[发明专利]正交幅度调制星座上的零相关区序列设计方法

说明书

技术领域

本方案属于数字通信技术领域，涉及正交幅度调制星座上的零相关序列簇的构 造，可应用于中、大容量数字微波通信、有线电视网络高速数据传输、卫星通信等 领域。

背景技术

码分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)是第三代移动通信系统的一 项主要技术。该技术给不同的用户分配一个独特的地址码，是一种允许不同的用户 在同一时间、同一频谱上同时工作的通信方式。码分多址克服了时分多址和频分多 址的缺点，容纳的用户数目大幅度提高。CDMA技术在20世纪40年代开始用于军 事通信，到70年代末期开始用于蜂窝移动通信和卫星通信系统。1993年，美国电 信协会TIA确定的美国第二代蜂窝移动通信标准IS-95采用了Qualcomm公司制订 的CDMA技术规范。目前CDMA技术除已应用于移动通信外，在数据传输、卫星 通信以及遥控遥测、空间通信等许多领域也得到越来越广泛的应用。

在CDMA通信系统中，序列的相关性准则是衡量序列设计的工程准则。人们 希望CDMA通信系统中使用的序列应具有理想的相关特性，从而消除CDMA通信 系统的多址干扰(MAI)，使得系统的性能达到最佳。具体而言，应用于CDMA通 信系统的序列应具有如下相关特性：

(1)每个序列的自相关函数是一个冲激函数，即除了零时延外，其值应处处为零。

(2)每对序列的互相关函数值处处为零。

所述的第一条性质对诸如遥测系统、雷达系统和扩频通信系统来说是十分重要 的。而对同时遥测多个目标的系统、多个终端识别系统和码分多址通信系统来说， 第二条性质则更为重要。遗憾的是，无论二元、多元还是复数序列，理论界已表明： 具有这种理想相关特性的扩频序列集是不存在的。为了解决理想相关特性与理论界 的矛盾，也为了减少系统对扩频码设计和对同步精度的要求，人们提出了准同步码 分多址(QS-CDMA)系统，其同步误差可根据需要控制在几个码片周期之内。 QS-CDMA系统中最初使用的序列都是传统的正交序列(Wash码)，同步误差被控 制在一个码片以内。随着零相关区(Zero Correlation Zone，ZCZ)序列理论的逐渐深 入，人们认识到QS-CDMA系统中最大相对时延可以超过一个码片的限制而达到几 个码片。ZCZ序列因此也成为理想的QS-CDMA通信系统的扩频序列，ZCZ序列设 计的优劣是直接关系到QS-CDMA系统性能好坏的问题。

参照图1，ZCZ序列用于QS-CDMA通信系统的原理如下：首先，将各个用 户经过信道编码之后的数据送入系统中；接着，分别用为每个用户分配的ZCZ序列 来对这些数据进行扩频；然后，分别将这些扩频数据进行调制，并将调制后的信号 合并后送入信道中进行传输；之后，在接收端进行解调；最后，再分别利用分配给 每个用户的ZCZ序列进行解扩，由于ZCZ序列在一定的区间内具有理想的相关特 性，对于准同步CDMA系统，就恢复出了各个用户未经过信道译码的数据。

目前，针对ZCZ序列集的研究，已经取得了不少的成果。范平志等人提出了零 相关区(ZCZ)序列集的概念，并在非周期正交互补序列对基础上构造了ZCZ序列 集。Hayashi运用任意一对Hadamard矩阵构造了二元ZCZ序列集。虽然二元ZCZ 序列集与多元序列集相比在硬件上更容易实现，但二元ZCZ序列集的理论界仅能达 到多元ZCZ序列集理论界的一半。李道本提出了一种LA序列的构造方法，这实际 上是一种在周期相关、非周期相关函数以及周期奇相关函数意义下的三元ZCZ序 列。Matsufuji基于完备序列构造了三元和多元ZCZ序列。但目前现有的ZCZ序列 存在以下一些问题：

1、序列簇中的序列个数太少，直接限制了CDMA通信系统中用户的数量。

2、每个序列周期可传递的比特信息太少，直接影响CDMA通信系统中用户的 信息传输速度。

3、序列的零相关区间太小，即抗多址干扰的区间太小。

发明内容

本发明的目的在于针对目前零相关区序列设计中存在的不足，提出了一种正交 幅度调制星座上的零相关序列簇的构造方法，以增加序列簇中序列的个数、每个序 列周期所传递的信息比特数以及序列的零相关区间大小，提高准同步CDMA系统 的通信性能。