专利名称：一种32进制正交幅度调制的软解调方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，特别涉及一种32进制正交幅度调制(以下称为32QAM)的软解调方法。
背景技术：
正交幅度调制(QAM，Quadrature Amplitude Modulation)是一种二维调制技术，用星座点在实轴上的投影去调制同相载波，用虚轴上的投影调制正交载波。32QAM是一种高效正交幅度调制方式，每个符号可以传输5个比特。
为了充分利用接收信号的信息进行信道解码，解调器应提供能反映接收比特取值概率的软信息。软信息一般用接收比特的对数似然比(LLR，Log-LikelihoodRatio)来表示，定义为接收比特为0的后验概率和为1的后验概率的比值的对数。
其中r为接收信号，用复数表示。b为接收信号中的某个比特。
在高斯白噪声信道下，假设所有星座点出现的概率相等，则似然比LLR(b)可以表示为 其中Sb0表示b为0对应的星座点集合，Sb1表示b为1对应的星座点集合，σ2为高斯白噪声的功率谱密度。
直接按照此公式计算涉及大量的指数运算，运算量过大。近似的计算方法只取上式分子分母和式中最大的那一项。则LLR(b)的计算方法可简化为 可以看到，简化后的式子中将接收信号到Sb0和Sb1中最近星座点的欧式距离差作为其对应比特软信息的度量。
近似方法虽然省去了指数运算，但仍需要计算和所有星座点的欧式距离、并取其中的最小值。在按格雷码映射的4QAM、16QAM和64QAM等标准的方形星座中，求取LLR(b)的方法可以进一步简化，可以将接收信号到硬判决线的距离作为软信息的度量。由于按格雷码映射的方形星座的硬判决线都为平行于实轴和虚轴的直线，所以仅通过对接收信号的实部和虚部进行加减运算即可提取出软信息。但对于像32QAM这样的非标准方形的星座的硬判决线较为复杂，不能简单提取。
发明内容
本发明利用接收信号到硬判决线的距离，结合星座的区域划分提取比特软信息，完成对32QAM信号的软解调。
本发明所述的星座映射方式如图1所示。每个星座点对应5个比特b0、b1、b2、b3、b4。将第i个比特bi为0对应的星座点集合记为Si0，为1对应的星座点集合记为Si1，距离Si0中星座点较近的区域和距离Si1中星座点较近的区域的分界线称为bi对应的硬判决线。bi对应的软信息可以通过计算接收信号到硬判决线的距离来获得。
b0，b1，b2对应的的硬判决线较为复杂，但其对应的Si0和Si1的分布是关于坐标轴完全对称的，因此可以通过求取接收信号实部绝对值和虚部绝对值将接收信号翻折到第一象限，则b0，b1，b2在四个象限中求取软信息的问题就转换为在第一象限中求取软信息的问题，因此只需要在第一象限中对坐标平面进行分割即可。
考察b0对应的S00和S01在第一象限中分布的情况如图2所示。在略微采取近似的情况下，按照图中实线将第一象限分为3个区域，并找出每个区域中0和1之间的硬判决线(如图中虚线所示)。软信息的提取过程如下 第一步，首先判断接收信号所在的区域； 第二步，以接收信号到该区域中硬判决线的距离作为b0软信息的大小； 第三步，软信息的符号由接收信号相对于硬判决线的位置确定。当接收信号位于硬判决线的0侧时，软信息为正，位于硬判决线的1侧时软信息为负。
b1和b2软信息的提取过程与b0类似，区域的划分和硬判决线分别如图3和图4所示。图中实线表示区域边界，虚线表示硬判决线。
b3对应的S30和S31分别位于虚轴的左右，因此虚轴即为硬判决线，可以将接收信号的实部作为b3的软信息值。同样b4对应的S30和S31分别位于实轴的上下，因此可以将接收信号的虚部作为b4的软信息值。
为方便软信息提取，本发明对区域的划分和硬判决线的确定略微进行了近似，以减少计算量，误比特率性能如图5。
另外，本发明方法也适用于下述星座(1)b0、b1、b2、b3、b4不同排列顺序对应的星座；(2)0和1互换(或取反)后映射所对应的星座；(3)星座经旋转某个角度后得到的星座。
图132QAM映射的星座图； 图2b0对应的象限分块方式(用实线表示)以及每块的硬判决线(用虚线表示)； 图3b1对应的象限分块方式以及每块的硬判决线； 图4b2对应的象限分块方式以及每块的硬判决线； 图5高斯白噪声信道下的仿真图，信道编码采用码率为1/2的(2，1，2)卷积码，图中用*标示的为利用接收信号和标准星座点的最小距离求后验概率的方法得到的误码率曲线，用o标示的为利用本发明所述的方法得到误码率曲线。
具体实施方法 下面通过具体实例来说明本专利的实施方法。
发送端将比特流分组，每组5比特。设某组的5个比特为b0，b1，b2，b3，b4，映射方式如图1所示。图中a反映星座的大小，对于功率归一化的星座，a取
假设接收端接收到的信号为r(r为复数)，令x＝abs(real(r))，y＝abs(imag(r))，其中abs()表示取绝对值，real()表示取实部，imag()表示取虚部。b0，b1，b2，b3，b4对应的软信息提取方法如下 b0软信息的提取 if(x＞y)or(y＜3a)，llr(b0)＝y-2a else{ if(x+y)＜6a，llr(b0)＝4a-y else，llr(b0)＝x-2a } b1软信息的提取 if(x+y)＜6a，llr(b1)＝x-2a else{ if(x＜4a)，llr(b1)＝4a-y } b2软信息的提取 if(x＜y)，llr(b2)＝y-4a else llr(b2)＝x-4a b3软信息的提取 llr(b3)＝real(r) b4软信息的提取 llr(b4)＝imag(r)。
权利要求
1、 一种应用于32QAM的软解调方法，其特征在于根据不同比特对复平面进行区域划分，确定每个区域中的硬判决线，软解调器先判断接收信号所处的区域，以接收信号到该区域中硬判决线的距离作为软信息的大小，软信息的符号由接收信号相对于硬判决线的位置确定。
2、根据权利要求1所述的软解调方法，其特征在于提取b0、b1、b2、b3、b4这5个比特对应软信息llr(bi)的方法，假设接收信号为r，令x＝abs(real(r))，y＝abs(imag(r))，解调的具体方法如下
(1)、对于b0的软信息，先取接收信号实部和虚部的绝对值，然后根据附图2中所示的星座划分方法和硬判决线，判断其所处区域并求出其到硬判决线的距离，将这个距离值作为软信息的度量，实现方法如下，
if(x＞y)or(y＜3a)，llr(b0)＝y-2a
else {
if(x+y)＜6a，llr(b0)＝4a-y
else，llr(b0)＝x-2a
}
(2)、对于b1的软信息，先取接收信号实部和虚部的绝对值，然后根据附图3中所示的星座划分方法和硬判决线，判断其所处区域并求出其到硬判决线的距离，将这个距离值作为软信息的度量，实现方法如下，
if(x+y)＜6a，llr(b1)＝x-2a
else {
if(x＜4a)，llr(b1)＝4a-y
}
(3)、对于b2的软信息，先取接收信号实部和虚部的绝对值，然后根据附图4中所示的星座划分方法和硬判决线，判断其所处区域并求出其到硬判决线的距离，将这个距离值作为软信息的度量，实现方法如下，
if(x＜y)，llr(b2)＝y-4a
else llr(b2)＝x-4a
(4)、将接收信号的实部和虚部分别作为b3和b4的软信息值。
llr(b3)＝real(r)
llr(b4)＝real(r)。
全文摘要
本发明提供了一种通信系统中32QAM调制的软解调方法。其实现方法是通过简单的复平面分块，找出每块中的硬判决线，将接收信号到硬判决线的距离作为对应比特软信息的大小，软信息的符号由接收信号相对于硬判决线的位置确定。
文档编号H04L27/38GK101404642SQ200810234699
公开日2009年4月8日 申请日期2008年11月14日 优先权日2008年11月14日
发明者磊 王, 徐大专 申请人:南京航空航天大学