專利名稱：一種16apsk和32apsk的比特軟信息生成方法
技術領域：
本發(fā)明涉及衛(wèi)星通信與廣播高階調制方式解調領域，尤其涉及一種16APSK和32APSK的比特軟信息生成方法。
背景技術：
16APSK和32APSK因其高功率效率特性，成為衛(wèi)星廣播(DVB-S2)、衛(wèi)星通信和地面多媒體廣播的主要調制方式，在實際應用中，因與高效編碼(如Turbo碼，LDPC碼)相結合，解調器需要輸出比特軟信息用于譯碼。傳統(tǒng)的比特軟信息生成方式主要分為兩類，一是基于概率的求解方法，如經典的最大后驗概率(MAP)方法和改進的MAX MAP方法，MAP方法求解的軟信息最精確，復雜度最高，MAX MAP進行了改進，其對應系統(tǒng)的誤碼性能與MAP相比有較小差距，約有0.2-0.4dB，但復雜度依然很高；第二類是基于接收信號點到發(fā)送信號星座點歐氏距離的方法，這種方法也需要大量的平方和平方根運算，其硬件實現復雜度高，處理速度緩慢。

發(fā)明內容
本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一或至少提供一種有用的商業(yè)選擇。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種16APSK和32APSK的比特軟信息生成方法，該方法不需要大量的數值計算，大大降低了 16APSK和32APSK生成比特軟信息的計算復雜度。根據本發(fā)明實施例的16APSK的比特軟信息生成方法，根據16APSK星座映射，分別給出4個比特對應的判決區(qū)域劃分方法，基于接收信號到判決區(qū)域邊界的最小距離生成比特軟信息。在本發(fā)明的一個實施例中，包括以下步驟:S1:生成發(fā)送方采用的關于橫縱軸對稱的16APSK格雷映射星座圖；S2:根據16APSK每個比特的0/1取值，生成每個比特對應的判決區(qū)域，每個比特的硬判區(qū)域劃分不受其他比特的影響；S3:根據判決區(qū)域的對稱特性，進一步劃分每個比特的判決區(qū)域，直到分成的每個小判決區(qū)域內的比特軟信息生成方案完全相同；以及S4:基于接收信號到判決域的最小距離，生成每個比特的軟信息。根據本發(fā)明實施例的32APSK的比特軟信息生成方法，根據32APSK星座映射，分別給出5個比特對應的判決區(qū)域劃分方法，基于接收信號到判決區(qū)域邊界的最小距離生成比特軟信息。在本發(fā)明的一個實施例中，包括以下步驟:S1’:生成發(fā)送方采用的關于橫縱軸對稱的32APSK格雷映射星座圖；S2’:根據32APSK每個比特的0/1取值，生成每個比特對應的判決區(qū)域，每個比特的硬判域的劃分不受其他比特的影響；S3’:根據判決區(qū)域的對稱特性，進一步劃分每個比特的判決區(qū)域，直到分成的每個小判決區(qū)域內的比特軟信息生成方案完全相同；以及S4’:基于接收信號到判決域的最小距離，生成每個比特的軟信息。本發(fā)明基于接收信號點到判決區(qū)域邊界最小距離表示方法的不同，前期對星座圖根據比特取值詳細劃分判決區(qū)域，進行硬判，生成接收信號點到所有判決區(qū)域的距離，選取最小值來表示該信號點該比特的軟信息。對接收到的每個符號，直接給出其對應判決區(qū)域的軟信息值，而不需要大量的數值計算，大大降低了 16APSK和32APSK生成比特軟信息的計算復雜度，提高了系統(tǒng)吞吐量。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:圖1為16APSK的比特軟信息生成方法流程圖；圖2為16APSK精確的以及近似的判決域星座圖；圖3為16APSK第O位的比特判決域；圖4為16APSK第I位的比特判決域；圖5為16APSK第2位的比特判決域；圖6為16APSK第3位的比特判決域；圖7為16APSK第2位的比特軟信息生成流程框圖；圖8為16APSK第3位的比特軟信息生成流程框圖；圖9為32APSK的比特軟信息生成方法流程圖；圖10為32APSK精確的以及近似的判決域星座圖；圖11為32APSK第O位的比特判決域；圖12為32APSK第I位的比特判決域；圖13為32APSK第2位的比特判決域；圖14為32APSK第3位的比特判決域；圖15為32APSK第4位的比特判決域；圖16為32APSK第3位的比特軟信息生成流程框圖；以及圖17為32APSK第4位的比特軟信息生成流程框圖。
具體實施例方式下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。下面結合附圖對本發(fā)明實施例進行詳細說明。其中，比特值為O的軟信息用負值表示，比特值為I的軟信息用正值表示。圖1為16APSK的比特軟信息生成方法流程圖，包括以下步驟:S1:生成發(fā)送方米用的關于橫縱軸對稱的16APSK格雷映射星座圖。S2:根據16APSK每個比特的0/1取值，生成每個比特對應的判決區(qū)域，每個比特的硬判區(qū)域劃分不受其他比特的影響。S3:根據判決區(qū)域的對稱特性，進一步劃分每個比特的判決區(qū)域，直到分成的每個小判決區(qū)域內的比特軟信息生成方案完全相同。S4:基于接收信號到判決域的最小距離，生成每個比特的軟信息。
為使本領域技術人員更好地理解本發(fā)明，下面將結合圖2至圖8對圖1進行詳細說明。本發(fā)明實施例采用近似精確的判決域，如圖2所示。這種判決方法可以根據接收符號的幅值和相位簡單的判斷其對應的星座點區(qū)域。根據圖2給出的星座映射，生成16APSK每個比特的比特判決域，如圖3至圖6所示。下面結合圖3至圖8，分別說明16APSK每個比特的軟信息生成方案。假設16APSK星座圖的內圈半徑為R1，外圈半徑為R2，Rd=(Rl+R2)/2為內圈和外圈的分界面，16APSK的比特位由高到低分別為b3、b2、bl和b0。1、生成b0軟信息如圖3所示，當接收信號的正交分量rQ ( O,發(fā)送端發(fā)送b0=0。反之，當接收信號的正交分量rQ>0,發(fā)送端發(fā)送b0=l,則b0的軟信息可表示為:L(bQ)=rQ。2、生成b I軟信息如圖4所示，當接收信號的同相分量Γι ( 0，發(fā)送端發(fā)送bl=0。反之，當接收信號的同相分量hX),發(fā)送端發(fā)送bl=l,則bl的軟信息表示為:L(Id1) =!>3、生成b2軟信息如圖5所示，其判決域比較復雜，圖7為16APSK第2位b2的比特軟信息生成流程框圖，其中，采用r=^/re2+r/表示接收信號的幅值信息，采用P =IyV1表示其相位信息。下面結合圖5對圖7進行詳細說明。步驟701:分析圖5可知，b2的比特判決域關于I軸和Q軸對稱，所以首先將接收符號進行如下處理:Rx_symbol=abs (rQ)+i*abs Cr1),從而將接收的所有符號映射到第一象限，進而只需分析第一象限即可。

步驟703:計算表征接收信號的幅度的量r=〗re2+r/:和相位的量P=IyVlt5步驟705:判斷信號的幅值是否小于Rd，確定信號對應于內圈星座點還是外圈星座點。如果信號幅值小于Rd，則執(zhí)行步驟707，如果信號幅值大于Rd，則執(zhí)行步驟713。步驟707:判斷其相位是否小于π /6，如果小于π /6，則執(zhí)行步驟709，否則執(zhí)行步驟 711。步驟709:Ρ小于I/士由圖5可知，信號落在OAB區(qū)，離此區(qū)域信號點最近的判決區(qū)域邊界(或點)為點B，因此用接收符號到B點的距離表示此區(qū)域符號b2的軟信息，為負值，即,L{b2)= -^(rQ-bQf+[F1-Bi)2 ,其中，bQ=RdcoS( π /6)和 bfRdsir^ π /6)分別表示 B 點的實部和虛部。步驟711: P大于1Λ/Ι,由圖5可知，信號落在OBC區(qū)，離此區(qū)域信號點最近的判決區(qū)域邊界(或點)為半徑為Rd的圓面，因此用接收符號到半徑為Rd的圓面的距離表示此區(qū)域符號b2的軟信息，為負值，即:L(b2)=r-Rd。步驟713:判斷其相位是否小于π /6，如果小于π /6，則執(zhí)行步驟715，否則執(zhí)行步驟 717。步驟715: P小于I/#，由圖5可知，信號落在ABED區(qū)，離此區(qū)域信號點最近的判決區(qū)域邊界為到相位為η/6的圓射線，這與將信號順時針旋轉π/6后到實軸的距離相等，而后者即是旋轉后符號的虛部值，為負值。因此，此區(qū)域符號b2的軟信息可表示為:L (b2) =imag (Rx—symbol.exp (- Ji /6))。步驟717:如果P大于1/#,由圖5可知，信號落在BCFE區(qū)，離此區(qū)域信號點最近的判決區(qū)域邊界(或點)為半徑為Rd的圓面或者相位為π /6的圓射線，用接收符號到半徑為Rd的圓面的距離和到相位為π /6的圓射線的距離中較小者表示此區(qū)域符號b2的軟信息，為正值，即:L(b2)=min((r-Rd), imag(Rx_symbol.exp (-π/6)))。4、生成b3軟信息如圖6所示，其判決域也需根據到判決平面的最小距離表示方法的不同進行劃分，圖8為16APSK第3位b3的比特軟信息生成流程框圖。因為b3的比特判決域也關于I軸和Q軸對稱，所以只需分析第一象限軟信息生成方案即可，而且由于在生成b2軟信息時，已將接收符號映射到第一象限，所以無需再次映射。下面將結合圖6對圖8進行詳細說明。步驟801:計算表征接收信號的幅度的量
權利要求
1.一種16APSK的比特軟信息生成方法，其特征在于，根據16APSK星座映射，分別給出4個比特對應的判決區(qū)域劃分方法，基于接收信號到判決區(qū)域邊界的最小距離生成比特軟信息。
2.根據權利要求1所述的16APSK的比特軟信息生成方法，其特征在于，包括以下步驟: 51:生成發(fā)送方采用的關于橫縱軸對稱的16APSK格雷映射星座圖； 52:根據16APSK每個比特的0/1取值，生成每個比特對應的判決區(qū)域，每個比特的硬判區(qū)域劃分不受其他比特的影響； S3:根據判決區(qū)域的對稱特性，進一步劃分每個比特的判決區(qū)域，直到分成的每個小判決區(qū)域內的比特軟信息生成方案完全相同；以及 S4:基于接收信號到判決域的最小距離，生成每個比特的軟信息。
3.—種32APSK的比特軟信息生成方法，其特征在于，根據32APSK星座映射，分別給出5個比特對應的判決區(qū)域劃分方法，基于接收信號到判決區(qū)域邊界的最小距離生成比特軟信息。
4.根據權利要求3所述的32APSK的比特軟信息生成方法，其特征在于，包括以下步驟: SI’:生成發(fā)送方采用的關于橫縱軸對稱的32APSK格雷映射星座圖； S2’:根據32APSK每個比特的0/1取值，生成每個比特對應的判決區(qū)域，每個比特的硬判域的劃分不受其他比特的影響； S3’:根據判決區(qū)域的對稱特性，進一步劃分每個比特的判決區(qū)域，直到分成的每個小判決區(qū)域內的比特軟信息生成方案完全相同；以及 S4’:基于接收信號到判決域的最小距離，生成每個比特的軟信息。
全文摘要
本發(fā)明提出一種16APSK和32APSK的比特軟信息生成方法，關鍵在于根據16APSK星座映射，分別給出4個比特對應的判決區(qū)域劃分方法，基于接收信號到判決區(qū)域邊界的最小距離生成比特軟信息；以及，根據32APSK星座映射，分別給出5個比特對應的判決區(qū)域劃分方法，基于接收信號到判決區(qū)域邊界的最小距離生成比特軟信息。本發(fā)明基于比特判決區(qū)域劃分，利用到比特判決區(qū)域邊界的最小距離來生成各個比特軟信息，不需要大量的數值計算，大大降低了高階的APSK軟信息生成方案的復雜度，提高了系統(tǒng)吞吐量。
文檔編號H04L27/22GK103200143SQ20131013007
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月15日 優(yōu)先權日2013年4月15日
發(fā)明者王有政, 陳金秀, 董超, 齊婷 申請人:清華大學