发明内容
本发明的目的在于,提供一种产生交织器/解交织器的方法及其应用,本发明大大简化了交织器/解交织器的设计过程,在节约交织信息、解交织信息占用存储空间的同时,有效解决了交织、解交织过程中的时延问题。
为达到上述目的,本发明提供的一种产生交织器/解交织器的方法,包括:
a、设置基交织器的交织信息;
b、通过对所述设置的交织信息进行循环移位,产生多个不同的交织器;
c、设置基解交织器的解交织信息;
d、通过对所述设置的解交织信息进行与交织信息循环移位相对应的循环移位,产生多个不同的解交织器。
所述步骤b和步骤d中的循环移位包括:对基交织矩阵/基解交织矩阵的行循环移位、和/或列循环移位;或者所述循环移位包括:对基交织向量/基解交织向量的取模操作。
设定基交织矩阵的大小为L×L;
所述步骤b中对基交织矩阵进行列循环移位,即对基交织向量进行取模操作产生的第k个交织器为:πk=(π(i)+ak)%L;
其中:i=0,1,…,L-1,ak为不小于0的任意数、且不同交织器的ak针对于L取模后的结果不同。
设定基解交织矩阵的大小为L×L;
所述步骤d中对基解交织矩阵进行行循环移位,即对基解交织向量进行取模操作产生的第k个解交织器为:
i=0,1,…L-1;
其中:ak为不小于0的任意数、且不同解交织器的ak针对于L取模后的结果不同。
其中,L为交织矩阵的大小,K为用户数量。
本发明提供一种产生交织器/解交织器的系统,包括:发送端设备和接收端设备,所述发送端设备中设置有产生交织器装置,所述接收端设备中设置有产生解交织器装置,或者接收端设备中设置有产生解交织器装置和产生交织器装置;
所述产生交织器装置包括:第一存储模块和产生交织器模块;
第一存储模块:用于存储基交织器的交织信息;
产生交织器模块:用于从第一存储模块中获取基交织器的交织信息,并对该交织信息进行循环移位,产生多个不同的交织器;
所述产生解交织器装置包括:第二存储模块和产生解交织器模块;
第二存储模块:用于存储基解交织器的解交织信息;
产生解交织器模块:用于从第二存储模块中获取基解交织器的解交织信息,并对该解交织信息进行循环移位,产生多个不同的解交织器。
本发明提供一种IDMA系统中实现交织、解交织的方法,包括:
A、设置基交织器的交织信息;
B、通过对所述设置的基交织器的交织信息进行循环移位,为各用户产生交织器,且不同用户的交织器不同;
C、将各用户的需要进行交织的数据帧输入对应的交织器,实现交织;
D、设置基解交织器的解交织信息;
E、通过对所述设置的基解交织器的解交织信息进行循环移位,为各用户产生解交织器,且不同用户的解交织器不同;
F、将交织后的数据帧输入对应的解交织器,实现解交织。
本发明还提供一种IDMA系统,包括:发送端设备和接收端设备,所述发送端设备中设置有产生交织器装置和交织模块,所述接收端设备中设置有产生解交织器装置和解交织模块,或者所述接收端设备中设置有产生交织器装置、交织模块、产生解交织器装置和解交织模块;
所述产生交织器装置包括:第一存储模块、产生交织器模块和交织模块;
第一存储模块:用于存储基交织器的交织信息;
产生交织器模块:用于从第一存储模块中获取基交织器的交织信息,并对该交织信息进行循环移位为各用户产生交织器,且不同用户的交织器不同;
交织模块:用于将各用户的需要进行交织的数据帧输入产生交织器模块产生的相应的交织器,实现交织;
所述产生解交织器装置包括:第二存储模块、产生解交织器模块和解交织模块;
第二存储模块:用于存储基解交织器的解交织信息;
产生解交织器模块:用于从第二存储模块获取基解交织器的解交织信息,并对该解交织信息进行循环移位为各用户产生解交织器,且不同用户的解交织器不同;
解交织模块:用于将接收端接收的交织后的数据帧输入对应的解交织器,实现解交织。
本发明提供的一种IDMA系统中实现交织、解交织的方法,包括:
设置基交织器的交织信息;
将各用户的需要进行交织的数据帧进行循环移位后,与所述交织信息实现交织;
设置基解交织器的解交织信息;
根据解交织信息为交织后的数据帧进行解交织,然后,再将解交织后的数据帧进行循环移位,实现解交织;
其中,不同用户对应不同的循环移位。
本发明还提供一种IDMA系统,包括:发送端设备和接收端设备,所述发送端设备中设置有基交织器和第一移位模块,所述接收端设备中设置有基解交织器和第二移位模块,或者所述接收端设备中设置有基交织器、第一移位模块、基解交织器和第二移位模块;
第一移位模块将各用户的需要进行交织的数据帧循环移位后输入基交织器,由基交织器对输入的数据帧进行交织处理,并输出交织后的数据帧;
基解交织器对接收端接收到的交织后的数据帧进行解交织处理,并将解交织后的数据帧传输至第二移位模块,由第二移位模块对其接收的数据帧进行循环移位处理,并输出;
其中,各用户对应不同的循环移位。
通过上述技术方案的描述可知,本发明利用基交织器和基解交织器,通过对基交织器、基解交织器分别进行简单的循环移位变换,为系统产生其他交织器、解交织器。由于本发明仅需要基交织器和基解交织器,所以,系统中只需要存储基交织器的交织信息和基解交织器的解交织信息即可,相对于现有技术的方案一而言,节省了大量的内存资源,由于本发明为系统产生交织器、解交织器的方法非常简单。相对于现有技术的方案二而言,降低了系统的复杂性,避免了交织和解交织过程中的时延。当无线通信系统采用本发明设计的交织器、解交织器进行交织、解交织处理时,误码率等系统性能能够达到现有技术方案中的系统性能。本发明不但可以采用对基交织器、基解交织器进行循环移位的方法来实现交织、解交织处理,还可以通过对输入基交织器的数据帧进行循环移位、并利用基交织器来实现交织,并通过对基解交织器输出的数据帧进行循环移位来实现解交织,实现过程灵活。本发明提供的技术方案可以适用于IDMA等多种需要进行交织、解交织处理的无线通信系统中;从而通过本发明提供的技术方案实现了在节约系统资源的同时,避免交织、解交织时延的目的。
具体实施方式
在目前IDMA系统的交织器设计方案中,如果为每一个用户设计一个交织器和解交织器,则需要存储所有用户的交织器的交织信息和解交织器的解交织信息,这些大量的交织信息和解交织信息占据了大量的存储空间;如果采用串联不同个数的相同形式的交织器来解决存储空间的问题,则交织和解交织的过程比较复杂、计算量比较大、交织和解交织过程的时延问题严重。本发明的目的就是要提供一种新颖、简单、易实现的交织器和解交织器的设计方法,以解决现有技术中存在的上述各个问题。
本发明首先需要一个交织器,这个交织器可以称之为基交织器。无线通信系统中的其他交织器都是由这个基交织器而产生的,如IDMA系统中所有用户的交织器都是基于这个基交织器而产生的,也就是说,本发明通过对基交织器进行循环移位,能够使无线通信系统中的各交织器不同,如使IDMA系统中的各用户的交织器不同,从而达到区分不同用户的目的。
与上述基交织器相对应的解交织器可以称之为基解交织器.元线通信系统中的其他解交织器都是由这个基解交织器而产生的,也就是说,本发明通过对基解交织器进行循环移位,能够使无线通信系统中的各解交织器不同,如IDMA系统中所有用户的解交织器都是基于这个基解交织器经过简单的循环移位变换而产生的,本发明通过对基解交织器的解交织信息进行循环移位,能够使IDMA系统中的各用户的解交织器不同.
由于本发明只需要预先设置基交织器和基解交织器,所以,在无线通信系统中如在IDMA系统中,只需要存储基交织器的交织信息和基解交织器的解交织信息即可。这里的基交织器的交织信息一般为:基交织器的向量π,也可以为:基交织器的矩阵。基交织器的矩阵占用的存储空间比基交织器的向量π占用的空间大。相应的,基解交织器的解交织信息一般为:基解交织器的向量π-1,也可以为:基解交织器的矩阵。同样,基解交织器的矩阵占用的存储空间比基解交织器的向量π-1占用的空间大。
由于基交织器和基解交织器之间存在一定的关系,一旦知道其中的一个,另一个就可以很容易的得到,所以,在接收端也可以仅存储基交织器的交织信息,或者仅存储基解交织器的解交织信息。在具体应用过程中,接收端可以根据其存储的基交织器的交织信息推导出基解交织器的解交织信息,或者接收端根据其存储的基解交织器的解交织信息推导出基交织器的交织信息。
从上面的描述可以看出,本发明根据基交织器产生各交织器的方法以及产生过程都十分简单。在IDMA系统中,也就是产生各用户的交织器的方法以及产生过程都十分简单,所以,IDMA系统中的发送端在根据各用户的交织器对用户的数据帧如扩频后的码片进行交织时,避免了现有技术二在交织过程中产生时延的现象,而且,IDMA系统中只需要存储基交织器的交织信息和基解交织器的解交织信息,节约了系统中大量的存储空间。
为了充分说明本发明提供的技术方案,下面对目前的交织和解交织的过程进行简单介绍。
交织器和解交织器的工作原理如附图5所示。
在图5中,v为交织前的数据帧,x为交织后的数据帧,设定码片长度均为L。其中:v=(v0,v1,…,vL-1),x=(x0,x1,…,xL-1),v和x均为定义的行向量。
设定交织器用π来表示,解交织器用π-1来表示,交织器的大小为整数L。这里,用π(0),π(1),…π(L-1)来表示交织器π的交织信息,π为定义的行向量。
令xi=vπ(i),则图5的(a)中,π(i)=j,(i=0,1,…L-1;j=0,1,…L-1)。xi=vπ(i)表示交织前的数据帧vj经过交织后变为数据帧xi。
同样,用π
-1(0),π
-1(1),…π
-1(L-1)来表示解交织器π
-1的解交织信息。令
则图5的(b)中,π
-1(j)=i,(i=0,1,…L-1;j=0,1,…L-1),
表示经过交织后的数据帧x
i经过解交织后恢复为v
j。
v和x的关系可以通过交织矩阵P或解交织矩阵P-1来表示。P和P-1均是形式为L×L的(0,1)矩阵,在此矩阵中,每行和每列均只含有一个“1”,其余位置为“0”,因此,只需要确定P和P-1矩阵中“1”的位置,就可以得到矩阵P和P-1。
通过交织器的向量π确定交织矩阵P的方法为:
设定交织器已知,且交织器的形式为:π(i)=j,(i=0,1,…L-1;j=0,1,…L-1),则可以知道,P的第i+1行中的第j+1个元素为“1”,逐次写出每行“1”的位置,就可以得到交织矩阵P。
通过解交织器的向量π-1确定解交织矩阵P-1的方法为:
设定解交织器已知,其形式为π-1(j)=i,(i=0,1,…L-1;j=0,1,…L-1),则可以知道,解交织矩阵P-1中第j+1行中第i+1个元素为“1”,逐次写出每行“1”的位置,就可以得到解交织矩阵P-1。
反之,如果交织矩阵P和解交织矩阵P-1已知,也可以反推出交织器π和解交织器π-1。
数据帧进行交织的过程可以表示为:xT=PvT (1)
数据帧进行解交织的过程可以表示为:vT=P-1xT (2)
在本发明的下述描述中,如果不作特别说明,则所有的上标T均表示转置操作,所有的上标“-1”均表示求逆操作。
通过证明可以知道,交织矩阵P具有如下性质:
P-1=PT (3)
PPT=PTP=I
根据交织矩阵P的性质,对公式(1)和公式(2)进行处理,可以得到交织和解交织处理的另一种数学表达方式,具体如下面的公式(4)、公式(5)所示。
x=(xT)T=(PvT)T=vPT=vP-1 (4)
v=(vT)T=(PTxT)T=xP (5)
从公式(4)、公式(5)中可以看出,交织过程可以由解交织矩阵来表示;而解交织过程可以由交织矩阵来表示。
为了便于理解上面的描述,下面给出一个具体的实例。
设定交织器π的长度L为5,交织前后的数据帧的对应关系如附图6所示。
在图6中,交织前的数据帧v经过交织器交织后,其前后顺序被打乱,成为数据帧x;相反地,数据帧x经过解交织器后可以恢复为交织前的数据帧v。
在实际的具体实现上,可以将交织器以及解交织器相应的交织关系存储起来。对于交织器而言,可以存储π(0),π(1),…π(L-1),对于解交织器而言,可以存储π-1(0),π-1(1),…π-1(L-1)。
因此,对于交织器而言,从图6中可以明显的获得公式(6)所示的关系。
x0=vπ(0)
x1=vπ(1)
x2=vπ(2) (6a)
x3=vπ(3)
x4=vπ(4)
π(0)=3
π(1)=2
其中,π(2)=0 (6b)
π(3)=4
π(4)=1
同样,对于解交织器而言,从图6中可以明显的获得公式(7)所示的关系。
π-1(0)=2
π-1(1)=4
其中,π-1(2)=1 (7b)
π-1(3)=0
π-1(4)=3
根据P和P-1与交织器π和解交织器π-1的对应关系,可以将公式(6)、公式(7)用交织矩阵P和解交织矩阵P-1表示出来。具体形式如下:
根据公式(1),交织过程可以通过交织矩阵来实现,如公式(8)所示。
根据公式(4),交织过程也可以通过解交织矩阵来实现,本领域的普通技术人员可以非常轻易的推导出来,在本具体实施方式中不再给出具体的公式。
同样,根据公式(2),解交织的过程可以通过解交织矩阵来实现,如公式(9)所示。
同样,根据公式(5),解交织过程也可以通过交织矩阵来实现,本领域的普通技术人员可以非常轻易的推导出来,本具体实施方式中不再给出具体公式。
在简单介绍了交织和解交织的过程后,下面对本发明提供的技术方案进行详细描述,在描述过程中,需要用到上面描述中列出的公式。
在本发明中,根据基交织器的交织信息,采用循环移位变换的方法可以得到IDMA系统中所有用户的交织器,根据基解交织器的解交织信息,采用循环移位变换的方法可以得到所有用户的解交织器。
在描述本发明的实现过程之前,设定基交织器的形式已知,即用π来表示基交织器.关于基交织器的产生方式,目前有多种方法可以实现,具体的基交织器的设计方法在这里不做讨论.
由于在IDMA系统中是通过交织器来区分不同用户的,所以,在本发明中,可以采用对基交织器π进行取模操作的方法,来得到不同用户的交织器;即可以采用对基交织器的矩阵进行循环移位的变换方法来得到不同用户的交织器矩阵。这里,对基交织矩阵的循环移位可以为行移位,也可以为列移位,还可以同时是行移位和列移位;也就是说,本发明在根据基交织器的交织信息产生不同用户的交织器时,可以对所有的用户均采用行移位的方式来产生不同用户的交织器矩阵,也可以对所有的用户均采用列移位的方式来产生不同用户的交织器矩阵,还可以对所有的用户同时采用行移位和列移位的方式来产生不同用户的交织器矩阵,还有,本发明可以对部分用户采用行移位、对部分用户采用列移位等方式来产生不同用户的交织器矩阵。当然,现有技术中对矩阵进行移位的方法非常多,本发明完全可以采用现有技术中的任意一种矩阵的移位方式来对交织器矩阵进行移位处理,在此不再一一列举。
对交织矩阵、解交织矩阵的行循环移位、和/或列循环移位的方法与对基交织向量、基解交织向量进行取模操作是等价的,也就是说,对基交织向量、基解交织向量进行取模操作在本质上也是一种循环移位。在下面实施例的描述中,通过具体的例子充分说明了采用两种不同的方式能够获得相同的结果,从而说明对基交织向量、基解交织向量进行取模操作在本质上是一种循环移位。
下面以对基交织矩阵进行列循环移位为例,对上述循环移位的方法进行说明。为了使得本发明设计的交织器能够将不同的用户区分开来,在对系统中的所有用户均采用行移位、或者均采用列移位时,基交织器针对不同用户进行循环移位的位数必须是不同的。
设定针对第k个用户,基交织矩阵循环移位的位数用整数ak来表示。IDMA系统中第k个用户对应的循环移位位数ak值可以通过多种方式来确定,如ak为不小于0的任意数、且不同交织器的ak针对于L取模后的结果不同即可,再如可以采用最简单、最易想到的平均分配方案,即对交织器的长度按用户数进行平均分配的方式来获得不同用户的循环移位位数,具体如公式(10)所示。
其中,L为基交织器的长度,K为用户数。
在确定系统中第k个用户对应的循环移位位数ak值时,无论采用何种方法,只要保证不同用户对应的循环移位位数不同即可。
这里,第k个用户的交织器和解交织器分别用πk和πk -1来表示。用πk(0),πk(1),…πk(L-1)来表示第k个用户的交织器πk的交织形式,用πk -1(0),πk -1(1),…πk -1(L-1)来表示第k个用户的解交织器πk -1的解交织形式。
上述基交织矩阵循环移位变换如附图7所示。
图7中,左边的方框表示基交织矩阵P,其大小为L×L,左边方框的阴影部分表示矩阵的后ak列。如果循环移位的位数ak已确定,那么,需要将基交织矩阵的后ak列移到这个矩阵的前面变为这个矩阵的前ak列,如图7中右边的方框所示.从而,得到了第k个用户交织器对应的交织矩阵Pk。在Pk得到后,就可以很容易地得到第k个用户的交织器形式。
从图7中可明显看出,本发明通过对基交织矩阵进行循环移位ak位,实现了由基交织器得到第k个用户的交织器。
当使用向量π来描述基交织器时,本发明对基交织器的交织信息进行循环移位的变换方式可以表示为:
设定本发明需要通过对基交织矩阵进行列循环移位的变换方式来得到IDMA系统中第k个用户的交织器,具体过程如下。
第k个用户的交织器可以由基交织矩阵通过循环移位ak位获得,对基交织向量进行取模操作也可以获得第k个用户的交织器,具体的移位方法如公式(11)所示。
πk(i)=(π(i)+ak)%L,i=0,1,…,L-1 (11)
其中,%表示取模操作。如果不作特别说明,在本发明的所有公式中出现的%均表示取模操作。在公式(11)中,ak为不小于0的任意数、且不同交织器的ak针对于L取模后的结果不同。
相应地,第k个用户的解交织器也可以通过公式(12)来得到。
i=0,1,…L-1 (12)
其中:ak为不小于0的任意数、且不同解交织器的ak针对于L取模后的结果不同。
由于基交织矩阵与基解交织矩阵存在转置的关系,所以,本发明对基交织器交织矩阵进行行循环移位的变换方式可以通过对公式(11)和公式(12)进行简单的推导而获得,通过基交织矩阵、基解交织矩阵的行循环移位来产生各用户交织器、解交织器的具体过程在此不再详细描述。
为了更清楚地说明本发明设计各用户的交织器的过程和步骤,下面给出具体的设计实例。
设定基交织器和其对应的基解交织器的形式如公式(6)和公式(7)所示,且第k个用户循环移位的位数ak=1。
为了对基交织矩阵循环移位的过程有一个形象的认识,下面通过对基交织矩阵进行移位变换来得到第k个用户的交织器和解交织器的过程进行说明。
针对第k个用户,对基交织矩阵的移位变换如下述所示。
上述左侧的矩阵为基交织矩阵,将基交织矩阵的最后一列前移至第1列,完成了对基交织矩阵循环移位1位的操作,循环移位后变换为上述右侧的矩阵。右侧的矩阵即为第k个用户的交织器的交织矩阵。
根据公式(1)可以得到交织器k的交织过程为公式(13)所示:
根据交织矩阵和π(0),π(1),…π(L-1)的对应关系,可以很容易地从上述变换后的交织矩阵Pk得到第k个用户的交织器,第k个用户的交织器的形式为:{πk(0)=4,πk(1)=3,πk(2)=1,πk(3)=0,πk(4)=2}。
将交织矩阵Pk进行转置操作可以得到解交织矩阵Pk -1。
同样地,根据解交织矩阵和π-1(0),π-1(1),…π-1(L-1)的对应关系,也可以很容易得到第k个用户的解交织器,第k个用户的解交织器的形式为:
本发明可以根据公式(11)得到第k个用户的交织器如下面公式(15)所示:
πk(0)=(π(0)+1)%5=(3+1)%5=4
πk(1)=(π(1)+1)%5=(2+1)%5=3
πk(2)=(π(2)+1)%5=(0+1)%5=1 (15)
πk(3)=(π(3)+1)%5=(4+1)%5=0
πk(4)=(π(4)+1)%5=(1+1)%5=2
将公式(15)和公式(13)进行比较可以知道,本发明通过基交织矩阵的循环移位操作获得的第k个用户的交织器、与通过基交织向量的取模操作获得的第k个用户的交织器相同,进一步说明,对基交织向量的取模操作在本质上是一种循环移位。
本发明可以根据公式(12)得到第k个用户的解交织器如公式(16)所示:
将公式(16)和上述通过基解交织矩阵进行循环移位操作得到的解交织器进行比较可以知道,本发明通过基解交织矩阵的循环移位操作获得的第k个用户的解交织器,与通过基解交织向量的取模操作获得的第k个用户的解交织器相同,进一步说明,对基解交织向量的取模操作在本质上是一种循环移位。
利用上述描述中的方法,针对不同的用户对基交织矩阵进行不同位数的循环移位变换,就可以得到系统中每个用户分别对应的交织器;同样的道理,针对不同的用户对基解交织矩阵进行不同位数的循环移位变换,就可以得到系统中每个用户分别对应的解交织器.
在上述实现方式中,第k个用户需要进行交织的数据帧是通过交织器k后,实现交织的,而交织器k是对基交织器的交织信息进行循环移位得到的;第k个用户需要进行解交织的数据帧是通过解交织器k后,实现解交织的,而解交织器k是对基解交织器的解交织信息进行循环移位得到的。本发明还提供一种更简单、更新颖的方式来实现交织、解交织,具体如附图8所示。
在图8(a)中,发送端首先对需要进行交织的数据帧如扩频后的码片进行循环移位ak,然后,再将循环移位后的码片通过基交织器后,实现交织。
不论是对基交织器进行循环移位,还是对需要输入基交织器的数据帧进行循环移位,其获得的结果都是相同的,这两种实现方式是等价的。
在后一种实现方式中,不需要对基交织器进行任何处理,只需要对输入基交织器的数据帧进行循环移位,后一种实现方式不仅实现过程十分简单,而且,大大地降低了系统实现交织的复杂度。
在后一种实现方式中,为了能够利用交织器来区分不同的用户,在对不同用户的输入基交织器的数据帧进行循环移位时,循环移位的位数a
k必须是不同的,a
k为不小于0的任意数、且不同交织器对应的a
k针对于L取模后的结果不同,如第k个用户的a
k可以为:
其中,L为基交织器的大小,K为用户数量。
相对于上述对输入基交织器的数据帧进行循环移位而进行交织的方法,本发明接收端的解交织过程如附图8(b)所示。
在图8(b)中,X
k为交织后的第k个用户的数据帧,V
k为解交织后的第k个用户的数据帧,且L与上面描述的内容一样,表示基解交织器的大小。首先,接收端将其接收到的交织后的数据帧X
k经过基解交织器,然后,再将通过基解交织器后的数据帧进行循环移位L-a
k位,实现解交织,其中,a
k为不小于0的任意数、且不同解交织器对应的a
k针对于L取模后的结果不同,如第k个用户的a
k可以为:
其中,L为基解交织器的大小,K为用户数量。
下面给出一个具体的设计实例。
与上述通过基交织器的交织信息进行循环移位的方法一样,设定将第k个用户的需要输入基交织器的数据帧循环移位1位。于是,第k个用户的扩频后的码片vk=[vk,0,vk,1,vk,2,vk,3,vk,4}循环移位1位后,变为vk′={vk,1,vk,2,vk,3,vk,4,vk,0}。
循环移位后的数据帧经过基交织器后,变为
对照公式(15),可以发现,发送端采用两种不同的方法得出的交织后的结果是一致的.
同样的道理,接收端采用两种不同的方法得出的解交织后的结果也是一样的,在此不再详细描述。
当本发明提供的交织、解交织方法应用于IDMA系统时,发射装置即发送端可以如附图9所示。图9中的发射装置与图2中的发射装置基本相同,只是图2中的交织器被替换成本发明的基交织器,数据帧需要在循环移位后输入基交织器。当然,图9中的发射装置只是一个具体的应用实例,IDMA系统中的接收装置也可以不采用图9所示的发射装置,只要是发射装置中采用了本发明的基交织器的产生方法,或者是采用了本发明的输入基交织器的数据帧进行循环移位的方法,均属于本发明的保护范围。而且,发射装置也可以不仅仅应用在IDMA系统中。
当本发明提供的交织、解交织方法应用于IDMA系统时,接收装置可以如附图10所示。图10中的接收装置与图3中的接收装置基本相同,只是图3中的交织器、解交织器被替换成本发明的基交织器和基解交织器的方案,数据帧需要在循环移位后输入基交织器,基解交织器输出的数据帧需要进行循环移位。当然,图10中的接收装置只是一个具体的应用实例,IDMA系统中的接收装置也可以不采用图10所示的接收装置,只要是接收装置中采用了本发明的基交织器、基解交织器的产生方法,或者是采用了本发明的输入基交织器的数据帧进行循环移位的方法、基解交织器输出的数据帧进行循环移位的方法均属于本发明的保护范围。而且,接收装置也可以不仅仅应用在IDMA系统中。
本发明应用在IDMA无线通信系统中的方式有多种,如可以将处在一个基站控制器管辖内的基站进行分组,将一个或几个基站分为一组,为每组设计一个基交织器、基解交织器,而且,不同组的基交织器应该是不同的,每组内基站中的所有用户的交织器和解交织器都由这个基交织器进行移位变换而产生。当然,对基站的分组方法并不限于上面提到的这种方式,如也可以将几个基站控制器定义为一组,为这样的一组设计一个基交织器、基解交织器;再如也可以将一个移动交换中心管辖的所有基站定义为一组,为这样的一组设计一个基交织器、基解交织器;还有,也可以在一个基站内设计多个基交织器,基站内不同用户的交织器、基解交织器可以由系统指定的基交织器、基解交织器通过循环移位来产生。当然,本发明不仅适用于上述情况,只要是通过一个交织器的交织信息进行移位而产生其他用户的交织器的情况均属于本发明要求保护的范围。
本发明提供的无线通信系统,包括:发送端设备和接收端设备,发送端设备中设置有产生交织器装置,接收端设备中设置有产生解交织器装置,当接收端同时需要交织器和解交织器时,接收端设备中设置有产生交织器装置和产生解交织器装置。产生交织器装置由第一存储模块和产生交织器模块组成,产生解交织器装置由第二存储模块和产生解交织器模块组成。
第一存储模块主要用于:存储基交织器的交织信息。这里的交织信息可以为基交织器的向量π,也可以为:基交织器的矩阵。具体如上述方法的描述。
产生交织器模块主要用于:从第一存储模块中获取基交织器的交织信息,并对该交织信息进行循环移位,产生发送端/接收端需要的各交织器,且产生的各交织器不同。这里的循环移位可以为:对基交织矩阵的行移位、和/或列移位等。产生交织器模块在进行交织信息的循环移位处理时,可以采用上述方法中描述的公式,在此不再详细描述。
第二存储模块主要用于:存储基解交织器的解交织信息。同样,这里基解交织器的解交织信息可以为向量π-1的形式,也可以为矩阵的形式。在实际应用中,以向量的形式来存储交织信息、解交织信息,占用的存储空间较小。由于交织器和解交织器之间存在一定的关系,所以,第二存储模块中也可以存储基交织器的交织信息,产生解交织器模块可以由基交织器的交织信息推导出其需要使用的基解交织器的解交织信息,具体如上述方法中的描述。
产生解交织器模块主要用于:从第二存储模块中获取基解交织器的解交织信息,并对该解交织信息进行循环移位,产生接收端需要的各解交织器,且产生的各解交织器不同。这里的循环移位可以为:对基解交织矩阵的行移位、和/或列移位等。产生解交织器模块在进行解交织信息的循环移位处理时,可以采用上述方法中描述的公式,在此不再详细描述。具体过程如上述方法中的描述。
当上述系统为IDMA系统、且IDMA系统需要进行交织处理和解交织处理时,发送端设备中除了设置有产生交织器装置之外,还设置有交织模块,接收端设备中除了设置有产生解交织器装置之外,还设置有解交织模块。当接收端设备需要进行交织过程时,接收端设备中设置有产生交织器装置、交织模块、产生解交织器装置和解交织模块。
产生交织器装置由第一存储模块和产生交织器模块组成,第一存储模块和产生交织器模块如上述实施例中的描述,只是产生交织器模块产生的各交织器是为了区分不同用户的,在此不再详细说明。
发送端/接收端设备中的交织模块主要用于:将各用户需要进行交织的数据帧输入相应的交织器,这里的交织器由产生交织器模块产生,如交织模块将各用户对应的扩频后的码片输入产生交织器模块产生的相应的交织器,实现交织。具体如上述方法中的描述。
产生解交织器装置由第二存储模块和产生解交织器模块组成,第二存储模块和产生解交织器模块如上述实施例中的描述,只是产生解交织器模块产生的各解交织器是为了区分不同用户的,在此不再详细说明。
解交织模块主要用于:将接收端接收的交织后的数据帧输入对应的解交织器,实现解交织。具体如上述方法中的描述。
本发明还提供一种IDMA系统,包括:发送端设备和接收端设备,发送端设备中设置有基交织器和第一移位模块,接收端设备中设置有基解交织器和第二移位模块。当接收端设备需要进行交织过程时,接收端设备中设置有基交织器、第一移位模块、基解交织器和第二移位模块。该系统中仍然仅需要存储一个基交织器的交织信息和一个基解交织器的解交织信息。
第一移位模块将各用户的需要进行交织的数据帧循环移位后输入基交织器,由基交织器对输入的数据帧进行交织处理,并输出交织后的数据帧。第一移位模块对不同的用户的数据帧进行循环移位的位数不同。比较如下两个结果:各用户的移位后的数据帧输入基交织器,进行交织处理后的结果,以及对基交织器的交织信息进行循环移位产生各用户的交织器,然后,将各用户的数据帧输入对应的交织器,进行交织处理后的结果,其效果是相同的,具体如上述方法中的描述。
基解交织器对接收端接收到的交织后的数据帧进行解交织处理,并将解交织后的数据帧传输至第二移位模块,由第二移位模块对其接收的数据帧进行循环移位处理,并输出.第二移位模块对不同的用户的解交织后的数据帧进行循环移位的位数不同.比较如下两个结果:各用户的输入基解交织器解交织后的数据帧进行循环移位的结果,与对基解交织器的解交织信息进行循环移位产生各用户的解交织器,然后将各用户的数据帧输入对应的解交织器,进行解交织的结果,其效果是相同的,具体如上述方法中的描述.
在上述实施例中,是以IDMA系统为例进行描述的,其实,本发明的产生交织器、解交织器的方法和交织和解交织的方法还可以用于其他需要多个交织器和多个解交织器的系统中,如TCMA(Trellis-code multiple-access,网格码多址)等。关于TCMA的原理详见FredrikTor M.Aulin和Lars K.Rasmussen,在2002年9月在“IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS,VOL.50,NO.9,SEPTEMBER 2002”中写的“Iterative Detectors for Trellis-CodeMultiple-Access”这篇文章中。
通过上述实施例的描述可以看出,本发明为各用户设计交织器的方法比较简单,即只需要一个基交织器,其他用户的交织器可以由这个基交织器通过简单的循环移位变换得到,由于本发明是对基交织器和基解交织器进行循环移位来得到其他的交织器和解交织器的,所以,系统中只需要存储基交织器的交织信息和基解交织器的解交织信息即可,从而避免了现有技术一中占用大量存储空间的问题,节省了大量的系统内存;由于本发明产生交织器、解交织器的方法简单,从而避免了现有技术二中交织和解交织过程中的时延现象,降低了系统的复杂度。采用本发明设计的交织器、解交织器进行交织处理、解交织处理,可以达到现有技术方案中的误码率等系统性能。
虽然通过实施例描绘了本发明,本领域普通技术人员知道,本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神,本发明的申请文件的权利要求包括这些变形和变化。