CN112737728B - 数据处理方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种数据处理方法及装置，涉及通信技术领域，用于对信源信息进行更好的保护，以提升数据传输的鲁棒性。该方法包括：发送端对信源信息进行第一处理，得到M个待传输的量化系数，M为正整数；发送端将M个待传输的量化系数进行二进制转换，得到M个第一比特序列；发送端将M个第一比特序列在变换域上按照重要性从高到低的顺序分为N1个层，将M个第一比特序列在比特平面上按照重要性从高到低的顺序分为N2个层，得到N1N2个第二比特序列，N1、N2均为正整数；发送端对N1N2个第二比特序列进行第二处理，得到数据信息；其中，上述第二处理包括信道编码，第二比特序列在信道编码过程中采用的第一码率根据第二比特序列的重要性确定。

Description

数据处理方法及装置
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及数据处理方法及装置。
背景技术
多媒体通信是指在一次呼叫过程中能同时提供多种媒体数据如语音、数据、图像、视频等的新型通信方式。视频作为多媒体数据的重要组成部分，给用户带来了视觉上的全新体验。未来几年，视频业务将会有更为广阔的发展前景，随之而来的视频数据的编码和传输技术也成为当前多媒体通信领域的研究热点。
当前，由于无线信道是时变的，收发端需要根据信道状态调整信道编码速率和调制星座图大小。这样一来，可能存在信源-信道不匹配的问题，导致传输性能较差。
发明内容
本申请提供一种数据处理方法及装置，用于对信源信息进行更好的保护，以提升数据传输的鲁棒性，达到在不同信道状态下的自适应传输效果。
第一方面，提供一种数据处理方法，包括：发送端对信源信息进行第一处理，得到M个待传输的量化系数，M为正整数；发送端将M个待传输的量化系数进行二进制转换，得到M个第一比特序列；发送端将M个第一比特序列在变换域上按照重要性从高到低的顺序分为N1个层，将M个第一比特序列在比特平面上按照重要性从高到低的顺序分为N2个层，得到N1N2个第二比特序列，N1、N2均为正整数；发送端对N1N2个第二比特序列进行第二处理，得到数据信息；其中，第二处理包括信道编码；对于N1N2个第二比特序列中的每一个第二比特序列来说，第二比特序列在信道编码过程中采用的第一码率与第二比特序列的重要性是相关的。
基于上述方案，发送端将信源信息经过变换、量化得到的比特流(也即M个第一比特序列)进行变换域和比特平面这两个维度的分层，从而发送端能够更加精确地确定出信源信息中的重要信息(也即重要性较大的第二比特序列)，并对信源信息中的重要信息进行保护(也即对重要性较大的第二比特序列采用较小的码率进行信道编码)，从而克服悬崖效应，以实现更加鲁棒的数据传输，达到在不同信道状态下的自适应传输效果。
一种可能的设计中，发送端对信源信息进行第一处理，得到M个待传输的量化系数，包括：发送端将信源信息进行变换操作，得到P个变换系数，P为大于等于M的整数；发送端将P个变换系数进行量化，得到P个量化系数；发送端从P个量化系数中，确定M个待传输的量化系数。
一种可能的设计中，发送端将M个第一比特序列在变换域上按照重要性从高到低的顺序分为N1个层，将M个第一比特序列在比特平面上按照重要性从高到低的顺序分为N2个层，得到N1N2个第二比特序列，包括：发送端将M个第一比特序列在变换域上按照从低频到高频的顺序分为N1个层，将M个第一比特序列在比特平面上按照从高位到低位的顺序分为N2个层，得到N1N2个第二比特序列。
一种可能的设计中，在发送端对N1N2个第二比特序列进行第二处理，得到数据信息之前，方法还包括：发送端确定各个第二比特序列对应的信息熵和比特差错误差，比特差错误差用于表征第二比特序列的重要性；发送端根据各个第二比特序列对应的信息熵和比特差错误差，确定各个第二比特序列对应的第二码率，第二比特序列对应的第二码率用于确定第二比特序列在信道编码中采用的第一码率。
一种可能的设计中，在N1N2个第二比特序列中，第m个第二比特序列对应变换域上的N1个层中的第k层，第m个第二比特序列对应比特平面上的N2个层中的第n层；其中，m＝(k-1)N2+n，m为大于等于1小于等于N1N2的正整数，k为大于等于1小于等于N1的正整数，n为大于等于1小于等于N2的正整数。
一种可能的设计中，第m个第二比特序列对应的信息熵根据以下公式确定：Im＝-pm,0log2pm,0-pm,1log2pm,1。Im表示第m个第二比特序列对应的信息熵，pm,0表示第m个第二比特序列中比特取值为0的概率，pm,1为第m个第二比特序列中比特取值为1的概率，m为大于等于1小于等于N1N2的正整数。
一种可能的设计中，第m个第二比特序列对应的比特差错误差根据以下公式确定：Em＝E[(pixelm-pixel0)2]。或者，第m个第二比特序列对应的比特差错误差根据以下公式确定：Em＝E[|pixelm-pixel0|]。其中，Em表示第m个第二比特序列对应的比特差错误差，E[X]表示对X求数学期望，pixelm表示第m个第二比特序列出错的情况下重建的信源信息，pixel0为信源信息。
一种可能的设计中，第m个第二比特序列对应的第二码率根据以下公式确定：
Figure BDA0002233270110000021
其中，Rm表示第m个第二比特序列对应的第二码率，Mk为变换域上N1个层中第k层所包括的量化系数的个数，Ln为比特平面上N2个层中第n层所包括的比特个数，Bm表示分配给第m个第二比特序列的传输比特数；
Figure BDA0002233270110000022
其中，B表示信道传输中可用的比特数目，α、β为调节参数(或者说权重因子)，
Figure BDA0002233270110000023
表示第(i-1)N2+j个第二比特序列对应的信息熵，
Figure BDA0002233270110000024
表示第(i-1)N2+j个第二比特序列对应的比特差错误差；i＝1，2，…，N1；j＝1，2，…，N2。
一种可能的设计中，该方法还包括：发送端确定控制信息，控制信息包括分层位宽信息以及编码信息；分层位宽信息用于指示M的取值、N1层中每一层所包括的量化系数的个数、以及N2层中每一层对应的比特位的个数；编码信息用于指示N1N2个第二比特序列中的每一个第二比特序列在信道编码中采用的第一码率。
一种可能的设计中，控制信息还包括指示信息，指示信息用于指示M个待传输的量化系数在P个量化系数中的位置。
一种可能的设计中，该方法还包括：发送端向接收端发送数据信息和控制信息。
第二方面，提供一种数据处理方法，包括：接收端接收来自发送的数据信息和控制信息；接收端根据控制信息，对数据信息进行译码，得到信源信息。其中，数据信息是N1N2个第二比特序列进行第二处理后得到，第二处理包括信道编码；对于N1N2个第二比特序列中的每一个第二比特序列来说，第二比特序列在信道编码过程中采用的第一码率与第二比特序列的重要性是相关的；N1N2个第二比特序列由发送端将M个第一比特序列进行分层处理得到；分层处理包括将M个第一比特序列在变换域上按照重要性从高到低的顺序分为N1个层，以及将M个第一比特序列在比特平面上按照重要性从高到低的顺序分为N2个层；M个第一比特序列是M个待传输的量化系数通过二进制转换得到；M个待传输的量化系数是发送端对信源信息进行第一处理得到，M、N1、N2均为正整数。控制信息包括分层位宽信息以及编码信息；分层位宽信息用于指示M的取值、N1层中每一层所包括的量化系数的个数、以及N2层中每一层对应的比特位的个数；编码信息用于指示N1N2个第二比特序列中的每一个第二比特序列在信道编码中采用的第一码率。
一种可能的设计中，将M个第一比特序列在变换域上按照重要性从高到低的顺序分为N1个层，包括：将M个第一比特序列在变换域上按照从低频到高频的顺序分为N1个层。
一种可能的设计中，将M个第一比特序列在比特平面上按照重要性从高到低的顺序分为N2个层，得到N1N2个第二比特序列，包括：将M个第一比特序列在比特平面上按照从高位到低位的顺序分为N2个层。
一种可能的设计中，第二比特序列在信道编码中采用的第一码率根据第二比特序列对应的第二码率来确定。
一种可能的设计中，在N1N2个第二比特序列中，第m个第二比特序列对应变换域上的N1个层中的第k层，第m个第二比特序列对应比特平面上的N2个层中的第n层；其中，m＝(k-1)N2+n，m为大于等于1小于等于N1N2的正整数，k为大于等于1小于等于N1的正整数，n为大于等于1小于等于N2的正整数。
一种可能的设计中，第m个第二比特序列对应的第二码率根据以下公式确定：
Figure BDA0002233270110000031
其中，Rm表示第m个第二比特序列对应的第二码率，Mk为变换域上N1个层中第k层所包括的量化系数的个数，Ln为比特平面上N2个层中第n层所包括的比特个数，Bm表示分配给第m个第二比特序列的传输比特数；
Figure BDA0002233270110000032
其中，B表示信道传输中可用的比特数目，α、β为调节参数(或者说权重因子)，
Figure BDA0002233270110000033
表示第(i-1)N2+j个第二比特序列对应的信息熵，
Figure BDA0002233270110000034
表示第(i-1)N2+j个第二比特序列对应的比特差错误差；i＝1，2，…，N1；j＝1，2，…，N2。
一种可能的设计中，第m个第二比特序列对应的比特差错误差根据以下公式确定：Em＝E[(pixelm-pixel0)2]。或者，第m个第二比特序列对应的比特差错误差根据以下公式确定：Em＝E[|pixelm-pixel0|]。其中，Em表示第m个第二比特序列对应的比特差错误差，E[X]表示对X求数学期望，pixelm表示第m个第二比特序列出错的情况下重建的信源信息，pixel0为信源信息。
一种可能的设计中，第m个第二比特序列对应的信息熵根据以下公式确定：Im＝-pm,0log2pm,0-pm,1log2pm,1。Im表示第m个第二比特序列对应的信息熵，pm,0表示第m个第二比特序列中比特取值为0的概率，pm,1为第m个第二比特序列中比特取值为1的概率，m为大于等于1小于等于N1N2的正整数。
一种可能的设计中，控制信息还包括指示信息，指示信息用于指示M个待传输的量化系数在P个量化系数中的位置。P个量化系数由P个变换系数通过量化处理得到，P个变换系数由信源信息通过变换处理得到。
第三方面，提供一种通信装置，包括：处理模块，用于对信源信息进行第一处理，得到M个待传输的量化系数，M为正整数；将M个待传输的量化系数进行二进制转换，得到M个第一比特序列；将M个第一比特序列在变换域上按照重要性从高到低的顺序分为N1个层，将M个第一比特序列在比特平面上按照重要性从高到低的顺序分为N2个层，得到N1N2个第二比特序列，N1、N2均为正整数；对N1N2个第二比特序列进行第二处理，得到数据信息；其中，第二处理包括信道编码；对于N1N2个第二比特序列中的每一个第二比特序列来说，第二比特序列在信道编码过程中采用的第一码率与第二比特序列的重要性是相关的。
一种可能的设计中，处理模块，具体用于将信源信息进行变换操作，得到P个变换系数，P为大于等于M的整数；将P个变换系数进行量化，得到P个量化系数；从P个量化系数中，确定M个待传输的量化系数。
一种可能的设计中，处理模块，具体用于将M个第一比特序列在变换域上按照从低频到高频的顺序分为N1个层，将M个第一比特序列在比特平面上按照从高位到低位的顺序分为N2个层，得到N1N2个第二比特序列。
一种可能的设计中，处理模块，还用于确定各个第二比特序列对应的信息熵和比特差错误差，比特差错误差用于表征第二比特序列的重要性；根据各个第二比特序列对应的信息熵和比特差错误差，确定各个第二比特序列对应的第二码率，第二比特序列对应的第二码率用于确定第二比特序列在信道编码中采用的第一码率。
一种可能的设计中，在N1N2个第二比特序列中，第m个第二比特序列对应变换域上的N1个层中的第k层，第m个第二比特序列对应比特平面上的N2个层中的第n层；
其中，m＝(k-1)N2+n，m为大于等于1小于等于N1N2的正整数，k为大于等于1小于等于N1的正整数，n为大于等于1小于等于N2的正整数。
一种可能的设计中，第m个第二比特序列对应的信息熵根据以下公式确定：Im＝-pm,0log2pm,0-pm,1log2pm,1。Im表示第m个第二比特序列对应的信息熵，pm,0表示第m个第二比特序列中比特取值为0的概率，pm,1为第m个第二比特序列中比特取值为1的概率，m为大于等于1小于等于N1N2的正整数。
一种可能的设计中，第m个第二比特序列对应的比特差错误差根据以下公式确定：Em＝E[(pixelm-pixel0)2]。或者，第m个第二比特序列对应的比特差错误差根据以下公式确定：Em＝E[|pixelm-pixel0|]。其中，Em表示第m个第二比特序列对应的比特差错误差，E[X]表示对X求数学期望，pixelm表示第m个第二比特序列出错的情况下重建的信源信息，pixel0为信源信息。
一种可能的设计中，第m个第二比特序列对应的第二码率根据以下公式确定：
Figure BDA0002233270110000041
其中，Rm表示第m个第二比特序列对应的第二码率，Mk为变换域上N1个层中第k层所包括的量化系数的个数，Ln为比特平面上N2个层中第n层所包括的比特个数，Bm表示分配给第m个第二比特序列的传输比特数；
Figure BDA0002233270110000042
其中，B表示信道传输中可用的比特数目，α、β为调节参数(或者说权重因子)，
Figure BDA0002233270110000043
表示第(i-1)N2+j个第二比特序列对应的信息熵，
Figure BDA0002233270110000044
表示第(i-1)N2+j个第二比特序列对应的比特差错误差；i＝1，2，…，N1；j＝1，2，…，N2。
一种可能的设计中，处理模块，还用于确定控制信息，控制信息包括分层位宽信息以及编码信息；分层位宽信息用于指示M的取值、N1层中每一层所包括的量化系数的个数、以及N2层中每一层对应的比特位的个数；编码信息用于指示N1N2个第二比特序列中的每一个第二比特序列在信道编码中采用的第一码率。
一种可能的设计中，控制信息还包括指示信息，指示信息用于指示M个待传输的量化系数在P个量化系数中的位置。
一种可能的设计中，通信装置还包括通信模块；通信模块，用于向接收端发送数据信息和控制信息。
第四方面，提供一种通信装置，包括：处理模块和通信模块。其中，通信模块，用于接收来自发送的数据信息和控制信息。处理模块，用于根据控制信息，对数据信息进行译码，得到信源信息。其中，数据信息是N1N2个第二比特序列进行第二处理后得到，第二处理包括信道编码；对于N1N2个第二比特序列中的每一个第二比特序列来说，第二比特序列在信道编码过程中采用的第一码率与第二比特序列的重要性是相关的；N1N2个第二比特序列由发送端将M个第一比特序列进行分层处理得到；分层处理包括将M个第一比特序列在变换域上按照重要性从高到低的顺序分为N1个层，以及将M个第一比特序列在比特平面上按照重要性从高到低的顺序分为N2个层；M个第一比特序列是M个待传输的量化系数通过二进制转换得到；M个待传输的量化系数是发送端对信源信息进行第一处理得到，M、N1、N2均为正整数。控制信息包括分层位宽信息以及编码信息；分层位宽信息用于指示M的取值、N1层中每一层所包括的量化系数的个数、以及N2层中每一层对应的比特位的个数；编码信息用于指示N1N2个第二比特序列中的每一个第二比特序列在信道编码中采用的第一码率。
一种可能的设计中，将M个第一比特序列在变换域上按照重要性从高到低的顺序分为N1个层，包括：将M个第一比特序列在变换域上按照从低频到高频的顺序分为N1个层。
一种可能的设计中，将M个第一比特序列在比特平面上按照重要性从高到低的顺序分为N2个层，得到N1N2个第二比特序列，包括：将M个第一比特序列在比特平面上按照从高位到低位的顺序分为N2个层。
一种可能的设计中，第二比特序列在信道编码中采用的第一码率根据第二比特序列对应的第二码率来确定。
一种可能的设计中，在N1N2个第二比特序列中，第m个第二比特序列对应变换域上的N1个层中的第k层，第m个第二比特序列对应比特平面上的N2个层中的第n层；其中，m＝(k-1)N2+n，m为大于等于1小于等于N1N2的正整数，k为大于等于1小于等于N1的正整数，n为大于等于1小于等于N2的正整数。
一种可能的设计中，第m个第二比特序列对应的第二码率根据以下公式确定：
Figure BDA0002233270110000051
其中，Rm表示第m个第二比特序列对应的第二码率，Mk为变换域上N1个层中第k层所包括的量化系数的个数，Ln为比特平面上N2个层中第n层所包括的比特个数，Bm表示分配给第m个第二比特序列的传输比特数；
Figure BDA0002233270110000052
其中，B表示信道传输中可用的比特数目，α、β为调节参数(或者说权重因子)，
Figure BDA0002233270110000053
表示第(i-1)N2+j个第二比特序列对应的信息熵，
Figure BDA0002233270110000054
表示第(i-1)N2+j个第二比特序列对应的比特差错误差；i＝1，2，…，N1；j＝1，2，…，N2。
一种可能的设计中，第m个第二比特序列对应的比特差错误差根据以下公式确定：Em＝E[(pixelm-pixel0)2]。或者，第m个第二比特序列对应的比特差错误差根据以下公式确定：Em＝E[|pixelm-pixel0|]。其中，Em表示第m个第二比特序列对应的比特差错误差，E[X]表示对X求数学期望，pixelm表示第m个第二比特序列出错的情况下重建的信源信息，pixel0为信源信息。
一种可能的设计中，第m个第二比特序列对应的信息熵根据以下公式确定：Im＝-pm,0log2pm,0-pm,1log2pm,1。Im表示第m个第二比特序列对应的信息熵，pm,0表示第m个第二比特序列中比特取值为0的概率，pm,1为第m个第二比特序列中比特取值为1的概率，m为大于等于1小于等于N1N2的正整数。
一种可能的设计中，控制信息还包括指示信息，指示信息用于指示M个待传输的量化系数在P个量化系数中的位置。P个量化系数由P个变换系数通过量化处理得到，P个变换系数由信源信息通过变换处理得到。
第五方面，提供了一种发送端装置，包括：处理器，所述处理器用于执行计算机指令，以实现第一方面提供的任意一种方法。
在一种可能的实现方式中，发送端装置还包括存储器，所述处理器与所述存储器耦合，所述存储器用于存储所述计算机指令。
在一种可能的实现方式中，存储器和处理器集成在一起，或者，存储器和处理器为独立的器件。
在一种可能的实现方式中，发送端装置还包括通信接口和通信总线，处理器、存储器和通信接口通过通信总线连接。通信接口用于执行相应方法中的发送的动作。例如，通信接口通过其中的发送器执行相应方法中的发送动作。
第六方面，，提供了一种接收端装置，包括：处理器，所述处理器用于用于执行计算机指令，以实现第二方面提供的任意一种方法。
在一种可能的实现方式中，接收端装置还包括存储器，所述处理器与所述存储器耦合，所述存储器用于存储所述计算机指令。
在一种可能的实现方式中，存储器和处理器集成在一起，或者，存储器和处理器为独立的器件。
在一种可能的实现方式中，接收端装置还包括通信接口和通信总线，处理器、存储器和通信接口通过通信总线连接。通信接口用于执行相应方法中的接收的动作。例如，通信接口通过其中的接收器执行相应方法中的接收动作。
第七方面，提供了一种发送端装置，包括：逻辑电路和输出接口，逻辑电路和输出接口用于实现第一方面提供的任意一种方法。其中，逻辑电路用于执行相应方法中的处理动作，输出接口用于执行相应方法中的发送的动作。
第八方面，提供了一种接收端装置，包括：逻辑电路和输入接口，逻辑电路和输入接口用于实现第二方面提供的任意一种方法。其中，逻辑电路用于执行相应方法中的处理动作，输入接口用于执行相应方法中的接收的动作。
第九方面，提供一种芯片，包括：处理电路和收发管脚，处理电路和收发管脚用于实现上述第一方面或第二方面提供的任意一种方法，其中，处理电路用于执行相应方法中的处理动作，收发管脚用于执行相应方法中的接收/发送的动作。
第十方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，当该计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行第一方面或者第二方面提供的任意一种方法。
第十一方面，提供一种包含计算机指令的计算机程序产品，当该计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行第一方面或者第二方面提供的任意一种方法。
第十二方面，提供一种通信系统，包括发送端和接收端。其中，发送端用于执行上述第一方面中任一种设计所涉及的方法。接收端用于执行上述第二方面中任一种设计所涉及的方法。
需要说明的是，上述第三方面至第十二方面中任一种设计所带来的技术效果可以参见第一方面或第二方面中对应设计所带来的技术效果，此处不再赘述。
附图说明
图1为本申请提供的一种发送端和接收端的数据处理流程图；
图2为本申请实施例提供的一种数据处理方法的流程图；
图3为本申请实施例提供的另一种数据处理方法的流程图；
图4为本申请实施例提供的一种分层的示意图；
图5为本申请实施例提供的另一种分层的示意图；
图6为本申请实施例提供的另一种分层的示意图；
图7为本申请实施例提供的一种物理帧的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的另一种物理帧的结构示意图；
图9为本申请实施例提供的一种通信装置的结构示意图；
图10为本申请实施例提供的一种通信装置的结构示意图。
具体实施方式
在本申请的描述中，除非另有说明，“/”表示“或”的意思，例如，A/B可以表示A或B。本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。
此外，“至少一个”是指一个或多个，“多个”是指两个或两个以上。“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
需要说明的是，本申请中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
在本申请的描述中，“指示”可以包括直接指示和间接指示，也可以包括显式指示和隐式指示。将某一信息(如下文所述的指示信息)所指示的信息称为待指示信息，则具体实现过程中，对所述待指示信息进行指示的方式有很多种。例如，可以直接指示所述待指示信息，其中所述待指示信息本身或者所述待指示信息的索引等。又例如，也可以通过指示其他信息来间接指示所述待指示信息，其中该其他信息与所述待指示信息之间存在关联关系。又例如，还可以仅仅指示所述待指示信息的一部分，而所述待指示信息的其他部分则是已知的或者提前约定的。另外，还可以借助预先约定(例如协议规定)的各个信息的排列顺序来实现对特定信息的指示，从而在一定程度上降低指示开销。
为了便于理解本申请的技术方案，下面先对本申请所涉及的术语进行简单介绍。
1、数据发送和接收的一般流程
参见图1，发送端将对信源进行信源编码、信道编码、星座调制、资源映射后得到的信号向接收端发送。该信号在发送端和接收端之间的信道上传输时，可能会受到噪声的干扰。接收端接收到该信号后，对该信号进行资源解映射、星座解调、信道解码、信源解码得到信宿(即还原出的信源)。
图1中仅仅示出了数据发送和接收过程中的部分步骤，在实际实现时，还可以有其他的步骤，本申请实施例对此不作限制。
2、信源编码
信源编码是一种以提高通信有效性为目的而对信源进行的变换，或者说为了减少或消除信源冗余度而进行的信源变换。具体说，就是针对信源的统计特性来寻找某种方法，把信源变换为最短的比特序列，使后者的各比特所载荷的平均信息量最大，同时又能保证无失真地恢复原来的信源。
信源编码的逆过程为信源解码，信源解码即将信源解码前的信号还原得到信源的过程。
3、信道编码
信道编码也叫差错控制编码。信道编码就是在发送端对信息比特(例如，图1中的信源编码后的比特)添加冗余比特，这些冗余比特是和信息比特相关的。信道编码后的信号依次包括信息比特和冗余比特。
信道编码的逆过程为信道解码，信道解码即接收端根据冗余比特与信息比特的相关性来检测和纠正传输过程产生的差错，还原出信息比特，从而对抗传输过程的干扰，提高数据传输的可靠性。
4、星座调制
星座调制是指将比特序列中的比特映射到星座图中的星座符号上。其中，一个星座符号包括一个比特位或多个比特位，比特序列中的一个比特可以映射到星座符号中的一个比特位。
星座调制的目的，是把需要传输的数字信号(例如，上述比特序列)在时域、频域或者码域上进行处理，以达到用尽量小的带宽传输尽量多的信息。
星座调制的逆过程为星座解调，星座解调即从星座符号上恢复比特序列的过程。
5、资源映射
资源映射即将信号(例如，图1中的星座调制后的信号)映射到传输资源(例如，时域、频域或者空域资源)上的过程。
资源映射的逆过程为资源解映射，资源解映射即将映射到传输资源上的信号还原得到映射前的信号的过程。
6、无速率编码
无速率编码是一种信道编码方式。无速率编码后的信号中仅包括冗余比特。
7、编码码率
编码码率是指编码之前的比特(即信息比特)在编码之后的比特中的占比。一个比特序列，若采用编码码率越低的编码方式进行编码，则编码之后的比特序列中的冗余比特越多，数据传输的可靠性越高。
8、悬崖效应
在通信领域中，悬崖效应，就是指在发送端选定一个传输速率后，接收端的信道质量存在一个门限，当接收信道信噪比低于这个门限的时候，接收端就无法可靠的恢复出发送端发来的数据，造成接收视频质量急剧下降，甚至视频不可译码(此时误码率超过了译码器所能允的误码范围，导致误码扩散)。而，在接收信噪比高于门限值的范围内，随着信噪比的增加，视频接收质量也并没有获得较大的提升。
以上是对本申请所涉及的术语的介绍，以下不再赘述。
目前，视频数据的处理方法可以采用以下任意一种：
第一种、高级电视系统委员会(advanced television systems committee，ATSC)的层分复用(layered division multiplexing，LDM)和可扩展的高效视频编码(scalablehigh-efficiency video coding，SHVC)，可以简称为ATSC’s LDM&SHVC。
ATSC’s LDM&SHVC的处理过程包括：根据采样点将图片进行分层(分为基础层和增强层)，并对每层进行信道编码和星座调制，将星座调制后的信息进行整合，并映射在传输资源上发送。
第二种、柔性播(FlexCast)
FlexCast的处理过程包括：将图片进行DCT变换、二进制转换、无速率编码、资源映射发送出去。
其中，ATSC’s LDM&SHVC方案仅将图片分为两层，其适应信道的能力有限。FlexCast方案应用无速率编码可以较为平滑地适应信道，但是当SNR变化范围较大时需要调整调制阶数，提高了发送端的实现复杂度，限制了适应场景。
有鉴于此，本申请实施例提供一种数据处理方法，该数据处理方法通过对不同重要性的信息进行不同程度的保护，以克服悬崖效应，实现对信道的平滑适应。另外，基于本申请实施例提供的数据处理方法，发送端可以不需要接收端反馈实时的信道状态信息，有利于降低数据传输过程中的端到端时延。
本申请实施例提供的技术方案可以应用于多种通信场景。例如，机器对机器(machine to machine，M2M)、宏微通信、增强型移动宽带(enhanced mobile broadband，eMBB)、超高可靠超低时延通信(ultra-reliable&low latency communication，URLLC)以及海量物联网通信(massive machine type communication，mMTC)等场景。
本申请实施例描述的网络架构以及业务场景是为了更加清楚的说明本申请实施例的技术方案，并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的限定。本领域普通技术人员可知，随着网络架构的演变和新业务场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题同样适用。
本申请实施例提供一种通信系统，该通信系统包括发送端和接收端。其中，发送端/接收端可以为终端、网络设备、终端中的芯片(例如，用来实现高速低时延投屏等功能的短距通信芯片)、或者网络设备中的芯片等。
网络设备可以为部署在无线接入网(radio access network，RAN)中为终端提供无线通信功能的装置，例如可以为基站、各种形式的控制节点(例如，网络控制器、无线控制器(例如，云无线接入网络(cloud radio access network，CRAN)场景下的无线控制器))等。示例性的，网络设备可以为各种形式的宏基站，微基站(也称为小站)，中继站，接入点(access point，AP)等，也可以为基站的天线面板。所述控制节点可以连接多个基站，并为所述多个基站覆盖下的多个终端配置资源。在采用不同的无线接入技术的系统中，具备基站功能的设备的名称可能会有所不同。例如，长期演进(long term evolution，LTE)系统中可以称为演进型基站(evolved NodeB，eNB或eNodeB)，第五代(5th-generation，5G)系统或新无线(new radio，NR)系统中可以称为下一代基站节点(next generation node basestation，gNB)，本申请对基站的具体名称不作限定。网络设备还可以是未来演进的公共陆地移动网络(public land mobile network，PLMN)中的网络设备等。
终端可以是一种向用户提供语音或者数据连通性的设备，也可以称为用户设备(user equipment，UE)，移动台(mobile station)，用户单元(subscriber unit)，站台(station)，终端设备(terminal equipment，TE)等。例如，终端可以为蜂窝电话(cellularphone)，个人数字助理(personal digital assistant，PDA)，无线调制解调器(modem)，手持设备(handheld)，膝上型电脑(laptop computer)，无绳电话(cordless phone)，无线本地环路(wireless local loop，WLL)台，平板电脑(pad)，智能手机(smartphone)，用户驻地设备(customer premise equipment，CPE)，具有网络接入功能的传感器等。随着无线通信技术的发展，可以接入通信系统、可以与通信系统的网络侧进行通信，或者通过通信系统与其它物体进行通信的设备都可以是本申请实施例中的终端，譬如，智能交通中的终端和汽车、智能家居中的家用设备、智能电网中的电力抄表仪器、电压监测仪器、环境监测仪器、智能安全网络中的视频监控仪器、收款机等等。
下面结合说明书附图，对本申请实施例所提供的技术方案进行具体阐述。
如图2所示，为本申请实施例提供的一种数据处理方法，包括以下步骤：
S101、发送端对信源信息进行第一处理，得到M个待传输的量化系数。
其中，M为正整数。
示例性的，信源信息可以为视频、指令、语音、图片、文字等数据，本申请实施例不限于此。
可选的，参见图3所示，步骤S101可以具体实现为以下步骤：S1011-S1013。
S1011、发送端将信源信息进行变换处理，得到P个变换系数。
其中，P为大于等于M的整数。
示例性的，所述变换处理可以为离散余弦变换(discrete cosine transform，DCT)或者离散小波变换(Discrete Wavelet Transform，DWT)，本申请实施例不限于此。
可以理解的是，在变换处理为DCT的情况下，上述P个变换系数为P个DCT系数；在变换处理为DWT的情况下，上述P个变换系数为P个DWT系数。
S1012、发送端将P个变换系数进行量化处理，得到P个量化系数。
其中，上述量化系数可以为DCT量化系数或者DWT量化系数。
可以理解的是，发送端对P个DCT系数进行量化处理，得到P个DCT量化系数。或者，发送端对P个DWT系数进行量化处理，得到P个DWT量化系数。
需要说明的是，量化处理的具体实现方式可以参考现有技术，在此不予赘述。
S1013、发送端从P个量化系数中，选择M个待传输的量化系数。
可以理解的是，P个量化系数中除了M个待传输的量化系数之外的其他量化系数被丢弃，以实现对信源信息的压缩，降低对于传输资源的需求。
可选的，M的取值可以由信道带宽来确定。例如，M的取值与信道带宽之间具有正相关的关系。也即，信道带宽越大，M的取值越大；信道带宽越小，M的取值越小。这样一来，在信道带宽较大的情况下，发送端可以丢弃较少的量化系数，以保留较多的量化系数，从而保证接收端能较为准确地重建信源信息。在信道带宽较小的情况下，发送端可以丢弃较多的量化系数，以降低对于传输资源的需求，保证数据的正常传输。
为了便于说明，P个量化系数中被丢弃的量化系数记为T个被丢弃的量化系数，T+M＝P，T为正整数。
例如，在P个量化系数中，M个待传输的量化系数为低频系数，T个被丢弃的量化系数为高频系数。具体的，T个被丢弃的量化系数为能量接近或者等于0的高频系数。
可选的，在发送端丢弃一部分量化系数的情况下，发送端可以向接收端指示T个被丢弃的量化系数在P个量化系数中的位置，或者发送端可以向接收端指示M个待传输量化系数在P个量化系数中的位置。
下面以举例的方式来具体说明步骤S1011-S1013的实现过程。
以信源信息为图片块为例，对该图片块进行DCT变换，其结果可以参见下表1。
表1
Figure BDA0002233270110000101
Figure BDA0002233270110000111
从表1可见，图片块的像素值在经过DCT变换后左上角的低频系数能量较大，右下角的高频系数能量较小。
以JPEG量化为例，假设采用如表2所示的QP＝75的量化系数对表1所示的DCT变换系数进行量化，可以得到如表3所示的DCT量化系数。
表2
9 6 6 9 13 21 26 31
7 7 8 10 14 30 31 28
8 7 9 13 21 29 35 29
8 9 12 15 26 44 41 32
10 12 19 29 35 55 52 39
13 18 28 33 41 53 57 47
25 33 40 44 52 61 61 51
37 47 48 50 57 51 52 50
表3
21 21 19 12 7 3 2 1
18 -4 -3 -2 -1 0 0 0
15 -3 -2 -2 -1 0 0 0
13 -2 -2 -1 -1 0 0 0
9 -1 -1 -1 0 0 0 0
5 -1 0 0 0 0 0 0
2 0 0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0 0 0
发送端对表3中的量化系数进行Zigzag扫描，保留前一部分DCT量化系数，丢弃后一部分DCT量化系数，从而实现丢弃大部分能量为0的高频系数的目的。
S102、发送端将M个待传输的量化系数进行二进制转换，得到M个第一比特序列。
其中，二进制转换的具体实现方式可以参考现有技术，此处不再赘述。
示例性的，发送端按照8位的二进制转换位数进行二进制转换，若DCT量化系数为255，对应的第一比特序列为11111111；若DCT量化系数为55，则对应的第一比特序列为00110111。
可以理解的是，M个第一比特序列具有相同的比特位数。
在本申请实例中，M个第一比特序列，即相当于M个待传输的量化系数。
S103、发送端对M个第一比特序列进行分层，得到一个或多个第二比特序列。
作为一种可能的实现方式，如图4所示，发送端将M个第一比特序列在变换域上按照重要性从高到低的顺序分为N1个层，将M个第一比特序列在比特平面上按照重要性从高到低的顺序分为N2个层，得到N1N2个第二比特序列。
其中，N1为大于等于1小于等于M的整数。需要说明的是，本申请实施例不限制N1的具体取值。示例性的，N1等于M。
在变换域上，低频系数的重要性大于高频系数的重要性。因此，发送端将M个第一比特序列在变换域上按照重要性从高到低的顺序分为N1个层，可以具体实现为：发送端将M个第一比特序列在变换域上按照低频到高频的顺序分为N1个层。
在本申请实施例中，发送端将M个第一比特序列在变换域上按照重要性从高到低的顺序分为N1个层，也可以表述为：发送端将M个待传输的量化系数按照重要性从高到低的顺序分为N1个层。
可以理解的是，在N1个层中，每一层包括一个或多个待传输的量化系数，或者说，每一个层包括一个或多个第一比特序列。
在本申请实施例中，
Figure BDA0002233270110000121
Mk为上述N1个层中第k层所包含的量化系数的个数。
其中，N2为大于等于1小于等于L的整数，L为第一比特序列所具有的比特位数。需要说明的是，本申请实施例不限制N2的具体取值。示例性的，N2等于L。
在比特平面上，高位比特的重要性大于低位比特的重要性。因此，发送端将M个第一比特序列在比特平面上按照重要性从高到低的顺序分为N2个层，可以具体实现为：发送端将M个第一比特序列在比特平面上按照从高位到低位的顺序分为N2个层。
其中，在上述N2个层中，每一层对应一个或多个比特位。
Figure BDA0002233270110000122
Ln为上述N2个层中第n层所对应的比特位的个数。
在本申请实施例中，对于N1N2个第二比特序列中的每一个第二比特序列来说，第二比特序列对应变换域上的N1个层中的一个层，以及对应比特平面上的N2个层中的一个层。
可以理解的是，第二比特序列的重要性与其在变换域上对应的层、以及比特平面上对应的层相关。
一种可能的设计中，发送端比较两个第二比特序列的重要性，可以先比较这两个第二比特序列在变换域上对应的层的重要性。若这两个比特序列在变换域上对应相同的层，则再比较这两个第二比特序列在比特平面上对应的层的重要性。举例来说，第二比特序列#1在变换域上对应层1，在比特平面上对应层2；第二比特序列#2在变换域上对应层2，在比特平面上对应层1。其中，变换域上的层1比层2重要，比特平面上的层1比层2重要。因此，发送端能够确定第二比特序列#1比第二比特序列#2重要。
另一种可能的设计中，发送端比较两个第二比特序列的重要性，可以先比较这两个第二比特序列在比特平面上对应的层的重要性。若这两个比特序列在比特平面上对应相同的层，则再比较这两个第二比特序列在变换域上对应的层的重要性。举例来说，第二比特序列#1在变换域上对应层1，在比特平面上对应层2；第二比特序列#2在变换域上对应层2，在比特平面上对应层1。其中，变换域上的层1比层2重要，比特平面上的层1比层2重要。因此，发送端能够确定第二比特序列#2比第二比特序列#1重要。
示例性的，假设发送端得到6个第一比特序列，这6个第一比特序列分别为：
11111111，
00110111，
01001000，
00001100，
00101011，
01011101。
发送端将这6个第一比特序列在变换域上分为6个层，在比特平面上分为8个层，可以得到48个第二比特序列。这48个比特序列为：1，1，1，1，1，1，1，1，0，0，1，1，0，1，1，1，0，1，0，0，1，0，0，0，0，0，0，0，1，1，0，0，0，0，1，0，1，0，1，1，0，1，0，1，1，1，0，1。
下面介绍步骤S103的两种特殊情况。
特殊情况一：如图5所示，发送端默认将M个第一比特序列在比特平面上分为一层，将M个第一比特序列在变换域上分为N1个层，得到N1个第二比特序列。
基于特殊情况一，N1个第二比特序列与变换域上的N1个层一一对应。由于N1个层中每一个层包括一个或多个第一比特序列，因此第二比特序列实际为对应的层所包括的一个或多个第一比特序列拼接得到。
示例性的，假设发送端得到6个第一比特序列，这6个第一比特序列分别为：
11111111，
00110111，
01001000，
00001100，
00101011，
01011101。
发送端将这6个第一比特序列按照重要性从高到低的顺序分为3个层，每一个层包括两个第一比特序列。这样一来，发送端可以得到3个第二比特序列，这3个第二比特序列可以为：1111111100110111，0100100000001100，0010101101011101。
特殊情况二、如图6所示，发送端默认将M个第一比特序列在变换域上分为一层，将M个第一比特序列在比特平面上按照重要性从高到低的顺序分为N2个层，得到N2个第二比特序列。
基于特殊情况二，N2个第二比特序列与比特平面上的N2个层一一对应。由于N2个层中每一个层对应一个或多个比特位，因此第二比特序列对应一个或多个比特位。
示例性的，假设发送端得到6个第一比特序列，这6个第一比特序列分别为：
11111111，
00110111，
01001000，
00001100，
00101011，
01011101。
发送端将这6个第一比特序列在比特平面上按照高位到低位的顺序分为8层，得到8个第二比特序列。这8个第二比特序列为：100000，101001，110010，110001，101111，110101，110010，110011。
S104、发送端对一个或多个第二比特序列进行第二处理，得到数据信息。
其中，上述第二处理包括信道编码。
可选的，除了信道编码之外，上述第二处理还可以包括：比特流拼接、调制、符号序列拼接等。
在本申请实施例中，第二比特序列在信道编码过程中采用的第一码率与第二比特序列的重要性相关。例如，第二比特序列越重要，则第二比特序列在信道编码过程中采用的第一码率越低，以增加接收端正确解码该第二比特序列的概率，提高数据传输的可靠性，提升数据自适应信道的能力。
以视频数据为例，由于越重要的比特对于恢复视频数据更加的关键，只要接收端能准确接收这部分信息，基本的画面质量和观赏感就能保证。不管信噪比(signal-to-noise ratio，SNR)高低，越重要的第二比特序列对应的是视频数据中的关键信息，因为第二比特序列采用更可靠的信道编码方式，不论信道质量是否好，接收端均可以很好的恢复出这部分信息。不重要的比特是人眼不敏感的信息，当信道质量较好、SNR较高时，接收端可以较高质量地恢复出这部分信息，增加图像质量。当信道质量较差、SNR较低时，接收端若恢复不出这部分信息，也不会太大的影响图像质量。因此，对越重要的第二比特序列采用越可靠的信道编码方式，可以增强视频数据自适应信道的能力，避免信道资源的浪费，简化实现的复杂度。由于视频数据有较强的适应信道的能力，因此，可以避免悬崖效应，减少重传的时延，以及减少反馈信道状态信息所需要的时延，保证视频的低时延传输要求。
需要说明的，信道编码方式所采用的码率越低，该信道编码方式越可靠。
可选的，发送端可以计算各个第二比特序列对应的信息熵和/或比特差错误差；之后，发送端可以根据各个第二比特序列对应的信息熵和/或比特差错误差进行排序，以确定各个第二比特序列的重要性。
需要说明的是，第二比特序列对应的信息熵越高，说明该第二比特序列越重要。
需要说明的是，比特差错误差是指第二比特序列出现错误时导致的信源信息的平均误差。第二比特序列对应的比特差错误差越高，说明该第二比特序列越重要。
在信道编码之前，发送端可以先确定第二比特序列对应的第二码率，进而以第一码率结合实际采用的信道编码方式，确定该第二比特序列在信道编码过程中实际采用的第一码率。第二码率与第二比特序列的重要性相关。
作为一种可能的实现方式，发送端确定各个第二比特序列对应的信息熵和比特差错误差；之后，发送端根据各个第二比特序列对应的信息熵和比特差错误差，确定各个第二比特序列对应的第二码率。
其中，第m个第二比特序列对应的信息熵根据以下公式(1)确定：
Im＝-pm,0log2pm,0-pm,1log2pm,1 (1)
其中，Im表示第m个第二比特序列对应的信息熵，pm,0表示第m个第二比特序列中比特取值为0的概率，pm,1为第m个第二比特序列中比特取值为1的概率，m为大于等于1小于等于N1N2的整数。
第m个第二比特序列对应变换域上的N1个层中的第k层，第m个第二比特序列对应比特平面上的N2个层中的第n层。也即，m＝(k-1)N2+n，k为大于等于1小于等于N1的正整数，n为大于等于1小于等于N2的正整数。
第m个第二比特序列对应的比特差错误差根据以下公式(2)确定：
Em＝E[(pixelm-pixel0)2] (2)
或者，第m个第二比特序列对应的比特差错误差根据以下公式(3)：
Em＝E[|pixelm-pixel0|] (3)
其中，Em表示第m个第二比特序列对应的比特差错误差，E[X]表示对X求数学期望，pixelm表示第m个第二比特序列出错的情况下重建的信源信息，pixel0为信源信息。
第m个第二比特序列对应的第二码率根据以下公式(4)确定：
Figure BDA0002233270110000141
其中，Rm表示第m个第二比特序列对应的第二码率，Mk为变换域上N1个层中第k层所包括的量化系数的个数，Ln为比特平面上N2个层中第n层所对应的比特位的个数，Bm表示分配给第m个第二比特序列的用于信道传输的比特数目。
可选的，Bm可以根据以下公式(5)确定：
Figure BDA0002233270110000151
其中，B表示信道传输中可用的比特数目，α、β为调节参数(或者说权重因子)，
Figure BDA0002233270110000152
表示第(i-1)N2+j个第二比特序列对应的信息熵，
Figure BDA0002233270110000153
表示第(i-1)N2+j个第二比特序列对应的比特差错误差。i＝1，2，…，N1。j＝1，2，…，N2。
在发送端计算出第二比特序列对应的第二码率之后，若发送端采用无速率编码方式，则发送端可以较为平滑地调整编码器的码率，使得编码器的码率(也即第一码率)逼近第二码率。
或者，在发送端计算出第二比特对应的第二码率之后，发送端可以从多个固定的编码速率中，选择最接近第二码率的编码速率作为第一码率。例如，发送端所配置的多个编码速率可以分别为：1/2、2/3、3/4，假设第二比特序列对应的第二码率为1/3，则发送端可以采用1/2作为该第二比特序列对应的第一码率。
S105、发送端生成控制信息。
其中，控制信息包括分层位宽信息和编码信息。
其中，分层位宽信息用于指示M的取值、变换域上所述N1个层中每一层所包括的变换系数的个数、和/或比特平面上所述N2个层中每一层所对应的比特位的个数。
可以理解的是，M的取值、变换域上所述N1个层中每一层所包括的变换系数的个数、以及比特平面上所述N2个层中每一层所对应的比特位的个数，均可以由一个或多个比特表示。
可选的，对于步骤S103的特殊情况1，分层位宽信息用于指示M的取值、以及变换域上所述N1个层中每一层所包括的变换系数的个数。
可选的，对于步骤S103的特殊情况2，分层位宽信息用于指示M的取值、以及比特平面上所述N2个层中每一层所对应的比特位的个数。
其中，编码信息用于指示各个第二比特序列对应的第一码率。
一种可能的设计中，若发送端采用无速率编码方式，则发送端可提前确定一个编码速率集合，并从编码速率集合中选择一个最接近第二比特序列采用的第一码率的编码速率指示给接收端。该编码速率集合包括一个或多个编码速率，该编码速率集合中的编码速率可以用一个或多个比特表示。这样一来，可以减少码率指示的开销。
另一种可能的设计中，若发送端配置了多个固定的编码速率，则这多个固定的编码速率可以用一个或多个比特表示。示例性的，假设发送端所配置的多个编码速率可以分别为：1/2、2/3、3/4，则1/2可以用“00”表示，2/3可以用“01”表示，3/4可以用“10”表示。
需要说明的是，步骤S104和步骤S105的执行顺序不分先后。
可选的，控制信息还可以包括指示信息，所述指示信息用于指示M个待传输的量化系数在P个量化系数中的位置。
S106、发送端向接收端发送控制信息和数据信息。相应的，接收端接收来自发送端的控制信息和数据信息。
可选的，控制信息和数据信息可以封装在同一个物理帧中。
例如，如图7所示，物理帧可以包括导频、帧头、控制信息、以及数据信息。
又例如，如图8所示，物理帧可以包括导频、帧头、多组控制信息、以及多组数据信息。多组控制信息与多组数据信息一一对应。并且，控制信息相邻与控制信息位于其对应的数据信息之前。这样一来，接收端可以实现流水线处理，也即在接收端在接收物理帧的过程中，接收端可以解析一部分控制信息，进而解析一部分数据信息。从而，接收端不用在接收并解析所有的控制信息之后，才能解析数据信息。基于该设计，可以实现数据的低时延传输。
S107、接收端根据控制信息，对数据信息进行译码，得到信宿信息。
作为一种可能的实现方式，接收端解码控制信息，以获得分层位宽信息以及编码信息等；之后，接收端根据解码后的控制信息，拆分数据信息，对各层数据信息进行解码得到第二比特序列；接收端对一个或多个第二比特序列进行拼接得到M个第一比特序列；接收端根据M个第一比特序列，得到信宿信息(也即还原后的信源信息)。
基于本申请实施例提供的数据处理方法，发送端结合信源分层技术，对信道编码过程进行了优化。具体的，发送端根据信源信息中各个第二比特序列的特性，分配各个第二比特序列的编码速率，使第二比特序列采用的编码速率与第二比特序列的特性相匹配，以克服悬崖效应，实现在不同信道状态下的自适应传输数据的目的。
上述主要从发送端和接收端的角度对本申请实施例提供的方案进行了介绍。可以理解的是，发送端和接收端为了实现上述功能，其包含了执行每一个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，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。
本申请实施例可以根据上述方法示例对装置进行功能模块的划分，例如，可以对应每一个功能划分每一个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个功能模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。需要说明的是，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，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。下面以采用对应每一个功能划分每一个功能模块为例进行说明：
如图9所示，为本申请实施例提供的一种通信装置的结构示意图。该通信装置包括：处理模块101和通信模块102。
在通信装置作为发送端的情况下，处理模块101用于支持发送端执行图2中的步骤S101-S105，图3中的步骤S1011-S1013，和/或本申请实施例中发送端应做的其他处理操作。通信模块102用于支持发送端执行图2中的步骤S106，和/或本申请实施例中发送端应做的其他通信操作。
在通信装置作为接收端的情况下，处理模块101用于支持接收端执行图2中的步骤S107，和/或本申请实施例中接收端应做的其他处理操作。通信模块102用于支持接收端执行图2中的步骤S106，和/或本申请实施例中接收端应做的其他通信操作。
图10是本申请实施例提供的通信装置的产品形态的结构图。
作为一种可能的产品形态，本申请实施例所述的通信装置可以为通信设备，所述通信设备包括处理器201和收发器202。可选的，所述通信设备还包括存储介质203。
在通信装置作为发送端的情况下，处理器201用于支持发送端执行图2中的步骤S101-S105，图3中的步骤S1011-S1013，和/或本申请实施例中发送端应做的其他处理操作。收发器202用于支持发送端执行图2中的步骤S106，和/或本申请实施例中发送端应做的其他通信操作。
在通信装置作为接收端的情况下，处理器201用于支持接收端执行图2中的步骤S107，和/或本申请实施例中接收端应做的其他处理操作。收发器202用于支持接收端执行图2中的步骤S106，和/或本申请实施例中接收端应做的其他通信操作。
作为另一种可能的产品形态，本申请实施例所述的通信装置也可以由通用处理器或者专用处理器来实现，也即俗称的芯片来实现。该芯片包括：处理电路201和收发管脚202。可选的，该芯片还可以包括存储介质203。
在当芯片用在发送端中的情况下，处理电路201用于支持发送端执行图2中的步骤S101-S105，图3中的步骤S1011-S1013，和/或本申请实施例中发送端应做的其他处理操作。收发管脚202用于支持发送端执行图2中的步骤S106，和/或本申请实施例中发送端应做的其他通信操作。
在芯片用在接收端中的情况下，处理电路201用于支持接收端执行图2中的步骤S107，和/或本申请实施例中接收端应做的其他处理操作。收发管脚202用于支持接收端执行图2中的步骤S106，和/或本申请实施例中接收端应做的其他通信操作。
作为另一种可能的产品形态，本申请实施例所述的通信装置也可以使用下述电路或者器件来实现：一个或多个现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)、可编程逻辑器件(programmable logic device，PLD)、控制器、状态机、门逻辑、分立硬件部件、任何其他适合的电路、或者能够执行本申请通篇所描述的各种功能的电路的任意组合。
应理解，所述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，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或者数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线)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。所述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以用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)，光介质、或者半导体介质(例如固态硬盘)等。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
应该理解到，在本申请所提供的几个实施例中所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，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，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是一个物理单元或多个物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个不同地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
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，可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例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个设备(可以是单片机，芯片等)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。
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，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，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 (24)

1.一种数据处理方法，其特征在于，包括：
发送端对信源信息进行第一处理，得到M个待传输的量化系数，M为正整数，M的取值由信道带宽确定；
所述发送端将所述M个待传输的量化系数进行二进制转换，得到M个第一比特序列；
所述发送端将所述M个第一比特序列在变换域上按照重要性从高到低的顺序分为N1个层，将M个第一比特序列在比特平面上按照重要性从高到低的顺序分为N2个层，得到N1N2个第二比特序列，N1、N2均为正整数；
所述发送端对所述N1N2个第二比特序列进行第二处理，得到数据信息；其中，所述第二处理包括信道编码；对于所述N1N2个第二比特序列中的每一个第二比特序列来说，所述第二比特序列在信道编码过程中采用的第一码率与所述第二比特序列的重要性是相关的。
2.根据权利要求1所述的数据处理方法，其特征在于，所述发送端对信源信息进行第一处理，得到M个待传输的量化系数，包括：
所述发送端将所述信源信息进行变换操作，得到P个变换系数，P为大于等于M的整数；
所述发送端将所述P个变换系数进行量化，得到P个量化系数；
所述发送端从所述P个量化系数中，确定M个待传输的量化系数。
3.根据权利要求1或2所述的数据处理方法，其特征在于，所述发送端将所述M个第一比特序列在变换域上按照重要性从高到低的顺序分为N1个层，将M个第一比特序列在比特平面上按照重要性从高到低的顺序分为N2个层，得到N1N2个第二比特序列，包括：
所述发送端将所述M个第一比特序列在变换域上按照从低频到高频的顺序分为N1个层，将M个第一比特序列在比特平面上按照从高位到低位的顺序分为N2个层，得到N1N2个第二比特序列。
4.根据权利要求1至3任一项所述的数据处理方法，其特征在于，在所述发送端对所述N1N2个第二比特序列进行第二处理，得到数据信息之前，所述方法还包括：
所述发送端确定各个第二比特序列对应的信息熵和比特差错误差，所述比特差错误差用于表征所述第二比特序列的重要性；
所述发送端根据各个第二比特序列对应的信息熵和比特差错误差，确定各个第二比特序列对应的第二码率，所述第二比特序列对应的第二码率用于确定所述第二比特序列在信道编码中采用的第一码率。
5.根据权利要求4所述的数据处理方法，其特征在于，在所述N1N2个第二比特序列中，第m个第二比特序列对应变换域上的N1个层中的第k层，第m个第二比特序列对应比特平面上的N2个层中的第n层；
其中，m＝(k-1)N2+n，m为大于等于1小于等于N1N2的正整数，k为大于等于1小于等于N1的正整数，n为大于等于1小于等于N2的正整数。
6.根据权利要求5所述的数据处理方法，其特征在于，第m个第二比特序列对应的信息熵根据以下公式确定：
Im＝-pm,0log2pm,0-pm,1log2pm,1
Im表示第m个第二比特序列对应的信息熵，pm,0表示第m个第二比特序列中比特取值为0的概率，pm,1为第m个第二比特序列中比特取值为1的概率，m为大于等于1小于等于N1N2的正整数。
7.根据权利要求5或6所述的数据处理方法，其特征在于，第m个第二比特序列对应的比特差错误差根据以下公式确定：
Em＝E[(pixelm-pixel0)2]
或者，第m个第二比特序列对应的比特差错误差根据以下公式确定：
Em＝E[|pixelm-pixel0|]
其中，Em表示第m个第二比特序列对应的比特差错误差，E[X]表示对X求数学期望，pixelm表示第m个第二比特序列出错的情况下重建的信源信息，pixel0为信源信息。
8.根据权利要求5至7任一项所述的数据处理方法，其特征在于，第m个第二比特序列对应的第二码率根据以下公式确定：
Figure FDA0003895501400000021
其中，Rm表示第m个第二比特序列对应的第二码率，Mk为变换域上N1个层中第k层所包括的量化系数的个数，Ln为比特平面上N2个层中第n层所包括的比特个数，Bm表示分配给第m个第二比特序列的传输比特数；
Figure FDA0003895501400000022
其中，B表示信道传输中可用的比特数目，α、β为调节参数，
Figure FDA0003895501400000023
表示第(i-1)N2+j个第二比特序列对应的信息熵，
Figure FDA0003895501400000024
表示第(i-1)N2+j个第二比特序列对应的比特差错误差；i＝1，2，…，N1；j＝1，2，…，N2。
9.根据权利要求1至8任一项所述的数据处理方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述发送端确定控制信息，所述控制信息包括分层位宽信息以及编码信息；所述分层位宽信息用于指示M的取值、所述N1层中每一层所包括的量化系数的个数、以及所述N2层中每一层对应的比特位的个数；所述编码信息用于指示所述N1N2个第二比特序列中的每一个第二比特序列在信道编码中采用的第一码率。
10.根据权利要求9所述的数据处理方法，其特征在于，所述控制信息还包括指示信息，所述指示信息用于指示所述M个待传输的量化系数在P个量化系数中的位置。
11.根据权利要求9或10所述的数据处理方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述发送端向接收端发送所述数据信息和所述控制信息。
12.一种通信装置，其特征在于，包括：
处理模块，用于对信源信息进行第一处理，得到M个待传输的量化系数，M为正整数，M的取值由信道带宽确定；将所述M个待传输的量化系数进行二进制转换，得到M个第一比特序列；将所述M个第一比特序列在变换域上按照重要性从高到低的顺序分为N1个层，将M个第一比特序列在比特平面上按照重要性从高到低的顺序分为N2个层，得到N1N2个第二比特序列，N1、N2均为正整数；对所述N1N2个第二比特序列进行第二处理，得到数据信息；其中，所述第二处理包括信道编码；对于所述N1N2个第二比特序列中的每一个第二比特序列来说，所述第二比特序列在信道编码过程中采用的第一码率与所述第二比特序列的重要性是相关的。
13.根据权利要求12所述的通信装置，其特征在于，
所述处理模块，具体用于将所述信源信息进行变换操作，得到P个变换系数，P为大于等于M的整数；将所述P个变换系数进行量化，得到P个量化系数；从所述P个量化系数中，确定M个待传输的量化系数。
14.根据权利要求12或13所述的通信装置，其特征在于，
所述处理模块，具体用于将所述M个第一比特序列在变换域上按照从低频到高频的顺序分为N1个层，将M个第一比特序列在比特平面上按照从高位到低位的顺序分为N2个层，得到N1N2个第二比特序列。
15.根据权利要求12至14任一项所述的通信装置，其特征在于，
所述处理模块，还用于确定各个第二比特序列对应的信息熵和比特差错误差，所述比特差错误差用于表征所述第二比特序列的重要性；根据各个第二比特序列对应的信息熵和比特差错误差，确定各个第二比特序列对应的第二码率，所述第二比特序列对应的第二码率用于确定所述第二比特序列在信道编码中采用的第一码率。
16.根据权利要求15所述的通信装置，其特征在于，在所述N1N2个第二比特序列中，第m个第二比特序列对应变换域上的N1个层中的第k层，第m个第二比特序列对应比特平面上的N2个层中的第n层；
其中，m＝(k-1)N2+n，m为大于等于1小于等于N1N2的正整数，k为大于等于1小于等于N1的正整数，n为大于等于1小于等于N2的正整数。
17.根据权利要求16所述的通信装置，其特征在于，第m个第二比特序列对应的信息熵根据以下公式确定：
Im＝-pm,0log2pm,0-pm,1log2pm,1
Im表示第m个第二比特序列对应的信息熵，pm,0表示第m个第二比特序列中比特取值为0的概率，pm,1为第m个第二比特序列中比特取值为1的概率，m为大于等于1小于等于N1N2的正整数。
18.根据权利要求16或17所述的通信装置，其特征在于，第m个第二比特序列对应的比特差错误差根据以下公式确定：
Em＝E[(pixelm-pixel0)2]
或者，第m个第二比特序列对应的比特差错误差根据以下公式确定：
Em＝E[|pixelm-pixel0|]
其中，Em表示第m个第二比特序列对应的比特差错误差，E[X]表示对X求数学期望，pixelm表示第m个第二比特序列出错的情况下重建的信源信息，pixel0为信源信息。
19.根据权利要求16至18任一项所述的通信装置，其特征在于，第m个第二比特序列对应的第二码率根据以下公式确定：
Figure FDA0003895501400000031
其中，Rm表示第m个第二比特序列对应的第二码率，Mk为变换域上N1个层中第k层所包括的量化系数的个数，Ln为比特平面上N2个层中第n层所包括的比特个数，Bm表示分配给第m个第二比特序列的传输比特数；
Figure FDA0003895501400000032
其中，B表示信道传输中可用的比特数目，α、β为调节参数，
Figure FDA0003895501400000033
表示第(i-1)N2+j个第二比特序列对应的信息熵，
Figure FDA0003895501400000034
表示第(i-1)N2+j个第二比特序列对应的比特差错误差；i＝1，2，…，N1；j＝1，2，…，N2。
20.根据权利要求12至19任一项所述的通信装置，其特征在于，
所述处理模块，还用于确定控制信息，所述控制信息包括分层位宽信息以及编码信息；所述分层位宽信息用于指示M的取值、所述N1层中每一层所包括的量化系数的个数、以及所述N2层中每一层对应的比特位的个数；所述编码信息用于指示所述N1N2个第二比特序列中的每一个第二比特序列在信道编码中采用的第一码率。
21.根据权利要求20所述的通信装置，其特征在于，所述控制信息还包括指示信息，所述指示信息用于指示所述M个待传输的量化系数在P个量化系数中的位置。
22.根据权利要求20或21所述的通信装置，其特征在于，所述通信装置还包括通信模块；
所述通信模块，用于向接收端发送所述数据信息和所述控制信息。
23.一种通信装置，其特征在于，所述通信装置包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机执行指令，所述处理器执行所述存储器存储的所述计算机执行指令，以使所述装置实现如权利要求1至11任一项所述的方法。
24.一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包括指令，当所述指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行如权利要求1至11任一项所述的方法。
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