CN118118306A - 数据调制方法、装置、介质及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种数据调制方法、数据调制装置、计算机可读存储介质及计算机程序产品。通过由两组相位差为预设角度的调制符号组成的星座点调制符号序列调制数据序列,能够更好地抵抗相位噪声的影响。通过对调制后的数据符号进行滤波操作,得到滤波后的数据,能够进一步降低数据信号的峰均比。每组调制符号的模值互不相同,从而可以简单地根据功率不同区分不同的调制符号,提高数据序列被调制时的单位包含的数据个数,提高数据传输速率;根据模值不同或者功率不同区分不同的调制符号,能够更好地抵抗相位噪声的影响。
Description
技术领域
本申请实施例涉及通信技术领域,尤其是一种数据调制方法、数据调制装置、计算机可读存储介质及计算机程序产品。
背景技术
高频场景是未来后5G移动通信(5G-and-Beyond,B5G)和第六代移动通信标准(6thGeneration Mobile Networks,6G)的重要场景之一。高频场景具有相位噪声大、多普勒频移大、路径损耗和阴影衰弱大等特点。
相关技术中,虽然设置有相位跟踪参考信号(Phase-Tracking ReferenceSignals,PTRS),但是仍难满足高频场景中需要准确估计大相位噪声的需求。因此,在数据调制过程中,如何抑制相位噪声的影响是一个亟待讨论和解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种数据调制方法、数据调制装置、计算机可读存储介质及计算机程序产品,旨在降低峰均比,抑制相位噪声,减少峰均比和相位噪声的影响。
第一方面,本申请实施例提供一种数据调制方法,所述方法包括:
使用N个星座点调制符号{S(n)}调制数据序列,得K个调制后的数据符号[x(k)];其中,所述N个星座点调制符号包括两组调制符号,所述两组调制符号之间的相位差为预设角度,N为大于或等于4的偶数,n为0至N-1中的任一整数,K表示调制后的数据符号的个数,K为整数,且k为0至K-1中的任一整数;对所述调制后的数据符号进行滤波操作,得到滤波后的数据;将所述滤波后的数据在物理资源上传输。
第二方面,本申请实施例提供一种数据调制装置,至少一个处理器;至少一个存储器,用于存储至少一个程序;当至少一个所述程序被至少一个所述处理器执行时实现如第一方面所述的数据调制方法。
第三方面,本申请实施例提供一种计算机可读存储介质,其中存储有处理器可执行的程序,所述处理器可执行的程序被处理器执行时用于实现如第一方面所述的数据调制方法。
第四方面,本申请实施例提供一种计算机程序产品,所述计算机程序或所述计算机指令存储在计算机可读存储介质中,计算机设备的处理器从所述计算机可读存储介质读取所述计算机程序或所述计算机指令,所述处理器执行所述计算机程序或所述计算机指令,使得所述计算机设备执行如第一方面所述数据调制方法。
附图说明
图1为本申请一实施例提供的一种通信系统的示意图;
图2为本申请一实施例提供的数据调制方法的流程图;
图3为本申请一示例提供的一组星座点调制符号{S(n)}的示意图;
图4为本申请另一示例提供的一组星座点调制符号{S(n)}的示意图;
图5为本申请另一示例提供的一组星座点调制符号{S(n)}的示意图;
图6为本申请另一示例提供的一组星座点调制符号{S(n)}的示意图;
图7为本申请另一示例提供的一组星座点调制符号{S(n)}的示意图;
图8为本申请一示例提供的数据调制的星座点映射的示意图;
图9为本申请另一示例提供的数据调制的星座点映射的示意图;
图10为本申请一示例提供的发射端模块结构的示意图;
图11为本申请一实施例提供的数据调制设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
需要说明的是,虽然在装置示意图中进行了功能模块划分,在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于装置中的模块划分,或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
本申请实施例的描述中,除非另有明确的限定,设置、安装、连接等词语应做广义理解,所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请实施例中的具体含义。
本申请实施例中,“进一步地”、“示例性地”或者“可选地”等词用于表示作为例子、例证或说明,不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具有优势。使用“进一步地”、“示例性地”或者“可选地”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
相关技术中,高频场景中相位噪声比较大,即使接收端进行了相位补偿,也仍会残留很多的相位噪声。高频场景中多普勒频移比较大,即使接收端进行了频偏补偿,数据符号也会残留一些相位偏差。高频场景中,还存在路径损耗和阴影衰弱较大的问题,因此在小区边缘的部分区域中信噪比会非常低,并且在高频时放大器(Power Amplifier,PA)的效率较低,为了提高信噪比,同时还需要兼顾用户侧电池的功耗,则需要用户侧发射信号的峰值平均功率比(Peak Average Power Ratio,PAPR,峰均比)较低。
另外在大规模机器通信(Massive Machine Type Communication,mMTC)的场景中,由于实际需求,部分终端设备需要大幅节省电池功耗,同时还需要提高终端的PA效率,此时同样需要终端发射信号的峰均比较低。
在相关技术中,虽然设置有PTRS,但是无法满足高频场景中需要准确估计大相位噪声的需求。虽然在离散傅里叶变换扩频正交频分复用(Discrete Fourier Transform-Spread OFDM,DFT-s-OFDM)中,DFT-s-OFDM信号的峰均比比较低,但是对于调制阶数大于2的调制方式,调制所得信号的峰均比仍然较高。
为了解决上述问题,本申请提供一种数据调制方法、数据调制装置、计算机可读存储介质及计算机程序产品。通过由两组相位差为预设角度的调制符号组成的星座点调制符号序列调制数据序列,能够更好地抵抗相位噪声的影响。通过对调制后的数据符号进行滤波操作,得到滤波后的数据,能够进一步降低数据信号的峰均比。每组调制符号的模值互不相同,从而可以简单地根据功率不同区分不同的调制符号,提高数据序列被调制时的单位包含的数据个数,提高数据传输速率;根据模值不同或者功率不同区分不同的调制符号,能够更好地抵抗相位噪声的影响。在每组调制符号中,最大模值大于最小模值差,能够减小调制符号间的模值差,使得调制后的信号的峰均比更低。通过交替使用星座点调制符号{S(n)}和相位变化θ后的星座点调制符号{ejθS(n)}调制数据序列,使得相邻调制符号的相位差小于π,降低调制后的数据信号的峰均比。
图1是本申请一实施例提供的一种通信系统的示意图,如图所示,在实施例中,示例性地,通信系统包括基站110和多个终端120,基站110分别与每个终端120通信连接。
可以理解的是,本实施例的通信系统中的设备数量及设备间通信关系能够根据实际需求进行扩展和变化,在此不做具体限定。
本申请实施例的技术方案可以应用于各种通信系统,例如:宽带码分多址移动通信系统(Wideband Code Division Multiple Access,WCDMA)、演进的全球陆地无线接入网络(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network,E UTRAN)系统、下一代无线接入网络(Next Generation Radio Access Network,NG RAN)系统、长期演进(Long TermEvolution,LTE)系统、全球互联微波接入(Worldwide Interoperability For MicrowaveAccess,WiMAX)通信系统、第五代(5th Generation,5G)系统、如新一代无线接入技术(NewRadio Access Technology,NR)、及未来的通信系统,如6G系统等。
本申请实施例的技术方案可以应用于各种通信技术,例如微波通信、光波通信、毫米波通信等。本申请实施例对采用的具体技术和具体设备形态不做限定。
本申请实施例的基站110可以为演进型基站(evolved NodeB,eNB)、传输点(Transmission Reception Point,TRP)、NR系统中的下一代基站(Next GenerationNodeB,gNB)、其他未来移动通信系统中的基站或无线保真(Wireless Fidelity,WiFi)系统中的接入节点等。本申请实施例对网络设备所采用的具体技术和具体设备形态不做限定。
本申请实施例的终端120是用户侧的一种用于接收或发射信号的实体,如手机。终端设备也可以称为终端设备(terminal)、用户设备(User Equipment,UE)、移动台(MobileStation,MS)、移动终端设备(Mobile Terminal,MT)等。终端设备可以是具备通信功能的汽车、智能汽车、手机(mobile phone)、穿戴式设备、平板电脑(Pad)、带无线收发功能的电脑、虚拟现实(Virtual Reality,VR)设备、增强现实(Augmented Reality,AR)设备、工业控制(Industrial Control)中的通信设备、无人驾驶(Self driving)中的通信设备、远程手术(Remote Medical Surgery)中的通信设备、智能电网(Smart Grid)中的通信设备、运输安全(Transportation Safety)中的通信设备、智慧城市(Smart City)中的通信设备、智慧家庭(Smart Home)中的通信设备等。本申请实施例对设备所采用的具体技术和具体设备形态不做限定。
图2为本申请一实施例提供的数据调制方法的流程图。如图2所示,该数据调制方法可以但不限于应用于基站、终端或如图1提供的通信系统中。在图2的实施例中,该数据调制方法可以包括但不限于步骤S110、S120及S130。
步骤S110:使用N个星座点调制符号{S(n)}调制数据序列,得K个调制后的数据符号[x(k)];其中,N个星座点调制符号包括两组调制符号,两组调制符号之间的相位差为预设角度,N为大于或等于4的偶数,n为0至N-1中的任一整数,K表示调制后的数据符号的个数,且k为0至K-1中的任一整数。
在一实施例中,数据序列[b(m)]由0和1组成,包含有多个二进制比特数据,数据序列[b(m)]为经过编码之后的数据序列。
在一实施例中,两组调制符号包括的调制符号数量为N/2。将N个星座点调制符号{S(n)}均分为两组,第一组调制符号的调制符号数量为N/2,第二组调制符号的调制符号数量也为N/2。
在一实施例中,两组调制符号包括第一组调制符号与第二组调制符号;第一组调制符号中的调制符号相位相同,第二组调制符号中的调制符号相位相同,第一组调制符号与第二组调制符号之间的相位差为180度,即相位差为π。第一组调制符号和第二调制符号的相位相差π,由于相位差比较大,能够更好地抑制相位噪声的影响。
在一实施例中,每组调制符号的模值互不相同;第一组调制符号中的任意一个调制符号的模值与第二组调制符号中的一个调制符号的模值相同。第一组调制符号内的各符号的模值均不相同,第二组调制符号内的各符号的模值均不相同;第一组调制符号和第二组调制符号互为相位相差180度,模值相同的两组调制符号。
可以理解的是,第一组调制符号和第二组调制符号之间的相位差还可以为其他值,在此不做具体限定。
在一实施例中,使用N个星座点调制符号{S(n)}对数据序列[b(m)]进行调制时,对数据序列[b(m)]以每M个二进制比特数据为单位进行映射调制,其中,M=log2N;由于每组调制符号内的模值不相同,能够简单地根据功率不同区分不同的调制符号,从而能够在调制的过程中增加星座点调制符号{S(n)}的个数,提升N值,根据M=log2N,N值提升之后,M值也随之提升,即每个进行映射调制的单位能够包含更多的二进制比特数据,提高数据调制效率,进而提高数据传输速率。根据模值不同或者功率不同区分不同的调制符号,还能够更好地抑制相位噪声的影响。
在一实施例中,每组调制符号的最小模值大于最小模值差的一半;其中,模值差表示每组调制符号中任意两个调制符号的模值差。
在另一实施例中,每组调制符号的最小模值大于最小模值差。
上述实施例中,通过减小调制符号间的模值差,降低调制后的信号峰均比。当采用调制符号的最小模值大于最小模值差的方案时,信号峰均比会得到进一步降低。
在一实施例中,交替使用星座点调制符号{S(n)}和相位变化θ后的星座点调制符号{ejθS(n)}调制数据序列,其中,e是自然常数,j是虚数单位,θ等于π/2或-π/2。
可以理解的是,星座点调制符号{S(n)}和相位变化θ后的星座点调制符号{ejθS(n)}是不同的星座点调制符号集合;θ还可以取其他任意角度,在本申请中不做具体限定。
在上述实施例中,当θ等于π/2或-π/2时,进行数据调制过程中,相邻的调制符号的相位差也为π/2或-π/2,能够降低调制后的数据信号的峰均比。
在一实施例中,交替使用星座点调制符号{S(n)}和相位变化θ后的星座点调制符号{ejθS(n)}调制数据序列,包括:以M个二进制比特数据为一个单位,交替使用星座点调制符号{S(n)}和相位变化θ后的星座点调制符号{ejθS(n)}调制数据序列,其中,M=log2N是以2为底数N的对数。将数据序列[b(m)]中的数据,以M个二进制比特数据为一个单位分成若干数据单位,交替使用星座点调制符号{S(n)}和相位变化θ后的星座点调制符号{ejθS(n)}对数据序列[b(m)]中的每个数据单位映射调制。
在一实施例中,交替使用星座点调制符号{S(n)}和相位变化θ后的星座点调制符号{ejθS(n)}调制数据序列,包括:使用携带数据符号位置编号的星座点调制符号{ejθkS(n)}调制数据序列。K为调制后的数据符号的个数,k为调制后的数据符号的位置编号,k=0,1,2,…,K-1,k=0表示第一个调制后的数据符号,k=1表示第二调制后的数据符号,依此类推。当θ等于π/2或-π/2,且k=0,2,4,…,即k为偶数时,ejθk等于1或-1;当θ等于π/2或-π/2,且k=1,3,5,…,即k为奇数时,ejθk等于j或-j。
示例性地,θ等于π/2,k=0,1,2,3…K-1时,k=0对应{ejθkS(n)}={S(n)},k=1对应{ejθkS(n)}={jS(n)},k=2对应{ejθkS(n)}={-S(n)}、k=3对应{ejθkS(n)}={-jS(n)},k=4对应{ejθkS(n)}={S(n)}……,每连续四个k值为一循环。使用N个星座点调制符号{ejθkS(n)}对数据序列[b(m)]进行调制,即依次循环使用{S(n)}、{jS(n)}、{-S(n)}、{-jS(n)}对数据序列[b(m)]进行调制。
在一实施例中,M个二进制比特数据中至少有一个二进制比特数据通过星座点调制符号{S(n)}的不同相位来调制。在映射调制中,至少有一个二进制比特数据用于区分一组星座点调制符号{S(n)}中的第一组调制符号和第二组调制符号,由上述实施例可知第一组调制符号和第二组调制符号的相位不同。示例性地,如图9所示,图9中星座点调制映射方式的“0,1”比特信息是从右往左看,图9中的上半虚轴第一个比特为1,如“10”、“11”,对应第一组调制符号;下半虚轴第一比特为0,如“01”、“00”,对应第二组调制符号。
步骤S120:对调制后的数据符号进行滤波操作,得到滤波后的数据。
在一实施例中,滤波操作的滤波参数包括E[1,1],其中,
在一实施例中,对调制后的数据符号进行滤波操作,包括:根据滤波参数,对调制后的数据符号采用时域卷积方法进行滤波操作。
在一实施例中,时域卷积方法为循环卷积。
在一实施例中,根据滤波参数,对调制后的数据符号采用循环卷积进行滤波操作,包括:在k小于K-1的情况下,将x(k)与x(k+1)相加后乘以预设参数,得到时域数据序列[d(k)];在k等于K-1的情况下,将x(K-1)与x(0)相加后乘以预设参数,得到时域数据序列[d(K-1)];可以理解的是,上述调制后的数据符号均属于当前组调制后的数据符号序列。
在一实施例中,预设参数为从第一位x(k)开始,调制后的数据符号x(k)与相邻的调制后的数据符号x(k+1)相加并乘以/>得到时域数据数列[d(k)],依次得到[d(0)]、[d(1)]、[d(2)]……;当最后一位x(k),即k=K-1时,令x(k+1)=x(K)=x(0),即x(K-1)与x(0)相加后乘以/>得到时域数据序列[d(K-1)],即最后一位x(k)和第一位x(k)进行相加并乘以/>形成循环卷积。
在一实施例中,根据滤波参数,对调制后的数据符号采用循环卷积进行滤波操作,包括:在k大于0的情况下,将x(k)与x(k-1)相加后乘以预设参数,得到时域数据序列[d(k)];在k等于0的情况下,将x(0)与x(K-1)相加后乘以预设参数,得到时域数据序列[d(0)],可以理解的是,上述调制后的数据符号均属于当前组调制后的数据符号序列。
在一实施例中,预设参数为从最后一位x(k)开始,调制后的数据符号x(k)与相邻的调制后的数据符号x(k-1)相加并乘以/>得到时域数据数列[d(k)],依次得到[d(0)]、[d(1)]、[d(2)]……;当第一位x(k),即k=0时,令x(k-1)=x(-1)=x(K-1),即x(0)与x(K-1)相加后乘以/>得到时域数据序列[d(0)],即第一位x(0)和最后一位x(K-1)进行相加并乘以/>形成循环卷积。
通过将相邻的调制后的数据符号相加并乘以E,得到时域数据序列,能够进一步降低调制后的数据信息的峰均比。可以理解的是,E的值可以包括但不限于设置为本申请中不做具体限定。
在一实施例中,对调制后的数据符号进行滤波操作,包括:将调制后的数据符号变换为频域数据;将滤波参数变换为频域滤波参数;根据频域滤波参数,对频域数据采用频域点乘方法进行滤波操作。
在一实施例中,将调制后的数据符号进行傅里叶变换,得到频域数据,将滤波参数变换为频域滤波参数;根据频域滤波参数,对频域数据采用频域点乘方法进行滤波操作;对滤波后的频域数据进行傅里叶逆变换。
步骤S130:将滤波后的数据在物理资源上传输。
在一实施例中,将滤波后的数据在物理资源上传输,包括;对滤波后的数据进行预设滤波操作。其中,预设滤波操作包括但不限于RRC滤波、DAC模块里的滤波等。在一实施例中,滤波后的数据为时域数据的情况下,对时域数据序列进行离散傅里叶变换、离散傅里叶逆变换、数模转换等处理后,在射频链路上进行传输。
在一实施例中,直接将调制后的数据符号在物理资源上传输。对调制后的数据符号进行滤波、数模转换等处理后,在射频链路上进行传输。
在一实施例中,调制后的数据符号,能够直接在时域上传输。
为了进一步阐述本申请实施例提供的数据调制方法,采用下述示例进行详细说明。
示例1:
图3为本申请一示例提供的一组星座点调制符号{S(n)}的示意图。如图3所示,星座点调制符号有4个,即N=4,{S(n)}中n=0,1,2,…,N-1。
如图3所示,4个星座点调制符号{S(n)}中,有2(N/2=2)个星座点调制符号并且相位相同,相位都为0,且两个星座点调制符号模值不同,分别为r1和r2,并且最小模值r1大于模值差的一半,其中模值差的一半为(r2-r1)/2;另外2(N/2=2)个星座点调制符号相位也相同,相位都为π,且两个星座点调制符号模值也不同,分别为r1和r2,并且最小模值r1大于模值差的一半。本示例中,r1=r2-r1。
示例2:
本示例与示例1的区别在于,本示例中r1>r2-r1,能够进一步降低峰均比。
示例3:
图4为本申请另一示例提供的一组星座点调制符号{S(n)}的示意图。如图4所示,星座点调制符号有4个,即N=4,{S(n)}中n=0,1,2,…,N-1。
如图4所示,4个星座点调制符号{S(n)}中,可以分为2组,其中,第一组调制符号有2(N/2=2)个星座点调制符号且相位相同,相位都为π/2,第一组调制符号内的星座点调制符号模值不同,分别为r3和r4;第二组调制符号有2(N/2=2)个星座点调制符号且相位也相同,相位都为3π/2,第二组调制符号内的星座点调制符号模值不同,分别为r3和r4。并且最小模值r3大于模值差的一半,其中模值差的一半为(r4-r3)/2。
示例4:
图5为本申请另一示例提供的一组星座点调制符号{S(n)}的示意图。如图5所示,星座点调制符号有4个,即N=4,{S(n)}中n=0,1,2,…,N-1。
如图5所示,4个星座点调制符号{S(n)}中,可以分为2组,其中,第一组调制符号有2(N/2=2)个星座点调制符号且相位相同,相位都为π/4,第一组调制符号内的星座点调制符号模值不同,分别为r5和r6,第二组调制符号有2(N/2=2)个星座点调制符号且相位也相同,相位都为5π/4,第二组调制符号内的星座点调制符号模值不同,分别为r5和r6。本示例中r5>r6-r5,能够进一步降低峰均比。
示例5:
图6为本申请另一示例提供的一组星座点调制符号{S(n)}的示意图。如图6所示,星座点调制符号有4个,即N=4,{S(n)}中n=0,1,2,…,N-1。
如图6所示,4个星座点调制符号{S(n)}中,可以分为2组,其中,第一组调制符号有2(N/2=2)个星座点调制符号且相位相同,相位都为φ,φ可以为任意角度。第一组调制符号内的星座点调制符号模值不同,分别为r7和r8,第二组调制符号有2(N/2=2)个星座点调制符号且相位也相同,相位都为π+φ,第二组调制符号内的星座点调制符号模值不同,分别为r7和r8。
可以理解的是,在上述示例1至示例5中,星座点调制符号组中的调制符号个数可以为大于等于4的任意偶数。
可以理解的是,示例1至示例5中的一组星座点调制符号{S(n)}可以由任意一组星座点调制符号{ejφS(n)}旋转获得,其中φ可以等于任意角度。示例1至示例5中的一组星座点调制符号{S(n)},均可分为两组星座点调制符号,分别为第一组星座点调制符号与第二组星座点调制符号。其中,第一组星座点调制符号的N/2个星座点调制符号相位相同,第二组星座点调制符号中N/2个星座点调制符号相位相同,第一组星座点调制符号与第二组星座点调制符号的星座点调制符号的相位相差π,两组具有的星座点调制符号数量相等;第一组星座点调制符号内N/2个星座点调制符号之间的模值不同,第二组星座点调制符号内N/2个星座点调制符号之间的模值不同。在第一组星座点调制符号中的任意一个星座点调制符号均能在第二组星座点调制符号中找到与其模值相等的星座点调制符号。
示例6:
图7为本申请另一示例提供的一组星座点调制符号{S(n)}的示意图。如图7所示,星座点调制符号有8个,即N=8,{S(n)}中n=0,1,...,7。
如图7所示,8个星座点调制符号{S(n)}中,可以分为2组,其中,第一组调制符号有4(N/2=4)个星座点调制符号且相位相同,相位都为0,第一组调制符号内的星座点调制符号模值不同,分别为r1、r2、r3和r4;第二组调制符号有4(N/2=4)个星座点调制符号且相位也相同,相位都为π,第二组调制符号内的星座点调制符号模值不同,分别为r1、r2、r3和r4。第一组调制符号与第二组调制符号的星座点调制符号的相位相差π。如图7,第一组调制符号内的一个星座点调制符号模值与第二组调制符号内的一个星座点调制符号模值相等,即第一组调制符号内的星座点调制符号模值r1与第二组调制符号内的星座点调制符号模值r1相等,第一组调制符号内的星座点调制符号模值r2与第二组调制符号内的星座点调制符号模值r2相等,第一组调制符号内的星座点调制符号模值r3与第二组调制符号内的星座点调制符号模值r3相等,第一组调制符号内的星座点调制符号模值r4与第二组调制符号内的星座点调制符号模值r4相等。在第一组调制符号或第二组调制符号中,星座点调制符号的最小模值r1大于该组内星座点调制符号最小模值差的一半。为了进一步降低峰均比,可以令该组内星座点调制符号的最小模值r1大于该子组内星座点调制符号最小模值差。
示例7:
图8为本申请一示例提供的数据调制的星座点映射的示意图。
假设一组二进制比特数据序列[b(m)],使用示例3中提供的星座点调制符号{S(n)}调制数据序列[b(m)],可参见图4。每log2N个二进制比特数据序列为一个单位,交替使用{S(n)}和{ejθS(n)}调制数据序列。其中θ=π/2,即{ejθS(n)}={jS(n)}。如图8所示,在本示例中设定,在调制后的数据符号[x(k)]的奇数位,每2个二进制比特数据对应星座点调制符号{S(n)}中的一个星座点,具体为:00对应-jr4,01对应-jr3,10对应jr4,11对应jr3;在调制后的数据符号[x(k)]的偶数位,每2个二进制比特数据对应星座点调制符号{jS(n)}中的一个星座点,具体为:00对应r4,01对应r3,10对应-r4,11对应-r3。
假设一组二进制比特数据序列b(m)=[b(0),b(1),b(2),b(3),b(4),b(5),b(6),b(7),b(8),b(9),b(10),b(11),b(12),b(13),b(14),b(15)]=[0,0,0,0,0,1,0,1,1,0,1,0,1,1,1,1],m=0,2,...,15,每2(log2N,N=4)个二进制比特数据序列为一个单位交替使用{S(n)}和{jS(n)}调制数据序列b(m),得到调制后的数据符号x(k)=[x(0),x(1),x(2),x(3),x(4),x(5),x(6),x(7)]=[-jr4,r4,-jr3,r3,jr4,-r4,jr3,-r3],k=0,1,...,7。其中数据序列b(m)的第一组[b(0),b(1)]=[0,0]使用星座点调制符号{S(n)}调制得到第一个数据调制符号x(0)=[-jr4],数据序列b(m)的第二组[b(2),b(3)]=[0,0]使用星座点调制符号{jS(n)}调制得到第二个数据调制符号x(1)=[r4],数据序列b(m)的第三组[b(4),b(5)]=[0,1]使用星座点调制符号{S(n)}调制得到第三个数据调制符号x(2)=[-jr3],数据序列b(m)的第四组[b(6),b(7)]=[0,1]使用星座点调制符号{jS(n)}调制得到第四个数据调制符号x(3)=[r3],数据序列b(m)的第五组[b(8),b(9)]=[1,0]使用星座点调制符号{S(n)}调制得到第五个数据调制符号x(4)=[jr4],数据序列b(m)的第六组[b(10),b(11)]=[1,0]使用星座点调制符号{jS(n)}调制得到第六个数据调制符号x(5)=[-r4],数据序列b(m)的第七组[b(12),b(13)]=[1,1]使用星座点调制符号{S(n)}调制得到第七个数据调制符号x(6)=[jr3],数据序列b(m)的第八组[b(14),b(15)]=[1,1]使用星座点调制符号{jS(n)}调制得到第八个数据调制符号x(7)=[-r3]。
可以理解的是,图8中星座点调制映射方式的“0,1”比特信息是从右往左看,如图8中从下往上,分别为00,01,11,10,示例中数据序列b(m)的“0,1”比特信息是从左往右输出的。
示例8:
图9为本申请另一示例提供的数据调制的星座点映射的示意图。
假设一组二进制比特数据序列[b(m)],使用示例3中提供的星座点调制符号{S(n)}调制数据序列[b(m)],参见图4;{S(n)}中,n=0,1,...,N-1,N=4。每log2N个二进制比特数据序列为一个单位,使用{ejθkS(n)}调制数据序列,其中,{ejθkS(n)}由{S(n)}旋转得到。其中k表示调制后的数据符号的位置编号,并且k=0,1,...,K-1,k=0表示第一个数据调制符号,K表示调制后的数据符号的个数,θ=π/2。
假设一组二进制比特数据序列[b(m)]=[b(0),b(1),b(2),b(3),b(4),b(5),b(6),b(7),b(8),b(9),b(10),b(11),b(12),b(13),b(14),b(15)]=[0,0,0,0,0,1,0,1,1,0,1,0,1,1,1,1],m=0,1,...,15,每2(log2N,N=4)个二进制比特数据序列为一个单位使用{ejθkS(n)}调制数据序列,得到调制后的数据符号x(k)=[x(0),x(1),x(2),x(3),x(4),x(5),x(6),x(7)]=[-jr4,r4,jr3,-r3,jr4,-r4,-jr3,r3]。其中,数据序列b(m)的第一组[b(0),b(1)]=[0,0]使用星座点调制符号{ejθkS(n),k=0}={S(n)}调制得到第一个数据调制符号x(0)=[-jr4];数据序列b(m)的第二组[b(2),b(3)]=[0,0]使用星座点调制符号{ej θkS(n),k=1}={jS(n)}调制得到第二个数据调制符号x(1)=[r4];数据序列b(m)的第三组[b(4),b(5)]=[0,1]使用星座点调制符号{ejθkS(n),k=2}={-S(n)}调制得到第三个数据调制符号x(2)=[jr3];数据序列b(m)的第四组[b(6),b(7)]=[0,1]使用星座点调制符号{ejθkS(n),k=3}={-jS(n)}调制得到第四个数据调制符号x(3)=[-r3];数据序列b(m)的第五组[b(8),b(9)]=[1,0]使用星座点调制符号{ejθkS(n),k=4}={S(n)}调制得到第五个数据调制符号x(4)=[jr4];数据序列b(m)的第六组[b(10),b(11)]=[1,0]使用星座点调制符号{ejθkS(n),k=5}={jS(n)}调制得到第六个数据调制符号x(5)=[-r4];数据序列b(m)的第七组[b(12),b(13)]=[1,1]使用星座点调制符号{ejθkS(n),k=6}={-S(n)}调制得到第七个数据调制符号x(6)=[-jr3];数据序列b(m)的第八组[b(14),b(15)]=[1,1]使用星座点调制符号{ejθkS(n),k=7}={-jS(n)}调制得到第八个数据符调制号x(8)=[r3]。
可以理解的是,当θ=π/2,k=0,1,2,3,4,5,6,7,…时,ejθk=ej*k*π/2=[1,j,-1,-j,1,j,-1,-j,…],即每四位k为一循环,对应星座点调制,则按照{S(n)}、{jS(n)}、{-S(n)}、{-jS(n)}的顺序进行每四位一循环的映射调制,如数据序列的一个调制单位为00比特,则映射调制结果可能为-jr4,j*-jr4=r4,-(-jr4)=jr4,-j*(-jr4)=-r4中的一个。
可以理解的是,图9中星座点调制映射方式的“0,1”比特信息是从右往左看,如图9中从下往上,分别为00,01,11,10,示例中数据序列b(m)的“0,1”比特信息是从左往右输出的。
通过上述调制方式,可以减小相邻调制符号的相位差,降低调制后的数据信号的峰均比。
示例9:
假设一组二进制比特数据序列[b(m)],经过一组星座点调制符号{S(n)}调制后形成调制后的数据符号[x(k)],包括:每log2N个二进制比特数据序列为一个单位,交替使用{S(n)}和{ejθS(n)}调制数据序列,其中θ=π/2,即{ejθS(n)}={jS(n)}。对调制后的数据符号采用时域卷积方法进行滤波操作,滤波操作的滤波参数为E[1,1],其中,具体为:将调制后的数据符号[x(k)]与相邻的下一个调制后数据符号[x(k+1)]相加并乘以/>形成时域数据序列[d(k)]。时域数据序列[d(k)]承载在物理时频资源上进行传输。
本示例中,假设两组连续的二进制比特数据序列,第一组二进制比特数据序列为[b(m)1]=[b(0)1,b(1)1,b(2)1,b(3)1,b(4)1,b(5)1,b(6)1,b(7)1,b(8)1,b(9)1,b(10)1,b(11)1,b(12)1,b(13)1,b(14)1,b(15)1]=[0,0,0,0,0,1,0,1,1,0,1,0,1,1,1,1],第二组二进制比特数据序列为[b(m)2]=[b(0)2,b(1)2,b(2)2,b(3)2,b(4)2,b(5)2,b(6)2,b(7)2,b(8)2,b(9)2,b(10)2,b(11)2,b(12)2,b(13)2,b(14)2,b(15)2],m=0,1,...,15,其中,第一组二进制比特数据序列的前两个比特序列与第二组二进制比特数据序列的前两个比特序列是相同的,第一组二进制比特数据序列的最后四个比特序列与第二组二进制比特数据序列的最后四个比特序列是相同的,因此,[b(m)2]=[b(0)1,b(1)1,b(2)2,b(3)2,b(4)2,b(5)2,b(6)2,b(7)2,b(8)2,b(9)2,b(10)2,b(11)2,b(12)1,b(13)1,b(14)1,b(15)1]。使用如示例2中的星座点调制符号{S(n)}调制数据序列[b(m)1]。
每两(log2N,N=4)个二进制比特数据序列为一个单位,交替使用{S(n)}和{jS(n)}调制数据序列[b(m)1],得到调制后的数据符号[x(k)1]=[x(0)1,x(1)1,x(2)1,x(3)1,x(4)1,x(5)1,x(6)1,x(7)1]=[-jr4,r4,-jr3,r3,jr4,-r4,jr3,-r3]。同样地,调制数据序列[b(m)2]得到调制后的数据符号为[x(k)2]=[x(0)1,x(1)2,x(2)2,x(3)2,x(4)2,x(5)2,x(6)1,x(7)1]=[-jr4,x(1)2,x(2)2,x(3)2,x(4)2,x(5)2,jr3,-r3]。其中,k=0,1,...,7。
然后对第一组调制后的数据符号进行滤波操作,具体为:第1个调制后的数据符号x(0)1与第2个调制后的数据符号x(1)1相加并乘以形成第1个时域数据序列第2个调制后的数据符号x(1)1与第3个调制后的数据符号x(2)1相加并乘以/>形成第2个时域数据序列/>第3个调制后的数据符号x(2)1与第4个调制后的数据符号x(3)1相加并乘以/>形成第3个时域数据序列/>第4个调制后的数据符号x(3)1与第5个调制后的数据符号x(4)1相加并乘以/>形成第4个时域数据序列d(3)1=/>第5个调制后的数据符号x(4)1与第6个调制后的数据符号x(5)1相加并乘以/>形成第5个时域数据序列/>第6个调制后的数据符号x(5)1与第7个调制后的数据符号x(6)1相加并乘以/>形成第6个时域数据序列第7个调制后的数据符号x(6)1与第8个调制后的数据符号x(7)1相加并乘以/>形成第7个时域数据序列/>第8个调制后的数据符号x(7)1与第二组调制后的第1个数据符号x(0)2(x(0)2=x(0)1)相加并乘以/>形成第8个时域数据序列即,
通过上述调制方式得到时域数据序列,能够进一步降低调制后的数据信号的峰均比。
示例10:
假设一组二进制比特数据序列[b(m)],经过一组星座点调制符号{S(n)}调制后形成调制后的数据符号[x(k)],包括:每2(log2N,N=4)个二进制比特数据序列为一个单位,交替使用{S(n)}和{ejθS(n)}调制数据序列,其中θ=π/2,即{ejθS(n)}={jS(n)}。对调制后的数据符号进行滤波操作,包括:根据滤波参数,对调制后的数据符号采用时域循环卷积方法进行滤波操作。具体为:将调制后的数据符号[x(k)]与相邻的上一个调制后数据符号[x(k-1)]相加并乘以形成时域数据序列[d(k)],需要注意的是,当调制后的数据符号[x(k)]为第一位时,将其与最后一位调制后的数据符号x(K-1)相加并乘以/>形成循环卷积。或者,将调制后的数据符号[x(k)]与相邻的下一个调制后数据符号[x(k+1)]相加并乘以/>形成时域数据序列[d(k)],需要注意的是,当调制后的数据符号[x(k)]为最后一位时,将其与第一位调制后的数据符号x(0)相加并乘以/>形成循环卷积。时域数据序列[d(k)]承载在物理时频资源上进行传输。
本示例中,假设一组二进制比特数据序列[b(m)]=[b(0),b(1),b(2),b(3),b(4),b(5),b(6),b(7),b(8),b(9),b(10),b(11),b(12),b(13),b(14),b(15)]=[0,0,0,0,0,1,0,1,1,0,1,0,1,1,1,1],m=0,1,...,15,使用如示例2中的星座点调制符号{S(n)}调制数据序列[b(m)]。
每两(log2N,N=4)个二进制比特数据序列为一个单位,交替使用{S(n)}和{jS(n)}调制数据序列[b(m)],得到调制后的数据符号[x(k)]=[x(0),x(1),x(2),x(3),x(4),x(5),x(6),x(7)]=[-jr4,r4,-jr3,r3,jr4,-r4,jr3,-r3],k=0,1,...,7。
然后第1个调制后的数据符号x(0)与第8个调制后的数据符号x(8)相加并乘以形成第1个时域数据序列/>第2个调制后的数据符号x(1)与第1个调制后的数据符号x(0)相加并乘以/>形成第2个时域数据序列/>第3个调制后的数据符号x(2)与第2个调制后的数据符号x(1)相加并乘以/>形成第3个时域数据序列(r4-jr3),第4个调制后的数据符号x(3)与第3个调制后的数据符号x(2)相加并乘以/>形成第4个时域数据序列/>第5个调制后的数据符号x(4)与第4个调制后的数据符号x(3)相加并乘以/>形成第5个时域数据序列/>第6个调制后的数据符号x(5)与第5个调制后的数据符号x(4)相加并乘以/>形成第6个时域数据序列/>(-r4+jr4),第7个调制后的数据符号x(6)与第6个调制后的数据符号x(5)相加并乘以/>形成第7个时域数据序列/>第8个调制后的数据符号x(7)与第7个数据调制符号调制后的数据符号x(6)相加并乘以/>形成第8个时域数据序列
或者,第1个调制后的数据符号x(0)与第2个调制后的数据符号x(1)相加并乘以形成第1个时域数据序列/>第2个调制后的数据符号x(1)与第3个调制后的数据符号x(2)相加并乘以/>形成第2个时域数据序列/>第3个调制后的数据符号x(2)与第4个调制后的数据符号x(3)相加并乘以/>形成第3个时域数据序列 第4个调制后的数据符号x(3)与第5个调制后的数据符号x(4)相加并乘以/>形成第4个时域数据序列/>第5个调制后的数据符号x(4)与第6个调制后的数据符号x(5)相加并乘以/>形成第5个时域数据序列/>第6个调制后的数据符号x(5)与第7个调制后的数据符号x(6)相加并乘以/>形成第6个时域数据序列/> 第7个调制后的数据符号x(6)与第8个调制后的数据符号x(7)相加并乘以/>形成第7个时域数据序列/>第8个调制后的数据符号x(7)与第1个数据调制符号调制后的数据符号x(0)相加并乘以/>形成第8个时域数据序列/>
通过上述调制方式得到时域数据序列,能够进一步降低调制后的数据信号的峰均比。
可以理解的是,示例7、示例8、示例9、示例10均采用示例3的星座点调制符号{S(n)}仅是为了示例能够更简单的理解与计算,在实际调制过程中,可以采用包括但不限于上述示例1至示例5的任一星座点调制符号{S(n)},以及其他任意根据本申请数据调制方法提供的星座点调制符号{S(n)}。
示例11:
假设一组二进制比特数据序列[b(m)],经过一组星座点调制符号{S(n)}调制后形成调制后的数据符号[x(k)],然后将调制后的数据符号[x(k)]经过离散傅里叶变换生成频域数据,然后频域数据与频域滤波函数点乘。其中,频域滤波函数通过时域滤波参数E[1,1]经过离散傅里叶变换成,
图10为本申请一示例提供的发射端模块结构的示意图。如图10所示,一组二进制比特数据序列经过编码模块,数据调制模块,其中,数据调制模块采用上述任一实施例提供的数据调制方法生成调制后的数据符号,调制后的数据符号进行串并转换后经过离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)、资源映射、离散傅里叶逆变换(InverseDiscrete Fourier Transform,IDFT)、数模转换器(Digital to Analog Converter,DAC)等处理,最后在射频链路上数据传输。
图11是本申请一实施例提供的数据调制设备的结构示意图。如图11所示,该数据调制设备2000包括存储器2100、处理器2200。存储器2100、处理器2200的数量可以是一个或多个,图11中以一个存储器2101和一个处理器2201为例;网络设备中的存储器2101和处理器2201可以通过总线或其他方式连接,图11中以通过总线连接为例。
存储器2101作为一种计算机可读存储介质,可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块,如本申请任一实施例提供的方法对应的程序指令/模块。处理器2201通过运行存储在存储器2101中的软件程序、指令以及模块实现上述任一实施例提供的数据调制方法。
存储器2101可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序。此外,存储器2101可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中,存储器2101进一步包括相对于处理器2201远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
本申请一实施例还提供了一种计算机可读存储介质,存储有计算机可执行指令,该计算机可执行指令用于执行如本申请任一实施例提供的数据调制方法。
本申请一实施例还提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序或计算机指令,该计算机程序或计算机指令存储在计算机可读存储介质中,计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取计算机程序或计算机指令,处理器执行计算机程序或计算机指令,使得计算机设备执行如本申请任一实施例提供的数据调制方法。
本申请实施例描述的系统架构以及应用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,本领域技术人员可知,随着系统架构的演变和新应用场景的出现,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。
本领域普通技术人员可以理解,上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、设备中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。
在硬件实施方式中,在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分;例如,一个物理组件可以具有多个功能,或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器,如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件,或者被实施为硬件,或者被实施为集成电路,如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上,计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的,术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外,本领域普通技术人员公知的是,通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据,并且可包括任何信息递送介质。
在本说明书中使用的术语“部件”、“模块”、“系统”等用于表示计算机相关的实体、硬件、固件、硬件和软件的组合、软件、或执行中的软件。例如,部件可以是但不限于,在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行文件、执行线程、程序或计算机。通过图示,在计算设备上运行的应用和计算设备都可以是部件。一个或多个部件可驻留在进程或执行线程中,部件可位于一个计算机上或分布在2个或更多个计算机之间。此外,这些部件可从在上面存储有各种数据结构的各种计算机可读介质执行。部件可例如根据具有一个或多个数据分组(例如来自于自与本地系统、分布式系统或网络间的另一部件交互的二个部件的数据,例如通过信号与其它系统交互的互联网)的信号通过本地或远程进程来通信。
以上参照附图说明了本申请的一些实施例,并非因此局限本发明的权利范围。本领域技术人员不脱离本发明的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进,均应在本申请的权利范围之内。
Claims (18)
1.一种数据调制方法,所述方法包括:
使用N个星座点调制符号{S(n)}调制数据序列,得K个调制后的数据符号[x(k)];其中,所述N个星座点调制符号包括两组调制符号,所述两组调制符号之间的相位差为预设角度,N为大于或等于4的偶数,n为0至N-1中的任一整数,K表示调制后的数据符号的个数,K为整数,且k为0至K-1中的任一整数;
对所述调制后的数据符号进行滤波操作,得到滤波后的数据;
将所述滤波后的数据在物理资源上传输。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述两组调制符号包括第一组调制符号与第二组调制符号;所述第一组调制符号中的调制符号相位相同,所述第二组调制符号中的调制符号相位相同,所述第一组调制符号与所述第二组调制符号之间的相位差为180度。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述两组调制符号包括的调制符号数量为N/2。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述使用N个星座点调制符号{S(n)}调制数据序列,包括:
交替使用星座点调制符号{S(n)}和相位变化θ后的星座点调制符号{ejθS(n)}调制数据序列,其中,e是自然常数,j是虚数单位,θ等于π/2或-π/2。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述星座点调制符号{S(n)}和相位变化θ后的星座点调制符号{ejθS(n)}是不同的星座点调制符号集合。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述交替使用星座点调制符号{S(n)}和相位变化θ后的星座点调制符号{ejθS(n)}调制数据序列,包括:
以M个二进制比特数据为一个单位,交替使用星座点调制符号{S(n)}和相位变化θ后的星座点调制符号{ejθS(n)}调制数据序列,其中,M=log2N是以2为底数N的对数。
7.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述交替使用星座点调制符号{S(n)}和相位变化θ后的星座点调制符号{ejθS(n)}调制数据序列,包括:
使用携带数据符号位置编号的星座点调制符号{ejθkS(n)}调制数据序列;其中,k表示数据符号位置编号。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述M个二进制比特数据中至少有一个二进制比特数据通过所述星座点调制符号{S(n)}的不同相位来调制。
9.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,每组所述调制符号的最小模值大于最小模值差的一半;其中,所述模值差表示每组所述调制符号中任意两个调制符号的模值差。
10.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,每组所述调制符号的最小模值大于最小模值差;其中,所述模值差表示每组所述调制符号中任意两个调制符号的模值差。
11.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,每组调制符号的模值互不相同;所述第一组调制符号中的任意一个调制符号的模值与所述第二组调制符号中的一个调制符号的模值相同。
12.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述滤波操作的滤波参数包括E[1,1],其中,
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述对所述调制后的数据符号进行滤波操作,包括:
根据所述滤波参数,对所述调制后的数据符号采用时域卷积方法进行滤波操作。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述时域卷积方法为循环卷积。
15.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述对所述调制后的数据符号进行滤波操作,包括:
将调制后的数据符号变换为频域数据;
将所述滤波参数变换为频域滤波参数;
根据所述频域滤波参数,对所述频域数据采用频域点乘方法进行滤波操作。
16.一种数据调制装置,其特征在于,包括:
至少一个处理器;
至少一个存储器,用于存储至少一个程序;
当至少一个所述程序被至少一个所述处理器执行时实现如权利要求1至15任意一项所述的数据调制方法。
17.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其中存储有处理器可执行的程序,所述处理器可执行的程序被处理器执行时用于实现如权利要求1至15任意一项所述的数据调制方法。
18.一种计算机程序产品,包括计算机程序或计算机指令,其特征在于,所述计算机程序或所述计算机指令存储在计算机可读存储介质中,计算机设备的处理器从所述计算机可读存储介质读取所述计算机程序或所述计算机指令,所述处理器执行所述计算机程序或所述计算机指令,使得所述计算机设备执行如权利要求1至15中任意一项所述数据调制方法。
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