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1. WO2020135458 - METHOD AND APPARATUS FOR MODULATING AND DEMODULATING QUADRATURE AMPLITUDE MODULATION (QAM) SIGNAL

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说明书

发明名称 0001   0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111   0112   0113   0114   0115   0116   0117   0118   0119   0120   0121   0122   0123   0124   0125   0126   0127   0128   0129   0130   0131   0132   0133   0134   0135   0136   0137   0138   0139   0140   0141   0142   0143   0144   0145   0146   0147   0148   0149  

权利要求书

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28  

附图

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说明书

发明名称 : 一种正交振幅调制QAM信号调制和解调方法及装置

技术领域

[0001]
本发明涉及通信领域,尤其涉及一种正交振幅调制QAM信号调制和解调方法及装置。

背景技术

[0002]
随着移动互联网、物联网的业务需求日益增长,诸如超清视频、虚拟现实(virtual reality,VR)等新兴业务也得到的长足的发展。随着而来的就是人们对传输网络的容量需求变得越来越大,这就使得如何实现更高速率的调制解调技术来提升网络传输容量成为当前研究的热点。
[0003]
现有技术中,随着调制解调技术的发展,人们提出了基于概率整形(probabilistic shaping/shaped,PS)的正交振幅调制(quadrature amplitude modulation,QAM)系统(以下简称PS-QAM系统),该调制和解调系统相比于传统的QAM系统而言,其频谱效率得到的提升,并且其传输能力也得到的大幅度的提升。在PS-QAM系统中,概率整形部分主要包括分布匹配(distribution matching,DM)编码和二值标记(binary labeling,BL)编码两个步骤。但是,当前的DM编码过程复杂度高,并且,随着输入数据量的增大,其映射深度会急剧增大,这使得现有的PS-QAM系统的调制和解调过程复杂度高,效率低,适用性差。
[0004]
发明内容
[0005]
本发明实施例提供了一种QAM信号调制和解调方法及装置,可提升基于概率整形的QAM信号调制和解调方法的效率和适用性。
[0006]
第一方面,本发明实施例提供了一种QAM信号调制方法。首先,对N1个第一比特进行分布匹配DM编码,以得到N2个第一符号。这里,所述N2个第一符号对应的信号功率至少包括第一功率和第二功率,此处不作限定。从上述N2个第一符号中确定出信号功率为预设信号功率的N4个待调相符号,并基于N3个第二比特对所述N4个待调相符号进行相位调制,以得到N4个第二符号。这里,所述预设信号功率为所述N2个第一符号对应的部分或者全部的信号功率。也就是说,预设信号功率可以是上述N2个第一符号对应的信号功率的全集,也可为上述N2个第一符号对应的信号功率的子集。对所述N4个第二符号和所述N2个第一符号中除所述N4个待调相符号以外的N2-N4个第一符号进行二值标记BL编码,以得到N5个BL编码输出比特。然后,对所述N5个BL编码输出比特进行前向纠错(forward error correction,FEC)编码,以得到N6个FEC冗余比特。最后,基于所述N6个FEC冗余比特和所述N5个BL编码输出比特进行正交振幅调制QAM映射,以得到N2个目标QAM信号。
[0007]
在本发明实施例中,在基于概率整形的QAM信号调制过程中,采用DM编码和易于实现的相位调制相结合的方式代替了直接DM编码方式,使得在调制相同比特数据的情况 下,DM编码和相位调制相结合的方式中DM编码过程相比于直接DM编码过程的映射深度更小,复杂度明显降低。进而使得基于概率整形的QAM信号调制方法的复杂度得到减少,使得基于概率整形的QAM信号调制方法效率高、适用性强。
[0008]
在一种可行的实施方式中,可对所述N4个待调相符号中任意一个待调相符号i执行以下相位调制操作:获取所述待调相符号i对应的目标调相比特的比特位数Ti。根据所述待调相符号i在所述N4个待调相符号中的目标位置和所述比特位数Ti从N3个第二比特中确定出所述待调相符号i对应的目标调相比特j。这里,所述目标调相比特j中包括Ti个第二比特。根据所述目标调相比特j从所述待调相符号i对应的目标相位集合中确定出所述待调相符号i对应的目标相位s。根据所述目标相位s对所述待调相符号i进行相位调制,以得到所述待调相符号i对应的第二符号。根据对所述N4个待调相符号中各待调相符号执行所述相位调制操作得到的第二符号确定出所述N4个待调相符号对应的N4个第二符号。在本实施方式中,基于N3个第二比特对N4个待调相比特进行调相,过程简单,易于实现。可在同时调制N1个第一比特和N3个第二比特的前提下,避免直接DM编码造成的高复杂度,可提升基于概率整形的QAM信号调制方法的效率和适用性。
[0009]
在一种可行的实施方式中,在基于N3个第二比特对所述N4个待调相符号进行相位调制之前,可获取待调制的N31个相位调制比特,对所述N31个相位调制比特进行相位比特编码,以得到N3个第二比特。这里,上述N3个第二比特可直接确定出N4个目标调相比特。特别的是,当目标相位集合中包含的目标相位的种类数s不是2的幂次方时,若直接由多个相位调制比特组成目标调相比特,容易出现组成的目标调相比特的个数与目标相位的种类数不匹配的情况。因此,当获取到的待调制比特流(即上述N31个相位调制比特)中无法直接提取出N4个目标调相比特时,可先通过相位比特编码得到N3个第二比特,这样可使得基于N3个第二比特确定出的目标调相比特和N4个目标相位一一对应,可避免2个或者多个目标调相比特对应一个目标相位的情况出现,避免数据资源的浪费,也降低了相位调制的复杂度。
[0010]
在一种可行的实施方式中,在所述对N1个第一比特进行分布匹配DM编码之前,还可根据预设信号功率确定出用于相位调制的第二比特的个数N3。
[0011]
在一种可行的实施方式中,可基于预设信号功率、DM编码输出的符号对应的信号功率确定出待调相符号的个数N4。然后,确定出N4个待调相符号中各待调相符号对应的目标调相比特的位数。这里,所述目标调相比特用于从预设的目标相位集合中确定出待调相符号对应的目标相位,不同信号功率的待调相符号对应的目标相位集合不同。最后,根据所述待调相符号的个数N4和所述各待调相符号对应的目标调相比特的位数确定出用于相位调制的第二比特的个数N3。
[0012]
在一种可行的实施方式中,可对所述N4个待调相符号中任意一个待调相符号i执行以下目标调相比特的位数确定操作:确定出所述待调相符号i对应的目标相位集合中相位的种类数D。根据所述相位的种类数D确定出所述待调相符号i对应的目标调相比特的位数。这里,所述目标调相比特为所述N3个第二比特中用于确定某一待调相符号对应的目标相位的一个或者多个第二比特,所述目标调相比特的位数为log 2(D)向上取整后的值。根据对所述N4个待调相符号中各待调相符号执行的目标调相比特的位数确定操作得到所述 各待调相符号对应的目标调相比特的位数。根据相位的种类数D直接确定待调相符号对应的目标调相比特的位数,该方法过程简单,易于实现,可降低整个调制方法的设计复杂度。
[0013]
在一种可行的实施方式中,还可基于N7个象限选择比特对所述N5个BL编码输出比特进行前项纠错FEC编码,以得到N6个FEC冗余比特。
[0014]
在一种可行的实施方式中,可根据所述N6个FEC冗余比特和所述N7个象限选择比特确定出N8个目标象限选择比特。这里,N8=N6+N7。根据所述N8个目标象限选择比特对所述N5个BL编码输出比特进行正交振幅调制QAM映射,以得到N2个目标QAM信号。
[0015]
在一种可行的实施方式中,还可在确定出上述N2个目标QAM信号后,发送上述N2个目标QAM信号。
[0016]
在本发明实施例中,在基于概率整形的QAM信号调制过程中,采用DM编码和易于实现的相位调制相结合的方式代替了直接DM编码方式,使得在调制相同比特数据的情况下,DM编码和相位调制相结合的方式中DM编码过程相比于直接DM编码过程的映射深度更小,复杂度明显降低。进而使得基于概率整形的QAM信号调制方法的复杂度得到降低,使得基于概率整形的QAM信号调制方法效率高、适用性强。
[0017]
第二方面,本发明实施例提供了一种QAM信号解调方法。首先,对N2个QAM信号进行QAM解映射,以得到N9个QAM解映射比特。这里,所述N9个QAM解映射比特中至少包括N6个FEC冗余比特。然后,对所述N9个QAM解映射比特进行FEC解码,以得到N10个FEC解码比特。这里,所述N10个FEC解码比特中至少包括N5个BL编码输出比特。对所述N5个BL编码输出比特进行BL解码,以得到N2个BL解码符号。对所述N2个BL解码符号进行功率判决,以得到所述N2个BL解码符号对应的N2个第一符号。这里,一个待BL编码符号对应一个第一符号。根据预设的DM编码映射关系对所述N2个第一符号进行DM解码,以得到N1个第一比特。从所述N2个BL解码符号中确定出N4个信号功率为预设信号功率的第二符号,并对所述N4个信号功率为预设信号功率的第二符号进行相位解调,以得到N3个第二比特。这里,所述N2个第一符号对应的信号功率至少包括第一功率和第二功率,所述预设信号功率为所述N2个第一符号对应的部分或者全部信号功率。
[0018]
采用本发明实施例,在基于概率整形的QAM信号调制对应解调过程中,使用相位解调和DM解码相结合的方式代替了直接DM解码方式,降低了解调过程中DM解码过程的复杂度,使得基于概率整形的QAM信号调制对应解调过程复杂度更低,解调速度更快,适用性更强。
[0019]
在一些可行的实施方式中,可对所述N4个信号功率为预设信号功率的第二符号中任意一个第二符号p执行以下相位解调操作:对所述第二符号p进行相位解调,以得到所述第二符号p对应的目标调相比特。这里,所述目标调相比特用于从预设的目标相位集合中确定出第二符号p对应的相位,所述目标调相比特的比特位数至少为1,不同信号功率的第二符号对应的目标调相比特的位数不同。其后,将对所述N4个信号功率为预设信号功率的第二符号中各第二符号执行相位解调操作得到N4个目标调相比特确定为N3个第二比特。这里,一个目标调相比特中包括至少一个第二比特。
[0020]
在一些可行的实施方式中,还可对所述N3个第二比特进行相位比特解码,以得到N31个相位调制比特。
[0021]
在一些可行的实施方式中,所述N10个FEC解码比特中还包括N7个象限选择比特。
[0022]
在一种可行的实施方式中,在对N2个QAM信号进行QAM解映射之前,还可接收N2个QAM信号。
[0023]
第三方面,本发明实施例提供了一种QAM信号调制装置,该装置包括用于执行上述第一方面的任意一种可能的实现方式所提供的QAM信号调制方法的单元,因此也能是实现第一方面提供的QAM信号调制方法所具备的有益效果(或者优点)。
[0024]
第四方面,本发明实施例提供了一种QAM信号解调装置,该装置包括用于执行上述第二方面的任意一种可能的实现方式所提供的QAM信号解调方法的单元,因此也能是实现第二方面提供的QAM信号解调方法所具备的有益效果(或者优点)。
[0025]
第五方面,本发明实施例提供了一种网络设备,该网络设备包括处理器和存储器,上述处理器和存储器相互连接。其中,上述存储器用于存储计算机程序,上述计算机程序包括程序指令,上述处理器被配置用于调用上述程序指令执行上述第一方面提供的QAM信号调制方法,也能实现上述第一方面提供的QAM信号调制方法所具备的有益效果。
[0026]
第六方面,本发明实施例提供了一种网络设备,该网络设备包括处理器和存储器,上述处理器和存储器相互连接。其中,上述存储器用于存储计算机程序,上述计算机程序包括程序指令,上述处理器被配置用于调用上述程序指令执行上述第二方面提供的QAM信号解调方法,也能实现上述第一方面提供的QAM信号解调方法所具备的有益效果。
[0027]
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中存储有指令,当该指令在计算机上运行时,使得计算机执行上述第一方面中任意一种可能的实现方式所提供的QAM信号调制方法,也能实现第一方面提供的QAM信号调制方法所具备的有益效果。
[0028]
第八方面,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中存储有指令,当该指令在计算机上运行时,使得计算机执行上述第二方面中任意一种可能的实现方式所提供的QAM信号解调方法,也能实现第一方面提供的QAM信号解调方法所具备的有益效果。
[0029]
第九方面,本发明实施例提供了一种芯片,该芯片中包括与网络设备的收发器耦合,用于执行本发明实施例第一方面提供的技术方案。
[0030]
第十方面,本发明实施例提供了一种芯片,该芯片中包括与网络设备的收发器耦合,用于执行本发明实施例第二方面提供的技术方案。
[0031]
第十一方面,本发明实施例提供了一种芯片系统,该芯片系统包括处理器,用于支持终端设备实现上述第一方面中所涉及的功能,例如,生成或者处理上述第一方面提供的QAM信号调制方法中所涉及的信息。在一种可能的设计中,上述芯片系统还包括存储器,该存储器用于保存终端必需的程序指令和数据。该芯片系统可以由芯片构成,也可以包含芯片和其他分立器件。
[0032]
第十二方面,本发明实施例提供了一种芯片系统,该芯片系统包括处理器,用于支持终端设备实现上述第二方面中所涉及的功能,例如,生成或者处理上述第二方面提供的 QAM信号解调方法中所涉及的信息。在一种可能的设计中,上述芯片系统还包括存储器,该存储器用于保存终端必需的程序指令和数据。该芯片系统可以由芯片构成,也可以包含芯片和其他分立器件。
[0033]
第十三方面,本发明实施例提供了一种包含指令的计算机程序产品,当该计算机程序产品在计算机上运行时,使得计算机执行上述第一方面提供的QAM信号调制方法,也能实现第一方面提供的QAM信号调制方法所具备的有益效果。
[0034]
第十四方面,本发明实施例提供了一种包含指令的计算机程序产品,当该计算机程序产品在计算机上运行时,使得计算机执行上述第二方面提供的QAM信号解调方法,也能实现第二方面提供的QAM信号解调方法所具备的有益效果。

附图说明

[0035]
图1是本发明实施例提供的一种目标星座图;
[0036]
图2是本发明实施例提供的一种QAM信号调制方法流程示意图;
[0037]
图3是本发明实施例提供的一种QAM信号解调方法流程示意图;
[0038]
图4是本发明实施例提供的一种QAM信号调制装置一结构示意图;
[0039]
图5是本发明实施例提供的一种QAM信号调制装置另一结构示意图;
[0040]
图6是本发明实施例提供的一种QAM信号调制装置又一结构示意图;
[0041]
图7是本发明实施例提供的一种QAM信号调制装置又一结构示意图;
[0042]
图8是本发明实施例提供的一种QAM信号解调装置一结构示意图;
[0043]
图9是本发明实施例提供的一种QAM信号解调装置另一结构示意图;
[0044]
图10是本发明实施例提供的一种QAM信号解调装置又一结构示意图;
[0045]
图11是本发明实施例提供的一种网络设备的结构示意图。

具体实施方式

[0046]
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。
[0047]
本发明实施例提供的QAM信号调制方法用于将需要传输的比特数据调制得到与预先设计好的目标星座图相对应的目标QAM信号。本发明实施例提供的QAM信号解调方法用于对一个或多个和目标星座图对应的目标QAM信号进行解调,以得到需要传输的比特数据。请参见图1,图1是本发明实施例提供的一种目标星座图,在直角坐标系内表示,水平轴可为QAM信号对应的I分量(即同相分量),垂直轴可为QAM信号对应的Q分量(即正交分量)。由图可知,该星座图为24星座点的星座图,可简称为24QAM星座图。下面以第一象限为例,对目标星座图进行解释说明。在图1中,第一象限内包含了A、B1、B2、C1、C2和C3共6个星座点。图中B’为待调相符号对应的星座点(即未调相前的DM编码输出的符号对应的星座点)。图中各星座点到坐标轴原点的距离(如d1、d2和d3)表示了各星座点对应的QAM信号的信号功率。在图1中,根据信号功率的不同,可将第一象限内的星座点划分成三种功率的星座点,如第一功率的星座点,包括星座点A1。第二功率的 星座点,包括星座点B1和B2。第三功率的星座点,包括星座点C1、C2和C3。各星座点与直角坐标系原点的连线和水平轴的夹角为各星座点对应的QAM信号的相位。
[0048]
在本发明实施例中,如第一比特、第二比特之前的第一和第二仅用于区别不同的一个或者多个比特,不具有其他限定作用,后续的第一符号、第二符号等名称前面的第一和第二同理也不具备其他限定作用。
[0049]
实施例一
[0050]
请参见图2,图2是本发明实施例提供的一种QAM信号调制方法流程示意图,该方法可由光收发器等具备QAM信号调制功能的网络设备执行,为方便理解和描述,本实施例中以网络设备为执行主体进行描述。本实施例中以调制得到图1中第一象限内的一个或者多个星座点对应的QAM信号为例,对整个QAM信号调制方法进行描述。该方法包括步骤:
[0051]
S101,对N1个第一比特进行分布匹配DM编码,以得到N2个第一符号。
[0052]
在一些可行的实施方式中,网络设备可对N1个第一比特进行DM编码,将上述N1个第一比特编码成N2个第一符号。这里,上述N2个第一符号对应的信号功率至少包括第一功率和第二功率,这里的第一功率和第二功率和上述图1中各星座点对应的QAM信号的功率相同。并且,需要说明的是,DM编码主要的功能就是将输入的等概比特流编码成为非等概的多个符号,上述非等概的多个符号中各符号的信号功率对应的概率分布为预先设定的。因此,对于上述N2个第一符号中某一第一符号f而言,其信号功率为第一功率或者为第二功率的概率不同。例如,符号f信号功率为第一功率的概率为60%,为第二功率的概率为40%。
[0053]
具体实现中,网络设备可先从其内部存储器或者与之相连接的外部存储设备中获取到需要进行QAM信号调制的N1个第一比特。然后,网络设备可根据预设的DM编码映射关系对上述N1个第一比特进行DM编码,以得到N2个第一符号。上述N2个第一符号中各符号的信号功率对应的概率分布满足预设的概率分布。这里,需要说明的是,由DM编码的设计原理可知,DM编码输出的第一符号对应的信号功率的概率分布和第一符号的个数N2与第一比特的个数N1之间存在固定的约束关系。例如,假设N2为10,并且,10个第一符号中,信号功率为第一功率的有40%,信号功率为第二功率的有60%,则10个第一符号根据信号功率的不同可存在C(10,4)共210中组合方式,一种组合方式对应一种多个第一比特形成的组合方式,则输入的比特个数可为log 2(210)向下取整后的数值,即这里第一比特的个数N1为7。
[0054]
S102,从N2个第一符号中确定出信号功率为预设信号功率的N4个待调相符号,并基于N3个第二比特对N4个待调相符号进行相位调制,以得到N4个第二符号。
[0055]
在一些可行的实施方式中,网络设备在获取到上述N2个第一符号后,可根据预设信号功率从上述N2个第一符号中选择出N4个第一符号,并确定为N4个待调相符号。这里,上述预设信号功率可以是上述N2个第一符号对应的信号功率的全集,也可为上述N2个第一符号对应的信号功率的子集。然后,网络设备还可获取到N3个第二比特,并根据上述N3个第二比特对上述N4个待调相符号进行相位调制,以得到N4个调相后的第二符号。这里,一个待调相符号对应一个第二符号。上述N3个第二比特主要用于确定N4个待调相符号中各待调相符号将要调制的相位(即后续的目标相位)。
[0056]
具体实现中,网络设备在获取到上述N2个第一符号后,可提取预先设定的预设信号功率。然后,网络设备可对上述N2个第一符号中各第一符号进行功率判决,以确定各第一符号对应的信号功率。例如,网络设备可计算出某一第一符号q的实际信号功率,然后,网络设备可判断上述第一信号q的实际信号功率是否在第一功率对应的判决范围内,上述第一功率对应的判决范围由上述第一功率和预设的误差值确定。例如,假设第一功率为a,预设的误差值为±b,则上述第一功率对应的判决范围即为[a-b,a+b]。若网络设备确定出上述第一符号q对应的信号功率在上述第一功率对应的判决范围内,则可判断得到上述第一符号对应的信号功率为第一功率,即第一符号q对应的信号功率为a。若网络设备确定出上述第一符号q对应信号功率不在上述第一功率对应的判断范围内,则可继续判断上述第一符号q对应信号功率是否在其他功率对应的判决范围内,具体过程可参见如上,此处便不再赘述。网络设备在确定出上述N2个第一符号对应的信号功率后,可将上述N2个第一符号中信号功率为预设信号功率的N4个第一符号确定为N4个待调相符号。这里,需要说明的是,由于DM编码输出的N2个第一符号中各第一符号对应的信号功率的概率分布式固定的,因此,当DM编码输出的第一符号的个数N2确定之后,待调相符号的个数N4也为一固定值,不会在编码过程中改变。
[0057]
可选的,具体实现中,上述预设信号功率可由预先设计好的目标星座图确定。这里,请一并参见图1,在图1所述的24QAM星座图(即目标星座图)中,星座点B1和B2对应QAM信号的信号功率为上述第二信号功率,星座点C1、C2和C3对应的QAM信号的信号功率为上述第三信号功率。网络设备在获取到该24QAM星座图后,可确定出上述星座点B1和B2可由信号功率为第一功率的某一星座点(如图中的B’)旋转后得到,上述星座点C1、C2和C3可由某一星座点(如图中的C2)旋转得到。因此,基于该目标星座图网络设备可确定出上述预设信号功率包括第二信号功率和第三信号功率。
[0058]
在一些可行的实施方式中,网络设备在确定出上述N4个待调相符号后,可从其内部存储器或者与相连接的外部存储设备中提取N3个第二比特,然后根据上述N3个第二比特确定出N4个待调相符号对应的N4个目标调相比特。这里,上述目标调相比特用于从N4个待调相符号对应的目标相位集合中唯一确定出某一待调相符号对应的一个目标相位。一个目标调相比特中可包括一个或者多个第二比特。需要说明的是,待调相符号对应的信号功率不同,其对应的目标相位集合也不同。也就是说,若预设信号功率中只包含第二功率,则上述N4个待调相符号对应一个目标相位集合。若预设信号功率中包括第二功率和第三功率,则上述N4个待调相符号对应的两个目标相位集合,以此类推,不再赘述。
[0059]
下面以N4个待调相符号中任意待调相符号i的相位调制过程为例,对N4个待调相符号的相位调制过程进行描述,这里假设N4个待调相符号对应一个目标相位集合Y,目标相位集合Y中包含了D种目标相位。网络设备在获取上述N3个第二比特后,可获取出待调相符号i对应的目标调相比特的位数Ti。具体实现中,上述目标调相比特的位数Ti可由目标相位的种类数D确定,位数Ti可为log 2(D)向上取整后的值。例如,假设目标相位的种类数为5,log 2(5)向上取整后的值为3,即位数Ti为3。然后,网络设备可获取待调相符号i在N4个待调相符号中的目标位置,上述目标位置具体可为待调相符号i在N4个待调相符号中的排列顺序号。例如,待调相符号i的目标位置可为4,即待调相符号i为N4 个目标调相符号中第四个符号。其后,网络设备可从N3个第二比特这个序列的目标位置处获取Ti位第二比特,并将该Ti位第二比特确定为待调相符号i对应的目标调相比特j。然后,网络设备可根据目标调相比特j以及预设的目标调相比特与目标相位的对应关系从待调相符号i对应的目标相位集合中确定出待调相符号i对应的目标相位s。例如,假设目标相位集合中包含了s1、s2、s3和s4共4种目标相位,并且分别对应00、01、10、11四个目标比特,若网络设备确定待调相符号i对应的目标调相比特j为11,则网络设备可确定待调相符号i对应的目标相位应为s4。网络设备在确定出待调相符号i对应的目标相位j之后,可对待调相符号i进行相位调制,以得到待调相符号i对应的第二符号。上述第二符号的相位即为上述目标相位j。同理,网络设备重复上述操作,即可到的N4个待调相符号对应的N4个第二符号。
[0060]
可选的,具体实现中,当预设信号功率包括两种或者多种信号功率时,N4个待调相符号可对应多个目标相位集合。下面以预设信号功率包括第二功率和第三功率为例,即N4个待调相符号对应第一目标相位集合和第二目标相位集合,此时,上述N3个第二比特也应包括N31个第二比特和N32个第二比特。网络设备在获取到上述N3个第二比特后,可先确定待调相符号i对应的信号功率。当网络设备确定出上述待调相符号i对应的信号功率为第二功率,则可确定根据第一目标相位集合中的相位种类数确定出待调相符号i对应的目标调相比特的位数Ti,然后再从上述N31个第二比特中确定出待调相符号i对应的目标调相比特j,并根据目标调相比特j对待调相符号i进行相位调制,具体过程可参见前文所述的根据目标调相比特j对待调相符号i进行相位调制的过程,此处便不再赘述。当网络设备确定出上述待调相符号i对应的信号功率为第三功率,则可确定根据第二目标相位集合中的相位种类数确定出待调相符号i对应的目标调相比特的位数Ti,然后再从上述N32个第二比特中确定出待调相符号i对应的目标调相比特j,并根据目标调相比特j对待调相符号i进行相位调制,具体过程可参见前文所述的根据目标调相比特j对待调相符号i进行相位调制的过程,此处便不再赘述。
[0061]
优选的,在具体实现中,上述N3个第二比特可由网络设备对其获取到的N31个相位调制比特进行相位比特编码得到。需要说明的是,当目标相位集合中包含的目标相位的种类数D不是2的幂次方时,若直接由多个相位调制比特组合成的目标调相比特,容易出现组成的目标调相比特的个数与目标相位的种类数不匹配的情况。例如某一目标相位集合中包含了三种相位:s1、s2和s3。若直接由2个相位调制比特组成目标待调相符号,则有4种组合方式,包括00、01、10、11。这4种组合方式和三种目标相位无法一一匹配,这就会导致某一种组合方式无法被充分利用到,造成了数据资源的浪费。因此,网络设备需要对上述N31个相位调制比特进行相位比特编码,以得到N3个第二比特,这样可使得基于N3个第二比特确定出的目标调相比特和N4个目标相位一一对应,不会出现数据资源浪费的情况。例如,假设网络设备获取到10个相位调制比特,如比特序列1011001110。待调相符号对应的目标相位集合中包含了三种相位:s1、s2和s3。网络设备可先对上述10个相位调制比特进行移位,以得到比特序列0101100111,再对比特序列1011001110和比特序列0101100111进行与操作,以得到比特序列0001000110。最后将比特序列1011001110中的每一位比特和比特序列0001000110中相应位置的比特进行组合,如将比特序列1011001110 中的第一位比特与比特序列0001000110中的第一位比特组合,总共可得到10中比特组合(即得到10个目标调相比特),包括10,00,10,11,00,00,10,11,11,00。上述10个比特组合中仅包含三种组合类型:00,01,11,分别与目标相位s1、s2和s3一一对应,这样就可避免目标调相比特与目标相位无法一一匹配的情况发生。
[0062]
在一些可行的实施方式中,网络设备在对编码过程进行参数初始化时,可基于预设信号功率确定出用于相位调制的第二比特的个数N3。可选的,具体实现中,网络设备可基于预设信号功率、预先设定的DM编码输出的符号对应的信号功率确定出待调相符号的个数N4。例如,预先设定DM编码输出的符号有10个,其中信号功率为第一功率的符号有2个,为第二功率的符号有3个,信号功率为第三功率的符号有5个。则网络设备在获取到预设信号功率后(这里假设预设信号功率包括第二功功率和第三功率)可根据预设信号功率从上述10个符号确定出8个待调相符号。然后,网络设备可根据各待调相符号对应的目标相位集合中包含的目标相位的种类数D确定出各待调相符号对应的目标调相比特的位数。具体的,以N4个待调相符号中任意一个待调相符号i为例,网络设备可确定出所述待调相符号i对应的目标相位集合中相位的种类数D。然后根据所述相位的种类数D确定出所述待调相符号i对应的目标调相比特的位数。这里,所述目标调相比特的位数为log 2(D)向上取整后的值。根据相位的种类数D直接确定待调相符号对应的目标调相比特的位数,该方法过程简单,易于实现,可降低整个调制方法的设计复杂度。最后,网络设备根据所述待调相符号的个数N4和所述各待调相符号对应的目标调相比特的位数确定出用于相位调制的第二比特的个数N3。
[0063]
S103,对N4个第二符号和N2个第一符号中除N4个待调相符号以外的N2-N4个第一符号进行二值标记BL编码,以得到N5个BL编码输出比特。
[0064]
在一些可行的实施方式中,网络设备在获取到上述N4个待调相符号后,可对N4个第二符号和N2个第一符号中除N4个待调相符号以外的N2-N4个第一符号进行二值标记BL编码,以得到N5个BL编码输出比特。具体实现中,网络设备可根据N2个第一符号对应的信号功率的种类确定出每个符号映射得到的比特数。例如,假设N2个第一符号对应的信号功率包括第一功率、第二功率和第三功率,则上述N4个第二符号和N2个第一符号中除N4个待调相符号以外的N2-N4个第一符号对应的信号功率也包括第一信号功率、第二信号功率和第三信号功率。因此,网络设备需要将每个符号映射成2个比特,比如,第一功率的符号映射成00,第二功率的符号映射成01,第三功率的符号映射成11,这样才可使得上述N2个符号与其BL编码后得到的BL编码输出比特一一对应。
[0065]
S104,对N5个BL编码输出比特进行前向纠错FEC编码,以得到N6个FEC冗余比特。
[0066]
在一些可行的实施方式中,网络设备在获取到上述N5个BL编码输出比特后,可对上述N5个BL编码输出比特进行FEC编码,以得N6个FEC冗余比特。这里,上述FEC冗余比特的个数由FEC编码对应的映射关系确定。
[0067]
可选的,在具体实现中,网络设备还可获取到N7个象限选择比特,上述N7个象限选择比特可用于后续QAM映射过程中为QAM映射得到的星座点进行象限选择。终端在获取到上述N7象限选择比特后,可对上述N5个BL编码输出比特和N7个象限选择比特进行 FEC编码,以得到N6个FEC冗余比特。这里,上述BL编码输出比特的个数N5和象限选择比特N7以及FEC冗余比特N6之间存在固定约束关系,即N5=N6+N7。
[0068]
S105,基于N6个FEC冗余比特和N5个BL编码输出比特进行QAM映射,以得到N2个目标QAM信号。
[0069]
在一些可行的实施方式中,网络设备在获取到上述N6个FEC冗余比特和N5个BL编码输出比特后,可基于上述N6个FEC冗余比特和N5个BL编码输出比特进行QAM映射,以得到N2个目标QAM信号。
[0070]
可选的,具体实现中,当仅需要将上述N5个BL编码输出比特映射成目标星座图中某一象限内的星座点对应的QAM信号时,网络设备可先将N5个BL输出比特映射到一个复平面上,形成N2个复数调制符号。其中,每个复数调制符号对应的数学表达式的实部可对应目标星座图的水平坐标,即I分量或者同相分量。每个复数调制符号对应的数学表达式的虚部可对应目标星座图的垂直坐标,即Q分量或者正交分量。然后,网络设备可对每个复数符号的I分量和Q分量分别调制在相互正交的两个载波上,以得到N5个BL编码输出比特对应的N2个目标QAM信号。同时,网络设备可将上述N6个FEC冗余比特调制成多个QAM信号,使得后续解调后能得到N6个纠错比特,以对解调后的多个第一比特和多个第二比特进行纠错。
[0071]
可选的,具体实现中,当需要将上述N5个BL编码输出比特映射成目标星座图中各象限内的星座点时,网络设备先可将上述N7个象限选择比特和上述N6个冗余比特确定为N8个目标象限选择比特,这里,N8=N7+N6。然后,网络设备可将N5个BL编码输出比特映射成N2个QAM信号,具体过程可参见上文叙述的将N5个BL编码输出比特映射成N2个目标QAM信号的过程,此处便不再赘述。其后,网络设备可根据N8个目标象限选择比特确定出上述N2个QAM信号对应的星座点在目标星座图中所处象限的位置,继而得到N2个目标QAM信号。这里,需要说明的是,确认一个QAM信号对应的星座点所在象限位置需要的目标象限选择比特的个数由目标星座图中象限的种类数确定。例如,象限种类数为m,则需要的目标象限选择比特的个数可为log 2(m)向上取整后的值。
[0072]
可选的,在网络设备确定出上述N2个目标QAM信号后,网络设备可发送上述N2个目标QAM信号。例如,以光信号传输为具体实施场景,网络设备可先对上述N2个目标QAM信号进行电光转换,以得到上述N2个目标QAM信号的对应的光信号。其后,网络设备可通过预设的信道发送上述N2个目标QAM信号的对应的光信号。
[0073]
在本发明实施例中,在基于概率整形的QAM信号调制过程中,网络设备采用DM编码和易于实现的相位调制相结合的方式代替了直接DM编码方式,使得在调制相同比特数据的情况下,DM编码和相位调制相结合的方式中DM编码过程相比于直接DM编码过程的映射深度更小,复杂度明显降低。进而使得基于概率整形的QAM信号调制方法的复杂度得到减少,使得基于概率整形的QAM信号调制方法效率高、适用性强。
[0074]
实施例二
[0075]
请一并参见图3,图3是本发明实施例提供的一种QAM信号解调方法,该QAM信号解调方法与实施例一中描述的QAM信号调制方法相对应,用于对上述QAM信号解调方法调制得到的一个或者多个QAM信号进行解调,以得到多个第一比特或第二比特。该方法 可由光收发器等具备QAM信号解调功能的网络设备执行,为方便理解和描述,本实施例中以网络设备为执行主体进行描述。上述QAM信号解调方法包括步骤:
[0076]
S201,对N2个QAM信号进行QAM解映射,以得到N9个QAM解映射比特。
[0077]
在一些可行的实施方式中,网络设备在获取到N2个QAM信号后,对上述N2个QAM信号进行解映射,以得到N9个QAM解映射比特。这里,上述N9个QAM接映射比特中至少包括N6个FEC冗余比特。
[0078]
具体实现中,网络设备可通过正交相干解调方法对上述N2个QAM信号进行解调,以得到N2个QAM信号中各QAM信号对应的同相分量和正交分量。然后将各QAM信号对应的同相分量和正交分量进行低通滤波,以得到各分量对应的包络波形。其后,网络设备可对各QAM信号对应的同相分量和正交分量的包络波形进行采样判决,以得到各QAM信号对应的二进制矩形波形,最后对各QAM信号对应的二进制波形进行变换,以得到N2个QAM信号对应的N9个解映射比特。需要说明的是,上述N9个解映射比特中至少包括N6个冗余比特,网络设备可根据上述N6个冗余比特进行差错检测,以保证其获取到的QAM信号的有效性。
[0079]
S202,对N9个QAM解映射比特进行FEC解码,以得到N10个FEC解码比特。
[0080]
在一些可行的实施方式中,网络设备在获取到上述N9个QAM解映射比特后,可对上述N9个QAM解映射比特进行FEC解码,以得到N9个QAM解映射比特对应的N10个FEC解码比特。其中,上述N10个FEC解码比特中至少包括N5个BL编码输出比特。可选的,若在N2QAM信号的调制过程中使用到了N7个象限选择比特,则上述N10个FEC解码比特中还应包括N7个象限选择比特。
[0081]
S203,对N10个FEC解码比特中包括的N5个BL编码输出比特进行BL解码,以得到N2个BL解码符号。
[0082]
在一些可行的实施方式中,网络设备在获取到上述N5个BL编码输出比特后,可基于预设的符号与BL编码输出比特之间的映射关系确定上述N5个BL编码输出比特对应的N2个BL解码符号。这里,上述预设的符号与BL编码输出比特之间的映射关系即为实施例一中描述的BL编码过程对应的映射关系。
[0083]
S204,对N2个BL解码符号进行功率判决,以得到N2个BL解码符号对应的N2个第一符号。
[0084]
在一些可行的实施方式中,网络设备在获取到上述N2个解码符号后,可对上述N2个BL解码符号进行功率判决,以得到上述N2个BL解码符号对应的N2个第一符号。具体实现中,下面以网络设备对N2个BL解码符号中任一BL解码符号x的功率判决过程为例,对N2个BL解码符号的功率判决过程进行叙述。网络设备可先计算出BL解码符号x对应的实际信号功率。然后,网络设备可判断上述BL解码符号x对应的实际信号功率是否在预设的第一功率对应的判决范围内,上述第一功率对应的判决范围由上述第一功率和预设的误差值确定。例如,假设第一功率为a,预设的误差值为±b,则上述第一功率对应的判决范围即为[a-b,a+b]。若网络设备确定出上述BL解码符号x对应的实际信号功率在上述第一功率对应的判决范围内,则可判断得到上述BL解码符号x对应的信号功率为第一功率,即BL解码符号x对应的信号功率为a。若网络设备确定出上述BL解码符号x对应的实际 信号功率不在上述第一功率对应的判断范围内,则网络设备可继续判断上述BL解码符号x对应的实际信号功率是否在其他功率对应的判决范围内,具体过程可参见如上,此处便不再赘述。网络设备重复上述操作,即可完成对上述N2个BL解码符号的功率判决,以得到N2个BL解码符号对应的N2个第一符号。
[0085]
S205,根据预设的DM编码映射关系对N2个第一符号进行DM解码,以得到N1个第一比特。
[0086]
在一些可行的实施方式中,网络设备在获取到上述N2个第一符号后,可根据预设的DM编码映射关系对上述N2个第一符号进行DM解码,以得到N1个第一比特。这里,上述预设的DM编码映射关系即为实施例一中描述的DM编码过程对应的映射关系。
[0087]
S206,从N2个BL解码符号中确定出N4个信号功率为预设信号功率的第二符号,并对N4个信号功率为预设信号功率的第二符号进行相位解调,以得到N3个第二比特。
[0088]
在一些可行的实施方式中,网络设备在获取到上述N2个BL解码符号后,可从N2个BL解码符号中确定出N4个信号功率为预设信号功率的第二符号,并对N4个信号功率为预设信号功率的第二符号进行相位解调,以得到N3个第二比特。
[0089]
具体实现中,网络设备可确定出上述N2个BL解码符号中各解码符号对应的信号功率。然后,网络设备可获取设定的预设信号功率,再将各解码符号对应的信号功率与上述预设信号功率进对比,以选择出N4个信号功率为预设信号功率的BL解码符号,并确定为N4个第二符号。这里,上述预设信号功率可包多种信号功率。下面以上述N4个第二符号任意一个第二符号p的相位解调过程为例,以描述网络设备对N4个第二符号进行相位解调得到N3个第二比特的过程。网络设备可对所述第二符号p进行相位解调,以得到所述第二符号p对应的目标调相比特。这里,所述目标调相比特用于从预设的目标相位集合中确定出第二符号p对应的相位,所述目标调相比特的比特位数至少为1,不同信号功率的第二符号对应的目标调相比特的位数不同。具体的,网络设备可确定出第二符号p对应的目标相位,再根据实施例一中描述的相位调制过程所确定的目标调相比特和目标相位之间的对应关系确定出第二符号p对应的目标调相比特。同理,网络设备可对所述N4个信号功率为预设信号功率的第二符号中各第二符号执行上述相位解调操作,可得到N4个目标调相比特。由于目标调相比特使用一个或者多个第二比特构成,因此,网络设备可直接将上述N4个目标调相比特确定为N3个第二比特。
[0090]
可选的,网络设备在获取到上述N3个第二比特后,还可根据实施例一中描述的相位比特编码过程对应的映射关系对上述N3个第二比特进行相位比特解码,以得到需要进行相位比特编码的N31个相位调制比特。
[0091]
可选的,在网络设备对N2个QAM信号进行QAM解映射之前,网络设备可先接收上述N2个QAM信号。例如,以光信号传输为具体实施场景,网络设备可通过预设信道接收到一系列光信号,然后对这一些列光信号进行光电转换,以得到这一系列光信号对应的N2个QAM信号。
[0092]
在本发明实施例中,提供了与实施例一种所描述的QAM信号调制方法相对应的QAM信号解调方法。网络设备通过采用DM解码和易于实现的相位解调相结合的方式对基于上述QAM信号调制方法调制得到的QAM信号进行了准确且有效的信号解调。可使得基于概 率整形的QAM信号调制和解调方法的复杂度得到减少,使得基于概率整形的QAM信号调制和解调方法效率高、适用性强。
[0093]
实施例三
[0094]
请参见图4,图4是本发明实施例提供的一种QAM信号调制装置一结构示意图。上述QAM信号调制装置包括:
[0095]
DM编码单元101,用于对N1个第一比特进行分布匹配DM编码,以得到N2个第一符号。这里,所述N2个第一符号对应的信号功率至少包括第一功率和第二功率。
[0096]
相位调制单元102,用于从所述DM编码单元101得到的所述N2个第一符号中确定出信号功率为预设信号功率的N4个待调相符号,并基于N3个第二比特对所述N4个待调相符号进行相位调制,以得到N4个第二符号。这里,所述预设信号功率为所述N2个第一符号对应的部分或者全部的信号功率。
[0097]
BL编码单元103,用于对所述相位调制单元102得到的所述N4个第二符号和所述DM编码单元得到的所述N2个第一符号中除所述N4个待调相符号以外的N2-N4个第一符号进行二值标记BL编码,以得到N5个BL编码输出比特。
[0098]
FEC编码单元104,用于用于对所述BL编码单元103得到的所述N5个BL编码输出比特进行前向纠错FEC编码,以得到N6个FEC冗余比特。
[0099]
QAM映射单元105,用于基于所述FEC编码单元104得到的所述N6个FEC冗余比特和所述BL编码单元得到的所述N5个BL编码输出比特进行正交振幅调制QAM映射,以得到N2个目标QAM信号。
[0100]
在一些可行的实施方式中,所述相位调制单元102用于:
[0101]
对所述N4个待调相符号中任意一个待调相符号i执行以下相位调制操作:获取所述待调相符号i对应的目标调相比特的比特位数Ti,。根据所述待调相符号i在所述N4个待调相符号中的目标位置和所述比特位数Ti从N3个第二比特中确定出所述待调相符号i对应的目标调相比特j。这里,所述目标调相比特j中包括Ti个第二比特。根据所述目标调相比特j从所述待调相符号i对应的目标相位集合中确定出所述待调相符号i对应的目标相位s。根据所述目标相位s对所述待调相符号i进行相位调制,以得到所述待调相符号i对应的第二符号。
[0102]
根据对所述N4个待调相符号中各待调相符号执行所述相位调制操作得到的第二符号确定出所述N4个待调相符号对应的N4个第二符号。
[0103]
在一些可行的实施方式中,请一并参见图5,图5是本发明实施例提供的QAM信号调制方法另一结构示意图。由图5可知,所述QAM信号调制装置还包括:
[0104]
相位比特编码单元106,用于获取N31个相位调制比特,对所述N31个相位调制比特进行相位比特编码,以得到N3个第二比特。这里,所述N3个第二比特中包括N4个目标调相比特。
[0105]
在一些可行的实施方式中,请一并参见图6,图6是本发明实施例提供的QAM信号调制方法又一结构示意图。由图6可知,所述QAM信号调制装置还包括:
[0106]
参数匹配单元107,用于根据预设信号功率确定出用于相位调制的第二比特的个数N3。
[0107]
在一些可行的实施方式中,所述参数匹配单元107用于:
[0108]
基于预设信号功率、所述DM编码单元101输出的符号对应的信号功率确定出待调相符号的个数N4。确定出N4个待调相符号中各待调相符号对应的目标调相比特的位数。其中,所述目标调相比特用于从预设的目标相位集合中确定出待调相符号对应的目标相位,不同信号功率的待调相符号对应的目标相位集合不同。根据所述待调相符号的个数N4和所述各待调相符号对应的目标调相比特的位数确定出用于相位调制的第二比特的个数N3。
[0109]
在一些可行的实施方式中,所述参数匹配单元107用于:
[0110]
对所述N4个待调相符号中任意一个待调相符号i执行以下目标调相比特的位数确定操作:
[0111]
确定出所述待调相符号i对应的目标相位集合中相位的种类数S。根据所述相位的种类数S确定出所述待调相符号i对应的目标调相比特的位数。其中,所述目标调相比特为所述N3个第二比特中用于确定某一待调相符号对应的目标相位的一个或者多个第二比特,所述目标调相比特的位数为log 2(D)向上取整后的值。根据对所述N4个待调相符号中各待调相符号执行的目标调相比特的位数确定操作得到所述各待调相符号对应的目标调相比特的位数。
[0112]
在一些可行的实施方式中,所述FEC编码单元104用于:
[0113]
基于N7个象限选择比特对所述BL编码单元103得到的所述N5个BL编码输出比特进行前项纠错FEC编码,以得到N6个FEC冗余比特。
[0114]
在一些可行的实施方式中,所述QAM映射单元105用于:
[0115]
根据所述FEC编码单元104得到的所述N6个FEC冗余比特和所述N7个象限选择比特确定出N8个目标象限选择比特。其中,N8=N6+N7。根据所述N8个目标象限选择比特对所述BL编码单元103得到的所述N5个BL编码输出比特进行正交振幅调制QAM映射,以得到N2个目标QAM信号。
[0116]
在一些可行的实施方式中,请一并参见图7,图7是本发明实施例提供的QAM信号调制装置又一结构示意图。由图7可知,上述QAM信号调制装置还可包括发送单元108。
[0117]
上述发送单元108用于发送上述QAM映射单元105确定的N2个目标QAM信号。
[0118]
在一些可行的实施方式中,DM编码单元101在获取到N1个第一比特后,可对N1个第一比特进行DM编码,以将上述N1个第一比特编码成N2个第一符号。具体DM编码过程可参见实施例一步骤S101中所描述的DM编码过程,此处便不再赘述。其后,相位调制单元102可从上述N2个第一符号中确定出信号功率为预设信号功率的N4个待调相符号,并基于N3个第二比特对N4个待调相符号进行相位调制,以得到N4个第二符号。具体过程可参见实施例一中步骤S102所描述的根据N2个第一符号确定出N4个第二符号的过程,此处便不再赘述。可选的,相位调制单元102可根据预设的目标星座图确定出上述预设信号功率。可选的,参数匹配单元107可基于预设信号功率确定出用于相位调制的第二比特的个数N3。具体过程可参见实施例一步骤S102中描述的第二比特个数N3的确定过程,此处便不再赘述。然后,BL编码单元103可对N4个第二符号和N2个第一符号中除N4个待调相符号以外的N2-N4个第一符号进行二值标记BL编码,以得到N5个BL编码输出比特。具体过程可参见上述实施例一中步骤S103所描述的BL编码的过程,此处便不再赘述。然后,FEC编码单元104可对N5个BL编码输出比特进行前向纠错FEC编码,以得到N6 个FEC冗余比特。具体过程可参见实施例一种步骤S104所描述的FEC编码的过程,此处不再赘述。这里,可选的,FEC编码单元104还可对N5个BL编码输出比特和N7个象限选择比特进行FEC编码,以得到N6个FEC冗余比特。最后,QAM映射单元105可基于N6个FEC冗余比特和N5个BL编码输出比特进行QAM映射,以得到N2个目标QAM信号。可选的,在QAM映射单元105确定出N2个目标信号后,发送单元108还可发送上述N2个QAM信号。
[0119]
在本发明实施例中,在基于概率整形的QAM信号调制过程中,通过采用DM编码和易于实现的相位调制相结合的方式代替了直接DM编码方式,使得在调制相同比特数据的情况下,DM编码和相位调制相结合的方式中DM编码过程相比于直接DM编码过程的映射深度更小,复杂度明显降低。继而使得基于概率整形的QAM信号调制方法的复杂度得到减少,使得基于概率整形的QAM信号调制方法效率高、适用性强。
[0120]
实施例四
[0121]
请参见图8,图8是本发明实施例提供的QAM信号解调装置一结构示意图。由图8可知,该QAM信号解调装置包括:
[0122]
QAM解映射单元201,用于对N2个QAM信号进行QAM解映射,以得到N9个QAM解映射比特。这里,所述N9个QAM解映射比特中至少包括N6个FEC冗余比特。
[0123]
FEC解码单元202,用于对所述QAM解映射单元201得到的所述N9个QAM解映射比特进行FEC解码,以得到N10个FEC解码比特,其中,所述N10个FEC解码比特中至少包括N5个BL编码输出比特;
[0124]
BL解码单元203,用于对所述FEC解码单元202的到的所述N5个BL编码输出比特进行BL解码,以得到N2个BL解码符号;
[0125]
功率判决单元204,用于对所述BL解码单元203得到的所述N2个BL解码符号进行功率判决,以得到所述N2个BL解码符号对应的N2个第一符号。这里,一个待BL编码符号对应一个第一符号。
[0126]
DM解码单元205,用于根据预设的DM编码映射关系对所述功率判决单元204的到的所述N2个第一符号进行DM解码,以得到N1个第一比特。
[0127]
相位解调单元206,用于从所述BL解码单元得到的所述N2个BL解码符号中确定出N4个信号功率为预设信号功率的第二符号,并对所述N4个信号功率为预设信号功率的第二符号进行相位解调,以得到N3个第二比特。
[0128]
这里,所述N2个第一符号对应的信号功率至少包括第一功率和第二功率,所述预设信号功率为所述N2个第一符号对应的部分或者全部信号功率。
[0129]
在一些可行的实施方式中,所述相位解调单元206用于:
[0130]
对所述N4个信号功率为预设信号功率的第二符号中任意一个第二符号p执行以下相位解调操作:对所述第二符号p进行相位解调,以得到所述第二符号p对应的目标调相比特。其中,所述目标调相比特用于从预设的目标相位集合中确定出第二符号p对应的相位,所述目标调相比特的比特位数至少为1,不同信号功率的第二符号对应的目标调相比特的位数不同。
[0131]
将对所述N4个信号功率为预设信号功率的第二符号中各第二符号执行相位解调操作 得到N4个目标调相比特确定为N3个第二比特。其中,一个目标调相比特中包括至少一个第二比特。
[0132]
在一些可行的实施方式中,请一并参见图9,图9是本发明实施例提供的QAM信号解调装置另一结构示意图。由图9可知,上述QAM信号解调装置还包括:
[0133]
相位比特解码单元207,用于对所述相位解调单元206得到的所述N3个第二比特进行相位比特解码,以得到N31个相位调制比特。
[0134]
在一些可行的实施方式中,所述N10个FEC解码比特中还包括N7个象限选择比特。
[0135]
在一些可行的实施方式中,请一并参见图10,图10是本发明实施例提供的QAM信号解调装置又一结构示意图。由图10可知,上述QAM信号调制装置还可包括接收单元208。上述发送单元208用于接收N2个QAM信号。
[0136]
在一些可行的实施方式中,上述QAM信号解调装置用于执行上述实施例二所述的QAM信号解调方法中的任意一种可能的实现方式,因此也能是实现QAM信号调制方法所具备的有益效果。
[0137]
在本发明实施例中,提供了与实施例三中所描述的QAM信号调制装置相对应的QAM信号解调装置。该装置通过采用DM解码和易于实现的相位解调相结合的方式对基于上述QAM信号调制装置调制得到的QAM信号进行了准确且有效的信号解调。可使得基于概率整形的QAM信号调制和解调方法的复杂度得到减少,使得基于概率整形的QAM信号调制和解调方法效率高、适用性强。
[0138]
请参见图11,图11是本发明实施例提供的一种网络设备的结构示意图。本发明实施例提供的网络设备包括处理器111、存储器112和总线系统113。其中,上述处理器111、存储器112通过总线系统113连接。
[0139]
上述存储器112用于存放程序。具体地,程序可以包括程序代码,程序代码包括计算机操作指令。存储器112包括但不限于是随机存储记忆体(random access memory,RAM)、只读存储器(read-only memory,ROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable programmable read only memory,EPROM)、或便携式只读存储器(compact disc read-only memory,CD-ROM)。图11中仅示出了一个存储器,当然,存储器也可以根据需要,设置为多个。
[0140]
存储器112也可以是处理器111中的存储器,在此不做限制。
[0141]
存储器112存储了如下的元素,可执行模块或者数据结构,或者它们的子集,或者它们的扩展集:
[0142]
操作指令:包括各种操作指令,用于实现各种操作。
[0143]
操作系统:包括各种系统程序,用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。
[0144]
上述处理器111控制网络设备的操作,处理器111可以是一个或多个中央处理器(central processing unit,CPU)。在处理器111是一个CPU的情况下,该CPU可以是单核CPU,也可以是多核CPU。
[0145]
具体的应用中,网络设备的各个组件通过总线系统113耦合在一起,其中总线系统113除包括数据总线之外,还可以包括电源总线、控制总线和状态信号总线等。但是为了清楚说明起见,在图11中将各种总线都标为总线系统113。为便于表示,图11中仅是示意性画出。
[0146]
本发明实施例揭示的QAM信号调制方法,和/或,QAM信号解调方法,可以应用于处理器111中,或者由处理器111实现。处理器111可能是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。
[0147]
本发明的实施例中提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质中存储有指令,当该指令在计算机上运行时,可实现上述实施例一中所描述的一种QAM信号调制方法,也可实现上述实施例二中所描述的一种QAM信号解调方法。
[0148]
上述计算机可读存储介质可以是前述实施例一所述的QAM信号调制装置,或实施例二所述的QAM信号解调装置的内部存储单元。上述计算机可读存储介质也可以是上述网络设备的外部存储设备,例如所述网络设备上配备的插接式硬盘,智能存储卡(smart media card,SMC),安全数字(secure digital,SD)卡,闪存卡(flash card)等。进一步地,上述计算机可读存储介质还可以既包括上述网络设备的内部存储单元也包括外部存储设备。上述计算机可读存储介质用于存储上述计算机程序以及上述网络设备所需的其他程序和数据。上述计算机可读存储介质还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
[0149]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,该流程可以由计算机程序来指令相关的硬件完成,该程序可存储于计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法实施例的流程。而前述的存储介质包括:ROM或随机存储记忆体RAM、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的介质。

权利要求书

[权利要求 1]
一种正交振幅调制QAM信号调制方法,其特征在于,所述方法包括: 对N1个第一比特进行分布匹配DM编码,以得到N2个第一符号,其中,所述N2个第一符号对应的信号功率至少包括第一功率和第二功率; 从所述N2个第一符号中确定出信号功率为预设信号功率的N4个待调相符号,并基于N3个第二比特对所述N4个待调相符号进行相位调制,以得到N4个第二符号,其中,所述预设信号功率为所述N2个第一符号对应的部分或者全部的信号功率; 对所述N4个第二符号和所述N2个第一符号中除所述N4个待调相符号以外的N2-N4个第一符号进行二值标记BL编码,以得到N5个BL编码输出比特; 对所述N5个BL编码输出比特进行前向纠错FEC编码,以得到N6个FEC冗余比特; 基于所述N6个FEC冗余比特和所述N5个BL编码输出比特进行QAM映射,以得到N2个目标QAM信号。
[权利要求 2]
根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于N3个第二比特对所述N4个待调相符号进行相位调制,以得到N4个第二符号包括: 对所述N4个待调相符号中任意一个待调相符号i执行以下相位调制操作: 获取所述待调相符号i对应的目标调相比特的比特位数T i; 根据所述待调相符号i在所述N4个待调相符号中的目标位置和所述比特位数T i从N3个第二比特中确定出所述待调相符号i对应的目标调相比特j,其中,所述目标调相比特j中包括T i个第二比特; 根据所述目标调相比特j从所述待调相符号i对应的目标相位集合中确定出所述待调相符号i对应的目标相位s; 根据所述目标相位s对所述待调相符号i进行相位调制,以得到所述待调相符号i对应的第二符号; 根据对所述N4个待调相符号中各待调相符号执行所述相位调制操作得到的第二符号确定出所述N4个待调相符号对应的N4个第二符号。
[权利要求 3]
根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在所述基于N3个第二比特对所述N4个待调相符号进行相位调制之前,所述方法包括: 获取N31个相位调制比特,对所述N31个相位调制比特进行相位比特编码,以得到N3个第二比特,其中,所述N3个第二比特中包括N4个目标调相比特。
[权利要求 4]
根据权利要求1-3任一项所述的方法,其特征在于,在所述对N1个第一比特进行分布匹配DM编码之前,所述方法还包括: 根据预设信号功率确定出用于相位调制的第二比特的个数N3。
[权利要求 5]
根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据预设信号功率确定出用于相位调制的第二比特的个数N3包括: 基于预设信号功率、DM编码输出的符号对应的信号功率确定出待调相符号的个数N4; 确定出N4个待调相符号中各待调相符号对应的目标调相比特的位数,其中,所述目 标调相比特用于从预设的目标相位集合中确定出待调相符号对应的目标相位,不同信号功率的待调相符号对应的目标相位集合不同; 根据所述待调相符号的个数N4和所述各待调相符号对应的目标调相比特的位数确定出用于相位调制的第二比特的个数N3。
[权利要求 6]
根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述确定N4个待调相符号中各待调相符号对应的目标调相比特的位数包括: 对所述N4个待调相符号中任意一个待调相符号i执行以下目标调相比特的位数确定操作: 确定出所述待调相符号i对应的目标相位集合中相位的种类数D; 根据所述相位的种类数D确定出所述待调相符号i对应的目标调相比特的位数,其中,所述目标调相比特为所述N3个第二比特中用于确定某一待调相符号对应的目标相位的一个或者多个第二比特,所述目标调相比特的位数为log 2(D)向上取整后的值; 根据对所述N4个待调相符号中各待调相符号执行的目标调相比特的位数确定操作得到所述各待调相符号对应的目标调相比特的位数。
[权利要求 7]
根据权利要求1-6任一项所述的方法,其特征在于,所述对所述N5个BL编码输出比特进行前向纠错FEC编码,以得到N6个FEC冗余比特包括: 基于N7个象限选择比特和所述N5个BL编码输出比特进行前向纠错FEC编码,以得到N6个FEC冗余比特。
[权利要求 8]
根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述基于所述N6个FEC冗余比特和所述N5个BL编码输出比特进行正交振幅调制QAM映射,以得到N2个目标QAM信号包括: 根据所述N6个FEC冗余比特和所述N7个象限选择比特确定出N8个目标象限选择比特,其中,N8=N6+N7; 根据所述N8个目标象限选择比特对所述N5个BL编码输出比特进行正交振幅调制QAM映射,以得到N2个目标QAM信号。
[权利要求 9]
一种QAM信号解调方法,其特征在于,所述方法包括: 对N2个QAM信号进行QAM解映射,以得到N9个QAM解映射比特,其中,所述N9个QAM解映射比特中至少包括N6个FEC冗余比特; 对所述N9个QAM解映射比特进行FEC解码,以得到N10个FEC解码比特,其中,所述N10个FEC解码比特中至少包括N5个BL编码输出比特; 对所述N5个BL编码输出比特进行BL解码,以得到N2个BL解码符号; 对所述N2个BL解码符号进行功率判决,以得到所述N2个BL解码符号对应的N2个第一符号,其中,一个BL解码符号对应一个第一符号; 根据预设的DM编码映射关系对所述N2个第一符号进行DM解码,以得到N1个第一比特; 从所述N2个BL解码符号中确定出N4个信号功率为预设信号功率的第二符号,并对所述N4个第二符号进行相位解调,以得到N3个第二比特; 其中,所述N2个第一符号对应的信号功率至少包括第一功率和第二功率,所述预设 信号功率为所述N2个第一符号对应的部分或者全部信号功率。
[权利要求 10]
根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述对所述N4个第二符号进行相位解调,以得到N3个第二比特包括: 对所述N4个第二符号中任意一个第二符号p执行以下相位解调操作: 对所述第二符号p进行相位解调,以得到所述第二符号p对应的目标调相比特,其中,所述目标调相比特用于从预设的目标相位集合中确定出第二符号p对应的相位,所述目标调相比特的比特位数至少为1,不同信号功率的第二符号对应的目标调相比特的位数不同; 将对所述N4个信号第二符号中各第二符号执行相位解调操作得到N4个目标调相比特确定为N3个第二比特,其中,一个目标调相比特中包括至少一个第二比特。
[权利要求 11]
根据权利要求9或10所述的方法,其特征在于,所述方法还包括: 对所述N3个第二比特进行相位比特解码,以得到N31个相位调制比特。
[权利要求 12]
根据权利要求9-11任一项所述的方法,其特征在于,所述N10个FEC解码比特中还包括N7个象限选择比特。
[权利要求 13]
一种QAM信号调制装置,其特征在于,所述装置包括: DM编码单元,用于对N1个第一比特进行分布匹配DM编码,以得到N2个第一符号,其中,所述N2个第一符号对应的信号功率至少包括第一功率和第二功率; 相位调制单元,用于从所述DM编码单元得到的所述N2个第一符号中确定出信号功率为预设信号功率的N4个待调相符号,并基于N3个第二比特对所述N4个待调相符号进行相位调制,以得到N4个第二符号,其中,所述预设信号功率为所述N2个第一符号对应的部分或者全部的信号功率; BL编码单元,用于对所述相位调制单元得到的所述N4个第二符号和所述DM编码单元得到的所述N2个第一符号中除所述N4个待调相符号以外的N2-N4个第一符号进行二值标记BL编码,以得到N5个BL编码输出比特; FEC编码单元,用于对所述BL编码单元得到的所述N5个BL编码输出比特进行前向纠错FEC编码,以得到N6个FEC冗余比特; QAM映射单元,用于基于所述FEC编码单元得到的所述N6个FEC冗余比特和所述BL编码单元得到的所述N5个BL编码输出比特进行正交振幅调制QAM映射,以得到N2 -个目标QAM信号。
[权利要求 14]
根据权利要求13所述的装置,其特征在于,所述相位调制单元用于: 对所述N4个待调相符号中任意一个待调相符号i执行以下相位调制操作: 获取所述待调相符号i对应的目标调相比特的比特位数T i,; 根据所述待调相符号i在所述N4个待调相符号中的目标位置和所述比特位数T i从N3个第二比特中确定出所述待调相符号i对应的目标调相比特j,其中,所述目标调相比特j中包括T i个第二比特; 根据所述目标调相比特j从所述待调相符号i对应的目标相位集合中确定出所述待调相符号i对应的目标相位s; 根据所述目标相位s对所述待调相符号i进行相位调制,以得到所述待调相符号i对应的第二符号; 根据对所述N4个待调相符号中各待调相符号执行所述相位调制操作得到的第二符号确定出所述N4个待调相符号对应的N4个第二符号。
[权利要求 15]
根据权利要求13或14所述的装置,其特征在于,所述装置还包括: 相位比特编码单元,用于获取N31个相位调制比特,对所述N31个相位调制比特进行相位比特编码,以得到N3个第二比特,其中,所述N3个第二比特包括N4个目标调相比特。
[权利要求 16]
根据权利要求15所述的装置,其特征在于,所述装置还包括: 参数匹配单元,用于根据预设信号功率确定出用于相位调制的第二比特的个数N3。
[权利要求 17]
根据权利要求16所述的装置,其特征在于,所述参数匹配单元用于: 基于预设信号功率、所述DM编码单元输出的符号对应的信号功率确定出待调相符号的个数N4; 确定出N4个待调相符号中各待调相符号对应的目标调相比特的位数,其中,所述目标调相比特用于从预设的目标相位集合中确定出待调相符号对应的目标相位,不同信号功率的待调相符号对应的目标相位集合不同; 根据所述待调相符号的个数N4和所述各待调相符号对应的目标调相比特的位数确定出用于相位调制的第二比特的个数N3。
[权利要求 18]
根据权利要求17所述的装置,其特征在于,所述参数匹配单元用于: 对所述N4个待调相符号中任意一个待调相符号i执行以下目标调相比特的位数确定操作: 确定出所述待调相符号i对应的目标相位集合中相位的种类数D; 根据所述相位的种类数D确定出所述待调相符号i对应的目标调相比特的位数,其中,所述目标调相比特为所述N3个第二比特中用于确定某一待调相符号对应的目标相位的一个或者多个第二比特,所述目标调相比特的位数为log 2(D)向上取整后的值; 根据对所述N4个待调相符号中各待调相符号执行的目标调相比特的位数确定操作得到所述各待调相符号对应的目标调相比特的位数。
[权利要求 19]
根据权利要求13-18任一项所述的装置,其特征在于,所述FEC编码单元用于: 基于N7个象限选择比特对所述BL编码单元得到的所述N5个BL编码输出比特进行前向纠错FEC编码,以得到N6个FEC冗余比特。
[权利要求 20]
根据权利要求19所述的装置,其特征在于,所述QAM映射单元用于: 根据所述FEC编码单元得到的所述N6个FEC冗余比特和所述N7个象限选择比特确定出N8个目标象限选择比特,其中,N8=N6+N7; 根据所述N8个目标象限选择比特对所述BL编码单元得到的所述N5个BL编码输出比特进行正交振幅调制QAM映射,以得到N2个目标QAM信号。
[权利要求 21]
一种QAM信号解调装置,其特征在于,所述装置包括: QAM解映射单元,用于对N2个QAM信号进行QAM解映射,以得到N9个QAM解映射比特,其中,所述N9个QAM解映射比特中至少包括N6个FEC冗余比特; FEC解码单元,用于对所述QAM解映射单元的到的所述N9个QAM解映射比特进行FEC解码,以得到N10个FEC解码比特,其中,所述N10个FEC解码比特中至少包括 N5个BL编码输出比特; BL解码单元,用于对所述FEC解码单元得到的所述N5个BL编码输出比特进行BL解码,以得到N2个BL解码符号; 功率判决单元,用于对所述BL解码单元得到的所述N2个BL解码符号进行功率判决,以得到所述N2个BL解码符号对应的N2个第一符号,其中,一个BL解码符号对应一个第一符号; DM解码单元,用于根据预设的DM编码映射关系对所述功率判决单元的到的所述N2个第一符号进行DM解码,以得到N1个第一比特; 相位解调单元,用于从所述BL解码单元得到的所述N2个BL解码符号中确定出N4个信号功率为预设信号功率的第二符号,并对所述N4个信号功率为预设信号功率的第二符号进行相位解调,以得到N3个第二比特; 其中,所述N2个第一符号对应的信号功率至少包括第一功率和第二功率,所述预设信号功率为所述N2个第一符号对应的部分或者全部信号功率。
[权利要求 22]
根据权利要求21所述的装置,其特征在于,所述相位解调单元用于: 对所述N4个信号功率为预设信号功率的第二符号中任意一个第二符号p执行以下相位解调操作: 对所述第二符号p进行相位解调,以得到所述第二符号p对应的目标调相比特,其中,所述目标调相比特用于从预设的目标相位集合中确定出第二符号p对应的相位,所述目标调相比特的比特位数至少为1,不同信号功率的第二符号对应的目标调相比特的位数不同; 将对所述N4个信号功率为预设信号功率的第二符号中各第二符号执行相位解调操作得到N4个目标调相比特确定为N3个第二比特,其中,一个目标调相比特中包括至少一个第二比特。
[权利要求 23]
根据权利要求21或22所述的装置,其特征在于,所述装置还包括: 相位比特解码单元,用于对所述相位解调单元得到的所述N3个第二比特进行相位比特解码,以得到N31个相位调制比特。
[权利要求 24]
根据权利要求21-23任一项所述的装置,其特征在于,所述N10个FEC解码比特中还包括N7个象限选择比特。
[权利要求 25]
一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括存储器、处理器,所述存储器用于存储程序代码,所述处理器用于调用所述存储器存储的程序代码执行如权利要求1-8任一项所述的方法。
[权利要求 26]
一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括存储器、处理器,所述存储器用于存储程序代码,所述处理器用于调用所述存储器存储的程序代码执行如权利要求9-12任一项所述的方法。
[权利要求 27]
一种计算机可读存储介质,其特征在于,包括指令,所述指令在计算机上运行时,使得计算机执行如权利要求1-8任一项所述的方法。
[权利要求 28]
一种计算机可读存储介质,其特征在于,包括指令,所述指令在计算机上运行时,使得计算机执行如权利要求9-12任一项所述的方法。

附图

[ 图 1]  
[ 图 2]  
[ 图 3]  
[ 图 4]  
[ 图 5]  
[ 图 6]  
[ 图 7]  
[ 图 8]  
[ 图 9]  
[ 图 10]  
[ 图 11]