[發明專利]一種使用加權互補碼的通信方法和通信系統

有效

• 申請號: 201910322510.3
• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN110048796B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 姜在陽;孫思月;梁廣;李華旺;姜興龍;馬菁濤;呂松玲;常凱;趙元瑞;高新海
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所;上海微小衛星工程中心;中國科學院大學
• 主分類號: H04J13/00
• 分類號: H04J13/00;H04J13/10;H04J13/14
• 代理公司: 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 李鏑的;張東梅

本發明涉及一種使用加權互補碼的通信方法，包括下列步驟：將K個用戶中的用戶k的信號復制成M份，其中M為分支數目，k＝1,2,…,K；針對K個用戶提供互補碼其中具有K個二維擴頻碼C^(k)，k∈{1,2,…,K}，并且每個二維擴頻碼C^(k)具有M個子序列并且其中二維擴頻碼C^(k)的互相關值為零且其自相關值為MN，并且子序列的互相關值為零；使用分配給用戶k的二維擴頻碼C^(k)的M個子序列對所述M個信號進行擴頻以為每個用戶生成M個擴頻信號；對每個用戶的M個擴頻信號進行調制以產生M個調制信號；以及在M個信道上分別以發射功率P_m發射所述M個調制信號，使得降低誤碼率。通過該方法和/或系統，可以在完全消除多址干擾的同時獲得頻率選擇性衰落信道所帶來的全分集增益。

技術領域

本發明總體上涉及無線通信領域，具體而言涉及一種使用加權互補碼的通信方法。

背景技術

多址接入技術是無線通信相關技術中最為核心的物理層關鍵技術之一，其從根本上決定了通信系統中多用戶、多信道共享無線資源的方式，因此該項技術的發展也標志了移動通信系統的逐代更替、演進。相比于其它多址方案，基于擴頻技術的碼分多址(CodeDivision Multiple Access，CDMA)具有獨特的選擇性尋址能力強、保密安全性高、抗窄帶干擾及多徑衰落等諸多優勢。然而，由于傳統擴頻碼非理想的相關特性而導致的干擾受限、遠近效應及復雜的功率控制等問題，傳統的CDMA 技術沒有成為當前移動通信的主流多址技術。

CDMA系統干擾受限的直接原因在于其所采用的擴頻碼的相關特性是非理想的，即：1)擴頻序列的自相關函數在零位移以外存在非零相關值。在多徑衰落信道中，這些非零旁峰將導致系統中的多徑干擾難以通過接收端的解相關操作去除；2)兩個擴頻序列的互相關函數存在非零值。在多徑或用戶間異步傳輸環境下，這些非零相關值將被接收端的相關器收集起來，從而造成多址干擾及遠近效應(Near-Far Effect)。產生這一后果的根本原因在于在擴頻碼的設計環節中并沒有將這些系統及通信環境因素考慮在內，而是由數學領域或信息論領域研究者設計出碼資源，再由系統工程師從眾多碼資源中選取相關特性可以接受的碼來使用。就是這種彼此解耦和的碼及系統設計才造成了CDMA系統存在的諸多問題，最終導致即使采用一系列輔助子系統或技術來解決這些問題，如復雜的功率控制、多用戶檢測技術等等，CDMA系統依然無法提供具有競爭力的系統性能。

為了加速碼分技術的革新，提出了基于一類新穎的擴頻碼――互補碼(Complementary Codes，CCs)的下一代CDMA全新解決方案。互補碼采用了結合真實通信環境的碼設計理念，能夠真正意義上實現理想的自相關及互相關特性，從而賦予了CC-CDMA(Complementary Coded CDMA， CC-CDMA)系統擺脫干擾受限的能力，為未來無線通信系統中碼分技術的革新及應用開辟了一條新的道路。近十幾年來，基于互補碼及相應通信技術的研究主要圍繞碼理論完善、碼構造方法及相應系統設計展開。總的來說，前人的這些研究驗證了基于互補碼的擴頻技術的可行性，并重點證明了依賴于互補碼的理想正交性，這一類CDMA系統具有非常好的抗多址及多徑干擾的能力。然而，這些結論都是在理想化的系統假設及簡單的信道條件下獲得的。實際上，互補碼結構的特殊性給實際 CC-CDMA系統的設計帶來了壓力。當這些系統假設不再成立時，獨立的基于互補碼的擴頻技術是否依然可以達到理論上的抗干擾性能仍有待驗證。