CN105122756B - 用于在无线通信***中发送/接收信号的方法和装置 - Google Patents

用于在无线通信***中发送/接收信号的方法和装置 Download PDF

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Abstract

一个或多个实施例提供了一种用于在支持基于正交幅度调制(QAM)方案和频移键控(FSK)方案的调制方案的无线通信***中通过发送装置发送信号的方法。所述方法包括：确定包括在编码的输入比特流中的比特当中的将被映射到至少一个QAM符号的至少一个第一比特和将被映射到至少一个FSK符号的至少一个第二比特；以及通过将所述至少一个第一比特映射到至少一个QAM符号和基于所述至少一个第二比特的汉明距离将所述至少一个第二比特映射到至少一个FSK符号，来生成调制符号。

Description

用于在无线通信***中发送/接收信号的方法和装置
技术领域
本公开涉及用于在无线通信***中发送/接收信号的方法和装置。
背景技术
在传统的无线通信***中，为干扰信号假定了高斯信道环境，以便执行低复杂度的译码操作。在传统的无线通信***中，正交幅度调制(QAM)系列的调制方案被使用，从而干扰信号的特性变得最大限度地接近于高斯。
然而，非高斯信道的信道容量大于高斯信道的信道容量，所以，如果精确的译码操作被执行，则比高斯信道上的译码性能更好的译码性能可以在非高斯信道上获得。
调制方案当中的调制有关信号从而干扰信号具有非高斯特性的调制方案是频移键控(FSK)方案和混合的FSK与QAM调制(FQAM)方案。
FQAM方案是其中QAM方案和FSK方案被组合的混合调制方案，并且具有QAM方案的高频谱效率和FSK方案的特性，在FSK方案中信号被调制为使得干扰信号具有非高斯特性。
然而，在FQAM方案中，有效地使用比特到符号映射方案可能是不可能的。所以，如果FQAM方案被使用，则具有大的字母表尺寸(alphabet size)的非二进制码应该与FQAM方案一起使用，以便获得较好的比特到符号映射性能。通常，如果字母表尺寸增加，则非二进制码的复杂度指数地增加，所有可能需要高处理复杂度以提高FQAM方案的性能。
可能需要一种在支持FQAM方案的无线通信***中发送/接收信号从而提高比特到符号映射性能和减低处理复杂度的方法。
发明内容
技术问题
为了解决以上讨论的不足，主要目标是提供用于在支持FQAM方案的无线通信***中发送/接收信号从而提高比特到符号映射性能的方法和装置。
本公开的另一方面将提供用于在支持FQAM方案的无线通信***中发送/接收信号从而降低处理复杂度的方法和装置。
本公开的另一方面将提供用于在支持FQAM方案的无线通信***中使用二进制码发送/接收信号的方法和装置。
本公开的另一方面将提供用于在支持FQAM方案的无线通信***中发送/接收信号从而直接将比特序列映射到FQAM符号的方法和装置。
本公开的另一方面将提供用于在支持FQAM方案的无线通信***中发送/接收信号从而直接将比特序列映射到FQAM符号并且提高比特到符号映射性能的方法和装置。
本公开的另一方面将提供用于在支持FQAM方案的无线通信***中发送/接收信号从而直接将比特序列映射到FQAM符号并且降低处理复杂度的方法和装置。
本公开的另一方面将提供用于在支持FQAM方案的无线通信***中发送/接收信号从而直接将比特序列映射到FQAM符号并且减小延迟的方法和装置。
技术方案
根据本公开的一方面，一个或多个实施例提供了一种用于在支持基于正交幅度调制(QAM)方案和频移键控(FSK)方案的调制方案的无线通信***中通过发送装置发送信号的方法。所述方法包括确定包括在编码的输入比特流中的比特当中的将被映射到至少一个QAM符号的至少一个第一比特和将被映射到至少一个FSK符号的至少一个第二比特。所述方法还包括通过将所述至少一个第一比特映射到至少一个QAM符号和基于所述至少一个第二比特的汉明距离将所述至少一个第二比特映射到至少一个FSK符号，来生成调制符号。
根据本公开的另一方面，一个或多个实施例提供了一种用于在支持基于正交幅度调制(QAM)方案和频移键控(FSK)方案的调制方案的无线通信***中通过接收装置接收信号的方法。所述方法还包括从发送装置接收调制符号。所述调制符号是由所述发送装置生成的，并且其中，所述发送装置确定包括在编码的输入比特流中的比特当中的将被映射到至少一个QAM符号的至少一个第一比特和将被映射到至少一个FSK符号的至少一个第二比特。所述发送装置还通过将所述至少一个第一比特映射到至少一个QAM符号和基于所述至少一个第二比特的汉明距离将所述至少一个第二比特映射到至少一个FSK符号，来生成所述调制符号。
根据本公开的另一方面，一个或多个实施例提供了一种用于在支持基于正交幅度调制(QAM)方案和频移键控(FSK)方案的调制方案的无线通信***中发送信号的发送装置。所述发送装置包括编码器，被配置为对输入比特流进行编码。所述发送装置还包括调制器，被配置为确定包括在编码的输入比特流中的比特当中的将被映射到至少一个QAM符号的至少一个第一比特和将被映射到至少一个FSK符号的至少一个第二比特。所述调制器还被配置为通过将所述至少一个第一比特映射到至少一个QAM符号和基于所述至少一个第二比特的汉明距离将所述至少一个第二比特映射到至少一个FSK符号，来生成符号。
根据本公开的另一方面，一个或多个实施例提供了一种用于在支持基于正交幅度调制(QAM)方案和频移键控(FSK)方案的调制方案的无线通信***中接收信号的接收装置。所述接收装置包括接收器，被配置为从发送装置接收调制符号。所述调制符号是由所述发送装置生成的。所述发送装置确定包括在编码的输入比特流中的比特当中的将被映射到至少一个QAM符号的至少一个第一比特和将被映射到至少一个FSK符号的至少一个第二比特，并且通过将所述至少一个第一比特映射到至少一个QAM符号和基于所述至少一个第二比特的汉明距离将所述至少一个第二比特映射到至少一个FSK符号，来生成所述调制符号。
从以下结合附图来公开本公开的示范性实施例的详细描述，本公开的其它方面、优点、和显著特征对本领域技术人员而言将变得清楚。
在进行下面的详细描述之前，阐述本专利文件中通篇使用的某些词语和短语的定义可能是有益的：术语“包括”和“包含”以及它们的衍生词，意味着包括但不限于；术语“或”是包含性的，意味着和/或；短语“与...相关联”和“与其相关联”以及它们的衍生可以意味着包括、包括在...内、与...互连、包含、被包含在...内、连接到...或者与...连接、耦合至...或者与...耦合、可与...通信、与...协作、交织、并列、接近于...、绑定到...或者与...绑定、具有、具有...特性、等等；而术语“控制器”意味着控制至少一个操作的任何设备、***、或者其部件，这样的设备可以以硬件、固件、或软件、或者以上各项中的至少两个的某些组合来实施。应当注意到，与任何特定的控制器相关联的功能可以是集中式的或者分布式的，无论在本地还是在远程。贯穿本专利文件提供了某些词语和短语的定义，本领域普通技术人员应当理解，在许多情况下(如果不是在大部分情况下)，这样的定义适用于对这样定义的词语和短语的以前的和将来的使用。
附图说明
为了更全面地理解本公开及其优点，现在参考结合附图的以下描述，其中相似的参考标号表示相似的部分：
图1示意地示出传统的无线通信***中的FQAM方案的基本概念；
图2示意地示出支持传统的QAM方案的无线通信***中的发送器/接收器的结构；
图3示意地示出支持传统的FQAM方案的无线通信***中的发送器/接收器的结构；
图4示意地示出支持传统的FQAM方案的无线通信***中使用的FQAM调制器的内部结构；
图5示意地示出当FQAM方案被用于传统的无线通信***时的比特映射结果；
图6示意地示出根据本公开的实施例的无线通信***中的DBM FQAM调制器的内部结构；
图7示意地示出根据本公开的实施例的无线通信***中的DBM FQAM调制器的比特映射结果；
图8示意地示出根据本公开的实施例的无线通信***中的格雷DBM FQAM(16-FQAM)方案的比特映射结果；
图9示意地示出根据本公开的实施例的无线通信***中的格雷DBM FQAM(32-FQAM)方案的比特映射结果；
图10示意地示出根据本公开的实施例的支持格雷DBM FQAM方案的无线通信***中的发送器/接收器的结构；
图11示意地示出根据本公开的实施例的支持格雷DBM FQAM方案的无线通信***中的发送器的操作过程；
图12是示出与当传统的4FQAM方案被用于无线通信***中时的性能相比的、当根据本公开的实施例的DBM 4FQAM方案被使用时的性能的图形；以及
图13是示出与当传统的8FQAM方案被用于无线通信***中时的性能相比的、当根据本公开的实施例的格雷DBM 8FQAM方案被使用时的性能的图形。
贯穿附图，应当注意到相似的参考数字被用于描绘相同或相似的元素、特征、和结构。
具体实施方式
用来在本专利文件中描述本公开的原理的下面讨论的图1到图13和各种实施例仅仅是用于例示，并且不应该以任何方式被解释为限制本公开的范围。本领域技术人员将理解，本公开的原理可以实施在任何适当安排的***或者方法中。以下参考附图的描述被提供来帮助对如权利要求及其等效物所定义的本公开的各种实施例的全面理解。它包括各种具体细节以便帮助进行所述理解，但是这些具体细节将仅仅被当作示例。因此，本领域普通技术人员将认识到，可以对这里描述的各种实施例进行各种改变和修改而不脱离本公开的范围和精神。此外，为了清楚和简洁，可以省略对熟知功能和结构的描述。
下面的描述及权利要求中所使用的术语和词语不限于其文献含义，而仅仅是被发明人用来达到对本公开的清楚一致的理解。因此，本领域技术人员应该清楚，下面对本公开的各种实施例的描述仅仅被提供用于例示的目的，而不是用于限制如所附权利要求及其等效物所定义的本公开的目的。
虽然诸如“第一”、“第二”等等的序数将被用来描述各种组件，但是那些组件不限于此。所述术语仅仅用于区分一个组件与另一个组件。例如，第一组件可以称为第二组件，并且同样地，第二组件也可以被称为第一组件，而不脱离本发明构思的教导。这里使用的术语“和/或”包括关联的列出的项目的一个或多个的任意和全部组合。
这里使用的术语仅仅是为了描述各种实施例的目的，而不意图进行限制。如这里所使用的，单数形式也意图包括复数形式，除非上下文清楚地另外指示。还将理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“具有”说明所陈述的特征、数字、步骤、操作、组件、元件、或者它们的组合的存在，但是不排除一个或多个其它特征、数字、步骤、操作、组件、元件、或者它们的组合的存在或者添加。
这里使用的术语，包括技术术语和科学术语，具有与本领域技术人员所通常理解的术语相同的含义，只要所述术语没有被不同地定义。应该理解，在通常使用的词典中定义的术语具有与相关技术中的术语含义相同的含义。
本公开的实施例提出了用于在支持混合的频移键控(FSK)与正交幅度调制(QAM)调制(FQAM)方案从而提高比特到符号映射性能的无线通信***中发送/接收信号的方法和装置。
本公开的实施例提出了用于在支持FQAM方案的无线通信***中发送/接收信号从而降低处理复杂度的方法和装置。
本公开的实施例提出了用于在支持FQAM方案的无线通信***中使用二进制码发送/接收信号的方法和装置。
本公开的实施例提出了用于在支持FQAM方案的无线通信***中发送/接收信号从而直接将比特序列映射到FQAM符号的方法和装置。
本公开的实施例提出了用于在支持FQAM方案的无线通信***中发送/接收信号从而直接将比特序列映射到FQAM符号并且提高比特到符号映射性能的方法和装置。
本公开的实施例提出了用于在支持FQAM方案的无线通信***中发送/接收信号从而直接将比特序列映射到FQAM符号并且降低处理复杂度的方法和装置。
本公开的实施例提出了用于在支持FQAM方案的无线通信***中发送/接收信号从而直接将比特序列映射到FQAM符号并且减小延迟的方法和装置。
在本公开的各种实施例中提出的方法和装置可以应用在各种通信***，诸如长期演进(LTE)移动通信***、先进LTE(LTE-A)移动通信***、高速下行链路分组接入(HSDPA)移动通信***、高速上行链路分组接入(HSUPA)移动通信***、在第三代合作伙伴计划2(3GPP2)中提出的高速分组数据(HRPD)移动通信***、在3GPP2中提出的宽带码分多址(WCDMA)移动通信***、在3GPP2中提出的码分多址(CDMA)移动通信***、电气和电子工程师学会(IEEE)移动通信***、演进分组***(EPS)、移动网际协议(移动IP)***、等等。
将参考图1来描述传统的无线通信***中的FQAM方案的基本概念。
图1示意地示出传统的无线通信***中的FQAM方案的基本概念。
如图1中所示，FQAM方案包括QAM方案的特性和FSK方案的特性。例如，基于四元组(tetrad)QAM方案(也就是说，4-QAM(四相移相键控(QPSK))和使用四个调制频率的4-FSK方案的16-FQAM方案被示出在图1中。
参考图1，4-QAM方案的星座图包括四个信号点S1、S2、S3、和S4，调制的数字信号可以映射到所述信号点。所述四个信号点具有相同的幅度，并且包括复调制符号(a,a)、(-a,a)、(-a,-a)、(a,-a)，所述复调制符号在两个相邻信号点之间具有90度的相位差。例如，信息比特00、01、10、和11之一可以映射到所述四个信号点中的每一个。
在4-FSK方案中，信息比特中的每一个通过四个不同调制频率之一来发送。例如，信息比特00、01、10、和11中的每一个可以通过调制频率f1、f2、f3、和f4之一来发送。
在基于4-QAM方案和4-FSK方案的16-FQAM方案中，四个信号点S1、S2、S3、和S4通过四个调制频率f1、f2、f3、和f4之一来发送。也就是说，S1、S2、S3、和S4通过调制频率f1发送，S1、S2、S3、和S4通过调制频率f2发送，S1、S2、S3、和S4通过调制频率f3发送，并且S1、S2、S3、和S4通过调制频率f4发送。所以，在16-FQAM方案中，十六个信息单元(也就是说，四个信息比特)可以利用具有与4-QAM方案或者4-FSK方案的量相等量的传输资源来发送。
FQAM方案是使用星座图和频率位置来映射信息比特的调制方案。在图1中，单音FQAM方案被示出，然而，本领域普通技术人员将理解，其中使用各种频率的各种图案来映射信息比特的多音FQAM方案可以被实施。
所以，FQAM方案可以包括全部的单音FQAM方案和多音FQAM方案。
在无线通信***中，QAM方案通常基于二进制码使用，而FQAM方案通常基于非二进制码使用。这将参考图2和图3来进行描述。
将参考图2来描述支持传统的QAM方案的无线通信***中的发送器/接收器的结构。
图2示意地示出支持传统的QAM方案的无线通信***中的发送器/接收器的结构。
参考图2，发送器包括二进制信道编码器200、比特到符号映射器202、和QAM调制器204，并且接收器包括QAM解调器208、符号到比特映射器210、和二进制信道译码器212。
发送器打算发送的二进制比特流被输入到二进制信道编码器200；二进制信道编码器200通过基于预设编码方案对输入的二进制比特流进行编码来生成编码的比特流，并且向比特到符号映射器202输出编码的比特流。比特到符号映射器202基于预设映射方案将包括在编码的二进制比特流中的每个比特映射到符号，以便向QAM调制器204输出被映射到符号的比特。QAM调制器204基于QAM方案调制被映射到符号的比特，以生成QAM符号。QAM符号通过信道206被发送到接收器。
如果通过信道206在接收器中接收到QAM符号，则QAM解调器208通过相应于在QAM调制器204中使用的QAM方案来解调接收到的QAM符号来生成解调的QAM符号，并且向符号到比特映射器210输出所述解调的QAM符号。符号到比特映射器210相应于在比特到符号映射器202中使用的比特到符号映射方案来生成比特流，并且向二进制信道译码器212输出所述比特流。二进制信道译码器212相应于在二进制信道编码器200中使用的编码方案来对所述比特流进行译码。
图2中的发送器/接收器已经被用于在干扰相对不大的多小区***中最大化带宽效率。发送器/接收器通常随高斯解调器一起使用，因为发送器/接收器拥有作为高斯特性的干扰信号特性。
各种最优化的比特到符号映射方案已经被提出，所以当发送器/接收器使用二进制码时的性能和当发送器/接收器使用非二进制码时的性能几乎没有差别。所以，发送器/接收器已经与具有低复杂度的二进制码一起实施和使用。
因为发送器/接收器拥有作为高斯特性的干扰信号特性，所以，在具有严重干扰的环境中，发送器/接收器可能由于非高斯信道的大信道容量而不能获得高译码性能。
将参考图3来描述支持传统的FQAM方案的无线通信***中的发送器/接收器的结构。
图3示意地示出支持传统的FQAM方案的无线通信***中的发送器/接收器的结构。
参考图3，发送器包括非二进制信道编码器300和FQAM调制器302，而接收器包括FQAM解调器306和非二进制信道译码器308。
发送器打算发送的二进制比特流被输入到非二进制信道编码器300；非二进制信道编码器300通过基于预设编码方案对输入的非二进制比特流进行编码来生成编码的非二进制比特流，并且向FQAM调制器302输出所述编码的非二进制比特流。FQAM调制器302基于FQAM方案对所述编码的非二进制比特流进行调制，以生成FQAM符号。FQAM符号通过信道304被发送到接收器。
如果通过信道304在接收器中接收到FQAM符号，则FQAM解调器306通过相应于在FQAM调制器302中使用的FQAM方案来解调接收到的FQAM符号来生成解调的FQAM符号，并且向非二进制信道译码器308输出所述解调的FQAM符号。非二进制信道译码器308对所述解调的FQAM符号进行译码。
图3中的发送器/接收器具有相对高的频率效率，并且使得干扰信号变成非高斯的。另外，在严重干扰的环境下，图3中的发送器/接收器获得了比传统的QAM方案的译码性能更好的译码性能。
如上所述，为了在非二进制码被用于发送器/接收器时获得更好的性能，大字母表尺寸的非二进制码被使用。然而，非二进制码的复杂度与字母表尺寸成比例地呈指数增长，所以发送器/接收器的性能由于处理复杂度而被限制。
图3中的FQAM调制器302的结构被示出在图4中。
图4示意地示出支持传统的FQAM方案的无线通信***中使用的FQAM调制器的内部结构。
参考图4，FQAM调制器包括序列***器400、比特到QAM符号映射器402、比特到FSK符号映射器404、和符号到FQAM符号映射器406。
当输入比特流时，序列***器400将包括在所述比特流中的比特***成将被执行QAM方案的比特和将被执行FSK方案的比特。序列***器400向比特到QAM符号映射器402输出将被执行QAM方案的比特，并且向比特到FSK符号映射器404输出将被执行FSK方案的比特。比特到QAM符号映射器402通过基于QAM方案对输入的比特执行调制操作来生成QAM符号，并且将所生成的QAM符号输出到符号到FQAM符号映射器406。比特到FSK符号映射器404通过基于FSK方案对输入的比特执行调制操作来生成FSK符号，并且将所生成的FSK符号输出到符号到FQAM符号映射器406。所生成的QAM符号和FSK符号在符号到FQAM符号映射器406中被组合和发送。
在图4中的FQAM调制器中，FSK音携载QAM符号，所以，在用于与QAM方案相对应的部分和与FSK方案相对应的部分的比特映射被执行之后，QAM符号和FSK符号被映射到FQAM符号。这种映射操作的结果的示例被示出在图5中。
图5示意地示出当FQAM方案被用于传统的无线通信***时的比特映射结果。
参考图5，被分配第一比特序列的第一符号(0010)506是QAM符号，并且被分配第二比特序列的第二符号(0001)500、被分配第三比特序列的第三符号(0000)502、被分配第四比特序列的第四符号(0011)504、以及剩余符号是FSK符号。
如图5中所描述的，如果传统的FQAM比特映射操作被执行，则QAM符号和FSK符号独立地存在，并且最长汉明距离(Hamming distance)的比特序列被映射到相邻符号。例如，与被映射到第二符号500的比特序列的汉明距离被最大化的比特序列被映射到作为第二符号500的相邻符号的第三符号502和第四符号504之一。如果最长的汉明距离被映射到相邻符号，则性能降低增加。所以，可以考虑使用非二进制码的FQAM方案，所述非二进制码的译码性能不受汉明距离的影响。然而，如果非二进制码被使用，则FQAM方案的性能由于处理复杂度而被限制。这就是为什么非二进制码的复杂度与字母表尺寸成比例地呈指数增加。
已经提出了许多将比特映射到符号的方案。所述许多方案已经针对QAM方案或者相移键控(PSK)方案提出。
将针对特定调制方案提出的比特映射方案用于其它调制方案也许是不可能的。所以，针对QAM方案或者PSK方案提出的比特映射方案可能不能用于FQAM方案。在FSK方案中，所有符号具有相同的欧氏距离(Euclidean distance)，所以比特映射方案根本无效。FQAM方案是新的或者最新受到关注的调制方案，所以可能需要适合于FQAM方案的比特映射方案。然而，适合于FQAM方案的比特映射方案目前还没有被提出。
本公开的实施例提出直接比特映射FQAM(direct-bit-mapped-FQAM，DBM FQAM)方法、和通过该方法将比特序列直接映射到FQAM符号的装置。
根据本公开的实施例的无线通信***中的DBM FQAM调制器的内部结构将参考图6进行描述。
图6示意地示出根据本公开的实施例的无线通信***中的DBM FQAM调制器的内部结构。
参考图6，DBM FQAM调制器包括比特到FQAM符号映射器600。当输入二进制比特流时，比特到FQAM符号映射器600将包括在所述二进制比特流中的比特映射到FQAM符号以便输出所述FQAM符号。根据这个结构，与传统的FQAM调制器相比，DBM FQAM调制器可以以简单方式执行比特到符号映射操作，从而延迟可以减小。
DBM FQAM调制器的比特映射结果的示例将在图7中进行描述。
图7示意地示出根据本公开的实施例的无线通信***中的DBM FQAM调制器的比特映射结果。
参考图7，被分配第一比特序列的第一符号(1110)706是QAM符号，并且被分配第二比特序列的第二符号(0001)700、被分配第三比特序列的第三符号(0000)702、被分配第四比特序列的第四符号(1111)704、以及剩余符号是FSK符号。
例如，图7中的符号之间的最大距离可以是(2+FSK比特的数量-1)。通常，如果FQAM方案被使用，则相邻符号之间的最大距离是(2+FSK比特的数量)。所以，如果在本公开的实施例中提出的DBM FQAM比特映射方法被使用，则可以获得更好的性能。
为了获得更加高效的性能，在本公开的实施例中，可以使用这样的方案：在与QAM比特的数量相等的数量的比特上执行格雷编码方案，并且执行比特到符号映射操作，以便最大化存在于相同频率上的彼此最远离的象限上的符号之间的汉明距离(在下文中，称为“格雷DBM FQAM方案”)。
格雷DBM FQAM方案的比特映射结果的示例将在图8和图9中描述。
根据本公开的实施例的无线通信***中的格雷DBM FQAM(16-FQAM)方案的比特映射结果将参考图8进行描述。
图8示意地示出根据本公开的实施例的无线通信***中的格雷DBM FQAM(16-FQAM)方案的比特映射结果。
参考图8，如果一个符号包括四个比特，并且所述四个比特当中的第三比特和第四比特是QAM比特，可以针对第三比特和第四比特执行格雷编码方案(从而所有相邻符号之间的汉明距离是“1”)。例如，包括在第一符号800和第二符号802中的每一个中的第三比特和第四比特被映射成彼此具有一比特差异(也就是说，具有汉明距离1)。如果所述四个比特当中的第一比特和第二比特存在于相同频域上的彼此相对的象限上，则第一比特和第二比特被映射成使得汉明距离被最大化。例如，包括在第二符号802和第三符号804中的每一个中的第一比特和第二比特被映射成使得汉明距离为2。
根据本公开的实施例的无线通信***中的格雷DBM FQAM(16-FQAM)方案的比特映射结果已经参考图8进行了描述，并且根据本公开的实施例的无线通信***中的格雷DBMFQAM(32-FQAM)方案的比特映射结果将参考图9来描述。
图9示意地示出根据本公开的实施例的无线通信***中的格雷DBM FQAM(32-FQAM)方案的比特映射结果。
参考图9，如果一个符号包括五个比特和所述五个比特当中的第三比特、第四比特、和第五比特是QAM比特，则可以对所述第三比特、第四比特、和第五比特执行格雷编码操作。例如，映射操作被执行，从而包括在相邻符号“01101”、“01001”中的每一个中的第三比特、第四比特、和第五比特中的每一个的汉明距离是“1”。类似地，映射操作被执行，从而包括在相邻符号第一符号组900中的“01101”、第二符号组902中的“00001”中的每一个中的第三比特、第四比特、和第五比特中的每一个的汉明距离是“1”。
每个象限中的四个符号组当中的存在于相同频域上的彼此相对的象限上的符号组被映射，以使得包括在有关符号组中的每个符号中所包括的第一比特和第二比特的汉明距离被最大化。例如，包括在第一符号组900和第三符号组906中的每个符号中所包括的第一比特和第二比特可以被映射，以使得包括在第一符号组900和第三符号组906中的每个符号中所包括的第一比特和第二比特的汉明距离是2。
将参考图10来描述根据本公开的实施例的支持格雷DBM FQAM方案的无线通信***中的发送器/接收器的结构。
图10示意地示出根据本公开的实施例的支持格雷DBM FQAM方案的无线通信***中的发送器/接收器的结构。
参考图10，发送器包括二进制信道编码器1000和格雷DBM FQAM调制器1002，并且接收器包括格雷DBM FQAM解调器1006和二进制信道译码器1008。
首先，发送器的结构将被描述。在输入要被发送的二进制比特流时，二进制信道编码器1000使用预设编码方案对输入的二进制比特流进行编码以生成编码的二进制比特流，并且将所述编码的二进制比特流输出到格雷DBM FQAM调制器1002。例如，如果输入的二进制比特流是“1011001…”，则所述输入的二进制比特流“1011001…”可以是如“110101011011…”的编码的二进制比特流。
格雷DBM FQAM调制器1002基于格雷DBM FQAM方案来调制包括在所述编码的二进制比特流中的比特，以生成调制的符号。例如，如果格雷DBM FQAM调制器1002使用8FQAM方案并且编码的二进制比特流“110101011011…”被输入，则格雷DBM FQAM调制器1002可以输出“[0,1-j],[0,-1+j],[-1-j,0],[-1-j,0]…”作为调制的符号。
如上所述，格雷DBM FQAM调制器1002对与QAM比特的数量相等的数量的比特执行格雷编码操作以便将所述比特映射到有关符号，并且将与FSK比特的数量相等的数量的比特映射到符号，以使得存在于相同频率上的彼此最远离的象限上的符号之间的汉明距离被最大化。格雷DBM FQAM调制器1002的比特映射结果的示例被表示在表1中。
表1
调制的符号“[0,1-j][0,-1+j],[-1-j,0],[-1-j,0]…”可以被数模变换以便通过信道1004被发送到接收器。
调制的符号通过信道1004在接收器中被接收；所述调制的符号被模数变换并且被输出到格雷DBM FQAM解调器1006。格雷DBM FQAM解调器1006相应于在格雷DBM FQAM调制器1002中使用的格雷DBM FQAM方案来解调接收到的符号，以生成解调的比特，并且将所述解调的比特输出到二进制信道译码器1008。二进制信道译码器1008相应于在二进制信道编码器1000中使用的编码方案来对所述解调的比特进行译码。
虽然二进制信道编码器1000和格雷DBM FQAM调制器1002在图10中被示出为单独的单元，但是将理解，这仅仅是为了方便描述。换句话说，二进制信道编码器1000和格雷DBMFQAM调制器1002可以合并到单一单元中。虽然格雷DBM FQAM解调器1006和二进制信道译码器1008在图10中被示出为单独的单元，但是将理解，这仅仅是为了方便描述。换句话说，格雷DBM FQAM解调器1006和二进制信道译码器1008可以合并到单一单元中。
根据本公开的实施例的支持格雷DBM FQAM方案的无线通信***中的发送器/接收器的结构已经参考图10进行了描述，并且根据本公开的实施例的支持格雷DBM FQAM方案的无线通信***中的发送器的操作过程将参考图11进行描述。
图11示意地示出根据本公开的实施例的支持格雷DBM FQAM方案的无线通信***中的发送器的操作过程。
参考图11，在操作1100，发送器确定包括在编码的比特流中的比特当中的将被映射到至少一个QAM符号的至少一个第一比特以及将被映射到至少一个FSK符号的至少一个第二比特。
在操作1102，发送器对所述至少一个第一比特执行格雷编码操作，以便将经过格雷编码的至少一个第一比特映射到至少一个QAM符号。
在操作1104，发送器基于至少一个第二比特之间的星座图上的汉明距离，将所述至少一个第二比特映射到至少一个FSK符号。也就是说，发送器将汉明距离最长的比特映射到星座图的象限内的彼此最远离的符号。
虽然图11示出了根据本公开的实施例的支持格雷DBM FQAM方案的无线通信***中的发送器的操作过程，但是可以对图11进行各种改变。例如，虽然被示出为一系列操作，但是图11中的各种操作可以重叠、并行发生、按不同次序发生、或者发生多次。
根据本公开的实施例的支持格雷DBM FQAM方案的无线通信***中的发送器的操作过程已经参考图11进行了描述，并且当二进制码被应用在传统的FQAM方案时的性能和当二进制码被应用在本公开的实施例中所提出的DBM FQAM方案和格雷DBM FQAM方案时的性能将参考图12和图13进行描述。
将参考图12描述与当传统的4FQAM方案被用于无线通信***中时的性能相比的、当根据本公开的实施例的DBM 4FQAM方案被使用时的性能。
图12是示出与当传统的4FQAM方案被用于无线通信***中时的性能相比的、当根据本公开的实施例的DBM 4FQAM方案被使用时的性能的图形。
当FSK阶和QAM阶两者都是“2”时相对于信号噪音比(SNR)的帧误差率(FER)被示出在图12中。在图12中，Q表示FSK阶，并且M表示QAM阶。
另外，将注意到当根据本公开的实施例的DBM 4FQAM方案被使用时的性能和当传统的4FQAM方案被使用时的性能是在加性高斯白噪声(AGWN)信道环境下获得的。
已经参考图12描述了与当传统的4FQAM方案被用于无线通信***中时的性能相比的、当根据本公开的实施例的DBM 4FQAM方案被使用时的性能，并且将参考图13描述与当传统的8FQAM方案被用于无线通信***中时的性能相比的、当根据本公开的实施例的格雷DBM8FQAM方案被使用时的性能。
图13是示出与当传统的8FQAM方案被用于无线通信***中时的性能相比的、当根据本公开的实施例的格雷DBM 8FQAM方案被使用时的性能的图形。
当FSK阶是“2”并且QAM阶是“4”时相对于SNR的FER被示出在图13中。在图13中，Q表示FSK阶，并且M表示QAM阶。
另外，将注意到，当根据本公开的实施例的格雷DBM 8FQAM方案被使用时的性能和当传统的8FQAM方案被使用时的性能是在AGWN信道环境下获得的。
如图12和图13中所示，当本公开的实施例中所提出的DBM FQAM方案和格雷DBMFQAM方案被使用时，将理解，与当传统的FQAM方案被使用时相比，性能降低减小。
如从前述描述中显而易见的，本公开的实施例使得能够在支持FQAM方案的无线通信***中发送/接收信号，从而提高比特到符号映射性能。
本公开的实施例使得能够在支持FQAM方案的无线通信***中发送/接收信号，从而降低处理复杂度。
本公开的实施例使得能够在支持FQAM方案的无线通信***中使用二进制码发送/接收信号。
本公开的实施例使得能够在支持FQAM方案的无线通信***中发送/接收信号，从而直接将比特序列映射到FQAM符号。
本公开的实施例使得能够在支持FQAM方案的无线通信***中发送/接收信号，从而直接将比特序列映射到FQAM符号并且提高比特到符号映射性能。
本公开的实施例使得能够在支持FQAM方案的无线通信***中发送/接收信号，从而直接将比特序列映射到FQAM符号并且降低处理复杂度。
本公开的实施例使得能够在支持FQAM方案的无线通信***中发送/接收信号，从而直接将比特序列映射到FQAM符号并且减小延迟。
本公开的某些方面还可以具体实现为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。计算机可读记录介质是能够存储可以在之后被计算机***读取的数据的任何数据存储设备。计算机可读记录介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘、光学数据存储设备、和载波(诸如通过互联网的数据传输)。计算机可读记录介质还可以分布在网络耦合的计算机***上，从而计算机可读代码以分布式方式被存储和运行。并且，本公开所属领域的程序员能够容易地理解用于实现本公开的功能性程序、代码、和代码段。
可以理解，根据本公开的实施例的方法和装置可以通过硬件、软件、和/或它们的组合来实施。所述软件可以存储在非易失性存储装置上，诸如，可擦除或者可重写的只读存储器(ROM)、存储器(例如，随机存取存储器(RAM))、存储器芯片、存储器器件、或者存储器集成电路(IC)；或者所述软件可以存储在光学或磁性可记录非瞬时性机器可读(例如，计算机可读)存储介质上，例如，光盘(CD)、数字多功能盘(DVD)、磁盘、或者磁带。根据本公开的实施例的方法和装置可以通过包括控制器和存储器的计算机或者移动终端来实施，并且所述存储器可以是非瞬时性机器可读(例如，计算机可读)存储介质的示例，所述非瞬时性机器可读存储介质适于存储包括用于实施本公开的各种实施例的指令的程序或者多个程序。
本公开可以包括程序和存储所述程序的非瞬时性机器可读(例如，计算机可读)存储介质，所述程序包括用于实施如所附权利要求定义的装置和方法的代码。所述程序可以经由通过有线连接和/或无线连接发送的任何介质(诸如，通信信号)来电子地传递，并且本公开可以包括它们的等同物。
根据本公开的实施例的装置可以经由有线或者无线通信从连接至所述装置的程序提供设备(program providing device)接收所述程序，并且存储所述程序。程序提供设备可以包括存储器、通信单元、和控制器，所述存储器用于存储指令执行已经安装的内容保护方法的指令、所述内容保护方法所必需的信息、等等，所述通信单元用于与图形处理设备执行有线或无线通信，所述控制器用于基于图形处理设备的请求向发送/接收设备发送有关的程序或者向所述发送/接收设备自动地发送所述有关的程序。
虽然已经利用示范性实施例描述了本公开，但是各种改变和修改可以被建议给本领域技术人员。意图使本公开包括落入所附权利要求的范围内的改变和修改。

Claims (12)

1.一种用于在支持混合频移键控(FSK)与正交幅度调制(QAM)调制(FQAM)方案的无线通信***中通过发送装置发送信号的方法，所述方法包括：
确定包括在编码的二进制比特流中的比特当中的要被映射到至少一个QAM符号的至少一个第一比特和要被映射到至少一个FSK符号的至少两个第二比特；
对所述至少一个第一比特执行格雷编码操作；以及
通过将FQAM符号的格雷编码的至少一个第一比特映射到至少一个QAM符号并且基于所述至少两个第二比特之间的汉明距离将所述FQAM符号的至少两个第二比特映射到至少一个FSK符号，来生成所述FQAM符号。
2.如权利要求1所述的方法，其中，将所述至少两个第二比特映射到至少一个FSK符号包括：
将所述至少两个第二比特映射到至少一个FSK符号，从而使星座图上长度最远离的FSK符号的比特之间的汉明距离最大化。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个第一比特被映射到的所述至少一个QAM符号和所述至少两个第二比特被映射到的所述至少一个FSK符号具有如下表示的汉明距离：
H＝2+N-1
其中，H表示所述至少一个第一比特被映射到的所述至少一个QAM符号和所述至少两个第二比特被映射到的所述至少一个FSK符号的每一个的汉明距离，并且N表示至少两个第二比特的数量。
4.如权利要求1所述的方法，还包括：
向接收装置发送所述FQAM符号。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述FQAM符号用4比特配置，
其中，所述FQAM符号的第一比特和第二比特被映射到所述至少一个FSK符号，
其中，所述FQAM符号的第三比特和第四比特被映射到所述至少一个QAM符号，并且
其中，所述FQAM符号的第三比特和第四比特之间的汉明距离为1。
6.一种用于在支持混合频移键控(FSK)与正交幅度调制(QAM)调制(FQAM)方案的无线通信***中通过接收装置接收信号的方法，所述方法包括：
从发送装置接收FQAM符号，
其中，所述FQAM符号是由所述发送装置生成的，并且
其中，所述发送装置确定包括在编码的二进制比特流中的比特当中的要被映射到至少一个QAM符号的至少一个第一比特和要被映射到至少一个FSK符号的至少两个第二比特，对所述至少一个第一比特执行格雷编码操作，以及通过将FQAM符号的格雷编码的至少一个第一比特映射到至少一个QAM符号并且基于所述至少两个第二比特之间的汉明距离将所述FQAM符号的至少两个第二比特映射到至少一个FSK符号，来生成所述FQAM符号。
7.如权利要求6所述的方法，其中，将所述至少两个第二比特映射到至少一个FSK符号的操作包括：将所述至少两个第二比特映射到至少一个FSK符号从而使星座图上长度最远离的FSK符号的比特之间的汉明距离最大化的操作。
8.如权利要求6所述的方法，其中，所述至少一个第一比特被映射到的所述至少一个QAM符号和所述至少两个第二比特被映射到的所述至少一个FSK符号具有如下表示的汉明距离：
H＝2+N-1
其中，H表示所述至少一个第一比特被映射到的所述至少一个QAM符号和所述至少两个第二比特被映射到的所述至少一个FSK符号的每一个的汉明距离，并且N表示至少两个第二比特的数量。
9.如权利要求6所述的方法，还包括：
解调所述FQAM符号。
10.如权利要求6所述的方法，其中，所述FQAM符号用4比特配置，
其中，所述FQAM符号的第一比特和第二比特被映射到所述至少一个FSK符号，
其中，所述FQAM符号的第三比特和第四比特被映射到所述至少一个QAM符号，并且
其中，所述FQAM符号的第三比特和第四比特之间的汉明距离为1。
11.一种被配置为根据如权利要求1至5中的任何一个所述的方法执行的发送装置。
12.一种被配置为根据如权利要求6至10中的任何一个所述的方法执行的接收装置。
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