專利名稱：Hsdpa中16qam定點(diǎn)解調(diào)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種通信系統(tǒng)中接收端對接收到的定點(diǎn)數(shù)據(jù)的解調(diào)方法，特別涉及到移動通信中，當(dāng)發(fā)送端數(shù)據(jù)采用正交幅度調(diào)制(英文QuadratureAmplitude Modulation，以下簡稱為16QAM)方式時(shí)接收端對接收到的定點(diǎn)數(shù)據(jù)的解調(diào)方法。
背景技術(shù)：
第三代移動通訊技術(shù)(以下簡稱為3G)是無線通信的一個重要技術(shù)里程碑，因?yàn)樗鼘⑹謾C(jī)服務(wù)擴(kuò)大到語音和文字之外。由于人們對高速在線的圖像、音樂、視頻、網(wǎng)頁瀏覽、電話會議、電子商務(wù)信息等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的不斷增長，需要有帶寬更寬的無線傳輸技術(shù)與功能更強(qiáng)的終端來支持，但3G技術(shù)在這些方面仍有一定的局限性，而后第三代移動通訊技術(shù)(以下簡稱為B3G)中的高速下行分組接入技術(shù)(英文High-Speed Downlink Packet Access，以下簡稱為HSDPA)正是用于彌補(bǔ)這些局限性，它顯著提高了下行分組數(shù)據(jù)的峰值傳輸速率以及總體吞吐量。而16QAM因其提高了每個符號傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)，調(diào)制效率較高，被要求高數(shù)據(jù)速率的HSDPA所采用。16QAM是一種幅度與相位相結(jié)合的調(diào)制方式，與正交相移鍵控調(diào)制方式(英文Quadrature PhaseShift Keying，以下簡稱為QPSK)相比，其星座圖中各個點(diǎn)具有更小的相位差，而且需要考慮幅度估計(jì)，使其頻譜利用率更高，但在實(shí)際定點(diǎn)數(shù)據(jù)解調(diào)過程中，由于接收端在解調(diào)之前有多步無法統(tǒng)計(jì)恢復(fù)的歸一化操作，改變了信號幅度，從而改變了16QAM的星座圖，大大影響解調(diào)性能，使得誤塊率(以下簡稱為BLER)急劇增加，從而導(dǎo)致HSDPA的吞吐率急劇下降。

發(fā)明內(nèi)容
to Noise Ratio，以下簡稱為SNR)，并利用該信噪比構(gòu)建出與定點(diǎn)接收數(shù)據(jù)相匹配的16QAM星座圖，再根據(jù)該星座圖進(jìn)行解調(diào)，大大減少了誤塊率，從而在提高解調(diào)性能的同時(shí)保證了復(fù)雜度。


圖1目前HSDPA中的16QAM中四個比特和一個符號(通常，調(diào)制前的信號為二進(jìn)制數(shù)據(jù)，稱為比特；調(diào)制后的信號為復(fù)數(shù)型的數(shù)據(jù)，稱為符號)的星座映射2目前HSDPA中的16QAM解調(diào)算法旋轉(zhuǎn)后的星座3本發(fā)明解調(diào)方法所構(gòu)建的星座4本發(fā)明解調(diào)方法的解調(diào)性能在PA3(步行3公里/小時(shí))信道條件下與原星座圖上的解調(diào)性能的比較圖5本發(fā)明解調(diào)方法的解調(diào)性能在VA120(車載120公里/小時(shí))信道條件下與原星座圖上的解調(diào)性能的比較具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
對本發(fā)明解調(diào)方法做更詳細(xì)的說明對于16QAM，四個連續(xù)的比特對應(yīng)為一個復(fù)數(shù)形式的符號，設(shè)b1，b2，b3，b4是調(diào)制前的比特，根據(jù)不同的b1，b2，b3，b4取值組合可求得對應(yīng)的復(fù)數(shù)符號，并得到如圖1所示的星座圖。四個比特和一個符號的映射關(guān)系及星座圖如表1和圖1所示。
表1四個比特和一個符號的映射關(guān)系
目前HSDPA中的16QAM解調(diào)算法是先對該星座圖進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，變成如表2所示的對應(yīng)表及如圖2所示的星座圖。然后在該星座圖上對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)，該算法考慮的僅僅是浮點(diǎn)數(shù)據(jù)，在浮點(diǎn)仿真鏈路中性能很好，完全能滿足HSDPA的吞吐率要求。但實(shí)際應(yīng)用中，終端必須采用定點(diǎn)處理方式，其所有處理數(shù)據(jù)均轉(zhuǎn)換為定點(diǎn)數(shù)據(jù)，這些定點(diǎn)數(shù)據(jù)在解調(diào)之前已進(jìn)行多次歸一化操作，而這種歸一化操作改變了信號星座圖，所以如果仍在圖2的星座圖上進(jìn)行解調(diào)處理，其解調(diào)性能必將大大降低，事實(shí)上導(dǎo)致HSDPA的吞吐率幾乎為零。
表2目前HSDPA中的16QAM解調(diào)算法的對應(yīng)表
本發(fā)明解調(diào)方法針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題提出了一種16QAM定點(diǎn)解調(diào)方法，其目的是在保證復(fù)雜度的前提下，提供一種能夠?qū)嶋H使用的高性能的16QAM解調(diào)方法。
本發(fā)明解調(diào)方法包括以下步驟
1、定義以下幾個概念y＝a+jb解調(diào)前經(jīng)過旋轉(zhuǎn)后的定點(diǎn)復(fù)數(shù)符號數(shù)據(jù)Ps信號功率Pn噪聲功率2、利用解調(diào)前的定點(diǎn)復(fù)數(shù)符號y進(jìn)行信噪比估計(jì)將y的實(shí)部和虛部拆分形成序列y′＝{a，b}，然后根據(jù)y′估計(jì)信號功率和噪聲功率Ps＝E2(|y′|)Pn＝D(|y′|)SNR=PsPn]]>當(dāng)SNR＜6.4時(shí)利用修正函數(shù)進(jìn)行誤差補(bǔ)償SNRamend＝-0.1057*SNR2+2.0656*SNR-3.045否則SNRamend＝SNR3、構(gòu)建星座圖利用下列公式構(gòu)建如圖3所示的星座圖，并在此星座圖上對數(shù)據(jù)y進(jìn)行解調(diào)，得到各比特的對數(shù)似然比(以下簡稱為LLR)軟信息。
d‾new=d‾′/((1+1SNRamend)*35)]]>其中d′為目前所采用算法確定的各星座點(diǎn)，即圖2所示星座點(diǎn)；dmew為本發(fā)明方法所確定的各星座點(diǎn)，即圖3所示星座點(diǎn)。
4、數(shù)據(jù)解調(diào)在利用信噪比構(gòu)建出的與定點(diǎn)接收數(shù)據(jù)相匹配的16QAM解調(diào)星座圖上進(jìn)行數(shù)據(jù)解調(diào)。
本發(fā)明解調(diào)方法利用解調(diào)前的數(shù)據(jù)較精確地估計(jì)出信噪比SNR，并利用該信噪比構(gòu)建出與定點(diǎn)接收數(shù)據(jù)相匹配的16QAM解調(diào)星座圖，再根據(jù)該星座圖進(jìn)行解調(diào)，因而，克服了現(xiàn)有解調(diào)技術(shù)的不足，大大減少了誤塊率，在提高性能的同時(shí)保證了復(fù)雜度。
仿真測試結(jié)果仿真條件①在HSDPA系統(tǒng)上對高速下行共享信道(用于承載各用戶高層數(shù)據(jù)，以下簡稱為HS-DSCH)進(jìn)行吞吐量仿真統(tǒng)計(jì)②統(tǒng)計(jì)次數(shù)設(shè)為60，即60個獨(dú)立的傳輸塊(每個傳輸塊的最大重傳次數(shù)為4)③冗余版本采用{0，0，0，0}④采用HSDPA關(guān)于16QMA方式的1.4Mbps UE類(此為由3GPP 25.102協(xié)議所規(guī)定的分類，其配置如表3所示)的固定參考測量信道⑤多徑信道，包含了低速PA3(步行3公里/小時(shí))和高速VA120(車載120公里/小時(shí))兩種情況仿真結(jié)果表3、表4分別為16QMA方式的1.4Mbps UE類固定參考測量信道的配置以及PA3(步行3公里/小時(shí))和VA120(車載120公里/小時(shí))兩種多徑衰落信道環(huán)境的配置表316QMA方式，1.4Mbps UE類固定參考測量信道配置

表4多徑衰落傳播信道配置

圖4和圖5分別為在PA3(步行3公里/小時(shí))和VA120(車載120公里/小時(shí))兩種信道環(huán)境下，浮點(diǎn)數(shù)據(jù)采用現(xiàn)有算法(英文throughput_float)以及定點(diǎn)數(shù)據(jù)采用本發(fā)明算法(英文throughput_point)的吞吐量對比，由圖4、圖5可知，不管在哪種信道條件下，歸一化后的定點(diǎn)數(shù)據(jù)在按照本發(fā)明解調(diào)方法調(diào)整后的星座圖上進(jìn)行解調(diào)其性能無任何損失，與浮點(diǎn)數(shù)據(jù)在原星座圖上的解調(diào)性能相當(dāng)。與現(xiàn)有的其它解調(diào)算法相比，本方法只是多了信噪比SNR估計(jì)，由于HSDPA采用了Turbo編碼，在后續(xù)的Turbo譯碼中也需要估計(jì)信噪比SNR，用本發(fā)明解調(diào)方法估計(jì)出的信噪比SNR可直接用于后續(xù)的turbo譯碼中。所以，總的來說并未增加運(yùn)算量和復(fù)雜度。
本發(fā)明以高速下行分組接入技術(shù)HSDPA中16QAM的解調(diào)為例對本發(fā)明解調(diào)方法進(jìn)行了說明，本領(lǐng)城技術(shù)人員當(dāng)可理解，其他采用16QAM星座圖調(diào)制的信號同樣可以采用本發(fā)明解調(diào)方法進(jìn)行解調(diào)。
當(dāng)然.本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)可相據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變或變形，但這些相應(yīng)的改變或變形均屬于本發(fā)明解調(diào)方法的權(quán)利要求保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種通信系統(tǒng)中接收端對接收到的定點(diǎn)數(shù)據(jù)的解調(diào)方法，發(fā)送端數(shù)據(jù)采用正交幅度調(diào)制(以下簡稱為16QAM)，接收端采用星座圖進(jìn)行解調(diào)，其特征在于接收端在解調(diào)前先利用解調(diào)前的數(shù)據(jù)估計(jì)出信噪比(以下簡稱為SNR)，并利用該信噪比構(gòu)建出與定點(diǎn)接收數(shù)據(jù)相匹配的16QAM星座圖，再根據(jù)該星座圖進(jìn)行解調(diào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述解調(diào)方法，其特征在于將解調(diào)前經(jīng)過旋轉(zhuǎn)后的定點(diǎn)數(shù)據(jù)y(y＝a+jb)的實(shí)部和虛部拆分形成序列y′＝{a，b}，然后根據(jù)y′估計(jì)信號功率和噪聲功率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述解調(diào)方法，其特征在于信噪比SNR=PsPn,]]>其中，Ps表示信號功率，Ps＝E2(|y′|)，Pn表示噪聲功率，Pn＝D(|y′|)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述解調(diào)方法，其特征在于當(dāng)SNR＜6.4時(shí)利用修正函數(shù)進(jìn)行誤差補(bǔ)償，修正函數(shù)為SNRamend＝-0.1057*SNR2+2.0656*SNR-3.045，否則，不進(jìn)行誤差補(bǔ)償，SNRamend＝SNR。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述解調(diào)方法，其特征在于利用公式d‾new=d‾′/((1+1SNRamend)*35)]]>構(gòu)建星座圖。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述解調(diào)方法，其特征在于在利用信噪比構(gòu)建出的與定點(diǎn)接收數(shù)據(jù)相匹配的16QAM解調(diào)星座圖上進(jìn)行數(shù)據(jù)解調(diào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種通信系統(tǒng)中接收端對接收到的定點(diǎn)數(shù)據(jù)的解調(diào)方法，特別涉及到移動通信中，當(dāng)發(fā)送端數(shù)據(jù)采用正交幅度調(diào)制(以下簡稱為16QAM)方式時(shí)接收端對接收到的定點(diǎn)數(shù)據(jù)的解調(diào)方法。本發(fā)明解調(diào)方法利用解調(diào)前的數(shù)據(jù)較精確地估計(jì)出信噪比(以下簡稱為SNR)，并利用該信噪比構(gòu)建出與定點(diǎn)接收數(shù)據(jù)相匹配的16QAM星座圖，再根據(jù)該星座圖進(jìn)行解調(diào)，大大減少了誤塊率，從而在提高解調(diào)性能的同時(shí)保證了復(fù)雜度。
文檔編號H04J11/00GK1917493SQ20061009511
公開日2007年2月21日 申請日期2006年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月12日
發(fā)明者王茜竹, 陳茜茜, 申敏, 鄭建宏 申請人:重慶重郵信科股份有限公司