CN110785976A - 针对相位噪声优化的正交幅度调制的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

公开了用于使用数字正交幅度调制来促进无线通信的方法和装置。一种无线通信设备利用信号星座图来正交调制发送的信号或正交解调接收的信号。信号星座图包括多个星座符号和相关联的比特序列，星座符号和相关联的比特序列之间可以转换。公开了特定的信号星座图。

Description

针对相位噪声优化的正交幅度调制的方法和装置
技术领域
示例实施例一般涉及无线通信技术领域，特别是涉及用于使用特定正交幅度调制星座图来执行正交幅度调制的方法和装置。
背景技术
正交幅度调制(quadrature amplitude modulation，QAM)已经在有线和无线数字通信系统中得到了广泛应用。在数字QAM方案中，QAM星座由其在正交坐标中的幅度和相位指定。相移键控(phase-shift keying，PSK)调制可以认为是QAM的一种特殊情况，其中，PSK调制方案的幅度是恒定的，并且PSK星座均匀分布在圆上。
数字QAM的目的是将消息从发射器传送到接收器。然而，这种通信必须应对噪声(例如热噪声和相位噪声)以及其它限制(例如发射器功率限制)。相位噪声(频率偏移)在高频率(例如60GHz及以上)时的问题尤其大，且可由发射器和接收器两者中的非理想振荡器产生。尤其是对于高频通信系统，在存在热噪声、相位噪声、以及其它限制的情况下使用高阶QAM可能导致不可接受的高错误率。
提供一种用于正交幅度调制的方法和装置来消除或减轻现有技术的一个或多个限制可能是有利的。
提供上述背景信息是为了揭示申请人认为可能相关的信息。无意承认也不应理解为任何前述信息构成现有技术。
发明内容
至少一些示例实施例的目的是提供一种用于无线通信系统中的正交信号调制的方法和装置。
根据示例实施例，提供了一种用于使用数字正交幅度调制的无线通信的方法，该方法包括：根据64点星座图，使用无线通信设备的控制器在星座符号和与上述星座符号相对应的比特序列之间进行转换，上述星座符号用于调制发送信号和/或在接收信号中被检测。根据示例实施例，在示例指定表(或多个指定表)的行中指定每个星座符号，在其中一个表的“X”和“Y”列之一(例如，分别为第一坐标和第二坐标)中指定星座符号的同相分量的归一化幅度，并且在该表的“X”和“Y”列的另一列中指定星座符号的正交分量的归一化幅度。可选地，在任何前述实施例中，信号星座图由表中的值指定为四舍五入(简称舍入)或截断取整(简称截断)到小数点后三位、四位、五位、或六位。可选地，在任何前述实施例中，信号星座图可以从多个表的其中一个表中选择。可选地，在任何前述实施例中，与星座符号相关联的特定比特序列如表所列，或者如下从表所列的比特序列导出：通过将恒定二进制值添加到所列比特序列、通过将一致比特重排序操作应用于所列比特序列、或通过将恒定二进制值添加到所列比特序列并将一致比特重排序操作应用于所列比特序列。
根据示例实施例，提供了一种用于无线通信设备的装置，该无线通信设备用于使用数字正交幅度调制的无线通信，该装置包括：控制器，用于根据具有指定数量的星座点的信号星座图在比特序列和对应的星座符号之间进行转换，上述星座符号用于调制发送信号或在接收的信号中被检测，或用于调制发送信号并在接收的信号中被检测。根据示例实施例，在示例指定表(或多个指定表)的行中指定每个星座符号，在其中一个表的“X”和“Y”列之一中指定星座符号的同相分量的归一化幅度，并且在该表的“X”和“Y”列的另一列中指定星座符号的正交分量的归一化幅度。在一些实施例中，信号星座图由表中的值指定为舍入或截断到小数点后三位、四位、五位、或六位。可选地，在任何前述实施例中，信号星座图可以从多个表的其中一个表中选择。可选地，在任何前述实施例中，与星座符号相关联的特定比特序列如表所列，或者如下从表所列的比特序列导出：通过将恒定二进制值添加到所列比特序列、通过将一致比特重排序操作应用于所列比特序列、或通过将恒定二进制值添加到所列比特序列并通过将一致比特重排序操作应用于所列比特序列。
另一示例实施例是一种用于使用数字正交幅度调制(quadrature amplitudemodulation，QAM)的无线通信的方法，该方法包括：使用无线通信设备的控制器根据64点星座图来调制信号，上述信号是发送信号或者上述信号是接收信号；星座符号的归一化幅度由一个或多个指定表中的坐标对定义。在另一示例实施例中，该方法还包括在适用时从无线通信设备发送调制信号或在无线通信设备中接收信号。控制器可以包括调制器或处理器。
另一示例实施例是一种用于无线通信设备的装置，该无线通信设备用于使用数字正交幅度调制(QAM)的无线通信，该装置包括：控制器，用于根据64点星座图来调制信号，上述信号是发送信号或上述信号是接收信号。星座符号的归一化幅度由一个或多个指定表中的坐标对来定义。在另一示例实施例中，控制器还用于在适用时从无线通信设备发送调制信号或在无线通信设备中接收信号。控制器可以包括调制器或处理器。
另一示例实施例是一种非暂时性计算机可读介质，包含用于使用数字正交幅度调制(QAM)的无线通信的指令，该非暂时性计算机可读介质包括可由无线通信设备的控制器执行的指令，该指令包括用于执行本文描述的方法和装置的功能的指令。
可选地，在任何前述实施例中，64点星座图是反射对称星座图。
可选地，在任何前述实施例中，坐标对的第一坐标表示星座符号的同相分量和正交分量中的其中一个的归一化幅度，坐标对的第二坐标表示星座符号的同相分量和正交分量中的另一个的归一化幅度。
可选地，在任何前述实施例中，使用格雷映射将比特序列分配给星座符号。
可选地，在任何前述实施例中，上述比特序列中的每一个的长度为6比特，包括4个非指定象限比特，并且其中，对于范围从k＝1至k＝16且包括端值在内的索引值k：与由坐标对中列出的第k个坐标对定义的星座符号对应的比特序列的非指定象限比特等于：k-1的二进制表示；k-1的二进制表示在模16加法下与常数值相加；k-1的二进制表示进行一致的比特重排序，或者k-1的二进制表示在模16加法下与常数值相加并进行一致的比特重排序。
可选地，在任何前述实施例中，64点星座图是反射对称星座图，并且其中与同一组反射对称星座符号内的星座符号相对应的比特序列具有相同的非指定象限比特。
可选地，在任何前述实施方式中，控制器包括用于上述转换的映射模块电子元件。
附图说明
现在将参照附图通过示例的方式描述实施例，在附图中，相似的附图标记可以用于指示相似的特征，并且在附图中：
图1示出了根据示例实施例的无线发射器通信装置。
图2示出了根据另一示例实施例的无线接收器通信装置。
图3示出了根据示例实施例的用于QAM符号的无线发送的方法。
图4示出了根据示例实施例的用于QAM符号的无线接收的方法。
图5示出了根据示例实施例的映射模块电子部件。
图6示出了根据可在示例实施例中使用的IEEE 802.11ad无线通信方法，在单载波物理层中从物理层服务数据单元(physical layer service data unit，PSDU)生成物理层协议数据单元(physical layer protocol data unit，PPDU)。
图7示出了根据示例实施例的可以使用的IEEE 802.11ad单载波物理层帧格式和相关块结构。
图8示出了IEEE 802.11ad的相位噪声的功率谱密度。
图9示出了根据示例实施例的QAM的64点信号星座图。
图10示出了根据另一示例实施例的QAM的64点信号星座图。
图11示出了根据示例实施例的误帧率(frame error rate，FER)相对于峰值信噪比(peak signal-to-noise ratio，PSNR)的第一示例性能比较。
图12示出了根据示例实施例的误帧率(FER)相对于峰值信噪比(PSNR)的第二示例性能比较。
图13示出了根据示例实施例的误帧率(FER)相对于峰值信噪比(PSNR)的第三示例性能比较。
图14示出了根据示例实施例的误帧率(FER)相对于峰值信噪比(PSNR)的第四示例性能比较。
图15示出了根据示例实施例的使用线性内插相位噪声减轻方法的残余相位噪声的标准偏差与信噪比(signal-to-noise ratio，SNR)的关系。
图16示出了根据示例性实施例的发射器和接收器系统。
图17示出了根据示例实施例的用于实施峰值功率约束的简化软限制器。
图18示出了根据示例实施例的星座图优化过程。
具体实施方式
示例实施例一般涉及用于使用如本文描述的数字QAM信号星座图进行无线通信的方法和装置。该方法包括使用无线发射器和/或接收器或相关的信号处理电子设备、根据所描述的星座图来调制和/或解调信号。该装置包括无线发射器和/或接收器、或相关的信号处理电子设备，该装置用于根据所描述的星座图来调制和/或解调信号。如这里所使用的，QAM通常是指包括同相分量和正交分量的任何幅度调制，用于调制彼此正交的两个载波信号。例如，相移键控被认为是QAM的一种特定形式。
示例实施例可以用于在发射器和接收器之间无线传送信息。该信息可以包括例如控制面数据、应用数据、或用户消息数据。在发射器侧，信息最初被表示为多个二进制数字(比特)，并且对信号进行调制包括将给定数量m的比特一次映射到信号星座图中的对应符号。在接收器侧，信息通过正交调制波形表示，并且对信号进行解调包括将与信号星座图中的符号相对应的波形的部分映射到相关的m比特序列。
示例实施例应用高阶调制方案，其中，QAM调制中的M＝2m个符号中的每个符号表示多个(m>1)比特。表1示出了频谱效率r＝mrc和基于香农(Shannon)容量限制的所需最小信噪比(SNR)，对应于不同的码率rc和星座集的不同基数M＝2m，m＝2，……，8。
Figure BDA0002324181710000041
表1
根据示例实施例，并且参考图1，公开了一种无线通信装置或设备，上述无线通信装置或设备包括输入接口110、发射器映射模块120、和发射器模块130。输入接口110用于接收待无线发送的数据。数据可以用二进制表示，并且可以包括至少m个比特，其中m是所使用的正交调制星座的调制阶数的以2为底的对数。发射器映射模块120用于接收一个或多个比特序列。每个比特序列代表长度为m的数据的一部分。比特序列可以直接对应于数据的m个连续比特，或者比特序列可以通过应用诸如加扰、交织、信道编码等操作而从数据中导出。发射器映射模块还用于针对每个比特序列生成具有同相分量124和正交分量126的对应星座符号122。如这里所述，根据特定的信号星座图128给出比特序列和所生成的星座符号之间的对应关系。通常，表示输入数据的多个比特序列被用于生成星座符号序列。发射器模块130用于基于由映射模块生成的星座符号来生成并发送无线信号135。发射器模块130可以包括或可操作地耦合到相关的天线和/或另外的信号处理部件。无线通信装置的调制器或控制器可以用于执行调制。
基于星座符号生成无线信号可以以本领域技术人员容易理解的方式来执行。例如，同相分量的序列可以用于对第一正弦载波信号进行幅度调制，并且正交分量的对应序列可以用于对与第一正弦信号异相(正交)的第二正弦载波信号进行幅度调制。同相分量和正交分量的序列可以表示为例如脉冲串或其它电信号例如用于载波信号的幅度调制，脉冲串或其它电信号的幅度根据同相分量和正交分量的幅度而变化。然后，将调幅载波信号加在一起并发送。
根据示例实施例，并且参考图2，公开了一种无线通信装置，该无线通信装置包括接收器模块210、接收器映射模块220、和输出接口230。接收器模块用于接收无线信号212，并且在实现硬判决解码的示例实施例中，接收器模块用于基于无线信号生成星座符号214，每个星座符号具有同相分量216和正交分量218。基于接收的无线信号生成星座符号可以以本领域技术人员容易理解的方式来执行。例如，可以将接收信号与载波信号的本地生成的副本相乘，可以对该结果应用低通滤波，并且可以对低通滤波的输出进行采样以恢复星座符号的同相分量和正交分量的表示。采样包括量化。对于硬判决解码，在示例实施例中，接收器映射模块220用于接收星座符号214并针对每个星座符号生成与该星座符号对应的比特序列228。如这里所述，根据特定信号星座图226给出比特序列和接收的星座符号之间的对应关系。输出接口230用于提供数据238，该数据的一部分由与接收到的星座符号相关的所生成的比特序列228表示。或者，在另一示例实施例中，可以采用软判决解码，例如低密度奇偶校验(low density parity check，LDPC)解码或turbo解码，其中，解调器输出对数似然比(log-likelihood ratio，LLR)序列，而不是执行直接的符号到比特映射。解码器然后使用LLR值来进行解码。注意，这里的“调制”不仅指信号的QAM调制和/或生成，而且还可以指接收信号的解码或解调，这是因为，在以上两种情况下都执行调制。接收器模块210可以包括或可操作地耦合到相关的天线和/或另外的信号处理部件。
所提供的一组m比特可以直接表示数据的m比特，或者可以通过应用诸如解扰、解交织、解码等操作来至少部分地从所生成的比特序列获得数据的一部分。通常，对于示例实施例中的硬判决解码，接收的无线信号用于生成星座符号序列，该星座符号序列被传递到接收器映射模块。然后，接收器映射模块使用硬判决解码或软判决解码来生成数据。
根据示例实施例，并且参考图3，提供了一种用于促进QAM符号的无线发送的方法。该方法包括经由无线通信设备的内部输入接口接收310待无线发送的数据。该数据可以包括至少m个比特，其中m由所使用的正交调制方案的调制阶数确定。该方法还包括提供320一个或多个比特序列。例如，在诸如但不一定限于信道编码的操作之后，每个比特序列代表数据的一部分。每个比特序列的长度为m，其中m是与调制阶数对应的预定值。该方法还包括针对每个比特序列，确定330具有同相分量和正交分量的对应星座符号。如这里所述，根据特定的信号星座图给出比特序列和所提供的星座符号之间的对应关系。通常，表示输入数据的多个比特序列被用于生成星座符号序列。该方法还可以包括基于所确定的星座符号来生成和发送340无线信号。无线信号的生成包括根据生成的星座符号序列来调制载波信号。
根据示例实施例，并且参考图4，提供了一种用于执行QAM符号的无线接收和解调的方法。无线通信装置的调制器或控制器可以用于执行解调。该方法包括接收410无线信号，并且在实现硬判决解码的示例实施例中，该方法包括基于无线信号生成420接收的基带符号，每个接收的基带符号具有同相分量和正交分量。所接收的基带符号可以通过基于星座映射将最可能的星座符号映射到对应的比特序列来生成比特序列(如在硬判决解码中)，或者形成比特相关软值序列，该比特相关软值序列指示在与所选择的星座符号相对应的比特序列的特定比特位置处的比特值的似然性(如在软判决解码中)。这样，该方法还包括提供430与接收的基带符号相对应的比特序列或软值。如这里所述，根据特定信号星座图给出接收的星座符号。该方法还包括提供440数据，该数据的一部分由所提供的比特序列或者与所接收的符号相关联的软值序列表示。例如，可以通过对比特序列执行信道解码和其它操作来提供数据。
示例实施例一般提供了如下的方法和装置，其用于根据如本文所述的信号星座图所指定的对应关系，基于比特序列生成星座符号和/或基于星座符号生成比特序列或比特相关软值序列。这样的实施例可以在上述发射器映射模块和接收器映射模块中表示，这些模块统称为映射模块。例如，所提供的装置可以接收几组m个比特，并生成与所接收的比特序列相对应的包括同相分量和正交分量的星座符号。例如，比特序列可以由诸如串行或并行数字数据信号的数字信号来表示。星座符号序列可以由例如电信号对表示，该电信号对具有随星座符号的同相分量和正交分量的幅度而变化的幅度。作为另一示例，星座符号序列可以由时变数字信号或时变模拟信号表示，上述时变数字信号或时变模拟信号传达供另一电子设备用以生成这样的电信号对的指令。对于接收操作，所提供的装置可以接收电信号对，该电信号对的幅度或其他特性被上述装置解释为星座符号的接收序列的同相分量和正交分量的接收序列的幅度。然后，该装置可以生成多个比特序列或更大序列中的多个比特相关软值，其对应于所接收的星座符号序列。
因此，示例实施例包括例如使用映射模块根据特定信号星座图在星座符号和比特序列之间进行转换。在信号发送的情况下，上述转换包括基于比特序列生成星座符号。在信号接收的情况下，上述转换包括基于星座符号生成比特序列或比特相关软值序列。信号调制和/或解调的其它方面，例如改变载波信号的幅度和/或处理接收的信号以恢复星座符号，可以但不必然包括在示例实施例中。因此，转换可以指调制发送信号，或者解调接收信号。
图5示出了根据示例实施例提供的映射模块电子部件500。电子部件可以作为半导体电路提供，例如形成集成电路封装的一部分或全部。映射模块电子部件可被配置为发射器映射模块、接收器映射模块、或发射器映射模块和接收器映射模块。映射模块包括用于提供和/或接收多组m个比特的第一接口510。映射模块还包括第二接口520，该第二接口用于接收和/或提供指示星座符号的信号。在一些实施例中，第二接口可包括用于接收和/或提供星座符号的同相分量的第一端子522，以及用于接收和/或提供星座符号的正交分量的第二端子524。映射模块用于经由转换电路530根据信号星座图535在比特序列和星座符号之间进行转换。转换电路可以是数字电路或模拟电路。在一些实施例中，根据特定信号星座图来预配置转换电路。在其他实施例中，转换电路可根据可以通过映射模块的控制接口540指定或选择的信号星座图来重新配置。
示例实施例应用于毫米波(millimeter wave，mmWave)无线通信系统中的信号调制。一些示例实施例可应用于如IEEE 802.11系列标准中规定的Wi-FiTM通信系统中的信号调制。一些示例实施例可应用于采用约60GHz的载波频率的无线通信系统中的信号调制。容易理解，示例实施例可以应用于其他无线通信系统、以及有线或光学系统，并且可以应用在其他通信环境中。
图6示出了根据可在示例实施例中使用的无线通信方法，在单载波物理层中从物理层服务数据单元(physical layer service data unit，PSDU)生成物理层协议数据单元(physical layer protocol data unit，PPDU)。图6中所示的操作与IEEE 802.11ad无线局域网协议中规定的操作类似，并且其细节可以在2012年12月出版的E-ISBN为978-0-7381-8096-0的IEEE802.11ad-2012标准文档中找到。单载波物理层可以采用低密度奇偶校验(low-density parity check，LDPC)码，例如码字长度为672的LDPC码。输入PSDU数据605经过加扰610，并且加扰比特被分段615以提供输入比特617。然后，例如使用LDPC码对输入比特进行编码620，以提供编码比特622。可以在编码之后执行可选的交织操作623。交织可以包括例如混洗(shuffle)编码比特。然后，编码且可能交织的比特可选地进行零填充625。然后，调制630具有或不具有零填充的编码比特。在示例实施例中，可以使用如本文所述的信号星座图来执行调制。然后，调制符号632经过符号分块和保护插入635，从而提供PPDU640。通常，根据示例实施例的调制操作可以在诸如LDPC编码的信道编码之后执行。
图7示出了根据示例实施例的可以使用的IEEE 802.11ad单载波物理层帧格式700和相关的块结构。详细示出了三个连续数据块结构750a、750b、750c的集合。数据块结构的数量是可变的。PPDU中的每个数据块结构750a、750b、750c包括448个调制数据符号752，在其之前是保护间隔(guard interval，GI)755。因此，对于多个连续块，多组448个调制数据符号752由双极Golay序列GI 755分开，GI 755具有相同长度-64。在给定的一组448个调制数据符号752之前和之后的两个GI 755形成循环前缀，该循环前缀允许在接收器处的FFT/IFFT操作以执行频域均衡。此外，已知的GI可以用于其他目的，例如用于减少相位噪声的相位噪声估计。
示例实施例涉及例如使用图7所示的数据块结构的单载波系统中的信号调制和/或解调。示例实施例涉及具有其它格式的数据块结构的单载波系统中的信号调制和/或解调。
示例实施例涉及具有或不具有相位噪声的通信系统中的信号调制和/或解调。相位噪声会显著地降低采用高阶数字QAM调制的高频通信系统中的链路性能。在等式(1)中示出了IEEE 802.11ad所考虑的相位噪声的一个模型的功率谱密度：
Figure BDA0002324181710000061
如IEEE 802.11ad所考虑的，该模型的参数化使得：PSD(0)＝-90dBc/Hz；极频率fp＝1MHz；零频率fz＝100MHz；相应的PSD(无穷大)＝-130dBc/Hz；并且在发射器和接收器处都对减损(impairment)建模。在示例实施例中，提供了根据上述相位噪声模型配置的信号星座图。
图8示出了该模型的IEEE 802.11ad的相位噪声的功率谱密度。
示例实施例包括信号星座图，该信号星座图是根据考虑到发射功率和相位噪声约束的星座图优化而生成的。在一些示例实施例中，用于星座图优化的相位噪声模型和PA模型在等式(1)和图17中给出，可以使用这种优化方法生成多个64点星座图集。本文公开了这些星座图中的选定星座图。
注意，被认为对于特定码率最优的星座图不限于与该码率一起使用。相反，即使星座图已被优化用于特定码率，该星座图也可用于各种码率。将星座图用于不同码率可能导致性能降低和/或最优性损失。更一般地，注意，被认为对于特定条件集合最优的星座图可以在其他条件下使用，其性能可能降低和/或最优性可能损失。然而，这种性能降低可能是可以接受的。此外，由在不同条件下使用相同星座的能力引起的复杂度降低可以带来抵消性能降低的好处。
下面详细描述根据示例实施例提供的各种信号星座图。每个信号星座图表示一组星座符号。具有M个点的信号星座图被称为M点星座图。在一些示例实施例中，星座符号的x坐标值指示星座符号的同相分量的(归一化)幅度，并且星座符号的y坐标值指示星座符号的正交分量的(归一化)幅度。或者，星座符号的x坐标值可以指示星座符号的正交分量的(归一化)幅度，并且星座符号的y坐标值指示星座符号的同相分量的(归一化)幅度。M个比特的序列可以与每个星座符号相关联。
在一些情况下，仅指定星座图的第一象限。这样，在一些实施例中，星座图的其它象限中的星座符号的位置可以从第一象限中的星座符号通过反射对称性容易地获得。对于反射对称性，给定第一象限中的星座符号，第二象限中的星座符号的位置可通过Y(垂直)轴的反射来获得。更具体而言，反射操作可包括，对于由向量位置(x，y)指定的第一象限中的每个星座符号，获得由向量位置(-x，y)指定的第二象限中的星座符号。类似地，给定第一象限中的星座符号，第三象限中的星座符号的位置可以通过Y轴的反射、随后通过X(水平)轴的反射来获得。更具体而言，反射操作可包括，对于由向量位置(x，y)指定的第一象限中的每个星座符号，获得由向量位置(-x，-y)指定的第三象限中的星座符号，其中x和y是非负值。类似地，给定第一象限中的星座符号，第四象限中的星座符号的位置可通过X(水平)轴的反射来获得。更具体而言，反射操作可包括，对于由向量位置(x，y)指定的第一象限中的每个星座符号，获得由向量位置(x，-y)指定的第二象限中的星座符号。或者，为了通过上述反射操作获得与第一象限的星座符号不同的象限中的星座符号，可以使用一系列反射操作。例如，第二象限中的星座符号可以从第一象限的星座符号通过Y轴的反射获得，第三象限中的星座符号可以从第二象限的星座符号通过X轴的反射获得，并且第四象限中的星座符号可以从第三象限的星座符号通过Y轴的反射获得。如这里所使用的，术语“反射对称星座符号”是指对于给定的x和y值的四个星座符号(x，y)、(x，-y)、(-x，-y)、(-x，y)的集合。
如这里所使用的，术语“对称星座符号”指的是“反射对称星座符号”。由反射对称星座符号组成的星座图也可以被称为反射对称星座图，或“对称星座图”。
在另一示例实施例中，当指定第一象限的星座符号时，星座图的其它象限中的星座符号的位置可从第一象限中的星座符号通过相位旋转而获得。
在一些示例实施例中，所示的信号星座图可以按非零缩放因子k来缩放，可以通过将星座图中的每个星座符号(x，y)映射到新的星座符号(kx，ky)来执行信号星座图的缩放。图9-10中所示的(x，y)坐标值和表2-表3中所规定的(x，y)坐标值是归一化的。在表2-表3中，星座幅度被归一化，使得所有星座符号的平均功率等于一。在表2-表3中，星座幅度被归一化，使得每个星座符号的功率小于或等于一。或者，可以对指定的坐标值进行归一化，使得所有星座符号中的峰值功率等于一。例如，本领域技术人员将容易理解，对指定星座的当前描述应当理解为包括其其它缩放比例或归一化。
在一些示例实施例中，在所示信号星座图中的星座符号的(x，y)位置可以进行有限的改变。例如，当在一个实施例中以小数点后d位的精度指定星座符号的位置时，另一实施例可以对应于星座符号的相同的大体位置，但是以小数点后d-1位的精度指定，另一实施例对应于星座符号的相同的大体位置，但是以小数点后d-2位的精度指定，以及又一实施例对应于星座符号的相同的大体位置，但是以小数点后d-3位的精度指定。较低精度实施例可以从较高精度实施例通过舍入或截断获得。在一些示例实施例中，星座符号的归一化(x，y)位置可以被指定到小数点后3位、4位、5位、或6位。由坐标值限定到小数点后至少d位精度的幅度是指如下幅度：当测量时与小数点后至少d位精度的坐标值一致，测量和/或坐标值的其他小数位通过截断而被舍弃或者进行舍入运算而精确到小数点后d位。
在一些实施例中，考虑到诸如I/Q臂幅度和相位平衡、DC偏移、和相位噪声之类的因素，小数位的精度可以与误差向量幅度(error vector magnitude，EVM)要求相关。在IEEE 802.11ad中，对于单载波传输，EVM通常需要低至-21dB，而对于OFDM传输，EVM通常需要低至-26dB。
作为另一示例，当在第一实施例中以小数点后d位的精度指定星座符号的位置时，第二实施例可以对应于星座符号的相同的大体位置，但变化多达δ个单位，其中δ的数量级是10-d，或者可替代的，10-d+1或10-d+2，使得例如在第一实施例中给定星座符号(x，y)，第二实施例可以包括对应的星座符号(x'，y')，其中，(x-δ,y-δ)<(x’,y’)<(x+δ,y+δ)，或者可替代地，其中，||(x’,y’)-(x,y)||<δ。
在示例实施例中，星座符号的归一化幅度由落在矩形区域内(包括沿矩形区域的边界)的任何位置的坐标来定义。对于每个星座符号，矩形区域由第一坐标对指定的第一角和第二坐标对指定的第二角定义。第二角是第一角的斜对角。对于表2-表3的其中一个表指定的信号星座图，以及对于该表中的每个列出的坐标对，可以通过对所列出的坐标对的X值和Y值进行向下舍入来从所列出的坐标对中导出第一坐标对(指定矩形区域的第一角)。可以通过对所列出的坐标对的X值和Y值进行向上舍入来从所列出的坐标对中导出第二坐标对(指定矩形区域的第二角)。在一些实施例中，如本领域技术人员将容易理解的，舍入到小数点后三位。在一些实施例中，舍入到小数点后四位。在一些实施例中，舍入到小数点后五位。
这样，对于原始表2-表3中的每一个表，可定义新的表，其中，用一对列“Xmin”和“Xmax”替换原始表的“X”列，并且用一对列“Ymin”和“Ymax”替换原始表的“Y”列。“Xmin”和“Ymin”列列出了第一坐标对的X值和Y值，而“Xmax”和“Ymax”列列出了第二坐标对的X值和Y值。该新表指示星座符号的一组范围，使得每个星座符号的归一化幅度如下X坐标值，该X坐标值在“Xmin”列的相应行中指定的值与“Xmax”列的同一行中指定的值之间，并且还使得星座符号的归一化幅度具有如下Y坐标值，该Y坐标值位于“Ymin”列的同一行中指定的值与“Ymax”列的同一行中指定的值之间。为了简洁起见，没有明确地在本公开中列出这种新表，然而，本领域技术人员可以容易地如上所述导出这种新表。
在一些示例实施例中，不是通过舍入来确定矩形区域的角，而是可以通过从列出的坐标对的X值中减去第一预定值并从列出的坐标对的Y值中减去第二预定值，从列出的坐标对中导出矩形区域的第一角。可以通过将第一预定值与列出的坐标对的X值相加并将第二预定值与列出的坐标对的Y值相加，从列出的坐标对中导出指定矩形区域的第二角的第二坐标对。第一预定值和第二预定值可以是例如小于或等于0.0005的值。
除了指定星座符号在XY平面中的向量位置之外，示例实施例还指定与每个星座符号相对应的比特序列。如本领域技术人员将容易理解的，给定一组输入的m比特，调制包括识别信号星座图中对应于比特序列的符号以及根据所识别的符号调制信号。类似地，接收信号的解调包括识别信号星座图中最接近地对应于接收信号的给定部分的符号，并输出与识别的符号对应的比特序列或与星座图对应的软值的比特相关序列。信号和星座符号之间的对应关系可以是：在信号可由函数Acos(ωt)+Bsin(ωt)局部描述的情况下，对应的星座符号是XY平面中最接近点(A，B)的星座符号。
在一些示例实施例中，每组m比特包括两个指定象限比特。指定象限比特可以在比特序列中的固定位置。例如，比特序列的前两个比特(最高有效位)可以是指定象限比特。比特序列的剩余m-2个比特被称为非指定象限比特。在一些实施例中，与第一象限中的所有星座符号对应的指定象限比特是00，与第二象限中的所有星座符号对应的指定象限比特是10，与第三象限中的所有星座符号对应的指定象限比特是11，并且与第四象限中的所有星座符号对应的指定象限比特是01。
在一些示例实施例中，每个给定星座符号的非指定象限比特(例如，m-2个最低有效位)可以和与给定星座符号在同一组对称星座符号中的每个其他星座符号的非指定象限比特相同。
容易理解，比特序列和星座符号之间的对应关系可以有若干种变化。例如，反转每个所示的比特值，使得“0”比特变为“1”，反之亦然。作为另一示例，可以将所示的比特位置重排序。重排序可以是一致的比特重排序，即，其中，将同一重排序应用于星座中的所有比特序列。重排序的简单示例是所有比特的逆序，例如，使得组abcd被组dcba替代。作为又一示例，可以使用模M二进制加法运算将常数值与所示比特序列中的每一个相加，其中M＝2m，m是每个比特序列中的比特数。注意，比特反转与由均为二进制值组成的特定常数值的加法对应。还可以执行比特重排序和常数值加法的组合。
在一些实施例中，对于范围从k＝1到k＝2m-2且包括端值在内的索引值k，其中，m是每个比特序列中的比特数：与由坐标对中列出的第k个坐标对定义的星座符号对应的比特序列的非指定象限比特等于：k-1的二进制表示；k-1的二进制表示在模2m-2加法下与常数值相加；k-1的二进制表示经过一致的比特重排序，或者k-1的二进制表示在模2m-2加法下与常数值相加并经过一致的比特重排序。
在示例实施例中，对于64点星座图中的每象限16个星座符号，m＝6。
注意，在表2-表3中，与星座符号相关联的比特序列对应于列表中星座符号的位置的二进制表示。例如，第一个列出的星座符号与比特序列‘0…000’相关联，第二个列出的星座符号与比特序列‘0…001’相关联，等等。
在一些示例实施例中，使用格雷映射将比特序列分配给星座符号。格雷映射包括将比特模式(比特序列)与星座符号相关联，使得与相邻星座符号相关联的比特序列仅相差一个比特。也就是说，分配给最接近第一星座符号的星座符号的比特序列与分配给第一星座符号的比特序列相差一个比特。二维格雷映射包括将比特序列与星座符号相关联，使得与相邻星座符号相关联的比特序列仅相差一个比特，并且与和下一个最接近的星座符号相关联的比特序列相差两个比特。术语“相邻”可以认为表示在应用于信号星座图中的星座点的距离度量方面最接近。
图9示出了根据示例实施例提供的64点信号星座图900。在表2中，图9所示的星座符号的对应(x，y)坐标值保留至小数点后六位。图9的信号星座图900被优化以用于码率RC5/6，并且在相位噪声(phase noise，PN)减轻之后，相位噪声标准偏差(phase noisestandard deviation，PNSTD)等于7度。在示例实施例中，星座图900还适用于其它码率。码率对应于如下信道码，该信道码在映射到星座符号进行传输之前被应用于比特序列，并且用于解码以恢复编码的信息比特。在图9-图10中，比特序列(根据一些示例实施例)一般性地被示出在其对应星座点之上。可以通过参考相应的表来消除歧义。
图10示出了根据另一示例实施例提供的64点信号星座图950。在表3中，图10所示的星座符号的对应(x，y)坐标值被保留至小数点后六位。图10的信号星座图950被优化以用于码率RC 7/8，在相位噪声(PN)减轻之后，相位噪声标准偏差(PNSTD)等于4度。在示例实施例中，星座图950还适用于其它码率。
上面参照图9-图10和表2-图3描述的星座图最初是通过优化操作得到的，该优化操作得到信号星座图，对于表现出相位噪声和功率放大器非线性减损的单载波情况而言，该信号星座图被认为是最优的。然而，上述星座图不一定限于在这样的情况中使用。
表2-表3中提供的(x，y)坐标值被规定为小数点后六位的精确度。在一些实施例中，图9-图10中所示的和表2-表3中所示的星座符号的坐标值可以被截断成小数点后三位、四位、或五位的精确度。在另一示例实施例中，图9-图10中所示的和表2-表3中所示的星座符号的坐标值可以舍入到小数点后三位、四位、或五位的精确度。
示例实施例提供了一种用于使用数字正交幅度调制来执行无线通信的方法和装置。该方法和装置涉及由无线通信设备的映射模块电子部件利用信号星座图来调制发送信号或解调收到的信号，该信号星座图包括多个星座符号。可以使用例如如下所述的优化过程来获得信号星座图。注意，下面的优化过程无意限制所公开的信号星座图。相反，提供优化过程作为如何获得这些和类似的星座图以及预期其可以良好运行的情况的示例。
在实际系统中，相位噪声可以说是具有记忆的。也就是说，在给定时间的相位噪声的状态可以依赖于在先前时间的相位噪声的状态。这样，根据示例实施例，基于指定的导频分布和用于相位估计和相位噪声减轻的方法，获得由对具有记忆的相位噪声的不完美消除所引起的残余相位误差。假设残余相位误差是相位噪声减轻之后的白色随机过程。因此，借助于将具有记忆的相位噪声变换为无记忆的残余相位误差，可以将具有白相位噪声约束和高斯白噪声的星座图优化方法应用于存在表示具有记忆的相位噪声的约束下的星座图优化。
根据示例实施例，可以利用简单且有效的算法，该算法用于基于每W个发送符号存在长度为L的导频字段来估计相位噪声，其中，导频开销OH＝L/W。受相位噪声θk和热噪声nk影响的信道的输出可以表示为：
Figure BDA0002324181710000101
如果已知导频符号位于连续位置
k∈[nW-L/2，nW+L/2]，
利用任意整数n，可以如下计算与导频字段的中间相对应的相位估计：
Figure BDA0002324181710000111
为了导出使用等式(4)计算的两个连续相位估计之间的相位序列，即，第(nW)个和第((n+1)W)个相位估计，使用以下线性内插公式：
Figure BDA0002324181710000112
对于给定的开销OH＝L/W，导频字段的最佳长度L可以通过权衡估计方程(4)的精度与内插方程(5)的精度来获得。如图7所示，在IEEE 802.11ad单载波(single carrier，SC)块中，导频字段长度L＝64并且单个SC块长度W＝512。因此，OH＝64/512＝12.5％。
另一示例相位噪声减轻算法可以使用一阶的数据辅助锁相环(phase-lockedloop，PLL)来改进两个导频插入之间的相位估计。在示例实施例中，可以实现接收器中的线性内插和PLL。
在相位噪声减轻之后，假定残余相位误差的功率谱密度(power spectraldensity，PSD)为白色。残余相位噪声的标准偏差
Figure BDA0002324181710000115
用于在相位噪声减轻处理之后估计相位误差，并用于优化星座图。图15示出了使用线性内插相位噪声减轻方法(5)的残余相位噪声的标准偏差与SNR的关系。示出了对于系统波特率Rs＝2GHz和12.5％的导频开销，残余相位噪声的标准偏差(左垂直轴)与SNR的关系。实线曲线对应于802.11adSC帧结构(L＝64,W＝512)。虚线曲线对应于最佳导频分布。点线示出了最佳导频字段长度(在右垂直轴中读取)。
在理想检测和解码下，信道上给定信号星座图的性能可以使用互信息(mutualinformation，MI)来计算：
Figure BDA0002324181710000113
或使用实用互信息(pragmatic mutual information，PMI)来计算：
Figure BDA0002324181710000114
图16示出了由PMI所界定的发射器和接收器系统。在图16以及上述等式(6)和(7)中，W和Z分别表示信道的输入和输出，Bi是W中的第i个比特，MI提供最大频谱效率的上界，定义为r＝mrc，其中，m是与每个调制符号相关联的比特数，rc是二进制码率。然而，在实际系统中，信号星座图的优化是在PMI方法下执行的。为了提高实用系统的性能，可以例如使用格雷映射来适当地优化比特到星座的映射。尽管PMI通常可以与MI完全不同，但是当使用优化的星座图和比特到信号映射时，可以显著地减小该差异。
当信道的条件分布P(Z|W)已知时，PMI的计算可以用数值技术来执行。当信道无记忆时，在给定时刻的输出仅取决于同时的相应输入，并且PMI的计算变得更容易。实际的无记忆信道模型包括AWGN和白相位噪声信道。
在通过使用非线性放大器约束的信道中，可以适当地修改星座图的优化。在这些情况下，非线性的AM/AM曲线可以使用图17所示的简化软限幅器通过实施峰值功率约束来表示。然后，星座的峰值功率可以成为相关参数。
在根据示例优化过程计算信号星座图时使用以下系统条件。考虑具有64个调制点的信号星座图。考虑五种码率：rc＝1/2、5/8、3/4、13/16、7/8。考虑与AWGN对应的信道场景，AWGN具有与标准(64/512)导频分布对应的残余相位噪声和非线性。使用峰值信噪比(peaksignal-to-noise ratio，PSNR)约束来表示非线性。
根据示例实施例，对于每对码率和星座大小，以及对于各种级别的残余相位噪声，星座和对应的二进制标记被设计为以最小可能的SNR或PSNR实现大于目标频谱效率r＝mrc的PMI。
给定调制格式、码率、和信道场景，可优化星座和比特序列标记以最小化SNR，从而实现大于目标频谱效率r＝mrc的PMI。图18示出了根据示例实施例的使用模拟退火(simulated annealing，SA)技术的可行星座图优化过程。示例实施例涉及提供从模拟退火算法导出的信号星座图，使用该算法来最大化实用互信息。该算法可以使用对数、多项式、或其它冷却函数。多项式冷却函数可以特别适合于高阶调制，例如64阶及更高阶调制。
图11、图12、图13、和图14示出了与传统QAM星座图的性能相比的结果，这些结果表明了这里在表2-表3和图9-10中公开的相应信号星座图的性能。这些信号星座图被数值地评估以获得图示的结果。这些结果是在某些假设下获得的，并且仅以示例的方式提供，应理解，在实践中性能可以变化。
在图11、图12、图13、和图14中，示出了误帧率(frame error rate，FER)与峰值信噪比(PSNR)的关系。所示性能是八个不同条件的比较，这些条件包括i)星座图950(图10)，具有加性高斯白噪声(additive white Gaussian noise，AWGN)，相位噪声标准偏差(PNSTD)为4；ii)星座图900(图9)，具有加性高斯白噪声(AWGN)，相位噪声标准偏差(PNSTD)为7；iii)“Sony”，其是如第3-4页的[8]：“IEEE 802.11-15/0601r0，“64-QAM的非均匀星座图””中描述的Sony提出的QAM编码结构；iv)“QAM”，指传统的矩形QAM星座图；v)-viii)分别对应于i)-iv)，其中具有锁相环(PLL)。
图11示出了对于5/8码率、加性高斯白噪声(AWGN)、4或7的相位噪声标准偏差(PNSTD)(如图所示)以及理想非线性、功率谱密度PSD(0)＝-90dB，误帧率(FER)相对于峰值信噪比(PSNR)的性能比较。
图12示出了对于3/4码率、加性高斯白噪声(AWGN)、4或7的相位噪声标准偏差(PNSTD)(如图所示)、以及理想非线性、功率谱密度PSD(0)＝-90dB，误帧率(FER)相对于峰值信噪比(PSNR)的性能比较。
图13示出了对于13/16码率、加性高斯白噪声(AWGN)、4或7的相位噪声标准偏差(PNSTD)(如图所示)、以及理想非线性、功率谱密度PSD(0)＝-90dB，误帧率(FER)相对于峰值信噪比(PSNR)的性能比较。
图14示出了对于7/8码率、加性高斯白噪声(AWGN)、4或7的相位噪声标准偏差(PNSTD)(如图所示)、以及理想非线性、功率谱密度PSD(0)＝-90dB，误帧率(FER)相对于峰值信噪比(PSNR)的性能比较。
本文所引用的表2-表3如下所示。表2对应于图9中所示的星座图900，表3对应于图10中所示的星座图950。如上所述，每个表指定信号星座图，其中每行指定一个星座符号，其中，X和Y值分别对应于第一坐标值和第二坐标值，X和Y值中的一个指示星座符号的同相分量的归一化幅度，并且X和Y值中的另一个指示星座符号的正交分量的归一化幅度。可以缩放上述归一化幅度。第一列指定对应于星座符号的比特序列。在一些实施例中，可以将第一列中的条目重排序。在一些实施例中，第二列中的条目可以例如通过舍入、截断、或变化到预定量而改变。
在一些示例实施例中，仅需要一个象限，诸如第一象限。相应地，需要四分之一的比特序列和星座。在表2和3的例子中，仅需要64个比特序列中的前16个比特序列以及对应的星座符号。剩余的象限可以用对称操作来说明。
表2(图9的星座图900)：
Figure BDA0002324181710000141
表3(图10的星座图950)：
Figure BDA0002324181710000142
Figure BDA0002324181710000151
通过对前述实施例的描述，示例实施例可以仅通过使用硬件来实现，或者通过使用软件和必要的通用硬件平台来实现。基于这样的理解，可以以软件产品的形式来实施示例实施例的技术方案。软件产品可以存储在非易失性或非暂时性存储介质中，该非易失性或非暂时性存储介质可以是光盘只读存储器(compact disk read-only memory，CD-ROM)、USB闪存盘、或可移动硬盘。软件产品包括使得计算机设备(个人计算机、服务器、或网络设备)能够执行在示例实施例中提供的方法的多个指令。例如，这样的执行可以对应于如本文所述的逻辑操作的仿真。软件产品可以附加地或可选地包括使得计算机设备能够执行用于根据示例实施例对数字逻辑装置进行配置或编程的操作的多个指令。
根据示例实施例，本文描述的示例装置和方法可以由一个或多个控制器实现。控制器可以包括硬件、软件、或硬件和软件的组合，这取决于特定的部件和功能。在一些示例实施例中，一个或多个控制器可以包括模拟或数字部件，并且可以包括一个或多个处理器、一个或多个非暂时性存储介质(诸如存储可由一个或多个处理器执行的指令的存储器)、一个或多个收发器(或单独的发射器和接收器)、一个或多个信号处理器(模拟和/或数字)、和/或一个或多个模拟电路部件。
在所描述的方法或框图中，框可以表示事件、步骤、功能、过程、模块、消息、和/或基于状态的操作等。尽管以上示例中的一些已被描述为以特定次序发生，但所属领域的技术人员将了解，只要改变任何给定步骤的次序的结果不会阻止或损害后续步骤的发生，所述步骤或过程中的一些可以以不同次序执行。此外，在其它实施例中，可以去除或组合上述消息或步骤中的一些，并且在其它实施例中，可以将上述消息或步骤中的一些分成多个子消息或子步骤。更进一步地，如果需要，可以重复一些或所有步骤。被描述为方法或步骤的元件类似地适用于系统或子元件，反之亦然。对诸如“发送”或“接收”的词语的引用可以根据特定设备的视角而互换。
上述实施例被认为是说明性的而非限制性的。作为方法描述的示例实施例将类似地应用于系统，反之亦然。
可以对一些示例实施例进行改变，其可以包括上述任意的组合和子组合。以上给出的示例实施例仅仅是示例性的，并非意味着限制本公开的范围。本文描述的创新的变化对于本领域普通技术人员将是显而易见的，这样的变化在本公开的预期范围内。特别地，可以选择来自一个或多个上述实施例的特征以创建包括上面没有明确描述的特征的子组合的替代实施例。此外，可以选择和组合来自一个或多个上述实施例的特征，以创建包括上面没有明确描述的特征组合的替代实施例。在整体阅读本公开之后，适合于这种组合和子组合的特征对于本领域技术人员而言将是显而易见的。本文所述的主题旨在覆盖和包含技术中的所有合适的改变。
因此，说明书和附图应被认为是简单的说明，并且被认为覆盖了任何和所有的修改、变化、组合、或等同物。
以下是通过引用整体并入本文的参考文献：
[1]T.Hwang，C.Yang，G.Wu，S.Li，和G.Y.Li，“OFDM and its wirelessapplications:A survey，”IEEE Trans.Veh.Technol.，第58卷，第4号，第1673–1694页，2009年5月.
[2]H.Sari，G.Karam，和I.Jeanclaude，“Frequency-domain equalization ofmobile radio and terrestrial broadcast channels，”在Proc.Conf.Global Commun.(GLOBECOM)，San Francisco，CA，Nov./Dec.1994，第1–5页.
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[4]IEEE Std 802.11-2016.
[5]ETSI EN 302 307-2:Digital Video Broadcast；Part 2:DVB-S2 extensions(DVB-S2X).
[6]IEEE 802.11-14/1154r8，“802.11 NG60 SG Proposed PAR”.
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[10]IEEE 802.11-09/0296r16，“TGad Evaluation Methodology”.
[11]F.Kayhan和G.Montorsi，“Joint signal-labeling optimization underpeak power constraint，”International Journal of Satellite Communications andNetworking，2012.
[12]F.Kayhan和G.Montorsi."Constellation design for transmission overnonlinear satellite channels."Global Communications Conference(GLOBECOM)，2012，IEEE 2012.
[13]F.Kayhan和G.Montorsi."Constellation design for channels affectedby phase noise."Communications(ICC)，2013 IEEE International Conference，IEEE，2013.

Claims (30)

1.一种用于使用数字正交幅度调制(QAM)的无线通信的方法，所述方法包括：
根据64点星座图，使用无线通信设备的控制器在星座符号和比特序列之间进行转换，所述星座符号用于调制发送信号和/或在接收信号中被检测，
其中，所述64点星座图的第一象限中的所述星座符号的归一化幅度由以下坐标对定义且精确到小数点后至少三位：
第一坐标 第二坐标 0.102711 0.503546 0.808833 0.586707 0.292287 0.539416 0.573931 0.511188 0.153478 0.988152 0.478993 0.877326 0.136738 0.766448 0.430209 0.720169 0.101674 0.300318 0.796714 0.173903 0.352378 0.320025 0.585072 0.296273 0.110728 0.096927 0.985272 0.169374 0.321967 0.107949 0.537832 0.093607
。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述64点星座图的所述第一象限中的所述星座符号的归一化幅度由所述坐标对定义且精确到小数点后至少四位。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，所述64点星座图的所述第一象限中的所述星座符号的归一化幅度由所述坐标对定义且精确到小数点后至少五位。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述64点星座图的所述第一象限中的所述星座符号的归一化幅度由所述坐标对定义且精确到小数点后至少六位。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述64点星座图是反射对称星座图。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中：
所述坐标对的所述第一坐标表示所述星座符号的同相分量和正交分量中的其中一个的归一化幅度，以及
所述坐标对的所述第二坐标表示所述星座符号的所述同相分量和所述正交分量中的另一个的归一化幅度。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，使用格雷映射将所述比特序列分配给所述星座符号。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，每个所述比特序列中的长度为6比特，包括4个非指定象限比特，并且其中，对于从k＝1至k＝16且包括端值在内的索引值k：与由所述坐标对中列出的第k个坐标对定义的所述星座符号对应的所述比特序列的所述非指定象限比特等于：k-1的二进制表示；所述k-1的二进制表示在模16加法下与常数值相加；所述k-1的二进制表示进行一致的比特重排序，或者所述k-1的二进制表示在模16加法下与常数值相加并进行所述一致的比特重排序。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述64点星座图是反射对称星座图，并且其中，与同一组反射对称星座符号内的星座符号对应的比特序列具有相同的非指定象限比特。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，所述控制器包括用于所述转换的映射模块电子部件。
11.一种用于无线通信设备的装置，所述无线通信设备用于使用数字正交幅度调制(QAM)的无线通信，所述装置包括：
控制器，用于根据64点星座图在星座符号和比特序列之间进行转换，所述星座符号用于调制发送信号或在接收信号中被检测，或用于调制发送信号并在接收信号中被检测到，
其中，所述64点星座图的第一象限中的所述星座符号的归一化幅度由以下坐标对定义且精确到小数点后至少三位：
第一坐标 第二坐标 0.102711 0.503546 0.808833 0.586707 0.292287 0.539416 0.573931 0.511188 0.153478 0.988152 0.478993 0.877326 0.136738 0.766448 0.430209 0.720169 0.101674 0.300318 0.796714 0.173903 0.352378 0.320025 0.585072 0.296273 0.110728 0.096927 0.985272 0.169374 0.321967 0.107949 0.537832 0.093607
。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述64点星座图的所述第一象限中的所述星座符号的归一化幅度由所述坐标对定义且精确到小数点后至少四位。
13.根据权利要求11至12中任一项所述的装置，其中，所述64点星座图的所述第一象限中的所述星座符号的归一化幅度由所述坐标对定义且精确到小数点后至少五位。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的装置，其中，所述64点星座图的所述第一象限中的所述星座符号的归一化幅度由所述坐标对定义且精确到小数点后至少六位。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的装置，其中，所述64点星座图是反射对称星座图。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的装置，其中，所述坐标对的所述第一坐标表示所述星座符号的同相分量或正交分量的归一化幅度，所述坐标对的所述第二坐标表示所述星座符号的所述同相分量和所述正交分量中的另一个的归一化幅度。
17.根据权利要求11至16中任一项所述的装置，其中，使用格雷映射将所述比特序列分配给所述星座符号。
18.根据权利要求11至17中任一项所述的装置，其中，每个所述比特序列的长度为6比特，包括4个非指定象限比特，并且其中，对于范围从k＝1至k＝16且包括端值在内的索引值k：与由所述坐标对中列出的第k个坐标对定义的所述星座符号对应的所述比特序列的所述非指定象限比特等于：k-1的二进制表示；所述k-1的二进制表示在模16加法下与常数值相加；所述k-1的二进制表示进行一致的比特重排序，或者所述k-1的二进制表示在模16加法下与常数值相加并进行所述一致的比特重排序。
19.根据权利要求18所述的装置，其中，所述信号星座图是反射对称星座，并且其中，与同一组反射对称星座符号内的星座符号对应的比特序列具有相同的非指定象限比特。
20.根据权利要求11至19中任一项所述的装置，其中，所述控制器包括用于所述转换的映射模块电子元件。
21.一种非暂时性计算机可读介质，包含用于使用数字正交幅度调制(QAM)的无线通信的指令，所述非暂时性计算机可读介质包括可由无线通信设备的控制器执行的指令，所述指令包括：
用于根据64点星座图在星座符号与比特序列之间进行转换的指令，所述星座符号用于调制发送信号和/或在接收信号中被检测，
其中，所述64点星座图的第一象限中的所述星座符号的归一化幅度由以下坐标对定义并精确到小数点后至少三位：
第一坐标 第二坐标 0.102711 0.503546 0.808833 0.586707 0.292287 0.539416 0.573931 0.511188 0.153478 0.988152 0.478993 0.877326 0.136738 0.766448 0.430209 0.720169 0.101674 0.300318 0.796714 0.173903 0.352378 0.320025 0.585072 0.296273 0.110728 0.096927 0.985272 0.169374 0.321967 0.107949 0.537832 0.093607
。
22.一种使用数字正交幅度调制(QAM)的无线通信方法，所述方法包括：
根据64点星座图，使用无线通信设备的控制器在星座符号和比特序列之间进行转换，所述星座符号用于调制发送信号和/或在接收信号中被检测，
其中，所述64点星座图的第一象限中的所述星座符号的归一化幅度由以下坐标对定义且精确到小数点后至少三位：
Figure FDA0002324181700000031
23.一种用于无线通信设备的装置，所述无线通信设备用于使用数字正交幅度调制(QAM)的无线通信，所述装置包括：
控制器，用于根据64点星座图在星座符号和比特序列之间进行转换，所述星座符号用于调制发送信号和/或在接收信号中被检测，
其中，所述64点星座图的第一象限中的所述星座符号的归一化幅度由以下坐标对定义且精确到小数点后至少三位：
第一坐标 第二坐标 0.101262 0.405033 0.713385 0.700766 0.267652 0.512970 0.526309 0.582497 0.131415 0.991327 0.416090 0.909320 0.114535 0.739941 0.356084 0.758285 0.250852 0.180521 0.895785 0.441473 0.425891 0.315992 0.670632 0.370101 0.099375 0.097472 0.986926 0.160648 0.519688 0.099539 0.755082 0.146951
。
24.一种非暂时性计算机可读介质，包含用于使用数字正交幅度调制(QAM)的无线通信的指令，所述非暂时性计算机可读介质包括可由无线通信设备的控制器执行的指令，所述指令包括：
用于根据64点星座图在星座符号与比特序列之间进行转换的指令，所述星座符号用于调制发送信号和/或在接收信号中被检测，
其中，所述64点星座图的第一象限中的所述星座符号的归一化幅度由以下坐标对定义且精确到小数点后至少三位：
第一坐标 第二坐标 0.101262 0.405033 0.713385 0.700766 0.267652 0.512970 0.526309 0.582497 0.131415 0.991327 0.416090 0.909320 0.114535 0.739941 0.356084 0.758285 0.250852 0.180521 0.895785 0.441473 0.425891 0.315992 0.670632 0.370101 0.099375 0.097472 0.986926 0.160648 0.519688 0.099539 0.755082 0.146951
。
25.一种用于使用数字正交幅度调制(QAM)的无线通信的方法，所述方法包括：
根据64点星座图，使用无线通信设备的控制器来调制信号，所述信号是发送信号或接收信号；
其中，所述64点星座图的第一象限中的星座符号的归一化幅度由以下坐标对定义且精确到小数点后至少三位：
第一坐标 第二坐标 0.102711 0.503546 0.808833 0.586707 0.292287 0.539416 0.573931 0.511188 0.153478 0.988152 0.478993 0.877326 0.136738 0.766448 0.430209 0.720169 0.101674 0.300318 0.796714 0.173903 0.352378 0.320025 0.585072 0.296273 0.110728 0.096927 0.985272 0.169374 0.321967 0.107949 0.537832 0.093607
。
26.一种用于无线通信设备的装置，所述无线通信设备用于使用数字正交幅度调制(QAM)的无线通信，所述装置包括：
控制器，用于根据64点星座图来调制信号，所述信号是发送信号或接收信号，
其中，所述64点星座图的第一象限中的星座符号的归一化幅度由以下坐标对定义且精确到小数点后至少三位：
第一坐标 第二坐标 0.102711 0.503546 0.808833 0.586707 0.292287 0.539416 0.573931 0.511188 0.153478 0.988152 0.478993 0.877326 0.136738 0.766448 0.430209 0.720169 0.101674 0.300318 0.796714 0.173903 0.352378 0.320025 0.585072 0.296273 0.110728 0.096927 0.985272 0.169374 0.321967 0.107949 0.537832 0.093607
。
27.一种非暂时性计算机可读介质，包含用于使用数字正交幅度调制(QAM)的无线通信的指令，所述非暂时性计算机可读介质包括可由无线通信设备的控制器执行的指令，所述指令包括：
用于根据64点星座图来调制信号的指令，所述信号是发送信号或接收信号；
其中，所述64点星座图的第一象限中的星座符号的归一化幅度由以下坐标对定义且精确到小数点后至少三位：
第一坐标 第二坐标 0.102711 0.503546 0.808833 0.586707 0.292287 0.539416 0.573931 0.511188 0.153478 0.988152 0.478993 0.877326 0.136738 0.766448 0.430209 0.720169 0.101674 0.300318 0.796714 0.173903 0.352378 0.320025 0.585072 0.296273 0.110728 0.096927 0.985272 0.169374 0.321967 0.107949 0.537832 0.093607
。
28.一种用于使用数字正交幅度调制(QAM)的无线通信的方法，所述方法包括：
根据64点星座图，使用无线通信设备的控制器来调制信号，所述信号是发送信号或接收信号；
其中，所述64点星座图的第一象限中的星座符号的归一化幅度由以下坐标对定义且精确到小数点后至少三位：
第一坐标 第二坐标 0.101262 0.405033 0.713385 0.700766 0.267652 0.512970 0.526309 0.582497 0.131415 0.991327 0.416090 0.909320 0.114535 0.739941 0.356084 0.758285 0.250852 0.180521 0.895785 0.441473 0.425891 0.315992 0.670632 0.370101 0.099375 0.097472 0.986926 0.160648 0.519688 0.099539 0.755082 0.146951
。
29.一种用于无线通信设备的装置，所述无线通信设备用于使用数字正交幅度调制(QAM)的无线通信，所述装置包括：
控制器，用于根据64点星座图来调制信号，所述信号是发送信号或接收信号，
其中，所述64点星座图的第一象限中的星座符号的归一化幅度由以下坐标对定义且精确到小数点后至少三位：
第一坐标 第二坐标 0.101262 0.405033 0.713385 0.700766 0.267652 0.512970 0.526309 0.582497 0.131415 0.991327 0.416090 0.909320 0.114535 0.739941 0.356084 0.758285 0.250852 0.180521 0.895785 0.441473 0.425891 0.315992 0.670632 0.370101 0.099375 0.097472 0.986926 0.160648 0.519688 0.099539 0.755082 0.146951
。
30.一种非暂时性计算机可读介质，包含用于使用数字正交幅度调制(QAM)的无线通信的指令，所述非暂时性计算机可读介质包括可由无线通信设备的控制器执行的指令，所述指令包括：
用于根据64点星座图来调制信号的指令，所述信号是发送信号或接收信号；
其中，所述64点星座图的第一象限中的星座符号的归一化幅度由以下坐标对定义且精确到小数点后至少三位：
第一坐标 第二坐标 0.101262 0.405033 0.713385 0.700766 0.267652 0.512970 0.526309 0.582497 0.131415 0.991327 0.416090 0.909320 0.114535 0.739941 0.356084 0.758285 0.250852 0.180521 0.895785 0.441473 0.425891 0.315992 0.670632 0.370101 0.099375 0.097472 0.986926 0.160648 0.519688 0.099539 0.755082 0.146951
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