[發(fā)明專(zhuān)利]多址接入通信系統(tǒng)的方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310331640.6
• 申請(qǐng)日: 2009-03-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103368717B
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 布蘭尼斯拉夫·波波維奇;雅普·范德比克
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04L5/00
• 分類(lèi)號(hào): H04L5/00;H04L27/18;H04L27/34
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11363
• 代理人: 逯長(zhǎng)明;許偉群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多址接入通信系統(tǒng)的多個(gè)用戶(hù)實(shí)體的通信。特別涉及信號(hào)之間的識(shí)別、通信會(huì)話(huà)或此類(lèi)系統(tǒng)中通過(guò)簽名序列與各種用戶(hù)實(shí)體相關(guān)的連接。

背景技術(shù)

信息符號(hào)擴(kuò)頻是通過(guò)多徑選頻衰落傳播信道實(shí)現(xiàn)頻率分集的一種常見(jiàn)方法。它也是使用共享通信信道向多個(gè)用戶(hù)（用戶(hù)實(shí)體）提供同時(shí)多址接入的方法。具有基于用戶(hù)特定擴(kuò)頻碼的多址接入功能的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)通常稱(chēng)為碼分多址(CDMA)系統(tǒng)（擴(kuò)頻碼也通常稱(chēng)為擴(kuò)頻簽名或簽名序列，但在下文中“簽名序列”用作此類(lèi)代碼/序列/簽名的通用術(shù)語(yǔ)）。

多址接入功能是基于簽名序列之間較低（理想狀態(tài)為零）的互相關(guān)。但多徑傳播會(huì)降低CDMA系統(tǒng)的性能，因?yàn)槊總€(gè)簽名序列元素的多次反射會(huì)導(dǎo)致傳輸?shù)暮灻蛄惺д妗＝邮盏氖д婧灻蛄械幕ハ嚓P(guān)將會(huì)偏離設(shè)計(jì)的最小值。

正交頻分復(fù)用(OFDM)傳輸系統(tǒng)可為同時(shí)多址接入通信提供備選的傳輸方法。OFDM系統(tǒng)為每一個(gè)塊的傳輸符號(hào)使用傳輸循環(huán)前綴，使多徑衰落信道在接收器中的每個(gè)正交檢測(cè)副載波上顯示為單徑信道。這樣就可以在單個(gè)載波系統(tǒng)中使用較少的復(fù)雜接收器。

然而，OFDM系統(tǒng)無(wú)法直接利用多徑衰落信道的潛在分集增益。因此開(kāi)發(fā)出了一種系統(tǒng)，稱(chēng)為MC-CDMA或擴(kuò)頻OFDM系統(tǒng)，一方面，這是分集增益與CDMA系統(tǒng)多址接入功能的折衷，另一方面，是分集增益與OFDM系統(tǒng)接收器的簡(jiǎn)單性的折衷。在這些系統(tǒng)采用的方法中，每個(gè)信息符號(hào)（可能通過(guò)糾錯(cuò)編碼獲取）乘以由m個(gè)擴(kuò)頻符號(hào)的序列組成的用戶(hù)特定的簽名（通常稱(chēng)為碼片）。之后，這些信息符號(hào)通過(guò)m個(gè)正交副載波傳輸，其中每碼片的擴(kuò)頻信息符號(hào)將調(diào)制一個(gè)指定副載波。與OFDM系統(tǒng)類(lèi)似，將為每一塊的傳輸信息符號(hào)傳輸循環(huán)前綴。

盡管MC-CDMA系統(tǒng)具有CDMA和OFDM的優(yōu)良性質(zhì)，但此類(lèi)系統(tǒng)也繼承了CDMA系統(tǒng)的其中一個(gè)缺點(diǎn)。即，在多徑傳播信道中的多址接入符號(hào)間干擾。

在此類(lèi)系統(tǒng)中，可將符號(hào)出錯(cuò)概率最小化的（接收器）檢測(cè)方法是最大后驗(yàn)概率(MAP)檢測(cè)方法。然而對(duì)于實(shí)際用戶(hù)而言，這種檢測(cè)方法通常太過(guò)復(fù)雜，因此開(kāi)發(fā)出了各種次優(yōu)的多用戶(hù)檢測(cè)(MUD)方法。但所有此類(lèi)次優(yōu)的MUD方法都在某種方式上接近最優(yōu)的聯(lián)合最大或然(ML)檢測(cè)。MUD接收器通常仍然十分復(fù)雜，該復(fù)雜性隨著簽名長(zhǎng)度的增加按指數(shù)方式地增加。

在傳統(tǒng)方式上，MUD方法已經(jīng)獨(dú)立于簽名設(shè)計(jì)。通常影響MUD實(shí)施復(fù)雜性的唯一方面是簽名的數(shù)量。但MUD復(fù)雜性可以通過(guò)特別設(shè)計(jì)的簽名得到降低。

一項(xiàng)此類(lèi)嘗試包括低密度擴(kuò)頻(LDS)簽名。長(zhǎng)度m的LDS簽名是m個(gè)擴(kuò)頻符號(hào)（碼片）的序列，因此w_c碼片不等于零，而m-w_c等于零，同時(shí)滿(mǎn)足w_c<<m。

在一項(xiàng)先前技術(shù)示例中，n?LDS簽名的集合可從單個(gè)普通簽名獲得，包含m-w_c個(gè)零之后w_c個(gè)連續(xù)BPSK符號(hào)。獲得的剩下n-1個(gè)簽名作為普通簽名的循環(huán)移位。

一旦生成所有循環(huán)移位，所有簽名的碼片都會(huì)根據(jù)單個(gè)常見(jiàn)的排列向量以相同方式排列（交錯(cuò)），從而通過(guò)將每個(gè)簽名的非零元素放在盡可能遠(yuǎn)的集合中來(lái)提高衰落信道上的分集增益。接收到的信號(hào)反向排列，然后使用MAP檢測(cè)方法使其均衡并進(jìn)行解擴(kuò)。

基于LDS簽名的迭代多用戶(hù)檢測(cè)的其他先前技術(shù)示例是以置信傳播(BP)算法為基礎(chǔ)。此MUD算法旨在通過(guò)迭代置信值接近MAP檢測(cè)算法，并假設(shè)簽名序列是稱(chēng)為低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)類(lèi)型的低密度矩陣。置信傳播算法的復(fù)雜性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于MAP檢測(cè)算法，盡管前者仍然依賴(lài)于正在使用的特殊簽名序列，但其性能可以接近MAP檢測(cè)算法的性能。

因此，現(xiàn)在存在由包含許多零的簽名序列組成的簽名序列矩陣。先前技術(shù)的非零元素的值隨機(jī)生成。（LDS指標(biāo)矩陣的每個(gè)列乘以一個(gè)具有隨機(jī)用戶(hù)特定相位的單位包絡(luò)復(fù)數(shù)。）

發(fā)明內(nèi)容

通信系統(tǒng)中存在一種需要，因此也對(duì)方法和裝置提出了要求，其中簽名序列能夠以比先前技術(shù)更加明顯的方式生成，特別是對(duì)于負(fù)載過(guò)重的情況。

本發(fā)明的優(yōu)先實(shí)施例的目標(biāo)是要提供一種可消除或至少減少部分先前技術(shù)問(wèn)題的多址接入通信系統(tǒng)和方法。

同時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例的目標(biāo)是至少減少先前技術(shù)中與通信系統(tǒng)瞬態(tài)和時(shí)變負(fù)載相關(guān)的問(wèn)題。

有一種技術(shù)解決方案采用相比先前技術(shù)而言更為簡(jiǎn)單的方式，通過(guò)限制簽名序列矩陣S的各種可能的元素星位，建立具有滿(mǎn)意的系統(tǒng)性能的簽名序列。