[发明专利]基于概率成形的无载波幅度相位调制方法及解调方法

权利要求书

1.一种基于概率成形的无载波幅度相位调制方法，包括概率成形星座映射步骤和无载波幅度相位调制步骤，其特征在于，所述概率成形星座映射步骤为：

(11)确定一张将输入比特符号和星座位置一一对应的概率成形星座映射表，所述的星座映射表中星座点为非均匀分布，内圈的星座点出现概率大，外圈的星座点出现概率小；所述概率成形星座映射表为十二点方形星座映射表：设定星座图内圈的4个星座点，每个星座点由3个比特对应，分别为000、001、010、011，每个星座点出现概率为1/8；设定星座图外圈的8个星座点，每个星座点由4个比特对应，分别为1000、1001、1010、1011、1100、1101、1110、1111，每个星座点出现概率为1/16；

(12)将输入单路原始二进制比特序列m(k)填入比特交织器中进行非均匀分布比特交织，实现比特流中比特的重新排列；所述非均匀分布比特交织具体为：将输入单路原始二进制比特序列m(k)依次填入大小为4×L交织器中的第1行、第2行、第3行，其中L为交织器每行的比特数，按列自上而下地读取前三行中的比特数据，若三个比特为000，001，010，011中的任意一种情况，则在该列第4行位置填入规定比特B，否则，在该列第4行位置继续填写比特序列；

(13)根据上述概率成形星座映射表，经比特交织器后的输出符号进行非均匀分布的星座映射，并输出一路复数信号A(i)；所述星座映射具体为：将交织器中各列3比特或4比特数据逐列映射到星座图中，形成非均匀分布的十二点方形星座映射。

2.根据权利要求1所述的一种基于概率成形的无载波幅度相位调制方法，其特征在于，所述的无载波幅度相位调制步骤为：

(21)上采样：对单路复数信号A(i)进行M倍上采样，M≥3，得到上采样后的单路复数信号A(n)；

(22)实部虚部分离：对上采样后的复数数据A(n)进行实虚部分离，处理后分为两路并行的实数信号a(n)和b(n)，而后分别送入两个数字成形滤波器单元进行处理；

(23)成形滤波：采用成形滤波器分别对a(n)和b(n)进行成形滤波，得到s₁(t)和s₂(t)，两个成形滤波器表达式分别为：

其中，g(t)为根升余弦滚降函数：

且

(24)两路信号相减：将上述两路并行信号s₁(t)和s₂(t)在一个加法器单元的作用下相减，得到单路实数信号s(t)＝s₁(t)-s₂(t)输出。

3.根据权利要求2所述的一种基于概率成形的无载波幅度相位调制方法，其特征在于，所述步骤(21)中M为4。

4.一种基于概率成形的无载波幅度相位解调方法，包括无载波幅度相位解调步骤和概率成形星座解映射步骤，其特征在于，所述概率成形星座解映射步骤为：

(41)根据权利要求1所述的概率成形星座映射表，将接收到的复数信号A'(i)进行非均匀分布的星座解映射；

(42)将上述星座解映射得到的比特符号填入比特交织器进行非均匀分布比特解交织，读取解交织后比特数据，并输出单路二进制比特流m'(k)，即接收端解调得到的信息数据。

5.根据权利要求4所述的一种基于概率成形的无载波幅度相位解调方法，其特征在于，所述概率成形星座解映射步骤为：

(51)确定概率成形星座映射表为权利要求1中所述的十二点方形星座映射表；

(52)进行概率成形星座解映射：根据上述概率成形星座映射表，将接收到的单路复数信号A'(i)进行概率成形星座解映射，将非均匀分布的十二点方形星座图中各个星座点解映射到3比特或4比特数据；

(53)非均匀分布比特解交织：将上一步所得到的比特数据依次写入交织器中，得到大小为4×L的数据矩阵，其中L为交织器每行的比特数，按列自上而下地读取前三行中的比特数据，如果前三行比特数据为000、001、010、011中的任意一种情况，则在该列第4行位置为所填入规定比特B，否则，该列第4行位置计为信息比特；将上述数据依次读出，恢复得到单路二进制比特流m'(k)输出，m'(k)即接收端解调得到的信息数据。

6.根据权利要求4所述的一种基于概率成形的无载波幅度相位解调方法，其特征在于，所述的无载波幅度相位解调步骤为：

(61)正交分离：将接收到的单路实数信号r(t)在一个正交分离单元的作用下分别乘以原载波函数，分得两路正交、同相实数信号r₁(t)和r₂(t)；

(62)匹配滤波：r₁(t)和r₂(t)在两个匹配滤波器单元的作用下进行匹配滤波，得到a'(n)和b'(n)，两个匹配滤波器表达式分别为：

且

(63)实部虚部合并：对经匹配滤波器处理后的两路并行实数信号a'(n)和b'(n)的实虚部合并，经该单元处理后，得到一路复数数据A'(n)，其中A'(n)＝a'(n)+jb'(n)；

(64)下采样：将上述复数数据A'(n)经过下采样单元的M'倍下采样处理后，得到A'(i)，M'＝M，M为上采样倍数。