專利名稱：一種混合載波cdma傳輸系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及無線通信領域，具體涉及一種CDMA傳輸系統。
背景技術：
在現有的通信體制中，主要存在單載波和多載波兩種方式。單載波技術出現較早， 在技術上較為成熟，單載波技術對載波同步和定時偏差不敏感，調制映射后的信號的峰均 比低，對設備功率放大器的要求較低，實現手段簡單、成本較低。多載波技術把高速的數據 流通過串/并轉換分為若干個低速子數據流，然后將這些低速的數據流調制相應的子載波 上去，從而構成多個低速率數據并行的傳輸系統。多載波技術碼元的持續時間較長，提高了 系統的穩定性，進而起到對抗信道頻率選擇性衰落的作用。同時循環前綴的引入也大大減 少了碼間干擾。在抗窄帶干擾方面，因為窄帶干擾只影響OFDM的部分子載波，可結合編碼 技術來糾正窄帶干擾帶來的錯誤。然而多載波技術在峰均比及對于頻偏的敏感度等方面的 劣勢也在一定程度上限制了它的發展。當發射機與接收機發生相對移動時，多普勒頻移會 導致載波頻偏，造成頻譜擴展。對多載波系統來說，多普勒擴展會破壞載波間的正交性，產 生載波間的干擾，從而降低系統性能。而對于單載波系統頻偏的影響較小。目前的實際應 用中這兩種技術均得到了較為廣泛的關注。可以說，單載波與多載波技術各有利弊。作為 3G演進的一條路線，LTE的定位是將電信產業帶入2020年的無線通信系統。在LTE的上下 行傳輸機制中分別采用了基于DFT (離散傅立葉變換)擴頻OFDM(DFT-S-OFDM)的單載波技 術及OFDM多載波技術。下行鏈路的OFDM技術可以實現信道的相關調度及速率自適應，而 上行鏈路的單載波傳輸機制克服了 OFDM傳輸機制峰均比高，對頻偏敏感的缺點，有效地降 低了終端的成本。CDMA(碼分多址)技術通過對信號頻譜進行擴展，有效地提高了系統接收端的信 噪比，同時可以抵抗多徑干擾，在IS-95標準中已經得到了廣泛的應用。作為一種多址技 術，CDMA可以與不同的載波體制相結合，從而設計得到不同的通信系統。將CDMA技術與單 載波結合起來，對傳輸信號在時域上進行擴展，即得到DS-CDMA (直接序列擴頻-CDMA)系 統。將CDMA與多載波相結合，對傳輸信號在頻域上進行擴展，即可以得到MC-CDMA(多載 波-CDMA)系統，但是MC-CDMA系統峰均比相對較高。并且，DS-CDMA系統和MC-CDMA系統 在選擇性衰落信道下的系統誤碼性能仍有待進一步提高。
發明內容
本發明是為了解決現有的MC-CDMA系統的峰均比較高的問題，以及為了提高在選 擇性衰落信道下的系統誤碼性能，從而提供一種混合載波CDMA傳輸系統。設系統有K個用戶，采用長度為N的序列作為地址碼對所述K個用戶進行區分，并 設用戶i采用的序列為=Cw=^VfVif1 }，所述i為大于或等于1且小于或等于K的整 數；K為正整數；所述混合載波CDMA傳輸系統在下行鏈路的傳輸過程中的信號發送過程，由以下步驟實現步驟Al、對于用戶i，采用其對應的序列Cw=WVfV..,^}對輸入數據在α階分 數傅立葉變換域上的序列滬={ <)，#，...丨進行序列擴展，獲得用戶i的擴展后序列；步驟A2、將所有用戶的擴展后序列相加，獲得長度為N的相加后序列；步驟A3、對步驟A2獲得的長度為N的相加后序列進行串/并轉換，得到并行的N 路數據；步驟A4、對步驟A3中獲得的并行的N路數據進行-α階加權分數傅立葉變換，得 到時域下的變換結果；步驟Α5、對步驟Α4獲得的時域下的變換結果進行并/串轉換，并將轉換結果進行 信號發送前期處理，獲得一組處理后的待發送數字信號；步驟Α6、將步驟Α5獲得的處理后的待發送數字信號通過數/模轉換，獲得待發送 的模擬信號；步驟Α7、將步驟Α6獲得的待發送的模擬信號經過上變頻后發送至信道；混合載波CDMA傳輸系統在下行鏈路的傳輸過程中的信號接收過程，由以下步驟 實現步驟Bi、將接收到的模擬信號經過下變頻后進行模/數轉換，獲得一組數字信號；步驟Β2、將步驟Bl獲得的一組數字信號進行與發送端的信號發送前期處理相對 應的信號接收處理，獲得處理結果；步驟Β3、將步驟Β2獲得的處理結果進行串/并轉換，獲得N路并行數據；步驟Β4、對步驟Β3獲得的N路并行數據進行α階加權分數傅立葉變換，獲得變換
結果；步驟Β5、對步驟Β4獲得的變換結果進行并/串轉換，得到一組長度為N的數據序 列；步驟Β6、對于用戶i，采用其對應的序列cw={ ,cf)}對步驟B5中獲得的一 組長度為N的數據序列進行序列解擴，獲得用戶i的解擴后數據并輸出；所述混合載波CDMA傳輸系統在上行鏈路的傳輸過程中的信號發送過程，由以下 步驟實現步驟Cl、對于用戶i，采用其對應的序列Cw=WVfV..,4^}對輸入數據在α階分 數傅立葉變換域上的序列滬={ <)，#，...丨進行序列擴展，獲得用戶i的擴展后序列；步驟C2、對步驟Cl獲得的用戶i的擴展后序列進行串/并轉換，得到并行的N路 數據；步驟C3、對步驟C2中獲得的并行的N路數據進行_ α階加權分數傅立葉變換，得 到時域下的數據；步驟C4、對步驟C3獲得的時域下的數據進行并/串轉換，并將轉換結果進行信號 發送前期處理，獲得一組處理后的待發送數字信號；步驟C5、將步驟C4獲得的處理后的待發送數字信號通過數/模轉換，獲得待發送 的模擬信號；步驟C6、將步驟C5獲得的待發送的模擬信號經過上變頻后發送至信道；
混合載波CDMA傳輸系統在上行鏈路的傳輸過程中的信號接收過程，由以下步驟 實現步驟D1、將接收到的模擬信號經過下變頻后進行模/數轉換，獲得一組數字信號；步驟D2、將步驟Dl獲得的一組數字信號進行與發送端的信號發送前期處理相對 應的信號接收處理，獲得處理結果；步驟D3、將步驟D2獲得的處理結果進行串/并轉換，獲得N路并行數據；步驟D4、對步驟D3獲得的N路并行數據進行α階加權分數傅立葉變換，獲得變換
結果；步驟D5、對步驟D4獲得的變換結果進行并/串轉換，得到一組長度為N的數據序 列；步驟D6、對于用戶丨，采用其對應的序列一‘丨⑦乂'),…,^^ }對步驟D5中獲得的一 組長度為N的數據序列進行序列解擴，獲得用戶i的解擴后數據^ 并輸出；α為實數。步驟Α5和步驟C4中所述的信號發送前期處理具體為對經并/串轉后信號加入 循環前綴。步驟Β2和步驟D2中所述的信號接收處理具體為去除接收到信號的循環前綴。有益效果本發明的混合載波CDMA傳輸系統同時結合了單載波與多載波的特性， 相比于MC-CDMA，本發明有效地降低了峰均比。同時，由于分數傅立葉變換具有信號能量分 布均勻的特性，使本發明的系統在選擇性衰落信道下的系統誤碼性能獲得顯著提高。
圖1是本發明的混合載波CDMA傳輸系統在下行鏈路的傳輸過程中的信號發送過 程示意圖；圖2是本發明的混合載波CDMA傳輸系統在下行鏈路的傳輸過程中的信號接收過 程示意圖；圖3是本發明的混合載波CDMA傳輸系統在上行鏈路的傳輸過程中的信號發送過 程示意圖；圖4是本發明的混合載波CDMA傳輸系統在上行鏈路的傳輸過程中的信號接收過 程示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一、結合圖1至圖4說明本具體實施方式
，一種混合載波CDMA傳輸 系統， 設系統有K個用戶，采用長度為N的序列作為地址碼對所述K個用戶進行區分，并 設用戶i采用的序列為=Cw=^VfVif1 }，所述i為大于或等于1且小于或等于K的整 數；K為正整數；所述混合載波CDMA傳輸系統在下行鏈路的傳輸過程中的信號發送過程，由以下 步驟實現步驟Al、對于用戶i，采用其對應的序列Cw=WVfV..,^}對輸入數據在α階分 數傅立葉變換域上的序列@=丨#，#，...丨進行序列擴展，獲得用戶i的擴展后序列；以數 據彳)為例，經過序列擴展后變為丨d^，d^ d^ }；
步驟A2、將所有用戶的擴展后序列相加，獲得長度為N的相加后序列；步驟A3、對步驟A2獲得的長度為N的相加后序列進行串/并轉換，得到并行的N 路數據；步驟A4、對步驟A3中獲得的并行的N路數據進行_ α階加權分數傅立葉變換，得 到時域下的變換結果；步驟Α5、對步驟Α4獲得的時域下的變換結果進行并/串轉換，并將轉換結果進行 信號發送前期處理，獲得一組處理后的待發送數字信號；步驟Α6、將步驟Α5獲得的處理后的待發送數字信號通過數/模轉換，獲得待發送 的模擬信號；步驟Α7、將步驟Α6獲得的待發送的模擬信號經過上變頻后發送至信道；混合載波CDMA傳輸系統在下行鏈路的傳輸過程中的信號接收過程，由以下步驟 實現步驟Bi、將接收到的模擬信號經過下變頻后進行模/數轉換，獲得一組數字信號；步驟Β2、將步驟Bl獲得的一組數字信號進行與發送端的信號發送前期處理相對 應的信號接收處理，獲得處理結果；步驟Β3、將步驟Β2獲得的處理結果進行串/并轉換，獲得N路并行數據；步驟Β4、對步驟Β3獲得的N路并行數據進行α階加權分數傅立葉變換，獲得變換
結果；步驟Β5、對步驟Β4獲得的變換結果進行并/串轉換，得到一組長度為N的數據序 列；步驟Β6、對于用戶i，采用其對應的序列cw={ ,cf)}對步驟B5中獲得的一 組長度為N的數據序列進行序列解擴，獲得用戶i的解擴后數據并輸出；所述混合載波CDMA傳輸系統在上行鏈路的傳輸過程中的信號發送過程，由以下 步驟實現步驟Cl、對于用戶i，采用其對應的序列Cw=WVfV..,4^}對輸入數據在α階分 數傅立葉變換域上的序列@=丨#，#，...丨進行序列擴展，獲得用戶i的擴展后序列；以數 據彳)為例，經過序列擴展后變為丨d^，d^ d^ }；步驟C2、對步驟Cl獲得的用戶i的擴展后序列進行串/并轉換，得到并行的N路 數據；步驟C3、對步驟C2中獲得的并行的N路數據進行-α階加權分數傅立葉變換，得 到時域下的變換結果；步驟C4、對步驟C3獲得的時域下的變換結果進行并/串轉換，并將轉換結果進行 信號發送前期處理，獲得一組處理后的待發送數字信號；步驟C5、將步驟C4獲得的處理后的待發送數字信號通過數/模轉換，獲得待發送 的模擬信號；步驟C6、將步驟C5獲得的待發送的模擬信號經過上變頻后發送至信道；混合載波CDMA傳輸系統在上行鏈路的傳輸過程中的信號接收過程，由以下步驟 實現
步驟D1、將接收到的模擬信號經過下變頻后進行模/數轉換，獲得一組數字信號；步驟D2、將步驟Dl獲得的一組數字信號進行與發送端的信號發送前期處理相對 應的信號接收處理，獲得處理結果；步驟D3、將步驟D2獲得的處理結果進行串/并轉換，獲得N路并行數據；步驟D4、對步驟D3獲得的N路并行數據進行α階加權分數傅立葉變換，獲得變換
結果；步驟D5、對步驟D4獲得的變換結果進行并/串轉換，得到一組長度為N的數據序 列；步驟D6、對于用戶丨，采用其對應的序列一‘丨^乂 …，^^ }對步驟D5中獲得的一 組長度為N的數據序列進行序列解擴，獲得用戶i的解擴后數據并輸出；α為實數。步驟Α5和步驟C4中所述的信號發送前期處理具體為對經并/串轉后信號加入
循環前綴。步驟Β2和步驟D2中所述的信號接收處理具體為去除接收到信號的循環前綴。原理加權分數傅立葉變換以能量的方式將單多載波融合在一起，使信號能量可 以更加均勻廣泛的分布在時頻平面上。而變換的可逆性有保證了在接收端可以通過逆變換 將兩種載波體制分離開來。由此，可以將其看作是一種混合載波體制的傳輸手段。設 為一個復數序列，IX0 (η)，X1 (η)，X2 (η)，X3 (η)}分別為X0 (η)的0 3次離散傅立葉變換，其 歸一化的DFT形式如下
權利要求
1. 一種混合載波CDMA傳輸系統，其特征是設系統有K個用戶，采用長度為N的序列作為地址碼對所述K個用戶進行區分，并設用 戶i采用的序列為WMc^cfVif1 }，所述i為大于或等于1且小于或等于K的整數；K 為正整數；所述混合載波CDMA傳輸系統在下行鏈路的傳輸過程中的信號發送過程，由以下步驟 實現步驟Al、對于用戶i，采用其對應的序列Cw=WVfV..,4M對輸入數據在α階分數傅 立葉變換域上的序列於=丨<)，#，...丨進行序列擴展，獲得用戶i的擴展后序列； 步驟A2、將所有用戶的擴展后序列相加，獲得長度為N的相加后序列； 步驟A3、對步驟A2獲得的長度為N的相加后序列進行串/并轉換，得到并行的N路數據；步驟A4、對步驟A3中獲得的并行的N路數據進行- α階加權分數傅立葉變換，得到時 域下的數據；步驟Α5、對步驟Α4獲得的時域下的數據進行并/串轉換，并將轉換結果進行信號發送 前期處理，獲得一組處理后的待發送數字信號；步驟Α6、將步驟Α5獲得的處理后的待發送數字信號通過數/模轉換，獲得待發送的模 擬信號；步驟Α7、將步驟Α6獲得的待發送的模擬信號經過上變頻后發送至信道； 混合載波CDMA傳輸系統在下行鏈路的傳輸過程中的信號接收過程，由以下步驟實現 步驟Bi、將接收到的模擬信號經過下變頻后進行模/數轉換，獲得一組數字信號； 步驟Β2、將步驟Bl獲得的一組數字信號進行與發送端的信號發送前期處理相對應的 信號接收處理，獲得處理結果；步驟Β3、將步驟Β2獲得的處理結果進行串/并轉換，獲得N路并行數據；步驟Β4、對步驟Β3獲得的N路并行數據進行α階加權分數傅立葉變換，獲得變換結果；步驟Β5、對步驟Β4獲得的變換結果進行并/串轉換，得到一組長度為N的數據序列； 步驟Β6、對于用戶i，采用其對應的序列cw={ ,〒,...,I1}對步驟B5中獲得的一組長 度為N的數據序列進行序列解擴，獲得用戶i的解擴后數據并輸出；所述混合載波CDMA傳輸系統在上行鏈路的傳輸過程中的信號發送過程，由以下步驟 實現步驟Cl、對于用戶i，采用其對應的序列(^={#對輸入數據在α階分數傅立葉變換域上的序列滬={ <)，#，...丨進行序列擴展，獲得用戶i的擴展后序列；步驟C2、對步驟Cl獲得的用戶i的擴展后序列進行串/并轉換，得到并行的N路數據； 步驟C3、對步驟C2中獲得的并行的N路數據進行-α階加權分數傅立葉變換，得到時 域下的數據；步驟C4、對步驟C3獲得的時域下的數據進行并/串轉換，并將轉換結果進行信號發送 前期處理，獲得一組處理后的待發送數字信號；步驟C5、將步驟C4獲得的處理后的待發送數字信號通過數/模轉換，獲得待發送的模擬信號；步驟C6、將步驟C5獲得的待發送的模擬信號經過上變頻后發送至信道； 混合載波CDMA傳輸系統在上行鏈路的傳輸過程中的信號接收過程，由以下步驟實現 步驟D1、將接收到的模擬信號經過下變頻后進行模/數轉換，獲得一組數字信號； 步驟D2、將步驟Dl獲得的一組數字信號進行與發送端的信號發送前期處理相對應的 信號接收處理，獲得處理結果；步驟D3、將步驟D2獲得的處理結果進行串/并轉換，獲得N路并行數據；步驟D4、對步驟D3獲得的N路并行數據進行α階加權分數傅立葉變換，獲得變換結果；步驟D5、對步驟D4獲得的變換結果進行并/串轉換，得到一組長度為N的數據序列； 步驟D6、對于用戶i，采用其對應的序列cw={cf,ci ,...,化}對步驟D5中獲得的一組長 度為N的數據序列進行序列解擴，獲得用戶i的解擴后數據彳《并輸出； α為實數。
2.根據權利要求1所述的一種混合載波CDMA傳輸系統，其特征在于步驟Α5和步驟C4 中所述的信號發送前期處理具體為對經并/串轉后信號加入循環前綴。
3.根據權利要求1所述的一種混合載波CDMA傳輸系統，其特征在于步驟Β2和步驟D2 中所述的信號接收處理具體為去除接收到信號的循環前綴。
全文摘要
一種混合載波CDMA傳輸系統，涉及無線通信領域。它解決了現有的多載波系統的峰均比較高的問題，并提高了在選擇性衰落信道下的系統誤碼性能。本發明在發送端，采用CDMA技術在某一階分數傅立葉變換域上對數據進行序列擴展，將擴展后的數據變換到時域進行傳輸。在接收端，根據加權分數傅立葉變換的可逆性，將數據再次變換到分數傅立葉變換域上解序列擴展得到輸出數據。本發明適于混合載波信號傳輸。
文檔編號H04L27/26GK102082756SQ20111005747
公開日2011年6月1日 申請日期2011年3月10日 優先權日2011年3月10日
發明者房宵杰, 梅林 , 沙學軍, 王焜, 邱昕 申請人:哈爾濱工業大學