CN1961556B

CN1961556B - 使用qpsk调制生成较高阶调制

Info

Publication number: CN1961556B
Application number: CN2005800176065A
Authority: CN
Inventors: 日伊尔基·芒特伊拉; 里斯托·阿拉萨阿勒拉; 塔皮奥·M·埃克基拉
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Technologies Oy
Priority date: 2004-04-14
Filing date: 2005-03-14
Publication date: 2010-11-03
Anticipated expiration: 2025-03-14
Also published as: WO2005101781A1; CN1961556A; ATE466439T1; US7680213B2; PL1735982T3; EP1735982B1; DE602005020918D1; US20050232374A1; EP1735982A1

Abstract

一种生成较高阶调制的方法和系统，其中接收与较高阶调制的符号对应的二进制数字的复数序列。该符号对应于较高阶调制的星座点。第一映射装置将较高阶调制的符号映射到第一QPSK调制的第一星座点，并输出与第一星座点对应的第一QPSK调制的输出信号。类似地，第二映射装置将较高阶调制的符号映射到第二QPSK调制的第二星座点，并输出与第二星座点对应的第二QPSK调制的输出信号。相加装置将第一QPSK调制和第二QPSK调制的输出信号相加，由此生成较高阶调制的星座点。

Description

使用QPSK调制生成较高阶调制

技术领域

本发明一般地涉及通信系统中的信号调制。本发明具体地涉及利用QPSK调制生成较高阶调制。

背景技术

在一些当前通信网络中，例如在WCDMA(宽带码分多址)系统中，普通的下行链路(和上行链路)调制是QPSK(正交相移键控)。HSDPA(高速下行链路分组接入)业务引入了新的调制方案。16QAM(QAM＝正交幅度调制)在3GPP标准化中是公认的调制方法。问题在于如何利用(在硬件上)现有的QPSK调制器来生成这一较高阶的星座。

在WO 03/053021中QPSK调制器一起或者单独地用于较高阶调制的星座点。例如，如图4中所示，扩频器A QPSK调制器(SprA)处理以x标志来标记的16QAM调制的星座点。扩频器B(SprB)处理以+标志来标记的16QAM调制的星座点。通过一起使用两个调制器来处理其他星座点。QPSK扩频器的加权对于不同的16QAM符号而言可以是恒定的，扩频器A具有三倍于扩频器B的较大加权(即9.5dB)。图4图示了星座点“0011”和“1101”的创建。将不连续发送(DTX)比特用于禁止QPSK调制器的分支，以便形成16QAM调制的星座点。根据在WO 03/053021中公开的提议，通过使用具有恒定加权和可变DTX的两个扩频器来建立16QAM。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于使用QPSK调制来生成较高阶调制的改进方法、装置和系统。

根据本发明的一方面，提供一种用于生成较高阶调制的QPSK调制装置和方法。接收与较高阶调制的符号对应的二进制数字的复数序列，该符号对应于较高阶调制的星座点。较高阶调制的符号被映射到QPSK调制装置的星座点，以便提供QPSK调制装置的输出信号，该输出信号与至少一个其他QPSK调制装置的输出信号相加，以便生成较高阶调制的星座点。

根据本发明的另一方面，提供一种用于生成较高阶调制的系统。该系统包括：

第一QPSK调制装置，包括：

第一接收装置，用于接收与较高阶调制的符号对应的二进制数字的复数序列，该符号对应于较高阶调制的星座点；以及

第一映射装置，用于将较高阶调制的符号映射到第一QPSK调制装置的第一星座点，并输出与第一星座点对应的第一QPSK调制装置的输出信号；

第二QPSK调制装置，包括：

第二接收装置，用于接收与较高阶调制的符号对应的二进制数字的复数序列，该符号对应于较高阶调制的星座点；以及

第二映射装置，用于将较高阶调制的符号映射到第二QPSK调制装置的第二星座点，并输出与第二星座点对应的第二QPSK调制装置的输出信号；以及

相加装置，用于将第一QPSK调制装置和第二QPSK调制装置的输出信号相加，由此生成较高阶调制的星座点。

根据本发明的又一方面，提供了一种用于生成较高阶调制的系统和方法。接收与较高阶调制的符号对应的二进制数字的复数序列，该符号对应于较高阶调制的星座点。将较高阶调制的符号映射到第一QPSK调制的第一星座点，并输出与第一星座点对应的第一QPSK调制的输出信号。还将较高阶调制的符号映射到第二QPSK调制的第二星座点，并输出与第二星座点对应的第二QPSK调制的输出信号。将第一QPSK调制和第二QPSK调制的输出信号相加，由此生成较高阶调制的星座点。

本发明也可以实施为计算机程序。

根据本发明，通过将具有恒定的DTX比特加权的QPSK符号求和，可以生成较高阶星座。

本发明的优点在于不要求新的硬件。另外，实现了灵活的实施，而且可以快速地实施和使用新的调制。此外，DTX比特可以是恒定的，降低了处理和总线负荷。

例如，本发明可以实施于BTS(基站收发器)平台中。

附图说明

图1示出了对根据本发明的实施例的连接在一起的两个QPSK调制器进行图示的示意框图。

图2示出了对根据本发明的实施例子的通过使用具有恒定的DTX和恒定加权的扩频器A和B来建立的16QAM的星座点进行图示的图。

图3示出了对根据本发明的实施例子的用于使用恒定的DTX来建立16QAM的两个扩频器的帧存储器比特进行图示的表。

图4示出了对根据现有技术通过使用具有恒定加权和可变DTX的两个扩频器来建立16QAM的星座点进行图示的图。

具体实施方式

本发明提供了一种用于利用具有恒定DTX和恒定加权的QPSK调制来生成较高阶调制的方法、装置和系统。

在发射器中的同一操作中执行扩频和调制。QPSK扩频器/调制器以二进制数字的复数序列作为输入，将这些数字映射到星座点{1-j；1+j；-1+j；-1-j}并且乘以加权系数。通过将信号乘以扩频码来对该信号进行扩频。加权系数有两种：仅用于幅度调谐的实数值的加权系数和用于相位调谐的复数值的加权系数。

图1示出了根据本发明的系统或者设备的实施例。调制映射器60为两个QPSK调制器70、80映射来自信道编码器50的二进制序列。具体示出了QPSK调制器70的结构。QPSK调制器80的结构与调制器70的结构相同。

如图1中所示，每个调制器70、80包括用于将输入信号拆分成它们的实部RE{T}和虚部IM{T}的分路器72。实部RE{T}和虚部IM{T}分别地施加到乘法器73、74用于分别与加权系数加权Re和加权Im相乘。乘法器73、74的输出被分别地施加到脉冲整形器75、76用于脉冲整形。

脉冲整形器75的输出被施加到乘法器77以与cos(ωt)相乘，而脉冲整形器76的输出被施加到乘法器78以与sin(ωt)相乘。乘法器77、78的输出由加法器79相加地加以组合以便提供QPSK调制器70的输出信号，该输出信号被施加到加法器81。QPSK调制器80的输出信号被类似地供应到加法器81的输入，该加法器提供根据本发明实施例的QPSK调制器设置的最终输出。

较高阶调制的星座点被映射到加权QPSK调制器的输入(1，-1)。在调制和扩频之后，将QPSK符号求和组成较高阶调制符号。由于QPSK调制的序列具有同一扩频码，而且扩频是线性操作，所以可以将它们求和。

根据本发明的实施例子，较高阶调制是16QAM调制。对于16QAM的每个星座点，使用了两个QPSK调制器70和80。这意味着DTX比特对于禁止QPSK调制器的任何分支而言并不是必需的。换句话说，QPSK调制器的每个分支在生成较高阶调制时≠0。另外，QPSK扩频器/调制器的加权对于不同的16QAM符号可以是恒定的。

下面通过参照图2和图3来更为具体地描述使用图1的设置来建立16QAM调制的实施例子。

图2示出了通过使用具有恒定DTX和恒定加权的两个QPSK调制器来生成的16QAM的星座图。QPSK调制器SprA和SprB可以通过图1的调制器70和80来形成。

QPSK调制器SprA将加权0.8944施加到实分支和虚分支(加权Re＝加权Im＝0.8944)，使得QPSK符号00、10、11和01映射到如图2中所示QPSK调制器SprA的星座点(0.8944+j0.8944)、(-0.8944+j0.8944)、(-0.8944-j0.8944)和(0.8944-j0.8944)。

类似地，QPSK调制器SprB将加权0.4472施加到实分支和虚分支(加权Re＝加权Im＝0.4472)，使得QPSK符号00、10、11和01映射到如图2中所示QPSK调制器SprB的星座点(0.4472+j0.4472)、(-0.4472+j0.4472)、(-0.4472-j0.4472)和(0.4472-j0.4472)。

图3示出了对根据本发明的图2的两个扩频器SprA和SprB在它们用于建立16QAM时的帧存储器比特进行图示的表。

如图2和图3中所示，16QAM的星座点被映射到加权QPSK调制器SprA和SprB的输入(1，-1)。将两个QPSK调制器SprA和SprB用于16QAM的每个星座点。因此，DTX比特对于禁止QPSK调制器的任何分支而言并不是必需的。在这一情况下，QPSK扩频器/调制器的加权对于不同的16QAM符号可以是恒定的，SprA具有两倍于SprB的更大加权(即6,0dB)。图3中所示的表描述了在没有DTX的情况下可以如何使用两个扩频器SprA、SprB来建立不同的16QAM符号。在实践中，16QAM星座的象限通过SprA来选择，而所选象限的符号通过SprB来选择。

参照图3中所示的表，在第一列中列举了可能的16QAM符号i1q1i2q2。与之对应，在第二列和第三列中列举了如图2的右部中所示16QAM的I分支和Q分支加权。在表的第四列至第七列中列举了与相应16QAM符号对应的加权QPSK调制器SprA，I、SprA，Q、SprB，I和SprB，Q的输入。

例如，在与16QAM符号“0011”对应的来自信道编码器(图1)的二进制序列由调制映射器接收的情况下。调制映射器对该符号进行映射，根据图3，在SprA 70中成立Re{T}＝1、Im{T}＝1，而在SprB中成立Re{T}＝1、Im{T}＝1。

因此，参照图2中所示的星座图，16QAM符号“0011”在SprA中产生朝向星座点(0.8944+j0.8944)的矢量，而在SprB中产生朝向星座点(0.4472+j0.4472)的矢量。因此，通过在加法器81中对QPSK调制器SprA 70和SprB 80的输出求和，在16QAM星座图中针对符号“0011”获得星座点(1.3416+j1.3416)。

作为又一例子，在与16QAM符号“1101”对应的来自信道编码器(图1)的二进制序列由调制映射器接收的情况下。调制映射器对该符号进行映射，根据图3，在SprA 70中成立Re{T}＝-1、Im {T}＝-1，而在SprB中成立Re{T}＝1、Im{T}＝-1。

因此，参照图2中所示的星座图，16QAM符号“1101”在SprA中产生朝向星座点(-0.8944-j0.8944)的矢量，而在SprB中产生朝向星座点(0.4472-j0.4472)的矢量。因此，通过在加法器81中对QPSK调制器SprA 70和SprB 80的输出求和，在16QAM星座图中针对符号“1101”获得星座点(-0.4472-j1.3416)。

为了通过两个QPSK调制器70和80来提供16QAM调制，方块60可以查阅图3中所示的表以便将引入的符号映射到乘法器73、74的输入(1，-1)。该表可以在方块60中实施但是也可以在方块72中通过芯片级来完成。

另外，根据本发明的备选实施例，可以针对如图2和图3中实现的两个QPSK调制来提供一个方块60。

总而言之，公开了一种用于生成较高阶调制的方法、装置和系统。接收与较高阶调制的符号对应的二进制数字的复数序列，该符号对应于该较高阶调制的星座点。映射装置先将较高阶调制的符号映射到第一QPSK调制的第一星座点，而且输出与该第一星座点对应的第一QPSK调制的输出信号。类似地，第二映射装置将较高阶调制的符号映射到第二QPSK调制的第二星座点，而且输出与该第二星座点对应的第二QPSK调制的输出信号。最后，加法装置将第一和第二QPSK调制的输出信号相加，由此生成较高阶调制的星座点。生成将较高阶调制的星座点与第一和第二QPSK调制的星座点相联系的映射表，而第一和第二映射装置查阅该映射表以便将较高阶调制的符号分别地映射到第一和第二星座点。

应当理解以上描述对本发明进行说明而并非理解为对本发明进行限制。在不脱离如所附权利要求限定的本发明的真实精神和范围的情况下，各种改型和应用对于本领域技术人员而言是可以想到的。

Claims

1.一种用于生成较高阶调制的QPSK调制装置，所述装置包括：

接收装置，用于接收与较高阶调制的符号对应的二进制数字的复数序列，所述符号对应于所述较高阶调制的星座点；以及

映射装置，用于将所述较高阶调制的符号映射到所述QPSK调制装置的星座点，以便提供所述QPSK调制装置的输出信号，该输出信号与至少一个其他QPSK调制装置的输出信号相加，以便生成所述较高阶调制的所述星座点，其中所述QPSK调制装置是用于生成16QAM调制的两个QPSK调制装置之一，所述QPSK调制装置进一步包括：加权装置，用于在将所述16QAM调制的符号映射到所述QPSK调制装置的星座点时施加加权，所述QPSK调制装置的加权是另一QPSK调制装置施加的加权的两倍或一半。

2.根据权利要求1所述的QPSK调制装置，其中所述映射装置被配置用以查阅将所述较高阶调制的符号与所述QPSK调制装置的星座点相联系的表。

3.根据权利要求1所述的QPSK调制装置，其中所述16QAM调制的符号所映射到的所述QPSK调制装置的星座点在星座图中位于与所述16QAM调制的对应星座点相同的象限中。

4.根据权利要求1所述的QPSK调制装置，其中当所述QPSK调制装置的星座图的原点设置在属于如下象限的所述16QAM调制的那些星座点的中央处时，所述16QAM调制的符号所映射到的所述QPSK调制装置的星座点在星座图中位于与所述16QAM调制的对应星座点相同的位置处，所述象限是所述另一QPSK调制装置的另一星座点所在的象限。

5.一种用于生成较高阶调制的系统，所述系统包括：

第一QPSK调制装置，包括：

第一接收装置，用于接收与较高阶调制的符号对应的二进制数字的复数序列，所述符号对应于所述较高阶调制的星座点；以及

第一映射装置，用于将所述较高阶调制的符号映射到所述第一QPSK调制装置的第一星座点，并输出与所述第一星座点对应的所述第一QPSK调制装置的输出信号；

第二QPSK调制装置，包括：

第二接收装置，用于接收与所述较高阶调制的符号对应的所述二进制数字的复数序列，所述符号对应于所述较高阶调制的星座点；以及

第二映射装置，用于将所述较高阶调制的符号映射到所述第二QPSK调制装置的第二星座点，并输出与所述第二星座点对应的所述第二QPSK调制装置的输出信号；以及

相加装置，用于将所述第一QPSK调制装置和第二QPSK调制装置的输出信号相加，由此生成所述较高阶调制的星座点，其中所述第一QPSK调制装置和所述第二QPSK调制装置中的每个包括当将所述16QAM调制的符号映射到所述QPSK调制装置的星座点时施加加权的加权装置，所述第一QPSK调制装置的加权是所述第二QPSK调制装置施加的加权的两倍或一半。

6.一种用于生成较高阶调制的系统，所述系统包括：

接收装置，用于接收与较高阶调制的符号对应的二进制数字的复数序列，所述符号对应于所述较高阶调制的星座点；

第一映射装置，用于将所述较高阶调制的符号映射到第一QPSK调制的第一星座点，并输出与所述第一星座点对应的所述第一QPSK调制的输出信号；

第二映射装置，用于将所述较高阶调制的符号映射到第二QPSK调制的第二星座点，并输出与所述第二星座点对应的所述第二QPSK调制的输出信号；以及

第一和第二加权装置，用于当将所述16QAM调制的符号映射到所述第一和第二QPSK调制的第一和第二星座点时施加加权，将符号映射到所述第一星座点时所施加的权重是当将符号映射到所述第二星座点时所施加的权重的两倍或一半；以及

相加装置，用于将所述第一QPSK调制和第二QPSK调制的输出信号相加，由此生成所述较高阶调制的星座点。

7.根据权利要求6所述的系统，包括：

生成装置，用于生成将所述较高阶调制的星座点与所述第一QPSK调制和第二QPSK调制的星座点相联系的映射表，其中所述第一映射装置和第二映射装置被配置用以查阅所述映射表，以便将所述较高阶调制的符号分别地映射到所述第一星座点和第二星座点。

8.一种生成较高阶调制的方法，所述方法包括：

接收步骤，接收与较高阶调制的符号对应的二进制数字的复数序列，所述符号对应于所述较高阶调制的星座点；以及

映射步骤，将所述较高阶调制的符号映射到QPSK调制的星座点，以便提供所述QPSK调制的输出信号，该输出信号与至少一个其他QPSK调制的输出信号相加，以便生成所述较高阶调制的星座点，其中所述QPSK调制是用于生成16QAM调制的两个QPSK调制之一，所述方法进一步包括：在将所述16QAM调制的符号映射到所述QPSK调制的星座点时施加加权，所述QPSK调制的加权是另一QPSK调制施加的加权的两倍或一半。

9.一种生成较高阶调制的方法，所述方法包括：

接收步骤，接收与较高阶调制的符号对应的二进制数字的复数序列，所述符号对应于所述较高阶调制的星座点；

第一映射步骤，将所述较高阶调制的符号映射到第一QPSK调制的第一星座点，并输出与所述第一星座点对应的所述第一QPSK调制的输出信号；

第二映射步骤，将所述较高阶调制的符号映射到第二QPSK调制的第二星座点，并输出与所述第二星座点对应的所述第二QPSK调制的输出信号；

第一和第二加权步骤，当将16QAM调制的符号映射到所述第一QPSK调制和第二QPSK调制的第一和第二星座点时施加加权，将符号映射到所述第一星座点时所施加的权重是将符号映射到第二星座点时所施加的权重的两倍或一半；以及

相加步骤，将所述第一QPSK调制和第二QPSK调制的输出信号相加，由此生成所述较高阶调制的星座点。