具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,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的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的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。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例1
根据本发明实施例,提供了一种重叠复用***的处理方法的实施例,需要说明的是,在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行,并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1是根据本发明实施例的一种重叠复用***的处理方法的流程图,如图1所示,该方法包括如下步骤:
步骤S102,接收发送端输出的编码信息,其中,编码信息为对输入信息进行纠错码编码和重叠复用编码所得到的信息。
具体地,上述的重叠复用编码可以是OvXDM编码,在本发明实施例中,以OvTDM***为例进行详细说明,本领域的技术人员基于通信域的选择和转换,可以将本实施例所提供的方案应用在其他的重叠复用***中。例如对OvFDM***,在接收信号进行傅里叶变换,并进行相关的处理,可以转换为与OvTDM相近似的处理步骤。
OvTDM***发射信号框图如图2所示,OvTDM波形卷积编码模型如图3所示,具体步骤如下:(1)首先设计生成发送信号的包络波形h(t);(2)将(1)中所设计的包络波形h(t)经特定时间移位后,形成其它各个时刻发送信号包络波形h(t-i×△T);(3)将所要发送的符号x
i与(2)生成的相应时刻的包络波形h(t-i×△T)相乘,得到各个时刻的待发送信号波形x
ih(t-i×△T);(4)将(3)所形成的各个待发送波形进行x
ih(t-i×△T)叠加,形成发射信号波形;(5)发送的信号可以表示为:
其中,发送符号x
i对应图2中的输入数据序列X
i。OvTDM接收信号框图如图4所示,在依次对接收信号进行同步、信道估计和数字化处理等预处理后,信号进行序列检测。具体的,序列检测单元在检测过程中,分析单元存储器做出重叠时分复用***的复数卷积编码模型及格状图,并列出重叠时分复用***的全部状态,并存储;而比较器根据分析单元存储器中的格状图,搜索出与接收数字信号最小欧氏距离或加权最小欧氏距离的路径;而保留路径存储器和欧氏距离存储器或加权欧氏距离存储器则分别用于存储比较器输出的保留路径和欧氏距离或加权欧氏距离。其中,保留路径存储器和欧氏距离存储器或加权欧氏距离存储器需要为每一个稳定状态各准备一个。保留路径存储器长度可以优选为4K~5K。欧氏距离存储器或加权欧氏距离存储器优选为只存储相对距离。
K路波形复用如图5所示,其呈平行四边形形状。其中,每一行表示一个所要发送的符号xi与相应时刻的包络波形h(t-i*△T)相乘后得到的待发送信号波形xih(t-i*△T)。a0~ak-1表示对每个窗函数波形(包络波形)进行K次分段得到的每部分的系数值,具体为关于幅度值的系数。
OvTDM***输入输出关系图如图6所示,在一个节点处,向上为+1,向下为-1,对于每个节点进行判断,最终获得节点转移路径,根据此转移关系即可求出输入的符号序列。而具体节点状态转移图如图7所示,即对于一个节点,其状态转移的方式仅在图7中的任一种,只要确定各种转移的可能性,从而确定转移的方式即可。
OvTDM***Trellis图(格状图)如图8所示,其即为整个输出过程的各个节点状态转移的总图,本申请在此不做赘述。
发送端将编码调制后的信号通过天线发射出去,信号在无线信道中传输,接收端首先对接收信号进行预处理,然后对接收信号进行匹配滤波,再对信号分别进行抽样、译码,最终判决输出比特流。具体步骤如下:(1)首先对接收信号进行同步,包括载波同步、帧同步、符号时间同步等;(2)根据取样定理,对每一帧内的接收信号进行数字化处理;(3)对接收到的波形按照波形发送时间间隔切割,即对信号进行抽样;(4)按照一定的译码算法对切割后的波形进行译码。
具体地,上述的纠错码编码可以是使用纠错码的预编码,例如,FEC编码。预编码的作用是对输入比特流进行初步编码,预编码能够提高信息流的纠错能力,降低***误码率,提供较高的码率,同时增强信息比特流的可靠性,预编码的方法有多种,包括卷积码、Turbo码、Turbo乘积码(Turbo Product Code,TPC码)等,在本发明实施例中以TPC码为例说明预编码过程。TPC码属于Turbo码的一类,TPC编码实际上是一种阵列Turbo编码,包含行和列两个分量编码器,构成二维TPC码。其分量码可以是卷积码,也可以是简单的分组码,如汉明码、BCH码、甚至是奇偶校验码。TPC的编码阵列也可以进一步扩充到三维或更多,比如在二维行列编码的基础上再添加对角线编码,将矩阵再扩充一行或一列校验位信息,如图9所示。TPC编码过程主要分为三步:(1)先将信息比特放置在一个K
C*K
R矩阵中;(2)将每行的K
C个比特编码成长度为N
C的码字;(3)将每列K
R个比特编码成N
R的码字;(4)将编码成的N
C*N
R码字矩阵按列输出,完成编码过程,TPC编码的码率为
TPC编码具有很强的灵活性,由于TPC码的最小汉明距离等于分量码和最小汉明距离之积,因此TPC码采用简单的汉明码就可以获得优异的性能。比如分量码采用仅可以纠正一个错误的扩展(64,57)汉明码就可以构造出性能可以和Turbo码相比的TPC(64,57)码,该类编码不仅具有优异的纠错性能,而且具有较高的码率。
具体地,上述的第一编码信息可以是I路编码信息,上述的第二编码信息可以是Q路编码信息。
在一种可选的方案中,如图10所示,发送端可以在OvTDM编码之前加入预编码过程,可以使用纠错码进行预编码。在另一种可选的方案中,如图11所示,发送端可以在OvTDM编码之前加入预编码过程,例如,加入FEC编码过程,将输入信息流经过交织器,通过FEC编码和OvTDM编码,形成I、Q两路数据传输。在又一种可选的方案中,如图12所示,发送端可以在OvTDM***之前加入预编码过程,例如,加入FEC编码过程,将输入信息进行预编码后,将预编码后的信息流分为两路,其中一路信息流通过交织器,分别进行OvTDM编码后,形成I、Q两路数据传输。发送端在对输入信息进行重叠复用编码和纠错码编码所得到的编码信息之后,可以将编码信息通过信道传输给接收端。
步骤S104,根据重叠复用译码算法,对编码信息进行译码,得到第一译码结果。
具体地,上述的重叠复用译码算法可以是OvXDM译码算法,在本发明实施例中,以OvTDM***为例进行详细说明,由于OvTDM***与纠错码相结合译码,因此需要OvTDM译码的输出结果为软值,常用的译码算法有BCJR算法、long-MAP算法等。
步骤S106,根据纠错码译码算法,对第一译码结果进行纠错处理,得到第二译码结果。
具体地,上述的纠错码译码算法可以是前向纠错码FEC(Forward ErrorCorrection)译码算法,FEC是增加数据通讯可信度的方法,利用数据进行传输冗余信息的方法,当传输中出现错误,将允许接收器再建数据。常用的FEC译码方法有很多,包括软入软出的TPC和LDPC等方法,本发明实施例中以TPC码为例进行说明,可以先对接收数据进行行译码,再进行列译码,彼此交换各自的软信息。
步骤S108,输出第二译码结果。
在一种可选的方案中,接收端在通过信道接收到发送端发送的编码信息之后,可以将OvTDM译码和纠错码译码相结合,先对编码信息进行OvTDM译码,得到第一译码结果,并将第一译码结果作为外信息进行纠错处理,将错误信息纠正为正确信息,即进行FEC译码,得到第二译码结果,并输出第二译码结果,其中,在理想状态下,第二译码结果与发送端的输入信息相同,但是由于译码方案性能的差异,输出的结果与输入信息存在偏差,也就是常说的误码。
通过本发明上述实施例,接收发送端输出的编码信息,根据重叠复用译码算法,对编码信息进行译码,得到第一译码结果,根据纠错码译码算法,对第一译码结果进行纠错处理,得到第二译码结果,输出第二译码结果。容易注意到的是,由于接收端将重叠复用译码和纠错码译码相结合,提高了信息流的纠错能力和可靠性,降低***误码率,在高谱效率时较低的信噪比就可达到较低的误码率,并且可以引入两路传输数据来进一步提升重叠复用***的可靠性,从而解决了现有技术中的重叠复用***的纠错能力差,导致重叠复用***可靠性低的技术问题。
可选地,在本发明上述实施例中,在步骤S108,输出第二译码结果之前,该方法包括:
步骤S110,判断第二译码结果是否满足预设条件。
具体地,上述的预设条件可以是根据重叠复用***的复杂度和性能要求,设定的迭代条件,例如可以是第二译码结果满足收敛条件,也可以是迭代次数满足迭代要求。
步骤S112,如果第二译码结果满足预设条件,则输出第二译码结果。
在一种可选的方案中,如果当前迭代过程中译码得到的第二译码结果满足预设条件,则停止迭代过程,并输出第二译码结果。
步骤S114,如果第二译码结果不满足预设条件,则根据第二译码结果,得到反馈信息。
步骤S116,根据重叠复用译码算法,对编码信息和反馈信息进行译码,得到第三译码结果。
步骤S118,根据纠错码译码算法,对第三译码结果进行纠错处理,得到第四译码结果。
步骤S120,将第四译码结果作为第二译码结果,并返回执行步骤S110,判断第二译码结果是否满足预设条件。
在一种可选的方案中,如果当前迭代过程中译码得到的第二译码结果不满足预设条件,则需要继续迭代过程,可以根据第二译码结果得到反馈信息,作为下一次迭代过程的输入,进行OvTDM译码,得到第三译码结果,并对第三译码结果进行纠错处理,即进行FEC译码,得到第四译码结果,并判断第四译码结果是否满足预设条件,如果满足,则停止迭代过程,并输出第四译码结果;如果不满足,则继续迭代,根据第四译码结果得到下一次迭代过程中的反馈信息。
例如,对于如图10所述的发送端结构框图,接收端结构框图可以如图13所示,接收端在接收到编码信息之后,可以将编码信息作为OvTDM译码器的输入,进行OvTDM译码,得到第一译码结果,将第一译码结果作为外信息,进行纠错处理,即输入FEC译码器,进行FEC译码,得到第二译码结果,如果第二译码结果不满足预设条件,则将第二译码结果作为外信息,即反馈信息,将反馈信息和编码信息作为OvTDM译码器的输入,重复上述译码过程,直至第二译码结果满足预设条件,输出第二译码结果。
可选地,在本发明上述实施例中,步骤S110,判断第二译码结果是否满足预设条件,包括:
步骤S1102,获取当前迭代次数。
步骤S1104,判断当前迭代次数是否超过预设迭代次数。
具体地,上述的预设迭代次数的选取和重叠次数K、信噪比等有关,当迭代次数过小时,***的译码结果就不精确,误码率稍高;而当重叠次数较大时,由于运算量过大,其复杂度就较高。在本发明实施例中,选取预设迭代次数为60。
步骤S1106,如果当前迭代次数超过预设迭代次数,则确定第二译码结果满足预设条件。
步骤S1108,如果当前迭代次数小于预设迭代次数,则确定第二译码结果不满足预设条件。
在一种可选的方案中,在经过OvTDM译码和FEC译码之后,可以判断当前迭代次数是否到达预设迭代次数,如果到达,则停止迭代,并将本次迭代过程中译码得到的译码结果输出;如果未到达,则继续迭代,并根据本次迭代过程中译码得到的译码结果得到下一次迭代过程中的反馈信息。
可选地,在本发明上述实施例中,步骤S114,根据第二译码结果,得到反馈信息,包括:
步骤S1142,将第二译码结果作为反馈信息。
在一种可选的方案中,可以直接将本次译码得到的第二译码结果作为下一次迭代过程的输入,进行OvTDM译码。
可选地,在本发明上述实施例中,步骤S104,根据重叠复用译码算法,对编码信息进行译码,得到第一译码结果,包括:
步骤S1040,根据第一重叠复用译码算法,对第一编码信息进行译码,得到第五译码结果。
步骤S1041,根据第一纠错码译码算法,对第五译码结果进行纠错处理,得到第六译码结果。
步骤S1042,根据第一交织算法,对第六译码结果进行交织处理,得到第一交织结果。
具体地,交织是通信***中进行数据处理而采用的一种技术,作用是使信道传输过程中所突发产生集中的错误最大限度的分散化,也就是将数据全部打乱,但又不改变数据内容,一般采用的交织算法包括不规则交织、随机交织、S交织、64*64阵列交织等,不同的交织方法对***性能影响也不同,在本发明实施例中以第一交织算法为S交织或随机交织为例进行说明。
步骤S1043,根据第二重叠复用译码算法,对第二编码信息和第一交织结果进行译码,得到第一译码结果。
在一种可选的方案中,为了降低译码过程中的复杂度,可以将交织、FEC译码与OvTDM译码相结合,对于如图11所述的发送端结构框图,接收端结构框图可以如图14所示,接收端在接收到I路编码信息和Q路编码信息之后,可以将I路编码信息作为OvTDM译码器1的输入,进行第一次OvTDM译码,得到第五译码结果,将第五译码结果作为外信息,进行第一次纠错处理,即输入FEC译码器1,进行第一次FEC译码,得到第六译码结果,将第六译码结果作为外信息,输入交织器进行交织,得到第一交织结果,并将第一交织结果继续输入OvTDM译码器2进行第二次OvTDM译码,从而得到第一译码结果。
可选地,在本发明上述实施例中,步骤S106,根据纠错码译码算法,对第一译码结果进行纠正处理,得到第二译码结果,包括:
步骤S1062,根据第二纠错码译码算法,对第一译码结果进行纠错处理,得到第二译码结果。
在一种可选的方案中,如图14所示,可以将第一译码结果作为外信息,进行第二次纠错处理,即输入FEC译码器2,进行第二次FEC译码,得到第二译码结果。
可选地,在本发明上述实施例中,步骤S114,根据第二译码结果,得到反馈信息,包括:
步骤S1144,根据第一解交织算法,对第二译码结果进行解交织处理,得到反馈信息,其中,第一解交织算法为第一交织算法的逆算法。
在一种可选的方案中,如图14所示,如果第二译码结果不满足预设条件,则可以将第二译码结果输入解交织器,进行解交织处理,得到Q路编码信息的外信息,即反馈信息,其中解交织与交织互为逆过程。
需要说明的是,如图14所示,在第二次迭代之后,可以对I路编码信息和Q路编码信息的外信息,即反馈信息进行作为OvTDM译码器1的输入,重复上述译码过程,直到第二译码结果满足预设条件,停止迭代,并输出第二译码结果。
可选地,在本发明上述实施例中,步骤S104,根据重叠复用译码算法,对编码信息进行译码,得到第一译码结果,包括:
步骤S1044,根据第三重叠复用译码算法,对第一编码信息进行译码,得到第七译码结果。
步骤S1045,根据纠错码译码算法,对第七译码结果进行纠错处理,得到第八译码结果。
步骤S1046,根据第二交织算法,对第八译码结果进行交织处理,得到第二交织结果。
步骤S1047,根据第四重叠复用译码算法,对第二编码信息和第二交织结果进行译码,得到第九译码结果。
步骤S1048,根据第二解交织算法,对第九译码结果进行解交织处理,得到第一译码结果,其中,第二解交织算法为第二交织算法的逆算法。
在一种可选的方案中,为了降低译码过程中的复杂度,可以将交织、FEC译码与OvTDM译码相结合,对于如图12所述的发送端结构框图,接收端结构框图可以如图15所示,接收端在接收到I路编码信息和Q路编码信息之后,可以将I路编码信息作为OvTDM译码器1的输入,进行第一次OvTDM译码,得到第七译码结果,将第七译码结果作为外信息,进行第一次纠错处理,即输入FEC译码器,进行第一次FEC译码,得到第八译码结果,并将第八译码结果作为外信息,输入交织器进行交织,得到第二交织结果,并将第二交织结果继续输入OvTDM译码器2进行第二次OvTDM译码,得到第九译码结果,然后进一步将第九译码结果作为外信息,输入解交织器进行解交织,从而得到第一译码结果。
需要说明的是,如图15所示,在得到第一译码结果之后,可以将第一译码结果再次输入FEC译码器,进行第二次纠错处理,即进行第二次FEC译码,得到第二译码结果,如果第二译码结果不满足预设条件,则可以将第二译码结果作为Q路编码信息的外信息,即反馈信息,并将反馈信息和I路编码信息输入OvTDM译码器1,重复上述译码过程,直到第二译码结果满足预设条件,停止迭代,并输出第二译码结果。
可选地,在本发明上述实施例中,在步骤S102,接收发送端输出的编码信息之后,该方法还包括:
步骤S122,对编码信息进行预处理,得到处理后的编码信息。
在一种可选的方案中,接收端通过天线收到编码信息之后,可以首先对编码信息进行预处理,可以包括同步、信道估计、均衡等操作,得到处理后的编码信息,然后对处理后的编码信息进行OvTDM译码和FEC译码。
下面结合图13对本发明一种优选的实施例进行详细说明,如图13所示,假设输入信息序列为X,长度为N=100,重叠复用次数K=5,以切比雪夫窗为复用波形,以TPC码为纠错码。发送端首先将输入信息X经过TPC预编码,然后进入OvTDM***编码,将编码后的信号经过天线发射出去。信号经过信道传输,接收端通过天线收到信号Y,首先对其进行一系列处理,包括同步、信道估计、均衡等操作后得到信号Y′,然后对Y′进行译码,其译码步骤如下:(1)设置迭代次数Item;(2)将Y′作为OvTDM译码器的输入信息,进行OvTDM译码,得到第一译码结果;(3)将(2)中得到的第一译码结果作为外信息,进行FEC译码,得到第二译码结果;(4)将(3)中得到的第二译码结果作为OvTDM译码器的输入信息,重复以上步骤(2)~(3)直至满足一定条件或到达迭代次数,则停止迭代;(5)输出译码结果X。
下面结合图14对本发明另一种优选的实施例进行详细说明,如图14所示,假设输入信息序列为X,长度为N=100,重叠复用次数K=5,以切比雪夫窗为复用波形,以TPC码为纠错码。发送端首先将输入信息X经过TPC预编码,然后进入OvTDM***编码,将编码后的信号经过天线发射出去。信号经过信道传输,接收端通过天线收到信号Y,首先对其进行一系列处理,包括同步、信道估计、均衡等操作后得到信号Y′,然后对Y′进行译码,其中,Y′包括I路数据和Q路数据,其译码步骤如下:(1)设置迭代次数Item;(2)将I路数据作为OvTDM译码器1的输入信息,进行第一次OvTDM译码,得到第五译码结果;(3)将(2)中得到的第五译码结果作为外信息,输入FEC译码器1,进行第一次FEC译码,得到第六译码结果;(4)将(3)中得到的第六译码结果作为外信息,输入交织器进行交织,得到第一交织结果;(5)将(4)中得到的第一交织结果,继续输入OvTDM译码器2进行第二次OvTDM译码操作,同时将Q路数据也输入OvTDM***译码器2进行OvTDM译码,得到第一译码结果;(6)将(5)中得到的第一译码结果作为外信息,输入FEC译码器2进行第二次FEC译码,得到第二译码结果;(7)将(6)中得到的第二译码结果,进行解交织,得到第一解交织结果;(8)将(7)中得到的第一解交织结果作为OvTDM译码器1的输入信息,重复以上步骤(2)~(7),直至满足一定条件或到达迭代次数,则停止迭代;(9)输出译码结果X。
下面结合图15对本发明又一种优选的实施例进行详细说明,如图15所示,假设输入信息序列为X,长度为N=100,重叠复用次数K=5,以切比雪夫窗为复用波形,以TPC码为纠错码。发送端首先将输入信息X经过TPC预编码,然后进入OvTDM***编码,将编码后的信号经过天线发射出去。信号经过信道传输,接收端通过天线收到信号Y,首先对其进行一系列处理,包括同步、信道估计、均衡等操作后得到信号Y′,然后对Y′进行译码,其中,Y′包括I路数据和Q路数据,其译码步骤如下:(1)设置迭代次数Item;(2)将I路数据作为OvTDM译码器1的输入信息,进行第一次OvTDM译码,得到第七译码结果;(3)将(2)中得到的第七译码结果作为外信息,输入FEC译码器,进行第一次FEC译码,得到第八译码结果;(4)将(3)中得到的第八译码结果作为外信息,输入交织器进行交织,得到第二交织结果;(5)将(4)中得到的第二交织结果,继续输入OvTDM译码器2进行第二次OvTDM译码,同时将Q路数据也输入OvTDM***译码器2进行OvTDM译码操作,得到第九译码结果;(6)将(5)中得到的第九译码结果,进行解交织,得到第二解交织结果;(7)将(6)中得到的第二解交织结果作为外信息,输入FEC译码器进行第二次FEC译码,得到第二译码结果;(8)将(7)中得到的第二译码结果作为(2)的输入,重复以上步骤(2)~(7),直至满足一定条件或到达迭代次数,则停止迭代;(9)输出译码结果X。
通过上述实施例,采用FEC译码和OvTDM译码相结合,不仅提高了重叠复用***的纠错能力,同时也较低了重叠复用***的误码率,增强了重叠复用***的可靠性,在高谱效率时较低的信噪比就可达到较低的误码率,并且由于***引入I、Q两路传输数据,因此重叠复用***的可靠性也得到提升。
此处需要说明的是,本发明上述实施例中的发送端结构框图和接收端结构框图较为灵活,发送端也可以采用如图16所示的结构,对应的接收端可以采用如图17和图18所述的结构,两个结构均可以实现译码功能,但其结果不限定于此。
此处还需要说明的是,本发明上述实施例不仅可以应用在OvXDM***中,也可广泛应用于实际移动通信***中,如TD-LTE、TD-SCDMA等***,也可广泛应用于卫星通信、微波视距通信、散射通信、大气层光通信、红外通信与水生通信等任何无线通信***中。既可以应用于大容量无线传输,也可以应用于小容量的轻型无线电***。
实施例2
根据本发明实施例,提供了一种重叠复用***的处理装置的实施例。
图19是根据本发明实施例的一种重叠复用***的处理装置的示意图,如图19所示,该装置包括:
接收模块191,用于接收发送端输出的编码信息,其中,编码信息为对输入信息进行纠错码编码和重叠复用编码所得到的信息。
具体地,上述的重叠复用编码可以是OvXDM编码,在本发明实施例中,以OvTDM***为例进行详细说明,OvTDM***发射信号框图如图2所示,具体步骤如下:(1)首先设计生成发送信号的包络波形h(t);(2)将(1)中所设计的包络波形h(t)经特定时间移位后,形成其它各个时刻发送信号包络波形h(t-i×△T);(3)将所要发送的符号x
i与(2)生成的相应时刻的包络波形h(t-i×△T)相乘,得到各个时刻的待发送信号波形x
ih(t-i×△T);(4)将(3)所形成的各个待发送波形进行x
ih(t-i×△T)叠加,形成发射信号波形;(5)发送的信号可以表示为:
其中,发送符号x
i对应图2中的输入数据序列X
i。OvTDM接收信号框图如图3所示,K路波形复用如图4所示,OvTDM***输入输出关系图如图5所示,节点状态转移图如图6所示,OvTDM***Trellis图(格状图)如图7所示,发送端将编码调制后的信号通过天线发射出去,信号在无线信道中传输,接收端首先对接收信号进行预处理,然后对接收信号进行匹配滤波,再对信号分别进行抽样、译码,最终判决输出比特流。具体步骤如下:(1)首先对接收信号进行同步,包括载波同步、帧同步、符号时间同步等;(2)根据取样定理,对每一帧内的接收信号进行数字化处理;(3)对接收到的波形按照波形发送时间间隔切割,即对信号进行抽样;(4)按照一定的译码算法对切割后的波形进行译码。
具体地,上述的纠错码编码可以是使用纠错码的预编码,预编码的作用是对输入比特流进行初步编码,预编码能够提高信息流的纠错能力,降低***误码率,提供较高的码率,同时增强信息比特流的可靠性,预编码的方法有多种,包括卷积码、Turbo码、Turbo乘积码(Turbo Product Code,TPC码)等,在本发明实施例中以TPC码为例说明预编码过程。TPC码属于Turbo码的一类,TPC编码实际上是一种阵列Turbo编码,包含行和列两个分量编码器,构成二维TPC码。其分量码可以是卷积码,也可以是简单的分组码,如汉明码、BCH码、甚至是奇偶校验码。TPC的编码阵列也可以进一步扩充到三维或更多,比如在二维行列编码的基础上再添加对角线编码,将矩阵再扩充一行或一列校验位信息,如图8所示。TPC编码过程主要分为三步:(1)先将信息比特放置在一个K
C*K
R矩阵中;(2)将每行的K
C个比特编码成长度为N
C的码字;(3)将每列K
R个比特编码成N
R的码字;(4)将编码成的N
C*N
R码字矩阵按列输出,完成编码过程,TPC编码的码率为
TPC编码具有很强的灵活性,由于TPC码的最小汉明距离等于分量码和最小汉明距离之积,因此TPC码采用简单的汉明码就可以获得优异的性能。比如分量码采用仅可以纠正一个错误的扩展(64,57)汉明码就可以构造出性能可以和Turbo码相比的TPC(64,57)码,该类编码不仅具有优异的纠错性能,而且具有较高的码率。
可选地,在本发明上述实施例中,上述的编码信息包括:第一编码信息和第二编码信息,其中,第一编码信息和第二编码信息的符号长度相同。
具体地,上述的第一编码信息可以是I路编码信息,上述的第二编码信息可以是Q路编码信息。
第一译码模块193,用于根据重叠复用译码算法,对编码信息进行译码,得到第一译码结果。
具体地,上述的重叠复用译码算法可以是OvXDM译码算法,在本发明实施例中,以OvTDM***为例进行详细说明,由于OvTDM***与纠错码相结合译码,因此需要OvTDM译码的输出结果为软值,常用的译码算法有BCJR算法、long-MAP算法等。
第二译码模块195,用于根据纠错码译码算法,对第一译码结果进行纠错处理,得到第二译码结果。
具体地,上述的纠错码译码算法可以是前向纠错码FEC(Forward ErrorCorrection)译码算法,FEC是增加数据通讯可信度的方法,利用数据进行传输冗余信息的方法,当传输中出现错误,将允许接收器再建数据。常用的FEC译码方法有很多,包括软入软出的TPC和LDPC等方法,本发明实施例中以TPC码为例进行说明,可以先对接收数据进行行译码,再进行列译码,彼此交换各自的软信息。
输出模块197,用于输出第二译码结果。
通过本发明上述实施例,接收发送端输出的编码信息,根据重叠复用译码算法,对编码信息进行译码,得到第一译码结果,根据纠错码译码算法,对第一译码结果进行纠错处理,得到第二译码结果,输出第二译码结果。容易注意到的是,由于接收端将重叠复用译码和纠错码译码相结合,提高了信息流的纠错能力和可靠性,降低***误码率,在高谱效率时较低的信噪比就可达到较低的误码率,并且可以引入两路传输数据来进一步提升重叠复用***的可靠性,从而解决了现有技术中的重叠复用***的纠错能力差,导致重叠复用***可靠性低的技术问题。
可选地,在本发明上述实施例中,该装置还包括:判断模块,用于判断第二译码结果是否满足预设条件;输出模块197还用于如果第二译码结果满足预设条件,则输出第二译码结果;第一处理模块,用于如果第二译码结果不满足预设条件,则根据第二译码结果,得到反馈信息;第三译码模块,用于根据重叠复用译码算法,对编码信息和反馈信息进行译码,得到第三译码结果;第四译码模块,用于根据纠错码译码算法,对第三译码结果进行纠错处理,得到第四译码结果;第二处理模块,用于将第四译码结果作为第二译码结果,并返回执行判断模块的功能。
可选地,在本发明上述实施例中,判断模块包括:获取子模块,用于获取当前迭代次数;判断子模块,用于判断当前迭代次数是否超过预设迭代次数;第一确定子模块,用于如果当前迭代次数超过预设迭代次数,则确定第二译码结果满足预设条件;第二确定子模块,用于如果当前迭代次数小于预设迭代次数,则确定第二译码结果不满足预设条件。
可选地,在本发明上述实施例中,第一处理模块还用于将第二译码结果作为反馈信息。
可选地,在本发明上述实施例中,第一译码模块193包括:第一译码子模块,用于根据第一重叠复用译码算法,对第一编码信息进行译码,得到第五译码结果;第二译码子模块,用于根据第一纠错码译码算法,对第五译码结果进行纠错处理,得到第六译码结果;第一交织子模块,用于根据第一交织算法,对第六译码结果进行交织处理,得到第一交织结果;第三译码子模块,用于根据第二重叠复用译码算法,对第二编码信息和第一交织结果进行译码,得到第一译码结果。
可选地,在本发明上述实施例中,第二译码模块195还用于根据第二纠错码译码算法,对第一译码结果进行纠错处理,得到第二译码结果。
可选地,在本发明上述实施例中,第一处理模块包括:第一解交织子模块,用于根据第一解交织算法,对第二译码结果进行解交织处理,得到反馈信息,其中,第一解交织算法为第一交织算法的逆算法。
可选地,在本发明上述实施例中,第一译码模块193包括:第四译码子模块,用于根据第三重叠复用译码算法,对第一编码信息进行译码,得到第七译码结果;第五译码子模块,用于根据纠错码译码算法,对第七译码结果进行纠错处理,得到第八译码结果;第二交织子模块,用于根据第二交织算法,对第八译码结果进行交织处理,得到第二交织结果;第六译码子模块,用于根据第四重叠复用译码算法,对第二编码信息和第二交织结果进行译码,得到第九译码结果;第二解交织子模块,用于根据第二解交织算法,对第九译码结果进行解交织处理,得到第一译码结果,其中,第二解交织算法为第二交织算法的逆算法。
可选地,在本发明上述实施例中,该装置还包括:第三处理模块,用于对编码信息进行预处理,得到处理后的编码信息。
需要说明的是,本实施例中的优选实施方式可以参见实施例1中的相关描述,此处不再赘述。
实施例3
根据本发明实施例,提供了一种重叠复用***的处理***的实施例。
图20是根据本发明实施例的一种重叠复用***的处理***的示意图,如图20所示,该***包括:
发送端201,用于输出编码信息,其中,编码信息为对输入信息进行纠错码编码和重叠复用编码所得到的信息。
具体地,上述的重叠复用编码可以是OvXDM编码,在本发明实施例中,以OvTDM***为例进行详细说明,OvTDM***发射信号框图如图2所示,具体步骤如下:(1)首先设计生成发送信号的包络波形h(t);(2)将(1)中所设计的包络波形h(t)经特定时间移位后,形成其它各个时刻发送信号包络波形h(t-i×△T);(3)将所要发送的符号x
i与(2)生成的相应时刻的包络波形h(t-i×△T)相乘,得到各个时刻的待发送信号波形x
ih(t-i×△T);(4)将(3)所形成的各个待发送波形进行x
ih(t-i×△T)叠加,形成发射信号波形;(5)发送的信号可以表示为:
其中,发送符号x
i对应图2中的输入数据序列X
i。OvTDM接收信号框图如图3所示,K路波形复用如图4所示,OvTDM***输入输出关系图如图5所示,节点状态转移图如图6所示,OvTDM***Trellis图(格状图)如图7所示,发送端将编码调制后的信号通过天线发射出去,信号在无线信道中传输,接收端首先对接收信号进行预处理,然后对接收信号进行匹配滤波,再对信号分别进行抽样、译码,最终判决输出比特流。具体步骤如下:(1)首先对接收信号进行同步,包括载波同步、帧同步、符号时间同步等;(2)根据取样定理,对每一帧内的接收信号进行数字化处理;(3)对接收到的波形按照波形发送时间间隔切割,即对信号进行抽样;(4)按照一定的译码算法对切割后的波形进行译码。
具体地,上述的纠错码编码可以是使用纠错码的预编码,预编码的作用是对输入比特流进行初步编码,预编码能够提高信息流的纠错能力,降低***误码率,提供较高的码率,同时增强信息比特流的可靠性,预编码的方法有多种,包括卷积码、Turbo码、Turbo乘积码(Turbo Product Code,TPC码)等,在本发明实施例中以TPC码为例说明预编码过程。TPC码属于Turbo码的一类,TPC编码实际上是一种阵列Turbo编码,包含行和列两个分量编码器,构成二维TPC码。其分量码可以是卷积码,也可以是简单的分组码,如汉明码、BCH码、甚至是奇偶校验码。TPC的编码阵列也可以进一步扩充到三维或更多,比如在二维行列编码的基础上再添加对角线编码,将矩阵再扩充一行或一列校验位信息,如图8所示。TPC编码过程主要分为三步:(1)先将信息比特放置在一个K
C*K
R矩阵中;(2)将每行的K
C个比特编码成长度为N
C的码字;(3)将每列K
R个比特编码成N
R的码字;(4)将编码成的N
C*N
R码字矩阵按列输出,完成编码过程,TPC编码的码率为
TPC编码具有很强的灵活性,由于TPC码的最小汉明距离等于分量码和最小汉明距离之积,因此TPC码采用简单的汉明码就可以获得优异的性能。比如分量码采用仅可以纠正一个错误的扩展(64,57)汉明码就可以构造出性能可以和Turbo码相比的TPC(64,57)码,该类编码不仅具有优异的纠错性能,而且具有较高的码率。
可选地,在本发明上述实施例中,上述的编码信息包括:第一编码信息和第二编码信息,其中,第一编码信息和第二编码信息的符号长度相同。
具体地,上述的第一编码信息可以是I路编码信息,上述的第二编码信息可以是Q路编码信息。
接收端203,与发送端具有通信关系,用于根据重叠复用译码算法,对编码信息进行译码,得到第一译码结果,根据纠错码译码算法,对第一译码结果进行纠错处理,得到第二译码结果,并输出第二译码结果。
具体地,上述的重叠复用译码算法可以是OvXDM译码算法,在本发明实施例中,以OvTDM***为例进行详细说明,由于OvTDM***与纠错码相结合译码,因此需要OvTDM译码的输出结果为软值,常用的译码算法有BCJR算法、long-MAP算法等。上述的纠错码译码算法可以是前向纠错码FEC(Forward Error Correction)译码算法,FEC是增加数据通讯可信度的方法,利用数据进行传输冗余信息的方法,当传输中出现错误,将允许接收器再建数据。常用的FEC译码方法有很多,包括软入软出的TPC和LDPC等方法,本发明实施例中以TPC码为例进行说明,可以先对接收数据进行行译码,再进行列译码,彼此交换各自的软信息。
通过本发明上述实施例,接收发送端输出的编码信息,根据重叠复用译码算法,对编码信息进行译码,得到第一译码结果,根据纠错码译码算法,对第一译码结果进行纠错处理,得到第二译码结果,输出第二译码结果。容易注意到的是,由于接收端将重叠复用译码和纠错码译码相结合,提高了信息流的纠错能力和可靠性,降低***误码率,在高谱效率时较低的信噪比就可达到较低的误码率,并且可以引入两路传输数据来进一步提升重叠复用***的可靠性,从而解决了现有技术中的重叠复用***的纠错能力差,导致重叠复用***可靠性低的技术问题。
可选地,在本发明上述实施例中,接收端还用于判断第二译码结果是否满足预设条件,如果第二译码结果满足预设条件,则输出第二译码结果,如果第二译码结果不满足预设条件,则根据第二译码结果,得到反馈信息,根据重叠复用译码算法,对编码信息和反馈信息进行译码,得到第三译码结果,根据纠错码译码算法,对第三译码结果进行纠错处理,得到第四译码结果,并将第四译码结果作为第二译码结果,并返回执行判断第二译码结果是否满足预设条件的步骤。
可选地,在本发明上述实施例中,接收端还用于获取当前迭代次数,判断当前迭代次数是否超过预设迭代次数,如果当前迭代次数超过预设迭代次数,则确定第二译码结果满足预设条件,如果当前迭代次数小于预设迭代次数,则确定第二译码结果不满足预设条件。
可选地,在本发明上述实施例中,接收端还用于将第二译码结果作为反馈信息。
可选地,在本发明上述实施例中,接收端还用于根据第一重叠复用译码算法,对第一编码信息进行译码,得到第五译码结果,根据第一纠错码译码算法,对第五译码结果进行纠错处理,得到第六译码结果,根据第一交织算法,对第六译码结果进行交织处理,得到第一交织结果,并根据第二重叠复用译码算法,对第二编码信息和第一交织结果进行译码,得到第一译码结果。
可选地,在本发明上述实施例中,接收端还用于根据第二纠错码译码算法,对第一译码结果进行纠错处理,得到第二译码结果。
可选地,在本发明上述实施例中,接收端还用于根据第一解交织算法,对第二译码结果进行解交织处理,得到反馈信息,其中,第一解交织算法为第一交织算法的逆算法。
可选地,在本发明上述实施例中,接收端还用于根据第三重叠复用译码算法,对第一编码信息进行译码,得到第七译码结果,根据纠错码译码算法,对第七译码结果进行纠错处理,得到第八译码结果,根据第二交织算法,对第八译码结果进行交织处理,得到第二交织结果,根据第四重叠复用译码算法,对第二编码信息和第二交织结果进行译码,得到第九译码结果,根据第二解交织算法,对第九译码结果进行解交织处理,得到第一译码结果,其中,第二解交织算法为第二交织算法的逆算法。
可选地,在本发明上述实施例中,接收端还用于对编码信息进行预处理,得到处理后的编码信息。
需要说明的是,本实施例中的优选实施方式可以参见实施例1中的相关描述,此处不再赘述。
实施例4
根据本发明实施例,提供了一种存储介质,存储介质包括存储的程序,其中,在程序运行时控制存储介质所在设备执行上述实施例1中任意一项的重叠复用***的处理方法。
通过本发明上述实施例,接收发送端输出的编码信息,根据重叠复用译码算法,对编码信息进行译码,得到第一译码结果,根据纠错码译码算法,对第一译码结果进行纠错处理,得到第二译码结果,输出第二译码结果。容易注意到的是,由于接收端将重叠复用译码和纠错码译码相结合,提高了信息流的纠错能力和可靠性,降低***误码率,在高谱效率时较低的信噪比就可达到较低的误码率,并且可以引入两路传输数据来进一步提升重叠复用***的可靠性,从而解决了现有技术中的重叠复用***的纠错能力差,导致重叠复用***可靠性低的技术问题。
实施例5
根据本发明实施例,提供了一种处理器,其特征在于,所述处理器用于运行程序,其中,所述程序运行时执行实施例1中任意一项所述的重叠复用***的处理方法。
通过本发明上述实施例,接收发送端输出的编码信息,根据重叠复用译码算法,对编码信息进行译码,得到第一译码结果,根据纠错码译码算法,对第一译码结果进行纠错处理,得到第二译码结果,输出第二译码结果。容易注意到的是,由于接收端将重叠复用译码和纠错码译码相结合,提高了信息流的纠错能力和可靠性,降低***误码率,在高谱效率时较低的信噪比就可达到较低的误码率,并且可以引入两路传输数据来进一步提升重叠复用***的可靠性,从而解决了现有技术中的重叠复用***的纠错能力差,导致重叠复用***可靠性低的技术问题。
实施例6
根据本发明实施例,提供了一种终端,包括:接收装置,用于接收发送端输出的编码信息,其中,编码信息为对输入信息进行纠错码编码和重叠复用编码所得到的信息;存储介质,用于存储程序,其中,程序在运行时对于从接收装置输出的数据执行如下处理步骤:根据重叠复用译码算法,对编码信息进行译码,得到第一译码结果,根据纠错码译码算法,对第一译码结果进行纠错处理,得到第二译码结果,并输出第二译码结果。
具体地,上述的终端可以是接收端。
通过本发明上述实施例,接收发送端输出的编码信息,根据重叠复用译码算法,对编码信息进行译码,得到第一译码结果,根据纠错码译码算法,对第一译码结果进行纠错处理,得到第二译码结果,输出第二译码结果。容易注意到的是,由于接收端将重叠复用译码和纠错码译码相结合,提高了信息流的纠错能力和可靠性,降低***误码率,在高谱效率时较低的信噪比就可达到较低的误码率,并且可以引入两路传输数据来进一步提升重叠复用***的可靠性,从而解决了现有技术中的重叠复用***的纠错能力差,导致重叠复用***可靠性低的技术问题。
实施例7
根据本发明实施例,提供了一种终端,包括:接收装置,用于接收发送端输出的编码信息,其中,编码信息为对输入信息进行纠错码编码和重叠复用编码所得到的信息;处理器,处理器运行程序,其中,程序运行时对于从接收装置输出的数据执行如下处理步骤:根据重叠复用译码算法,对编码信息进行译码,得到第一译码结果,根据纠错码译码算法,对第一译码结果进行纠错处理,得到第二译码结果,并输出第二译码结果。
具体地,上述的终端可以是接收端。
通过本发明上述实施例,接收发送端输出的编码信息,根据重叠复用译码算法,对编码信息进行译码,得到第一译码结果,根据纠错码译码算法,对第一译码结果进行纠错处理,得到第二译码结果,输出第二译码结果。容易注意到的是,由于接收端将重叠复用译码和纠错码译码相结合,提高了信息流的纠错能力和可靠性,降低***误码率,在高谱效率时较低的信噪比就可达到较低的误码率,并且可以引入两路传输数据来进一步提升重叠复用***的可靠性,从而解决了现有技术中的重叠复用***的纠错能力差,导致重叠复用***可靠性低的技术问题。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的技术内容,可通过其它的方式实现。其中,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如所述单元的划分,可以为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,单元或模块的间接耦合或通信连接,可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。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。
所述集成的单元如果以软件功能单元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全部或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(可为个人计算机、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、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。