[發明專利]下行鏈路分組對角空頻擴頻碼分多址(CDMA)方案

無效

• 申請號: 200910082925.4
• 申請日: 2009-04-27
• 公開（公告）號: CN101540662A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發明（設計）人: 劉元安;王飛飛;謝剛;劉思楊
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04L1/06
• 分類號: H04L1/06;H04B7/06;H04L27/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，涉及一種基于多天線多載波的下行鏈路碼分多址方案。

背景技術

碼分多址(CDMA)技術是一種以碼字作為區分不同用戶信號的多址接入方式。由于其頻譜利用率高，系統容量大，抗衰落、干擾能力強，并能夠實現高效、靈活的用戶接入，CDMA技術已經被廣泛應用于第三代移動通信系統中。同時，CDMA發射信號帶寬遠大于信道的相干帶寬，通過在接收端使用Rake接收機，CDMA系統可以利用多徑信道提供的頻率分集來提高系統的性能。但是CDMA信號容易引起符號間干擾(ISI)，這導致其接收端的復雜度較高。

正交頻分復用(OFDM)技術可以有效對抗多徑信道引起的ISI，但是其卻不能有效利用多徑信道提供的頻率分集。因此，如何使CDMA技術和OFDM技術有效的結合起來以使系統即可提供頻率分集又可對抗ISI引起了眾多學者的關注，并涌現出了若干種結合方案，包括：多載波CDMA(MC-CDMA)、多載波直擴CDMA(MC-DS-CDMA)等。

近些年來，多天線(MIMO)技術取得了極大的發展。MIMO技術的一個顯著優點是：其可以通過提供空間分集來顯著改善系統的性能。如何將MIMO技術和OFDM技術以及CDMA技術有效的結合起來是最近無線通信領域的一個研究熱點。但是，目前所提出的大部分結合方案都是將MC-CDMA技術或MC-DS-CDMA技術與空時編碼技術簡單的結合起來，并沒有考慮結合方案的優化問題。2006年，Luo在IEEE?Journal?on?Selected?Areas?in?Communications第24卷6號1244-1255頁中提出了一種雙正交空時頻擴頻CDMA方案。此方案通過使用最小均方誤差準則來優化設計擴頻碼片，因而獲得了比傳統沃什-哈達碼擴頻更好的性能。然而，通過分析我們發現：此方案雖然可以以較高的概率來獲得全部的空間分集和頻率分集，但是其仍然不能完全地獲得全部的空間分集和頻率分集。

因此，如何設計一種可完全獲取空間分集和頻率分集的CDMA方案是目前無線通信領域的研究熱點之一。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于多天線多載波的下行鏈路空頻擴頻CDMA方案，它可以完全獲得全部的空間分集和頻率分集。

本發明提供的分組對角空頻擴頻CDMA方案為：將全部子載波均分為若干互不交疊的組，每個用戶在每個組內均發送信息，但在不同組內所發送的信息不同；不同組的信息依靠不同的載頻去區分，組內不同用戶的信息依靠擴頻碼去區分；不同組內的相同用戶采用相同的擴頻碼；擴頻碼采用一種新的充零旋轉離散傅立葉(ZPRDF)擴頻碼；ZPRDF擴頻碼的特點是：在每一個子載波上，只有一根天線上的ZPRDF碼片為非零碼片，其他天線上的ZPRDF碼片為零碼片，同時由ZPRDF非零碼組構成的矩陣是由離散傅立葉變換矩陣與某一特定相位旋轉矩陣相乘而得；

本發明提供的ZPRDF擴頻碼的構造方法如下：

首先構造一個K×K維的矩陣離散傅立葉變換矩陣F，其第p行，第q列的元素是e^{-j2π(p-1)(q-1)/K}。這里，p＝1，2，...，K，q＝1，2，...，K，K表示每組內子載波數；

然后構造一個K×K維的相位旋轉矩陣A，其第p個對角線元素是e^jπ(p-1)/K。這里，p＝1，2，...，K；

再計算矩陣Ξ＝FΛ；

令θ_p＝[θ_p，1，θ_p，2，...，θ_p，K]^T表示矩陣Ξ的第p列，根據向量θ_p，構造Q×M維的矩陣這里，p＝1，2，...，K，M表示發射天線數，Q＝K/M；

再根據矩陣Θ_p構造KM個Q×M維的矩陣Ψ_p，m＝[0_Q×(m-1)，β_p，m，0_Q×(M-m)]。這里，β_p，m為矩陣Θ_p的第m列，p＝1，2，...，K，m＝1，2，...，M；

則第p個用戶的ZPRDF擴頻碼為：