CN109995465B

CN109995465B - 一种重叠复用系统及其处理方法和装置

Info

Publication number: CN109995465B
Application number: CN201711489890.7A
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Guangdong Yingrui Tianteng Information Technology Co ltd
Current assignee: Guangdong Yingrui Tianteng Information Technology Co ltd
Priority date: 2017-12-29
Filing date: 2017-12-29
Publication date: 2022-08-23
Anticipated expiration: 2037-12-29
Also published as: CN109995465A

Abstract

本发明公开了一种重叠复用系统及其处理方法和装置。该方法包括：将重叠复用系统中的至少三路的并行数据流转换为串行数据流；向接收端传输串行数据流，其中，串行数据流用于获取目标信息，目标信息是由接收端将串行数据流转换为并行数据流，并通过至少三个译码器对并行数据流进行译码后得到的。通过本发明，达到了提高重叠复用系统中信息传输的可靠性的效果。

Description

一种重叠复用系统及其处理方法和装置

技术领域

本发明涉及数据处理领域，具体而言，涉及一种重叠复用系统及其处理方法和装置。

背景技术

目前，传统的重叠复用系统(Turbo-OvXDM)为一个二维的级联系统，在两路相同的数据流经过交织器之后，形成相关性较低的两路数据流，对两路数据流分别进行OvXDM编码，再将编码后的数据流组合进行传输。

图1是根据相关技术中的一种二维Turbo-OvTDM系统发送端的示意图。如图1所示，Turbo结构的OvXDM系统采用了类似于Turbo码的结构，Turbo码将两个简单分量码通过伪随机交织器并行级联来构造具有伪随机特性的长码，并通过在两个软入/软出(SISO)译码器之间进行多次迭代而实现了伪随机译码。在发送端，输入为x，通过一个交织器，将OvTDM编码器1和OvTDM编码器2级联起来，构成并行级联的OvXDM传输方式。其中，OvTDM编码器1输出x_i，作为实部数据，OvTDM编码器2输出x_j，x_j乘以j，作为虚部数据。最后将实部数据和虚部数据进行求和，并输出求和结果。

图2是根据相关技术中的一种二维Turbo-OvTDM系统接收端的示意图。如图2所示，接收端也采用了类似Turbo码译码器的迭代译码结构。以OvTDM系统为例，，该迭代译码结构主要包括与编码器对应的两个软入软出(SISO)的OvTDM译码器和相应的交织器与解交织器。

每个译码器分别包括两个输入信息和一个输出信息，在每次的迭代译码过程中，译码器分别将所对应的接收信号和来自另一个译码器的外信息作为输入，并且计算由此译码器所产生的外信息，而后进行相应的解交织最后输出。通过如此的迭代进行两个译码器之间的互信息交换。其中，OvTDM译码器1的输入为实部信息Real(r)和外信息Ext2经解交织后的信息，外信息Ext2由OvTDM译码器2输出，OvTDM译码器2的输入为虚部信息Imag(r)和外信息Ext1经交织后的信息，外信息Ext1由OvTDM译码器1输出。但是存在二维重叠复用系统的信息传输的可靠性低的问题。

针对现有技术中重叠复用系统的信息传输的可靠性低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种重叠复用系统及其处理方法和装置，以至少解决相关技术中重叠复用系统的信息传输的可靠性低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种重叠复用系统的处理方法。该方法包括：将重叠复用系统中的至少三路的并行数据流转换为串行数据流；向接收端传输串行数据流，其中，串行数据流用于获取目标信息，目标信息是由接收端将串行数据流转换为并行数据流，并通过至少三个译码器对并行数据流进行译码后得到的。

可选地，将重叠复用系统中的至少三路的并行数据流转换为串行数据流包括：通过至少三个编码器构建与至少三个编码器一一对应的并行支路；将并行数据流向与至少三个编码器对应的并行支路输入；在并行支路中，通过编码器对并行数据流进行重叠复用编码，并通过转换器将编码后的并行数据流转换为串行数据流。

可选地，在将并行数据流向与至少三个编码器对应的并行支路输入之后，该方法还包括：对并行支路输入的并行数据流中每路数据流的数据顺序进行重新排序，得到重新排序之后的并行数据流，其中，并行支路输入的并行数据流中的每路数据流为同一个发送数据流，重新排序之后的并行数据流之间的相关性低于处理之前的并行数据流之间的相关性；通过编码器对并行数据流进行重叠复用编码，并通过转换器将编码后的并行数据流转换为串行数据流包括：通过编码器对重新排序之后的并行数据流进行重叠复用编码，并通过转换器将编码后的并行数据流转换为串行数据流。

可选地，对并行支路输入的并行数据流中每路数据流的数据顺序进行重新排序，得到重新排序之后的并行数据流包括：通过并行支路中设置的交织器打乱并行支路输入的并行数据流中的数据顺序，得到重新排序之后的并行数据流。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种重叠复用系统的处理方法。该方法包括：接收发送端发送的串行数据流，其中，串行数据流由发送端将重叠复用系统中的至少三路的并行数据流转换得到的；将串行数据流转换为并行数据流，并将并行数据流向至少三个译码器输入；通过至少三个译码器对并行数据流进行译码，得到目标信息。

可选地，将串行数据流转换为并行数据流，并将并行数据流向至少三个译码器输入包括：将接收到的串行数据流转换为并行数据流，并将转换后的并行数据流向至少三级支路进行分离，得到至少三级支路信息；将至少三级支路信息向至少三个译码器一一输入；通过至少三个译码器对并行数据流进行译码，得到目标信息包括：通过至少三个译码器一一对至少三级支路信息进行译码，得到目标信息。

可选地，将至少三级支路信息向至少三个译码器一一输入包括：将至少三级支路信息与至少三级第一信息，一一向至少三个译码器输入；通过至少三个译码器对并行数据流进行译码，得到目标信息包括：通过至少三个译码器对至少三级支路信息和至少三级第一信息进行迭代译码，得到至少三个译码器的第二信息和第三信息，其中，目标信息为经过迭代后最高级支路译码器输出的第二信息经由排序恢复得到的信息，第三信息为第二信息与第一信息之差。

可选地，将至少三级支路信息与至少三级第一信息，一一向至少三个译码器输入包括：每级第一信息需去除对应级译码器中之前进行迭代译码产生的第三信息；每级第一信息在去除对应级译码器中之前产生的第三信息之后，与对应级支路信息，分别向对应级译码器输入。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，还提供了一种重叠复用系统的处理装置。该装置包括：转换单元，用于将重叠复用系统中的至少三路的并行数据流转换为串行数据流；传输单元，用于向接收端传输串行数据流，其中，串行数据流用于获取目标信息，目标信息是由接收端将串行数据流转换为并行数据流，并通过至少三个译码器对并行数据流进行译码后得到的。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，还提供了一种重叠复用系统的处理装置。该装置包括：接收单元，用于接收发送端发送的串行数据流，其中，串行数据流由发送端将重叠复用系统中的至少三路的并行数据流转换得到的；第一处理单元，用于将串行数据流转换为并行数据流，并将并行数据流向至少三个译码器输入；第二处理单元，用于通过至少三个译码器对并行数据流进行译码，得到目标信息。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，还提供了一种存储介质。该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本发明实施例的重叠复用系统的处理方法。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，还提供了一种处理器。该处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行本发明实施例的重叠复用系统的处理方法。

在本发明实施例中，通过将重叠复用系统中的至少三路的并行数据流转换为串行数据流；向接收端传输串行数据流，其中，串行数据流用于获取目标信息，目标信息是由接收端将串行数据流转换为并行数据流，并通过至少三个译码器对并行数据流进行译码后得到的。由于增加了重叠复用系统的级联维度，构建了多维的重叠复用系统，在配合递归的编码系统联合使用后，可以在更低的信噪比下进行可靠通信，达到更好的通信效果。保证信息传输的可靠性，解决了重叠复用系统的信息传输的可靠性低的技术问题，进而达到了提高重叠复用系统中信息传输的可靠性的技术效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，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是根据相关技术中的一种二维Turbo-OvTDM系统发送端的示意图；

图2是根据相关技术中的一种二维Turbo-OvTDM系统接收端的示意图；

图3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流程图；

图4是根据本发明实施例的另一种可选的重叠复用系统的处理方法的流程图；

图5是根据本发明实施例的一种可选的OvTDM系统的发送端的示意图；

图6是根据本发明实施例的一种可选的波形编码的平行四边形状的示意图；

图7是根据本发明实施例的一种可选的OvTDM系统的输入-输出关系的树结构的示意图；

图8是根据本发明实施例的一种可选的OvTDM系统的Trellis的示意图；

图9是根据本发明实施例的一种可选的节点状态转移的示意图；

图10是根据本发明实施例的一种可选的多维Turbo-OvTDM系统的发送端的示意图；

图11是根据本发明实施例的一种可选的多维Turbo-OvTDM系统的接收端的示意图；

图12是根据本发明实施例的一种可选的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可选的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可选的重叠复用系统的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请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，以便这里描述的本申请的实施例。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。

实施例1

本发明实施例提供了一种重叠复用系统的处理方法。

图3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流程图。如图3所示，该方法包括以下步骤：

步骤S302，将重叠复用系统中的至少三路的并行数据流转换为串行数据流。

在本申请上述步骤S302提供的技术方案中，将重叠复用系统中的至少三路的并行数据流转换为串行数据流。

在该实施例中，重叠复用系统(OvXDM)为根据重叠复用原理提出的X域重叠复用系统，其中，X指T(时域)、F(频域)、C(码域)、S(空域)等，重叠复用系统的信号间的重叠为一种有益的编码增益，而并非干扰信号。因而，OvXDM系统通过构建符号之间的干扰，可以获取相应的编码约束关系，从而实现系统增益。

该实施例的重叠复用系统为Turbo-OvXDM系统，采用了类似于Turbo码的结构。根据Turbo-OvXDM系统的性能特性，在构建二维Turbo-OvXDM系统时，性能有一个明显的提升，该实施例根据并行级联编码的思想，可以构建多维度的Turbo-OvXDM系统。

该实施例的重叠复用系统至少三维，在重叠复用系统的发送端，将重叠复用系统中的至少三路的并行数据流转换为串行数据流，可以通过至少三个相对应的编码器构建至少三个相应的并行支路，比如，可以通过M个相对应的OvXDM编码器构建M个相应的并行支路，则重叠复用系统为M维，其中，M为≥3的自然数，并行支路具有并行数据流，其中，并行数据流中的每路数据流是同一发送数据流。重叠复用系统的发送端具有编码支路和交织器，可以将并行数据流分别输入各个编码支路中，通过交织器将进入各个编码支路的数据流顺序打乱，从而在对并行数据流编码之前降低并行数据流之间的相关性，然后将打乱顺序之后的并行数据流经过相应的编码器，以对并行数据流进行重叠复用编码，最后将编码之后的至少三路的并行数据流转换为串行数据流。可选地，通过并/串转换器将并行数据流转换为串行数据流。

可选地，如果至少三路的编码器的重叠系数均为K，输入的编码之前的并行数据流的长度为L，经过编码器编码之后，输出的数据流的长度为N＝L+K-1，则该实施例至少三维的重叠复用系统的相对码率R的计算可以如下：

其中，M为≥3的自然数。

当数据流的长度较长时，则L/N≈1，则相对应的M维的重叠复用系统的码率R即可被简化为

步骤S304，向接收端传输串行数据流，其中，串行数据流用于获取目标信息，目标信息是由接收端将串行数据流转换为并行数据流，并通过至少三个译码器对并行数据流进行译码后得到的。

在本申请上述步骤S304提供的技术方案中，在将重叠复用系统中的至少三路的并行数据流转换为串行数据流之后，向重叠复用系统的接收端传输转换的串行数据流，该串行数据流在接收端用于获取目标信息，该目标信息是由接收端将串行数据流转换为并行数据流，并通过接收端设置的至少三个译码器对并行数据流进行译码后得到的信息，该至少三个译码器与上述至少三路的并行数据流是相对应的。

可选地，该实施例的重叠复用系统的接收端的结构采用迭代译码。接收端首先将接收到的串行数据流转换为并行数据流，并向各个支路进行分离，而后将各个支路的支路信息分别匹配相应的支路译码器，通过支路译码器对并行数据流进行译码，得到目标信息。在多维的重叠复用系统中，交织器可以使用相同类型的交织器，但交织器必须具有不同的交织图样，从而保证各支路之间的信息排列具有极低的相关性。

在本发明实施例中，通过将重叠复用系统中的至少三路的并行数据流转换为串行数据流；向接收端传输串行数据流，其中，串行数据流用于获取目标信息，目标信息是由接收端将串行数据流转换为并行数据流，并通过至少三个译码器对并行数据流进行译码后得到的。由于增加了重叠复用系统的级联维度，构建了多维的重叠复用系统，在配合递归的编码系统联合使用后，可以在更低的信噪比下进行可靠通信，达到更好的通信效果，保证信息传输的可靠性，解决了重叠复用系统的信息传输的可靠性低的问题，进而达到了提高重叠复用系统中信息传输的可靠性的效果。

作为一种可选的实施方式，步骤S302，将重叠复用系统中的至少三路的并行数据流转换为串行数据流包括：通过至少三个编码器构建与至少三个编码器一一对应的并行支路；将并行数据流向与至少三个编码器对应的并行支路输入；在并行支路中，通过编码器对并行数据流进行重叠复用编码，并通过转换器将编码后的并行数据流转换为串行数据流。

该实施例的重叠复用系统的发送端包括至少三个编码器，该编码器可以为OvXDM编码器。通过该至少三个编码器构建了至少三个并行支路，该并行支路也即编码支路。将并行数据流分别向上述至少三个编码器对应的并行支路输入。在将并行数据流分别向上述至少三个编码器对应的并行支路输入之后，可以通过交织器将并行支路的并行数据流的顺序打乱，从而降低并行数据流之间的相关性。然后在并行支路中，通过编码器对并行数据流进行重叠复用编码，并通过转换器将编码后的并行数据流转换为串行数据流，可以通过并/串转换器将编码后的并行数据流转换为串行数据流，进而向接收端传输串行数据流，从而使接收端将串行数据流转换为并行数据流，并通过至少三个译码器对并行数据流进行译码后得到目标信息，达到了提高重叠复用系统中信息传输的可靠性的效果。

作为一种可选的实施方式，在将并行数据流向与至少三个编码器对应的并行支路输入之后，该方法还包括：对并行支路输入的并行数据流中每路数据流的数据顺序进行重新排序，得到重新排序之后的并行数据流，其中，并行支路输入的并行数据流中的每路数据流为同一个发送数据流，重新排序之后的并行数据流之间的相关性低于处理之前的并行数据流之间的相关性；通过编码器对并行数据流进行重叠复用编码，并通过转换器将编码后的并行数据流转换为串行数据流包括：通过编码器对重新排序之后的并行数据流进行重叠复用编码，并通过转换器将编码后的并行数据流转换为串行数据流。

在该实施例中，为保证发送端的编码器对并行数据流进行很好地编码，需要降低并行数据流之间的相关性。在将并行数据流向与至少三个编码器对应的并行支路输入之后，对并行支路输入的并行数据流中每路数据流的数据顺序进行重新排序，得到重新排序之后的并行数据流，比如，通过发送端中的交织器将并行支路输入的并行数据流中的数据顺序进行重新排序，使重新排序之后的并行数据流之间的相关性低于处理之前的并行数据流之间的相关性。在对并行支路输入的并行数据流中每路数据流的数据顺序进行重新排序，得到重新排序之后的并行数据流之后，通过编码器对重新排序之后的并行数据流进行重叠复用编码，并通过转换器将编码后的并行数据流转换为串行数据流，比如，通过并/串转换器将编码后的并行数据流转换为串行数据流，进而向接收端传输串行数据流，从而使接收端将串行数据流转换为并行数据流，并通过至少三个译码器对并行数据流进行译码后得到目标信息，达到了提高重叠复用系统中信息传输的可靠性的效果。

作为一种可选的实施方式，对并行支路输入的并行数据流中每路数据流的数据顺序进行重新排序，得到重新排序之后的并行数据流包括：通过并行支路中设置的交织器打乱并行支路输入的并行数据流中的数据顺序，得到重新排序之后的并行数据流。

该实施例的重叠复用系统的发送端设置有交织器。交织器用于对输入的原始信息的序列进行随机置换，然后从前向后读出。在对并行支路输入的并行数据流中每路数据流的数据顺序进行重新排序，得到重新排序之后的并行数据流时，可以通过并行支路中设置的交织器打乱并行支路输入的并行数据流中的数据顺序，是并行数据流在编码时产生随机度，使码随机化、均匀化。再通过编码器对重新排序之后的并行数据流进行重叠复用编码，并通过转换器将编码后的并行数据流转换为串行数据流，进而向接收端传输串行数据流，从而使接收端将串行数据流转换为并行数据流，并通过至少三个译码器对并行数据流进行译码后得到目标信息，达到了提高重叠复用系统中信息传输的可靠性的效果。

本发明实施例还提供了一种重叠复用系统的处理方法。

图4是根据本发明实施例的另一种可选的重叠复用系统的处理方法的流程图。如图4所示，该方法包括以下步骤：

步骤S402，接收发送端发送的串行数据流，其中，串行数据流由发送端将重叠复用系统中的至少三路的并行数据流转换得到的。

在本申请上述步骤S402提供的技术方案中，重叠复用系统通过接收端接收发送端发送的串行数据流，其中，串行数据流由发送端将重叠复用系统中的至少三路的并行数据流转换得到的。

该实施例的接收端接收发送端发送的将重叠复用系统中的至少三路的并行数据流转换而成的串行数据流，发送端可以通过至少三个相对应的编码器构建至少三个相应的并行支路，并行支路具有并行数据流，其中每路数据流是同一发送数据流，将并行数据流分别输入各个编码支路中，通过交织器将进入各个编码支路的数据流顺序打乱，从而在对并行数据流编码之前降低并行数据流之间的相关性，然后将打乱顺序之后的并行数据流经过相应的编码器，以对并行数据流进行重叠复用编码，最后将编码之后的至少三路的并行数据流转换为串行数据流，接收端可以接收发送端发送的通过并/串转换器将并行数据流转换而成的串行数据流。

步骤S404，将串行数据流转换为并行数据流，并将并行数据流向至少三个译码器输入。

在本申请上述步骤S404提供的技术方案中，在接收发送端发送的串行数据流之后，将串行数据流转换为并行数据流，并将并行数据流向至少三个译码器输入。

接收端首先将接收到的串行数据流转换为并行数据流，可以通过串/并转换器将接收到的串行数据流转换为并行数据流，并向各个支路进行分离，而后将各个支路的支路信息分别匹配相应的支路译码器，将并行数据流向至少三个译码器输入。

步骤S406，通过至少三个译码器对并行数据流进行译码，得到目标信息。

在本申请上述步骤S406提供的技术方案中，在将并行数据流向至少三个译码器输入之后，通过至少三个译码器对并行数据流进行译码，也即，通过支路译码器对并行数据流进行译码，得到目标信息。

该实施例的重叠复用系统的接收端的结构采用迭代译码。每个支路所对应的信道信息可以为L^Ch(m),1≤m≤M。设在进行第it,it≥0轮迭代时，向第m个译码器所输入的先验信息为L^Priori(m,it),1≤m≤M，而经第m个译码器进行译码，所产生的后验信息与外信息分别为L^APP(m,it),1≤m≤M和L^Ext(m,it),1≤m≤M。根据迭代译码的相关规则，在迭代译码过程中，可得：

L^Ext(m,it)＝L^APP(m,it)-L^Priori(m,it),1≤m≤M,it≥1。

需要说明的是，当上述it＝0时，也即，迭代译码并未开始，此时L^Ext(m,0)与L^APP(m,0)均初始化为0。如果重叠复用系统在编码后输入的数据流为独立同分布的二进制数据流，则L^Priori(m,0)也可以初始化为0。

而在迭代的过程中，每一级并联支路所输入的先验信息需要去除之前在迭代过程中此支路译码器所产生的外信息。因而，每一级并联支路所输入的先验信息为：

进一步，可得：

再进一步地演化，每一级支路的译码器的互信息传递的关系式也可以表示为：

该实施例的重叠复用系统的译码器的译码算法，可以使用软入软出的译码算法，比如，软输出Viterbi算法SOVA、最大后验概率算法MAP、Log-MAP算法、修正的MAP算法Max-Log-MAP等，此处不做任何限制。

该实施例通过接收发送端发送的串行数据流，其中，在发送端上将重叠复用系统中的至少三路的并行数据流转换为串行数据流；将串行数据流转换为并行数据流，并将并行数据流向至少三个译码器输入；通过至少三个译码器对并行数据流进行译码，得到目标信息。由于增加了重叠复用系统的级联维度，构建了多维的重叠复用系统，在配合递归的编码系统联合使用后，可以在更低的信噪比下进行可靠通信，达到更好的通信效果。保证信息传输的可靠性，解决了重叠复用系统的信息传输的可靠性低的问题，进而达到了提高重叠复用系统中信息传输的可靠性的效果。

作为一种可选的实施方式，步骤S404，将串行数据流转换为并行数据流，并将并行数据流向至少三个译码器输入包括：将接收到的串行数据流转换为并行数据流，并将转换后的并行数据流向至少三级支路进行分离，得到至少三级支路信息；将至少三级支路信息向至少三个译码器一一输入；通过至少三个译码器对并行数据流进行译码，得到目标信息包括：通过至少三个译码器一一对至少三级支路信息进行译码，得到目标信息。

在该实施例中，在接收发送端发送的串行数据流之后，接收端将接收到的串行数据流转换为并行数据流，可以通过串/并转换器将接收到的串行数据流转换为并行数据流，并将转换后的并行数据流向至少三级支路进行分离，而后将得到的至少三级支路信息向至少三个译码器一一输入，也即，将得到的至少三级支路信息分别匹配到相应的译码器，该译码器也即支路译码器。在将至少三级支路信息分别匹配到相应的译码器转换，通过匹配到的译码器对相应的支路信息进行译码，从而得到目标信息，，达到了提高重叠复用系统中信息传输的可靠性的效果。

作为一种可选的实施方式，将至少三级支路信息向至少三个译码器一一输入包括：将至少三级支路信息与至少三级第一信息，一一向至少三个译码器输入；通过至少三个译码器对并行数据流进行译码，得到目标信息包括：通过至少三个译码器对至少三级支路信息和至少三级第一信息进行迭代译码，得到至少三个译码器的第二信息和第三信息，其中，目标信息为经过若干迭代后最高级支路译码器输出的第二信息经由排序恢复所得到的信息，第三信息为第二信息与第一信息之差。

在该实施例中，在将至少三级支路信息向至少三个译码器一一输入时，将向译码器所输入的支路信息与至少三级第一信息一一向至少三个译码器输入，支路信息为经过串并转换得到的信息，第一信息可以为迭代译码过程中的先验信息，比如，向第m个译码器所输入的先验信息为L^Priori(m,it),1≤m≤M，初始值为0。在将向译码器所输入的支路信息与至少三级第一信息一一向至少三个译码器输入之后，通过至少三个译码器对至少三级支路信息与至少三级第一信息进行迭代译码，得到至少三个译码器的第二信息和第三信息，该第二信息可以为迭代译码过程中的后验信息，比如，第m个译码器所产生的后验信息与L^APP(m,it),1≤m≤M，第三信息可以为先验信息与后验信息之差对应的信息，比如，外信息L^Ext(m,it),1≤m≤M。

根据在迭代译码过程中的相关规则，L^Ext(m,it)＝L^APP(m,it)-L^Priori(m,it),1≤m≤M,it≥1。

需要说明的是，当it＝0时，也即，迭代译码过程未并开始，此时第三信息L^Ext(m,0)与第二信息L^APP(m,0)均初始化为0。若重叠复用系统的编码器输入的数据流为独立同分布的二进制数据流时，则L^Priori(m,0)也可初始化为0。

该实施例的目标信息为经过若干迭代后最高级支路译码器输出的第二信息经由排序恢复所得到的信息，比如，有M路支路，则最高级支路指的是第M路支路，其输入对应为第M-1路支路译码输出的后验信息经过对应交织处理后的信息，和第M级并行数据流。

作为一种可选的实施方式，将至少三级支路信息与至少三级第一信息，一一向至少三个译码器输入包括：每级第一信息需去除对应级译码器中之前进行迭代译码产生的第三信息；每级第一信息在去除对应级译码器中之前产生的第三信息之后，与对应级支路信息，分别向对应级译码器输入。

在该实施例中，在将至少三级支路信息与至少三级第一信息，一一向至少三个译码器输入时，每一级并联支路所输入的先验信息需要去除之前在迭代过程中此支路译码器所产生的外信息，因而可得：

经过进一步演化，每一级支路的译码器的互信息传递的关系式也可以表示为：

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。

实施例2

下面结合优选的实施方式对本发明的技术方案进行举例说明。

下面对本发明实施例的OvXDM系统进行介绍。

本发明实施例OvXDM系统，为根据重叠复用原理提出的X域重叠复用系统，其中X指T(时域)、F(频域)、C(码域)、S(空域)等。

图5是根据本发明实施例的一种可选的OvTDM系统的发送端的示意图。如图5所示，该OvTDM系统可以首先设计生成发送信号的包络波形h(t)；在生成发送信号的包络波形h(t)之后，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的包络波形h(t-i×ΔT)；将所要发送的符号x_i与相应时刻的包络波形h(t-i×ΔT)相乘，得到各个时刻的待发送信号波形x_ih(t-i×ΔT)；然后将所形成的各个待发送的信号波形进行x_ih(t-i×ΔT)叠加，从而形成发射信号波形，发射信号波形可以表示为：

图6是根据本发明实施例的一种可选的波形编码的平行四边形状的示意图。如图6所示，该实施例的重叠复用系统遵循平行四边形规则。其中，N用于表示重叠复用系统中重叠复用编码输出数据长度，为≥2的自然数，K为重叠系数，为≥1的自然数。

该实施例的OvTDM系统的译码可通过多种算法实现，比如，维特比算法、MAP算法、Log-MAP算法、Max-Log-MAP算法等，此处不做任何限制。

当OvTDM系统进行译码时，相应符号之间的输入-输出关系图可如图7所示。其中，图7是根据本发明实施例的一种可选的OvTDM系统(重叠时分复用系统)的输入-输出关系的树结构的示意图。该实施例以重叠系数K＝3为例，可以实现OvTDM系统译码。

图8是根据本发明实施例的一种可选的OvTDM系统的Trellis的示意图。如图8所示，于OvTDM系统所构成的卷积关系及其相应状态数的规则，在OvTDM系统的译码部分可以使用Trellis进行描述，其中，重叠系数K＝3。

图9是根据本发明实施例的一种可选的节点状态转移的示意图。下面对多维Turbo-OvXDM系统进行介绍。

该实施例根据Turbo-OvXDM系统性能的特性，在构建二维Turbo-OvXDM系统时，性能有一个明显的提升。因此，根据并行级联编码的思想，该实施例可以构建多维度的Turbo-OvXDM系统，该多维度大于等于三维。

假设构建维度为M，以OvTDM为例，M维的Turbo-OvTDM系统发送端构建可如图10所示。其中，图10是根据本发明实施例的一种可选的多维Turbo-OvTDM系统的发送端的示意图。如图10所示，在发送端，M个相对应的OvTDM编码器(OvTDM编码器1、OvTDM编码器2……OvTDM编码器M)构建了M个相应的并行支路，分别为编码支路1、编码支路2……编码支路M，M≥3。将串行数据流分别向各个编码支路中，交织器首先将进入各个支路的数据流顺序打乱，以降低其数据流之间的相关性。而后经过相应的OvXDM编码器，最终通过并/串转换器，将M路的并行数据流恢复为串行数据流进行输出。

可选地，如果假设M路的OvXDM编码器的重叠系数均为K，输入的编码前数据流长度为L，经过OvXDM编码后输出长度为N＝L+K-1，则此M维的Turbo-OvXDM系统的相对码率可计算如下：

当数据流的长度较长时，则L/N≈1，相对应的M维的Turbo-OvXDM系统的码率即可被简化为R_Turbo-OvXDM≈1/M。

图11是根据本发明实施例的一种可选的多维Turbo-OvTDM系统的接收端的示意图。如图11所示，多维Turbo-OvTDM系统的接收端的结构也采用相应的迭代译码结构。接收端首先将接收到的信息进行串并转换，向各个支路进行分离，而后将相应的支路信息分别匹配相应的支路译码器，比如，分配到OvTDM译码器2、OvTDM译码器2……OvTDM译码器M。在多维OvXDM系统的接收端中包括交织器，比如，包括交织器2、交织器3等，该交织器可使用相同类型的交织器，但必须具有不同的交织图样，以保证个支路之间的信息排列具有极低的相关性。通过解交织器可以将已被之前交织器打乱的数据顺序进行恢复。

该实施例的互信息的传递为多维Turbo-OvXDM系统的关键。每个支路所对应的信道信息为L^Ch(m),1≤m≤M。在进行第it,it≥0轮迭代时，第m个译码器所输入的先验信息为L^Priori(m,it),1≤m≤M，而第m个译码器所产生的后验信息与外信息分别为L^APP(m,it),1≤m≤M和L^Ext(m,it),1≤m≤M。由此，根据迭代译码的相关规则，在迭代译码过程中，对第m个译码器可得：

L^Ext(m,it)＝L^APP(m,it)-L^Priori(m,it),1≤m≤M,it≥1。

需要说明的是，当it＝0时，也即，迭代译码未开始，此时L^Ext(m,0)与L^APP(m,0)均初始化为0。如果OvXDM在编码输入的数据流为独立同分布的二进制数据流时，则L^Priori(m,0)也可初始化为0。

该实施例在迭代的过程中，每一级并联支路所输入的先验信息需要去除之前迭代过程中此支路译码器所产生的外信息，因而可得下述关系：

进一步地，可得相应的关系式：

通过进一步演化，每一级支路的译码器互信息传递的关系式也可表示为：

根据上述规则，可以以OvTDM系统为例，实现多维Turbo-OvTDM系统的接收端处理过程。

可选地，当上述维度为M＝1时，此时已无Turbo结构的构建，即为传统意义上的单一结构的OvXDM系统。当维度为M＝2时，此时即为传统意义上的Turbo-OvXDM系统。

该实施例的OvXDM译码器的译码算法可以使用软入软出的译码算法，如SOVA算法、MAP算法、Log-MAP算法、Max-Log-MAP算法等，此处不做任何限制。

该实施例的技术方案可以可较地应用于各类实际有线与无线通信系统中，包括光纤通信、移动通信、卫星通信、微波视距通信、散射通信、大气层光通信、红外通信、水生通信等各类通信系统中，也可以达到保证信息传输的可靠度的效果。

该实施例在传统二维Turbo-OvXDM系统的基础上，增加了级联的维度，构建了多维的Turbo-OvXDM系统。多维的OvXDM系统(维度≥3)配合递归的编码系统联合使用后，可有效地降低误码平台，在更低的信噪比下进行可靠通信，从而达到更好的通信效果，保证信息传输的可靠度。

实施例3

本发明实施例还提供了一种重叠复用系统的处理装置。需要说明的是，该实施例的重叠复用系统的处理装置可以用于执行本发明实施例的重叠复用系统的处理方法。

图12是根据本发明实施例的一种可选的重叠复用系统的处理装置的示意图。如图12所示，该装置可以包括：转换单元10和传输单元20。

转换单元10，用于将重叠复用系统中的至少三路的并行数据流转换为串行数据流。

传输单元20，用于向接收端传输串行数据流，其中，串行数据流用于获取目标信息，目标信息是由接收端将串行数据流转换为并行数据流，并通过至少三个译码器对并行数据流进行译码后得到的。

可选地，转换单元10包括：构建模块、输入模块和转换模块。其中，构建模块，用于通过至少三个编码器构建与至少三个编码器一一对应的并行支路；输入模块，用于将并行数据流向与至少三个编码器对应的并行支路输入；转换模块，用于在并行支路中，通过编码器对并行数据流进行重叠复用编码，并通过转换器将编码后的并行数据流转换为串行数据流。

可选地，转换单元10还包括：排序模块，用于在将并行数据流向与至少三个编码器对应的并行支路输入之后，对并行支路输入的并行数据流中每路数据流的数据顺序进行重新排序，得到重新排序之后的并行数据流，其中，并行支路输入的每路数据流为同一发送数据流，重新排序之后的并行数据流之间的相关性低于处理之前的并行数据流之间的相关性；则转换模块用于通过编码器对重新排序之后的并行数据流进行重叠复用编码，并通过转换器将编码后的并行数据流转换为串行数据流。

可选地，排序模块包括：打乱模块，用于通过并行支路中设置的交织器打乱并行支路输入的并行数据流中的数据顺序，得到重新排序之后的并行数据流。

图13是根据本发明实施例的另一种可选的重叠复用系统的处理装置的示意图。如图13所示，该装置可以包括：接收单元30、第一处理单元40和第二处理单元50。

接收单元30，用于接收发送端发送的串行数据流，其中，串行数据流由发送端将重叠复用系统中的至少三路的并行数据流转换得到的。

第一处理单元40，用于将串行数据流转换为并行数据流，并将并行数据流向至少三个译码器输入。

第二处理单元50，用于通过至少三个译码器对并行数据流进行译码，得到目标信息。

可选地，第一处理单元40包括：转换模块和输入模块。其中，转换模块，用于将接收到的串行数据流转换为并行数据流，并将转换后的并行数据流向至少三级支路进行分离，得到至少三级支路信息；输入模块，用于将至少三级支路信息向至少三个译码器一一输入；第二处理单元50包括：第一译码模块，用于通过至少三个译码器一一对至少三级支路信息进行译码，得到目标信息。

可选地，输入模块包括：输入子模块，用于将至少三级支路信息与至少三级第一信息，一一向至少三个译码器输入；第二处理单元50包括：第二译码模块，用于通过至少三个译码器对至少三级支路信息和至少三级第一信息进行迭代译码，得到至少三个译码器的第二信息和第三信息，其中，目标信息为经过若干迭代后最高级支路译码器输出的第二信息经由恢复排序得到的信息，第三信息为第二信息与第一信息之差。

可选地，输入子模块用于每级第一信息去除对应级译码器中之前进行迭代译码产生的第三信息；每级第一信息在去除对应级译码器中之前产生的第三信息之后，与对应级支路信息，分别向对应级译码器输入。

该实施例通过转换单元10将重叠复用系统中的至少三路的并行数据流转换为串行数据流，通过传输单元20向接收端传输串行数据流，其中，串行数据流用于获取目标信息，目标信息是由接收端将串行数据流转换为并行数据流，并通过至少三个译码器对并行数据流进行译码后得到的，由于增加了重叠复用系统的级联维度，构建了多维的重叠复用系统，在配合递归的编码系统联合使用后，可以在更低的信噪比下进行可靠通信，达到更好的通信效果。保证信息传输的可靠性，解决了重叠复用系统的信息传输的可靠性低的技术问题，进而达到了提高重叠复用系统中信息传输的可靠性的技术效果。

实施例4

本发明实施例还提供了一种重叠复用系统。需要说明的是，该实施例的重叠复用系统可以包括本发明实施例的重叠复用系统的处理装置，可以用于执行本发明实施例的重叠复用系统的处理方法。

图14是根据本发明实施例的一种可选的重叠复用系统的示意图。如图14所示，该系统可以包括：发送端60和接收端70。

发送端60，用于将至少三路的并行数据流转换为串行数据流，并输出串行数据流。

接收端70，与发送端60相连接，用于将接收到的串行数据流转换为并行数据流，将并行数据流向至少三个译码器输入，并通过至少三个译码器对并行数据流进行译码，得到目标信息。

实施例5

本发明实施例还提供了一种存储介质。该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本发明实施例的重叠复用系统的处理方法。

实施例6

本发明实施例还提供了一种处理器。该处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行本发明实施例的重叠复用系统的处理方法。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种重叠复用系统的处理方法，其特征在于，包括：

将重叠复用系统中的至少三路的并行数据流转换为串行数据流，所述重叠复用系统包含至少三路并行支路，所述并行支路中设置有交织器，所述交织器用于打乱所述并行支路输入的所述并行数据流中的数据顺序；

向接收端传输所述串行数据流，其中，所述串行数据流用于获取目标信息，所述目标信息是由所述接收端将所述串行数据流转换为并行数据流，并通过至少三个译码器对所述并行数据流进行译码后得到的。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述重叠复用系统中的至少三路的所述并行数据流转换为所述串行数据流包括：

通过至少三个编码器构建与至少三个所述编码器一一对应的并行支路；

将所述并行数据流向与至少三个所述编码器对应的所述并行支路输入；

在所述并行支路中，通过编码器对所述并行数据流进行重叠复用编码，并通过转换器将编码后的所述并行数据流转换为所述串行数据流。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

在将所述并行数据流向与至少三个所述编码器对应的所述并行支路输入之后，所述方法还包括：对所述并行支路输入的所述并行数据流中每路数据流的数据顺序进行重新排序，得到重新排序之后的所述并行数据流，其中，所述并行支路输入的所述并行数据流中的每路数据流为同一个发送数据流，重新排序之后的所述并行数据流之间的相关性低于处理之前的所述并行数据流之间的相关性；

通过所述编码器对所述并行数据流进行重叠复用编码，并通过转换器将编码后的所述并行数据流转换为所述串行数据流包括：通过所述编码器对重新排序之后的所述并行数据流进行重叠复用编码，并通过转换器将编码后的所述并行数据流转换为所述串行数据流。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对所述并行支路输入的所述并行数据流中的数据顺序进行重新排序，得到重新排序之后的所述并行数据流包括：

通过所述并行支路中设置的交织器打乱所述并行支路输入的所述并行数据流中的数据顺序，得到重新排序之后的所述并行数据流。

5.一种重叠复用系统的处理方法，其特征在于，包括：

接收发送端发送的串行数据流，其中，所述串行数据流由所述发送端将重叠复用系统中的至少三路的并行数据流转换得到的，所述重叠复用系统包含至少三路并行支路，所述并行支路中设置有交织器，所述交织器用于打乱所述并行支路输入的所述并行数据流中的数据顺序；

将所述串行数据流转换为并行数据流，并将所述并行数据流向至少三个译码器输入；

通过至少三个所述译码器对所述并行数据流进行译码，得到目标信息。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

将所述串行数据流转换为所述并行数据流，并将所述并行数据流向至少三个所述译码器输入包括：将接收到的所述串行数据流转换为所述并行数据流，并将转换后的所述并行数据流向至少三级支路进行分离，得到至少三级支路信息；将至少三级所述支路信息向至少三个所述译码器一一输入；

通过至少三个所述译码器对所述并行数据流进行译码，得到所述目标信息包括：通过至少三个所述译码器一一对至少三级所述支路信息进行译码，得到所述目标信息。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

将至少三级所述支路信息向至少三个所述译码器一一输入包括：将至少三级所述支路信息与至少三级第一信息，一一向至少三个所述译码器输入；

通过至少三个所述译码器对所述并行数据流进行译码，得到所述目标信息包括：通过至少三个所述译码器对至少三级所述支路信息和至少三级所述第一信息进行迭代译码，得到至少三个所述译码器的第二信息和第三信息，其中，所述目标信息为经过迭代后最高级支路所述译码器输出的所述第二信息经由排序恢复所得到的信息，所述第三信息为所述第二信息与所述第一信息之差。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将至少三级所述支路信息与至少三级所述第一信息，一一向至少三个所述译码器输入包括：

每级所述第一信息需去除对应级所述译码器中之前进行迭代译码产生的所述第三信息；

每级所述第一信息在去除对应级所述译码器中之前产生的所述第三信息之后，与对应级所述支路信息，分别向对应级所述译码器输入。

9.一种重叠复用系统的处理装置，其特征在于，包括：

转换单元，用于将重叠复用系统中的至少三路的并行数据流转换为串行数据流，所述重叠复用系统包含至少三路并行支路，所述并行支路中设置有交织器，所述交织器用于打乱所述并行支路输入的所述并行数据流中的数据顺序；

传输单元，用于向接收端传输所述串行数据流，其中，所述串行数据流用于获取目标信息，所述目标信息是由所述接收端将所述串行数据流转换为并行数据流，并通过至少三个译码器对所述并行数据流进行译码后得到的。

10.一种重叠复用系统的处理装置，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收发送端发送的串行数据流，其中，所述串行数据流由所述发送端将重叠复用系统中的至少三路的并行数据流转换得到的，所述重叠复用系统包含至少三路并行支路，所述并行支路中设置有交织器，所述交织器用于打乱所述并行支路输入的所述并行数据流中的数据顺序；

第一处理单元，用于将所述串行数据流转换为并行数据流，并将所述并行数据流向至少三个译码器输入；

第二处理单元，用于通过至少三个所述译码器对所述并行数据流进行译码，得到目标信息。

11.一种重叠复用系统，其特征在于，包括：

发送端，用于将至少三路的并行数据流转换为串行数据流，并输出所述串行数据流，包含至少三路并行支路，所述并行支路中设置有交织器，所述交织器用于打乱所述并行支路输入的所述并行数据流中的数据顺序；

接收端，与所述发送端相连接，用于将接收到的所述串行数据流转换为并行数据流，将所述并行数据流向至少三个译码器输入，并通过至少三个所述译码器对所述并行数据流进行译码，得到目标信息。

12.一种存储介质，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8中任意一项所述的重叠复用系统的处理方法。

13.一种处理器，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8中任意一项所述的重叠复用系统的处理方法。