CN114422078A - 一种编码方法、解码方法、相关设备以及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种编码方法、解码方法、相关设备以及存储介质，其用于降低信号的发射功率，该编码方法包括发送设备根据传输数据确定最高有效位MSB，所述MSB包括所述传输数据的至少部分净荷；所述发送设备对所述MSB进行编码以获取MSB开销；所述发送设备基于所述MSB开销获取最低有效位LSB，所述LSB至少包括所述MSB开销；所述发送设备向接收设备发送传输帧，所述MSB和所述LSB分别位于所述传输帧的不同行内。

Description

一种编码方法、解码方法、相关设备以及存储介质

技术领域

本申请涉及通信领域，尤其涉及一种编码方法、解码方法、相关设备以及存储介质。

背景技术

随着光网络业务的迅速发展，大容量、低功耗、高性能的光传输应用逐渐成为主流。多层编码调制(multilevel coded modulation，MCM)作为一种匹配高维调制的信道差错控制编码架构，已逐步成为支持光传输应用的关键技术之一。

支持MCM的编码过程中，发送设备将输入净荷进行编码以得到最高有效位(mostsignificant bit，MSB)净荷和MSB开销，以及最低有效位(least significant bit，LSB)净荷和LSB开销。并将MSB净荷、MSB开销、LSB净荷以及LSB开销映射至星座图上，以发送至接收设备。

为降低向接收设备所发送的信号的发射功率，则需要将MSB净荷、MSB开销、LSB净荷以及LSB开销映射至位于星座图的中心区域的星座点上。但是，MSB净荷经过了星座整形，导致MSB净荷所包括的比特0和比特1呈不等概率分布。而MSB开销所包括的比特0和比特1大致呈等概率分布，那么，将MSB净荷和MSB开销进行星座映射，会导致MSB净荷和MSB开销所映射的星座点偏离了星座图的中心区域，从而无法实现降低信号的发射功率的目的，且导致星座整形性能劣化。

发明内容

本申请提供了一种编码方法、解码方法、相关设备以及存储介质，其用于降低信号的发射功率。

第一方面，本发明实施例提供了一种编码方法，该方法包括：发送设备根据传输数据确定最高有效位MSB，该MSB包括该传输数据的至少部分净荷；该发送设备对该MSB进行编码以获取MSB开销；该发送设备基于该MSB开销获取最低有效位LSB，该LSB至少包括该MSB开销；该发送设备向接收设备发送传输帧，该MSB和该LSB分别位于该传输帧的不同行内。

可见，在编码过程所生成的传输帧中，MSB净荷和MSB开销位于传输帧的不同行内，即将MSB开销合并至传输帧的LSB中。可见，在MSB净荷呈比特0和比特1不等概率分布，而MSB开销呈比特0和比特1等概率分布的情况下，因MSB净荷和MSB开销位于传输帧的不同行内，则在将传输帧的MSB映射至星座点上时，经过星座整形的MSB净荷能够成功地映射至星座图的中心区域，有效地降低MSB净荷所映射的星座点从星座图的中心区域偏离的概率，有效地降低了发送该MSB的幅度，降低了发射功率，而且有效地避免了星座整形性能的劣化。

基于第一方面，一种可选地实现方式中，该发送设备根据传输数据确定最高有效位MSB包括：该发送设备将该传输数据划分为MSB净荷和LSB净荷，其中，该MSB净荷为经过星座整形的净荷；该发送设备确定该传输数据的至少部分净荷为该MSB净荷。

可见，传输帧的MSB仅包括MSB净荷，MSB具有较低的开销和纠前误码率，能够有效地提高接收设备对MSB进行解码的效率和准确性。

基于第一方面，一种可选地实现方式中，该发送设备基于该MSB开销获取最低有效位LSB包括：该发送设备对该MSB开销和该LSB净荷进行编码以获取LSB开销；该发送设备确定该LSB包括该LSB净荷、该MSB开销以及该LSB开销。

可见，在LSB包括MSB开销的情况下，有效地提高了通过LSB对MSB进行解调的准确性。

基于第一方面，一种可选地实现方式中，该传输数据的至少部分净荷为该传输数据的全部净荷，该传输数据的全部净荷为经过星座整形的净荷。

可见，因传输帧的LSB无需包括传输数据的净荷，LSB仅包括开销，可见，本实现方式所示的LSB相对于已有的LSB，能够承载更大的开销(即MSB开销和LSB开销)。通过承载更大开销的LSB，从而使得传输帧具有更大的纠错能力，能够有效地提高对传输数据进行解码的准确性和效率，降低对传输帧进行解码的误码率。

基于第一方面，一种可选地实现方式中，该发送设备基于该MSB开销获取最低有效位LSB包括：该发送设备对该传输数据的全部净荷进行编码以获取MSB开销；该发送设备对该MSB开销进行编码以获取LSB开销；该发送设备确定该LSB包括该MSB开销以及该LSB开销。

第二方面，本发明实施例提供了一种解码方法，该方法包括：接收设备接收来自发送设备的传输帧，该传输帧包括最低有效位LSB和最高有效位MSB，该MSB和该LSB分别位于该传输帧的不同行内，该MSB包括传输数据的至少部分净荷；该接收设备对该LSB进行解调以获取解调后LSB，该解调后LSB至少包括解调后MSB开销；该接收设备对该解调后LSB进行解码以获取解码后LSB，该解码后LSB至少包括解码后MSB开销；该接收设备通过该解码后LSB对该MSB进行解调以获取解调后MSB；该接收设备对该解码后MSB开销和该解调后MSB进行解码以获取该传输数据。

本方面所示的有益效果的说明，请详见第一方面所示，具体不做赘述。

基于第二方面，一种可选地实现方式中，该传输数据的至少部分净荷为该传输数据的MSB净荷，该解调后LSB包括解调后LSB净荷、解调后LSB开销和该解调后MSB开销，该接收设备对该解调后LSB进行解码以获取解码后LSB包括：该接收设备对该解调后LSB进行解码以获取解码后LSB净荷、解码后LSB开销和该解码后MSB开销；该接收设备对该解码后MSB开销和该解调后MSB进行解码以获取传输数据包括：该接收设备对该解码后MSB开销和该解调后MSB进行解码以获取解码后MSB净荷，其中，该解码后MSB净荷为经过星座整形的净荷；该接收设备对该解码后LSB净荷和该解码后MSB净荷进行合并以获取该传输数据的全部净荷。

基于第二方面，一种可选地实现方式中，该传输数据的至少部分净荷为该传输数据的全部净荷，该解调后LSB包括解调后LSB开销和该解调后MSB开销，该接收设备对该解调后LSB进行解码以获取解码后LSB包括：该接收设备对该解调后LSB进行解码以获取解码后LSB开销和该解码后MSB开销；该接收设备对该解码后MSB开销和该解调后MSB进行解码以获取传输数据包括：该接收设备对该解码后MSB开销和该解调后MSB进行解码以获取该传输数据的全部净荷，该传输数据的全部净荷为经过星座整形的净荷。

第三方面，本发明实施例提供了一种发送设备，该发送设备包括：第一确定模块，用于根据传输数据确定最高有效位MSB，该MSB包括该传输数据的至少部分净荷；编码模块，用于对该MSB进行编码以获取MSB开销；第二确定模块，用于基于所述MSB开销获取最低有效位LSB，所述LSB至少包括所述MSB开销；发送模块，用于向接收设备发送传输帧，该MSB和该LSB分别位于该传输帧的不同行内。

本方面所示的有益效果的说明，请详见第一方面所示，具体不做赘述。

基于第三方面，一种可选地实现方式中，该第一确定模块具体用于：将该传输数据划分为MSB净荷和LSB净荷，其中，该MSB净荷为经过星座整形的净荷；确定该传输数据的至少部分净荷为该MSB净荷。

基于第三方面，一种可选地实现方式中，该第二确定模块具体用于：对该MSB开销和该LSB净荷进行编码以获取LSB开销；确定该LSB包括该LSB净荷、该MSB开销以及该LSB开销。

基于第三方面，一种可选地实现方式中，该传输数据的至少部分净荷为该传输数据的全部净荷，该传输数据的全部净荷为经过星座整形的净荷。

基于第三方面，一种可选地实现方式中，该第二确定模块具体用于：对该传输数据的全部净荷进行编码以获取MSB开销；对该MSB开销进行编码以获取LSB开销；确定该LSB包括该MSB开销以及该LSB开销。

第四方面，本发明实施例提供了一种接收设备，该接收设备包括：接收模块，用于接收来自发送设备的传输帧，所述传输帧包括最低有效位LSB和最高有效位MSB，所述MSB和所述LSB分别位于所述传输帧的不同行内，所述MSB包括传输数据的至少部分净荷；第一解调模块，用于对该LSB进行解调以获取解调后LSB，该解调后LSB至少包括解调后MSB开销；第一解码模块，用于对该解调后LSB进行解码以获取解码后LSB，该解码后LSB至少包括解码后MSB开销；第二解调模块，用于通过该解码后LSB对该MSB进行解调以获取解调后MSB；第二解码模块，用于对所述解码后MSB开销和所述解调后MSB进行解码以获取所述传输数据。

本方面所示的有益效果的说明，请详见第二方面所示，具体不做赘述。

基于第四方面，一种可选地实现方式中，该传输数据的至少部分净荷为该传输数据的MSB净荷，该解调后LSB包括解调后LSB净荷、解调后LSB开销和该解调后MSB开销，该第一解码模块具体用于，对该解调后LSB进行解码以获取解码后LSB净荷、解码后LSB开销和该解码后MSB开销；该第二解码模块具体用于：对该解码后MSB开销和该解调后MSB进行解码以获取解码后MSB净荷，其中，该解码后MSB净荷为经过星座整形的净荷；对该解码后LSB净荷和该解码后MSB净荷进行合并以获取该传输数据的全部净荷。

基于第四方面，一种可选地实现方式中，该传输数据的至少部分净荷为该传输数据的全部净荷，该解调后LSB包括解调后LSB开销和该解调后MSB开销，该第一解码模块具体用于，对该解调后LSB进行解码以获取解码后LSB开销和该解码后MSB开销；该第二解码模块具体用于，对该解码后MSB开销和该解调后MSB进行解码以获取该传输数据的全部净荷，该传输数据的全部净荷为经过星座整形的净荷。

第五方面，本发明实施例提供了一种发送设备，包括处理器、存储器以及发送器，该处理器通过线路分别与该存储器以及该发送器互联；该发送器用于向接收设备发送传输帧，该处理器用于调用该存储器中的程序代码以执行上述第一方面任一项所示的方法。

第六方面，本发明实施例提供了一种接收设备，包括处理器、存储器以及接收器，该处理器通过线路分别与该存储器以及该接收器互联；该接收器用于接收来自发送设备的传输帧，该处理器用于调用该存储器中的程序代码以执行上述第二方面任一项所示的方法。

第七方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被硬件执行时用于执行上述第二方面任一项所示的方法。

第八方面，本发明实施例提供了一种通信***，该通信***包括发送设备和接收设备，该发送设备如上述第三方面任一项所示，该接收设备如上述第四方面任一项所示。

附图说明

图1为本申请所提供的星座图的第一种示例图；

图2为已有方案所提供的通信***的一种实施例结构示例图；

图3为已有的传输帧的一种帧结构；

图4为本发明所提供的方法的第一种实施例步骤流程图；

图5为本发明所提供的星座映射的第一种实施例示例图；

图6为本发明所提供的星座映射的第二种实施例示例图；

图7为本发明所提供的通信***的第一种实施例结构示例图；

图8为本发明所提供的方法的第二种实施例步骤流程图；

图9为本发明所提供的传输帧的一种实施例示例图；

图10为本发明所提供的通信***的第二种实施例结构示例图；

图11为本发明所提供的发送设备的第一种实施例结构示例图；

图12为本发明所提供的接收设备的第一种实施例结构示例图；

图13为本发明所提供的发送设备的第二种实施例结构示例图；

图14为本发明所提供的接收设备的第二种实施例结构示例图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为更好的理解本申请所提供的方法，以下首先对高维调制进行说明：

高维调制是指频谱效率≥3比特的调制模式，即调制星座图中的星座点数目大于等于8，也即一个星座点映射至少3个比特。

其中，MCM需要将多层编码(multi-level coding，MLC)星座图中的星座点逐层划分，以下对划分的方式进行说明。

一个典型的16正交振幅调制(quadrature amplitude modulation，QAM)调制的MLC星座图如图1所示，图1为本申请所提供的星座图的第一种示例图。

图1所示的星座图包括16个星座点，具体地，发送设备将传输数据进行调制以被分成两路，一路给同相(I)，另一路给正交(Q)，I和Q这两个分量是正交的，且互不相干的。

在16QAM调制的情况下，每一路一次给2比特数据，这2比特的二进制一共有4种不同的状态，分别对应4种不同的电平幅度，这样，I有4个不同的幅度的电平，Q有4个不同幅度的电平，而且I和Q两路信号正交。

这样，任意一个I的幅度和任意一个Q的幅度组合都会映射一个相应的星座点，每个星座点代表由4比特的数据组成的一个映射，I和Q一共有4×4共16种组合状态，各种可能出现的数据状态组合映射到如图1所示的星座图所显示的包括16个星座点的星座图上。

例如，比特0111所映射的星座点的坐标为-3+3j，又如，比特0000所映射的星座点的坐标为1+1j。

发送设备将星座图所包括的16个星座点划分至4个分组内，如包括坐标分别为-3+3j，1+3j，1-1j以及-3-1j的四个星座点的分组101。又如包括坐标分别为-1+3j，3+3j，-1-1j以及3-1j的四个星座点的分组102。又如包括坐标分别为-3+1j，1+1j，1-3j以及-3-3j的四个星座点的分组103。又如包括坐标分别为-1+1j，3+1j，3-3j以及-1-3j的四个星座点的分组104。

分组101中的每个星座点用于映射一个比特分组，本示例以该比特分组包括4个比特的数据为例。可见，该分组101所包括的各个星座点已映射的比特分组所包括的比特数据分别为：0111、0101、0100以及0110。

可见，映射至分组101中的各个比特分组中，前两个比特是一致的，均为01，后两个比特是不同的。

同样的，映射至分组102中的各个比特分组中，前两个比特是一致的，均为11。映射至分组103中的各个比特分组中，前两个比特是一致的，均为00。映射至分组104中的各个比特分组中，前两个比特是一致的，均为10。而分别映射至比特分组102、分组103以及分组104中，后两个比特均是不同的。

可见，若每个星座点已映射的比特分组所包括的比特为b0 b1 b2 b3，那么，位于同一分组内的星座点已映射的b0 b1相同，而b2 b3不同。其中，b0 b1均为LSB，而b2 b3均为MSB。

具体地，LSB用于标识星座图中的星座点的组号，例如，若LSB所包括的比特为01，则说明该星座点属于分组101，又如，若LSB所包括的比特为10，则说明该星座点属于分组104。MSB用于标识星座点的组内编号，以通过MSB区分同一分组内的不同星座点。

基于图1所示的星座图，以下结合图2所示对已有方案对传输数据进行编码和解码的过程进行说明，其中，图2为已有方案所提供的通信***的一种实施例结构示例图。

发送设备210包括解复用器211、MSB编码器212、LSB编码器213、星座映射器214以及调制器215。其中，解复用器211分别与MSB编码器212和LSB编码器213连接，且MSB编码器212和LSB编码器213均与星座映射器214连接，该星座映射器214与调制器215连接。

具体地，解复用器211用于将传输数据分为MSB净荷(Payload)和LSB净荷，解复用器211还用于将MSB净荷发送至MSB编码器212，以及将LSB净荷发送至LSB编码器213。

MSB编码器212用于将MSB净荷进行编码以得到MSB开销(over head，OH)，MSB净荷和MSB开销作为MSB，该MSB编码器212将MSB发送至星座映射器214。

LSB编码器213用于将LSB净荷进行编码以得到LSB开销，LSB净荷和LSB开销作为LSB，该LSB编码器213将LSB发送至星座映射器214。

星座映射器214用于将传输帧映射至如图1所示的星座图上，传输帧的帧结构如图3所示。用于向星座图进行映射的传输帧的MSB包括MSB净荷和MSB开销，而传输帧的LSB包括LSB净荷和LSB开销。

调制器215用于对星座点进行调制以获取调制符号，该调制器215即可向接收设备230发送调制符号，其中，在该调制符号中，不同的星座点通过不同的时隙向接收设备230进行传输。

接收设备230包括LSB解调器231、LSB解码器232、MSB解调器233、MSB解码器234以及合并单元235。其中，该LSB解调器231、LSB解码器232以及合并单元235依次连接，MSB解调器233、MSB解码器234以及合并单元235依次连接，且LSB解码器232与MSB解调器233连接。

LSB解调器231用于对调制符号的LSB进行解调，以获取解调后LSB。LSB解调器231还用于向LSB解码器232发送解调后LSB。

LSB解码器232对解调后LSB进行解码以获取解码后LSB净荷和解码后LSB开销。LSB解码器232还用于向MSB解调器233发送解码后LSB净荷和解码后LSB开销。

MSB解调器233用于基于解码后LSB净荷和解码后LSB开销，对调制符号的MSB进行解调，以获取解调后MSB。

MSB解调器233还用于向MSB解码器234发送解调后MSB，其中，解调后MSB包括解调后MSB净荷以及解调后MSB开销。

MSB解码器234用于对解调后MSB开销和解调后MSB净荷进行解码以获取解码后MSB净荷。

合并单元235用于获取来自LSB解码器232的解码后LSB净荷以及来自MSB解码器234的解码后MSB净荷，合并单元235还用于对解码后LSB净荷和解码后MSB净荷进行合并以获取传输数据。

在已有的编码方案中，为降低发送设备所发送的信号的幅度，降低发射功率，则发送设备对MSB净荷进行星座整形(constellation shaping)，以下对星座整形进行具体说明：

由上述对图1所示的星座图的分组的说明可知，一个分组所包括的各个星座点已映射的LSB是相同的，可见，由MSB决定发送该分组所包括的星座点的幅度。

那么，为了降低发送MSB的幅度，则发送设备对MSB净荷进行星座整形，从而使得星座整形后的MSB净荷所包括的比特0的数量大于MSB净荷所包括的比特1的数量。

因用于发送比特0的幅度小于用于发送比特1的幅度，可见，在星座整形后的MSB净荷所包括的比特0的数量大于MSB净荷所包括的比特1的数量的情况下，能够有效地降低发送该MSB的幅度，进而有效地降低发射功率。

继续参见图1所示的示例，在分组101、分组102、分组103以及分组104中，位于星座图的中心区域的四个星座点所映射的比特分组中的MSB均为00，可见，若传输数据大概率的通过星座图中位于中心区域的四个星座点进行发送，有效地降低了发送传输数据的幅度，降低了发射功率。

可见，在对MSB净荷进行星座整形后，能够大概率的保证MSB净荷映射至星座图的中心区域的四个星座点上，从而使得MSB净荷所包括的比特0和比特1呈不等概率分布(即保证比特0的数量大于比特1的数量)。但是，MSB开销所包括的比特0和比特1呈等概率分布。

在MSB净荷所包括的比特0和比特1呈不等概率分布，而MSB开销所包括的比特0和比特1呈等概率分布的情况下，会导致MSB无法映射至位于星座图的中心区域的星座点上，导致MSB偏离星座图的最优分布，无法降低发送MSB的幅度，进而无法降低发射功率。

本申请所提供的方法，能够有效地降低传输数据的MSB从星座图的中间区域偏离的概率，从而有效地降低了发送传输数据的幅度以及发射功率。

以下结合图4所示对本申请所提供的方法的一种实施例的执行过程进行说明，其中，图4本申请所提供的方法的第一种实施例步骤流程图。

步骤401、发送设备将传输数据划分为MSB净荷和LSB净荷。

本实施例所示的发送设备将传输数据进行解复用以获取MSB净荷和LSB净荷，为有效地降低MSB幅度以及发射功率，本实施例所示发送设备对MSB净荷进行星座整形，以保证MSB所包括的比特0的数量大于比特1的数量，从而使得MSB净荷所包括的比特0和比特1呈不等概率分布，具体说明请详见图2所示的相关描述，具体不做赘述。

本实施例以MSB净荷为经过星座整形的净荷为例进行示例性说明，在其他示例中，该MSB净荷也可不经过星座整形，具体在本实施例中不做限定。

步骤402、发送设备确定MSB包括MSB净荷。

本实施例所示的MSB相对于图3所示的MSB的区别在于，图3所示的MSB包括MSB净荷和MSB开销，而本实施例在获取到MSB净荷的情况下，即可确定传输帧的MSB仅包括MSB净荷。

本实施例所示的传输帧的帧结构请参见图5所示，可见，传输帧501的MSB仅包括MSB净荷。

步骤403、发送设备对MSB进行编码以获取MSB开销。

发送设备对仅包括MSB净荷的MSB进行编码以获取MSB开销。

本实施例对编码的具体方式不做限定，例如，该发送设备可通过前向纠错(forward error correction，FEC)编码的方式，将MSB净荷进行编码以获取MSB开销。

步骤404、发送设备对MSB开销和LSB净荷进行编码以获取LSB开销。

本实施例中，发送设备对已获取到的LSB净荷和MSB开销进行编码，以获取LSB开销，对LSB净荷和MSB开销进行编码的说明，请详见对MSB进行编码的过程，具体不做赘述。

步骤405、发送设备确定LSB包括LSB净荷、MSB开销以及LSB开销。

本实施例所示的LSB相对于图3所示的LSB的区别如下：

区别1

图3所示的LSB包括LSB净荷和LSB开销，而如图5所示的传输帧的LSB包括LSB净荷、MSB开销以及LSB开销。

区别2

图3所示的LSB开销为对LSB净荷进行编码以生成，而本实施例所示的LSB开销为对MSB开销和LSB净荷进行编码以生成。

步骤406、发送设备向接收设备发送传输帧。

由图5所示可知，本实施例所示的MSB和LSB位于传输帧的不同行内，以下对发送设备如何向接收设备发送传输帧的方式进行说明：

在该发送设备获取到传输帧的情况下，该发送设备即可将传输帧的各个比特分组映射至星座点上。

例如，若发送设备的星座图为16QAM，则该发送设备确定每个比特分组包括4个比特，发送设备即可将传输帧所包括的每4个比特映射至星座图所包括的星座点上。

继续参见图5所示，若发送设备所要映射的比特分组所包括的四个比特为“1000”，则该发送设备将该比特分组映射至具有坐标-1+1j的星座点上。发送设备将该星座点进行调制以生成调制符号以向接收设备发送。

需明确地是，本实施例对发送设备的星座图的说明为可选地示例，不做限定，例如，发送设备的星座图还可为64QAM，该64QAM的星座图包括64个星座点，需明确地是，本实施例对传输帧的LSB所包括的比特数和MSB所包括的比特数的说明为可选地示例，具体不做限定。

例如，若星座图为64QAM，则每个星座点所映射的比特分组包括6个比特，即b0b1b2 b3 b4 b5，其中，b0 b1为LSB，而b2 b3 b4 b5为MSB。在其他示例中，LSB所包括的比特数也可大于2比特或小于2比特，具体不做限定。

以图6所示为例，64QAM的星座图可划分成四个分组，每个分组包括16个星座点，例如分组602包括16个星座点，映射至该16个星座点上的各个比特分组的LSB为01。

用于向64QAM的星座图进行映射的传输帧的结构可参见图6所示，可见传输帧601的MSB仅包括传输数据的MSB净荷，而LSB包括LSB净荷、MSB开销以及LSB开销，对具体帧结构的说明，请参见图5所示，具体不做赘述。

例如，若待进行映射的比特分组为“010100”，其中的LSB为01，MSB为0100，该发送设备将该比特分组映射至具有坐标1+3j的星座点上。发送设备将该星座点进行调制以生成调制符号以向接收设备发送。

本实施例对星座图的说明为可选地示例，不做限定，只要采用本实施例所示的编码过程所生成的传输帧中，MSB净荷和MSB开销位于传输帧的不同行内即可。可见，在MSB净荷呈比特0和比特1不等概率分布，而MSB开销呈比特0和比特1等概率分布的情况下，因MSB净荷和MSB开销位于传输帧的不同行内，则在将传输帧的MSB映射至星座点上时，经过星座整形的MSB净荷能够成功地映射至星座图的中心区域，有效地降低MSB净荷所映射的星座点从星座图的中心区域偏离的概率，有效地降低了发送该MSB的幅度，降低了发射功率，而且有效地避免了星座整形性能的劣化。

步骤407、接收设备对传输帧的LSB进行解调以获取解调后LSB。

如图5所示的示例，该接收设备对传输帧的LSB进行解调即可获取解调后LSB净荷、解调后MSB开销以及解调后LSB开销。

步骤408、接收设备对解调后LSB进行解码以获取解码后LSB。

具体地，接收设备对解调后LSB净荷、解调后MSB开销以及解调后LSB开销进行解码以获取解码后LSB净荷、解码后MSB开销以及解码后LSB开销。

步骤409、接收设备通过解码后LSB对MSB进行解调以获取解调后MSB。

本实施例中，通过解码后LSB对该MSB进行解调，有效地提高了对MSB进行解调的准确性。参见图5所示的传输帧的帧结构可知，解调后MSB包括解调后MSB净荷。

具体地，通过解码后LSB对MSB进行解调的优势在于，能够有效地提高对MSB进行解调的准确性，从而使得MSB具有较低的传输误码率。在多层编码中，通常MSB流量占比>＝50％，并由低功耗的子码保护，通过解码后LSB对MSB进行解调能够显著降低对MSB进行解调的功耗以及提高解调的准确性。

例如，结合图1所示，若对于一个比特分组的LSB，已解码的比特为01，则说明该星座点已映射的四个比特位于分组101中，那么，MSB所包括的取值的可能性有四种，即11、01、10以及00，可见，接收设备仅需要在MSB的这四种取值中对MSB进行解调，有效地提高了对MSB进行解调的准确性以及效率。

步骤410、接收设备对解调后MSB开销和解调后MSB净荷进行解码以获取解码后MSB净荷。

步骤411、接收设备获取传输数据。

具体地，接收设备对解码后LSB净荷和解码后MSB净荷进行合并，以获取该传输数据。

以下对本实施例所示的方法的有益效果进行说明：

采用本实施例所示的方法，在编码过程所生成的传输帧中，MSB净荷和MSB开销位于传输帧的不同行内，即将MSB开销合并至传输帧的LSB中。可见，在MSB净荷呈比特0和比特1不等概率分布，而MSB开销呈比特0和比特1等概率分布的情况下，因MSB净荷和MSB开销位于传输帧的不同行内，则在将传输帧的MSB映射至星座点上时，经过星座整形的MSB净荷能够成功地映射至星座图的中心区域，有效地降低MSB净荷所映射的星座点从星座图的中心区域偏离的概率，有效地降低了发送该MSB的幅度，降低了发射功率，而且有效地避免了星座整形性能的劣化。

本实施例所示的映射至星座点上的比特分组中，LSB的数量小于或等于MSB的数量，例如，在16QAM星座图中，一个比特分组包括两个LSB和两个MSB，而在64QAM星座图中，一个比特分组包括两个LSB和四个MSB。可见，在整个传输数据中，LSB流量在传输数据的总流量中占比比较小，有效地降低了对LSB进行解码的误码率。接收设备可通过低复杂度的解码算法对LSB进行解码，有效地降低LSB进行解码的功耗，提高了对LSB进行解码的效率。

本实施例所示的传输帧的MSB仅包括MSB净荷，可见，MSB具有较低的开销和纠前误码率，能够有效地提高接收设备对MSB进行解码的效率和准确性。

以下结合图7所示对用于执行图4所示的方法的通信***的结构进行说明：

如图7所示，本实施例所示的发送设备710包括解复用器711、MSB编码器712、LSB编码器713、星座映射器714以及调制器715。本实施例所示的发送设备710相对于图2所示的发送设备210的区别在于，MSB编码器712与LSB编码器713连接。

需明确地是，本实施例所示的通信***所包括的各个器件可以为芯片或集成电路。各个器件的功能可以部分或全部通过软件实现，具体在本实施例中不做限定。本实施例以各个器件的功能部分或全部通过软件实现为例，则发送设备710以及接收设备730可包括处理器和存储器，其中，存储器用于存储计算机程序，处理器读取并执行存储器中存储的计算机程序，以执行图7所示的任一器件的功能。

本实施例对发送设备710以及接收设备730所包括的各个器件的说明为可选地示例，只要发送设备710和接收设备730能够实现图4所示的方法即可。

具体地，发送设备710的解复用器711用于执行步骤401。即解复用器711用于将传输数据划分为MSB净荷和LSB净荷，并将MSB净荷向MSB编码器712发送，还将LSB净荷向LSB编码器713发送。

MSB编码器712用于执行步骤402至步骤403，该MSB编码器712与该LSB编码器713连接，该MSB编码器712还用于向该LSB编码器713发送该MSB开销。

该LSB编码器713用于执行步骤404至步骤405。该星座映射器714和该调制器715共同用于执行步骤406，具体地，该星座映射器714用于将来自该MSB编码器712的MSB和来自该LSB编码器713的LSB映射至对应的星座点上。该调制器715用于将该星座点进行调制以生成调制符号，并通过信道720向接收设备730发送。

接收设备730包括LSB解调器731、LSB解码器732、MSB解调器733、MSB解码器734以及合并单元735。其中，本实施例所示的接收设备730相对于图2所示的接收设备230的区别在于，LSB解码器732还与MSB解码器734连接。

具体地，接收设备730的LSB解调器731用于执行步骤407，并用于将解调后LSB发送给LSB解码器732。LSB解码器732用于执行步骤408，该LSB解码器732还用于向MSB解调器733发送解码后LSB。

LSB解调器731还用于向MSB解调器733发送MSB，MSB解调器733用于执行步骤409。MSB解调器733用于向MSB解码器734发送解调后MSB。该LSB解码器732用于向MSB解码器734发送解码后MSB开销，MSB解码器734用于执行步骤410。该合并单元735用于执行步骤411。

以下结合图8所示对本申请所提供的方法的另一种实施例进行说明，在图8所示的实施例中，能够有效地提高对传输数据进行解码能力，降低误码率，具体执行过程如下所示：

步骤801、发送设备确定MSB包括传输数据的全部净荷。

本实施例中，发送设备无需对传输数据进行划分，而是确定传输帧的MSB包括传输数据的全部净荷。

传输帧的帧结构可参见图9所示，可知，传输帧901的MSB包括传输数据的全部净荷。

本实施例中，为将MSB映射至星座图的中间区域，以降低发送该MSB的幅度，进而降低发射功率，则本实施例所示的该传输数据的全部净荷为经过星座整形的净荷。

本实施例以传输数据的全部净荷为经过星座整形的净荷为例进行示例性说明，在其他示例中，传输数据的全部净荷也可为不经过星座整形的净荷，具体在本实施例中不做限定。

步骤802、发送设备对MSB进行编码以获取MSB开销。

本实施例所示的步骤802的具体执行过程，请参见图4所示的步骤403所示，具体执行过程在本实施例中不做赘述。

步骤803、发送设备对MSB开销进行编码以获取LSB开销。

本实施例中，在发送设备获取到MSB开销的情况下，即可对MSB开销进行编码以获取LSB开销。

步骤804、发送设备确定LSB包括MSB开销以及LSB开销。

结合图9所示可知，本实施例所示的传输帧901的LSB包括MSB开销以及LSB开销。

本实施例所示的LSB相对于图3所示的LSB的区别如下：

区别1

图3所示的LSB包括LSB净荷和LSB开销，而如图9所示的传输帧的LSB包括MSB开销以及LSB开销，即本实施例所示的LSB不包括净荷。

区别2

图3所示的LSB开销为对LSB净荷进行编码以生成，而本实施例所示的LSB开销为对MSB开销进行编码以生成。

步骤805、发送设备向接收设备发送传输帧。

本实施例所示的步骤805的执行过程，请参见图4所示的步骤406所示，具体在本实施例中不做赘述。

步骤806、接收设备对传输帧的LSB进行解调以获取解调后LSB。

本实施例中，所述接收设备对传输帧的LSB进行解调即可获取解调后LSB开销和解调后MSB开销。

本实施例所示的接收设备对LSB解调的具体过程的说明，请参见图4所示的步骤407所示，具体在本实施例中不做赘述。

步骤807、接收设备对解调后LSB进行解码以获取解码后LSB。

具体地，接收设备对解调后MSB开销以及解调后LSB开销进行解码以获取解码后MSB开销以及解码后LSB开销。

步骤808、接收设备通过解码后LSB对MSB进行解调以获取解调后MSB。

本实施例所示的解调后MSB包括解调后的传输数据的全部净荷。

可见，本实施例所示的接收设备对调制符号，在步骤806中对调制符号进行第一次解调，在步骤808中对调制符号进行第二次解调，通过对调制符号的两次解调，有效地提高了解调的准确性。

步骤809、接收设备对解码后MSB开销和解调后MSB进行解码以获取传输数据。

本实施例中，因传输帧的MSB包括传输数据的全部净荷，则接收设备对MSB进行解码即可直接获取传输数据的全部净荷。

以下对本实施例所示的方法的有益效果进行说明：

采用本实施例所示的方法，因传输帧的LSB无需包括传输数据的净荷，LSB仅包括开销，可见，本实施例所示的LSB相对于已有的LSB，能够承载更大的开销(即MSB开销和LSB开销)。通过承载更大开销的LSB，从而使得传输帧具有更大的纠错能力，能够有效地提高对传输数据进行解码的准确性和效率，降低对传输帧进行解码的误码率。

以下结合图10所示对用于执行图8所示的方法的通信***的结构进行说明：

如图10所示，本实施例所示的发送设备1010包括MSB编码器1011、LSB编码器1012、星座映射器1013以及调制器1014。本实施例所示的发送设备1010相对于图7所示的发送设备710的区别在于，本实施例所示的发送设备1010无需设置解复用器。

本实施例所示的MSB编码器1011用于执行步骤801至步骤802，所述MSB编码器1011还用于向LSB编码器1012发送MSB开销。LSB编码器1012用于执行步骤803至步骤804。

星座映射器1013以及调制器1014共同用于执行步骤805，具体地，所述星座映射器1013用于将来自所述MSB编码器1011的MSB和来自所述LSB编码器1012的LSB映射至对应的星座点上。所述调制器1014用于将该星座点进行调制以生成调制符号，并通过信道1020向接收设备1030发送。

接收设备1030包括LSB解调器1031、LSB解码器1032、MSB解调器1033以及MSB解码器1034。本实施例所示的接收设备1030相对于图7所示的接收设备的区别在于，本实施例所示的接收设备1030无需设置合并单元。

具体地，接收设备1030的LSB解调器1031用于执行步骤806，并用于将解调后LSB发送给LSB解码器1032。LSB解码器1032用于执行步骤807，所述LSB解码器1032还用于向MSB解调器1033发送解码后LSB。

MSB解调器1033用于执行步骤808。MSB解调器1033用于向MSB解码器1034发送解调后MSB。所述LSB解码器1032用于向MSB解码器1034发送解码后MSB开销，MSB解码器1034用于执行步骤809。

以下结合图11所示从功能模块的角度对发送设备的结构进行说明：

如图11所示，所述发送设备1100包括：

第一确定模块1101，用于根据传输数据确定最高有效位MSB，所述MSB包括所述传输数据的至少部分净荷；

编码模块1102，用于对所述MSB进行编码以获取MSB开销；

第二确定模块1103，用于基于所述MSB开销获取最低有效位LSB，所述LSB至少包括所述MSB开销；

发送模块1104，用于向接收设备发送传输帧，所述MSB和所述LSB分别位于所述传输帧的不同行内。

以下结合图12所示从功能模块的角度对接收设备的结构进行说明：

如图12所示，所述接收设备1200包括：

接收模块1201，用于接收来自发送设备的传输帧，所述传输帧包括最低有效位LSB和最高有效位MSB，所述MSB和所述LSB分别位于所述传输帧的不同行内，所述MSB包括传输数据的至少部分净荷；

第一解调模块1202，用于对所述LSB进行解调以获取解调后LSB，所述解调后LSB至少包括解调后MSB开销；

第一解码模块1203，用于对所述解调后LSB进行解码以获取解码后LSB，所述解码后LSB至少包括解码后MSB开销；

第二解调模块1204，用于通过所述解码后LSB对所述MSB进行解调以获取解调后MSB；

第二解码模块1205，用于对所述解码后MSB开销和所述解调后MSB进行解码以获取传输数据。

可选地，若图11所示的发送设备1100和图12所示的接收设备1200用于执行图4所示的实施例，则所述发送设备1100所包括的所述第一确定模块1101用于执行步骤401以及步骤402，所述编码模块1102用于执行步骤403，所述第二确定模块1103用于执行步骤404以及步骤405，所述发送模块用于执行步骤406。

所述接收设备1200所包括的所述第一解调模块1202用于执行步骤407，所述第一解码模块1203用于执行步骤408，所述第二解调模块1204用于执行步骤409，所述第二解码模块1205用于执行步骤410以及步骤411。

具体执行过程以及有益效果的说明，请详见图4所示的实施例，具体在本实施例中不做赘述。

可选地，若图11所示的发送设备1100和图12所示的接收设备1200用于执行图8所示的实施例，则所述发送设备1100所包括的所述第一确定模块1101用于执行步骤801，所述编码模块用于执行步骤802，所述第二确定模块1103用于执行步骤803以及步骤804，所述发送模块1104用于执行步骤805。

所述接收设备1200所包括的所述第一解调模块1202用于执行步骤806，所述第一解码模块1203用于执行步骤807，所述第二解调模块1204用于执行步骤808，所述第二解码模块1205用于执行步骤809。

具体执行过程以及有益效果的说明，请详见图8所示的实施例，具体在本实施例中不做赘述。

以下结合图13所示从实体硬件的角度对发送设备的结构进行说明，该发送设备包括处理器1302、存储器1303和发送器1301。该处理器1302、存储器1303和发送器1301通过线路互联。其中，存储器1303用于存储程序指令和数据。需要说明的是，该发送设备用于实现上述图4以及图8所示实施例中，由发送设备实现的步骤，具体执行过程，请详见图4以及图8所示，具体不做赘述。

以下结合图14所示从实体硬件的角度对接收设备的结构进行说明，该接收设备包括处理器1402、存储器1403和接收器1403。该处理器1402、存储器1403和接收器1403通过线路互联。其中，存储器1403用于存储程序指令和数据。需要说明的是，该接收设备用于实现上述图4以及图8所示实施例中，由接收设备实现的步骤，具体执行过程，请详见图4以及图8所示，具体不做赘述。

本申请实施例还提供一种芯片。该芯片中集成了用于实现上述处理器的功能的电路和一个或者多个接口。当该芯片中集成了存储器时，该芯片可以完成前述实施例中的任一个或者多个实施例的方法步骤。当该芯片中未集成存储器时，可以通过接口与外置的存储器连接。该芯片根据外置的存储器中存储的程序代码来实现上述实施例中接收设备执行的动作。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，该程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，随机接入存储器等。具体地，例如：上述处理单元或处理器可以是中央处理器，通用处理器、数字信号处理器(digital signalprocessor，DSP)、专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。上述的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。专业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。

当使用软件实现时，上述实施例描述的方法步骤可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行该计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例的流程或功能。该计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。该计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，该计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。该计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。

最后应说明的是：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，可轻易想到变化或替换，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所述权利要求的保护范围为准。

Claims (19)

1.一种编码方法，其特征在于，所述方法包括：

发送设备根据传输数据确定最高有效位MSB，所述MSB包括所述传输数据的至少部分净荷；

所述发送设备对所述MSB进行编码以获取MSB开销；

所述发送设备基于所述MSB开销获取最低有效位LSB，所述LSB至少包括所述MSB开销；

所述发送设备向接收设备发送传输帧，所述MSB和所述LSB分别位于所述传输帧的不同行内。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发送设备根据传输数据确定最高有效位MSB包括：

所述发送设备将所述传输数据划分为MSB净荷和LSB净荷，其中，所述MSB净荷为经过星座整形的净荷；

所述发送设备确定所述传输数据的至少部分净荷为所述MSB净荷。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述发送设备基于所述MSB开销获取最低有效位LSB包括：

所述发送设备对所述MSB开销和所述LSB净荷进行编码以获取LSB开销；

所述发送设备确定所述LSB包括所述LSB净荷、所述MSB开销以及所述LSB开销。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传输数据的至少部分净荷为所述传输数据的全部净荷，所述传输数据的全部净荷为经过星座整形的净荷。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述发送设备基于所述MSB开销获取最低有效位LSB包括：

所述发送设备对所述传输数据的全部净荷进行编码以获取MSB开销；

所述发送设备对所述MSB开销进行编码以获取LSB开销；

所述发送设备确定所述LSB包括所述MSB开销以及所述LSB开销。

6.一种解码方法，其特征在于，所述方法包括：

接收设备接收来自发送设备的传输帧，所述传输帧包括最低有效位LSB和最高有效位MSB，所述MSB和所述LSB分别位于所述传输帧的不同行内，所述MSB包括传输数据的至少部分净荷；

所述接收设备对所述LSB进行解调以获取解调后LSB，所述解调后LSB至少包括解调后MSB开销；

所述接收设备对所述解调后LSB进行解码以获取解码后LSB，所述解码后LSB至少包括解码后MSB开销；

所述接收设备通过所述解码后LSB对所述MSB进行解调以获取解调后MSB；

所述接收设备对所述解码后MSB开销和所述解调后MSB进行解码以获取所述传输数据。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述传输数据的至少部分净荷为所述传输数据的MSB净荷，所述解调后LSB包括解调后LSB净荷、解调后LSB开销和所述解调后MSB开销，所述接收设备对所述解调后LSB进行解码以获取解码后LSB包括：

所述接收设备对所述解调后LSB进行解码以获取解码后LSB净荷、解码后LSB开销和所述解码后MSB开销；

所述接收设备对所述解码后MSB开销和所述解调后MSB进行解码以获取传输数据包括：

所述接收设备对所述解码后MSB开销和所述解调后MSB进行解码以获取解码后MSB净荷，其中，所述解码后MSB净荷为经过星座整形的净荷；

所述接收设备对所述解码后LSB净荷和所述解码后MSB净荷进行合并以获取所述传输数据的全部净荷。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述传输数据的至少部分净荷为所述传输数据的全部净荷，所述解调后LSB包括解调后LSB开销和所述解调后MSB开销，所述接收设备对所述解调后LSB进行解码以获取解码后LSB包括：

所述接收设备对所述解调后LSB进行解码以获取解码后LSB开销和所述解码后MSB开销；

所述接收设备对所述解码后MSB开销和所述解调后MSB进行解码以获取传输数据包括：

所述接收设备对所述解码后MSB开销和所述解调后MSB进行解码以获取所述传输数据的全部净荷，所述传输数据的全部净荷为经过星座整形的净荷。

9.一种发送设备，其特征在于，所述发送设备包括：

第一确定模块，用于根据传输数据确定最高有效位MSB，所述MSB包括所述传输数据的至少部分净荷；

编码模块，用于对所述MSB进行编码以获取MSB开销；

第二确定模块，用于基于所述MSB开销获取最低有效位LSB，所述LSB至少包括所述MSB开销；

发送模块，用于向接收设备发送传输帧，所述MSB和所述LSB分别位于所述传输帧的不同行内。

10.根据权利要求9所述的发送设备，其特征在于，所述第一确定模块具体用于：

将所述传输数据划分为MSB净荷和LSB净荷，其中，所述MSB净荷为经过星座整形的净荷；

确定所述传输数据的至少部分净荷为所述MSB净荷。

11.根据权利要求10所述的发送设备，其特征在于，所述第二确定模块具体用于：

对所述MSB开销和所述LSB净荷进行编码以获取LSB开销；

确定所述LSB包括所述LSB净荷、所述MSB开销以及所述LSB开销。

12.根据权利要求9所述的发送设备，其特征在于，所述传输数据的至少部分净荷为所述传输数据的全部净荷，所述传输数据的全部净荷为经过星座整形的净荷。

13.根据权利要求12所述的发送设备，其特征在于，所述第二确定模块具体用于：

对所述传输数据的全部净荷进行编码以获取MSB开销；

对所述MSB开销进行编码以获取LSB开销；

确定所述LSB包括所述MSB开销以及所述LSB开销。

14.一种接收设备，其特征在于，所述接收设备包括：

接收模块，用于接收来自发送设备的传输帧，所述传输帧包括最低有效位LSB和最高有效位MSB，所述MSB和所述LSB分别位于所述传输帧的不同行内，所述MSB包括传输数据的至少部分净荷；

第一解调模块，用于对所述LSB进行解调以获取解调后LSB，所述解调后LSB至少包括解调后MSB开销；

第一解码模块，用于对所述解调后LSB进行解码以获取解码后LSB，所述解码后LSB至少包括解码后MSB开销；

第二解调模块，用于通过所述解码后LSB对所述MSB进行解调以获取解调后MSB；

第二解码模块，用于对所述解码后MSB开销和所述解调后MSB进行解码以获取所述传输数据。

15.根据权利要求14所述的接收设备，其特征在于，所述传输数据的至少部分净荷为所述传输数据的MSB净荷，所述解调后LSB包括解调后LSB净荷、解调后LSB开销和所述解调后MSB开销，所述第一解码模块具体用于，对所述解调后LSB进行解码以获取解码后LSB净荷、解码后LSB开销和所述解码后MSB开销；

所述第二解码模块具体用于：

对所述解码后MSB开销和所述解调后MSB进行解码以获取解码后MSB净荷，其中，所述解码后MSB净荷为经过星座整形的净荷；

对所述解码后LSB净荷和所述解码后MSB净荷进行合并以获取所述传输数据的全部净荷。

16.根据权利要求14所述的接收设备，其特征在于，所述传输数据的至少部分净荷为所述传输数据的全部净荷，所述解调后LSB包括解调后LSB开销和所述解调后MSB开销，所述第一解码模块具体用于，对所述解调后LSB进行解码以获取解码后LSB开销和所述解码后MSB开销；所述第二解码模块具体用于，对所述解码后MSB开销和所述解调后MSB进行解码以获取所述传输数据的全部净荷，所述传输数据的全部净荷为经过星座整形的净荷。

17.一种发送设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及发送器，所述处理器通过线路分别与所述存储器以及所述发送器互联；

所述发送器用于向接收设备发送传输帧，所述处理器用于调用所述存储器中的程序代码以执行权利要求1至5任一项所示的方法。

18.一种接收设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及接收器，所述处理器通过线路分别与所述存储器以及所述接收器互联；

所述接收器用于接收来自发送设备的传输帧，所述处理器用于调用所述存储器中的程序代码以执行权利要求6至8任一项所示的方法。

19.一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存储有计算机程序，所述计算机程序被硬件执行时用于执行权利要求1至8任一项所示的方法。

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