星座映射方法及相关设备

本申请涉及通信，尤其涉及一种星座映射方法及相关设备。

背景技术：

1、在信道传输过程中，利用星座成形技术让原本均匀传输的信号变为非均匀信号，降低信号传输过程中的平均符号能量，从而提高系统传输容量，使得传输容量可以更加接近香农极限。

2、相关技术中，利用集分割映射星座进行星座映射。集分割星座的特点是每个象限内的前两位比特用以表示星座点符号；每个象限内的后几位比特表示映射位置，这使得通过调整星座点符号可以得到映射位置相同但能量值不同的星座点，以达到减小星座点平均能量的目的。

3、然而，集分割星座在子星座交界处星座点对应的比特相差两位，使得解调误码率性能对比格雷星座有一定差距。加之成形之后使得靠近坐标原点的符号被选择的概率更大，即靠近坐标轴的符号被选择的概率大于远离坐标轴的符号被选择的概率，所以也进一步放大了解调性能上的差距。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请的目的在于解决背景技术提出的技术问题，提出一种星座映射方法及相关设备。

2、基于上述目的，本申请提供了一种星座映射方法，包括：

3、构建星座阶数为2m的qam星座图；所述qam星座图上的星座点由符号比特和成形比特组成，所述星座点满足格雷特性；m为偶数；

4、将待发送比特划分为多组m-1大小的比特序列；所述比特序列包括首位比特的高位比特和除首位比特位外的低位比特；

5、依次将所述比特序列映射为星座符号，得到所述待发送比特对应的星座映射图；其中，所述低位比特与所述成形比特满足格雷映射，所述高位比特与所述符号比特对应。

6、可选地，所述构建星座阶数为2m的qam星座图，包括：

7、构建2m-2大小的子qam星座图；所述子qam星座图中各星座点为成形比特，所述成形比特满足格雷特性；

8、将所述子qam星座图沿边界翻转，得到2m大小的qam星座图；所述qam星座图包括16个子区域；

9、对所述qam星座图的每个子区域赋予符号比特；所述符号比特沿轴线对称。

10、可选地，还包括：

11、沿所述qam星座图的轴线建立坐标系；

12、计算所述qam星座图中各星座点到坐标原点的欧氏距离；

13、将所述欧氏距离作为星座点的能量值。

14、可选地，所述将所述比特序列映射为星座符号，包括：

15、根据所述比特序列中的低位比特，确定满足格雷映射的成形比特；

16、根据所述比特序列中高位比特和预编码，通过如下公式，得到多个预符号比特；

17、x＝u(h-1)t+vg；

18、其中，u表示所述高位比特位，(h-1)t表示校验码，v表示预编码，g表示信道编码；

19、将所述预符号比特与所述成形比特组合，确定多个预星座点；

20、将能量值最低的预星座点作为目标星座点，并确定对应的预编码值为目标输入值；

21、根据所述目标星座点，将所述比特序列映射为星座符号。

22、可选地，还包括：

23、根据所述星座映射图，通过如下公式，得到信道译码；

24、ue＝(u(h-1)t+vg+e)ht

25、其中，g表示信道编码，(h-1)t表示校验码，v表示目标输入值，e表示等效噪声。

26、可选地，所述信道编码的表达式包括：

27、g＝[1+d2 1+d+d2]；

28、所述校验码的表达式包括：

29、h-1＝[d 1+d]；

30、其中，d表示寄存器。

31、可选地，所述信道编码的表达式包括：

32、g＝[d 1+d2]；

33、所述校验码的表达式包括：

34、h-1(d)＝[1 d]；

35、其中，d表示寄存器。

36、基于同一发明构思，本申请一个或多个实施例还提供了一种星座映射装置，包括：

37、qam星座图构建模块，被配置为构建星座阶数为2m的qam星座图；所述qam星座图上的星座点由符号比特和成形比特组成，所述星座点满足格雷特性；m为偶数；

38、比特序列构建模块，被配置为将待发送比特划分为多组m-1大小的比特序列；所述比特序列包括首位比特的高位比特和除首位比特位外的低位比特；

39、映射模块，被配置为依次将所述比特序列映射为星座符号，得到所述待发送比特对应的星座映射图；其中，所述低位比特与所述成形比特满足格雷映射，所述高位比特与所述符号比特对应。

40、基于同一发明构思，本申请一个或多个实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任意一项所述的星座映射方法。

41、基于同一发明构思，本申请一个或多个实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行上述任一所述的星座映射方法。

42、从上面所述可以看出，本申请提供的星座映射方法，通过构建星座阶数为2m的qam星座图；所述qam星座图上的星座点由符号比特和成形比特组成；m为偶数；将待发送比特划分为多组m-1大小的比特序列；所述比特序列包括首位比特的高位比特和除首位比特位外的低位比特；依次将所述比特序列映射为星座符号，得到所述待发送比特对应的星座映射图；其中，所述低位比特与所述成形比特满足格雷映射，所述高位比特与所述符号比特对应。

43、本申请提供的星座映射方法，基于满足格雷特性的qam星座图，在发送端通过搜索算法在卷积码给定的序列集中搜索符号能量最低的序列，实现星座映射。上述qam星座图构建方法简单，且可应用于不同qam调制阶数条件下，适用于网格成形的qam调制方案。通过本申请提出的方法，可以提高网格成形符号在解调时的误码率表现，同时不增加任何网格成形的编译码复杂度。在此基础之上，可以使网格成形在与ldpc码级联时，成形译码的输出更加可靠，从而提高ldpc的译码性能，并提升总体系统的性能表现。

44、本申请提供的一种星座映射装置、电子设备以及计算机可读存储介质均能够实现上述星座映射方法的步骤，因此同样具备上述星座映射方法的有益效果。

技术特征：

1.一种星座映射方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建星座阶数为2m的qam星座图，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述比特序列映射为星座符号，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述信道编码的表达式包括：

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述信道编码的表达式包括：

8.一种星座映射装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一所述方法。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，其特征在于，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至7任一所述方法。

技术总结
本申请提供一种星座映射方法及相关设备。所述方法：构建星座阶数为2<supgt;M</supgt;的QAM星座图；所述QAM星座图上的星座点由符号比特和成形比特组成，所述星座点满足格雷特性；M为偶数；将待发送比特划分为多组M‑1大小的比特序列；所述比特序列包括首位比特的高位比特和除首位比特位外的低位比特；依次将所述比特序列映射为星座符号，得到所述待发送比特对应的星座映射图；其中，所述低位比特与所述成形比特满足格雷映射，所述高位比特与所述符号比特对应。通过本申请提出的方法，可以在不增加任何网格成形的编译码复杂度的情况下，提高网格成形符号在解调时的误码率表现。

技术研发人员：董超,王元明,牛凯,李元杰
受保护的技术使用者：北京邮电大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29