NGB-W系统中的非均匀调制方法

摘要

本发明提供一种NGB‑W系统中的非均匀星座图及非均匀调制方法，包括以下步骤：步骤S1、将比特映射至元组；步骤S2、根据相应的非均匀星座图将元组映射为调制符号。本发明的NGB‑W系统中的非均匀星座图及非均匀调制方法设计了NU‑64QAM和NU‑256QAM的星座图；与传统的均匀调制相比，采用NU‑64QAM的BICM系统可以获得0.3~0.62dB的性能增益，采用NU‑256QAM的BICM系统可以获得0.76~1.3dB的性能增益。

权利要求

1.一种NGB-W系统中的非均匀调制的64QAM调制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1、将比特映射至元组；其中，在比特交织器输出比特流 中，将每连续ηMOD个比特组成一个元组wg，即 0≤g≤NLDPC/ηMOD-1，NLDPC为比特流长度，比特vi为第g个元组的第p个比特wg,p，其中0≤i≤NLDPC-1，p＝i modηMOD，g＝i divηMOD；

步骤S2、进行非均匀调制的64QAM调制时，当码率为1/5、1/4、1/3、5/12、1/2、7/12、2/3、

3/4、4/5和5/6时，采用下表的星座图将元组 映射为调制符号；

。

2.根据权利要求1所述的NGB-W系统中的非均匀调制的64QAM调制方法，其特征在于：采用非均匀调制的64QAM调制时，ηMOD取值为6。

3.一种NGB-W系统中的非均匀调制的256QAM调制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1、将比特映射至元组；其中，在比特交织器输出比特流 中，将每连续ηMOD个比特组成一个元组wg，即 0≤g≤NLDPC/ηMOD-1，NLDPC为比特流长度，比特vi为第g个元组的第p个比特wg,p，其中0≤i≤NLDPC-1，p＝i modηMOD，g＝i divηMOD；

步骤S2、进行非均匀调制的256QAM调制时，当码率为1/5、1/4、1/3、5/12、1/2、7/12、2/

3、3/4、4/5和5/6时，采用下表的星座图将元组 映射为调制符号；

。

4.根据权利要求3所述的NGB-W系统中的非均匀调制的256QAM调制方法，其特征在于：采用非均匀调制的256QAM调制时，ηMOD取值为8。

说明书

NGB-W系统中的非均匀调制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及通信系统中物理层传输的技术领域，特别是涉及一种下一代广播电视网无线(NGB-W，Next Generation BroadcastNetwork-Wireless)系统中的非均匀星座图及非均匀调制方法。

背景技术

[0002] 随着世界经济文化的快速发展，用户对无线信息业务的需求量快速增长。单独依靠传统无线广播网或传统无线双向通信网，已无法实现信息业务的最优化传输。与此同时，人们不再满足于仅仅收看传统的无线广播电视业务，而是对新型无线广播电视业务有着越来越强烈的需求。NGB-W系统可实现无线广播和无线双向通信的融合共存，是解决移动信息业务数据量快速增长和无线网络传输容量受限之间矛盾的有效途径，也是支撑有线、无线融合创新业务的必要途径。

[0003] 在复杂多变的无线环境中，NGB-W系统业务传输面临严重的干扰和噪声问题。结合纠错编码和调制的BICM(Bit Interleaved Coded Modulation，比特交织编码调制)技术是保证信息传输的可靠性、克服噪声和干扰的最有效技术之一。BICM包含三个部分：前向纠错码、比特交织及QAM(Quadrature Amplitude Modulation，正交振幅调制)调制。其中，QAM调制的作用是将比特元组映射为调制符号。

[0004] 在传统的通信系统中，例如DVB-T2(第二代欧洲数字地面电视广播传输)，采用了基于格雷映射及均匀星座图的QAM调制，简称均匀调制。均匀调制具有星座点之间等间隔、星座图为方形的特征，如图1所示。这种星座图能够保证调制符号之间的欧氏距离最大化，但不能保证接收信号的平均互信息最大。因此，采用均匀调制的BICM系统的性能距离香农限还有较大差距，而采用非均匀调制可以使BICM系统的性能更加逼近香农限。图2即是一个非均匀调制的256QAM(Non-Uniform 256QAM，NU-256QAM)的星座图。

[0005] 索尼公司在ATSC3.0的提案《S32-2-124r0_SS_NUQAM_Presentation-2014-02-02》中指出：随着调制阶数从16QAM增加到256QAM，相比采用均匀调制的BICM系统，采用二维(2D)-非均匀调制的BICM系统可以额外获得0.3至1.85dB的增益。

[0006] 为了提高NGB-W系统BICM方案的传输性能，需要针对NGB-W系统的多个码率提供更加逼近香农限的的星座图以及对应的非均匀调制方法。

发明内容

[0007] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种NGB-W系统中的非均匀调制方法，针对NGB-W系统的多个码率，提供了NU-64QAM和NU-256QAM的星座图及对应的非均匀调制方法，从而进一步提高NGB-W系统的BICM的性能，使其更加逼近香农限。

[0008] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种NGB-W系统中NU-64QAM调制的星座图。

[0009] 同时，本发明还提供一种NGB-W系统中的NU-64QAM调制方法，包括以下步骤：

[0010] 步骤S1、将比特映射至元组；其中，在比特交织器输出比特流T
中，将每连续ηMOD个比特组成一个元组wg，即wg＝[wg,0wg,1...wg,p...wg,ηMOD-1] ，0≤g≤NLDPC/ηMOD-1，NLDPC为比特流长度，比特vi为第g个元组的第p个比特wg,p，其中0≤i≤NLDPC-1，p＝i mod ηMOD，g＝i div ηMOD；

[0011] 步骤S2、进行NU-64QAM调制时，当码率为1/5、1/4、1/3、5/12、1/2、7/12、2/3、3/4、4/5和5/6时，采用上述NU-64QAM调制的星座图将元组 映
射为调制符号。

[0012] 根据上述的NGB-W系统中的NU-64QAM调制方法，其中：采用NU-64QAM调制时，ηMOD取值为6。

[0013] 另外，本发明还提供一种NGB-W系统中NU-256QAM调制的星座图。

[0014] 同时，本发明还提供一种NGB-W系统中的NU-256QAM调制方法，包括以下步骤：

[0015] 步骤S1、将比特映射至元组；其中，在比特交织器输出比特流中，将每连续ηMOD个比特组成一个元组wg，即 0≤g≤NLDPC/
ηMOD-1，NLDPC为比特流长度，比特vi为第g个元组的第p个比特wg,p，其中0≤i≤NLDPC-1，p＝i mod ηMOD，g＝i div ηMOD；

[0016] 步骤S2、进行NU-256QAM调制时，当码率为1/5、1/4、1/3、5/12、1/2、7/12、2/3、3/4、4/5和5/6时，采用上述NU-256QAM调制的星座图将元组 映
射为调制符号。

[0017] 根据上述的NGB-W系统中的NU-256QAM调制方法，其中：采用NU-256QAM调制时，ηMOD取值为8。

[0018] 如上所述，本发明的NGB-W系统中的非均匀调制方法，具有以下有益效果：

[0019] (1)设计了NU-64QAM和NU-256QAM的星座图；

[0020] (2)与传统的均匀调制相比，采用NU-64QAM的BICM系统可以获得0.3～0.62dB的性能增益，采用NU-256QAM的BICM系统可以获得0.76～1.3dB的性能增益。

附图说明

[0021] 图1显示为现有技术中均匀调制256QAM的星座图；

[0022] 图2显示为现有技术中的码率为1/2时NU-256QAM的星座图；

[0023] 图3显示为本发明的NGB-W系统中的非均匀调制方法的流程图。

具体实施方式

[0024] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

[0025] 需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

[0026] 在进行编码调制时，NGB-W系统首先将比特交织器的输出比特流映射为元组，再将元组映射为调制符号。NGB-W系统设置了1/5、1/4、1/3、5/12、1/2、7/12、2/3、3/4、4/5、5/6共10种码率，针对每种调制方式、每种码率都有专用的星座图。

[0027] 参照图3，本发明的NGB-W系统中的非均匀调制方法包括以下步骤：

[0028] 步骤S1、将比特映射至元组。

[0029] 具体地，在比特交织器输出比特流 中，将每连续ηMOD个比特组成一个元组，即 0≤g≤NLDPC/ηMOD-1，NLDPC为比特流长度。
比特vi为第g个元组的第p个比特wg,p，其中0≤i≤NLDPC-1，p＝i mod ηMOD，g＝i div ηMOD。

[0030] 对于不同调制方式，ηMOD的取值也不相同。具体如表1所示。

[0031] 表1、不同调制方式下ηMOD的取值

[0032]调制方式 ηMOD
BPSK 1
QPSK 2
NU-16QAM 4
NU-64QAM 6
NU-256QAM 8
NU-1024QAM 10

[0033] 步骤S2、根据相应的非均匀星座图将元组通过非均匀星座图映射为调制符号。

[0034] 具体地，根据相应的非均匀星座图将元组 映射为调制符号

[0035] NGB-W系统支持的调制方式包括QPSK、NU-16QAM、NU-64QAM、NU-256QAM和NU-1024QAM。在表2和表3中给出了采用NU-64QAM、NU-256QAM时不同码率对应的元组与调制符号之间的对应关系。

[0036] 进行NU-264QAM调制时，当码率为1/5、1/4、1/3、5/12、1/2、7/12、2/3、3/4、4/5和5/6时，采用表2的星座图将元组 映射为调制符号。

[0037] 进行NU-256QAM调制时，当码率为1/5、1/4、1/3、5/12、1/2、7/12、2/3、3/4、4/5和5/6时，采用表3的星座图将元组 映射为调制符号。

[0038] 表2、NU-64QAM调制下的星座映射关系

[0039]

[0040]

[0041]

[0042] 表3、NU-256QAM调制下的星座映射关系

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[0055]

[0056]

[0057]

[0058]

[0059] 具体地，假设BICM系统采用1/2码率的FEC编码，调制方式为NU-256QAM，比特交织器输出的比特流为0100101010110001，则该比特流被映射为两个NU-256QAM的调制符号，分别为-0.13331-0.644i和1.6291+0.49432i。其他比特流的调制依次类推，在此不再赘述。

[0060] 综上所述，本发明的NGB-W系统中的非均匀调制方法设计了NU-64QAM和NU-256QAM的星座图；与传统的均匀调制相比，采用NU-64QAM的BICM系统可以获得0.3～0.62dB的性能增益，采用NU-256QAM的BICM系统可以获得0.76～1.3dB的性能增益。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

[0061] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。