概率非均匀调制的数据传输方法及装置

摘要

本申请公开了一种概率非均匀调制的数据传输方法及装置，以提高采用概率非均匀调制的数据的传输效率。该方法包括：发送端生成物理层数据帧，物理层数据帧中包括经过概率非均匀调制的数据和指示信息，指示信息用于指示对数据进行概率非均匀解调的解调参数，解调参数包括概率非均匀调制的调制方式、概率非均匀调制的调制阶数，解调参数还包括以下中的至少一项：概率非均匀调制的每种星座符号的概率和概率非均匀调制的每种星座符号与比特流的映射关系；发送端向接收端发送物理层数据帧；接收端接收物理层数据帧；接收端根据指示信息确定解调参数；接收端根据解调参数对数据进行概率非均匀解调。本申请涉及通信技术领域。

权利要求

1.一种概率非均匀调制的数据传输方法，其特征在于，包括：

发送端生成物理层数据帧，所述物理层数据帧中包括经过概率非均匀调制的数据和指示信息，所述指示信息用于指示对所述数据进行概率非均匀解调的解调参数；所述解调参数包括所述概率非均匀调制的调制方式、所述概率非均匀调制的调制阶数，所述解调参数还包括以下中的至少一项：所述概率非均匀调制的每种星座符号的概率，和，所述概率非均匀调制的每种星座符号与比特流的映射关系；

所述发送端向接收端发送所述物理层数据帧。

2.根据权利要求1所述的概率非均匀调制的数据传输方法，其特征在于，所述解调参数还包括：所述概率非均匀调制的每种星座符号对应的比特数。

3.根据权利要求1所述的概率非均匀调制的数据传输方法，其特征在于，所述指示信息为所述解调参数。

4.根据权利要求1所述的概率非均匀调制的数据传输方法，其特征在于，所述指示信息为第一标识符，所述第一标识符用于指示所述解调参数。

5.根据权利要求1所述的概率非均匀调制的数据传输方法，其特征在于，所述指示信息包括：第二标识符和所述解调参数的第一部分信息，所述第二标识符用于指示所述解调参数的第二部分信息，所述解调参数包括所述第一部分信息和所述第二部分信息。

6.根据权利要求5所述的概率非均匀调制的数据传输方法，其特征在于，所述第一部分信息包括信息A和信息B，所述信息A为所述概率非均匀调制的每种星座符号的概率，所述信息B为所述概率非均匀调制的每种星座符号与比特流的映射关系，其中，所述信息A和信息B位于所述物理层数据帧的物理层头中的不同域中。

7.根据权利要求1-6任一项所述的概率非均匀调制的数据传输方法，其特征在于，所述概率非均匀调制的数据传输方法还包括：在所述发送端生成物理层数据帧之前，所述发送端采用多层编码器和确定性等长映射器生成所述数据，或者，所述发送端采用单层编码器和确定性等长映射器生成所述数据。

8.根据权利要求1-6任一项所述的概率非均匀调制的数据传输方法，其特征在于，所述指示信息位于所述物理层数据帧的物理层头中。

9.根据权利要求7所述的概率非均匀调制的数据传输方法，其特征在于，所述指示信息位于所述物理层数据帧的物理层头中。

10.根据权利要求1-6、9任一项所述的概率非均匀调制的数据传输方法，其特征在于，所述物理层数据帧用于无线光通信。

11.根据权利要求7所述的概率非均匀调制的数据传输方法，其特征在于，所述物理层数据帧用于无线光通信。

12.根据权利要求8所述的概率非均匀调制的数据传输方法，其特征在于，所述物理层数据帧用于无线光通信。

13.一种概率非均匀调制的数据传输方法，其特征在于，包括：

接收端接收物理层数据帧，所述物理层数据帧中包括经过概率非均匀调制的数据和指示信息，所述指示信息用于指示对所述数据进行概率非均匀解调的解调参数；所述解调参数包括所述概率非均匀调制的调制方式、所述概率非均匀调制的调制阶数，所述解调参数还包括以下中的至少一项：所述概率非均匀调制的每种星座符号的概率，和，所述概率非均匀调制的每种星座符号与比特流的映射关系；

所述接收端根据所述指示信息确定所述解调参数；

所述接收端根据所述解调参数对所述数据进行概率非均匀解调；

其中，所述物理层数据帧由发送端生成，在所述发送端生成所述物理层数据帧之前，所述发送端采用多层编码器和确定性等长映射器生成所述数据，或者，所述发送端采用单层编码器和确定性等长映射器生成所述数据。

14.一种概率非均匀调制的数据传输装置，其特征在于，包括：一个或多个处理器、一个或多个存储器、一个或多个基带处理模块、一个或多个光源驱动器、一个或多个光源；

其中，所述存储器，用于存储程序指令；

所述处理器，用于根据存储器中存储的程序指令控制基带处理模块、光源驱动器和光源执行如权利要求1-12任意一项所述的概率非均匀调制的数据传输方法；

所述基带处理模块，用于生成物理层数据帧，并将所述物理层数据帧发送给所述光源驱动器；

所述光源驱动器，用于生成直流电流或直流电压，并将接收到的所述物理层数据帧与直流电流或直流电压进行叠加处理，生成带偏置的电信号，并将所述带偏置的电信号发给所述光源；

所述光源，用于根据所述带偏置的电信号，产生光信号。

15.一种概率非均匀调制的数据传输装置，其特征在于，包括：一个或多个处理器、一个或多个存储器、一个或多个基带处理模块、一个或多个光电探测器、一个或多个光学天线；

其中，所述存储器，用于存储程序指令；

所述处理器，用于根据所述存储器中存储的程序指令控制所述基带处理模块、所述光电探测器和所述光学天线执行如权利要求13所述的概率非均匀调制的数据传输方法；

所述光学天线，用于接收光信号，并将所述光信号发送给所述光电探测器；

所述光电探测器，用于接收所述光信号，将所述光信号转化为带偏置的电信号，并将所述带偏置的电信号发送给所述基带处理模块，所述带偏置的电信号为带偏置的电流信号或带偏置的电压信号；

所述基带处理模块，用于接收所述带偏置的电信号，对所述带偏置的电信号进行信号处理得到物理层数据帧，并根据概率非均匀解调参数对数据进行概率非均匀解调制处理和解码处理，所述概率非均匀解调参数为所述物理层数据帧中的指示信息指示的解调参数，所述数据为所述物理层数据帧中携带的经过概率非均匀调制的数据。

说明书

概率非均匀调制的数据传输方法及装置

[0001] 本申请要求于2018年04月12日提交中国专利局、申请号为201810327455.2、申请名称为“一种概率非均匀信号调制的方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

[0002] 本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种概率非均匀调制的数据传输方法及装置。

背景技术

[0003] 在现有技术中，大部分调制技术(例如，传统的正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation，简称QAM))都是不考虑噪声分布、功率限制等约束条件而设计的星座符号概率相同的调制技术，该类调制技术在存在输入幅度约束或存在不同噪声分布情况下信道容量或误码率性能不够好。

发明内容

[0004] 本申请实施例提供了一种概率非均匀调制的数据传输方法及装置，以提高采用概率非均匀调制的数据的传输效率。

[0005] 一方面，本申请提供的实施例包括：

[0006] 1、一种概率非均匀调制的数据传输方法，包括：发送端生成物理层数据帧，物理层数据帧中包括经过概率非均匀调制的数据和指示信息，指示信息用于指示对数据进行概率非均匀解调的解调参数；解调参数包括概率非均匀调制的调制方式、概率非均匀调制的调制阶数，解调参数还包括以下中的至少一项：概率非均匀调制的每种星座符号的概率，和，概率非均匀调制的每种星座符号与比特流的映射关系；发送端向接收端发送物理层数据帧。该实施例提供的方法，发送端向接收端发送经过概率非均匀调制的数据，接收端对该数据进行概率非均匀解调，通信系统能够取得更好的成形增益，并且在存在输入幅度约束或散粒噪声信道下更逼近信道容量或取得更好的误码率性能，提高采用概率非均匀调制的数据的传输效率。

[0007] 2、如实施例1，解调参数还包括：概率非均匀调制的每种星座符号对应的比特数。该实施例中，发送端可以将概率非均匀调制的多种解调参数发送给接收端，从而提高接收端对概率非均匀星座符号解调的正确性。

[0008] 3、如实施例1或2，指示信息为解调参数。该实施例中，发送端可以显示指示解调参数，从而降低接收端的解调复杂度。

[0009] 4、如实施例1或2，指示信息为第一标识符，第一标识符用于指示解调参数。该实施例中，发送端只需要在物理层数据帧中携带第一标识符，就可以使得接收端获取到解调参数，而不需要将全部的解调参数携带在物理层数据帧中，以较小信息冗余携带概率非均匀解调的解调参数，能够提高传输效率，节约传输资源。

[0010] 5、如实施例1或2，指示信息包括：第二标识符和解调参数的第一部分信息，第二标识符用于指示解调参数的第二部分信息，解调参数包括第一部分信息和第二部分信息。该实施例中，发送端在物理层数据帧中携带第二标识符，并且携带部分解调参数(即第一部分信息)，可以使得接收端直接获取部分解调参数，在保证传输效率的同时，降低解调器的解调时延和解调复杂度。

[0011] 6、如实施例5，第一部分信息包括信息A和信息B，信息A为概率非均匀调制的每种星座符号的概率，信息B为概率非均匀调制的每种星座符号与比特流的映射关系，其中，信息A和信息B位于物理层数据帧的物理层头中的不同域中。该实施例中，发送端在物理层数据帧中携带部分解调参数(即第一部分信息)，可以使得接收端直接获取部分解调参数，在保证传输效率的同时，降低解调器的解调时延和解调复杂度。

[0012] 7、如实施例1-6任一实施例，概率非均匀调制的数据传输方法还包括：在发送端生成物理层数据帧之前，发送端采用多层编码器和确定性等长映射器生成数据，或者，在发送端生成物理层数据帧之前，发送端采用单层编码器和确定性等长映射器生成数据。该实施例中，发送端可以通过多种方式生成物理层数据帧中的数据。

[0013] 8、如实施例1-7任一实施例，指示信息位于物理层数据帧的物理层头中。

[0014] 9、如实施例1-8任一实施例，物理层数据帧用于无线光通信。

[0015] 10、一种概率非均匀调制的数据传输方法，包括：接收端接收物理层数据帧，物理层数据帧中包括经过概率非均匀调制的数据和指示信息，指示信息用于指示对数据进行概率非均匀解调的解调参数；解调参数包括概率非均匀调制的调制方式、概率非均匀调制的调制阶数，解调参数还包括以下中的至少一项：概率非均匀调制的每种星座符号的概率，和，概率非均匀调制的每种星座符号与比特流的映射关系；接收端根据指示信息确定解调参数；接收端根据解调参数对数据进行概率非均匀解调。该实施例中，发送端向接收端发送经过概率非均匀调制的数据，接收端对该数据进行概率非均匀解调，通信系统能够取得更好的成形增益，并且在存在输入幅度约束或散粒噪声信道下更逼近信道容量或取得更好的误码率性能，提高采用概率非均匀调制的数据的传输效率。

[0016] 11、如实施例10，解调参数还包括：概率非均匀调制的每种星座符号对应的比特数。该实施例中，发送端可以将概率非均匀调制的多种解调参数发送给接收端，从而提高接收端对概率非均匀星座符号解调的正确性。

[0017] 12、如实施例10或11，指示信息为解调参数。该实施例中，发送端可以显示指示解调参数，从而降低接收端的解调复杂度。

[0018] 13、如实施例10或11，指示信息为第一标识符，第一标识符用于指示解调参数；接收端根据指示信息确定解调参数，包括：接收端根据标识符与解调参数的对应关系和第一标识符确定对数据进行概率非均匀解调的解调参数，标识符包括第一标识符。该实施例中，发送端只需要在物理层数据帧中携带第一标识符，就可以使得接收端获取到解调参数，而不需要将全部的解调参数携带在物理层数据帧中，以较小信息冗余携带概率非均匀解调的解调参数，能够提高传输效率，节约传输资源。

[0019] 14、如实施例10或11，指示信息包括：第二标识符和解调参数的第一部分信息，第二标识符用于指示解调参数的第二部分信息，解调参数包括第一部分信息和第二部分信息；接收端根据指示信息确定解调参数，包括：接收端根据物理层数据帧获取解调参数的第一部分信息；接收端根据标识符与解调参数的对应关系和第二标识符确定对数据进行概率非均匀解调的解调参数的第二部分信息，标识符包括第二标识符。该实施例中，发送端在物理层数据帧中携带第二标识符，并且携带部分解调参数(即第一部分信息)，可以使得接收端直接获取部分解调参数，在保证传输效率的同时，降低解调器的解调时延和解调复杂度。

[0020] 15、如实施例14，第一部分信息包括信息A和信息B，信息A为概率非均匀调制的每种星座符号的概率，信息B为概率非均匀调制的每种星座符号与比特流的映射关系，其中，信息A和信息B位于物理层数据帧的物理层头中的不同域中。该实施例中，发送端在物理层数据帧中携带解调参数中的部分参数(即第一部分信息)，可以使得接收端直接获取解调参数中的部分参数，在保证传输效率的同时，降低解调器的解调时延和解调复杂度。

[0021] 16、如实施例10-15任一实施例，接收端根据解调参数对数据进行概率非均匀解调，包括：当发送端采用多层编码器和确定性等长映射器生成数据时，接收端采用分步解码器和解调参数对数据进行概率非均匀解调，或者，当发送端采用单层编码器和确定性等长映射器生成数据时，接收端采用联合解映射解码器和解调参数对数据进行概率非均匀解调。该实施例中，当数据通过多种方式生成，接收端可以采用相应的解调方式进行解调。

[0022] 17、如实施例10-16任一实施例，指示信息位于物理层数据帧的物理层头中。

[0023] 18、如实施例10-17任一实施例，物理层数据帧用于无线光通信。

[0024] 19、一种概率非均匀调制的数据传输装置，包括：处理单元和通信单元；所述处理单元，用于生成物理层数据帧，所述物理层数据帧中包括经过概率非均匀调制的数据和指示信息，所述指示信息用于指示对所述数据进行概率非均匀解调的解调参数；所述解调参数包括所述概率非均匀调制的调制方式、所述概率非均匀调制的调制阶数，所述解调参数还包括以下中的至少一项：所述概率非均匀调制的每种星座符号的概率，和，所述概率非均匀调制的每种星座符号与比特流的映射关系；所述通信单元，用于向接收端发送所述物理层数据帧。

[0025] 20、如实施例19，所述解调参数还包括：所述概率非均匀调制的每种星座符号对应的比特数。

[0026] 21、如实施例19或20，所述指示信息为所述解调参数。

[0027] 22、如实施例19或20，所述指示信息为第一标识符，所述第一标识符用于指示所述解调参数。

[0028] 23、如实施例19或20，所述指示信息包括：第二标识符和所述解调参数的第一部分信息，所述第二标识符用于指示所述解调参数的第二部分信息，所述解调参数包括所述第一部分信息和所述第二部分信息。

[0029] 24、如实施例23，所述第一部分信息包括信息A和信息B，所述信息A为所述概率非均匀调制的每种星座符号的概率，所述信息B为所述概率非均匀调制的每种星座符号与比特流的映射关系，其中，所述信息A和信息B位于所述物理层数据帧的物理层头中的不同域中。

[0030] 25、如实施例19-24任一实施例，所述处理单元，还用于：采用多层编码器和确定性等长映射器生成所述数据，或者，采用单层编码器和确定性等长映射器生成所述数据。

[0031] 26、如实施例19-25任一实施例，所述指示信息位于所述物理层数据帧的物理层头中。

[0032] 27、如实施例19-26任一实施例，所述物理层数据帧用于无线光通信。

[0033] 28、一种概率非均匀调制的数据传输装置，包括：处理单元和通信单元；所述通信单元，用于接收物理层数据帧，所述物理层数据帧中包括经过概率非均匀调制的数据和指示信息，所述指示信息用于指示对所述数据进行概率非均匀解调的解调参数；所述解调参数包括所述概率非均匀调制的调制方式、所述概率非均匀调制的调制阶数，所述解调参数还包括以下中的至少一项：所述概率非均匀调制的每种星座符号的概率，和，所述概率非均匀调制的每种星座符号与比特流的映射关系；所述处理单元，用于根据所述指示信息确定所述解调参数；所述处理单元，用于根据所述解调参数对所述数据进行概率非均匀解调。

[0034] 29、如实施例28，所述解调参数还包括：所述概率非均匀调制的每种星座符号对应的比特数。

[0035] 30、如实施例28或29，所述指示信息为所述解调参数。

[0036] 31、如实施例28或29，所述指示信息为第一标识符，所述第一标识符用于指示所述解调参数；所述处理单元，具体用于：根据标识符与解调参数的对应关系和所述第一标识符确定对所述数据进行概率非均匀解调的解调参数，所述标识符包括所述第一标识符。

[0037] 32、如实施例28或29，所述指示信息包括：第二标识符和所述解调参数的第一部分信息，所述第二标识符用于指示所述解调参数的第二部分信息，所述解调参数包括所述第一部分信息和所述第二部分信息；所述处理单元，具体用于：根据所述物理层数据帧获取所述解调参数的第一部分信息；根据标识符与解调参数的对应关系和所述第二标识符确定对所述数据进行概率非均匀解调的解调参数的第二部分信息，所述标识符包括所述第二标识符。

[0038] 33、如实施例32，所述第一部分信息包括信息A和信息B，所述信息A为所述概率非均匀调制的每种星座符号的概率，所述信息B为所述概率非均匀调制的每种星座符号与比特流的映射关系，其中，所述信息A和信息B位于所述物理层数据帧的物理层头中的不同域中。

[0039] 34、如实施例28-33任一实施例，所述处理单元，还用于：当所述数据为采用多层编码器和确定性等长映射器生成时，采用分步解码器和所述解调参数对所述数据进行概率非均匀解调，或者，当所述数据为采用单层编码器和确定性等长映射器生成时，采用联合解映射解码器和所述解调参数对所述数据进行概率非均匀解调。

[0040] 35、如实施例28-34任一实施例，所述指示信息位于所述物理层数据帧的物理层头中。

[0041] 36、如实施例28-35任一实施例，所述物理层数据帧用于无线光通信。

[0042] 37、一种概率非均匀调制的数据传输装置，所述概率非均匀调制的数据传输装置包括：存储器和处理器；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，以使所述概率非均匀调制的数据传输装置实现如实施例1-9中任意一实施例所述的概率非均匀调制的数据传输方法。

[0043] 38、一种概率非均匀调制的数据传输装置，所述概率非均匀调制的数据传输装置包括：存储器和处理器；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，以使所述概率非均匀调制的数据传输装置实现如实施例10-18中任意一实施例所述的概率非均匀调制的数据传输方法。

[0044] 39、一种概率非均匀调制的数据传输装置，包括：一个或多个处理器、一个或多个存储器、一个或多个基带处理模块、一个或多个光源驱动器、一个或多个光源；其中，所述存储器，用于存储程序指令；所述处理器，用于根据存储器中存储的程序指令控制基带处理模块、光源驱动器和光源执行如实施例1-9任意一实施例所述的方法；所述基带处理模块，用于生成物理层数据帧，并将所述物理层数据帧发送给所述光源驱动器；所述光源驱动器，用于生成直流电流或直流电压，并将接收到的所述物理层数据帧与直流电流或直流电压进行叠加处理，生成带偏置的电信号，并将所述带偏置的电信号发给所述光源；所述光源，用于根据所述带偏置的电信号，产生光信号。

[0045] 40、一种概率非均匀调制的数据传输装置，包括：一个或多个处理器、一个或多个存储器、一个或多个基带处理模块、一个或多个光电探测器、一个或多个光学天线；其中，所述存储器，用于存储程序指令；所述处理器，用于根据所述存储器中存储的程序指令控制所述基带处理模块、所述光电探测器和所述光学天线执行如实施例10-18任意一实施例所述的方法；所述光学天线，用于接收光信号，并将所述光信号发送给所述光电探测器；所述光电探测器，用于接收所述光信号，将所述光信号转化为带偏置的电信号，并将所述带偏置的电信号发送给所述基带处理模块，所述带偏置的电信号为带偏置的电流信号或带偏置的电压信号；所述基带处理模块，用于接收所述带偏置的电信号，对所述带偏置的电信号进行信号处理得到物理层数据帧，并根据概率非均匀解调参数对数据进行概率非均匀解调制处理和解码处理，所述概率非均匀解调参数为所述物理层数据帧中的指示信息指示的解调参数，所述数据为所述物理层数据帧中携带的经过概率非均匀调制的数据。

[0046] 41、一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行实施例1至实施例18中的任一实施例提供的任意一种方法。

[0047] 42、一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行实施例1至实施例18中的任一实施例提供的任意一种方法。

[0048] 实施例19至实施例42中任一实施例的有益效果可以参见实施例1至实施例18中相应的实施例所带来的技术效果，此处不再赘述。

[0049] 另一方面，本申请提供的实施例还包括(本部分提供的各实施例的编号与本文其他部分提供的各实施例的编号并无明确的对应关系，仅为了此部分在表述上的方便)：

[0050] 1、一种概率非均匀调制的数据传输方法，应用于发送端，包括：发送端生成物理层数据帧，并进行概率非均匀调制；所述物理层数据帧携带了完成概率非均匀信号解调的所需的各种参量信息或携带能够表征/映射这些参量信息的标识符信息；所述完成概率非均匀信号解调所需的各种参量信息包括调制类型、每种符号携带的比特数、调制阶数、星座符号概率、星座符号与比特流的映射关系；所述数据帧中所携带的能够完成概率非均匀调制解调所需的各种参量信息或表征这些参量信息标识符信息放置在物理层头中，并需要校验序列进行校验保护；所述概率非均匀星座符号可以扩展到N维信号空间(N≥1且N为正整数)。

[0051] 2、如实施例1，该方法还包括：所述物理层数据帧能够以直接方式携带能够支持该帧数据完成概率非均匀调制解调所需的各种参量信息或或以间接的方式通过携带能够表征/映射这些参量信息的标识符信息。

[0052] 3、如实施例1或2，该方法还包括：所述物理层数据帧可以以间接的方式通过携带能够支持该帧数据完成概率非均匀调制解调所需参量信息的概率编码策略PMCS-ID标识符信息；其中PMCS-ID标识符放置在物理层头中，PMCS-ID标识符中的每段标识符分别标识概率非均匀调制的调制类型、每种编码符号携带的比特数、调制阶数、星座符号概率、星座符号与比特流的映射关系的参量；所述PMCS-ID标识符所映射的参量信息可以采用诸如概率调制编码表等能够映射标识符与各参量信息关系的方式预设在发送端与接收端中。

[0053] 4、如实施例1，该方法还包括：所述物理层数据帧可以同时以直接的方式通过携带能够支持该帧数据完成概率非均匀调制解调所需的参量信息和以间接的方式通过携带解调所需参量信息的标识符信息；其中调制类型与每种编码符号所携带的比特数参量信息通过标识符进行表征；并通过在物理层中所增加负载MOP模块与BSM模块直接携带概率非均匀调制的调制阶数、星座符号概率以及星座符号与比特流的映射关系参量信息。

[0054] 5、一种概率非均匀调制的数据传输方法，应用于接收端，包括：接收端接收所述的物理层数据帧，以一定方式获得完成概率非均匀信号解调所需的各种参量信息，在校验无误后，解调器将利用这些参量信息完成概率非均匀信号解调；所述完成概率非均匀信号解调所需的各种参量信息包括概率非均匀调制的调制类型、每种编码符号携带的比特数、调制阶数、星座符号概率、星座符号与比特流的映射关系的参量。

[0055] 6、如实施例5，该方法还包括：所述接收端能够以直接或间接的方式获得完成概率非均匀信号解调所需的各种参量信息。

[0056] 7、如实施例5或6，该方法还包括：所述当接收到的数据帧物理层头中的PMCS-ID标识符能够表征概率非均匀解调所需的各种参量信息时，解调器可通过诸如查询概率调制编码表等获取PMCS-ID标识符与解调所需各类参量映射关系的方式知道该帧数据的调制类型、每种编码符号携带的比特数、调制阶数、星座符号概率、星座符号与比特流的映射关系的参量信息，并用于解码。

[0057] 8、如实施例5或6，该方法还包括：所述当接收到的数据帧物理层头中的PMCS-ID标识符只用于标识概率非均匀调制的调制类型与每种编码符号携带的比特数参量信息时，接收端还需要通过放置于物理层头负载的MOP模块与BSM模块中直接提取概率非均匀调制的调制阶数、星座符号概率以及星座符号与比特流的映射关系参量信息；在获得概率非均匀解调所需的各种参量信息后进行解调。

[0058] 9、如实施例5，该方法还包括：接收端在获得概率非均匀解调所需的各种参量信息后，并采用诸如和积算法等能够利用软信息的消息传递/传播算法(MP算法)进行概率非均匀调制信号的联合解调与解码。

[0059] 10、一种概率非均匀调制的数据传输方法，包括：针对适合采用概率非均匀调制的通信系统，其发送端生成物理层数据帧，并对生成的数据帧进行概率非均匀调制，接收端接收到所述数据帧后进行概率非均匀信号解调。

[0060] 11、如实施例10，该方法还包括：所述概率非均匀星座符号可以扩展到N维信号空间(N≥1且N为正整数)。

[0061] 12、如实施例10，该方法还包括：在生成的物理层数据帧中，携带了能够支持接收端完成概率非均匀信号解调所需的各种参量信息，包括调制类型、每种编码符号携带的比特数、调制阶数、星座符号概率、星座符号与比特流的映射关系的参量信息；同时数据帧还携带了能够支持帧同步、信道估计与均衡等参量信息。

[0062] 13、如实施例10，该方法还包括：接收端接收到所述物理层数据帧后，首先需要进行帧同步、在完成帧同步之后还需要完成信道估计、信道均衡、相关参数校验，解调器才开始进行解调。

附图说明

[0063] 图1为本申请实施例提供的一种比特流组与星座符号的映射示意图；

[0064] 图2为本申请实施例提供的一种比特流组与星座符号映射以及星座符号在星座图中的位置的示意图；

[0065] 图3为本申请实施例提供的又一种比特流组与星座符号映射以及星座符号在星座图中的位置的示意图；

[0066] 图4为本申请实施例提供的一种数据在发送端和接收端的处理过程示意图；

[0067] 图5为本申请实施例提供的又一种数据在发送端和接收端的处理过程示意图；

[0068] 图6为本申请实施例提供的又一种数据在发送端和接收端的处理过程示意图；

[0069] 图7为本申请实施例提供的又一种数据在发送端和接收端的处理过程示意图；

[0070] 图8为本申请实施例提供的一种概率非均匀调制的数据传输装置的硬件结构示意图；

[0071] 图9为本申请实施例提供的又一种概率非均匀调制的数据传输装置的硬件结构示意图；

[0072] 图10为本申请实施例提供的一种概率非均匀调制的数据传输方法流程图；

[0073] 图11为本申请实施例提供的一种物理层数据帧的结构示意图；

[0074] 图12为本申请实施例提供的又一种物理层数据帧的结构示意图；

[0075] 图13为本申请实施例提供的一种装置的组成示意图。

具体实施方式

[0076] 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。其中，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，“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。

[0077] 为了使得下述描述更加的清楚，以下对本申请中的部分概念作简单介绍：

[0078] 调制方式：也可以称为调制类型，是指对编码比特(或编码比特流)进行调制时所采用的调制方式。例如，调制方式可以为QAM，正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keyin，简称QPSK)调制，脉冲幅度调制(Pulse Amplitude Modulation，简称PAM)等。

[0079] 星座符号：是指编码比特(或编码比特流)经过调制得到的调制符号。

[0080] 星座符号对应的比特数：也可以描述为星座符号携带或包含的比特数，是指星座符号对应的编码比特(或编码比特流)的比特数。一个星座符号对应的编码比特(或编码比特流)经过调制或映射得到该星座符号。

[0081] 调制阶数：星座符号的种类数。

[0082] 星座符号的概率：星座符号在星座符号集中的理论占比。示例性的，若一种星座符号S2在星座符号集中的理论占比为3/8，则该星座符号的概率为3/8。当多种星座符号的概率均相同时，星座符号可以称为概率均匀星座符号。当多种星座符号中的至少两种星座符号的概率不相同时，星座符号可以称为概率非均匀星座符号。概率非均匀星座符号可以由非等长映射器或概率非均匀映射器对编码比特(或编码比特流)进行调制或映射后得到。

[0083] 编码比特的概率：某个值的编码比特在编码比特流中的理论占比。示例性的，若编码比特的值为1的编码比特在编码比特流中的理论占比为1/2，则该编码比特的概率为1/2。不同值的编码比特的概率相同时，编码比特可以称为等概率编码比特，否则，编码比特可以称为非等概率编码比特。一般来说，等概率原始比特流经过信道编码后所得到的编码比特流也是等概率的。原始比特流可以为信源编码后所得到的比特流。

[0084] 随着互联网应用的发展，虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)、增强现实(Augmented Reality，简称AR)、超高清视频(Ultra High-Definition Video，简称UHDV)、车联网、物联网等新型应用对通信的传输速率、通信时延、功耗等性能指标提出了更高的要求。为了满足这些应用的通信需求，新多址技术、新波形技术、新调制方式、新编码方式、大规模天线阵列、全频谱接入、多层立体异构网等多种无线技术被提出。

[0085] 电气和电子工程师协会(Institute  of Electrical and Electronics Engineers，简称IEEE)802.11ay标准协议相比于其上一代IEEE 802.11ad标准协议的关键技术点之一就是提出了非均匀星座(Non-uniform Constellation)的调制技术。非均匀星座的调制技术是一种星座符号的概率相同，星座符号的间距(即欧式距离，Euclidean Distance)不相同的调制方式。对于传统的星座符号的概率相同的调制方式，多个等概率编码比特可以映射为一个星座符号，星座符号可以有多种，多种星座符号的概率均相同。

[0086] 由于接收端中存在的各类噪声、发送端的平均功率约束以及输入信号幅度约束等影响，能够达到信道容量的最优信号为离散的、概率非均匀的星座符号，再通过结合最大后验(Maximum a Posterior，简称MAP)估计算法对星座符号进行解调从而取得较为理想的成形增益与误码率性能。因此，概率非均匀调制被提出。概率非均匀调制是一种星座符号的概率不相同，星座符号之间的间距可以相同也可以不相同的调制方式。对于概率非均匀的调制方式，多个等概率编码比特可以映射为一个星座符号，星座符号可以有多种，多种星座符号中的至少两种星座符号的概率不相同。相比于传统的概率均匀的调制技术，概率非均匀的调制技术能够取得更好的成形增益(Shaping Gain)，并且对诸如相位噪声(Phase Noise)以及量化噪声(Quantization Noise)等非理想干扰具有更好的鲁棒性。

[0087] 目前关于概率非均匀调制的研究都是理论研究，在概率非均匀调制中，由于星座符号的概率不同，传统的基于星座符号先验概率相同假设的最大似然(Maximum Likelihood)估计算法的解调算法不再适用，接收端中的解调器必须知道各星座符号的概率、概率非均匀调制的调制阶数等信息，才能基于MAP估计算法完成星座符号的解调。

[0088] 为了更加清楚的理解本申请，以下对概率非均匀调制的原理作简单介绍：

[0089] 在进行概率非均匀调制之前，可以设置多个比特流组，一个比特流组中包括1个或多个比特流，1个比特流包括1个或多个比特。每个比特流组中的比特流可以映射为1个星座符号。至少两个比特流组中的比特流映射的星座符号的概率不相同。

[0090] 一种情况下，多个比特流组中的比特流包含的比特数相同。示例性的，参见图1，在情况1中，设置了3个比特流组，分别为：[00]、[01，10]、[11]；[00]映射的星座符号为S1，S1的概率为p(S1)＝1/4；[01，10]映射的星座符号为S2，S2的概率为p(S2)＝1/2；[11]映射的星座符号为S3，S3的概率为p(S3)＝1/4。在情况2中，设置了3个比特流组，分别为：[00，01]、[10]、[11]；[00，01]映射的星座符号为S1，S1的概率为p(S1)＝1/2；[10]映射的星座符号为S2，S2的概率为p(S2)＝1/4；[11]映射的星座符号为S3，S3的概率为p(S3)＝1/4。在情况3中，设置了3个比特流组，分别为：[000，001]、[010，011，100]、[101，110，111]；[000，001]映射的星座符号为S1，S1的概率为p(S1)＝1/4；[010，011，100]映射的星座符号为S2，S2的概率为p(S2)＝3/8；[101，110，111]映射的星座符号为S3，S3的概率为p(S3)＝3/8。在情况4中，设置了3个比特流组，分别为：[000，001，010，011]、[100，101，110]、[111]；[000，001，010，011]映射的星座符号为S1，S1的概率为p(S1)＝1/2；[100，101，110]映射的星座符号为S2，S2的概率为p(S2)＝
3/8；[111]映射的星座符号为S3，S3的概率为p(S3)＝1/8。

[0091] 另一种情况下，多个比特流组中的比特流包含的比特数不同。示例性的，参见图2，设置了3个比特流组，分别为：[0]、[10]、[11]；[0]映射的星座符号为S1，S1的概率为p(S1)＝1/2；[10]映射的星座符号为S2，S2的概率为p(S2)＝1/4；[11]映射的星座符号为S3，S3的概率为p(S3)＝1/4。该情况下，星座符号在星座图中的位置也可以参见图2。

[0092] 参见图3，设置了9个比特流组，分别为：[00]、[010]、[110]、[011]、[100]、[1110]、[1111]、[1010]、[1011]；[00]映射的星座符号为S1，S1的概率为p(S1)＝1/4；[010]映射的星座符号为S2，S2的概率为p(S2)＝1/8；[110]映射的星座符号为S3，S3的概率为p(S3)＝1/8；[011]映射的星座符号为S4，S4的概率为p(S4)＝1/8；[100]映射的星座符号为S5，S5的概率为p(S5)＝1/8；[1110]映射的星座符号为S6，S6的概率为p(S6)＝1/16；[1111]映射的星座符号为S7，S7的概率为p(S7)＝1/16；[1010]映射的星座符号为S8，S8的概率为p(S8)＝1/16；

[1011]映射的星座符号为S9，S9的概率为p(S9)＝1/16。该情况下，星座符号在星座图中的位置也可以参见图3。

[0093] 基于图1所示的示例，若一个比特流为011010，则第1个比特0可以映射为S1，第2和第3个比特11可以映射为S3，第4个比特0可以映射为S1，第5和第6个比特10可以映射为S2，则根据011010映射得到的星座符号集中的星座符号为S1S3S1S2。

[0094] 关于概率非均匀调制的原理部分的介绍中，比特流中的比特可以为经过信道编码后的等概率编码比特。星座符号可以为PAM星座符号集中的星座符号。

[0095] 以下对数据在发送端和接收端的处理过程作简单介绍：

[0096] 如图4所示，在发送端，原始比特流经过信道编码器进行信道编码后得到编码比特流，编码比特流经过映射器进行映射后得到星座符号。在接收端，通过解调器对星座符号进行解调得到编码比特流，编码比特流经过解码器的解码得到原始比特流。本申请实施例中的概率非均匀星座符号可以由方式一至方式三中的任意一种方式生成。

[0097] 方式一、参见图5，原始比特流经过等概率信道编码器进行信道编码后得到等概率编码比特流，等概率编码比特流经过非等长霍夫曼(Huffman)映射器进行映射，从而生成概率非均匀星座符号。接收端中的解调器根据获知的非等长霍夫曼映射器的完整结构对概率非均匀星座符号进行解调，得到等概率编码比特流，等概率编码比特流经过信道解码器的解码得到原始比特流。

[0098] 该方式可以较为灵活的生成不同调制阶数与频带效率的星座符号并且相比于传统的概率均匀的调制方式能够获得较大的成形增益。该方式中，为了保证成形增益，可以使用联合信源信道解码(Joint Source-Channel Decoding，简称JSCD)算法对等概率编码比特流进行解码。

[0099] 方式二、参见图6，在发送端，原始比特流经过多层编码(Multi-level Coding，简称MLC)器进行信道编码后得到等概率编码比特流，等概率编码比特流经过确定性(deterministic)等长映射器进行映射，从而生成概率非均匀星座符号。在接收端，通过分步解码(Multi-stage Decoding，简称MSD)器对概率非均匀星座符号进行分步解码得到原始比特流。

[0100] 方式三、参见图7，在发送端，原始比特流经过单层编码(Single-level Coding，简称SLC)器进行信道编码后得到等概率编码比特流，等概率编码比特流经过确定性等长映射器进行映射，从而生成概率非均匀星座符号。在接收端，通过联合解映射解码(Joint Demapping-decoding，简称JDD)器对概率非均匀星座符号进行解调与解码，得到原始比特流。

[0101] 本申请实施例提供的方法可以应用于采用概率非均匀调制的通信系统。例如，输入幅度受限的强度调制-直接检测(Intensity Modulation-Direct Detection，简称IM-DD)通信系统与输入信号幅度受限或输入信号幅度与噪声功率同时受限的射频(Radio Frequency，简称RF)通信系统。其中，典型的IM-DD通信系统包括可见光通信(Visible Light Communication，简称VLC)、自由空间光通信(Free Space Optics，简称FSO)、摄像头通信(Optical Camera Communication，简称OCC)、无线光散射通信(Optical Wireless Scattering Communication，简称OWSC)等典型无线光通信(Optical Wireless Communication，简称OWC)系统。

[0102] 本申请实施例提供了一种概率非均匀调制的数据传输装置的硬件结构示意图，如图8所示，该概率非均匀调制的数据传输装置80可以为下文中的发送端或接收端，具体的，该概率非均匀调制的数据传输装置80可以为无线射频通信场景中的发送端或接收端。该概率非均匀调制的数据传输装置80包括至少一个处理器(例如，处理器801，处理器808)，通信总线802，存储器803以及至少一个通信接口804。

[0103] 处理器801可以是一个或多个通用中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)，微处理器，特定应用集成电路(Application-Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或一个或多个用于控制本申请方案程序执行的集成电路。

[0104] 通信总线802，用于在上述组件之间通信，以传送信息。

[0105] 通信接口804，用于与其他设备或通信网络通信，可以使用任何收发器一类的装置，如以太网、无线接入网(Radio Access Network，简称RAN)节点、无线局域网(Wireless Local Area Networks，简称WLAN)等。

[0106] 存储器803，用于存储执行本申请方案的计算机执行指令，并由处理器801来控制执行。处理器801用于执行存储器803中存储的计算机执行指令，从而实现本申请下述实施例提供的方法，例如，执行下文中发送端或接收端的动作。存储器803可以是只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)、只读光盘(Compact Disc Read-Only Memory，简称CD-ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器803可以是独立存在，通过通信总线802与处理器801相连接。存储器803也可以和处理器801集成在一起。

[0107] 可选地，本申请实施例中的计算机执行指令也可以称之为应用程序代码，本申请实施例对此不作具体限定。

[0108] 作为一种实施例，处理器801可以包括一个或多个CPU，例如图8中的CPU0和CPU1。

[0109] 作为一种实施例，概率非均匀调制的数据传输装置80可以包括多个处理器，例如图8中的处理器801和处理器808。这些处理器中的每一个可以是一个单核(single-CPU)处理器，也可以是一个多核(multi-CPU)处理器。这里的处理器可以指一个或多个设备、电路、和/或用于处理数据(例如计算机程序指令)的处理核。

[0110] 作为一种实施例，概率非均匀调制的数据传输装置80还可以包括输出设备805和输入设备806。输出设备805和处理器801通信，可以以多种方式来显示信息。输入设备806和处理器801通信，可以以多种方式接收用户的输入。

[0111] 本申请实施例还提供了一种概率非均匀调制的数据传输装置90，该概率非均匀调制的数据传输装置90可以为本申请实施例中的发送端。该概率非均匀调制的数据传输装置90可以为无线射频通信场景中的发送端，也可以为无线光通信场景中的发送端。

[0112] 发送端相关的实施例一

[0113] 当该概率非均匀调制的数据传输装置90为无线射频通信场景中的发送端时，如图9所示，该概率非均匀调制的数据传输装置90可以包括：一个或多个处理器901、一个或多个存储器902、一个或多个基带处理模块903，以及一个或多个射频收发器909；射频收发器909用于接收或发送无线射频信号；处理器901，用于根据存储器902中存储的程序指令控制基带处理模块903和射频收发器909执行下文任一方法实施例中所述的发送端执行的动作。

[0114] 发送端相关的实施例二

[0115] 当该概率非均匀调制的数据传输装置90为无线光通信场景中的发送端时，如图9所示，该概率非均匀调制的数据传输装置90可以包括：一个或多个处理器901、一个或多个存储器902、一个或多个基带处理模块903、一个或多个光源驱动器904、一个或多个光源905。

[0116] 其中，存储器902，用于存储程序指令。

[0117] 处理器901，用于根据存储器902中存储的程序指令控制基带处理模块903、光源驱动器904和光源905执行下文任一方法实施例中所述的发送端执行的动作。

[0118] 基带处理模块903，用于生成物理层数据帧，并将物理层数据帧发送给光源驱动器904。该物理层数据帧可以为本申请下文中提到的物理层数据帧。

[0119] 光源驱动器904，用于生成直流电流或直流电压，并将接收到的物理层数据帧与直流电流或直流电压进行叠加处理，生成带偏置的电信号，并将带偏置的电信号发给光源905。

[0120] 光源905，用于根据带偏置的电信号，产生光信号。

[0121] 在一些实施例中，概率非均匀调制的数据传输装置90还可以包括一个或多个射频收发器909，用于接收或发送无线射频信号。

[0122] 需要说明的是，处理器901、存储器902、基带处理模块903、光源驱动器904和射频收发器909可以通过总线连接。基带处理模块903可以进行信道估计，在物理层数据帧中添加信道估计序列，还可以在物理层数据帧中添加同步先导码，还可以在物理层数据帧中添加调光模式等处理。

[0123] 在一些实施例中，该概率非均匀调制的数据传输装置90还可以包括一个或多个光电探测器906，以及一个或多个光学天线907。光电探测器906和光学天线907的作用可参考下文中接收端相关的实施例中的相关描述。

[0124] 基于该发送端，图4中所示的信道编码器和映射器，或，图5中所示的等概率信道编码器和非等长霍夫曼映射器，或，图6中所示的多层编码器和确定性等长映射器，或，图7中所示的单层编码器和确定性等长映射器可以位于发送端中的基带处理模块903中。

[0125] 本申请实施例还提供了一种概率非均匀调制的数据传输装置，该概率非均匀调制的数据传输装置90可以为本申请实施例中的接收端。该概率非均匀调制的数据传输装置90可以为无线射频通信场景中的接收端，也可以为无线光通信场景中的接收端。

[0126] 接收端相关的实施例一

[0127] 当该概率非均匀调制的数据传输装置90为无线射频通信场景中的接收端时，如图9所示，该概率非均匀调制的数据传输装置90包括：一个或多个处理器901、一个或多个存储器902、一个或多个基带处理模块903，以及一个或多个射频收发器909；射频收发器909用于接收或发送无线射频信号；处理器901，用于根据存储器902中存储的程序指令控制基带处理模块903和射频收发器909执行下文任一方法实施例中所述的接收端执行的动作。

[0128] 接收端相关的实施例二

[0129] 当该概率非均匀调制的数据传输装置90为无线光通信场景中的接收端时，如图9所示，该概率非均匀调制的数据传输装置90包括：一个或多个处理器901、一个或多个存储器902、一个或多个基带处理模块903、一个或多个光电探测器906、一个或多个光学天线907。

[0130] 其中，存储器902，用于存储程序指令。

[0131] 处理器901，用于根据存储器902中存储的程序指令控制基带处理模块903、光电探测器906和光学天线907执行下文任一方法实施例中所述的接收端执行的动作。

[0132] 光学天线907，用于接收光信号，并将光信号发送给光电探测器906。

[0133] 光电探测器906，用于接收光信号，将光信号转化为带偏置的电信号，并将带偏置的电信号发送给基带处理模块903，其中，带偏置的电信号可以为带偏置的电流信号或带偏置的电压信号。

[0134] 基带处理模块903，用于接收带偏置的电信号，对带偏置的电信号进行信号处理得到物理层数据帧，并根据概率非均匀解调参数对数据进行概率非均匀解调制处理和解码处理，概率非均匀解调参数为物理层数据帧中的指示信息指示的解调参数，该数据为该物理层数据帧中携带的经过概率非均匀调制的数据。该物理层数据帧可以为本申请下文中提到的物理层数据帧。

[0135] 在一些实施例中，概率非均匀调制的数据传输装置90还可以包括一个或多个射频收发器909，用于接收或发送无线射频信号。

[0136] 需要说明的是，处理器901、存储器902、基带处理模块903、光电探测器906和射频收发器909可以通过总线连接。基带处理模块903可以进行信道估计，在物理层数据帧中添加信道估计序列，还可以在物理层数据帧中添加同步先导码，还可以在物理层数据帧中添加调光模式等处理。

[0137] 在一些实施例中，该概率非均匀调制的数据传输装置90还可以包括一个或多个光源驱动器904，以及一个或多个光源905。光源驱动器904和光源905的作用可参考上述发送端相关的实施例中的相关描述。

[0138] 基于该接收端，图4中所示的解调器和解码器，或，图5中所示的解调器和信道解码器，或，图6中所示的分步解码器，或，图7中所示的联合解映射解码器可以位于接收端中的基带处理模块903中。

[0139] 本申请实施例提供了一种概率非均匀调制的数据传输方法，如图10所示，该方法包括：

[0140] 1001、发送端生成物理层数据帧，物理层数据帧中包括经过概率非均匀调制的数据和指示信息，指示信息用于指示对数据进行概率非均匀解调的解调参数。

[0141] 其中，物理层数据帧可以用于无线光通信。

[0142] 其中，解调参数包括概率非均匀调制的调制方式、概率非均匀调制的调制阶数，解调参数还包括以下中的至少一项：概率非均匀调制的每种星座符号的概率，和，概率非均匀调制的每种星座符号与比特流的映射关系。需要说明的是，图10所示的实施例中的星座符号均为概率非均匀星座符号。

[0143] 在一些实施例中，指示信息位于物理层数据帧的物理层头中。在一些实施例中，指示信息通过物理层头校验序列(Header Check Sequence，简称HCS)进行校验保护。

[0144] 其中，星座符号与比特流的映射关系中包括星座符号对应的比特流的信息，一种星座符号可以由对应的比特流经过调制得到。一个星座符号对应的比特流可以有一个，也可以有多个。示例性的，图1示出了4种星座符号与比特流的映射关系。

[0145] 在一些实施例中，解调参数还包括：概率非均匀调制的每种星座符号对应的比特数。

[0146] 在一些实施例中，还可以包括信道编码方式。示例性的，信道编码方式可以为多层编码、单层编码等。

[0147] 1002、发送端向接收端发送物理层数据帧。

[0148] 1003、接收端接收物理层数据帧，并根据指示信息确定解调参数。

[0149] 1004、接收端根据所述解调参数对数据进行概率非均匀解调。

[0150] 本申请实施例提供的方法，发送端向接收端发送经过概率非均匀调制的数据，接收端对该数据进行概率非均匀解调，通信系统能够取得更好的成形增益，并且在存在输入幅度约束或散粒噪声信道下更逼近信道容量或取得更好的误码率性能。本申请实施例提供的方法，与概率均匀调制相比，概率非均匀调制所产生的星座符号是非等概率的，从而使得源信息熵与输入输出的互信息更大，进而使得概率非均匀星座符号所达的信道容量更大，因此能够在相同输入幅度约束、相同信号功率、相同信噪比、误码率性能相同的情况下获得更高的频带利用率，从而提高采用概率非均匀调制的数据的传输效率。

[0151] 与传统的概率均匀的调制方式不同，概率非均匀调制可支持的调制阶数更为灵活，不一定为2n(n≥1且n为整数)，即概率非均匀调制的调制阶数可以为奇数。即使在相同的调制方式下，每种星座符号对应的比特数、每种星座符号的概率以及星座符号与比特流的映射关系也可能有很大的区别。以图1为例，当调制阶数为3的情况下，情况1和情况2中的星座符号对应的比特数为2，情况3和情况4中的星座符号对应的比特数为3。更进一步，即使是在调制阶数和每种星座符号对应的比特数也相同的情况下，星座符号与比特流的映射关系也可能不同，映射关系的不同进而会导致每种星座符号的概率不同。例如，图1中的情况3和情况4。接收端中的解调器必须要完整的知道概率非均匀调制的调制阶数、每种星座符号对应的比特数、星座符号的概率以及星座符号与比特流的映射关系等信息才能顺利完成星座符号的概率非均匀解调。因此，在本申请实施例中，发送端根据接收端需要的解调参数生成物理层数据帧，并向接收端发送该物理层数据帧。从而使得接收端能够从接收到的物理层数据帧中直接或间接的提取出解调参数，并基于解调参数完成星座符号的概率非均匀解调。

[0152] 在一些实施例中，在步骤1001之前，发送端采用多层编码器和确定性等长映射器生成数据；该情况下，步骤1004在具体实现时可以包括：接收端采用分步解码器和解调参数对数据进行概率非均匀解调。具体可参见上述方式二。

[0153] 在一些实施例中，在步骤1001之前，发送端采用单层编码器和确定性等长映射器生成数据；该情况下，步骤1004在具体实现时可以包括：接收端采用联合解映射解码器和解调参数对数据进行概率非均匀解调。具体可参见上述方式三。

[0154] 需要说明的是，本申请实施例中的物理层数据帧中携带的数据，当采用单载波发送时，可以为对概率非均匀星座符号经过单载波调制后的数据，当采用多载波发送时，可以为对概率非均匀星座符号进行多载波调制后的数据。

[0155] 其中，指示信息可以显式或隐式指示解调参数。

[0156] 当指示信息显式指示解调参数时，指示信息可以为解调参数。该情况下，接收端可以根据物理层数据帧直接获取解调参数。

[0157] 当指示信息隐式指示解调参数时，指示信息可以为以下两种信息中的任意一种信息：

[0158] (1)、指示信息为第一标识符，第一标识符用于指示解调参数。

[0159] 该情况下，步骤1003在具体实现时可以包括：接收端根据标识符与解调参数的对应关系和第一标识符确定对数据进行概率非均匀解调的解调参数，标识符包括第一标识符。

[0160] 示例性的，如图11所示，发送端生成的物理层数据帧中包括物理层先导码(PHY preamble)、物理层头(PHY header)与物理层数据负载(PHY payload)三部分。

[0161] 其中，物理层先导码可用于与接收端进行帧同步，并且该先导码是时域序列且不需要任何信道编码与信号调制。

[0162] 物理层头中包括：第一标识符(可以称为概率调制编码策略标识符(Probability Modulation and Coding Scheme Index，简称PMCS-ID))、物理服务数据单元(PHY service data unit，简称PSDU)长度(length)、预留区域(Reserved Fields)以及物理层HCS。

[0163] 其中，PMCS-ID用于指示解调参数。需要说明的是，IEEE 802.11标准协议中的调制与编码策略标识符(Modulation and Coding Scheme Index，简称MCS-ID)仅仅能够指示调制方式与调制阶数，与MCS-ID不同的是，本申请实施例中的PMCS-ID不仅能够指示调制方式，同时还能够指示相同调制方式下的调制阶数、每种星座符号的概率、每种星座符号与比特流的映射关系、信道编码方式等。

[0164] PSDU长度用于标识物理层数据帧中的PSDU的长度。预留区域用于支持后续功能扩展。HCS用于物理层头的校验。

[0165] 数据负载包括：可选区域(Optional  Fields)、信道估计序列(Channel Estimation Sequence，简称CES)和PSDU。其中，可选区域用于后续功能扩展。CES用于信道估计与信道均衡。PSDU为有效数据，在本申请实施例中可以为经过概率非均匀调制的数据。

[0166] 具体的，PMCS-ID中可以包括多个用于指示解调参数中的各个信息的比特，接收端可以根据PMCS-ID中的比特的值和预设的不同比特值与解调参数中的各个信息的对应关系表确定PMCS-ID指示的解调参数。

[0167] 示例性的，上述PMCS-ID中可以包括m6个比特。其中，a1至am1个比特用于指示概率非均匀调制的调制方式，a1至am1个比特的值与概率非均匀调制的调制方式的对应关系可参见表1；am1至am2个比特用于指示概率非均匀调制的调制阶数，am1至am2个比特的值与概率非均匀调制的调制阶数的对应关系可参见表2；am2至am3个比特用于指示每种星座符号对应的比特数，am2至am3个比特的值与星座符号对应的比特数的对应关系可参见表3；am3至am4个比特用于指示每种星座符号的概率，am3至am4个比特的值与星座符号的概率的对应关系可参见表4；am4至am5个比特用于指示星座符号与比特流的映射关系，am4至am5个比特的值指示的星座符号与比特流的映射关系可参见表5；am5至am6个比特用于指示信道编码方式，am5至am6个比特的值与信道编码方式的对应关系可参见表6。PMCS-ID中还可以包括其他比特，用于后续功能的拓展。

[0168] 表1

[0169]

[0170] 注：B1、B2、…、 分别代表一种调制方式。

[0171] 表2

[0172]

[0173] 注：C1、C2、…、 分别代表一种调制阶数。

[0174] 表3

[0175]

[0176] 注：D1、D2、…、 分别代表一种比特数。

[0177] 表4

[0178]

[0179] 注：u为调制阶数，p1，p2，…，pu分别代表一种星座符号的概率。

[0180] 表5

[0181]

[0182]

[0183] 注：E1、E2、…、 分别代表一种映射关系。

[0184] 表6

[0185]

[0186] 注：F1、F2、…、 分别代表一种信道编码方式。

[0187] 该情况下，当接收端接收到物理层数据帧后，首先进行数据帧同步，在完成数据帧同步之后，开始进行信道估计、信道均衡。在完成信道估计、信道均衡之后，解调器对数据进行概率非均匀解调。具体包括：获取物理层头中的PMCS-ID，根据PMCS-ID和预设的不同比特值与解调参数中的各个信息的对应关系表(例如，可以为上述表1-表6)获取PMCS-ID指示的解调参数，根据解调参数对数据进行概率非均匀解调。在对数据进行概率非均匀解调之后，解码器可以通过能够利用软信息的消息传递/传播(Message Passing，简称MP)算法进行数据解码，示例性的，MP算法可以为和积算法。

[0188] 进一步的，接收端中的解调器可以在经过校验序列校验PMCS-ID无误后，获取PMCS-ID指示的解调参数。当接收端中的解调器对PMCS-ID校验失败或对数据解调解码失败之后，收发端可以采用诸如数据重传等处理办法，具体可参见现有技术。

[0189] 该种实现方式，发送端只需要在物理层数据帧中携带PMCS-ID，就可以使得接收端获取到解调参数，而不需要将全部的解调参数携带在物理层数据帧中，以较小信息冗余携带概率非均匀解调的解调参数，能够提高传输效率，节约传输资源。

[0190] (2)、指示信息包括：第二标识符和解调参数的第一部分信息，第二标识符用于指示解调参数的第二部分信息，解调参数包括第一部分信息和第二部分信息。

[0191] 该情况下，步骤503在具体实现时可以包括：接收端根据物理层数据帧获取解调参数的第一部分信息；接收端根据标识符与解调参数的对应关系和第二标识符确定对数据进行概率非均匀解调的解调参数的第二部分信息，标识符包括第二标识符。

[0192] 在一些实施例中，第一部分信息包括信息A和信息B，信息A为概率非均匀调制的每种星座符号的概率，信息B为概率非均匀调制的每种星座符号与比特流的映射关系，其中，信息A和信息B位于物理层数据帧的物理层头中的不同域中。

[0193] 需要说明的是，在概率非均匀调制中，概率非均匀调制的每种星座符号的概率和概率非均匀调制的每种星座符号与比特流的映射关系可能有很多种，若接收端通过查找上述表格的方式确定，则接收端需要耗费大量的时间，因此，可以将这两个信息直接携带在物理层数据帧中，从而降低接收端的解调复杂度。

[0194] 当然，在具体实现时，也可以根据需要将解调参数中的其他信息直接携带在物理层数据帧中，本申请实施例并不对其作限定。

[0195] 该情况下，发送端生成的物理层数据帧可以参见图12。与图11相比，图12中在物理层头中增加了调制阶数与概率(Modulation Order and Probability，简称MOP)模块与比特流映射(Bit-stream and Symbol Mapping，简称BSM)模块。所述模块也可理解为域。

[0196] 其中，第二标识符也可以称为PMCS-ID。此时，PMCS-ID只需要指示解调参数中的部分信息即可。

[0197] 在一种实现方式中，PMCS-ID可以指示解调参数中的概率非均匀调制的调制方式、概率非均匀调制的每种星座符号对应的比特数信息和概率非均匀调制的调制阶数即可。

[0198] 概率非均匀调制的每种星座符号的概率可以包含在MOP模块(或称为MOP域，该域也可用其他名称)中，概率非均匀调制的每种星座符号与比特流的映射关系可以包含在BSM模块(或称为BSM域，该域也可用其他名称)中。

[0199] 该情况下，当接收端接收到物理层数据帧后，首先进行数据帧同步，在完成数据帧同步之后，开始进行信道估计、信道均衡。在完成信道估计、信道均衡之后，解调器对数据进行概率非均匀解调。具体包括：获取物理层头中的PMCS-ID；根据PMCS-ID和预设的不同比特值与解调参数中的各个信息的对应关系表(例如，可以为上述表1、表2和表3)获取PMCS-ID指示的解调参数中的概率非均匀调制的调制方式、概率非均匀调制的每种星座符号对应的比特数信息和概率非均匀调制的调制阶数，并在MOP模块和BSM模块中获取解调参数中的概率非均匀调制的每种星座符号的概率和概率非均匀调制的每种星座符号与比特流的映射关系；根据获取的解调参数对数据进行概率非均匀解调。在对数据进行概率非均匀解调之后，解码器可以通过能够利用软信息的MP算法(例如，和积算法)进行数据解码。

[0200] 在另一种实现方式中，PMCS-ID可以指示解调参数中的概率非均匀调制的调制方式、概率非均匀调制的每种星座符号对应的比特数信息即可。

[0201] 解调参数中的概率非均匀调制的调制阶数和概率非均匀调制的每种星座符号的概率可以包含在MOP模块(或称为MOP域，该域也可用其他名称)中，概率非均匀调制的每种星座符号与比特流的映射关系可以包含在BSM模块(或称为BSM域，该域也可用其他名称)中。

[0202] 该情况下，当接收端接收到物理层数据帧后，首先进行数据帧同步，在完成数据帧同步之后，开始进行信道估计、信道均衡。在完成信道估计、信道均衡之后，解调器对数据进行概率非均匀解调。具体包括：获取物理层头中的PMCS-ID；根据PMCS-ID和预设的不同比特值与解调参数中的各个信息的对应关系表(例如，可以为上述表1和表3)获取PMCS-ID指示的解调参数中的概率非均匀调制的调制方式和每种星座符号对应的比特数信息，并在MOP模块和BSM模块中获取解调参数中的概率非均匀调制的调制阶数、概率非均匀调制的每种星座符号的概率和概率非均匀调制的每种星座符号与比特流的映射关系；根据获取的解调参数对数据进行概率非均匀解调。在对数据进行概率非均匀解调之后，解码器可以通过能够利用软信息的MP算法(例如，和积算法)进行数据解码。

[0203] 进一步的，接收端中的解调器可以在经过校验序列校验PMCS-ID、MOP模块和BSM模块无误后，获取PMCS-ID指示的解调参数以及MOP模块和BSM模块中包括的解调参数。当接收端中的解调器对PMCS-ID、MOP模块或BSM模块校验失败或对数据解调解码失败之后，收发端可以采用诸如数据重传等处理办法，具体可参见现有技术。

[0204] 该种实现方式，发送端在物理层数据帧中携带PMCS-ID，并且携带部分解调参数，可以使得接收端直接获取部分解调参数，降低解调器的解调时延和解调复杂度。

[0205] 本申请一些实施例提供的方法所实现的概率非均匀调制，与概率均匀调制相比，概率非均匀调制所产生的星座符号是非等概率的，从而使得源信息熵与输入输出的互信息更大，进而使得概率非均匀星座符号所达的信道容量更大，因此能够在相同输入幅度约束、相同信号功率、相同信噪比、误码率性能相同的情况下获得更高的频带利用率。本申请一些实施例中所增加的MOP与BSM模块能够直接携带解调参数中的信息，从而支持更加灵活、量化精度更高的星座符号概率。本申请一些实施例中的概率非均匀星座符号可以扩展到N维信号空间(N≥1且N为正整数)。

[0206] 上述主要从方法的角度对本申请实施例的方案进行了介绍。可以理解的是，概率非均匀调制的数据传输装置为了实现上述功能，其包含了执行各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。

[0207] 本申请实施例可以根据上述方法示例对概率非均匀调制的数据传输装置进行功能单元的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能单元，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理单元中。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。需要说明的是，本申请实施例中对单元的划分是示意性的，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。

[0208] 比如，在采用集成的功能模块的情况下，图13示出了上述实施例中所涉及的装置的一种可能的结构示意图，该装置130可以为上述发送端或接收端，参见图13，装置130可以包括：处理单元1301、通信单元1302，还可以包括存储单元1303。

[0209] 当装置130为发送端时，处理单元1301用于对发送端的动作进行控制管理，例如，处理单元1301用于支持发送端执行图10中的步骤1001-1002，和/或本申请实施例中所描述的其他过程中的发送端执行的动作。通信单元1302用于支持发送端与其他网络设备通信，例如，与图10中的接收端通信。存储单元1303用于存储发送端的程序代码和数据。

[0210] 当装置130为接收端时，处理单元1301用于对接收端的动作进行控制管理，例如，处理单元1301用于支持接收端执行图10中的步骤1003-1004，和/或本申请实施例中所描述的其他过程中的接收端执行的动作。通信单元1302用于支持接收端与其他网络设备通信，例如，与图10中的发送端通信。存储单元1303用于存储接收端的程序代码和数据。

[0211] 一种情况下，处理单元1301可以是处理器或控制器，通信单元1302可以是通信接口，存储单元1303可以是存储器。当处理单元1301为处理器，通信单元1302为通信接口，存储单元1303为存储器时，本申请实施例所涉及的装置可以为图8所示的装置。

[0212] 当图8所示的装置为发送端时，处理器801用于对发送端的动作进行控制管理，例如，处理器801用于支持发送端执行图10中的步骤1001-1002，和/或本申请实施例中所描述的其他过程中的发送端执行的动作。通信接口804用于支持发送端与其他网络设备通信，例如，与图10中的接收端通信。存储器803用于存储发送端的程序代码和数据。

[0213] 当图8所示的装置为接收端时，处理器801用于对接收端的动作进行控制管理，例如，处理器801用于支持接收端执行图10中的步骤1003-1004，和/或本申请实施例中所描述的其他过程中的接收端执行的动作。通信接口804用于支持接收端与其他网络设备通信，例如，与图10中的发送端通信。存储器803用于存储接收端的程序代码和数据。

[0214] 另一种情况下，本申请实施例所涉及的装置可以为图9所示的装置。

[0215] 当图9所示的装置为发送端时，处理单元1301可以是基带处理模块903，通信单元1302可以包括光源驱动器904和光源905，存储单元1303可以是存储器902。基带处理模块
903、光源驱动器904和光源905在处理器901根据存储器902中存储的程序指令的控制下执行上述方法中的发送端的动作。基带处理模块903、光源驱动器904和光源905的作用可参见上文，在此不再赘述。

[0216] 当图9所示的装置为接收端时，处理单元1301可以是基带处理模块903，通信单元1302可以包括光电探测器906和光学天线907，存储单元1303可以是存储器902。基带处理模块903、光电探测器906和光学天线907在处理器901根据存储器902中存储的程序指令的控制下执行上述方法中的接收端的动作。基带处理模块903、光电探测器906和光学天线907的作用可参见上文，在此不再赘述。本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述方法。

[0217] 本申请实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述方法。

[0218] 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。当使用软件程序实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式来实现。该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申请实施例所述的流程或功能。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、服务器或者数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(Digital Subscriber Line，简称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以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，简称SSD))等。

[0219] 尽管在此结合各实施例对本申请进行了描述，然而，在实施所要求保护的本申请过程中，本领域技术人员通过查看附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。

[0220] 尽管结合具体特征及其实施例对本申请进行了描述，显而易见的，在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本申请的示例性说明，且视为已覆盖本申请范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。