[發明專利]正交幅度調制星座上的零相關區序列設計方法

有效

• 申請號: 200910023703.5
• 申請日: 2009-08-26
• 公開（公告）號: CN101662304A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發明（設計）人: 馬文平;張曉;孫紹輝
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04B1/707
• 分類號: H04B1/707;H04L27/34
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心
• 代理人: 王品華;朱紅星

技術領域

本方案屬于數字通信技術領域，涉及正交幅度調制星座上的零相關序列簇的構 造，可應用于中、大容量數字微波通信、有線電視網絡高速數據傳輸、衛星通信等 領域。

背景技術

碼分多址(Code?Division?Multiple?Access，CDMA)是第三代移動通信系統的一 項主要技術。該技術給不同的用戶分配一個獨特的地址碼，是一種允許不同的用戶 在同一時間、同一頻譜上同時工作的通信方式。碼分多址克服了時分多址和頻分多 址的缺點，容納的用戶數目大幅度提高。CDMA技術在20世紀40年代開始用于軍 事通信，到70年代末期開始用于蜂窩移動通信和衛星通信系統。1993年，美國電 信協會TIA確定的美國第二代蜂窩移動通信標準IS-95采用了Qualcomm公司制訂 的CDMA技術規范。目前CDMA技術除已應用于移動通信外，在數據傳輸、衛星 通信以及遙控遙測、空間通信等許多領域也得到越來越廣泛的應用。

在CDMA通信系統中，序列的相關性準則是衡量序列設計的工程準則。人們 希望CDMA通信系統中使用的序列應具有理想的相關特性，從而消除CDMA通信 系統的多址干擾(MAI)，使得系統的性能達到最佳。具體而言，應用于CDMA通 信系統的序列應具有如下相關特性：

(1)每個序列的自相關函數是一個沖激函數，即除了零時延外，其值應處處為零。

(2)每對序列的互相關函數值處處為零。

所述的第一條性質對諸如遙測系統、雷達系統和擴頻通信系統來說是十分重要 的。而對同時遙測多個目標的系統、多個終端識別系統和碼分多址通信系統來說， 第二條性質則更為重要。遺憾的是，無論二元、多元還是復數序列，理論界已表明： 具有這種理想相關特性的擴頻序列集是不存在的。為了解決理想相關特性與理論界 的矛盾，也為了減少系統對擴頻碼設計和對同步精度的要求，人們提出了準同步碼 分多址(QS-CDMA)系統，其同步誤差可根據需要控制在幾個碼片周期之內。 QS-CDMA系統中最初使用的序列都是傳統的正交序列(Wash碼)，同步誤差被控 制在一個碼片以內。隨著零相關區(Zero?Correlation?Zone，ZCZ)序列理論的逐漸深 入，人們認識到QS-CDMA系統中最大相對時延可以超過一個碼片的限制而達到幾 個碼片。ZCZ序列因此也成為理想的QS-CDMA通信系統的擴頻序列，ZCZ序列設 計的優劣是直接關系到QS-CDMA系統性能好壞的問題。

參照圖1，ZCZ序列用于QS-CDMA通信系統的原理如下：首先，將各個用 戶經過信道編碼之后的數據送入系統中；接著，分別用為每個用戶分配的ZCZ序列 來對這些數據進行擴頻；然后，分別將這些擴頻數據進行調制，并將調制后的信號 合并后送入信道中進行傳輸；之后，在接收端進行解調；最后，再分別利用分配給 每個用戶的ZCZ序列進行解擴，由于ZCZ序列在一定的區間內具有理想的相關特 性，對于準同步CDMA系統，就恢復出了各個用戶未經過信道譯碼的數據。

目前，針對ZCZ序列集的研究，已經取得了不少的成果。范平志等人提出了零 相關區(ZCZ)序列集的概念，并在非周期正交互補序列對基礎上構造了ZCZ序列 集。Hayashi運用任意一對Hadamard矩陣構造了二元ZCZ序列集。雖然二元ZCZ 序列集與多元序列集相比在硬件上更容易實現，但二元ZCZ序列集的理論界僅能達 到多元ZCZ序列集理論界的一半。李道本提出了一種LA序列的構造方法，這實際 上是一種在周期相關、非周期相關函數以及周期奇相關函數意義下的三元ZCZ序 列。Matsufuji基于完備序列構造了三元和多元ZCZ序列。但目前現有的ZCZ序列 存在以下一些問題：

1、序列簇中的序列個數太少，直接限制了CDMA通信系統中用戶的數量。

2、每個序列周期可傳遞的比特信息太少，直接影響CDMA通信系統中用戶的 信息傳輸速度。

3、序列的零相關區間太小，即抗多址干擾的區間太小。

發明內容

本發明的目的在于針對目前零相關區序列設計中存在的不足，提出了一種正交 幅度調制星座上的零相關序列簇的構造方法，以增加序列簇中序列的個數、每個序 列周期所傳遞的信息比特數以及序列的零相關區間大小，提高準同步CDMA系統 的通信性能。