一種非二進(jìn)制通信系統(tǒng)及其通信方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種非二進(jìn)制通信系統(tǒng)及其通信方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，已有的基于四象限幅度調(diào)制(Quadrature Amplitude Modulat1n，QAM)的通信系統(tǒng)通常使用二進(jìn)制編碼調(diào)制，其主要原因有兩個(gè)，一是易于實(shí)現(xiàn)，二是主流的信息處理系統(tǒng)是基于二進(jìn)制的。對(duì)于QAM系統(tǒng)而言，其調(diào)制解調(diào)星座圖可以看做是對(duì)二維信號(hào)平面的劃分。在傳統(tǒng)的QAM系統(tǒng)里，相當(dāng)于是利用矩形對(duì)二維信號(hào)平面進(jìn)行劃分。然而，眾所周知，對(duì)二維平面最有效的劃分是六邊形而不是矩形。因此，基于六邊形劃分設(shè)計(jì)得到的QAM星座圖，其性能優(yōu)于基于矩形劃分設(shè)計(jì)得到的星座圖。但是，六邊形劃分引入的一個(gè)問題就是其星座點(diǎn)數(shù)目不是二的整次冪，因此不能很好的兼容已有的二進(jìn)制通信系統(tǒng)。
[0003]現(xiàn)有的針對(duì)這一問題已有的解決方案主要有兩種，一是直接將編碼后的二進(jìn)制序列轉(zhuǎn)換成三進(jìn)制(三進(jìn)制二進(jìn)制混合)序列，但是這種方法會(huì)引起所謂的差錯(cuò)擴(kuò)散問題，反而使得系統(tǒng)誤碼率升高；另一種方案即放棄部分基于六邊形劃分的QAM星座圖中的星座點(diǎn)，強(qiáng)行使之兼容主流二進(jìn)制通信系統(tǒng)，但是這一方案反而會(huì)使基于六邊形的QAM星座設(shè)計(jì)效率低于傳統(tǒng)的QAM星座設(shè)計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種非二進(jìn)制通信系統(tǒng)及其通信方法，能夠充分利用六邊形的星座圖的優(yōu)勢(shì)。
[0005]本發(fā)明提供一種非二進(jìn)制通信系統(tǒng)，其包括數(shù)據(jù)分組模塊，緩存模塊，二進(jìn)制三進(jìn)制轉(zhuǎn)換模塊，編碼模塊，數(shù)據(jù)交織模塊和調(diào)制模塊；所述緩存模塊包括二進(jìn)制數(shù)據(jù)緩存模塊和三進(jìn)制數(shù)據(jù)緩存模塊；
[0006]所述數(shù)據(jù)分組模塊，用于對(duì)待處理數(shù)據(jù)進(jìn)行分組，將需要二進(jìn)制傳輸?shù)亩M(jìn)制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在所述二進(jìn)制數(shù)據(jù)緩存模塊中；將需要三進(jìn)制傳輸?shù)亩M(jìn)制數(shù)據(jù)或三進(jìn)制數(shù)據(jù)發(fā)送至所述二進(jìn)制/三進(jìn)制轉(zhuǎn)換模塊中；
[0007]所述二進(jìn)制數(shù)據(jù)緩存模塊，用于存儲(chǔ)所述需要二進(jìn)制傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；
[0008]所述二進(jìn)制三進(jìn)制轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述需要三進(jìn)制傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為三進(jìn)制數(shù)據(jù)，并將所述轉(zhuǎn)化后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至三進(jìn)制數(shù)據(jù)緩存模塊；
[0009]所述編碼模塊對(duì)所述二進(jìn)制數(shù)據(jù)或三進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，將編碼后的數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)交織模塊中；
[0010]所述數(shù)據(jù)交織模塊，用于對(duì)所述編碼后的數(shù)據(jù)進(jìn)行交織；
[0011]所述調(diào)制模塊，用于對(duì)交織后的數(shù)據(jù)基于六邊形星座圖進(jìn)行調(diào)制。
[0012]進(jìn)一步地，所述編碼模塊包括二進(jìn)制編碼模塊和二進(jìn)制編碼模塊，所述二進(jìn)制編碼模塊對(duì)所述二進(jìn)制數(shù)據(jù)緩存模塊中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼；所述三進(jìn)制編碼模塊，對(duì)所述三進(jìn)制數(shù)據(jù)緩存模塊中的三進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。
[0013]進(jìn)一步地，所述二進(jìn)制編碼模塊中，包括一二進(jìn)制卷積編碼器，所述二進(jìn)制卷積編碼器包括四個(gè)移位寄存器和兩個(gè)加法器；
[0014]輸入信號(hào)為U，則輸出的兩個(gè)信號(hào)vl、v2分別為
[0015]Vl = 11*1+1^*1+11—2*2+11—3*2+11—4*1
[0016]V2 = u*2+u—2*2+u—2*l+u—3木1
[0017]其中，加號(hào)為以3為基的伽羅華域加法運(yùn)算，乘號(hào)表示以3為基的伽羅華域乘法運(yùn)笪并O
[0018]本發(fā)明還提供一種非二進(jìn)制通信方法，包括
[0019]步驟a，對(duì)待處理數(shù)據(jù)進(jìn)行分組，將需要二進(jìn)制傳輸?shù)亩M(jìn)制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在所述二進(jìn)制數(shù)據(jù)緩存模塊中；將需要三進(jìn)制傳輸?shù)亩M(jìn)制數(shù)據(jù)或三進(jìn)制數(shù)據(jù)發(fā)送至所述二進(jìn)制三進(jìn)制轉(zhuǎn)換模塊中；
[0020]步驟b，將所述需要三進(jìn)制傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為三進(jìn)制數(shù)據(jù)，并將所述轉(zhuǎn)化后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至三進(jìn)制數(shù)據(jù)緩存模塊；
[0021]步驟C，對(duì)所述二進(jìn)制數(shù)據(jù)或三進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，并將編碼后的數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)交織模塊中；
[0022]步驟d，對(duì)所述編碼后的數(shù)據(jù)進(jìn)行交織；
[0023]步驟e，對(duì)所述交織后的數(shù)據(jù)基于六邊形星座圖進(jìn)行調(diào)制。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比較本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明結(jié)合非二進(jìn)制編碼及基于六邊形的調(diào)制，提出一種非二進(jìn)制的通信系統(tǒng)以及通信方法，能夠充分利用六邊形調(diào)制星座圖的優(yōu)勢(shì)，提高系統(tǒng)吞吐量，降低每比特能量消耗。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明非二進(jìn)制通信系統(tǒng)調(diào)制方式的六邊型星座圖；
[0026]圖2為本發(fā)明非二進(jìn)制通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3為本發(fā)明非二進(jìn)制通信系統(tǒng)的編碼器示意圖；
[0028]圖4為本發(fā)明非二進(jìn)制通信系統(tǒng)的通信方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說明。
[0030]圖1為本發(fā)明非二進(jìn)制通信系統(tǒng)調(diào)制方式的六邊型星座圖，請(qǐng)參閱圖1，基于六邊形的調(diào)制星座點(diǎn)設(shè)計(jì)，在本發(fā)明中，基于六邊形二維信號(hào)劃分進(jìn)行星座圖設(shè)計(jì)，以TPSK，H6-QAM，H8-QAM為例，星座點(diǎn)是以六邊形的方式劃分的，因此在相同的平均能量下可以容納更多的星座點(diǎn)，故而每個(gè)符號(hào)所承載的信息量相較于傳統(tǒng)的基于矩形劃分的星座點(diǎn)設(shè)計(jì)更多。由于六邊形調(diào)制的星座圖中所包含的星座點(diǎn)數(shù)可能不是2的整次冪，因此每個(gè)六邊形調(diào)制符號(hào)所傳遞的信息量不一定是bit的整數(shù)倍，因此我們引入trit的概念，Itrit約等于1.57bito以上面四個(gè)基于六邊形星座圖設(shè)計(jì)為例，每個(gè)符號(hào)能夠傳遞的信息量為:TPSK:ltrit、H6QAM:lbit+ltrit, H8QAM:3bit。
[0031]圖2為本發(fā)明非二進(jìn)制通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，請(qǐng)參閱圖2，包括數(shù)據(jù)分組模塊1，緩存模塊，二進(jìn)制三進(jìn)制轉(zhuǎn)換模塊31，編碼模塊，數(shù)據(jù)交織模塊4和調(diào)制模塊5 ;
[0032]數(shù)據(jù)分組模塊1，用于對(duì)待處理數(shù)據(jù)進(jìn)行分組，將需要二進(jìn)制傳輸?shù)亩M(jìn)制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在所述二進(jìn)制數(shù)據(jù)緩存模塊21中；將需要三進(jìn)制傳輸?shù)亩M(jìn)制數(shù)據(jù)或三進(jìn)制數(shù)據(jù)發(fā)送至所述二進(jìn)制三進(jìn)制轉(zhuǎn)換模塊31中；
[0033]其中，待處理數(shù)據(jù)可以看作是一串比特?cái)?shù)據(jù)流，可以按照選用的調(diào)制方式將比特流的數(shù)據(jù)按比例分為傳統(tǒng)的bit傳輸和新的trit傳輸。例如H6QAM S卩，lbit+ltrit，貝丨J有
1.57/2.57的bit數(shù)據(jù)會(huì)傳輸至二進(jìn)制三進(jìn)制轉(zhuǎn)換模塊31中，剩余的數(shù)據(jù)則傳輸至二進(jìn)制數(shù)據(jù)緩存模塊21中。
[0034]緩存模塊為了協(xié)同應(yīng)用數(shù)據(jù)流與下層數(shù)據(jù)處理模塊之間處理速度不同引入的，可以將待發(fā)送數(shù)據(jù)暫時(shí)緩存；緩存模塊包括二進(jìn)制數(shù)據(jù)緩存模塊21和三進(jìn)制數(shù)據(jù)緩存模塊31 ；
[0035]所述二進(jìn)制數(shù)據(jù)緩存模塊21，用于存儲(chǔ)所述需要二進(jìn)制傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；
[0036]二進(jìn)制三進(jìn)制轉(zhuǎn)換模塊31，用于將所述需要三進(jìn)制傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為三進(jìn)制數(shù)據(jù)；并將所述轉(zhuǎn)化后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至三進(jìn)制數(shù)據(jù)緩存模塊31中。其中，需要三進(jìn)制傳輸?shù)谋忍亓魇紫纫?jīng)過bit/trit轉(zhuǎn)換，將bit流轉(zhuǎn)換為trit流以方便后續(xù)操作的順利進(jìn)行，這里為了權(quán)衡效率與性能之間的關(guān)系，可以采用查表的方法將Ilbit的二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為7trit的三進(jìn)制數(shù)據(jù)，即11個(gè)bit轉(zhuǎn)為7個(gè)trit。
[0037]編碼模塊對(duì)所述二進(jìn)制數(shù)據(jù)或三進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，將編碼后的數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)交織模塊4中；編碼模塊包括二進(jìn)制編碼模塊22和三進(jìn)制編碼模塊33，所述