本发明涉及无线通信技术领域,尤其涉及一种cdma系统中正交序列集的构造方法。
背景技术:
cdma(codedivisionmultipleaccess)即:码分多址移动通信,是一种具有划时代意义的无线通信技术。cdma技术的原理是基于扩频技术,即将需传送的具有一定信号带宽信息数据,用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制,使原数据信号的带宽被扩展,再经载波调制并发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码,与接收的带宽信号作相关处理,把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩,以实现信息通信。
cdma系统是基于码分技术的通信系统,系统为每个用户分配各自特定的码字序列,码字序列之间具有很好的正交性,采用这些正交性很好的码字序列对用户承载的信息进行编码,这样才能将不同用户承载的信息进行区分,cdma系统中码字正交性的优劣直接影响cdma系统的抗干扰能力。
目前cdma系统的用户容量受到正交码字的制约是比较明显的,具体来说,采用现有技术生成的正交序列的数量难以满足用户数量增长的趋势,这样限制了小区内用户的数量,制约了cdma系统的容量,限制了cmda系统的发展。
技术实现要素:
因此,为解决现有技术存在的技术缺陷和不足,本发明提出一种cdma系统中正交序列集的构造方法,包括:
步骤a:选择自然数m和k,且m、k之间满足:m=2k+4;
步骤b:构造5谱值向量布尔函数;
步骤c:利用所述5谱值向量布尔函数构造24个正交序列集;
步骤d:将所述正交序列集分配给蜂窝小区,并使蜂窝小区内的序列均相互正交,并且所述蜂窝小区内的序列与相邻蜂窝小区内的序列均相互正交。
在上述实施方式的基础上,所述5谱值向量布尔函数的walsh谱值为{0,2m/2,-2m/2,2(m/2)+1,-2(m/2)+1},并且,所述5谱值向量布尔函数对应的5谱值序列的长度为2m。
在上述实施方式的基础上,构造5谱值向量布尔函数包括:
令γ是
π(b1+b2γ+…+bkγk-1)=(b1,b2,...,bk),
对于i=0,1,令
其中[y]为y的十进制表示;令ψ0和ψ1是
ψ1(00)=00,ψ1(01)=10,ψ1(10)=01,ψ1(11)=11,
ψ2(00)=00,ψ2(01)=01,ψ2(10)=11,ψ2(11)=10,
令
f(x)=(f0(x),f1(x)),i=0,1,
在上述实施方式的基础上,利用所述5谱值向量布尔函数构造24个正交序列集包括:
将维度为2m×2m的哈达玛矩阵按设定规则分为6个正交序列集,其中两个正交序列集中的任一个均含有2m-2个序列,四个正交序列集中的任一个均含有2m-3个序列;
根据所述5谱值向量布尔函数得到4个5谱值布尔函数;
将所述4个5谱值布尔函数的真值表转换成1或者-1以形成4个5谱值序列集;
将所述6个正交序列集分别与所述4个5谱值序列集相乘以得到24个正交序列集。
在上述实施方式的基础上,将所述4个5谱值布尔函数的真值表转换成1或者-1,包括:
若5谱值布尔函数的值为0,则将所述5谱值布尔函数的值在真值表中记录为1;
若5谱值布尔函数的值为1,则将所述5谱值布尔函数的值在真值表中记录为-1。
在上述实施方式的基础上,在将所述正交序列集分配给蜂窝小区,并使蜂窝小区内的序列均相互正交,并且所述蜂窝小区内的序列与相邻蜂窝小区内的序列均相互正交之后,还包括:
使相间蜂窝小区的相关值最小化以降低cdma系统的干扰。
本发明提供的构造方法能增加小区内用户的数量,降低相邻小区的信号干扰,提高了通信的质量
通过以下参考附图的详细说明,本发明的其它方面和特征变得明显。但是应当知道,该附图仅仅为解释的目的设计,而不是作为本发明的范围的限定,这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道,除非另外指出,不必要依比例绘制附图,它们仅仅试图概念地说明此处描述的结构和流程。
附图说明
下面将结合附图,对本发明的具体实施方式进行详细的说明。
图1为本发明实施例提供一种cdma系统中正交序列集的构造方法的流程图;
图2为本发明实施例提供的在多个蜂窝小区中分配序列集的示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
实施例一
为了更好地说明本发明提供的方法,首先对本发明的技术背景做如下介绍。
首先我们介绍一些与布尔函数和序列相关的概念和工具。我们主要工具是walsh变换。
设
其中
对于
其中加法为模2运算。
任意
令bm表示所有m元布尔函数的集合,对于任意的f∈bm,其walsh谱定义如下:
定义
wf(0m)=0,
其中0m表示的是m长的0向量。
函数f∈bm的序列是一个长度n=2m的(1,-1)序列,定义为
向量
这样我们可以看出
一个2m×2m的哈达玛矩阵
令rj,0≤j≤2m-1是
h={rj|0≤j≤2m-1},
是一个哈达玛序列集,显而易见,
定义1.令f1,f2∈bm。如果满足:
即
若集合s的
正交序列以下重要的性质:
引理1:令f1,f2∈bm。那么
对任意两个不同的线性函数
定义2:如果对于任意
定义3:对于任意正整数,m=s+t,一个maiorana-mcfarland函数定义为:
其中
当s≤t并且
定义4:一个m变元t维的向量函数是一个映射函数
实施例二
请参见图1,图1为本发明实施例提供一种cdma系统中正交序列集的构造方法的流程图,该方法包括如下步骤:
步骤a:选择自然数m和k,且m、k之间满足:m=2k+4;
步骤b:构造5谱值向量布尔函数;
步骤c:利用所述5谱值向量布尔函数构造24个正交序列集;
步骤d:将所述正交序列集分配给蜂窝小区,并使蜂窝小区内的序列均相互正交,并且所述蜂窝小区内的序列与相邻蜂窝小区内的序列均相互正交。
进一步地,在上述实施方式的基础上,所述5谱值向量布尔函数的walsh谱值为{0,2m/2,-2m/2,2(m/2)+1,-2(m/2)+1},并且,所述5谱值向量布尔函数对应的5谱值序列的长度为2m。
在本发明的一种实施方式中,构造5谱值向量布尔函数的方式为:
令γ是
π(b1+b2γ+…+bkγk-1)=(b1,b2,...,bk),
对于i=0,1,令
其中[y]为y的十进制表示;令ψ0和ψ1是
ψ1(00)=00,ψ1(01)=10,ψ1(10)=01,ψ1(11)=11,
ψ2(00)=00,ψ2(01)=01,ψ2(10)=11,ψ2(11)=10,
令
f(x)=(f0(x),f1(x)),i=0,1,
进一步地,在上述实施方式的基础上,利用所述5谱值向量布尔函数构造24个正交序列集,具体可以为:
将维度为2m×2m的哈达玛矩阵按设定规则分为6个正交序列集,其中两个正交序列集中的任一个均含有2m-2个序列,四个正交序列集中的任一个均含有2m-3个序列;
根据所述5谱值向量布尔函数得到4个5谱值布尔函数;
将所述4个5谱值布尔函数的真值表转换成1或者-1以形成4个5谱值序列集;
其中,将所述4个5谱值布尔函数的真值表转换成1或者-1,具体为:
若5谱值布尔函数的值为0,则将所述5谱值布尔函数的值在真值表中记录为1;
若5谱值布尔函数的值为1,则将所述5谱值布尔函数的值在真值表中记录为-1。
将所述6个正交序列集分别与所述4个5谱值序列集相乘以得到24个正交序列集。
具体地,在一种实施方式中,对于
令
我们能得到24个不同的序列集,其中对于
实施例三
本实施例对实施例二中的提供的正交序列集的生成方式的效果做出进一步说明。
令序列集由
1、对于任意的
2、令
以下对上述结论成立的原因做出说明。
对于任意的α≠α′,有hα⊥hα′,并且
对于
令
令
令
当α=α′时,s1=±2k+3=±2m/2+1,s2+s3=0;
当α+α′=100时,s1=0,s2+s3=0;
当α+α′∈(0,c+c′),(1,c+c′)时,s1=0,s2+s3=0;
当α,α′为其他情形时,第一个累和式为零,第二个累和式和第三个累和式只有其中一个累和为±2m/2,另一个为0,故其余情形互相关值均为±2m/2。
实施例四
本实施例对在上述实施例的基础上,对生成的正交序列分配给多个小区的分配方法做出说明。
请参考表1,表1为根据本发明实施方式得到的任意两个序列集的互相关值对照表。
表1正交序列集的互相关值
进一步地,在将所述正交序列集分配给蜂窝小区,并使蜂窝小区内的序列均相互正交,并且所述蜂窝小区内的序列与相邻蜂窝小区内的序列均相互正交之后,还可以执行如下步骤:
使相间蜂窝小区的相关值最小化以降低cdma系统的干扰。
请参考图2,图2为本发明实施例提供的在多个蜂窝小区中分配序列集的示意图。具体的,设相邻两个小区之间的距离为1,即如图2中相邻两个正六边形的中心点之间的距离为1,则图2中cdma系统的复用距离d=4。这种排列方式保证了相邻蜂窝的正交性,有效地抑制了相邻蜂窝的干扰。图2中hα是
综上,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上,本说明书内容不应理解为对本发明的限制,本发明的保护范围应以所附的权利要求为准。