[发明专利]32阶星座映射图生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及编码调制技术领域，具体涉及一种适用于峰值功率受限信道的32阶星座映射图生成方法。

背景技术

调制技术在数字通信系统中具有十分重要的作用，近几十年来一直是通信领域中的研究热点。通信系统的频谱效率和传输可靠性在很大程度上受到调制的影响，可以说，通信系统的性能依赖于调制技术的选择。

在过去，研究人员通常针对平均功率受限信道来设计调制方案。与此相比，针对峰值功率受限信道的调制方案研究却没有得到太多的关注。然而，在许多通信系统中，调制信号的峰值功率需要受到一定的限制。如果调制信号的功率变化范围过大，超出了功率放大器、数/模转换器和模/数转换器等部件的工作范围，就会引起削波失真，导致系统通信质量下降。尤其在卫星通信系统中，由于高功率放大器的使用，通信信道具有显著的非线性特性，当调制信号功率过高时，对通信质量的损害尤为显著。因此，设计适用于峰值功率受限信道的调制方案具有相当重要的意义。

随着通信技术的高速发展，对高频谱效率通信业务的需求越来越大，高阶调制技术开始受到研究人员的青睐。在高阶调制技术中，正交幅度调制（Quadrature Amplitude Modulation，QAM）和幅度相移键控（Amplitude Phase Shift Keying，APSK）是较为流行的两种调制方式。QAM凭借其高频谱效率、易于设计和硬件实现的优势，广泛应用于广播系统、移动通信、网络通信等通信系统和标准中，在当今通信领域中扮演着重要的角色。相比于QAM调制方式，APSK调制方式能使得输入信号的分布更接近于高斯分布，在AWGN信道和衰落信道、独立解映射和迭代解映射情况下都能带来一定的Shaping增益，参见文献Z.Yang,Q.Xie,K.Peng,and Z.Wang,“A novel BICM-ID systemapproaching Shannon-limit at high spectrum efficiency,”IEICE Trans.Commun.,vol.E94-B,no.3,pp.793–795,Mar.2011和Z.Liu,Q.Xie,K.Peng,and Z.Yang,“APSK constellation with Gray mapping,”IEEECommun.Letters,vol.15,no.12,pp.1271–1273,Dec.2011。此外，APSK还具有峰均比低的优点，十分适用于信道峰值功率受限的通信系统。在近年来，APSK调制技术发展迅速，在许多通信标准和通信系统中已经得到了应用，如DVB-S2中已经采用了16APSK和32APSK，DTMB-A中也已采用多种APSK星座图作为调制方案，针对峰值功率受限信道的APSK星座映射的设计和研究也逐渐开始受到各标准研发组织的重视。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何提供一种32阶星座映射方法，使其在信道峰值功率受限的通信系统中能获得逼近信道容量限的传输性能，实现高可靠性的通信传输。

（二）技术方案

为解决上述问题，本发明提供了一种32阶星座映射图生成方法，包括以下步骤：

S1、在复数平面内选择32个星座点组成星座映射图，所述星座点位于以原点为圆心、以三个互不相等的正数为半径的三个圆环上，上述三个圆环从内到外依次记为环1、环2、环3；

S2、所述环1上分配4个星座点，所述环2上分配8个星座点，所述环3上分配20个星座点；

S3、设计星座映射方案，使得每个星座点对应一组二进制映射比特序列，不同星座点所对应的二进制映射比特序列互不相同，且每个星座点和与其欧氏距离最近的星座点所对应的二进制映射比特序列相差1比特，所述欧氏距离指多维空间中两个点之间的真实距离。

优选的，所述星座映射图中，每个圆环上的星座点在该圆环上均匀分布。

优选的，所述星座映射图中，当峰值功率归一化时，即所述环3的半径为1时，所述环1的半径的取值范围为0.2到0.4，所述环2的半径的取值范围为0.5到0.7。

优选的，所述星座映射图中，所述环2相对于所述环1的相位偏移的取值范围为0到π/4，所述环3相对于所述环1的相位偏移的取值范围为0到π/10，所述相位偏移为圆环上的星座点的最小相位值，所述星座点的相位值的范围为[0，2π）。

优选的，步骤S3中，所述与某一星座点欧氏距离最近的星座点的个数为一个或多个。