专利名称：手机电视业务中正交振幅调制的软解调方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无线通信技术领域，尤其涉及中国移动数字多媒体广播(China Mobile Multimedia Broadcasting，简称 CMMB)制式的手机电视业务中 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation，简称QAM，即正交振幅调制)的软解调方法及装置。
背景技术：
手机电视是用具有视频支持功能的手机观看电视的业务。目前，手机电视业务的 实现主要有三个途径(1)基于移动网络实现。目前美国及我国运营商推出的手机电视业 务主要是依靠现有的移动网络实现的。在国内，中国移动和中国联通都已分别基于其通用 无线分组业务(General Packet RadioService，即 GPRS)网络和码分多址(Code-Division Multiple Access，简称CDMA) IX网络，利用移动流媒体技术推出了手机电视业务。(2)基于 卫星实现。此类实现方法通过卫星提供下行传输实现广播方式的手机电视业务，而用户通 过在手机终端上集成可直接接收卫星信号的模块，就可以实现多媒体数据的接收。典型的 技术包括欧洲的S-DVB标准和日韩的S-DMB标准等。(3)基于地面数字广播网实现。此类 实现技术主要是针对地面数字广播电视产生的，使用的频率一般为广播电视频段。CMMB技术由国家广播电影电视总局提出，2006年10月被颁布为行业标准。它采用 S波段大功率卫星与地面同频增补网络相结合的技术体制，单向广播和双向互动相结合，实 现全国天地一体覆盖、全国漫游。该标准适用于在30Mhz 3000Mhz频率范围内，通过卫星 或地面无线发射电视、广播、数据信息等多媒体信号的广播系统。根据GY/T220移动多媒体广播标准中第一部分(广播信道帧结构、信道编码和调 制)的规定，在手机电视业务信号发送端，对于来自上层的输入数据流进行前向纠错编码、 交织和星座映射后，与离散导频和连续导频复接在一起，并对其进行加扰，并将加扰后的正 交频分复用(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing，简称 OFDM)有效子载波通过 反傅里叶变换(IFT)映射为OFDM符号。在手机电视业务信号的接收端中，将接收信号转换 为频域信号后，首先就要进行接收的OFDM符号进行解调。CMMB标准规定接收端必须支持二 位相移键控(Binary Phase Shift Keying，简称 BPSK)、正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keying，简称QPSK)以及16QAM调制方式的信号解调。16QAM星座映射方式如图1所 示，每个星座点对应4个比特，依次为最高位比特(b3)、次高位比特(b2)、次低位比特(bl)、 最低位比特(b0)。高两比特(b3和b2)的软信息可以通过相位解调直接获得，低两比特(即 bl和b0)的软信息需要采用幅值解调获得。对手机电视业务信号进行调制时，应用BPSK技术和QPSK技术时都只对信号进行 了相位调制，而16QAM不但进行了相位调制，还进行了幅度调制。因此，接收端在进行16QAM 解调时，不但需要解析信号的相位信息，还需要解析信号的幅值信息。现有技术中，接收端 在对手机电视业务信号进行16QAM解调时，一般采用统计信号平均功率的方式，根据统计 的信号平均功率制定获得相位软信息和幅度软信息的判决门限，使用此类方法时，需保留 并处理一定时间跨度内的信号，并根据此信号计算得到信号平均功率，由于OFDM系统为多载波系统，同时，无线信道可能存在时间选择性衰落和频率选择性衰落，因此，不同时刻不 同载波所对应的判决门限有可能存在剧烈的变化，采用平均功率计算判决门限虽然具有统 计上的正确性，却不是最优的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供手机电视业务中正交振幅调制的软解调方法及 装置，提高信号解调的准确性。为了解决上述问题，本发明提供了手机电视业务中正交振幅调制的软解调方法， 包括根据当前待解调的正交频分复用OFDM符号中各子载波的信道估计值，确定此待解调 的OFDM符号中各子载波的幅值判决门限，通过各子载波的幅值判决门限计算得出各子载 波对应的星座图中低比特位的软信息值。进一步地，上述方法还具有以下特点根据所述待解调OFDM符号之前的N个已解调的OFDM符号的信道估计值对所述 待解调的OFDM符号的信道估计值进行时域或频域或时频滤波处理，根据滤波后的待解调 OFDM符号的信道估计值确定此待解调的OFDM符号中各子载波的幅值判决门限，根据各子 载波的幅值判决门限计算得出每个子载波对应的星座图中低比特位的软信息值。进一步地，上述方法还具有以下特点所述滤波处理是指以下四种滤波过程中的一种一、用一时域滤波器根据前N个已解调的OFDM符号的信道估计值对所述待解调的 OFDM符号的信道估计值进行时域滤波；二、用一频域滤波器对所述待解调的OFDM符号的信道估计值进行频域滤波；三、用一时域滤波器根据前N个已解调的OFDM符号的信道估计值对所述待解调的 OFDM符号的信道估计值进行时域滤波后，再用一频域滤波器对所述待解调的OFDM符号的 信道估计值进行频域滤波；四、用一频域滤波器对所述待解调的OFDM符号的信道估计值进行频域滤波后，再 用一时域滤波器根据前N个已解调的OFDM符号的信道估计值对所述待解调的OFDM符号的 信道估计值进行时域滤波；所述时域滤波器满足以下条件对于动态信道，保证此动态信道的最大多普勒扩 展位于此时域滤波器的通带之内；所述频域滤波器根据传输信道的最大时延扩展确定此频 域滤波器的带宽。进一步地，上述方法还具有以下特点所述待解调的OFDM符号是通过16位正交振幅调制进行调制的情况下，对于所述 待解调的OFDM符号，根据各子载波的幅值判决门限计算得出每个子载波对应的星座图中 低比特位的软信息值的过程具体包括将所述待解调的OFDM符号中子载波数据的实部绝 对值与此子载波的幅值判决门限的差值作为此子载波的次低比特位的软信息，将所述待解 调的OFDM符号中子载波数据的虚部绝对值与此子载波的幅值判决门限的差值作为此子载 波的最低比特位的软信息。进一步地，上述方法还具有以下特点所述待解调的OFDM符号中各子载波的幅值判决门限是此子载波的信道估计值的
5模值与2/sqrt(10)的乘积，sqrt表示开平方操作。为了解决上述问题，本发明还提供了手机电视业务中正交振幅调制的软解调装 置，位于支持手机电视业务的移动终端中，包括依次相连的信道估计值存储模块、幅值判 决门限确定模块和低比特位软信息确定模块；信道估计值存储模块，用于存储当前待解调 的正交频分复用OFDM符号中各子载波的信道估计值；幅值判决门限确定模块，用于根据所 述待解调的正交频分复用OFDM符号中各子载波的信道估计值，确定此OFDM符号中各子载 波的幅值判决门限；低比特位软信息确定模块，用于根据各子载波的幅值判决门限计算得 出每个子载波对应的星座图中低比特位的软信息值。进一步地，上述滤波装置还具有以下特点还包括分别与信道估计值存储模块和幅值判决门限确定模块相连的滤波模块；所 述信道估计值存储模块，还用于存储所述待解调OFDM符号之前的N个已解调的OFDM符号 的信道估计值；所述滤波模块，用于根据所述待解调OFDM符号之前的N个已解调的OFDM 符号的信道估计值对所述待解调的OFDM符号的信道估计值进行时域或频域或时频滤波处 理；所述幅值判决门限确定模块，用于根据滤波后的待解调OFDM符号的信道估计值确定此 待解调的OFDM符号中各子载波的幅值判决门限。进一步地，上述滤波装置还具有以下特点所述滤波模块包括相连的时域滤波单元和频域滤波单元；所述时域滤波单元，用 于用一时域滤波器根据前N个已解调的OFDM符号的信道估计值对所述待解调的OFDM符号 的信道估计值进行时域滤波，或者，用于用一时域滤波器根据前N个已解调的OFDM符号的 信道估计值对所述频域滤波单元进行频域滤波后的待解调的OFDM符号的信道估计值进行 时域滤波；所述时域滤波器满足以下条件对于动态信道，保证此动态信道的最大多普勒 扩展位于此时域滤波器的通带之内；所述频域滤波单元，用于用一频域滤波器对所述待解 调的OFDM符号的信道估计值进行频域滤波，或者，用于用一频域滤波器对所述时域滤波单 元进行时域滤波后的待解调的OFDM符号的信道估计值进行频域滤波；所述频域滤波器根 据传输信道的最大时延扩展确定此频域滤波器的带宽。进一步地，上述滤波装置还具有以下特点低比特位软信息确定模块，还用于在所述待解调的OFDM符号是通过16位正交振 幅调制进行调制的情况下，将所述待解调的OFDM符号中子载波数据的实部绝对值与此子 载波的幅值判决门限的差值作为此子载波的次低比特位的软信息，将所述待解调的OFDM 符号中子载波数据的虚部绝对值与此子载波的幅值判决门限的差值作为此子载波的最低 比特位的软信息。进一步地，上述滤波装置还具有以下特点所述幅值判决门限确定模块，还用于在所述待解调的OFDM符号是通过16位正 交振幅调制进行调制的情况下，将所述OFDM符号中各子载波的信道估计值的模值与2/ sqrt (10)的乘积作为此子载波的幅值判决门限，sqrt表示开平方操作。采用本发明的方法，可提高信号解调的准确性，并且通过对OFDM符号的信道估计 值进行时域滤波，以及OFDM符号内各子载波信号做频域滤波，进一步抑制噪声，提高软解 调信号的信噪比，提高接收端的解码性能。
图1是现有技术中手机电视业务中16QAM星座映射示意图；图2是实施例中软解调装置的组成结构图；图3是实施例一中16QAM软解调方法的流程图；图4是实施例中时域IIR滤波器结构示意图。
具体实施例方式QAM调制和解调中，星座图中每个星座点表示的N个比特位中，高位的N/2个比特 位称为高比特位，低位的N/2个比特位称为低比特位。以16QAM为例，星座图中每个星座点 对应的4个比特位b3、b2、bl和b0，b3和b2称为高比特位，bl和b0称为低比特位。如图2所示，位于支持手机电视业务的移动终端中的正交振幅调制的软解调装置 包括依次相连的信道估计值存储模块、滤波模块、幅值判决门限确定模块和低比特位软信 息确定模块，以及与信道估计值存储模块相连的高比特位软信息确定模块；滤波模块还包 括相连的时域滤波单元和频域滤波单元；信道估计值存储模块还可以与幅值判决门限确定 模块直接相连；信道估计值存储模块，用于存储当前待解调的正交频分复用OFDM符号中各子载 波的信道估计值，以及当前待解调OFDM符号之前的N个已解调的OFDM符号的信道估计值；所述滤波模块，用于根据所述待解调OFDM符号之前的N个已解调的OFDM符号的 信道估计值对所述待解调的OFDM符号的信道估计值进行时域或频域或时频滤波处理，并 将滤波后的数据发送至所述幅值判决门限确定模块；滤波模块中的时域滤波单元，用于用一时域滤波器根据前N个已解调的OFDM符号 的信道估计值对所述待解调的OFDM符号的信道估计值进行时域滤波，或者，用于用一时域 滤波器根据前N个已解调的OFDM符号的信道估计值对所述频域滤波单元进行频域滤波后 的待解调的OFDM符号的信道估计值进行时域滤波；所述时域滤波器满足以下条件对于动 态信道，保证此动态信道的最大多普勒扩展位于此时域滤波器的通带之内；滤波模块中的频域滤波单元，用于用一频域滤波器对所述待解调的OFDM符号的 信道估计值进行频域滤波，或者，用于用一频域滤波器对所述时域滤波单元进行时域滤波 后的待解调的OFDM符号的信道估计值进行频域滤波；所述频域滤波器根据传输信道的最 大时延扩展确定此频域滤波器的带宽。幅值判决门限确定模块，用于根据所述待解调的正交频分复用OFDM符号中各子 载波的信道估计值，确定此OFDM符号中各子载波的幅值判决门限；还用于根据滤波后的待 解调OFDM符号的信道估计值确定此待解调的OFDM符号中各子载波的幅值判决门限；还用 于在所述待解调的OFDM符号是通过16位正交振幅调制进行调制的情况下，将所述OFDM符 号中各子载波的信道估计值的模值与2/sqrt(10)的乘积作为此子载波的幅值判决门限， sqrt表示开平方操作。低比特位软信息确定模块，用于根据各子载波的幅值判决门限计算得出每个子载 波对应的星座图中低比特位的软信息值；还用于在所述待解调的OFDM符号是通过16位 正交振幅调制进行调制的情况下，将所述待解调的OFDM符号中子载波数据的实部绝对值 与此子载波的幅值判决门限的差值作为此子载波的次低比特位的软信息，将所述待解调的OFDM符号中子载波数据的虚部绝对值与此子载波的幅值判决门限的差值作为此子载波的 最低比特位的软信息。高比特位软信息确定模块，用于根据待解调OFDM符号数据得到每个子载波对应 的星座图中高比特位的软信息值；还用于在所述待解调的OFDM符号是通过16位正交振幅 调制进行调制的情况下，将取待解调的OFDM符号数据的实部作为最高位比特(b3)的软信 息，取待解调的OFDM符号数据的虚部作为次高位比特(b2)的软信息。实施例一如图3所示，手机电视业务接收端进行正交振幅调制的软解调的方法包括以下步 骤步骤301，根据当前待解调的正交频分复用OFDM符号中各子载波的信道估计值， 确定此OFDM符号中各子载波的幅值判决门限；以16QAM为例，对于待解调的OFDM符号中各子载波的幅值判决门限是此子载波的 信道估计值的模值与2/Sqrt(10)的乘积，sqrt表示开平方操作。步骤302，根据各子载波的幅值判决门限计算得出每个子载波对应的星座图中低 比特位的软信息值；以16QAM为例，步骤302具体包括将待解调的OFDM符号中子载波数据的实部绝 对值与此子载波的幅值判决门限的差值作为此子载波的次低比特位(bl)的软信息，将所 述待解调的OFDM符号中子载波数据的虚部绝对值与此子载波的幅值判决门限的差值作为 此子载波的最低比特位(b0)的软信息。步骤303，根据当前待解调的正交频分复用OFDM符号数据得到每个子载波对应的 星座图中高比特位的软信息值；流程结束。以16QAM为例，取待解调的OFDM符号数据的实部作为最高位比特(b3)的软信息， 取待解调的OFDM符号数据的虚部作为次高位比特(b2)的软信息。此步骤303中计算最高比特及次高比特的软信息值的方法与已有技术中的相同。实施例二实施例二与实施例一的不同之处是在步骤301前，增加了根据待解调的OFDM符号 之前的N个已解调的OFDM符号的信道估计值对此待解调OFDM符号的信道估计值进行时域 上的IIR(无限冲激响应)滤波的处理步骤，实施例二中的方法具体包括手机电视业务接收端缓存当前待解调的OFDM符号的信道估计值以及在此待解调 的OFDM符号前N个已解调的OFDM符号的信道估计值；N为大于等于1的整数。为了保证 手机电视业务实时性，N的较优取值为1 ；根据待解调的OFDM符号之前的N个已解调的OFDM符号的信道估计值对此待解调 OFDM符号的信道估计值进行时域滤波；对于比较典型的AWGN信道、静态Rayleigh信道或者存在及深回波的静态信道，可 以增长IIR滤波器的记忆长度(或者说减小IIR的带宽)来改善解调性能；具体的，根据静 态信道的最大多普勒扩展确定IIR带宽，保证带宽大于最大多普勒扩展。IIR带宽可以非常的窄。对于动态Rayleigh信道，可根据信道的最大多普勒扩展值确定IIR滤波器的带 宽，保证最大多普勒扩展在通带内即可。
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时域滤波器结构如图4所示。将两个OFDM符号相同位置的子载波做加权相加后 输出，滤波器系数a控制滤波器的记忆长度。可根据不同的信道类型，设计不同的系数a，使 之在不同信道下得到最好的性能，例如，在AWGN信道下可采用滤波器系数a = 0. 125。对待解调OFDM符号的信道估计值进行上述时域滤波后，再依次执行步骤301、302 和303描述的处理过程。实施例三实施例三与实施例一的不同之处是在步骤301前，增加了对此待解调OFDM符号进 行频域上的FIR(有限冲激响应)滤波的处理步骤，实施例三中的方法具体包括对待解调的OFDM符号各个子载波上的信道估计值做频域上的FIR低通滤波。滤 波器阶数以及特性可以根据具体情况进行设计。对于不同的信道可根据其最大的时延扩展 确定FIR滤波器的带宽，保证其带宽大于最大时延扩展即可。对OFDM符号内各个子载波的信道估计值做频域上的FIR滤波时，可对于每个子载 波取前后M个子载波以及本身进行平均，作为该子载波的输出值，OFDM符号的最前以及最 后M个子载波不进行滤波，M为大于0的整数。对待解调OFDM符号的信道估计值进行上述频域滤波后，再依次执行步骤301、302 和303描述的处理过程。实施例四实施例四中，可以在实施一的步骤301前依次进行实施例二所描述的时域滤波处 理和实施例三所述的频域滤波处理，或者，实施一的步骤301前依次进行实施例三所描述 的时域滤波处理和实施例三所述的频域滤波处理。实施例四中，分别从时域和频域两个纬度进行滤波，可有效抑止噪声，提高软解调 的信噪比，从而提高解调性能。综上所述，本发明所述的方法，可以有效的工作于各种信道条件。对于静态或者慢 变信道，可以通过增加时域滤波器的记忆长度有效的改善接收机的解码性能；对于快变信 道可以通过频域滤波器进一步的进行噪声抑止，改善接收机的解码性能。当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟 悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变 形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
手机电视业务中正交振幅调制的软解调方法，包括根据当前待解调的正交频分复用OFDM符号中各子载波的信道估计值，确定此待解调的OFDM符号中各子载波的幅值判决门限，通过各子载波的幅值判决门限计算得出各子载波对应的星座图中低比特位的软信息值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述待解调OFDM符号之前的N个已解调的OFDM符号的信道估计值对所述待解调 的OFDM符号的信道估计值进行时域或频域或时频滤波处理，根据滤波后的待解调OFDM符 号的信道估计值确定此待解调的OFDM符号中各子载波的幅值判决门限，根据各子载波的 幅值判决门限计算得出每个子载波对应的星座图中低比特位的软信息值。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述滤波处理是指以下四种滤波过程中的一种一、用一时域滤波器根据前N个已解调的OFDM符号的信道估计值对所述待解调的OFDM 符号的信道估计值进行时域滤波；二、用一频域滤波器对所述待解调的OFDM符号的信道估计值进行频域滤波；三、用一时域滤波器根据前N个已解调的OFDM符号的信道估计值对所述待解调的OFDM 符号的信道估计值进行时域滤波后，再用一频域滤波器对所述待解调的OFDM符号的信道 估计值进行频域滤波；四、用一频域滤波器对所述待解调的OFDM符号的信道估计值进行频域滤波后，再用一 时域滤波器根据前N个已解调的OFDM符号的信道估计值对所述待解调的OFDM符号的信道 估计值进行时域滤波；所述时域滤波器满足以下条件对于动态信道，保证此动态信道的最大多普勒扩展位 于此时域滤波器的通带之内；所述频域滤波器根据传输信道的最大时延扩展确定此频域滤波器的带宽。
4.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述待解调的OFDM符号是通过16位正交振幅调制进行调制的情况下，对于所述待解 调的OFDM符号，根据各子载波的幅值判决门限计算得出每个子载波对应的星座图中低比 特位的软信息值的过程具体包括将所述待解调的OFDM符号中子载波数据的实部绝对值 与此子载波的幅值判决门限的差值作为此子载波的次低比特位的软信息，将所述待解调的 OFDM符号中子载波数据的虚部绝对值与此子载波的幅值判决门限的差值作为此子载波的 最低比特位的软信息。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述待解调的OFDM符号中各子载波的幅值判决门限是此子载波的信道估计值的模值 与2/sqrt(10)的乘积，sqrt表示开平方操作。
6.手机电视业务中正交振幅调制的软解调装置，位于支持手机电视业务的移动终端 中，其特征在于，包括依次相连的信道估计值存储模块、幅值判决门限确定模块和低比特 位软信息确定模块；信道估计值存储模块，用于存储当前待解调的正交频分复用OFDM符号中各子载波的 信道估计值；幅值判决门限确定模块，用于根据所述待解调的正交频分复用OFDM符号中各子载波的信道估计值，确定此OFDM符号中各子载波的幅值判决门限；低比特位软信息确定模块，用于根据各子载波的幅值判决门限计算得出每个子载波对 应的星座图中低比特位的软信息值。
7.如权利要求6所述的软解调装置，其特征在于，还包括分别与信道估计值存储模块 和幅值判决门限确定模块相连的滤波模块；所述信道估计值存储模块，还用于存储所述待解调OFDM符号之前的N个已解调的OFDM 符号的信道估计值；所述滤波模块，用于根据所述待解调OFDM符号之前的N个已解调的OFDM符号的信道 估计值对所述待解调的OFDM符号的信道估计值进行时域或频域或时频滤波处理；所述幅值判决门限确定模块，用于根据滤波后的待解调OFDM符号的信道估计值确定 此待解调的OFDM符号中各子载波的幅值判决门限。
8.如权利要求7所述的软解调装置，其特征在于，所述滤波模块包括相连的时域滤波 单元和频域滤波单元；所述时域滤波单元，用于用一时域滤波器根据前N个已解调的OFDM符号的信道估计 值对所述待解调的OFDM符号的信道估计值进行时域滤波，或者，用于用一时域滤波器根据 前N个已解调的OFDM符号的信道估计值对所述频域滤波单元进行频域滤波后的待解调的 OFDM符号的信道估计值进行时域滤波；所述时域滤波器满足以下条件对于动态信道，保 证此动态信道的最大多普勒扩展位于此时域滤波器的通带之内；所述频域滤波单元，用于用一频域滤波器对所述待解调的OFDM符号的信道估计值进 行频域滤波，或者，用于用一频域滤波器对所述时域滤波单元进行时域滤波后的待解调的 OFDM符号的信道估计值进行频域滤波；所述频域滤波器根据传输信道的最大时延扩展确 定此频域滤波器的带宽。
9.如权利要求6、7或8所述的软解调装置，其特征在于，低比特位软信息确定模块，还用于在所述待解调的OFDM符号是通过16位正交振幅调 制进行调制的情况下，将所述待解调的OFDM符号中子载波数据的实部绝对值与此子载波 的幅值判决门限的差值作为此子载波的次低比特位的软信息，将所述待解调的OFDM符号 中子载波数据的虚部绝对值与此子载波的幅值判决门限的差值作为此子载波的最低比特 位的软信息。
10.如权利要求9所述的软解调装置，其特征在于，所述幅值判决门限确定模块，还用于在所述待解调的OFDM符号是通过16位正交振幅 调制进行调制的情况下，将所述OFDM符号中各子载波的信道估计值的模值与2/sqrt (10) 的乘积作为此子载波的幅值判决门限，sqrt表示开平方操作。
全文摘要
本发明提供了一种手机电视业务中正交振幅调制的软解调方法及装置，上述方法中，根据当前待解调的正交频分复用OFDM符号中各子载波的信道估计值，确定此待解调的OFDM符号中各子载波的幅值判决门限，通过各子载波的幅值判决门限计算得出各子载波对应的星座图中低比特位的软信息值。采用本发明的方法，可提高信号解调的准确性，并且通过对OFDM符号的信道估计值进行时域滤波，以及OFDM符号内各子载波信号做频域滤波，进一步抑制噪声，提高软解调信号的信噪比，提高接收端的解码性能。
文档编号H04L27/34GK101902429SQ20091020324
公开日2010年12月1日 申请日期2009年5月31日 优先权日2009年5月31日
发明者姚扬中, 张涛, 曹南山, 李强, 游月意, 邱宁, 陈力 申请人:中兴通讯股份有限公司