專利名稱：迫零算法下兩級擴頻ofdm自適應碼分配方法及系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及無線通信領域DS-CDMA(Direct Sequence-CodeDivision Multiple Access,直接序列碼分多址)技術禾口 MC_CDMA(Multicarrier_Code Division Multiple Access,多載波碼分多址)技術，尤其涉及一種迫零算法下兩級擴頻OF匿自適應碼分配方 法及系統。
背景技術：
作為 一 種擴頻方式，直接序列碼分多址(Direct Sequence-CodeDivision Multiple Access,下文簡稱DS-CDMA)通過將攜帶信息的窄帶信號與高速地址碼信號相乘， 獲得寬帶擴頻信號，接收端通過用與發射端同步的相同地址碼信號去控制輸入變頻器的載 頻相位即可實現解擴。DS-CDMA系統具有優越的抗窄帶干擾特性和靈活多變的多址能力。 然而，由于DS-CDMA系統是干擾受限的，其容量受限于符號間干擾(ISI)和多址干擾(MAI) 等影響，當用戶數量增多時，通信質量會嚴重惡化，這是制約DS-CDMA進一步發展的一個瓶 頸。 基于以上傳統DS-CDMA系統的優缺點分析，人們將DS-CDMA和OFDM相結合，形成 了適用于高速率傳輸的多載波CDMA(Multicarrier Code Division Multiplexing Access, 下文簡稱MC-CDMA)。作為一種多載波多址通信方式，MC-CDMA讓每一個頻道使用所能提供 的全部頻譜，把原先在一個信道內傳輸的數據分到若干個信道中進行傳輸，即通過將擴頻 序列的不同碼片調制到不同的子載波上實現頻域擴展，在提高系統容量的同時還提高了頻 帶的利用率。 目前，MC-CDMA還存在兩點不足第一，在遇到頻率選擇性衰落信道時，如果相對 信道時延擴展來說，發射端發射的是一個時間寬度較窄的脈沖信號，在頻域傳輸帶寬則相 對較大，若傳輸帶寬比信道相干帶寬大，這時信號之間的相關性變差，信道在一個符號帶寬 內變化劇烈，進入深衰落。第二，在遇到時間選擇性衰落信道時，如果相對最大多普勒頻移 來說，發射端發射的是一個帶寬較窄的頻域信號，在時域符號周期較長，若取樣時間間隔大 于相干時間，信號的相關性變差。這時信道在一個符號周期內變化劇烈，進入深衰落。
發明內容
本發明的目的在于提供一種迫零算法下兩級擴頻0F匿自適應碼分配方法及系 統。基于本發明，不僅很好地繼承了兩級擴頻OF匿較高的頻帶利用率并可以有效地抑制加 性高斯白噪聲(AWGN)信道中的干擾，同時針對不同子載波的信道特性，設計了一種通過在 發射端合理分配擴頻碼，使得發送信號能量能夠盡可能集中在信道較好的子載波上，提升 原系統在多徑信道中的性能。 本發明一種迫零算法下兩級擴頻0F匿自適應碼分配方法，包括第一級擴頻步 驟，調制原始數據流，把每L個經過調制的符號合并起來，生成信號bk = (bu，. . . ， bkJ ，其 中，k為用戶數；將所述信號bk中的每一個信號bu乘以相應的wk = (Wu， . . . ， wk,M)，獲取并發送(bk,^u， . . . ， bk,lWk,m， . . . ， buWu， . . . ， buWk,m) ， M是對應的擴頻碼的碼長；將所有 用戶的信號求和后得到信號X = (Xu， . . . ， Xl,M， . . . ， Xu， . . . ， Xu)，其中X =|>^% ;
第二級擴頻步驟，將所述信號x分成LXM(L > O，M > 0)個并行支路，每個支路Xl,m分配在
N(N > 0)個子載波上，用Cl,m = (Clu， . . . ， Cl,m,N)表示Xl,m的擴頻碼，確定子載波n上的
發送信號^ = HXmC,,m, ;信號接收步驟，依據rk, n = hk, nSn+Zk, n確定多徑衰落信道中，第
k(k> 0)個用戶在子載波n上的接收信號rk,n，其中，hk,n表示信道增益，Zk,n表示噪聲；頻 域均衡以及解擴步驟，第k個用戶將各個子載波上的接收信號rk,n = hk,nSn+Zk,n通過頻域迫
零均衡以及解擴后合并，得到為， =|>^^ 。， , ,其中qk,n是信道增益的修正系數，第1個
符號的判決值通過《,,=2>,,,一確定。
m=l 上述自適應碼分配方法，優選所述頻域均衡以及解擴步驟中，確定所述信道增益
i A/
的修正系數qk,n = hk,n7lhkJ2，并依據所述發送信號^ :S2^,，C,"確定du = bu+Vu，
、，/=Z！ zm n^VZ c ，""^,附，vk， i表示噪聲向量。 上述自適應碼分配方法，優選所述頻域均衡及解擴步驟中，通過調整第二級擴頻 碼的矩陣C = (cu1， ， Cl,MT，. . . ， CuT，. . ， Cl,MT) t的列進行均衡，在a k,n = 1/ I hk,n 12取最大
值處，選擇最小的的Pk,n二E」EmCu,k,ml2，用P m,n標志所述第二級擴頻碼的矩陣C中的
第m列是否分配到第n個子載波上，給定、,n = E ak,n P k,m，求解max^ ,
并將其約束條件限定為|># =l,i>m， =1， P m,n G {0， 1}。
加=1 rt=l上述自適應碼分配方法，優選依據匈牙利算法求解所述maxp^ f]i;A , rm, 。
TV W上述自適應碼分配方法，優選求解所述maxp" ZS^,r,時，依據如下算法獲取
P m,n :初始化步驟，設置U = {1， ... ， N} ， n = 1 ;選擇步驟，選擇m = argmirimeu T m,n，設置 Pm,n= 1以及U二U^m);更新步驟，設置n 二n+l，返回所述選擇步驟，直到n〉N。
另一方面，本發明還提供了一種迫零算法下兩級擴頻OF匿自適應碼分配系統，包 括第一級擴頻模塊，用于調制原始數據流，把每L個經過調制的符號合并起來，生成信號 bk = (bu， . . . ， bk,J ，其中，k為用戶數；將所述信號bk中的每一個信號bu乘以相應的wk =(Wk," ， Wk,m)，獲取并發送(buWu， ， buWk,m， ， buWk," ， bk,Lwk,M) ， M是對應 的擴頻碼的碼長；將所有用戶的信號求和后得到信號x = (Xu， . . . ， Xl,M， . . . ， Xu，
m)，其中、m = t、W^ ;第二級擴頻模塊，用于將所述信號X分成LM個并行支路，每個支路 Xl,m分配在N個子載波上，用Cl,m = (C^， . . . ， Cl,m,n)表示Xl,m的擴頻碼，確定子載波n上i A/
的發送信號A z^IXmC,,,;信號接收模塊，用于依據rk,n = hk,nSn+Zk,n確定多徑衰落信道
/=W=l
中，第k個用戶在子載波n上的接收信號!^，其中，hk,n表示信道增益，Zk,n表示噪聲；頻域 均衡以及解擴模塊，用于第k個用戶將各個子載波上的接收信號rk,n = hk,n、+Zk.n通過頻域
迫零均衡以及解擴后合并，得到乂,m = i;、"&"C^,",其中qu是信道增益的修正系數，第1個
符號的判決值通過《,,=5>,,,^確定。
m=l 上述自適應碼分配系統，優選所述頻域均衡以及解擴模塊中，確定所述信道增益
L M
的修正系數qk,n = hk,n7lhk,」2，并依據所述發送信號^ -ZZx,，c,"確定du = bu+Vu，
Z=l m=l
vw =Z^Mr^yZc/w,"^,m ， Vkl表示噪聲向量。
rt=lI tt I m=l 上述自適應碼分配系統，優選所述頻域均衡及解擴模塊中，通過調整第二級擴頻 碼的矩陣C = (cu1， ， Cl,MT，. . . ， CuT，. . ， Cl,MT) t的列進行均衡，在a k,n = 1/ I hk,n 12取最大
值處，選擇最小的的Pk,n二E」EmCu,k,ml2，用P m,n標志所述第二級擴頻碼的矩陣C中的
第m列是否分配到第n個子載波上，給定Tm,n = E ak,n P k,m，求解max 堂|>,、 ,
并將其約束條件限定為ix"=i,ix =1, p m,n g {o， 1}。 上述自適應碼分配系統，優選所述頻域均衡及解擴模塊中，依據匈牙利算法求解
m=l rt=l 上述自適應碼分配系統，優選所述頻域均衡及解擴模塊中，求解所述
腿 堂lX入，時，依據如下步驟獲取p m,n :初始化步驟，設置U = {1， ， N} ， n = 1 ;
選擇步驟，選擇m二argmin^u、,n，設置P m, n = 1以及U = U\ {m};更新步驟，設置n二 n+l，返回所述選擇步驟，直到n > N。 本發明根據信道情況調整擴頻碼矩陣C各行的位置，使得發送信號能量能夠盡可 能集中在信道條件較好的子載波上，從而抑制了因正交性破壞導致的用戶間以及符號間干 擾。較傳統MC-CDMA相比，本發明在接收端BER方面有了較大的改善。另一方面，本發明設 計的次優解方案在降低發送端計算負擔以及提高系統運算速度方面有明顯優勢。
圖1為本發明迫零算法下兩級擴頻0F匿自適應碼分配方法實施例的步驟流程 圖； 圖2為本發明兩級擴頻0F匿基站端系統結構框圖；
圖3為不同方案的平均誤比特率示意圖； 圖4為本發明迫零算法下兩級擴頻OFDM自適應碼分配系統實施例的結構示意圖。
具體實施例方式
為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。 本發明采用兩組擴頻碼的兩級擴頻0F匿系統可以靈活地通過分配擴頻碼使得發送信號的能量能夠盡可能集中在信道條件較好的子載波上，從而以較好地彌補MC-CDMA的缺陷，提高系統的性能。 參照圖1，圖1為本發明基于迫零算法下兩級擴頻0F匿的自適應碼分配方法實施例的步驟流程圖，包括 第一級擴頻步驟110，調制原始數據流，把每L個經過調制的符號合并起來，生成信號bk = (bu， . . . ， bkJ ，其中，k為用戶數；將所述信號bk中的每一個信號bu乘以相應
的Wk二 (Wu，... ，Wk,m)，獲取并發送(buWu， ， buWk,m， ，buWu，... ，buWk,m)，M是
對應的擴頻碼的碼長；將所有用戶的信號求和后得到信號x = (xu，. . . ，Xl,M，. . . ，xu，...，m)，其中A， = |>^氣 ;第二級擴頻步驟120，將所述信號x分成LM個并行支路，每個支
路Xl,m分配在N個子載波上，用Cl,m = (Clu， . . . ， Cl,m,N)表示X"的擴頻碼，確定子載波n丄 M
上的發送信號^ = H>,, 。,M， ;信號接收步驟130，依據rk,n = hk,nsn+zk.n確定多徑衰落信道中，第k個用戶在子載波n上的接收信號rk,n，其中，hk,n表示信道增益，zk,n表示噪聲；頻
域均衡以及解擴步驟140，第k個用戶將各個子載波上的接收信號rk,n = hk,nSn+Zh通過頻
域迫零均衡以及解擴后合并，得到;^ =|>4, &,^, 1, ,其中qk,n是信道增益的修正系數，第1
似
個符號的判決值通過 =1>^氣《確定。 參照圖2，圖2為本發明兩級擴頻OF匿基站端系統結構框圖。考慮一個用戶數為K的下行兩級擴頻0F匿系統(子載波個數為N)，如圖1所示，描述了基站端的發送結構。在系統中，原始數據流先經過調制，接下來把每L個經過調制的符號合并起來發送給第k個
用戶，即發送信號為bk二 (bu，...，bu)。把bk中的每一個信號bu乘以相應的Wk二 (wk,".. ，Wk,m)進行發送，結果即為(buWu， ，buWk,m， ，K,lWu， ， bk, LWk, M)，其中M是對應的擴頻碼的碼長。將所有用戶的信號求和后得到一個新的信號X二 (Xu，. . . ，Xl,M，...，
Xu， . . . ， Xu)，其中^ =￡/氣》> 。這樣就完成了對信號的第一級擴頻。 接下來，將信號x分成LM個并行支路，每個支路Xl, m分配在N個子載波上。用
Cl,m= (Clu， ...， Cl,m,N)表示XLm的擴頻碼，那么便得到在子載波n上的發送信號為丄 <formula>formula see original document page 7</formula>這樣就完成了對信號的第二級擴頻。這里，假設使用正交擴頻碼，比如
說，E mUk'm = Sk,k，以及E nCLm,n(V,m',n二 5_，其中當i = j時3^=1以及
i ^ j時Si,j = 0。 在多徑衰落信道中，第k個用戶在子載波n上的接收信號為rk,n = hk,nsn+zk,n，其中hk,n表示信道增益，Zk,n表示噪聲(假設在各個子載波上互不相關，符合均值為零方差為o 2的復高斯分布)。第k個用戶將各個子載波上的接收信號通過頻域均衡以及解擴后合
并，得到X,m -^^"^"c,^, 其中qk,n是信道增益的修正系數，第1個符號的判決值可以通過對yLm在時域解擴得到《乂 。 假設采用迫零均衡，舉例來說qk, n = hk, n7 I hk, n| 2，結合發送信號的表達式可推導
W A/
出du二bu+Vu，Vw-Z^^^yJX琴W^。這里Vu表示噪聲向量。可見，盡管迫零
均衡消除了因為多徑衰落造成的符號間干擾，但同時擴大了在信道情況較差子載波上的噪聲，下面提出了一種可以抑制這種噪聲放大的算法。 注意到&,, =2>^71^2>/, 1, ^, 1當中可以通過分配碼cu,n使得在|hk,n|較小
的子載波上E ^1, 1,,1_也較小，這樣便可以抑制噪聲被放大。噪聲的總方差可以用下式來
w廣a:
、
，nWk，
表示2!>^(^,,) = "21^1>^^，"，其中ak，n= l/|hk，n|2， Pk，n=E J EmCl，hi /=1 "=1 、 "1 乂假設在基站端可以獲得完整的信道信息，為了減小噪聲，發端可以在CIk,n較大的
地方選擇較小的P k,n值。這可以通過調整擴頻碼矩陣c = (cu1，.. ， Cl,MT，... ， CuT，...，
CuT)T的列來實現，擴頻碼相對應每一行，而子載波上的碼片則相對應于每一列。通過定義
Pk,n，為Qk,n分配一個Pk,n相當于為第n個子載波分配矩陣C的第m列。在這里，調整C的列保持了各個行的正交性。用Pm,n標志C中第m列是否分配到第n個子載波上，同時定
義
E ak,nek,m。可將抑制噪聲的問題表示為max U;&人，。其約束條件
m=l "=1
為1>^=1，1> , =1， Pm,nG {0，1}。其中第一個約束條件確保C的每一列僅分配給一
個子載波，第二個約束條件確保每個子載波只被分配過一次。 本發明的另一部分即設計了一種關于求解原問題的低復雜度次優方案。上述這個問題的最優解可以通過復雜度為0(N4)的匈牙利算法得到。對于子載波數量較大時，這種
算法給基站端造成了巨大的計算負擔。因此，本發明設計了一種較低復雜度的次優算法得
到Pm,n，算法流程如下 1、設置U = {1， ，N}，n = 1 2、選擇m = argmirimEuTm,n，設置p mn = l以及u = U\ {m} 3、設置n = n+l，回到第二步，依次循環直到n > N 對于每個子載波，最多進行了 N次比較。由于一共有N個子載波，所以新算法的復
雜度為0(N2)。 仿真結果分析 其一 采用了本發明提出方案的性能結果； 其二 對多徑衰落信道使用最大比合并(MRC)均衡器的MC-CDMA性能結果。
系統參數如下對于C0ST 259信道模型，E[lhk，nl2] = 1并且子載波間隔為Af=30kHz，子載波數N = 64，用戶數K = 16，幀長度L = 4，采用Walsh碼，第一級擴頻碼長度M二 16。同時也對平坦衰落信道進行了仿真，此時hk,n二 1。 平均誤比特率(BER)分析采用了最優碼分配和次優碼分配的ETF-OF匿系統在多徑衰落信道的表現都要優于MC-CDMA系統，同時也優于在Eb/NO < 6dB的平坦衰落信道的表現。 本實施例提出了一個在接收端采用了迫零均衡器，并且在接收端合理分配了擴頻碼的方案，此方案有效地抑制了在兩級擴頻OFDM系統中多重路徑衰落所帶來的負面影響，同時據此方案提出了一種簡單的次優化算法。仿真結果表明采用本發明提出的碼分配算法下的兩級擴頻OF匿系統可以利用子載波的頻率選擇來提高性能，優于傳統的MC-CDMA系統。 參照圖3，圖3給出了不同方案的平均誤比特率(BER)。其中曲線3a表示采用MRC方案的MC-CDMA系統，曲線3b表示采用次優解方案的自適應碼分配兩級擴頻OF匿系統，曲線3c表示采用最優解方案的自適應碼分配兩級擴頻OFDM系統，曲線3d表示在平坦衰落信道下兩級擴頻OFDM系統。系統參數如下對于C0ST259信道模型，E[lhk，nl2] = 1并且子載波間隔為Af = 30kHz，子載波數N二 64，用戶數K二 16，幀長度L = 4，采用Walsh碼，第一級擴頻碼長度M二 16。同時也對平坦衰落信道進行了仿真，此時hk，n二 1。由圖3可以看出，采用了最優碼分配和次優碼分配的ETF-OF匿系統在多徑衰落信道的表現都要優于MC-CDMA系統，同時也優于在Eb/N0 < 6dB的平坦衰落信道的表現。
參照圖4，圖4為本發明于迫零算法下兩級擴頻OF匿的自適應碼分配系統實施例的結構示意圖。包括 第一級擴頻模塊40，用于調制原始數據流，把每L個經過調制的符號合并起來，生成信號bk = (bu， . . . ， bkJ ，其中，k為用戶數；將所述信號bk中的每一個信號bu乘以相應的Wk = (Wu， ， Wk,m)，獲取并發送(buWu， ， buWk,m， ， K,lWu， ， bk,Lwk,M)，M是對應的擴頻碼的碼長；將所有用戶的信號求和后得到信號x = (Xu， . . . ， Xl,M， . . . ，
"...，Xu)，其中^-IX改m凍二級擴頻模塊42，用于將所述信號x分成LM個并行支
路，每個支路Xb分配在N個子載波上，用Cl,m = (Clu， . . . ， Cl,m,N)表示X"的擴頻碼，確
定子載波n上的發送信號^ = ;Z2>o/^, ;信號接收模塊44，用于依據rk,n = hk,nsn+Zk,J;|
/=1 m=l
定多徑衰落信道中，第k個用戶在子載波n上的接收信號fk,n，其中，hk,n表示信道增益，zk,n表示噪聲；頻域均衡以及解擴模塊46，用于第k個用戶將各個子載波上的接收信號rk,n =
hk,nsn+zk.n通過頻域迫零均衡以及解擴后合并，得到X， = l;、"^nC^,",其中qk,n是信道增益的修正系數，第1個符號的判決值通過《,,-Z乂，w一確定。 上述各個模塊的工作原理與方法實施例中相似，在此不再贅述。相關之處戶型參照即可。 以上對本發明所提供的一種迫零算法下兩級擴頻OF匿自適應碼分配方法及系統進行了詳細介紹，本文中應用了具體實施例對本子載波n上的發送信號為<formula>formula see original document page 10</formula>這樣就完成了對信號的第二級擴頻。這里，假設使用正交擴頻碼，比如
說<formula>formula see original document page 10</formula>,k,以及E<formula>formula see original document page 10</formula>，其中當i = j時S^. = 1以及
j時s i,0。 在多徑衰落信道中，第k個用戶在子載波n上的接收信號為rk,n = hk,nsn+zk,n，其
中hk,n表示信道增益，Zk,n表示噪聲(假設在各個子載波上互不相關，符合均值為零方差為o 2的復高斯分布)。第k個用戶將各個子載波上的接收信號通過頻域均衡以及解擴后合
并，得到<formula>formula see original document page 10</formula>
其中qk,n是信道增益的修正系數，第1個符號的判決值可以通過對yLm在時域解擴得到<formula>formula see original document page 10</formula>
假設采用迫零均衡，舉例來說qk，<formula>formula see original document page 10</formula>，結合發送信號的表達式可推導
出<formula>formula see original document page 10</formula>這里Vu表示噪聲向量。可見，盡管迫零
均衡消除了因為多徑衰落造成的符號間干擾，但同時擴大了在信道情況較差子載波上的噪聲，下面提出了一種可以抑制這種噪聲放大的算法。注意到<formula>formula see original document page 10</formula>當中可以通過分配碼Cu,n使得在|hk,n|較小
的子載波上E ^1, 1,,1_也較小，這樣便可以抑制噪聲被放大。噪聲的總方差可以用下式來
表示<formula>formula see original document page 10</formula>其中<formula>formula see original document page 10</formula>
假設在基站端可以獲得完整的信道信息，為了減小噪聲，發端可以在a k,n較大的
地方選擇較小的Pk,n值。這可以通過調整擴頻碼矩
權利要求
一種迫零算法下兩級擴頻OFDM自適應碼分配方法，其特征在于，包括第一級擴頻步驟，調制原始數據流，把每L個經過調制的符號合并起來，生成信號bk＝(bk，1，...，bk，L)，其中，k為用戶數；將所述信號bk中的每一個信號bk，l乘以相應的wk＝(wk，1，...，wk，M)，獲取并發送(bk，1wk，1，...，bk，1wk，m，...，bk，Lwk，1，...，bk，Lwk，M)，M是對應的擴頻碼的碼長；將所有用戶的信號求和后得到信號x＝(x1，1，...，x1，M，...，xL，1，...，xL，M)，其中 <mrow><msub> <mi>x</mi> <mrow><mi>l</mi><mo>,</mo><mi>m</mi> </mrow></msub><mo>=</mo><munderover> <mi>Σ</mi> <mrow><mi>k</mi><mo>=</mo><mn>1</mn> </mrow> <mi>K</mi></munderover><msub> <mi>b</mi> <mrow><mi>k</mi><mo>,</mo><mi>l</mi> </mrow></msub><msub> <mi>w</mi> <mrow><mi>k</mi><mo>,</mo><mi>m</mi> </mrow></msub><mo>;</mo> </mrow>第二級擴頻步驟，將所述信號x分成L×M(L＞0，M＞0)個并行支路，每個支路xl，m分配在N(N＞0)個子載波上，用cl，m＝(cl，m，1，...，cl，m，N)表示xl，m的擴頻碼，確定子載波n上的發送信號 <mrow><msub> <mi>s</mi> <mi>n</mi></msub><mo>=</mo><munderover> <mi>Σ</mi> <mrow><mi>l</mi><mo>=</mo><mn>1</mn> </mrow> <mi>L</mi></munderover><munderover> <mi>Σ</mi> <mrow><mi>m</mi><mo>=</mo><mn>1</mn> </mrow> <mi>M</mi></munderover><msub> <mi>x</mi> <mrow><mi>l</mi><mo>,</mo><mi>m</mi> </mrow></msub><msub> <mi>c</mi> <mrow><mi>l</mi><mo>,</mo><mi>m</mi><mo>,</mo><mi>n</mi> </mrow></msub><mo>;</mo> </mrow>信號接收步驟，依據rk，n＝hk，nsn+zk.n確定多徑衰落信道中，第k(k＞0)個用戶在子載波n上的接收信號rk，n，其中，hk，n表示信道增益，zk，n表示噪聲；頻域均衡以及解擴步驟，第k個用戶將各個子載波上的接收信號rk，n＝hk，nsn+zk.n通過頻域迫零均衡以及解擴后合并，得到 <mrow><msub> <mi>y</mi> <mrow><mi>l</mi><mo>,</mo><mi>m</mi> </mrow></msub><mo>=</mo><munderover> <mi>Σ</mi> <mrow><mi>n</mi><mo>=</mo><mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi></munderover><msub> <mi>r</mi> <mrow><mi>k</mi><mo>,</mo><mi>n</mi> </mrow></msub><msub> <mi>q</mi> <mrow><mi>k</mi><mo>,</mo><mi>n</mi> </mrow></msub><msub> <mi>c</mi> <mrow><mi>l</mi><mo>,</mo><mi>m</mi><mo>,</mo><mi>n</mi> </mrow></msub><mo>,</mo> </mrow>其中qk，n是信道增益的修正系數，第l個符號的判決值通過 <mrow><msub> <mi>d</mi> <mrow><mi>k</mi><mo>,</mo><mi>l</mi> </mrow></msub><mo>=</mo><munderover> <mi>Σ</mi> <mrow><mi>m</mi><mo>=</mo><mn>1</mn> </mrow> <mi>M</mi></munderover><msub> <mi>y</mi> <mrow><mi>l</mi><mo>,</mo><mi>m</mi> </mrow></msub><msub> <mi>w</mi> <mrow><mi>k</mi><mo>,</mo><mi>m</mi> </mrow></msub> </mrow>確定。
2. 根據權利要求l所述的自適應碼分配方法，其特征在于，所述頻域均衡以及解擴步驟中，確定所述信道增益的修正系數qk,n二hk,^/lhk,」2，并依據所述發送信號^-^S^^C/,附，"確定dk，1 = bu+Vu'^-I^Mn^Vlic/"^, ，vu表示噪聲向量。
3. 根據權利要求2所述的自適應碼分配方法，其特征在于，所述頻域均衡及解擴步驟中，通過調整第二級擴頻碼的矩陣C = (Cu1， . . ， Cl,MT， . . . ， CuT， . . . ， CuT)T的列進行均衡， 在ak,n= 1/Ihk,J2取最大值處，選擇最小的的Pk,n=E J E mCLm.,k,」2，用Pm,。標志所述第二級擴頻碼的矩陣C中的第m列是否分配到第n個子載波上，給定、,n=E ak,n|3k,m，求解maX "，并將其約束條件限定為f;A^ = l,|>m, = 1， P m,n G {0， 1}。
4. 根據權利要求3所述的自適應碼分配方法，其特征在于，依據匈牙利算法求解所述麗 ZIX入"。附=1 w=l
5. 根據權利要求3所述的自適應碼分配方法，其特征在于，求解所述m3X& /^, ^， 時，依據如下算法獲取P m,n :附=4 w=l初始化步驟，設置U = {1， ， N} ， n = 1 ;選擇步驟，選擇m二 argmin^u、,n，設置Pm,n= 1以及U二U^m); 更新步驟，設置n = n+l，返回所述選擇步驟，直到n > N。
6. —種迫零算法下兩級擴頻OFDM自適應碼分配系統，其特征在于，包括 第一級擴頻模塊，用于調制原始數據流，把每L個經過調制的符號合并起來，生成信號bk = (bu， . . . ， bk,J ，其中，k為用戶數；將所述信號bk中的每一個信號bu乘以相應的Wk =(Wk," ， Wk,m)，獲取并發送(buWu， ， buWk,m， ， buWk," ， bk,Lwk,M) ， M是對應 的擴頻碼的碼長；將所有用戶的信號求和后得到信號x = (Xu， . . . ， Xl,M， . . . ， Xu，a:。，其中氣附=2>*,/>%第二級擴頻模塊，用于將所述信號x分成LM個并行支路，每個支路Xl, m分配在N個子載波上，用CLm二 (Clu， ...， Cl,m,N)表示XLm的擴頻碼，確定子載波n上的發送信號 丄信號接收模塊，用于依據rk,n = hk,nSn+Zk,n確定多徑衰落信道中，第k個用戶在子載波 n上的接收信號ru，其中，hk,n表示信道增益，Zk,n表示噪聲；頻域均衡以及解擴模塊，用于第k個用戶將各個子載波上的接收信號rk,n二hk,nSn+Zk.n通過頻域迫零均衡以及解擴后合并，得到乃^ -S^^^Cf ，其中qk,n是信道增益的修正系數，第i個符號的判決值通過《,,=2>，氣》>確定。m=l
7. 根據權利要求6所述的自適應碼分配系統，其特征在于，所述頻域均衡以及解 擴模塊中，確定所述信道增益的修正系數qk,n二hk,^/lhk,」2，并依據所述發送信號& = ""確定A' i = bk, i+vu， VW = IX" ^[tIXm,"氣m ， vk,工表示噪聲向量。
8. 根據權利要求7所述的自適應碼分配系統，其特征在于，所述頻域均衡及解擴模塊中，通過調整第二級擴頻碼的矩陣C = (Cu1， . . ， Cl,MT， . . . ， CuT， . . . ， CuT)T的列進行均衡， 在ak,n= 1/Ihk,J2取最大值處，選擇最小的的Pk,n=E J E mCLm.,k,」2，用Pm,。標志所述第二級擴頻碼的矩陣C中的第m列是否分配到第n個子載波上，給定、,n=E ak,n|3k, 邁，求解max^ tf/vj一，并將其約束條件限定為t/v"-l,f/v"-l， Pm,ne {0，1}。m=l =1 /n=l n=l
9. 根據權利要求8所述的自適應碼分配系統，其特征在于，所述頻域均衡及解擴模塊 中，依據匈牙利算法求解所述
10. 根據權利要求8所述的自適應碼分配系統，其特征在于，所述頻域均衡及解擴模塊 中，求解所述max&" tf/V"^,"時，依據如下步驟獲取P m,n :初始化步驟，設置U = {1， ， N} ， n = 1 ;選擇步驟，選擇m二 argmin^u、,n，設置Pm,n= 1以及U二U^m); 更新步驟，設置n = n+l，返回所述選擇步驟，直到n > N。
全文摘要
本發明公開了一種迫零算法下兩級擴頻OFDM自適應碼分配方法及系統。所述方法包括第一級擴頻步驟、第二級擴頻步驟、信號接收步驟以及頻域均衡以及解擴步驟。本發明根據信道情況調整擴頻碼矩陣C各行的位置，使得發送信號能量能夠盡可能集中在信道條件較好的子載波上，從而抑制了因正交性破壞導致的用戶間以及符號間干擾。較傳統MC-CDMA相比，本發明在接收端BER方面有了較大的改善。
文檔編號H04L27/26GK101778070SQ20101010434
公開日2010年7月14日 申請日期2010年2月1日 優先權日2010年2月1日
發明者吳波, 封曉弢, 尚勇, 項海格 申請人:北京大學