周期多相互補序列集的生成方法

2023-09-21 00:25:00

專利名稱：周期多相互補序列集的生成方法
技術領域：
本發明涉及一種通信序列，特別涉及可實現通信系統的無多址幹擾傳輸、信道估 計、通信系統的同步、峰均功率比(PAPR)的降低以及設計其它信號的具有衝激周期自相關 特性的周期互補序列集的生成方法。
背景技術：
在許多實際通信工程系統設計中，必須要考慮多址幹擾抑制、信道估計、同步、峰 均功率比(PAPR)等因素。此外，還需要為提高通信系統性能而設計具有特殊特性的信號。(1)多址幹擾抑制正是因為採用了多址接入技術，通信系統才得以容納更多的用戶，但也由此帶來 了多址幹擾，嚴重地降低了通信系統的性能、系統的容量和傳輸速率。特別在第四代(4G) 移動通信，實現多媒體通信的目標需要有比2G和3G高數十倍的傳輸速率、更高的系統容量 和頻譜利用率，多址幹擾必須限制一定的範圍內。如果能完全消除，那麼通信系統可以在接 近理論極限狀態下運行。完全抑制多址幹的實現方法之一是使用正交互補序列輔以「偏移 堆疊，，調製技術(H. H. Chen, et al. Design of next-generation CDMA usingorthogonal complementary codes and offset stacked spreading, IEEE WireIessCommunicatiohs, 2007，pp.61-69)。(2)信道估計信道估計就是要估計出通信信號傳輸媒介的衝激響應，以了解信號在傳輸媒介 中的傳播特性，為收端對通信信號的最佳接收提供必要參數。進行信道估計的方法很多， 其中，可以使用互補序列來實現信道估計(中國專利CN1345124A)和ISI信道的精確估 計(P. Spasojevic, et al. Complementary sequences for ISI channel estimation, IEEETrans. On Inf. Theory, Vol. 47，No. 3，2001，pp.1145-1152)。(3)峰均功率比正交頻分復用(OFDM)具有頻譜利用率高的特點，為妥善解決全球日益緊張的 頻譜資源不足問題帶來了希望，此外，OFDM還具有很強的抑制多徑衰落的能力。這些優 勢使OFDM成為了下一代移動通信最有希望採用的傳輸技術之一。但是，由於OFDM的 傳輸信號採用了多個子載波傳輸符號的線性組合，因此，比單載波通信系統有更高的峰 均功率比(PAPR)。如果對高的PAI^R不加以有效抑制，那麼會導致發射機放大器產生嚴 重的非線性毀壞。研究表明應用互補序列的OFDM通信系統的PAPR至多2 (J. A. Davis, et al. Peak—to—Mean Power Control in OFDM, Golay complementary sequences, andReed-Muller Codes,IEEE Trans, on Inf. Theory, Vol. 45,No. 7,1999,pp.2397-2417), 很好地解決了 OFDM通信系統PAPR高的問題。(4)同步在通信系統中，同步具有相當重要的地位。通信系統能否有效地、可靠地工作， 很大程度上依賴於有無良好的同步系統。通信系統同步的方法很多，其中，研究表明在UffBMB-OFDM標準中使用互補序列對能實現系統同步性能和信道估計精度都好(D. Lowe, etal. Complementary channel estimation and synchronization for OFDM, in Proc. ofthe 2ndIht. Conf. on Wireless Broadband and Ultra Wideband Commun.，2007)。(5)其它信號在實際應用中，還需要產生具有各種各樣特殊特性的信號，例如，具有衝激自相關 特性的序列是理想的通信系統同步信號，無多址幹擾的AS-CDMA、LAS-CDMA通信系統採用 具有零相關區的信號。在已知的這些信號的產生中，應用互補序列可以設計似巴克碼(中 國專利CN101001087A)和具有低/零相關區的二維信號(中國專利CN1303178A)。設有長度為M的多相序列^(^,^,^,--,^-i)⑴其中，碼元I |=1(0<A:<M-1)。序列互⑴的周期自相關函數定義為
權利要求
一種周期多相互補序列集的生成方法，其中通過對完美序列連續等間隔抽樣得到一組子序列，然後通過組合所述一組子序列得到周期多相互補序列集。
2.一種周期多相互補序列集的生成方法，包括以下步驟A)根據通信系統需求，確定通信系統所需要的周期互補序列集的子序列數量N和子序 列長度M，其中N和M分別為大於或等於2的正整數；B)從資料庫中選擇長度為L= MN的完美序列；C)對已經選擇的完美序列進行連續等間隔N-I抽樣處理，獲得N條長度為M的子序列；D)將已獲得的N條子序列按任意順序進行組合處理，從而得到周期多相互補序列集。
3.根據權利要求2所述的方法，其中步驟C)包括C-1)在完美序列一個周期中任意選擇完美序列一個碼元作為第一起始碼元；C-2)對所述第一起始碼元抽樣，然後每隔N-I個完美序列碼元對所述完美序列碼元抽 樣，從而得到M個通過抽樣獲得的碼元；C-3)再將所述M個通過抽樣獲得的碼元按抽樣順序形成第一條子序列；C-4)然後將所述第一起始碼元之後的連續N個完美序列碼元分別作為第二起始碼元 至第N起始碼元，分別重複執行上述步驟C-1)至C-3)，得到第二至第N條子序列。
4.根據權利要求3所述的方法，其中所述N條子序列中的每條子序列周期都為M。
5.根據權利要求3或4所述的方法，其中所述的全體子序列的周期自相關函數的和具 有衝激特性。
6.根據權利要求2或3所述的方法，其中所述完美序列是以任意正整數N和任意正整 數M的積為長度的完美序列。
7.一種基於完美序列生成周期多相互補序列集的方法，包括以下步驟1)在長度L= MN的完美序列一個周期中，任意選擇完美序列一個碼元作為第一起始碼 元，其中N和M分別為大於或等於2的正整數；2)對所述第一起始碼元抽樣，然後每隔N-I個完美序列碼元對所述完美序列碼元抽 樣，從而得到M個通過抽樣獲得的碼元；3)再將所述M個通過抽樣獲得的碼元按抽樣順序形成第一條子序列；4)然後將所述第一起始碼元之後的連續N個完美序列碼元分別作為第二起始碼元至 第N起始碼元，分別重複執行上述步驟1)至3)，得到第二至第N條子序列；以及將所得到的N條子序列按任意順序進行組合處理，從而得到周期多相互補序列集。
8.根據權利要求7所述的方法，其中所述N條子序列中的每條子序列周期都為M。
9.根據權利要求7或8所述的方法，其中所述的全體子序列的周期自相關函數的和具 有衝激特性。
10.根據權利要求7或8所述的方法，其中所述完美序列是以任意正整數N和任意正整 數M的積為長度的完美序列。
全文摘要
本發明公開了周期多相互補序列集的生成方法。本發明通過對完美序列連續等間隔抽樣得到一組子序列，然後通過組合所述一組子序列得到周期多相互補序列集。全體子序列的周期自相關函數的和具有衝激特性，所得互補序列集的數量與所選用的完美序列的數量相同，子序列的長度和數量可以根據實際因素的需求實時調整，靈活選取；可用於實現通信系統的無多址幹擾傳輸、信道估計、通信系統的同步、峰均功率比(PAPR)的降低以及設計其它信號(如，似巴克碼和低/零相關區序列等)等眾多應用。
文檔編號H04B7/26GK101959289SQ20091015811
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月13日 優先權日2009年7月13日
發明者張振宇, 曾凡鑫 申請人:重慶無線綠洲通信技術有限公司