CN101582702A - 一种用于hsdpa业务的16qam解调方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于HSDPA业务的16QAM解调方法及装置，所述方法包括，在对从联合检测器获取的当前时隙内的所有复数符号进行软解调前，还包括步骤：根据激活码道的个数，产生相乘因子，生成乘法表；累加当前时隙内所有复数符号实部和虚部的绝对值，获得累加和；根据所述生成的乘法表、获得的累加和，和当前时隙内所有复数符号个数，得到平均信号幅度估计值。所述装置包括读地址生成模块，平均信号幅度估计值生成模块，软解调模块，其中平均信号幅度估计值生成模块，将累加的所有复数符号的实部和虚部的绝对值与生成的乘法表进行相乘、移位获得平均信号幅度估计值。本发明在保证解调性能的同时，准确、快速的得到平均信号幅度估计值。

Description

一种用于HSDPA业务的16QAM解调方法及装置

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种应用于TD-SCDMA移动通信***和WCDMA移动通信***的HSDPA业务的16QAM解调方法及装置。

背景技术

HSDPA(High Speed Downlink Packet Access，高速下行分组接入)技术是TD-SCDMA(Time Division Synchronous Code Division Multiple Access，时分同步码分多址)移动通信***和WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址)移动通信***的主要增强技术之一，在HSDPA业务中，自适应调制和编码技术要求可以根据不同信道条件采用QPSK(正交相移键控)和16QAM(Quadrature Amplitude Modulation，16正交幅度调制)调制方式，与QPSK相比，16QAM星座点间具有更小的相位差。

从16QAM标准星座图中可以看到，将二进制比特数据流映射为16QAM符号，联合检测器接收到经过16QAM调制的复数符号后，需要对其进行16QAM解调，现有技术中16QAM解调方法通常分为硬解调方法和软解调方法，所述硬解调方法就是把一个经过16QAM调制的复数符号经过解调得到4个二进制比特数据，这个过程包括搜索与星座图上的接收信号最接近的符号，并按照星座图映射到对应的4个二进制比特数据。所述软解调方法就是在对经过16QAM调制的复数符号经过解调得到一组软输出，该组软输出不是4个二进制比特，而是一组软值，该组软值表示了接收符号与星座图中对应符号接近的可靠程度，也反映了该符号中的每个比特的可靠度，这些比特保持了接收符号尽可能多的特性。

目前采用的16QAM软解调方法是多种多样的，通常采用简单判决解调算法来得到16QAM解调值，在保证解调性能的同时，这种算法具有计算量较小的优点，如图1所示为目前HSDPA业务中16QAM软解调算法所依据的标准星座映射图，其中表1为16QAM标准星座映射图中数据比特与调制符号之间的映射关系。

表1：

通过图1和上述表1可以获知：

1)第一个比特b₁＝0所对应的星座点位于Y轴的右侧，b₁＝1所对应的星座点位于Y轴的左侧，以Y轴作为b₁的判决平面；

2)第二个比特b₂＝0所对应的星座点位于X轴的上侧，b₂＝1所对应的星座点位于X轴的下侧，以X轴作为b₂的判决平面；

3)第三个比特b₃＝0所对应的星座点位于 $x=2/\sqrt{10}$ 和 $x=-2/\sqrt{10}$ 两条轴线的内侧，b₃＝1所对应的星座点位于 $x=2/\sqrt{10}$ 和 $x=-2/\sqrt{10}$ 两条轴线的外侧；

4)第四个比特b₄＝0所对应的星座点位于 $y=2/\sqrt{10}$ 和 $y=-2/\sqrt{10}$ 两条轴线的内侧，b₄＝1所对应的星座点位于 $y=2/\sqrt{10}$ 和 $y=-2/\sqrt{10}$ 两条轴线的外侧。

从上述描述中可以看出，在进行简单判决算法时，在进行判决区域划分为时需要先确定判决区域划分的分界线，即平均信号幅度估计值，对于16QAM标准星座图而言，所述平均信号幅度估计值为 $x=\±2/\sqrt{10}$ 或 $y=\±2/\sqrt{10}$ 等。但是在实际的信号传输过程中存在各种各样的干扰，在定点符号数据解调过程中，由于接收端的复数符号数据在解调之前需要多步统计恢复的归一化操作，于是产生了信号幅度畸变，改变了信号幅度，从而改变了16QAM星座图，此时的16QAM星座图不是标准的星座图，因此，如何准确快速的得到平均信号幅度估计值成为实现16QAM软解调方法的关键。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于HSDPA业务的16QAM解调方法及装置，使用该发明可准确获得平均信号幅度估计值，以实现16QAM软解调。

根据本发明的一方面，提供一种HSDPA业务的16QAM解调方法，对从联合检测器获取的当前时隙内的所有复数符号进行软解调，获得软输出，其特征在于，在将复数符号进行软解调前，还包括如下处理步骤：

步骤11，根据激活码道的个数，产生相乘因子，生成乘法表；

步骤12，累加当前时隙内所有复数符号实部和虚部的绝对值，获得累加和；

步骤13，根据所述生成的乘法表、获得的累加和获得平均信号幅度估计值。

接上述方案，所述的解调方法中，所述步骤13具体是这样实现的：

将所述获得的累加和与所述乘法表中对应的相乘因子相乘获得乘积后，进行移位，得到所述平均信号幅度估计值。

接上述方案，所述的解调方法中，

所述步骤11中的激活码道的个数根据扩频因子的取值确定；

所述激活码道的个数与相乘因子是一一对应的。

接上述方案，所述的解调方法中，

所述获得的软输出是4个软比特上的似然比，具体是：

L(m，4*n-3)＝real[R(m，n)]，

L(m，4*n-2)＝imag[R(m，n)]，

L(m，4*n-1)＝Mean_Amp-|real[R(m，n)]|，

L(m，4*n)＝Mean_Amp-|imag[R(m，n)]|

其中，R(m，n)为复数符号，m为激活码道的序号，n为一个激活码道内复数符号的个数，Mean_Amp为平均信号幅度估计值，real(·)，为取实部运算，imag(·)为取虚部运算，|·|为取绝对值运算。

根据本发明的另一方面，提供一种用于HSDPA接入业务的16QAM解调装置，包括，读地址生成模块，平均信号幅度估计值生成模块，软解调模块；

所述读地址生成模块，完成读地址生成，根据产生的读地址获取联合检测器输出的复数符号数据并将获取的复数符号分别送入平均信号幅度估计值生成模块和软解调模块，所述平均信号幅度估计值生成模块，根据输入的复数符号产生平均信号幅度估计值，将得到的平均信号幅度估计值送入软解调模块，所述软解调模块对所述复数符号进行解调，得到软比特似然比。

接上述方案，所述的解调装置中：所述平均信号幅度估计值生成模块还包括，映射模块，累加模块和均值生成模块；

所述映射模块根据从读地址生成模块获取的当前时隙内所有复数符号的个数映射得到相应的相乘因子从而生成乘法表，将得到的乘法表送入均值生成模块；

所述累加模块用于累加当前时隙内所有复数符号的实部和虚部的绝对值，然后将累加得到的结果送入均值生成模块；

所述均值生成模块，用于将得到的乘法表与累加和相乘、移位，生成平均信号幅度估计值，然后将所述平均信号幅度估计值送入所述软解调模块。

采用本发明准确、快速的得到平均信号幅度估计值，同时保证解调性能并且实现简单，可以明显提高16QAM软解调速度。

附图说明

图1是HSDPA中16QAM软解调算法所依据的标准星座映射图；

图2是本发明所述解调方法的具体实施例的处理流程示意图；

图3是本发明所述解调装置的具体实施例的结构框图；

图4是图3中的平均信号幅度估计值生成模块的具体实现结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图2所示，本发明所述解调方法的处理流程如下：

S201，根据激活码道的个数，产生相乘因子，生成乘法表；

S202，累加当前时隙内所有复数符号实部和虚部的绝对值；

S203，根据所述生成的乘法表、获得的累加和，和当前时隙内所有复数符号个数，得到平均信号幅度估计值；

S204，根据获得的所述平均信号幅度估计值进行简单判决解调算法处理，获得软输出。

设一个时隙内联合检测器输出的复数符号为R(m，n)，当SF(Spreading Factor，扩频因子)取值为1时，变量m和n的取值范围分别为：m＝1，n＝1，...，704；当SF取值为16时，变量m和n的取值范围分别为：m＝1，...，K_Active，n＝1，...，44。其中，m为激活码道的序号，n为一个激活码道内复数符号的个数，K_Active为激活码道的个数。

当SF＝1，平均信号幅度估计值Mean_Amp的计算方法如公式(1)所示：

$\mathrm{Mean}\_\mathrm{Amp}=\frac{1}{1408}\·\underset{m=1}{\overset{1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{n=1}{\overset{704}{\mathrm{\Σ}}}\left\{\right|\mathrm{real}\left[R(m,n)\right]|+|\mathrm{imag}\left[R(m,n)\right]\left|\right\}---\left(1\right)$

同理，当SF＝16，平均信号幅度估计值Mean_Amp的计算方法如公式(2)所示：

$\mathrm{Mean}\_\mathrm{Amp}=\frac{1}{K\_\mathrm{Active}\×88}\·\underset{m=1}{\overset{K\_\mathrm{Active}}{\mathrm{\Σ}}}\underset{n=1}{\overset{44}{\mathrm{\Σ}}}\left\{\right|\mathrm{real}\left[R(m,n)\right]|+|\mathrm{imag}\left[R(m,n)\right]\left|\right\}---\left(2\right)$

上述两个公式中，real(·)，为取实部运算，imag(·)为取虚部运算，|·|为取绝对值运算。

当SF＝1时，通过所述公式(1)，所述平均信号幅度估计值是这样确定的：

1)根据激活码道的个数，获得相乘因子；

所述获得相乘因子见表2，该表为求平均信号幅度估计值Mean_Amp时所用的乘法表：

表2：

2)累加当前时隙内所有复数符号实部和虚部的绝对值；

取联合检测器输出复数符号的实部和虚部的绝对值，共704×2＝1408个数据，每个数据用[8，0，u]表示，对上述1408个数据进行累加求和，获得累加和用[19，0，u]表示。

3)根据所述生成的乘法表、累加和，得到平均信号幅度估计值；

所述平均信号幅度估计值等于将所述累加结果[19，0，u]除以1408，具体是这样实现的：将激活码道内所有复数符号的实虚部绝对值累加求和的结果[19，0，u]与表2中第2列的元素相乘，结果用[29，0，u]表示；然后将上述结果[29，0，u]右移20位，再取其低8位，即可得到平均信号幅度估计值Mean_Amp。

当SF＝16时，通过所述公式(2)，所述平均信号幅度估计值是这样确定的：

1)根据激活码道的个数，获得相乘因子；

所述获得相乘因子见表3，该表为求平均信号幅度估计值Mean_Amp时所用的乘法表：

表3：

2)累加当前时隙内所有复数符号实部和虚部的绝对值；

取联合检测器中所有激活码道上输出的复数符号的实部和虚部的绝对值，共K_Active×44×2个数据，每个数据用[8，0，u]表示，对上述K_Active×88个数据进行累加求和，获得累加和用[19，0，u]表示，因为1≤K_Active≤16，所以累加数据的个数最小值为88，最大值为16×88＝1408。

3)根据所述生成的乘法表、累加和，得到平均信号幅度估计值；

所述平均信号幅度估计值等于所述累加结果[19，0，u]除以K_Active×88，具体是这样实现的：将激活码道内所有复数符号的实虚部绝对值累加求和的结果[19，0，u]与表3中第3列的元素相乘，结果用[29，0，u]表示；将上述结果右移20位，再取其低8位，即可得到平均信号幅度估计值Mean_Amp。

在所述S204中，根据获得的所述平均信号幅度估计值进行简单判决解调算法处理，获得软输出，在本发明所采用的简单判决解调算法可通过如下方式实现：

当SF＝1时，此时m＝1，n＝1，...，704

对于联合检测器输出的第n个复数符号，经过16QAM简单判决解调算法后输出的4个软比特似然比依次为：

L(m，4*n-3)＝real[R(m，n)]，

L(m，4*n-2)＝imag[R(m，n)]，

L(m，4*n-1)＝Mean_Amp-|real[R(m，n)]|，

L(m，4*n)＝Mean_Amp-|imag[R(m，n)]|

当SF＝16时，此时m＝1，...，K_Active，n＝1，...，44

对于联合检测器输出的第m个激活码道上的第n个复数符号，经过16QAM简单判决解调算法输出的4个软比特上的似然比依次为：

L(m，4*n-3)＝real[R(m，n)]，

L(m，4*n-2)＝imag[R(m，n)]，

L(m，4*n-1)＝Mean_Amp-|real[R(m，n)]|，

L(m，4*n)＝Mean_Amp-|imag[R(m，n)]|

如图3所示是本发明所述解调装置的具体实现结构框图，如图所示的解调装置包括，读地址生成模块B01，平均信号幅度估计值生成模块B02，以及软解调模块B03，以及RAM存储器B04。

所述读地址生成模块B01，完成读地址生成，产生读地址以读取联合检测器输出的复数符号数据，然后将读取的复数符号数据分别送入平均信号幅度估计值生成模块B02和软解调模块B03，所述平均信号幅度估计值生成模块B02，根据输入的复数符号产生平均信号幅度估计值，将得到的平均信号幅度估计值送入软解调模块B03，所述软解调模块B03对所述复数符号数据进行解调，得到软比特似然比，并送入RAM存储器B04进行存储。

如图4所示的平均信号幅度估计值生成模块的具体实现框图，所述平均信号幅度估计值生成模块B02包括，映射模块A01，累加模块A02和均值生成模块A03，所述映射模块A01根据从读地址生成模块B01获取的当前时隙的复数符号个数映射得到相应的相乘因子从而生成乘法表，将得到的乘法表送入均值生成模块A03中，所述累加模块A02用于累加当前时隙内所有复数符号的实部和虚部的绝对值，然后将累加得到的结果送入均值生成模块A03，所述均值生成模块A03，用于将得到的乘法表与累加和相乘、移位，生成平均信号幅度估计值，然后将所述平均信号幅度估计值送入软解调模块B03。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1、一种用于HSDPA业务的16QAM解调方法包括，对从联合检测器获取的当前时隙内的所有复数符号进行软解调，获得软输出，其特征在于，在将复数符号进行软解调前，还包括如下处理步骤：

步骤11，根据激活码道的个数，产生相乘因子，生成乘法表；

步骤12，累加当前时隙内所有复数符号实部和虚部的绝对值，获得累加和；

步骤13，根据所述生成的乘法表、获得的累加和，得到平均信号幅度估计值。

2、如权利要求1所述的解调方法，其特征在于，所述步骤13具体是这样实现的：

将所述获得的累加和与所述乘法表中对应的相乘因子相乘获得乘积后，进行移位，获得所述平均信号幅度估计值。

3、如权利要求1所述的解调方法，其特征在于，

所述步骤11中的激活码道的个数根据扩频因子的取值确定；

所述激活码道的个数与相乘因子是一一对应的。

4、如权利要求1或2所述的解调方法，其特征在于，所述获得的软输出是4个比特上的似然比，具体是：

L(m，4*n-3)＝real[R(m，n)]，

L(m，4*n-2)＝imag[R(m，n)]，

L(m，4*n-1)＝Mean_Amp-|real[R(m，n)]|，

L(m，4*n)＝Mean_Amp-|imag[R(m，n)]|

其中，R(m，n)为复数符号，m为激活码道的序号，n为一个激活码道内复数符号的个数，Mean_Amp为平均信号幅度估计值，real(·)，为取实部运算，imag(·)为取虚部运算，|·|为取绝对值运算。

5、一种用于HSDPA业务的16QAM解调装置，其特征在于，包括，读地址生成模块，平均信号幅度估计值生成模块，软解调模块；

所述读地址生成模块，完成读地址生成，根据产生的读地址获取联合检测器输出的复数符号数据并将获取的复数符号分别送入平均信号幅度估计值生成模块和软解调模块，所述平均信号幅度估计值生成模块，根据输入的复数符号产生平均信号幅度估计值，将得到的平均信号幅度估计值送入软解调模块，所述软解调模块对所述复数符号进行解调，得到软比特似然比。

6、如权利要求5所述的解调装置，其特征在于：

所述平均信号幅度估计值生成模块还包括，映射模块，累加模块和均值生成模块；

所述映射模块根据从读地址生成模块获取的当前时隙内所有复数符号的个数映射得到相应的相乘因子从而生成乘法表，将得到的乘法表送入均值生成模块；

所述累加模块用于累加当前时隙内所有复数符号的实部和虚部的绝对值，然后将累加得到的结果送入均值生成模块；

所述均值生成模块，用于将得到的乘法表与累加和相乘、移位，生成平均信号幅度估计值，然后将所述平均信号幅度估计值送入所述软解调模块。

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