CN107682298A - 一种基于离散小波变换的信号调制解调方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种基于离散小波变换的信号调制解调方法及装置，包括：将输入信号转换成多个并行信号；将多个并行信号进行概率成形处理和多制式调制，得到第一调制信号；通过离散小波逆变换，对第一调制信号进行调制，得到第一调制信号对应的第二调制信号；向信号接收端发送第二调制信号。通过本发明实施例提供的技术方案，可以实现信号的不等概分布，进而使得能量较高的信号被使用的概率降低，能量较低的信号被使用的概率较高，这样，信号的平均功率就会降低，进而节省信号的发射功率。
Description
技术领域
本发明涉及信号处理技术领域，特别是涉及一种基于离散小波变换的信号调制解调方法及装置。
背景技术
随着数据传输需求的持续增长，光纤通信系统也随之发生了巨大的变化。为了满足对大容量的需求，光纤通信技术中着重于提高频谱效率，目前，提高频谱效率可以通过采用高阶调制的方式实现。
目前，在高阶调制过程中，采用均匀的星座设计，即每个信号都是等概率发送的，不管是能量较高的信号还是能量较低的信号，被使用发送的概率是一样的，这样，导致了信号的平均功率会较高，进而使得信号的发射功率较高。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种基于离散小波变换的信号调制解调方法及装置，以解决信号的平均功率较高的问题。具体技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种基于离散小波变换的信号调制方法，应用于信号发送端，所述方法包括：
将输入信号转换成多个并行信号；
将所述多个并行信号进行概率成形处理和多制式调制，得到第一调制信号；
通过离散小波逆变换，对所述第一调制信号进行调制，得到所述第一调制信号对应的第二调制信号；
向信号接收端发送所述第二调制信号。
可选地，所述将所述多个并行信号进行概率成形处理和多制式调制，得到第一调制信号的步骤，包括：
对所述多个并行信号进行编码处理，得到多个第一码元，其中，每个第一码元包括第一数量的比特；
根据所述第一数量和第二数量，确定概率成形映射表，其中，所述第二数量为映射码元所包括的比特数量，映射码元为源码元经过预设映射规则所得到的，所述概率成形映射表记录源码元与映射码元的对应关系；
根据所述概率成形映射表，将所述多个第一码元作为源码元，确定所述多个第一码元各自对应的第二码元；
将所确定的多个第二码元进行解码处理，并进行多制式调制，得到所述第一调制信号。
可选地，所述通过离散小波逆变换，对所述第一调制信号进行调制，得到所述第一调制信号对应的第二调制信号的步骤，包括：
对所述第一调制信号进行上采样处理，得到上采样信号；
通过高通滤波器对所述上采样信号进行滤波处理，得到高频信号；
将零序列信号通过低通滤波器进行处理，得到低频信号，其中，所述零序列信号与所述第一调制信号的信号长度相同；
将所述高频信号和所述低频信号进行重构处理，得到所述第二调制信号。
可选地，所述通过离散小波逆变换，对所述第一调制信号进行调制，得到所述第一调制信号对应的第二调制信号的步骤，包括：
利用以下公式得到所述第二调制信号：
其中，
其中，n为大于或者等于0、且小于M的整数，M为离散小波逆变换的采样点数量，m为尺度因子，k为平移因子，X(n)为所述第一调制信号，Cψ为常数。
第二方面，本发明实施例提供了一种基于离散小波变换的信号解调方法，应用于信号接收端，所述方法包括：
接收信号发送端发送的调制信号；
通过离散小波变换，对所述调制信号进行解调处理，得到对应的第一解调信号；
对所述第一解调信号进行多制式解调，并经过概率成形逆处理，得到对应的多个并行信号；
将得到的多个并行信号转换成目标信号。
可选地，所述通过离散小波变换，对所述调制信号进行解调处理，得到对应的第一解调信号的步骤，包括：
通过共轭滤波器，对所述调制信号进行滤波处理，得到滤波信号，其中，所述共轭滤波器为：与信号调制过程中的高通滤波器相匹配的滤波器；
将所述滤波信号进行下采样，得到所述第一解调信号。
可选地，所述通过离散小波变换，对所述调制信号进行解调处理，得到对应的第一解调信号的步骤，包括：
利用以下公式得到所述第一解调信号：
其中，
其中，n为大于或者等于0、且小于M的整数，M为离散小波变换的采样点数量，m为尺度因子，k为平移因子，x(n)为所述调制信号，Cψ为常数。
可选地，所述对所述第一解调信号进行多制式解调，并经过概率成形逆处理，得到对应的多个并行信号的步骤，包括：
对所述第一解调信号进行多制式解调，并经过编码处理，得到对应的多个第三码元，其中，每个第三码元包括第三数量的比特；
根据所述第三数量和第四数量，确定概率成形映射表，其中，第四数量为源码元所包括的比特数量，所述概率成形映射表记录源码元与映射码元的对应关系，源码元经过预设映射规则得到映射码元；
根据所述概率成形映射表，将所述多个第三码元作为映射码元，确定所述多个第三码元各自对应的第四码元；
对所确定的多个第四码元进行解码处理，得到对应的多个并行信号。
第三方面，本发明实施例提供了一种基于离散小波变换的信号调制装置，应用于信号发送端，所述装置包括：
转换模块，用于将输入信号转换成多个并行信号；
第一调制模块，用于将所述多个并行信号进行概率成形处理和多制式调制，得到第一调制信号；
第二调制模块，用于通过离散小波逆变换，对所述第一调制信号进行调制，得到所述第一调制信号对应的第二调制信号；
发送模块，用于向信号接收端发送所述第二调制信号。
可选地，所述第一调制模块包括：
编码处理子模块，用于对所述多个并行信号进行编码处理，得到多个第一码元，其中，每个第一码元包括第一数量的比特；
第一确定子模块，用于根据所述第一数量和第二数量，确定概率成形映射表，其中，所述第二数量为映射码元所包括的比特数量，映射码元为源码元经过预设映射规则所得到的，所述概率成形映射表记录源码元与映射码元的对应关系；
第二确定子模块，用于根据所述概率成形映射表，将所述多个第一码元作为源码元，确定所述多个第一码元各自对应的第二码元；
调制子模块，用于将所确定的多个第二码元进行解码处理，并进行多制式调制，得到所述第一调制信号。
第四方面，本发明实施例提供了一种基于离散小波变换的信号解调装置，应用于信号接收端，所述装置包括：
接收模块，用于接收信号发送端发送的调制信号；
第一解调模块，用于通过离散小波变换，将所述调制信号进行解调，得到对应的第一解调信号；
第二解调模块，用于对所述第一解调信号进行多制式解调，并经过概率成形逆处理，得到对应的多个并行信号；
转换模块，用于将得到的多个并行信号转换成目标信号。
可选地，所述第二解调模块包括：
解调子模块，用于对所述第一解调信号进行多制式解调，并经过编码处理，得到对应的多个第三码元，其中，每个第三码元包括第三数量的比特；
第三确定子模块，用于根据所述第三数量和第四数量，确定概率成形映射表，其中，第四数量为源码元所包括的比特数量，所述概率成形映射表记录源码元与映射码元的对应关系，源码元经过预设映射规则得到映射码元；
第四确定子模块，用于根据所述概率成形映射表，将所述多个第三码元作为映射码元，确定所述多个第三码元各自对应的第四码元；
解码处理模块，用于对所确定的多个第四码元进行解码处理，得到对应的多个并行信号。
本发明实施例提供的技术方案中，通过将输入信号转换成多个并行信号；将多个并行信号进行概率成形处理和多制式调制，得到第一调制信号；通过离散小波逆变换，对第一调制信号进行调制，得到第一调制信号对应的第二调制信号；向信号接收端发送第二调制信号。通过本发明实施例提供的技术方案，可以实现信号的不等概分布，进而使得能量较高的信号被使用的概率降低，能量较低的信号被使用的概率较高，这样，信号的平均功率就会降低，进而节省信号的发射功率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种基于离散小波变换的信号调制方法的一种流程图；
图2为本发明实施例提供的一种基于离散小波变换的信号解调方法的一种流程图；
图3为本发明实施例提供的一种基于离散小波变换的信号调制装置的一种结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种基于离散小波变换的信号解调装置的一种结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种电子设备的一种结构示意图。
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。
为了降低信号的平均功率，进而节省信号的发射功率，本发明实施例提供了一种基于离散小波变换的信号调制方法，应用于信号发送端，包括：
将输入信号转换成多个并行信号；
将多个并行信号进行概率成形处理和多制式调制，得到第一调制信号；
通过离散小波逆变换，对第一调制信号进行调制，得到第一调制信号对应的第二调制信号；
向信号接收端发送第二调制信号。
本发明实施例提供的技术方案中，通过将输入信号转换成多个并行信号；将多个并行信号进行概率成形处理和多制式调制，得到第一调制信号；通过离散小波逆变换，对第一调制信号进行调制，得到第一调制信号对应的第二调制信号；向信号接收端发送第二调制信号。通过本发明实施例提供的技术方案，可以实现信号的不等概分布，进而使得能量较高的信号被使用的概率降低，能量较低的信号被使用的概率较高，这样，信号的平均功率就会降低，进而节省信号的发射功率。
下面首先对本发明实施例提供的一种基于离散小波变换的信号调制解调方法进行详细介绍。
本发明实施例提供的一种基于离散小波变换的信号调制方法，应用于信号发送端，如图1所示，包括如下步骤：
S101，将输入信号转换成多个并行信号。
其中，输入信号为待传输的信号，并且，该输入信号可以是数字信号。多个并行信号可以是至少两个并行信号，例如，可以是两个并行信号，或者三个并行信号。
将输入信号转换成多个并行信号可以是通过串并变换的方式，例如，通过串并变换的方式对一输入信号101101进行转换，所得到的两个并行信号分别由奇数位的比特所形成和由偶数位的比特所形成的，其中，由奇数位的比特所形成的一个并行信号为110，由偶数位的比特所形成的另一个并行信号为011。
S102，将多个并行信号进行概率成形处理和多制式调制，得到第一调制信号。
其中，概率成形为将二进制数据流中的码元前缀，通过添加冗余的方式，映射到不同码元上，使得输出0的概率高于输出1的概率，进而实现不等概映射，使得能量低的码元占比更多，而高能量码元占比更低。
其中，多制式调制可以为：八进制正交振幅调制(8Quadrature AmplitudeModulation，8QAM)、十六进制正交振幅调制(16Quadrature AmplitudeModulation，16QAM)、六十四进制正交振幅调制(64Quadrature Amplitude Modulation，64QAM)等等。多制式调制方式可以是用户自定义选择，根据用户的需求可以选择不同的调制方式，例如，需要信号速率比较大的时候，可以选择更高阶的六十四进制正交振幅调制的调制方式。
S103，通过离散小波逆变换，对第一调制信号进行调制，得到第一调制信号对应的第二调制信号。
其中，离散小波变换(Discrete Wavelet Transform，DWT)是一种自适应的时域和频域同时局部化的分析方法，在进行信号调制时，是通过离散小波逆变换(InverseDiscrete Wavelet Transform，IDWT)进行调制。
离散小波逆变换也是一种自适应的时域和频域同时局部化的分析方法，对低频和高频局部信号进行分析，可以自动调节时域窗口和频域窗口，这样可以适应实际分析的需要。离散小波逆变换在局部时间分析和频率分析都具有很强的灵活性，可以聚焦到信号时段和频段的部分。通过离散小波逆变换对信号进行调制，可以更好地抑制信号间的干扰和载波之间的干扰，能够减少相邻信号间的干扰，更好地提高频谱利用率。
S104，向信号接收端发送第二调制信号。
在输入信号经过概率成形和多制式调制后，经过离散小波逆变换的第二次调制，可以得到调制后的信号，即为第二调制信号。将该第二调制信号发送至信号接收端。
一种实施方式中，将多个并行信号进行概率成形处理和多制式调制，得到第一调制信号(S102)的步骤，具体地，可以包括如下步骤：
A，对多个并行信号进行编码处理，得到多个第一码元。其中，每个第一码元包括第一数量的比特；
B，根据第一数量和第二数量，确定概率成形映射表，其中，第二数量为映射码元所包括的比特数量，映射码元为源码元经过预设映射规则所得到的，概率成形映射表记录源码元与映射码元的对应关系；
C，根据概率成形映射表，将多个第一码元作为源码元，确定多个第一码元各自对应的第二码元；
D，将所确定的多个第二码元进行解码处理，并进行多制式调制，得到第一调制信号。
其中，对于步骤A，可以对多个并行信号分别进行编码处理时，编码的规则可以是相同的。其中，多个并行信号中的各并行信号所包括的比特数是一样的，可以将各并行信号中对应位置的比特提取出，分别组成码元。因此，可以认为，编码处理所得到的码元数量为并行信号中所包括的比特的数量。
例如，进行编码处理的并行信号有两个：信号A和信号B，并且，信号A为1100，信号B为1011，那么，可以将信号A和信号B中所包括的比特分别提取出来，对于信号A所包括的比特依次为：1、1、0、0，信号B所包括的比特依次为：1、0、1、1。根据编码规则，对应位的比特组成一码元，那么，信号A和信号B各自对应的第一位所组成的码元为11，信号A和信号B各自对应的第二位所组成的码元为10，信号A和信号B各自对应的第三位所组成的码元为01，信号A和信号B各自对应的第四位所组成的码元为01。这样，所得到的第一码元分别为：11、10、01、01。
当然，对于编码规则并不仅限于上述规则，还可以有其他的编码规则，在此不做限定。
对于步骤B，概率成形映射表记录源码元与映射码元的对应关系，其中，源码元为映射前的码元，映射码元为映射后的码元。
概率成形映射表可以有多种类型的映射表，其中，各概率成形映射表中的源码元可以不相同，映射码元可以不相同，以及，映射规则也可以不相同。对于各概率成形映射表，可以是以上三个方面均不相同，还可以仅是一个方面或者两个方面不相同，进而形成了多种类型的映射表。
例如，如下表格1与表格2，为不同类型的概率成形映射表，对于表格1，mi,1mi,2为源码元，ci,1ci,2ci,3ci,4为映射码元，映射规则为以源码元为前缀，增加两个比特。对于表格2，mi,1mi,2为源码元，ci,1ci,2ci,3为映射码元，映射规则为以源码元为前缀，增加一个比特。
表格1
表格2
| mi,1mi,2 | ci,1ci,2ci,3 | 0/1概率 |
| 00 | 000 | 25％ |
| 01 | 010 | 16.7％8.3％ |
| 11 | 111 110 011 101 001 | 8.3％16.7％ |
| 10 | 100 | 16.7％8.3％ |
| 总计 | 66.7％33.3％ |
如上所示，表格1的概率成形映射表与表格2的概率成形映射表的源码元是对应相同的，映射码元是不相同的，映射规则也是不相同的。
其中，映射规则可以是：以源码元为前缀，添加冗余，便可以得到相应的映射码元，其中，冗余即为添加的比特，进一步地，为了使得能量较低的信号被使用的概率高于能量较高的信号被使用的概率，即输出为0的概率高于输出为1的概率，添加的比特可以均是0，添加0的数量则是由映射规则所确定的。
例如，上述表1的映射规则是以源码元位前缀，添加两个比特；上述表2的映射规则是以源码元为前缀，添加1个比特。
另外，因为概率成形映射表有多种，因此，在进行概率成形处理时，需要首先从多种概率成形映射表中确定所需的概率成形映射表，确定概率成形映射表可以是根据第一数量和第二数量。
其中，第一数量为：对并行信号进行编码处理所得到的第一码元包括的比特数量，即源码元所包括的比特数量，第二数量为：映射码元所包括的比特数量。
例如，当第一数量为2，第二数量为3时，可以确定上述中的表格2为所确定的概率成形映射表。
对于步骤C，按照所确定出的概率成形映射表中记录的映射关系，将第一码元映射得到第二码元。
例如，所确定出的概率成形映射表为上述的表格1，所得到的多个第一码元分别为：00、01、10。那么，00作为源码元所得到的映射码元为0000，即第二码元；01作为源码元所得到的映射码元为0100，10作为源码元所得到的映射码元为1000。因此，所得到的多个第二码元分别为：0000，0100，1000。
对于步骤D，将多个第二码元进行解码处理，可以得到概率成形处理后的信号，并将该信号进行多制式调制，进而可以得到第一调制信号。
其中，多制式调制可以根据需求自定义选择，例如，上述表格1和表格2的概率成形映射表，为十六进制正交振幅调制的映射规则，因此，可以采用十六进制正交振幅调制。
一种实施方式中，通过离散小波逆变换，对第一调制信号进行调制，得到第一调制信号对应的第二调制信号(S103)的步骤，具体地，可以包括如下步骤：
对第一调制信号进行上采样处理，得到上采样信号；
通过高通滤波器对上采样信号进行滤波处理，得到高频信号；
将零序列信号通过低通滤波器进行处理，得到低频信号；
将高频信号和低频信号进行重构处理，得到第二调制信号。
其中，上采样是：对数字信号进行重新采样，并且重新采样的采样率大于原来获得该数字信号的采样率。上采样是下采样的逆过程，下采样是对数字信号进行重新采样，并且重新采样的采样率小于原来获得该数字信号的采样率。
其中，零序列信号可以与第一调制信号的信号长度相同，零序列信号为：矩阵序列中全部为零的信号。
重构处理可以是将高频信号和低频信号进行信号叠加，进而可以得到第二调制信号。
一种实施方式中，通过离散小波逆变换，对第一调制信号进行调制，得到第一调制信号对应的第二调制信号(S103)的步骤，具体可以包括：
利用以下公式得到第二调制信号：
其中，n为大于或者等于0、且小于M的整数，M为离散小波逆变换的采样点数量，m为尺度因子、k为平移因子，X(n)为第一调制信号，Cψ为常数。
其中，
其中，尺度因子是对小波函数进行缩放的取值，平移因子是对小波函数进行平移的取值。尺度因子和平移因子的取值可以是自定义设定的，还可以是通过多次训练所得到的。
其中，M和Cψ均可以是用户根据需求自定义设定的。
本发明实施例提供的技术方案中，通过将输入信号转换成多个并行信号；将多个并行信号进行概率成形处理和多制式调制，得到第一调制信号；通过离散小波逆变换，对第一调制信号进行调制，得到第一调制信号对应的第二调制信号；向信号接收端发送第二调制信号。通过本发明实施例提供的技术方案，可以实现信号的不等概分布，进而使得能量较高的信号被使用的概率降低，能量较低的信号被使用的概率较高，这样，信号的平均功率就会降低，进而节省信号的发射功率。
为了降低信号的平均功率，进而节省信号的发射功率，本发明实施例提供了一种基于离散小波变换的信号解调方法，应用于信号接收端，如图2所示，包括如下步骤：
S201，接收信号发送端发送的调制信号。
其中，该调制信号是由信号发送端对信号进行调制所得到的，该信号发送端对信号的调制过程可以参考图1及图1对应的实施例，在此不再赘述。
S202，通过离散小波变换，对调制信号进行解调处理，得到对应的第一解调信号。
其中，该离散小波变换是与上述实施例中的S103的离散小波逆变换相对应的，离散小波变换是一种自适应的时域和频域同时局部化的分析方法，对低频和高频局部信号进行分析，可以自动调节时域窗口和频域窗口，这样可以适应实际分析的需要。离散小波逆变换在局部时间分析和频率分析都具有很强的灵活性，可以聚焦到信号时段和频段的部分。通过离散小波逆变换对信号进行调制，可以更好地抑制信号间的干扰和载波之间的干扰，能够减少相邻信号间的干扰，更好地提高频谱利用率。
S203，对第一解调信号进行多制式解调，并经过概率成形逆处理，得到对应的多个并行信号。
其中，第一解调信号为经过离散小波变换所得到的解调信号。
其中，多制式解调可以为：八进制正交振幅调制的解调方式、十六进制正交振幅调制的解调方式、六十四进制正交振幅调制的解调方式等等。多制式解调方式可以是用户自定义选择，根据用户的需求可以选择不同的解调方式，例如，需要信号速率比较大的时候，可以选择更高阶的六十四进制正交振幅调制的解调方式。
当然，多制式解调可以是与信号调制过程中所采用的多制式调制为同一种类型的调制方式，例如，信号发送端对信号进行调制时采用的是十六进制正交振幅调制的解调方式，那么，信号接收端在解调过程中对信号进行解调时可以采用十六进制正交振幅调制的解调方式。
其中，概率成形逆处理首先要确定概率成形映射表，然后根据概率成形映射表中的映射关系，进而可以得到源码元。当然，概率成形逆处理所确定的概率成形映射表与信号调制过程中概率成形中所利用的概率成形映射表是相同的。
例如，信号发送端对信号进行概率成形处理过程中所确定的概率成形映射表为上述表格1，那么，信号接收端进行概率成形逆处理时所确定的概率成形映射表也是上述表格1。
S204，将得到的多个并行信号转换成目标信号。
其中，所转换得到的目标信号与信号发送端的输入信号是相同的，该目标信号可以为数字信号。多个并行信号可以是至少两个并行信号，例如，可以是两个并行信号，或者三个并行信号。
其中，将多个并行信号转换成目标信号可以是通过并串变换的方式得到。
一种实施方式中，对第一解调信号进行多制式解调，并经过概率成形逆处理，得到对应的多个并行信号(S203)的步骤，具体地，可以包括如下步骤：
A，对第一解调信号进行多制式解调，并经过编码处理，得到对应的多个第三码元，其中，每个第三码元包括第三数量的比特；
B，根据第三数量和第四数量，确定概率成形映射表，其中，第四数量为源码元所包括的比特数量，概率成形映射表记录源码元与映射码元的对应关系，源码元经过预设映射规则得到映射码元；
C，根据概率成形映射表，将多个第三码元作为映射码元，确定多个第三码元各自对应的第四码元；
D，对所确定的多个第四码元进行解码处理，得到对应的多个并行信号。
其中，对于步骤A，对第一解调信号进行多制式解调的方式可以是自定义选择的。编码处理的规则可以是与信号调制过程中的编码处理的规则相同，进而可以得到多个第三码元，其中，所得到的每个第三码元所包括的比特数量一致。
对于步骤B，第三数量为第三码元中所包括的比特数量，即概率成形映射表中的映射码元所包括的比特数量，例如，上述表格1中的映射码元ci,1ci,2ci,3ci,4，此时，第三数量为4。
第四数量为源码元所包括的比特数量，例如，上述表格1中的源码元mi,1mi,2，此时，第四数量为2。
可以认为，在信号解调过程中所确定出的概率成形映射表与该信号调制过程中所确定出的概率成形映射表相同。
例如，信号解调过程中，第三数量为4，第四数量为2，那么可以确定概率成形映射表为表格1，进一步地，可以得出该表格1为该信号调制过程中的概率成形处理的概率成形映射表。
对于步骤C，例如，所确定出的概率成形映射表为上述的表格1，多个第三码元分别为：0000，0100，1000，那么，0000作为映射码元所得到的源码元为00，即第四码元；0100作为映射码元所得到的源码元为01，1000作为映射码元所得到的源码元为10。因此，所得到的多个第四码元分别为：00、01、10。
对于步骤D，对所确定的多个第四码元进行解码处理，得到对应的多个并行信号。其中，解码处理后所得到的多个并行信号可以是两个并行信号，还可以是三个并行信号，或者大于三个的并行信号。
一种实施方式中，通过离散小波变换，对调制信号进行解调处理，得到对应的第一解调信号(S202)的步骤，具体地，可以包括如下步骤：
通过共轭滤波器，对调制信号进行滤波处理，得到滤波信号；
将滤波信号进行下采样，得到第一解调信号。
其中，共轭滤波器为：与信号调制过程中的高通滤波器相匹配的滤波器。
下采样是对数字信号进行重新采样，并且重新采样的采样率小于原来获得该数字信号的采样率。下采样是与上采样相对应的逆过程。
一种实施方式中，通过离散小波变换，对调制信号进行解调处理，得到对应的第一解调信号(S202)的步骤，具体地，可以包括如下步骤：
利用以下公式得到第一解调信号：
其中，
其中，n为大于或者等于0、且小于M的整数，M为离散小波变换的采样点数量，m为尺度因子、k为平移因子，x(n)为调制信号，Cψ为常数。
其中，尺度因子和平移因子的取值可以是自定义设定的，还可以是通过多次训练所得到的。
其中，M和Cψ可以是用户根据需求自定义设定的。
通过本发明实施例提供的技术方案，可以实现信号的不等概分布，进而使得能量较高的信号被使用的概率降低，能量较低的信号被使用的概率较高，这样，信号的平均功率就会降低，进而节省信号的发射功率。
相应于上述图1及图1对应的方法实施例，本发明实施例还提供一种基于离散小波变换的信号调制装置，应用于信号发送端，如图3所示，该装置包括：
转换模块310，用于将输入信号转换成多个并行信号；
第一调制模块320，用于将所述多个并行信号进行概率成形处理和多制式调制，得到第一调制信号；
第二调制模块330，用于通过离散小波逆变换，对所述第一调制信号进行调制处理，得到所述第一调制信号对应的第二调制信号；
发送模块340，用于向信号接收端发送所述第二调制信号。
本发明实施例提供的技术方案中，通过将输入信号转换成多个并行信号；将多个并行信号进行概率成形处理和多制式调制，得到第一调制信号；通过离散小波逆变换，对第一调制信号进行调制，得到第一调制信号对应的第二调制信号；向信号接收端发送第二调制信号。通过本发明实施例提供的技术方案，可以实现信号的不等概分布，进而使得能量较高的信号被使用的概率降低，能量较低的信号被使用的概率较高，这样，信号的平均功率就会降低，进而节省信号的发射功率。
可选地，一种实施方式中，第一调制模块320可以包括：
编码处理子模块，用于对所述多个并行信号进行编码处理，得到多个第一码元，其中，每个第一码元包括第一数量的比特；
第一确定子模块，用于根据所述第一数量和第二数量，确定概率成形映射表，其中，所述第二数量为映射码元所包括的比特数量，映射码元为源码元经过预设映射规则所得到的，所述概率成形映射表记录源码元与映射码元的对应关系；
第二确定子模块，用于根据所述概率成形映射表，将所述多个第一码元作为源码元，确定所述多个第一码元各自对应的第二码元；
调制子模块，用于将所确定的多个第二码元进行解码处理，并进行多制式调制，得到所述第一调制信号。
通过本发明实施例提供的技术方案，可以实现信号的不等概分布，进而使得能量较高的信号被使用的概率降低，能量较低的信号被使用的概率较高，这样，信号的平均功率就会降低，进而节省信号的发射功率。
相应于上述图2及图2对应的方法实施例，本发明实施例还提供一种基于离散小波变换的信号解调装置，应用于信号接收端，如图4所示，该装置包括：
接收模块410，用于接收信号发送端发送的调制信号；
第一解调模块420，用于通过离散小波变换，对所述调制信号进行解调处理，得到对应的第一解调信号；
第二解调模块430，用于对所述第一解调信号进行多制式解调，并经过概率成形逆处理，得到对应的多个并行信号；
转换模块440，用于将得到的多个并行信号转换成目标信号。
通过本发明实施例提供的技术方案，可以实现信号的不等概分布，进而使得能量较高的信号被使用的概率降低，能量较低的信号被使用的概率较高，这样，信号的平均功率就会降低，进而节省信号的发射功率。
可选地，一种实施方式中，第二解调模块430可以包括：
解调子模块，用于对所述第一解调信号进行多制式解调，并经过编码处理，得到对应的多个第三码元，其中，每个第三码元包括第三数量的比特；
第三确定子模块，用于根据所述第三数量和第四数量，确定概率成形映射表，其中，第四数量为源码元所包括的比特数量，所述概率成形映射表记录源码元与映射码元的对应关系，源码元经过预设映射规则得到映射码元；
第四确定子模块，用于根据所述概率成形映射表，将所述多个第三码元作为映射码元，确定所述多个第三码元各自对应的第四码元；
解码处理模块，用于对所确定的多个第四码元进行解码处理，得到对应的多个并行信号。
通过本发明实施例提供的技术方案，可以实现信号的不等概分布，进而使得能量较高的信号被使用的概率降低，能量较低的信号被使用的概率较高，这样，信号的平均功率就会降低，进而节省信号的发射功率。
本发明实施例还提供了一种用于发送信号的电子设备，如图5所示，包括处理器510、通信接口520、存储器530和通信总线540，其中，处理器510，通信接口520，存储器530通过通信总线540完成相互间的通信；
存储器530，用于存放计算机程序；
处理器510，用于执行存储器530上所存放的程序时，实现如下步骤：
将输入信号转换成多个并行信号；
将多个并行信号进行概率成形处理和多制式调制，得到第一调制信号；
通过离散小波逆变换，对第一调制信号进行调制，得到第一调制信号对应的第二调制信号；
向信号接收端发送第二调制信号。
通过本发明实施例提供的技术方案，可以实现信号的不等概分布，进而使得能量较高的信号被使用的概率降低，能量较低的信号被使用的概率较高，这样，信号的平均功率就会降低，进而节省信号的发射功率。
当然，本发明实施例提供的一种电子设备还可以执行上述实施例中任一所述的一种基于离散小波变换的信号调制方法。具体见图1以及图1所对应的实施例，这里不再赘述。
在本发明提供的又一实施例中，还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，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述图1及图1对应的实施例中任一所述的一种基于离散小波变换的信号调制方法。
本发明实施例还提供了一种用于接收信号的电子设备，如图5所示，包括处理器510、通信接口520、存储器530和通信总线540，其中，处理器510，通信接口520，存储器530通过通信总线540完成相互间的通信；
存储器530，用于存放计算机程序；
处理器510，用于执行存储器530上所存放的程序时，实现如下步骤：
接收信号发送端发送的调制信号；
通过离散小波变换，将调制信号进行解调，得到对应的第一解调信号；
对第一解调信号进行多制式解调，并经过概率成形逆处理，得到对应的多个并行信号；
将得到的多个并行信号转换成目标信号。
通过本发明实施例提供的技术方案，可以实现信号的不等概分布，进而使得能量较高的信号被使用的概率降低，能量较低的信号被使用的概率较高，这样，信号的平均功率就会降低，进而节省信号的发射功率。
当然，本发明实施例提供的一种电子设备还可以执行上述实施例中任一所述的一种基于离散小波变换的信号解调方法。具体见图2以及图2所对应的实施例，这里不再赘述。
在本发明提供的又一实施例中，还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，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述图2及图2对应的实施例中任一所述的一种基于离散小波变换的信号解调方法。
上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该通信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。
通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。
存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，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、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于离散小波变换的信号调制方法，其特征在于，应用于信号发送端，所述方法包括：
将输入信号转换成多个并行信号；
将所述多个并行信号进行概率成形处理和多制式调制，得到第一调制信号；
通过离散小波逆变换，对所述第一调制信号进行调制，得到所述第一调制信号对应的第二调制信号；
向信号接收端发送所述第二调制信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述多个并行信号进行概率成形处理和多制式调制，得到第一调制信号的步骤，包括：
对所述多个并行信号进行编码处理，得到多个第一码元，其中，每个第一码元包括第一数量的比特；
根据所述第一数量和第二数量，确定概率成形映射表，其中，所述第二数量为映射码元所包括的比特数量，映射码元为源码元经过预设映射规则所得到的，所述概率成形映射表记录源码元与映射码元的对应关系；
根据所述概率成形映射表，将所述多个第一码元作为源码元，确定所述多个第一码元各自对应的第二码元；
将所确定的多个第二码元进行解码处理，并进行多制式调制，得到所述第一调制信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过离散小波逆变换，对所述第一调制信号进行调制，得到所述第一调制信号对应的第二调制信号的步骤，包括：
对所述第一调制信号进行上采样处理，得到上采样信号；
通过高通滤波器对所述上采样信号进行滤波处理，得到高频信号；
将零序列信号通过低通滤波器进行处理，得到低频信号，其中，所述零序列信号与所述第一调制信号的信号长度相同；
将所述高频信号和所述低频信号进行重构处理，得到所述第二调制信号。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过离散小波逆变换，对所述第一调制信号进行调制，得到所述第一调制信号对应的第二调制信号的步骤，包括：
利用以下公式得到所述第二调制信号：
<mrow>
<mi>x</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>n</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>C</mi>
<mi>&psi;</mi>
</msub>
<munderover>
<mo>&Sigma;</mo>
<mrow>
<mi>n</mi>
<mo>=</mo>
<mn>0</mn>
</mrow>
<mrow>
<mi>M</mi>
<mo>-</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
</munderover>
<mi>X</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>n</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<msup>
<mn>2</mn>
<mrow>
<mi>m</mi>
<mo>/</mo>
<mn>2</mn>
</mrow>
</msup>
<mi>&psi;</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msup>
<mn>2</mn>
<mi>m</mi>
</msup>
<mi>n</mi>
<mo>-</mo>
<mi>k</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
其中，
其中，n为大于或者等于0、且小于M的整数，M为离散小波逆变换的采样点数量，m为尺度因子，k为平移因子，X(n)为所述第一调制信号，Cψ为常数。
5.一种基于离散小波变换的信号解调方法，其特征在于，应用于信号接收端，所述方法包括：
接收信号发送端发送的调制信号；
通过离散小波变换，对所述调制信号进行解调处理，得到对应的第一解调信号；
对所述第一解调信号进行多制式解调，并经过概率成形逆处理，得到对应的多个并行信号；
将得到的多个并行信号转换成目标信号。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述通过离散小波变换，对所述调制信号进行解调处理，得到对应的第一解调信号的步骤，包括：
通过共轭滤波器，对所述调制信号进行滤波处理，得到滤波信号，其中，所述共轭滤波器为：与信号调制过程中的高通滤波器相匹配的滤波器；
将所述滤波信号进行下采样，得到所述第一解调信号。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述通过离散小波变换，对所述调制信号进行解调处理，得到对应的第一解调信号的步骤，包括：
利用以下公式得到所述第一解调信号：
<mrow>
<mi>X</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>n</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>C</mi>
<mi>&psi;</mi>
</msub>
<munderover>
<mo>&Sigma;</mo>
<mrow>
<mi>n</mi>
<mo>=</mo>
<mn>0</mn>
</mrow>
<mrow>
<mi>M</mi>
<mo>-</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
</munderover>
<mi>x</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>n</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<msup>
<mn>2</mn>
<mrow>
<mi>m</mi>
<mo>/</mo>
<mn>2</mn>
</mrow>
</msup>
<mi>&psi;</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msup>
<mn>2</mn>
<mi>m</mi>
</msup>
<mi>n</mi>
<mo>-</mo>
<mi>k</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
其中，
其中，n为大于或者等于0、且小于M的整数，M为离散小波变换的采样点数量，m为尺度因子，k为平移因子，x(n)为所述调制信号，Cψ为常数。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对所述第一解调信号进行多制式解调，并经过概率成形逆处理，得到对应的多个并行信号的步骤，包括：
对所述第一解调信号进行多制式解调，并经过编码处理，得到对应的多个第三码元，其中，每个第三码元包括第三数量的比特；
根据所述第三数量和第四数量，确定概率成形映射表，其中，第四数量为源码元所包括的比特数量，所述概率成形映射表记录源码元与映射码元的对应关系，源码元经过预设映射规则得到映射码元；
根据所述概率成形映射表，将所述多个第三码元作为映射码元，确定所述多个第三码元各自对应的第四码元；
对所确定的多个第四码元进行解码处理，得到对应的多个并行信号。
9.一种基于离散小波变换的信号调制装置，其特征在于，应用于信号发送端，所述装置包括：
转换模块，用于将输入信号转换成多个并行信号；
第一调制模块，用于将所述多个并行信号进行概率成形处理和多制式调制，得到第一调制信号；
第二调制模块，用于通过离散小波逆变换，对所述第一调制信号进行调制处理，得到所述第一调制信号对应的第二调制信号；
发送模块，用于向信号接收端发送所述第二调制信号。
10.一种基于离散小波变换的信号解调装置，其特征在于，应用于信号接收端，所述装置包括：
接收模块，用于接收信号发送端发送的调制信号；
第一解调模块，用于通过离散小波变换，对所述调制信号进行解调处理，得到对应的第一解调信号；
第二解调模块，用于对所述第一解调信号进行多制式解调，并经过概率成形逆处理，得到对应的多个并行信号；
转换模块，用于将得到的多个并行信号转换成目标信号。
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