CN101425871B - 多元纠错码发射接收装置及数据传输系统以及相关方法 - Google Patents

多元纠错码发射接收装置及数据传输系统以及相关方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多元纠错码发射接收装置及数据传输系统以及相关方法，用于降低运算复杂度。本发明多元纠错码发射装置包括：多元信道编码器，用于对用户的源数据帧进行多元编码得到编码序列；符号映射器，用于对所述编码序列进行符号映射得到符号序列；用户交织器，用于对所述符号序列进行交织得到交织序列；扩频器，用于对所述交织序列进行扩频得到扩频序列。本发明还提供对应的多元纠错码接收装置，数据传输系统以及相关方法。本发明可以有效地降低运算复杂度。

Description

多元纠错码发射接收装置及数据传输系统以及相关方法
技术领域
本发明涉及数据编解码领域，尤其涉及一种多元纠错码发射接收装置及数据传输系统以及相关方法。
背景技术
现有通讯系统中存在多种多址接入的方式，例如码分多址接入(CDMA，Code Division Multiple Access)交织多址接入(IDMA，Interleave DivisionMultiple Access)，所谓CDMA是指不同的用户使用不同的扩频码字序列传输信息；所谓IDMA是指不同的用户使用不同的交织器来传输信息。
CDMA技术在发射机端使用前向纠错编码(FEC，Forward ErrorCorrection)与扩频操作级联的方式，从信道编码理论的角度讲，扩频操作没有获得编码增益；而IDMA技术利用低码率的FEC替代了CDMA技术所使用的FEC与扩频操作级联的方式，因此可以最大化编码增益，理论和实验都证明了IDMA技术相比CDMA技术具有更高的频谱利用率。
现有技术中基于IDMA的数据传输方案采用二元码方式，具体请参阅图1，图2：
图1为现有技术中高阶调制下的IDMA发射机装置，包括二元编码器101，扩频器102，交织器103以及符号映射器104，具体流程为：
用户源数据帧经过二元编码器101后形成编码序列，编码序列经过扩频器102后形成扩频序列，扩频序列经过交织器103后形成交织序列，交织序列经过符号映射器104后形成符号序列，将形成的符号序列发送。
图2为现有技术中高阶调制下的IDMA接收机装置，包括多用户解调器201，符号-比特概率转换单元202，解交织器203，解扩频器204，二元解码器205，扩频器206，交织器207以及比特-符号概率转换单元208，具体流程为：
前向链路中，多用户解调器201对接收到的符号序列计算符号后验概率信息，该符号后验概率信息经过符号-比特概率转换单元202后形成比特后验概率信息，比特后验概率信息经过解交织器203以及解扩频器204后被输入二元解码器205进行译码；
反向链路中，二元解码器205向扩频器206输出编码序列的比特先验概率信息，经扩频器206扩频后的扩频比特先验概率信息经过交织器207后被输入比特-符号概率转换单元208，比特先验概率信息被转换为符号先验概率信息，该信息再次被送到多用户解调器201进行下一次迭代运算，直至达到预置的最大迭代次数。
从上述现有技术中可以看出：
首先，现有技术中采用二元码进行数据传输，而二元码本身的纠错性能以及抗突发错误能力并不强；
其次，现有技术发射机方案中，编码后的比特数据经过扩频器以及交织器后被映射为符号数据发送，由于比特数据的单元数据个数比符号数据的单元数据个数多，所以扩频器以及交织器需要进行大量的运算，故现有技术中运算复杂度高；
再次，现有技术接收机方案中，由于现有技术采用的是二元码的方式进行数据传输，即二元解码器只能够识别比特概率信息，所以接收机在接收到符号序列，计算出符号序列的符号概率信息之后还要将符号概率信息转换为比特概率信息才能够送至二元解码器处理，同样，二元解码器输出的也是比特概率信息，要进行迭代，还需要将比特概率信息再转换为符号概率信息，所以在高阶调制的情况下，接收机需要频繁进行符号概率和比特概率之间的转换，运算复杂度高；
此外，在进行符号概率和比特概率之间的转换时，会造成信息丢失，从而损失部分编码增益，影响系统性能。
发明内容
本发明实施例提供了一种多元纠错码发射接收装置及数据传输系统以及相关方法，能够降低运算复杂度。
本发明实施例提供的多元纠错码发射装置，包括：多元信道编码器，用于对用户的源数据帧进行多元编码得到编码序列；符号映射器，用于对所述编码序列进行符号映射得到符号序列；用户交织器，用于对所述符号序列进行交织得到交织序列；扩频器，用于对所述交织序列进行扩频得到扩频序列。
本发明实施例提供的多元纠错码发射装置，包括：多元信道编码器，用于对用户的源数据帧进行多元编码得到编码序列；符号映射器，用于对所述编码序列进行符号映射得到符号序列；扩频器，用于对所述符号序列进行扩频得到扩频序列；用户交织器，用于对所述扩频序列进行交织得到交织序列。
本发明实施例提供的多元纠错码发射装置，包括：多元信道编码器，用于对用户的源数据帧进行多元编码得到编码序列；分组器，用于对所述编码序列进行分组得到分组序列；用户交织器，用于对所述分组序列进行交织得到交织序列；符号映射器，用于对所述交织序列进行符号映射得到符号序列；扩频器，用于对所述符号序列进行扩频得到扩频序列。
本发明实施例提供的多元纠错码接收装置，包括：多用户解调器，用于接收序列，并对接收到的序列计算得到符号后验概率序列；解扩频器，用于对所述符号后验概率序列进行解扩频得到解扩频符号后验概率序列；解交织器，用于对所述解扩频符号后验概率序列进行解交织得到解交织符号后验概率序列；多元解码器，用于对解交织符号后验概率序列进行解码，输出符号先验概率序列，与所述多用户解调器联合进行迭代运算，判断迭代次数是否达到预置的门限值，若达到，则输出解码结果；用户交织器，用于对所述符号先验概率序列进行交织得到交织符号先验概率序列；扩频器，用于对所述交织符号先验概率序列进行扩频得到扩频符号先验概率序列，将所述扩频符号先验概率序列发送至所述多用户解调器进行联合迭代运算。
本发明实施例提供的多元纠错码接收装置，包括：多用户解调器，用于接收序列，并对接收到的序列计算得到符号后验概率序列；解交织器，用于对所述符号后验概率序列进行解交织得到解交织符号后验概率序列；解扩频器，用于对所述解交织符号后验概率序列进行解扩频得到解扩频符号后验概率序列；多元解码器，用于对解扩频符号后验概率序列进行解码，输出符号先验概率序列，与所述多用户解调器联合进行迭代运算，判断迭代次数是否达到预置的门限值，若达到，则输出解码结果；扩频器，用于对所述符号先验概率序列进行扩频得到扩频符号先验概率序列；用户交织器，用于对所述扩频符号先验概率序列进行交织得到交织符号先验概率序列，将所述交织符号先验概率序列发送至所述多用户解调器进行联合迭代运算。
本发明实施例提供的数据传输系统，包括：多元信道编码器，用于对用户的源数据帧进行多元编码得到编码序列；符号映射器，用于对所述编码序列进行符号映射得到符号序列；用户交织器，用于对所述符号序列进行交织得到交织序列；扩频器，用于对所述交织序列进行扩频得到扩频序列；总交织器，用于对所述扩频序列进行交织得到总交织序列后输出；多用户解调器，用于接收序列，并对接收到的序列计算得到符号后验概率序列；总解交织器，用于接收多用户解调器计算得到的符号后验概率序列，对所述符号后验概率序列进行解交织得到总解交织符号后验概率序列；解扩频器，用于对所述总解交织符号后验概率序列进行解扩频得到解扩频符号后验概率序列；解交织器，用于对所述解扩频符号后验概率序列进行解交织得到解交织符号后验概率序列；多元解码器，用于对解交织符号后验概率序列进行解码，输出符号先验概率序列，与所述多用户解调器联合进行迭代运算，判断迭代次数是否达到预置的门限值，若达到，则输出解码结果；第二用户交织器，用于对所述符号先验概率序列进行交织得到交织符号先验概率序列；第二扩频器，用于对所述交织符号先验概率序列进行扩频得到扩频符号先验概率序列；第二总交织器，用于接收第二扩频器生成的扩频符号先验概率序列，对所述扩频符号先验概率序列进行交织得到总交织符号先验概率序列，向所述多用户解调器发送所述总交织符号先验概率序列。
本发明实施例提供的多元纠错码发射方法，包括：对用户的源数据帧进行多元编码得到编码序列；对所述编码序列进行符号映射得到符号序列；对所述符号序列进行发射预处理；发射所述预处理后的序列。
本发明实施例提供的多元纠错码接收方法，包括：对接收到的序列计算得到符号后验概率序列；对所述符号后验概率序列进行解扩频得到解扩频符号后验概率序列；对所述解扩频符号后验概率序列进行解交织得到解交织符号后验概率序列；对解交织符号后验概率序列进行解码，输出符号先验概率序列，与所述多用户解调器联合进行迭代运算，判断迭代次数是否达到预置的门限值，若达到，则输出解码结果；对所述符号先验概率序列进行交织得到交织符号先验概率序列；对所述交织符号先验概率序列进行扩频得到扩频符号先验概率序列，将所述扩频符号先验概率序列发送至所述多用户解调器进行联合迭代运算。
本发明实施例提供的多元纠错码接收方法，包括：对接收到的序列计算得到符号后验概率序列；对所述符号后验概率序列进行解交织得到解交织符号后验概率序列；对所述解交织符号后验概率序列进行解扩频得到解扩频符号后验概率序列；对解扩频符号后验概率序列进行解码，输出符号先验概率序列，与所述多用户解调器联合进行迭代运算，判断迭代次数是否达到预置的门限值，若达到，则输出解码结果；对所述符号先验概率序列进行扩频得到扩频符号先验概率序列；对所述扩频符号先验概率序列进行交织得到交织符号先验概率序列，将所述交织符号先验概率序列发送至所述多用户解调器进行联合迭代运算。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
本发明实施例中采用多元纠错码进行编解码，所以提高了纠错性能以及抗突发错误能力；
其次，本发明实施例中发射装置由于先进行符号映射，再进行扩频和交织的步骤，或者是先分组，然后再进行交织，符号映射和扩频的步骤，所以能够减少数据单元的数量，降低了扩频和交织的运算复杂度；
再次，本发明实施例中接收装置由于采用了多元纠错码进行解码，多元解码器可以识别符号概率序列，所以前向链路中，接收到符号序列，计算出符号序列概率序列之后不需要再转换为比特概率序列，同样，反向链路中，也不会存在比特概率序列，所以降低了运算复杂度。
附图说明
图1为现有技术中高阶调制下的IDMA发射机装置；
图2为现有技术中高阶调制下的IDMA接收机装置；
图3为本发明实施例中多元纠错码发射装置第一实施例示意图；
图4为本发明实施例中多元纠错码接收装置第一实施例示意图；
图5为本发明实施例中多元纠错码发射装置第二实施例示意图；
图6为本发明实施例中多元纠错码接收装置第二实施例示意图；
图7为本发明实施例中多元纠错码发射装置第三实施例示意图；
图8为本发明实施例中多元纠错码接收装置第三实施例示意图；
图9为本发明实施例中多元纠错码发射装置第四实施例示意图；
图10为本发明实施例中多元纠错码发射装置第五实施例示意图；
图11为本发明实施例中多元纠错码接收装置总体示意图；
图12为本发明实施例中多元纠错码发射方法第一实施例流程图；
图13为本发明实施例中多元纠错码发射方法第二实施例流程图；
图14为本发明实施例中多元纠错码接收方法第一实施例流程图；
图15为本发明实施例中多元纠错码接收方法第二实施例流程图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种多元纠错码发射接收装置及数据传输系统以及相关方法，用于降低运算复杂度。
本发明实施例是基于多元码(即多元纠错码)的编码和解码进行数据传输，具体的，多元码是指基于高阶有限域构造的多进制纠错编码，所谓有限域是指：如果一个域只包括有限个元，则称之为有限域。
根据研究表明，多元码的性能优于传统的二元码，所以本发明实施例具有更好的纠错性能、抗突发错误能力强以及适合高速率传输等优势。
基于多元码的方式，本发明实施例中提供了多种实现多元纠错码发射和接收的方式，具体如下：
请参阅图3，本发明实施例中多元纠错码发射装置第一实施例包括：
多元信道编码器301，用于对用户的源数据帧进行多元编码得到编码序列；
符号映射器302，用于对所述编码序列进行符号映射得到符号序列；
扩频器303，用于对所述符号序列进行扩频得到扩频序列；
用户交织器304，用于对所述扩频序列进行交织得到交织序列。
本实施例中的具体发射流程为：
假设某用户输入的源数据帧为bk＝{bk，0，bk，1，…，bk，m，…}表示用户k的源数据帧，bk经过多元信道编码器301后输出编码序列ck，其中m表示序列的编号。
多元信道编码器301的结构以及编码过程为现有技术，此处不再赘述。
需要说明的是，在传统的IDMA系统中，由于所使用的信道编码器是基于二元码的，因此编码后的序列是一个比特级的序列，即由一个一个的比特组成，该序列经过扩频器后仍然是一个比特级的序列。
当发射机装置所使用的信道编码器是基于多元码时，多元信道编码器301输出的序列不再是简单的比特级序列，而是由若干个比特构成一个元素，再由若干个元素构成一个编码序列ck＝{ck，0，ck，1，…，ck，m，…}。
假设多元信道编码器是定义在有限域GF(2q)上的，q为自然数，则编码序列ck中的每连续q个比特对应于一个特定的符号。具体的，ck经过符号映射器302后，输出符号序列sk＝{sk，0，sk，1，…，sk，m，…}。
符号映射器302所对应的操作是将编码序列ck中的每连续q个比特映射为一个符号，即将{ck，qm，ck，qm+1，…，ck，qm+q-1}映射为一个符号{sk，m}(m＝0，1，…)。因此，符号映射器302输出的符号序列sk的长度是输入符号映射器301的编码序列ck的长度的1/q。
在现有的采用二元码的方案中，首先对用户的源数据帧进行二元编码，形成比特级的编码序列(即该编码序列中的每一个元素都是一个比特)，符号映射器将若干个比特级的元素映射为一个符号，而本实施例中，由于首先对用户的源数据帧进行多元编码，形成的编码序列中的每一个元素都不再是一个单独的比特，而是在多元编码过程中由若干个比特形成的一个元素，符号映射器将这样的若干个元素映射为一个符号，所以能够减小映射后的数据量，从而降低后续计算复杂度。
符号映射器302将符号序列sk输入到扩频器303进行扩频，得到扩频序列vk＝{vk，0，vk，1，…，vk，L-1}，表示第k个用户的符号序列经过扩频器303扩频后的扩频序列，其长度为L。
扩频序列被输入用户交织器304进行交织，得到交织序列xk＝{xk，0，xk，1，…，xk，L-1}，表示第k个用户的扩频序列经过用户交织器304交织后的序列，其长度为L。本实施例中所使用的用户交织器304可以与现有IDMA系统中的交织器相同，也可以不同，当每个用户使用的扩频器相同时，每个用户使用的交织器不同，当每个用户使用的扩频器不同时，每个用户使用的交织器可以相同也可以不同。
本实施例中，在多元码发射的过程中还包括有扩频以及交织的过程，扩频是指发送信号所占频道带宽远大于信息本身所需的最小带宽，交织是指对已编码的信号按照一定规则进行重新排列，一般以不同用户进行排列，所以交织之后可以有效地分辨出不同用户发送的信号，由于本实施例中有扩频以及交织过程的参与，所以能够提高多元码发射的效率。
本实施例中由于先进行符号映射，再进行扩频和交织，所以能够减少数据单元的数量，降低了扩频和交织的运算复杂度。
相应地，针对上述发射装置，请参阅图4，本发明实施例中多元纠错码接收装置第一实施例包括：
多用户解调器401，用于接收序列，并对接收到的序列计算得到符号后验概率序列；
解交织器402，用于对所述符号概率序列进行解交织得到解交织符号后验概率序列；
解扩频器403，用于对所述解交织符号后验概率序列进行解扩频得到解扩频符号后验概率序列；
多元解码器404，用于对解扩频符号后验概率序列进行解码，输出符号先验概率序列，与多用户解调器401进行迭代运算，判断迭代次数是否达到预置的门限值，若达到，则输出解码结果；
扩频器405，用于对所述符号先验概率序列进行扩频得到扩频符号先验概率序列；
用户交织器406，用于对所述扩频符号先验概率序列进行交织得到交织符号先验概率序列。
本实施例中的多元纠错码接收装置包含两条链路，分别是前向链路与反向链路，接收装置要通过前向链路与反向链路进行迭代运算解码，当满足预置条件的时候输出解码结果，本实施例中的预置条件为多用户解调器401与多元解码器404循环进行解调与解码过程的迭代运算达到预置的次数，下面详细介绍接收流程：
在前向链路中，接收信号送给多用户解调器401，计算对用户k发射符号序列xk＝{xk，0，xk，1，…，xk，L-1}的估计值{eese(xk(j))}，其中j表示接收序列编号，该估计值为一个概率序列，即符号后验概率序列，由每一个发射符号的后验概率数值组成，具体的计算方法为现有技术。
本实施例中以某一个用户k为例进行说明，可以理解的是，多用户解调器401可以同时处理多个用户发送的符号序列。
{eesc(xk(j))}经过解交织器402后输出解交织序列{eese(vk(j))}。
解交织器402执行的过程是图3中用户交织器304执行的过程的逆过程。序列{eese(vk(j))}经过解扩频器403后输出解扩频序列{eese(sk(j))}。
其中，解扩频器403执行的过程是图3中扩频器303执行的过程的逆过程，具体过程均为现有技术。
序列{eese(sk(j))}直接送给多元解码器404。
多元解码器404，用于对解交织符号后验概率序列进行解码，输出符号先验概率序列，与多用户解调器401联合进行迭代运算，判断迭代次数是否达到预置的门限值，若达到，则输出解码结果；
由于多元解码器404可以对多元纠错码进行处理，可以识别符号后验概率，而不需要转换为比特后验概率，所以降低了运算复杂度。
现有的采用二元码的技术方案中，由于发射机发射的符号序列中每个符号是由若干个比特级的元素构成，则在相应的接收机中包含有对应的二元解码器，所以在多用户解调器根据用户发射的符号序列计算得到符号后验概率序列之后，还需要将该符号后验概率序列转换为比特后验概率序列，才能使得二元解码器识别该概率序列，而本实施例中，由于在发射机中使用了多元码，则相应的接收机中包含对应的多元解码器404，所以多用户解调器401根据用户发射的符号序列计算得到符号后验概率序列之后，可以直接将该符号后验概率序列在还原之后发送至多元解码器404进行解码，而不需要有概率序列转换的过程，从而降低了运算复杂度。
在反向链路中，多元解码器404输出对发射符号序列的估计值{edec(sk(j))}，该估计值为一个概率序列，即符号先验概率序列，由每一个发射符号的先验概率数值组成，具体的计算方法为现有技术。
{edec(sk(j))}经过扩频器405后输出扩频符号先验概率序列{edec(vk(j))}。
其中，此处的扩频器405可以与图3中的扩频器303相同。
{edec(vk(j))}经过用户交织器406后输出交织符号先验概率序列{edec(xk(j))}，这里的用户交织器406和图3中的用户交织器304相同。
{edec(xk(j))}送给多用户解调器401进行下一次迭代运算。
以上过程迭代重复进行，直至迭代次数达到预置的门限值，多元解码器404输出对用户源数据帧的判决值。
上述多元纠错码发射装置与多元纠错码接收装置结合在一起即可看作是一个数据传输系统。
上述实施例中发射装置的发射执行顺序为：
先编码，再映射，再扩频，再交织，最后发射，所以可以理解的是，同样可以在编码以及映射后，先进行交织再进行扩频，最后发射，具体如图5所示，图5为本发明实施例中多元纠错码发射装置第二实施例，包括：
多元信道编码器501，用于对用户的源数据帧进行多元编码得到编码序列；
符号映射器502，用于对所述编码序列进行符号映射得到符号序列；
在现有的采用二元码的方案中，首先对用户的源数据帧进行二元编码，形成比特级的编码序列(即该编码序列中的每一个元素都是一个比特)，符号映射器将若干个比特级的元素映射为一个符号，而本实施例中，由于首先对用户的源数据帧进行多元编码，形成的编码序列中的每一个元素都不再是一个单独的比特，而是在多元编码过程中由若干个比特形成的一个元素，符号映射器将这样的若干个元素映射为一个符号，所以能够减小映射后的数据量，从而降低后续计算复杂度。
用户交织器503，用于对所述符号序列进行交织得到交织序列；其中，每个用户使用的用户交织器可以相同也可以不同；
扩频器504，用于对所述交织序列进行扩频得到扩频序列，其中，每个用户使用的扩频器不同。
具体的发射流程相比于发射装置第一实施例，仅是交织和扩频步骤顺序的改变，其他没有变化，此处不再详细描述。
本实施例中，在多元码发射的过程中还包括有扩频以及交织的过程，所以能够提高多元码发射的效率。
同样，接收装置也需要进行相应的变化，具体如图6所示，图6为本发明实施例中多元纠错码接收装置第二实施例，包括：
多用户解调器601，用于接收序列，并对接收到的序列计算得到符号后验概率序列；
解扩频器602，用于对所述符号后验概率序列进行解扩频得到解扩频符号后验概率序列；
其中，解扩频器602执行的过程是图5中扩频器504执行的过程的逆过程，具体过程均为现有技术。
解交织器603，用于对所述解扩频符号后验概率序列进行解交织得到解交织符号后验概率序列；
其中，解交织器603执行的过程是图5中交织器503执行过程的逆过程，具体过程均为现有技术。
多元解码器604，用于对解交织符号后验概率序列进行解码，输出符号先验概率序列，与多用户解调器601联合进行迭代运算，判断迭代次数是否达到预置的门限值，若达到，则输出解码结果；
现有的采用二元码的技术方案中，由于发射机发射的符号序列中每个符号是由若干个比特级的元素构成，则在相应的接收机中包含有对应的二元解码器，所以在多用户解调器根据用户发射的符号序列计算得到符号后验概率序列之后，还需要将该符号后验概率序列转换为比特后验概率序列，才能使得二元解码器识别该概率序列，而本实施例中，由于在发射机中使用了多元码，则相应的接收机中包含对应的多元解码器604，所以多用户解调器601根据用户发射的符号序列计算得到符号后验概率序列之后，可以直接将该符号后验概率序列在还原之后发送至多元解码器604进行解码，而不需要有概率序列转换的过程，从而降低了运算复杂度。
用户交织器605，用于对所述符号先验概率序列进行交织得到交织符号先验概率序列；
其中，此处的用户交织器605可以与图5中的用户交织器503相同。
扩频器606，用于对所述交织符号先验概率序列进行扩频得到扩频符号先验概率序列。
其中，此处的扩频器606可以与图5中的扩频器504相同。
具体的接收流程相比于接收装置第一实施例，仅是解交织，解扩频，交织，扩频步骤顺序的改变其他没有变化，此处不再详细描述。
上述描述的是针对多用户处理过程中的某一个用户的信号发射以及接收过程，可以理解的是，在第二实施例的基础上，可以在扩频之后再对各用户的扩频序列进行总体的交织步骤，具体请参阅图7，图7为本发明实施例中多元纠错码发射装置第三实施例，包括：
多元信道编码器701，用于对用户的源数据帧进行多元编码得到编码序列；
符号映射器702，用于对所述编码序列进行符号映射得到符号序列；
用户交织器703，用于对所述符号序列进行交织得到交织序列；其中，每个用户使用的用户交织器可以相同也可以不同；
扩频器704，用于对所述交织序列进行扩频得到扩频序列。
总交织器705，用于对所述扩频序列进行交织得到总交织序列后输出。
当每个用户使用的扩频器704相同时，每个用户使用的总交织器705不同，当每个用户使用的扩频器704不同时，每个用户使用的总交织器705可以相同也可以不同。
具体发射流程相比于发射装置第二实施例而言，只是在扩频得到扩频序列之后再对各用户的扩频序列通过总交织器705进行交织得到交织序列后发射，其他的流程与发射装置第二实施例流程相同，不再详细描述。
同样，接收装置也需要进行相应的变化，具体如图8所示，图8为本发明实施例中多元纠错码接收装置第三实施例，包括：
多用户解调器801，用于接收序列，并对接收到的序列计算得到符号后验概率序列；
总解交织器802，用于接收多用户解调器计算得到的符号后验概率序列，对所述符号后验概率序列进行解交织得到总解交织符号后验概率序列；
其中，总解交织器802执行的过程是图7中总交织器705执行过程的逆过程，具体过程均为现有技术。
解扩频器803，用于对所述总解交织符号后验概率序列进行解扩频得到解扩频符号后验概率序列；
其中，解扩频器803执行的过程是图7中扩频器704执行过程的逆过程，具体过程均为现有技术。
解交织器804，用于对所述解扩频符号后验概率序列进行解交织得到解交织符号后验概率序列；
其中，解交织器804执行的过程是图7中交织器703执行过程的逆过程，具体过程均为现有技术。
多元解码器805，用于对解交织符号后验概率序列进行解码，输出符号先验概率序列，与多用户解调器801联合进行迭代运算，判断迭代次数是否达到预置的门限值，若达到，则输出解码结果；
用户交织器806，用于对所述符号先验概率序列进行交织得到交织符号先验概率序列；
其中，这里的用户交织器806可以与图7中的用户交织器703相同。
扩频器807，用于对所述交织符号先验概率序列进行扩频得到扩频符号先验概率序列；
其中，这里的扩频器807可以与图7中的扩频器704相同。
总交织器808，用于接收扩频器807生成的扩频符号先验概率序列，对扩频符号先验概率序列进行交织得到总交织符号先验概率序列，向多用户解调器801发送所述总交织符号先验概率序列。
其中，这里的总交织器808可以与图7中的总交织器705相同。
具体接收流程相比于接收装置第二实施例而言，只是在解扩频前先进行总解交织，在扩频后进行总交织，其他流程与接收装置第二实施例流程相同，不再详细描述。
上述各个实施例中的发射装置与对应的接收装置均可组成数据传输系统，此处不一一列举。
上述各个实施例中提到的多用户解调器用于对接收到的序列计算得到符号后验概率序列，下面举一具体实例说明计算符号后验概率序列的过程：
为了表述0单，假设信道没有记忆效应，系统中活动用户数为K。
经过接收机前端的匹配滤波器后，从K个用户接收到的接收信号可以写作：
r ( j ) = Σ k = 1 K h k x k ( j ) + n ( j ) , j = 1,2 , · · · , J - - - ( 1 )
式中hk是用户k的信道系数，为实数。n(j)是方差为σ2＝N0/2的高斯白噪声，J表示发射符号序列的长度。假定信道系数hk在接收机端已知。
则(1)式可以重新写作
r(j)＝hkxk(j)+ζk(j)    (2a)
其中，
ζ k ( j ) ≡ r ( j ) - h k x k ( j ) = Σ k ′ ≠ k h k ′ x k ′ ( j ) + n ( j ) - - - ( 2 b )
是r(j)中关于用户k的失真(包括干扰加噪声)。根据中心极限定理，ζk(j)可以近似为一个高斯变量，并且r(j)可以由一个条件高斯概率密度函数来表征，即：
P ( r ( j ) | x k ( m ) ) = 1 2 πVar ( ζ k ( j ) ) exp [ - ( r ( j ) - ( h k ( j ) · x k ( m ) + E ( ζ k ( j ) ) ) ) 2 2 Var ( ζ k ( j ) ) ] - - - ( 3 )
其中E(·)和Var(·)分别表示均值和方差函数。
由贝叶斯公式则
P ( x k ( m ) | r ( j ) ) = P ( r ( j ) | x k ( m ) ) P ( x k ( m ) ) P ( r ( j ) ) - - - ( 4 )
(4)表示当接收信号为r(j)时，发送信号为xk(m)的后验概率，假设发射符号等概，并且接收的符号为确定值，即P(r(j))＝1；则当调制方式为M元调制时，式(4)可以简化为
P ( x k ( m ) | r ( j ) ) = P ( r ( j ) | x k ( m ) ) M - - - ( 5 )
根据式(3)、(5)，可得到发射符号后验概率P(xk(m)|r(j))的计算公式为
P ( x k ( m ) | r ( j ) ) = 1 M 2 πVar ( ζ k ( j ) ) exp [ - ( r ( j ) - ( h k ( j ) · x k ( m ) + E ( ζ k ( j ) ) ) ) 2 2 Var ( ζ k ( j ) ) ] - - - ( 6 )
需要说明的是，在第一次迭代过程中，通常假设用户发射符号先验等概。当多元解码器经过译码向多用户解调器输出更新后的用户发射符号先验概率信息时，多用户解调器会根据该信息重新计算ζk(j)的均值和方差，从而得到更新后的用户发射符号后验概率信息。
其他情况下，发射符号后验概率的计算方法可以按照类似的方法进行推导，此处不再赘述。
从发射装置的角度而言，上述各实施例中由于先进行符号映射，再进行扩频和交织，所以能够减少数据单元的数量，降低了扩频和交织的运算复杂度，可以理解的是，只需要能对编码后的编码序列进行一定的组合以减少数据单元的数量，即可降低扩频和交织的运算复杂度，下面以分组为例进行说明：
请参阅图9，本发明实施例中多元纠错码发射装置第四实施例包括：
多元信道编码器901，用于对用户的源数据帧进行多元编码得到编码序列；
分组器902，用于对所述编码序列进行分组得到分组序列；
用户交织器903，用于对所述分组序列进行交织得到交织序列；其中，每个用户使用的用户交织器可以相同也可以不同；
符号映射器904，用于对所述交织序列进行符号映射得到符号序列；
扩频器905，用于对所述符号序列进行扩频得到扩频序列；其中，每个用户使用的扩频器不同。
具体的发射流程为：
用户k的源数据帧bk经过多元信道编码器901后输出编码序列ck。
编码序列ck＝{ck，0，ck，1，…，ck，m，…}，其中每一个元素对应一个比特。假设多元信道编码器901是定义在有限域GF(2q)上的，q为自然数，则ck中的每q个比特对应于一个特定的符号。
分组器902对编码序列ck以符号为单位进行分组，输出分组后的分组序列sk。
sk＝{sk，0，sk，1，…，sk，m，…}，sk中的每一个元素对应于一组比特{ck，qm，ck，qm+1，…，ck，qm+q-1}。
sk经过用户交织器903后输出交织后的交织序列vk。
vk的长度与序列sk的长度相同，其中用户交织器903可以为现有IDMA系统所使用的交织器，也可以不是。
vk经过符号映射器904后输出符号序列xk。
该过程是将vk的每一个元素所代表的一组比特映射为一个特定的符号。
xk经过扩频器905后输出扩频后的扩频序列tk。
上述描述的是针对多用户处理过程中的某一个用户的信号发射以及接收过程，可以理解的是，在第四实施例的基础上，可以在扩频之后再对各用户的扩频序列进行总体的交织步骤，具体请参阅图10，图10为本发明实施例中多元纠错码发射装置第五实施例，包括：
多元信道编码器1001，用于对用户的源数据帧进行多元编码得到编码序列；
分组器1002，用于对所述编码序列进行分组得到分组序列；
用户交织器1003，用于对所述分组序列进行交织得到交织序列；其中，每个用户使用的用户交织器可以相同也可以不同；
符号映射器1004，用于对所述交织序列进行符号映射得到符号序列；
扩频器1005，用于对所述符号序列进行扩频得到扩频序列；
总交织器1006，用于对所述扩频序列进行交织得到总交织序列后输出。
当每个用户使用的扩频器1005相同时，每个用户使用的总交织器1006不同，当每个用户使用的扩频器1005不同时，每个用户使用的总交织器1006可以相同也可以不同。
具体的发射流程相比于发射装置第四实施例，仅是在扩频之后对各用户的扩频序列进行交织得到总交织序列并发送，其他没有变化，此处不再详细描述。
上述实施例中均以针对多用户处理过程中的某一个用户的信号发射以及接收过程进行描述，也就是说，上述图中均只体现了某一个用户的信号发射以及接收过程，可以理解的是，在实际应用中，接收装置中的多用户解调器会连接有多个用户，如图11所示，图11以多元纠错码接收装置第三实施例为基础进行展示，可以理解的是，同样可以以其他的接收装置实施例为基础进行描述，此处不再赘述。
下面介绍本发明实施例中的相关方法，本发明实施例中多元纠错码发射方法包括：
对用户的源数据帧进行多元编码得到编码序列；
对编码序列进行符号映射得到符号序列；
对符号序列进行发射预处理；
发射所述预处理后的序列。
其中，进行预处理的过程可以分为两类，具体为：
A、符号映射后，先交织，后扩频：
请参阅图12，本发明实施例中多元纠错码发射方法第一实施例包括：
1201、接收用户发送的源数据帧；
1202、对源数据帧进行多元编码得到编码序列；
1203、对编码序列进行符号映射得到符号序列；
1204、对符号序列进行交织得到交织序列；
1205、对交织序列进行扩频得到扩频序列并发射。
具体的实例以及详解参见前面对多元纠错码发射装置实施例部分的描述，此处不再赘述。
可以理解的是，本实施例中，还可以对扩频后得到的扩频序列进行总交织后再发射。
B、符号映射后，先扩频，后交织：
请参阅图13，本发明实施例中多元纠错码发射方法第二实施例包括：
1301、接收用户发送的源数据帧；
1302、对源数据帧进行多元编码得到编码序列；
1303、对编码序列进行符号映射得到符号序列；
1304、对符号序列进行扩频得到扩频序列；
1305、对扩频序列进行交织得到交织序列并发射。
具体的实例以及详解参见前面对多元纠错码发射装置实施例部分的描述，此处不再赘述。
下面介绍本发明实施例中的多元纠错码接收方法实施例，请参阅图14，本发明实施例中多元纠错码接收方法第一实施例包括：
1401、对接收到的序列计算得到符号后验概率序列；
1402、对符号后验概率序列进行解扩频得到解扩频符号后验概率序列；
1403、对解扩频符号后验概率序列进行解交织得到解交织符号后验概率序列；
1404、对解交织符号后验概率序列进行解码，输出符号先验概率序列，之后将符号先验概率序列进行迭代运算，并执行步骤1406；
1405、与多用户解调器联合进行迭代运算；
1406、对符号先验概率序列进行交织得到交织符号先验概率序列；
1407、对交织符号先验概率序列进行扩频得到扩频符号先验概率序列，并带入步骤1405进行迭代运算；
1408、判断迭代次数是否达到预置门限，若是，则执行步骤1409，若否，则执行步骤1404。
1409、迭代完成后输出解码结果。
具体的实例以及详解参见前面对多元纠错码接收装置实施例部分的描述，此处不再赘述。
本实施例中，步骤1401与步骤1402之间还可以包括：
对符号后验概率序列进行解交织得到总解交织符号后验概率序列，向所述解扩频器发送所述总解交织符号后验概率序列。
这种情况是针对发射方法中包含总交织过程的接收过程。
本实施例中，步骤1404之后还可以包括：
对扩频符号先验概率序列进行交织得到总交织符号先验概率序列，向多用户解调器发送总交织符号先验概率序列。
请参阅图15，本发明实施例中多元纠错码接收方法第二实施例包括：
1501、对接收到的序列计算得到符号后验概率序列；
1502、对符号后验概率序列进行解交织得到解交织符号后验概率序列；
1503、对解交织符号后验概率序列进行解扩频得到解扩频符号后验概率序列；
1504、对解扩频符号后验概率序列进行解码，输出符号先验概率序列，之后将符号先验概率序列进行迭代运算，并执行步骤1506；
1505、与多用户解调器联合进行迭代运算；
1506、对符号先验概率序列进行扩频得到扩频符号先验概率序列；
1507、对扩频符号先验概率序列进行交织得到交织符号先验概率序列，并带入步骤1505进行迭代运算；
1508、判断迭代次数是否达到预置门限，若是，则执行步骤1509，若否，则执行步骤1504。
1509、迭代完成后输出解码结果。
具体的实例以及详解参见前面对多元纠错码接收装置实施例部分的描述，此处不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上对本发明所提供的一种多元纠错码发射接收装置及数据传输系统以及相关方法进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种多元纠错码接收装置，其特征在于，包括：
多用户解调器，用于接收序列，并对接收到的序列计算得到符号后验概率序列；
解扩频器，用于对所述符号后验概率序列进行解扩频得到解扩频符号后验概率序列；
解交织器，用于对所述解扩频符号后验概率序列进行解交织得到解交织符号后验概率序列；
多元解码器，用于对解交织符号后验概率序列进行解码，输出符号先验概率序列，与所述多用户解调器联合进行迭代运算，判断迭代次数是否达到预置的门限值，若达到，则输出解码结果；
用户交织器，用于对所述符号先验概率序列进行交织得到交织符号先验概率序列；
扩频器，用于对所述交织符号先验概率序列进行扩频得到扩频符号先验概率序列，将所述扩频符号先验概率序列发送至所述多用户解调器进行联合迭代运算。
2.根据权利要求1所述的多元纠错码接收装置，其特征在于，所述多元纠错码接收装置还包括：
总解交织器，用于接收多用户解调器计算得到的符号后验概率序列，对所述符号后验概率序列进行解交织得到总解交织符号后验概率序列，向所述解扩频器发送所述总解交织符号后验概率序列；
总交织器，用于接收扩频器生成的扩频符号先验概率序列，对所述扩频符号先验概率序列进行交织得到总交织符号先验概率序列，向所述多用户解调器发送所述总交织符号先验概率序列。
3.一种多元纠错码接收装置，其特征在于，包括：
多用户解调器，用于接收序列，并对接收到的序列计算得到符号后验概率序列；
解交织器，用于对所述符号后验概率序列进行解交织得到解交织符号后验概率序列；
解扩频器，用于对所述解交织符号后验概率序列进行解扩频得到解扩频符号后验概率序列；
多元解码器，用于对解扩频符号后验概率序列进行解码，输出符号先验概率序列，与所述多用户解调器联合进行迭代运算，判断迭代次数是否达到预置的门限值，若达到，则输出解码结果；
扩频器，用于对所述符号先验概率序列进行扩频得到扩频符号先验概率序列；
用户交织器，用于对所述扩频符号先验概率序列进行交织得到交织符号先验概率序列，将所述交织符号先验概率序列发送至所述多用户解调器进行联合迭代运算。
4.一种数据传输系统，其特征在于，包括：
多元信道编码器，用于对用户的源数据帧进行多元编码得到编码序列；
符号映射器，用于对所述编码序列进行符号映射得到符号序列；
用户交织器，用于对所述符号序列进行交织得到交织序列；
扩频器，用于对所述交织序列进行扩频得到扩频序列；
总交织器，用于对所述扩频序列进行交织得到总交织序列后输出；
多用户解调器，用于接收序列，并对接收到的序列计算得到符号后验概率序列；
总解交织器，用于接收多用户解调器计算得到的符号后验概率序列，对所述符号后验概率序列进行解交织得到总解交织符号后验概率序列；
解扩频器，用于对所述总解交织符号后验概率序列进行解扩频得到解扩频符号后验概率序列；
解交织器，用于对所述解扩频符号后验概率序列进行解交织得到解交织符号后验概率序列；
多元解码器，用于对解交织符号后验概率序列进行解码，输出符号先验概率序列，与所述多用户解调器联合进行迭代运算，判断迭代次数是否达到预置的门限值，若达到，则输出解码结果；
第二用户交织器，用于对所述符号先验概率序列进行交织得到交织符号先验概率序列；
第二扩频器，用于对所述交织符号先验概率序列进行扩频得到扩频符号先验概率序列；
第二总交织器，用于接收第二扩频器生成的扩频符号先验概率序列，对所述扩频符号先验概率序列进行交织得到总交织符号先验概率序列，向所述多用户解调器发送所述总交织符号先验概率序列。
5.一种多元纠错码接收方法，其特征在于，包括：
对接收到的序列计算得到符号后验概率序列；
对所述符号后验概率序列进行解扩频得到解扩频符号后验概率序列；
对所述解扩频符号后验概率序列进行解交织得到解交织符号后验概率序列；
对解交织符号后验概率序列进行解码，输出符号先验概率序列，与所述多用户解调器联合进行迭代运算，判断迭代次数是否达到预置的门限值，若达到，则输出解码结果；
对所述符号先验概率序列进行交织得到交织符号先验概率序列；
对所述交织符号先验概率序列进行扩频得到扩频符号先验概率序列，将所述扩频符号先验概率序列发送至所述多用户解调器进行联合迭代运算。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对接收到的序列计算得到符号后验概率序列的步骤之后包括：
对所述符号后验概率序列进行解交织得到总解交织符号后验概率序列，
向所述解扩频器发送所述总解交织符号后验概率序列。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述对解交织符号后验概率序列进行解码，输出符号先验概率序列的步骤之后包括：
对所述扩频符号先验概率序列进行交织得到总交织符号先验概率序列，向所述多用户解调器发送所述总交织符号先验概率序列。
8.一种多元纠错码接收方法，其特征在于，包括：
对接收到的序列计算得到符号后验概率序列；
对所述符号后验概率序列进行解交织得到解交织符号后验概率序列；
对所述解交织符号后验概率序列进行解扩频得到解扩频符号后验概率序列；
对解扩频符号后验概率序列进行解码，输出符号先验概率序列，与所述多用户解调器联合进行迭代运算，判断迭代次数是否达到预置的门限值，若达到，则输出解码结果；
对所述符号先验概率序列进行扩频得到扩频符号先验概率序列；
对所述扩频符号先验概率序列进行交织得到交织符号先验概率序列，将所述交织符号先验概率序列发送至所述多用户解调器进行联合迭代运算。
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