CN106817335B - 一种数字调制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种数字调制方法及装置，用以对待输入含有上采样模块的级联滤波器组的原数据组进行数字调制，实现对原数据组中数据个数的压缩，以提高系统的频谱性能和误码率性能。方法包括：确定原数据组的待压缩数据个数；将原数据组中的数据划分为第一数据组和第二数据组，第一数据组包括的数据符号个数和第二数据组包括的数据符号个数之和，等于将原数据组中的数据按照第一数字调制的阶数划分得到的数据符号个数与原数据组的待压缩数据个数之差；采用第一数字调制对第一数据组中的数据符号进行调制得到第一调制数据组，采用第二数字调制对第二数据组中的数据符号进行调制得到第二调制数据组。

Description

一种数字调制方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种数字调制方法及装置。

背景技术

通信系统中的频谱资源有限，为避免相邻两个信道频谱间的干扰，改善信道间频谱性能，降低误码率，需要将数据信道发送端的数据符号进行上采样、通过波形成形滤波器，把数据符号限制在约定的频带内。

基于这一思想，对于含有上采样模块和滤波器的通信系统的设计，长期演进(LongTerm Evolution，LTE)系统中提出了一种改善信道间频谱性能的方法，即采用数据截短方法获取所需的数据个数，对采用数据截短方法获得的数据加过渡时间窗来优化信道间频谱性能。以图1所示的含有上采样模块和滤波器的通信系统为例，图1中采用单一的数字调制方式，例如正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keying，QPSK)调制方式，对原数据进行数字调制得到复数数据，将复数数据输入级联滤波器。对图1所示的通信系统采用数据截短和加过渡时间窗得到如图2所示的通信系统，以改善信道间频谱性能。

数据截短方法具体包括：对于经过上采样模块和滤波器之后输出的数据，将该数据的首尾各截去多余数据个数的一半，获得所需的数据个数，其中，多余数据个数与滤波器系数个数有关，即多余数据个数等于滤波器系数个数减去1。采用数据截短方法能够获取所需的数据个数，实现滤波器输出数据时的数据符号采样率与数据输入滤波器时的数据符号采样率的比值，等于滤波器对应的上采样倍数。但采用数据截短方法会产生频谱泄漏，导致截短后数据频谱性能大幅下降，因此需要对采用数据截短获得的数据的首尾加过渡时间窗，来改善数据频谱性能，但加过渡时间窗会引起数据误码率(Bit Error Rate，BER)增大，降低系统误码率性能。并且，随着过渡时间窗的窗长度的增大，系统频谱性能逐渐提高，但系统误码率性能逐渐降低，使得系统的频谱性能和误码率性能存在不可调和的矛盾问题。

综上所述，对于含有上采样模块和滤波器的通信系统，采用现有技术中数据截短和加过渡时间窗的方法，不能同时兼顾系统的频谱性能和误码率性能。

发明内容

本发明实施例提供了一种数字调制方法及装置，用以对待输入含有上采样模块的级联滤波器组的原数据组进行数字调制，实现对原数据组中数据个数的压缩，以提高系统的频谱性能和误码率性能。

第一方面，本发明实施例提供的一种数字调制方法，用于对待输入含有上采样模块的级联滤波器组的原数据组进行组合数字调制，包括：

确定所述原数据组的待压缩数据个数；

将所述原数据组中的数据划分为第一数据组和第二数据组；所述第一数据组中每个数据符号的比特位数等于第一数字调制的阶数对应的数据符号的比特位数，所述第二数据组中每个数据符号的比特位数等于第二数字调制的阶数对应的数据符号的比特位数，所述第一数字调制的阶数低于所述第二数字调制的阶数，所述第一数据组包括的数据符号个数和所述第二数据组包括的数据符号个数之和，等于将所述原数据组中的数据按照所述第一数字调制的阶数划分得到的数据符号个数与所述原数据组的待压缩数据个数之差；

采用所述第一数字调制对所述第一数据组中的数据符号进行调制得到第一调制数据组，采用所述第二数字调制对所述第二数据组中的数据符号进行调制得到第二调制数据组，所述第一调制数据组和所述第二调制数据组构成对所述原数据组进行调制后得到的调制数据组；所述级联滤波器组输出所述调制数据组时的数据符号采样率与所述调制数据组输入所述级联滤波器组时的数据符号采样率的比值，等于所述级联滤波器组对应的上采样总倍数。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，确定所述原数据组的待压缩数据个数，包括：

根据所述级联滤波器组中滤波器个数、每级滤波器的系数个数以及每级滤波器对应的上采样倍数，确定所述原数据组的待压缩数据个数。

结合第一方面和第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，将所述原数据组中的数据划分为第一数据组和第二数据组，包括：

将所述原数据组中的数据按照所述第一数字调制的阶数划分得到M个数据符号；

在所述M个数据符号中选择Q个数据符号；

根据所述第二数字调制的阶数和所述原数据组的待压缩数据个数，将所述Q个数据符号重组得到P个数据符号；

其中，所述P个数据符号构成第二数据组，所述M个数据符号中除选择的Q个数据符号之外的其他N个数据符号构成第一数据组，M、Q、N和P均为正整数，且满足：

M-(N+P)＝所述原数据组的待压缩数据个数。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，将所述Q个数据符号重组得到P个数据符号，包括：

将所述Q个数据符号中预设位置上的数据符号重组至所述Q个数据符号中除预设位置之外的其他位置上的数据符号中，并删除所述预设位置上的数据符号得到所述P个数据符号。

第二方面，本发明实施例提供的一种数字调制装置，用于对待输入含有上采样模块的级联滤波器组的原数据组进行组合数字调制，所述装置包括：

压缩数据确定单元，用于确定所述原数据组的待压缩数据个数；

数据组划分单元，用于将所述原数据组中的数据划分为第一数据组和第二数据组；所述第一数据组中每个数据符号的比特位数等于第一数字调制的阶数对应的数据符号的比特位数，所述第二数据组中每个数据符号的比特位数等于第二数字调制的阶数对应的数据符号的比特位数，所述第一数字调制的阶数低于所述第二数字调制的阶数，所述第一数据组包括的数据符号个数和所述第二数据组包括的数据符号个数之和，等于将所述原数据组中的数据按照所述第一数字调制的阶数划分得到的数据符号个数与所述压缩数据确定单元确定的所述原数据组的待压缩数据个数之差；

数字调制单元，用于采用所述第一数字调制对所述数据组划分单元划分得到的所述第一数据组中的数据符号进行调制得到第一调制数据组，采用所述第二数字调制对所述数据组划分单元划分得到的所述第二数据组中的数据符号进行调制得到第二调制数据组，所述第一调制数据组和所述第二调制数据组构成对所述原数据组进行调制后得到的调制数据组；所述级联滤波器组输出所述调制数据组时的数据符号采样率与所述调制数据组输入所述级联滤波器组时的数据符号采样率的比值，等于所述级联滤波器组对应的上采样总倍数。

结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述压缩数据确定单元具体用于：

根据所述级联滤波器组中滤波器个数、每级滤波器的系数个数以及每级滤波器对应的上采样倍数，确定所述原数据组的待压缩数据个数。

结合第二方面和第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述数据组划分单元具体用于：

将所述原数据组中的数据按照所述第一数字调制的阶数划分得到M个数据符号；

在所述M个数据符号中选择Q个数据符号；

根据所述第二数字调制的阶数和所述压缩数据确定单元确定的所述原数据组的待压缩数据个数，将所述Q个数据符号重组得到P个数据符号；

其中，所述P个数据符号构成第二数据组，所述M个数据符号中除选择的Q个数据符号之外的其他N个数据符号构成第一数据组，M、Q、N和P均为正整数，且满足：

M-(N+P)＝所述原数据组的待压缩数据个数。

结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述数据组划分单元在将所述Q个数据符号重组得到P个数据符号时，具体用于：

将所述Q个数据符号中预设位置上的数据符号重组至所述Q个数据符号中除预设位置之外的其他位置上的数据符号中，并删除所述预设位置上的数据符号得到所述P个数据符号。

本发明实施例中采用组合数字调制模式对原数据组进行数字调制，进而实现将待输入级联滤波器的原数据组中的数据个数压缩至所需的数据个数，使得级联滤波器组输出数据时的数据符号采样率与数据输入级联滤波器组时的数据符号采样率的比值，等于级联滤波器组对应的上采样总倍数。相对于现有技术中对待输入含有上采样模块的级联滤波器组的原数据组采用单一的数字调制模式，本实施例提出的组合数字调制方法，在数据输入含有上采样的级联滤波器之前将数据压缩至所需的数据个数，避免在含有上采样的级联滤波器滤波处理数据过程中，采用现有技术中的数据截短、加过渡时间窗对数据进行处理，克服了采用现有技术导致的误码率与频谱性能两者无法兼顾问题。

附图说明

图1为现有技术提供的一种通信系统架构示意图；

图2为现有技术提供的一种通信系统架构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种通信系统架构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种数字调制方法流程示意图；

图5为分别采用现有技术和本实施例提供的方法产生的系统误码率性能对比示意图；

图6为分别采用现有技术和本实施例提供的方法产生的系统误码率性能对比示意图；

图7为分别采用现有技术和本实施例提供的方法产生的系统频谱性能对比示意图；

图8为采用本实施例提供的方法产生的相同单位频谱性能示意图；

图9为本发明实施例提供的一种数字调制装置结构示意图；

图10为本发明实施例提供的一种数字调制装置结构示意图。

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，本领域普通技术人员在没有做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。

本发明实施例提供一种数字调制方法及装置，用以实现对待输入上采样的级联滤波器组的原数据组进行数字调制，同时提高系统的频谱性能和误码率性能。其中，方法和装置是基于同一发明构思的，由于方法及装置解决问题的原理相似，因此装置与方法的实施可以相互参见，重复之处不再赘述。

本发明实施例涉及含有上采样模块和滤波器的通信系统，以图3所示的通信系统为例，原数据组的采样率为7.5Ksps symbol(表示原数据组每秒输入7500个数据)，经过本实施例提供的组合数字调制模式，例如QPSK调制与16正交振幅(Quadrature AmplitudeModulation，QAM)调制组成的组合数字调制模式，将原数据组中的数据个数压缩至所需的数据个数，并得到调制后的调制数据组(调制数据组中的数据为复数数据)，调制数据组用于输入含有上采样模块的级联滤波器组中。原数据组在经过组合数字调制模式处理过程中数据个数被压缩，因此调制后得到的调制数据组输入级联滤波器组时的数据符号采样率小于3.75Ksps symbol(图2所示的现有技术中输入级联滤波器组的数据采样率为3.75Kspssymbol)，经过级联滤波器组后输出时的数据符号采样率为60Ksps symbol。级联滤波器组的上采样总倍数为16，通过三级滤波器实现，第一级滤波器、第二级滤波器和第三级滤波器分别对应一个上采样模块，这三个上采样模块的上采样倍数依次为4、2、2。上采样过程中，第一级滤波器、第二级滤波器和第三级滤波器分别抑制各自对应的上采样模块在上采样过程中产生的镜像信号，这三级滤波器依次采用67阶根升余弦滤波器、14阶半带滤波器和8阶有限长单位冲激响应(Finite Impulse Response，FIR)形式级联积分梳状(CascadedIntegrator-Comb，CIC)滤波器实现，这三级滤波器各自的系数个数依次为67、15、9，第一级滤波器除了抑制其对应的上采样模块在上采样过程中产生的镜像信号之外，还完成波形成形功能。

相对于现有技术中对待输入上采样的级联滤波器组的原数据组采用单一的数字调制模式，本实施例中采用组合数字调制模式对原数据组进行数字调制，进而实现将该原数据组中的数据个数压缩至所需的数据个数，使得级联滤波器组输出数据时的数据符号采样率与数据输入级联滤波器组时的数据符号采样率的比值，等于级联滤波器组对应的上采样总倍数，避免采用现有技术中的数据截短和加过渡时间窗的方法，能够同时兼顾系统的频谱性能和误码率性能。

现有技术中采用的单一的数字调制模式是指，采用一种数字调制对原数据组进行数字调制，将调制后的原数据组输入上采样的级联滤波器组，在上采样和滤波过程中通过数据截短和加过渡时间窗的方法，将原数据组中的数据个数压缩至所需的数据个数。本发明实施例中采用组合数字调制模式对原数据组进行数字调制，然后将调制后的原数据组输入上采样的级联滤波器组，在输入级联滤波器组之前通过组合数字调制模式，将原数据组中的数据个数压缩至所需的数据个数，在上采样和滤波过程中避免使用数据截短和加过渡时间窗的方法。

本发明实施例采用的组合数字调制模式中可以包括两种或两种以上的数字调制，下面以两种数字调制组成的组合数字调制模式为例，说明本发明实施例提供的一种数字调制方法。

实施例一

如图4所示，本发明实施例提供了一种数字调制方法，用于对待输入含有上采样模块的级联滤波器组的原数据组进行组合数字调制，该方法包括：

S401、确定原数据组的待压缩数据个数；

S402、将原数据组中的数据划分为第一数据组和第二数据组；第一数据组中每个数据符号的比特位数等于第一数字调制的阶数对应的数据符号的比特位数，第二数据组中每个数据符号的比特位数等于第二数字调制的阶数对应的数据符号的比特位数，第一数字调制的阶数低于第二数字调制的阶数，第一数据组包括的数据符号个数和第二数据组包括的数据符号个数之和，等于将原数据组中的数据按照第一数字调制的阶数划分得到的数据符号个数与原数据组的待压缩数据个数之差；

S403、采用第一数字调制对第一数据组中的数据符号进行调制得到第一调制数据组，采用第二数字调制对第二数据组中的数据符号进行调制得到第二调制数据组，第一调制数据组和第二调制数据组构成对原数据组进行调制后得到的调制数据组；级联滤波器组输出调制数据组时的数据符号采样率与调制数据组输入级联滤波器组时的数据符号采样率的比值，等于级联滤波器组对应的上采样总倍数。

本实施例中，采用组合调制模式对待输入含有上采样模块的级联滤波器组的原数据组进行数字调制，待输入含有上采样模块的级联滤波器组的原数据组是指，即将进入含有上采样模块的级联滤波器组的已编码数据组成的数据组。含有上采样模块的级联滤波器组中包括至少一个滤波器、以及与至少一个滤波器一一对应的上采样模块，以下内容将含有上采样模块的级联滤波器组简称为级联滤波器组。

结合图3说明本实施例提供的一种数字调制方法。图3中级联滤波器组对应的上采样总倍数为16，通过三级滤波器实现，第一级滤波器、第二级滤波器和第三级滤波器分别对应一个上采样模块，这三个上采样模块的上采样倍数依次为4、2、2，三级滤波器各自的系数个数依次为67、15、9。

本实施例S401中，根据级联滤波器组中滤波器个数、每级滤波器的系数个数以及每级滤波器对应的上采样倍数，确定原数据组的待压缩数据个数，使得原数据组中的数据个数被压缩确定的待压缩数据个数后，对于级联滤波器组的输出数据符号采样率与级联滤波器组的输入数据符号采样率的比值等于级联滤波器组的上采样总倍数，级联滤波器组的上采样总倍数等于级联滤波器组中每级滤波器对应的上采样倍数的乘积。

根据滤波器数据输出原理：滤波器输出端输出的数据个数＝滤波器输入端输入的数据个数+滤波器的系数个数-1，结合图3，假设第一级上采样模块(第一级滤波器对应的上采样模块)输入端每秒输入数据个数为A，则第一级滤波器输出端每秒输出数据个数为4A+66，第二级滤波器输出端每秒输出数据个数为2*(4A+66)+14，第三级滤波器输出端每秒输出数据个数为2*[2*(4A+66)+14]+8，化简为16A+300。由于级联滤波器的上采样总倍数等于4*2*2＝16，期望的第三级滤波器输出端每秒输出的数据个数为16A，因此相对于期望的16A，目前第三级滤波器输出端每秒输出的数据个数多300，对应的第一级上采样模块的输入端每秒输入数据个数应压缩300/16，近似整数等于19，即原数据组的待压缩数据个数为19，需要通过组合数字调制将原数据组中的数据个数压缩19个。

本实施例S402中，将原数据组中的数据划分为第一数据组和第二数据组，若原数据组中的数据按照第一数字调制的阶数划分得到M个数据符号，第一数据组包括N个数据符号，第二数据组包括P个数据符号，M、N和P均为正整数，则M、N和P满足：

M-(N+P)＝原数据组的待压缩数据个数。

在将原数据组中的数据划分为第一数据组和第二数据组时，可以采用以下两种方式：

方式一

将所述原数据组中的数据按照所述第一数字调制的阶数划分得到M个数据符号；

在所述M个数据符号中选择Q个数据符号；

根据所述原数据组的待压缩数据个数和所述第二数字调制的阶数，将选择的Q个数据符号重组得到P个数据符号；

其中，所述P个数据符号构成第二数据组，所述M个数据符号中除选择的Q个数据符号之外的其他N个数据符号构成第一数据组，即N＝M-Q，M、Q、N和P均为正整数，且满足：

M-(N+P)＝所述原数据组的待压缩数据个数。

方式一种，将选择的Q个数据符号重组得到P个数据符号的方法包括：

将所述Q个数据符号中预设位置上的数据符号重组至所述Q个数据符号中除预设位置之外的其他位置上的数据符号中，并删除所述预设位置上的数据符号得到所述P个数据符号。重组后的该其他位置上的数据符号的总数量即为P，这P个数据符号组成第二数据组，第二数据组中每个数据符号的比特位数等于第二数字调制的阶数对应的数据符号的比特位数。

举例说明，假设：第一数字调制为QPSK调制，第二数字调制为16QAM调制，原数据组中的数据个数为1200，原数据组的待压缩数据个数为19。根据QPSK调制的阶数，QPSK调制中每个数据符号的比特位数为2，因此按照QPSK调制的阶数对原数据组中的数据进行划分得到M＝600个数据符号。为便于对这600个数据符号进行重组压缩，可以将这600个数据符号进行分组实现数据压缩。例如，由于原数据组的待压缩数据个数为19，可以将这600个数据符号从前往后平均分为19组，最后11个数据符号不参与分组，然后将每组中的一个预设位置上的数据符号重组至该组中其他位置上的数据符号中，并删除该预设位置上的数据符号，该重组后的其他位置上的数据符号的比特位数等于16QAM调制的阶数对应的数据符号的比特位数，因此该重组后的其他位置上的数据符号的比特位数为4，进而实现该组中一个预设位置上数据符号的压缩，19组数据即可实现19个数据符号的压缩，这19组数据符号中所有重组后的其他位置上的数据符号组成第二数据组，600个数据符号中除去第二数据组中的数据符号剩余的数据符号组成第一数据组。

需要说明的是，在对这600个数据符号进行重组压缩时，可以采用多种方式将600个数据符号分为19组，每组中的数据符号可以相等或不等，每组实现压缩的数据符号个数可以相等或不等，能够实现将600个数据符号压缩19个数据符号即可。在对这600个数据符号进行重组压缩时，也可以不对这600个数据进行分组，即直接将19个预设位置上的数据符号重组至其他位置上的数据符号中，并删除这19个预设位置上的数据符号，实现将600个数据符号压缩19个数据符号即可。

数据符号重组过程，举例说明(一)

以第一数字调制为QPSK调制、第二数字调制为16QAM调制为例，说明数据符号重组过程。假设原数据组包含的数据(二进制)为0011011001，按照QPSK调制的阶数，将原数据组划分为以下5个数据符号，每个数据符号的比特位数为2：

00 11 01 10 01

将上面数据符号中的第5个数据符号(对应预设位置上的数据符号)“01”重组至第2个数据符号(对应其他位置上的数据符号)“11”中，可选的，将第5个数据符号的高位比特“0”与第2个数据符号的高位比特“1”重组，将第5个数据符号的低位比特“1”与第2个数据符号的高位比特“1”重组，得到重组后的第2个数据符号为“1011”，第2个数据符号的比特位数4等于16QAM调制的阶数对应的数据符号的比特位数4，并在这5个数据符号中删除第5个数据符号，得到下面4个数据符号：

00 1011 01 10

上述4个数据符号中，第1、3、4个数据符号组成第一数据组，采用QPSK调制对第一数据组中的每个数据进行数字调制，假设QPSK调制时0对应0.707，1对应-0.707。第2个数据符号组成第二数据组，采用16QAM调制对第二数据组中的每个数据进行数字调制，假设16QAM调制时00对应2.121，01对应0.707，11对应-0.707，10对应-2.121。上述4个数据符号经过组合数字调制后得到如下结果：

00 1011 01 10 (调制前)

0.707+j0.707 -2.121-j0.707 0.707-j0.707 -0.707+j0.707 (调制后)

上述组合数字调制后的结果(复数数据)即可输入图3所示的级联滤波器中。

数据符号重组过程，举例说明(二)

以第一数字调制为16QAM调制、第二数字调制为64QAM调制为例，说明数据符号重组过程。假设按照16QAM调制的阶数，将原数据组划分得到30个数据符号，需要压缩至29个数据符号，涉及数据符号重组的数据符号如下：

第15个 第20个 第28个

01 10 11 00 1001

将上面数据符号中的第28个数据符号(对应预设位置上的数据符号)“1001”中的每为比特分别重组至第15个数据符号(对应其他位置上的数据符号)的前两位、后两位和第20个数据符号(对应其他位置上的数据符号)的前两位、后两位中“11”中，并在这30个数据符号中删除第28个数据符号，得到下面结果：

第15个 第20个

011 100 110 001

对于压缩后的29个数据符号，第15、20个数据符号组成第二数据组，采用64QAM调制对第二数据组中的每个数据进行数字调制，29个数据符号中除去第15、20个数据符号剩余的数据符号组成第一数据组，采用16QAM调制对第一数据组中的每个数据进行数字调制。

需要说明的是，本实施例中数据符号重组的方法并不局限于实施例中提供的上述方法。

方式二

对于原数据组，可以根据原数据组的待接收的数据个数，随意将原数据组划分为第一数据组和第二数据组，但要求第一数据组中每个数据符号的比特位数等于第一数字调制的阶数对应的数据符号的比特位数，第二数据组中每个数据符号的比特位数等于第二数字调制的阶数对应的数据符号的比特位数。并且，若原数据组中的数据按照第一数字调制的阶数划分得到M个数据符号，第一数据组包括N个数据符号，第二数据组包括P个数据符号，M、N和P满足：

M-(N+P)＝原数据组的待压缩数据个数

举例说明，假设原数据组中包括的数据为0011011001，第一数字调制为QPSK调制，第二数字调制为8QAM调制，原数据组的待压缩数据个数为1。按照QPSK调制的阶数，将原数据组划分为以下5个数据符号，每个数据符号的比特位数为2：

00 11 01 10 01

原数据组的待压缩数据个数为1，按照QPSK+8QAM的组合数据调制模式，将原数据组划分得到4个数据符号，这4个数据符号可以有以下几种形式(但不局限于以下几种个形式)：

第一种：001 101 10 01

第二种：00 110 110 01

第三种：00 110 11 001

在上述任意一种划分形式中，所有比特位数为2的数据符号组成第一数据组，采用QPSK调制对第一数据组中的每个数据进行数字调制得到复数数据，所有比特位数为3的数据符号组成第二数据组，采用8QAM调制对第二数据组中的每个数据进行数字调制得到复数数据，将组合数字调制得到的所有复数数据输入级联滤波器。以第一种划分方式为例，其中，第3个和第4个数据符号组成第一数据组，第1个和第2个数据符号组成第二数据组。

在方式二中，为便于对原数据组中的数据进行重组压缩，可以将原数据组中的数据进行分组实现数据压缩，具体方法参见方式一中内容，此处不再赘述。

本实施例S403中，采用第一数字调制对S402中确定的第一数据组中的数据符号进行调制得到第一调制数据组，采用第二数字调制对S402中确定的第二数据组中的数据符号进行调制得到第二调制数据组，第一调制数据组和所述第二调制数据组构成对所述原数据组进行调制后得到的调制数据组。调制数据组用于输入级联滤波器组，级联滤波器组输出调制数据组时的数据符号采样率与调制数据组输入级联滤波器组时的数据符号采样率的比值，等于级联滤波器组对应的上采样总倍数。

若采用不同的组合数字调制模式，可能导致系统的误码率性能存在差异，因此本实施例中可以根据系统的误码率性能选择适当的组合数字调制模式。

下面以图2所示的现有技术和图3所示的本实施例提供技术方案，对本实施例提供的一种数字调制方法进行仿真分析。

仿真所涉及参数如下，

矩阵实验室(matrix laboratory，Matlab)仿真参数：

码长：600bits

信道：加性高斯白噪声(Additive White Gaussian Noise，AWGN)

编码：1/2码率卷积编码

调制：现有技术采用QPSK调制，本实施例中采用QPSK+16QAM组合调制

解调：硬判决

仿真次数：10000

其中，码长是指数据编码前的二进制长度，输入数据先编码、再调制，然后过上采样、滤波器组。假设仿真采用19组，每组31个数据符号，进过本实施例中的组合数字调制模式后每组30个数据符号，每组最后一位数据符号被压缩去除，新形成的高阶数字调制(第二数字调制)对应的数据符号为第15个数据符号。

仿真结果：

图5所示为分别采用现有技术和本实施例提供的方法产生的系统误码率性能对比示意图，现有技术中采用单一QPSK调制方式、每级滤波器后数据截短、最后滤波输出数据不加过渡时间窗的方法，本实施例提供的方法采用组合数字调制模式。

图6所示为分别采用现有技术和本实施例提供的方法产生的系统误码率性能对比示意图，现有技术中采用单一QPSK调制方式、每级滤波器后不进行数据截短、最后滤波输出数据不加过渡时间窗的方法，本实施例提供的方法采用组合数字调制模式。

图7所示为分别采用现有技术和本实施例提供的方法产生的系统频谱性能对比示意图，现有技术中采用单一QPSK调制方式、每级滤波器后不进行数据截短、最后滤波输出数据不加过渡时间窗的方法，本实施例提供的方法采用组合数字调制模式。

图8所示为采用本实施例提供的方法产生的相同单位频谱性能示意图，本实施例提供的方法采用组合数字调制模式。

仿真结果分析：图5至图8所示的仿真结果表明，本实施例提出的组合数字调制方法，在数据输入含有上采样的级联滤波器之前将数据压缩至所需的数据个数，避免在含有上采样的级联滤波器滤波处理数据过程中，采用现有技术中的数据截短、加过渡时间窗对数据进行处理，克服了采用现有技术导致的误码率与频谱性能两者无法兼顾问题。本实施例中没有采用数据截短方法进而避免了频谱泄漏，使级联滤波器组输出的数据频谱不受损伤，完整地保护了系统的频谱性能。系统的误码率性能对比曲线显示，采用本实施例提出的组合数字调制方法，与采用现有技术中单一数字调制、每级滤波器输出数据不截短、不加过渡时间窗的方法相比，在误码率性能方面存在很小的差异，误码率性能相差0.65dB；采用本实施例提出的组合数字调制方法，与采用现有技术中单一数字调制、每级滤波器输出数据截短、不加过渡时间窗的方法相比，在误码率性能方面存在很小的差异，误码率性能相差0.45dB。

需要说明的是，本发明实施例采用的组合数字调制模式中可以包括两种或两种以上的数字调制，例如采用QPSK+8QAM+16QAM的组合数字调制模式或QPSK+64QAM的组合数字调制模式，能够实现对待输入级联滤波器的数据进行压缩的目的即可。

本实施例中采用组合数字调制模式对原数据组进行数字调制，进而实现将待输入级联滤波器的原数据组中的数据个数压缩至所需的数据个数，使得级联滤波器组输出数据时的数据符号采样率与数据输入级联滤波器组时的数据符号采样率的比值，等于级联滤波器组对应的上采样总倍数。相对于现有技术中对待输入含有上采样模块的级联滤波器组的原数据组采用单一的数字调制模式，本实施例提出的组合数字调制方法，在数据输入含有上采样的级联滤波器之前将数据压缩至所需的数据个数，避免在含有上采样的级联滤波器滤波处理数据过程中，采用现有技术中的数据截短、加过渡时间窗对数据进行处理，克服了采用现有技术导致的误码率与频谱性能两者无法兼顾问题。

实施例二

基于以上实施例，本发明还提供了一种数字调制装置，用于对待输入含有上采样模块的级联滤波器组的原数据组进行组合数字调制。该数字调制装置可以采用图4对应的实施例提供的方法，参阅图9所示，该数字调制装置900包括：压缩数据确定单元901、数据组划分单元902和数字调制单元903。

压缩数据确定单元901，用于确定原数据组的待压缩数据个数；

数据组划分单元902，用于将原数据组中的数据划分为第一数据组和第二数据组；第一数据组中每个数据符号的比特位数等于第一数字调制的阶数对应的数据符号的比特位数，第二数据组中每个数据符号的比特位数等于第二数字调制的阶数对应的数据符号的比特位数，第一数字调制的阶数低于第二数字调制的阶数，第一数据组包括的数据符号个数和第二数据组包括的数据符号个数之和，等于将原数据组中的数据按照第一数字调制的阶数划分得到的数据符号个数与压缩数据确定单元901确定的原数据组的待压缩数据个数之差；

数字调制单元903，用于采用第一数字调制对数据组划分单元902划分得到的第一数据组中的数据符号进行调制得到第一调制数据组，采用第二数字调制对数据组划分单元902划分得到的第二数据组中的数据符号进行调制得到第二调制数据组，第一调制数据组和第二调制数据组构成对原数据组进行调制后得到的调制数据组；级联滤波器组输出调制数据组时的数据符号采样率与调制数据组输入级联滤波器组时的数据符号采样率的比值，等于级联滤波器组对应的上采样总倍数。

可选的，压缩数据确定单元901具体用于：

根据级联滤波器组中滤波器个数、每级滤波器的系数个数以及每级滤波器对应的上采样倍数，确定原数据组的待压缩数据个数。

可选的，数据组划分单元902具体用于：

将原数据组中的数据按照第一数字调制的阶数划分得到M个数据符号；

在M个数据符号中选择Q个数据符号；

根据第二数字调制的阶数和压缩数据确定单元901确定的原数据组的待压缩数据个数，将Q个数据符号重组得到P个数据符号；

其中，P个数据符号构成第二数据组，M个数据符号中除选择的Q个数据符号之外的其他N个数据符号构成第一数据组，M、Q、N和P均为正整数，且满足：

M-(N+P)＝原数据组的待压缩数据个数。

可选的，数据组划分单元902在将Q个数据符号重组得到P个数据符号时，具体用于：

将Q个数据符号中预设位置上的数据符号重组至Q个数据符号中除预设位置之外的其他位置上的数据符号中，并删除预设位置上的数据符号得到P个数据符号。

需要说明的是，本发明实施例中对单元的划分是示意性的，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。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)或处理器(processor)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(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

基于以上实施例，本发明还提供了一种数字调制装置，用于对待输入含有上采样模块的级联滤波器组的原数据组进行组合数字调制。该数字调制装置可采用图4对应的实施例提供的方法，可以是与图9所示的数字调制装置相同的装置。参阅图10所示，该数字调制装置1000包括：处理器1001、收发机1002、总线1003以及存储器1004，其中：

处理器1001、收发机1002以及存储器1004通过总线1003相互连接；总线1003可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，简称EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图10中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

处理器1001用于：

确定原数据组的待压缩数据个数；

将原数据组中的数据划分为第一数据组和第二数据组；第一数据组中每个数据符号的比特位数等于第一数字调制的阶数对应的数据符号的比特位数，第二数据组中每个数据符号的比特位数等于第二数字调制的阶数对应的数据符号的比特位数，第一数字调制的阶数低于第二数字调制的阶数，第一数据组包括的数据符号个数和第二数据组包括的数据符号个数之和，等于将原数据组中的数据按照第一数字调制的阶数划分得到的数据符号个数与原数据组的待压缩数据个数之差；

采用第一数字调制对第一数据组中的数据符号进行调制得到第一调制数据组，采用第二数字调制对第二数据组中的数据符号进行调制得到第二调制数据组，第一调制数据组和第二调制数据组构成对原数据组进行调制后得到的调制数据组；级联滤波器组输出调制数据组时的数据符号采样率与调制数据组输入级联滤波器组时的数据符号采样率的比值，等于级联滤波器组对应的上采样总倍数。

可选的，处理器1001在确定原数据组的待压缩数据个数时，具体用于：

根据级联滤波器组中滤波器个数、每级滤波器的系数个数以及每级滤波器对应的上采样倍数，确定原数据组的待压缩数据个数。

可选的，处理器1001在将原数据组中的数据划分为第一数据组和第二数据组时，具体用于：

将原数据组中的数据按照第一数字调制的阶数划分得到M个数据符号；

在M个数据符号中选择Q个数据符号；

根据第二数字调制的阶数和原数据组的待压缩数据个数，将Q个数据符号重组得到P个数据符号；

其中，P个数据符号构成第二数据组，M个数据符号中除选择的Q个数据符号之外的其他N个数据符号构成第一数据组，M、Q、N和P均为正整数，且满足：

M-(N+P)＝原数据组的待压缩数据个数。

可选的，处理器1001在将Q个数据符号重组得到P个数据符号时，具体用于：

将Q个数据符号中预设位置上的数据符号重组至Q个数据符号中除预设位置之外的其他位置上的数据符号中，并删除预设位置上的数据符号得到P个数据符号。

收发机1002用于将待输入含有上采样模块的级联滤波器组的原数据组发送至处理器1001，以及用于将处理器1001处理得到的调制数据组输入级联滤波器组中。

存储器1004，用于存放程序等。具体地，程序可以包括程序代码，该程序代码包括计算机操作指令。存储器1004可能包含随机存取存储器(random access memory，RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。处理器1001执行存储器1004所存放的应用程序，实现如上数字调制方法。

本实施例提供的一种数组调制装置中，通过采用组合数字调制模式对原数据组进行数字调制，实现将待输入级联滤波器的原数据组中的数据个数压缩至所需的数据个数，使得级联滤波器组输出数据时的数据符号采样率与数据输入级联滤波器组时的数据符号采样率的比值，等于级联滤波器组对应的上采样总倍数。相对于现有技术中对待输入含有上采样模块的级联滤波器组的原数据组采用单一的数字调制模式，本实施例提出的组合数字调制方法，在数据输入含有上采样的级联滤波器之前将数据压缩至所需的数据个数，避免在含有上采样的级联滤波器滤波处理数据过程中，采用现有技术中的数据截短、加过渡时间窗对数据进行处理，克服了采用现有技术导致的误码率与频谱性能两者无法兼顾问题。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种数字调制方法，其特征在于，用于对待输入含有上采样模块的级联滤波器组的原数据组进行组合数字调制，包括：

确定所述原数据组的待压缩数据个数，所述待压缩数据个数是指所述原数据组执行压缩操作后减少的数据个数；

将所述原数据组中的数据划分为第一数据组和第二数据组；所述第一数据组中每个数据符号的比特位数等于第一数字调制的阶数对应的数据符号的比特位数，所述第二数据组中每个数据符号的比特位数等于第二数字调制的阶数对应的数据符号的比特位数，所述第一数字调制的阶数低于所述第二数字调制的阶数，所述第一数据组包括的数据符号个数和所述第二数据组包括的数据符号个数之和，等于将所述原数据组中的数据按照所述第一数字调制的阶数划分得到的数据符号个数与所述原数据组的待压缩数据个数之差；

采用所述第一数字调制对所述第一数据组中的数据符号进行调制得到第一调制数据组，采用所述第二数字调制对所述第二数据组中的数据符号进行调制得到第二调制数据组，所述第一调制数据组和所述第二调制数据组构成对所述原数据组进行调制后得到的调制数据组；所述级联滤波器组输出所述调制数据组时的数据符号采样率与所述调制数据组输入所述级联滤波器组时的数据符号采样率的比值，等于所述级联滤波器组对应的上采样总倍数。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述原数据组的待压缩数据个数，包括：

根据所述级联滤波器组中滤波器个数、每级滤波器的系数个数以及每级滤波器对应的上采样倍数，确定所述原数据组的待压缩数据个数。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将所述原数据组中的数据划分为第一数据组和第二数据组，包括：

将所述原数据组中的数据按照所述第一数字调制的阶数划分得到M个数据符号；

在所述M个数据符号中选择Q个数据符号；

根据所述原数据组的待压缩数据个数和所述第二数字调制的阶数，将所述Q个数据符号重组得到P个数据符号；

其中，所述P个数据符号构成第二数据组，所述M个数据符号中除选择的Q个数据符号之外的其他N个数据符号构成第一数据组，M、Q、N和P均为正整数，且满足：

M-(N+P)＝所述原数据组的待压缩数据个数。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述Q个数据符号重组得到P个数据符号，包括：

将所述Q个数据符号中预设位置上的数据符号重组至所述Q个数据符号中除预设位置之外的其他位置上的数据符号中，并删除所述预设位置上的数据符号得到所述P个数据符号。

5.一种数字调制装置，其特征在于，用于对待输入含有上采样模块的级联滤波器组的原数据组进行组合数字调制，所述装置包括：

压缩数据确定单元，用于确定所述原数据组的待压缩数据个数，所述待压缩数据个数是指所述原数据组执行压缩操作后减少的数据个数；

数据组划分单元，用于将所述原数据组中的数据划分为第一数据组和第二数据组；所述第一数据组中每个数据符号的比特位数等于第一数字调制的阶数对应的数据符号的比特位数，所述第二数据组中每个数据符号的比特位数等于第二数字调制的阶数对应的数据符号的比特位数，所述第一数字调制的阶数低于所述第二数字调制的阶数，所述第一数据组包括的数据符号个数和所述第二数据组包括的数据符号个数之和，等于将所述原数据组中的数据按照所述第一数字调制的阶数划分得到的数据符号个数与所述压缩数据确定单元确定的所述原数据组的待压缩数据个数之差；

数字调制单元，用于采用所述第一数字调制对所述数据组划分单元划分得到的所述第一数据组中的数据符号进行调制得到第一调制数据组，采用所述第二数字调制对所述数据组划分单元划分得到的所述第二数据组中的数据符号进行调制得到第二调制数据组，所述第一调制数据组和所述第二调制数据组构成对所述原数据组进行调制后得到的调制数据组；所述级联滤波器组输出所述调制数据组时的数据符号采样率与所述调制数据组输入所述级联滤波器组时的数据符号采样率的比值，等于所述级联滤波器组对应的上采样总倍数。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述压缩数据确定单元具体用于：

根据所述级联滤波器组中滤波器个数、每级滤波器的系数个数以及每级滤波器对应的上采样倍数，确定所述原数据组的待压缩数据个数。

7.如权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述数据组划分单元具体用于：

将所述原数据组中的数据按照所述第一数字调制的阶数划分得到M个数据符号；

在所述M个数据符号中选择Q个数据符号；

根据所述第二数字调制的阶数和所述压缩数据确定单元确定的所述原数据组的待压缩数据个数，将所述Q个数据符号重组得到P个数据符号；

其中，所述P个数据符号构成第二数据组，所述M个数据符号中除选择的Q个数据符号之外的其他N个数据符号构成第一数据组，M、Q、N和P均为正整数，且满足：

M-(N+P)＝所述原数据组的待压缩数据个数。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述数据组划分单元在将所述Q个数据符号重组得到P个数据符号时，具体用于：

将所述Q个数据符号中预设位置上的数据符号重组至所述Q个数据符号中除预设位置之外的其他位置上的数据符号中，并删除所述预设位置上的数据符号得到所述P个数据符号。