[发明专利]低干扰多速率多小区准同步CDMA通信系统的信号生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种直接序列扩频无线通信，特别涉及低干扰多速率多小区准同 步CDMA通信系统的信号生成方法。

背景技术

多速率是对未来个人移动通信系统提出的基本要求，即除了需要支持现有的 话音和低速数据业务外，还需要支持包括高分辨率图象、高速数据在内的更为广 泛的综合业务。码分多址通信系统中多速率的实现方案有以下几种：可变处理增 益方案，可变占空比方案，多载波码分多址方案及多码码分多址方案。

多码码分多址是一种并行传输技术。系统中预先设定一个基本速率和恒定的 chip速率，各个基本速率数据的传输用一个扩频码来承载。用户的实际传输速率 是基本速率的整数倍，通过分配给用户不同的通道数来实现不同数据速率的传输。 当发送高速用户数据时，先将其经过串/并变换，分成一组并行的基本速率支流， 再对每个支流分配一个扩频码分别进行扩频调制，然后将各支流数据求和后一起 调制到同一射频上，通过同一信道进行传输。不同的用户采用不同的序列组实现 其不同速率的传输。这样，在接收端可以用RAKE接收机将各支路数据从同一数据 流中区分出来，然后再进行串/并变换恢复原始数据流。

要使多速率码分多址系统具有良好的性能，其扩频序列集要具有良好的相关 特性，用数学方法来描述：即假定S为一序列集，S＝{A_i}，i＝1，2，…，U，A_i分配给 不同的用户，即最多可支持U个用户，A_i包含M_i个序列，最多可支持M_i个支流， 使速率扩大到M_i倍。对于不同的系统，多速率码分多址通信系统中使用的扩频序 列码组S应具有如下相关特性(由于同一用户在发送数据时各支流数据之间可保 持精确的同步，A_i序列组内任意两个序列保持正交)：

(1)在同步系统中，仅要求A_i序列组间在零时延处互相关值为零，即保持 正交(如正交的沃尔什(Walsh)码)。对于移动通信系统，上行链路的准确同步 不太容易保证，无线信道的多径传播使系统同步变得更加困难，而且由于远近效 应的存在，进一步降低了同步码分多址通信系统的性能，使系统容量受到限制。 为了尽量减轻远近效应的影响，在IS-95等实用系统中，采用了复杂的功率控制 技术。

(2)在异步系统中，由于接入时间是随机的，因此要求A_i序列组间在所有 时延处互相关值均为零。遗憾地是，对于一维扩频码设计，无论是二元、多元还 是复数序列，已经证明具有这种理想相关特性的序列是不存在的。亦即对给定的 序列长度与数目，最大自相关函数边峰值和最大互相关函数值不可能同时为零， 它们受到一些理论限的限制，要求一个变小时，另一个必然增大，如Welch限， Sidelnikov限等。

(3)为了解决同步系统和异步系统存在的问题，近年来有人提出准同步或 近似同步码分多址通信系统，使得系统的同步误差控制在一定范围(如一个或几 个码片周期)之内，并在扩频码设计上展开了研究工作，设计出了具有低/零相关 区的序列(该序列在零时延附近一定范围之内，具有极小或理想的相关函数)。借 助于低/零相关区序列，可以实现抗多径干扰且性能优越的准同步CDMA系统。目 前已有一些相关的专利，如中国专利PCT/CN98/00151(CN1175828A)，采用一种具 有零相关区的三元扩频序列组；日本专利TY99002(11-023252)，采用一种具有零 相关区的二元扩频序列组；等等。

将具有零相关区的序列集应用于多小区系统中，只要零相关区大于多径时延 及相邻基站接入时延就可以获得很好的系统性能，但是零相关区序列与其它序列 以按码片异或的方式进行级联会造成零相关区特性的丧失，而仅仅使用零相关区 序列进行扩频会使得可用码字数不足，因此我们需要多组零相关区序列集。

针对这种情况，出现了一种类零相区序列集GLS序列集(Design of Spreading Codes for Quasi-Synchronous CDMA with Intercell Interference，IEEE Journal on selected areas in communications，vol 24，no.1，January 2006， pp.84-93.)。GLS序列集具有类零相关区特性，有多个序列集，可应用于多小区 准同步码分多址通信系统。

发明内容