一種通用apsk解調(diào)器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及移動通信、遙感、偵查及中繼領域，具體涉及一種通用APSK解調(diào)器。
【背景技術】
[0002]數(shù)字通信系統(tǒng)相比于模擬通信系統(tǒng)能更可靠地傳輸更高速率的信息。將信道編碼技術與數(shù)字調(diào)制技術結合而成的編碼調(diào)制(Coded Modulat1n,CM)技術是數(shù)字通信系統(tǒng)的核心技術之一，是提高數(shù)字信息的傳輸可靠性和傳輸效率的重要手段。為了適應數(shù)字信息在常見信道下的傳輸需求，實現(xiàn)高效可靠的信息傳輸，設計高性能的編碼調(diào)制技術至關重要。
[0003]對于典型的數(shù)字通信系統(tǒng)，星座映射是數(shù)字調(diào)制的關鍵技術之一。星座映射是指將攜帶信息的比特序列按照特定的星座映射方案映射成為適于信道傳輸?shù)姆?。符號的取值空間可以是一維實數(shù)空間、二維實數(shù)空間或更高維的實數(shù)空間。星座映射包含星座圖和星座映射方式兩個基本要素。星座圖是星座映射生成符號的所有可能取值(即星座點)的集合，星座映射方式是輸入比特序列到星座點的映射關系。
[0004]根據(jù)信息論知識，在加性白高斯噪聲(Additive White Gaussian Noise，AWGN)信道下，當發(fā)送功率受限時，只有當信道輸入分布服從高斯分布時，系統(tǒng)才能達到信道容量。然而，在實際的數(shù)字通信系統(tǒng)中，輸入信號受到星座圖集合的約束，不服從高斯分布，實際系統(tǒng)的信息傳輸速率與信道容量之間存在差距，這個差距也被稱為Shaping損失。構造一個切實可靠的星座映射的重要準則，其關鍵在于使得在給定頻譜效率或信噪比目標的條件下，星座映射限制下的編碼調(diào)制系統(tǒng)的信息傳輸速率上限與信道容量極限之間的差距盡量小。
[0005]當輸入信號受到星座圖集合X限制時，信道輸入信號X與信道輸出Y的平均互信息，稱為編碼調(diào)制的平均互信息(average mutual informat1n of coded-modulat1n，CM-AMI)，是實際編碼調(diào)制系統(tǒng)所能達到的傳輸速率上限，可以由公式計算得到。在實際應用中，很多系統(tǒng)采用的是獨立解映射的接收方案，獨立解映射會造成編碼調(diào)制系統(tǒng)性能的損失，此時信道輸入信號與輸出信號之間的平均互信息稱為BICM-AMI，是采用獨立解映射的編碼調(diào)制方案所能達到的傳輸速率上限。高階星座映射是提高數(shù)字通信系統(tǒng)的頻譜效率的重要手段之一。早期的星座圖設計中，通常認為星座點之間的最小歐式距離越大，星座圖性能越好，根據(jù)這一準則，實際系統(tǒng)常用的高階星座映射是具有格雷映射的均勻正交幅度調(diào)制(Quadrature Amplitude Modulat1n, QAM)星座圖，簡稱 Gray-QAM。然而，均勻Gray-QAM星座圖約束下的信息傳輸速率與信道容量極限之間存在較大的差距，在高頻譜效率下可達1.53dB。相比傳統(tǒng)的均勻Gray-QAM星座圖，使得星座限制下的輸出更逼近高斯分布的技術稱為Shaping技術，由此帶來的增益稱為Shaping增益。一個重要且常用的Shaping技術是非均勻Shaping技術，通過令星座圖呈現(xiàn)非均勻特征，使得經(jīng)過星座映射后的信道輸入信號更接近高斯分布，參見文獻F.-W.Sun and H.C.A.van Tilborg，“Approaching capacity by equiprobable signaling on the Gaussian Channel，，，IEEETrans.1nform.Theory, vol.39，n0.5，pp.1714-1716，Sept.1993。
[0006]利用非均勾星座圖Shaping技術，Liu和Xie等基于最大互信息準則，提出了一種具有格雷映射的均勻幅度相移鍵控(Amplitude-Phase Shift Keying, APSK)的星座圖，簡稱 Gray-APSK，參照 Ζ.Liu，Q.Xie, K.Peng, and Z.Yang，“APSK constellat1n with Graymapping，，，IEEE Commun.Letters, vol.15，n0.2, pp.1271-1273，2011。Gray-APSK 中，一個M階的APSK星座圖由R個同心環(huán)組成，每個環(huán)上的星座點數(shù)相等且為2的整數(shù)次冪，每個環(huán)上的星座點在相位上均勻分布。星座映射時，長為log2M的比特向量被映射到一個星座點，比特向量中的部分比特只與相位有關，對應一個格雷映射的相移鍵控(Phase ShiftKeying, PSK)，其余比特只與幅度有關，對應一個格雷映射的非均勻脈沖幅度調(diào)制(PulseAmplitude Modulat1n，PAM)。相比傳統(tǒng)的 Gray-QAM，Gray-APSK 在 AWGN 信道和衰落信道下，在常用碼率時都有著更高的CM-AMI和BICM-AMI，即無論是在采用獨立解映射還是迭代解映射的編碼調(diào)制系統(tǒng)中都具有更好的性能。由于APSK的同心圓環(huán)結構，其性能受到各環(huán)上的星座點分布和各環(huán)半徑的影響。Gray-APSK中，每個環(huán)上的星座點在相位上均勻分布，相當于一個均勾的Gray-PSK。但值得注意的是，對于PSK星座映射，應用非均勾Shaping技術，即使得環(huán)上的點在相位上呈現(xiàn)非均勻分布的特征，得到的非均勻的PSK星座映射可具有更高的BICM-AMI。針對常用目標信噪比值、基于最大互信息準則設計的PSK星座映射，星座點在相位上呈現(xiàn)非均勻特征，這種非均勻特征在低信噪比時尤為明顯。傳統(tǒng)的調(diào)制方法只適用APSK的一種體制，難以適用于APSK的所有體制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術中APSK星座圖星座點較多，通用性低等缺陷，提供了一種通用APSK解調(diào)器。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案:
[0009]一種通用APSK解調(diào)器，其特征在于:包括中頻濾波器、AD采樣器、混頻器、低通濾波器、匹配濾波器、判決反饋均衡器、碼元時鐘恢復器、鑒相器、載波NC0與環(huán)路濾波器，中頻濾波器接收APSK信號，判斷反饋均衡器將調(diào)制信號輸出給外部處理器；
[0010]其中:
[0011]中頻濾波器:接收輸入的APSK信號經(jīng)過中頻濾波處理，濾除信號噪聲與帶外干擾，并將處理后的信號輸出給AD采樣器；
[0012]AD采樣器:接收中頻濾波器輸出的APSK信號進行數(shù)字采樣，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將數(shù)字信號輸出給混頻器；
[0013]混頻器:接收AD采樣器輸出的數(shù)字信號和載波NC0輸出的本地載波信號，并對兩個信號相乘，并完成相乘后信號的下變頻處理，將處理后的數(shù)字信號輸出給低通濾波器；
[0014]低通濾波器:接收混頻器輸出的數(shù)字信號進行低通濾波處理，濾除白噪聲和混頻產(chǎn)生的二倍頻分量，并將處理后的數(shù)字信號分別輸出給匹配濾波器和碼元時鐘恢復器；
[0015]匹配濾波器