一种相互正交的准互补配对序列集合生成方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及通信领域，公开了一种相互正交的准互补配对序列集合生成方法及装置，能够在保证全部准互补配对序列之间相互正交的同时获得最大的序列数目，而且可以有效抑制正交频分复用系统的峰值平均功率比。本发明的方法包括：选择子序列长度为L的初始互补配对序列集合；对初始互补配对序列集合进行循环左移操作，生成移位等价的L个配对序列集合；利用“二叉树迭代法”对L个移位等价的配对序列集合分别进行N次迭代操作，则总共可以生成2N·L个相互正交的准互补配对序列集合。当初始互补配对序列集合在循环左移之后依然具有理想的非周期相关性能时，本发明提供的相互正交的准互补配对序列集合成为传统的相互正交的互补配对序列集合。
【专利说明】一种相互正交的准互补配对序列集合生成方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信领域，特别涉及一种相互正交的准互补配对序列集合生成方法及
>J-U ρ?α装直。
【背景技术】
[0002]正交频分复用(OFDM)是一项各个子载波之间相互正交的多载波调制方式，能够有效抑制多径干扰，因此成为第四代移动通信的核心技术。为了进一步提升在低信噪比下的工作能力，通常将OFDM与码分多址(CDMA)技术相结合，从而形成多载波码分多址(MC-CDMA)或者称为正交频分复用码分多址(0FDM-CDMA)技术。对于MC-CDMA，该技术不仅可以利用OFDM调制方式提升频谱效率并对抗多径干扰，还可以利用扩频序列获得处理增益，使通信系统在极低的信噪比下依然保持正常工作。
[0003]作为MC-CDMA的一项关键技术，扩频序列对系统性能起着重要的作用。扩频序列的序列数目决定了系统最大可容纳的处于激活状态的用户的数量，而扩频序列的相关性能则直接影响到多址干扰或多路复用干扰的程度。那么，关于扩频序列的研究具有重要的意义。对于传统的CDMA技术，人们主要致力于地址码序列的数量和相关性能。然而，当CDMA技术与OFDM技术结合之后，还会带来额外的问题，就是峰值平均功率比(PAPR)问题。过高的PAPR将导致发射机功放超出线形范围，从而大大降低工作效率。为了解决这个问题，人们开始关注互补配对序列，该类序列由两个子序列构成，这两个子序列的异相非周期自相关函数之和恒等于0，即互补配对序列具有理想的非周期自相关性能。目前已经证明，互补配对序列能够有效地抑制PAPR到3dB以下。但是，众所周知，互补序列集合中的序列数目不大于子序列的数目，因此互补配对序列集合中最多只能有两个互补配对序列，这远远不能满足MC-CDMA系统的容量要求。
[0004]考虑到实际的MC-CDMA系统在接收机进行解扩之前已经利用OFDM的循环前缀完成了对多径干扰的抑制，因此并不需要扩频序列具有理想的非周期相关性能，而只要满足正交条件就可以了。那么，放宽对相关性能的要求，人们研究了相互正交的互补配对序列集合。该类扩频序列集合既可以有效抑制PAPR，也可以在一定程度上增加可用的互补配对序列数目。然而，为了保持互补配对序列的理想的非周期自相关性能，相互正交的互补配对序列集合的序列数目依然受到限制，这直接限制了 MC-CDMA系统的系统容量，使得该系统不能容纳更多的用户同时工作。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种相互正交的准互补配对序列集合生成方法及装置，能够实现正交性能、序列数目和PAPR抑制这三个扩频序列指标之间的最优平衡，即不仅可以获得最大的序列数目，还可以保证这些序列之间全部正交，同时也能有效抑制PAPR。
[0006]本发明提供的一种相互正交的准互补配对序列集合生成方法及装置，当满足特定条件时，可以保证全部序列都具有理想的非周期自相关性能，能够生成相互正交的互补配对序列集合，因此本发明提供的相互正交的准互补配对序列集合能够包含传统的相互正交的互补配对序列集合作为它的一个特例。
[0007]本发明提供的一种相互正交的准互补配对序列集合生成方法及装置，当不满足所述“特定条件”时，集合中的序列并不能全部具有理想的非周期自相关性能，因此为了区别传统的相互正交的互补配对序列集合，将其称之为相互正交的“准”互补配对序列集合。
[0008]一种相互正交的准互补配对序列集合生成方法，包括:
[0009]根据实际通信系统的处理增益要求，确定初始配对序列集合
【权利要求】
1.一种相互正交的准互补配对序列集合生成方法，包括: 根据实际通信系统的处理增益要求，确定初始配对序列集合
，并确定迭代次数N ； 对初始配对序列集合循环左移，生成移位等价的L个配对序列集合卜<0 為》=^ma) jS<0,0> J50<W0<1-l}； 对所生成的L个移位等价的配对序列集合，按照“二叉树迭代法”迭代N次，则总共生成2N.L个相互正交的准互补配对序列集合’表示为丨#’~^^~^"』-:!}，其中，第mQ个移位等价的配对序列集合对应生成< 2n-(^0+1)-1}。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的初始配对序列集合是互补配对序列集合，具体为: 两个互补配对序列s<y>]ip[s50>;各自都具有理想的非周期自相关性會泛； 两个互补配对序列sy>]和[s^〉； sj；’*?]之间具有理想的非周期互相关性會泛; 互补配对序列8。°>]包含两个子序列8:>和％^)〉，同时互补配对序列[sr0-0>； Sj01-0']包含两个子序列和Sf〉； 四个子序列sy、s￡0>、Sg0>和SgA的长度都是L，可以统一表示为s<0,0) = ^5<0,0>(0>55<0,0>(1)j...55<ο,ο>(Ι_ 1}J，其中，C,。奶表示子序列 s)y? 的第 I 个元素，O ≤ I ≤ L-1, i, j e {0，1}。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的循环左移操作Wb0fsA”是将初始配对序列集合中所有子序列循环左移Hitl位，8卩= {S<0-°>}=
其中，S<r彳盾环左移m。位之后所获得的子序列为x(ffl") {s^0> 丨=(O0> (m0 )，5<；.0> K +1)，…，#。〉(L -1), (O),…，S&0> (m。-1))。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的“二叉树迭代法”，包括: 选择移位等价的初始配对序列集合； 按照如下约束条件迭代N次，
其中，符号“Θ”表示两个子序列之间的级联操作，I ^ n ^ N,，并且
5.一种相互正交的准互补配对序列集合生成装置，包括: 初始配对序列集合选择单元，用于根据实际通信系统的处理增益要求，确定初始配对
序列集合
，并确定迭代次数N;
循环左移单元，用于对初始配对序列集合循环左移，生成移位等价的L个配对序列集合
“二叉树迭代法”迭代单元，用于对所生成的L个移位等价的配对序列集合，按照“二叉树迭代法”迭代N次，则总共生成2ν.L个相互正交的准互补配对序列集合，表示为|S〈W~〉，(K，其中，第Hkl个移位等价的配对序列集合S<K对应生成
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的初始配对序列集合选择单元，用于选择的初始配对序列集合是互补配对序列集合，具体为:两个互补配对序列
.各自都具有理想的非周期自相关性能；两个互补配对序列
之间具有理想的非周期互相关性會泛:互补配对序列； SS0> ]包含两个子序列S:和S(0°i0>，同时互补配对序列
； 四个子序列sy、Sg0>、Sj°o0>和S^’°》的长度都是L，可以统一表示为
其中，#?>(/)表示子序列的第I个元素，O ≤ I ≤ L-1, i, j e {0，1}。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的循环左移单元，用于进行的循环左移操作1^°)'[1§〈()’(>)1是将初始配对序列集合5<°’°>中所有子序列循环左移111(|位，8口
，其中，sr循环左糾。位之后臟得的子序列为
8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的“二叉树迭代法”迭代单元，用于完成N次迭代操作，包括: 选择移位等价的初始配对序列集合S〈K ； 按照如下约束条件迭代N次，
其中，符号“Θ”表示两个子序列之间的级联操作，I≤n≤N,并且
【文档编号】H04J13/12GK104202110SQ201410487870
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月23日 优先权日:2014年9月23日
【发明者】张振宇, 田逢春, 曾凡鑫, 葛利嘉, 宣贵新, 罗健源, 徐舜 申请人:中国人民解放军重庆通信学院