CN102123130A - 一种基于卫星信道的非对称mapsk星座调制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出的一种基于卫星信道的非对称MAPSK星座调制方法，其特征在于：用Saleh模型建立卫星信道的非线性失真特性模型，确定标准MAPSK星座的幅度和相位，计算非对称MAPSK星座点的相位和幅度，在直角坐标系中，以标准MAPSK星座的中心为原点，非对称的MAPSK星座每个星座点横坐标为

，纵坐标为

得到非对称的MAPSK星座。通过在调制端对MAPSK调制星座进行相位和幅度的优化设计，使其接收端的星座点回到原来的理想位置，从而克服信道的非线性失真影响。

Description

一种基于卫星信道的非对称MAPSK星座调制方法

技术领域

本发明涉及一种基于卫星信道的非对称MAPSK星座调制方法，通过在调制端对MAPSK调制星座进行相位和幅度的优化设计，使其接收端的星座点回到原来的理想位置，从而克服信道的非线性失真影响。

背景技术

MAPSK(amplitude phase shift keying)调制技术是一种将幅度和相位调制结合起来的高阶调制方式。MAPSK星座是由多个同心圆环组成的环形星座。信号星座点x是复数，X信号集由下式构建：

$X=r_k\exp \left[j(\frac{2\mathrm{\π}}{n_k}{i}_k+{\mathrm{\θ}}_k)\right]$ (k＝1，…，K)

式中r_k，n_k分别为第k个圆周的半径和信号点数，K为圆周数；i_k为第k个圆周上的一个点，且i_k＝0，…n_k-1，θ_k为第k个圆周上信号点的初相位。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种基于卫星信道的非对称MAPSK星座调制方法，这种非对称星座设计的方法能够较好地克服信道非线性失真对通信的影响。

技术方案

一种基于卫星信道的非对称MAPSK星座调制方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：用Saleh模型建立卫星信道的非线性失真特性模型：输出信号的幅度

相位偏移

其中，r′_k为输入信号的幅度，α_a，β_a，α_φ，β_φ是Saleh模型的模型参数，从下表一中查表可得

步骤2：确定标准MAPSK星座的幅度r_k和相位

$\left\{\begin{array}{c}{n}_1+n_2+...n_k=M\\ \underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{n}_k{r}_k^2=M\\ {2r}_1\sin (\mathrm{\π}/n_1)={2r}_k\sin (\mathrm{\π}/n_k)\\ {\mathrm{\θ}}_{n_k}={\mathrm{\θ}}_k+\frac{2\mathrm{\π}}{n_k}\·i_k,(i_k=0,...,n_{k-1})\end{array}\right.$

其中r_k为第k个圆周的半径，n_k为第k个圆周的信号点数，K为圆周数，k＝1，…，K；θ_k＝π/n_k，M为星座总点数，

为标准MAPSK星座点的相位；

步骤3：计算非对称MAPSK星座点的相位和幅度

非对称MAPSK星座点的幅度：

非对称MAPSK星座点的相位：

步骤4：在直角坐标系中，以标准MAPSK星座的中心为原点，非对称的MAPSK星座每个星座点横坐标为

纵坐标为

且

得到非对称的MAPSK星座。

有益效果

本发明提出的一种基于卫星信道的非对称MAPSK星座调制方法，通过在调制端对MAPSK调制星座进行相位和幅度的优化设计，使其接收端的星座点回到原来的理想位置，从而克服信道的非线性失真影响。以Eric，Kaye and George测量参数为非线性信道模型的参数。数字仿真了标准4-12MAPSK和非对称的4-12MAPSK的性能见图二。由图二可以看出，通过这种非对称的调制方法，可以克服非线性失真对通信性能影响。

附图说明

图1：MAPSK系统结构图

图2：非线性信道下，4-12MAPSK对称和非对称误码率曲线图

图3：4-12MAPSK对称和非对称星座点示意图

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

以4-12MAPSK为例，进行非对称的优化设计：

步骤1：用Saleh模型建立卫星信道的非线性失真特性模型：输出信号的幅度

相位偏移

其中，r′_k为输入信号的幅度，α_a，β_a，α_φ，β_φ是Saleh模型的模型参数，采用Eric，Kaye and George测量参数表征Saleh模型，根据下表可得具体参数为：

α_a＝2.1587，β_a＝1.1517，

将参数代入式

和式

步骤2：确定标准MAPSK星座的幅度r_k和相位

对于标准4-12MAPSK，有两个环，内环上四个点，外环上12个点，其内环半径r₁＝0.1784，r₂＝0.5085。内环初始相位为θ₁＝π/4，外环初始相位θ₂＝π/12；

$\left\{\begin{array}{c}{n}_1+n_2+...n_k=M\\ \underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{n}_k{r}_k^2=M\\ {2r}_1\sin (\mathrm{\π}/n_1)={2r}_k\sin (\mathrm{\π}/n_k)\\ {\mathrm{\θ}}_{n_k}={\mathrm{\θ}}_k+\frac{2\mathrm{\π}}{n_k}\·i_k,(i_k=0,...,n_{k-1})\end{array}\right.$

其中r_k为第k个圆周的半径，n_k为第k个圆周的信号点数，K为圆周数，k＝1，…，K；θ_k＝π/n_k，M为星座总点数，

为标准MAPSK星座点的相位；

步骤3：计算非对称MAPSK星座点的相位和幅度对于内环，将参数代入

和

得到：

非对称MAPSK星座点的幅度r′₁＝0.0833，

非对称MAPSK星座点的相位θ′₁＝0.7578。

对于外环，将参数代入式

和

得到：

非对称MAPSK星座点的幅度r′₂＝0.2529，

非对称MAPSK星座点的相位θ′₂＝0.0344。

步骤4：在直角坐标系中，以标准MAPSK星座的中心为原点，非对称的MAPSK星座每个星座点横坐标为纵坐标为

且

得到非对称的MAPSK星座，根据计算得到的r′1，r′2，

对星座进行设计如图三。

Claims (1)

1.一种基于卫星信道的非对称MAPSK星座调制方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：用Saleh模型建立卫星信道的非线性失真特性模型：输出信号的幅度

相位偏移

其中，r′k为输入信号的幅度，α_a，β_a，α_φ，β_φ是Saleh模型的模型参数，从下表一中查表可得

步骤2：确定标准MAPSK星座的幅度r_k和相位

$\left\{\begin{array}{c}{n}_1+n_2+...n_k=M\\ \underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{n}_k{r}_k^2=M\\ {2r}_1\sin (\mathrm{\π}/n_1)={2r}_k\sin (\mathrm{\π}/n_k)\\ {\mathrm{\θ}}_{n_k}={\mathrm{\θ}}_k+\frac{2\mathrm{\π}}{n_k}\·i_k,(i_k=0,...,n_{k-1})\end{array}\right.$

其中r_k为第k个圆周的半径，n_k为第k个圆周的信号点数，K为圆周数，k＝1，…，K；θ_k＝π/n_k，M为星座总点数，

为标准MAPSK星座点的相位；

步骤3：计算非对称MAPSK星座点的相位和幅度

非对称MAPSK星座点的幅度：

非对称MAPSK星座点的相位：

步骤4：在直角坐标系中，以标准MAPSK星座的中心为原点，非对称的MAPSK星座每个星座点横坐标为纵坐标为

且

得到非对称的MAPSK星座。

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