CN109831277A - 重叠复用系统及其处理方法和装置、存储介质、存储器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种重叠复用系统及其处理方法和装置、存储介质、存储器。其中，该方法包括：发送端获取多个待传输信息序列和广义正交互补码组，其中，广义正交互补码组包括：多个广义正交互补码，多个广义正交互补码与多个待传输信息一一对应；发送端生成广义正交互补码组对应的多个第一波形序列；发送端根据多个第一波形序列，对多个待传输信息序列进行重叠复用编码，得到多个编码信息；发送端通过多个正交信道将多个编码信息发送至接收端。本发明解决了现有技术中对重叠复用系统进行扩频或扩时，重叠复用系统的门限功率信噪比较高的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及重叠复用系统领域，具体而言，涉及一种重叠复用系统及其处理方法和装置、存储介质、存储器。
背景技术
OvXDM系统可表示为重叠时分复用(Overlapped Time Division Multiplexing，OvTDM)系统、重叠频分复用(Overlapped Frequency Division Multiplexing，OvFDM)系统、重叠码分复用(Overlapped Code Division Multiplexing，OvCDM)系统、重叠空分复用(Overlapped Space Division Multiplexing，OvSDM)系统、重叠混合复用(OverlappedHybrid Division Multiplexing，OvHDM)系统等，其系统等效模型如图1所示。
由于传统的OvXDM系统难以在较低的功率信噪比门限条件下进行工作，为了解决上述问题，需要对OvXDM系统进行扩时或扩频。但是，现有的扩频系统，例如CDMA系统(码分多址，是Code Division Multiple Access的简称)的信道容量与信噪比呈指数增长关系，而并非线性增长，而且CDMA系统大多是以伪随机序列为扩频码，而伪随机序列的自相关和互相关特性并不是完全理想，导致系统易产生自干扰的问题。
针对现有技术中对重叠复用系统进行扩频或扩时，重叠复用系统的门限功率信噪比较高的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种重叠复用系统及其处理方法和装置、存储介质、存储器，以至少解决现有技术中对重叠复用系统进行扩频或扩时，重叠复用系统的门限功率信噪比较高的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种重叠复用系统的处理方法，包括：发送端获取多个待传输信息序列和广义正交互补码组，其中，广义正交互补码组包括：多个广义正交互补码，多个广义正交互补码与多个待传输信息一一对应；发送端生成广义正交互补码组对应的多个第一波形序列；发送端根据多个第一波形序列，对多个待传输信息序列进行重叠复用编码，得到多个编码信息；发送端通过多个正交信道将多个编码信息发送至接收端。
进一步地，发送端获取广义正交互补码组包括：发送端获取完备正交互补码对偶和正交矩阵；发送端将完备正交互补码对偶和正交矩阵进行直积运算，得到广义正交互补码组，其中，多个广义正交互补码的数量与广义正交互补码组的阶数相同。
进一步地，发送端生成广义正交互补码组对应的多个第一波形序列包括：发送端获取预设复用波形和预设复用波形对应的波形宽度；发送端将广义正交互补码组和预设复用波形进行运算，得到多个第一波形序列。
进一步地，通过如下公式得到多个第一波形序列：m,l＝0,1,…,M-1,nb＝0,1,....Nb-1，其中，Bm(x)为第m个第一波形序列，h(x)为预设复用波形，且X是h(x)的波形宽度，为广义正交互补码组，Nb为广义正交互补码组的长度，M为广义正交互补码组的阶数，xT为码片间隔。
进一步地，发送端获取预设复用波形对应的波形宽度包括：发送端获取预设复用波形的码片间隔和重叠度；发送端根据预设复用波形的码片间隔和重叠度，得到码片波形宽度。
进一步地，通过如下公式得到波形宽度：X＝(1+a)xT，其中，a为预设复用波形的重叠度，a≥0。
进一步地，发送端根据多个第一波形序列，对多个待传输信息序列进行重叠复用编码，得到多个编码信息包括：发送端对每个待传输信息序列对应的第一波形序列进行移位，得到多个移位后的包络波形；发送端将每个待传输信息序列中每个待传输信息与对应的移位后的包络波形进行乘积，得到多个待传输信息的包络波形；将多个待传输信息的包络波形进行叠加，得到每个待传输信息序列对应的编码信息。
进一步地，多个正交信道在广义正交互补码组的长度内平坦衰落。
进一步地，每个正交信道包括：两个正交子信道。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种重叠复用系统的处理方法，包括：接收端接收发送端通过多个正交信道发送的多个编码信息，其中，多个编码信息为发送端根据广义正交互补码组对应的多个第一波形序列，对多个待传输信息序列进行重叠复用编码得到，广义正交互补码组包括：多个广义正交互补码，多个广义正交互补码与多个待传输信息一一对应；接收端对多个编码信息进行匹配滤波，得到多个恢复后的码片波形；接收端对多个恢复后的码片波形进行重叠复用译码，得到多个传输信息序列，其中，多个传输信息序列与多个待传输信息序列一一对应。
进一步地，接收端对多个编码信息进行匹配滤波，得到多个恢复后的码片波形包括：接收端通过瑞克脉冲压缩接收机对多个编码信息进行匹配滤波，得到多个恢复后的码片波形。
进一步地，在接收端对多个编码信息进行匹配滤波，得到多个恢复后的码片波形之前，上述方法还包括：接收端对多个编码信息进行同步处理，得到多个同步后的编码信息；接收端对多个同步后的编码信息进行匹配滤波，得到多个恢复后的码片波形。
进一步地，在接收端接收发送端通过多个正交信道发送的多个编码信息之后，上述方法还包括：接收端对预设待传输信息序列对应的编码信息进行匹配滤波，得到预设待传输信息对应的恢复后的码片波形；接收端对预设待传输信息对应的恢复后的码片波形进行重叠复用译码，得到预设待传输信息对应的传输信息序列。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种重叠复用系统的处理装置，包括：获取模块，用于获取多个待传输信息序列和广义正交互补码组，其中，广义正交互补码组包括：多个广义正交互补码，多个广义正交互补码与多个待传输信息一一对应；生成模块，用于生成广义正交互补码组对应的多个第一波形序列；编码模块，用于根据多个第一波形序列，对多个待传输信息序列进行重叠复用编码，得到多个编码信息；发送模块，用于通过多个正交信道将多个编码信息发送至接收端。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种重叠复用系统的处理装置，包括：接收模块，用于接收发送端通过多个正交信道发送的多个编码信息，其中，多个编码信息为发送端根据广义正交互补码组对应的多个第一波形序列，对多个待传输信息序列进行重叠复用编码得到，广义正交互补码组包括：多个广义正交互补码，多个广义正交互补码与多个待传输信息一一对应；滤波模块，用于对多个编码信息进行匹配滤波，得到多个恢复后的码片波形；译码模块，用于对多个恢复后的码片波形进行重叠复用译码，得到多个传输信息序列，其中，多个传输信息序列与多个待传输信息序列一一对应。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种重叠复用系统，包括：发送端设备，用于获取多个待传输信息序列和广义正交互补码组，生成广义正交互补码组对应的多个第一波形序列，并根据多个第一波形序列，对多个待传输信息序列进行重叠复用编码，得到多个编码信息；接收端设备，与发送端设备通过多个正交信道连接，用于对多个编码信息进行匹配滤波，得到多个恢复后的码片波形，并对多个恢复后的码片波形进行重叠复用译码，得到多个传输信息序列，其中，每个正交信道用于传输一个编码信息，多个传输信息序列与多个待传输信息序列一一对应。
根据本发明实施例的另一方面，还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中的重叠复用系统的处理方法。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述实施例中的重叠复用系统的处理方法。
在本发明实施例中，发送端获取多个待传输信息序列和广义正交互补码组，生成广义正交互补码组对应的多个第一波形序列，根据多个第一波形序列，对多个待传输信息序列进行重叠复用编码，得到多个编码信息，通过多个正交信道将多个编码信息发送至接收端，从而实现对重叠复用系统进行扩频或扩时的目的。容易注意到的是，由于编码信息是根据待传输信息序列和广义正交互补码组对应的第一波形序列得到的，从而达到了降低了系统的门限功率信噪比，使得系统在隐蔽与抗干扰方面有更好的性能的技术效果，进而解决了现有技术中对重叠复用系统进行扩频或扩时，重叠复用系统的门限功率信噪比较高的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的一种OvXDM系统等效模型的示意图；
图2是根据本发明实施例的一种OvTDM系统的编码系统框图；
图3是根据本发明实施例的一种OvTDM系统的波形编码的示意图；
图4是根据本发明实施例的一种OvTDM系统的波形编码的输入-输出关系图；
图5是根据本发明实施例的一种OvTDM系统的Trellis图；
图6是根据本发明实施例的一种OvTDM系统的节点状态转移图；
图7是根据本发明实施例的一种重叠复用系统的处理方法的流程图；
图8是根据本发明实施例的一种可选的重叠复用系统的处理方法的示意图；
图9是根据本发明实施例的另一种重叠复用系统的处理方法的流程图；
图10是根据本发明实施例的一种脉冲压缩接收机的示意图；
图11是根据本发明实施例的另一种重叠复用系统的处理方法的示意图；
图12是根据本发明实施例的一种重叠复用系统的处理装置的示意图；
图13是根据本发明实施例的另一种重叠复用系统的处理装置的示意图；以及
图14是根据本发明实施例的一种重叠复用系统的示意图。
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、系统、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。
下面对本发明实施例中出现的技术名词进行如下解释：
重叠复用编码：以OvTDM系统为例，发送端的编码系统框图如图2所示，编码过程具体如下：首先设计生成发送信号的包络波形h(t)；将包络波形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)；将所要发送的符号xi与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xih(t-i×△T)；将各个待发送波形进行xih(t-i×△T)叠加，形成发射信号，发射信号可以表示为：重叠复用方法遵循平行四边形规则，如附图3所示。
重叠复用译码：发送端将编码调制后的信号发射出去，信号在无线信道中传输，接收端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。接收端处理过程具体步骤如下：对接收信号做同步，和系统保持同步状态，主要包括定时同步，载波同步；同步完成后对接收信号做信道估计，用于估计实际传输信道的参数；根据取样定理，对每一帧内的接收信号进行数字化处理；对接收到的波形按照波形发送时间间隔切割；按照一定的译码算法对切割后的波形进行译码。相应符号间的输入-输出关系图如图4所示(以K＝3为例)，由于OvTDM系统所构成的卷积关系及其相应状态数的规则，在OvTDM系统的译码部分常常使用Trellis图进行描述，如图5所示，其节点状态转移图如图6所示。
广义正交互补码组：广义互补运算是指多个同类相辅相成运算叠加后结果满足特定需求的运算。其特定需求是：M个码序列各自的非周期自相关函数在原点是理想的冲击函数，原点以外处处为零；非周期互相关函数则处处为零。
码长为Nb的M阶完备广义正交互补正交码组的数学表示为：
m,l＝0,1,…,M-1,nb＝0,1,....Nb-1，
各码序列组都是归一化Nb维行矢量，即
其中，符号[+]或[∑]表示互补或广义互补相加，即无论在码序列内或之间作运算时，只对相同上标l(l＝0,1,…,M-1)的分量码序列进行，不同上标l的分量码序列间不允许有相互运算，但M个运算结果相加。
其非周期自相关函数与互相关函数在广义互补的意义上是完全理想的，即
m,m'＝0,1,…,M-1,nb＝0,±1,…,±(Nb-1)。
实施例1
根据本发明实施例，提供了一种重叠复用系统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系统中执行，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7是根据本发明实施例的一种重叠复用系统的处理方法的流程图，如图7所示，该方法包括如下步骤：
步骤S702，发送端获取多个待传输信息序列和广义正交互补码组，其中，广义正交互补码组包括：多个广义正交互补码，多个广义正交互补码与多个待传输信息一一对应；
步骤S704，发送端生成广义正交互补码组对应的多个第一波形序列。
步骤S706，发送端根据多个第一波形序列，对多个待传输信息序列进行重叠复用编码，得到多个编码信息。
步骤S708，发送端通过多个正交信道将多个编码信息发送至接收端。
可选地，在本发明上述实施例中，多个正交信道在广义正交互补码组的长度内平坦衰落。
具体地，Bm(x)的M分量码波形(即上述的多个编码信息)是绝不允许相遇的，而且所用码长Bm(x)必须在码序列长度内短于信道在x域平坦同步衰落周期。为保证Bm(x)的M个分量码波形在运算时绝对不能相遇，可根据需要将M个分量码序列分别安排在以下M个在码序列长度内平坦衰落的正交信道上(即上述的多个正交信道)，例如，M个正交信道可以是时间平坦衰落的前后M个时间段(组)上；可以是频率平坦衰落的相邻M个正交载波频率(组)上；可以是空间平坦衰落的相邻M个正交空间信道上；可以是码长内平坦衰落的M个正交码分信道上；也可以是其它平坦衰落的M个混合信道。从而确保分量码序列间的广义互补性即使在随机时变信道中仍能被保持。
可选地，在本发明上述实施例中，每个正交信道包括：两个正交子信道。
具体地，上述的两个正交子信道可以是I路和Q路，但不仅限于此，由于广义正交互补码组的自相关和互相关特性，I路上的卷积编码后的数据之间互不干扰，同理Q路上的卷积编码后的数据也互不干扰，从而多个编码数据可以分别在I路和Q路进行并行传输编码信息。
在一种可选的方案中，在OvXDM系统中应用广义正交互补码组，发送端在获取到多个待传输信息序列和广义正交互补码组之后，首先需要生成多个广义正交互补码对应的波形Bm(x)，然后将广义正交互补码组对应的多个第一波形序列作为OvXDM编码中的复用波形，忽略信号功率与噪声等比例因子项，对多个待传输信息序列进行OvXDM编码，得到多个编码信息，并通过预先设定的多个正交通道传输给接收端。
根据本发明上述实施例，发送端获取多个待传输信息序列和广义正交互补码组，生成广义正交互补码组对应的多个第一波形序列，根据多个第一波形序列，对多个待传输信息序列进行重叠复用编码，得到多个编码信息，通过多个正交信道将多个编码信息发送至接收端，从而实现对重叠复用系统进行扩频或扩时的目的。容易注意到的是，由于编码信息是根据待传输信息序列和广义正交互补码组对应的第一波形序列得到的，从而达到了降低了系统的门限功率信噪比，使得系统在隐蔽与抗干扰方面有更好的性能的技术效果，进而解决了现有技术中对重叠复用系统进行扩频或扩时，重叠复用系统的门限功率信噪比较高的技术问题。
可选地，在本发明上述实施例中，步骤S702，发送端获取广义正交互补码组包括：
步骤S7022，发送端获取完备正交互补码对偶和正交矩阵。
步骤S7024，发送端将完备正交互补码对偶和正交矩阵进行直积运算，得到广义正交互补码组，其中，多个广义正交互补码的数量与广义正交互补码组的阶数相同。
具体地，M>2的广义互补正交码组可以从完备正交互补码对偶生成，通常可使用与正交矩阵HM直积的方式产生，M常取偶数阶正交矩阵，有其中HM'是M'(必为偶数)阶正交矩阵。
完备互补正交码对偶的数学表示为：其中两个序列都是归一化Nb维行矢量。[+]表示互补相加，即在进行相关与其它运算时，中的分量码(或它们的对应时间波形)各自分别进行，即与与运算，但运算结果相加。(或它们的对应时间波形)二者之间不允许有任何相互运算，在实际使用时，C码、S码需放置在两个正交信道，例如，通过I路和Q路正交特性传输C码和S码，后续对此不再作特殊说明。并且，生成广义正交互补码组对应的多个第一波形序列满足两序列各自的自相关函数在原点是理想的冲击函数，原点以外处处为零；而互相关函数则处处为零的特点。
例如是一个完备正交互补码对偶，可表示为则一种M＝4阶的广义互补正交码组可以由下述直积方式产生，即其中H2是2阶正交矩阵，只要是完备正交互补码对偶，很易检验这4组码(每组有4个码)的非周期自相关与互相函数在广义互补的意义上都是理想的，即m,m'＝0,1,2,3；nb＝0,±1,…,±(Nb-1)。
需要说明的是，在数学上还有很多产生高阶完备广义正交互补码组的方法，但全属等效变换关系，本发明对此不作具体限定。
可选地，在本发明上述实施例中，步骤S704，发送端生成广义正交互补码组对应的多个第一波形序列包括：
步骤S7042，发送端获取预设复用波形和预设复用波形对应的波形宽度。
具体地，上述的预设复用波形可以是码片波形h(x)，X为预设复用波形的波形宽度。
步骤S7044，发送端将广义正交互补码组和预设复用波形进行运算，得到多个第一波形序列。
可选地，在本发明上述实施例中，通过如下公式得到多个第一波形序列：m,l＝0,1,…,M-1,nb＝0,1,....Nb-1，其中，Bm(x)为第m个第一波形序列，h(x)为预设复用波形，且X是h(x)的波形宽度，为广义正交互补码组，Nb为广义正交互补码组的长度，M为广义正交互补码组的阶数，xT为码片间隔。
在一种可选的方案中，在OvXDM系统中应用广义正交互补码组，发送端在获取到多个待传输信息序列和广义正交互补码组之后，首先需要获取预设复用波形和预设复用波形对应的波形宽度，然后按照上述公式对每个广义正交互补码以第一波形序列进行替换。
可选地，在本发明上述实施例中，步骤S7042，发送端获取预设复用波形对应的波形宽度包括：
步骤S70422，发送端获取预设复用波形的码片间隔和重叠度。
步骤S70424，发送端根据预设复用波形的码片间隔和重叠度，得到预设复用波形的波形宽度。
可选地，在本发明上述实施例中，通过如下公式得到预设复用波形的波形宽度：X＝(1+a)xT，其中，a为预设复用波形的重叠度，a≥0。
在一种可选的方案中，发送端为了获取预设复用波形对应的码片信息，可以获取预设复用波形的码片间隔xT和重叠度a，其中，a值越大，重叠越严重，并将码片间隔xT和重叠度a代入上述公式，从而得到预设复用波形的波形宽度。
可选地，在本发明上述实施例中，步骤S706，发送端根据多个第一波形序列，对多个待传输信息序列进行重叠复用编码，得到多个编码信息包括：
步骤S7062，发送端对每个待传输信息序列对应的第一波形序列进行移位，得到多个移位后的包络波形。
步骤S7064，发送端将每个待传输信息序列中每个待传输信息与对应的移位后的包络波形进行乘积，得到多个待传输信息的包络波形。
步骤S7066，将多个待传输信息的包络波形进行叠加，得到每个待传输信息序列对应的编码信息。
在一种可选的方案中，可以将每个待传输信息序列对应的第一波形序列作为复用波形，并按照现有的OvXDM编码方法进行编码，具体地可以将第一波形序列经特定时间移位后，形成其它各个时刻的包络波形其中，K为重叠重数；将每个待传输信息序列um,n与相应时刻的包络波形相乘，得到各个时刻的待发送信号波形将各个待发送波形进行叠加，得到每个待传输信息序列对应的编码信息，而且，每个待传输信息序列对应的编码信息的复包络vm(x)均可表示为：即多个编码信息波形为vm(x)m＝0,1,...,M-1。
图8是根据本发明实施例的一种可选的重叠复用系统的处理方法的示意图，下面结合图8以OvTDM系统为例，对本发明一种优选的实施例进行详细说明：
完备正交互补码对偶为：对应为++，对应为+-，对应为-+，对应为--，一种M＝4阶的广义正交互补码组可由下述直积形式产生，即其中，经过直积运算扩展为从而生成相应的4阶广义正交互补码组。
将广义正交互补码组中每个码组与复用波形h(t)进行运算，从而得到广义正交互补码组波形序列Bm(x)(即上述的第一波形序列)，具体地运算方法为并且，Bm(x)的M分量波形是不相遇的，而且所用码长Bm(x)必须在码序列长度内短于信道在x域平坦同步衰落周期，保证分量码序列间的广义互补性即使在随机时变信道中仍能被保持。
将广义正交互补码组波形序列Bm(x)与待传输的信号进行卷积编码，实现OvTDM编码过程。具体地编码方法与传统的OvTDM系统编码方法相同，在此不再赘述。
将与广义正交互补码组波形序列进行OvTDM编码后的数据分别在I与Q正交信道之中传输。
通过上述方案，由于广义正交互补码组序列，其具有自相关函数在原点是理想的冲击函数，原点以外处处为零，而互相关函数处处为零的特点，使用广义正交互补码组对OvTDM系统进行扩时或扩频，具有加密和隐蔽的特性，且通信过程中抗干扰的能力较高。
需要说明的是，上述方案可以广泛应用于实际无线通信系统中，如各类移动通信系统、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系统中。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系统。
实施例2
根据本发明实施例，还提供了一种重叠复用系统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系统中执行，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9是根据本发明实施例的另一种重叠复用系统的处理方法的流程图，如图9所示，该方法包括如下步骤：
步骤S902，接收端接收发送端通过多个正交信道发送的多个编码信息，其中，多个编码信息为发送端根据广义正交互补码组对应的多个第一波形序列，对多个待传输信息序列进行重叠复用编码得到，广义正交互补码组包括：多个广义正交互补码，多个广义正交互补码与多个待传输信息一一对应。
步骤S904，接收端对多个编码信息进行匹配滤波，得到多个恢复后的码片波形。
步骤S906，接收端对多个恢复后的码片波形进行重叠复用译码，得到多个传输信息序列，其中，多个传输信息序列与多个待传输信息序列一一对应。
在一种可选的方案中，根据广义正交互补码组序列的正交性，接收端接收到的多个编码信息是完全不相关的，可以利用广义正交互补码组的理想相关特性，对多个编码信息进行匹配滤波，分别解调出每个编码信息的复包络，得到多个恢复后的码片波形，然后采用现有的OvXDM译码算法，对多个恢复后的码片波形进行重叠复用译码，从而得到发送端发送的多个传输信息序列。
根据本发明上述实施例，接收端接收发送端通过多个正交信道发送的多个编码信息，对多个编码信息进行匹配滤波，得到多个恢复后的码片复用波形，对多个恢复后的码片复用波形进行重叠复用译码，得到多个传输信息序列，从而实现对重叠复用系统进行扩频或扩时的目的。容易注意到的是，由于编码信息是根据待传输信息序列和广义正交互补码组对应的第一波形序列得到的，从而达到了降低了系统的门限功率信噪比，使得系统在隐蔽与抗干扰方面有更好的性能的技术效果，进而解决了现有技术中对重叠复用系统进行扩频或扩时，重叠复用系统的门限功率信噪比较高的技术问题。
可选地，在本发明上述实施例中，步骤S904，接收端对多个编码信息进行匹配滤波，得到多个恢复后的码片波形包括：
步骤S9042，接收端通过瑞克脉冲压缩运算对多个编码信息进行匹配滤波，得到多个恢复后的码片波形。
具体地，瑞克(RAKE)接收机是专门为利用"扩频码"理想相关特性，分离与合并多径接收信号能量而设计的，又称脉冲压缩接收机，其特点是接收机设置了一个x域抽头延“时”线，抽头间隔为扩频码片间隔，抽头系数排列为扩频码倒序列的共轭。
在一种可选的方案中，在接收到多个编码信息之后，可以首先实施如下瑞克(RAKE)脉冲压缩运算：具体结构如图10所示，从而得到多个恢复后的码片波形
需要说明的是，恢复后的码片波形的方式不仅限于瑞克脉冲压缩接收机，在本发明实施例中以瑞克脉冲压缩接收机为例进行详细说明。
可选地，在本发明上述实施例中，在步骤S904，接收端对多个编码信息进行匹配滤波，得到多个码片复用波形之前，该方法还包括：
步骤S908，接收端对多个编码信息进行同步处理，得到多个同步后的编码信息。
步骤S910，接收端对多个同步后的编码信息进行匹配滤波，得到多个恢复后的码片波形。
在一种可选的方案中，为了能够恢复出码片波形，需要确保在同步条件下实施瑞克脉冲压缩运算，也即，在对多个编码信息进行匹配滤波之前，需要对多个编码信息进行同步处理。
可选地，在本发明上述实施例中，在步骤S906，接收端接收发送端通过多个正交信道发送的多个编码信息之后，该方法还包括：
步骤S912，接收端对预设待传输信息序列对应的编码信息进行匹配滤波，得到预设待传输信息对应的恢复后的码片波形。
具体地，上述的预设待传输信息序列可以是接收用户预先确定的需要接收的信息序列。
步骤S914，接收端对预设待传输信息对应的恢复后的码片波形进行重叠复用译码，得到预设待传输信息对应的传输信息序列。
在一种可选的方案中，如图11所示，以OvTDM系统为例，可以将码组1和信号1看作是用户1所采用的码组和待发送的信息，码组2和信号2看作是用户2所采用的码组和待发送的信息，以此类推。如果其中一个接收用户已知需要接收用户2发送的信息，则接收端只采用码组2恢复出信号2即可，而无需对其他码组进行处理。通过上述步骤提供的方案，可以实现多用户通信的目的。
下面结合图8仍以OvTDM系统为例，对本发明一种优选的实施例进行详细说明：
接收端在接收到多个编码信息之后，可以通过RAKE接收机进行匹配输出，恢复出多个码片波形，而后进行相应的OvTDM译码操作，得到最终的输出，即输出1至输出M。
通过上述方案，由于广义正交互补码组序列，其具有自相关函数在原点是理想的冲击函数，原点以外处处为零，而互相关函数处处为零的特点，使用广义正交互补码组对OvTDM系统进行扩时或扩频，具有加密和隐蔽的特性，且通信过程中抗干扰的能力较高。
实施例3
根据本发明实施例，提供了一种重叠复用系统的处理装置的实施例。
图12是根据本发明实施例的一种重叠复用系统的处理装置的示意图，如图12所示，该装置包括：
获取模块121，用于发送端获取多个待传输信息序列和广义正交互补码组，其中，广义正交互补码组包括：多个广义正交互补码，多个广义正交互补码与多个待传输信息一一对应；
生成模块123，用于生成广义正交互补码组对应的多个第一波形序列。
编码模块125，用于根据多个第一波形序列，对多个待传输信息序列进行重叠复用编码，得到多个编码信息。
发送模块129，用于通过多个正交信道将多个编码信息发送至接收端。
可选地，在本发明上述实施例中，多个正交信道在广义正交互补码组的长度内平坦衰落。
具体地，Bm(x)的M分量码波形(即上述的多个编码信息)是绝不允许相遇的，而且所用码长Bm(x)必须在码序列长度内短于信道在x域平坦同步衰落周期。为保证Bm(x)的M个分量码波形在运算时绝对不能相遇，可根据需要将M个分量码序列分别安排在以下M个在码序列长度内平坦衰落的正交信道上(即上述的多个正交信道)，例如，M个正交信道可以是时间平坦衰落的前后M个时间段(组)上；可以是频率平坦衰落的相邻M个正交载波频率(组)上；可以是空间平坦衰落的相邻M个正交空间信道上；可以是码长内平坦衰落的M个正交码分信道上；也可以是其它平坦衰落的M个混合信道。从而确保分量码序列间的广义互补性即使在随机时变信道中仍能被保持。
可选地，在本发明上述实施例中，每个正交信道包括：两个正交子信道。
具体地，上述的两个正交子信道可以是I路和Q路，但不仅限于此，由于广义正交互补码组的自相关和互相关特性，I路上的卷积编码后的数据之间互不干扰，同理Q路上的卷积编码后的数据也互不干扰，从而多个编码数据可以分别在I路和Q路进行并行传输编码信息。
在一种可选的方案中，在OvXDM系统中应用广义正交互补码组，发送端在获取到多个待传输信息序列和广义正交互补码组之后，首先需要生成多个广义正交互补码对应的波形Bm(x)，然后将广义正交互补码组对应的多个第一波形序列作为OvXDM编码中的复用波形，忽略信号功率与噪声等比例因子项，对多个待传输信息序列进行OvXDM编码，得到多个编码信息，并通过预先设定的多个正交通道传输给接收端。
根据本发明上述实施例，发送端获取多个待传输信息序列和广义正交互补码组，生成广义正交互补码组对应的多个第一波形序列，根据多个第一波形序列，对多个待传输信息序列进行重叠复用编码，得到多个编码信息，通过多个正交信道将多个编码信息发送至接收端，从而实现对重叠复用系统进行扩频或扩时的目的。容易注意到的是，由于编码信息是根据待传输信息序列和广义正交互补码组对应的第一波形序列得到的，从而达到了降低了系统的门限功率信噪比，使得系统在隐蔽与抗干扰方面有更好的性能的技术效果，进而解决了现有技术中对重叠复用系统进行扩频或扩时，重叠复用系统的门限功率信噪比较高的技术问题。
实施例4
根据本发明实施例，还提供了一种重叠复用系统的处理装置的实施例。
图13是根据本发明实施例的另一种重叠复用系统的处理装置的示意图，如图13所示，该装置包括：
接收模块131，用于接收发送端通过多个正交信道发送的多个编码信息，其中，多个编码信息为发送端根据广义正交互补码组对应的多个第一波形序列，对多个待传输信息序列进行重叠复用编码得到，广义正交互补码组包括：多个广义正交互补码，多个广义正交互补码与多个待传输信息一一对应。
滤波模块133，用于对多个编码信息进行匹配滤波，得到多个恢复后的码片波形。
译码模块135，用于对多个恢复后的码片波形进行重叠复用译码，得到多个传输信息序列，其中，多个传输信息序列与多个待传输信息序列一一对应。
在一种可选的方案中，根据广义正交互补码组序列的正交性，接收端接收到的多个编码信息是完全不相关的，可以利用广义正交互补码组的理想相关特性，对多个编码信息进行匹配滤波，分别解调出每个编码信息的复包络，得到多个恢复后的码片波形，然后采用现有的OvXDM译码算法，对多个恢复后的码片波形进行重叠复用译码，从而得到发送端发送的多个传输信息序列。
根据本发明上述实施例，接收端接收发送端通过多个正交信道发送的多个编码信息，对多个编码信息进行匹配滤波，得到多个恢复后的码片波形，对多个恢复后的码片波形进行重叠复用译码，得到多个传输信息序列，从而实现对重叠复用系统进行扩频或扩时的目的。容易注意到的是，由于编码信息是根据待传输信息序列和广义正交互补码组对应的第一波形序列得到的，从而达到了降低了系统的门限功率信噪比，使得系统在隐蔽与抗干扰方面有更好的性能的技术效果，进而解决了现有技术中对重叠复用系统进行扩频或扩时，重叠复用系统的门限功率信噪比较高的技术问题。
实施例5
根据本发明实施例，提供了一种重叠复用系统的实施例。
图14是根据本发明实施例的一种重叠复用系统的示意图，如图14所示，该重叠复用系统包括：发送端设备141和接收端设备143。
其中，发送端设备141用于获取多个待传输信息序列和广义正交互补码组，生成广义正交互补码组对应的多个第一波形序列，并根据多个第一波形序列，对多个待传输信息序列进行重叠复用编码，得到多个编码信息；接收端设备143与发送端设备通过多个正交信道连接，用于对多个编码信息进行匹配滤波，得到多个恢复后的码片波形，并对多个恢复后的码片波形进行重叠复用译码，得到多个传输信息序列，其中，每个正交信道用于传输一个编码信息，多个传输信息序列与多个待传输信息序列一一对应。
可选地，在本发明上述实施例中，多个正交信道在广义正交互补码组的长度内平坦衰落。
具体地，Bm(x)的M分量码波形(即上述的多个编码信息)是绝不允许相遇的，而且所用码长Bm(x)必须在码序列长度内短于信道在x域平坦同步衰落周期。为保证Bm(x)的M个分量码波形在运算时绝对不能相遇，可根据需要将M个分量码序列分别安排在以下M个在码序列长度内平坦衰落的正交信道上(即上述的多个正交信道)，例如，M个正交信道可以是时间平坦衰落的前后M个时间段(组)上；可以是频率平坦衰落的相邻M个正交载波频率(组)上；可以是空间平坦衰落的相邻M个正交空间信道上；可以是码长内平坦衰落的M个正交码分信道上；也可以是其它平坦衰落的M个混合信道。从而确保分量码序列间的广义互补性即使在随机时变信道中仍能被保持。
可选地，在本发明上述实施例中，每个正交信道包括：两个正交子信道。
具体地，上述的两个正交子信道可以是I路和Q路，但不仅限于此，由于广义正交互补码组的自相关和互相关特性，I路上的卷积编码后的数据之间互不干扰，同理Q路上的卷积编码后的数据也互不干扰，从而多个编码数据可以分别在I路和Q路进行并行传输编码信息。
在一种可选的方案中，在OvXDM系统中应用广义正交互补码组，发送端在获取到多个待传输信息序列和广义正交互补码组之后，首先需要生成多个广义正交互补码对应的波形Bm(x)，然后将广义正交互补码组对应的多个第一波形序列作为OvXDM编码中的复用波形，忽略信号功率与噪声等比例因子项，对多个待传输信息序列进行OvXDM编码，得到多个编码信息，并通过预先设定的多个正交通道传输给接收端。根据广义正交互补码组序列的正交性，接收端接收到的多个编码信息是完全不相关的，可以利用广义正交互补码组的理想相关特性，对多个编码信息进行匹配滤波，分别解调出每个编码信息的复包络，得到多个恢复后的码片波形，然后采用现有的OvXDM译码算法，对多个恢复后的码片波形进行重叠复用译码，从而得到发送端发送的多个传输信息序列。
根据本发明上述实施例，发送端获取多个待传输信息序列和广义正交互补码组，生成广义正交互补码组对应的多个第一波形序列，根据多个第一波形序列，对多个待传输信息序列进行重叠复用编码，得到多个编码信息，接收端对多个编码信息进行匹配滤波，得到多个恢复后的码片波形，并对多个恢复后的码片波形进行重叠复用译码，得到多个传输信息序列，从而实现对重叠复用系统进行扩频或扩时的目的。容易注意到的是，由于编码信息是根据待传输信息序列和广义正交互补码组对应的第一波形序列得到的，从而达到了降低了系统的门限功率信噪比，使得系统在隐蔽与抗干扰方面有更好的性能的技术效果，进而解决了现有技术中对重叠复用系统进行扩频或扩时，重叠复用系统的门限功率信噪比较高的技术问题。
实施例6
根据本发明实施例，还提供了一种存储介质的实施例，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和2中的重叠复用系统的处理方法。
实施例7
根据本发明实施例，还提供了一种处理器的实施例，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述实施例1和2中的重叠复用系统的处理方法。
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系统，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。
Claims (18)
1.一种重叠复用系统的处理方法，其特征在于，包括：
发送端获取多个待传输信息序列和广义正交互补码组，其中，所述广义正交互补码组包括：多个广义正交互补码，所述多个广义正交互补码与所述多个待传输信息序列一一对应；
所述发送端生成所述广义正交互补码组对应的多个第一波形序列；
所述发送端根据所述多个第一波形序列，对所述多个待传输信息序列进行重叠复用编码，得到多个编码信息；
所述发送端通过多个正交信道将所述多个编码信息发送至接收端。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，发送端获取广义正交互补码组包括：
所述发送端获取完备正交互补码对偶和正交矩阵；
所述发送端将所述完备正交互补码对偶和所述正交矩阵进行直积运算，得到所述广义正交互补码组，其中，所述多个广义正交互补码的数量与所述广义正交互补码组的阶数相同。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发送端生成所述广义正交互补码组对应的多个第一波形序列包括：
所述发送端获取预设复用波形和所述预设复用波形对应的波形宽度；
所述发送端将所述广义正交互补码组和所述预设复用波形进行运算，得到所述多个第一波形序列。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过如下公式得到所述多个第一波形序列：
其中，Bm(x)为第m个第一波形序列，h(x)为所述预设复用波形，且h(x)＝0,X是h(x)的波形宽度，为所述广义正交互补码组，Nb为所述广义正交互补码组的长度，M为所述广义正交互补码组的阶数，xT为码片间隔。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述发送端获取所述预设复用波形对应的波形宽度包括：
所述发送端获取所述预设复用波形的码片间隔和重叠度；
所述发送端根据所述预设复用波形的码片间隔和重叠度，得到所述码片波形宽度。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过如下公式得到所述波形宽度：
X＝(1+a)xT，
其中，a为所述预设复用波形的重叠度，a≥0。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发送端根据所述多个第一波形序列，对所述多个待传输信息序列进行重叠复用编码，得到多个编码信息包括：
所述发送端对每个待传输信息序列对应的第一波形序列进行移位，得到多个移位后的包络波形；
所述发送端将所述每个待传输信息序列中每个待传输信息与对应的移位后的包络波形进行乘积，得到多个待传输信息序列的包络波形；
将所述多个待传输信息序列的包络波形进行叠加，得到所述每个待传输信息序列对应的编码信息。
8.根据权利要求1任意一项所述的方法，其特征在于，所述多个正交信道在所述广义正交互补码组的长度内平坦衰落。
9.根据权利要求8任意一项所述的方法，其特征在于，每个正交信道包括：两个正交子信道。
10.一种重叠复用系统的处理方法，其特征在于，包括：
接收端接收发送端通过多个正交信道发送的多个编码信息，其中，所述多个编码信息为所述发送端根据广义正交互补码组对应的多个第一波形序列，对多个待传输信息序列进行重叠复用编码得到，所述广义正交互补码组包括：多个广义正交互补码，所述多个广义正交互补码与所述多个待传输信息序列一一对应；
所述接收端对所述多个编码信息进行匹配滤波，得到多个恢复后的码片波形；
所述接收端对所述多个恢复后的码片波形进行重叠复用译码，得到多个传输信息序列，其中，所述多个传输信息序列与所述多个待传输信息序列一一对应。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述接收端对所述多个编码信息进行匹配滤波，得到多个恢复后的码片波形包括：
所述接收端通过瑞克脉冲压缩接收机对所述多个编码信息进行匹配滤波，得到所述多个恢复后的码片波形。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，在所述接收端对所述多个编码信息进行匹配滤波，得到多个恢复后的码片波形之前，所述方法还包括：
所述接收端对所述多个编码信息进行同步处理，得到多个同步后的编码信息；
所述接收端对所述多个同步后的编码信息进行匹配滤波，得到所述多个恢复后的码片波形。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在接收端接收发送端通过多个正交信道发送的多个编码信息之后，所述方法还包括：
所述接收端对预设待传输信息序列对应的编码信息进行匹配滤波，得到所述预设待传输信息对应的恢复后的码片波形；
所述接收端对所述预设待传输信息对应的恢复后的码片波形进行重叠复用译码，得到所述预设待传输信息对应的传输信息序列。
14.一种重叠复用系统的处理装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取多个待传输信息序列和广义正交互补码组，其中，所述广义正交互补码组包括：多个广义正交互补码，所述多个广义正交互补码与所述多个待传输信息一一对应；
生成模块，用于生成所述广义正交互补码组对应的多个第一波形序列；
编码模块，用于根据所述多个第一波形序列，对所述多个待传输信息序列进行重叠复用编码，得到多个编码信息；
发送模块，用于通过多个正交信道将所述多个编码信息发送至接收端。
15.一种重叠复用系统的处理装置，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收发送端通过多个正交信道发送的多个编码信息，其中，所述多个编码信息为所述发送端根据广义正交互补码组对应的多个第一波形序列，对多个待传输信息序列进行重叠复用编码得到，所述广义正交互补码组包括：多个广义正交互补码，所述多个广义正交互补码与所述多个待传输信息一一对应；
滤波模块，用于对所述多个编码信息进行匹配滤波，得到多个恢复后的码片波形；
译码模块，用于对所述多个恢复后的码片波形进行重叠复用译码，得到多个传输信息序列，其中，所述多个传输信息序列与所述多个待传输信息序列一一对应。
16.一种重叠复用系统，其特征在于，包括：
发送端设备，用于获取多个待传输信息序列和广义正交互补码组，生成所述广义正交互补码组对应的多个第一波形序列，并根据所述多个第一波形序列，对所述多个待传输信息序列进行重叠复用编码，得到多个编码信息；
接收端设备，与所述发送端设备通过多个正交信道连接，用于对所述多个编码信息进行匹配滤波，得到多个恢复后的码片波形，并对所述多个恢复后的码片波形进行重叠复用译码，得到多个传输信息序列，其中，每个正交信道用于传输一个编码信息，所述多个传输信息序列与所述多个待传输信息序列一一对应。
17.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1至13中任意一项所述的重叠复用系统的处理方法。
18.一种处理器，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权利要求1至13中任意一项所述的重叠复用系统的处理方法。
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