[發明專利]大容量同步碼分多址擴頻通信系統的實現方法

有效

• 申請號: 00134627.X
• 申請日: 2000-11-24
• 公開（公告）號: CN1355629A
• 公開（公告）日: 2002-06-26
• 發明（設計）人: 蔡朝輝
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H04J13/02
• 分類號: H04J13/02
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 韓飄揚

本發明涉及一種移動通信技術，更確切地說是涉及一種實現大容量、多用戶、有高頻譜效率的無線同步碼分多址擴頻通信系統的方法。

通信業務量日益增大，而通信頻帶是有限的，對一個頻帶有限的通信系統而言，其容量或者其頻譜利用效率就成為相當重要的問題。而現有通信系統對頻譜的利用效率顯然滿足不了要求，如全球移動通信(GSM-Globe?System?forMobile?Communication)技術、窄帶的碼分多址(CDMA)技術等。當今正在研究的第3代(3G)移動通信技術甚至是將來的移動通信技術，如含寬帶碼分多址(WCDMA)、時分-同步碼分多址(TD-SCDMA)，cdma2000等的IMT2000的3G家族，所采用的包括智能天線、多用戶檢測、擴頻(多載波)技術等的各種新技術，大大提高了移動通信系統的容量和頻譜利用效率。

其中的智能天線技術，引入了空間濾波、波束賦形等技術，由于引入空分概念，對用戶除了用“碼”區分外，還可從“物理空間”上對用戶進行區分，大大減少了系統中物理空間不同的用戶之間的多址干擾(MAI)，因而在提高系統性能及提高頻譜利用效率等方面已顯示出它的應用前景，目前已明確應用在TD-SCDMA中，此外在3G移動通信系統中也在考慮應用智能天線技術。

多用戶檢測技術應用于接收技術中，包括聯合檢測和干擾抑制等，因其削弱(抑制)了多址干擾而可增加系統的容量，目前也已在許多移動通信系統中應用。

擴頻技術的核心是使用具有偽隨機特性的擴頻碼來調制各個用戶的數據，如在CDMA系統中，就是用不同的擴頻碼來區分各用戶。擴頻碼可以采用各種偽隨機序列，有的通信系統還采用復合擴頻碼，即用兩種或兩種以上的擴頻碼復合成的擴頻碼來擴頻，如IS95和3G家族中，是采用包括OVSF碼的WALSH碼與包括Gold碼、m序列的擾碼的復合擴頻碼來實現擴頻(OVSF碼為正交可變擴頻因子(碼)，其生成方式可參見中國無線通信標準CWTS?TS?C104?V3.0.0Spreading?and?modulation，應用于3G通信系統中時，對于一定長度的OVSF碼，擴頻碼的個數正好等于擴頻碼的長度，如擴頻碼長度為16時，其個數也為16)。

一般的擴頻通信系統是干擾受限的系統，擴頻通信系統的容量由系統內的干擾水平決定。即，在一定的傳輸帶寬范圍內，擴頻通信系統的容量受制于通信系統中干擾分量的大小。在多用戶擴頻通信系統中，存在有各種各樣的干擾，如加性高斯噪聲、多徑干擾及因多用戶帶來的多址干擾等等。而對于一個具體的移動通信系統來說，隨著用戶數的增多(容量增大)，多址干擾就會成為影響其容量增大的關鍵因素，因為在一般情況下，多址干擾是隨著用戶數及用戶功率的增加而增加的，最終還是要限制系統的容量。

綜上所述，對于一個擴頻通信系統來說，其容量受制于系統中干擾的狀況、使用頻帶的寬度及系統所采用的擴頻碼的個數等。若系統采用智能天線技術，可使系統中各用戶之間的多址干擾降低；若進一步采用多用戶檢測技術，可大大減少多址干擾的影響，提高系統容量及性能。

一個不采用智能天線和多用戶檢測技術的擴頻通信系統，在一般情況下，因多址干擾的影響，往往不能完全使用擴頻碼空間所能提供的全部碼道數，即系統的實際容量達不到設計容量；而一個只采用智能天線或只采用多用戶檢測技術的擴頻通信系統，在系統用戶數較多時，則往往不能很好地消除多址干擾。如，一個采用擴頻碼長為16的OVSF碼同步碼分多址(SCDMA)移動通信系統，由于只采用迫零(ZF)的聯合檢測算法，未采用智能天線，系統的性能隨著噪聲的增加而急劇惡化。因此，為使擴頻移動通信系統的容量增加，需要同時采用智能天線技術加多用戶檢測技術。

如由中國無線通信標準(CWTS)提出的時分-同步碼分多址(TD-SCDMA)系統，因擴頻移動通信系統采用了智能天線技術加多用戶檢測技術，使通信系統的容量大為增加、性能大為提高。

然而，現有的擴頻移動通信系統中，雖然同時采用了智能天線技術加多用戶檢測技術，來增加系統容量，但因其擴頻碼的碼空間的碼道數并沒有增加，又從另一方面限制了系統的容量，造成不能充分利用智能天線技術加多用戶檢測技術等先進技術潛力的現狀。如一個采用OVSF碼加擾碼的TD-SCDMA系統，對于16位長的擴頻碼，在某個時隙，同時存在的碼道數(用戶數)就不可能超過16。

本發明的目的是設計一種大容量同步碼分多址擴頻通信系統的實現方法，充分利用現有的擴大系統容量的各種技術的潛力，以實現一種具有大容量高頻譜效率的擴頻通信系統。