CN113497776B

CN113497776B - 一种调制方法及装置

Info

Publication number: CN113497776B
Application number: CN202010270587.3A
Authority: CN
Inventors: 基多·蒙托里西; 塞吉奥·贝勒迪多; 林伟
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2020-04-08
Filing date: 2020-04-08
Publication date: 2023-03-28
Anticipated expiration: 2040-04-08
Also published as: US20230092517A1; WO2021204221A1; CN113497776A

Abstract

本申请实施例涉及通信领域，尤其涉及一种调制方法及装置。本申请实施例提供一种调制方法，包括：采用非均匀星座图对数据进行调制；发送所述调制的数据；其中，所述非均匀星座图的优化准则参见具体实施方式部分中(四)的所有技术细节，所述非均匀星座图参见具体实施方式部分中(五)的所有技术细节。采用本申请实施例提供的非均匀星座图，每种噪声标准差下，本申请实施例提供的非均匀星座图的BER低于现有QAM星座图的BER，换句话说，每种噪声标准差下，本申请实施例提供的非均匀星座图均可获得优于现有QAM星座图的BER性能，且残余相位噪声标准差越大，则性能优势越明显。

Description

一种调制方法及装置

技术领域

本申请实施例涉及通信领域，尤其涉及一种调制方法及装置。

背景技术

IEEE802.11n/ac/ax/be等WLAN传输标准主要研究在大带宽场景下提升用户的体验，包括提升用户平均吞吐量以及电池类供电设备的能量使用效率，这需要在有限的频率和功率资源上实现数据、视频等业务的高速可靠传输，因此需要高可靠性和高效率的信道编码及调制解调方案。到目前为止，在调制解调领域中，正交振幅调制(QAM)星座图可以使***得到良好的频谱效率，已经被广泛应用到通信领域。因此，QAM调制星座图已成为IEEE802.11n/ac/ax等低频短距WLAN通信***的标准调制星座图方案，同时在 60GHz频段的11ay标准也成为必选调制星座图方案。QAM是幅度、相位联合调制的技术，它同时利用了载波的幅度和相位来传递信息比特，因此在最小距离相同的条件下可实现更高的频带利用率，QAM的星座点数目越多，其传输效率越高。在解调方面，考虑到标准的矩形QAM等效于两个正交载波上的脉冲幅度调制(PAM)的叠加，因此矩形 QAM的调制解调比较简单。

然而，对于高阶星座图调制(例如：1024QAM、4096QAM)，***传输的非线性因素(例如相位噪声等)会严重影响传输解调性能。

发明内容

本申请针对***传输的非线性因素(例如相位噪声等)，提出优化的非均匀星座图，以提升WLAN***的整体吞吐率和性能。

第一方面，本申请实施例提供一种调制方法，包括：

采用非均匀星座图对数据进行调制；

发送所述调制的数据；

其中，所述非均匀星座图的优化准则参见具体实施方式部分中(四)的所有技术细节，所述非均匀星座图参见具体实施方式部分中(五)的所有技术细节。

采用本申请实施例提供的非均匀星座图，每种噪声标准差下，本申请实施例提供的非均匀星座图的BER低于现有QAM星座图的BER，换句话说，每种噪声标准差下，本申请实施例提供的非均匀星座图均可获得优于现有QAM星座图的BER性能，且残余相位噪声标准差越大，则性能优势越明显。

另一个方面，采用本申请实施例提供的非均匀星座图，在接收端相同残余相位噪声标准差下，本申请实施例提供的非均匀星座图达到目标频谱效率所需SNR距香农极限值更近，即相比标准QAM星座图在相同相位噪声标准差下达到可靠传输所需SNR更低，如图11和12中可见。

第二方面，本申请实施例提供一种解调方法，包括：

接收空口数据；

根据非均匀星座图对空口数据进行解调；

第三方面，本申请实施例提供一种调制装置，包括用于执行上述第一方面所述的调制方法的单元。

第四方面，本申请实施例提供一种解调装置，包括用于执行上述第二方面所述的解调方法的单元。

第五方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序包括用于执行上述第一方面所述的调制方法的指令。

第六方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序包括用于执行上述第二方面所述的解调方法的指令。

第七方面，本申请实施例提供一种计算机程序，所述计算机程序包括用于执行上述第一方面所述的调制方法的指令。

第八方面，本申请实施例提供一种计算机程序，所述计算机程序包括用于执行上述第二方面所述的解调方法的指令。

附图说明

图1示出了一个WIFI无线通信***。

图2-1是IEEE 802.11标准所采纳的标准16QAM星座图。

图2-2是IEEE 802.11标准所采纳的标准64QAM星座图。

图3是16QAM星座图及相应格雷映射示意图。

图4示出了***传输框图及互信息定义。

图5-1是由MI所限定的发送及接收***示例。

图5-2是由PMI所限定的发送及接收***示例。

图6示出了本发明方案各个码率下的最小自由距离。

图7是本发明1-D 64点星座图。

图8是本发明1-D 256点星座图。

图9是本发明1-D 1024点星座图。

图10是本发明1-D 4096点星座图。

图11是本发明的一个技术效果图。

图12是本发明的另一个技术效果图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

(一)

首先，介绍本申请实施例可能用到的术语及术语的缩略语。本申请实施例可能用到的术语及术语的缩略语，见下表：

(二)

以下介绍本申请实施例可以应用的通信***，例如：WIFI无线通信***、全球移动通信(global system of mobile communication，GSM)***、码分多址(code divisionmultiple access，CDMA)***、宽带码分多址(wideband code division multipleaccess， WCDMA)***、通用分组无线业务(general packet radio service，GPRS)***、长期演进(long term evolution，LTE)***、LTE频分双工(frequency division duplex，FDD) ***、LTE时分双工(time division duplex，TDD)***、通用移动通信***(universal mobile telecommunication system，UMTS)、全球互联微波接入(worldwideinteroperability for microwave access，WiMAX)通信***、未来的其他演进***、或其他各种采用无线接入技术的无线通信***等。

所述通信***包括一个网络设备和位于网络设备覆盖范围内的至少一个终端设备，网络设备可以为特定的地理区域提供通信覆盖，与位于该覆盖区域内的终端设备进行通信。网络设备可以是WIFI无线通信***中的接入点AP，可以是GSM***或码分多址 (codedivision multiple access，CDMA)***中的基站(base transceiver station，BTS)，可以是WCDMA***中的基站(node B，NB)，可以是LTE***中的演进型基站 (evolutional nodeB，eNB或eNodeB)，可以是云无线接入网络(cloud radio access network， CRAN)中的无线控制器，可以是中继站、车载设备、可穿戴设备、未来网络中的网络侧设备等。终端设备可以是移动的或固定的，终端设备可以是站点STA、接入终端、用户设备(user equipment，UE)、用户单元、用户站、移动站、移动台、远方站、远程终端、移动设备、用户终端、无线通信设备、用户代理或用户装置等等。

图1示出了一个WIFI无线通信***，如图1所示，所述网络设备为接入点AP，所述终端设备为站点STA，WIFI无线通信***中的通信包括上行通信、下行通信、D2D通信等等。

(三)

以下，介绍与本申请相关的背景技术。

图2-1和图2-2分别为标准的16QAM和64QAM星座图及其相应的比特映射，可见在QAM(正交幅度调制)中，数据信号由相互正交的两个载波的幅度变化表示。QAM将输入比特先映射(一般采用格雷映射)到一个复平面(星座)上，形成复数调制符号，然后将符号的I、Q分量(对应复平面的实部和虚部，也就是水平和垂直方向)采用幅度调制，分别对应调制在相互正交(时域正交)的两个载波上。

在星座图映射方面，如图可见，标准的QAM均采用格雷映射作为一种规范的映射规则，加上I，Q方向上相邻两个星座点对应的比特集中只有单个比特不同，所以有方便统一的特性。要注意的是，基于格雷码的星座图映射并不唯一，以16QAM为例，图3给出了16QAM星座图及相应的一种格雷映射示意图。

如图3可见，格雷映射在相互正交的两个星座图上分别按照格雷码排列，具体按照排列方向可得到不同的格雷映射。例如图2-1和2-2所示的格雷映射中，实轴为从左向右排列格雷码，虚轴为从上向下排列格雷码。而图2-1和图2-2所示格雷码实轴为从左向右排列，而虚轴为从下向上排列。

对于n位二进制的码字，从右到左以0到n-1编号，一个n位普通二进制码记为B_n-1...B₁B₀，一个n位格雷码记为G_n-1...G₁G₀。普通的n位普通二进制码和n位格雷码之间的转换方法如下所示：

例如当n＝3时，3位普通二进制码和3位格雷码之间的对应如下所示：

(四)

以下介绍优化非均匀星座图的优化准则和方法。

非均匀星座图一般可分为2-D NUC和1-D NUC，其中2-D NUC指星座图可在星座空间上不加限制地自由选择；而1-D NUC则限制星座图实轴和虚轴上完全一致，即可单独设计实轴的星座点分布，虚轴采用同样的星座点分布即可，即采用一组单轴上的非均匀星座排列，将其在相互正交的实轴和虚轴上相同排列即可。

本申请实施例星座图的优化准则为最大化调制通信***的互信息和实用互信息，其中优化步骤考虑了加性高斯噪声和相位噪声的影响。

优化结果给出了具体的星座图，还在LDPC码下，给出了所述优化的星座图的真实性能。

MI可用来计算给出实际***的最大频谱效率的上界，理论频谱效率定义为r＝mr_c，而m指每个调制星座点所对应的二进制比特个数，r_c指二进制信道编码的码率。

选择采用MI作为优化准则，是因为相比其它诸如最小欧氏距离、比特错误概率等，MI可提供更准确的性能预测值。例如，MI可准确预测逼近信道容量的信道编码的性能极限，例如现代通信***中已广泛使用的LDPC码和串行或并行Turbo码；

其中，MI所预测的性能假设***没有将调制符号的对数似然比(LLR)转化为比特的LLR，如图5-1所示，应理解，图5-1中的Turbo decoder仅为举例，此处的decoder可以为任意decoder，不局限于Turbo decoder；

其中，PMI所预测的性能假设***将调制符号的对数似然比(LLR)转化为比特的LLR，如图5-2所示，应理解，图5-2中的Turbo decoder仅为举例，此处的decoder可以为任意decoder，不局限于Turbo decoder。

没有将调制符号的对数似然比(LLR)转化为比特的LLR的***，***中的接收结构可通过如下两种方式完成：

1.在发送端采用优化设计的可适配调制星座图的非二元编码器，并在接收端采用相应的非二元译码器；

2.在解调器和二进制译码器之间增加迭代环节，即将信道译码器与解调器进行适配，从而得到最优的性能。例如，可以采用EXIT图技术来联合设计二进制编码器及二进制星座图映射集。

将调制符号的符号LLR转化为相应的比特LLR，并且译码器和解调器直接不考虑迭代，这种实用的接收机可广泛被称为比特交织编码调制(BICM)***，并且因如下因素得到广泛应用：

1.***的二进制信道编码器可独立于调制阶数进行设计，从而可最优化二进制信道的性能；

2.信道译码器可采用二进制LLR进行更简单的译码；

3.***可更加灵活，且可灵活结合自适应编码调制方案，其中码率和调制阶数可灵活适配当前信道条件；

针对特定的星座图，比特与星座图之间的映射必须优化已得到更好的性能。一般情况，格雷(Gray)映射可得到最优的性能。尽管PMI和MI的***模型不同，二者的差别随着采用优化的星座图可显著降低。

MI和PMI可利用信道的条件概率P(Y|X)进行数值计算得到，若信道为无记忆信道，则对于单个时间点的输出仅有相应时间点的输入决定，因此这种情况MI和PMI的计算可得到简化。实际无记忆AWGN信道可表示如下：

考虑加入白相位噪声，则

其中，f(θ)表示相位噪声的概率密度函数。

具体MI和PMI可计算如下：

本申请实施例优化框架为：

-调制阶数：所设计的调制星座图为M点时，首先优化得到

点的1-D星座图，再将该 1-D星座点分别放置在正交的实轴和虚轴上得到完整的星座图；

-考虑信道编码码率；

-对每种星座图大小，以及每种可能的残余相位噪声等级，设计相应的星座图及二进制映射，目的是，尽可能在最小的可能SNR处获得大于目标频谱效率r＝r_cm。

本申请实施例非均匀星座图优化的整体流程为：

-S1.从任意的一维(1-D)星座图出发(例如PAM星座图)，选择一个SNR使得所获得的MI大于目标频谱效率；

-S2.然后降低SNR，同时对星座图进行优化，直到所获得的MI再次大于目标频谱效率；

-S3.如果该优化步骤无法找到更优的星座图以满足其获得的MI大于目标频谱效率，则退出流程，否则回到步骤S2；

上述步骤S2涉及寻找最优星座图的步骤，本申请实施例采用了模拟退火算法(SA，simulation annealing)，该算法可针对多变量问题得到优化的解。

下面我们总结给出SA算法的具体步骤，该SA算法最大化目标方程f(x)(MI或PMI所对应目标方程)，其变量空间为N维向量x＝(x₁，...，x_N)，即上面提到的

维星座点，完整的M个调制星座图为该/>

维星座点正交放置得到。

本申请实施例SA算法初始步骤为：随机选取初始向量x₀＝x_F，并计算其相应的目标方程值f(x₀)。令F＝f(x₀)，具体SA迭代算法如下：

-迭代n＝1，...，n_M(n_M为SA算法的最大迭代次数)

a)按照所选取的冷却函数t_n＝C(n)(非递增函数)设置温度参数；

b)对向量加随机扰动x_n＝x_n-1+Δ(t_n)，并计算目标函数值f(x_n)；

c)若f(x_n)＞F，则设置F＝f(x_n)并保存x_F＝x_n；

d)若f(x_n)≤F，则以概率

接收当前结果，否则去除所加扰动，即： x_n＝x_n-1；

-回到步骤b)；

-返回最终优化得到的向量x_F，即相应的目标函数值F；

需要指出的是，不同冷却函数t_n＝C(n)和随机扰动函数Δ(t_n)可得到不同的SA算法，我们考虑到如下冷却函数：

-对数冷却函数：

该冷却函数收敛速度慢，但可以在目标函数的某些条件下得到全局最优解；

-指数冷却函数：t_n＝αⁿ0＜α＜1→该冷却函数收敛速度快，但常常只能得到局部最优解；

-多项式冷却函数：t_n＝nαα＜0→该冷却函数效果介于前两者之间；

本申请实施例SA算法选取多项式冷却函数，参数α的选择范围为-0.4到-0.6之间。随机扰动函数Δ(t_n)为：在向量x中均匀地随机选择其中一项，并按照当前的温度设定随机将其移动一定间隔：

x_R←x_R+D₀t_n2(U-0.5)

其中，R为均匀分布于[1，...，N]的离散随机变量，U为均匀分布于[0，1]的随机变量。D₀指随机扰动移动的最大值，随机扰动值均匀分布于[-D₀·t_n/2，D₀·t_n/2]。可见，该随机扰动随着温度t_n逐渐趋于0，本申请实施例设置D₀＝1。

(五)

以下，详细介绍本申请实施例提供的调制方法，尤其地，介绍通过上述优化准则所得到的非均匀星座图。

本申请实施例提供一种调制方法，包括：

S10、采用非均匀星座图对数据进行调制。

S10中，根据上述非均匀星座图的优化准则，本申请实施例提供以下非均匀星座图。

1. 1-D 64点星座图

本申请实施例提供的1-D 64点星座图，如图7所示。其中：

1)星座点在实轴上的坐标，如下所示：

-1.581976

-1.045993

-0.603157

-0.198626

0.198626

0.603157

1.045993

1.581976

如前所述，1-D NUC中，虚轴采用与实轴相同的星座点分布，所以，星座点在虚轴上的坐标，也如下所示：

-1.581976

-1.045993

-0.603157

-0.198626

0.198626

0.603157

1.045993

1.581976

上述实轴上的8个坐标位置和上述虚轴上的8个坐标位置联合构成如图7所示的1-D 64点星座图，例如，图7中，左下角星座点(24)的位置为(-1.581976,-1.581976)。

需要说明的是，坐标位置大致符合上述坐标的星座图，例如，上述坐标的小数点后直接截取X位、或者按照四舍五入到小数点后X位等，都属于本申请实施例要保护的 NUC，X可以为1,2,3,4,5,6。

还需要说明的是，比例符合上述坐标位置的比例的坐标，构成的NUC，都属于本申请实施例要保护的NUC，例如，上述所有坐标均乘以α，α为不等于0的任意实数。

2)星座点对应的格雷码

图7所示的星座图中的星座点，对应的一组格雷码为：000,001,011,010,110,111,101, 100。

应理解，星座图中的星座点还可以对应别的格雷码，例如，星座图中的星座点，对应的另一组格雷码为：011,010,110,111,101,100，000,001。星座图中的星座点对应的格雷码，只是为了区分不同的点，本申请实施例对星座图中的星座点对应的具体格雷码，不做限制。

3)格雷码映射的映射排列方式

格雷码映射，在实轴和虚轴上分别映射，所以，星座图中的格雷码映射共有4种映射排列方式，包括：

a)实轴：从左向右；虚轴：从下向上；

b)实轴：从左向右；虚轴：从上向下；

c)实轴：从右向左；虚轴：从上向下；

d)实轴：从右向左；虚轴：从下向上；

例如，一组格雷码为：000,001,011,010,110,111,101,100，若采用c)映射排列方式，则，图7中的星座点们，在实轴上，对应的码字，从右向左分别是：000,001,011, 010,110,111,101,100；在虚轴上，对应的码字，从上向下分别是：000,001,011,010,110, 111,101,100。

所以，图7中左下角的星座点，在实轴上，对应的码字为100，在虚轴上，对应的码字为100，于是，图7中左下角的星座点对应的码字为100100，100100用16进制表示的话，表示为24。

所以，图7中右下角的星座点，在实轴上，对应的码字为000，在虚轴上，对应的码字为100，于是，图7中左下角的星座点对应的码字为000100，000100用16进制表示的话，表示为04。

所以，图7中左上角的星座点，在实轴上，对应的码字为100，在虚轴上，对应的码字为000，于是，图7中左下角的星座点对应的码字为100000，100000用16进制表示的话，表示为20。

所以，图7中右上角的星座点，在实轴上，对应的码字为000，在虚轴上，对应的码字为000，于是，图7中左下角的星座点对应的码字为000000，100000用16进制表示的话，表示为00。

2.1-D 256点星座图

本申请实施例提供的1-D 256点星座图，如图8所示，图8仅给出了一维映射的示例，具体完整的星座图映射方式与上述1-D 64点星座图的展开方式相同，即虚轴采用与实轴相同的星座点坐标分布，所以，具体完整的星座图在虚轴上的坐标与其在实轴上的坐标相同。

1)星座点在实轴上的坐标，如下所示：

-1.795059

-1.412292

-0.882753

-1.125589

-0.089588

-0.283139

-0.663258

-0.457043

0.457043

0.663258

0.283139

0.089588

1.125589

0.882753

1.412292

1.795059

-1.795059

-1.412292

-0.882753

-1.125589

-0.089588

-0.283139

-0.663258

-0.457043

0.457043

0.663258

0.283139

0.089588

1.125589

0.882753

1.412292

1.795059

上述实轴上的16个坐标位置和上述虚轴上的16个坐标位置联合构成1-D 256点星座图，可以理解，所述1-D 256点星座图左下角星座点的位置为(-1.795059,-1.795059)。

2)星座点对应的格雷码

1-D 256点星座图中的星座点，对应的一组格雷码为：0000,0001,0011,0010,0110, 0111,0101,0100,1100,1101,1111,1110,1010,1011,1001,1000。

同上所述，星座图中的星座点对应的格雷码，只是为了区分不同的星座点，本申请实施例对星座图中的星座点对应的具体格雷码，不做限制。

3)格雷码映射的映射排列方式

a)实轴：从左向右；虚轴：从下向上；

b)实轴：从左向右；虚轴：从上向下；

c)实轴：从右向左；虚轴：从上向下；

d)实轴：从右向左；虚轴：从下向上；

例如，一组格雷码为：0000,0001,0011,0010,0110,0111,0101,0100,1100,1101,1111,1110,1010,1011,1001,1000，若采用a)映射排列方式，则，图8中的星座点们，在实轴上，对应的码字，从左向右分别是：0000,0001,0011,0010,0110,0111,0101,0100, 1100,1101,1111,1110,1010,1011,1001,1000；在虚轴上，对应的码字，从下向上分别是： 0000,0001,0011,0010,0110,0111,0101,0100,1100,1101,1111,1110,1010,1011,1001, 1000。

所以，1-D 256点星座图中左上角的星座点，在实轴上，对应的码字为0000，在虚轴上，对应的码字为1000，于是，1-D 256点星座图中左上角的星座点对应的码字为00001000，00001000用16进制表示的话，表示为08。

3. 1-D 1024点星座图

本申请实施例提供的1-D 1024点星座图，如图9所示，图9仅给出了一维映射的示例，具体完整的星座图映射方式与上述1-D 64点星座图的展开方式相同，即虚轴采用与实轴相同的星座点坐标分布，所以，具体完整的星座图在虚轴上的坐标与其在实轴上的坐标相同。

1)星座点在实轴上的坐标，如下所示：

1.941833

1.693122

1.355517

1.524286

0.784606

0.903175

1.185644

1.040121

0.042179

0.129644

0.295250

0.208995

0.670939

0.557285

0.379156

0.478424

-1.941833

-1.693122

-1.355517

-1.524286

-0.784606

-0.903175

-1.185644

-1.040121

-0.042179

-0.129644

-0.295250

-0.208995

-0.670939

-0.557285

-0.379156

-0.478424

1.941833

1.693122

1.355517

1.524286

0.784606

0.903175

1.185644

1.040121

0.042179

0.129644

0.295250

0.208995

0.670939

0.557285

0.379156

0.478424

-1.941833

-1.693122

-1.355517

-1.524286

-0.784606

-0.903175

-1.185644

-1.040121

-0.042179

-0.129644

-0.295250

-0.208995

-0.670939

-0.557285

-0.379156

-0.478424

上述实轴上的32个坐标位置和上述虚轴上的32个坐标位置联合构成1-D1024点星座图，可以理解，所述1-D 1024点星座图左下角星座点的位置为(-1.941833,-1.941833)。

2)星座点对应的格雷码

1-D 1024点星座图中的星座点，实轴对应一组5bits的格雷码，虚轴也对应所述5bits 的格雷码。

应理解，所述5bits的格雷码可由(三)中所述的格雷码生成方式生成，此处不具体写出所述5bits的格雷码。

应理解，星座图中的星座点对应的格雷码，只是为了区分不同的星座点，本申请实施例对星座图中的星座点对应的具体格雷码，不做限制。

3)格雷码映射的映射排列方式

d)实轴：从左向右；虚轴：从下向上；

e)实轴：从左向右；虚轴：从上向下；

f)实轴：从右向左；虚轴：从上向下；

d)实轴：从右向左；虚轴：从下向上；

应理解，任何一组格雷码，可以按照上述任一种映射排列方式，对星座图中的每个星座点进行映射。例如，若采用a)方式，5bits的格雷码可由(三)中所述的格雷码生成方式生成，则所述1-D 1024点星座图左下角星座点对应的格雷码为(00000,00000)。

4. 1-D 4096点星座图

本申请实施例提供的1-D 4096点星座图，如图10所示，图10仅给出了一维映射的示例，具体完整的星座图映射方式与上述1-D 64点星座图的展开方式相同，即虚轴采用与实轴相同的星座点坐标分布，所以，具体完整的星座图在虚轴上的坐标与其在实轴上的坐标相同。

1)星座点在实轴上的坐标，如下所示：

2.038418

1.906150

1.673531

1.791411

1.263222

1.345497

1.572115

1.461245

0.754046

0.813916

0.915804

0.863190

1.177789

1.099763

0.979362

1.026466

0.046434

0.052468

0.141902

0.138874

0.319658

0.316081

0.223953

0.232252

0.697716

0.654974

0.569488

0.591522

0.398584

0.413151

0.502350

0.491908

-2.038418

-1.906150

-1.673531

-1.791411

-1.263222

-1.345497

-1.572115

-1.461245

-0.754046

-0.813916

-0.915804

-0.863190

-1.177789

-1.099763

-0.979362

-1.026466

-0.046434

-0.052468

-0.141902

-0.138874

-0.319658

-0.316081

-0.223953

-0.232252

-0.697716

-0.654974

-0.569488

-0.591522

-0.398584

-0.413151

-0.502350

-0.491908

2.038418

1.906150

1.673531

1.791411

1.263222

1.345497

1.572115

1.461245

0.754046

0.813916

0.915804

0.863190

1.177789

1.099763

0.979362

1.026466

0.046434

0.052468

0.141902

0.138874

0.319658

0.316081

0.223953

0.232252

0.697716

0.654974

0.569488

0.591522

0.398584

0.413151

0.502350

0.491908

-2.038418

-1.906150

-1.673531

-1.791411

-1.263222

-1.345497

-1.572115

-1.461245

-0.754046

-0.813916

-0.915804

-0.863190

-1.177789

-1.099763

-0.979362

-1.026466

-0.046434

-0.052468

-0.141902

-0.138874

-0.319658

-0.316081

-0.223953

-0.232252

-0.697716

-0.654974

-0.569488

-0.591522

-0.398584

-0.413151

-0.502350

-0.491908

上述实轴上的64个坐标位置和上述虚轴上的64个坐标位置联合构成1-D 4096点星座图，可以理解，所述1-D 4096点星座图左下角星座点的位置为(-2.038418,-2.038418)。

2)星座点对应的格雷码

1-D 4096点星座图中的星座点，实轴对应一组6bits的格雷码，虚轴也对应所述6bits 的格雷码。

应理解，所述6bits的格雷码可由(三)中所述的格雷码生成方式生成，此处不具体写出所述6bits的格雷码。

3)格雷码映射的映射排列方式

a)实轴：从左向右；虚轴：从下向上；

b)实轴：从左向右；虚轴：从上向下；

c)实轴：从右向左；虚轴：从上向下；

d)实轴：从右向左；虚轴：从下向上；

应理解，任何一组格雷码，可以按照上述任一种映射排列方式，对星座图中的每个星座点进行映射。例如，若采用a)方式，6bits的格雷码可由(三)中所述的格雷码生成方式生成，则所述1-D 4096点星座图左下角星座点对应的格雷码为(000000,000000)。

图6给出了采用本发明1-D NUC 4096星座图与现有4096QAM的***BER仿真比较性能，其中信道编码采用的是码长为64800比特、码率为4/5的DVB LDPC码。仿真中采用三种残余相位噪声，即残余相位噪声的标准差分别为0度，0.5度，1度。如图可见，每种噪声标准差下，本发明1-D NUC 4096星座图的BER低于现有QAM星座图的BER，换句话说，每种噪声标准差下，本发明1-D NUC 4096星座图均可获得优于现有QAM星座图的BER性能，且残余相位噪声标准差越大，则性能优势越明显。

S20、发送所述调制的数据。

S20中，调制星座点发送时一般会对发送幅度进行归一化操作，即所有星座点所对应的复数乘以同一个归一化系数β。令星座点U_i(i＝1，...，M)的坐标为(X_i，Y_i)，M为调制星座图中星座点的数目，则星座点U_i对应的复数为X_i+jY_i。归一化因子可按照如下公式计算得到：

若在公式中考虑如上提到的星座图的比例系数α，则归一化因子为：

该公式对所有以下提到调制星座图均适用。

应理解，本申请实施例中S20都为可选步骤。

(六)

本申请实施例还提供一种解调方法，以下，详细介绍本申请实施例提供的解调方法。

本申请实施例提供一种解调方法，包括：

S40、接收空口数据；

S50、根据非均匀星座图对空口数据进行解调；

S50中，所述非均匀星座图的优化准则参见上述(四)的所有技术细节，所述非均匀星座图参见上述(五)的所有技术细节，此处不再赘述。

(七)

以上介绍了本申请实施例提供的一种调制方法和一种解调方法，以下介绍本申请实施例的产品。

本申请实施例提供一种调制装置，包括：

处理单元，用于采用非均匀星座图对数据进行调制；其中，所述非均匀星座图的优化准则参见上述(四)的所有技术细节，所述非均匀星座图参见上述(五)的所有技术细节，此处不再赘述。

可选地，调制装置还包括：

发送单元，用于发送所述调制的数据。

本申请实施例提供的调制装置，能获得由于传统QAM的传输解调性能，能提升WLAN***的整体吞吐率和性能。

本申请实施例还提供一种解调装置，包括：

接收单元，用于接收空口数据；

处理单元，用于根据非均匀星座图对空口数据进行解调；其中，所述非均匀星座图的优化准则参见上述(四)的所有技术细节，所述非均匀星座图参见上述(五)的所有技术细节，此处不再赘述。

以上介绍了本申请实施例的调制装置和解调装置，以下介绍所述调制装置和解调装置可能的产品形态。应理解，但凡具备上述调制装置的功能的任何形态的产品，和但凡具备上述解调装置的功能的任何形态的产品，都落入本申请实施例的保护范围。还应理解，以下介绍仅为举例，不限制本申请实施例的调制装置和解调装置的产品形态仅限于此。

作为一种可能的产品形态，本申请实施例所述的调制装置或解调装置，可以由一般性的总线体系结构来实现。

所述调制装置，包括处理器和与所述处理器内部连接通信的收发器，所述处理器用于采用非均匀星座图对数据进行调制，其中，所述非均匀星座图的优化准则参见上述(四) 的所有技术细节，所述非均匀星座图参见上述(五)的所有技术细节；所述收发器用于发送所述调制的数据。可选地，所述调制装置还可以包括存储器，所述存储器用于存储处理器执行的指令。

所述解调装置，包括处理器和与所述处理器内部连接通信的收发器，所述收发器用于接收空口数据，所述处理器用于根据非均匀星座图对空口数据进行解调，其中，所述非均匀星座图的优化准则参见上述(四)的所有技术细节，所述非均匀星座图参见上述 (五)的所有技术细节。可选地，所述序列接收装置还可以包括存储器，所述存储器用于存储处理器执行的指令。

作为一种可能的产品形态，本申请实施例所述的调制装置或解调装置，可以由通用处理器来实现。

实现所述序列生成装置的通用处理器包括处理电路和与所述处理电路内部连接通信的输出接口，所述处理电路用于采用非均匀星座图对数据进行调制，其中，所述非均匀星座图的优化准则参见上述(四)的所有技术细节，所述非均匀星座图参见上述(五) 的所有技术细节，所述输出接口用于发送所述调制的数据。可选地，该通用处理器还可以包括存储介质，所述存储介质用于存储处理电路执行的指令。

实现所述序列接收装置的通用处理器包括处理电路和与所述处理电路内部连接通信的输入接口，所述输入接口用于接收空口数据，所述处理电路用于根据非均匀星座图对空口数据进行解调，其中，所述非均匀星座图的优化准则参见上述(四)的所有技术细节，所述非均匀星座图参见上述(五)的所有技术细节。可选地，该通用处理器还可以包括存储介质，所述存储介质用于存储处理电路执行的指令。

作为一种可能的产品形态，本申请实施例所述的调制装置或解调装置，还可以使用下述来实现：一个或多个FPGA(现场可编程门阵列)、PLD(可编程逻辑器件)、控制器、状态机、门逻辑、分立硬件部件、任何其它适合的电路、或者能够执行本申请通篇所描述的各种功能的电路的任意组合。

应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例中描述的各方法步骤和单元，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各实施例的步骤及组成。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域普通技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的***、装置和单元的具体工作过程，可以参见前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本申请实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种调制方法，其特征在于，包括：

采用非均匀星座图对数据进行调制；所述非均匀星座图为1024点星座图，所述1024点星座图的星座点在实轴上的坐标，如下所示：

1.941833

1.693122

1.355517

1.524286

0.784606

0.903175

1.185644

1.040121

0.042179

0.129644

0.295250

0.208995

0.670939

0.557285

0.379156

0.478424

-1.941833

-1.693122

-1.355517

-1.524286

-0.784606

-0.903175

-1.185644

-1.040121

-0.042179

-0.129644

-0.295250

-0.208995

-0.670939

-0.557285

-0.379156

-0.478424

所述1024点星座图的星座点在虚轴上的坐标，如下所示：

1.941833

1.693122

1.355517

1.524286

0.784606

0.903175

1.185644

1.040121

0.042179

0.129644

0.295250

0.208995

0.670939

0.557285

0.379156

0.478424

-1.941833

-1.693122

-1.355517

-1.524286

-0.784606

-0.903175

-1.185644

-1.040121

-0.042179

-0.129644

-0.295250

-0.208995

-0.670939

-0.557285

-0.379156

-0.478424；

发送所述调制的数据。

2.一种解调方法，其特征在于，包括：

接收空口数据；

根据非均匀星座图对空口数据进行解调；

所述非均匀星座图为1024点星座图，所述1024点星座图的星座点在实轴上的坐标，如下所示：

1.941833

1.693122

1.355517

1.524286

0.784606

0.903175

1.185644

1.040121

0.042179

0.129644

0.295250

0.208995

0.670939

0.557285

0.379156

0.478424

-1.941833

-1.693122

-1.355517

-1.524286

-0.784606

-0.903175

-1.185644

-1.040121

-0.042179

-0.129644

-0.295250

-0.208995

-0.670939

-0.557285

-0.379156

-0.478424

所述1024点星座图的星座点在虚轴上的坐标，如下所示：

1.941833

1.693122

1.355517

1.524286

0.784606

0.903175

1.185644

1.040121

0.042179

0.129644

0.295250

0.208995

0.670939

0.557285

0.379156

0.478424

-1.941833

-1.693122

-1.355517

-1.524286

-0.784606

-0.903175

-1.185644

-1.040121

-0.042179

-0.129644

-0.295250

-0.208995

-0.670939

-0.557285

-0.379156

-0.478424。

3.一种调制方法，其特征在于，包括：

采用非均匀星座图对数据进行调制；所述非均匀星座图为4096点星座图，所述4096点星座图的星座点在实轴上的坐标，如下所示：

2.038418

1.906150

1.673531

1.791411

1.263222

1.345497

1.572115

1.461245

0.754046

0.813916

0.915804

0.863190

1.177789

1.099763

0.979362

1.026466

0.046434

0.052468

0.141902

0.138874

0.319658

0.316081

0.223953

0.232252

0.697716

0.654974

0.569488

0.591522

0.398584

0.413151

0.502350

0.491908

-2.038418

-1.906150

-1.673531

-1.791411

-1.263222

-1.345497

-1.572115

-1.461245

-0.754046

-0.813916

-0.915804

-0.863190

-1.177789

-1.099763

-0.979362

-1.026466

-0.046434

-0.052468

-0.141902

-0.138874

-0.319658

-0.316081

-0.223953

-0.232252

-0.697716

-0.654974

-0.569488

-0.591522

-0.398584

-0.413151

-0.502350

-0.491908

所述4096点星座图的星座点在虚轴上的坐标，如下所示：

2.038418

1.906150

1.673531

1.791411

1.263222

1.345497

1.572115

1.461245

0.754046

0.813916

0.915804

0.863190

1.177789

1.099763

0.979362

1.026466

0.046434

0.052468

0.141902

0.138874

0.319658

0.316081

0.223953

0.232252

0.697716

0.654974

0.569488

0.591522

0.398584

0.413151

0.502350

0.491908

-2.038418

-1.906150

-1.673531

-1.791411

-1.263222

-1.345497

-1.572115

-1.461245

-0.754046

-0.813916

-0.915804

-0.863190

-1.177789

-1.099763

-0.979362

-1.026466

-0.046434

-0.052468

-0.141902

-0.138874

-0.319658

-0.316081

-0.223953

-0.232252

-0.697716

-0.654974

-0.569488

-0.591522

-0.398584

-0.413151

-0.502350

-0.491908；

发送所述调制的数据。

4.一种解调方法，其特征在于，包括：

接收空口数据；

根据非均匀星座图对空口数据进行解调；

所述非均匀星座图为4096点星座图，所述4096点星座图的星座点在实轴上的坐标，如下所示：

2.038418

1.906150

1.673531

1.791411

1.263222

1.345497

1.572115

1.461245

0.754046

0.813916

0.915804

0.863190

1.177789

1.099763

0.979362

1.026466

0.046434

0.052468

0.141902

0.138874

0.319658

0.316081

0.223953

0.232252

0.697716

0.654974

0.569488

0.591522

0.398584

0.413151

0.502350

0.491908

-2.038418

-1.906150

-1.673531

-1.791411

-1.263222

-1.345497

-1.572115

-1.461245

-0.754046

-0.813916

-0.915804

-0.863190

-1.177789

-1.099763

-0.979362

-1.026466

-0.046434

-0.052468

-0.141902

-0.138874

-0.319658

-0.316081

-0.223953

-0.232252

-0.697716

-0.654974

-0.569488

-0.591522

-0.398584

-0.413151

-0.502350

-0.491908

所述4096点星座图的星座点在虚轴上的坐标，如下所示：

2.038418

1.906150

1.673531

1.791411

1.263222

1.345497

1.572115

1.461245

0.754046

0.813916

0.915804

0.863190

1.177789

1.099763

0.979362

1.026466

0.046434

0.052468

0.141902

0.138874

0.319658

0.316081

0.223953

0.232252

0.697716

0.654974

0.569488

0.591522

0.398584

0.413151

0.502350

0.491908

-2.038418

-1.906150

-1.673531

-1.791411

-1.263222

-1.345497

-1.572115

-1.461245

-0.754046

-0.813916

-0.915804

-0.863190

-1.177789

-1.099763

-0.979362

-1.026466

-0.046434

-0.052468

-0.141902

-0.138874

-0.319658

-0.316081

-0.223953

-0.232252

-0.697716

-0.654974

-0.569488

-0.591522

-0.398584

-0.413151

-0.502350

-0.491908。

5.一种调制装置，其特征在于，包括用于执行权利要求1、3中任一项调制方法的单元。

6.一种解调装置，其特征在于，包括用于执行权利要求2、4中任一项解调方法的单元。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序或指令，当所述计算机程序或指令被运行时，使所述计算机执行如权利要求1或3所述的调制方法。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序或指令，当所述计算机程序或指令被运行时，使所述计算机执行如权利要求2或4所述的解调方法。