[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

摘要

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。

主权项

1.一种基于16进制三维格子星座图映射的数字通信系统，其特征在于，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；其中，所述规则格子形状的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)}；(1.2)将步骤(1.1)得到的星座图在三维空间沿着Z轴向上和向下分别平移到d/2和‑d/2的位置，构成一个16进制的具有格子结构的非常数包络星座图，坐标为{(3d/2，d/2,d/2)，(d/2,d/2,d/2)，(‑d/2,d/2,d/2)，(‑3d/2,d/2,d/2)，(‑3d/2,‑d/2,d/2)，(‑d/2,‑d/2,d/2)，(d/2,‑d/2,d/2)，(3d/2,‑d/2,d/2)，(3d/2，d/2,‑d/2)，(d/2,d/2,‑d/2)，(‑d/2,d/2,‑d/2)，(‑3d/2，d/2,‑d/2)，(‑3d/2,‑d/2,‑d/2)，(‑d/2,‑d/2,‑d/2)，(d/2,‑d/2,‑d/2)，(3d/2,‑d/2,‑d/2)}；(1.3)将步骤(1.2)得到的非常数包络星座图分别在三维空间的XY平面和YZ平面上以圆点为中心旋转90度亦可得到具有规则格子形状的三维16进制格子星座图；所述次规则格子形状的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九点的星座图，相邻信号点间的距离不变，并保持原来的格子结构，所述九点星座图的坐标如下{(0,0)，(d,0)，(d,d)，(0,d)，(‑d,d)，(‑d,0)，(‑d,‑d)，(0,‑d)，(d,‑d)}；(1.2)将步骤(1.1)得到的星座图在三维空间沿着Z轴向上和向下分别平移到d/2和‑d/2位置，构成一个18进制的具有格子结构的非常数包络星座图，坐标为{(0,0,d/2)，(d,0,d/2)，(d,d,d/2)，(0,d,d/2)，(‑d,d,d/2)，(‑d,0,d/2)，(‑d，‑d,d/2)，(0,‑d,d/2)，(d,‑d,d/2),(0,0,‑d/2)，(d,0,‑d/2)，(d,d,‑d/2)，(0,d,‑d/2)，(‑d,d,‑d/2)，(‑d,0,‑d/2)，(‑d,‑d,‑d/2)，(0,‑d,‑d/2)，(d,‑d,‑d/2)}；(1.3)将步骤(1.2)的18进制的具有格子结构的非常数包络星座图中移除两个具有最大功率的信号点，得到16进制具有格子结构的非常数包络星座图，其中可移除的信号点坐标为{(d,d,d/2)，(‑d,d,d/2)，(‑d,‑d,d/2)，(d,‑d,d/2)，(d,d,‑d/2)，(‑d,d,‑d/2)，(‑d,‑d,‑d/2)，(d,‑d,‑d/2)}；(1.4)将步骤(1.3)得到的非常数包络星座图分别在三维空间的XY平面和YZ平面上以圆点为中心旋转90度亦可得到具有次规则格子形状的三维16进制格子星座图。