专利名称：用于在数据通信系统中计算输入到信道解码器的软决策值的装置和方法
技术领域：
本发明一般地涉及用于使用多电平调制的数据通信系统的一种解调装置和方法，具体涉及一种用于对使用64元QAM(正交调幅)的数据通信系统计算解调器中的信道解码器的输入值的装置和方法。
背景技术：
一般，数据通信系统使用多电平调制以便提高频谱效率。多电平调制包括各种调制技术。在此，将以多电平调制技术之一的64元QAM为参考。如本领域的技术人员所公知的，64元QAM信道编码器调制通过二进制编码编成代码的信号，并且将编码的信号发送到接收机。计算机随后接收被发送的调制信号和在一个信道解码器中通过软决策值解码来解码调制信号。为了执行解码，接收机的解调器包括用于产生软决策值(或软值)的映射算法，因为所接收的信号由同相信号分量和正交相位分量组成。因此，接收机的解调器包括用于产生软决策值的映射算法，每个软决策值对应于2维接收信号经过信道编码器的输出比特。
映射算法被分类为由诺基亚公司提出了简单度量程序和由摩托罗拉公司提出的双重最小量度程序。两种算法计算输出比特的LLR(对数似然比)值和使用所计算的LLR值作为对信道解码器的输入软决策值。使用通过将复杂的LLR计算公式修改为简单的近似公式而提供的映射算法的所述简单度量程序具有简单的LLR计算公式。但是，由于使用近似公式而导致的LLR的失真导致性能的恶化。采用以更准确的近似公式计算LLR的映射算法和使用所计算的LLR作为信道解码器的输入软决策值的所述双重最小量度程序可以在一定程度上补偿简单度量程序的性能恶化。但是，与简单度量程序相比较，这个程序需要增加计算量，因此导致大大提高了硬件复杂性。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种用于对于使用64元QAM的数据通信系统在解调器中不用进行复杂的计算而获得软决策值的装置和方法。
本发明的另一个目的是提供一种用于对于使用64元QAM的数据通信系统以简单电路设计解调器以获得软决策值的装置和方法。
本发明的另一个目的是提供一种用于对于使用64元QAM的数据通信系统以解调器中的简单电路来获得软决策值的装置和方法。
为了实现上述和其它的目的，本发明的一个实施例提供了一种64元QAM(正交调幅)解调装置，用于接收由第k个正交相位信号Yk和第k个同相信号Xk组成的输入信号Rk(Xk，Yk)，并且用于通过软决策技术产生输入信号Rk(Xk，Yk)的软决策值Λ(sk，5)、Λ(sk，4)、Λ(sk，3)、Λ(sk，2)、Λ(sk，1)和Λ(sk，0)。所述装置包括第一软决策值发生器，它接收所接收的信号Rk的正交相位信号Yk和在同一轴上的6个解调码元之间的距离值2a，并且利用下面的方程产生对于第六、第五和第四解调码元的软决策值Λ(sk，5)、Λ(sk，4)和Λ(sk，3)。
Z1k＝|Yk|-4aZ2k＝|Z1k|-2aΛ(sk，5)＝Yk+c(α·Z1k+β·Z2k)，其中 并且 Λ(sk，4)＝Z1k+γ·Z2k，其中 Λ(sk，3)＝Z2k其中Λ(sk，5)表示第六个调制码元的软决策值，Λ(sk，4)表示第五个调制码元的软决策值，Λ(sk，3)表示第四个调制码元的软决策值。第二软决策值产生器接收所接收的信号Rk的同相信号Xk和在同一轴上六个解调码元之间的距离值2a，并且利用下列方程来产生对于第三、第二和第一解调码元的软决策值Λ(sk，2)、Λ(sk，1)和Λ(sk，0)。
Z`1k＝|Xk|-4a
Z`2k＝|Z`1k|-2aΛ(sk，2)＝Xk+c`(α`·Z`1k+β`·Z`2k)，其中 并且 Λ(sk，1)＝Z`1k+γ`·Z`2k，其中 Λ(sk，3)＝Z`2k其中Λ(sk，2)表示第三个调制码元的软决策值，Λ(sk，1)表示第二个调制码元的软决策值，Λ(sk，k)表示第一个调制码元的软决策值，并且“MSB”表示最高有效位，“a”表示在同一轴上的距离值。
第一软决策值产生器包括第一运算器，用于通过接收正交相位信号Yk和在同一轴上的解调码元之间的距离值来计算Z1k＝|Yk|-4a；第二运算器，用于通过接收第一运算器的输出值Z1k来计算Z2k＝|Z1k|-2a，并且将所计算的值Z2k来作为第四个解调码元的软决策值Λ(sk，3)。第一软决策值产生器还包括第一MSB(最高有效位)计算器，用于计算正交相位信号Z1k的MSB；第二MSB计算器，用于计算第一运算器的输出值Z1k的MSB；第三MSB计算器，用于计算第二运算器的输出值Z2k的MSB。第一软决策值产生器也包括第一选择器，用于按照第二MSB计算器的输出值选择第一运算器的输出值Z1k或值“0”；第二选择器，用于按照第三MSB计算器的输出值选择第二运算器的输出值Z2k的负值-Z2k或值“0”；第一加法器，用于将第二选择器的输出值加到通过将第一选择器的输出值乘以3而确定的值；第三选择器，用于按照第一MSB计算器的输出值选择第一加法器的输出值或第一加法器的输出值的负值。另外，第一软决策值产生器包括第二加法器，用于将第三选择器的输出值Yk与正交相位信号相加，并且产生相加的信号来作为第六个解调码元的软决策值Λ(sk，5)；第四选择器，用于按照第二MSB计算器的输出值选择第二运算器的输出值Z2k或输出值Z2k的负值-Z2k；第五选择器，用于按照第三MSB计算器的输出值来选择第四选择器的输出值或值“0”；第三加法器，用于将第五选择器的输出值与第一运算器的输出值Z1k相加，并且产生相加的信号来作为第五个解调码元的软决策值Λ(sk，4)。
第二软决策值产生器包括第三运算器，用于通过接收同相信号Xk和在同一轴上的解调码元之间的距离值来计算Z`1k＝|Xk|-4a；第四运算器，用于通过接收第三运算器的输出值Z`1k而计算Z`2k＝|Z`1k|-2a，并且提供所计算的值Z`2k作为第一解调码元的软决策值Λ(sk，0)。第二软决策值产生器也包括第四MSB计算器，用于计算同相信号Xk的MSB；第五MSB计算器，用于计算第三运算器的输出值Z`1k的MSB；第六MSB计算器，用于计算第四运算器的输出值Z`2k的MSB。第二软决策值产生器还包括第六选择器，用于按照第五MSB计算器的输出值来选择第三选择器的输出值Z`1k或值“0”；第七选择器，用于按照第六MSB计算器的输出值来选择第四运算器的输出值Z`2k的负值-Z`2k；第四加法器，用于将第七选择器的输出值与通过将第六选择器的输出值乘以3而确定的值相加；第八选择器，用于按照第四MSB计算器的输出值来选择第四加法器的输出值或第四加法器的输出值的负值。另外，第二软决策值产生器包括第五加法器，用于将第二选择器的输出值与同相信号Xk相加，并且产生相加的信号来作为第三解调码元的软决策值Λ(sk，2)；第九选择器，用于按照第五MSB计算器的输出值来选择第四运算器的输出值Z`2k或输出值Z`2k的负值-Z`2k；第十选择器，用于选择第六MSB计算器的输出值来选择第九选择器的输出值或值“0”；第六加法器，用于将第十选择器的输出值与第三运算器的输出值Z`1k相加，并且产生相加的信号作为第二解调码元的软决策值Λ(sk，1)。
通过下面参照附图的详细说明，本发明的上述和其他目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中图1图解了64元QAM(正交调幅)的信号星座的示例；图2和3图解按照本发明的一个实施例的用于计算软决策值而执行的出来的示例；图4图解了用于利用正交相位信号分量Yk、同相信号分量Xk和距离值“a”，来计算软决策值的本发明的一个实施例的方框图；图5和6图解了计算器的本发明的实施例，所述计算器用于计算用在使用64元QAM的数据通信系统中的解调器中的软决策值。
具体实施例方式
以下，参照附图来说明本发明的实施例。在下面的实施例中，不详细说明公知的功能或结构。
本发明的一个实施例提供一种装置和方法，用于不使用在用于使用64元QAM的数据通信系统的解调器中的映射表或复杂功能而获得输入到信道解码器的软决策值，所述软决策值通过双重最小量度程序计算。
下面说明用于从2维所接收信号产生多维软决策值的算法。二进制信道编码器的输出序列被划分成m个比特，并且按照格雷编码规则(Gray codingrule)被映射为在M(＝2m)个信号点中的对应的信号点(signal point)。这可以被表示为方程(1)sk,m-1sk,m-2···sk,0→fIk,Qk]]>在方程(1)中，sk，i(i＝0，1，…，m-1)表示被映射为第k个比特的、在二进制信道编码器的输出序列中的第i个比特，Ik和Qk分别表示第k个码元同相信号分量和正交相位信号分量。对于64元QAM，m＝6，并且图1示出了对应的信号星座。
由Ik和Qk组成的在接收器中的码元解调器的复杂输出被定义为方程(2)Rk≡Xk+jYk=gk(Ik+jQk)+(ηkJ+jηkQ)]]>在方程(2)中，Xk和Yk分别表示码元解调器的输出的同相信号分量和正交相位信号分量。而且，gk是表示发送机、传输介质和接收机的增益的复数系数。另外，ηkl和ηkQ是平均值为0和偏差为σn2的高斯噪声，并且它们在统计上彼此独立。
可以通过方程(3)计算与sk，i(i＝0，1，…，m-1)有关的序列LLR，并且所计算的LLR可以被用做输入到信道解码器的软决策值。
方程(3)Λ(sk,j)=KlogPr{sk,i=0|Xk,Yk}Pr{sk,i=1|Xk,Yk}i=0,1,···,m-1]]>在方程(3)中，k是一个常数，并且Pr{A|B}表示被定义为当事件B发生时A将发生的概率的条件概率。但是，因为方程(3)是非线性的并且伴有较多的计算，因此需要能够近似方程(3)的算法来用于实际的实现。在方程(2)中gk＝1的高斯噪声信道的情况下，可以通过双重最小量度程序来近似方程(3)如下。
方程(4)Λ(sk,i)=KlogΣzkexp{-1/ση2|Rk-zk(sk,i=0)|2}Σzkexp{-1/ση2|Rk-zk(sk,i=1)|2}]]>≈Σzkexp{-1/ση2min|Rk-zk(sk,i=0)|2}Σzkexp{-1/ση2min|Rk-zk(sk,i=1)|2}]]>=K`[min|Rk-zk(sk,i=1)|2-min|Rk-zk(sk,i=0)|2]]]>在方程(4)中，K`=(1/σn2)K]]>和zk(sk，i＝0)与zk(sk，i＝1)分别表示对于sk，i＝0和sk，i＝1的Ik+jQk的实际值。为了计算方程(4)，必须确定对于2维所接收信号Rk的、使得|Rk-zk(sk，i＝0)|2和|Rk-zk(sk，i＝1)|2最小的zk(sk，i＝0)与zk(sk，i＝1)。通过双重最小量度程序(dual minimum metric procedure)近似的方程4可以被重新写为方程(5)Λ(sk，j)＝K`[min|Rk-zk(sk，i＝1)|2-min|Rk-zk(sk，i＝0)2|]＝K`(2nk，i-1)[|Rk-zk(sk，i＝nk，i)|2-min|Rk-zk(sk，i＝nk，i)|2]在方程(5)中，nk，i指示对于最接近Rk的信号点的逆映射序列的第i个比特值，并且nk，i表示nk，i的非(negation)值。通过Rk的同相信号分量和正交相位信号分量的范围来确定最近的信号点。在方程(5)的方括号中的第一项可以重新写为方程(6)|Rk-zk(sk，i＝0)|2＝(Xk-Uk)2+(Yk-Vk)2在方程(6)中，Uk和Vk分别表示通过{nk，m-1，…，nk，i…，nk，1，nk，0}映射的最近信号点的同相信号分量和正交相位信号分量。而且，在方程(6)的方括号中的第二项可以写为方程(7)min|Rk-zk(sk，i＝nk，i)|2＝(Xk-Uk，i)2+(yk-Vk，i)2在方程(7)中，Uk，i和Vk，I分别表示通过使得|Rk-zk(sk，i＝nk，i)|2最小的zk的逆映射序列{mk，m-1，…，mk，1(＝nk，i)，…，mk，1，mk，0}映射的信号点的同相信号分量和正交相位信号分量。通过方程(6)和方程(7)来将方程(5)重新写为方程(8)。
方程(8)Λ(sk，i)＝K`(2nk，i-1)[{(Xk-Uk)2+(Yk-Vk)2}-{(Xk-Uk，i)2+(Yk-Vk，i)2}]＝K`(2nk，i-1)[(Uk+Uk，i-2Xk)(Uk-Uk，i)+(Vk+Vk，i-2Yk)(Vk-Vk，i)]下面说明在使用64元QAM的数据通信系统中按照方程(8)通过解调器计算信道解码器的输入软决策值的过程。首先，使用表1和表2来从64元QAM调制的所接收信号Rk的两个信号分量Xk和Yk计算(nk，5，nk，4nk，3，nk，2，nk，1，nk，0)、Uk和Vk。表1
表2
表1图解了对于所接收的信号Rk的正交相位信号分量Yk出现在与图1中的水平轴平行的8个区域的每个中的情况的(nk，5，nk，4，nk，3)和Vk。为了方便，从表1省略7个边界值，即在Yk＝-6a、Yk＝-4a、Yk＝-2a、Yk＝0、Yk＝2a、Yk＝4a和Yk＝6a的结果值。其中“a”表示在同一轴上的距离值，按照调制/解调方法，表示距离值的“a”可以具有不同的值。表2图解了对于所接收的信号Rk的同相信号分量Xk出现在与图1中的垂直轴平行的8个区域的每个中的情况的(nk，2，nk，1，nk，0)和Uk。为了方便，从表2省略7个边界值，即在Xk＝-6a、Xk＝-4a、Xk＝-2a、Xk＝0、Xk＝2a、Xk＝4a和Xk＝6a的结果值。
表3以函数{nk，5，nk，4，nk，3，nk，2，nk，1，nk，0}的形式图解了使得对i(其中i∈{0，1，2，3，4，5})计算的|Rk-zk(sk，i＝nk，i)|2最小化的序列{mk，5，mk，4，mk，3，mk，2，mk，1，mk，0}，并且图解了对应的zk的同相和正交相位信号分量Uk，i和Vk，i。
表3
表4和5分别图解了对于(nk，5，nk，4，nk，3)和(nk，2，nk，1，nk，0)的所有组合的、对应于表3中计算的(mk，5，mk，4，mk，3)和(mk，2，mk，1，mk，0)的Vk，i和Uk，i。
表4
表5
表6和7图解了通过以K`×4a比例缩减信道解码器的输入软决策值而提供的结果，其中所述输入软决策值是通过将表4和表5的Vk，i和Uk，i代入方程(8)而获得的。
表6
表7
即，当施加所接收的信号Rk的时候，满足对应条件的LLR可以通过表6和表7被输出作为输入软决策值。如果在系统中使用的信道解码器不是max-logMAX(先验最大对数)解码器，则必须增加以按比例缩减的比例的反比例扩增表6和表7的LLR的处理。
但是，当利用表6或表7的映射表来输出信道解码器的输入软决策值的时候，解调器应当执行确定所接收的信号的条件的操作，并且要求用于按照对应条件存储输出内容的存储器。这可以通过利用具有取代映射表的简单的条件确定运算的公式计算对信道解码器的输入软决策值来避免。
为此，表6和表7所示的条件确定公式可以如表8和表9所示来表达。
表8
表9
在表8中，Z1k＝|Yk|-4a和Z2k＝|Z1k|-2a，并且在表9中，Z`1k＝|Xk|-4a和Z`2k＝|Z`1k|-2a。在表8和表9中，即使为了方便而从表6和表7省略的、在7个边界值的软决策值也被考虑。
在硬件实现中，在可以以符号位表达Xk、Yk、Z1k、Z2k、Z`1k和Z`2k的正负号的条件下，表8和表9可以被简化为表10和表11。表10和表11分别图解了Yk、Z1k、Z2k和Xk、Z`1k、Z`2k的形式的LLR值。
表10
表11
在表10和表11中，MSB(x)表示给定值x的最高有效位(MSB)。
从表10，在i＝5、4和3的软决策值Λ(sk，5)、Λ(sk，4)和Λ(sk，3)被分别表达为方程(9)Λ(sk，5)＝Yk+c(a·Z1k+β·Z2k)，其中
并且
方程(10)Λ(sk，4)＝Z1k+γ·Z2k，其中
方程(11)Λ(sk，3)＝Z2k从表11，在i＝2、1和0的软决策值Λ(sk，2)，Λ(sk，1)和Λ(sk，0)被分别表达为方程(12)Λ(sk，2)＝Xk+c`(a`·Z`1k+β`·Z`2k)，其中
并且
方程(13)Λ(sk，1)＝Z`1k+γ`·Z`2k，其中
方程(14)Λ(sk，3)＝Z`2k即，在使用64元QAM的数据通信系统中有可能通过方程(9)-方程(14)的简单条件公式、利用方程(4)的双重最小量度程序实际地计算6个软决策值，所述6个软决策值是用于一个被接收信号的解调器的输出和信道解码器的输入。这个处理被图解在图2和3中。
图2和3图解了按照本发明的一个实施例的、用于计算软决策值而执行的处理的示例。
首先，参照图2说明计算软决策值Λ(sk，5)、Λ(sk，4)和Λ(sk，3)的处理。在步骤200，解调器确定是否正交相位信号分量Yk的MSB值是0。作为确定的结果，如果正交相位信号分量Yk的MSB值是0，则解调器进行到步骤204并且将参数c的值设置为1。否则，解调器进行到步骤202并且将参数c的值设置为-1。在确定参数c的值之后，在步骤206，解调器将Z1k的值设置为|Yk|-4a。其后，在步骤208，解调器确定是否在步骤206中确定的Z1k的MSB是0。作为确定的结果，如果Z1k的MSB是0，解调器进行到步骤212并且将参数α的值设置为3。否则，解调器进行到步骤210并且将参数α的值设置为0。在设置参数α的值之后，解调器在步骤214将Z2k的值设置为|Z1k|-2a。其后，解调器在步骤216确定是否Z2k的MSB是0。作为确定的结果，如果Z2k的MSB是0，则解调器进行到步骤220并且将参数β的值设置为0。否则，解调器进行到步骤218并且将参数β的值设置为-1，将参数γ的值设置为0。在步骤220之后，解调器在步骤222确定是否Z1k的MSB是0。作为确定的结果，如果Z1k的MSB是0，解调器进行到步骤224并且将参数γ的值设置为1。否则，解调器进行到步骤226并且将参数γ的值设置为-1。在步骤228，根据参数α、β、γ和c的所确定值，解调器计算软决策值Λ(sk，5)、Λ(sk，4)和Λ(sk，3)。
接着，现在参见图3说明用于计算软决策值Λ(sk，2)、Λ(sk，1)和Λ(sk，0)的处理。在步骤300，解调器确定是否同相信号分量Xk的MSB值是0。作为确定的结果，如果同相信号分量Xk的MSB值是0，则解调器进行到步骤304并且将参数c`的值设置为1。否则，解调器进行到步骤302并且将参数c`的值设置为-1。在确定参数c`的值之后，在步骤306，解调器将Z`1k的值设置为|Xk|-4a。其后，在步骤308，解调器确定是否在步骤306中确定的Z1k的MSB是0。作为确定的结果，如果Z1k的MSB是0，解调器进行到步骤312并且将参数α`的值设置为3。否则，解调器进行到步骤310并且将参数α`的值设置为0。在设置参数α`的值之后，解调器在步骤314将Z`2k的值设置为|Z`1k|-2a。其后，解调器在步骤316确定是否Z`2k的MSB是0。作为确定的结果，如果Z`2k的MSB是0，则解调器进行到步骤320并且将参数β`的值设置为0。否则，解调器进行到步骤318并且将参数β`的值设置为-1，将参数γ`的值设置为0。在步骤320之后，解调器在步骤322确定是否Z`1k的MSB是0。作为确定的结果，如果Z`1k的MSB是0，解调器进行到步骤324并且将参数γ`的值设置为1。否则，解调器进行到步骤326并且将参数γ`的值设置为-1。在步骤328，根据参数α`、β`、γ`和c`的所确定值，解调器计算软决策值Λ(sk，5)、Λ(sk，4)和Λ(sk，3)。
用于通过结合图2和3说明的双重最小量度程序计算软决策值的处理可以被划分成(i)第一步骤，通过分析正交相位信号分量γk和值“a”来确定参数α、β、γ和c，并且通过分析同相信号分量Xk和值“a”来确定参数α`、β`、γ`和c`；(ii)第二步骤，利用所接收的信号和在第一步骤中确定的参数来计算软决策值。可以通过图4所示的方框图来实现这个处理。
图4图解了用于利用正交相位信号分量Yk、同相信号分量Xk和值“a”来计算软决策值的方框图。现在将参照图3说明图2和3的处理。正交相位信号分析器410通过图2的处理利用正交相位信号分量Yk和值“a”确定参数α、β、γ和c。第一软决策值输出单元420利用所确定的参数α、β、γ和c来计算软决策值Λ(sk，5)、Λ(sk，4)和Λ(sk，3)。类似地，同相信号分析器430通过图3的处理利用同相信号分量Xk和值“a”确定参数α`、β`、γ`和c`。第二软决策值输出单元440利用所确定的参数α`、β`、γ`和c`来计算软决策值Λ(sk，2)、Λ(sk，1)和Λ(sk，0)。
图5和6图解了用于计算输入信道解码器的软决策值的计算器，其中信道解码器用在数据通信系统中的信道解调器中。图5图解了用于计算软决策值Λ(sk，5)、Λ(sk，4)和Λ(sk，3)的计算器，图6图解了用于计算软决策值Λ(sk，2)、Λ(sk，1)和Λ(sk，0)的计算器。
首先，参照图5说明用于计算软决策值Λ(sk，5)、Λ(sk，4)和Λ(sk，3)的装置的结构和操作的示例。正交相位信号Yk和值“a”被施加到第一运算器501。而且，正交相位信号Yk被施加到第二加法器519和第一MSB计算器529。第一运算器501计算Z1k＝|Yk|-4a，象图2的步骤206所述那样。第一MSB计算器529计算所接收的正交相位信号Yk的MSB。第一运算器501的输出被施加到第二运算器503、第一复用器505的输入端“0”、第二MSB计算器531和第三加法器527。第二MSB计算器531计算Z1k的MSB，并且将它的输出提供到第一复用器505的选择端和第四复用器523的选择端。“0”值总是被施加到第一复用器505的输入端“1”。第一复用器505按照来自第二MSB计算器531的选择信号来选择它的输入端“0”或输入端“1”。
第二运算器503象图2的步骤214所述那样计算Z2k＝|Z1k|-2a，并且向第二乘法器509、第三MSB计算器533、第四乘法器521和第一复用器523的输入端“0”提供所计算的值Z2k。值Z2k变为软决策值Λ(sk，3)。第二乘法器509将第二运算器503的输出值与值“-1”相乘，并且将它的输出提供到第二复用器511的输入端“1”。第二复用器511的输入端“0”总是具有值“0”。
同时，第三MSB计算器533计算Z2k的MSB，并且将它的输出提供给第二复用器511的选择端和第五复用器525的选择端。第二复用器511按照来自第三MSB计算器533的选择信号而选择它的输入端“0”或输入端“1”。第二复用器511的输出被施加到第一加法器513。
第一复用器505的输出被施加到第一乘法器507。第一乘法器507将第一复用器505的输出值乘以3，并且将它的输出提供到第一加法器513。第一加法器513将第二复用器511的输出加到第一乘法器507的输出上，并且将它的输出提供到第三乘法器515和第三复用器517的输入端“0”。第三乘法器515将第一加法器513的输出乘以值“-1”，并且将它的输出提供到第三复用器517的输入端“1”。第三复用器517按照从第一MSB计算器529提供的选择信号选择它的输入端“0”或输入端“1”。第三复用器517的输出被施加到第二加法器519。第二加法器519将正交相位信号分量Yk加到第三复用器517的输出。第二加法器519的输出变成软决策值Λ(sk，5)。
而且，第四乘法器521将值Z2k与值“-1”相乘，并且将它的输出提供到第四复用器523的输入端“1”。第四复用器523按照从第二MSB计算器531提供的选择信号选择它的输入端“0”或输入端“1”。第四复用器523的输出被施加到第五复用器525的输入端“0”。值“0”总是被施加到第五复用器525的输入端“1”。第五复用器525按照从第三MSB计算器533提供的选择信号来选择它的输入端“0”或输入端“1”。第五复用器525的输出被施加到第三加法器527。第三加法器527将第五复用器525的输出加到第一运算器501的输出Z1k。第三加法器527的输出值变为软决策值Λ(sk，4)。
以这种方式，图5的电路可以从正交相位信号分量Yk和值“a”计算软决策值Λ(sk，5)、Λ(sk，4)和Λ(sk，3)。
接着，现在参照图6说明用于计算软决策值Λ(sk，2)、Λ(sk，1)和Λ(sk，0)的装置的结构和操作的示例。一个同相信号分量Xk和值“a”被施加到第三运算器601。而且，所述同相信号Xk被施加到第五加法器619和第四MSB计算器629。第三运算器601象图3的步骤306所述那样计算Z`1k＝|Xk|-4a。第四MSB计算器629计算所接收的同相信号Xk的MSB。第三运算器601的输出被施加到第四运算器603、第六复用器605的输入端“0”、第五MSB计算器631、第六加法器627。第五MSB计算器631计算Z`1k的MSB，并且将它的输出提供到第六复用器605的选择端和第九复用器623的选择端。值“0”总是被施加到第六复用器605的输入端“1”。第六复用器605按照从第五MSB计算器631的选择信号选择它的输入端“0”或输入端“1”。
第四运算器603象图3的步骤314所述那样计算Z`2k＝|Z1k|-2a，并且向第六乘法器609、第六MSB计算器633、第八乘法器621和第九复用器623的输入端“0”提供所计算的值Z`2k。值Z`2k变为软决策值Λ(sk，0)。第六乘法器609将第四运算器603的输出值与值“-1”相乘，并且将它的输出提供到第七复用器611的输入端“1”。第七复用器611的输入端“0”总是具有值“0”。
同时，第六MSB计算器633计算Z`2k的MSB，并且将它的输出提供给第七复用器611的选择端和第十复用器625的选择端。第七复用器611按照来自第六MSB计算器633的选择信号而选择它的输入端“0”或输入端“1”。第七复用器611的输出被施加到第四加法器613。
第六复用器605的输出被施加到第五乘法器607。第五乘法器607将第六复用器605的输出值乘以3，并且将它的输出提供到第四加法器613。第四加法器613将第七复用器611的输出加到第五乘法器607的输出上，并且将它的输出提供到第七乘法器615和第八复用器617的输入端“0”。第七乘法器615将第四加法器613的输出乘以值“-1”，并且将它的输出提供到第八复用器617的输入端“1”。第八复用器617按照从第四MSB计算器629提供的选择信号选择它的输入端“0”或输入端“1”。第八复用器617的输出被施加到第五加法器619。第五加法器619将同相信号分量Xk施加到第八复用器617的输出。第五加法器619的输出变成软决策值Λ(sk，2)。
而且，第八乘法器621将值Z`2k与值“-1”相乘，并且将它的输出提供到第九复用器623的输入端“1”。第九复用器623按照从第五MSB计算器631提供的选择信号选择它的输入端“0”或输入端“1”。第九复用器623的输出被施加到第十复用器625的输入端“0”。值“0”总是被施加到第十复用器625的输入端“1”。第十复用器625按照从第六MSB计算器633提供的选择信号来选择它的输入端“0”或输入端“1”。第十复用器625的输出被施加到第六加法器627。第六加法器627将第十复用器625的输出加到第三运算器601的输出Z`1k第六加法器627的输出值变为软决策值Λ(sk，1)。
以这种方式，图6的电路可以从同相信号分量Xk和值“a”计算软决策值Λ(sk，2)、Λ(sk，1)和Λ(sk，0)。
按照上述的说明，使用通过方程(4)实现的双重最小量度程序的传统软决策值计算器需要一百次或更多的求平方运算和比较运算。但是，按照图5和6所示的和利用方程(9)-方程(14)而实现的本发明的一个实施例的计算器包括10个加法器(第一到第一运算器也通过加法器实现)、8个乘法器和10个复用器，有助于显著降低操作时间和计算器的复杂性。下面的表12以运算的类型和数量来图解了在通过方程(4)实现的传统计算器和通过方程(9)-(14)实现的新型计算器之间的比较，其中i∈{0，1，2，3，4，5}。表12
总之，上述的本发明的实施例从方程(6)-方程(8)和表1-表5的处理得到表6-表11，以便降低时间延迟和复杂性，当利用64元QAM实际地实现方程(4)、即公知的双重最小量度程序或通过简化双重最小量度程序而获得的方程(5)的时候可能发生时间延迟和复杂。而且，本发明的实施例提供方程(9)-方程(14)，即用于在64元QAM中实现双重最小量度程序的新公式。另外，本发明提供根据方程(9)-方程(14)实现的硬件设备。
如上所述，在利用双重最小量度程序得到需要作为信道解码器的输入的软决策值的过程中，虽然当使用现有的公式时获得同样的结果，但是用于数据通信系统的新型的64元QAM解调器可以执行简单和快速的计算。通过硬件实现的软决策值计算器显著地降低了解调器的操作时间和复杂性。
虽然已经参照本发明的实施例示出和说明了本发明，本领域的技术人员会明白，在不脱离所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节上的各种改变。
权利要求
1.一种64元QAM(正交调幅)解调装置，用于接收由第k个正交相位信号Yk和第k个同相信号Xk组成的输入信号Rk(Xk，Yk)，并且用于通过软决策手段产生输入信号Rk(Xk，Yk)的软决策值Λ(sk，5)、Λ(sk，4)、Λ(sk，3)、Λ(sk，2)、Λ(sk，1)和Λ(sk，0)，所述装置包括第一软决策值发生器，它被适配来接收所接收的信号Rk的正交相位信号Yk和在同一轴上的6个解调码元之间的距离值2a，并且利用下面的方程产生对于第六、第五和第四解调码元的软决策值Λ(sk，5)、Λ(sk，4)和Λ(sk，3)，Z1k＝|Yk|-4aZ2k＝|Z1k|-2aΛ(Sk，5)＝Yk+c(a·Z1k+β·Z2k)，其中 并且 Λ(Sk，4)＝Z1k+γ·Z2k，其中Λ(Sk，3)＝Z2k其中Λ(sk，5)表示第六个调制码元的软决策值，Λ(sk，4)表示第五个调制码元的软决策值，Λ(sk，3)表示第四个调制码元的软决策值；以及第二软决策值产生器，它被适配来接收所接收的信号Rk的同相信号Xk和在同一轴上六个解调码元之间的距离值2a，并且利用下列方程来产生对于第三、第二和第一解调码元的软决策值Λ(sk，2)、Λ(sk，1)和Λ(sk，0)，Z`1k＝|Xk|-4aZ`2k＝|Z`1k|-2aΛ(Sk，2)＝Xk+c`(a`·Z`1k+β`·Z`2k)，其中 并且 Λ(Sk，1)＝Z`1k+γ`·Z`2k，其中 Λ(Sk，3)＝Z`2k其中Λ(sk，2)表示第三个调制码元的软决策值，Λ(sk，1)表示第二个调制码元的软决策值，Λ(sk，0)表示第一个调制码元的软决策值，并且“MSB”表示最高有效位，“a”表示在同一轴上的距离值。
2.按照权利要求1的64元QAM解调装置，其中所述第一软决策值产生器包括第一运算器，适用于通过接收正交相位信号Yk和在同一轴上的解调码元之间的距离值来计算Z1k＝|Yk|-4a；第二运算器，适用于通过接收第一运算器的输出值Z1k来计算Z2k＝|Z1k|-2a，并且将所计算的值Z2k作为第四个解调码元的软决策值Λ(sk，3)；第一MSB(最高有效位)计算器，适用于计算正交相位信号Z1k的MSB；第二MSB计算器，适用于计算第一运算器的输出值Z1k的MSB；第三MSB计算器，适用于计算第二运算器的输出值Z2k的MSB；第一选择器，适用于按照第二MSB计算器的输出值选择第一运算器的输出值Z1k或值“0”；第二选择器，用于按照第三MSB计算器的输出值选择第二运算器的输出值Z2k的负值-Z2k或值“0”；第一加法器，适用于将第二选择器的输出值加到通过将第一选择器的输出值乘以3而确定的值；第三选择器，适用于按照第一MSB计算器的输出值选择第一加法器的输出值或第一加法器的输出值的负值；第二加法器，适用于将第三选择器的输出值Yk与正交相位信号相加，并且产生相加的信号来作为第六个解调码元的软决策值Λ(sk，5)；第四选择器，适用于按照第二MSB计算器的输出值选择第二运算器的输出值Z2k或输出值Z2k的负值-Z2k；第五选择器，适用于按照第三MSB计算器的输出值来选择第四选择器的输出值或值“0”；以及第三加法器，适用于将第五选择器的输出值与第一运算器的输出值Z1k相加，并且产生相加的信号来作为第五个解调码元的软决策值Λ(Sk，4)。
3.按照权利要求1的64元QAM解调装置，其中所述第二软决策值产生器包括第三运算器，适用于通过接收同相信号Xk和在同一轴上的解调码元之间的距离值来计算Z`1k＝|Xk|-4a；第四运算器，适用于通过接收第三运算器的输出值Z`1k而计算Z`2k＝|Z`1k|-2a，并且提供所计算的值Z`2k作为第一解调码元的软决策值Λ(Sk，0)；第四MSB计算器，适用于计算同相信号Xk的MSB；第五MSB计算器，适用于计算第三运算器的输出值Z`1k的MSB；第六MSB计算器，适用于计算第四运算器的输出值Z`2k的MSB；第六选择器，适用于按照第五MSB计算器的输出值来选择第三选择器的输出值Z`1k或值“0”；第七选择器，适用于按照第六MSB计算器的输出值来选择第四运算器的输出值Z`2k的负值-Z`2k；第四加法器，适用于将第七选择器的输出值与通过将第六选择器的输出值乘以3而确定的值相加；第八选择器，适用于按照第四MSB计算器的输出值来选择第四加法器的输出值或第四加法器的输出值的负值；第五加法器，适用于将第二选择器的输出值与同相信号Xk相加，并且产生相加的信号来作为第三解调码元的软决策值Λ(Sk，2)；第九选择器，适用于按照第五MSB计算器的输出值来选择第四运算器的输出值Z`2k或输出值Z`2k的负值-Z`2k；第十选择器，适用于选择第六MSB计算器的输出值来选择第九选择器的输出值或值“0”；以及第六加法器，适用于将第十选择器的输出值与第三运算器的输出值Z`1k相加，并且产生相加的信号作为第二解调码元的软决策值Λ(sk，1)。
4.一种64元QAM(正交调幅)解调方法，用于接收由第k个正交相位信号Yk和第k个同相信号Xk组成的输入信号Rk(Xk，Yk)，并且用于通过软决策手段产生输入信号Rk(Xk，Yk)的软决策值Λ(sk，5)、Λ(sk，4)、Λ(sk，3)、Λ(sk，2)、Λ(sk，1)和Λ(sk，0)，所述方法步骤步骤(a)接收所接收的信号Rk的正交相位信号Yk和在同一轴上的6个解调码元之间的距离值2a，并且利用下面的方程产生对于第六、第五和第四解调码元的软决策值Λ(sk，5)、Λ(sk，4)和Λ(sk，3)，Z1k＝|Yk|-4aZ2k＝|Z1k|-2aΛ(Sk，5)＝Yk+c(α·Z1k+β·Z2k)，其中 并且 Λ(Sk，4)＝Z1k+γ·Z2k，其中 Λ(Sk，3)＝Z2k其中Λ(sk5)表示第六个调制码元的软决策值，Λ(sk，4)表示第五个调制码元的软决策值，Λ(sk，3)表示第四个调制码元的软决策值；(b)接收所接收的信号Rk的同相信号Xk和在同一轴上六个解调码元之间的距离值2a，并且利用下列方程来产生对于第三、第二和第一解调码元的软决策值Λ(sk，2)、Λ(sk，1)和Λ(sk，0)，Z`1k＝|Xk|-4aZ`2k＝|Z`1k|-2aΛ(Sk，2)＝Xk+c`(α`·Z`1k+β`·Z`2k)，其中 并且 Λ(Sk，1)＝Z`1k+γ`·Z`2k，其中 Λ(Sk，3)＝Z`2k其中Λ(sk，2)表示第三个调制码元的软决策值，Λ(sk，1)表示第二个调制码元的软决策值，Λ(sk，0)表示第一个调制码元的软决策值，并且“MSB”表示最高有效位，“a”表示在同一轴上的距离值。
5.按照权利要求4的64元QAM解调方法，其中步骤(a)包括步骤如果正交相位信号Yk的MSB(最高有效位)是0则将参数c设置为“1”，如果正交相位信号Yk的MSB是1则将参数c设置为“-1”；利用正交相位信号Yk和在同一轴上的解调码元之间的距离值来计算Z1k＝|Yk|-4a；如果所计算的值Z1k的MSB是0则将参数α设置为“3”，如果所计算的值Z1k的MSB是1则将参数α设置为“0”；利用值Z1k和在同一轴上的解调码元之间的距离值来来计算Z2k＝|Z1k|-2a；如果所计算的值Z2k的MSB是0则将参数β设置为“0”，如果所计算的值Z2k的MSB是1则将参数β设置为“-1”；如果所计算的值Z2k的MSB是1则将参数γ设置为“0”，如果所计算的值Z2k的MSB是0并且所计算的值Z1k的MSB是0则将参数γ设置为“1”，如果所计算的值Z2k的MSB是0并且所计算的值Z1k的MSB是1则将参数γ设置为“-1”；以及根据参数c、α、β和γ的设置值来计算Λ(sk，5)、Λ(sk，4)和Λ(sk，3)。
6.按照权利要求4的64元QAM解调方法，其中步骤(b)包括步骤如果同相信号Xk的MSB是0则将参数c`设置为“1”，如果同相信号Xk的MSB是1则将参数c`设置为“-1”；利用同相信号Xk和在同一轴上的解调码元之间的距离值来计算Z`1k＝|Xk|-4a；如果所计算的值Z`1k的MSB是0则将参数α`设置为“3”，如果所计算的值Z`1k的MSB是1则将参数α`设置为“0”；利用值Z`1k和在同一轴上的解调码元之间的距离值来来计算Z`2k＝|Z`1k|-2a；如果所计算的值Z`2k的MSB是0则将参数β`设置为“0”，如果所计算的值Z`2k的MSB是1则将参数β`设置为“-1”；如果所计算的值Z`2k的MSB是1则将参数γ`设置为“0”，如果所计算的值Z`2k的MSB是0并且所计算的值Z`1k的MSB是0则将参数γ`设置为“1”，如果所计算的值Z`2k的MSB是0并且所计算的值Z`1k的MSB是1则将参数γ设置为“-1”；以及根据参数c`、α`、β`和γ`的设置值来计算Λ(sk，2)、Λ(sk，1)和Λ(sk，0)。
全文摘要
本发明公开了一种64元QAM(正交调幅)解调装置和方法，用于接收由第k个正交相位信号Y
文档编号H04L25/06GK1481634SQ02803343
公开日2004年3月10日 申请日期2002年9月17日 优先权日2001年9月18日
发明者河相赫, 金潣龟 申请人:三星电子株式会社