专利名称：一种混合载波cdma传输系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信领域，具体涉及一种CDMA传输系统。
背景技术：
在现有的通信体制中，主要存在单载波和多载波两种方式。单载波技术出现较早， 在技术上较为成熟，单载波技术对载波同步和定时偏差不敏感，调制映射后的信号的峰均 比低，对设备功率放大器的要求较低，实现手段简单、成本较低。多载波技术把高速的数据 流通过串/并转换分为若干个低速子数据流，然后将这些低速的数据流调制相应的子载波 上去，从而构成多个低速率数据并行的传输系统。多载波技术码元的持续时间较长，提高了 系统的稳定性，进而起到对抗信道频率选择性衰落的作用。同时循环前缀的引入也大大减 少了码间干扰。在抗窄带干扰方面，因为窄带干扰只影响OFDM的部分子载波，可结合编码 技术来纠正窄带干扰带来的错误。然而多载波技术在峰均比及对于频偏的敏感度等方面的 劣势也在一定程度上限制了它的发展。当发射机与接收机发生相对移动时，多普勒频移会 导致载波频偏，造成频谱扩展。对多载波系统来说，多普勒扩展会破坏载波间的正交性，产 生载波间的干扰，从而降低系统性能。而对于单载波系统频偏的影响较小。目前的实际应 用中这两种技术均得到了较为广泛的关注。可以说，单载波与多载波技术各有利弊。作为 3G演进的一条路线，LTE的定位是将电信产业带入2020年的无线通信系统。在LTE的上下 行传输机制中分别采用了基于DFT (离散傅立叶变换)扩频OFDM(DFT-S-OFDM)的单载波技 术及OFDM多载波技术。下行链路的OFDM技术可以实现信道的相关调度及速率自适应，而 上行链路的单载波传输机制克服了 OFDM传输机制峰均比高，对频偏敏感的缺点，有效地降 低了终端的成本。CDMA(码分多址)技术通过对信号频谱进行扩展，有效地提高了系统接收端的信 噪比，同时可以抵抗多径干扰，在IS-95标准中已经得到了广泛的应用。作为一种多址技 术，CDMA可以与不同的载波体制相结合，从而设计得到不同的通信系统。将CDMA技术与单 载波结合起来，对传输信号在时域上进行扩展，即得到DS-CDMA (直接序列扩频-CDMA)系 统。将CDMA与多载波相结合，对传输信号在频域上进行扩展，即可以得到MC-CDMA(多载 波-CDMA)系统，但是MC-CDMA系统峰均比相对较高。并且，DS-CDMA系统和MC-CDMA系统 在选择性衰落信道下的系统误码性能仍有待进一步提高。
发明内容
本发明是为了解决现有的MC-CDMA系统的峰均比较高的问题，以及为了提高在选 择性衰落信道下的系统误码性能，从而提供一种混合载波CDMA传输系统。设系统有K个用户，采用长度为N的序列作为地址码对所述K个用户进行区分，并 设用户i采用的序列为=Cw=^VfVif1 }，所述i为大于或等于1且小于或等于K的整 数；K为正整数；所述混合载波CDMA传输系统在下行链路的传输过程中的信号发送过程，由以下步骤实现步骤Al、对于用户i，采用其对应的序列Cw=WVfV..,^}对输入数据在α阶分 数傅立叶变换域上的序列沪={ <)，#，...丨进行序列扩展，获得用户i的扩展后序列；步骤A2、将所有用户的扩展后序列相加，获得长度为N的相加后序列；步骤A3、对步骤A2获得的长度为N的相加后序列进行串/并转换，得到并行的N 路数据；步骤A4、对步骤A3中获得的并行的N路数据进行-α阶加权分数傅立叶变换，得 到时域下的变换结果；步骤Α5、对步骤Α4获得的时域下的变换结果进行并/串转换，并将转换结果进行 信号发送前期处理，获得一组处理后的待发送数字信号；步骤Α6、将步骤Α5获得的处理后的待发送数字信号通过数/模转换，获得待发送 的模拟信号；步骤Α7、将步骤Α6获得的待发送的模拟信号经过上变频后发送至信道；混合载波CDMA传输系统在下行链路的传输过程中的信号接收过程，由以下步骤 实现步骤Bi、将接收到的模拟信号经过下变频后进行模/数转换，获得一组数字信号；步骤Β2、将步骤Bl获得的一组数字信号进行与发送端的信号发送前期处理相对 应的信号接收处理，获得处理结果；步骤Β3、将步骤Β2获得的处理结果进行串/并转换，获得N路并行数据；步骤Β4、对步骤Β3获得的N路并行数据进行α阶加权分数傅立叶变换，获得变换
结果；步骤Β5、对步骤Β4获得的变换结果进行并/串转换，得到一组长度为N的数据序 列；步骤Β6、对于用户i，采用其对应的序列cw={ ,cf)}对步骤B5中获得的一 组长度为N的数据序列进行序列解扩，获得用户i的解扩后数据并输出；所述混合载波CDMA传输系统在上行链路的传输过程中的信号发送过程，由以下 步骤实现步骤Cl、对于用户i，采用其对应的序列Cw=WVfV..,4^}对输入数据在α阶分 数傅立叶变换域上的序列沪={ <)，#，...丨进行序列扩展，获得用户i的扩展后序列；步骤C2、对步骤Cl获得的用户i的扩展后序列进行串/并转换，得到并行的N路 数据；步骤C3、对步骤C2中获得的并行的N路数据进行_ α阶加权分数傅立叶变换，得 到时域下的数据；步骤C4、对步骤C3获得的时域下的数据进行并/串转换，并将转换结果进行信号 发送前期处理，获得一组处理后的待发送数字信号；步骤C5、将步骤C4获得的处理后的待发送数字信号通过数/模转换，获得待发送 的模拟信号；步骤C6、将步骤C5获得的待发送的模拟信号经过上变频后发送至信道；
混合载波CDMA传输系统在上行链路的传输过程中的信号接收过程，由以下步骤 实现步骤D1、将接收到的模拟信号经过下变频后进行模/数转换，获得一组数字信号；步骤D2、将步骤Dl获得的一组数字信号进行与发送端的信号发送前期处理相对 应的信号接收处理，获得处理结果；步骤D3、将步骤D2获得的处理结果进行串/并转换，获得N路并行数据；步骤D4、对步骤D3获得的N路并行数据进行α阶加权分数傅立叶变换，获得变换
结果；步骤D5、对步骤D4获得的变换结果进行并/串转换，得到一组长度为N的数据序 列；步骤D6、对于用户丨，采用其对应的序列一‘丨⑦乂'),…,^^ }对步骤D5中获得的一 组长度为N的数据序列进行序列解扩，获得用户i的解扩后数据^ 并输出；α为实数。步骤Α5和步骤C4中所述的信号发送前期处理具体为对经并/串转后信号加入 循环前缀。步骤Β2和步骤D2中所述的信号接收处理具体为去除接收到信号的循环前缀。有益效果本发明的混合载波CDMA传输系统同时结合了单载波与多载波的特性， 相比于MC-CDMA，本发明有效地降低了峰均比。同时，由于分数傅立叶变换具有信号能量分 布均勻的特性，使本发明的系统在选择性衰落信道下的系统误码性能获得显著提高。
图1是本发明的混合载波CDMA传输系统在下行链路的传输过程中的信号发送过 程示意图；图2是本发明的混合载波CDMA传输系统在下行链路的传输过程中的信号接收过 程示意图；图3是本发明的混合载波CDMA传输系统在上行链路的传输过程中的信号发送过 程示意图；图4是本发明的混合载波CDMA传输系统在上行链路的传输过程中的信号接收过 程示意图。
具体实施例方式具体实施方式
一、结合图1至图4说明本具体实施方式
，一种混合载波CDMA传输 系统， 设系统有K个用户，采用长度为N的序列作为地址码对所述K个用户进行区分，并 设用户i采用的序列为=Cw=^VfVif1 }，所述i为大于或等于1且小于或等于K的整 数；K为正整数；所述混合载波CDMA传输系统在下行链路的传输过程中的信号发送过程，由以下 步骤实现步骤Al、对于用户i，采用其对应的序列Cw=WVfV..,^}对输入数据在α阶分 数傅立叶变换域上的序列@=丨#，#，...丨进行序列扩展，获得用户i的扩展后序列；以数 据彳)为例，经过序列扩展后变为丨d^，d^ d^ }；
步骤A2、将所有用户的扩展后序列相加，获得长度为N的相加后序列；步骤A3、对步骤A2获得的长度为N的相加后序列进行串/并转换，得到并行的N 路数据；步骤A4、对步骤A3中获得的并行的N路数据进行_ α阶加权分数傅立叶变换，得 到时域下的变换结果；步骤Α5、对步骤Α4获得的时域下的变换结果进行并/串转换，并将转换结果进行 信号发送前期处理，获得一组处理后的待发送数字信号；步骤Α6、将步骤Α5获得的处理后的待发送数字信号通过数/模转换，获得待发送 的模拟信号；步骤Α7、将步骤Α6获得的待发送的模拟信号经过上变频后发送至信道；混合载波CDMA传输系统在下行链路的传输过程中的信号接收过程，由以下步骤 实现步骤Bi、将接收到的模拟信号经过下变频后进行模/数转换，获得一组数字信号；步骤Β2、将步骤Bl获得的一组数字信号进行与发送端的信号发送前期处理相对 应的信号接收处理，获得处理结果；步骤Β3、将步骤Β2获得的处理结果进行串/并转换，获得N路并行数据；步骤Β4、对步骤Β3获得的N路并行数据进行α阶加权分数傅立叶变换，获得变换
结果；步骤Β5、对步骤Β4获得的变换结果进行并/串转换，得到一组长度为N的数据序 列；步骤Β6、对于用户i，采用其对应的序列cw={ ,cf)}对步骤B5中获得的一 组长度为N的数据序列进行序列解扩，获得用户i的解扩后数据并输出；所述混合载波CDMA传输系统在上行链路的传输过程中的信号发送过程，由以下 步骤实现步骤Cl、对于用户i，采用其对应的序列Cw=WVfV..,4^}对输入数据在α阶分 数傅立叶变换域上的序列@=丨#，#，...丨进行序列扩展，获得用户i的扩展后序列；以数 据彳)为例，经过序列扩展后变为丨d^，d^ d^ }；步骤C2、对步骤Cl获得的用户i的扩展后序列进行串/并转换，得到并行的N路 数据；步骤C3、对步骤C2中获得的并行的N路数据进行-α阶加权分数傅立叶变换，得 到时域下的变换结果；步骤C4、对步骤C3获得的时域下的变换结果进行并/串转换，并将转换结果进行 信号发送前期处理，获得一组处理后的待发送数字信号；步骤C5、将步骤C4获得的处理后的待发送数字信号通过数/模转换，获得待发送 的模拟信号；步骤C6、将步骤C5获得的待发送的模拟信号经过上变频后发送至信道；混合载波CDMA传输系统在上行链路的传输过程中的信号接收过程，由以下步骤 实现
步骤D1、将接收到的模拟信号经过下变频后进行模/数转换，获得一组数字信号；步骤D2、将步骤Dl获得的一组数字信号进行与发送端的信号发送前期处理相对 应的信号接收处理，获得处理结果；步骤D3、将步骤D2获得的处理结果进行串/并转换，获得N路并行数据；步骤D4、对步骤D3获得的N路并行数据进行α阶加权分数傅立叶变换，获得变换
结果；步骤D5、对步骤D4获得的变换结果进行并/串转换，得到一组长度为N的数据序 列；步骤D6、对于用户丨，采用其对应的序列一‘丨^乂 …，^^ }对步骤D5中获得的一 组长度为N的数据序列进行序列解扩，获得用户i的解扩后数据并输出；α为实数。步骤Α5和步骤C4中所述的信号发送前期处理具体为对经并/串转后信号加入
循环前缀。步骤Β2和步骤D2中所述的信号接收处理具体为去除接收到信号的循环前缀。原理加权分数傅立叶变换以能量的方式将单多载波融合在一起，使信号能量可 以更加均勻广泛的分布在时频平面上。而变换的可逆性有保证了在接收端可以通过逆变换 将两种载波体制分离开来。由此，可以将其看作是一种混合载波体制的传输手段。设 为一个复数序列，IX0 (η)，X1 (η)，X2 (η)，X3 (η)}分别为X0 (η)的0 3次离散傅立叶变换，其 归一化的DFT形式如下
权利要求
1. 一种混合载波CDMA传输系统，其特征是设系统有K个用户，采用长度为N的序列作为地址码对所述K个用户进行区分，并设用 户i采用的序列为WMc^cfVif1 }，所述i为大于或等于1且小于或等于K的整数；K 为正整数；所述混合载波CDMA传输系统在下行链路的传输过程中的信号发送过程，由以下步骤 实现步骤Al、对于用户i，采用其对应的序列Cw=WVfV..,4M对输入数据在α阶分数傅 立叶变换域上的序列於=丨<)，#，...丨进行序列扩展，获得用户i的扩展后序列； 步骤A2、将所有用户的扩展后序列相加，获得长度为N的相加后序列； 步骤A3、对步骤A2获得的长度为N的相加后序列进行串/并转换，得到并行的N路数据；步骤A4、对步骤A3中获得的并行的N路数据进行- α阶加权分数傅立叶变换，得到时 域下的数据；步骤Α5、对步骤Α4获得的时域下的数据进行并/串转换，并将转换结果进行信号发送 前期处理，获得一组处理后的待发送数字信号；步骤Α6、将步骤Α5获得的处理后的待发送数字信号通过数/模转换，获得待发送的模 拟信号；步骤Α7、将步骤Α6获得的待发送的模拟信号经过上变频后发送至信道； 混合载波CDMA传输系统在下行链路的传输过程中的信号接收过程，由以下步骤实现 步骤Bi、将接收到的模拟信号经过下变频后进行模/数转换，获得一组数字信号； 步骤Β2、将步骤Bl获得的一组数字信号进行与发送端的信号发送前期处理相对应的 信号接收处理，获得处理结果；步骤Β3、将步骤Β2获得的处理结果进行串/并转换，获得N路并行数据；步骤Β4、对步骤Β3获得的N路并行数据进行α阶加权分数傅立叶变换，获得变换结果；步骤Β5、对步骤Β4获得的变换结果进行并/串转换，得到一组长度为N的数据序列； 步骤Β6、对于用户i，采用其对应的序列cw={ ,〒,...,I1}对步骤B5中获得的一组长 度为N的数据序列进行序列解扩，获得用户i的解扩后数据并输出；所述混合载波CDMA传输系统在上行链路的传输过程中的信号发送过程，由以下步骤 实现步骤Cl、对于用户i，采用其对应的序列(^={#对输入数据在α阶分数傅立叶变换域上的序列沪={ <)，#，...丨进行序列扩展，获得用户i的扩展后序列；步骤C2、对步骤Cl获得的用户i的扩展后序列进行串/并转换，得到并行的N路数据； 步骤C3、对步骤C2中获得的并行的N路数据进行-α阶加权分数傅立叶变换，得到时 域下的数据；步骤C4、对步骤C3获得的时域下的数据进行并/串转换，并将转换结果进行信号发送 前期处理，获得一组处理后的待发送数字信号；步骤C5、将步骤C4获得的处理后的待发送数字信号通过数/模转换，获得待发送的模拟信号；步骤C6、将步骤C5获得的待发送的模拟信号经过上变频后发送至信道； 混合载波CDMA传输系统在上行链路的传输过程中的信号接收过程，由以下步骤实现 步骤D1、将接收到的模拟信号经过下变频后进行模/数转换，获得一组数字信号； 步骤D2、将步骤Dl获得的一组数字信号进行与发送端的信号发送前期处理相对应的 信号接收处理，获得处理结果；步骤D3、将步骤D2获得的处理结果进行串/并转换，获得N路并行数据；步骤D4、对步骤D3获得的N路并行数据进行α阶加权分数傅立叶变换，获得变换结果；步骤D5、对步骤D4获得的变换结果进行并/串转换，得到一组长度为N的数据序列； 步骤D6、对于用户i，采用其对应的序列cw={cf,ci ,...,化}对步骤D5中获得的一组长 度为N的数据序列进行序列解扩，获得用户i的解扩后数据彳《并输出； α为实数。
2.根据权利要求1所述的一种混合载波CDMA传输系统，其特征在于步骤Α5和步骤C4 中所述的信号发送前期处理具体为对经并/串转后信号加入循环前缀。
3.根据权利要求1所述的一种混合载波CDMA传输系统，其特征在于步骤Β2和步骤D2 中所述的信号接收处理具体为去除接收到信号的循环前缀。
全文摘要
一种混合载波CDMA传输系统，涉及无线通信领域。它解决了现有的多载波系统的峰均比较高的问题，并提高了在选择性衰落信道下的系统误码性能。本发明在发送端，采用CDMA技术在某一阶分数傅立叶变换域上对数据进行序列扩展，将扩展后的数据变换到时域进行传输。在接收端，根据加权分数傅立叶变换的可逆性，将数据再次变换到分数傅立叶变换域上解序列扩展得到输出数据。本发明适于混合载波信号传输。
文档编号H04L27/26GK102082756SQ20111005747
公开日2011年6月1日 申请日期2011年3月10日 优先权日2011年3月10日
发明者房宵杰, 梅林 , 沙学军, 王焜, 邱昕 申请人:哈尔滨工业大学