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本帖最后由 yonglong11 于 2020-1-8 14:24 编辑
一期：范龙飞（资料下载QQ群：882634519；关注公众号:MYMINIEYE）
当调制方式为16-AQM,64-QAM和256-QAM等高阶调制时需要做位交织，交织的目的是将突发的错误分散开来，把一个较长的突发差错离散成随机差错，再用随机差错的编码(FEC)等信道编码技术消除随机差错，提高通信的可靠性。交织的越深，抗突发错误的能力也越强。位交织的本质是做矩阵的转置运算，需要转置的数据包括信息位和校验位，在交织的过程中分两步完成，第一步为检验位交织，第二步为列旋转交织。
1.QAM调制方式介绍
QAM正交振幅调制，其幅度和相位同时变化，属于非恒包络二维调制。它把2ASK和2PSK两种调制结合起来，使得带宽得到双倍扩展。ASK和PSK调制方式如下图所示：
图1
QAM调制技术用两路独立的基带信号对频率相同、相位正交的两个载波进行调幅，并将已调信号加在一起进行传输。nQAM代表n个状态的正交调幅，一般有二进制(4QAM)、四进制(16QAM)、八进制(64QAM)、十六进制(256QAM)。得到多进制的QAM信号，需要将二进制信号转换为m电平的多进制信号，然后进行正交调制，最后相加输出。
通信系统中通常把信号矢量端点的分布图成为星座图，同眼图相比，星座图可以看成数字信号的一个二维眼图阵列，屏幕上的图形对应着幅度和相位，通过星座图，可以发现诸如幅度噪声，相位噪声，相位误差等调制问题，采用格雷码编码技术，16QAM星座图编码映射关系如下图所示：
图2
横纵、坐标的取值均有4种，分别为±1、±3，每种坐标需要3bit二进制来表示，差分编码后输入的符号与QAM调制系统中的I、Q之路幅值映射关系如下表所示：
| 输入数据 (ABCD) | I支路 (横坐标) | Q支路 (纵坐标) | 输入数据 (ABCD) | I支路 (横坐标) | Q支路 (纵坐标) |
| 0000 | 011(3) | 011(3) | 1000 | 011(3) | 101(-3) |
| 0001 | 001(1) | 011(3) | 1001 | 011(3) | 111(-1) |
| 0010 | 011(3) | 001(1) | 1010 | 001(1) | 101(-3) |
| 0011 | 001(1) | 001(1) | 1011 | 001(1) | 111(-1) |
| 0100 | 101(-3) | 011(3) | 1100 | 101(-3) | 101(-3) |
| 0101 | 101(-3) | 001(1) | 101 | 111(-1) | 101(-3) |
| 0110 | 111(-1) | 011(3) | 1110 | 101(-3) | 111(-1) |
| 0111 | 111(-1) | 001(1) | 1111 | 111(-1) | 111(-1) |
2. 检验位交织
检验位进行交织的时候，信息为的数据需要保持不变，检验位交织需要满足以下方程：
图3
根据校验位交织地址生成公式可知，交织前的矩阵为Qldpc*360，即依次向数据每行写入360个数，第361个数为第二行第一列数，依次类推。存放Rom地址如图所示
图4
交织的本质是行进列出，即取数据依次如下地址取数据，重新生成新的一组向量图5
matlab 中，重新产生读数据的地址索引，即可实现矩阵的转置，使用两个for循环
图6
在硬件平台上实现上述操作则需要两个计数器来实现地址的累加，实现的波形如图所示
3. 列旋转交织 校验位交织输出ui按列顺序依次写入列旋转交织器，然后按行依次读出，完成列旋转交织，每列写入的起始位置由tc决定，整个旋转交织见下图
图8
列旋转交织用公式表示如下： 输入为ui，0≤i≤Nldpc，写入交织器的ci列，ri行，其中
图9
列旋转交织器的输出为ui，0≤i≤Nldpc，从交织器的ri行，ci列读出，其中
图10
列旋转交织测参数为Nldpc = 16200,Rows Nr =2025,Columns Nc = 8,列旋转参数tc见下表
| 调制方式 | 列数 | 参数 |
| Col 0 | Col 1 | Col 2 | Col 3 | Col 4 | Col 5 | Col 6 | Col 7 |
| 16QAM | 8 | 0 | 0 | 0 | 1 | 7 | 20 | 20 | 21 |
交织之前的数据地址为
图11
对于列旋转交织，每列Tc的值都是确定的，因此可以按照一定规律求出每列的地址，如下图所示，以第四列Tc为7为例，即数据整体往后移7行，最后7行的数据，移到最前面的几行。求出新的地址后，依次将行地址数据读出即完成位旋转交织。
图12
在计算列旋转交织的时候需要考虑固定延迟Tc，在matlab中，可以这样得到交织的结果
图13
相比奇偶校验，列旋转交织多了Tc的延迟，需要在正常产生地址的情况下再进行操作，正常地址产生的操作同奇偶校验。Tc最大是21，因此可以定义一个状态机来完成此操作，如下：
对照交织之后得到的地址矩阵，在状态Row_1读取第一行的地址，前三列Tc =0，不做任何操作，正常读出转置后的地址即可；第四列需要加上2025-1，第五列加2025-7，后面的三列也按照Tc的延迟进行操作。Row_2代表第二行，依次类推，读完21行之后，相同的列对应的操作都一样，都在Row_last中完成Gen_end表示交织完成，跳转到状态0，等待下一帧的操作。
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