[發(fā)明專利]一種相互正交的準(zhǔn)互補(bǔ)配對(duì)序列集合生成方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410487870.6
• 申請(qǐng)日: 2014-09-23
• 公開（公告）號(hào): CN104202110B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張振宇;田逢春;曾凡鑫;葛利嘉;宣貴新;羅健源;徐舜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍重慶通信學(xué)院
• 主分類號(hào): H04J13/12
• 分類號(hào): H04J13/12
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，特別涉及一種相互正交的準(zhǔn)互補(bǔ)配對(duì)序列集合生成方法及裝置。

背景技術(shù)

正交頻分復(fù)用(OFDM)是一項(xiàng)各個(gè)子載波之間相互正交的多載波調(diào)制方式，能夠有效抑制多徑干擾，因此成為第四代移動(dòng)通信的核心技術(shù)。為了進(jìn)一步提升在低信噪比下的工作能力，通常將OFDM與碼分多址(CDMA)技術(shù)相結(jié)合，從而形成多載波碼分多址(MC-CDMA)或者稱為正交頻分復(fù)用碼分多址(OFDM-CDMA)技術(shù)。對(duì)于MC-CDMA，該技術(shù)不僅可以利用OFDM調(diào)制方式提升頻譜效率并對(duì)抗多徑干擾，還可以利用擴(kuò)頻序列獲得處理增益，使通信系統(tǒng)在極低的信噪比下依然保持正常工作。

作為MC-CDMA的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，擴(kuò)頻序列對(duì)系統(tǒng)性能起著重要的作用。擴(kuò)頻序列的序列數(shù)目決定了系統(tǒng)最大可容納的處于激活狀態(tài)的用戶的數(shù)量，而擴(kuò)頻序列的相關(guān)性能則直接影響到多址干擾或多路復(fù)用干擾的程度。那么，關(guān)于擴(kuò)頻序列的研究具有重要的意義。對(duì)于傳統(tǒng)的CDMA技術(shù)，人們主要致力于地址碼序列的數(shù)量和相關(guān)性能。然而，當(dāng)CDMA技術(shù)與OFDM技術(shù)結(jié)合之后，還會(huì)帶來(lái)額外的問(wèn)題，就是峰值平均功率比(PAPR)問(wèn)題。過(guò)高的PAPR將導(dǎo)致發(fā)射機(jī)功放超出線形范圍，從而大大降低工作效率。為了解決這個(gè)問(wèn)題，人們開始關(guān)注互補(bǔ)配對(duì)序列，該類序列由兩個(gè)子序列構(gòu)成，這兩個(gè)子序列的異相非周期自相關(guān)函數(shù)之和恒等于0，即互補(bǔ)配對(duì)序列具有理想的非周期自相關(guān)性能。目前已經(jīng)證明，互補(bǔ)配對(duì)序列能夠有效地抑制PAPR到3dB以下。但是，眾所周知，互補(bǔ)序列集合中的序列數(shù)目不大于子序列的數(shù)目，因此互補(bǔ)配對(duì)序列集合中最多只能有兩個(gè)互補(bǔ)配對(duì)序列，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足MC-CDMA系統(tǒng)的容量要求。

考慮到實(shí)際的MC-CDMA系統(tǒng)在接收機(jī)進(jìn)行解擴(kuò)之前已經(jīng)利用OFDM的循環(huán)前綴完成了對(duì)多徑干擾的抑制，因此并不需要擴(kuò)頻序列具有理想的非周期相關(guān)性能，而只要滿足正交條件就可以了。那么，放寬對(duì)相關(guān)性能的要求，人們研究了相互正交的互補(bǔ)配對(duì)序列集合。該類擴(kuò)頻序列集合既可以有效抑制PAPR，也可以在一定程度上增加可用的互補(bǔ)配對(duì)序列數(shù)目。然而，為了保持互補(bǔ)配對(duì)序列的理想的非周期自相關(guān)性能，相互正交的互補(bǔ)配對(duì)序列集合的序列數(shù)目依然受到限制，這直接限制了MC-CDMA系統(tǒng)的系統(tǒng)容量，使得該系統(tǒng)不能容納更多的用戶同時(shí)工作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種相互正交的準(zhǔn)互補(bǔ)配對(duì)序列集合生成方法及裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)正交性能、序列數(shù)目和PAPR抑制這三個(gè)擴(kuò)頻序列指標(biāo)之間的最優(yōu)平衡，即不僅可以獲得最大的序列數(shù)目，還可以保證這些序列之間全部正交，同時(shí)也能有效抑制PAPR。

本發(fā)明提供的一種相互正交的準(zhǔn)互補(bǔ)配對(duì)序列集合生成方法及裝置，當(dāng)滿足特定條件時(shí)，可以保證全部序列都具有理想的非周期自相關(guān)性能，能夠生成相互正交的互補(bǔ)配對(duì)序列集合，因此本發(fā)明提供的相互正交的準(zhǔn)互補(bǔ)配對(duì)序列集合能夠包含傳統(tǒng)的相互正交的互補(bǔ)配對(duì)序列集合作為它的一個(gè)特例。

本發(fā)明提供的一種相互正交的準(zhǔn)互補(bǔ)配對(duì)序列集合生成方法及裝置，當(dāng)不滿足所述“特定條件”時(shí)，集合中的序列并不能全部具有理想的非周期自相關(guān)性能，因此為了區(qū)別傳統(tǒng)的相互正交的互補(bǔ)配對(duì)序列集合，將其稱之為相互正交的“準(zhǔn)”互補(bǔ)配對(duì)序列集合。

一種相互正交的準(zhǔn)互補(bǔ)配對(duì)序列集合生成方法，包括：

根據(jù)實(shí)際通信系統(tǒng)的處理增益要求，確定初始配對(duì)序列集合并確定迭代次數(shù)N；

對(duì)初始配對(duì)序列集合循環(huán)左移，生成移位等價(jià)的L個(gè)配對(duì)序列集合

對(duì)所生成的L個(gè)移位等價(jià)的配對(duì)序列集合，按照“二叉樹迭代法”迭代N次，則總共生成2^N·L個(gè)相互正交的準(zhǔn)互補(bǔ)配對(duì)序列集合，表示為其中，第m₀個(gè)移位等價(jià)的配對(duì)序列集合對(duì)應(yīng)生成

所述的初始配對(duì)序列集合是互補(bǔ)配對(duì)序列集合，具體為：

兩個(gè)互補(bǔ)配對(duì)序列和各自都具有理想的非周期自相關(guān)性能；

兩個(gè)互補(bǔ)配對(duì)序列和之間具有理想的非周期互相關(guān)性能；

互補(bǔ)配對(duì)序列包含兩個(gè)子序列和同時(shí)互補(bǔ)配對(duì)序列包含兩個(gè)子序列和

四個(gè)子序列和的長(zhǎng)度都是L，可以統(tǒng)一表示為其中，表示子序列的第l個(gè)元素，0≤l≤L-1，i，j∈{0，1}。

所述的循環(huán)左移操作是將初始配對(duì)序列集合S^<0，0>中所有子序列循環(huán)左移m₀位，即其中，循環(huán)左移m₀位之后所獲得的子序列為

所述的“二叉樹迭代法”，包括：

選擇移位等價(jià)的初始配對(duì)序列集合

按照如下約束條件迭代N次，