专利名称：一种适用于hsdpa业务的16qam解调方法
技术领域：
本发明涉及数字移动通信领域，更具体地说本发明涉及一种TD-SCDMA和WCDMA系统提供HSDPA业务时执行16QAM(QuadratureAmplitude Modulation)的解调方法。
背景技术：
WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA都在进行技术增强，发展业务速率更高、提供更多应用业务的B3G。其中高速下行分组接入(HSDPA)技术是TD-SCDMA和WCDMA系统的主要增强技术之一。在HSDPA业务中，编码技术可以根据不同信道条件采用QPSK和16QAM调制方式。与QPSK相比，16QAM星座点间具有更小的相位差。
图1为16QAM符号星座图。在该星座图中，二进制比特数据流映射为16QAM符号的映射关系如图2，在接收到经16QAM调制的符号后，接收单元对其进行16QAM解调，16QAM解调包括硬解调方法和软解调方法。硬解调方法就是把一个16QAM符号解调为4位，这个过程包括搜索与星座图上的接收信号最接近的符号，并按照星座图映射到对应4个的二进制比特。软解调方法就是产生一组软输出，该软输出不是4个二进制比特，而是一组软值，该组软值表示了接收符号与星座图中对应符号接近的可靠程度，也反映了该符号中的每个比特的可靠度，这些比特保持了接收符号尽可能多的特性。
图3为TD-SCDMA的16QAM符号星座图，为图1经过顺时针旋转而得，图4为二进制比特数据流映射为TD-SCDMA的16QAM符号的映射关系，可以看出，图3与图1相比，映射向量旋转之后，不仅角度改变，其模值也随之改变。可以看出两者之间有一定的变换关系。
由于16QAM具有优良的性能，于是需要一种能够用于HSDPA业务的16QAM解调方法，使之能在计算量少的情况下有效保证解调性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种TD-SCDMA和WCDMA系统提供HSDPA业务时执行16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)的解调方法，使用该方法可简便地得到16QAM解调值，不仅减少计算量且有效保证了解调性能。
根据本发明的一方面，提供一种用于HSDPA业务的16QAM解调方法，包括现有的解调映射方案，将映射点向量进行一定角度的旋转使其符合TD-SCDMA的系统要求，所述解调方法如下设接收符号为R′(x′，y′)， 其中，x′和y′分别代表实部、虚部，对应的映射比特为b0b1b2b3S1.对b0进行软判决，将16QAM符号星座图坐标顺时针旋转45度，包括接收符号同样进行顺时针45度旋转，得到新符号R(x，y)，该符号映射的比特b0在星座图上为1和为0的最小距离分别为r2和r1，取(r22-r12)的最大值为 如果 大于0，则b0表示为0，反之为1；S2.对 进行软判断，将16QAM符号星座图坐标逆时针旋转45度，包括接收符号同样进行逆时针45度旋转，采用类似步骤S1中方法计算 如果 大于0，则b1表示为0，反之为1；S3.对b2和b3进行软判决，通过象限调整计算 当 大于0时映射b2、b3为0， 小于0时映射b2、b3为1。
根据本发明的一实施例，在软判决b0的步骤中，(r22-r12)所有可能都可在16QAM映射星座图上表示，b0的对数似然比 为b^0=r22-r12=[(x-x′2)2+(y-y′2)2]-[(x-x′1)2+(y-y′1)2]---(1)]]>其中x1′，x2′，y1′，y2′是经过顺时钟45度旋转的星座图坐标；根据映射变换表，则 为b^0=r22-r12=(x-x2′)2-(x-x1′)2=2x(x1′-x2′)=4x/10---(2)]]>或b^0=r22-r12=(x-x2′)2-(x-x1′)2=2x(x1′-x2′)+(x2′2-x1′2)=8x/10-8/10---(3)]]>取(2)和(3)中的最大值如果 大于0，则b0表示为0，反之为1。
根据本发明的一实施例，在软判决 的步骤中，将16QAM符号星座图逆时针旋转45度后进行类似的处理得到 为b^1=-4x/10---(4)]]>或b^1=-8x/10-8/10---(5)]]>取(4)和(5)中最大值，如果 大于0，则b1表示为0，反之为1。
根据本发明的一实施例，在软判决b2和b3的步骤中对b2和b3进行象限调整后采用QPSK解调方法判决b2和b3，象限调整方案如下1)如果b0b1判决为11，则对R′(x′，y′)调整如下R(x,y)=R′(x′,y′)+2/5---(6)]]>2)如果b0b1判决为00，则对R′(x′，y′)调整如下R(x,y)=-R′(x′,y′)+2/5---(7)]]>3)如果b0b1判决为01，则对R′(x′，y′)调整如下R(x,y)=-j*R′(x′,y′)+j*2/5---(8)]]>4)如果b0b1判决为10，则对R′(x′，y′)调整如下R(x,y)=j*R′(x′,y′)+j*2/5---(9)]]>然后根据QPSK软判决得到b2b3即b^2=Re(R)+Im(R)=x+y---(10)]]>b^3=-Re(R)+Im(R)=x-y---(11)]]>当 大于0时映射b2、b3为0， 小于0时映射b2、b3为1。
根据本发明的一实施例，当所有的符号都在16QAM映射星座图的象限中时，b0、b1解调不需要进行45度相位旋转调整，直接计算 和 判决 和 得到b0、b1的软判决结果，当 大于0时映射 为0， 小于0时映射 为1；根据b0、b1判断接收符号R′(x′，y′)所在的象限，对对应象限的符号进行相位调整得到新的符号，然后计算得到b2、b3对应的软值 当 大于0时映射b2、b3为0， 小于0时映射b2、b3为1。
根据本发明的一实施例，当所有的符号都在16QAM映射星座图的象限中时，b0、b1解调不需要进行45度相位旋转调整，根据下式直接计算 和 b^0=r22-r12=(x-x2′)2-(x-x1′)2=2x(x1′-x2′)=4x/10---(2)]]>
b^0=r22-r12=(x-x2′)2-(x-x1′)2=2x(x1′-x2′)+(x2′2-x1′2)=8x/10-8/10---(3)]]>b^1=-4x/10---(4)]]>b^1=-8x/10-8/10---(5)]]>根据本发明的一实施例，根据b0、b1判断接收符号R′(x′，y′)所在的象限，根据下式对对应象限的符号进行相位调整得到新的符号1)如果b0b1判决为11，则对R′(x′，y′)调整如下R(x,y)=R′(x′,y′)+2/5---(6)]]>2)如果b0b1判决为00，则对R′(x′，y′)调整如下R(x,y)=-R′(x′,y′)+2/5---(7)]]>3)如果b0b1判决为01，则对R′(x′，y′)调整如下R(x,y)=-j*R′(x′,y′)+j*2/5---(8)]]>4)如果b0b1判决为10，则对R′(x′，y′)调整如下R(x,y)=j*R′(x′,y′)+j*2/5---(9)]]>根据本发明的一实施例，根据下式计算得到b2、b3对应的软值 b^2=Re(R)+Im(R)=x+y---(10)]]>b^3=-Re(R)+Im(R)=x-y---(11)]]>采用本发明，采用本发明所提供的16QAM解调方法可简便地得到16QAM解调值，不仅减少了计算量且有效保证了解调性能。
本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将在下面结合附图和实施例进一步描述，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中，图1是16QAM符号星座图。
图2是二进制比特数据流映射为16QAM符号的映射关系图。
图3是将图1经过顺时针旋转而得的TD-SCDMA的16QAM符号星座图。
图4是旋转16QAM的映射变换表。
图5是QPSK映射星座图。
图6是QPSK的映射变换表。
图7是根据本发明解调方法的一实施例的流程图。
具体实施例方式
下面进一步说明本发明的技术方案。
首先参考图1和图2，图1是16QAM符号星座图，图2是根据本发明实施例的二进制比特数据流映射为16QAM符号的映射关系图，在接收到经16QAM调制的符号后，接收单元对其进行16QAM解调，16QAM解调包括硬解调方法和软解调方法；硬解调方法就是把一个16QAM符号解调为4位，这个过程包括搜索与星座图上的接收信号最接近的符号，并按照星座图映射到对应4个的二进制比特；软解调方法就是产生一组软输出，该软输出不是4个二进制比特，而是一组软值，该组软值表示了接收符号与星座图中对应符号接近的可靠程度，也反映了该符号中的每个比特的可靠度，这些比特保持了接收符号尽可能多的特性。
再参考图3，图3是将图1经过顺时针旋转而得的TD-SCDMA的16QAM符号星座图。比较图3和图1，可看到图3与图1相比，映射向量旋转之后，不仅角度改变，其模值也随之改变，可以看出两者之间有一定的变换关系。
本发明的目的是提供一种用于HSDPA业务的16QAM解调方法，包括现有的解调映射方案，将映射点向量进行一定角度的旋转使其符合TD-SCDMA的系统要求，所述解调方法如下设接收符号为R′(x′，y′)，其中，x′和y′分别代表实部、虚部，对应的映射比特为b0b1b2b3S1.对b0进行软判决，将16QAM符号星座图坐标顺时针旋转45度，包括接收符号同样进行顺时针45度旋转，得到新符号R(x，y)，该符号映射的比特b0在星座图上为1和为0的最小距离分别为r2和r1，取(r22-r12)的最大值为 如果 大于0，则b0表示为0，反之为1；S2.对 进行软判断，将16QAM符号星座图坐标逆时针旋转45度，包括接收符号同样进行逆时针45度旋转，采用类似步骤S1中方法计算 如果 大于0，则b1表示为0，反之为1；
S3.对b2和b3进行软判决，通过象限调整计算 当 大于0时映射b2、b3为0， 小于O时映射b2、b3为1。
本发明的一具体实施方式
可参考图7所示的流程图，参考图7可见，其包括如下的步骤首先将16QAM符号星座图坐标顺时针旋转45度，包括接收符号同样进行顺时针45度旋转(步骤S701)，得到新符号R(x，y)，该符号映射的比特b0在星座图上为1和为0的最小距离分别为r2和r1，(r22-r12)所有可能都可在16QAM映射星座图，即图3上表示，此时，b0的对数似然比 为b^0=r22-r12=[(x-x′2)2+(y-y′2)2]-[(x-x′1)2+(y-y′1)2]---(1)]]>其中x1′，x2′，y1′，y2′是经过顺时钟45度旋转的星座图坐标；根据映射变换表，则 为b^0=r22-r12=(x-x2′)2-(x-x1′)2=2x(x1′-x2′)=4x/10---(2)]]>或b^0=r22-r12=(x-x2′)2-(x-x1′)2=2x(x1′-x2′)+(x2′2-x1′2)=8x/10-8/10---(3)]]>(步骤S702)；取(2)和(3)中的最大值如果 大于0，则b0表示为0，反之为1。(步骤S703)。
至此，由步骤S701至S703完成了对b0的软判决。
继续参考图7，在软判决 的步骤中，将16QAM符号星座图逆时针旋转45度(步骤S704)后进行类似上述对b0的处理得到 为b^1=-4x/10---(4)]]>或b^1=-8x/10-8/10---(5)]]>(步骤S705)取(4)和(5)中最大值，如果 大于O，则b1表示为0，反之为1。(步骤S706)。
由此，由上述的步骤S704至S706完成了对于b1的软判决。
继续参考图7，接下来是对b2和b3进行软判决，在软判决b2和b3的步骤中对b2和b3进行象限调整后采用QPSK解调方法判决b2和b3，象限调整方案如下(步骤S707)1)如果b0b1判决为11，则对R′(x′，y′)调整如下
R(x,y)=R′(x′,y′)+2/5---(6)]]>2)如果b0b1判决为00，则对R′(x′，y′)调整如下R(x,y)=-R′(x′,y′)+2/5---(7)]]>3)如果b0b1判决为01，则对R′(x′，y′)调整如下R(x,y)=-j*R′(x′,y′)+j*2/5---(8)]]>4)如果b0b1判决为10，则对R′(x′，y′)调整如下R(x,y)=j*R′(x′,y′)+j*2/5---(9)]]>(步骤S708)然后根据QPSK软判决得到b2b3即，(步骤S709)b^2=Re(R)+Im(R)=x+y---(10)]]>b^3=-Re(R)+Im(R)=x-y---(11)]]>当 大于0时映射b2、b3为0， 小于0时映射b2、b3为1。
此外，根据本发明的一实施例，当所有的符号都在16QAM映射星座图的象限中时，b0、b1解调不需要进行45度相位旋转调整，直接根据上述的(2)、(3)、(4)、(5)式计算 和 判决 和 得到b0、b1的软判决结果，当 大于0时映射 为0， 小于0时映射 为1；在对b2、b3进行判决时，需要根据b0、b1判断接收符号R′(x′，y′)所在的象限，根据上述的(6)、(7)、(8)、(9)式对对应象限的符号进行相位调整得到新的符号，然后根据上述的(10)、(11)式计算得到b2、b3对应的软值 当 大于0时映射b2、b3为0， 小于0时映射b2、b3为1，具体步骤如下当所有的符号都在16QAM映射星座图的象限中时，b0、b1解调不需要进行45度相位旋转调整，根据下式直接计算 和 b^0=r22-r12=(x-x2′)2-(x-x1′)2=2x(x1′-x2′)=4x/10---(2)]]>b^0=r22-r12=(x-x2′)2-(x-x1′)2=2x(x1′-x2′)+(x2′2-x1′2)=8x/10-8/10---(3)]]>b^1=-4x/10---(4)]]>b^1=-8x/10-8/10---(5)]]>判决 和 得到b0、b1的软判决结果，当 大于0时映射 为0， 小于0时映射 为1。
之后，根据b0、b1判断接收符号R′(x′，y′)所在的象限，根据下式对对应象限的符号进行相位调整得到新的符号1)如果b0b1判决为11，则对R′(x′，y′)调整如下R(x,y)=R′(x′,y′)+2/5---(6)]]>2)如果b0b1判决为00，则对R′(x′，y′)调整如下R(x,y)=-R′(x′,y′)+2/5---(7)]]>3)如果b0b1判决为01，则对R′(x′，y′)调整如下R(x,y)=-j*R′(x′,y′)+j*2/5---(8)]]>4)如果b0b1判决为10，则对R′(x′，y′)调整如下R(x,y)=j*R′(x′,y′)+j*2/5---(9)]]>之后，根据下式计算得到b2、b3对应的软值 b^2=Re(R)+Im(R)=x+y---(10)]]>b^3=-Re(R)+Im(R)=x-y---(11)]]>在根据 得到 的软判决结果，当 大于0时映射b2、b3为0， 小于0时映射b2、b3为1。
采用本发明的技术方案可在系统提供HSDPA业务时执行16QAM(Quadrature Amplitude Modulmion)的解调方法，本发明采用相位旋转和分段函数结合，并通过QPSK解调判决的方法，可简便地得到16QAM解调值，不仅大大减少了计算量且有效保证了解调性能。
虽然本发明的技术方案已经结合较佳的实施例说明于上，但是本领域的技术人员应该理解，对于上述的实施例的各种修改或改变是可以预见的，这不应当被视为超出了本发明的保护范围，因此，本发明的保护范围不限于上述具体描述的实施例，而应该是符合此处所揭示的创新性特征的最宽泛的范围。
权利要求
1.一种用于HSDPA业务的16QAM解调方法，包括现有的解调映射方案，其特征在于，将映射点向量进行一定角度的旋转使其符合TD-SCDMA的系统要求，所述解调方法如下设接收符号为R′(x′，y′)，其中，x′和y′分别代表实部、虚部，对应的映射比特为b0b1b2b3S1.对b0进行软判决，将16QAM符号星座图坐标顺时针旋转45度，包括接收符号同样进行顺时针45度旋转，得到新符号R(x，y)，该符号映射的比特b0在星座图上为1和为0的最小距离分别为r2和r1，取(r22-r12)的最大值为 如果 大于0，则b0表示为0，反之为1；S2.对 进行软判断，将16QAM符号星座图坐标逆时针旋转45度，包括接收符号同样进行逆时针45度旋转，采用类似步骤S1中方法计算 如果 大于0，则b1表示为0，反之为1；S3.对b2和b3进行软判决，通过象限调整计算 当 大于0时映射b2、b3为0， 小于0时映射b2、b3为1。
2.如权利要求1所述的16QAM解调方法，其特征在于，在软判决b0的步骤中，(r22-r12)所有可能都可在16QAM映射星座图上表示，b0的对数似然比 为b^0=r22-r12=[(x-x′2)2+(y-y′2)2]-[(x-x′1)2+(y-y′1)2]---(1)]]>其中x1′，x2′，y1′，y2′是经过顺时针45度旋转的星座图坐标；根据映射变换表，则 为b^0=r22-r12=(x-x2′)2-(x-x1′)2=2x(x1′-x2′)=4x/10---(2)]]>或b^0=r22-r12=(x-x2′)2-(x-x1′)2=2x(x1′-x2′)+(x2′2-x1′2)=8x/10-8/10---(3)]]>取(2)和(3)中的最大值如果 大于0，则b0表示为0，反之为1。
3.如权利要求2所述的16QAM解调方法，其特征在于，在软判决 的步骤中，将16QAM符号星座图逆时针旋转45度后进行类似的处理得到 为b^1=-4x/10---(4)]]>或b^1=-8x/10-8/10---(5)]]>取(4)和(5)中最大值，如果 大于0，则b1表示为0，反之为1。
4.如权利要求1所述的16QAM解调方法，其特征在于，在软判决b2和b3的步骤中对b2和b3进行象限调整后采用QPSK解调方法判决b2和b3，象限调整方案如下1)如果b0b1判决为11，则对R′(x′，y′)调整如下R(x,y)=R′(x′,y′)+2/5---(6)]]>2)如果b0b1判决为00，则对R′(x′，y′)调整如下R(x,y)=-R′(x′,y′)+2/5---(7)]]>3)如果b0b1判决为01，则对R′(x′，y′)调整如下R(x,y)=-j*R′(x′,y′)+j*2/5---(8)]]>4)如果b0b1判决为10，则对R′(x′，y′)调整如下R(x,y)=j*R′(x′,y′)+j*2/5---(9)]]>然后根据QPSK软判决得到b2b3即b^2=Re(R)+Im(R)=x+y---(10)]]>b^3=-Re(R)+Im(R)=y-x---(11)]]>当 大于0时映射b2、b3为0， 小于0时映射b2、b3为1。
5.如权利要求1所述的16QAM解调方法，其特征在于，当所有的符号都在16QAM映射星座图的象限中时，b0、b1解调不需要进行45度相位旋转调整，直接计算 和 判决 和 得到b0、b1的软判决结果，当 大于0时映射 为0， 小于0时映射 为1；根据b0、b1判断接收符号R′(x′，y′)所在的象限，对对应象限的符号进行相位调整得到新的符号，然后计算得到b2、b3对应的软值 当 大于0时映射b2、b3为0， 小于0时映射b2、b3为1。
6.如权利要求5所述的16QAM解调方法，其特征在于，当所有的符号都在16QAM映射星座图的象限中时，b0、b1解调不需要进行45度相位旋转调整，根据下式直接计算 和 b^0=r22-r12=(x-x2′)2-(x-x1′)2=2x(x1′-x2′)=4x/10---(2)]]>b^0=r22-r12=(x-x2′)2-(x-x1′)2=2x(x1′-x2′)+(x2′2-x1′2)=8x/10-8/10---(3)]]>b^1=-4x/10---(4)]]>b^1=-8x/10-8/10---(5)]]>
7.如权利要求5所述的16QAM解调方法，其特征在于，根据b0、b1判断接收符号R′(x′，y′)所在的象限，根据下式对对应象限的符号进行相位调整得到新的符号1)如果b0b1判决为11，则对R′(x′，y′)调整如下R(x,y)=R′(x′,y′)+2/5---(6)]]>2)如果b0b1判决为00，则对R′(x′，y′)调整如下R(x,y)=-R′(x′,y′)+2/5---(7)]]>3)如果b0b1判决为01，则对R′(x′，y′)调整如下R(x,y)=-j*R′(x′,y′)+j*2/5---(8)]]>4)如果b0b1判决为10，则对R′(x′，y′)调整如下R(x,y)=j*R′(x′,y′)+j*2/5---(9)]]>
8.如权利要求5所述的16QAM解调方法，其特征在于，根据下式计算得到b2、b3对应的软值 b^2=Re(R)+Im(R)=x+y---(10)]]>b^3=-Re(R)+Im(R)=y-x---(11)]]>
全文摘要
本发明揭示了一种用于HSDPA业务的16QAM解调方法，包括现有的解调映射方案，采用相位旋转和分段函数结合，并通过QPSK解调判决的方法简便地得到16QAM解调值。采用本发明的技术方案可在系统提供HSDPA业务时执行16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)的解调方法，不仅大大减少了计算量且有效保证了解调性能。
文档编号H04L27/38GK1921472SQ200510029038
公开日2007年2月28日 申请日期2005年8月24日 优先权日2005年8月24日
发明者罗丽云, 程健 申请人:展讯通信(上海)有限公司