专利名称：一种16apsk和32apsk的比特软信息生成方法
技术领域：
本发明涉及卫星通信与广播高阶调制方式解调领域，尤其涉及一种16APSK和32APSK的比特软信息生成方法。
背景技术：
16APSK和32APSK因其高功率效率特性，成为卫星广播(DVB-S2)、卫星通信和地面多媒体广播的主要调制方式，在实际应用中，因与高效编码(如Turbo码，LDPC码)相结合，解调器需要输出比特软信息用于译码。传统的比特软信息生成方式主要分为两类，一是基于概率的求解方法，如经典的最大后验概率(MAP)方法和改进的MAX MAP方法，MAP方法求解的软信息最精确，复杂度最高，MAX MAP进行了改进，其对应系统的误码性能与MAP相比有较小差距，约有0.2-0.4dB，但复杂度依然很高；第二类是基于接收信号点到发送信号星座点欧氏距离的方法，这种方法也需要大量的平方和平方根运算，其硬件实现复杂度高，处理速度缓慢。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的一个目的在于提出一种16APSK和32APSK的比特软信息生成方法，该方法不需要大量的数值计算，大大降低了 16APSK和32APSK生成比特软信息的计算复杂度。根据本发明实施例的16APSK的比特软信息生成方法，根据16APSK星座映射，分别给出4个比特对应的判决区域划分方法，基于接收信号到判决区域边界的最小距离生成比特软信息。在本发明的一个实施例中，包括以下步骤:S1:生成发送方采用的关于横纵轴对称的16APSK格雷映射星座图；S2:根据16APSK每个比特的0/1取值，生成每个比特对应的判决区域，每个比特的硬判区域划分不受其他比特的影响；S3:根据判决区域的对称特性，进一步划分每个比特的判决区域，直到分成的每个小判决区域内的比特软信息生成方案完全相同；以及S4:基于接收信号到判决域的最小距离，生成每个比特的软信息。根据本发明实施例的32APSK的比特软信息生成方法，根据32APSK星座映射，分别给出5个比特对应的判决区域划分方法，基于接收信号到判决区域边界的最小距离生成比特软信息。在本发明的一个实施例中，包括以下步骤:S1’:生成发送方采用的关于横纵轴对称的32APSK格雷映射星座图；S2’:根据32APSK每个比特的0/1取值，生成每个比特对应的判决区域，每个比特的硬判域的划分不受其他比特的影响；S3’:根据判决区域的对称特性，进一步划分每个比特的判决区域，直到分成的每个小判决区域内的比特软信息生成方案完全相同；以及S4’:基于接收信号到判决域的最小距离，生成每个比特的软信息。本发明基于接收信号点到判决区域边界最小距离表示方法的不同，前期对星座图根据比特取值详细划分判决区域，进行硬判，生成接收信号点到所有判决区域的距离，选取最小值来表示该信号点该比特的软信息。对接收到的每个符号，直接给出其对应判决区域的软信息值，而不需要大量的数值计算，大大降低了 16APSK和32APSK生成比特软信息的计算复杂度，提高了系统吞吐量。
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:图1为16APSK的比特软信息生成方法流程图；图2为16APSK精确的以及近似的判决域星座图；图3为16APSK第O位的比特判决域；图4为16APSK第I位的比特判决域；图5为16APSK第2位的比特判决域；图6为16APSK第3位的比特判决域；图7为16APSK第2位的比特软信息生成流程框图；图8为16APSK第3位的比特软信息生成流程框图；图9为32APSK的比特软信息生成方法流程图；图10为32APSK精确的以及近似的判决域星座图；图11为32APSK第O位的比特判决域；图12为32APSK第I位的比特判决域；图13为32APSK第2位的比特判决域；图14为32APSK第3位的比特判决域；图15为32APSK第4位的比特判决域；图16为32APSK第3位的比特软信息生成流程框图；以及图17为32APSK第4位的比特软信息生成流程框图。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。下面结合附图对本发明实施例进行详细说明。其中，比特值为O的软信息用负值表示，比特值为I的软信息用正值表示。图1为16APSK的比特软信息生成方法流程图，包括以下步骤:S1:生成发送方米用的关于横纵轴对称的16APSK格雷映射星座图。S2:根据16APSK每个比特的0/1取值，生成每个比特对应的判决区域，每个比特的硬判区域划分不受其他比特的影响。S3:根据判决区域的对称特性，进一步划分每个比特的判决区域，直到分成的每个小判决区域内的比特软信息生成方案完全相同。S4:基于接收信号到判决域的最小距离，生成每个比特的软信息。
为使本领域技术人员更好地理解本发明，下面将结合图2至图8对图1进行详细说明。本发明实施例采用近似精确的判决域，如图2所示。这种判决方法可以根据接收符号的幅值和相位简单的判断其对应的星座点区域。根据图2给出的星座映射，生成16APSK每个比特的比特判决域，如图3至图6所示。下面结合图3至图8，分别说明16APSK每个比特的软信息生成方案。假设16APSK星座图的内圈半径为R1，外圈半径为R2，Rd=(Rl+R2)/2为内圈和外圈的分界面，16APSK的比特位由高到低分别为b3、b2、bl和b0。1、生成b0软信息如图3所示，当接收信号的正交分量rQ ( O,发送端发送b0=0。反之，当接收信号的正交分量rQ>0,发送端发送b0=l,则b0的软信息可表示为:L(bQ)=rQ。2、生成b I软信息如图4所示，当接收信号的同相分量Γι ( 0，发送端发送bl=0。反之，当接收信号的同相分量hX),发送端发送bl=l,则bl的软信息表示为:L(Id1) =!>3、生成b2软信息如图5所示，其判决域比较复杂，图7为16APSK第2位b2的比特软信息生成流程框图，其中，采用r=^/re2+r/表示接收信号的幅值信息，采用P =IyV1表示其相位信息。下面结合图5对图7进行详细说明。步骤701:分析图5可知，b2的比特判决域关于I轴和Q轴对称，所以首先将接收符号进行如下处理:Rx_symbol=abs (rQ)+i*abs Cr1),从而将接收的所有符号映射到第一象限，进而只需分析第一象限即可。
步骤703:计算表征接收信号的幅度的量r=〗re2+r/:和相位的量P=IyVlt5步骤705:判断信号的幅值是否小于Rd，确定信号对应于内圈星座点还是外圈星座点。如果信号幅值小于Rd，则执行步骤707，如果信号幅值大于Rd，则执行步骤713。步骤707:判断其相位是否小于π /6，如果小于π /6，则执行步骤709，否则执行步骤 711。步骤709:Ρ小于I/士由图5可知，信号落在OAB区，离此区域信号点最近的判决区域边界(或点)为点B，因此用接收符号到B点的距离表示此区域符号b2的软信息，为负值，即,L{b2)= -^(rQ-bQf+[F1-Bi)2 ,其中，bQ=RdcoS( π /6)和 bfRdsir^ π /6)分别表示 B 点的实部和虚部。步骤711: P大于1Λ/Ι,由图5可知，信号落在OBC区，离此区域信号点最近的判决区域边界(或点)为半径为Rd的圆面，因此用接收符号到半径为Rd的圆面的距离表示此区域符号b2的软信息，为负值，即:L(b2)=r-Rd。步骤713:判断其相位是否小于π /6，如果小于π /6，则执行步骤715，否则执行步骤 717。步骤715: P小于I/#，由图5可知，信号落在ABED区，离此区域信号点最近的判决区域边界为到相位为η/6的圆射线，这与将信号顺时针旋转π/6后到实轴的距离相等，而后者即是旋转后符号的虚部值，为负值。因此，此区域符号b2的软信息可表示为:L (b2) =imag (Rx—symbol.exp (- Ji /6))。步骤717:如果P大于1/#,由图5可知，信号落在BCFE区，离此区域信号点最近的判决区域边界(或点)为半径为Rd的圆面或者相位为π /6的圆射线，用接收符号到半径为Rd的圆面的距离和到相位为π /6的圆射线的距离中较小者表示此区域符号b2的软信息，为正值，即:L(b2)=min((r-Rd), imag(Rx_symbol.exp (-π/6)))。4、生成b3软信息如图6所示，其判决域也需根据到判决平面的最小距离表示方法的不同进行划分，图8为16APSK第3位b3的比特软信息生成流程框图。因为b3的比特判决域也关于I轴和Q轴对称，所以只需分析第一象限软信息生成方案即可，而且由于在生成b2软信息时，已将接收符号映射到第一象限，所以无需再次映射。下面将结合图6对图8进行详细说明。步骤801:计算表征接收信号的幅度的量
权利要求
1.一种16APSK的比特软信息生成方法，其特征在于，根据16APSK星座映射，分别给出4个比特对应的判决区域划分方法，基于接收信号到判决区域边界的最小距离生成比特软信息。
2.根据权利要求1所述的16APSK的比特软信息生成方法，其特征在于，包括以下步骤: 51:生成发送方采用的关于横纵轴对称的16APSK格雷映射星座图； 52:根据16APSK每个比特的0/1取值，生成每个比特对应的判决区域，每个比特的硬判区域划分不受其他比特的影响； S3:根据判决区域的对称特性，进一步划分每个比特的判决区域，直到分成的每个小判决区域内的比特软信息生成方案完全相同；以及 S4:基于接收信号到判决域的最小距离，生成每个比特的软信息。
3.—种32APSK的比特软信息生成方法，其特征在于，根据32APSK星座映射，分别给出5个比特对应的判决区域划分方法，基于接收信号到判决区域边界的最小距离生成比特软信息。
4.根据权利要求3所述的32APSK的比特软信息生成方法，其特征在于，包括以下步骤: SI’:生成发送方采用的关于横纵轴对称的32APSK格雷映射星座图； S2’:根据32APSK每个比特的0/1取值，生成每个比特对应的判决区域，每个比特的硬判域的划分不受其他比特的影响； S3’:根据判决区域的对称特性，进一步划分每个比特的判决区域，直到分成的每个小判决区域内的比特软信息生成方案完全相同；以及 S4’:基于接收信号到判决域的最小距离，生成每个比特的软信息。
全文摘要
本发明提出一种16APSK和32APSK的比特软信息生成方法，关键在于根据16APSK星座映射，分别给出4个比特对应的判决区域划分方法，基于接收信号到判决区域边界的最小距离生成比特软信息；以及，根据32APSK星座映射，分别给出5个比特对应的判决区域划分方法，基于接收信号到判决区域边界的最小距离生成比特软信息。本发明基于比特判决区域划分，利用到比特判决区域边界的最小距离来生成各个比特软信息，不需要大量的数值计算，大大降低了高阶的APSK软信息生成方案的复杂度，提高了系统吞吐量。
文档编号H04L27/22GK103200143SQ20131013007
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月15日 优先权日2013年4月15日
发明者王有政, 陈金秀, 董超, 齐婷 申请人:清华大学