低复杂度高阶APSK解映射方法与实现结构
发布时间：2021-01-31 14:52
针对高阶幅度相移键控（amplitude phase shift keying, APSK）解映射复杂度,不易硬件实现的问题,提出了一种低复杂度的APSK解映射方案及电路实现结构。具体而言,基于Max-Log-MAP算法,分析APSK星座图对称性并进行区域划分,对落到每个区域的接收符号比特软信息计算进行化简,得到具有低计算量的解映射公式。进一步,利用简化后每个比特软信息计算公式的特点,设计了软信息计算电路结构并在现场可编程门阵列（field programmable gate array, FPGA）硬件平台上进行了性能测试。测试结果表明,信噪比为14 dB时,利用简化方法实现的APSK解映射电路可实现10-5的误比特率（bit error rate,BER）,与传统解映射算法性能接近,且具有较低的硬件资源消耗。
【文章来源】：电子测量与仪器学报. 2020,34(06)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
16APSK星座图各比特的取值分布
G: Ι+Q= 2 2 (R 1 +R 2 )?????? ??? (10)找出每个区域对应的欧氏距离最小的标号为“0”的星座点和标号为“1”的星座点,根据式(3)得到每个区域的软信息计算公式。以b0所对应子星座图为例,表2给出了其区域划分范围及对应欧氏距离最小的星座点坐标,设接收符号为(rI,rQ),同相分量的绝对值为I,正交分量的绝对值为Q。
解映射电路的整体结构分为时钟生成模块、控制模块、高两位计算模块、低两位计算模块及并串转换模块,顶层结构框图如图3所示。其中,时钟生成模块通过将输入时钟二分频(clk2)及四分频(clk4)为其他模块提供所需的时钟信号。控制模块进行时序控制,在第偶数个输入信号时钟上升沿到达时进行rI与rQ的一次交换,输出到两个计算模块以实现不同比特软信息计算模块的复用。计算模块的设计需考虑C 0 (i) 、C 1 (i) 、C 2 (i) 的量化,这与接收符号的量化方式相关。由式(12)可知,C 1 (i) 、C 2 (i) 的量化应与x1、x2相同,C 0 (i) 的量化方式应与 C 1 (i) ?| x 1 | (或 C 2 (i) ?| x 2 | )的结果一致。在本文设计中,由于C 2 (i) 是非负,因此无需考虑它的符号位。而对于同样非负的C 0 (i) ,为了与式(12)中另外两项的计算结果匹配,将其量化为有符号的定点数。每个参数的具体的量化方式如表3所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]采样噪声对北斗全球信号测距误差的影响分析[J]. 胡梅,李晓宇,陈建云. 仪器仪表学报. 2019(09)
[2]基于分布式补偿方法的载波频偏估计算法[J]. 吴旭,范文同,胡富珍. 电子测量与仪器学报. 2019(06)
[3]低复杂度LDPC优化译码算法研究[J]. 马慧,吴彦鸿,王宏艳. 国外电子测量技术. 2018(08)
[4]相移键控信号的深度神经网络解调器[J]. 杨耀栋,吴乐南. 电子测量与仪器学报. 2018(04)
[5]5G系统中低延时的FBMC调制方法[J]. 徐兰天. 电子测量技术. 2018(05)
[6]航空飞行试验新一代网络化遥测技术浅析[J]. 罗清华,彭宇,周鹏太,彭喜元,王伟,黄涛. 仪器仪表学报. 2017(02)
[7]TCM-16APSK在通信理论新技术中的应用研究[J]. 陆丽,雷洁. 国外电子测量技术. 2014(05)
本文编号：3011085
【文章来源】：电子测量与仪器学报. 2020,34(06)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
16APSK星座图各比特的取值分布
G: Ι+Q= 2 2 (R 1 +R 2 )?????? ??? (10)找出每个区域对应的欧氏距离最小的标号为“0”的星座点和标号为“1”的星座点,根据式(3)得到每个区域的软信息计算公式。以b0所对应子星座图为例,表2给出了其区域划分范围及对应欧氏距离最小的星座点坐标,设接收符号为(rI,rQ),同相分量的绝对值为I,正交分量的绝对值为Q。
解映射电路的整体结构分为时钟生成模块、控制模块、高两位计算模块、低两位计算模块及并串转换模块,顶层结构框图如图3所示。其中,时钟生成模块通过将输入时钟二分频(clk2)及四分频(clk4)为其他模块提供所需的时钟信号。控制模块进行时序控制,在第偶数个输入信号时钟上升沿到达时进行rI与rQ的一次交换,输出到两个计算模块以实现不同比特软信息计算模块的复用。计算模块的设计需考虑C 0 (i) 、C 1 (i) 、C 2 (i) 的量化,这与接收符号的量化方式相关。由式(12)可知,C 1 (i) 、C 2 (i) 的量化应与x1、x2相同,C 0 (i) 的量化方式应与 C 1 (i) ?| x 1 | (或 C 2 (i) ?| x 2 | )的结果一致。在本文设计中,由于C 2 (i) 是非负,因此无需考虑它的符号位。而对于同样非负的C 0 (i) ,为了与式(12)中另外两项的计算结果匹配,将其量化为有符号的定点数。每个参数的具体的量化方式如表3所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]采样噪声对北斗全球信号测距误差的影响分析[J]. 胡梅,李晓宇,陈建云. 仪器仪表学报. 2019(09)
[2]基于分布式补偿方法的载波频偏估计算法[J]. 吴旭,范文同,胡富珍. 电子测量与仪器学报. 2019(06)
[3]低复杂度LDPC优化译码算法研究[J]. 马慧,吴彦鸿,王宏艳. 国外电子测量技术. 2018(08)
[4]相移键控信号的深度神经网络解调器[J]. 杨耀栋,吴乐南. 电子测量与仪器学报. 2018(04)
[5]5G系统中低延时的FBMC调制方法[J]. 徐兰天. 电子测量技术. 2018(05)
[6]航空飞行试验新一代网络化遥测技术浅析[J]. 罗清华,彭宇,周鹏太,彭喜元,王伟,黄涛. 仪器仪表学报. 2017(02)
[7]TCM-16APSK在通信理论新技术中的应用研究[J]. 陆丽,雷洁. 国外电子测量技术. 2014(05)
本文编号：3011085
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