专利名称：正交幅度调制的硬决策解调方法以及其装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及硬决策解调，尤其涉及解调接收的信号时用比特单位解调，可迅速正确解调的硬决策解调方法。
背景技术：
如图1所示，原信息通过调制器运载在载波信号(carrier signal)上，把它通过传送媒体传送。在接收部解调器在接收的信号之中除去载波信号，重新复原到原信号。在如此的过程中传送噪音影响接收的信号，以如此的结果解调的信号(Demodulated signal)显示和原信息不同的信息。
通讯技术引入数码技术而迎接了新的局面，过去只用模拟技术的通讯，与数码技术连接，发展到不仅传送单纯的声音通讯，而且接收并传送声音，图像，数据等等的数码通讯系统。
图2是普通数码通讯系统的结构图。
在此，原信息(source)只用0和1表现的数码信号，原信号通过信号编码器变形为高效率的即减少0和1数量形态的信号并传送到传送媒体编码器。此传送媒体编码器把从信号编码器接收的一系列数码信号重新转换为具有一定规则的数码信号，通过如此的过程制成对噪音更强的信号体系。
调制器接收如此的信号，把它栽在载波信号上，并通过通讯媒体(比如，空气(air))传送，而结束发送器的作用。
在接收器接收如此传达的信号，在解调器除去载波信号，在通讯媒体解码器复原接收信号的规则，信号解码器按原状态复原减少的数码信号，输出最终结果。
在此，传送媒体编码器和传送媒体解码器确保通讯可靠性，信号编码器、信号解码器，调制器和解调器确保快速的通讯。
为了确保通讯的可靠性，通过传送媒体调制器和传送媒体解调器生成对噪音更强的具有规则的信号体系，防止在传送过程中发生的信号歪曲或损失，通讯速度，即效率性减少在信号编码器，信号解码器表现信号的0和1数量，提高在调制器和解调器传送到载波信号的信号压缩性，在一个信号里压缩更多的0和1。
最普遍的数码调制/解调技术是如图3所示的BPSK(Binary Phase ShiftKeying)技术。此技术把0和1信号变换为1和-1，根据这些把载波信号(一般为余弦波)的相位变换180度，在接收部根据此相位的变化复原原来的值。但是，BPSK时一个波长传送一个信号，即只能传送一个0或1，而效率低。由此开发了QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)方式或正交幅度调制(QuadratureAmplitude Modulation以下略称为QAM)方式。如此的正交幅度调制方式也根据组合分布图的形态大概分为钻石型和正方形形态，此发明只适用于正交幅度调制。
首先，QAM方式重新变化载波信号的幅度，使一个波长传送更多压缩的信号即比特(bit)，作为载波信号使用余弦波和正弦波，相互正交传送两个波形而相互不干涉。
相互连接如此的两个波的幅度之后制成多个组合，用数学表现时表现为相互不干涉的两个数，即实数和虚数。即，复数α+βi中α值的变化对β不影响。因这些原因余弦波可对应α上，正弦波可对应β上。
像这样把16个组合表现在复数平面上的例子为图4，像这样把16个指定点作为标准调制/解调的QAM叫16-QAM。
如图4所示，用如此的实数部和虚数部的余弦波和正弦波的幅度变化组合表现16个事先设定点(point)。因此，一个波长上可压缩4个比特传送。表示在图4点(point)下面的0和1的组合根据位置显示压缩的4个比特作为一个组合设定分布的形态。即，实数部的值为3，虚数部的值为1时相对它的比特组合是，即符号是“0001”。即，只要知道余弦波的幅度和正弦波的幅度时，就可找出接收信号的比特组合(符号)。
QAM方式的调制器按如上所说明的方式把事先设定的16个或者其以上(2的2n平方，n是比2大的整数)的事先设定点上利用载波信号传送相关正弦波和余弦波的幅度组合。在此，一般相关实数部的信号称为I-频道，相关虚数部的信号称为Q-频道。而且根据各QAM的组合分布图的大小各点上设定的符号，即比特组合的大小也不同。就是说，QAM的大小为22n(n是比2大的整数)时各点上设定的比特数量为2n。
一般QAM解调器把进入到I频道和Q频道的信号，即用α+βi决定的接收信号根据上述事先指定的位置，即组合分布图(constellation point或者星座点)变换为原比特组合。但是，此时接收的信号因噪音干涉的影响，大部分的α+βi并不位于事先指定的位置，即组合分布图上，因如此的原因解调器常常把因噪音变化的信号复原到原信号。至今利用如此的一系列过程，即推测原信号的方法计算接收的α+βi值和组合分布图各点之间的距离之后把其中最短的距离推测为原信号，把它的相关值作为解调器的输出。图5是图示如此的过程，把指定信号假设为α+βi之后，计算周围4个点(1+1i，1+3i，3+1i，3+3i)之间的距离如下。
D1=(α-1)2+(β-1)2]]>D2=(α-1)2+(β-3)2]]>D3=(α-3)2+(β-1)2]]>D4=(α-3)2+(β-3)2]]>此时，最短距离是D4，即3+3i。
根据这些解调器的输出值为“0011”。如此方式的QAM信号解调叫硬决策(Hard decision)。但是，如此的过程需要很多计算量而降低整体接收器的性能。因此，采用目前实际使用的方法，此方法如下。首先，接收的信号把实数部的值和虚数部的值与标准值(图5的2)比较其大小。经过如此的比较过程按领域区别接收的值与哪一个点(point)接近。结果接收的值进入第一信号区内时近似它的值一直是“0011”。以如此简单的比较并无实际距离计算也可找出最近似的原符号。但是，如此的近似也存在限制，就是符号单位的近似。根据上述方法不能近似比特单位。即，4个比特组合成一组，而不能把它一个个拆下来近似。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述传统技术问题而创作的，在解调(Demodulation)以QAM方式传送的信号方法中提供解调时利用比特单位，而提高可靠性以即处理速度的硬决策解码方法。
为了实现如上述目的的本发明的特征是在正交幅度调制QAM方式的硬决策(Hard decision)解调方法，包括把从接收信号的正交相位成分值和同相位成分值的相关符号值用比特单位决定的正交幅度调制硬决策解调方法。
为了执行如此的过程首先如下涉及现有的QAM组合分布图的形态和根据它的解调方法。QAM的组合分布图大概分为3种。第一是如图7和图8所示的分布形态，第二是如图10和图11所示的分布形态，剩下第三是并不包括在此专利范围内。
图示在图7和图8的形态特征如下概要。QAM的大小为22n时各点上设定的比特数量是2n，其中前半，即从1号比特至n号比特根据接收信号α或β之中的任何一个进行解调，从后半第n+1比特至最后第2n比特根据剩下一个接收信号进行解调，而且前半和后半解调方法相同。就是说，前半的解调方法上代入后半的接收信号值时得到后半的结果。(如此的形态称为“第一型”)图示在图10和图11的形态特征如下概要。QAM的大小为22n时各点上设定的比特数量是2n，奇数比特的解调方法与其后的偶数比特的解调方法相同。在此解调奇数比特的接收信号值使用α或β之中的一个，解调偶数比特的接收信号值使用剩下的一个。就是说，第一比特和第二比特的解调方法相同，只是使用的接收信号值不同。
(如此的形态称为“第二型”)把如此的前提作为基础，本发明的目的在于使用各形态相关的新硬决策解调方法，而更快正确的解调。
本发明的另一个目的，特点以及优点通过参照附图的实例详细说明。
图1是说明在一般通讯系统调制以及解调过程图。
图2是说明一般数码通讯系统的结构图。
图3是说明一般BPSK调制方法的结构图。
图4是在16-QAM方式中显示组合分布图(Constellation Point)的一例图。
图5是说明图4的16-QAM方式的解调方法图。
图6是说明根据本发明的第一实例的硬决策解调方法的组合分布图(Constellation Point)。
图7至图8是说明图6组合分布图的比特分布图。
图9是说明根据本发明的第二实例的硬决策解调方法的组合分布图(Constellation Point)。
图10至图11是说明图9组合分布图的比特分布图。
图12是用功能结构图示根据本发明的硬决策值和决定过程图。
图13是根据本发明的第一型64-QAM硬决策解调的硬结构图。
具体实施例方式
本发明涉及把QAM方式传送的信号硬决策(Hard decision)解调(Demodulation)的方法，如此的方法跟QAM大小无关地广泛适用。首先，如上述QAM方式有如16-QAM，64-QAM，256-QAM，1024-QAM的正方形排列方式和，如32-QAM，128-QAM，256-QAM，512-QAM的钻石型排列方式。
本发明涉及在工业主要使用的正方形QAM，涉及在评价对输入信号的输出信号时把符号单位改为比特单位，不仅更正确的复原，而且提高处理速度的解调装置以及方法。新开发的QAM解调方法分第一型和第二型说明，对此的实例通过第一实例和第二实例显示。而且输出形态根据调制器(Modulator)的输入信号，调制器的输入为1/10时以1/0，1/-1(非回复零(non-return-to-zeroNRZ)) 时输出也是只存在用1/-1相互区分的两种值a和b形态时任何形态(比如，1/0，1/-1，a/-a，a/b)也可以，在下面把1/0作为标准说明。
首先，进行说明之前对几个值说明，QAM大小是用数学公式1决定，根据这些设定在分布图各点上的比特数量用数学公式2决定。
22n-QAM，n＝2，3，4······[数学公式2]设定在各点上的比特数量＝2n第一型时如上述第一型的特征所说明，为了解调前半的比特组合在接收信号中使用实数部或虚数部值的任何一个，在下面为了方便理解说明前半使用β值，后半使用α值的解调方法。
第一型的第一比特β值比0大或一样时输出值为“1”，其他情况时输出值为“0”。
计算第二比特的方法用数学公式3表示。
|β|/2n-1≤1时输出“1”，其他情况时输出“0”。
就是说，|β|/2n-1值比1小或相同时输出“1”，其他情况时输出“0”。
从第三比特至前半的最后一个比特，即到n号比特为止用数学公式4表示。
比特号码k(k是3以上整数)4m-3＜|β|/2n-k+1≤4m-1(m＝1，···，2k-3)时，输出“1”其它时输出“0”。
就是说，接收β值满足条件公式4m-3＜|β|/2n-k+1≤4m-1(m＝1，···，2k-3)时输出“1”，不能满足时输出“0”。
第一型的后半比特，即从第n+1号比特至第2n比特的计算方法根据第一型的特征在求得前半比特的方法中把β用α置换时就可得到。就是说，求得第一比特的条件下把β用α置换的条件(α值比0大或相同时输出值为“1”，其他情况时输出值为“0”。)成为后半第一比特，即第n+1比特的判别公式。后半第二比特，即第n+2比特也是在判别前半第二比特条件的数学公式3下把β用α置换时可判别，其后的第n+3至第2n是如上述变形数学公式4时就可判别。但这时使用的k值从3至n按顺序取代n+3至2n使用。
第二型情况也为了方便理解如上述第二型特征所述，为了判别奇数比特使用α值，为了判别偶数比特使用β值。
第二型的第一比特α值比0小时输出值为“1”，其他时输出值为“0”。
第二比特的判别根据上述第二型的特性使用所要求得的前面奇数比特，即在此使用在第一比方法使用的接收信号值，即把α值用β值置换的判别公式(β值比0小时输出值为“1”，其他时输出值为“0”。
)即可。
第二型时为了判别第三个以后的比特，分为两个领域。如图11也所示，因为第二型的第三以上比特时，需要分α×β≥0情况和α×β＜0情况之后适用判别公式。首先，α×β≥0时判别第三比特的公式是用数学公式5表示。
|β|/2n-1≥1时输出“1”，其他时输出“0”。
第四比特也是根据上述第二型的特征在第三比特判别公式的数学公式5中把β用α置换的判别公式。
依然，α×β≥0的条件下判别第五以上比特的判别公式是用数学公式6表示。
第五以上，奇数比特，即第2q-1(q是3以上整数)比特的判别公式4m-3＜|β|/2n-q+1≤4m-1(m＝1，...，2q-3)时输出“1”，其他时输出“0”。
第五以上，偶数比特，即第2q(q是3以上整数)比特的判别公式4m-3＜|α|/2n-q+1≤4m-1(m＝1，...，2q-3)时输出“1”，其他时输出“0”。
就是说，第五以上比特且奇数比特时满足判别公式4m-3＜|β|/2n-q+1≤4m-1(m＝1，...，2q-3)时输出“1”，不满足时输出“0”。而且，偶数比特的判别公式如上述第二型的特征和数学公式6所示，在奇数比特的判别公式中把β用α置换即可。
第二，在α×β＜0条件下判别第三以上比特的公式是在上述α×β≥0的条件下的判别公式中相互置换α和β即可得到。这也是第二型的特征。
通过如此的上述过程的接收信号，即利用α+βi值进行正方形QAM比特单位的硬决策比特单位的解调。但是，上述所说明的方法在选择接收信号并代入判别公式的方法中，为了有助于理解任意定了顺序，实际适用时更广泛适用，而公式表示的α或β文字根据QAM的组合分布形态倒置任何一个，由此输出值也是1/0的顺序可倒置为0/1的顺序。就是说保持上述判别公式结构的判别公式上代入的两个接收信号值和判别的两个输出值之间根据QAM的组合分布图自由选择相互之间的倒置。这些加宽了此发明的广泛性，并增大其意义。
-第一实例-本发明第一实例是属于上述第一型，适用上述第一型的特征，在本第一实例举例QAM的大小为1024的1024-QAM。
基本上，根据本发明的两个实例的QAM按如下公式决定。数学公式1决定QAM的大小，数学公式2显示根据QAM的大小设定在组合分布图各点上的比特数量。
22n-QAM，n＝2，3，4······[数学公式2]设定在各点上的比特数量＝2n利用如此的数学公式1和2说明当n为5时，即根据数学公式1 22*5-QAM＝1024-QAM，设定在各分布点上的比特数量根据数学公式2 2×5＝10的情况。首先，适用于判别公式之前根据第一型的特征整个10个比特之中知道前半5个比特的判别公式时，就可知道剩下5个后半比特的判别公式。
适用之后首先判别第一比特的输出，β值比0大或相同时输出值为“1”，其他输出值为“0”。
判别第二比特输出值并利用上述数学公式3如下表示。
|β|/24≤1是输出“1”，其他输出“0”。
利用上述数学公式4判别第三比特并按如下表示。
1＜|β|/23≤3(m＝1)时输出“1”，其他输出“0”。
第四比特也是利用数学公式4按如下表示判别公式。
1＜|β|/22≤3(m-1)或者5＜|β|/22≤7(m＝2)时输出“1”，其他输出“0”。
第五比特也是利用数学公式4按如下表示判别公式。
1＜|β|/21≤3(m＝1)，5＜|β|/21≤7(m＝2)，9＜|β|/21≤11(m＝3)或者13＜|β|/21≤15(m＝4)时输出“1”，其他输出“0”。
然后，如上所说明后半比特，即第六比特值第十比特在上述第一比特至第五比特的判别公式中用α取代β之后判别。
-第二实例-本发明第二实例是属于上述第二型，适用上述第二型的特征，在本第二实例举例QAM的大小为1024的1024-QAM。
本第二实例也是如上述第一实例数学公式1决定QAM的大小，数学公式2显示根据QAM的大小设定在组合分布图各点上的比特数量。
22n-QAM，n＝2，3，4······[数学公式2]
设定在各点上的比特数量＝2n利用如此的数学公式1和2说明当n为5时，即根据数学公式1 22*5-QAM＝1024-QAM，设定在各分布点上的比特数量根据数学公式2 2×5＝10的情况。首先，适用于判别公式之前根据第二型的特征奇数的判别公式是用其后偶数判别公式相互置换α和β之后使用。而且，再次确定在第三比特以后的判别中显示的α×β≥0和α×β＜0也在相同判别公式中相互置换α和β使用。
适用之后首先判别第一比特，α值比0小时输出值为“1”，其他输出值为“0”。
第二比特的判别是根据上述第二型的特征在第一比特的判别公式中用β置换α之后β值比0小时输出值为“1”，其他输出值为“0”。
从第三比特至最后第十比特的判别是分α×β≥0和α×β＜0情况说明。
首先，α×β≥0时为了判别第三比特适用数学公式5表示。
|β|/24≥1时输出“1”，其他输出“0”。
第四比特适用上述第二型的特征在第三比特的判别公式中用α置换β之后使用。
第五比特适用上述数学公式6表示时，1＜|β|/23≤3(m＝1)时输出“1”，其它输出“0”。
第六比特也是如上述在第五比特的判别公式中用α置换β之后使用。
第七比特也是适用上述数学公式6表示时，
1＜|β|/22≤3(m＝1)或者5＜|β|/22≤7(m＝2)时输出“1”，其他输出“0”。
第八比特也是如上述在第七比特的判别公式中用α置换β之后使用。
第九比特也是适用上述数学公式6并表示时，1＜|β|/21≤3(m＝1)，5＜|β|/21≤7(m＝2)，9＜|β|/21≤11(m＝3)或者13＜|β|/21≤15(m＝4)时输出“1”，其他输出“0”。
第十比特也是如上述在第九比特的判别公式中用α置换β之后使用。
α×β＜0时，第三比特至第十比特的判别公式根据第二型的特征在上述α×β≥0中α用β，β用α相互置换即可得到。
工业应用性像这样的本发明解调方法之中，不是用现有的符号比特单位解调，而是用比特单位解调，而可开发更有用的解调技术，各比特上进行独立的处理而赋予第二次功能。并且，在解调过程之中无需计算只用单纯的比较电路可构成，提高根据这些的实际体现的灵活性和处理速度。
权利要求
1.正交幅度调制的硬决策解调方法具有如下特征；在正交幅度调制QAM(Quadrature Amplitude Modulation)方式的硬决策(HardDecision)解调方法，从信号的正交相位成分值(β)和同相位成分值(α)用比特单位决定相关符号值。
2.根据权利要求1的正交幅度调制的硬决策解调方法具有如下特征；第一型的第一个比特的决策方法是α或β之中根据组合分布图的形态选择任何一个，其值比0大或一样时输出a，其他是输出b。[在此α是I(实数部)频道的接收值，β是Q(虚数部)频道的接收值，a和b是相互有区别的任意数。]
3.根据权利要求1的正交幅度调制的硬决策解调方法具有如下特征；接收值α或β之中选择任何一个|Ω|/2n-1值比0小或一样时输出a，其他是输出b。[在此a和b是相互有区别的任意数，n是决定QAM的大小，即决定22n的变数，Ω是接收值。]
4.根据权利要求1的正交幅度调制的硬决策解调方法具有如下特征；第一型的第三以上并第n以下比特的决策方法在接收值α或β之中选择任何一个之后按下述数学公式4决定。[数学公式4]比特号码k(k是3以上整数)4m-3＜|Ω|/2n-k+1≤4m-1(m＝1，…，2k-3)时，输出a其它时输出b。[在此a和b是相互有区别的任意数，n是决定QAM的大小，即决定22n的变数，Ω是选择的接收值。]
5.根据权利要求1的正交幅度调制的硬决策解调方法具有如下特征；第一性的第n+1至第2n比特的决定是分别与对应它的第一比特至第n比特的决定方法相同，用接收值α或β之中并没有选择的接收值置换公式的输入值之后分别决定。
6.根据权利要求1的正交幅度调制的硬决策解调方法具有如下特征；第二型的第一比特决策方法是在接收值α或β之中根据组合分布图的形态选择任何一个，其值比0小时输出a，其他输出b。[在此α是I(实数部)频道的接收值，β是Q(虚数部)频道的接收值，a和b是相互有区别的任意数。]
7.根据权利要求1的正交幅度调制的硬决策解调方法具有如下特征；第二型的第二比特决策方法利用第二型的第一个比特决策方法之中并没有选择的接收值，其值比0小时输出a，其他输出b。[在此a和b是相互有区别的任意数]
8.根据权利要求1的正交幅度调制的硬决策解调方法具有如下特征；第二型的第三比特的决策方法在接收值α或β之中根据组合分布图的形态选择任何一个之后α和β乘积的结果比0大并|Ω|/2n-1值比1大或相同时或者α和β乘积的结果比0小并|φ|/2n-1值比1大或相同时输出a，其他输出b。[在此，a和b是相互有区别的任意数，n是决定QAM的大小，即决定22n的变数，α是I(实数部)频道的接收值，β是Q(虚数部)频道的接收值，Ω是选择的接收值，φ是并没有选择的接收值。]
9.根据权利要求1的正交幅度调制的硬决策解调方法具有如下特征；第二型的第三比特决策方法是在第二型的第三比特决策方法置换两个接收值位置的公式(α和β乘积的结果比0大并|φ|/2n-1值比1大或相同时或者α和β乘积的结果比0小并|Ω|/2n-1值比1大或相同时输出a，其他输出b)来决定。[在此，a和b是相互有区别的任意数，n是决定QAM的大小，即决定22n的变数，α是I(实数部)频道的接收值，β是Q(虚数部)频道的接收值，Ω是选择的接收值，φ是并没有选择的接收值。]
10.根据权利要求1的正交幅度调制的硬决策解调方法具有如下特征；第二型的第五以上奇数的比特决策方法在接收值α或β之中根据组合分布图的形态选择任何一个之后按下述数学公式7决定。[数学公式7]第五以上并第2q-1(q为3以上整数)奇数的比特决策公式α*β≥0并4m-3＜|Ω|/2n-q+1≤4n-1(m＝1，…，2q-3)或者α*β＜0并4m-3＜|φ|/2n-q+1≤4m-1(m＝1，…，2q-3)时，输出a，其他时输出b。[在此，α是I频道的输入值，β是Q频道的输入值，n是决定QAM的大小，即决定22n的变数，Ω是选择的接收值，φ是并没有选择的接收值。]
11.根据权利要求1的正交幅度调制的硬决策解调方法具有如下特征；第二型的第五以上偶数比特的决策方法在接收值α或β之中根据组合分布图的形态选择任何一个之后按下述数学公式8决定。[数学公式8]第五以上并第2q-1(q为3以上整数)偶数的比特决策公式α*β≥0并4m-3＜|φ|/2n-q+1≤4m-1(m＝1，…，2q-3)或者α*β＜0并4m-3＜|Ω|/2n-q+1≤4m-1(m＝1，…，2q-3)时，输出a，其他时输出b。[在此，α是I频道的输入值，β是Q频道的输入值，n是决定QAM的大小，即决定22n的变数，Ω是选择的接收值，φ是并没有选择的接收值。]
12.正交幅度调制的硬决策解调装置具有如下特征；执行正交幅度调制QAM(Quadrature Amplitude Modulation)方式的硬决策(HardDecision)解调的装置，包括从接收信号的正交相位成分值和同相位成分值用比特单位决定相关符号值的硬决策决定部。
全文摘要
本发明涉及正方形正交幅度调制信号的硬决策解调，尤其涉及解调信号时以比特单位调制，可解调得迅速正确的硬决策解调方法以及其装置。如此的硬决策解调方法在正方形正交幅度调制(QAM)方式的硬决策解调方法之中，用比特单位决定从信号的正交相位成分值和同相位成分值相关输出值，而不是用符号单位决定相关输出值，实现比特单位的解调而可开发更有用的解调技术，各比特上进行独立的第二处理而赋予新的作用，在解调过程之中无需计算只用单纯的比较电路构成，提高对此的实际体现的灵活性和处理速度。
文档编号H04L27/34GK1714553SQ03825570
公开日2005年12月28日 申请日期2003年6月25日 优先权日2003年6月23日
发明者徐洪锡, 金泰勋 申请人:徐洪锡