[发明专利]一种基于16进制三维格子星座图映射的数字通信系统

说明书

本发明公开了一种基于16进制三维格子星座图映射的数字通信系统，包括以下步骤：(1)在二维平面内设计一个QPSK星座图，对QPSK星座图进行扩展和平移得到16进制三维格子星座图；(2)将信源产生的二进制比特流输入映射处理模块；(3)将得到的三维信号输入调制器；(4)将调制后的信号输入信道进行发送；(5)将经过信道的信号输入接收端的解调器；(6)将解调器的输出信号输入解映射处理模块，经解映射处理模块处理后到达信宿。本发明的星座图具有规则的空间结构，可有效改善数字通信系统差错性能。

技术领域

本发明涉及数字通信领域，尤其涉及一种基于16进制三维格子星座图映射的数字通信系统。

背景技术

三维信号星座图已经被证明可以实现可靠而有效的数字通信。在数字通信系统中，好的信号映射器设计可以有效而直接的改善系统的差错性能。

在传统数字通信中，基于二维信号星座图的映射器被广泛采用，并且很多有效的星座图已经被设计与应用。利用三维信号星座图，可以设计信号映射器，并实现信号的数字传输。

目前，常用的16进制三维信号星座图设计方法大都基于各种多面体结构的组合或具有不规则的结构，由于其不规则的空间结构，数字通信系统的差错性能不佳，不利于结合一些编码技术来进一步提高系统的差错性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种简单有效的提高差错性能的数字通信系统，其利用基于16进制的三维格子星座图映射。

本发明的实施例提供一种基于16进制三维格子星座图映射的数字通信系统，包括以下步骤：

(1)在二维XY平面内设计一QPSK星座图，对QPSK星座图进行扩展和平移，得到16进制三维格子星座图，所述16进制三维格子星座图为规则格子形状的16进制三维格子星座图或次规则格子形状的16进制三维格子星座图，所述16进制三维格子星座图均具有非常数包络结构；

(2)将信源产生的二进制比特流输入串并转换模块，经串并转换模块转换后，每4比特信息为一组，再输入三维信号映射器，在所述三维信号映射器中利用步骤(1)设计的16进制三维格子星座图转换为三维信号，每个三维信号表示为一个三维列向量形式；

(3)将步骤(2)得到的三维信号输入调制器进行调制，再通过信道发送至接收端的解调器；

(4)将解调器解调的三维信号输入三维信号解映射器，所述三维信号解映射器利用步骤(1)设计的16进制三维格子星座图将解调器送来的三维信号通过最大似然方法解调，再送入并串转换模块中还原得到原始的二进制比特流，并到达信宿。

进一步，所述步骤(1)中，在二维XY平面内设计一QPSK星座图，设相邻信号点间的距离为d，所述QPSK星座图的坐标为{(d/2，d/2)，(-d/2，d/2)，(-d/2，-d/2)，(d/2，-d/2)}。

进一步，所述步骤(1)中，规则格子形状的16进制三维格子星座图通过以下方法得到：

(1.1)将QPSK星座图在二维平面通过平移和扩展得到八点的星座图，相邻信号点间的距离不变，并保持原来的格子结构，所述八点星座图的坐标为{(3d/2，d/2)，(d/2，d/2)，(-d/2，d/2)，(-3d/2，d/2)，(-3d/2，-d/2)，(-d/2，-d/2)，(d/2，-d/2)，(3d/2，-d/2)}；