CN115941408A - 索引调制方法、索引解调方法、装置及索引调制解调系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提出一种索引调制方法、索引解调方法、装置及索引调制解调系统，属于无线通信领域，第一设备根据选定的调制阶数以及星座图的个数，确定索引信息以及隐式段的长度，从而根据隐式段的长度，将待发送的数据帧划分成调制段和隐式段，并根据隐式段，索引信息中的多个星座位置索引，以及每个星座位置索引所对应的索引值，将调制段转换为有星座图的位置符表示的调制数据，并将调制数据发送至第二设备，使第二设备对调制数据进行解调得到数据帧，使得仅需传输数据帧的调制段的调制数据，无需发送所有数据，从而能够降低数据传输的数据量，降低信道的冗余度，并提高数据传输效率。

Description

索引调制方法、索引解调方法、装置及索引调制解调系统

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体而言，涉及一种索引调制方法、索引解调方法、装置及索引调制解调系统。

背景技术

高速的数据传输速率和可靠的传输质量已经成为无线通信发展的必要前提，有限的频谱资源已经不能满足用户快速增长的需求，正是在这样的背景下，扩频调制、正交频分复用、大规模多输入多输出等调制技术被提出。

目前，PSK、QPSK、MQAM和MAPSK调制是最基本的调制方式，使用比较广泛，解调性能也基本确定，没有优化的空间。常见的索引调制有正交频分复用的索引调制，以及码索引调制。正交频分复用的索引调制主要用于OFDM多频率调制上，码索引调制主要用于扩频系统中。但是，这些已有的调制方式均存在数据传输的冗余度高的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种索引调制方法、索引解调方法、装置及索引调制解调系统，其能够改善目前的索引调制方式所存在的数据传输的冗余度高的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供一种索引调制方法，应用于第一设备，所述方法包括：

根据选定的调制阶数以及星座图的个数，确定索引信息以及隐式段的长度；其中，所述索引信息包括由不同的星座图的星座符组成的多个星座位置索引，每个星座图的多个位置符，以及每个星座位置索引对应的索引值；

根据所述隐式段的长度，将待发送的数据帧划分为调制段和隐式段；

根据所述索引值、所述隐式段以及所述星座位置索引，将所述调制段转换为由所述星座图的位置符表示的数据，得到调制数据；

将所述调制数据发送至第二设备，以使所述第二设备将所述调制数据解调至所述数据帧。

进一步地，所述根据所述索引值、所述隐式段以及所述星座位置索引，将所述调制段转换为由所述星座图的位置符表示的数据，得到调制数据的步骤，包括：

从所述多个星座位置索引中，选择所述索引值与所述隐式段的数据一致的星座位置索引，作为目标位置索引；

根据所述目标位置索引，将所述调制段转换为由所述星座图的位置符表示的数据，得到调制数据。

进一步地，每个所述位置符具有一个数据表征值，所述根据所述目标位置索引，将所述调制段转换为由所述星座图的位置符表示的数据，得到调制数据的步骤，包括：

以所述位置符的数据表征值的长度作为单位长度，将所述调制段的数据划分为多个单位段；

将在所述多个单位段中的位置与在所述目标位置索引中的位置相同的单位段和星座符，作为调制对；

针对每个所述单位段，从调制对中的星座符所对应的星座图中，选择数据表征值与所述单位段相同的位置符作为调制位置符；

将所有所述单位段对应的调制位置符组合，得到调制数据。

进一步地，所述根据选定的调制阶数以及星座图的个数，确定索引信息以及隐式段数据的长度的步骤，包括：

从多个所述星座图中，确定位置符对应的数据表征值的比特数与选定的调制阶数匹配的星座图作为匹配星座图；

从所述匹配星座图中，选择目标数量的星座图；

根据所述星座图的个数，使用隐式段计算公式，计算出隐式段的长度；

根据所述隐式段的长度，以及所述星座图，生成索引信息。

所述根据所述隐式段的长度，以及所述星座图，生成索引信息的步骤，包括：

基于所述隐式段的长度，将待发送的数据帧划分为调制段和隐式段；

根据所述调制段的长度，计算出需求的索引数和每个星座位置索引的位置符个数；

基于所述隐式段的长度和所述位置符个数，使用所述星座图的星座符组合出多个星座位置索引；其中，所述星座位置索引的总数与所述索引数一致。

进一步地，在所述根据选定的调制阶数以及星座图的个数，确定索引信息以及隐式段数据的长度的步骤之前，所述方法还包括：

对基础星座图进行变换，得到多个不同的星座图；其中，所述基础星座图为基本调制对应的星座图。

进一步地，所述根据选定的调制阶数以及星座图的个数，确定索引信息以及隐式段数据的长度的步骤，包括：

从多个所述星座图中，确定位置符对应的数据表征值的比特数与选定的调制阶数匹配的星座图作为匹配星座图；

从所述匹配星座图中，选择目标数量的星座图；

根据所述星座图的个数，使用隐式段计算公式，计算出隐式段的长度；

所述隐式段计算公式包括：，其中，表示隐式段的长度，表示星座图的个数；

根据所述隐式段的长度，以及所述星座图，生成索引信息。

第二方面，本发明实施例提供一种索引解调方法，应用于第二设备，所述方法包括；

获取第一设备发送的调制数据，并对所述调制数据进行识别，得到目标位置索引；

根据所述目标位置索引，对所述调制数据进行解调，得到调制段；

对所述目标位置索引进行索引值转换，得到隐式段；

将所述调制段和所述隐式段组合，得到数据帧。

进一步地，所述根据所述目标位置索引，对所述调制数据进行解调，得到调制段的步骤，包括：

根据所述目标位置索引中的星座符，确定所述调制数据所依照的星座图；

将在所述调制数据中的位置与在所述目标位置索引中的位置相同的调制位置符和星座符，作为解调对；

针对每个所述调制位置符，将解调对中的星座符所对应的星座图作为解调图，将所述调制位置符在所述解调图中的数据表征值作为解调值；

将所有所述调制位置符对应的解调值组合，得到调制段。

第三方面，本发明实施例提供一种索引调制装置，应用于第一设备，所述索引调制装置包括预处理模块、调制模块和发送模块；

所述预处理模块，用于根据选定的调制阶数以及星座图的个数，确定索引信息以及隐式段的长度；其中，所述索引信息包括由不同的星座图的星座符组成的多个星座位置索引，每个星座图的多个位置符，以及每个星座位置索引对应的索引值；

所述调制模块，用于根据所述隐式段的长度，将待发送的数据帧划分为调制段和隐式段，根据所述索引值、所述隐式段以及所述星座位置索引，将所述调制段转换为由所述星座图的位置符表示的数据，得到调制数据；

所述发送模块，用于将所述调制数据发送至第二设备，以使所述第二设备将所述调制数据解调至所述数据帧。

第四方面，本发明实施例提供一种索引调制解调系统，包括第一设备和第二设备；

所述第一设备，用于实现如第一方面所述的索引调制方法；

所述第二设备，用于实现如第二方面所述的索引解调方法。

第五方面，本发明实施例提供在一种索引解调装置，应用于第二设备，所述索引解调装置包括第一解调模块和第二解调模块；

所述第一解调模块，用于获取第一设备发送的调制数据，并对所述调制数据进行识别，得到目标位置索引；

所述第二解调模块，用于根据所述目标位置索引，对所述调制数据进行解调，得到调制段，对所述目标位置索引进行索引值转换，得到隐式段，将所述调制段和所述隐式段组合，得到数据帧。

第六方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机程序，所述处理器可执行所述计算机程序以实现如第一方面所述的索引调制方法，或如第二方面所述索引解调方法。

第七方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的索引调制方法，或如第二方面所述索引解调方法。

本发明实施例提供的索引调制方法、索引解调方法、装置及索引调制解调系统，第一设备根据选定的调制阶数以及星座图的个数，确定索引信息以及隐式段的长度，从而根据隐式段的长度，将待发送的数据帧划分成调制段和隐式段，并根据隐式段，索引信息中的多个星座位置索引，以及每个星座位置索引所对应的索引值，将调制段转换为有星座图的位置符表示的调制数据，并将调制数据发送至第二设备，使第二设备对调制数据进行解调得到数据帧，使得仅需传输数据帧的调制段的调制数据，无需发送所有数据，从而能够降低数据传输的数据量，降低信道的冗余度，并提高数据传输效率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出了本发明实施例提供的索引调制解调系统的方框示意图。

图2示出了本发明实施例提供的索引调制方法的流程示意图之一。

图3示出了本发明实施例提供的索引调制方法的流程示意图之二。

图4示出了图2或图3中步骤S11的部分子步骤的流程示意图。

图5示出了图4中步骤S114的部分子步骤的流程示意图。

图6示出了本发明实施例提供的一种星座图组合的结构示意图。

图7示出了本发明实施例提供的另一种星座图组合的结构示意图。

图8示出了本发明实施例提供的数据帧拆分后的结构示意图。

图9示出了图2或图3中步骤S15的部分子步骤的流程示意图。

图10示出了图9中步骤S152的部分子步骤的流程示意图。

图11示出了本发明实施例提供的索引解调方法的流程示意图。

图12示出了图11中步骤S22的部分子步骤的流程示意图。

图13示出了本发明实施例提供的索引调制装置的方框示意图。

图14示出了本发明实施例提供的索引解调装置的方框示意图。

图15示出了本发明实施例提供的电子设备的方框示意图。

附图标记：100-索引调制解调系统；110-第一设备；120-第二设备；130-索引调制装置；140-预处理模块；150-调制模块；160-发送模块；170-索引解调装置；180-第一解调模块；190-第二解调模块；200-电子设备。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

需要说明的是，术语“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。

PSK、QPSK、MQAM和MAPSK调制是最基本的调制方式，使用比较广泛，解调性能也基本确定，没有优化的空间。常见的索引调制有正交频分复用的索引调制，以及码索引调制。正交频分复用的索引调制主要用于OFDM多频率调制上，码索引调制主要用于扩频系统中。

以上这些调制方式都有自己的优点，使用的场合不同，解决的问题也不用，因此，存在适用范围小的问题。同时，这些调制方式都需要传输整段数据帧多对应的调制数据，使得传输数据较大，数据传输的冗余度高，即信道的冗余度高，数据传输效率较低。

基于上述考虑，本发明实施例提供一种索引调制解调方法，其能够改善数据传输的信道冗余度高、传输效率低且适用范围小的问题。以下，对该方法进行介绍。

本发明实施例提供的索引调制方法及索引解调方法，均可以应用于如图1所示的索引调制解调系统100中，该索引调制解调系统100可以包括第一设备110和第二设备120，第一设备110可以通过无线的方式与第二设备120通信连接。并且，第一设备110和第二设备120均可以包括调制解调器。

第一设备110，用于实现本发明实施例提供的索引调制方法。

第二设备120，用于实现本发明实施例提供的索引解调方法。

其中，第一设备110和第二设备120均可以但不限于是：手机、移动终端、iPad、平板电脑、个人计算机、可穿戴式便携设备等无线通信设备。

在一种可能的实施方式中，参照图2，提供一种索引调制方法，可以包括以下步骤。在本实施方式中，以该索引调制方法应用于第一设备110来举例说明。

S11，根据选定的调制阶数以及星座图的个数，确定索引信息以及隐式段的长度。

其中，索引信息包括由不同的星座图的星座符组成的多个星座位置索引，每个星座图的多个位置符，以及每个星座位置索引对应的索引值。需要说明的是，星座图的每个位置符具有对应的数据表征值。

S13，根据隐式段的长度，将待发送的数据帧划分为调制段和隐式段。

S15，根据索引值、隐式段以及星座位置索引，将调制段转换为由星座图的位置符表示的数据，得到调制数据。

S17，将调制数据发送至第二设备，以使第二设备将调制数据解调至数据帧。

需要说明的是，索引信息中的星座图是由对基础星座图进行变换（例如，旋转45°）后得到。在本实施方式中，基础星座图指的是基础调制的星座图，基础调制包括但不限于是PSK、QPSK、MQAM和MAPSK调制。

调制阶数和星座图的个数可以由用户指定，调制阶数决定每个位置符的数据表征值的长度。

第一设备110基于选定的调制阶数和星座图的个数，确定出索引信息以及隐式段的长度。依据隐式段的长度，将待发送的数据帧划分为调制段和隐式段。进而，根据索引信息中的索引值、隐式段以及星座位置索引，将调制段转换由星座图的位置符表示的数据，得到调制数据。第二设备120接收到第一设备110发送的调制数据之后，将调制数据进行解调，还原成数据帧。

与传统的调制方法相比，上述索引调制方法仅需传输数据帧的调制段的调制数据，无需发送数据帧的所有数据对应的调制数据，即可使接收端将调制数据还原为数据帧，能够降低数据传输的数据量，提升信道的容量，降低信道的冗余度，并提高数据传输效率。

进一步地，对于步骤S11中的星座图由基础调制方式的基础星座图变换而来，参照图3，本发明实施例提供的索引调制方法还包括步骤S10，该步骤在为上述步骤S11-S17的基础，可以在步骤S11之前执行。但应当理解的是，S10可以在仅需要增加、修改、删除星座图以及初始设置时进行，无需每次进行调制时都执行步骤S10。

S10，对基础星座图进行变换，得到多个不同的星座图。

步骤S10中的变换包括但不限于是旋转，旋转的角度可以为任意角度，对于同一个基础星座图而言，旋转角度不同，则得到不同的星座图。

需要说明的是，星座图包括变换后的星座图，也包括基础星座图。

针对步骤S11，在一种可能的实施方式中，参照图4，步骤S11可以通过以下步骤实现。

S111，从多个星座图中，确定位置符对应的数据表征值的比特数与选定的调制阶数匹配的星座图作为匹配星座图。

例如，若调制阶数为2阶，则匹配星座图的位置符的数据表征值的长度为2个比特，若调制阶数为4阶，则匹配星座图的位置符的数据表征值的长度为4个比特。

S112，从匹配星座图中，选择目标数量的星座图。

目标数量的值，可以由用户选定。

S113，根据星座图的个数，使用隐式段计算公式，计算出隐式段的长度。

在一种可能的实施方式中，隐式段计算公式可以为：，其中，表示隐式段的长度，表示星座图的个数。

S114，根据隐式段的长度，以及星座图，生成索引信息。

进一步地，在一种可能的实施方式中，参照图5，可以通过以下步骤实现上述步骤S114。

S1141，基于隐式段的长度，将待发送的数据帧划分为调制段和隐式段。

S1142，根据调制段的长度，计算出需求的索引数和每个星座位置索引的位置符个数。

S1143，基于隐式段的长度和位置符个数，使用星座图的星座符组合出多个星座位置索引。

其中，星座位置索引的总数与索引数一致。

在本实施方式中，使用索引数计算公式，计算出索引数。索引数计算公式可以为：，其中，，表示调制段的长度，表示调制阶数，T表示L个比特组成的阶星座位置索引的位置符个数。

以调制阶数为2，选定的星座图为如图6所示的星座图，待发送的数据帧的数据序列为“1111 0010 1110”为例。选定的星座图包括星座图A和星座图B，星座图B是轴上的QPSK星座图，星座图A是QPSK星座图旋转角度后得到的星座图。星座图A包括位置符、、和，星座图B包括位置符、、和。

由于星座图的个数为2，故而==4，故隐式段的长度为4个比特。由于数据帧的数据序列为“1111 0010 1110”，因此，隐式段为“1110”，调制段为“1111 0010”。调制段的长度为8个比特，因此，每个星座位置索引的位置符个数为，星座位置索引的总个数为=。

在上述基础上，以星座符A表征二进制数0，以星座符B表征二进制数1，组合出16个位置符为4个的星座位置索引，如表1所示。

表1

在上述基础上，计算出隐式段的长度，针对步骤S13，可将数据帧的每段数据段划分为调制段和隐式段，即可将待发送的数据帧划分为调制段和隐式段。

以调制阶数为4，选定的星座图为如图7所示的星座图，待发送的数据帧的数据序列为“1011 0100 0000 010100”为例，选定的星座图包括星座图A、星座图B和星座图C。星座图A、星座图B和星座图C均由16QAM调制的星座图变换得到，且每个位置符的数据表征值的长度为4个比特。

由于星座图的个数为3，故而==6，应当理解的是，取整数为2，故隐式段的长度为6个比特。由于数据帧的数据序列为“1011 0100 0000010100”，因此，隐式段为“010100”，调制段为“1011 0100 0000”。调制段的长度为12个比特，因此，每个星座位置索引的位置符个数为，星座位置索引的总个数为=。

在上述基础上，以星座符A表征二进制数00，以星座符B表征二进制数01，以星座符B表征二进制数10，组合出27个位置符为3个的星座位置索引，如表2所示。

表2

通过上述步骤S111-S114及S114的子步骤，能够快速得到与待发送的数据帧匹配的索引信息。

进一步地，若待发送的数据帧的长度较长，例如，超过预设长度，则在进行步骤S13和步骤S111之前，可以对待发送的数据帧进行以下处理：将待发送的数据帧划分为多个长度相同的数据段，或者，将待发送的数据帧划分为不同长度的多个数据段。

需要强调的是，数据段的长度不小于隐式段的长度。

根据待发送的数据帧是否被划分为数据段，步骤S13可以有不同的实施方式。

当待发送的数据帧包括多个数据段时，步骤S13可以为：依据隐式段的长度，将数据帧的每个数据段划分为调制段和隐式段。此时，数据帧可以如图8（a）所示。

当待发送的数据帧未被划分为多个数据段时，步骤S13可以为：据隐式段的长度，将数据帧的划分为调制段和隐式段。此时，数据帧可以如图8（b）所示。

进一步地，在一种可能的实施方式中，参照图9，上述步骤S15可以通过以下步骤实现。

S151，从多个星座位置索引中，选择索引值与隐式段的数据一致的星座位置索引，作为目标位置索引。

S152，根据目标位置索引，将调制段转换为由星座图的位置符表示的数据，得到调制数据。

对于步骤S151，可以进一步实施为：从星座位置索引中，选择索引值与隐式段相同的星座位置索引作为目标位置索引。

在一种可能的实施方式中，参照图10，上述步骤S152可以进一步实现为以下步骤。

S1521，以位置符的数据表征值的长度作为单位长度，将调制段的数据划分为多个单位段。

S1522，将在多个单位段中的位置与在目标位置索引中的位置相同的单位段和星座符，作为调制对。

S1523，针对每个单位段，从调制对中的星座符所对应的星座图中，选择数据表征值与单位段相同的位置符作为调制位置符。

S1524，将所有单位段对应的调制位置符组合，得到调制数据。

以上文中调制阶数为2，选定的星座图为如图6所示的星座图，待发送的数据帧的数据序列为“1111 0010 1110”为例。已知，选定的星座图包括星座图A和星座图B，星座图B是轴上的QPSK星座图，星座图A是QPSK星座图旋转角度后得到的星座图。星座图A包括位置符、、和，星座图B包括位置符、、和，星座位置索引为表1所示，隐式段为“1110”，调制段为“1111 0010”。

在所有的星座位置索引中，索引值与隐式段的数据一致的星座位置索引，即目标位置索引为“BBBA”。

由于星座图的位置符的表征数据值的长度为2个比特，故而单位长度为2，因此，可以将调制段“1111 0010”分为“11”、“10”、“00”和“10”四个单位段。将目标位置索引和调制段中位于相同位置的星座符和单位段配置，得到调制对：“B-11”、“B-11”、“B-00”和“A-10”。对于“B-11”，在星座图B中数据表征值为11的位置符为，对于“B-00”，在星座图B中数据表征值为00的位置符为，对于“A-10”，在星座图A中数据表征值为10的位置符为，故调制段对应的调制数据为。

因此，对于待发送的数据帧“1111 0010 1110”，调制数据为“”，第一设备110整合调制数据到发送帧，以通过发送帧将至调制数据传输至第二设备120。

本发明实施例提供的索引调制方法，对于同一个数据帧，当选定的调制阶数及星座图中的任一个发生改变，会全部改变，则最后得到的调制数据也会不同，以此在调制过程中又能进行加密，能够极大地提高数据安全性。同时，调制中主要将数据帧分段，每段中再分为调制段和隐式段，最后发送的调制数据为调制段，隐式段被丢掉，因此，极大地减小了传输过程中的数据量，进而能够提高信道容量，降低信道冗余度，并提高数据传输效率。

基于上述提高的索引调制方法的构思，在一种实施方式中，参照图11，本发明实施例还提供一种索引解调方法，可以包括以下步骤。在本实施方式中，以该索引解调方法应用于图1中的第二设备120来举例说明。

S21，获取第一设备发送的调制数据，并对调制数据进行识别，得到目标位置索引。

S22，根据目标位置索引，对调制数据进行解调，得到调制段，对目标位置索引进行索引值转换，得到隐式段。

S23，将调制段和隐式段组合，得到数据帧。

需要说明的是，不同的星座图的位置符各不相同，则每个星座图的位置符唯一，第一设备110和第二设备120均可以学习或存储过所有的星座图，以及任一个数的星座图和调制阶数所构成的索引信息。

对调制数据进行识别的方式可以灵活设置，例如，第二设备120可以调用存储的星座图进行查询，也可以采用最大似然算法进行识别，在本实施方式中，不作具体限定。

当调制数据为多个时，针对每个调制数据，采用S21至S22，得到调制段和隐式段，进而将调制段和隐式段组合，得到调制数据对应数据段。再将所有的数据段组合，得到数据帧。

在一种可能的实施方式中，参照图12，上述步骤S22可以进一步实施为以下步骤。

S221，根据目标位置索引中的星座符，确定调制数据所依照的星座图。

S222，将在调制数据中的位置与在目标位置索引中的位置相同的调制位置符和星座符，作为解调对。

S223，针对每个调制位置符，将解调对中的星座符所对应的星座图作为解调图，将调制位置符在解调图中的数据表征值作为解调值。

S224，将所有调制位置符对应的解调值组合，得到调制段。

以第一设备110发送的调制数据为上文中得到的为例，第二设备120接收到调制数据后，可以采用最大似然算法对解调数据进行识别，得到目标位置索引为BBBA，此时，可以定位到所使用的星座图为图6中的星座图A和星座图B。进而，基于星座图A和星座图B对应的星座位置索引，进行索引值转换，得到隐式段1110。

接着，由于星座图A的位置符和数据表征值的对应关系为、、和，星座图B的位置符和数据表征值的对应关系为、、-10和，因此，调制数据可以得到调制段11110010。将调制段和隐式段结合，得到数据帧111100101110。

上述索引解调方法中，对调制数据进行解调可以得到原始的数据帧，且调制数据并非数据帧的全部数据的调制值，能够在减小信道的数据传输量的同时，完整地传输数据，极大地减小了传输过程中的数据量，进而能够提高信道容量，降低信道冗余度，并提高数据传输效率。

本发明实施例提供的索引调制方法和索引解调方法，调制原理和解调原理均简单易懂，硬件实现方便，适用性强。调制后的数据可以传递有效信息之外，还可以通过星座位置信息来隐式地传递数据，即只需传输调制段的调制数据就能传输完整的数据，从而有效地降低了信道传递数据的冗余，同时提升信道容量。且通过索引调制方法和索引解调方法的配置，解调性能和组成星座位置索引调制的基础调制相当，没有性能损失，且适用于各类型系统的数据调制解调。

此外，接收解调数据的接收端需要有与发送端所采用的索引调制模板，即星座图及各种类型的索引信息，才能对解调数据进行解调，当接收端没有索引调制模板时，无法正确的解调该信道信息，并且，对于同一个数据帧，可以有多种索引调制模板，故而本发明实施例提供的索引调制方法和索引解调方法具有一定的加密功能，能有效地防止数据被截获和破译，提高数据安全性。

基于上述索引调制方法的发明构思，在一种可能的实施方式中，参照图13，本发明实施例还提供一种索引调制装置130，该索引调制装置130可以应用于图1中的第一设备110，包括预处理模块140、调制模块150和发送模块160。

预处理模块140，用于根据选定的调制阶数以及星座图的个数，确定索引信息以及隐式段的长度。

其中，索引信息包括由不同的星座图的星座符组成的多个星座位置索引，每个星座图的多个位置符，以及每个星座位置索引对应的索引值。

调制模块150，用于根据隐式段的长度，将待发送的数据帧划分为调制段和隐式段，根据索引值、隐式段以及星座位置索引，将调制段转换为由所述星座图的位置符表示的数据，得到调制数据。

发送模块160，用于将调制数据发送至第二设备120，以使第二设备120将调制数据解调至数据帧。

上述索引调制装置130中，通过预处理模块140、调制模块150和发送模块160的系统作用，在进行数据帧传输时，仅需传输数据帧的调制段的调制数据，无需发送数据帧的所有数据对应的调制数据，即可使接收端将调制数据还原为数据帧，能够降低数据传输的数据量，提升信道的容量，降低信道的冗余度，并提高数据传输效率。

基于上述索引解调方法的发明构思，在一种可能的实施方式中，参照图14，本发明实施例还提供一种索引解调装置170，可以应用于图1中的第二设备120，包括第一解调模块180和第二解调模块190。

第一解调模块180，用于获取第一设备110发送的调制数据，并对调制数据进行识别，得到目标位置索引。

第二解调模块190，用于根据目标位置索引，对调制数据进行解调，得到调制段，对所述目标位置索引进行索引值转换，得到隐式段，将调制段和所述隐式段组合，得到数据帧。

上述索引解调装置170中，通过第一解调模块180和第二解调模块190的协同作用，对调制数据进行解调可以得到原始的数据帧，且调制数据并非数据帧的全部数据的调制值，能够在减小信道的数据传输量的同时，完整地传输数据，极大地减小了传输过程中的数据量，进而能够提高信道容量，降低信道冗余度，并提高数据传输效率。

关于索引调制装置130和索引解调装置170的具体限定可以参见上文中对于索引调制方法、索引解调方法的限定，在此不再赘述。上述索引调制装置130或索引解调装置170中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于电子设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于电子设备的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一种实施方式中，提供了一种电子设备200，该电子设备200可以是终端，其内部结构图可以如图15所示。该电子设备200包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该电子设备200的处理器用于提供计算和控制能力。该电子设备200的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该电子设备200的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、近场通信（NFC）或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时实现如上述实施方式提供的索引调制方法或索引解调方法。

图15中示出的结构，仅仅是与本发明方案相关的部分结构的框图，并不构成对本发明方案所应用于其上的电子设备200的限定，具体的电子设备200可以包括比图15中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一种实施方式中，本发明提供的索引调制装置130可以实现为一种计算机程序的形式，计算机程序可在如图15所示的电子设备200上运行。电子设备200的存储器中可存储组成该索引调制装置130的各个程序模块，比如，图13所示的预处理模块140、调制模块150和发送模块160。各个程序模块构成的计算机程序使得处理器执行本说明书中描述的索引调制方法中的步骤。

例如，图15所示的电子设备200可以通过如图13所示的索引调制装置130中的预处理模块140执行步骤S11。电子设备200可以通过调制模块150执行步骤S13-S15。电子设备200可以通过发送模块160执行步骤S17。

在一种实施方式中，提供了一种电子设备200，包括存储器和处理器，该存储器存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：根据选定的调制阶数以及星座图的个数，确定索引信息以及隐式段的长度；根据隐式段的长度，将待发送的数据帧划分为调制段和隐式段；根据索引值、隐式段以及星座位置索引，将调制段转换为由星座图的位置符表示的数据，得到调制数据；将调制数据发送至第二设备，以使第二设备将调制数据解调至数据帧。

在一种实施方式中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：根据选定的调制阶数以及星座图的个数，确定索引信息以及隐式段的长度；根据隐式段的长度，将待发送的数据帧划分为调制段和隐式段；根据索引值、隐式段以及星座位置索引，将调制段转换为由星座图的位置符表示的数据，得到调制数据；将调制数据发送至第二设备，以使第二设备将调制数据解调至数据帧。

在一种实施方式中，本发明提供的索引解调装置170可以实现为一种计算机程序的形式，计算机程序可在如图15所示的电子设备200上运行。电子设备200的存储器中可存储组成该索引解调装置170的各个程序模块，比如，图14所示的第一解调模块180和第二解调模块190。各个程序模块构成的计算机程序使得处理器执行本说明书中描述的索引解调方法中的步骤。

例如，图15所示的电子设备200可以通过如图14所示的索引解调装置170中的第一解调模块180执行步骤S21。电子设备200可以通过第二解调模块190执行步骤S22-S23。电子设备200可以通过发送模块160执行步骤S17。

在一种实施方式中，提供了一种电子设备200，包括存储器和处理器，该存储器存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：用于获取第一设备发送的调制数据，并对所述调制数据进行识别，得到目标位置索引；根据所述目标位置索引，对所述调制数据进行解调，得到调制段，对所述目标位置索引进行索引值转换，得到隐式段，将所述调制段和所述隐式段组合，得到数据帧。

在一种实施方式中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：用于获取第一设备发送的调制数据，并对所述调制数据进行识别，得到目标位置索引；根据所述目标位置索引，对所述调制数据进行解调，得到调制段，对所述目标位置索引进行索引值转换，得到隐式段，将所述调制段和所述隐式段组合，得到数据帧。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明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部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机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台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种索引调制方法，其特征在于，应用于第一设备，所述方法包括：

根据选定的调制阶数以及星座图的个数，确定索引信息以及隐式段的长度；其中，所述索引信息包括由不同的星座图的星座符组成的多个星座位置索引，每个星座图的多个位置符，以及每个星座位置索引对应的索引值；

根据所述隐式段的长度，将待发送的数据帧划分为调制段和隐式段；

根据所述索引值、所述隐式段以及所述星座位置索引，将所述调制段转换为由所述星座图的位置符表示的数据，得到调制数据；

将所述调制数据发送至第二设备，以使所述第二设备将所述调制数据解调至所述数据帧。

2.根据权利要求1所述的索引调制方法，其特征在于，所述根据所述索引值、所述隐式段以及所述星座位置索引，将所述调制段转换为由所述星座图的位置符表示的数据，得到调制数据的步骤，包括：

从所述多个星座位置索引中，选择所述索引值与所述隐式段的数据一致的星座位置索引，作为目标位置索引；

根据所述目标位置索引，将所述调制段转换为由所述星座图的位置符表示的数据，得到调制数据。

3.根据权利要求2所述的索引调制方法，其特征在于，每个所述位置符具有一个数据表征值，所述根据所述目标位置索引，将所述调制段转换为由所述星座图的位置符表示的数据，得到调制数据的步骤，包括：

以所述位置符的数据表征值的长度作为单位长度，将所述调制段的数据划分为多个单位段；

将在所述多个单位段中的位置与在所述目标位置索引中的位置相同的单位段和星座符，作为调制对；

针对每个所述单位段，从调制对中的星座符所对应的星座图中，选择数据表征值与所述单位段相同的位置符作为调制位置符；

将所有所述单位段对应的调制位置符组合，得到调制数据。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的索引调制方法，其特征在于，所述根据选定的调制阶数以及星座图的个数，确定索引信息以及隐式段数据的长度的步骤，包括：

从多个所述星座图中，确定位置符对应的数据表征值的比特数与选定的调制阶数匹配的星座图作为匹配星座图；

从所述匹配星座图中，选择目标数量的星座图；

根据所述星座图的个数，使用隐式段计算公式，计算出隐式段的长度；

根据所述隐式段的长度，以及所述星座图，生成索引信息。

5.根据权利要求4所述的索引调制方法，其特征在于，所述根据所述隐式段的长度，以及所述星座图，生成索引信息的步骤，包括：

基于所述隐式段的长度，将待发送的数据帧划分为调制段和隐式段；

根据所述调制段的长度，计算出需求的索引数和每个星座位置索引的位置符个数；

基于所述隐式段的长度和所述位置符个数，使用所述星座图的星座符组合出多个星座位置索引；其中，所述星座位置索引的总数与所述索引数一致。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的索引调制方法，其特征在于，在所述根据选定的调制阶数以及星座图的个数，确定索引信息以及隐式段数据的长度的步骤之前，所述方法还包括：

对基础星座图进行变换，得到多个不同的星座图；其中，所述基础星座图为基本调制对应的星座图。

7.一种索引解调方法，其特征在于，应用于第二设备，所述方法包括：

获取第一设备发送的调制数据，并对所述调制数据进行识别，得到目标位置索引；

根据所述目标位置索引，对所述调制数据进行解调，得到调制段；

对所述目标位置索引进行索引值转换，得到隐式段；

将所述调制段和所述隐式段组合，得到数据帧。

8.根据权利要求7所述的索引解调方法，其特征在于，所述根据所述目标位置索引，对所述调制数据进行解调，得到调制段的步骤，包括：

根据所述目标位置索引中的星座符，确定所述调制数据所依照的星座图；

将在所述调制数据中的位置与在所述目标位置索引中的位置相同的调制位置符和星座符，作为解调对；

针对每个所述调制位置符，将解调对中的星座符所对应的星座图作为解调图，将所述调制位置符在所述解调图中的数据表征值作为解调值；

将所有所述调制位置符对应的解调值组合，得到调制段。

9.一种索引调制装置，其特征在于，应用于第一设备，所述索引调制装置包括预处理模块、调制模块和发送模块；

所述预处理模块，用于根据选定的调制阶数以及星座图的个数，确定索引信息以及隐式段的长度；其中，所述索引信息包括由不同的星座图的星座符组成的多个星座位置索引，每个星座图的多个位置符，以及每个星座位置索引对应的索引值；

所述调制模块，用于根据所述隐式段的长度，将待发送的数据帧划分为调制段和隐式段，根据所述索引值、所述隐式段以及所述星座位置索引，将所述调制段转换为由所述星座图的位置符表示的数据，得到调制数据；

所述发送模块，用于将所述调制数据发送至第二设备，以使所述第二设备将所述调制数据解调至所述数据帧。

10.一种索引调制解调系统，其特征在于，包括第一设备和第二设备；

所述第一设备，用于实现如权利要求1至6中任一项所述的索引调制方法；

所述第二设备，用于实现如权利要求7或8所述的索引解调方法。

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