[发明专利]差分球调制方法

说明书

技术领域

本发明涉及宽带无线通信领域，具体涉及一种差分球调制方法。

背景技术

我国每年有数十亿旅客在高速列车或地铁上累计度过了数百亿小时，如何为他们提供高速稳定的数据接入不仅是提升旅客服务质量的需要，同时也是一个潜力巨大的市场。这需要完成高速移动中的车地通信，此时我们面对的是复杂恶劣的信道环境，如信道的快速时变、多径传播和频率选择性等。这一应用，本质上是要解决“双高”问题，即高移动性和高数据速率，而有效的、有针对性的物理层传输技术则是解决这一问题的关键。

目前，国内外各公司已应用于车地间宽带无线通信的技术主要有：WiMAX、WLAN、LTE-R，其物理层均采用OFDM，这是因为OFDM不仅具有高频谱效率，而且具有良好的抗多径、抗频率选择性的能力。目前，OFDM的子载波上主要采用基于相干检测的QAM调制和基于差分检测的DPSK、DAPSK调制。在时变信道下，基于相干检测的传输方案需要通过加入训练序列来估计信道，其有效数据速率和误比特率性能都有较大降低，并且接收机实现复杂。相反，差分检测则更加适用，它无需信道估计，对信道的快速时变鲁棒，并且实现简单。

现有的差分调制方案，如DPSK，DAPSK，其星座图均位于二维平面内，星座点间的最小欧氏距离较小，其误比特率性能不够好，还有待于进一步提高。另外，一般来说，不同差分调制的参数具有不同的误比特率性能，越多的差分调制参数就越能够满足不同类型数据对不同误比特率的要求，然而DPSK只有一个差分调制的参数，而DAPSK也有只两个——幅度和相位，从而不能提供更多的服务质量等级。另一方面，现有文献对DPSK，DAPSK的描述都是依据查找表，当DPSK的相数或DAPSK的状态数较大时，查找表就变得很大，使得描述相当不便，若在实现中也采用查找表的形式，则无疑会耗费更多的存储空间和查找时间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种差分球调制方法，其能够增大星座点间的最小欧氏距离，提高其误比特率性能。

为解决上述问题，本发明是通过以下方案实现的：

一种差分球调制方法，其特征是包括如下步骤：

步骤1：将星座点置于三维空间的M层球面，其中M为正整数；每层球面有8个星座点，这8个星座点分别位于该层球面的内接正方体的顶点；设该层球面的球面半径为r，方位角为俯仰角为π-arccos13;]]>

步骤2：在球面半径r上执行M进制差分幅度键控调制(MDASK)、方位角θ和俯仰角上分别执行4进制和2进制的差分相位键控调制(4DPSK和2DPSK)，以获得球面半径r、方位角θ和俯仰角的差分调制输出符号output_r，output_θ和

步骤3：将上述差分调制输出符号output_r，output_θ和形成的球坐标转换为直角坐标，从而得到差分球调制的输出符号F(x,y,z)；

上述方案中，步骤2中的差分幅度键控调制和差分相位键控调制均可以通过以下流程构建，以下以L进制描述，以适用L=M，4，2的各种情况：

步骤2.1：将二进制输入序列b按每lbit进行分组，其中L=2^l，L为差分调制的状态数；并将每组序列转化为十进制表示，其第n个十进制字符记作Z_n；

步骤2.2：将十进制字符Z_n转换为L进制相对码Y_n；

L进制相对码：输入的第n个十进制字符记作X_n，令Y₁＝X₁，Y_n=(X_n+Y_n-1)modL，n=2,3，...，则称Y_n为X_n的L进制相对码。这是相对码概念在L进制的直接推广。