[发明专利]一种QAM软判决解映射的FPGA实现方法

说明书

本发明公开了一种QAM软判决解映射的FPGA实现方法，本发明采用基于近似最大似然估计软判决方式，利用QAM星座映射的正方形对称结构，对QAM软判决解映射的FPGA实现过程进行了优化，减少了QAM软判决解映射过程中消耗的逻辑资源，降低了对FPGA器件的资源需求；降低了QAM软判决解映射时逻辑设计的复杂度，缩短开发周期；在降低资源消耗的同时，并未增加运算延时；在降低资源消耗的同时，软判决的增益与传统的近似最大似然估计软判决的增益相同。

技术领域

本发明属于QAM通信领域，具体涉及一种QAM软判决解映射的FPGA实现方法。

背景技术

调制与解调是当前各种无线通信系统中的一项核心技术，其中QAM(正交幅度调制)被广泛应用于各类无线通信系统，提高无线通信速率以及频谱利用率。在各类无线通信系统中，通常采用最大似然估计或近似最大似然估计的方式进行软判决星座解映射，用于提高信道译码的增益。

当前QAM通信系统中，采用传统的最大似然估计软判决解映射方式会产生大量的数学运算，利用FPGA进行工程实现时，逻辑设计复杂度高，不利于缩短开发周期，同时为保证通信的实时性需减小运算延时，采用全并行运算会消耗大量的逻辑资源，即使使用相对简化的近似最大似然估计算法，软判决解映射时依然会消耗大量的逻辑资源。逻辑资源的消耗致使工程实现时需选用较大规模的FPGA器件，大规模的FPGA器件会提高成本，同时FPGA的运行功耗会增加；若为了减少逻辑资源而采用串行运算结构，会导致运算延时的增大，进而提高了通信系统整体延时，无法满足当代无线通信系统的实时性要求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种QAM软判决解映射的FPGA实现方法，能够简化软信息approxLLR的求解过程。

为了达到上述目的，本发明包括以下步骤：

步骤一，设QAM调制阶数为偶数m，在星座图中共2^m个星座点，根据QAM星座对称结构可知，I支路和Q支路分别包含种幅度信息，记为对输入的I支路和Q支路的数据分别与幅度A_n做差，并对差值求绝对值，记为距离信息与

步骤二，设QAM星座映射符号位B_n，n＝0,1,…m-1，根据QAM调制星座图得到，QAM调制星座映射符号位B_n为0或为1的概率为2^m-1；

步骤三，利用查表法查得QAM星座映射符号位B_n为0与为1时所对应的星座点信息提取相对应的距离信息与提取信息共种；

步骤四，通过比较器求解星座映射符号位B_n为0时I支路和Q支路中距离信息中最小的点的平方和；

通过比较器求解星座映射符号位B_n为1时I支路和Q支路中距离信息中最小的点的平方和；

步骤五，根据QAM星座图为正方形对称结构，并利用除法器求解近似最大似然估计软信息，完成QAM软判决。

步骤一中，QAM调制阶数为大于2的偶数m。

步骤二中，m阶QAM调制可映射m个符号位。

若I支路幅度信息共种，Q支路幅度信息为种；同理，当B_n为1时，若I支路幅度信息共种时，Q支路幅度信息共种，反之若I支路幅度信息共种，Q支路幅度信息为种。

步骤四中，星座映射符号位B_n为0时I支路和Q支路中距离信息中最小的点为与其中，I和Q为输入信息坐标，I为横坐标，Q为纵坐标，S₀为星座映射符号为0的集合，s用于表征星座图中的星座点，即(s_I、s_Q)，s_I为横坐标，s_Q为纵坐标。