[發(fā)明專(zhuān)利]一種非2的整數(shù)冪階的QAM調(diào)制設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210150165.8
• 申請(qǐng)日: 2012-05-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102694765A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉榮科;常承偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04L27/36
• 分類(lèi)號(hào): H04L27/36;H04L1/00
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專(zhuān)利事務(wù)所 11121
• 代理人: 姜榮麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于通信領(lǐng)域，具體涉及一種非2的整數(shù)冪階的QAM調(diào)制方式設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

自適應(yīng)調(diào)制是一種根據(jù)信道條件靈活選擇數(shù)字調(diào)制方式的技術(shù)，用以在通信環(huán)境不穩(wěn)定的情況下選擇最優(yōu)的通信方式。系統(tǒng)可以根據(jù)通信信道條件以及系統(tǒng)對(duì)通信質(zhì)量的要求選擇適當(dāng)?shù)恼{(diào)制方式，在信道條件好的情況下發(fā)送更多的信息，在信道條件不好的情況下發(fā)送較少的信息以保證通信質(zhì)量。自適應(yīng)調(diào)制可以增加系統(tǒng)的頻譜利用率和數(shù)據(jù)傳輸率，在近年來(lái)出現(xiàn)的各種系統(tǒng)中——尤其是正交頻分復(fù)用（Orthogonal?Frequency?Division?Multiplexing，OFDM）系統(tǒng)和多輸入多輸出系統(tǒng)（multiple?input?multiple?output，MIMO）中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

根據(jù)自適應(yīng)調(diào)制系統(tǒng)的特點(diǎn)，要求通信系統(tǒng)中存在多種相互之間性能間隔較小的調(diào)制方式，通信系統(tǒng)權(quán)衡通信信道條件和接收端對(duì)通信質(zhì)量的要求，選擇適當(dāng)?shù)恼{(diào)制方式。對(duì)于傳統(tǒng)的三種調(diào)制體系——多進(jìn)制移相鍵控（M-ary?Phase?Shift?Keying，MPSK）、多進(jìn)制移頻鍵控（M-ary?Frequency?Shift?Keying，MFSK）、多進(jìn)制幅度鍵控（M-ary?Amplitude?Shift?Keying，MASK）存在著在調(diào)制階數(shù)增大后性能不佳的問(wèn)題，這是由于其單一變量調(diào)制的特點(diǎn)決定的，所以其并不滿(mǎn)足自適應(yīng)調(diào)制系統(tǒng)的要求。對(duì)于雙變量的正交幅度調(diào)制（Quadrature?Amplitude?Modulation，QAM）而言，在相同的信道條件下，為了使調(diào)制階數(shù)為2ⁿ和調(diào)制階數(shù)為2ⁿ⁺¹的調(diào)制系統(tǒng)達(dá)到相同的誤碼率，其所要求的信干比(Signal?Interference?Ratio，SIR)的差異約為3dB，這個(gè)性能間隔對(duì)于自適應(yīng)調(diào)制系統(tǒng)而言太大了。如何縮小自適應(yīng)調(diào)制系統(tǒng)中各種調(diào)制方式之間的性能間隔，就成了一個(gè)重要的研究課題。

最近幾年，面對(duì)各種通信方式性能間隔過(guò)大的問(wèn)題，在實(shí)際應(yīng)用中主要通過(guò)將調(diào)制方式結(jié)合各種參數(shù)的信道編碼形成性能間隔比較小的編碼調(diào)制系統(tǒng)，整體考量調(diào)制和信道編碼部分，如何根據(jù)信道編碼的特點(diǎn)將調(diào)制技術(shù)與其很好的結(jié)合成了重要的研究方向。在文獻(xiàn)“吳毅凌,李紅濱,趙玉萍.一種新的2²ⁿ⁺¹階QAM星座圖設(shè)計(jì)”中，作者針對(duì)信道編碼的特點(diǎn)，提出了一種新的QAM星座圖設(shè)計(jì)方法，獲得了更好地性能，體現(xiàn)了信道編碼和調(diào)制結(jié)合的理念。雖然信道編碼種類(lèi)多，和調(diào)制方式結(jié)合后會(huì)大大減小各種通信體系的性能間隔，但各種編碼方式適用條件和參數(shù)選擇的限制還是無(wú)法完全解決自適應(yīng)調(diào)制系統(tǒng)性能間隔比較大的問(wèn)題。

在文獻(xiàn)“Anh?Tuan?Le?and?Kiyomichi?Araki,A?group?of?modulation?schemes?for?adaptive?modulation”中，作者提出了一種階數(shù)為3×2^n-1的QAM調(diào)制，在特定誤比特率下該調(diào)制系統(tǒng)對(duì)SIR的要求和可達(dá)傳輸碼速率均介于階數(shù)為2ⁿ和階數(shù)為2ⁿ⁺¹的QAM調(diào)制之間，可以縮小調(diào)制方式之間的性能間隔。其實(shí)現(xiàn)過(guò)程是將3×2^n-1個(gè)星座點(diǎn)分為點(diǎn)數(shù)為2ⁿ和2^n-1的兩部分，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)發(fā)送的符號(hào)是點(diǎn)數(shù)為2^n-1那組星座點(diǎn)之一時(shí)，第二個(gè)發(fā)送的符號(hào)就是點(diǎn)數(shù)為2ⁿ那組當(dāng)中的點(diǎn)，若第一個(gè)發(fā)送的符號(hào)為點(diǎn)數(shù)為2ⁿ那組當(dāng)中的點(diǎn)時(shí)，第二個(gè)發(fā)送的符號(hào)是星座圖中全部的3×2^n-1個(gè)點(diǎn)之一，從而通過(guò)連續(xù)選擇星座點(diǎn)實(shí)現(xiàn)2²ⁿ⁺¹種星座點(diǎn)組合，每種星座點(diǎn)組合映射一個(gè)長(zhǎng)度為2n+1的0、1序列，即通過(guò)發(fā)送兩個(gè)連續(xù)符號(hào)來(lái)表示2n+1比特的信息，實(shí)現(xiàn)連續(xù)兩個(gè)星座點(diǎn)的組合與一個(gè)比特序列的一一對(duì)應(yīng)，其調(diào)制碼率為（n+0.5）比特/符號(hào)，通過(guò)分析與仿真均可表明其誤比特率性能介于階數(shù)為2ⁿ和階數(shù)為2ⁿ⁺¹的QAM調(diào)制之間。階數(shù)為3×2^n-1的QAM調(diào)制有效地補(bǔ)充了自適應(yīng)調(diào)制系統(tǒng)。盡管如此，該設(shè)計(jì)也只是設(shè)計(jì)出了調(diào)制階數(shù)為3×2^n-1的QAM調(diào)制，各種調(diào)制方式之間的性能間隔依舊有1.5dB左右。