CN102316072A - 编码调制方法及解调解码方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种编码调制方法，在调制时，对比特数据进行规则星座映射或非规则星座映射，以得到星座映射符号，其中，所述规则星座映射指采用一种星座图和一种星座点映射方式完成比特到符号的映射，所述非规则星座映射指采用一种星座图和一种以上的星座点映射方式完成比特到符号的映射。本发明还公开了一种与该编码调制方法对应的解调解码方法。本发明通过在发射端使用规则APSK星座映射，能够显著减小Shaping损失，或者使用非规则QAM星座映射，使得解码和解映射更加匹配，从而提高了编码调制系统的传输能力；通过在接收端采用迭代解映射，能够有效地减小独立解映射带来的损失，从而显著提高基于迭代解映射的编码调制系统的性能。

Description

编码调制方法及解调解码方法

技术领域

本发明涉及数字信息传输领域，特别是涉及一种编码调制方法及解调解码方法。

背景技术

在未来的数字信息传输系统中，不仅仅要能够传输现有的网络数据，还要能适应传输越来越多的多媒体数据，因此对传输速率的要求不断增加。由于可用的带宽是有限的，因此通过扩展带宽提高传输速率的可能性受到限制。这样一来，如何对编译码及调制解调技术进行合理设计，以达到在带宽有限信道中的高传输速率要求，便成为了未来数字信息传输领域研究的重要课题。

在无线数字信息传输领域中，为了适应新一代无线通信系统高频谱效率和高传输可靠性的需求，第三代合作伙伴计划(the 3rdGeneration Partner Project，3GPP)在长期演进(Long Term Evolution，LTE)技术中采用了Turbo编码和高阶正交幅度调制(QuadratureAmplitude Modulation，QAM)星座映射的编码调制方案。星座映射，是指将携带数字信息的比特序列映射成适于传输的符号序列。星座映射包含两个要素，即星座图(Constellation)和星座点映射(Labeling)方式。星座图代表星座映射输出符号的所有取值组成的集合，其中，星座图的每一个点对应输出符号的一种取值。星座点映射方式代表输入比特或比特组到星座点的特定映射关系，或者星座点到比特或比特组的特定映射关系，通常每个星座点与一个比特或由多个比特组成的比特组一一对应。

Turbo码以其逼近香农限的优异性能，自从被提出以来，一直受到学术界和产业界的广泛关注。LTE技术中的Turbo码由两个并行级联的分量码组成，每个分量码都是八状态反馈系统卷积码(RecursiveSystematic Convolutional codes，RSC)，具有相同的生成多项式。使用Turbo码保证了高传输可靠性，同时，LTE技术中还采用了高阶调制，如64QAM星座映射，这样能够满足高频谱效率的需求。

通常来讲，在接收端，LTE技术采用BICM(Bit-Interleaved CodedModulation，比特交织编码调制)方案，即独立解映射然后信道解码的方案。然而，根据信息论中的数据处理定理，独立解映射必然带来信息损失，进而导致性能损失，这种损失在高阶调制和中低码率的情况下尤为明显。在发射端，LTE技术采用QAM星座图和格雷映射。受星座图形状的约束，星座映射输出与理想的高斯分布相差较远，因此星座图约束下的信息传输速率与信道容量之间存在差距。这种损失称为Shaping损失，减小Shaping损失的技术被称为Shaping技术。相应地，相比QAM星座图，使得星座图限制下的输出更接近高斯分布而带来的增益称为Shaping增益。目前一大类Shaping技术是采用非均匀星座图，其基本思路是使星座图中低能量的星座点数多而高能量的星座点数少，从而使得在等概映射的情况下输出信号更接近高斯分布，这种非均匀星座图也被称为类高斯星座图，例如幅度相移键控(Amplitude Phase Shift Keying，APSK)星座图。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何减小现有LTE通信系统的发射端QAM星座图造成的Shaping损失、接收端独立解映射造成的损失、以及规则QAM映射对迭代解映射系统性能的限制，提高系统的性能。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种编码调制方法，包括以下步骤：

S1、对输入的信息比特依次进行编码、交织和比特删除，得到所需码长的比特数据；

S2、对所述比特数据进行规则星座映射或非规则星座映射，得到星座映射符号，其中，所述规则星座映射指采用一种星座图和一种星座点映射方式完成比特到符号的映射，所述非规则星座映射指采用一种星座图和一种以上的星座点映射方式完成比特到符号的映射。

其中，所述步骤S1具体包括：

A1、对输入的信息比特进行Turbo编码，得到包括系统位和校验位的编码比特，其中，Turbo编码包括第一比特交织；

A2、对所述编码比特进行第二比特交织得到交织比特，对所述交织比特进行比特删除，得到所需码长的比特数据。

其中，所述规则星座映射采用APSK星座图进行映射，所述非规则星座映射采用QAM星座图进行映射。

其中，所述非规则星座映射包括两种星座点映射方式，对每R₁+R₂个星座符号，其中R₁个星座符号利用其中一种星座点映射方式进行映射，R₂个星座符号利用另一种星座点映射方式进行映射，R₁和R₂均为正整数。

其中，步骤A1中，进行Turbo编码时所使用的Turbo码由两个并行级联的分量码构成，两个分量码为相同的反馈系统卷积码，均为四状态或八状态卷积码。

其中，步骤A1中，所述Turbo编码具体为：信息比特直接输出作为系统位，经第一反馈系统卷积编码得到校验位1，经第一比特交织后再进行第二反馈系统卷积编码得到校验位2，校验位1和2合称校验位；步骤A2中，所述第二比特交织具体为：分别对所述系统位、校验位1和校验位2进行交织，得到交织系统位、交织校验位1和交织校验位2，三者合称交织比特；步骤A2中，所述比特删除具体为：将交织比特的交织校验位1和交织校验位2交替排列，并加在所述系统位之后，截取第1比特到第L比特作为编码比特，删除其余比特，其中，L为正整数，表示码长。

其中，所述两种星座点映射方式中一种为格雷映射。

其中，所述规则星座映射采用64APSK星座图进行映射，所述非规则星座映射采用64QAM星座图进行映射。

本发明还提供了一种基于上述编码调制方法的解调解码方法，包括以下步骤：

B1、接收信道状态信息和所述星座映射符号；

B2、根据调制时所用的星座图和星座点映射方式、Turbo解码反馈的比特软信息以及所述信道状态信息，对所接收的星座映射符号进行星座解映射得到解映射后的比特软信息；

B3、将步骤A2中删除的比特的软信息置零，并将置零后的删除的比特的软信息与解映射后的比特软信息一起组成交织比特的软信息，将交织比特的软信息进行比特解交织得到编码比特的软信息；

B4、利用所述编码比特的软信息进行Turbo解码得到解码后的比特软信息，并将所述解码后的比特软信息经过比特交织和比特删除之后反馈到步骤B2，其中比特交织和比特删除操作与步骤A2的对应；

B5、如果解映射迭代次数达到所设置的解映射最大迭代次数或者解码结果达到预设条件，则停止迭代，对解码后的比特软信息进行硬判决，得到判决后的比特数据，否则，解映射迭代次数加1后返回步骤B2。

(三)有益效果

本发明通过在发射端使用规则APSK星座映射，能够显著减小Shaping损失，或者使用非规则QAM星座映射，使得解码和解映射更加匹配，从而提高了编码调制系统的传输能力；通过在接收端采用迭代解映射，能够有效地减小独立解映射带来的损失，从而显著提高基于迭代解映射的编码调制系统的性能。

附图说明

图1是本发明实施例的编码调制方法流程图；

图2是本发明实施例的编码调制方法中使用的八状态反馈系统卷积码的编码器的结构示意图；

图3是本发明实施例的编码调制方法中使用的四状态反馈系统卷积码的编码器的结构示意图；

图4是本发明实施例的编码调制方法中并行级联Turbo码的编码器的结构示意图；

图5是本发明实施例的编码调制方法中对编码比特进行比特交织和比特删除得到所需码长的编码比特的示意图；

图6是本发明实施例的方法中所用的APSK星座图和星座点映射方式示意图；

图7是本发明实施例的方法中一种QAM星座图的自定义星座点映射方式；

图8是本发明实施例的方法中另一种QAM星座图的自定义星座点映射方式；

图9是本发明实施例的解调解码方法流程图；

图10是本发明实施例的解调解码方法中所用的并行级联Turbo码解码器的示意图；

图11是本发明的方法中实施例1的采用64APSK规则映射的方法与LTE技术中采用64QAM格雷映射的方法在AWGN信道上的性能仿真图；

图12是本发明方法中实施例2的采用64QAM非规则映射的方法与LTE技术中采用64QAM格雷映射的方法在AWGN信道上的性能仿真图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明的主要思想为：发射端利用规则星座映射或非规则星座映射对信息比特进行编码调制；接收端采用BICM-ID(BICM withIterative Demapping and Decoding)，即基于迭代解码解映射译码的比特交织编码调制方法对接收到的星座映射符号进行解调解码得到所述数字信息比特。

图1是本发明实施例的编码调制方法流程图。如图1所示，所述方法包括以下步骤：

步骤A1、发射端对输入信息比特进行Turbo编码得到包括系统位和校验位的编码比特。所述信息比特可以是发射端将接收到的语音、图像等模拟信号通过数字化和信源编码得到的数字信息比特，也可以是发送端接收自计算机等数字设备的数字信息比特。

Turbo编码包括串行级联Turbo码和并行级联Turbo码两种。本发明以采用并行级联Turbo码为例进行说明，并行级联Turbo码可以由两个并行级联的分量码构成，两个分量码可以为相同的反馈系统卷积码。所述反馈系统卷积码的状态数可以为四状态或者八状态，两者的区别在于，传输过程中的噪声和干扰对四状态的反馈系统卷积码造成的影响比八状态的反馈系统卷积码大，不利于差错控制，但是四状态的反馈系统卷积码的译码器的复杂度比八状态的反馈系统卷积码低。一种八状态反馈系统卷积码的编码器如图2所示，其生成多项式为G(D)＝[g₀(D)，g₁(D)]，其中g₀(D)＝1+D²+D³为反馈多项式，g₁(D)＝1+D+D³为前馈多项式。一种四状态反馈系统卷积码的编码器如图4所示，其生成多项式为G(D)＝[g₀(D)，g₁(D)]，其中g₀(D)＝1+D+D²为反馈多项式，g₁(D)＝1+D²为前馈多项式。

3GPP技术规范(Technical Specification，TS)36.212的LTE-V8.1提案中，Turbo码的分量码采用了两个八状态反馈系统卷积码。这是因为其在接收端采用独立解映射然后解码的方案，所以需要采用差错控制能力较强的八状态码字来进行差错控制。

由于本发明实施例中优选在接收端采用迭代解映射然后解码的方案，可以通过解映射和解码之间相互交换外信息来进行差错控制，所以本发明实施例中Turbo码的分量码可以采用两个差错控制能力较弱的四状态反馈系统卷积码。显然，本发明的实施例中Turbo码的分量码也可以采用两个八状态反馈系统卷积码。并行级联Turbo码的编码器结构如图4所示，图中的第一分量码编码器和第二分量码编码器可以都采用图3中所示的四状态反馈系统卷积码的编码器，也可以都采用图2中所示的八状态反馈系统卷积码的编码器，但是都只输出校验位。则所述Turbo编码步骤具体包括：数字信息比特直接输出得到系统位，数字信息比特经第一分量码编码器得到校验位1，数字信息比特经比特交织后再经第二分量码编码器得到校验位2，校验位1和2合称校验位。

步骤A2、发射端对编码比特进行比特交织和比特删除得到所需码长的比特数据。

图5是本发明方法中发射端对编码比特进行比特交织和比特删除得到所需码长的编码比特的示意图。如图5所示，发射端对编码比特进行比特交织得到交织比特，具体包括：分别通过交织器1、交织器2和交织器3对系统位、校验位1和校验位2进行交织，得到交织系统位、交织校验位1和交织校验位2，三者合称交织比特；对交织比特进行比特删除得到所需码长的编码比特，具体包括：将交织比特的交织校验位1和交织校验位2交替排列，并加在交织系统位之后，截取第L₀比特到第L₀+L-1比特作为编码比特，删除其余比特，其中，L₀和L为正整数，L表示码长。

步骤A3、发射端对经过比特交织和比特删除的比特数据进行星座映射并将得到星座映射符号输出。

本步骤中的星座映射包括规则星座映射或非规则星座映射，所述规则星座映射指采用一种星座图和一种星座点映射方式完成比特到符号的映射；所述非规则映射指采用一种星座图和一种以上星座点映射方式完成比特到符号的映射。

为了减小Shaping损失，本发明采用非均匀星座图，基本思路是使星座图中低能量的星座点数多而高能量的星座点数少，从而使得在等概映射的情况下输出信号更接近高斯分布，这种非均匀星座图也被称为类高斯星座图，例如APSK星座图。APSK星座图的星座点在幅度方向呈环状排列、在相位方向呈均匀分布，每个圆环上的星座点可以具有不同的初始相移，因此被称为幅度相移键控。

本步骤中的规则星座映射采用APSK星座图，采用的星座点映射方式为：首先，选择环数和每个环上的点数；然后，根据复高斯变量的幅度呈现瑞利分布的特性确定各环半径；得到例如图6所示的APSK星座图的星座点映射方式；最后，还可以对外环半径进行优化，以有效降低峰均比，同时不影响信息传输容量。

本步骤中的非规则星座映射采用QAM星座图，采用的两种星座点映射方式中，一种映射方式固定，优选为传统格雷映射，另一种是自定义的星座点映射方式，例如，图7或图8所示的QAM星座图的星座点映射方式，自定义的星座点映射方式和格雷映射的比例为R₁∶R₂，即每R₁+R₂个星座符号中，其中R₁个星座符号采用自定义的星座点映射方式，其余R₂个星座符号采用格雷映射，其中，R₁和R₂为正整数。

对星座映射得到的星座映射符号进行频带调制等后续处理后通过有线线路或天线输出。

步骤B、接收端对接收到的星座映射符号进行解调解码得到所述比特数据。

图9是本发明解调解码方法流程图。如图10所示，所述方法包括以下步骤：

步骤B1、接收端接收信道状态信息和星座映射符号。

在本步骤中，还包括设置解映射最大迭代次数(例如为6)，Turbo解码最大迭代次数(例如为8)，初始迭代次数均设置为1，设置Turbo解码反馈的解码后的比特软信息的初始值为零。

步骤B2、对所接收的星座映射符号进行星座解映射得到解映射后的比特软信息。

本步骤具体为，按照星座映射符号所采用的星座图和星座点映射方式，并结合信道状态信息和Turbo解码反馈的解码后的比特软信息对所接收的星座映射符号进行星座解映射得到解映射后的比特软信息。

步骤B3、将步骤A2中删除的比特的软信息置零，并将置零后的删除的比特的软信息与解映射后的比特软信息一起组成交织比特的软信息，将交织比特的软信息进行比特解交织得到编码比特的软信息。

步骤B4、利用所述编码比特的软信息进行Turbo解码得到解码后的比特软信息，并将所述解码后的比特软信息经过比特交织和比特删除之后反馈到步骤B2，其中比特交织和比特删除操作与步骤A2的对应。

步骤B5、如果解映射迭代次数达到设置的解映射最大迭代次数或者解码结果达到预设条件，则停止迭代，对解码后的比特软信息进行判决，得到判决后的数字信息比特，否则，解映射迭代次数加1后返回步骤B2。

在本步骤中，所述预设条件优选为解码后的比特软信息大于一个阈值，例如16；所述判决具体为硬判决。

在步骤B4中进行Turbo解码时，接收端所采用的并行级联Turbo码解码器的示意图如图10所示，首先初始化Turbo解码迭代次数和编码比特的软信息；第一分量码解码器利用输入的系统位的软信息和校验位1的软信息，结合反馈的先验信息A1进行解码(A1的初始值为零)，得到第一分量码解码器的外信息E1；E1经过比特交织之后作为第二分量码解码器的先验信息A2；第二分量码解码器利用校验位2的软信息和经过比特交织后的系统位的软信息，结合先验信息A2进行解码，得到第二分量解码器的外信息E2；E2经过比特解交织之后作为先验信息A1反馈给第一分量码解码器，如此迭代进行解码。当Turbo解码过程达到最大Turbo解码迭代次数，停止Turbo解码，输出解码后的比特软信息。其中，解码后的比特软信息可以从第一分量码解码器输出，也可以从第二分量码解码器输出。

从外信息传递(Extrinsic Information Transfer，EXIT)图的分析结果可以得出，如果解映射的外信息传递曲线和解码的外信息传递曲线不相交且两者之间所夹的面积越小，说明解码和解映射越匹配，即星座点映射方式与信道编码越匹配。如果星座点映射方式与编码足够匹配，便可以通过解映射和解码之间相互交换外信息来进行差错控制，分量码则可以采用差错控制能力较弱的四状态码字，这样在保证迭代解映射系统性能的同时可以降低系统复杂度。

对于LTE技术中采用的QAM星座图和独立解映射，格雷映射是与Turbo码编码最匹配的星座点映射方式，而如果采用QAM星座图和迭代解映射，则难于找到一种规则映射方式与Turbo码编码相匹配，而采用本发明所示的非规则映射方式，就可以通过调整两种星座点映射方式及其比例使得解映射和解码足够匹配，从而能够在迭代解码解映射中获得最大的性能增益。因此，本发明提出的非规则QAM星座映射结合迭代解映射的方案，能够在提高系统性能的同时最大限度地减小对现有编码方案的调整。

实施例1：

本实施例中发射端采用的分量码为四状态RSC(2，[7，5]₈)，其中，RSC(v，[G_r，G])是反馈系统卷积码的一种简单表示方法，v代表寄存器级数，G_r代表反馈多项式，G代表前馈多项式，多项式均以八进制数表示。

本实施例发射端采用的两种反馈系统卷积码的码率均为1/2，所以N比特的信息比特经过Turbo编码后得到N比特系统位、N比特校验位1和N比特校验位2，总共输出3N比特长度的编码比特(不考虑收尾比特)，其中，N为正整数。

分别对系统位、校验位1和校验位2进行交织，得到交织系统位、交织校验位1和交织校验位2，三者合称交织比特；将交织校验位1和交织校验位2交替排列，并加在系统位之后，构成3N比特长度的交织比特，截取交织比特的第1比特到第L比特作为编码比特，删除其余比特，其中，L为大于1，并且小于等于3N的整数。

本实施例发射端的星座映射为规则星座映射，采用64APSK星座图和相应的星座点映射方式。64APSK星座映射是将六个比特组成的比特组

映射为对应一个星座点的二维实数向量

其中b⁽⁰⁾～b⁽⁵⁾的取值为0或1，星座点的十进制标号为本实施例采用的64APSK的星座图总共五个环，各环半径大小依次为[0.3869，0.6939，0.9883，1.4453，2.0834]，起始相位为0或者π比上环上点的个数。该64APSK星座图的星座点坐标为(

i=4i₁+i₀)，具体如表1所示。

表1

i1	i0＝0	i0＝1	i0＝2	i0＝3
					0	[0.3574  0.1480]	[0.1480  0.3574]	[-0.3574  0.1480]	[-0.1480  0.3574]
1	[0.3574  -0.1480]	[0.1480  -0.3574]	[-0.3574  -0.1480]	[-0.1480  -0.3574]
					2	[0.6411  0.2656]	[0.2656  0.6411]	[-0.6411  0.2656]	[-0.2656  0.6411]
3	[0.6411  -0.2656]	[0.2656  -0.6411]	[-0.6411  -0.2656]	[-0.2656  -0.6411]
					4	[1.4275  0.2261]	[2.0434  0.4065]	[-1.4275  0.2261]	[-2.0434  0.4065]
5	[1.4275  -0.2261]	[2.0434  -0.4065]	[-1.4275  -0.2261]	[-2.0434  -0.4065]
					6	[0.9547  0.2558]	[0.6989  0.6989]	[-0.9547  0.2558]	[-0.6989  0.6989]
7	[0.9547  -0.2558]	[1.1575  -1.7323]	[-0.9547  -0.2558]	[-1.1575  -1.7323]
					8	[0.4065  2.0434]	[0.2261  1.4275]	[-0.4065  2.0434]	[-0.2261  1.4275]
9	[0.4065  -2.0434]	[0.2261  -1.4275]	[-0.4065  -2.0434]	[-0.2261  -1.4275]
					10	[1.7323  1.1575]	[0.2558  0.9547]	[-1.7323  1.1575]	[-0.2558  0.9547]
11	[0.6989  -0.6989]	[0.2558  -0.9547]	[-0.6989  -0.6989]	[-0.2558  -0.9547]
					12	[1.1575  1.7323]	[0.6562  1.2878]	[-1.1575  1.7323]	[-0.6562  1.2878]
13	[1.2878  -0.6562]	[1.7323  -1.1575]	[-1.2878  -0.6562]	[-1.7323  -1.1575]
					14	[1.2878  0.6562]	[1.0220  1.0220]	[-1.2878  0.6562]	[-1.0220  1.0220]
15	[1.0220  -1.0220]	[0.6562  -1.2878]	[-1.0220  -1.0220]	[-0.6562  -1.2878]

本实施例中接收端接收信道状态信息和星座映射符号，设置解映射最大迭代次数，例如6，设置Turbo解码最大迭代次数，例如8，初始迭代次数均设置为1，设置Turbo解码反馈的解码后的比特软信息的初始值为零，按照64APSK的星座图和上述星座点映射方式，并结合信道状态信息和Turbo解码反馈的解码后的比特软信息对所接收的星座映射符号进行星座解映射得到解映射后的比特软信息，将Turbo编码中删除的比特的软信息置零，与解映射后的比特软信息一起组成交织比特的软信息，将交织比特的软信息进行比特解交织，得到编码比特的软信息；利用所述编码比特的软信息进行Turbo解码，得到解码后的比特软信息，将所述解码后的比特软信息经过比特交织和比特删除之后返回给前述解映射步骤；如果解映射迭代次数达到设置的解映射最大迭代次数或者解码结果达到预设条件，例如解码后的比特软信息的绝对值大于16，则停止迭代，对解码后的比特软信息进行硬判决，得到判决后的数字信息比特，否则，解映射迭代次数加1后，返回前述解映射步骤。

图11是依照本发明实施例1的采用64APSK规则映射和迭代解映射的数字信息传输方法与LTE技术中采用64QAM格雷映射和独立解映射的数字信息传输方法在加性高斯白噪声(Additive White GaussianNoise，AWGN)信道上的性能仿真结果图示，其中当码字错误率为10^-2时，本发明实施例1的方案比LTE方案性能提升了1.02dB；性能提升的原因是采用64APSK星座映射降低了Shaping损失，并且采用迭代解码解映射技术降低了独立解映射解码带来的性能损失。

实施例2：

本实施例中发射端采用的分量码为四状态RSC(2，[7，5]₈)。

本实施例发射端采用的两种反馈系统卷积码的码率均为1/2，所以N比特的信息比特经过Turbo编码后得到N比特系统位、N比特校验位1和N比特校验位2，总共输出3N比特长度的编码比特(不考虑收尾比特)，其中，N为正整数。

分别对系统位、校验位1和校验位2进行交织，得到交织系统位、交织校验位1和交织校验位2，三者合称交织比特；将交织校验位1和交织校验位2交替排列，并加在系统位之后，构成3N比特长度的交织比特，截取交织比特的第1比特到第L比特作为编码比特，删除其余比特，其中，L为大于1，并且小于等于3N的整数。

本实施例发射端的星座映射为非规则星座映射，采用64QAM星座图和两种星座点映射方式混合完成比特到符号的星座映射。与64APSK星座映射类似，64QAM星座映射也是将六个比特组成的比特组

映射为对应一个星座点的二维实数向量

其中b⁽⁰⁾～b⁽⁵⁾的取值为0或1，星座点的十进制标号为

不同的是，非规则映射基于一个星座图但采用两种星座点映射方式。本实施例中，其中一种星座点映射方式是传统格雷映射，另一种是图7所示的自定义的星座点映射方式，自定义的星座映射方式和格雷映射的比例为R₁∶R₂，例如1∶2，即每R₁+R₂个星座符号中，其中R₁个星座符号采用自定义的星座映射方式，其余R₂个星座符号采用格雷映射，其中，R₁和R₂为正整数。

本实施例中接收端接收信道状态信息和星座映射符号，设置解映射最大迭代次数，例如6，设置Turbo解码最大迭代次数，例如8，设置当前迭代次数为1，设置Turbo解码反馈的解码后的比特软信息的初始值为零，按照64QAM的星座图和上述自定义星座映射与格雷映射按1∶2的比例混合的星座点映射方式，并结合信道状态信息和Turbo解码反馈的解码后的比特软信息对所接收的星座映射符号进行星座解映射得到解映射后的比特软信息，将Turbo编码中删除的比特的软信息置零，与解映射后的比特软信息一起组成交织比特的软信息，将交织比特的软信息进行比特解交织，得到编码比特的软信息；利用所述编码比特的软信息进行Turbo解码，得到解码后的比特软信息，将所述解码后的比特软信息经过比特交织和比特删除之后返回给前述解映射步骤；如果解映射迭代次数达到设置的解映射最大迭代次数或者解码结果达到预设条件，例如解码后的比特软信息的绝对值大于16，则停止迭代，对解码后的比特软信息进行硬判决，得到判决后的数字信息比特，否则，解映射迭代次数加1后，返回前述解映射步骤。

图12是依照本发明实施例2的采用64QAM非规则映射和迭代解映射的数字信息传输方法与LTE技术中采用64QAM格雷映射和独立解映射的数字信息传输方法在加性高斯白噪声(Additive WhiteGaussian Noise，AWGN)信道上的性能仿真结果图示，其中当码字错误率为10-2时，本发明实施例2的方案比LTE方案性能提升了0.38dB；性能提升的原因是采用非规则映射技术和迭代解码解映射技术，减小了独立解映射和格雷映射带来的性能损失。

由以上实施例可以看出，本发明在发射端使用规则APSK星座映射，能够显著减小Shaping损失，或者使用非规则QAM星座映射，使得解码和解映射更加匹配，从而提高了编码调制系统的传输能力；通过在接收端采用迭代解映射，能够有效地减小独立解映射带来的损失，从而显著提高基于迭代解映射的编码调制系统的性能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种编码调制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、对输入的信息比特依次进行编码、交织和比特删除，得到所需码长的比特数据；

S2、对所述比特数据进行规则星座映射或非规则星座映射，得到星座映射符号，其中，所述规则星座映射指采用一种星座图和一种星座点映射方式完成比特到符号的映射，所述非规则星座映射指采用一种星座图和一种以上的星座点映射方式完成比特到符号的映射。

2.如权利要求1所述的编码调制方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：

A1、对输入的信息比特进行Turbo编码，得到包括系统位和校验位的编码比特，其中，Turbo编码包括第一比特交织；

A2、对所述编码比特进行第二比特交织得到交织比特，对所述交织比特进行比特删除，得到所需码长的比特数据。

3.如权利要求1所述的编码调制方法，其特征在于，所述规则星座映射采用APSK星座图进行映射，所述非规则星座映射采用QAM星座图进行映射。

4.如权利要求3所述的编码调制方法，其特征在于，所述非规则星座映射包括两种星座点映射方式，对每R₁+R₂个星座符号，其中R₁个星座符号利用其中一种星座点映射方式进行映射，R₂个星座符号利用另一种星座点映射方式进行映射，R₁和R₂均为正整数。

5.如权利要求2所述的编码调制方法，其特征在于，步骤A1中，进行Turbo编码时所使用的Turbo码由两个并行级联的分量码构成，两个分量码为相同的反馈系统卷积码，均为四状态或八状态卷积码。

6.如权利要求2和5所述的编码调制方法，其特征在于，步骤A1中，所述Turbo编码具体为：信息比特直接输出作为系统位，经第一反馈系统卷积编码得到校验位1，经第一比特交织后再进行第二反馈系统卷积编码得到校验位2，校验位1和2合称校验位；

步骤A2中，所述第二比特交织具体为：分别对所述系统位、校验位1和校验位2进行交织，得到交织系统位、交织校验位1和交织校验位2，三者合称交织比特；

步骤A2中，所述比特删除具体为：将交织比特的交织校验位1和交织校验位2交替排列，并加在所述系统位之后，截取第1比特到第L比特作为编码比特，删除其余比特，其中，L为正整数，表示码长。

7.如权利要求4所述的编码调制方法，其特征在于，所述两种星座点映射方式中一种为格雷映射。

8.如权利要求3所述的编码调制方法，其特征在于，所述规则星座映射采用64APSK星座图进行映射，所述非规则星座映射采用64QAM星座图进行映射。

9.一种基于权利要求2～8所述编码调制方法的解调解码方法，其特征在于，包括以下步骤：

B1、接收信道状态信息和所述星座映射符号；

B2、根据调制时所用的星座图和星座点映射方式、Turbo解码反馈的比特软信息以及所述信道状态信息，对所接收的星座映射符号进行星座解映射得到解映射后的比特软信息；

B3、将步骤A2中删除的比特的软信息置零，并将置零后的删除的比特的软信息与解映射后的比特软信息一起组成交织比特的软信息，将交织比特的软信息进行比特解交织得到编码比特的软信息；

B4、利用所述编码比特的软信息进行Turbo解码得到解码后的比特软信息，并将所述解码后的比特软信息经过比特交织和比特删除之后反馈到步骤B2，其中比特交织和比特删除操作与步骤A2的对应；

B5、如果解映射迭代次数达到所设置的解映射最大迭代次数或者解码结果达到预设条件，则停止迭代，对解码后的比特软信息进行硬判决，得到判决后的比特数据，否则，解映射迭代次数加1后返回步骤B2。

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