專利名稱：一種適合多用戶組播通信的編解碼方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適合多用戶組播通信的編解碼方法，還涉及其裝置。
背景技術(shù)：
可靠性、有效性和安全性是無(wú)線接入系統(tǒng)研究的三個(gè)主要的因素，為了提高傳輸
的可靠性，通常選用Turbo和LDPC碼等高編碼增益的糾錯(cuò)碼；為了提高系統(tǒng)的有效 性，通常選用6X6或8X8的多天線技術(shù)和高階調(diào)制技術(shù)；為了提高安全性，通常采用 DES、 AES、 RSA等加密技術(shù)。當(dāng)同一小區(qū)內(nèi)的兩個(gè)或者多個(gè)用戶間進(jìn)行通信時(shí)，需 要對(duì)每個(gè)用戶提供不同的信道來(lái)實(shí)現(xiàn)，占用資源比較多。
為提高系統(tǒng)安全性和可靠性，現(xiàn)有的技術(shù)一般采用增加糾錯(cuò)碼的強(qiáng)度和加密算法 中密鑰的長(zhǎng)度、選用更高的調(diào)制階數(shù)和更多的天線數(shù)等方法，通過(guò)硬件復(fù)雜度和算法 的復(fù)雜度的提高來(lái)改進(jìn)系統(tǒng)，但是這樣的方法受到當(dāng)前硬件發(fā)展水平和相關(guān)技術(shù)研究 的進(jìn)展情況所制約。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)受到當(dāng)前硬件發(fā)展水平和相關(guān)技術(shù)研究的進(jìn)展情況制約的不 足，本發(fā)明提供一種無(wú)線接入系統(tǒng)的多用戶組播通信方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案包括以下步驟 第一步將小區(qū)內(nèi)需要進(jìn)行相互通信的n個(gè)用戶編為一個(gè)用戶組；
第二步將所述用戶組中的每個(gè)用戶的信息序列分別存儲(chǔ)為長(zhǎng)度為m個(gè)比特的信
息序列。
第三步對(duì)n個(gè)m長(zhǎng)的信息序列，如圖3所示進(jìn)行編碼，其中x/表示第i個(gè)用戶的 第j個(gè)比特信息，W表示第i個(gè)用戶和第i+l個(gè)用戶的第j個(gè)比特進(jìn)行模2和加法后，得到 輸出信息W=xZ ;C，重復(fù)上述步驟m次，得至Un個(gè)用戶編碼的mx(n-D長(zhǎng)的信息序
第四步將編碼后的信息力V;A 乂—,A;d按照組播方式發(fā)給組內(nèi)的用戶； 第五步各用戶將接收到的數(shù)據(jù)按照?qǐng)D4所示的遞歸巻積譯碼方式進(jìn)行譯碼，第i 個(gè)用戶按照j;/力A 乂^/A d的順序?qū)⒔邮盏降男畔⑦M(jìn)行譯碼，因?yàn)閷?duì)于第i個(gè)用戶x/已知，則由;c么w/④:^和《,=對(duì)@力可以得《1，<1，以此類推可以得到;c/A《的全
部信息，g卩n個(gè)用戶的第j個(gè)比特的信息，重復(fù)上述步驟可以最終得到其它n-l個(gè)用戶的
wx(n-l)個(gè)比特的信息。
所述多用戶可以是2個(gè)或2個(gè)以上用戶。
所述編碼時(shí)按照每個(gè)用戶l比特按照?qǐng)D3的方式，相鄰的兩個(gè)m長(zhǎng)的信息序列進(jìn)行 逐比特模2和運(yùn)算，當(dāng)各用戶信息長(zhǎng)度不一樣時(shí)，長(zhǎng)度m的取值為信息位最長(zhǎng)的用戶 所對(duì)應(yīng)的信息位數(shù)。對(duì)于傳輸信息量比較少的用戶，其信息序列寫入m長(zhǎng)的信息序列 后的剩余位補(bǔ)0，所以組播傳輸?shù)淖畲蟮男畔?shù)等于mx(n-l)。
本發(fā)明還提供了一種實(shí)現(xiàn)上述方法的裝置，包括一個(gè)多用戶的編碼器和n個(gè)單用 戶譯碼器
多用戶編碼器是由n個(gè)長(zhǎng)度為m的移位寄存器和n-1個(gè)模2和加法器構(gòu)成，其中 n是用戶組中用戶的數(shù)量，m等于n個(gè)用戶中信息數(shù)最大的用戶的信息數(shù)。首先將n 個(gè)需要進(jìn)行相互通信的用戶信息序列分別存儲(chǔ)到n個(gè)m長(zhǎng)的移位寄存器中，信息數(shù)量 小于m的用戶，需將移位寄存器的剩余位值為0。每相鄰的兩個(gè)移位寄存器輸出到一 個(gè)模2和加法器，由模2和加法器實(shí)現(xiàn)編碼后輸出。
每個(gè)單用戶遞歸巻積譯碼器包含兩個(gè)獨(dú)立并行的遞歸巻積譯碼器，每個(gè)遞歸巻積 譯碼器由一個(gè)延時(shí)器和一個(gè)模2和加法器組成，當(dāng)用戶將收到的信息和延時(shí)器中信息 經(jīng)過(guò)模2和加法運(yùn)算后，得到一個(gè)用戶信息，將得到的信息送入到延時(shí)器，并將原延 時(shí)器中的信息輸出，以此類推得到全部的n個(gè)用戶的信息。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明一方面利用組播方式提高信道資源的利用率；同時(shí)
可以通過(guò)信息的復(fù)用獲得組播信息的隨機(jī)性，以此提高系統(tǒng)的安全性；并且實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，
只需要在現(xiàn)有的基站和用戶中增加巻積編碼器和兩狀態(tài)遞歸巻積譯碼器即可實(shí)現(xiàn)。采
用所述組播方式在兩個(gè)用戶間傳輸信息時(shí)，最大可以節(jié)省50%的信道資源，對(duì)于n個(gè)用 戶，最多可以節(jié)省l/n的信道資源。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是現(xiàn)有n個(gè)用戶通信方式的示意圖。 圖2是本發(fā)明n個(gè)用戶組播方式的示意圖。圖3是本發(fā)明多用戶并行編碼器的示意圖。
圖4是本發(fā)明單個(gè)用戶遞歸巻積譯碼器的示意圖。
圖5是本發(fā)明實(shí)施例并行編碼器的示意圖。 圖6是本發(fā)明實(shí)施例第2個(gè)用戶的遞歸巻積譯碼器示意圖。
具體實(shí)施例方式
首先將同一小區(qū)需要進(jìn)行相互通信的用戶分在一個(gè)組，并隨機(jī)進(jìn)行編號(hào)，則用戶 i所發(fā)送的信息為x^A ;c;"'。由此確定移位寄存器長(zhǎng)度m-氣ax,m脆為m,附2A附 中最大
值。然后將n個(gè)用戶的信息序列分別存入n個(gè)m長(zhǎng)移位寄存器中，當(dāng)^,<^則移位寄
存器i中第i+l位到第m位均為0。第三步將移位寄存器l中的第一個(gè)比特和移位寄 存器2中的第一個(gè)比特進(jìn)行模2和運(yùn)算得到編碼后的乂 ，將移位寄存器2中的第一個(gè) 比特和移位寄存器3中的第一個(gè)比特進(jìn)行模2和運(yùn)算得到乂 ，以此類推將移位寄存器 i的第j個(gè)比特與移位寄存器i+l的第j個(gè)比特進(jìn)行模2和運(yùn)算得到乂，最終將移位寄 存器n-l的第m個(gè)比特和移位寄存器n的第m個(gè)比特進(jìn)行模2個(gè)運(yùn)算得到《一 ，實(shí)現(xiàn)編 碼。將編碼后的信息乂乂A 乂—,采用組播方式發(fā)送給n個(gè)用戶。
用戶i將得到的接收信息序列WW八力按照乂力A A和兄A W分組排序，分別 輸入到圖4所示的兩個(gè)遞歸巻積譯碼器，延時(shí)器的初始值均為x/。當(dāng)輸入夂時(shí)，由 4 =乂④々得到x二 ，存入延時(shí)器，并在下一時(shí)刻，與第二個(gè)輸入比特少二由=少/ @< 得到《2，以此類推，最終得到《x,^A《。當(dāng)輸入乂,時(shí)，由jc厶-;^④《得到x"，存 入延時(shí)器，并在下一時(shí)刻，與第二個(gè)輸入比特j^由x,:,3^④x"得到;c"，以此類推， 最終得到Jc/x"AxZ。
下面給出一個(gè)n=3的多用戶通信的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程，設(shè)^〉^〉w，譯碼以用戶2為例。
方法實(shí)施例
第一步將小區(qū)內(nèi)需要進(jìn)行相互通信的3個(gè)用戶編為一個(gè)用戶組。
第二步將所述用戶組中的每個(gè)用戶的信息序列以w,個(gè)比特為一組進(jìn)行劃分，將
3個(gè)用戶信息分別存入對(duì)應(yīng)的信息序列，并將用戶2的信息序列的第^位到^位設(shè)為0。 將用戶3的信息序列的第w，位到w,設(shè)為O。第三步對(duì)3個(gè)w,長(zhǎng)的信息序列，如圖5所示進(jìn)行編碼，其中x/表示第i個(gè)用戶的 第j個(gè)比特信息，；V表示第i個(gè)用戶和第i+l個(gè)用戶的第j個(gè)比特進(jìn)行模2和加法后，得到 輸出信息W、^④《P重復(fù)上述步驟^次，得至IJ3個(gè)用戶編碼的2XA^個(gè)比特的信息 序列船八《'。
第四步將編碼后的信息乂^^A《1，按照組播方式發(fā)給組內(nèi)的用戶；
第五步各用戶將接收到的數(shù)據(jù)按照?qǐng)D6所示的遞歸巻積譯碼方式進(jìn)行譯碼，第2
個(gè)用戶按照乂，乂兩組進(jìn)行譯碼，對(duì)于第2個(gè)用戶x;已知，則由x;=x;④乂和=^ @ 乂可
以得;c;和;c;，重復(fù)上述步驟可以最終得到其它2個(gè)用戶的2xM'個(gè)比特的信息。 裝置實(shí)施例
本發(fā)明包括一個(gè)多用戶的編碼器和3個(gè)單用戶譯碼器-
多用戶編碼器是由3個(gè)長(zhǎng)度為^的移位寄存器和2個(gè)模2和加法器構(gòu)成。根據(jù)所 給出的條件，如圖5所示，選擇3個(gè)長(zhǎng)度為^的移位寄存器。3個(gè)用戶信息分別存入 對(duì)應(yīng)的移位寄存器，并將第二個(gè)移位寄存器的第附2位到^位設(shè)為0，將第三個(gè)移位寄 存器的第^位到^設(shè)為0。將第一個(gè)移位寄存器的第一個(gè)比特和第二個(gè)移位寄存器的 第一個(gè)比特進(jìn)行模2和運(yùn)算，得到乂；將第二個(gè)移位寄存器的第一個(gè)比特和第三個(gè)移
位寄存器的第一個(gè)比特進(jìn)行模2和運(yùn)算，得到乂；依此類推直到將第二個(gè)移位寄存器
的第m,個(gè)比特和第三個(gè)移位寄存器的第^個(gè)比特進(jìn)行模2和運(yùn)算得到^ 。
每個(gè)單用戶遞歸巻積譯碼器包含兩個(gè)獨(dú)立并行的遞歸巻積譯碼器，每個(gè)遞歸巻積 譯碼器由一個(gè)延時(shí)器和一個(gè)模2和加法器組成，當(dāng)用戶收到信息后，將得到的信息序 列h /分別送入兩個(gè)遞歸巻積譯碼器，并將延時(shí)器初始值均設(shè)為x"第一個(gè)遞歸巻積 譯碼器，由延時(shí)器輸出x"并將W和《進(jìn)行模2和運(yùn)算，由^-^④^得到x^。第二 個(gè)遞歸巻積譯碼器，將_y/和^進(jìn)行模2和運(yùn)算，由々=^ 々得到 < ，最終得到義 / 。 當(dāng)j取j=l,2A m,，則用戶2可以得到全部其它兩個(gè)用戶的信息^A《';^A x，。
權(quán)利要求
1、一種適合多用戶組播通信的編解碼方法，其特征在于包括下述步驟第一步將小區(qū)內(nèi)需要進(jìn)行相互通信的n個(gè)用戶編為一個(gè)用戶組；第二步將所述用戶組中的每個(gè)用戶的信息序列分別存儲(chǔ)為長(zhǎng)度為m個(gè)比特的信息序列；第三步對(duì)n個(gè)m長(zhǎng)的信息序列進(jìn)行編碼，表示第i個(gè)用戶的第j個(gè)比特信息，表示第i個(gè)用戶和第i+1個(gè)用戶的第j個(gè)比特進(jìn)行模2和加法后，得到輸出信息，重復(fù)上述步驟m次，得到n個(gè)用戶編碼的m×(n-1)長(zhǎng)的信息序列第四步將編碼后的信按照組播方式發(fā)給組內(nèi)的用戶；第五步各用戶將接收到的數(shù)據(jù)以遞歸卷積譯碼方式進(jìn)行譯碼，第i個(gè)用戶按照的順序?qū)⒔邮盏降男畔⑦M(jìn)行譯碼，對(duì)于第i個(gè)用戶已知，則由和可以得，以此類推可以得到的全部信息，即n個(gè)用戶的第j個(gè)比特的信息，重復(fù)上述步驟可以最終得到其它n-1個(gè)用戶的m×(n-1)個(gè)比特的信息。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適合多用戶組播通信的編解碼方法，其特征在 于所述的第二步中當(dāng)各用戶信息長(zhǎng)度不一樣時(shí)，長(zhǎng)度m的取值為信息位最長(zhǎng) 的用戶所對(duì)應(yīng)的信息位數(shù)；對(duì)于傳輸信息量比較少的用戶，其信息序列寫入m 長(zhǎng)的信息序列后的剩余位補(bǔ)0，組播傳輸?shù)淖畲蟮男畔?shù)等于mx("-l)。
3、 一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求l所述一種適合多用戶組播通信的編解碼方法的裝置，其特 征在于包括一個(gè)多用戶的編碼器和n個(gè)單用戶譯碼器；多用戶編碼器是由n 個(gè)長(zhǎng)度為ra的移位寄存器和n-l個(gè)模2和加法器構(gòu)成，其中n是用戶組中用戶 的數(shù)量，m等于n個(gè)用戶中信息數(shù)最大的用戶的信息數(shù)，將n個(gè)需要進(jìn)行相互 通信的用戶信息序列分別存儲(chǔ)到n個(gè)m長(zhǎng)的移位寄存器中，信息數(shù)量小于m的 用戶，將移位寄存器的剩余位值為0，每相鄰的兩個(gè)移位寄存器輸出到一個(gè)模 2和加法器，由模2和加法器實(shí)現(xiàn)編碼后輸出；每個(gè)單用戶遞歸巻積譯碼器包 含兩個(gè)獨(dú)立并行的遞歸巻積譯碼器，每個(gè)遞歸巻積譯碼器由一個(gè)延時(shí)器和一個(gè) 模2和加法器組成，當(dāng)用戶將收到的信息和延時(shí)器中信息經(jīng)過(guò)模2和加法運(yùn)算后，得到一個(gè)用戶信息，將得到的信息送入到延時(shí)器，并將原延時(shí)器中的信息 輸出，以此類推得到全部的n個(gè)用戶的信息。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種適合多用戶組播通信的編解碼方法及其裝置，將小區(qū)內(nèi)需要進(jìn)行相互通信的n個(gè)用戶中每個(gè)用戶的信息序列分別存儲(chǔ)為長(zhǎng)度為m個(gè)比特的信息序列；對(duì)n個(gè)m長(zhǎng)的信息序列進(jìn)行編碼，得到輸出信息y^j_i=X^j_ix^j_i=1，重復(fù)m次，得到n個(gè)用戶信息序列y¹₁y²₁∧y¹_n-1∧y^m_n-1；將其按照組播方式發(fā)給組內(nèi)用戶；各用戶將接收到的數(shù)據(jù)以遞歸卷積譯碼方式譯碼，第i個(gè)用戶按照y^j_iy^j_i+1∧y^j_n-1y^j₁∧y^j_i-1的順序?qū)⒔邮盏降男畔⒆g碼，對(duì)于第i個(gè)用戶可得X^j_i+1x^j_i-1，以此類推得到n個(gè)用戶的第j個(gè)比特的信息，重復(fù)上述步驟得到其它n-1個(gè)用戶的m×(n-1)個(gè)比特的信息。本發(fā)明提高了信道資源的利用率和系統(tǒng)的安全性，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)H04B7/00GK101534123SQ20091002210
公開(kāi)日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2009年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月20日
發(fā)明者郭旭東 申請(qǐng)人:西安新郵通信設(shè)備有限公司