CN101895511A - 一种高阶正交幅度调制信号频偏估计方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的高阶正交幅度调制信号频偏估计方法及装置，通过接收机根据接收的高阶正交幅度调制信号，通过解调得到高阶正交幅度调制信号星座图，获取所述高阶正交幅度调制信号的硬判决比特数据和软判决比特数据；接收机根据所述硬判决比特数据和软判决比特数据，将所述高阶正交幅度调制信号星座图映射成低阶信号调制方式的星座图；接收机根据所述低阶信号调制方式的星座图进行频偏估计，获取所述高阶正交幅度调制信号的频偏值。从而简捷、准确的实现了高阶正交幅度调制信号的频偏值估计，显著降低了高阶正交幅度调制信号频偏估计的难度。

Description

一种高阶正交幅度调制信号频偏估计方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种高阶正交幅度调制信号频偏估计方法及装置

背景技术

正交幅度调制(QAM，Quadrature Amplitude Modulation)是一种在两个正交载波上进行幅度调制的调制方式，这两个载波通常是相位差为90度(π/2)的正弦波，因此也被称作正交载波。

正交幅度调制发射信号集可以用星座图方便地表示。星座图上每一个星座点(即符号)对应发射信号集中的一个信号，星座点数越多，调制信号能传输的信息量就越大。

为了进一步提高系统吞吐量，高阶正交幅度调制被广泛地应用到移动通信系统中。由于高阶正交幅度调制信号的星座图比较密集且分布在多个半径不同的圆中，因此，对频偏非常敏感。当由于传输或硬件等问题，使高阶正交幅度调制信号出现频偏时，需要获取信号的频偏值，以方便根据频偏值进行信号调整补偿。

而高阶正交幅度调制信号的频偏估计是本技术领域的一个难题，现有的频偏估计方法比较繁琐、实现难度大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高阶正交幅度调制信号频偏估计方法及装置，从而显著降低了高阶正交幅度调制信号频偏估计的难度。

为解决上述技术问题，本发明提供方案如下：

一种高阶正交幅度调制信号频偏估计方法，包括：

接收机根据接收的高阶正交幅度调制信号，通过解调得到高阶正交幅度调制信号星座图，获取所述高阶正交幅度调制信号的硬判决比特数据和软判决比特数据；

接收机根据所述硬判决比特数据和软判决比特数据，将所述高阶正交幅度调制信号星座图映射成低阶信号调制方式的星座图；

接收机根据所述低阶信号调制方式的星座图进行频偏估计，获取所述高阶正交幅度调制信号的频偏值。

优选的，上述方法中，所述高阶正交幅度调制信号或低阶信号调制方式的星座图为矩形星座图。

优选的，上述方法中，所述低阶信号调制方式包括低阶正交幅度调制和正交相移键控。

优选的，上述方法中，所述接收机根据所述硬判决比特数据和软判决比特数据，将所述高阶正交幅度调制信号星座图映射成低阶信号调制方式的星座图包括：

接收机根据所述硬判决比特数据判断所述高阶正交幅度调制信号星座图中符号的位置信息；

接收机根据所述位置信息，平移所述软判决比特数据，得到低阶信号调制方式的星座图。

优选的，上述方法中，所述接收机根据所述硬判决比特数据和软判决比特数据，将所述高阶正交幅度调制信号星座图映射成低阶信号调制方式的星座图包括：

将64正交幅度调制信号星座图映射成16正交幅度调制信号星座图；

或者将64正交幅度调制信号星座图映射成16正交幅度调制信号星座图后，将16正交幅度调制信号星座图映射成正交相移键控信号星座图。

优选的，上述方法中，所述将64正交幅度调制信号星座图映射成16正交幅度调制信号星座图包括：

设64正交幅度调制信号的硬判决比特数据和软判决比特数据分别为：

${\hat{b}}_{\mathrm{demap},\mathrm{hard}}^{\′}=[{\hat{b}}_{\mathrm{hard},0}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{hard},1}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{hard},2}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{hard},3}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{hard},4}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{hard},5}\left(1\right),\·\·\·{\hat{b}}_{\mathrm{hard},0}\left(K\right)......{\hat{b}}_{\mathrm{hard},5}\left(K\right)]$ 和

${\hat{b}}_{\mathrm{demap},\mathrm{soft}}^{\′}=[{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{soft},2}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{soft},3}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{soft},4}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{soft},5}\left(1\right),\·\·\·,{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}\left(K\right)......{\hat{b}}_{\mathrm{soft},5}\left(K\right)]$

其中，表示第k个符号的第i个硬判比特数据，

表示第k个符号的第i个软判比特数据，k表示总的符号数，其取值范围为[1，…K]，i的取值范围为[0，…5]；

根据64正交幅度调制信号星座图中符号的硬判决比特数据组合[C₀(k)，C₁(k)]，判断64正交幅度调制信号星座图中符号的位置信息，所述[C₀(k)，C₁(k)]的组合方法为：

$\left\{\begin{array}{c}{C}_0\left(k\right)=({\hat{b}}_{\mathrm{hard},0}\left(k\right)+{\hat{b}}_{\mathrm{hard},2}\left(k\right)+{\hat{b}}_{\mathrm{hard},4}\left(k\right))\mathrm{mod}2\\ C_1\left(k\right)=({\hat{b}}_{\mathrm{hard},1}\left(k\right)+{\hat{b}}_{\mathrm{hard},3}\left(k\right)+{\hat{b}}_{\mathrm{hard},5}\left(k\right))\mathrm{mod}2\end{array}\right.,$

其中，mod2表示模2运算；

根据所述符号的位置信息，将64正交幅度调制信号的软判决比特数据平移，映射成16正交幅度调制信号的软判决比特数据，所述16正交幅度调制信号的软判决比特数据为：

$[{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right),{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right)]=\left\{\begin{array}{cc}[{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}\left(k\right)-\mathrm{Bound},{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}\left(k\right)-\mathrm{Bound}],& \mathrm{if}[C_0\left(k\right),C_1\left(k\right)]=\left[\mathrm{0,0}\right]\\ [{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}\left(k\right)-\mathrm{Bound},{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}\left(k\right)+\mathrm{Bound}],& \mathrm{if}[C_0\left(k\right),C_1\left(k\right)]=\left[\mathrm{0,1}\right]\\ [{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}\left(k\right)+\mathrm{Bound},{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}\left(k\right)-\mathrm{Bound}],& \mathrm{if}[C_0\left(k\right),C_1\left(k\right)]=\left[\mathrm{1,0}\right]\\ [{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}\left(k\right)+\mathrm{Bound},{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}\left(k\right)+\mathrm{Bound}],& \mathrm{if}[C_0\left(k\right),C_1\left(k\right)]=[1;1]\end{array}\right.$

其中，参数Bound取值为

优选的，上述方法中，所述将16正交幅度调制信号星座图映射成正交相移键控信号星座图包括：

根据64正交幅度调制信号星座图中符号的硬判决比特数据组合

判断16正交幅度调制信号星座图中符号的位置信息，所述

的组合方法为：

$\left\{\begin{array}{c}{\hat{C}}_0\left(k\right)=({\hat{b}}_{\mathrm{hard},0}\left(k\right)+{\hat{b}}_{\mathrm{hard},2}\left(k\right))\mathrm{mod}2\\ {\hat{C}}_1\left(k\right)=({\hat{b}}_{\mathrm{hard},1}\left(k\right)+{\hat{b}}_{\mathrm{hard},3}\left(k\right))\mathrm{mod}2\end{array}\right.;$

根据所述符号的位置信息，将16正交幅度调制信号的软判决比特数据平移，映射成正交相移键控信号的软判决比特数据，所述正交相移键控信号的软判决比特数据为：

$[{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}^{\mathrm{qpsk}}\left(k\right),{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}^{\mathrm{qpsk}}\left(k\right)]=\left\{\begin{array}{cc}[{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right)+\mathrm{Bound}1,{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right)+\mathrm{Bound}1],& \mathrm{if}[{\hat{C}}_0\left(k\right),{\hat{C}}_1\left(k\right)]=\left[\mathrm{0,0}\right]\\ [{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right)+\mathrm{Bound}1,{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right)-\mathrm{Bound}1],& \mathrm{if}[{\hat{C}}_0\left(k\right),{\hat{C}}_1\left(k\right)]=\left[\mathrm{0,1}\right]\\ [{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right)-\mathrm{Bound}1,{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right)+\mathrm{Bound}1],& \mathrm{if}[{\hat{C}}_0\left(k\right),{\hat{C}}_1\left(k\right)]=\left[\mathrm{1,0}\right]\\ [{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right)-\mathrm{Bound}1,{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right)-\mathrm{Bound}1],& \mathrm{if}[{\hat{C}}_0\left(k\right),{\hat{C}}_1\left(k\right)]=[1,1]\end{array}\right.$

其中，参数Bound 1取值为

本发明实施例还提供了一种高阶正交幅度调制信号频偏估计装置，包括：

解调模块，用于根据接收的高阶正交幅度调制信号，通过解调得到高阶正交幅度调制信号星座图，获取所述高阶正交幅度调制信号的硬判决比特数据和软判决比特数据；

映射模块，用于根据所述解调模块获取的硬判决比特数据和软判决比特数据，将所述高阶正交幅度调制信号星座图映射成低阶信号调制方式的星座图；

估计模块，用于根据所述映射模块形成的低阶信号调制方式的星座图进行频偏估计，获取所述高阶正交幅度调制信号的频偏值。

优选的，上述装置中，所述映射模块包括：

位置信息获取单元，用于根据所述硬判决比特数据判断所述高阶正交幅度调制信号星座图中符号的位置信息；

平移单元，用于根据所述位置信息获取单元获取的位置信息，平移所述软判决比特数据，得到低阶信号调制方式的星座图。

优选的，所述装置为接收机。

从以上所述可以看出，本发明提供的高阶正交幅度调制信号频偏估计方法及装置，通过接收机根据接收的高阶正交幅度调制信号，通过解调得到高阶正交幅度调制信号星座图，获取所述高阶正交幅度调制信号的硬判决比特数据和软判决比特数据；接收机根据所述硬判决比特数据和软判决比特数据，将所述高阶正交幅度调制信号星座图映射成低阶信号调制方式的星座图；接收机根据所述低阶信号调制方式的星座图进行频偏估计，获取所述高阶正交幅度调制信号的频偏值。。从而简捷、准确的实现了高阶正交幅度调制信号的频偏值估计，显著降低了高阶正交幅度调制信号频偏估计的难度。

附图说明

图1为本发明实施例所述高阶正交幅度调制信号频偏估计方法的流程图；

图2为本发明实施例所述高阶正交幅度调制信号频偏估计方法所涉及的64正交幅度调制信号星座图；

图3为本发明实施例所述高阶正交幅度调制信号频偏估计方法所涉及的16正交幅度调制信号星座图；

图4为本发明实施例所述高阶正交幅度调制信号频偏估计装置结构示意图；

图5为本发明实施例所述高阶正交幅度调制信号频偏估计装置中映射模块结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种高阶正交幅度调制信号频偏估计方法及装置，通过将高阶正交幅度调制(QAM，Quadrature Amplitude Modulation)信号星座图，映射成低阶信号调制方式的星座图，利用成熟的低阶信号调制方式的频偏估计方法，实现高阶QAM信号的频偏估计，从而显著地降低了高阶调制符号频偏估计的难度。本发明中，高阶QAM信号是指具有第一阶数的QAM信号，低阶QAM信号是指具有第二阶数的QAM信号，其中第一阶数大于第二阶数。

下面结合附图，通过具体实施例对本发明做进一步说明。

本发明实施例提供的高阶正交幅度调制信号频偏估计方法在具体实现过程中，具体可如附图1所示，可以包括：

步骤11，接收机接收高阶QAM信号。

接收机接收高阶QAM信号。为了便于理解和说明，本发明实施例中，以TD-SCDMA系统中64QAM信号为例进行描述。

步骤12，接收机通过解调高阶QAM信号，形成高阶QAM信号的星座图。

本发明实施例中所涉及的QAM信号星座图，具体可为矩阵星座图。具体的可如附图2(64QAM信号星座图)、附图3(16QAM信号星座图)所示

此步骤中，在生成QAM信号星座图的同时，还可以获取高阶QAM信号的硬判决比特数据和软判决比特数据。

步骤13，接收机将高阶QAM信号星座图映射成低阶信号调制方式的星座图。

本发明实施例所涉及的低阶信号调制方式具体可以包括QAM，正交相移键控(QPSK：Quadrature Phase Shift Keying)等。

而在本发明的一个具体实施例中，将高阶QAM信号星座图映射成低阶信号调制方式的星座图的过程，具体可以是将64QAM信号星座图映射成16QAM信号星座图。

具体的，本实施例中可首先设64QAM信号的硬判决比特数据和软判决比特数据为分别为：

${\hat{b}}_{\mathrm{demap},\mathrm{hard}}^{\′}=[{\hat{b}}_{\mathrm{hard},0}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{hard},1}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{hard},2}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{hard},3}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{hard},4}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{hard},5}\left(1\right),\·\·\·{\hat{b}}_{\mathrm{hard},0}\left(K\right)......{\hat{b}}_{\mathrm{hard},5}\left(K\right)]$

${\hat{b}}_{\mathrm{demap},\mathrm{soft}}^{\′}=[{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{soft},2}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{soft},3}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{soft},4}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{soft},5}\left(1\right),\·\·\·,{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}\left(K\right)......{\hat{b}}_{\mathrm{soft},5}\left(K\right)]$

其中，

表示第k个符号的第i个硬判比特数据；

表示第k个符号的第i个软判比特数据，k表示总的符号数，其取值范围为[1，…K]，i的取值范围为[0，…5]。

然后，可以根据64QAM信号的硬判决比特数据，判断64QAM信号星座图中符号的位置信息。

具体的，可以利用64QAM信号星座图中每一个符号的硬判决比特数据组合[C₀(k)，C₁(k)]，判断64QAM星座图中，每一个符号的位置信息。

本发明实施例中，硬判决比特数据组合方法可如下所示：

$\left\{\begin{array}{c}{C}_0\left(k\right)=({\hat{b}}_{\mathrm{hard},0}\left(k\right)+{\hat{b}}_{\mathrm{hard},2}\left(k\right)+{\hat{b}}_{\mathrm{hard},4}\left(k\right))\mathrm{mod}2\\ C_1\left(k\right)=({\hat{b}}_{\mathrm{hard},1}\left(k\right)+{\hat{b}}_{\mathrm{hard},3}\left(k\right)+{\hat{b}}_{\mathrm{hard},5}\left(k\right))\mathrm{mod}2\end{array}\right.$

其中，mod2表示模2运算。

接下来可以根据符号的位置信息，将64QAM信号的软判决比特数据平移，映射成16QAM信号的软判决比特数据，形成16QAM信号的星座图。

映射后的16QAM信号的软判决比特数据具体可表示为：

$[{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right),{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right)]=\left\{\begin{array}{cc}[{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}\left(k\right)-\mathrm{Bound},{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}\left(k\right)-\mathrm{Bound}],& \mathrm{if}[C_0\left(k\right),C_1\left(k\right)]=\left[\mathrm{0,0}\right]\\ [{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}\left(k\right)-\mathrm{Bound},{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}\left(k\right)+\mathrm{Bound}],& \mathrm{if}[C_0\left(k\right),C_1\left(k\right)]=\left[\mathrm{0,1}\right]\\ [{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}\left(k\right)+\mathrm{Bound},{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}\left(k\right)-\mathrm{Bound}],& \mathrm{if}[C_0\left(k\right),C_1\left(k\right)]=\left[\mathrm{1,0}\right]\\ [{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}\left(k\right)+\mathrm{Bound},{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}\left(k\right)+\mathrm{Bound}],& \mathrm{if}[C_0\left(k\right),C_1\left(k\right)]=[1;1]\end{array}\right.$

其中，参数Bound可以取值为：

而在本发明的另一个具体实施例中，将高阶QAM信号星座图映射成低阶信号调制方式的星座图的过程，具体还可以是在将64QAM信号星座图映射成16QAM信号星座图后，将16QAM信号星座图映射成QPSK信号星座图。

.具体的，可以根据64QAM信号星座图中每一个符号的硬判决比特数据组合

判断已经形成的16QAM信号星座图中每一个符号的位置信息，所述

的组合方法具体可为：

$\left\{\begin{array}{c}{\hat{C}}_0\left(k\right)=({\hat{b}}_{\mathrm{hard},0}\left(k\right)+{\hat{b}}_{\mathrm{hard},2}\left(k\right))\mathrm{mod}2\\ {\hat{C}}_1\left(k\right)=({\hat{b}}_{\mathrm{hard},1}\left(k\right)+{\hat{b}}_{\mathrm{hard},3}\left(k\right))\mathrm{mod}2\end{array}\right.;$

接下来可以根据16QAM信号星座图中符号的位置信息，将16QAM信号的软判决比特数据平移，映射成QPSK信号的软判决比特数据，形成QPSK信号星座图。QPSK信号的软判决比特数据具体可以表示为：

$[{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}^{\mathrm{qpsk}}\left(k\right),{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}^{\mathrm{qpsk}}\left(k\right)]=\left\{\begin{array}{cc}[{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right)+\mathrm{Bound}1,{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right)+\mathrm{Bound}1],& \mathrm{if}[{\hat{C}}_0\left(k\right),{\hat{C}}_1\left(k\right)]=\left[\mathrm{0,0}\right]\\ [{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right)+\mathrm{Bound}1,{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right)-\mathrm{Bound}1],& \mathrm{if}[{\hat{C}}_0\left(k\right),{\hat{C}}_1\left(k\right)]=\left[\mathrm{0,1}\right]\\ [{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right)-\mathrm{Bound}1,{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right)+\mathrm{Bound}1],& \mathrm{if}[{\hat{C}}_0\left(k\right),{\hat{C}}_1\left(k\right)]=\left[\mathrm{1,0}\right]\\ [{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right)-\mathrm{Bound}1,{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right)-\mathrm{Bound}1],& \mathrm{if}[{\hat{C}}_0\left(k\right),{\hat{C}}_1\left(k\right)]=[1,1]\end{array}\right.$

其中，参数Bound 1可以取值为：

步骤14，接收机根据低阶信号调制方式的星座图进行频偏估计，获取高阶QAM信号的频偏值。

具体的，可以根据已经获取的16QAM或者QPSK信号星座图，进行低阶信号的频偏估计。

由于在业界，对低阶信号进行频偏估计已经是很成熟的技术，因此，本发明实施例可以简捷、准确的获取低阶信号的频偏值。

而由于低阶信号的频偏值可以准确无误的反映出对应的高阶QAM的频偏值，因此，本发明实施例提供的高阶QAM频偏估计方法，可以简捷、准确的获取高阶QAM的频偏值，显著降低了高阶正交幅度调制信号频偏估计的难度。

本发明实施例提供的高阶QAM频偏估计装置，具体可如附图4所示，包括解调模块41，映射模块42以及估计模块43。其中：

解调模块41，用于根据接收的高阶QAM信号，通过解调得到高阶QAM信号星座图，获取高阶QAM信号的硬判决比特数据和软判决比特数据。

映射模块42，用于根据解调模块41获取的硬判决比特数据和软判决比特数据，将高阶QAM信号星座图映射成低阶信号调制方式的星座图。

本发明实施例所涉及的低阶信号调制方式具体可以包括QAM，QPSK等。

具体的，映射模块42具体可以将64QAM星座图映射成16QAM信号星座图；或者将64QAM信号星座图映射成16QAM信号星座图后，将16QAM信号星座图映射成QPSK信号星座图。

在一个可选的实施例中，如附图5所示，映射模块42具体可以包括：

位置信息获取单元421，用于根据高阶QAM中的硬判决比特数据，判断高阶QAM信号星座图中符号的位置信息；

平移单元422，用于根据位置信息获取单元421获取的位置信息，平移高阶QAM信号的软判决比特数据，得到低阶信号调制方式的星座图。

在本发明的一个具体实施例中，映射模块42具体可以将64QAM信号星座图映射成16QAM信号星座图。

具体的，映射模块42可首先设64QAM信号的硬判决比特数据软判决比特数据为分别为：

${\hat{b}}_{\mathrm{demap},\mathrm{hard}}^{\′}=[{\hat{b}}_{\mathrm{hard},0}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{hard},1}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{hard},2}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{hard},3}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{hard},4}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{hard},5}\left(1\right),\·\·\·{\hat{b}}_{\mathrm{hard},0}\left(K\right)......{\hat{b}}_{\mathrm{hard},5}\left(K\right)]$

${\hat{b}}_{\mathrm{demap},\mathrm{soft}}^{\′}=[{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{soft},2}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{soft},3}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{soft},4}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{soft},5}\left(1\right),\·\·\·,{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}\left(K\right)......{\hat{b}}_{\mathrm{soft},5}\left(K\right)]$

其中，

表示第k个符号的第i个硬判比特数据；

表示第k个符号的第i个软判比特数据，k表示总的符号数，其取值范围为[1，…K]，i的取值范围为[0，…5]。

然后，映射模块42可以根据64QAM信号的硬判决比特数据，判断64QAM信号星座图中符号的位置信息。

具体的，可以利用64QAM信号星座图中每一个符号的硬判决比特数据组合[C₀(K)，C₁(k)]，判断64QAM星座图中，每一个符号的位置信息。

本发明实施例中，硬判决比特数据组合方法可如下所示：

$\left\{\begin{array}{c}{C}_0\left(k\right)=({\hat{b}}_{\mathrm{hard},0}\left(k\right)+{\hat{b}}_{\mathrm{hard},2}\left(k\right)+{\hat{b}}_{\mathrm{hard},4}\left(k\right))\mathrm{mod}2\\ C_1\left(k\right)=({\hat{b}}_{\mathrm{hard},1}\left(k\right)+{\hat{b}}_{\mathrm{hard},3}\left(k\right)+{\hat{b}}_{\mathrm{hard},5}\left(k\right))\mathrm{mod}2\end{array}\right.$

其中，mod2表示模2运算。

接下来，映射模块42可以根据符号的位置信息，将64QAM信号的软判决比特数据平移，映射成16QAM信号的软判决比特数据，得到16QAM信号的星座图。

映射后的16QAM信号的软判决比特数据具体可表示为：

$[{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right),{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right)]=\left\{\begin{array}{cc}[{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}\left(k\right)-\mathrm{Bound},{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}\left(k\right)-\mathrm{Bound}],& \mathrm{if}[C_0\left(k\right),C_1\left(k\right)]=\left[\mathrm{0,0}\right]\\ [{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}\left(k\right)-\mathrm{Bound},{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}\left(k\right)+\mathrm{Bound}],& \mathrm{if}[C_0\left(k\right),C_1\left(k\right)]=\left[\mathrm{0,1}\right]\\ [{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}\left(k\right)+\mathrm{Bound},{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}\left(k\right)-\mathrm{Bound}],& \mathrm{if}[C_0\left(k\right),C_1\left(k\right)]=\left[\mathrm{1,0}\right]\\ [{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}\left(k\right)+\mathrm{Bound},{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}\left(k\right)+\mathrm{Bound}],& \mathrm{if}[C_0\left(k\right),C_1\left(k\right)]=[1;1]\end{array}\right.$

其中，参数Bound可以取值为：

而在本发明的另一个具体实施例中，映射模块42具体还可以在将64QAM信号星座图映射成16QAM信号星座图后，将16QAM信号星座图映射成QPSK信号星座图。

.具体的，映射模块42可以根据64QAM信号星座图中每一个符号的硬判决比特数据组合

判断已经形成的16QAM信号星座图中每一个符号的位置信息，所述

的组合方法具体可为：

$\left\{\begin{array}{c}{\hat{C}}_0\left(k\right)=({\hat{b}}_{\mathrm{hard},0}\left(k\right)+{\hat{b}}_{\mathrm{hard},2}\left(k\right))\mathrm{mod}2\\ {\hat{C}}_1\left(k\right)=({\hat{b}}_{\mathrm{hard},1}\left(k\right)+{\hat{b}}_{\mathrm{hard},3}\left(k\right))\mathrm{mod}2\end{array}\right.;$

接下来，映射模块42可以根据16QAM信号星座图中符号的位置信息，将16QAM信号的软判决比特数据平移，映射成QPSK信号的软判决比特数据，形成QPSK信号星座图。QPSK信号的软判决比特数据具体可以表示为：

$[{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}^{\mathrm{qpsk}}\left(k\right),{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}^{\mathrm{qpsk}}\left(k\right)]=\left\{\begin{array}{cc}[{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right)+\mathrm{Bound}1,{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right)+\mathrm{Bound}1],& \mathrm{if}[{\hat{C}}_0\left(k\right),{\hat{C}}_1\left(k\right)]=\left[\mathrm{0,0}\right]\\ [{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right)+\mathrm{Bound}1,{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right)-\mathrm{Bound}1],& \mathrm{if}[{\hat{C}}_0\left(k\right),{\hat{C}}_1\left(k\right)]=\left[\mathrm{0,1}\right]\\ [{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right)-\mathrm{Bound}1,{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right)+\mathrm{Bound}1],& \mathrm{if}[{\hat{C}}_0\left(k\right),{\hat{C}}_1\left(k\right)]=\left[\mathrm{1,0}\right]\\ [{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right)-\mathrm{Bound}1,{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right)-\mathrm{Bound}1],& \mathrm{if}[{\hat{C}}_0\left(k\right),{\hat{C}}_1\left(k\right)]=[1,1]\end{array}\right.$

其中，参数Bound 1可以取值为：

估计模块43，用于根据映射模块42形成的低阶信号调制方式的星座图进行频偏估计，获取高阶QAM信号的频偏值。

具体的，估计模块43可以根据已经获取的16QAM或者QPSK信号星座图，进行低阶信号的频偏估计。

由于在业界，对低阶信号进行频偏估计已经是很成熟的技术，因此，本发明实施例可以简捷、准确的获取低阶信号的频偏值。

而由于低阶信号的频偏值可以准确无误的反映出对应的高阶QAM的频偏值，因此，本发明实施例提供的高阶QAM频偏估计装置，可以简捷、准确的获取高阶QAM的频偏值，显著降低了高阶正交幅度调制信号频偏估计的难度。

在本发明的一个具体实施例中，本发明实施例提供的高阶QAM频偏估计装置具体可为接收机。

通过上述描述可以看出，本发明提供的高阶正交幅度调制信号频偏估计方法及装置，通过接收机根据接收的高阶正交幅度调制信号，解调得到高阶正交幅度调制信号星座图，获取所述高阶正交幅度调制信号的硬判决比特数据和软判决比特数据；接收机根据所述硬判决比特数据和软判决比特数据，将所述高阶正交幅度调制信号星座图映射成低阶信号调制方式的星座图；接收机根据所述低阶信号调制方式的星座图进行频偏估计，获取所述高阶正交幅度调制信号的频偏值。从而简捷、准确的实现了高阶正交幅度调制信号的频偏值估计，显著降低了高阶正交幅度调制信号频偏估计的难度。

以上所述仅是本发明的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高阶正交幅度调制信号频偏估计方法，其特征在于，包括：

接收机根据接收的高阶正交幅度调制信号，通过解调得到高阶正交幅度调制信号星座图，获取所述高阶正交幅度调制信号的硬判决比特数据和软判决比特数据；

接收机根据所述硬判决比特数据和软判决比特数据，将所述高阶正交幅度调制信号星座图映射成低阶信号调制方式的星座图；

接收机根据所述低阶信号调制方式的星座图进行频偏估计，获取所述高阶正交幅度调制信号的频偏值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高阶正交幅度调制信号或低阶信号调制方式的星座图为矩形星座图。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低阶信号调制方式包括低阶正交幅度调制和正交相移键控。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述接收机根据所述硬判决比特数据和软判决比特数据，将所述高阶正交幅度调制信号星座图映射成低阶信号调制方式的星座图包括：

接收机根据所述硬判决比特数据判断所述高阶正交幅度调制信号星座图中符号的位置信息；

接收机根据所述位置信息，平移所述软判决比特数据，得到低阶信号调制方式的星座图。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述接收机根据所述硬判决比特数据和软判决比特数据，将所述高阶正交幅度调制信号星座图映射成低阶信号调制方式的星座图包括：

将64正交幅度调制信号星座图映射成16正交幅度调制信号星座图；

或者将64正交幅度调制信号星座图映射成16正交幅度调制信号星座图后，将16正交幅度调制信号星座图映射成正交相移键控信号星座图。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将64正交幅度调制信号星座图映射成16正交幅度调制信号星座图包括：

设64正交幅度调制信号的硬判决比特数据和软判决比特数据分别为：

${\hat{b}}_{\mathrm{demap},\mathrm{hard}}^{\′}=[{\hat{b}}_{\mathrm{hard},0}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{hard},1}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{hard},2}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{hard},3}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{hard},4}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{hard},5}\left(1\right),\·\·\·{\hat{b}}_{\mathrm{hard},0}\left(K\right)......{\hat{b}}_{\mathrm{hard},5}\left(K\right)]$ 和

${\hat{b}}_{\mathrm{demap},\mathrm{soft}}^{\′}=[{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{soft},2}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{soft},3}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{soft},4}\left(1\right),{\hat{b}}_{\mathrm{soft},5}\left(1\right),\·\·\·,{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}\left(K\right)......{\hat{b}}_{\mathrm{soft},5}\left(K\right)]$

其中，

表示第k个符号的第i个硬判比特数据，

表示第k个符号的第i个软判比特数据，k表示总的符号数，其取值范围为[1，…K]，i的取值范围为[0，…5]；

根据64正交幅度调制信号星座图中符号的硬判决比特数据组合[C₀(k)，C₁(k)]，判断64正交幅度调制信号星座图中符号的位置信息，所述[C₀(k)，C₁(k)]的组合方法为：

$\left\{\begin{array}{c}{C}_0\left(k\right)=({\hat{b}}_{\mathrm{hard},0}\left(k\right)+{\hat{b}}_{\mathrm{hard},2}\left(k\right)+{\hat{b}}_{\mathrm{hard},4}\left(k\right))\mathrm{mod}2\\ C_1\left(k\right)=({\hat{b}}_{\mathrm{hard},1}\left(k\right)+{\hat{b}}_{\mathrm{hard},3}\left(k\right)+{\hat{b}}_{\mathrm{hard},5}\left(k\right))\mathrm{mod}2\end{array}\right.,$

其中，mod2表示模2运算；

根据所述符号的位置信息，将64正交幅度调制信号的软判决比特数据平移，映射成16正交幅度调制信号的软判决比特数据，所述16正交幅度调制信号的软判决比特数据为：

$[{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right),{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right)]=\left\{\begin{array}{cc}[{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}\left(k\right)-\mathrm{Bound},{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}\left(k\right)-\mathrm{Bound}],& \mathrm{if}[C_0\left(k\right),C_1\left(k\right)]=\left[\mathrm{0,0}\right]\\ [{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}\left(k\right)-\mathrm{Bound},{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}\left(k\right)+\mathrm{Bound}],& \mathrm{if}[C_0\left(k\right),C_1\left(k\right)]=\left[\mathrm{0,1}\right]\\ [{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}\left(k\right)+\mathrm{Bound},{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}\left(k\right)-\mathrm{Bound}],& \mathrm{if}[C_0\left(k\right),C_1\left(k\right)]=\left[\mathrm{1,0}\right]\\ [{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}\left(k\right)+\mathrm{Bound},{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}\left(k\right)+\mathrm{Bound}],& \mathrm{if}[C_0\left(k\right),C_1\left(k\right)]=[1;1]\end{array}\right.$

其中，参数Bound取值为

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述将16正交幅度调制信号星座图映射成正交相移键控信号星座图包括：

根据64正交幅度调制信号星座图中符号的硬判决比特数据组合

判断16正交幅度调制信号星座图中符号的位置信息，所述的组合方法为：

$\left\{\begin{array}{c}{\hat{C}}_0\left(k\right)=({\hat{b}}_{\mathrm{hard},0}\left(k\right)+{\hat{b}}_{\mathrm{hard},2}\left(k\right))\mathrm{mod}2\\ {\hat{C}}_1\left(k\right)=({\hat{b}}_{\mathrm{hard},1}\left(k\right)+{\hat{b}}_{\mathrm{hard},3}\left(k\right))\mathrm{mod}2\end{array}\right.;$

根据所述符号的位置信息，将16正交幅度调制信号的软判决比特数据平移，映射成正交相移键控信号的软判决比特数据，所述正交相移键控信号的软判决比特数据为：

$[{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}^{\mathrm{qpsk}}\left(k\right),{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}^{\mathrm{qpsk}}\left(k\right)]=\left\{\begin{array}{cc}[{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right)+\mathrm{Bound}1,{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right)+\mathrm{Bound}1],& \mathrm{if}[{\hat{C}}_0\left(k\right),{\hat{C}}_1\left(k\right)]=\left[\mathrm{0,0}\right]\\ [{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right)+\mathrm{Bound}1,{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right)-\mathrm{Bound}1],& \mathrm{if}[{\hat{C}}_0\left(k\right),{\hat{C}}_1\left(k\right)]=\left[\mathrm{0,1}\right]\\ [{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right)-\mathrm{Bound}1,{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right)+\mathrm{Bound}1],& \mathrm{if}[{\hat{C}}_0\left(k\right),{\hat{C}}_1\left(k\right)]=\left[\mathrm{1,0}\right]\\ [{\hat{b}}_{\mathrm{soft},0}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right)-\mathrm{Bound}1,{\hat{b}}_{\mathrm{soft},1}^{16\mathrm{qam}}\left(k\right)-\mathrm{Bound}1],& \mathrm{if}[{\hat{C}}_0\left(k\right),{\hat{C}}_1\left(k\right)]=[1,1]\end{array}\right.$

其中，参数Bound 1取值为

8.一种高阶正交幅度调制信号频偏估计装置，其特征在于，包括：

解调模块，用于根据接收的高阶正交幅度调制信号，通过解调得到高阶正交幅度调制信号星座图，获取所述高阶正交幅度调制信号的硬判决比特数据和软判决比特数据；

映射模块，用于根据所述解调模块获取的硬判决比特数据和软判决比特数据，将所述高阶正交幅度调制信号星座图映射成低阶信号调制方式的星座图；

估计模块，用于根据所述映射模块形成的低阶信号调制方式的星座图进行频偏估计，获取所述高阶正交幅度调制信号的频偏值。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述映射模块包括：

位置信息获取单元，用于根据所述硬判决比特数据判断所述高阶正交幅度调制信号星座图中符号的位置信息；

平移单元，用于根据所述位置信息获取单元获取的位置信息，平移所述软判决比特数据，得到低阶信号调制方式的星座图。

10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述装置为接收机。

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