一种用16qam调制实现qpsk调制的方法

专利名称：一种用16qam调制实现qpsk调制的方法
技术领域：
本发明涉及第三代移动通信系统，具体地说，涉及一种宽带码分多址(WCDMA)的2种调制方式的16QAM调制(16进制正交幅度调制)和 QPSK调制(四相相移键控调制)物理信道的基带码片级处理的方法。
背景技术：
i() WCDMA是第三代(3G)移动通信系统的主流体制之一。其中R5版 本提出的HSDPA( High Speed Downlink Packet Access,高速下行分组接入) 技术已经成为当今的研究热点。HSDPA技术是实现提高WCDMA网络高 速下行数据传输速率最为重要的技术，是3GPP在R5协议中为了满足上 下行数据业务不对称的需求提出来的，它可以在不改变已经建设的15 WCDMA系统网络结构的Io5出上，大大提高用户下行数据业务速率，可达 到10Mbps以上，该技术是WCDMA网络建设中提高下行容量和数据业务 速率的一种重要技术。为了实现HSDPA的功能特性，在3GPP物理层规范中引入了三个下行 物理信道HS-DSCH、 HS-SCCH和HS-DPCH (高速专用物理控制信道)。20 其中HS-DSCH(高速下行共享信道)用于UMTS( Universal mobile terrestrial system)通信系统中承载下行链路用户数据。HS-DSCH (HSPDSCH)信 道有2种调制方式QPSK调制和16QAM调制，而HS-SCCH信道只有一 种调制方式QPSK调制。

图1给出了 WCDMA下行信道从符号级处理到天线发送的过程。图1
中101是下行物理信道的符号级处理，HS - DSCH信道的符号级处理主要包括CRC (循环冗余校验)，比特加扰，信道编码(tubro编码)，比特收 集和物理信道交织等。HS-SCCH信道的符号级处理主要包括信道编码，速 率匹配等。在下行信道符号级处理，HS-DSCH信道最多可以有15条物理 5 信道，而HS-SCCH信道最多有14条物理信道。每条物理信道在经过图1 中102码片级处理后进行，然后经过图1中103中频和射频的处理，发送 到无线环境之中。图2给出了每条下行的物理信道的码片级的处理方法，在WCDMA系 统之中每条下行物理信道又分成主集和分集2个信道，主集和分集的处理 io 过程相同，只是扩频加扰前符号的产生不相同。图2中的201是符号级处 理完以后的一个物理信道的符号，主集信道的处理不需要经过图2中202 的STTD编码，分集信道则要经过STTD编码，然后主集和分集的处理相 同，经过图2中203调制映射，分成I路和Q路，再经过图2中204和205 分别进行扩频，再经过图2中的206进行加扰，加扰后的数据经过图2中 15 207的功率加权。所有的29条信道处理完以后进行累加截位以后再通过图 1中103处理以后发送。图3给出了 QPSK调制和16QAM调制的星座图，QPSK调制的2个比 特(其中低比特对应于先发的比特)对应于一个符号，16QAM调制4个 比特(其中低比特对应于先发的比特)对应于1个符号。 20 图4给出了 WCDMA系统中QPSK调制分集的STTD的方法，每4个QPSK调制的比特进行STTD编码。图5给出了 WCDMA系统中16QAM调制分集的STTD的方法，每8 个16QAM调制的比特进行STTD编码。从图4和图5可以看出，QPSK调制和16QAM调制的主集和分集的 25产生方法不同，在WCDMA系统中，每个小区都要支持15条HS-DSCH
信道和14条HS-SCCH信道，并且HS - DSCH信道可以支持QPSK和16QAM调制方式。从上面的2种不同的调制方式来看，在现有技术实现上有以下缺陷 (1)如果在硬件采用32倍的时钟来实现，并且是时分复用来实现信5 道处理，则一套硬件资源可以处理32条物理信道，由于16QAM调制和 QPSK调制方式的不同，则要作为不同信道来处理，则系统中需要处理的 实际信道的个数为44个(15 x 2 + 14 ),则需要2套硬件资源来实现，并 且HSPDSH的一个物理信道QPSK调制和16QAM调制不会同时存在，会 造成硬件资源的浪费。io (2)如果硬件采用64倍的系统时钟(时钟频率为245.76Mhz)来实现，并且采用时分复用的方法来实现信道处理，则用一套硬件资源可以实 现，但是由于时钟频率过高，硬件实现比较困难，并且也造成硬件资源的 浪费。15 发明内容本发明所要解决的技术问题是现有技术中上述存在的缺陷，针对QPSK调制和16QAM调制的特点，将QPSK调制作为16QAM调制的一 种特殊的情况来处理，QPSK和16QAM作为一种信道来处理， 一套32倍 的时钟时分复用的资源完成HSPDSCH信道和HS-SCCH信道码片级处理。 20 本发明具体是这样实现的一种用16QAM调制实现QPSK调制的方法，包括下列步骤 第一步，在WCDMA下行符号级处理完成后，将符号数据存储； 第二步，对于QPSK调制的主集信道的4个比特&A^)。，分别扩展为 006々。和006362,然后分别进行16QAM调制； 25 第三步，对于QPSK调制的分集信道的4个比特6^Vv扩展为8比
特6。6,0O6263OO ,然后进行16QAM调制。 所述第二步包括，步骤l、从已存储的数据中读取8个比特，&7&AW2&A，每2比特 为一组进4亍扩频加扰； 5 步骤2、先将h,fo。经过符号调整扩展为4比特006力。，随后进行16QAM调制；步骤3、处理完v 。后，重复步骤2完成对hA、 bA、 &》6的处理。重复步骤1-3，直到信道的所有数据全部处理完。 所述第三步，在第二步处理主集天线数据的同时进行，包括， io 步骤l、从已存储的数据中读取8个比特，V> 463M>A，对fcAM。进 行扩展成006362 00^0;步骤2、对扩展后的00636200、6。按照16QAMSTTD编码的方法进行 STTD编码；步骤3、先对编码后的8个比特数据的低四位进行16QAM调制，处 15 理完成后，再对对编码后的8个比特数据的高四位进行16QAM调制； 步骤4、重复步骤l-3,完成对6 5￡ 4的处理。 重复步骤1-4,直到信道的所有数据全部处理完。 本发明通过上述的方法，可以通过16QAM调制来实现QPSK调制， 对于HSPDA的HSPDSCH信道和HS - SCCH信道，通过一套32倍时钟 20时分复用的硬件资源就可以实现HSPDSCH信道和HS-SCCH信道的码片 级处理，相对于现有的技术方案就可以节省1套时分复用的32倍时钟的 硬件资源。对于其它同时有QPSK调制和16QAM调制的信道，同样可以采用上 面的方法，可以节省一半的硬件资源，从而大大减少电路面积和硬件资源。 附困说明图1是WCDMA下行信道处理流程； 图2是WCDMA下行信道码片级处理图； 图3是QPSK调制和16QAM调制的星座图； 5 图4是QPSK调制的STTD编码；图5是16QAM调制模式的STTD编码； 图6是QPSK和16QAM统一的调制星座图； 图7是16QAM调制实现QPSK调制的框图。io具体实施方式
下面结合附图，对本发明的方法具体实施方式
进行较为详细的说明。 对于16QAM的调制方式的下行物理信道，16QAM调制因子0.4472 通过DSP合并到该信道的初始功率之中，这样16QAM调制和QPSK调制 就可以统一在图6中。15 图7是本发明的框图，其中701是HSPDSCH信道在符号级处理完成以后以双口可读写的8比特宽度RAM中存储，HSPDSCH信道的调制模 式有2种QPSK调制和16QAM调制，2种调制模式在一个2ms的子帧 中只能选择一种调制方式，对于QPSK的调制方式， 一个物理信道在一个 时隙(2ms/3)的比特数目为960比特，对于16QAM调制方式， 一个物理20 信道在一个时隙的比特数目为1920比特。HSPDSCH信道的物理信道数目 最多为15个。HS-SCCH信道的调制模式只有QPSK调制， 一个HS-SCCH物理信道的比特数目为40, HS-SCCH信道的数目最多为14个。由于要实现HSPDSCH信道和HS - SCCH信道的总的数目最多为29 个，并且WCDMA系统中的码片速率为3.84M,可以采用32倍的时钟25122.88M来时分复用实现以上的29个信道，32倍时钟的第1个cycle对应
于物理信道l， 32倍时钟的第2个cycle对应于物理信道2，依此类推，32 倍时钟的第32个cycle对应于物理信道32。 HSPDSCH信道占用1到16 信道，HS-SCCH信道占用信道17到32。32个信道时分复用处理，实际上硬件资源只有l套，硬件的处理结构 5 如图7,每个物理信道支持主集和分集天线，主集和分集天线分开处理， 包括符号调整，调制映射，扩频加扰和功率加权。对于HS-SCCH信道，每个物理信道每个时序只有40个比特，扩频 因子为128, l个时序(2560个码片)发送完，HS-SCCH信道每512个 码片从双口 RAM中读取8个比特，V>6V> 26,6。，对于HS-SCCH信道 io 主集天线，每2比特为一组进行扩频加扰，最先发送的是6A ， fcA经过702 中的符号调整扩展为4比特OOW。，然有在经过703按照图6中的调制映射 方法产生I路和Q路的符号，然后在进行扩频和加扰，处理6々。以后在进 行6362,依次类推。在处理主集天线的数椐同时，对于分集天线的数据，先在705中对 15 6AZ^。进行扩展成00Z7A00Vv然后在706中的16QAMSTTD编码的方法 进行STTD编码，假设STTD编码后的比特为 则先对 A。2"^。在707中按照图6中的调制应声的方法产生I路和Q路的符号，编 码后的数据在708中进行扩频加扰和功率加权，处理完成^^一。以后在处 理 处理完以后在处理67666564。当8比特处理完成以后在20 读取下一个8比特，直到该信道的所有的40比特全部处理完。对于HSPDSCH信道，调制方式可以为QPSK调制和16QAM调制。 在QPSK调制的情况下，每个物理信道的比特总数为960，扩频因子为16, 每64个chip读取8bit数据，8比特数据主集和分集的处理跟HS-SCCH信 道的主集和分集的处理一致。25 对于16QAM调制方式，每个物理信道的中比特数目为1920,扩频因 子为16,每32个chip读取8bit数据6AV),A&,V由于是16QAM调制， 主集处理先在703先对6A6A进行调制映射，然后在704中进行扩频加扰 和功率加权，处理完一》々。以后在处理&A^4 。在处理主集的同时，分集6AV^A^。在706中进行16QAM的STTD 5编码，假设STTD编码后的比特为fl7"6"5fl4a一2"一。，则先对a3"^,"。在707 中按照图6中的调制映射的方法产生I路和Q路的符号，编码后的数据在 708中进行扩频加扰和功率加权，处理完成。3。2。,。。以后在处理当8比特处理完成以后在读取下一个8比特，直到该信道的所有的1920比特全部处理完。10 所有的29个信道处理完之后在进行累加截位，截位以后的数据通过天线发送到无线环境之中。上述方案完全可以应用于HSDPA系统中，以FPGA硬件的方式进行 实现，做到实时处理。前面提供了详细的实施例的描述，以使得本领域的任何技术人员可以15 使用或者利用本发明。对这些实施例的各种修改对本领域内的技术人员是 显而易见的。因而，本发明不限于这里所示的实施例，而应根据符合这里 所揭示的原理和特征的最宽范围。
权利要求
1、一种用16QAM调制实现QPSK调制的方法，其特征在于，包括如下步骤第一步，在WCDMA下行符号级处理完成后，将符号数据存储；第二步，对于QPSK调制的主集信道的4个比特b3b2b1b0，分别扩展为00b1b0和00b3b2，然后分别进行16QAM调制；第三步，对于QPSK调制的分集信道的4个比特b3b2b1b0，扩展为8比特b0b100b2b300，然后进行16QAM调制。
2、 如权利要求1所述的用16QAM调制实现的QPSK调制的方法，其 io 特征在于所述第二步包括，步骤l、从已存储的数据中读取8个比特，&766656A62V>。，每2比特 为一组进行扩频加扰；步骤2、先将^。经过符号调整扩展为4比特006A,随后进行16QAM 15 调制；步骤3、处理完^。后，重复步骤2完成对6A、 6A、 67&6的处理。
3、 如权利要求2所述的用16QAM调制实现的QPSK调制的方法，其 特征在于重复步骤1 - 3,直到信道的所有数据全部处理完。
4、如权利要求1所述的用16QAM调制实现的QPSK调制的方法，其特征在于所述第三步，在第二步处理主集天线数据的同时进行，包括， 步骤l、从已存储的数据中读取8个比特，6 564V^A，对V 》A进行扩展成ooz A oo&6n;步骤2、对扩展后的006々2006,6。按照16QAMSTTD编》马的方法进4亍STTD编码；步骤3、先对编码后的8个比特数据的低四位进行16QAM调制，处 理完成后，再对对编码后的8个比特数据的高四位进行16QAM调制； 5 步骤4、重复步骤l-3,完成对、& 4的处理。
5、如权利要求4所述的用16QAM调制实现的QPSK调制的方法，其 特征在于重复步骤l-4，直到信道的所有数据全部处理完。
全文摘要
本发明公开了一种用16QAM调制实现QPSK调制的方法，包括下列步骤，在WCDMA下行符号级处理完成后，将符号数据存储；对于QPSK调制的主集信道的4个比特b₃b₂b₁b₀，分别扩展为00b₁b₀和00b₃b₂，然后分别进行16QAM调制；对于QPSK调制的分集信道的4个比特b₃b₂b₁b₀，扩展为8比特b₀b₁00b₂b₃00，然后进行16QAM调制。本发明所述方法，可以通过16QAM调制来实现QPSK调制，对于HSPDA的HSPDSCH信道和HS-SCCH信道，通过一套32倍时钟时分复用的硬件资源就可以实现HSPDSCH信道和HS-SCCH信道的码片级处理，相对于现有的技术方案就可以节省1套时分复用的32倍时钟的硬件资源。
文档编号H04L27/34GK101163126SQ200610141138
公开日2008年4月16日 申请日期2006年10月11日 优先权日2006年10月11日
发明者徐心明 申请人:中兴通讯股份有限公司