[發明專利]產生零相關區碼、發送擴頻碼和接收擴頻碼的方法及裝置

有效

• 申請號: 200710086963.8
• 申請日: 2007-03-27
• 公開（公告）號: CN101277125A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發明（設計）人: 黃愛蘋;李靜;李坪;吳和兵;王吉濱
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司;浙江大學
• 主分類號: H04B1/707
• 分類號: H04B1/707;H04J13/02
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司
• 代理人: 宋志強;麻海明

技術領域

本發明涉及通信編碼領域，特別是涉及一種產生零相關區碼的方法和裝置、一種產生發送擴頻碼的方法和裝置和一種產生接收擴頻碼的方法和裝置。

背景技術

應用在通信系統中的碼通常要滿足一定的性能要求，才能實現其特定的功能。比如在采用直接序列擴頻技術的通信系統中，用碼序列對用戶信號進行擴頻和解擴，用不同的碼序列標識不同的用戶。為支持多用戶共用同一頻帶、同一時隙，用于標識用戶的擴頻碼的數目應該盡可能多。擴頻碼應具有一定的特性，才能在無線信道等多徑傳播(multipath?propagation)條件下實現對不同用戶的信號的正交分割，即不同用戶的信號互不干擾。如果任何一個擴頻碼的非周期自相關函數旁瓣為零，則信號經不同路徑到達的多個副本可以分離，即沒有多徑干擾。如果任兩個擴頻碼的非周期互相關函數處處為零，則經不同路徑到達的不同用戶的信號可以分離，即沒有多址接入干擾。如果在同步和異步條件下，擴頻碼的自相關函數和互相關函數都具有上述理想的相關特性，則在上行鏈路和下行鏈路可以實現無多址接入干擾和無多徑干擾，從而能夠提高采用直接序列擴頻技術的通信系統在無線信道等多徑傳播條件下的頻譜效率和系統容量。

目前的理論已經證明：碼數足夠多的任意單碼無法同時具備理想的自相關特性和互相關特性，而能夠同時具備理想自相關特性和互相關特性的多碼，比如完全互補碼，在數量上非常有限。為了實現在碼的數目與抗干擾能力間的折中，可以產生一類在一定區間內具有理想相關特性的碼，即零相關區碼(ZCZ碼，Zero?Correlation?Zone碼)，比如，在文獻“具有零相關窗的擴頻地址碼的編碼方法”(D.B.Li，“A?Spread?Spectrum?Multiple?AccessCoding?Method?with?Zero?Correlation?Window，”ApplicationNo.PCT/CN00/00028.2000)中提出的TD-LAS系統中使用的擴頻碼LS碼。而在“通信應用中的序列設計”(PZ?Fan，M.Darnell，“Sequence?Design?forcommunications?applications”，John?Wiley?&?Sons，Ltd.：RSP，London，1996)和“同步CDMA系統中通用正交序列及其應用”(Fan?PZ，Hao?L“Generalizedorthogonal?sequences?and?their?applications?in?synchronous?CDMA?systems”，IEICE?Transactions?Fundamentals，E83-A(11)：1-16，2000)中指出了ZCZ碼具有的性質。

ZCZ碼屬于多碼，即一個碼由多個子碼構成，相關函數定義為子碼的相關函數之和。ZCZ碼在一定區間內具有理想的自相關特性和互相關特性，即非周期互相關函數在零偏移附近的一個區間內處處為零，非周期自相關函數在零偏移附近的一個區間內旁瓣為零。該區間稱為零相關區或無干擾窗(IFW，Interference?Free?Window)，長度不大于子碼長度。將ZCZ碼作為擴頻碼，只要取零相關區長度不小于系統的最大時延，就能實現無多徑干擾和無多址接入干擾。這里，系統最大時延定義為傳播信道(propagationchannel)的最大多徑時延擴展(multipath?delay?spread)與通信系統中不同用戶信號間最大時間差之和。

目前，通常采用正交矩陣遞歸擴展的方式產生二相ZCZ碼，或稱為二進制ZCZ碼。具體的步驟包括：首先，選取一對互補碼(complementary?code)，每個碼包含兩個等長的子碼；接著，將這對碼作為基本碼，用正交矩陣遞歸地擴展，直到產生所需數目的二相ZCZ碼。

因為每次擴展均使得子碼長度加倍，使得零相關區長度加倍，故而現有二相ZCZ碼的子碼長度只能是2的整數次冪，其零相關區長度也總是2的整數次冪。但是，實際的系統最大時延大多不是2的整數冪，為保證系統的無干擾性能，ZCZ碼的零相關區長度常取得大于系統最大時延，例如在系統最大時延為5個碼片寬度(chip?duration，單位為秒)時，現有二相ZCZ碼的零相關區長度(以碼片寬度為單位)需取8。

而二相ZCZ碼的數目與其零相關區長度成反比。因此，現有二相ZCZ碼的零相關區長度總是2的整數次冪這一特點，會因選取大于系統最大時延的零相關區長度，導致抗干擾能力有過多富裕，而碼的數目偏少，即實際可用ZCZ碼的數目受限。