寬帶移動(dòng)通信中的序列設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究.pdf

1、無線通信業(yè)務(wù)種類繁多、對數(shù)據(jù)率要求日益提高的發(fā)展趨勢，與頻帶資源極其有限的客觀現(xiàn)狀，要求未來寬帶無線通信系統(tǒng)必須具備強(qiáng)抗干擾能力、高頻譜利用率、高自由度和靈活性。 CDMA在3G系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，有著成熟的商用基礎(chǔ)。CDMA可以提供碼域的自由度，廣義的CDMA涵蓋了TDMA、FDMA、隨機(jī)CDMA和OFDMA等接入技術(shù)。因此針對未來系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)對CDMA技術(shù)做進(jìn)一步的研究，具有重要且普適的意義。傳統(tǒng)CDMA系統(tǒng)面臨的干擾

2、受限問題在寬帶通信中將更加突出，有效、可行的干擾消除技術(shù)是CDMA系統(tǒng)的研究難點(diǎn)之一。分析表明，擴(kuò)頻序列的自相關(guān)，互相關(guān)特性和干擾強(qiáng)度密切相關(guān)，直接影響CDMA系統(tǒng)的性能。因而從擴(kuò)頻序列方面進(jìn)行突破，是解決CDMA系統(tǒng)干擾問題的最直接的途徑。 本文首先介紹了反映擴(kuò)頻序列特性的基本參數(shù)，并提出了新的序列特性度量指標(biāo)，為后面的序列設(shè)計(jì)和性能分析提供依據(jù)；用廣義正交碼的定義將現(xiàn)有各種正交、ZCZ序列納入統(tǒng)一的框架；分析正交擴(kuò)頻序列的抗

3、干擾能力和集合大小之間的關(guān)系，提出了新的序列設(shè)計(jì)應(yīng)用準(zhǔn)則。 其次，研究了同步時(shí)域擴(kuò)頻系統(tǒng)中的序列設(shè)計(jì)和應(yīng)用。對于基于完美互補(bǔ)(PC，perfect complementary)序列擴(kuò)頻的CDMA系統(tǒng)，采用偏移疊加的調(diào)制方式靈活實(shí)現(xiàn)多速率業(yè)務(wù)，理論上分析了信號多徑分離的條件，從而提出了非遞歸的接收機(jī)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)無干擾性能的同時(shí)解決了遞歸接收機(jī)錯(cuò)誤累積的問題。為了提高系統(tǒng)穩(wěn)健性，針對具有零相關(guān)區(qū)(ZCZ)的寬同步(Ls，loosely

4、 synchronoized)碼，作者分析了碼集合內(nèi)部的ZCZ分布特點(diǎn)，進(jìn)而提出了新的LS碼的分配策略。新策略提高了已分配碼集合的平均ZCZ長度，使得LS-CDMA系統(tǒng)對抗多徑信道的穩(wěn)健性得到提高。針對現(xiàn)有廣義正交序列的ZCZ長度均為2的冪次的局限，利用m序列的自相關(guān)特性，基于循環(huán)構(gòu)造的方法，設(shè)汁了一種稱為m-ZCZ的新序列，產(chǎn)生簡單，其ZCZ長度可以在整數(shù)范圍取值。提出了基于m-ZCZ碼的CDMA系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了發(fā)送擴(kuò)頻碼與接收端本地?cái)U(kuò)頻

5、碼的幀結(jié)構(gòu)，通過選擇與信道最大多徑時(shí)延最匹配的ZCZ長度參數(shù)，新系統(tǒng)的頻譜效率和基于傳統(tǒng)ZCZ碼的系統(tǒng)相比有明顯改善，尤其在信道時(shí)延非2的整數(shù)倍時(shí)。為了支持更多用戶，我們提出了一種最小ZCZ長度為1的ZCZ-one序列，研究了其在系統(tǒng)中的應(yīng)用和分配策略，研究了新系統(tǒng)的帶寬在編碼和擴(kuò)頻之間的分配，使得新系統(tǒng)既有支持大量用戶接入的能力，同時(shí)又具有較強(qiáng)的干擾抑制能力。本文針對基于各類GO碼的下行同步系統(tǒng)，研究了基于導(dǎo)頻序列的信道估計(jì)方案，理論

6、分析了信道估計(jì)準(zhǔn)確性對系統(tǒng)性能的影響，對導(dǎo)頻功率因子、導(dǎo)頻符號數(shù)等系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，為系統(tǒng)的實(shí)用提供指導(dǎo)和依據(jù)。 接著，針對異步時(shí)域擴(kuò)頻系統(tǒng)，本文提出了一種基于互補(bǔ)序列和正交矩陣擴(kuò)展的新型廣義正交序列--組問互補(bǔ)(IGC)碼。該序列具有分組的二值相關(guān)特性。將IGC碼應(yīng)用于異步CDMA系統(tǒng)，根據(jù)IGC碼的分組相關(guān)特性，提出新的碼分配策略，使得用戶間相對時(shí)延和序列間ZCZ長度最大程度匹配，達(dá)到提高碼資源利用率及系統(tǒng)性能的目的。

7、 最后，本文研究了兩種混合接入系統(tǒng)。針對頻域擴(kuò)展的MC-CDMA系統(tǒng)，分析了干擾強(qiáng)度和序列的頻域相關(guān)特性之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)了頻域相關(guān)函數(shù)具有ZCZ的一種新序列--GW序列。提出一種基于GW序列的MC-CDMA系統(tǒng)，利用可變擴(kuò)展因子的GW碼支持多數(shù)據(jù)率業(yè)務(wù)，同時(shí)有效避免了基于Walsh序列的傳統(tǒng)MC-CDMA系統(tǒng)存在的嚴(yán)重干擾。針對多天線CDMA系統(tǒng)，提出了互補(bǔ)碼擴(kuò)頻與延遲復(fù)用技術(shù)結(jié)合的結(jié)構(gòu)，證明了系統(tǒng)無用戶間干擾及天線間干擾，并且可以靈