[发明专利]一种64QAM信号软解调简化算法

说明书

本发明提供了一种64QAM信号软解调简化算法，结合64QAM星座映射图得到符号第一比特的Q路的LLR；在计算64QAM调制符号的前三个比特的LLR时只计算Q路，计算后三个比特的LLR时只计算I路。本发明在计算64QAM调制符号的LLR时，仅需要进行加减法和逻辑判断种运算，无需加法运算，极大地减少了运算量，在节省运算资源方面有一定优势，同时性能损失非常小，具有较高的实用性价值。

技术领域

本发明属于无线通信和数字信号处理领域，具体涉及一种高阶调制信号的软解调简化算法设计。

背景技术

在多媒体通信日益发达的今天，在传输带宽受限和发射功率一定的情况下，如何在高速率传输系统中提高其频谱利用率是现代无线通信领域研究的热点。具有高频谱利用率特性的高阶正交振幅调制(mQAM)，能使频谱资源紧缺的现状得到缓解，实现多媒体综合业务的高效传输。因此，mQAM调制技术已被广泛应用于高速数据传输的数字电视网络、卫星通信、VDSL、数字微波系统等领域，我国的TDS-OFDM地面数字电视广播标准也采用了64QAM调制方式。

采用64QAM调制的通信系统在频谱利用率方面必然会有很大的提高，但是在同一发射功率下，高阶的调制方式将会加大解调时系统的误码率。为了使系统误码率降低以保证系统可用性，系统会采用先进的纠错码技术，而对于Turbo码、卷积码、LDPC码等纠错码一般采用的编码增益更高的软信息译码，因此需要在解调时采用软判决技术来代替传统的硬判决输出，因此对64QAM信号软解调算法的研究具有重要意义。

64QAM信号软解调一般采取对数似然比(LLR)作为解调器的软信息输出。假设发射符号A在星座图中的坐标为(A_I,A_Q)，经过AWGN信道后接收到的信号为r＝a+w＝r_I+jr_Q，其中，r_I＝a_I+w_I，r_Q＝a_Q+w_Q，a为原始信号，w是方差为σ²的高斯白噪声，同向分量和正交分量可看成相互独立的随机变量，则LLR函数的定义为：

上式的计算比较复杂，在经典算法中根据log∑_ir_i≈max_ilogr_i的性质，代入上式将其化为完成算法的优化。

虽然现有的64QAM信号软解调的经典算法具有较好的性能，但仍存在如下缺陷：

1.对64QAM符号每一个比特的软判决信息运算仍需搜索所有星座点，导致整体的运算量依然较大，在实现中对硬件资源有较高要求。

2.软判决信息运算中存在大量的乘法运算，运算量大且复杂，对于硬件乘法器有较高的需求，不利于算法实现。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种针对64QAM信号的软解调简化算法，将传统的64QAM软解调经典算法进行简化改进，并结合64QAM信号星座分布结构的特征，提出进一步降低总体运算量的方法。相比于64QAM软解调经典算法，本发明可以在保证系统性能损失极小的条件下，大幅降低解调器的运算量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：结合64QAM星座映射图得到符号第一比特的Q路的LLR计算公式为其中，r_Q为原始信号a经过AWGN信道后接收到的信号的正交分量；在计算64QAM调制符号的前三个比特的LLR时只计算Q路，计算后三个比特的LLR时只计算I路。

所述的LLR计算中令x₁＝min{(r_Q+7a),(r_Q+5a),(r_Q+3a),(r_Q+a)}，