[發(fā)明專利]一種用于QAM信號(hào)差分編解碼的實(shí)現(xiàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010171934.3
• 申請(qǐng)日: 2010-05-11
• 公開（公告）號(hào): CN102244640A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛偉;楊小牛;張朝陽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第三十六研究所
• 主分類號(hào): H04L27/34
• 分類號(hào): H04L27/34;H04L1/00
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 鄭丹力

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域的差分編解碼，特別是正交幅度調(diào)制(QAM)通信系統(tǒng)的差分編解碼。

背景技術(shù)

由于具有較高的帶寬效率和功率效率，近年來正交幅度調(diào)制(QAM)在中、大容量數(shù)字微波通信系統(tǒng)、有線電視網(wǎng)絡(luò)高速數(shù)據(jù)傳輸和衛(wèi)星通信等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。QAM方案有許多種星座類型，其中方形星座QAM信號(hào)實(shí)現(xiàn)簡單，抗噪聲能力強(qiáng)，是實(shí)際應(yīng)用最多的一種QAM信號(hào)。對(duì)于方形QAM信號(hào)，由于星座圖存在π/2的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性，在接收端提取的相干載波存在著四重相位模糊度，為了消除相位模糊，正確恢復(fù)發(fā)送信息，需要在調(diào)制之前進(jìn)行差分編碼，在解調(diào)之后進(jìn)行差分解碼。

由于涉及到幅度和相位的雙重調(diào)制，QAM信號(hào)的差分編解碼比PSK信號(hào)的編解碼要復(fù)雜的多。對(duì)于方形QAM信號(hào)，目前主要有2種差分編碼方案。

文獻(xiàn)[1]“王永林.140Mb/s?16QAM調(diào)制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).無線電通信技術(shù)，1997，23(1)：45-51.”給出了一種按大、小四相進(jìn)行差分編碼的方案，該方案主要針對(duì)方形16QAM信號(hào)，其基本思想是對(duì)一組4比特?cái)?shù)據(jù)的高2位和低2位分別進(jìn)行模4的4PSK的差分編碼。相比非差分編碼方案，該方案的誤碼率性能惡化了2倍。

文獻(xiàn)[2]“W.J.Weber.Differential?Encoding?for?Multiple?Amplitude?and?Phase?ShiftKeying?Systems.IEEE?Trans.on?Commun.vol.26，no?3，Mar.1978：385-391.”中給出了一種部分差分編碼方案，其基本思想是利用一組K比特?cái)?shù)據(jù)的前N位確定星座圖上象限的變化，利用剩下的K-N位確定象限內(nèi)具體的信號(hào)星座點(diǎn)。相比非差分編碼方案，該方案的誤碼率性能惡化了1.67倍。

部分差分編碼方案通用性強(qiáng)，適用于任意階的方形QAM信號(hào)，且誤碼率性能惡化較小，更具應(yīng)用價(jià)值。研究一種結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)方法對(duì)該編碼方案的最終應(yīng)用具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提出部分差分編碼方案的實(shí)現(xiàn)方法以及對(duì)應(yīng)的解碼方案的實(shí)現(xiàn)方法。本發(fā)明在編碼端提出了基于模2π加法器的象限確定方法，在解碼端提出了基于相鄰時(shí)刻I，Q兩路信號(hào)的符號(hào)比較的高2位比特恢復(fù)方法，其實(shí)現(xiàn)簡單，性能穩(wěn)定，適用于方形QAM信號(hào)。

為了解決上述技術(shù)問題，在編碼端，其實(shí)現(xiàn)方法包括以下步驟：

(1)對(duì)于M進(jìn)制QAM信號(hào)，令K＝log2(M)，將本時(shí)刻輸入的一組K比特?cái)?shù)據(jù)的前2比特映射為相位增量與前一時(shí)刻的相位進(jìn)行模2π的加法，得到本時(shí)刻的相位

(2)由本時(shí)刻的相位確定信號(hào)在星座圖上所處的象限；

(3)對(duì)本時(shí)刻輸入的K比特?cái)?shù)據(jù)的后K-2比特按照格雷編碼映射為②中確定象限內(nèi)的具體星座點(diǎn)。

為了解決上述技術(shù)問題，在解碼端，其實(shí)現(xiàn)方法包括以下步驟：

(1)將本時(shí)刻接收到的I，Q兩路信號(hào)分別取符號(hào)，得到sign(I_i)和sign(Q_i)，并與前一時(shí)刻I，Q兩路信號(hào)的符號(hào)sign(I_i-1)和sign(Q_i-1)進(jìn)行比較，即判斷I_i的符號(hào)與I_i-1的符號(hào)是相同還是相反以及Q_i的符號(hào)與Q_i-1的符號(hào)是相同還是相反；

(2)根據(jù)符號(hào)比較的結(jié)果確定本時(shí)刻輸出數(shù)據(jù)的前2比特；

(3)由本時(shí)刻接收信號(hào)的星座矢量進(jìn)行逆映射得到本時(shí)刻輸出數(shù)據(jù)的后K-2比特；

(4)合并前2比特?cái)?shù)據(jù)和后K-2比特?cái)?shù)據(jù)得到K比特的差分解碼數(shù)據(jù)。

本發(fā)明在解碼過程中僅通過判斷相鄰時(shí)刻接的I，Q兩路信號(hào)的符號(hào)即可確定K比特?cái)?shù)據(jù)的前2位，避免了PSK信號(hào)差分解碼中求解相位的計(jì)算，具有實(shí)現(xiàn)簡單，性能穩(wěn)定的特點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明編碼實(shí)現(xiàn)的框圖。

圖2是本發(fā)明解碼實(shí)現(xiàn)的框圖。

圖3是本發(fā)明以16QAM為例的編解碼的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。這些實(shí)施例應(yīng)理解為僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。在閱讀了本發(fā)明記載的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等效變化和修飾同樣落入本發(fā)明權(quán)利要求所限定的范圍。

本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例提出的編碼實(shí)現(xiàn)框圖如圖1所示，其具體步驟如下：