CN113890679B - 信号调制方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种信号调制方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。该方法包括：确定当前调度周期的上一个调度周期的数据包重传信息；根据数据包重传信息确定当前调度周期的调制阶数；根据调制阶数对应的调制方式，对当前调度周期的待发送信号进行调制。本申请的方法，提高了信号调制的精准度，增加了用户数据的吞吐量。

Description

信号调制方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质
技术领域
本申请涉及通信技术，尤其涉及一种信号调制方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。
背景技术
在无线通信系统中，数据包需要经过处理后才能发送给终端用户，在此过程中需要对信号进行调制编码。信号调制的方式通常包括QPSK(Quadrature Phase ShiftKeying，正交相移键控)、16QAM(Quadracture Amplitude Modulation，正交调幅)和64QAM等，调制方式决定了调制阶数，以上调制阶数依次升高。通过对信号进行精确的调制，可以提高频带利用效率和数据吞吐量。
现有技术在确定信号调制等级时，通常是通过自适应调制与编码(AMC)技术，接收端(UE端)通过信道估计，计算接收信号衰落信道下的矢量信噪比，通过固定门限算法中的映射关系，将矢量信噪比映射成标量有效信噪比，并根据已经确定的信噪比(Signal-NoiseRatio，SNR)与信道质量指示(Channel Quality Indicator，CQI)阈值表即CQI-SNR表，确定最终的CQI值。进一步的，接收端(UE端)将CQI值反馈给发送端(基站)，发送端根据从接收端反馈的信道状态信息，在固定的调制编码策略(Modulation and Coding Scheme，MCS)中，选取与信道状态相对应的传输速率和调制等级。
但是现有技术中通常只是根据当前反馈的信道质量指示(CQI)值来确定调制等级，即根据单次数据发送的情况来确定调制等级，导致调制并不精准。
发明内容
本申请提供一种信号调制方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，用以解决现有技术只根据单次数据发送情况来确定调试等级，导致调制并不精准的问题。
第一方面，本申请提供一种信号调制方法，包括：
确定当前调度周期的上一个调度周期的数据包重传信息；
根据数据包重传信息确定当前调度周期的调制阶数；
根据调制阶数对应的调制方式，对当前调度周期的待发送信号进行调制。
一种可选的实施方式中，根据数据包重传信息确定当前调度周期的调制阶数，包括：
根据数据包重传信息确定调制阶数步进值的调整系数，并确定调制阶数的步进值；
根据调制阶数步进值的调整系数和步进值，确定当前调度周期的调制阶数。
一种可选的实施方式中，根据数据包重传信息确定调制阶数的调整系数，包括：
根据yi＝(-1)mlgni；确定当前数据包的调整系数；
其中，K表示调整系数，Kn的值由前n-1次数据包传输情况决定；n表示重传次数；i表示重传的第几个数据包；lgni表示对第i个数据包的传输次数取对数；当第i个数据包为重传时，m为奇数，当为正确接收时，m为偶数。
一种可选的实施方式中，确定调制阶数的步进值，包括：
根据θn＝θn-1+(1+Kn)*θ，确定步进值；
其中，θ为调制阶数固定步进值；θn为每个分组数据包，重复发送第n次的调制阶数调整步进值。
一种可选的实施方式中，根据调制阶数步进值的调整系数和步进值，确定当前调度周期的调制阶数，包括：
根据公式MCSn＝MCSn-1+θn(n＞1)；Mn＝【MCSn】，确定当前调度周期的调制阶数；
其中，MCSn表示第n次数据分组包发送时，累积步进后的调制阶数计算值；Mn表示第n次数据分组包发送时，调制阶数值；中括号代表计算值向下取整。
一种可选的实施方式中，根据调制阶数对应的调制方式，对当前调度周期的待发送信号进行调制，包括：
将调制阶数代入调制编码MCS，得到调制阶数对应的调制方式；
根据调制方式对当前调度周期的待发送信号进行调制。
第二方面，本申请提供一种信号调制装置，包括：
第一确定模块，用于确定当前调制周期的上一个调制周期的数据包重传信息；
第二确定模块，用于根据数据包重传信息确定当前调度周期的调制阶数；
调制模块，用于根据调制阶数对应的调制方式，对当前调度周期的待发送信号进行调制。
一种可选的实施方式中，第二确定模块，用于根据数据包重传信息确定当前调度周期的调制阶数，包括：
第二确定模块，用于根据数据包重传信息确定调制阶数步进值的调整系数，确定调制阶数的步进值；
第二确定模块，还用于根据调制阶数步进值的调整系数和步进值，确定当前调度周期的调制阶数。
第三方面，本申请提供一种电子设备，包括：存储器，处理器；
其中，存储器用于存储可执行指令；
处理器被配置为运行存储器中存储的指令以执行第一方面任一项信号调制方法。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，计算机执行指令被处理器执行时用于实现第一方面任一项信号调制方法。
本申请提供的一种信号调制方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。该方法包括：确定当前调度周期的上一个调度周期的数据包重传信息；根据数据包重传信息确定当前调度周期的调制阶数；根据调制阶数对应的调制方式，对当前调度周期的待发送信号进行调制。本申请的方法，提高了信号调制的精准度，增加了用户数据的吞吐量。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1为本申请实施例提供的一种信号调制方法的流程图；
图2为本申请实施例提供的一种信号传输过程示意图；
图3为本申请实施例提供的又一种信号调制方法的流程图；
图4为本申请实施例提供的一种信号调制方法的装置示意图；
图5为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
首先对本申请所涉及的名词进行解释：
MCS：Modulation and Coding Scheme，调制与编码策略。信号传输速率的配置通过MCS索引值实现，每一个MCS索引对应了一组参数下的物理传输速率。
AMC：Adaptive Modulation and Coding，自适应调制编码。是无线信道采用的一种自适应的编码调制技术，其通过调整无线链路传输的调制与编码速率，来确保过程中链路的传输质量。
CQI：Channel Quality Indicator，信道质量指示。代表当前信道的好坏，和信道的信噪比相关。
本申请所提出的信号调制方法，适用于任何需要信号传输的场景，例如：应用于手机终端、4G及5G移动网络等，各种通讯和传媒方式都离不开信号的传输。本申请所涉及的信号调制方法，旨在解决相关技术中确定信号调制阶数不精准，导致用户数据吞吐量低的技术问题。当然，本申请提供的信号调制方法，包括但不限于以上应用场景，只要涉及信号传输的所有场景，均可以采用本申请所提供的确定信号调制阶数的方法。
本申请中，通过对用户数据包进行重传，根据重传情况来确定信号调制阶数，从而使调制结果更加精确，提高用户数据吞吐量。
本申请提供的信号调制的方法，旨在解决现有技术的如上技术问题。
下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。
图1为本申请实施例提供的一种信号调制方法的流程图，如图1所示，该方法可以包括以下步骤：
在步骤S101中，确定当前调度周期的上一个调度周期的数据包重传信息。
信号在传递的过程中，在发送端，输入的信号需要经过信道调制和编码后，发送出去，经过时变信道后，在接收端，经过解调、译码得到所需要的数据，如图2所示，图2为信号传输过程示意图。
在信号传输过程中，在一个调度周期内，并非所有的数据包都能够由发送端发出后并由接收端成功接收。例如，在数据包传输中，数据包损坏，该数据包经发送端调制编码后，经时变信道发送给接收端，接收端无法对该数据包实现解调解码，因此该数据包无法被接收端接收。而为了保证信号在传输过程中数据的完整性，需要对数据包进行重传。
数据包在重传过程中，将数据包当前次正在传输的时期称之为当前调度周期，将数据包上一次传输的时期称之为上一个调度周期。数据包每重传一次，在该调度周期内都对应着该次重传的数据包信息，而确定当前调度周期的调制情况需要获得上一个调度周期的数据包重传信息。
在步骤S102中，根据数据包重传信息确定当前调度周期的调制阶数。
在信号的传递过程中，由于原始信号强度较弱，能量较低，无法实现远距离传输，且传输物理环境、外部噪声和传播距离的增加都会进一步的减弱信号强度，因此需要对信号进行调制。而对信号进行调制，确切的说，即确定信号的调制阶数。
由于数据包每重传一次都会对应一个周期的重传信息，数据包下一次的重传情况以前一次的传递情况为依据，因此当前调度周期的调制阶数要根据上一次数据包的传递情况来确定。具体的，要根据数据包在上一个调度周期的情况，计算调制阶数步进值及其调整系数。
在步骤S103中，根据调制阶数对应的调制方式，对当前调度周期的待发送信号进行调制。
根据由步骤S102确定的当前调度周期的调制阶数，将其带入图2的中的MCS选择，此时，在MCS中选择与调制阶数对应的调制方式。发送端根据MCS中的调制方式对当前调度周期的待发送信号进行调制。
本实施例的一种信号调制方法，通过确定当前调度周期的上一个调度周期的数据包重传信息；根据数据包重传信息确定当前调度周期的调制阶数；根据调制阶数对应的调制方式，对当前调度周期的待发送信号进行调制。本实施例的方法，提高了信号调制的精准度，增加了用户数据的吞吐量。
在上述实施例中提到，由于原始信号强度和能量较低，无法实现远距离传输，因此需要对信号进行调制，将能量低的原始信号与能量高的载波信号进行混合，产生一个新的高能量信号的过程，通过对信号源进行处理，使其变为适合于信道传输的形式。最终，通过调制，实现信号的远距离传输。
对信号进行调制之前，首先需要确定信号的调制阶数。在确定调制阶数时，传统的确定调制阶数的方法是通过对信道进行估计，计算信噪比，通过信噪比确定CQI值，然后在MCS中选择与信道状态相对应调制阶数，即只是根据单次数据发送的情况来确定调制等级，所以调制并不精准。
因此，本申请通过对数据包进行重传，并根据数据包重传情况来确定信号的调制阶数。
进一步的，图3为本申请实施例提供的又一种信号调制方法的流程图，如图3所示，在步骤S102中，根据数据包重传信息确定当前调度周期的调制阶数，调制阶数的确定具体可以通过以下步骤实现：
S1021、根据数据包重传信息确定调制阶数步进值的调整系数，并确定调制阶数的步进值；
S1022、根据调制阶数步进值的调整系数和步进值，确定当前调度周期的调制阶数。
为便于理解数据包重传过程，对重传机制进行简要介绍，即若接收端发现信息有误(不完整，损坏或者丢失)，就要求发送端将原来的信息重新发送一次。
具体的，
在接收端接收到由发送端发送的信息后，可选的，发送端可以是基站，接收端可以是UE端。接收端会借助前向错误更正技术来判断接收到的信息是否损坏，如果接收端判断信息正常，则反馈一条ACK(ACKnowledgement)信息并发送给发送端。发送端根据收到的ACK信息判定前一条信息已经被正确接收，则继续进行下一条信息的传送。
相反的，若接收端判断信息不正常，则反馈一条NACK(Non-ACKnowledgement)信息并发送给发送端。发送端根据收到的NACK信息判定前一条信息不能被正确接收，则发送端会重新传送上一次发送的信息。
需要说明的是，接收端不管能不能正确接收消息，都会将接收情况反馈给发送端，以便发送端进行下一步操作。
根据上述描述，在本实施例中，其重传过程如下：
可选的，假设发送端发送的是第一个数据包，发送端发送第1数据包，经过由前一个周期得到的信道调制编码方式，传送给接收端，接收端根据对应的解调解码方式解调出数据，获得第一个数据包，完成第一个数据包信息的传输，之后，接收端向发送端发送“ACK”指令。发送端接收后继续传递第二个数据包。
同样的，发送端发送第二个数据包，数据包按照第一个数据包以相同的调制编码方式进行调制，并将调制后的数据包发送给接收端，接收端接收数据并进行解调，如果可以成功解调，接收端发送“ACK”指令给发送端，继续进行下一个数据包的传递。
以此类推，
当传递到第i个数据包时，同样的，发送端发送的第i个数据包经过调制编码后传输到信道，到达接收端，接收端进行解调解码。如果接收端无法解调出数据，接收端向发送端发送“NACK”指令，接收端收到发送端发送的指令后，进行第i个数据包的重传。
当发送端第二次发送第i个数据包时，调制及编码方式会根据第一次的传输结果进行调整，所以第二次的调制编码方式与第一次不同，数据包根据调整后确定的调制阶数，调制完数据包后发送给接收端。若此时，接收端仍然无法解调解码出数据包，同样的，接收端向发送端发送“NACK”指令，接收端收到发送端发送的指令后，继续进行第i个数据包的第三次重传。
以此类推，经过n次重传后直至发送端发送的数据包能够被接收端接收，此时，发送端接收到发送端发送的“ACK”指令。
进一步的，
根据数据包重传信息确定调制阶数步进值的调整系数，并确定调制阶数的步进值。具体的，可以通过以下步骤实现：
(1)计算调制阶数步进值的调整系数：
公式一：
yi＝(-1)mlgni
公式二：
其中，K表示调整系数，Kn的值由前n-1次数据包传输情况决定；
n表示重传次数；
i表示重传的第几个数据包；
lgni表示对第i个数据包的传输次数取对数；
当第i个数据包为重传时，m为奇数(即数据包重传时yi为负值)，当为正确接收时，m为偶数(即数据包重传时yi为正值)。
(2)计算步进值：
公式三：
θn＝θn-1+(1+Kn)*θ
其中，θ为调制阶数固定步进值；
θn为每个分组数据包，重复发送第n次的调制阶数调整步进值。
进一步的，
根据调制阶数步进值的调整系数和步进值，确定当前调度周期的调制阶数。具体可以通过以下步骤：
公式四：
MCSn＝MCSn-1+θn(n＞1)
公式五：
Mn＝【MCSn】
其中，MCSn表示第n次数据分组包发送时，累积步进后的调制阶数计算值；
Mn表示第n次数据分组包发送时，调制阶数值。
需要说明的是中括号代表计算值向下取整。
在重传过程中，需要特别注意的是，重传次数并非可以无限循坏，而是具有次数限制。最大重传次数可以通过发送端和接收端的预先约定进行设置，具体的设置过程可以参见相关技术，本申请对此不进行赘述。
更进一步的，在S103步骤中，根据调制阶数对应的调制方式，对当前调度周期的待发送信号进行调制，具体的可以通过以下步骤进行：
S1031、将调制阶数代入调制编码MCS，得到调制阶数对应的调制方式；
S1032、根据调制方式对当前调度周期的待发送信号进行调制。
通过上述计算过程，根据数据包重传信息确定当前调度周期的调制阶数。确定调制阶数后，将调整后的调制阶数代入固定的调制编码策略(Modulation and CodingScheme，MCS)中，当该数据包进入下一次重传时，发送端根据MCS选择对应的编码调制方式，完成信号调制过程。
其中，不同的调制阶数各自对应不同的调制方式，信号调制方式有BOSK、QPSK、8QAM、16QAM和32QAM等。调制阶数用于计算码型每个符号(码元)所能代表的比特数，例如，BOSK、QPSK、8QAM、16QAM、32QAM等码型的bit/symbol数目分别是log2(2)、log2(4)、log2(8)、log2(16)、log2(32)，因此，这些码型对应的调制阶数分别是2、4、8、16、32。需要说明的是，调制阶数越高，每个码元携带的信息量越大，即单位时间内传输的信息量越大，传输速率越高。
本实施例中，确定信号调制阶数时并非通过对当前信道进行估计，然后计算信噪比，进而根据信噪比查找对应的CQI，根据CQI值确定调制等级，最终确定调制阶数。而是通过用户数据包重传情况，利用调制算法，根据上一次数据包的传输情况计算调整系数和步进值，进而确定调制阶数。本实施例的方法，提高了信号调制的精准度，从而增大了用户数据吞吐量。
图4为本申请实施例提供的一种信号调制装置示意图，该装置包括：
第一确定模块41，用于确定当前调制周期的上一个调制周期的数据包重传信息；
第二确定模块42，用于根据数据包重传信息确定当前调度周期的调制阶数；
调制模块43，用于根据调制阶数对应的调制方式，对当前调度周期的待发送信号进行调制。
其中，第二确定模块42，具体的，用于根据数据包重传信息确定调制阶数步进值的调整系数，确定调制阶数的步进值；根据调制阶数步进值的调整系数和步进值，确定当前调度周期的调制阶数。
图5为本申请提供的一种电子设备的结构示意图。如5所示，该电子设备可以包括：至少一个处理器51和存储器52。图5示出的是以一个处理器为例的电子设备。
存储器52，用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码，程序代码包括计算机操作指令。
存储器52可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。
处理器51用于执行存储器52存储的计算机执行指令，以实现信号调制；
其中，处理器51可能是一个中央处理器(Central Processing Unit，简称为CPU)，或者是特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称为ASIC)，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路，处理器51通过运行存储器52中存储的指令以实现信号调制。
可选的，在具体实现上，如果通信接口、存储器52和处理器51独立实现，则通信接口、存储器52和处理器51可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，简称为ISA)总线、外部设备互连(Peripheral Component，简称为PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended IndustryStandard Architecture，简称为EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
可选的，在具体实现上，如果通信接口、存储器52和处理器51集成在一块芯片上实现，则通信接口、存储器52和处理器51可以通过内部接口完成通信。
本申请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可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)、磁盘或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，具体的，该计算机可读存储介质中存储有程序信息，程序信息用于信号调制。
本申请实施例还提供一种程序，该程序在被处理器执行时用于执行以上方法实施例提供的信号调制方法。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。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，计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))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。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用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (5)

1.一种信号调制方法，其特征在于，包括：
确定当前调度周期的上一个调度周期的数据包重传信息；
根据确定当前数据包的调整系数，并根据θn＝θn-1+(1Kn)*θ，确定步进值；
其中，K表示调整系数，Kn的值由前n-1次数据包传输情况决定；n表示重传次数；i表示重传的第几个数据包；lgni表示对第i个数据包的传输次数取对数，yi为步进值调整波动系数，当第i个数据包为重传时，m为奇数，yi为负数项，当为正确接收时，m为偶数，yi为正数项；θ为调制阶数固定步进值；θn为每个分组数据包，重复发送第n次的调制阶数调整步进值；
根据公式MCSn=MCSn-1+θn(n 1)；Mn＝【MCSn】，确定当前调度周期的调制阶数；
其中，MCSn表示第n次数据分组包发送时，累积步进后的调制阶数计算值；Mn表示第n次数据分组包发送时，调制阶数值；中括号代表计算值向下取整；
根据所述调制阶数对应的调制方式，对所述当前调度周期的待发送信号进行调制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述调制阶数对应的调制方式，对所述当前调度周期的待发送信号进行调制，包括：
将所述调制阶数代入调制编码MCS，得到所述调制阶数对应的调制方式；
根据所述调制方式对所述当前调度周期的待发送信号进行调制。
3.一种信号调制装置，包括：
第一确定模块，用于确定当前调度周期的上一个调度周期的数据包重传信息；
第二确定模块，用于根据yi＝(-1)mlgni；确定当前数据包的调整系数，并根据θn＝θn-1+(1Kn)*θ，确定步进值；
其中，K表示调整系数，Kn的值由前n-1次数据包传输情况决定；n表示重传次数；i表示重传的第几个数据包；lgni表示对第i个数据包的传输次数取对数；当第i个数据包为重传时，m为奇数，当为正确接收时，m为偶数，θ为调制阶数固定步进值；θn为每个分组数据包，重复发送第n次的调制阶数调整步进值；
所述第二确定模块，还用于根据公式MCSn＝MCSn-1+θn(n 1)；Mn＝【MCSn】，确定当前调度周期的调制阶数；
其中，MCSn表示第n次数据分组包发送时，累积步进后的调制阶数计算值；Mn表示第n次数据分组包发送时，调制阶数值；中括号代表计算值向下取整；
调制模块，用于根据所述调制阶数对应的调制方式，对所述当前调度周期的待发送信号进行调制。
4.一种电子设备，包括：存储器，处理器；
其中，所述存储器用于存储可执行的指令；
所述处理器被配置为：运行所述存储器中存储的指令以执行如权利要求1或2所述的方法。
5.一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中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求1或2所述的信号调制方法。
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