CN102546518B - 一种用于hsdpa业务中的64qam解调方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于HSDPA业务中的64QAM解调方法及装置，包括步骤：将64QAM调制星座图顺时针旋转45°，确定旋转后与接收的复数符号x(i)对应的复数符号y(i)，根据y(i)确定bit6及bit5的软值信息；将旋转后的星座图沿Y轴向左翻转，然后沿X轴向下翻转，根据翻转后星座图的中心位置坐标及与y(i)对应的复数符号确定bit4及bit3的软值信息；将翻转后的星座图的中心位置平移至坐标原点，将平移后的星座图沿Y轴再次向左翻转，然后沿X轴再次向下翻转，根据再次翻转后星座图的中心位置坐标及与y(i)对应的复数符号确定bit2及bit1的软值信息。本发明处理运算简单，获取的软值信息准确，易于硬件实现。

Description

一种用于HSDPA业务中的64QAM解调方法及装置
技术领域
本发明涉及信号处理技术，尤其涉及一种用于HSDPA(High SpeedDownlink Packet Access，高速下行链路分组接入)业务中的64QAM(包含64种符号的QAM(Quadrature Amplitude Modulation，正交幅度调制)方式)解调方法及装置。
背景技术
在TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division MultipleAccess，时分同步-码分多址接入)终端系统方案中，HSDPA需要对接收的复数符号数据进行解调处理。依据最新的HSPA+(High Speed Packet Access，增强型高速分组接入)协议要求，需要支持QPSK(Quaternary Phase ShiftKeying，四相相移键控)、16QAM(包含16种符号的QAM方式)、64QAM三种调制方式。
现有技术中的HSDPA解调处理一般只支持QPSK、16QAM两种调制方式，包括硬解调和软解调两种方法。硬解调即判断接收的复数符号与标准星座图中符号最接近的点，输出该点对应的比特数据。软解调即根据接收的复数符号，经过解调处理得到一组软输出，该组软值表示了实际接收符号与标准星座图中符号接近的可靠程度。
中国专利CN1921472(2007.02.28)，描述了一种用于HSDPA业务的16QAM解调方法，该方法采用相位旋转和分段函数结合，并通过QPSK解调判决的方法得到16QAM解调值。其属于软解调的方法之一，星座图的旋转依赖于QPSK解调判决的方法，其处理步骤比较复杂。且不支持64QAM的解调。
中国专利CN1917493(2007.02.21)，描述了一种HSDPA中16QAM定点解调方法，该方法利用解调前的数据较精确地估计出信噪比，并利用该信噪比构建出与定点接收数据相匹配的16QAM星座图，再根据该星座图进行解调。其属于硬解调的方法之一，由于需要计算信噪比之后再构建星座图，因此计算量大，处理步骤复杂。且不支持64QAM的解调。
发明内容
本发明提供一种用于HSDPA业务中的64QAM解调方法及装置，用以解决现有技术中HSDPA业务的解调处理不支持64QAM解调的问题。
本发明技术方案包括：
一种用于HSDPA业务中的64QAM解调方法，接收的复数符号为x(i)，该复数符号映射的比特序列为(bit6，bit5，bit4，bit3，bit2，bit1)，包括如下步骤：
A、将64QAM调制星座图顺时针旋转45°，确定旋转后x(i)对应的复数符号y(i)，根据y(i)确定bit6及bit5的软值信息；
B、将旋转后的星座图沿Y轴向左翻转，然后沿X轴向下翻转，根据翻转后星座图的中心位置坐标及与y(i)对应的复数符号确定bit4及bit3的软值信息；
C、将翻转后的星座图的中心位置平移至坐标原点，将平移后的星座图沿Y轴再次向左翻转，然后沿X轴再次向下翻转，根据再次翻转后星座图的中心位置坐标及与y(i)对应的复数符号确定bit2及bit1的软值信息。
进一步地，所述步骤A中，旋转后x(i)对应的复数符号 y ( i ) = x ( i ) · 2 / 2 ( 1 - j ) .
进一步地，所述bit6的软值信息bit6(i)＝real[y(i)]，所述bit5的软值信息bit5(i)＝imag[y(i)]，其中，real[y(i)]为复数符号y(i)的实部，imag[y(i)]为复数符号y(i)的虚部。
进一步地，所述步骤B中，翻转后星座图的中心位置坐标为(-amp，-amp)，其中amp为翻转后星座图中的各星座点对应的复数符号的实部及虚部的幅度均值。
进一步地，所述bit4的软值信息bit4(i)＝amp-abs{real[y(i)]}，所述bit3的软值信息bit3(i)＝amp-abs{imag[y(i)]}，其中，-abs{real[y(i)])为翻转后与y(i)对应的复数符号的实部，-abs{imag[y(i)]}为翻转后与y(i)对应的复数符号的虚部，abs表示取绝对值。
进一步地，所述步骤C中，再次翻转后星座图的中心位置坐标为(-amp/2，-amp/2)。
进一步地，所述bit2的软值信息bi2(i)＝amp/2-abs{amp-abs{real[y(i)]}}，所述bit1的软值信息bit1(i)＝amp/2-abs{amp-abs{imag[y(i)]}}，其中，-abs{amp-abs{real[y(i)]})为再次翻转后与y(i)对应的复数符号的实部，-abs{amp-abs{imag[y(i)]}}为再次翻转后与y(i)对应的复数符号的虚部，abs表示取绝对值。
一种用于HSDPA业务中的64QAM解调装置，接收的复数符号为x(i)，该复数符号映射的比特序列为(bit6，bit5，bit4，bit3，bit2，bit1)，包括：
星座图旋转处理单元，用于将64QAM调制星座图顺时针旋转45°，确定旋转后x(i)对应的复数符号y(i)，根据y(i)确定bit6及bit5的软值信息；
第一星座图翻转处理单元，用于将旋转后的星座图沿Y轴向左翻转，然后沿X轴向下翻转，根据翻转后星座图的中心位置坐标及与y(i)对应的复数符号确定bit4及bit3的软值信息；
星座图平移单元，用于将第一星座图翻转处理单元翻转后的星座图的中心位置平移至坐标原点；
第二星座图翻转处理单元，用于将平移后的星座图沿Y轴再次向左翻转，然后沿X轴再次向下翻转，根据再次翻转后星座图的中心位置坐标及与y(i)对应的复数符号确定bit2及bit1的软值信息。
进一步地，所述翻转后星座图的中心位置坐标为(-amp，-amp)，其中amp为翻转后星座图中的各星座点对应的复数符号的实部及虚部的幅度均值；
所述bit4的软值信息bit4(i)＝amp-abs{real[y(i)]}，所述bit3的软值信息bit3(i)＝amp-abs{imag[y(i)]}，其中，-abs{real[y(i)]}为翻转后与y(i)对应的复数符号的实部，-abs{imag[y(i)]}为翻转后与y(i)对应的复数符号的虚部，abs表示取绝对值。
进一步地，所述再次翻转后星座图的中心位置坐标为(-amp/2，-amp/2)；
所述bit2的软值信息bit2(i)＝amp/2-abs{amp-abs{real[y(i)]}}，所述bit1的软值信息bit1(i)＝amp/2-abs{amp-abs{imag[y(i)]}}，其中，-abs{amp-abs{real[y(i)]}}为再次翻转后与y(i)对应的复数符号的实部，-abs{amp-abs{imag[y(i)]}}为再次翻转后与y(i)对应的复数符号的虚部，abs表示取绝对值。
本发明有益效果如下：
本发明所述技术方案克服了现有的大多数TD基带芯片处理系统中，HSDPA解调制不支持64QAM的缺点，通过采用软解调的方法，基于星座图的旋转、翻转、平移获取软值，其处理运算简单，获取的软值信息准确，易于硬件实现。适合应用于TD-SCDMA终端系统的HSDPA解调制处理，符合HSPA+技术的三种调制方式要求。
附图说明
图1为TD-SCDMA系统中的64QAM调制星座图；
图2为顺时针旋转后的64QAM调制星座图；
图3为顺时针旋转、翻转后的64QAM调制星座图；
图4为顺时针旋转、翻转、平移后的64QAM调制星座图；
图5为顺时针旋转、翻转、平移、翻转后的64QAM调制星座图；
图6为顺时针旋转、翻转、平移、翻转、平移后的64QAM调制星座图；
图7为本发明所述用于HSDPA业务中的64QAM解调装置的结构框图；
图8为采用本发明所述64QAM解调方案后的HSPA+解调数据处理流程图。
具体实施方式
下面将结合各个附图对本发明的具体实现过程予以进一步详细的说明。
请参阅图1，该图为TD-SCDMA系统中的64QAM调制星座图，由图中可见，TD-SCDMA系统中64QAM的标准星座图共有64个星座点，星座点之间的相差很小，一个复数符号映射的比特序列为：(bit6，bit5，bit4，bit3，bit2，bit1)。
本发明所述用于HSDPA业务中的64QAM解调方法是一种软解调方法，软解调处理中的关键是根据接收的复数符号x(i)的实部real[x(i)]和虚部imag[x(i)]，获取其映射的比特序列(bit6，bit5，bit4，bit3，bit2，bit1)的软值输出。具体实现步骤如下：
步骤S10、将图1所示的64QAM调制星座图顺时针旋转45°，旋转后的星座图如图2所示，旋转后x(i)对应的复数符号通过观察图2可以看出，落在Y轴右边的星座点的bit6为0，落在Y轴左边的星座点的bit6为1；落在X轴上边的星座点的bit5为0，落在X轴下边的星座点的bit5为1。bit6的软值信息包含在复数符号y(i)的实部中，有bit6(i)＝real[y(i)]；bit5的软值信息包含在复数符号y(i)的虚部中，有bit5(i)＝imag[y(i)]。
步骤S11、将图2的星座图中的星座点的右边区域翻转到左边，上边区域翻转到下边，这样所有的星座点都变换到第三象限，如图3所示，第三象限里共有16个星座点，在图2的星座图中与y(i)对应的复数符号的实部为-abs{real[y(i)]}，虚部-abs{imag[y(i)]}，abs表示绝对值。星座图的中心位置坐标为(-amp，-amp)，其中amp为翻转后星座图中的各星座点对应的复数符号的实部及虚部的幅度均值。
步骤S12、将图3所示星座图的中心位置平移至坐标原点，如图4所示，观察图4可以看出，落在Y轴右边的星座点的bit4为0，落在Y轴左边的星座点的bit4为1；落在X轴上边的星座点的bit3为0，落在X轴下边的星座点的bit3为1。bit4的软值信息包含在图4中与y(i)对应的复数符号的实部中，有bit4(i)＝amp-abs{real[y(i)]}；bit3的软值信息包含在图4中与y(i)对应的复数符号的虚部中，有bit3(i)＝amp-abs{imag[y(i)]}，abs表示取绝对值。
步骤S13、将图4的星座图中的星座点的右边区域翻转到左边，上边区域翻转到下边，这样所有的星座点都变换到第三象限，如图5所示，这样第三象限里共有4个星座点，在图2的星座图中与y(i)对应的复数符号的实部为-abs{amp-abs{real[y(i)]}}，虚部-abs{amp-abs{imag[y(i)]}}。星座图的中心位置坐标为(-amp/2，-amp/2)。
步骤S14、将图5所示星座图的中心位置平移至坐标原点，得到的结果如图6所示，落在Y轴右边的星座点的bit2为0，落在Y轴左边的星座点的bit2为1；落在X轴上边的星座点的bit1为0，落在X轴下边的星座点的bit1为1。bit2的软值信息包含在图6中与y(i)对应的复数符号的实部中，有bit2(i)＝amp/2-abs{amp-abs{real[y(i)]}}；bit1的软值信息包含在图6中与y(i)对应的复数符号的虚部中，有bit1(i)＝amp/2-abs{amp-abs{imag[y(i)]}}。
综上可见，通过对64QAM星座图的旋转、翻转、平移，可以得到64QAM软解调的全部软值输出。
请参阅图7，该图为本发明所述用于HSDPA业务中的64QAM解调装置的结构框图，其主要包括星座图旋转处理单元、第一星座图翻转处理单元、星座图平移单元及第二星座图翻转处理单元，设接收的复数符号为x(i)，该复数符号映射的比特序列为(bit6，bit5，bit4，bit3，bit2，bit1)，各单元的具体功能如下：
星座图旋转处理单元，用于将64QAM调制星座图顺时针旋转45°，确定旋转后x(i)对应的复数符号y(i)，根据y(i)确定bit6及bit5的软值信息；
第一星座图翻转处理单元，用于将旋转后的星座图沿Y轴向左翻转，然后沿X轴向下翻转，根据翻转后星座图的中心位置坐标及与y(i)对应的复数符号确定bit4及bit3的软值信息；
星座图平移单元，用于将第一星座图翻转处理单元翻转后的星座图的中心位置平移至坐标原点；
第二星座图翻转处理单元，用于将平移后的星座图沿Y轴再次向左翻转，然后沿X轴再次向下翻转，根据再次翻转后星座图的中心位置坐标及与y(i)对应的复数符号确定bit2及bit1的软值信息。
具体地，旋转后x(i)对应的复数符号bit6的软值信息bit6(i)＝real[y(i)]，bit5的软值信息bit5(i)＝imag[y(i)]，其中，real[y(i)]为复数符号y(i)的实部，imag[y(i)]为复数符号y(i)的虚部。
具体地，翻转后星座图的中心位置坐标为(-amp，-amp)，其中amp为翻转后星座图中的各星座点对应的复数符号的实部及虚部的幅度均值；bit4的软值信息bit4(i)＝amp-abs{real[y(i)]}，bit3的软值信息bit3(i)＝amp-abs{imag[y(i)]}，其中，-abs{real[y(i)]}为翻转后与y(i)对应的复数符号的实部，-abs{imag[y(i)]}为翻转后与y(i)对应的复数符号的虚部，abs表示取绝对值。
具体地，再次翻转后星座图的中心位置坐标为(-amp/2，-amp/2)；bit2的软值信息bit2(i)＝amp/2-abs{amp-abs{real[y(i)]}}，bit1的软值信息bit1(i)＝amp/2-abs{amp-abs{imag[y(i)]}}，其中，-abs{amp-abs{real[y(i)]}}为再次翻转后与y(i)对应的复数符号的实部，-abs{amp-abs{imag[y(i)]}}为再次翻转后与y(i)对应的复数符号的虚部，abs表示取绝对值。
请参阅图8，该图为采用本发明所述64QAM解调方案后的HSPA+解调数据处理流程图，其实现过程具体如下：首先判断是哪种调制方式的解调制。对于QPSK的解调制，两个比特映射为一个星座点，只需要星座图旋转后可得到相应的bit2、bit1软值输出；对于16QAM的解调制，四个比特映射为一个星座点，星座图旋转后可得到相应的bit4、bit3软值输出，接着进行星座图翻转，根据均值平移，可得到相应的bit2、bit1软值输出；对于64QAM的解调制，六个比特映射为一个星座点，星座图旋转后可得到相应的bit6、bit5软值输出，接着进行星座图翻转，根据均值平移，可得到相应的bit4、bit3软值输出，重复进行星座图翻转，根据均值平移，可得到相应的bit2、bit1软值输出。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种用于HSDPA业务中的64QAM解调方法，其特征在于，设接收的复数符号为x(i)，该复数符号映射的比特序列为bit6，bit5，bit4，bit3，bit2，bit1，包括如下步骤：
A、将64QAM调制星座图顺时针旋转45°，确定旋转后x(i)对应的复数符号y(i)，根据y(i)确定bit6及bit5的软值信息；
B、将旋转后的星座图沿Y轴向左翻转，然后沿X轴向下翻转，根据翻转后星座图的中心位置坐标及与y(i)对应的复数符号确定bit4及bit3的软值信息；
C、将翻转后的星座图的中心位置平移至坐标原点，将平移后的星座图沿Y轴再次向左翻转，然后沿X轴再次向下翻转，根据再次翻转后星座图的中心位置坐标及与y(i)对应的复数符号确定bit2及bit1的软值信息。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A中，旋转后x(i)对应的复数符号 y ( i ) = x ( i ) · 2 / ( 1 - j ) .
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述bit6的软值信息bit6(i)＝real[y(i)]，所述bit5的软值信息bit5(i)＝imag[y(i)]，其中，real[y(i)]为复数符号y(i)的实部，imag[y(i)]为复数符号y(i)的虚部。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，翻转后星座图的中心位置坐标为(-amp,-amp)，其中amp为翻转后星座图中的各星座点对应的复数符号的实部及虚部的幅度均值。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述bit4的软值信息bit4(i)＝amp-abs{real[y(i)]}，所述bit3的软值信息bit3(i)＝amp-abs{imag[y(i)]}，其中，-abs{real[y(i)]}为翻转后与y(i)对应的复数符号的实部，-abs{imag[y(i)]}为翻转后与y(i)对应的复数符号的虚部，abs表示取绝对值。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤C中，再次翻转后星座图的中心位置坐标为(-amp2,-amp2)。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述bit2的软值信息bit2(i)＝amp/2-abs{amp-abs{real[y(i)]}}，所述bit1的软值信息bit1(i)＝amp/2-abs{amp-abs{imag[y(i)]}}，其中，-abs{amp-abs{real[y(i)]}}为再次翻转后与y(i)对应的复数符号的实部，-abs{amp-abs{imag[y(i)]}}为再次翻转后与y(i)对应的复数符号的虚部，abs表示取绝对值。
8.一种用于HSDPA业务中的64QAM解调装置，其特征在于，设接收的复数符号为x(i)，该复数符号映射的比特序列为bit6，bit5，bit4，bit3，bit2，bit1，包括：
星座图旋转处理单元，用于将64QAM调制星座图顺时针旋转45°，确定旋转后x(i)对应的复数符号y(i)，根据y(i)确定bit6及bit5的软值信息；
第一星座图翻转处理单元，用于将旋转后的星座图沿Y轴向左翻转，然后沿X轴向下翻转，根据翻转后星座图的中心位置坐标及与y(i)对应的复数符号确定bit4及bit3的软值信息；
星座图平移单元，用于将第一星座图翻转处理单元翻转后的星座图的中心位置平移至坐标原点；
第二星座图翻转处理单元，用于将平移后的星座图沿Y轴再次向左翻转，然后沿X轴再次向下翻转，根据再次翻转后星座图的中心位置坐标及与y(i)对应的复数符号确定bit2及bit1的软值信息。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述翻转后星座图的中心位置坐标为(-amp,-amp)，其中amp为翻转后星座图中的各星座点对应的复数符号的实部及虚部的幅度均值；
所述bit4的软值信息bit4(i)＝amp-abs{real[y(i)]}，所述bit3的软值信息bit3(i)＝amp-abs{imag[y(i)]}，其中，-abs{real[y(i)]}为翻转后与y(i)对应的复数符号的实部，-abs{imag[y(i)]}为翻转后与y(i)对应的复数符号的虚部，abs表示取绝对值。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述再次翻转后星座图的中心位置坐标为(-amp2,-amp2)；
所述bit2的软值信息bit2(i)＝amp/2-abs{amp-abs{real[y(i)]}}，所述bit1的软值信息bit1(i)＝amp/2-abs{amp-abs{imag[y(i)]}}，其中，-abs{amp-abs{real[y(i)]}}为再次翻转后与y(i)对应的复数符号的实部，-abs{amp-abs{imag[y(i)]}}为再次翻转后与y(i)对应的复数符号的虚部，abs表示取绝对值。
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Application publication date: 20120704

Assignee: Xi'an Chris Semiconductor Technology Co. Ltd.

Assignor: SHENZHEN ZTE MICROELECTRONICS TECHNOLOGY CO., LTD.

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Denomination of invention: Method and device used for demodulating 64 quadrature amplitude modulation (QAM) and used in high speed downlink packet access (HSDPA) business

Granted publication date: 20141217

License type: Common License

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