ES2608397T3 - Método de demodulación usando decisión flexible para modulación de amplitud en cuadratura y aparato del mismo - Google Patents
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Abstract
Método de decisión flexible para demodular una señal recibida de una modulación de amplitud en cuadratura cuadrada, QAM, que consiste en una componente de señal en fase β y una componente de señal de fase de cuadratura α, que comprende: 5 obtener 2n valores de vector de probabilidad condicional, siendo cada uno un valor de decisión flexible correspondiente a una de 2n posiciones de bits, usando una función que incluye una operación de determinación condicional a partir de la componente de fase de cuadratura β y la componente en fase α de la señal recibida, en el que los valores de vector de probabilidad condicional correspondientes a los bits del primero al n10 ésimo se calculan sustituyendo una de la componente de señal en fase β y la componente de señal de fase de cuadratura α en un primer método de demodulación, y en el que los valores de vector de probabilidad condicional correspondientes a los bits del (n+1)-ésimo al 2n-ésimo se calculan sustituyendo la otra de la componente de señal en fase β y la componente de señal de fase de cuadratura α en el primer método de demodulación.
Description
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DESCRIPCION
Metodo de demodulacion usando decision flexible para modulacion de amplitud en cuadratura y aparato del mismo Campo tecnico
La presente invencion se refiere a una demodulacion de decision flexible de una senal de modulacion de amplitud en cuadratura (denominada a continuacion en el presente documento QAM), y mas particularmente, a un metodo de demodulacion de decision flexible que puede potenciar una velocidad de proceso de decision flexible usando funcion y patron predeterminados tras demodular una senal recibida.
Tecnica anterior
El esquema de QAM puede transmitir cargando dos o mas bits en un sfmbolo de forma de onda dado, forma de onda que puede expresarse matematicamente en dos numeros reales y numeros imaginarios que no interfieren entre su Es decir, en un numero complejo con numero imaginario a + pi, un cambio del valor a no afecta al valor p. Por este motivo, una componente de senal de cuadratura puede corresponder a a, y una componente de senal en fase puede corresponder a p. Generalmente, la componente de senal de cuadratura se denomina canal Q, y la senal de componente en fase se denomina canal I.
Un diagrama de constelacion de QAM conecta amplitudes de dos ondas de este tipo entre sf para constituir varias combinaciones, posicionar las combinaciones en un plano de numero complejo para tener una probabilidad condicional igual, y prometer una posicion de este tipo. La figura 2 es un diagrama que muestra un ejemplo de tal diagrama de constelacion, cuyo tamano es de 16 combinaciones. Ademas, cada uno de los puntos mostrados en la figura 2 se denomina punto de constelacion. Ademas, combinaciones de numeros binarios escritos bajo cada diagrama de constelacion son sfmbolos fijados a cada punto, es decir, un haz de bits.
Generalmente, un demodulador de QAM sirve para convertir senales entrantes en un canal I y un canal Q, es decir, una senal recibida dada como a + p i en el haz de bits original segun la posicion prometida mencionada anteriormente, es decir, el diagrama de constelacion de combinacion. Sin embargo, en este momento las senales recibidas no se posicionan en lugares previamente asignados en la mayona de los casos debido al efecto de interferencia de ruido, y por consiguiente el demodulador tiene que restaurar las senales convertidas debido al ruido para obtener las senales originales (vease tambien la solicitud de patente europea EP 1 041 781 A1 - LUCENT TECHNOLOGIES INC [US], publicada el 4 de octubre de 2000).
Sin embargo, dado que con frecuencia hay algo de exceso para garantizar la fiabilidad de comunicacion en cuanto a que el demodulador se encarga del papel de cancelacion de ruido, es posible realizar un sistema de comunicacion mas eficaz y fiable remitiendo el papel a la siguiente etapa de un decodificador de canal. Sin embargo, dado que hay una perdida de informacion en un proceso de cuantificacion de bits realizado por un detector de bits binarios como en una decision firme haciendo que una senal de demodulacion que tiene un valor continuo corresponda a senales discretas de 2 niveles con el fin de realizar un proceso de este tipo, una medida de similitud con respecto a una distancia entre una senal recibida y el punto de constelacion prometido se cambia de una distancia de Hamming a una distancia euclidiana sin usar el detector de bits binarios, de modo que puede obtenerse una ganancia adicional.
Tal como se muestra en la figura 1, con el fin de modular y transmitir una senal codificada por un codificador de canal y demodular la senal en un demodulador de canal mediante un proceso de codificacion de decision firme, el demodulador tiene que tener un esquema para generar los valores de decision firme correspondientes a cada uno de los bits de salida de un codificador de canal de una senal recibida constituida por una componente de senal en fase y una componente de senal de fase de cuadratura. Tal esquema incluye generalmente dos procedimientos, es decir, un procedimiento de metrica simple propuesto por la empresa Nokia y un procedimiento de metrica minima doble propuesto por Motorola, calculando ambos procedimientos la LLR (razon de verosimilitud logantmica) con respecto a cada uno de los bits de salida y usandolo como valor de decision flexible de entrada del demodulador de canal.
El procedimiento de metrica simple es un algoritmo de acontecimientos que transforma una ecuacion de calculo de LLR complicada en una forma sencilla de ecuacion de aproximacion, que tiene una degradacion del rendimiento debido a una distorsion de LLR provocada por el uso de la ecuacion de aproximacion aunque hace que el calculo de LLR sea sencillo. Por otro lado, el procedimiento de metrica minima doble es un algoritmo de acontecimientos que usa la LLR calculada usando una ecuacion de aproximacion mas precisa como entrada del demodulador de canal, lo cual tiene el merito de mejorar considerablemente la degradacion del rendimiento provocada en el caso de usar el procedimiento de metrica simple, pero tiene un problema previsto de que se necesitan mas calculos en comparacion con el procedimiento de metrica simple y su complicacion se aumenta considerablemente al implementar hardware.
Divulgacion de la invencion
Realizaciones tienen el objetivo de solucionar los problemas implicados en la tecnica anterior, y proporcionar un esquema de decision flexible para demodular una senal de recepcion de modulacion de amplitud en cuadratura (QAM) constituida por una componente de senal en fase y una componente de senal de fase de cuadratura, en el
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que un valor de vector de probabilidad condicional que es cada uno de un valor de decision flexible correspondiente a una posicion de bit de una decision firme puede obtenerse usando una funcion que incluye un calculo de determinacion condicional a partir de un valor de componente de fase de cuadratura y un valor de componente en fase de la senal recibida, y por tanto se espera que pueda mejorarse la velocidad de proceso y pueda reducirse un coste de fabricacion real de hardware.
La invencion se menciona en las reivindicaciones independientes adjuntas. Algunas caractensticas de realizaciones se mencionan en las reivindicaciones dependientes.
Con el fin de realizar un procedimiento de este tipo, en primer lugar, se describira una forma conocida de un diagrama de constelacion de combinacion de QAM y su esquema de demodulacion caractenstico de la siguiente manera.
El diagrama de constelacion de combinacion de QAM puede dividirse generalmente en 3 formas segun una disposicion de haz de bits fijado en el punto de constelacion. La primera de ellas es una forma en constelacion tal como se muestra en las figuras 2 a 4, la segunda es una forma en constelacion tal como se muestra en las figuras 5 a 7, y la tercera es una forma no incluida en esta solicitud.
Una caractenstica de la forma mostrada en la figura 2 puede resumirse de la siguiente manera. En el caso en el que la magnitud de la QAM es 22n, el numero de bits fijados en cada punto se vuelve 2n, en donde los valores de vector de probabilidad condicional correspondientes a la primera mitad del numero, es decir, los bits del primero al n-esimo, se demodulan mediante una de las senales recibidas a y p y los valores de vector de probabilidad condicional correspondientes a la segunda mitad del numero, es decir, los bits del (n+1)-esimo al 2n-esimo, se demodulan mediante la senal restante de las senales recibidas. Ademas, una ecuacion que se aplica a ambas demodulaciones tiene el mismo procedimiento en las demodulaciones de la primera mitad y la segunda mitad. Es decir, cuando el valor de la senal de recepcion correspondiente a la segunda mitad se sustituye en el metodo de demodulacion de la primera mitad, puede obtenerse el resultado de la segunda mitad. (A continuacion en el presente documento, tal forma se denomina “la primera forma”)
La caractenstica de la forma mostrada en la figura 5 puede resumirse de la siguiente manera. En el caso en el que la magnitud de la QAM es 22n, el numero de los bits fijados en cada uno de los puntos se vuelve 2n, y el metodo de demodulacion del vector de probabilidad condicional correspondiente a bits de orden impar es el mismo que el metodo de calculo del vector de probabilidad condicional correspondiente al siguiente bit de orden par. Sin embargo, el valor de senal de recepcion usado para calcular el vector de probabilidad condicional correspondiente al bit de orden impar usa uno de a y p segun un diagrama de constelacion de combinacion dado y el valor de senal de recepcion para el bit de orden par se usa para el restante. En otras palabras, en los casos de los calculos de vector de probabilidad condicional primero y segundo, usan el mismo metodo de demodulacion pero los valores de las senales de recepcion son diferentes. (A continuacion en el presente documento, tal forma se denomina “la segunda forma”).
Breve descripcion de los dibujos
En los dibujos adjuntos:
la figura 1 es un diagrama de bloques para explicar un sistema de comunicacion digital general;
la figura 2 es una vista que muestra un punto de constelacion de combinacion para explicar un metodo de demodulacion de decision flexible segun una primera realizacion de la presente invencion;
las figuras 3 y 4 son vistas para explicar una constelacion de bits en el diagrama de constelacion de combinacion mostrado en la figura 2;
la figura 5 es una vista que muestra un diagrama de constelacion de combinacion para explicar un metodo de demodulacion de decision flexible segun una segunda realizacion de la presente invencion;
las figuras 6 y 7 son vistas para explicar una constelacion de bits en el diagrama de constelacion de combinacion mostrado en la figura 5;
la figura 8 es una vista que muestra un procedimiento de decision de vector de probabilidad condicional segun la presente invencion como bloque funcional;
la figura 9 es un diagrama de salida con respecto a cada vector de probabilidad condicional de una primera forma de 1024-QAM;
la figura 10 es un diagrama de salida con respecto a cada vector de probabilidad condicional de una segunda forma de 1024-QAM;
la figura 11 es una vista que muestra una funcion aplicada a un primer vector de probabilidad de una tercera realizacion de la presente invencion;
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la figura 12 es una vista que muestra una funcion aplicada a un segundo vector de probabilidad de la tercera realizacion de la presente invencion;
la figura 13 es una vista que muestra una funcion aplicada a un primer vector de probabilidad de la cuarta realizacion de la presente invencion;
la figura 14 es una vista que muestra una funcion aplicada a un segundo vector de probabilidad de la cuarta realizacion de la presente invencion; y
la figura 15 es una vista que muestra una configuracion de hardware para una decision flexible de una primera forma de 64-QAM segun la presente invencion.
Mejor modo de llevar a cabo la invencion
Ahora se hara referencia en detalle a una realizacion preferida de la presente invencion, ejemplos de la cual se ilustran en los dibujos adjuntos.
La presente invencion mejora notablemente la velocidad de proceso aplicando una ecuacion de vector de probabilidad condicional en lugar de un metodo de razon de verosimilitud logantmica que es un metodo de demodulacion de decision flexible de una senal de QAM cuadrada que se usa generalmente en la industria.
Un metodo de demodulacion recien desarrollado de una senal de QAM cuadrada se divide en 2 formas, y se usan una primera y una tercera realizaciones para la primera forma y se usan una segunda y una cuarta realizaciones para la segunda forma. Ademas, una salida del valor de vector de probabilidad condicional final cubre una zona entre un numero real “a” y otro numero real “-a”.
En primer lugar, explicando varios prerrequisitos basicos antes de entrar en la descripcion, la magnitud de la QAM puede caracterizarse por la expresion matematica 1 y por consiguiente el numero de bits fijados en cada punto del diagrama de constelacion puede caracterizarse por la expresion matematica 2.
[expresion matematica 1]
22n-QAM. n = 2, 3, 4, ...
[expresion matematica 2]
el numero de bits fijados en cada punto = 2n
Por consiguiente, el numero de los valores de vector de probabilidad condicional que son los valores de salida finales tambien se vuelve 2n.
Ahora se explicara un primero del metodo para demodular las senales de QAM cuadradas de la presente invencion.
En primer lugar, se explicara un metodo de decision flexible de senal de recepcion de la senal de QAM cuadrada correspondiente a la primera forma. En el caso de la primera forma, aunque se menciono que uno de los valores de la componente de fase de cuadratura (parte de numero real o a) o la componente de senal en fase (parte de numero imaginario o p) se usa para calcular el vector de probabilidad condicional correspondiente a la combinacion de bits de la primera mitad cuando se explico la caractenstica de la primera forma, la primera mitad y la segunda mitad se demodulan usando el valor p y valor a respectivamente, por conveniencia de comprension y una zona de salida segun la demodulacion se fija como un valor entre 1 y -1 por motivos de conveniencia en la siguiente descripcion. Ademas, se usa k como parametro que indica un orden de cada bit.
Un metodo para calcular un vector de probabilidad condicional correspondiente al caso en el que el primer bit, es decir, k es 1 en la primera forma puede expresarse como una expresion matematica 3, y la figura 5 es una visualizacion de ello.
[expresion matematica 3]
En el caso del primer vector de probabilidad condicional (k = 1), el valor de salida se determina como embargo, el valor de n se determina mediante la magnitud de QAM usando la expresion matematica 1.
. Sin
Un metodo para calcular el vector de probabilidad condicional correspondiente al segundo bit (k = 2) en la primera forma puede expresarse mediante una expresion matematica 4, y la figura 6 es una visualizacion de ello.
[expresion matematica 4]
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incondicional como
En este caso, n es un parametro de magnitud de la QAM en la expresion matematica 1, y c es una constante.
Un metodo para calcular un vector de probabilidad condicional correspondiente a del tercer bit al n-esimo bit (k = 3, 4, ...., n-1, n) en la primera forma puede expresarse como una expresion matematica 5. En este caso, tal como puede observarse a partir de la figura 9, dado que el vector de probabilidad condicional correspondiente al bit tercero o posterior indica una forma de iteracion determinada (forma de v), se observa que una expresion puede usarse de manera repetida usando tal propiedad.
[expresion matematica 5]
En primer lugar, dividiendo el diagrama de salida con una forma en forma de v basica, el vector de probabilidad condicional correspondiente a cada bit se divide en (2k-3 + 1) zonas.
© Una expresion basica segun la forma basica se determina como
© Si se encuentra una zona perteneciente como el p dado y se sustituye un valor de |P| - m del que se resta un valor central m de cada zona (por ejemplo, dado que la zona repetida es una en la que k = 4, la zona se vuelve 2n-2 < |p| < 3-2n'2 y el valor central se vuelve m = 2n'1) en la expresion basica como nuevo p, el valor de salida puede determinarse.
© Finalmente, en las zonas externas izquierda y derecha entre las zonas divididas, es decir, (2k-2 -1)2n+k+2 < |p|, el valor de salida puede determinare sustituyendo el valor central de m = 2n y el valor de (|p| - m) de un nuevo p en la expresion basica.
En este caso, d es una constante que se cambia segun un valor de k.
Un metodo para calcular el vector de probabilidad condicional correspondiente a los bits de la segunda mitad de la primera forma, es decir, numero de bit de n+1 a 2n, puede obtenerse sustituyendo p en a en el metodo para obtener el vector de probabilidad condicional de la primera mitad segun la caractenstica de la primera forma. En otras palabras, la condicion de que todos los p en la expresion matematica 3 se sustituyen por a se vuelve una expresion de calculo del primer vector de probabilidad condicional de la segunda mitad, es decir, un vector de probabilidad condicional correspondiente al (n+1)-esimo bit. El vector de probabilidad condicional correspondiente al (n + 2)- esimo bit del segundo vector de probabilidad condicional de la segunda mitad puede determinarse sustituyendo p por a en la expresion matematica 4 que es la condicion para calcular el segundo vector de probabilidad condicional de la primera mitad, y el vector de probabilidad condicional correspondiente al numero de bit n+3 a 2n que es el siguiente caso puede determinarse transformando la expresion matematica en la descripcion anterior.
A continuacion, se explicara un metodo para realizar una decision flexible de la senal de recepcion de una QAM cuadrada correspondiente a la segunda forma. Por conveniencia de comprension, se realiza demodulacion para determinar el vector de probabilidad condicional correspondiente a bits de orden impar usando el valor de a y para determinar el vector de probabilidad condicional correspondiente a bits de orden par usando el valor de p y por consiguiente el alcance de salida se determina entre 1 y -1 como en la primera forma por motivos de conveniencia.
En la segunda forma, un metodo para calcular el vector de probabilidad condicional correspondiente al primer bit (k=1) puede expresarse como una expresion matematica 6 y la figura 6 es una visualizacion de ello.
[expresion matematica 6]
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—T “
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® En el caso del primer bit (k = 1), el valor de salida se determina como •
Sin embargo, el valor de n se determina mediante la expresion matematica 1 segun la magnitud de la QAM.
En la segunda forma, el vector de probabilidad condicional correspondiente al segundo bit (k=2) puede obtenerse sustituyendo a por p en la expresion matematica 6 para calcular el primer vector de probabilidad condicional segun la caractenstica de la segunda forma.
En la segunda forma, un metodo para calcular el vector de probabilidad condicional correspondiente al tercer bit (k=3) puede expresarse como una expresion matematica 7.
[expresion matematica 7]
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Si a ■ p > 0,
® En el caso del tercer bit (k=3), el valor de salida se determina como
Si a ■ p <0, la expresion de calculo se determina como una expresion expresion de calculo en el caso de a ■ p > 0.
En este caso, n es un parametro de magnitud de la QAM en la expresion matematica 1 y c es una constante.
Como tal, otra caractenstica de la QAM de la segunda forma puede ser que el vector de probabilidad condicional se obtiene en los casos de a ■ p > 0 y a ■ p <0 por separado. Tal caractenstica se aplica cuando el vector de probabilidad condicional correspondiente al bit tercero o posterior de la segunda forma e incluye una caractenstica de sustitucion redproca como sustituir p por a.
Una expresion para obtener el vector de probabilidad condicional correspondiente al cuarto bit (k=4) de la segunda forma puede obtenerse sustituyendo a por p y p por a en la expresion matematica 7 usada para obtener el tercer vector de probabilidad condicional segun la segunda forma.
La expresion usada para obtener el vector de probabilidad condicional correspondiente al quinto bit (k=5) de la segunda forma puede obtenerse aplicando la expresion matematica 8. En este caso, tal como puede observarse a partir de la figura 10, dado que el vector de probabilidad condicional correspondiente al bit quinto o posterior indica una forma de iteracion determinada (forma de v), se observa que una expresion puede usarse de manera repetida usando tal propiedad. Sin embargo, cuando se calcula el vector de probabilidad condicional correspondiente al bit quinto o posterior, el valor de determinacion de orden par usa la expresion que se uso para calcular justo antes el valor de determinacion de orden impar segun la propiedad de la segunda forma, que se aplica unicamente cuando la magnitud de la QAM es inferior a 64. Y, cuando la magnitud es superior a 256, la parte restante puede dividirse en dos partes y el calculo puede realizarse en la parte de la primera mitad y despues en la parte de la segunda mitad como en la primera forma.
[expresion matematica 8]
Si a ■ p > 0,
en la que todos los a se sustituyen por p en la
® En primer lugar, se divide el diagrama de salida en una forma con forma de V basica, el vector de probabilidad condicional correspondiente a cada bit puede dividirse en (2k-5 +1) zonas.
© Una expresion basica segun una forma basica se determina como
© Si se encuentra una zona perteneciente como el a dado y se sustituye un valor de |a| -m del que se resta un valor central m de cada zona (por ejemplo, dado que la zona repetida es una en la que k = 6, la zona se vuelve 2n-2 < |a| < 32n-2 y el valor central se vuelve m = 2n-1) en la expresion basica como nuevo a, el valor de salida puede determinarse.
@ Finalmente, en las zonas externas izquierda y derecha entre las zonas divididas, es decir, (2k-2 -1)2n-k+2 < |a|, el valor de salida puede determinarse sustituyendo el valor central de m = 2n y el valor de (|a| - m) de un nuevo p en la expresion basica.
En el caso de a p < 0, el valor de salida puede obtenerse sustituyendo a por p en las expresiones (a), (b), (c) y (d).
El calculo del vector de probabilidad condicional correspondiente al sexto bit de la segunda forma puede obtenerse sustituyendo a por p y p por a en la expresion matematica 8 usada para obtener el quinto vector de probabilidad condicional mediante la propiedad de la segunda forma en el caso en el que la magnitud de la QAM es 64-QAM. Sin embargo, en el caso en el que la magnitud de la QAM es de mas de 256-QAM, la primera mitad se obtiene dividiendo los vectores restantes totales en 2 y la segunda mitad se obtiene sustituyendo el valor recibido (a o p) en la expresion de la primera mitad. En este momento, el valor cambiado en la expresion de la primera mitad es unicamente el valor recibido, y el valor de numero de bit (k) no se cambia sino que se sustituye por el de la primera mitad.
Por consiguiente, en el caso en el que la magnitud de la QAM es de mas de 256, el calculo del vector de probabilidad condicional correspondiente al bit del quinto al (n+2)-esimo de la segunda mitad se determina mediante la expresion matematica 8.
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El calculo del vector de probabilidad condicional correspondiente al bit del (n+3)-esimo al ultimo, 2n-esimo, de la segunda forma se determina sustituyendo el parametro a por p en la expresion matematica tal como se menciono anteriormente.
La demodulacion de decision flexible de la QAM cuadrada puede realizarse usando la senal recibida, es decir, a + p i mediante el procedimiento descrito anteriormente. Sin embargo, se observa que aunque el metodo descrito anteriormente determino de manera arbitraria un orden al seleccionar la senal recibida y sustituirla en una expresion de determinacion por conveniencia de la comprension, el metodo se aplica de manera mas general en una aplicacion real de modo que el caracter a o p expresado en las expresiones matematicas puede intercambiarse libremente uno por otro segun la forma de constelacion de combinacion de la QAM y el alcance de los valores de salida puede no ser simetrico tal como valores entre a y b, asf como valores entre a y -a. Puede decirse que este hecho amplfa la generalidad de la presente invencion, de modo que aumenta su importancia. Ademas, aunque las expresiones matematicas descritas anteriormente parecen muy complicadas, se generalizan para aplicaciones generales de modo que se constata que son muy sencillas al verlas mediante realizaciones aplicadas realmente.
Primera realizacion
La primera realizacion de la presente invencion es un caso correspondiente a la primera forma y se aplica la propiedad de la primera forma. La primera realizacion incluye un ejemplo de 1024-QAM en el que la magnitud de QAM es 1024. Se pretende que la seleccion de orden de la senal recibida aplique a en la primera mitad y p en la segunda mitad.
Basicamente, la QAM en dos realizaciones de la presente invencion puede determinarse mediante la siguiente expresion. Una expresion matematica 1 determina la magnitud de QAM y una expresion matematica 2 muestra el numero de bits fijados en cada punto de un diagrama de constelacion de combinacion segun la magnitud de QAM.
[expresion matematica 1]
22n-QAM, n = 2, 3, 4, ...
[expresion matematica 2]
el numero de bits fijados en cada punto = 2n
Basicamente, la magnitud de QAM en la primera realizacion de la presente invencion se determina mediante la siguiente expresion, y por consiguiente el valor de vector de probabilidad condicional del valor de salida final se vuelve 2n.
Un caso en el que 22*5 - QAM es igual a 1024 - QAM segun la expresion matematica 1 y el numero de bits fijados en cada punto de constelacion es igual a 2 x 5 = 10 bits segun la expresion matematica 2 se explicara usando tales expresiones matematicas 1 y 2. En primer lugar, antes de entrar en las aplicaciones de expresion de calculo, se observa que si se conoce una expresion de calculo para 5 bits de la primera mitad entre 10 bits mediante la propiedad de la primera forma, tambien se conoce directamente una expresion de calculo para los 5 bits restantes de la segunda mitad.
En primer lugar, la expresion del primer vector de probabilidad condicional es un caso de k=1, y tiene su valor de salida determinado como 2 de manera incondicional.
A continuacion, el segundo (es decir, k=2) vector de probabilidad condicional tiene su valor de salida de En este caso, c es una constante.
A continuacion, la expresion de calculo del tercer (k=3) vector de probabilidad condicional viene dada de la siguiente
d_
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manera, en donde la expresion basica segun la forma basica se determina como
-d
4ipi-d ,
En este momento, el calculo se divide en 2 zonas, y el valor de salida se determina como z si |P|<2 , y el
4ilP|-32 \-d
valor de salida se determina como 2 para |os demas casos.
5
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4mK
manera, en donde la expresion basica segun la forma basica se determina como A y se divide en 3 zonas.
Ihpm
En este caso, el valor de salida se determina como A
3 3 O'
si 2 < |P| <3-2 , y el valor de salida se determina como ^
si |P|<2 , el valor de salida se determina como
4IIPI-32M
para el otro caso.
A continuacion, la expresion de calculo del quinto (k=5) vector de probabilidad condicional viene dada de la siguiente
tIpM
manera, en donde una expresion basica segun la expresion basica se determina como A y se divide en 5
ylPM 2
zonas. En este caso, el valor de salida se determina como a si |P|<2 .
Y el valor de salida se determina como
d d
fllPl-8\-d yl|P|-16|-^
a si 2 <|P|<3-2 , la salida se determina como a
d
oo 0
3-2 <|P|<5-2 , el valor de salida se determina como a
yllPl-32M , , .
como a para los demas casos.
TllPl-24 \-d
si 5-22<|P|<7-22 y el valor de salida se determina
A continuacion, la expresion de calculo del 6° al 10° vector de probabilidad condicional se implementa sustituyendo a + P por a + P en los vectores de probabilidad condicional del primero al quinto segun la propiedad de la primera forma.
si
Segunda realizacion
La segunda realizacion de la presente invencion es un caso correspondiente a la segunda forma y se aplica la propiedad de la segunda forma. La segunda realizacion incluye un ejemplo de 1024-QAM en el que la magnitud de QAM es 1024. Se pretende que la seleccion de orden de la senal recibida aplique a en primer lugar.
Como en la primera realizacion, la expresion matematica 1 determina la magnitud de la QAM, y la expresion matematica 2 indica el numero de bits fijados en cada punto del diagrama de constelacion de combinacion segun la magnitud de la QAM.
[expresion matematica 1]
22n-QAM, n = 2, 3, 4, ...
[expresion matematica 2]
el numero de bits fijados en cada punto = 2n
Basicamente, la magnitud de QAM en la segunda realizacion de la presente invencion se determina como la expresion anterior, y por consiguiente el valor de vector de probabilidad condicional del valor de salida final se vuelve 2n.
Un caso en el que n es igual a 5, es decir, 22*5 - QAM es igual a 1024 - QAM segun la expresion matematica 1 y el numero de bits fijados en cada punto de constelacion es igual a 2 x 5 = 10 bits segun la expresion matematica 2, se explicara cuando n es 5 usando tales expresiones matematicas 1 y 2.
En primer lugar, el calculo del primer vector de probabilidad condicional es un caso de k=1, en el que el valor de
1
—r a
salida se determina como
de manera incondicional.
A continuacion, la expresion de calculo del segundo (k=2) vector de probabilidad condicional es un caso en el que se
sustituye la primera expresion de calculo, en la que el valor de salida se determina como
5
10
15
20
25
c , ,
M
Sin embargo, c es una constante.
Cuando a p <0, esta expresion de calculo se obtiene sustituyendo a por p en la expresion usada para el metodo para determinar la salida del tercer vector de probabilidad condicional explicada justo antes (a p > 0).
A continuacion, para el calculo del cuarto (k=4) vector de probabilidad condicional,
(1) cuando a p > 0, se facilitara lo siguiente, donde el valor de salida se determina como ^ de manera incondicional.
(2) Cuando a p <0, esta expresion de calculo se obtiene sustituyendo a por p en la expresion usada para el metodo para determinar la salida del cuarto vector de probabilidad condicional explicada justo antes (a p > 0).
A continuacion, para la expresion de calculo del quinto (es decir, k=5) vector de probabilidad condicional, cuando a p
> 0, se facilitara lo siguiente, donde una expresion basica segun la forma basica se determina como
23
A
En este caso, la expresion se divide en 2 zonas, en la que si |a|<2 , el valor de salida se determina como ’
4-IM-32\-d
y el valor de salida se determina como 2 para otros casos.
(2) Cuando a p <0, esta expresion de calculo se obtiene sustituyendo a por p en la expresion usada para el metodo para determinar la salida del quinto vector de probabilidad condicional explicada justo antes (a p > 0).
A continuacion, para el sexto vector de probabilidad condicional (es decir, k=6), cuando a p > 0, una expresion
d
basica segun la forma basica se determina como
que si |a|<2 , el valor de salida se determina como
2
\a\-d
y, en este caso, la expresion se divide en 3 zonas, en la
el valor de salida se determina como
4-IM-16M
22
|r]|a|-32K
el valor de salida se determina como 1 para otros casos.
Cuando a p <0, esta expresion de calculo se obtiene sustituyendo a por p en la expresion usada para el metodo para determinar la salida del sexto vector de probabilidad condicional explicada justo antes (a p > 0).
A continuacion, para la expresion de calculo del septimo (k=7) vector de probabilidad condicional, cuando a p > 0,
yl a'-“
una expresion basica segun la forma basica se determina como > y, en este caso, la expresion se divide en
5 zonas,
en las que si |a|<22, el valor de salida se determina como
si 22<|a|<322, el valor de salida se determina como
ylM-81-d
si 3 22<|a|<5 22, el valor de salida se determina como
y
5
10
15
20
25
30
35
4b\-24\-d
2 2 ^ si 5-2 <|a|<7-2 , el valor de salida se determina como >
4r\\a\-32\-d
y el valor de salida se determina como z para los demas casos.
Cuando a p <0, esta expresion de calculo se obtiene sustituyendo a por p en la expresion usada para el metodo para determinar la salida del septimo vector de probabilidad condicional explicada justo antes (a p > 0).
Un metodo para obtener los vectores de probabilidad condicional del octavo al decimo se obtiene sustituyendo a por p y p por a en la expresion para obtener los vectores de probabilidad condicional del quinto al septimo.
A continuacion, se explicara el segundo del metodo para demodular una senal de QAM cuadrada.
En primer lugar, se explicara un metodo de decision flexible de la QAM cuadrada correspondiente a la primera forma. En el caso de la primera forma, aunque se usa cualquiera de la parte de numero real y la parte de numero imaginario de la senal recibida con el fin de calcular el vector de probabilidad condicional correspondiente a la combinacion de bits de la primera mitad, la primera mitad se demodula usando un valor p y la segunda mitad se demodula usando un valor de a y su alcance de salida se determina entre 1 y -1 por motivos de conveniencia en la siguiente descripcion.
El metodo para calcular el vector de probabilidad condicional correspondiente al primer bit en la primera forma puede expresarse como la expresion matematica 13 y las figuras 3 y 11 son la visualizacion de ello.
[expresion matematica 13]
Si |p|>2n - 1, la salida se determina como sign(p).
Ademas, © si |p|<1, la salida se determina como 0,9375*sign(p).
Ademas, © si 1<|p|<2n -1, la salida se determina como
sign(p) °^5- (115| -1)+0.9375l|: s ign (($)
Sin embargo, sign(p) significa un signo del valor sign p.
En la primera forma, un metodo para calcular el vector de probabilidad condicional correspondiente al segundo bit puede expresarse como la expresion matematica 14 y las figuras 4 y 12 son una visualizacion de ello.
[expresion matematica 14]
® Si 2n - 2n(2-m) < |p| < 2n - 2n(2-m) + 1, la salida se determina como (-1)m+1.
Ademas, © si 2n-1 - 1 < |p|< 2n-1 + 1, la salida se determina como 0,9375(2n'1 - |p|).
Ademas, © si 2n-1 - 2(n'1)(2'm) + m < |p| < 2n - 2(n'1)(2'm) + m - 2, la salida se determina como
__0X^>25_ (| p| _2m+1 )+00375 (-1) m+1+0.0625
En este caso, m=1 o m=2.
En la primera forma, un metodo para calcular el vector de probabilidad condicional correspondiente a los bits del tercero al (n-1)-esimo puede expresarse como la expresion matematica 15.
[expresion matematica 15]
® Si m*2n-k+2-1 < |p| < m*2n-k+2+1, la salida se determina como (-1)m+1.
Ademas, © si (21 - 1)*2n'k+1-1 < |p| < (21 - 1)*2n'k+1+1, la salida se determina como (-1)l+1 0,9375{|p| - (21 - 1)*2n'k+1}. Ademas, © si (P - 1)*2n'k+1+1 < |P| < p*2n'k+1-l, la salida depende del valor P, en donde si P es un numero impar, la
salida se determina como
0.0625
2"-k+1-2
[ (. 1) (0+i)/2)+i* |p|i) (p+O/2 [• ^p_ 2*2 n'k+1+1 ]+(-1) ^+1)/2]
5
10
15
20
25
30
35
40
Sin embargo, si
0.0625 p, i. p/2+1 *
2«-k+i 2
el valor
lp|+(-l)/?/2(P*2
es
!)]+(
un numero ^jj/2+1
En este caso, m=0, 1...2k-2, y l =1, 2, ... 2k-2, ademas, P=1, 2, ...2k-1.
En este caso, k es el numero de bit, que es un numero entero de mas de 3.
En la primera forma, un metodo para calcular el vector de probabilidad condicional correspondiente al n-esimo bit del ultimo bit en la primera mitad puede expresarse como la expresion matematica 16. Esto es un caso espedfico de la expresion matematica 16, en donde k=n y solo se aplican las expresiones de condicion de ® y ®.
[expresion matematica 16]
® Si m*22 - 1 < |P| < m*22 + 1, la salida se determina como (-1)m+1.
Ademas, ® si (2l - 1)*21-1 < |P| < (2l - 1)*21 + 1, la salida se determina como 0,9375{|P| -(2l - 1)*21}.
En este caso, m=0, 1...2n-2, y l =1, 2, ... 2n-2.
Un metodo para calcular el vector de probabilidad condicional correspondiente a los bits de la segunda mitad de la primera forma, es decir, el numero de bit de n+1 a 2n, puede realizarse sustituyendo P por a en el metodo para obtener el vector de probabilidad condicional de la primera mitad segun la propiedad de la primera forma. Es decir, la condicion en la que todos los P en la expresion matematica 13 se sustituyen por a se vuelve el primer vector de probabilidad condicional de la segunda mitad, es decir, la expresion de calculo del vector de probabilidad condicional correspondiente al (n+1)-esimo bit. Ademas, el vector de probabilidad condicional correspondiente al (n+2)-esimo bit, es decir, el segundo vector de probabilidad condicional de la segunda mitad, puede determinarse sustituyendo P por a en la expresion matematica 14, es decir la condicion en la que se calcula el segundo vector de probabilidad condicional de la primera mitad, y el vector de probabilidad condicional correspondiente al numero de bit de n+3 a 2n, es decir, los siguientes casos, puede determinarse transformando las expresiones matematicas 15 y 16 tal como se describio anteriormente.
A continuacion, se explicara un metodo de decision flexible de la senal recibida de una QAM cuadrada correspondiente a la segunda forma. Ademas, por conveniencia de comprension, se usa el valor a para determinar el vector de probabilidad condicional correspondiente al bit de orden impar y se usa el valor P para determinar el bit de orden par.
En la segunda forma, el metodo para calcular el vector de probabilidad condicional correspondiente al primer bit puede expresarse como la expresion matematica 17 y la figura 13 es una visualizacion de ello.
[expresion matematica 17]
© si |a|>2n - 1, la salida se determina como -sign(a).
Ademas, ® si |a|<1, la salida se determina como 0,9375*sign(a).
•sign(a)—^-— (|a| -1)+0.9375
Ademas, ® si 1<|a|<2n - 1, la salida se determina como • Sin embargo, sign(a)
significa el signo del valor a.
En la segunda forma, un metodo para calcular el vector de probabilidad condicional correspondiente al segundo bit puede obtenerse sustituyendo todos los a por P en la expresion matematica 17 usada para calcular el primer vector de probabilidad condicional segun la propiedad de la segunda forma.
En la segunda forma, el metodo para calcular el vector de probabilidad condicional correspondiente al tercer bit puede expresarse como la expresion matematica 18.
[expresion matematica 18]
Cuando a x P > 0,
© si 2n - 2n(2-m) < |a| < 2n - 2n(2-m) + 1, la salida se determina como (-1)m.
Ademas, © si 2n-1 - 1 < |a|< 2n-1 + 1, la salida se determina como 0,9375(|P|-2n-1).
5
10
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30
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Ademas, © si 2n'1 - 2(n'1)(2'm) + m < |a| < 2n - 2(n'1)(2'm) + m - 2, la salida se determina como -^^-(|a|-2m+l)+0.9735(-l)m-0.0625.
Si a x p <0, la expresion de calculo se determina como una expresion en la que todos los a se sustituyen por p en la expresion de calculo del caso de a x p > 0.
Como tal, puede decirse que el metodo para obtener el vector de probabilidad condicional en cada uno de los casos de a x p > 0 y a x p<0 es otra propiedad. Tal propiedad se aplica siempre cuando se obtiene el vector de probabilidad condicional correspondiente al tercer o ultimo bit de la segunda forma, y la propiedad de sustitucion mutua tal como sustituir p por a tambien se incluye en esta propiedad.
La expresion para obtener el vector de probabilidad condicional correspondiente al cuarto bit de la segunda forma se obtiene sustituyendo a por p y p por a en la expresion matematica 18 usada para obtener el tercer vector de probabilidad condicional mediante la propiedad de la segunda forma en el caso en el que la magnitud de la QAM es de menos de 64-QAM. Sin embargo, el caso en el que la magnitud de QAM es de mas de 256-QAM se expresa como la expresion matematica 19.
[expresion matematica 19]
© si m*2n"k+3-1 < |a| < m*2n"k+3+1, la salida se determina como (-1)m+1.
Ademas, © si (21 - 1)*2n-k+2-1 < |a| < (21 - 1)*2n-k+2+1, la salida se determina como (-1)l+1{0,9375|a| - 0,9375 (21 -
-| j*2n-k+2j
Ademas, © si (P - 1)*2n-k+2+1 < |a| < p*2n-k+2-1, la salida depende del valor P, en donde si P es un numero impar, la
°;^f- [ (-1)(p+1),2+h la|+(-1)'^+1)/2[ (P-1)* 2 ”-*f2+l]]+(-1)(p+1>/2
salida se determina como 5 si P es un
[ (-1) p/2+1 * | a|+(-1 Y,2(P* 2 n~k+2-1)] ■+(-1) ■p/2+1]
numero par, la salida se determina como ^ .
En este caso, k es un numero de bit, y m=0, 1,... 2k-3, l =1,2, ..., 2k-3, p=1, 2,... 2k-2.
Una expresion para obtener el vector de probabilidad condicional correspondiente al quinto bit de la segunda forma puede expresarse como la expresion matematica 20 en el caso en el que la magnitud de QAM es 64-QAM y puede aplicarse la expresion matematica 19 en el caso en el que la magnitud de QAM es de mas de 256-QAM.
[expresion matematica 20]
Cuando a x p > 0,
® Si m*22-1 < |p| < m*22+1, la salida se determina como (-1)m+1.
© Si (2l - 1)*22-1 < |p| < (2l - 1)*22+1, la salida se determina como 0,9375(-1)l+1 {|p| - (2l - 1)*22}.
En este caso, m=0, 1, 2 y l =1,2.
Si a x p <0, la salida se obtiene sustituyendo p por a en las expresiones © y © segun la propiedad de la segunda forma.
El calculo del vector de probabilidad condicional correspondiente al sexto bit de la segunda forma se obtiene sustituyendo a por p y p por a en la expresion matematica 20 que es una expresion usada para obtener el quinto vector de probabilidad condicional segun la propiedad de la segunda forma en el caso en el que la magnitud de QAM es 64-QAM. Sin embargo, un caso en el que la magnitud de QAM es de mas de 256-QAm se expresa como la expresion matematica 19.
Un calculo del vector de probabilidad condicional correspondiente al bit del septimo al n de la segunda forma se determina como la expresion matematica 19.
Un calculo del vector de probabilidad condicional correspondiente al (n+1)-esimo bit de la segunda forma se expresa como la expresion matematica 21 y esto es un caso espedfico de la expresion matematica 19.
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[expresion matematica 21]
Ademas, ® si (21 - 1)*21-1 < |a| < (21 - 1)*21 + 1, la salida se determina como (-1)l+1{0,9375|a| - 0,9375 (21 - 1)*21}.
En este caso, m = 0, 1, ... 2n"2 y l = 1, 2 ... 2n"2
Un calculo del vector de probabilidad condicional correspondiente al (n+2)-esimo bit de la segunda forma se obtiene sustituyendo a por p y p por a en la expresion matematica 18.
Un calculo del vector de probabilidad condicional correspondiente al bit del (n+3)-esimo al (2n-1)-esimo de la segunda forma se obtiene sustituyendo a por p en la expresion matematica 19. Sin embargo, el numero de bit del valor k que es usa en este momento es de 4 a n, que se sustituye de manera secuencial en lugar de n+3 a 2n-1.
Una demodulacion de decision flexible de la QAM cuadrada puede implementarse usando la senal recibida, es decir, el valor de a +p i mediante tal proceso. Sin embargo, aunque el metodo descrito anteriormente decidio arbitrariamente el orden al seleccionar la senal recibida y sustituirla en la expresion de determinacion por conveniencia de la comprension, se observa que se aplica de manera mas general en su aplicacion real de modo que el caracter a o p expresado en la expresion puede intercambiarse libremente segun la forma de constelacion de combinacion de la QAM y el alcance del valor de salida puede ser asimetrico tal como un valor entre “a” y “b” asf como un valor de “a” o “-a”. Esto amplfa la generalidad de la presente invencion y aumenta su importancia. Ademas, aunque las expresiones matematicas descritas anteriormente parecen muy complicadas, se generalizan para aplicaciones generales de modo que se constata que son muy sencillas al verlas mediante realizaciones aplicadas realmente.
Tercera realizacion
La tercera realizacion de la presente invencion es un caso correspondiente a la primera forma y se aplica la propiedad de la primera forma. La tercera realizacion incluye un ejemplo de 1024-QAM en el que la magnitud de QAM es 1024. Se pretende que la seleccion de orden de la senal recibida aplique a en la primera mitad y p en la segunda mitad (haciendo referencia a las figuras 11 y 12).
Basicamente, la QAM en dos realizaciones de la presente invencion puede determinarse como la siguiente expresion. Una expresion matematica 1 determina la magnitud de QAM y una expresion matematica 2 muestra el numero de bits fijados en cada punto de un diagrama de constelacion de combinacion segun la magnitud de QAM.
[expresion matematica 1]
22n-QAM, n = 2, 3, 4, ...
[expresion matematica 2]
el numero de bits fijados en cada punto = 2n
Basicamente, la magnitud de QAM en la tercera realizacion de la presente invencion se determina como la siguiente expresion, y por consiguiente el numero del valor de vector de probabilidad condicional del valor de salida final se vuelve 2n.
Un caso en el que 22*5 - QAM es igual a 1024 - QAM segun la expresion matematica 1 y el numero de bits fijados en cada punto de constelacion es igual a 2 x 5 = 10 bits segun la expresion matematica 2, se explicara cuando n es 5 usando tales expresiones matematicas 1 y 2. En primer lugar, antes de entrar en aplicaciones de la expresion de calculo, se observa que si se conoce una expresion de calculo para 5 bits de la primera mitad de entre 10 bits mediante la propiedad de la primera forma, se conoce directamente una expresion de calculo para los 5 bits restantes de la segunda mitad.
En primer lugar, para la expresion de calculo del primer vector de probabilidad condicional, si |p|>25-1, la salida se determina como sign(p).
Sin embargo, © si |p| < 1, la salida se determina como 0,9375*sign(p).
48»(P)[^^-(ll(-l)+a9375]
Ademas, © si 1< |P| < 25-1, la salida se determina como *" w •
A continuacion, para el segundo (es decir, k=2, m=1, 2) vector de probabilidad condicional, si 0 < |p|< 1, la salida se determina como 1.
5
10
15
20
25
30
Ademas, si 25-1 < |P|< 25, la salida se determina como -1.
Ademas, si 24-1 < |P| < 24+1, la salida se determina como 0,9375(24-|P|).
4 2-2 Ademas, si 1 <|p|< 2 -1, la salida se determina como
como
^nr-(lPl-i)+i
y si 24+1<|P|< 25-1, la salida se determina
A continuacion, para la expresion de calculo del tercer (es decir, k=3, m=0, 1, 2, l =1, 2, p=1, 2, 3, 4) vector de probabilidad condicional,
® Si m*24-1 <|P|< m*24+1, la salida se determina como (-1)m+1.
En este momento, cuando se sustituye m=0, 1, 2, si-1 <|P|< 1, la salida se determina como 1.
Ademas, si 24-1 <|P|< 24+1, la salida se determina como 1.
Ademas, si 25-1 <|P|< 25+1, la salida se determina como -1.
Ademas, © si (2l -1)*23-1 <|P|< (2l -1)*23+1, la salida se determina sustituyendo l =1, 2 en (-1)1 +10,9375{|P|-(2l - 1)*23}. En este caso, si 23-1 <|P|< 23+1, la salida se determina como 0,9375(|P|-23), y si 3*23-1 <|P|< 3*23+1, la salida se determina como -0,9375(|P|-3*23).
Ademas, © cuando (P-1)*23+1 <|P|< P*23-1 y se sustituye P=1, 2, 3 y 4 segun si P es un numero impar o un numero par,
si 1 <|P|< 2-1, la salida se determina como
ademas, si 23+1 <|P|< 24-1, la salida se determina como
ademas, si 24+1 <|P|< 3*23-1, la salida se determina como
~^(25+HPl)-i
ademas, 3*23+1 <|P|< 25-1, la salida se determina como •
A continuacion, para la expresion de calculo del cuarto (es decir, k=4, m=0, 1, 2, 3 y 4, l =1,2, 3 y 4, p=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 y 8) vector de probabilidad condicional,
si -1 <|P|< 1, la salida se determina como -1.
Ademas, si 23-1 <|P|< 23+1, la salida se determina como 1. Ademas, si 24-1 <|P|< 24+1, la salida se determina como -1. Ademas, si 3*23-1 <|P|< 3*23+1, la salida se determina como 1.
Ademas, si 25-1 <|P|< 25+1, la salida se determina como -1.
Ademas, si 22-1 <|P|< 22+1, la salida se determina como 0,9375{|P|-22}.
Ademas, si 3*22-1 <|P|< 3*22+1, la salida se determina como -0,9375 {|P|-3*22}.
Ademas, si 5*22-1 <|P|< 5*22+1, la salida se determina como 0,9375{|P|-5*22}.
Ademas, si 7*22-1<|P|< 7*22+1, la salida se determina como -0,9375{|P|-7*22}. Ademas, si 1 <|P|< 22-1, la salida se
5
10
15
20
25
30
determina como
0^(|p|-23+l)+l
Ademas, si 22+1 <|P|< 23-1, la salida se determina como
Ademas, si 23+1 <IPI< 3*22-1, la salida se determina como
-^nr(23+i-lp|)+i
Z - Z
Ademas, si 6*22+1 <|P|< 7*22-1, la salida se determina como
Ademas, si 7*22+1 <IPI< 2°-1, la salida se determina como
->5
~^~(25-l-|Pl)-l
A continuacion, para la expresion de calculo del quinto (es decir, k=5, m=0, 1, 2, ...7, 8, l =1, 2, 3, ...7, 8) vector de probabilidad condicional,
si -1 <|P|< 1, la salida se determina como -1.
Ademas, si 22-1 <|P|< 22+1, la salida se determina como 1. Ademas, si 3*22-1 <|P|< 3*22+1, la salida se determina como -1.
Ademas, si 7*22-1 <|P|< 7*22+1, la salida se determina como 1. Ademas, si 25-1 <|P|< 25+1, la salida se determina como -1. Ademas, si 1 <|P|< 3, la salida se determina como 0,9375(|P|-2). Ademas, si 5 <|P|< 7, la salida se determina como -0,9375(|P|-6). Ademas, si 9 <|P|< 11, la salida se determina como 0,9375(|P|-10).
Ademas, si 25 <|P|< 27, la salida se determina como 0,9375(|P|-26).
Ademas, si 29 <|P|< 31, la salida se determina como -0,9375(|P|-30).
A continuacion, las expresiones de calculo de los vectores de probabilidad condicional del sexto al decimo pueden obtenerse sustituyendo P por a en el vector de probabilidad condicional del primero al quinto segun la propiedad de la primera forma.
Cuarta realizacion
La cuarta realizacion de la presente invencion es un caso correspondiente a la segunda forma y se aplica la propiedad de la segunda forma. La cuarta realizacion incluye un ejemplo de 1024-QAM en el que la magnitud de QAM es 1024. Se pretende que la seleccion de orden de la senal recibida aplique a en primer lugar.
Una expresion matematica 1 determina la magnitud de QAM y una expresion matematica 2 muestra el numero de bits fijados en cada punto de un diagrama de constelacion de combinacion segun la magnitud de QAM, como en la tercera realizacion.
[expresion matematica 1]
22n-QAM, n = 2, 3, 4, ...
5
10
15
20
25
30
[expresion matematica 2]
el numero de bits fijados en cada punto = 2n
Basicamente, la magnitud de QAM en la cuarta realizacion de la presente invencion se determina como la expresion anterior, y por consiguiente el numero del valor de vector de probabilidad condicional del valor de salida final se vuelve 2n.
Un caso en el que 22*5 - QAM es igual a 1024 - QAM segun la expresion matematica 1 y el numero de bits fijados en cada punto de constelacion es igual a 2 x 5 = 10 bits segun la expresion matematica 2 se explicara cuando n es 5 usando tales expresiones matematicas 1 y 2 (haciendo referencia a las figuras 13 y 14).
En primer lugar, para el calculo del primer vector de probabilidad condicional,
si |a|>25-1, la salida se determina como -sign(a).
Ademas, si |a|<1, la salida se determina como -0,9375sign(a).
-^«(a)[-^^-(]a|-l)+0.9375]
Ademas, si 1<|a|< 2S-1, la salida se determina como " •
A continuacion, la expresion de calculo del segundo vector de probabilidad condicional es una forma de sustitucion de la primera expresion de calculo de la siguiente forma.
® Si |P|>25-1, la salida se determina como -sign(P).
© si |P|< 1, la salida se determina como -0,9375 sign(P).
© si 1<|P|< 25-1, la salida se determina como -sign(P){0,0021(|P|-1)+0,9375.
A continuacion, para la expresion de calculo del tercer vector de probabilidad condicional, cuando a P > 0,
© si 25-25(2'm)<|a|<25-25(2'm)+1, la salida se determina como (-1)m En este momento, dado que m es igual a 1 y 2, cuando se sustituye eso, si 0 <|a|<1, la salida se determina como -1.
Ademas, si 25-1<|a|<25, la salida se determina como 1.
Ademas, © si 24-1<|a|<24+1, la salida se determina como 0,9375(|a|-24).
Ademas, © si 24-24(2'm)+rn < |a|<25-24(2'm)+rn-2, la salida se determina como
0'04625 (lal-2?M+l)+0.9735(-l)"'-0.0625
2 -2
En este caso, cuando se sustituye m=1, 2,
0-0625 n . , 1
24-2 “
si 1 <|a|<2 -1, la salida se determina como •
-^^-(|a|-3)+0.825
Ademas, si 24+1<|a|<25-1, la salida se determina como ^ •
Cuando a P <0,
en este caso, la expresion de calculo se obtiene sustituyendo a por P en las expresiones ©, ©, © del metodo para determinar la salida del tercer vector de probabilidad condicional descritas justo antes.
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condicional,
Cuando a p > 0,
® si m*24-1<|a|<m*24+1, la salida se determina como (-1)m+1.
En este momento, sustituyendo m=0, 1,2, si -1<|a|< 1, la salida se determina como -1.
Ademas, si 24-1 <|a|<24+1, la salida se determina como 1.
Ademas, si 25-1<|a|<25+1, la salida se determina como -1.
Ademas, © si (21 -1)*23-1<|a|<(2l -1)*23+1, la salida se determina sustituyendo l =1, 2 en (-1)1 +1{0,9375|a|-0,9375(2l -1)*23},
en este caso, si 23-1<|a|<23+1, la salida se determina como 0,9375(|a|-23).
Ademas, si 3*23-1<|a|< 3*23+1, la salida se determina como -0,9375(|a|-3*23).
Ademas, © si (P-1)*23+1< |a|< P*23-1 y P es un numero impar, la salida se determina como 0.0625 ^ ^ (p+11/2+1# |a| j^(p+1)12 ^p_ -q* 23+l]+(-l)<^+^/2
[(-1)pfl*'* |a|+(-1 Y*(P*23-!)]+(-1)'""1
Sin embargo, si P es un numero par, la salida se determina como En este caso, cuando se sustituye p=1, 2, 3, 4,
0.0625
si 1 <|a|<2 -1, la salida se determina como
3 lH‘1]"1
23-2
2-2
Ademas, si 23+1<|a|<24-1, la salida se determina como
^^[|<x|-24+1]+1
Ademas, si 24+1<|a|< 3*23-1, la salida se determina como
5^“[24+l-|a|]+l
23-2
3 5 23-2
Ademas, si 3*2 +1<|a|< 2 -1, la salida se determina como
Cuando a p <0,
°.°S25 [23+1.,ci|].1
en este caso, la expresion de calculo se obtiene sustituyendo a por p en las expresiones de ®, ©, © del metodo para determinar la salida del cuarto vector de probabilidad condicional descritas justo antes.
A continuacion, para el quinto (es decir, k=5, m=0, 1, 2, 3, 4, l =1, 2, 3, 4) vector de probabilidad condicional,
(1) cuando a p > 0,
© si m*23-1<|a|< m*23+1, la salida se determina como (-1)m+1.
En este momento, cuando se sustituye m=0, 1, 2, 3, 4, si -1<|a|< 1, la salida se determina como -1.
Ademas, si 23-1<|a|< 23+1, la salida se determina como 1.
Ademas, si 24-1<|a|<24+1, la salida se determina como-1.
Ademas, si 3*23-1<|a|<3*23+1, la salida se determina como 1.
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Ademas, © si (21 -1)*22-1<|a|< (21 -1)*22+1, la salida se determina sustituyendo l =1, 2, 3, 4 en (-1)1 +10,9375{|a|- 0,9375(21 -1)*22},
en este caso, si 22-1<|a|<22+1, la salida se determina como 0,9375(|a|-22).
Ademas, si 3*23-1<|a|<3*23+1, la salida se determina como -0,9375(|a|-3*22).
Ademas, si 5*22-1<|a|<5*22+1, la salida se determina como 0,9375(|a|-5*22).
Ademas, si 7*22-1<|a|<7*22+1, la salida se determina como -0,9375(|a|-7*22).
Ademas, © cuando (P-1)* 22+1<|a|<P*22-1, y sustituyendo p=1, 2, 3, ...7, 8 segun si P es un numero impar o un numero par,
2 2-2 si 1<|a|<2 -1, la salida se determina como
^T-[|a|-l]-l
2 3 2 -2
Ademas, si 2 +1<|a|<2 -1, la salida se determina como
^^[|a|-23+l]+l
Ademas, si 23+1<|a|<3*22-1, la salida se determina como
0.0625 r„3 , ! i n ,, -^-j-[2+l-|a|]+l
2^-2
Ademas, si 3*22+1<|a|<24-1, la salida se determina como
^^[24-l-|a|]-l
Ademas, si 24+1<|a|<5*22-1, la salida se determina como
0.0625 |- | 1 T.4 T 1 !
Ademas, si 5*22+1<|a|<6*22-1, la salida se determina como
0‘°2—[la|-6*22+l]+l
22-2
Ademas, si 6*22+1<|a|<7*22-1, la salida se determina como
°'°2625 [6*22+1-|k]]+1
22-2
2 5 2 -2 Ademas, si 7*2 +1<|a|<2 -1, la salida se determina como
0.0625 ros , , n 1 2 „ [2 -l-|a|]-l
Cuando a p<0, en este caso, la expresion de calculo se obtiene sustituyendo a por p en las expresiones @, ©, © del metodo para determinar el quinto vector de probabilidad condicional (a p <0) descritas justo antes.
A continuacion, para el sexto vector de probabilidad condicional (es decir, k=6, m=0, 1, 2, ... 7, 8, l =1,2,3,...7,8),
(1) cuando a p > 0,
® si m*22-1<|a|<m*22+1, la salida se determina como (-1)m+1.
En este momento, la salida se obtiene aplicando m=0, 1,2,...7, 8.
Es decir, si -1<|a|<1, la salida se determina como -1.
Ademas, si 22-1<|a|<22+1, la salida se determina como 1.
Ademas, si 3*22-1 <|a|<3*22+1, la salida se determina como -1.
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Ademas, si 25-1<|a|<25+1, la salida se determina como -1.
Ademas, © si (21 -1)*2-1<|a|<(2l -1)*2+1,
la salida se determina sustituyendo l =1,2, 3, ...7, 8 en (-1)1 +1{0,9375|a|-0,9375(2l -1)*2}, en este caso, si 1<|a|<3, la salida se determina como 0,9375(|a|-2).
Ademas, si 5 <|a|<7, la salida se determina como -0,9375(|a|-6).
Ademas, si 9 <|a|<11, la salida se determina como 0,9375(|a|-10).
Ademas, si 25 <|a|<27, la salida se determina como 0,9375(|a|-26).
Ademas, si 29 <|a|<31, la salida se determina como -0,9375(|a|-30).
(2) Cuando a p<0,
en este caso, la expresion de calculo se obtiene sustituyendo a por p en las expresiones ©, © del metodo para determinar la salida del quinto vector de probabilidad condicional (a p> 0) descritas justo antes.
A continuacion, se obtienen las expresiones de calculo del vector de probabilidad condicional del septimo al decimo sustituyendo a por p y p por a en las expresiones de calculo del vector de probabilidad condicional del tercero al sexto.
La figura 11 es una vista que muestra un bloque funcional para un proceso de decision de vector de probabilidad condicional segun la presente invencion.
La figura 12 es una vista que muestra un ejemplo de configuracion de hardware para un vector de probabilidad condicional de una primera forma de 64-QAM segun la presente invencion. Un experto en la tecnica puede configurar el hardware realizando una modificacion dentro del alcance de la presente invencion.
Aunque la presente invencion se ha descrito junto con realizaciones preferidas de la misma, no se limita a la descripcion anterior, sino que abarca alteraciones, modificaciones y variaciones segun el alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Aplicabilidad industrial
Segun la presente invencion, se espera potenciar notablemente la velocidad de proceso y ahorrar costes de fabricacion al implementar hardware aplicando una ecuacion de vector de probabilidad condicional lineal en lugar de un metodo de razon de verosimilitud logantmica que es un metodo de demodulacion de decision flexible de una senal de QAM cuadrada que se usa generalmente en el campo industrial.
Claims (10)
10
15 2.
20
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3.
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4.
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5.
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REIVINDICACIONES
Metodo de decision flexible para demodular una senal recibida de una modulacion de amplitud en cuadratura cuadrada, QAM, que consiste en una componente de senal en fase p y una componente de senal de fase de cuadratura a, que comprende:
obtener 2n valores de vector de probabilidad condicional, siendo cada uno un valor de decision flexible correspondiente a una de 2n posiciones de bits, usando una funcion que incluye una operacion de determinacion condicional a partir de la componente de fase de cuadratura a y la componente en fase p de la senal recibida,
en el que los valores de vector de probabilidad condicional correspondientes a los bits del primero al n- esimo se calculan sustituyendo una de la componente de senal en fase p y la componente de senal de fase de cuadratura a en un primer metodo de demodulacion, y
en el que los valores de vector de probabilidad condicional correspondientes a los bits del (n+1)-esimo al 2n-esimo se calculan sustituyendo la otra de la componente de senal en fase p y la componente de senal de fase de cuadratura a en el primer metodo de demodulacion.
Metodo de decision flexible para demodular una senal recibida de una modulacion de amplitud en cuadratura cuadrada, QAM, que consiste en una componente de senal en fase p y una componente de senal de fase de cuadratura a, que comprende:
obtener 2n valores de vector de probabilidad condicional, siendo cada uno un valor de decision flexible correspondiente a una de 2n posiciones de bits, usando una funcion que incluye una operacion de determinacion condicional a partir de la componente de fase de cuadratura a y la componente en fase p de la senal recibida,
en el que los valores de vector de probabilidad condicional correspondientes a bits de orden impar se calculan sustituyendo una de la componente de senal en fase p y la componente de senal de fase de cuadratura a segun un diagrama de constelacion dado en un primer metodo de demodulacion, y
en el que los valores de vector de probabilidad condicional correspondientes a los bits de orden par se calculan sustituyendo la otra de la componente de senal en fase p y la componente de senal de fase de cuadratura a en el primer metodo de demodulacion.
Metodo segun la reivindicacion 1, en el que el primer valor de vector de probabilidad condicional se determina seleccionando uno de los valores recibidos a con p segun un diagrama de constelacion de combinacion y aplicando la siguiente etapa de metodo:
se determina de manera incondicional un valor de salida como 2n ’ en donde Q es el seleccionado de a y p, y a es un numero real arbitrario fijado segun un alcance de salida deseado.
Metodo segun la reivindicacion 1, en el que el segundo valor de vector de probabilidad condicional se determina aplicando la siguiente etapa de metodo:
a(c —£-r |Q|),
se determina de manera incondicional un valor de salida como 2"wi en donde Q es el usado
de a y p para calcular el primer valor de vector de probabilidad condicional, n es una magnitud de la QAM
de tamano 2 , a es constante arbitraria.
un numero real arbitrario fijado segun un alcance de salida deseado, y c es una
Metodo segun la reivindicacion 1, en el que los valores de vector de probabilidad condicional del tercero al n-esimo se determinan aplicando las siguientes etapas de metodo:
en primer lugar, dividir un diagrama de salida en una forma con forma de V basica, en el que el valor de vector de probabilidad condicional correspondiente a cada bit se divide en (2k-3 + 1) zonas,
a(-^|Q|-d),
determinar una expresion basica segun una forma basica como 2n KT1 ' ' " en donde Q es el
usado de a y p para calcular el primer valor de vector de probabilidad condicional, n es una magnitud de la
QAM de tamano 2 , k es un numero valor de vector de probabilidad condicional siendo k = 3, 4,
n,
d es una constante que cambia segun el valor de k, y a es una constante que determina el alcance de salida,
6.
7.
10
15 8.
9.
20
25
determinar una salida encontrando una zona implicada usando el Q dado y sustituyendo un valor de (|Q|-m) del que se resta un valor central de cada zona en la expresion basica como nuevo Q, y
expresar el valor central como m=2n y sustituir el valor de (|Q|-m) en la expresion basica como nuevo Q en una zona que esta en los lados izquierdo y derecho mas externos entre las zonas divididas, es decir, (2k-2 -
1)2n-k+2 <|Q|.
Metodo segun la reivindicacion 1, en el que los valores de vector de probabilidad condicional del (n+1)- esimo al 2n-esimo se obtienen secuencialmente usando adicionalmente el no seleccionado de a y p cuando se determina el primer valor de vector de probabilidad condicional.
Metodo segun la reivindicacion 2, en el que el primer valor de vector de probabilidad condicional se determina seleccionando uno cualquiera de los valores recibidos a y p segun una forma de un diagrama de constelacion de combinacion y despues aplicando la siguiente etapa de metodo:
se determina de manera incondicional el valor de salida como 2n en donde Q es uno seleccionado de los valores recibidos a y p, n es una magnitud de la QAM , es decir, un parametro usado para determinar 22n, y a es un numero real arbitrario fijado segun un alcance de salida deseado.
Metodo segun la reivindicacion 2, en el que el segundo valor de vector de probabilidad condicional se obtiene mediante un calculo sustituyendo el recibido de a y p seleccionado por el recibido de a y p que no se selecciona en el metodo para obtener el primer valor de vector de probabilidad condicional de la segunda forma.
Metodo segun la reivindicacion 2, en el que el tercer valor de vector de probabilidad condicional se obtiene seleccionando uno de los valores recibidos a y p segun una forma del diagrama de constelacion de combinacion, y aplicando la siguiente etapa de metodo:
a(c --s=r|Q|),
se determina un valor de salida como 2“ 1 en donde que Q es uno seleccionado de a y p en
el caso de a p > 0, y el no seleccionado de a y p en el caso de a p <0, n es una magnitud de la QAM de tamano 22n, a es un numero real arbitrario fijado segun un alcance de salida deseado, y c es una constante arbitraria.
10.
11.
30
35
40
12.
Metodo segun la reivindicacion 2, en el que el cuarto valor de vector de probabilidad condicional se calcula sustituyendo cada uno de a y p usados por cada uno de a y p que no se usan en el metodo para obtener el tercer vector de probabilidad condicional de la segunda forma en los casos de a p > 0 y a p <0.
Metodo segun la reivindicacion 2, en el que el quinto valor de vector de probabilidad condicional se obtiene seleccionando uno de los valores recibidos a y p segun la forma del diagrama de constelacion de combinacion y aplicando las siguientes etapas de metodo:
en primer lugar, dividir un diagrama de salida en una forma con forma de V basica, en el que el valor de vector de probabilidad condicional correspondiente a cada bit se divide en 2 zonas,
determinar una expresion basica segun una forma basica como seleccionado de a y p, n es una magnitud de la QAM de tamano 22 constante que determina el alcance de salida,
a(4b|Q|-d),
en donde Q es uno d es una constante, y a es una
determinar una salida encontrando una zona implicada usando el Q dado y sustituyendo un valor de (|Q|-m) del que se resta un valor central de cada zona en la expresion basica como nuevo Q, y
expresar el valor central como m=2n y sustituir el valor de |Q|-m en la expresion basica como nuevo Q en una zona que esta en los lados izquierdo y derecho mas externos entre las zonas divididas, es decir, 7 2n-3 <|Q|.
Metodo segun la reivindicacion 2, en el que cuando la magnitud de QAM es 64-QAM, el sexto valor de vector de probabilidad condicional se calcula sustituyendo cada uno de un a y p usados por cada uno de un a y p que no se usan en el metodo para obtener el quinto valor de vector de probabilidad condicional de la segunda forma en los casos de a p > 0 y a p <0.
Metodo segun la reivindicacion 2, en el que cuando la magnitud de QAM es mas de 256-QAM, los valores de vector de probabilidad condicional del quinto al (n+2)-esimo se obtienen seleccionando uno de los valores recibidos a y p segun una forma de un diagrama de constelacion de combinacion y aplicando las siguientes etapas de metodo:
5
10
15
20
25
30
35
40
en primer lugar, dividir un diagrama de salida en una forma con forma de V basica, el valor de vector de probabilidad condicional correspondiente a cada bit se divide en (2k-5 + 1) zonas,
a(-r^-r |Q| - d),
determinar una expresion basica segun una forma basica como 2“ KT;‘ en donde k es el
numero de vector de probabilidad condicional k = 5, 6, ..., n, Q es uno seleccionado de a y p, n es una magnitud de la QAM de tamano 22n, a es una constante que determina el alcance de salida, y d es una constante que cambia segun un valor de k,
determinar una salida encontrando una zona implicada usando el Q dado y sustituyendo un valor de |Q|-m del que se resta un valor central m de cada zona en la expresion basica como nuevo Q, y
expresar el valor central como m=2n y sustituir el valor de |Q|-m en la expresion basica como nuevo Q en una zona que esta en los lados izquierdo y derecho mas externos entre las zonas divididas, es decir, (2k-2 -
1)2n-k+2 <|Q|.
Metodo segun la reivindicacion 2, en el que cuando la magnitud de QAM es mas de 256-QAM, los valores de vector de probabilidad condicional del (n+3)-esimo al (2n)-esimo se seleccionan usando adicionalmente el uno de a y p que no se selecciona cuando se determinan los valores de vector de probabilidad condicional del quinto al (n+2)-esimo.
Aparato para demodular una senal de recepcion de QAM que consiste en una componente de senal en fase p y una componente de senal de fase de cuadratura a, en el que el aparato comprende:
una unidad de determinacion de vector de probabilidad condicional para obtener 2n valores de vector de probabilidad condicional, siendo cada uno un valor de decision flexible correspondiente a una de 2n posiciones de bits, usando una funcion que incluye una operacion de determinacion condicional a partir de la componente de fase de cuadratura a y la componente en fase p de la senal recibida,
en el que la unidad de determinacion de vector de probabilidad condicional esta configurada para calcular los valores de vector de probabilidad condicional correspondientes a los bits del primero al n-esimo sustituyendo una de la componente de senal en fase p y la componente de senal de fase de cuadratura a en un primer metodo de demodulacion, y
en el que la unidad de determinacion de vector de probabilidad condicional esta configurada para calcular los valores de vector de probabilidad condicional correspondientes a los bits del (n+1)-esimo al 2n-esimo sustituyendo la otra de la componente de senal en fase p y la componente de senal de fase de cuadratura a en el primer metodo de demodulacion.
Aparato para demodular una senal de recepcion de QAM que consiste en una componente de senal en fase p y una componente de senal de fase de cuadratura a, en el que el aparato comprende:
una unidad de determinacion de vector de probabilidad condicional para obtener 2n valores de vector de probabilidad condicional, siendo cada uno un valor de decision flexible correspondiente a una de 2n posiciones de bits, usando una funcion que incluye una operacion de determinacion condicional a partir de la componente de fase de cuadratura a y la componente en fase p de la senal recibida,
en el que la unidad de determinacion de vector de probabilidad condicional esta configurada para calcular los valores de vector de probabilidad condicional correspondientes a bits de orden impar sustituyendo una de la componente de senal en fase p y la componente de senal de fase de cuadratura a segun un diagrama de constelacion dado en un primer metodo de demodulacion, y
en el que la unidad de determinacion de vector de probabilidad condicional esta configurada para calcular los valores de vector de probabilidad condicional correspondientes a los bits de orden par sustituyendo la otra de la componente de senal en fase p y la componente de senal de fase de cuadratura a en el primer metodo de
demodulacion.
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