LTE系统是第四代移动通信技术(4G)标准之一,全称为Long Term Evolution,它在物理层方面支持灵活的传输带宽,并采用正交频分多址(OFDMA)和单载波频分多址(SC-FDMA)分别作为下行和上行的多址方式。LTE的物理信道分为上行物理信道和下行物理信道,两者都支持QPSK、16QAM和64QAM这三种调制方式。由于正交幅度调制(QAM)能够提高频谱利用率,LTE系统使用了这种技术。然而,QAM调制的缺点是随着阶数的增加,星座点之间的距离减少,从而增加了系统的误码率。
在LTE传输信道中,主要采用了两种信道编码技术,即Turbo编码和Tail Biting卷积码。广播信道(BCH)使用Tail Biting卷积码,而其他传输信道则主要采用Turbo编码。迭代译码时需要软输入信息,因此,解调之后不能进行硬判决。解调器采用软判决输出可以比硬判决输出多获得大约2dB的附加编码增益。软输入信息通常以对数似然比(LLR)的形式表示,LLR是用于QAM信号软判决译码度量值计算的关键参数。
本文研究了LTE中16QAM解调算法,并推导了两种LLR解调算法的公式,即欧式距离法和边界判决法。通过仿真比较了这两种算法的性能。欧式距离法通过计算接收信号与星座图上最近点之间的距离,来确定最可能的发送符号。边界判决法则基于星座图点的边界,对解调过程进行简化处理。
文章通过理论推导和仿真实验,对这两种算法进行了深入分析。研究结果表明,不同算法在解调性能上各有优劣,选择适当的算法可以有效提高LTE系统的信道解码增益。
在研究的过程中,作者首先介绍了16QAM解调的原理,并推导了LLR的计算表达式。然后,提出了两种简化的LLR计算方法,它们都是为了简化复杂的计算过程,以便在实际应用中能够更快速地实现解调。仿真实验进一步验证了这两种简化的算法,从而为LTE系统中16QAM解调提供了理论依据和实用的解调算法。
16QAM是一种数字调制技术,它将4比特数据映射到一个调制符号上,将信号映射到一个复数平面的星座图上。在发送端,连续的4比特被映射成一个QAM复调制符号,在接收端,接收到的信号通过解调算法还原出这4比特数据。
LTE系统的性能提升在很大程度上依赖于高效的调制解调算法,本文的研究重点就是为了解决这一问题。高阶QAM调制技术虽然可以提升频谱利用率,但同时也会引入更高的误码率。因此,研究如何在保持高调制效率的同时降低误码率变得尤为重要。这也就是本文中作者们所探讨的16QAM解调算法的核心意义所在,通过软判决解调算法,即对数似然比算法,来提升整体系统的性能。
文章最后通过对欧式距离法和边界判决法进行仿真比较,提供了对这两种方法性能评估的实证数据。这些数据对于理解不同解调算法在不同环境下的表现至关重要,能够帮助工程师和研究人员选择在特定应用场景下最合适的解调算法。这对于未来的通信系统设计和优化具有重要的指导意义。