[发明专利]一种时频编码分集MT-CDMA系统发射与接收方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种宽带多载波无线通信发射与接收方法，具体的是一种时频编码分集MT-CDMA系统发射与接收方法。

背景技术

CDMA技术已无可争辩的竞争力成功应用于第二代和第三代移动通信系统中，但是，CDMA容量受限于多址干扰和多径干扰，而多载波技术对于多径干扰和符号间串扰有很强的抵抗力，因此多载波CDMA成为未来宽带移动通信系统最有希望的一种系统方案。从1993年开始陆续出现讨论将多载波调制和扩频技术结合的文章，主要分为两类：频率分集（抗多径衰落）的MC-CDMA和时间分集（抗时间选择性衰落）的MC-DS-CDMA，而无线电波传播既要抗多径衰落，又要抗时间选择性衰落，因此一种基于二维扩展的OFDM-CDMA系统应运而生，其能够同时有效地利用时间分集和频率分集的效果，一定程度地提高了接收机的性能，但是这种二维扩频方式在增加扩频码长度使用户容量变大的同时，其代价是单个用户传输速率的下降，这很明显不适应对通信需求越来越高的今天。

发明内容

为克服以上系统的不足，本发明提供一种时频编码分集MT-CDMA系统发射与接收方法，不但能够利用时频编码分集，而且在不降低系统单个用户数据速率的同时，可以容纳更多的用户数。

本发明的目的是这样实现的：该方法包括发射方法和接收方法；

所述的发射方法：首先在发射机端对数据进行数字调制，已调数据符号经过串并转换；然后在一个基本处理时间单元即一个基本帧中，按照时频二维编码网格图完成对已调符号在时域和频域上的联合编码处理，扩频码长度L是子载波数目N的任意整数倍，使某个用户的同一调制符号的信息编码到各个时间符号的各个子载波上，达到最大限度的时频分集和用户容量；最后对一个基本帧中的数据进行IFFT变换，串并转换生成发送信号。其中，时频二维编码以前子载波之间有1/2的重叠，且满足正交性，符号周期为T_s＝NT_b，T_b为原始数据符号宽度；编码后的每个子载波的带宽编码为L/T_s，而相邻子载波的间隔仍然保持以前的Δf＝1/T_s，因此子载波之间不再保持正交性。

所述的接收方法：采用RAKE接收机，接收机端与发射机端一致，基本处理时间单元是一个基本帧；接收信号首先进行串并转换、FFT变换，然后进入RAKE多径分集接收模块，得到每个用户的多径分集接收结果；RAKE多径分集接收模块包括二维解扩、多径分离、相位校正、合并相加和判决。使用滑动相关算法得到信道的多径时延估计结果，二维解扩和多径分离这两个过程是同时进行的：RAKE接收机采用和发射机端一致的时频二维编码网格图来对每个用户进行二维解扩，同时得到互不相关的多条路径的衰落信号；通过相位校正和合并技术将各路信号进行合并，判决得出最后的输出结果；经过数字解调，最后各个用户输出相应的数据符号。

所述的时频二维编码方法：基于时频二维编码网格图，利用时频二维编码，实现时频分集；采用N×L的正交沃尔什码（Walsh）作为扩频码矩阵，N表示子载波数目，L表示扩频码长度，其中L＝KN，K为正整数，将L个OFDM符号作为一个基本帧，将某个调制符号扩展为L个子段信息，再将这L个子段信息平均分为N份，每份K个子段信息，再将这第n(0≤n≤N-1)份子段信息依次分布到第l(nK≤l≤(n+1)K-1)个OFDM符号的第n个子载波上；在使用较长扩频码时，码片持续时间降低，即增加扩频码长度L的同时，成正比的缩小每个码片的持续时间T_c，确保T_c和L的乘积恒定不变，所述的T_c和L的乘积是一个基本帧的持续时间，不降低系统单个用户数据速率的同时，使系统容纳更多用户数，最终提高所有用户的总数据速率。

有益效果，由于采用了上述方案，系统中每个用户占用N个子载波，使用的扩频码组矩阵尺寸为N×L，其中L可以是与子载波数目N成正比的更长的扩频码长度，不同用户的扩频码组矩阵可以通过循环移位获得；系统处理时需要将L个多载波符号作为一个基本帧，在发射机和接收机端都是以这个基本帧作为处理时间的基本单元；为了使一个基本帧的持续时间与移动信道的相关时间相比拟，实现了本发明的目的。

优点：该方法基于RAKE接收机的时频编码分集MT-CDMA无线通信系统很好地保持了与现有的MT-CDMA系统的兼容性，只需通过更新发射机端和接收机端的编码/解编码模块中的网格图和RAKE接收机参数，能够方便地完成系统的改造。

附图说明