CN112671513A - 编码和调制设备及方法以及解调和解码设备及方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及编码和调制设备及方法以及解调和解码设备及方法。提出了一种编码和调制设备和方法，特别是用于根据IEEE 802.11的系统中。该设备包括：编码器，其被配置为根据低密度奇偶校验码LDPC将输入数据编码成单元字；以及调制器，其被配置为将所述单元字调制成不均匀星座的星座值，并将位组合分配给所使用的不均匀星座的星座值，其中，所述调制器被配置为基于PHY模式、星座的星座点的总数M以及码率，使用特定的不均匀星座。

Description

编码和调制设备及方法以及解调和解码设备及方法
本申请是申请日为2016年4月14日、国际申请号为PCT/EP2016/058175、发明名称为“使用不均匀星座和不同的PHY模式的编码和调制设备”的PCT申请的中国国家阶段申请的分案申请，该中国国家阶段申请进入中国国家阶段的进入日为2017年10月09日、申请号为201680020814.9，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本公开涉及一种编码和调制设备及方法，以及涉及一种解调和解码设备及方法。此外，本公开涉及一种发送设备和方法以及一种接收设备和方法。此外，本公开涉及一种计算机程序和一种非暂时性计算机可读记录介质。
背景技术
除了其他元件之外，现代通信系统通常采用编码和调制设备(作为发送设备的一部分)以及解码和解调设备(作为接收设备的一部分)。编码和调制设备通常是所谓的BICM(位交织编码调制)设备的一部分，该设备通常(在发送器侧)包括FEC(前向纠错)编码器、位交织器和调制器的一系列级联系统，其中所述调制器使用诸如BPSK(二进制相移键控)、QPSK(四相相移键控)或QAM(正交幅度调制)等频谱有效调制。
由于使用交织器和/或FEC编码器，所以BICM允许良好的性能。与多级编码(MLC)的编码方案相反，其具有合理的解码复杂度，并且因此在通信系统中频繁使用(例如，在所有DVB系统(例如DVB-S2x)、电力线通信(例如，Homeplug AV)、DAB、LTE、WiFi(IEEE 802.11)和ATSC 3.0等中使用)。第一代60GHz WLAN在IEEE 802.11ad中规定。符合IEEE 802.11ad的系统使用均匀的星座。若干个调制和编码方案(MCS)得到定义。目前，有一个研究小组调查用于下一代规范的可能的技术，该技术可能称为802.11ay。
通常，编码和调制能力(例如，使用BICM设备的系统中的BICM能力)被认为是目标函数，并且期望找到最佳的星座点，使得该能力(通常经受功率归一化，即，星座点的平均功率应该被归一化为例如1)被最大化。
本文提供的“背景”描述是为了通常呈现本公开的上下文的目的。在本背景部分中描述的范围内的目前指定的发明人的工作以及在提交时可能不符合现有技术的描述的方面不被明确地或默示地接纳为本公开的先有技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种编码和调制设备和方法，其提供更大的或甚至最大的编码和调制能力以及更小的误码率和以更少的所需SNR(信噪比)接收。另一个目的是提供一种解调和解码设备和方法以及一种用于实现所述方法的相应计算机程序和一种用于实现所述方法的非暂时性计算机可读记录介质。
根据一个方面，提供了一种编码和调制设备，包括：
编码器，其被配置为根据低密度奇偶校验码LDPC将输入数据编码成单元字；以及
调制器，其被配置为将所述单元字调制成不均匀星座的星座值，并将位组合分配给所使用的不均匀星座的星座值，
其中，所述调制器被配置为基于PHY模式、星座的星座点的总数M以及码率，使用不均匀星座中的一个。
根据另一方面，提供了一种发送设备，包括：
上述编码和调制设备，其被配置为将输入数据编码和调制成星座值，
转换器，其被配置为将所述星座值转换成一个或多个传输流来发送，以及
发送器，其被配置为发送所述一个或多个传输流。
根据另一方面，提供了一种解调和解码设备，包括：
解调器，其被配置为将不均匀星座的星座值解调成单元字，并将位组合分配给所使用的不均匀星座的星座值，以及
解码器，其被配置为根据低密度奇偶校验码LDPC，将单元字解码为输出数据，
其中，所述解调器被配置为基于所述PHY模式、星座的星座点的总数M以及码率，使用不均匀星座中的一个。
根据另一方面，提供了一种接收设备，包括：
接收一个或多个传输流，
将一个或多个传输流解转换成所述星座值，以及
根据解调和解码方法，将所述星座值解调和解码为输出数据。
根据与方法对应的另外方面，提供了：一种计算机程序，包括程序装置，当所述计算机程序在计算机上执行时，用于促使计算机执行本文公开的方法的步骤；以及非暂时性计算机可读记录介质，在其内存储计算机程序产品，在由处理器执行时，所述计算机程序产品促使执行本文所公开的方法。
本公开进一步限定了优选实施例。应当理解，所要求保护的方法、所要求保护的计算机程序和所要求保护的计算机可读记录介质具有与所要求保护的设备和进一步限定的相似和/或相同的优选实施例。
本公开的一个方面是所使用的星座(称为不均匀星座)的星座点不位于具有等距符号的规则网格上，而是位于优化的位置上，其取决于发送设备和(发送设备想要通信(例如，在WiFi网络中通信)的)接收设备之间的信道条件。此外，根据所使用的星座的码率和期望的星座点的总数，选择所使用的星座(在其他实施例中，优选预先进行选择，但通常在运行中进行选择)。除了其他参数之外，码率和星座点的总数(也被称为“调制阶数”)也取决于信道质量(诸如信噪比等)。下面将说明如何找到并优化这些不均匀星座(以下称为NUC)的方法。此外，针对所提出的不均匀星座，提出了优化的位标签(即，将位组合优化分配给所使用的不均匀星座的星座值)。
根据发送设备和接收设备的能力，在一个实施例中，发送设备能够选择使用OFDM或单载波(SC)模式作为PHY(物理层)模式。SC模式更简单，更适合具有主要视线的良好信道条件。OFDM模式通常提供增强的性能，特别是对于多路径信道条件。PHY模式可以是一个标准，用于选择由调制器使用的星座。在其他实施例中，SC模式可以是默认模式，但是也可以可选地使用OFDM模式，特别是如果发送设备和接收设备两者都支持OFDM(即，在这种情况下，发送设备可以选择以OFDM模式发送)。因此，即使使用SC模式作为PHY模式，并且利用本文公开的在SC模式下使用的一个不均匀星座，不支持OFDM的设备和方法也可以利用所提出的教导内容。
在表中，针对不同的M值、不同的码率和不同的PHY模式，提供各种星座。应当注意，表中所示的码率R不被理解为使得特定星座仅对于该码率有效，而是对于略微不同的码率也是有效的。例如，由于与框架结构相关的填充和其他约束，在调制和编码方案(MCS)索引中指示的码率可能会与系统的真实码率不同。
还应当注意，以下“不变性变换”中的一个或多个不影响星座的性能：
1、所有符号旋转任意角度
Figure BDA0002869549900000041
2、将第m位y_m＝b∈{0、1}反转到y_m＝ˉb，其中，横杠表示反转，
3、位位置(bit position)y_k1和y_k2交换，
4、关于Re{xl}轴和/或Im{xl}轴反射
5、预失真
6、在复平面中关于任何线进行镜像。
因此，调制器还可以使用不均匀星座，所述不均匀星座是通过围绕原点旋转一角度、通过将所有星座点的位标签反转、通过交换所有星座点的位位置(bit position)和/或通过关于实部轴和/或虚部轴进行反射，从组A或B中的任何一组的星座中获得的。例如，如果一个星座点具有用于16-QAM的位标签0010，则可以将所有第一位标签反转，使得该点变为1010。此外，通过任何其他简单操纵获得的星座(例如，星座点位置的舍入)，总体地为所要求的保护范围。通过这些操作中的一个或多个，实现了与上述组中定义的星座的映射等效的映射。
通过总体介绍的方式提供了上述段落，并非旨在限制所要求保护的范围。通过参考结合附图进行的以下详细描述，将最好地理解所描述的实施例以及进一步的优点。
附图说明
在结合附图考虑时，通过参考以下详细描述，由于更好理解，所以可以容易地获得对本公开的更全面的了解及其许多附带的优点，其中：
图1示出了将OFDM用作PHY模式的根据本公开的发送设备的实施例的示意图；
图2示出了将OFDM用作PHY模式的根据本公开的接收设备的实施例的示意图；
图3示出了将单载波模式用作PHY模式的根据本公开的发送设备的实施例的示意图；
图4示出了将单载波模式用作PHY模式的根据本公开的接收设备的实施例的示意图；
图5示出了根据本公开的通信系统的实施例的示意图；以及
图6示出了根据本公开的用于16-QAM的示例性二维不均匀星座的示图。
具体实施方式
IEEE 802.11ad支持两种不同的PHY模式：正交频分复用(OFDM)模式(类似于在2.4GHz和5GHz的频率范围内操作的“经典”WLAN)和单载波(SC)模式。现在参考附图，其中，相同的附图标记在这几幅图中表示相同或相应的部分，图1和图2示出了用于OFDM模式的第一实施例，图3和图4示出了用于SC模式的第二实施例。
图1示出了根据本公开的发送设备10的实施例，包括根据本公开的编码和调制设备20的实施例，其在PHY模式为OFDM的情况下使用。发送设备10包括FEC(向前纠错)编码器11，用于通过使用LDPC(低密度奇偶校验)码对输入数据进行编码。码率可以取决于MCS(调制和编码方案)索引，所述MCS索引通常被预定或被选择。
发送设备10还包括星座映射器12(通常也称为调制器)，特别是QAM(正交幅度调制)映射器，该映射器将输入数据的编码位映射到星座(特别是QAM星座)中的复数符号(也称为星座点)。调制阶数(即，星座的星座点的数量M)也可以取决于MCS索引。
发送设备10还包括：OFDM单元13，用于OFDM调制；RF处理单元14，用于RF处理，例如，频率上转换、功率放大器、发送滤波器、数模转换等；以及发送单元15，用于通过信道将最终获得的信号发送到接收设备。在发送设备10的其他实施例中，可以提供另外的元件，例如，输入处理单元和/或帧构建单元或例如通常用于根据IEEE 802.11ad的系统的发送设备中的其他元件。
FEC编码器11和星座映射器(调制器)12通常概述为BICM(位交织编码调制)设备，并且表示根据本公开的编码和调制设备20。FEC编码器11通常根据LDPC码将输入数据编码成单元字。调制器12通常将所述单元字调制为不均匀星座的星座值，并将位组合分配给所使用的不均匀星座的星座值。通常，FEC编码器11的输出称为码字(例如，几百位)，然后被分为“元组”(例如，在16-QAM的情况下为4位元组)，该元组也称为(码字的)单元字。这些元组(单元字)然后由调制器12分配给星座点。
基于PHY模式(在本实施例中，OFDM)、星座的星座点的总数M(即调制阶数)和码率，使用不同组的不均匀星座的一个选择。这些不同组的星座的细节将在下面更详细地说明。星座和星座值通常是预定的，并且例如存储在星座存储器16中或从外部源检索。MCS参数也可以存储在星座存储器16或外部源中。
图2示出了根据本公开的相应的接收设备30的实施例，包括根据本公开的解码和解调设备40的实施例，其在PHY模式为OFDM的情况下使用。基本上，发送器设备的相同模块被反向操作。在由接收单元31接收之后，RF单元32执行RF处理，例如，频率下转换、接收滤波、模数转换等，并且OFDM解调器33执行OFDM解调。均衡器34对信道失真的影响进行反向处理并将均衡的QAM符号转发给QAM解映射器35(也称为解调器)，用于QAM解映射。最后，在FEC解码器36中执行LDPC解码。在接收设备30的其他实施例中，可以提供额外元件，例如，输出处理单元和/或解帧单元、或例如通常用于根据IEEE 802.11ad的系统的接收设备中的其他元件。
QAM解映射器35(解调器)和FEC解码器36通常概述为BICM解调设备，并且表示根据本公开的解码和解调设备40。解调器35通常将接收到的不均匀星座的星座值解调为单元字，由此将位组合分配给所使用的不均匀星座的星座值。基于接收到的数据中包含的信令信息，接收设备30知道从不同组的不均匀星座中选择的哪一个不均匀星座由发送设备10使用，使得接收设备30可以使用相同的不均匀星座用于解调。FEC解码器36通常将根据所使用的PHY模式的单元字解码成输出字。同样在接收设备30中，星座和星座值可以存储在星座存储器37中或从外部源检索。
优选的解调和解码考虑软值(soft value)，与硬判定值(0和1)相反。软值通过多于两个(该两个状态与在二进制(硬)判定的情况下一样)的状态表示(可能是在包括量化的A/D转换之后的)连续分布的接收值。原因在于，相对于硬判决，不均匀星座通常不是最优的。如今，BICM接收器通常是软接收器。
图3示出了根据本公开的发送设备10'的另一实施例，其在PHY模式为SC的情况下使用。与图1所示的发送设备10不同，发送设备10'包括引入pi/2旋转的pi/2旋转单元13’，这提高了发送信号的RF特性。pi/2旋转对BICM性能没有影响，因此通常与NUC性能和优化无关。此外，不提供OFDM单元。
图4示出了根据本公开的相应的接收设备30'的实施例，其在PHY模式为SC的情况下使用。与图2所示的接收设备30不同，接收设备30'仅省略OFDM解调器33。
图5示出了根据本公开的通信系统50的实施例，包括：一个(或多个)发送设备10a、10b(Tx)以及一个或多个接收设备30a、30b(Rx)，其中发送设备10a、10b(Tx)根据所使用的PHY模式，可以是如图1所示的发送设备10或如图3所示的发送设备10'；接收设备30a、30b(Rx)根据所使用的PHY模式，可以是如图2所示的接收设备30或如图4所示的接收设备30'。作为示例，可以是WiFi接入点或WiFi路由器的发送设备10a经由双向通信信道51与接收设备30a(其可以是诸如智能电话、笔记本电脑或平板电脑等用户装置)通信，从而例如向接收设备30a提供对互联网的接入。发送设备10a、10b和接收设备30a、30b两者都可以在所述通信会话中使用本公开的理念。
根据IEEE 802.11ad(WLAN、WiFi)的如今的系统通常使用均匀星座。若干调制和编码方案(MCS)被定义以便用于该系统中。根据本公开，提出了不均匀星座及其位标签，所述不均匀星座和位标签相对于编码和调制能力而被优化，并且可以用于根据IEEE 802.11(特别是根据诸如IEEE802.11ad等版本或诸如IEEE 802.11ay等即将推出的版本)的系统中。
在IEEE 802.11ad中给出用于发送设备的基本MCS的参数。如上所述的MCS索引定义了PHY模式、QAM调制阶数(指示M的值)和使用的码率R。接收器需要知道哪个MCS索引(或替代地，哪个PHY模式、调制阶数和码率R)在发送器端被使用，从而进行正确的解码。因此，发送设备通过信号发送所使用的MCS索引(或替代地，哪个PHY模式、调制阶数和码率R)。该信令可以在每个发送帧的开头处完成。例如，可以在特殊信号字段中在帧的开头处携带该信令信息。可以使用的字段的示例是HEADER字段。为了插入这种信令信息，信令单元17可以设置在发送设备10、10'中。
在PHY模式为OFDM的情况下，通常在报头的少量(特别是1个或2个)的OFDM符号内携带信令信息。这种少量的信令OFDM符号遵循构成每个帧的开头的短训练符号和长训练符号(训练符号和信令符号通常称为前导码)。在PHY模式为SC的情况下，通常在报头中携带信令信息。
发送设备10、10'可以可选地包括选择单元18，在图1和图3中用虚线示出，该选择单元根据到达接收设备30、30'的信道条件来选择MCS索引(或由MCS索引指示的各个参数)。对于不良的信道条件，选择小的MCS索引(较低的吞吐量，但误差概率也较小)，对于良好的信道条件，选择更高的MCS索引(更高的吞吐量，但是更容易出现位错误)。
在其他实施例中，没有提供这种选择单元18，但是发送设备10、10'仅使用SC模式作为PHY模式，并且使用所公开的用于SC模式的不均匀星座中的一个。如果发送设备和接收设备不支持OFDM，则尤其如此。
PHY模式通常会影响在发送设备中使用OFDM单元13还是使用pi/2旋转单元13’。在接收设备中，其限定了是使用OFDM解调器33，还是绕过OFDM解调器33，还是不使用OFDM解调器33。
接收设备30、30'还可以可选地包括选择单元38，在图2和图4中用虚线示出，该选择单元根据由发送设备10、10'通过信号发送的信令信息来选择MCS索引(或由MCS索引指示的各个参数)。
根据本公开，针对作为PHY模式的OFDM和SC，单独地为每个MCS索引提出NUC。特别是为IEEE 802.11ad的MCS索引10-12和18-24提出了这种NUC。另外，提出NUC，用于128-QAM和256-QAM的OFDM以及用于32-QAM、64-QAM、128-QAM和256-QAM的SC(其中，尚未针对该OFDM和SC定义MCS索引，但是该OFDM和SC可以特别用于根据IEEE 802.11ad或IEEE 802.11ay的系统中)。
根据本公开，调制器12被配置为基于PHY模式、星座的星座点的总数M以及码率，使用预定的不均匀星座和位标签。选择单元18可以被配置为基于(包括所述编码和调制设备的)发送设备与(发送设备试图通信的)接收设备之间的信道条件，来选择星座的星座点的总数M和码率。优选地，如果信道条件越好，选择单元18就选择具有更大数量的M和/或更高码率的星座。
如果OFDM用作PHY模式，并且如果M＝16、64、128或256，则使用来自组A的不均匀星座和位标签，组A包括在以下子组中定义的星座：
子组A1，用于16-QAM，其中M＝16并且码率为1/2、5/8、3/4或13/16，
子组A2，用于64-QAM，其中M＝64并且码率为5/8、3/4或13/16，
子组A3，用于128-QAM，其中M＝128并且码率为1/2、5/8、3/4或13/16，以及
子组A4，用于256-QAM，其中M＝256并且码率为1/2、5/8、3/4或13/16，
其中，星座点由星座位置矢量w0...wM-1定义，并且其中，不同星座的星座位置矢量定义如下：
A)组A的M-QAM不均匀星座，用于作为PHY模式的OFDM：
A1)16-QAM NUC
Figure BDA0002869549900000101
A2)64-QAM NUC
Figure BDA0002869549900000102
Figure BDA0002869549900000111
A3)128-QAM NUC
对于R＝1/2(或R＝5/8、3/4或13/16)：
Figure BDA0002869549900000112
Figure BDA0002869549900000121
对于R＝5/8(或R＝1/2、3/4或13/16)：
Figure BDA0002869549900000122
Figure BDA0002869549900000131
对于R＝3/4(或R＝1/2、5/8或13/16)：
Figure BDA0002869549900000132
Figure BDA0002869549900000141
对于R＝13/16(或R＝1/2、5/8或3/4)：
Figure BDA0002869549900000142
Figure BDA0002869549900000151
A4)256-QAM NUC
对于R＝1/2(或R＝5/8、3/4或13/16)：
Figure BDA0002869549900000152
Figure BDA0002869549900000161
对于R＝5/8(或R＝1/2、3/4或13/16)：
Figure BDA0002869549900000162
Figure BDA0002869549900000171
对于R＝3/4(或R＝1/2、5/8或13/16)：
Figure BDA0002869549900000172
Figure BDA0002869549900000181
对于R＝13/16(或R＝1/2、5/8或3/4)：
Figure BDA0002869549900000182
Figure BDA0002869549900000191
如果SC用作PHY模式，并且如果M＝16、32、64、128或256，则使用来自组B的不均匀星座和位标签，组B包括在以下子组中定义的星座：
子组B1，用于16-QAM，其中M＝16并且码率为1/2、5/8或3/4，
子组B2，用于32-QAM，其中M＝32并且码率为1/2、5/8、3/4或13/16，
子组B3，用于64-QAM，其中M＝64并且码率为1/2、5/8、3/4或13/16，
子组B4，用于128-QAM，其中M＝128并且码率为1/2、5/8、3/4或13/16，以及
子组B5，用于256-QAM，其中M＝256并且码率为1/2、5/8、3/4或13/16，
其中，星座点由星座位置矢量w0...wM-1定义，并且其中，不同星座的星座位置矢量定义如下：
B)组B的M-QAM不均匀星座，用于作为PHY模式的单载波模式：
B1)16-QAM NUC
Figure BDA0002869549900000201
B2)32-QAM NUC
Figure BDA0002869549900000202
Figure BDA0002869549900000211
B3)64-QAM NUC
Figure BDA0002869549900000212
Figure BDA0002869549900000221
B4)128-QAM NUC
对于R＝1/2(或R＝5/8、3/4或13/16)：
Figure BDA0002869549900000222
Figure BDA0002869549900000231
对于R＝5/8(或R＝1/2、3/4或13/16)：
Figure BDA0002869549900000232
Figure BDA0002869549900000241
对于R＝3/4(或R＝1/2、5/8或13/16)：
Figure BDA0002869549900000242
Figure BDA0002869549900000251
对于R＝13/16(或R＝1/2、5/8或3/4)：
Figure BDA0002869549900000252
Figure BDA0002869549900000261
B5)256-QAM NUC
对于R＝1/2(或R＝5/8、3/4或13/16)：
Figure BDA0002869549900000262
Figure BDA0002869549900000271
对于R＝5/8(或R＝1/2、3/4或13/16)：
Figure BDA0002869549900000272
Figure BDA0002869549900000281
对于R＝3/4(或R＝1/2、5/8或13/16)：
Figure BDA0002869549900000282
Figure BDA0002869549900000291
对于R＝13/16(或R＝1/2、5/8或3/4)：
Figure BDA0002869549900000292
Figure BDA0002869549900000301
另外，调制器可以使用不均匀星座，该不均匀星座通过围绕原点旋转一角度，通过使所有星座点的位标签反转，通过交换位位置(bit position)，通过在复平面中关于任意线的镜像，和/或通过对星座点进行预失真，从组A或组B中的任何一组的星座中获得。此外，组A至组B中指示的位标签可以替代地针对一个或多个位标签而反转。
如上所示，提出了二维NUC，其包括星座点和位标签。星座点(即复平面中的坐标)使用标注，根据该标注，第一列定义w向量，第二列描述以下列(对于不同MCS索引)中的星座点的位标签。在图6中描述了调制阶数M＝16和码率R＝5/8(MCS＝11)，并且SC作为PHY模式的，用于16-QAM的二维NUC的星座的示例性示图。相应的星座点矢量为w＝(+0.2173+0.4189i,+0.4326+1.1445i,-0.2173+0.4189i,-0.4326+1.1445i,+0.2173-0.4189i,+0.4326-1.1445i,-0.2173-0.4189i,-0.4326-1.1445i,+0.6578+0.2571i,+1.2088+0.5659i,-0.6578+0.2571i,-1.2088+0.5659i,+0.6578-0.2571i,+1.2088-0.5659i,-0.6578-0.2571i,-1.2088-0.5659i)，用于从0000到1111的位标签，其中，i＝sqrt(-1)是虚数单位。
应当注意，相同的NUC可以用于不同的MCS索引(例如，针对MCS10定义的星座点可以用于MCS10和MCS11两者，以减少NUC的总数)，特别是用于不同的码率R。因此，在用于NUC的表中指出，各个星座点和位标签用于哪些MCS索引(表示码率R、调制阶数M和PHY模式)或用于那些码率R。如果有两个或更多个MCS索引或码率R被指示，则可以预先确定特定通信系统或特定装置应当关于哪些MCS索引/码率R使用星座点和位标签。此外，应该注意，位位置(bit postion)可以被反转，即，位标签的任何位位置(bit position)的位可以被翻转，产生相同的性能。
优选地优化位标签(即，哪个位组合被分配给哪个星座点)，以通过最佳可能的方式适应现有的IEEE 802.11ad或IEEE 802.11ay架构，从而在FEC解码之后产生最小的错误率。即，在一个实施例中，与已知布局相比，主要改变了QAM映射器(调制器)12。在一个实施例中，可以如已知系统中所提供的那样，使用现有的交织。通常，在BICM的优化中，首先设计信道编码(FEC)。在下一步骤中，针对FEC的目标SNR优化了QAM(NUC)。此处，优化NUC的位标签，以最佳地匹配现有FEC和最近提出的NUC，而不增加FEC和QAM之间的优化交织。
对于位标签优化，对于给定的FEC码，位的错误保护可能是不相等的(例如，对于不规则LDPC)。解映射之后的LLR值也有不同的保护级别(由位标签给出)。如果最强代码位与最强LLR位置匹配，则难以解码弱代码位。最弱代码位与最强LLR位置的匹配也是次佳的。最佳位标签平衡不同LLR鲁棒级别与具有不同保护级别的代码位的匹配。
显然，鉴于上述教导内容，本发明的许多修改和变化是可能的。因此，应当理解，在所要求保护的范围内，可以实践本公开，而非如在本文具体描述的(例如，如果NUC位置向量舍入为更小数量的数字)。
因此，前述讨论仅公开并描述了本公开的示例性实施例。如本领域技术人员将理解的，在不脱离本发明的精神或基本特征的情况下，本公开可以以其他具体形式体现。因此，本公开的公开内容旨在是说明性的，而不是限制本公开以及其他所要求保护的范围。包括本文教导内容的任何容易辨别的变体的公开内容部分限定了所要求保护的范围，使得没有创造性主题专用于公众。
在本公开中，措辞“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“a”或“an”不排除多个。单个元件或其他单元可以实现本公开中所述的若干条目的功能。在相互不同的优选实施例中记载某些措施这一事实并不表示这些措施的组合不能有利地使用。
只要将本公开的实施例描述为至少部分地由软件控制的数据处理设备实现，则应当理解，传送这种软件的非暂时机器可读介质(例如，光盘、磁盘、半导体存储器等)也被认为表示本公开的实施例。此外，这种软件也可以以其他形式分布，例如，经由因特网或其他有线或无线电信系统。
所公开的装置、设备和系统的元件可以由相应的硬件和/或软件元件实现，例如，适当的电路。电路是电子部件的结构组合，包括传统电路元件、包括专用集成电路的集成电路、标准集成电路、专用标准产品和现场可编程门阵列。此外，电路包括根据软件代码编程或配置的中央处理单元、图形处理单元和微处理器。尽管电路包括上述硬件执行软件，但是电路不包括纯软件。
下面是所公开主题的进一步实施例的列表：
1.一种编码和调制设备，包括：
编码器，其被配置为根据低密度奇偶校验码LDPC将输入数据编码成单元字；以及
调制器，其被配置为将所述单元字调制成不均匀星座的星座值，并将位组合分配给所使用的不均匀星座的星座值，
其中，所述调制器被配置为基于所述PHY模式、星座的星座点的总数M以及码率，使用如本文中所公开的来自组A或B中的一个组的不均匀星座和位标签，或者使用通过以下方式获得的不均匀星座：通过围绕原点旋转一角度、通过将所有星座点的位标签反转、通过交换位位置、通过在复平面中关于任何线进行镜像和/或通过对星座点进行预失真，从组A或组B中的任何一组的星座中获得。
2.根据实施例1所限定的编码和调制设备，
进一步包括选择单元，其被配置为基于包括所述编码和调制设备的发送设备与所述发送设备试图通信的接收设备之间的信道条件，来选择星座的星座点的总数M和码率。
3.根据实施例2所限定的编码和调制设备，
其中，所述选择单元被配置为在信道条件更好的情况下选择具有更大数量的M和/或更高码率的星座。
4.根据实施例1到3中的一项所限定的编码和调制设备，
其中，所述编码和调制设备被配置用于根据IEEE 802.11的发送设备中。
5.一种编码和调制方法，包括：
根据低密度奇偶校验码LDPC将输入数据编码成单元字；并且
将所述单元字调制成不均匀星座的星座值，并将位组合分配给所使用的不均匀星座的星座值，
其中，所述调制被配置为基于所述PHY模式、星座的星座点的总数M以及码率，使用如本文中所公开的来自组A或B中的一个组的不均匀星座和位标签，或者使用通过以下方式获得的不均匀星座：通过围绕原点旋转一角度、通过将所有星座点的位标签反转、通过交换位位置、通过在复平面中关于任何线进行镜像和/或通过对星座点进行预失真，从组A或组B中的任何一组的星座中获得。
6.一种发送设备，包括：
根据实施例1所限定的编码和调制设备，其被配置为将输入数据编码和调制成星座值，
转换器，其被配置为将所述星座值转换成一个或多个传输流来发送，以及
发送器，其被配置为发送所述一个或多个传输流。
7.根据实施例6所限定的发送设备，
进一步包括信令单元，被配置为将信令信息嵌入所述一个或多个传输流中，所述信令信息包括关于PHY模式、星座的星座点的总数M、星座点的位置和码率的信息。
8.根据实施例6或7所限定的发送设备，
其中，所述信令单元被配置为将信令信息嵌入所述一个或多个传输流中，所述信令信息包括调制和编码MCS索引信息，所述MCS索引信息包括关于PHY模式、关于星座的星座点的总数M和关于码率的信息。
9.根据实施例6到8中的一项所限定的发送设备，
其中，所述调制单元被配置为选择使用均匀星座来代替所述不均匀星座中的一个，从而将所述单元字调制为星座值，并且
其中，所述信令单元被配置为将信令信息嵌入所述一个或多个传输流中，所述信令信息包括星座信息，所述星座信息指示是不均匀星座还是均匀星座被用于进行调制。
10.根据实施例7至9中的一项所限定的发送设备，
其中，所述信令单元被配置为在用于传输所述一个或多个传输流的多个帧中的帧(特别是每个帧)的开头处嵌入所述信令信息。
11.根据实施例7至9中的一项所限定的发送设备，
其中，所述信令单元被配置为将所述信令信息嵌入报头字段。
12.一种发送方法，包括：
根据实施例5所限定的，将输入数据编码和调制成星座值的编码和调制方法，
将所述星座值转换成一个或多个传输流来发送，以及
发送所述一个或多个传输流。
13.一种解调和解码设备，包括：
解调器，其被配置为将不均匀星座的星座值解调成单元字，并将位组合分配给所使用的不均匀星座的星座值，以及
解码器，其被配置为根据低密度奇偶校验码LDPC，将单元字解码为输出数据，
其中，所述解调器被配置为基于指示所述PHY模式、星座的星座点的总数M以及码率的信令信息，使用如本文中所公开的来自组A或B中的一个组的不均匀星座和位标签，或者使用通过以下方式获得的不均匀星座：通过围绕原点旋转一角度、通过将所有星座点的位标签反转、通过交换位位置、通过在复平面中关于任何线进行镜像和/或通过对星座点进行预失真，从组A或组B中的任何一组的星座中获得。
14.一种解调和解码方法，包括：
将不均匀星座的星座值解调成单元字，并将位组合分配给所使用的不均匀星座的星座值，以及
根据低密度奇偶校验码LDPC，将单元字解码为输出数据，
其中，所述解调被配置为基于指示所述PHY模式、星座的星座点的总数M以及码率的信令信息，使用如本文中所公开的来自组A或B中的一个组的不均匀星座和位标签，或者使用通过以下方式获得的不均匀星座：通过围绕原点旋转一角度、通过将所有星座点的位标签反转、通过交换位位置、通过在复平面中关于任何线进行镜像和/或通过对星座点进行预失真，从组A或组B中的任何一组的星座中获得。
15.一种接收设备，包括：
接收器，其被配置为接收一个或多个传输流，
解转换器，其被配置为将一个或多个传输流解转换成所述星座值，以及
根据实施例13所限定的解调和解码设备，其被配置为将所述星座值解调和解码为输出数据。
16.一种接收方法，包括：
接收一个或多个传输流，
将一个或多个传输流解转换成所述星座值，以及
根据实施例14所限定的方法，将所述星座值解调和解码为输出数据。
17.一种非暂时性计算机可读记录介质，在其内存储计算机程序产品，所述计算机程序产品在由处理器执行时促使执行根据实施例5或14所限定的方法。
18.一种通信系统，包括根据实施例1所述的一个或多个发送设备和根据实施例15所限定的一个或多个接收设备。
19.一种包括程序代码装置的计算机程序，用于当在计算机上执行所述计算机程序时，促使计算机执行根据实施例5或14所限定的方法的步骤。

Claims (18)

1.一种编码和调制设备，包括：
编码器，被配置为根据低密度奇偶校验码将输入数据编码成单元字；以及
调制器，被配置为将所述单元字调制成不均匀星座的星座点，并将位组合分配给所使用的不均匀星座的星座点，
其中，所述调制器被配置为如果物理层模式是单载波模式并且所述星座的星座点的总数M是64，使用通过将所有星座点的位标签反转，并通过互换位位置，从码率为1/2、5/8、3/4或13/16的64-QAM的组中获得的不均匀星座，并且
其中，所述组的所述不均匀星座的星座点定义如下：
Figure FDA0002869549890000011
Figure FDA0002869549890000021
Figure FDA0002869549890000031
Figure FDA0002869549890000041
2.根据权利要求1所述的编码和调制设备，还包括选择单元，所述选择单元被配置为基于包括所述编码和调制设备的发送设备与所述发送设备试图通信的接收设备之间的信道条件，来选择星座的星座点的总数M和码率。
3.根据权利要求2所述的编码和调制设备，其中，所述选择单元被配置为在所述信道条件更好的情况下选择具有更大数量的M和/或更高码率的星座。
4.根据权利要求1所述的编码和调制设备，其中，所述编码和调制设备被配置用于根据IEEE 802.11的发送设备中。
5.一种编码和调制方法，包括：
根据低密度奇偶校验码将输入数据编码成单元字；并且
将所述单元字调制成不均匀星座的星座点，并将位组合分配给所使用的不均匀星座的星座点，
其中，所述调制被配置为如果物理层模式是单载波模式并且星座点的总数M是64，使用通过将所有星座点的位标签反转，并通过互换位位置，从码率为1/2、5/8、3/4或13/16的64-QAM的组中获得的不均匀星座，并且
其中，所述组的所述不均匀星座的星座点定义如下：
Figure FDA0002869549890000042
Figure FDA0002869549890000051
Figure FDA0002869549890000061
Figure FDA0002869549890000071
6.一种发送设备，包括：
根据权利要求1所述的编码和调制设备，被配置为将输入数据编码和调制成星座点，
转换器，被配置为将所述星座点转换成一个或多个传输流来发送，以及
发送器，被配置为发送所述一个或多个传输流。
7.根据权利要求6所述的发送设备，还包括：
信令单元，被配置为将信令信息嵌入所述一个或多个传输流中，所述信令信息包括关于所述物理层模式、所述星座的星座点的总数M、所述星座点的位置和所述码率的信息。
8.根据权利要求6所述的发送设备，还包括：
信令单元，被配置为将信令信息嵌入所述一个或多个传输流中，所述信令信息包括调制和编码方案索引信息，所述调制和编码方案索引信息包括关于所述物理层模式、所述星座的星座点的总数M和所述码率的信息。
9.根据权利要求6所述的发送设备，
其中，所述调制器被配置为选择使用均匀星座来代替所述不均匀星座，从而将所述单元字调制为星座点，并且
其中，所述信令单元被配置为将信令信息嵌入所述一个或多个传输流中，所述信令信息包括星座信息，所述星座信息指示是不均匀星座还是均匀星座被用于进行调制。
10.根据权利要求7所述的发送设备，其中，所述信令单元被配置为在用于传输所述一个或多个传输流的多个帧中的帧，特别是每个帧的开头处嵌入所述信令信息。
11.根据权利要求7所述的发送设备，其中，所述信令单元被配置为将所述信令信息嵌入报头字段。
12.一种发送方法，包括：
根据权利要求5所述的编码和调制方法，将输入数据编码和调制成星座点，
将所述星座点转换成一个或多个传输流来发送，以及
发送所述一个或多个传输流。
13.一种解调和解码设备，包括：
解调器，被配置为将不均匀星座的星座点解调成单元字，并将位组合分配给所使用的不均匀星座的星座点，以及
解码器，被配置为根据低密度奇偶校验码，将单元字解码为输出数据，
其中，所述解调器被配置为如果信令信息指示物理层模式是单载波模式并且所述星座的星座点的总数M是64，使用通过将所有星座点的位标签反转，并通过互换位位置，从码率为1/2、5/8、3/4或13/16的64-QAM的组中获得的不均匀星座，
其中，所述组的所述不均匀星座的星座点定义如下：
Figure FDA0002869549890000091
Figure FDA0002869549890000101
Figure FDA0002869549890000111
14.一种解调和解码方法，包括：
将不均匀星座的星座点解调成单元字，并将位组合分配给所使用的不均匀星座的星座点，以及
根据低密度奇偶校验码，将单元字解码为输出数据，
其中，所述解调被配置为如果信令信息指示物理层模式是单载波模式并且所述星座的星座点的总数M是64，使用通过将所有星座点的位标签反转，并通过互换位位置，从码率为1/2、5/8、3/4或13/16的64-QAM的组中获得的不均匀星座，
其中，所述组的所述不均匀星座的星座点定义如下：
Figure FDA0002869549890000121
Figure FDA0002869549890000131
Figure FDA0002869549890000141
15.一种接收设备，包括：
接收器，被配置为接收一个或多个传输流，
解转换器，被配置为将所述一个或多个传输流解转换成星座点，以及
根据权利要求13所述的解调和解码设备，被配置为将所述星座点解调和解码为输出数据。
16.一种接收方法，包括：
接收一个或多个传输流，
将所述一个或多个传输流解转换成星座点，以及
根据权利要求14所述的方法，将所述星座点解调和解码为输出数据。
17.一种非暂时性计算机可读记录介质，其上存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被处理器执行时使得执行根据权利要求5所述的方法。
18.一种通信系统，包括根据权利要求6所述的一个或多个发送设备。
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