[发明专利]用于分层编码调制的M-QAM信号迭代解码方法

摘要

本发明涉及一种用于分层编码调制的M-QAM信号迭代解码方法。传统的编解码技术将M-QAM信号直接输入，不仅复杂度高，而且系统性能也不好。本发明将M-QAM分层调制后，不仅降低了系统的解码复杂度，也使得系统性能得到了很好的提升。此设计方法，采用最大似然解码，逐一对N个4-QAM信号进行迭代解码。

主权项

用于分层编码调制的M‑QAM信号迭代解码方法，假设系统采用M‑QAM作为发送信号的星座，其中M＝4^N，N≥2；而每个星座点的平均能量为1，记此星座为C；这样，C可以表示为：其中d为能量因子，$d=\sqrt{\frac{3}{2(4^N-1)}}$其特征在于该方法包括以下步骤：第一步，星座的构造，具体是：构造N个4‑QAM的星座图，分别记为C₁，C₂……C_N，其中$C_i=\{\frac{{\mathrm{\α}}_i}{\sqrt{2}}+j\frac{{\mathrm{\α}}_i}{\sqrt{2}},\frac{{\mathrm{\α}}_i}{\sqrt{2}}-j\frac{{\mathrm{\α}}_i}{\sqrt{2}},-\frac{{\mathrm{\α}}_i}{\sqrt{2}}+j\frac{{\mathrm{\α}}_i}{\sqrt{2}},-\frac{{\mathrm{\α}}_i}{\sqrt{2}}-j\frac{{\mathrm{\α}}_i}{\sqrt{2}}\},i=\mathrm{1,2},...,N---\left(2\right)$其中α_i为待定的常数，满足能量归一化条件$\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{{\mathrm{\α}}_i}^2=1---\left(3\right)$第二步，信号的发送，具体是：N个4‑QAM信号星座图生成后，将它们的和作为输入信号，记输入信号为x，则x＝x₁+x₂+…+x_N,x₁∈C₁,x₂∈C₂…x_N∈C_N；第三步，进行解码，具体是：设接收到的信号表示为y，则y表示为：$y=\sqrt{\mathrm{\ρ}}\mathrm{hx}+w$其中，y接收到的信号；ρ为接收的信噪比；x为发送信号；h为信道信息；w为接收信号是所产生的噪声；依次对x₁，x₂……x_N进行解码；具体的解码过程如下:首先对x₁进行估计${\hat{x}}_1=\underset{x_1\∈C_1}{\arg \min }{\left|\right|y-\sqrt{\mathrm{\ρ}}h{x}_1\left|\right|}^2---\left(4\right)$得到x₁的估计然后从y中减去信号x₁的部分，剩余信号记为y₁，即$y_1=y-\sqrt{\mathrm{\ρ}}h{\hat{x}}_1---\left(5\right)$再从y₁中对x₂进行如下估计${\hat{x}}_2=\underset{x_2\∈C_2}{\arg \min }{\left|\right|y_1-\sqrt{\mathrm{\ρ}}h{x}_2\left|\right|}^2---\left(6\right)$得到再从y₁中减去信号x₂的部分，剩余的记为y₂，即$y_2=y_1-\sqrt{\mathrm{\ρ}}h{\hat{x}}_2---\left(7\right)$再对x₃进行估计${\hat{x}}_3=\underset{x_3\∈C_3}{\arg \min }{\left|\right|y_2-\sqrt{\mathrm{\ρ}}h{x}_3\left|\right|}^2---\left(8\right)$以此类推，直到对x_N进行估计,得到x_N的估计值解码结束。