的需求。下一代广播电视网无线系统(Next-GenerationBroadcastNetworkWirelessSystem，NGB-W)可实现无线广播和无线双向通信的融合共存，是解决移动信息业务数据量快速增长和无线网络传输容量受限之间矛盾的有效途径，也是支撑有线、无线融合创新业务的必要途径。比特交织编码调制(BitInterleavedCodedModulation，BICM)是一种结合纠错编码、交织和调制的技术。根据香农的描述，BICM是一种在合理复杂度范围内接近香农容限的有效方法，同时在复杂多变的广播通信场景下，BICM可以灵活选择不同的调制方案而不依赖于编码速率，NGB-W系统采用BICM技术以保证信息传输的可靠性、克服噪声和干扰。在传统的通信系统中，例如DVB-T2(第二代欧洲数字地面电视广播传输)，采用了基于格雷映射及均匀星座图的均匀QAM调制，这种调制方式能够保证星座符号之间的欧氏距离最大化，但不能保证接收信号的平均互信息最大。在高信噪比下，采用均匀调制的BICM系统的性能距离香农容限还有较大差距，尤其该差距随着调制阶数的增加而增大。索尼公司在ATSC3.0的提案《S32-2-124r0_SS_NUQAM_Presentation-2014-02-02》中指出，在BICM系统中，二维的高阶非均匀QAM调制(2D-NUC)相比均匀QAM调制有0.3至1.85dB的性能增益。同样地，NGB-W系统采用了高阶非均匀QAM调制以进一步逼近香农限，包括二维的NU-16QAM、NU-64QAM和NU-256QAM。接收端通常采用软解调以获得编码比特的对数似然比(LLR)信息。由于2D-NUC星座图的同相分量和正交分量往往不具有对称性，因而无法将一个QAM解调分解为两个PAM解调。在高阶调制下，应用Max-Log-MAP算法计算LLR时的复杂度为O(2m)，其中m为调制阶数。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种无线广播通信系统中非均匀调制解调方法、系统、介质及终端，能够降低无线广播通信系统中非均匀调制解调的复杂度且无性能损失。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种无线广播通信系统中非均匀调制解调方法，包括以下步骤：将星座点分成四组不同的子集，分别对应接收信号落入的四个不同象限，并计算各个子集对应的搜索空间；根据接收信号所属的象限，计算所述象限对应的搜索空间的星座点与所述接收信号之间的欧氏距离；基于计算所得的欧氏距离，通过Log_Map或Max_Log_Map算法获取对数似然比信息。于本专利技术一实施例中，所述无线广播通信系统为下一代广播电视网无线系统。对应地，本专利技术提供一种无线广播通信系统中非均匀调制解调系统，包括第一计算模块、第二计算模块和第三计算模块；所述第一计算模块用于将星座点分成四组不同的子集，分别对应接收信号落入的四个不同象限，并计算各个子集对应的搜索空间；所述第二计算模块用于根据接收信号所属的象限，计算所述象限对应的搜索空间的星座点与所述接收信号之间的欧氏距离；所述第三计算模块用于基于计算所得的欧氏距离，通过Log_Map或Max_Log_Map算法获取对数似然比信息。本专利技术提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的无线广播通信系统中非均匀调制解调方法。本专利技术提供一种终端，包括：处理器及存储器；所述存储器用于存储计算机程序；所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行上述的无线广播通信系统中非均匀调制解调方法。如上所述，本专利技术的无线广播通信系统中非均匀调制解调方法、系统、介质及终端，具有以下有益效果：(1)能够降低无线广播通信系统中非均匀调制解调的复杂度；(2)可应用于各种2维的非均匀调制的星座图；(3)与传统的Max_Log_Map求解LLR的方法相比，解调复杂度可以降低88.54％；(4)理论分析和大量仿真表明，使用该算法后BICM系统的BER和FER性能没有任何降低，即该算法可以在降低复杂度的同时保持系统性能无损失。附图说明图1显示为本专利技术的无线广播通信系统中非均匀调制解调方法于一实施例中的流程图；图2显示为本专利技术的无线广播通信系统中非均匀调制解调方法与现有技术中的解调方法于一实施例中的BER性能比较仿真图；图3显示为本专利技术的无线广播通信系统中非均匀调制解调方法与现有技术中的解调方法于一实施例中的FER性能比较仿真图；图4显示为本专利技术的无线广播通信系统中非均匀调制解调系统于一实施例中的结构示意图；图5显示为本专利技术的终端于一实施例中的结构示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。在无线广播通信系统中非均匀调制解调中，通常需计算编码比特的对数似然比(LikelihoodRate，LLR)信息。根据Max-Log-MAP软解调算法，计算每个比特的LLR值的公式如下：其中p为条件概率，H为信道频率响应，x为发送符号，bi是调制符号所包含的某个比特，Y为接收符号，为解调比特bi为0的符号集，为解调比特bi为1的符号集。对于OFDM系统，当均衡和解调均在频域进行时，经过频域均衡后的接收信号为接收端估计出的信道频率响应，N为噪声功率谱密度。因此，计算每个比特的LLR值的公式可调整如下：其中和每个子载波有关，H为每个子载波的频域信道响应，为解调比特bi为0的符号集，为解调比特bi为1的符号集。因此，由上式可知，计算LLR值的关键在于从集合和中找到距离接收符号Y最近的星座点，然后计算该星座点与Y之间的欧氏距离。在非均匀调制中，由于正交分量和同相分量的相关性，每计算一个比特的LLR值就需要搜寻整个星座点集，并比较每个星座点与Y之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线广播通信系统中非均匀调制解调方法，其特征在于：包括以下步骤：/n将星座点分成四组不同的子集，分别对应接收信号落入的四个不同象限，并计算各个子集对应的搜索空间；/n根据接收信号所属的象限，计算所述象限对应的搜索空间的星座点与所述接收信号之间的欧氏距离；/n基于计算所得的欧氏距离，通过Log_Map或Max_Log_Map算法获取对数似然比信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种无线广播通信系统中非均匀调制解调方法，其特征在于：包括以下步骤：
将星座点分成四组不同的子集，分别对应接收信号落入的四个不同象限，并计算各个子集对应的搜索空间；
根据接收信号所属的象限，计算所述象限对应的搜索空间的星座点与所述接收信号之间的欧氏距离；
基于计算所得的欧氏距离，通过Log_Map或Max_Log_Map算法获取对数似然比信息。


2.根据权利要求1所述的无线广播通信系统中非均匀调制解调方法，其特征在于：在NU-16QAM中各个码率下各个子集对应的搜索空间如下表：



其中，bi是调制符号所包含的某个比特，x是星座点，为解调比特bi为0的搜索空间集，为解调比特bi为1的搜索空间集。


3.根据权利要求1所述的无线广播通信系统中非均匀调制解调方法，其特征在于：在NU-64QAM中低码率下各个子集对应的搜索空间如下表：









其中，bi是调制符号所包含的某个比特，x是星座点，为解调比特bi为0的搜索空间集，为解调比特bi为1的搜索空间集。


4.根据权利要求1所述的无线广播通信系统中非均匀调制解调方法，其特征在于：在NU-64QAM中高码率下各个子集对应的搜索空间如下表：









其中，bi是调制符号所包含的某个比特，x是星座点，为解调比特bi为0的搜索空间集，为解调比特bi为1的搜索空间集。


5.根据权利要求1所述的无线广播通信系统中非均匀调制解调方法，其特征在于：在NU-256QAM中低码率下各个子集对应的搜索空间如下表：































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【专利技术属性】
技术研发人员：王芳，王琛，邢留记，李明齐，封松林，
申请(专利权)人：中国科学院上海高等研究院，
类型：发明
国别省市：上海;31