專利名稱：一種qam星座圖標(biāo)簽的構(gòu)建方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于通信領(lǐng)域中的數(shù)字調(diào)制與解調(diào)技術(shù)，具體涉及一種QAM星座圖標(biāo)簽的 構(gòu)建方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有數(shù)字通信系統(tǒng)可分解為3個(gè)基本構(gòu)成部分，包括數(shù)據(jù)源模塊、映射模塊和解映射 模塊。其中，映射模塊和解映射模塊通常采用QAM方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字調(diào)制和解調(diào)。映 射時(shí)，首先將輸入比特流分組，如8QAM是3比特一組，然后根據(jù)比特組中的比特組合， 并根據(jù)星座圖的設(shè)計(jì)方法，確定其對(duì)應(yīng)的星座點(diǎn)的位置，即設(shè)計(jì)標(biāo)簽，進(jìn)而得到映射后所 對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)的值，該值為一個(gè)復(fù)數(shù)。解映射時(shí)，則是根據(jù)接收到的數(shù)字信號(hào)的值，査 找星座圖中與其最接近的星座點(diǎn)，并將該星座點(diǎn)對(duì)應(yīng)的比特組作為解調(diào)輸出。因此，數(shù)字 通信系統(tǒng)的抗干擾性能與其所采用的星座圖和標(biāo)簽的設(shè)計(jì)方法有密切關(guān)系。
在信號(hào)傳輸過(guò)程中，由于各種干擾的存在，接收端接收到的數(shù)字信號(hào)在復(fù)數(shù)平面上對(duì) 應(yīng)的位置，將偏離實(shí)際發(fā)送的星座點(diǎn)。如果干擾較大，解映射時(shí)會(huì)將實(shí)發(fā)送星座點(diǎn)周圍 的星座點(diǎn)誤判為實(shí)際發(fā)送星座點(diǎn)，從而產(chǎn)生錯(cuò)誤比特。而且，解映射時(shí)錯(cuò)判至相鄰星座點(diǎn) 的概率最大。因此，為了在星座點(diǎn)判決出錯(cuò)的情況下減少錯(cuò)誤比特的數(shù)目，需要使星座圖 中相鄰星座點(diǎn)的標(biāo)簽所對(duì)應(yīng)的比特組中的不同比特?cái)?shù)盡可能少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述難題，提供了一種QAM星座圖標(biāo)簽的構(gòu)建方法。 本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種2211階QAM星座圖標(biāo)簽的構(gòu)建方法(n為自然數(shù))，其步驟包括
1) 將QPSK星座圖復(fù)制并分別平移至復(fù)平面的四個(gè)象限內(nèi)，產(chǎn)生16QAM星座圖，依 次類推，進(jìn)行迭代形成2^a階QAM星座2) 定義上述22"+2階QAM星座圖的星座點(diǎn)的標(biāo)簽由2n+2個(gè)比特組成，其中將前2比 特對(duì)應(yīng)于星座點(diǎn)所在的22n QAM星座圖所位于的象限，后2n比特則在復(fù)平面的象限之間 呈現(xiàn)出對(duì)稱的規(guī)律。
上述方法中，所述QPSK星座圖在復(fù)數(shù)平面上呈正方形，4個(gè)星座點(diǎn)均位于該正方形的四個(gè)頂角，所述QPSK星座圖標(biāo)簽按照格雷碼進(jìn)行編排。
進(jìn)一步，在所述步驟2)中，2^a階QAM星座圖的星座點(diǎn)標(biāo)簽的前2比特按照格雷碼 進(jìn)行編排，而分別位于象限I和象限II或者象限in和象限IV的星座點(diǎn)的標(biāo)簽的后2n比特 關(guān)于虛軸對(duì)稱，分別位于象限I和象限m或者象限II和象限IV的星座點(diǎn)的標(biāo)簽的后2n比
特關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱，分別位于象限i和象限iv或者象限n和象限ni的星座點(diǎn)的標(biāo)簽的后2n 比特則關(guān)于實(shí)軸對(duì)稱。
一種22n+1階QAM星座圖標(biāo)簽的構(gòu)建方法(n為自然數(shù))，其步驟包括
1) 將8QAM星座圖復(fù)制并分別平移至復(fù)平面的四個(gè)象限內(nèi)，產(chǎn)生32QAM星座圖，依 次類推，進(jìn)行迭代形成2^a階QAM星座2) 定義上述22n+3階QAM星座圖的星座點(diǎn)的標(biāo)簽由2n+3個(gè)比特組成，其中將前2比 特對(duì)應(yīng)于星座點(diǎn)所在的2^WQAM星座圖所位于的象限，后2n+l比特則在復(fù)平面的象限之 間呈現(xiàn)出對(duì)稱的規(guī)律。
所述8QAM星座圖在復(fù)數(shù)平面上呈正方形，8個(gè)星座點(diǎn)均位于該正方形的四個(gè)頂角以 及四條邊的中點(diǎn)，而正方形的中心沒(méi)有星座點(diǎn)。所述8QAM星座圖標(biāo)簽按照格雷碼進(jìn)行編 排。
上述22n+3階QAM星座圖的星座點(diǎn)標(biāo)簽的前2比特按照格雷碼進(jìn)行編排。分別位于象 限I和象限n或者象限III和象限IV的星座點(diǎn)的標(biāo)簽的后2n+l比特關(guān)于虛軸對(duì)稱，分別位 于象限I和象限III或者象限II和象限IV的星座點(diǎn)的標(biāo)簽的后2n+l比特關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱，分
別位于象限i和象限iv或者象限n和象限ni的星座點(diǎn)的標(biāo)簽的后2n+i比特則關(guān)于實(shí)軸對(duì) 稱。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明中星座圖所采用的星座點(diǎn)具有良好的 對(duì)稱性，標(biāo)簽隨著2211階QAM到22"+2階QAM的變化而進(jìn)行迭代，或隨著22n+1階QAM 到2^w階QAM的變化而進(jìn)行迭代，從而降低映射和解映射的復(fù)雜度。


圖1為正方形QPSK星座圖標(biāo)簽示意圖； 圖2為正方形16QAM星座圖標(biāo)簽示意圖； 圖3為正方形64QAM星座圖標(biāo)簽示意圖； 圖4為正方形8QAM星座圖標(biāo)簽示意圖； 圖5為正方形32QAM星座圖標(biāo)簽示意圖；圖6為正方形128QAM星座圖標(biāo)簽示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述
1、 產(chǎn)生QPSK星座圖和8QAM星座圖
QAM星座圖所在平面為復(fù)數(shù)平面，兩條分別代表實(shí)部和虛部的相互垂直的軸相交于 原點(diǎn)O，并將復(fù)數(shù)平面分為四個(gè)象限，其中象限I位于右上角，象限II位于左上角，象限 III位于左下角，象限IV位于右下角。所述QPSK星座圖在復(fù)數(shù)平面上呈正方形，4個(gè)星座 點(diǎn)均位于該正方形的四個(gè)頂角。如圖1所示，正方形的QPSK星座圖為圖中虛線框，原點(diǎn) O為正方形中心，實(shí)心點(diǎn)表示實(shí)際星座點(diǎn)。QPSK星座圖是所有2^階QAM星座圖的最小 單元。
所述8QAM星座圖在復(fù)數(shù)平面上也呈正方形，8個(gè)星座點(diǎn)均位于該正方形的四個(gè)頂角 以及四條邊的中點(diǎn)，而正方形的中心沒(méi)有星座點(diǎn)。如圖4所示，正方形為圖中虛線框，原 點(diǎn)O為正方形中心；空心點(diǎn)(即原點(diǎn)O)表示未采用的可分配位置，實(shí)心點(diǎn)表示實(shí)際星座 點(diǎn)；8QAM星座圖是所有22n+1階QAM星座圖的最小單元。
2、 產(chǎn)生2"^階和2hw階正方形QAM星座圖
將2211階正方形QAM星座圖復(fù)制并分別平移至復(fù)平面的四個(gè)象限內(nèi)，每個(gè)象限包含 22"個(gè)星座點(diǎn)，且2"個(gè)星座點(diǎn)的分布圖與22nQAM星座圖相同；則可得到22n+2階正方形 QAM星座圖。
將22n+1階正方形QAM星座圖復(fù)制并分別平移至復(fù)平面的四個(gè)象限內(nèi)，每個(gè)象限包含 2^個(gè)星座點(diǎn)，且^+i個(gè)星座點(diǎn)的分布圖與fn+iQAM星座圖相同；則可得到22"+3階正方
形QAM星座圖。
3、 產(chǎn)生2211+2階和2211+3階正方形(^^/1星座圖的標(biāo)簽
22n+2階QAM星座點(diǎn)由2n+2個(gè)比特組成的標(biāo)簽表示，其中將前2比特對(duì)應(yīng)于星座點(diǎn)所 在的"2^QAM"單元所位于的象限，而且這2比特按照格雷碼進(jìn)行編排；后2n比特則對(duì)應(yīng)
于星座點(diǎn)在其所在"2211 QAM"單元中的位置。其中象限i和象限n或者象限ni和象限iv的 星座點(diǎn)標(biāo)簽的后2n比特關(guān)于虛軸對(duì)稱，象限i和象限m或者象限n和象限iv的星座點(diǎn)標(biāo)
簽的后2n比特關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱，象限I和象限IV或者象限n和象限ni的星座點(diǎn)標(biāo)簽的后2n 比特關(guān)于實(shí)軸對(duì)稱。
22n+3階QAM星座點(diǎn)由2n+3個(gè)比特組成的標(biāo)簽表示，其中將前2比特對(duì)應(yīng)于星座點(diǎn)所在的"^n+i QAM"單元所位于的象限，而且這2比特按照格雷碼進(jìn)行編排；后2n+l比特則
對(duì)應(yīng)于星座點(diǎn)在其所在"22"+1 QAM"單元中的位置。其中象限i和象限n或者象限m和象限 iv的星座點(diǎn)標(biāo)簽的后2n+i比特關(guān)于虛軸對(duì)稱，象限i和象限r(nóng)a或者象限n和象限iv的星
座點(diǎn)標(biāo)簽的后2n+l比特關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱，象限I和象限IV或者象限n和象限III的星座點(diǎn)標(biāo) 簽的后2n+l比特關(guān)于實(shí)軸對(duì)稱。
以64QAM星座圖標(biāo)簽為例，進(jìn)一步說(shuō)明22"階QAM星座圖標(biāo)簽的構(gòu)建 首先，將QPSK星座圖復(fù)制并分別平移至復(fù)平面的四個(gè)象限內(nèi)，每個(gè)象限包含4個(gè)星 座點(diǎn)，且這4個(gè)星座點(diǎn)的分布圖與QPSK星座圖相同，則可得到16QAM星座圖，如圖2 所示。再將16QAM星座圖復(fù)制并分別平移至復(fù)平面的四個(gè)象限內(nèi)，每個(gè)象限包含16個(gè)星 座點(diǎn)，且這16個(gè)星座點(diǎn)的分布圖與16QAM星座圖相同，則可得到64QAM星座圖，如圖 3所示。
然后，將16QAM星座圖中的每個(gè)星座點(diǎn)對(duì)應(yīng)于一個(gè)由4個(gè)比特組成的標(biāo)簽，其中前 2比特根據(jù)星座點(diǎn)所在的"QPSK"單元所位于的象限確定，而且這2比特按照格雷碼進(jìn)行編
排。以圖2為例，前2比特，，ir， 、 "or， 、 "oo"和"io"分別對(duì)應(yīng)象限i 、象限n、象限m
和象限IV。標(biāo)簽的后2比特對(duì)應(yīng)于星座點(diǎn)在其所在"QPSK"單元中的位置。象限I和象限n
或者象限in和象限iv的星座點(diǎn)標(biāo)簽的后2比特關(guān)于虛軸對(duì)稱，象限i和象限ni或者象限n 和象限iv的星座點(diǎn)標(biāo)簽的后2比特關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱，象限i和象限iv或者象限n和象限ni的
星座點(diǎn)標(biāo)簽的后2比特關(guān)于實(shí)軸對(duì)稱。
其次，64QAM星座圖中的每個(gè)星座點(diǎn)對(duì)應(yīng)于一個(gè)由6個(gè)比特組成的標(biāo)簽，其中前2 比特根據(jù)星座點(diǎn)所在的"16QAM"單元所位于的象限確定，而且這2比特按照格雷碼進(jìn)行編 排。標(biāo)簽的后4比特則對(duì)應(yīng)于星座點(diǎn)在其所在"16QAM"單元中的位置。象限I和象限II或 者象限m和象限iv的星座點(diǎn)標(biāo)簽的后4比特關(guān)于虛軸對(duì)稱，象限I和象限III或者象限II和
象限iv的星座點(diǎn)標(biāo)簽的后4比特關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱，象限i和象限iv或者象限n和象限in的星
座點(diǎn)標(biāo)簽的后4比特關(guān)于實(shí)軸對(duì)稱，以圖3為例。
以128QAM星座圖標(biāo)簽為例，進(jìn)一步說(shuō)明22n+1階QAM星座圖標(biāo)簽的構(gòu)建 首先，將8QAM星座圖(如圖4)復(fù)制并分別平移至復(fù)平面的四個(gè)象限內(nèi)，每個(gè)象限包 含8個(gè)星座點(diǎn)，且這8個(gè)星座點(diǎn)的分布圖與8QAM星座圖相同,則可得到32QAM星座圖， 如圖5。再將32QAM星座圖復(fù)制并分別平移至復(fù)平面的四個(gè)象限內(nèi)，每個(gè)象限包含32個(gè) 星座點(diǎn)，且這32個(gè)星座點(diǎn)的分布圖與32QAM星座圖相同，則可得到128QAM星座圖， 如圖6所示。然后，將32QAM星座圖中的每個(gè)星座點(diǎn)對(duì)應(yīng)于一個(gè)由5個(gè)比特組成的標(biāo)簽，其中前2 比特根據(jù)星座點(diǎn)所在的"8QAM"單元所位于的象限確定，而且這2比特按照格雷碼進(jìn)行編
排。以圖5為例，前2比特"ir， 、 "or， 、 "oo"和"io"分別對(duì)應(yīng)象限i 、象限n、象限in和
象限IV。標(biāo)簽的后3比特對(duì)應(yīng)于星座點(diǎn)在其所在"8QAM"單元中的位置。象限I和象限II
或者象限m和象限iv的星座點(diǎn)標(biāo)簽的后3比特關(guān)于虛軸對(duì)稱，象限i和象限m或者象限n 和象限iv的星座點(diǎn)標(biāo)簽的后3比特關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱，象限i和象限iv或者象限n和象限in的 星座點(diǎn)標(biāo)簽的后3比特關(guān)于實(shí)軸對(duì)稱。
其次，128QAM星座圖中的每個(gè)星座點(diǎn)對(duì)應(yīng)于一個(gè)由7個(gè)比特組成的標(biāo)簽，其中前2 比特根據(jù)星座點(diǎn)所在的"32QAM"單元所位于的象限確定，而且這2比特按照格雷碼進(jìn)行編 排。標(biāo)簽的后5比特則對(duì)應(yīng)于星座點(diǎn)在其所在"32QAM"單元中的位置。象限I和象限II或
者象限ni和象限iv的星座點(diǎn)標(biāo)簽的后5比特關(guān)于虛軸對(duì)稱，象限i和象限m或者象限ii和 象限iv的星座點(diǎn)標(biāo)簽的后5比特關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱，象限i和象限iv或者象限n和象限m的星
座點(diǎn)標(biāo)簽的后5比特關(guān)于實(shí)軸對(duì)稱，以圖6為例。
以上通過(guò)詳細(xì)實(shí)施例描述了本發(fā)明所提供的QAM星座圖標(biāo)簽的構(gòu)建方法，本領(lǐng)域的 技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)的范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明做一定的變形或修改； 其制備方法也不限于實(shí)施例中所公開(kāi)的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1、一種22n階QAM星座圖標(biāo)簽的構(gòu)建方法，其步驟包括1)將QPSK星座圖復(fù)制并分別平移至復(fù)平面的四個(gè)象限內(nèi)，產(chǎn)生16QAM星座圖，依次類推，進(jìn)行迭代，形成22n+2階QAM星座圖；2)定義上述22n+2階QAM星座圖的星座點(diǎn)的標(biāo)簽由2n+2個(gè)比特組成，其中將前2比特對(duì)應(yīng)于星座點(diǎn)所在的22n QAM星座圖所位于的象限，后2n比特則在復(fù)平面的象限之間呈現(xiàn)出對(duì)稱的規(guī)律。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述QPSK星座圖標(biāo)簽按照格雷碼進(jìn)行編排。
3、 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中，2^"階QAM星座圖的 星座點(diǎn)標(biāo)簽的前2比特按照格雷碼進(jìn)行編排。
4、 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中，分別位于象限I和象限 II或者象限m和象限IV的星座點(diǎn)的標(biāo)簽的后2n比特關(guān)于虛軸對(duì)稱，分別位于象限I和象 限III或者象限n和象限IV的星座點(diǎn)的標(biāo)簽的后2n比特關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱，分別位于象限I和象限iv或者象限n和象限ni的星座點(diǎn)的標(biāo)簽的后2n比特則關(guān)于實(shí)軸對(duì)稱。
5、 一種2^w階QAM星座圖標(biāo)簽的構(gòu)建方法，其步驟包括-1) 將8QAM星座圖復(fù)制并分別平移至復(fù)平面的四個(gè)象限內(nèi)，產(chǎn)生32QAM星座圖，依 次類推，進(jìn)行迭代，形成2^a階QAM星座圖；2) 定義上述22"+3階QAM星座圖的星座點(diǎn)的標(biāo)簽由2n+3個(gè)比特組成,其中將前2比 特對(duì)應(yīng)于星座點(diǎn)所在的2^WQAM星座圖所位于的象限，后2n+l比特則在復(fù)平面的象限之 間呈現(xiàn)出對(duì)稱的規(guī)律。
6、 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述8QAM星座圖在復(fù)數(shù)平面上呈正方形， 8個(gè)星座點(diǎn)均位于該正方形的四個(gè)頂角以及四條邊的中點(diǎn)，而正方形的中心沒(méi)有星座點(diǎn)。
7、 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述8QAM星座圖標(biāo)簽按照格雷碼進(jìn)行編排。
8、 如權(quán)利要求5、 6或7所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中，2^w階QAM星 座圖的星座點(diǎn)標(biāo)簽的前2比特按照格雷碼進(jìn)行編排。
9、 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中，分別位于象限I和象限 II或者象限III和象限IV的星座點(diǎn)的標(biāo)簽的后2n+l比特關(guān)于虛軸對(duì)稱，分別位于象限I和 象限III或者象限n和象限IV的星座點(diǎn)的標(biāo)簽的后2n+l比特關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱，分別位于象限I和象限iv或者象限n和象限ni的星座點(diǎn)的標(biāo)簽的后2n+i比特關(guān)于實(shí)軸對(duì)稱。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種QAM星座圖標(biāo)簽的構(gòu)建方法，屬于通信領(lǐng)域的數(shù)字調(diào)制與解調(diào)技術(shù)。該方法包括將QPSK星座圖復(fù)制并分別平移至復(fù)平面的四個(gè)象限內(nèi)，產(chǎn)生16QAM星座圖，依次類推，進(jìn)行迭代形成2ⁿ⁺²階QAM星座圖；定義星座點(diǎn)的標(biāo)簽由2n+2個(gè)比特組成，其中前2比特對(duì)應(yīng)于星座點(diǎn)所在的2²ⁿ QAM星座圖所位于的象限，后2n比特則在復(fù)平面的象限之間呈現(xiàn)出對(duì)稱的規(guī)律?；?qū)?QAM星座圖復(fù)制并分別平移至復(fù)平面的四個(gè)象限內(nèi)，產(chǎn)生32QAM星座圖，依次類推，進(jìn)行迭代形成2ⁿ⁺³階QAM星座圖；定義星座點(diǎn)的標(biāo)簽由2n+3個(gè)比特組成，其中前2比特對(duì)應(yīng)于星座點(diǎn)所在的2²ⁿ⁺¹QAM星座圖所位于的象限，后2n+1比特則在復(fù)平面的象限之間呈現(xiàn)出對(duì)稱的規(guī)律。采用本發(fā)明便于數(shù)據(jù)的調(diào)制和解調(diào)。
文檔編號(hào)H04L1/00GK101547181SQ20091008218
公開(kāi)日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2009年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月17日
發(fā)明者吳毅凌, 李紅濱, 潘東輝, 趙玉萍 申請(qǐng)人:北京大學(xué);北京三梯通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司