CN113169949B

CN113169949B - 用于数据传输的一类符号星座图

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Publication number: CN113169949B
Application number: CN201980082072.6A
Authority: CN
Inventors: 斯特凡诺·卡拉布罗; 马西米利安·舍德勒; 法比奥·皮特塔拉; 马克西姆·库什内罗夫
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2019-02-11
Filing date: 2019-02-11
Publication date: 2023-06-02
Anticipated expiration: 2039-02-11
Also published as: CN113169949A; US11658860B2; EP3912318B1; US20210367828A1; EP3912318A1; WO2020164683A1

Abstract

本发明涉及数据传输过程，特别是涉及使用一类二维符号星座图的调制方法。为此目的，本发明提出了发射设备和接收设备，两者均被配置为适于使用二维符号星座图。该发射设备用于获得待发送的消息；将获得的消息映射到二维2ⁿ符号星座图上，以获得离散星座图符号的序列，其中n为不小于3的奇数。对应地，该接收设备用于接收噪声离散星座图符号序列；使用二维2ⁿ符号星座图将噪声离散星座图符号序列解映射为输出数据，其中n为不小于3的奇数。因此，提出了一类二维符号星座图，该类二维符号星座图由沿q个同心正方形的周长布置的点组成。

Description

用于数据传输的一类符号星座图

技术领域

本发明涉及数据传输过程，特别是涉及使用一类二维符号星座图的调制方法。本发明提供了发射设备和接收设备，该发射设备和接收设备均使用二维符号星座图。

背景技术

在数字通信中，将发射消息映射到离散字母表上，通常称为符号星座图。

在带通系统的情况下，两个正交载波相位(通常表示为同相(in-phase，I)分量和正交(quadrature，Q)分量)用于跨过符号空间。因此，二维符号星座图是自然的选择。相反，在低通系统上通常采用一维星座图。然而，如果使用两种不同信令间隔跨过二维空间，则低通系统也可以采用二维星座图。

符号星座图的大小决定了每个符号上可以映射多少个比特。具有2ⁿ个符号的星座图对于每个信令间隔可以携带n个比特。

在符号与二进制n元组之间的双射称为比特映射。在格雷(Gray)映射中，任何相邻的两个符号的二进制n元组仅相差一比特。并非所有符号星座图都允许格雷映射。如果不存在格雷映射，则将使得相邻符号的二进制n元组之间的汉明(Hamming)距离最小化的映射称为准格雷(quasi-Gray)映射。

称为比特交织编码调制(bit-interleaved coded modulation，BICM)的实用信道编码方法，该方法在于在发射器处将二进制编码器和比特映射器级联，并且在接收器处将比特解映射器和二进制解码器级联。在使用BICM的情况下，(准)格雷映射实现最佳性能。在接收器处，比特解映射器可以提供试验性决定(硬解映射器)或每个比特为0或1的概率(软解映射器)。

发射器将离散星座图符号的序列转换为与传输信道匹配的信号(例如，带通信号)。实际中的大多数发射器在输出信号的输出功率方面受到限制。这种限制可能由不同的因素引起，例如，热问题或非线性失真。

如果可用的功率预算取决于带通功率放大器，则功率限制适用于二维星座图(即，共同适用于I分量和Q分量)。然而，在包括光学系统的许多系统中，功率限制单独适用于星座图的I分量和Q分量。

然而，已知的星座图针对噪声灵敏度进行了优化而忽视了峰均功率比(peak-to-average power ratio，PAPR)，或在两个维度上针对PAPR进行了优化。到目前为止，没有考虑一维的峰均功率比(PAPR in one dimension，PAPR-1D)。

发明内容

鉴于上述限制和缺点，期望有替代的符号星座图。目的是提供在一个维度上针对峰值信号功率进行优化的符号星座图。

通过所附独立权利要求中提供的实施例来实现该目的。在从属权利要求中进一步定义了本发明实施例的有利实施方式。

本发明的第一方面提供了一种适于使用二维符号星座图的发射设备，该发射设备用于：

获得待发送的消息；将获得的消息映射到二维2ⁿ符号星座图上，以获得离散星座图符号的序列，其中n为不小于3的奇数；其中，二维2ⁿ符号星座图由沿q个同心正方形的周长布置的2ⁿ个点组成，其中q为正整数；以及发送符号。

利用由第一方面的设备使用的符号星座图，实现了在一个维度上针对峰值信号功率的优化。这是由于星座图的点布置在正方形而不是圆形上。

引入了一类二维符号星座图，该类二维符号星座图由沿q个同心正方形的周长布置的点组成(

即q是正整数)。虽然这种构造可以用于任何2ⁿ符号星座图(n为整数)，但是由于在n为奇数的情况下，替代解决方案对于所考虑的这类发射器而言并不令人满意，所以这种构造对于奇数的n尤其有用。

在第一方面的实施方式中，发射设备还用于：将离散星座图符号的序列转换为与传输信道匹配的信号；以及发送信号，特别是发送到接收设备。

特别地，发射器可以将离散星座图符号的序列转换为与传输信道匹配的信号，例如，转换为带通信号。

在第一方面的实施方式中，二维2ⁿ符号星座图的每个同心正方形的点沿周长均匀分布，并且四个点位于拐角处。

与许多已知的几何形状的星座图(其呈现出圆形或准圆形的形状)相反，根据本发明的二维2ⁿ星座图(由于其正方形的形状)有利于特定发射器，这种发射器的功率预算在每个维度上单独受到限制而不是在二维空间中受到限制。

在第一方面的实施方式中，二维2ⁿ符号星座图还由以下特征定义：同心正方形的边与I轴、Q轴平行，并且正方形的中心与I-Q平面的原点重合，第i个正方形的边的长度为L_i，L₁<L₂<…<L_q，第i个正方形包含4·N_i个点，N_i为整数且N₁≤N₂≤…≤N_q。

特别地，通过L_i和N_i(i＝1,2,…,q)对二维2ⁿ符号星座图进行参数化。

在第一方面的实施方式中，已经通过使成本函数最小化对二维2ⁿ符号星座图的参数L＝[L₁,…,L_q]和N＝[N₁,…,N_q]进行了优化。

可以通过使目标误比特率(bit error rate，BER)下的所需信噪比(requiredsignal-to-noise ratio，RSNR)以及PAPR-1D最小化来对参数进行优化。

在第一方面的实施方式中，成本函数表示为：

f(L,N)＝RSNR+PAPR1D，

其中L＝[L₁,L₂,...,L_q]，N＝[N₁,N₂,...,N_q]，RSNR表示目标BER下的RSNR，PAPR1D表示在一个维度中的PAPR，并且RSNR和PAPR1D用分贝(dB)表示。

该函数实质上描述了一个维度的峰值信号功率与平均噪声功率之比。其选择基于以下观察：基本的发射器资源是一维峰值信号功率，而不是平均信号功率或两个维度的峰值信号功率。成本函数的优化意味着星座图在一个维度上在BER相对于峰值功率与噪声之比的方面实现了优良的性能。

在第一方面的实施方式中，n等于5，q等于3，L₁等于2，L₂等于6，L₃等于10，且N₁等于1，N₂等于3，N₃等于4。

在具体实施例中，提出了优化的32符号星座图。

在第一方面的实施方式中，n等于7，q等于6，L₁等于2，L₂等于6，L₃等于10，L₄等于14，L₅等于18，L₆等于22，且N₁等于1，N₂等于3，N₃等于5，N₄等于7，N₅等于7，N₆等于9。

在另一具体实施例中，提出了优化的128符号星座图。

在第一方面的实施方式中，发射设备用于：执行格雷映射或准格雷映射，以将获得的消息映射到二维2ⁿ符号星座图上。

可以实施格雷映射或准格雷映射以实现最佳性能。

本发明的第二方面提供了一种适于使用二维符号星座图的接收设备，该接收设备用于：接收噪声离散星座图符号序列；使用二维2ⁿ符号星座图将噪声离散星座图符号序列解映射为输出数据，其中n为不小于3的奇数，其中，二维2ⁿ符号星座图由沿q个同心正方形的周长布置的2ⁿ个点组成，其中q为正整数。

第二方面的设备支持实现以上描述的第一方面的设备的优点。

在第二方面的实施方式中，接收设备用于接收信号，特别是来自发射设备的信号；以及将接收到的信号转换为噪声离散星座图符号序列。

在接收设备处，可以接收和转换从发射设备发送的信号。在传输和转换过程后获得的序列可能不是理想的离散星座图符号的序列，而是噪声离散星座图符号序列。

在第二方面的实施方式中，接收设备用于基于格雷映射或准格雷映射执行硬解映射或软解映射。

在接收器侧，比特解映射器可以提供试验性决定(硬解映射器)或每个比特为0或1的概率(软解映射器)。

本发明的第三方面提供了一种使用二维符号星座图发送消息的方法，该方法包括：获得待发送的消息；将获得的消息映射到二维2ⁿ符号星座图上，其中n为不小于3的奇数，其中，二维2ⁿ符号星座图由沿q个同心正方形的周长布置的2ⁿ个点组成，其中q为正整数；以及发送符号。

第三方面的方法可以具有与第一方面的设备的实施方式对应的实施方式。第三方面的方法及其实施方式提供了与以上描述的第一方面的发射设备及其相应实施方式相同的优点和效果。

本发明的第四方面提供了一种使用二维符号星座图接收消息的方法，该方法包括：接收噪声离散星座图符号序列；使用二维2ⁿ符号星座图将噪声离散星座图符号序列解映射为输出数据，其中n为不小于3的奇数，其中，二维2ⁿ符号星座图由沿q个同心正方形的周长布置的2ⁿ个点组成，其中q为正整数。

第四方面的方法可以具有与第二方面的设备的实施方式对应的实施方式。第四方面的方法及其实施方式提供了与以上描述的第二方面的接收设备及其相应实施方式相同的优点和效果。

需要指出的是，本申请中所描述的所有设备、元件、单元和装置可以在软件或硬件元件或它们的任何组合中实现。由本申请中描述的各实体执行的所有步骤以及描述为由各实体执行的功能，旨在表示相应的实体适于或用于执行相应的步骤和功能。在以下对具体实施例的描述中，即使由外部实体执行的特定功能或步骤没有在执行该特定步骤或功能的实体的特定详细元件的描述中反映出来，但对于本领域技术人员而言应当清楚的是，这些方法和功能可以在相应的软件或硬件元件或它们的任何组合中实现。

附图说明

本发明的上述方面和实施方式将在以下关于附图的具体实施例的描述中解释，在附图中：

图1示出了相干光发射器的示例。

图2示出了十字32QAM(左)以及十字128QAM(右)符号星座图的示例。

图3示出了根据本发明实施例的发射设备。

图4示出了根据本发明实施例的32点星座图和八进制记数法中采用的映射的示例。

图5示出了根据本发明实施例的32符号星座图在AWGN信道上的性能的示例。

图6示出了根据本发明实施例的128点星座图和八进制记数法中采用的映射的示例。

图7示出了根据本发明实施例的128符号星座图在AWGN信道上的性能的示例。

图8示出了根据本发明实施例的接收设备。

图9示出了根据本发明实施例的使用二维符号星座图发送消息的方法的示意性流程框图。

图10示出了根据本发明实施例的使用二维符号星座图接收消息的另一方法的示意性流程框图。

具体实施方式

如图1所示，在相干光发射器中，发射激光的功率在两个正交偏振平面X和Y之间等分，并且每个偏振平面在I分量和Q分量之间等分。经由马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)调制器对每个分支(XI，XQ，YI，YQ)进行调制，该调制器通过衰减激光来“雕刻”所需的信号形状。因此，限制了每个维度的最大功率。此外，在这种类型的发射器中，激光持续发射出最大功率，并且通过耗散过量功率实现调制。因此，功率效率和热量耗散方面的成本是由峰值功率而不是平均功率决定的。

通常，可用的发射功率与最大链路预算直接相关。在一些应用中，通过使用内联(inline)中继器(即，放大器)可以沿链路增强二维信号的功率。然而这需要额外的组件，并且会使信号的信噪比恶化。

在任何情况下，对于具有给定峰值功率的给定发射器，符号星座图的选择都会影响平均发射功率。因此，期望能够确定使平均发射功率最大化且不损害系统噪声灵敏度的符号星座图。

对于发射器的功率预算在每个维度上单独受到限制的情况，找到实现这一目标的二维星座图是待解决的问题。

二维星座图用于正交幅度调制(QAM)方案中。已经提出许多QAM星座图。对于n＝2·m，具有2^m×2^m个点的方形星座图(例如，16QAM、64QAM、256QAM)是通常的选择。对于n＝2·m+1，十字星座图(例如，十字32QAM和十字128QAM)是最常见的选择。图2示出了十字32QAM和交叉128QAM符号星座图的示例。十字星座图不使用拐角点，因此在两个维度上具有降低的峰均功率比(PAPR)。

在另一示例中，第二代卫星数字视频广播(digital video broadcasting-satellite 2^nd generation，DVB-S2)系统使用具有沿同心环分布的点的星座图。这样的星座图在两个维度上具有低于十字星座图的PAPR。

然而，包括以上描述的示例的已知的2ⁿ符号星座图(其中，n＝2·m)针对噪声灵敏度进行了优化而忽视了PAPR，或在两个维度上针对PAPR进行了优化。到目前为止，没有考虑一维的峰均功率比(PAPR-1D)。

因此，本发明引入了一类二维2ⁿ符号星座图(其中，n为奇数)，该类星座图由沿q个同心正方形的周长布置的2ⁿ个点组成(

即，q是正整数)。

图3示出了根据本发明实施例的发射设备300。该发射设备300用于获得待发送的消息301；将获得的消息301映射到二维的2ⁿ符号星座图302上，以获得离散星座图符号303的序列，其中，n为不小于3的奇数，二维的2ⁿ符号星座图302由沿q个同心正方形的周长布置的2ⁿ个点组成，其中q为正整数；以及发送符号303。

发射设备300可以是光学系统或另一通信系统中的发射器，并且可以包括诸如比特编码器和比特映射器的组件。

发射设备300还可以用于将离散星座图符号的序列转换为与传输信道匹配的信号(例如，带通信号)。此外，发射设备300可以将信号发送到接收设备310。接收设备310可以是光学系统或另一通信系统中的接收器，并且可以包括诸如比特解码器和比特解映射器的组件。

在本发明实施例中应用的星座图可以满足以下条件：在每个同心正方形中，点沿周长均匀分布，并且四个点位于拐角处。

可选地，还可以通过以下特征定义星座图：

·正方形的边与I轴、Q轴平行，并且正方形的中心与I-Q平面的原点重合。

·第i个正方形的边的长度为L_i，L₁<L₂<…<L_q。

·第i个正方形包含4·N_i个点，N₁≥N₂≥…≥N_q。

因此，可以用L_i和N_i(i＝1,2,…,q)对星座图进行参数化。可以通过使目标误比特率(BER)下的所需信噪比(RSNR)以及PAPR-1D最小化来对参数进行优化。特别地，可以最小化成本函数

f(L,N)＝RSNR+PAPR1D(dB), (1)

其中L＝[L₁,L₂，…,L_q]且N＝[N₁,N₂，…,N_q]

该函数实质上描述了一个维度的峰值信号功率与平均噪声功率之比。其选择源于以下观察：基本的发射器资源是一维峰值信号功率，而不是平均信号功率或两个维度的峰值信号功率。

与许多已知的几何形状的星座图(其呈现出圆形或准圆形的形状)相反，根据本发明实施例的星座图(由于其正方形的形状)是专门为一种发射器设计的，这种发射器的功率预算在每个维度上单独受到限制而不是在二维空间中受到限制。

成本函数(1)的优化意味着星座图在BER相对于峰值功率与噪声之比的方面实现了优良的性能。此外，提出的构造还具有一些实际中具有吸引力的特征。

与对2ⁿ个符号的位置进行自由优化的无约束优化不同，规则的结构是强制的。此外，符号沿同心正方形分布的事实简化了在接收端的解映射器的实现。

在典型的用例中，星座图的选择发生在设计阶段。可选地，在操作期间动态地选择星座图也是可能的。在这种情况下，可以定义发射设备300和接收设备(例如，如图8所示)之间的信令协议。

星座图被设计为与前向载波相位估计(carrier-phase estimation，CPE)方案良好配合，该前向CPE方案通常在高速率应用(例如，光通信)中使用。由于每个方形的拐角上都存在符号点，所以星座图很适合用于盲载波相位估计，这可以借助著名的Viterbi-Viterbi(四次)算法实现(A.J.Viterbi和A.N.Viterbi的“PSK调制载波相位的非线性估计及其在突发数字传输中的应用(Nonlinear estimation of PSK-modulated carrierphase with application to burst digital transmission)”，IEEE信息理论学报，第29卷，第4期，第543-551页，1983年)。特别地，由于外角符号呈现出符号能量和噪声功率之间的最佳比率，因此外角符号对相位估计提供了非常重要的贡献。

应当注意，根据本发明实施例的星座图的构造可以用于任何整数n，但是由于在n为奇数的情况下，替代解决方案对于所考虑的这类发射器而言并不令人满意，所以根据本发明实施例的星座图的构造对于奇数的n尤其有用。

根据本发明实施例，提出了32符号星座图。可以使用成本函数(1)对星座图的参数进行优化。表2中列出了优化的32符号星座图的参数。

表2：优化的32符号星座图的参数

图4中示出了提出的32符号星座图，即同心正方形32QAM(concentric square-32QAM，CS-32QAM)，以及所采用的准格雷映射。

如图5所示，在加性高斯白噪声(additive white Gaussian noise，AWGN)信道上，根据本发明实施例的32符号星座图(CS-32QAM)在E_b/N₀+PAPR-1D方面比十字32QAM(在图2的左侧示出)性能约好0.5dB，其中，E_b是每比特的平均能量，N₀是二维噪声的标准差，对应地，E_b/N₀是采用的信噪比。

根据本发明另一实施例，提出了128符号星座图。与根据前述实施例的32符号星座图类似，也可以使用成本函数(1)对128符号星座图的参数进行优化。表1中列出了优化的128符号星座图的参数。

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表1：优化的128符号星座图的参数

图6中示出了提出的128符号星座图(即，CS-128QAM)以及所采用的准格雷映射。

如图7所示，在AWGN信道上，根据本发明实施例的128点星座图(CS-128QAM)在E_b/N₀+PAPR-1D方面比十字128QAM(在图2的右侧示出)性能约好0.3dB。

图8示出了根据本发明实施例的接收设备310。接收设备310用于使用二维符号星座图。特别地，图8的接收设备310可以是图3的接收设备310。图8中示出的发射设备300可以是图3中示出的发射设备。接收设备310可以是接收器，或者可以包括在接收器中。

接收设备310可以用于与图3的发射设备300逆向操作。特别地，接收设备310用于：接收噪声离散星座图符号304序列；使用二维2ⁿ符号星座图302将噪声离散星座图符号304序列解映射为输出数据305，其中n为不小于3的奇数，其中，二维2ⁿ符号星座图302由沿q个同心正方形的周长布置的2ⁿ个点组成，其中q为正整数。

接收设备310可以是光学系统或其他通信系统中的接收器，包括诸如比特解码器和比特解映射器的组件。

可选地，接收设备310可以用于接收信号，特别是来自发射设备300的信号；以及将接收到的信号转换为噪声离散星座图符号304序列。发射设备300可以是光学系统或其他通信系统中的发射器，包括诸如比特编码器和比特映射器的组件。

在接收设备310处，可以接收和转换从发射设备300发送的信号。在传输和转换过程后获得的序列不是理想的离散星座图符号序列，而是噪声离散星座图符号304序列。

可选地，接收设备还可以用于基于格雷映射或准格雷映射执行硬解映射或软解映射。

接收设备310使用与发射设备300相同的星座图302。在本实施例中应用的二维2ⁿ符号星座图302包含了与发射设备300有关的先前实施例中描述的所有特征。如先前实施例中解释的，星座图通常是固定的并在操作前达成一致。如果需要在操作期间进行动态星座图选择，则需要预定义发射设备300和接收设备310之间的信令协议。

图9示出了根据本发明实施例的使用二维符号星座图发送消息的方法900。特别地，方法900由发射设备执行。该方法包括：步骤901，获得待发送的消息；步骤902，将获得的消息映射到二维2ⁿ符号星座图上，其中n为不小于3的奇数，其中，二维2ⁿ符号星座图由沿q个同心正方形的周长布置的2ⁿ个点组成，其中q为正整数；以及步骤903，发送符号。

图10示出了根据本发明实施例的使用二维符号星座图接收消息的方法1000。特别地，方法1000由接收设备执行。该方法包括：步骤1001，接收噪声离散星座图符号序列；步骤1002，使用二维2ⁿ符号星座图将噪声离散星座图符号序列解映射为输出数据，其中n为不小于3的奇数，其中，二维2ⁿ符号星座图由沿q个同心正方形的周长布置的2ⁿ个点组成，其中q为正整数。

总而言之，本发明实施例实现了多种有益效果。提出了一类星座图，该类星座图特别适用于光学相干传输系统以及强度调制和直接检测(intensity modulation anddirect detection，IM-DD)传输系统。总结了以下优点：

-根据本发明实施例的星座图显示出与传统十字星座图相当的噪声灵敏度，并且由于降低的PAPR-1D，同时实现了更高的发射功率。

-在非放大系统中，提高发射功率以增强可用功率预算尤其重要。

-在放大系统的情况下，由于可能使发射信号的误差矢量幅度(error vectormagnitude，EVM)降低，因此提高发射功率是有益的。

-在IM-DD系统中也可以通过在随后的两个信令间隔上发送I分量和Q分量来采用根据本发明实施例的星座图。

-根据本发明实施例的星座图还被设计为与前向CPE方案良好配合，该前向CPE方案通常在光相干通信中使用。

已经结合各种作为示例的实施例以及实施方式描述了本发明。然而，通过研究附图、本公开、以及独立权利要求，本领域技术人员和实践要求保护的本发明的人员可以理解和实现其他的变型。在权利要求书以及说明书中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个元件或其他单元可以实现权利要求中记载的若干个实体或项的功能。在相互不同的从属权利要求中记载特定措施的仅有事实不表示这些措施的组合不能在有利的实施方式中使用。

Claims

1.一种适于使用二维符号星座图的发射设备(300)，所述发射设备(300)包括发射模块，用于：

获得待发送的消息(301)；

将获得的所述消息(301)映射到二维2ⁿ符号星座图(302)上，以获得离散星座图符号(303)的序列，其中n为不小于3的奇数；

其中，所述二维2ⁿ符号星座图(302)由沿q个同心正方形的周长布置的2ⁿ个点组成，其中q为正整数，并且每个所述同心正方形的拐角处具有四个点；以及

发送所述符号(303)。

2.根据权利要求1所述的发射设备，用于：

将所述离散星座图符号(303)的序列转换为与传输信道匹配的信号；以及

将所述信号发送到接收设备(310)。

3.根据权利要求1或2所述的发射设备(300)，其中：

所述二维2ⁿ符号星座图(302)的每个同心正方形的所述点沿所述周长均匀分布。

4.根据权利要求1所述的发射设备(300)，其中

所述二维2ⁿ符号星座图(302)还由以下特征定义：

-所述同心正方形的边与I轴、Q轴平行，并且所述正方形的中心与I-Q平面的原点重合，

-第i个正方形的边的长度为Li，L₁<L₂<…<Lq，

-第i个正方形包含4·Ni个点，Ni为整数且N₁≤N₂≤…≤Nq。

5.根据权利要求4所述的发射设备(300)，其中：

已经通过使成本函数最小化对所述二维2ⁿ符号星座图(302)的参数L＝[L₁,…,L_q]和N＝[N₁,…,Nq]进行了优化。

6.根据权利要求5所述的发射设备(300)，其中：

所述成本函数表示为：

f(L,N)＝RSNR+PAPR1D，

其中L＝[L₁,L₂,...,L_q]，N＝[N₁,N₂,...,N_q]，RSNR表示目标误比特率(BER)下的所需信噪比，PAPR1D表示在一个维度中的峰均功率比，并且RSNR和PAPR1D用分贝表示。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的发射设备(300)，其中：

n等于5，

q等于3，

L₁等于2，L₂等于6，L₃等于10，以及

N₁等于1，N₂等于3，N₃等于4。

8.根据权利要求4至6中任一项所述的发射设备(300)，其中：

n等于7，

q等于6，

L₁等于2，L₂等于6，L₃等于10，L₄等于14，L₅等于18，L₆等于22，以及

N₁等于1，N₂等于3，N₃等于5，N₄等于7，N₅等于7，N₆等于9。

9.根据权利要求1至2或4至6中任一项所述的发射设备(300)，用于：

执行格雷映射或准格雷映射，以将获得的所述消息(301)映射到所述二维2ⁿ符号星座图(302)上。

10.一种适于使用二维符号星座图的接收设备(310)，所述接收设备(310)包括接收模块，用于：

接收噪声离散星座图符号(304)序列；

使用二维2ⁿ符号星座图(302)将所述噪声离散星座图符号(304)序列解映射为输出数据(305)，其中n为不小于3的奇数，

其中，所述二维2ⁿ符号星座图(302)由沿q个同心正方形的周长布置的2ⁿ个点组成，其中q为正整数，并且每个所述同心正方形的拐角处具有四个点。

11.根据权利要求10所述的接收设备(310)，用于：

接收信号，特别是来自发射设备(300)的信号；以及

将接收到的所述信号转换为噪声离散星座图符号(304)序列。

12.根据权利要求10或11所述的接收设备(310)，用于

基于格雷映射或准格雷映射执行硬解映射或软解映射。

13.一种使用二维符号星座图发送消息的方法(900)，所述方法包括：

获得(901)待发送的消息；

将获得的所述消息映射(902)到二维2ⁿ符号星座图上，其中n为不小于3的奇数，

其中，所述二维2ⁿ符号星座图由沿q个同心正方形的周长布置的2ⁿ个点组成，其中q为正整数，并且每个所述同心正方形的拐角处具有四个点；以及

发送(903)所述符号。

14.一种使用二维符号星座图接收消息的方法(1000)，所述方法包括：

接收(1001)噪声离散星座图符号序列；

使用二维2ⁿ符号星座图将所述噪声离散星座图符号序列解映射(1002)为输出数据，其中n为不小于3的奇数，

其中，所述二维2ⁿ符号星座图由沿q个同心正方形的周长布置的2ⁿ个点组成，其中q为正整数，并且每个所述同心正方形的拐角处具有四个点。