关于64QAM调制，软硬解调详解

本文主要梳理记录一下64QAM的调制原理，以及软解调和硬解调的区别。

调制

64QAM调制是M-QAM调制的一种，属于正交振幅调制，即采用幅度相位相结合的调制方式使得一个码片包含更多bit的信息。

64QAM调制可得到64个不同的波形，分别代表000000，000001…这也意味着一共有64种符号，一个符号可以传递6bit信息。

正交调制原理

64qam调制采用IQ调制，具体原理可以看我之前整理的这篇文章：介绍IQ调制解调的原理，阐述其在BPSK，QPSK，QAM等中的应用。

星座图

在数字信号调制中，星座图通常用于表示QAM调制二维图形。星座图相对于IQ调制而言，将数据调制信息映射到极坐标中，这些信息包含了信号的幅度信息和相位信息。

星座图上的每一个点，都表示一个符号。该点I轴和Q轴的分量分别代表着正交的载波上的幅度调整。该点到原点的距离A就是调制后的幅度，夹角φ就是调制后的相位。

而星座图上点的数量，决定了每个符号传输的比特数。64QAM中的64可以看作是$2^6$，即用6位二进制的bit信息来表示一个符号，一共有64种组合方式。

关于bit信息和符号的映射可以由使用者自己定义，也可以用默认的。但是要保证相邻符号的汉明距离分布合适。

上图所示星座图并非最初始星座图，该星座图映射是我自己定义的，能量也进行了归一化（能量归一化原理其实很简单，可以参考该文章）。

图1 64qam调制结构

图2 64qam调制模块参数

解调

解调又分为软解调和硬解调。
我们以如下接收星座图为例

硬解调

硬解调其实是把解调+硬判决的工作一起做了。简单的通过设置阈值来判断输出，以二进制来说的话，一般大于0的判1，小于0的判0。

以上图为例，只要判断6次即可。

1. 首先判断数据点横坐标在x正半轴，则首位为1，负半轴首位为0
2. 若数据点横坐标在正半轴，将判断数据点在0.6左边还是右边，0.6左边则第二位为1，右边这第二位为0。
3. 若数据点横坐标在0-0.6之间，则判断在0.3左边则第三位为1，0.3右边则第三位为0。若数据点横坐标＞0.6，则判断在0.9左边则第三位为1，0.9右边则第三位为0。
4. 纵坐标同理，得到后三位数据。
   经过上述四个步骤，一个0.1+1.2i的符号，可以被解调译码为110100（具体译码规则以调制时星座图为准）

软解调

软解调是先将输入量化成N个软信息，通过最大后验概率计算每个值最有可能的原值是多少，得到最优判决，算法比较复杂误码率也更低。

以0.1+1.2i为例，软判决会输出六个软信息，分别是

0.1，0.5172，-0.2086，1.2，-0.5828，-0.2742

分别表示“实部，实部距离0.6，实部距离0.3，虚部，虚部距离0.6，虚部距离0.9”

将这六个软信息用于迭代译码即可得出更为精确的结果。