[发明专利]适用于APSK星座的软解映射方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种软解映射方法，更具体地说，涉及一种适用于APSK星座的软解映射方法。

背景技术

数字通信系统，包括典型的无线移动通信系统和地面数字广播系统，其根本任务是实现数字信息的高效无误传输。星座映射将携带数字信息的有限域“比特”序列映射成适于传输的“符号”序列。这些符号的取值空间可以是一维实数空间、二维实数空间（即复数空间或复数平面）、或更高维的实数空间（例如多天线MIMO系统信号传输对应的空间）。星座映射包含两个要素，即星座图和星座点映射方式。星座图代表星座映射输出符号的所有取值组成的集合，其中，星座图的每个点对应输出符号的一种取值。星座点映射方式代表输入比特（组）到星座点的特定映射关系，或者星座点到比特（组）的特定映射关系，通常每个星座点与一个比特或多个比特组成的比特组一一对应。目前最为常见以及实用的复数空间的星座图主要有正交幅度调制（Quadrature Amplitude Modulation，QAM）、相移键控（Phase Shift Keying，PSK）、和幅度相移键控（Amplitude-Phase Shift Keying，APSK）调制技术。在接收端，对应星座映射的是星座解映射，简称解映射。通常，星座解映射依据星座图和星座点映射方式，结合信道状态信息得到对应接收符号的一个或多个比特的比特软信息。

在复高斯信道下，输入信号必须为复高斯分布才能达到信道容量。与QAM星座图相比，具有圆对称性的APSK星座图更接近复高斯分布。因此可以预期，在加性高斯白噪声（Additive White Gaussian Noise，AWGN）信道下，APSK星座图将比QAM星座图有更好的性能，其带来的增益称为Shaping增益。APSK星座图呈多层同心圆环状，每一环上的星座点在相位方向均匀分布。欧洲第二代卫星数字电视广播标准DVB-S2采用了APSK星座映射。

专利申请号为201110099872.4的清华大学专利“基于APSK星座图的星座映射方法、编码调制方法及系统”提出一组M阶具有格雷映射的APSK星座图，该星座图有个圆环，每个圆环由均匀的点组成，相当于一个不同环半径组成的集合相当于一个特殊的其中m=m₁+m₂=log₂M。对于一个m长比特向量，其中m₁个比特只与相位相关，且这m₁个比特与之间采用PSK的格雷映射，另m₂个比特只与幅度相关，且这m₂个比特与之间采用PAM的格雷映射（Z.Liu,Q.Xie,K.Peng and Z.Yang,“APSK Constellation with Gray Mapping,”IEEE Comm.Lett.,vol.15,no.12,pp.1271-1273,Dec.2011.）。这些参数优化的APSK星座图均提供较大的Shaping增益。

对于信道接收到的第i个符号y_i＝H_ix_i+n_i，其中x_i为发射的符号，H_i为对应接收符号y_i的信道状态信息，n_i为白色复高斯加性噪声，单边噪声功率为N_0,i。软解映射算法输出比特的软信息，通常采用对数似然比（Log-Likelihood Ratio，LLR）来表示软解映射算法输出比特的软信息，假设传输符号等概分布，第i个接收符号的第jj个比特的LLR可以表示为：