[发明专利]基于分层编码调制的高阶调制实现方法与装置

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，特别涉及大容量传输系统的信号发送和检测方法。

背景技术

由于高阶调制对信道的非线性的敏感而限制了其在无线通信中的应用。同时，由于高阶调制具有庞大 的调制星座，增加了根据接收信号去解调发送信号的难度。从而导致了现有技术限制了高阶调制在通信系 统中的应用。

本发明提出了一种高阶调制的低复杂度实现方法，它采用分层编码调制的思想，使高阶调制可以分解 为多个低阶调制的迭加，通过迭代检测与译码，提高整个系统性能。这种方法可以使难以在通信系统中应 用的高阶调制，可以通过低阶调制的逐层迭加去实现，从而降低了高阶调制的实现复杂度，通过这种调制 阶数的分层降低，可以降低对信道非线性的敏感性，也可实现高阶调制在无线通信中的应用。

发明内容

(1)基于分层编码的高阶调制信号设计方法，将高阶调制信号分解为几层低阶调制的迭加，用功率加权的 方法让每一编码层的在接收端的误码率最低。

(2)基于迭代的信号检测，在接收端，按发送端的调制信号阶数进行软解调，其它层的信号作为干扰，通 过软译码得到编码比特，并用编码比特进行软干扰消除。

(3)高阶调制层每层加权系数的优化设计，根据调制星座与发送功率、误码率要求以及传输信道特点等准 则进行优化。通过蒙特卡罗仿真进行加权系数的优化。

1.发射部分的设计

本专利提出的发射机结构如图1所示，数据流经过串并转换得到每一编码调制层的数据流，每一层经 过编码与调制后，经幅度放大系数α进行幅度放大，最后，发送信号星座组合成高阶调制星座。

图2给出一个由2个QPSK组合成16QAM的一个示例。图2示意出了将两个QPSK可组成一个16QAM星 座的情况，信息比特与调制符号之间的映射关系如式(1)所示：

x(t)＝2[b₀(t)+jb₁(t)]+[b₂(t)+b₃(t)]，             (1)

式中，x(t)为t的调制符号，b₀(t)、b₁(t)、b₂(t)、b₃(t)为该时刻的信息比特，将幅度系数α定义为2，表示将 符号传输幅度增加1倍。

对于1024QAM调制，可以分解为2个16QAM调制符号、1个QPSK调制符号的方式，由三个分支组合成 1024QAM调制，为了使接收端编码器简单，可以采用每路编码器相同的方法，来实现其中的分层编码，如 图3所示。图3给出了由一个QPSK、2个16QAM组合成1024QAM的结构图，由三个独立的编码器、调制器 来构成通常的一个编码器加一个1024QAM调制器的结构。比特到符号的映射关系如式(2)所示。

x(t)＝8(2[b₀(t)+jb₁(t)]+[b₂(t)+b₃t)])+2(2*[b₄(t)+jb₅(t)]+[b₆(t)+b₇t)])

      +[b₈(t)+jb₉(t)]，(2)

的系数分别为8，2，1。由这种方法构成的发送信号调制星座如图4所示。可以构成标准的1024QAM调制 星座。

2.接收机的设计

分层编码调制的接收机的框图如图5所示。在检测某一级接接收信号时，将其它级的信号作为干扰， 通过第一层进行解调与解码，得到第一层数据流信息；将该数据流信息进行软信号调制映射，在接收数据 流中减去第一级带来的干扰，进行第二层信号的解调与解码；再将第二层的调制软信息从接收信号减去， 依次得到最后一层编码比特，将每层的译码信号进行组合，得到发送端数据。