基于自组网的折叠式软输出高阶解调算法实现方法及装置与流程

本发明涉及无线通信，具体涉及移动自组织网络（mobile ad-hocnetwork，manet）中的高阶调制解调技术，尤其涉及一种基于自组网的折叠式软输出高阶解调算法的实现方法及装置。

背景技术：

1、在无线通信领域，频谱利用率是一个重要指标。以m-qam（m-ary quadratureamplitude modulation，m进制正交幅度调制）为代表的高阶调制技术是提高频谱利用率的常用手段。高阶调制技术包括位于发送端的调制模块和位于接收端的解调模块两个部分：在调制模块，多个比特映射为一个qam复调制符号；在解调模块，则计算并输出每个比特的软判决信息。随着调制阶数的提高，解调过程的复杂程度呈指数级提高。

2、移动自组织网络（manet）是一种结合了现代移动通信和计算机网络技术的新型无线网络，网络中的终端节点可以自由地移动并彼此保持通信。manet是一种自治、多跳的分布式网络，自治体现在不需要固定基础设施的支撑，通过终端之间的协同工作即可完成组网，弥补了在现有基础设施（如基站、接入点等）不能使用时终端设备之间无法通信的缺陷。因其所具有的自组织、快速建立和抗毁性等诸多优点，manet主要应用于通信、灾害恢复、移动会议、无线传感器网络、个域网络互联等领域。为在有限的时频资源中传输更多的数据，可利用高阶调制技术提高频谱利用率。

3、目前业界提出的软输出高阶解调算法基本是基于同一理论的不同简化形式：

4、第一种是采用max或min算子，从所有或部分表征概率的参量中选择最值作为输出。该简化形式的简化程度低，几乎没有性能损失，但是公式复杂程度随着调制阶数的提升呈指数级提高，不利于向更高调制阶数扩展。

5、第二种采用分区间讨论形式，依据星座点分布位置区间进行区分，不同区间采用不同软判决信息计算公式。该简化形式的简化程度中等，几乎没有性能损失，但是公式复杂程度随着调制阶数的提升呈根号指数级提高，同样不利于向更高调制阶数扩展。

6、第三种利用距判决边界的距离计算不同比特的软判决信息。该简化形式的简化程度较高，公式复杂程度较低，但是与基础理论有较大出入，性能有损失，也不利于向更高调制阶数扩展。

7、因此，现有技术中亟需一种公式复杂程度随调制阶数呈线性提升、且几乎无性能损失的软输出高阶解调算法。

技术实现思路

1、本发明针对现有软输出高阶解调算法在复杂度上的问题，本发明提供基于自组网的折叠式软输出高阶解调算法的实现方法及装置，其计算复杂度随调制阶数呈线性增长，且几乎无性能损失，同时算法具有直观的几何意义，便于硬件实现和向更高调制阶数扩展。

2、一种基于自组网的折叠式软输出高阶解调算法实现方法，应用于移动自组织网络中的终端节点，包括以下步骤：

3、步骤1：获取调制阶数和对应的m-qam星座图，其中；

4、步骤2：将所述m-qam星座图分解为2个独立的-am映射关系图，令映射到同向分量路的比特集合为，映射到正交分量路的比特集合为，所述和内元素个数均为；

5、步骤3：对，根据或将i路映射关系图的星座点分为2个部分，分别记为和；

6、步骤4：选取折叠点，将属于所述的各星座点的坐标沿该折叠点进行对称翻折；

7、步骤5：以折叠点为原点，重新标记翻折后的各星座点坐标，将重新标记后的各星座点坐标值进行比较，若属于的所有星座点的坐标值不完全相同，则以上一轮翻折后的坐标值为基础，选取新的折叠点并再次执行步骤4，直至属于的所有星座点的坐标值均相同为止，记该重叠坐标值为，过程中产生个折叠点；

8、步骤6：对采用与步骤4至步骤5相同的步骤，得到重叠坐标值为和折叠点；

9、步骤7：获取接收信号路分量为，信道增益为，噪声方差为，根据所述重叠坐标值、重叠坐标值、折叠点和折叠点，采用迭代距离计算方式，计算的软判决信息；

10、步骤8：对采用与步骤3至步骤7相同的步骤，获取接收信号路分量，计算软判决信息，完成一次折叠式软输出高阶解调算法的软判决信息输出。

11、进一步为：步骤7中所述采用迭代距离计算方式计算软判决信息，具体包括：

12、

13、其中，为的软判决信息。

14、进一步为：步骤4和步骤5中所述选取折叠点的方式为：当属于同一部分的星座点数量大于2时，以当前各星座点中最靠近坐标分布区间中点的2个星座点坐标的中点为折叠点。

15、进一步为：步骤5中所述折叠点的数量随调制阶数呈线性增长。

16、进一步为：所述软判决信息的计算复杂度随调制阶数呈线性增长。

17、一种基于自组网的折叠式软输出高阶解调算法实现装置，应用于移动自组织网络中的终端节点，包括：

18、调制方式获取模块，用于获取调制阶数和对应的m-qam星座图，其中；

19、星座图分解模块，用于将所述m-qam星座图分解为2个独立的-am映射关系图，令映射到同向分量路的比特集合为，映射到正交分量路的比特集合为，所述和内元素个数均为；

20、星座点分组模块，用于对，根据或将i路映射关系图的星座点分为2个部分，分别记为和；

21、折叠处理模块，用于选取折叠点，将属于所述的各星座点的坐标沿该折叠点进行对称翻折；以折叠点为原点，重新标记翻折后的各星座点坐标，将重新标记后的各星座点坐标值进行比较，若属于的所有星座点的坐标值不完全相同，则以上一轮翻折后的坐标值为基础，选取新的折叠点并再次执行上述折叠步骤，直至属于的所有星座点的坐标值均相同为止，记该重叠坐标值为，过程中产生个折叠点；以及用于对采用相同的方式得到重叠坐标值和折叠点；

22、软判决信息计算模块，用于获取接收信号路分量为，信道增益为，噪声方差为，根据所述重叠坐标值、重叠坐标值、折叠点和折叠点，采用迭代距离计算方式，计算的软判决信息；

23、所述软判决信息计算模块还用于对采用与所述星座点分组模块、折叠处理模块及软判决信息计算模块对进行处理相同的步骤，获取接收信号路分量，计算软判决信息，完成一次折叠式软输出高阶解调算法的软判决信息输出。

24、进一步为：所述软判决信息计算模块采用迭代距离计算方式计算软判决信息，具体包括：

25、

26、其中，为的软判决信息。

27、进一步为：所述折叠处理模块选取折叠点的方式为：当属于同一部分的星座点数量大于2时，以当前各星座点中最靠近坐标分布区间中点的2个星座点坐标的中点为折叠点。

28、进一步为：所述软判决信息的计算复杂度随调制阶数呈线性增长。

29、一种移动自组织网络终端节点，包括如上述的基于自组网的折叠式软输出高阶解调算法的实现装置。

30、本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

31、（1）与采用min或max算子的解调算法或采用分类讨论方法的解调算法相比，本发明方案的软判决信息表达公式个数与调制阶数相同，公式简洁清晰，计算复杂度相对于调制阶数仅呈线性增长。

32、（2）与利用距判决边界的距离计算软判决信息的解调算法相比，本发明方案的性能几乎没有任何损失。

33、（3）本发明利用折叠星座图使星座点重合的方式，给出了直观便捷的软输出高阶解调算法的通用表达公式，降低了算法的设计难度，使之更适于推导更高阶调制的软判决信息表达公式，便于硬件实现。