CN101431491A - 一种频域零相关区码产生方法及装置及多载波-码分多址系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种频域零相关区码产生方法及装置及多载波－码分多址系统。本发明实施例通过由根据系统参数产生的初始序列和沃尔什序列进行克罗内克乘积运算，从而获取频域零相关区码，而且，采用所述频域零相关区码进行数据传输和用户标识的系统，可以有效地避免因信道频率选择性衰落导致的用户间干扰，并且比采用现有频域零相关区码及其选择方案的系统支持更多用户，在活动用户数目变化时不需要重新进行码分配。还能支持多速率业务。

Description

一种频域零相关区码产生方法及装置及多载波-码分多址系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种频域零相关区码产生方法及装置及多载波-码分多址系统。

背景技术

正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)技术由于能够有效对抗频率选择性衰落，频谱效率高，且系统易于实现，因而被广泛应用于各种通信产品中，并被多种标准所采用。而码分多址(CDMA)则是2G、3G系统的主流接入技术，具有频率复用效率高等优点，并且能灵活利用码字分配，从而实现多用户的资源分配。目前，将CDMA和OFDM的优点整合产生的多载波CDMA(MC-CDMA)技术成为未来通信接入技术研究的一个方向。

MC-CDMA技术是一种比较典型的多载波技术，采用类似OFDM的载波配置方式，并且通过正交序列区分用户。由于频域的扩展提供了分集增益，因此，MC-CDMA技术能够有效对抗信号衰落，可以较好地应用于基站到移动台的下行高速数据传输，且干扰和带外辐射较小。

然而，由于信道的频率选择性衰落，导致各个子信道的衰落不一，正交序列的正交性很容易被破坏，并由此产生用户间干扰(MUI)，尤其当信道多径散射严重，以及用户数较多等情况出现时，MUI的影响尤为突出，导致系统误比特率(BER)性能衰退严重。

技术人员在分析了由信道的频率选择性衰落引起的MUI后发现，MUI的功率是无线信道冲激响应系数、信道均衡器系数、扩展序列码片乘积的函数。因此，为了既最小化MUI的功率，又避免对信道进行精确估计，技术人员提出一种从已有码集合Ω中选取最佳子集作为MC-CDMA系统扩展码的次优解决方案。该方案在具体实现过程中，设Ω是给定的码集合，含有P个序列；Ω_K是Ω的一个含有K个序列的子集，K<P。最佳子集即成本函数最小的子集：

${\mathrm{\&Omega;}}_K^{\left(\mathrm{opt}\right)}=\arg \underset{{\mathrm{\&Omega;}}_K\&Element;\mathrm{\&Omega;}}{\min }\left\{J^{\left({\mathrm{\&Omega;}}_K\right)}\right\}.$

子集Ω_K的成本函数为：

$J^{\left({\mathrm{\&Omega;}}_K\right)}=\underset{{j\&Element;\mathrm{\&Omega;}}_K,k\&Element;{\mathrm{\&Omega;}}_K,j\&NotEqual;k}{\min }\left\{I^{(j,k)}\right\},$

其中，I^(j，k)是序列j和序列k的对应码片乘积的函数，是序列j和序列k之间的MUI的一种度量，且j≠k，因此成本函数是该子集中任两个序列间MUI的最大值。

该方案没有限定具体的扩展码集合，因此，Walsh码等已有的扩展码集合都可以用该方案的准则来选择最佳子集。当系统中有K个活动用户时，可按上述最小最大准则选择最佳子集，分配最佳子集中的扩展序列作为用户扩展码，从而减小在多径信道条件下系统中MUI。一旦活动用户数变化，则根据新的K值重新选择最佳子集、进行码分配。

该方案以由信道的频率选择性衰落引起的MUI的最大值达到最小作为最佳子集的选取准则，因此，最佳子集是使用户间干扰的最大值达到最小的扩展码集合。但是，采用该方案产生的最佳子集中的扩展码，只能减小系统中MUI，不能保证MUI为零。而且，为达到减小系统中MUI的目的，一旦活动用户数K变化，该方案要根据新的K值重新选择最佳子集，这就有可能导致原来的最佳子集中的部分序列不在新的最佳子集中，因而部分活动用户需要更换扩展码。

技术人员在研究中还发现，在MC-CDMA系统中，序列的频域相关特性决定了MUI的强度。而且，技术人员还证明了在MC-CDMA系统无MUI的条件—任意两个扩展码的频域互相关函数有长度不小于L的零相关区。这里L为传播信道(propagation channel)的最大多径数。而根据上述发现及证明，技术人员提出了另一种解决MC-CDMA系统中MUI问题的方案。

该方案首先推导出系统中第j个用户对第i个用户产生的多用户干扰的矩阵表示：

公式(1)中，d_j为第j个用户的数据符号； $h_i={[h_i^0,...,h_i^l,...,h_i^{L-1}]}^T$ 是第i个用户经历的L径频率选择性衰落信道的信道冲激响应向量，且

为第l径信道的衰落系数；上标

为矩阵的复共轭； $A_{i,j}=\left(\begin{array}{cc}{I}_L& 0\end{array}\right){\tilde{R}}_{i,j}\left(\begin{array}{c}{I}_L\\ 0\end{array}\right)$ 为L维方阵，I_L为L维单位矩阵；矩阵

为循环矩阵：

用其第一列的K个元素即可循环构成；

其中元素： ${\tilde{r}}_{i,j}\left[n\right]=\underset{k=0}{\overset{K}{\mathrm{\&Sigma;}}}{r}_{i,j}\left[k\right]e^{\sqrt{-1}\&CenterDot;2\mathrm{\&pi;}\&CenterDot;\frac{\mathrm{kn}}{K}}$ 就是序列u_i和u_j的频 $=\underset{k=0}{\overset{K}{\mathrm{\&Sigma;}}}{u}_i^{*}{u}_j\left[k\right]e^{\sqrt{-1}\&CenterDot;2\mathrm{\&pi;}\&CenterDot;\frac{\mathrm{kn}}{K}},n=\mathrm{0,1},...,K-1$

域互相关函数。

由公式(1)可见，为保证任意信道h_i和h_j下系统不存在MUI，即MUI_i，j＝0，则要求当i≠j时，A_i，j＝0。由于矩阵A_i，j是

左上角的L×L子矩阵，而矩阵

是循环矩阵，因此A_i，j＝0意味着

的最前面L个值和最后L-1个值为零，

$\left\{\begin{array}{cc}{\tilde{r}}_{i,j}\left[n\right]=0,& 0\&le;n\&le;L-1\\ {\tilde{r}}_{i,j}[K-n]=0,& 1\&le;n\&le;L-1\end{array}\right.---\left(2\right)$

即扩展码u_i和u_j的频域互相关函数有长度为L的零相关区，还应有K≥2L。

该方案通过分析一种典型的正交序列—Walsh序列集合内序列间频域相关特性，提出了一种根据信道最大多径数来完全消除MUI的Walsh序列选择准则。将K×K的Walsh序列码集合 $W={\left\{w_j\right\}}_{j=0}^{K-1}$ 分成Q个子集，其中，w_j为集合中的第j个码，且Q为2的正整数次幂，则每个子集含有K/Q个码，码长为K。第q个子集为{w_(K/Q)q，w_(K/Q)q+1，...，w_(K/Q)(q+1)-1}，q＝0，1，...，Q-1。当信道最大多径数为L时，如果取Q≥L，则分配任一子集中的K/Q个码作为用户扩展码，可以保证在多径信道下MUI为零，同时，避免了系统接收端进行复杂接收处理。

采用上述扩展码选择的策略，在多径信道条件下为消除MUI，Q的取值要不小于信道最大多径数L，同时Q必须为2的正整数次幂。而在实际应用过程中，实际信道的最大多径数L大多不是2的整数幂，为保持系统无MUI，Q值要远大于信道最大多径数L，这就限制了子集的大小。例如在信道最大多径数为5时，Q需取8，从而每个子集的大小为K/8。在MC-CDMA系统中，当给定系统载波数时，扩展码的码长K即被确定。Q值只能取2的整数次幂这一约束使子集较小，得到的扩展码的数目有限，即系统在保持无MUI情况下能同时支持的最大用户数受限。

发明内容

本发明实施例要解决的主要技术问题是提供一种频域零相关区码产生方法及装置及MC-CDMA系统，从而保证MC-CDMA系统中没有MUI。

本发明实施例提供了一种频域零相关区码产生方法，包括：

根据信道最大多径数确定初始序列长度，进而确定初始序列；

根据所需频域零相关区码长度及上述初始序列长度确定沃尔什序列长度，进而确定沃尔什序列；

将上述初始序列与上述沃尔什序列进行克罗内克乘积运算，获得频域零相关区码。

本发明实施例还提供了一种频域零相关区码产生装置，包括：

初始序列产生单元，用于根据信道最大多径数确定初始序列长度，进而确定初始序列；

沃尔什序列产生单元，用于根据所需频域零相关区码长度，及上述初始序列长度确定沃尔什序列长度，进而确定沃尔什序列；

扩充单元，用于将上述初始序列与上述沃尔什序列进行克罗内克乘积运算，获得频域零相关区码。

本发明实施例还提供了一种多载波码分多址系统，包括：

发送机装置，用于采用其自身产生的频域零相关区码，对数据进行扩展处理，并在对扩展处理后的数据进行交织处理，快速傅立叶反变换及并/串转换处理后，发送上述数据，且上述产生频域零相关区码具体为：

根据信道最大多径数确定初始序列长度，进而确定初始序列；

根据所需频域零相关区码长度及上述初始序列长度确定沃尔什序列长度，进而确定沃尔什序列；

将上述初始序列与上述沃尔什序列进行克罗内克乘积运算，获得频域零相关区码；

和

接收机装置，用于接收上述发送机装置发送的数据，并在对上述接收的数据进行串/并变换、快速傅立叶变换及解交织处理后，采用自身生成的本地频域零相关区码对数据进行解扩展处理，并根据上述解扩展处理后获取的相关值进行判决操作。

本发明实施例还提供了一种发送机装置，包括：

频域零相关区码产生模块，用于根据信道最大多径数、以及所需频域零相关区码长度，输出所需的频域零相关区码；

扩展模块，用于采用上述频域零相关区码产生模块产生的频域零相关区码对数据进行扩展处理；

交织模块，用于对上述扩展模块处理后的数据进行交织处理；

快速傅立叶反变换模块，用于对上述交织模块处理后的数据进行快速傅立叶反变换处理；

并/串转换模块，用于对上述快速傅立叶反变换模块处理后的数据进行并/串转换处理；

发送模块，用于发送上述并/串转换模块处理后的数据。

本发明实施例还提供了一种接收机装置，包括：

接收模块，用于接收数据；

串/并转换模块，用于将接收到的数据进行串/并转换处理；

快速傅立叶变换模块，用于对串/并转换模块处理后的数据进行快速傅立叶变换处理；

解交织模块，用于对快速傅立叶变换模块处理后的数据进行解交织处理；

频域零相关区码产生模块，用于根据信道最大多径数、以及所需频域零相关区码的长度，输出所需的频域零相关区码；

解扩模块，用于采用上述频域零相关区码产生模块产生的频域零相关区码，与上述解交织模块处理后的数据对齐，并运算获取相关值；

判决模块，用于对上述解扩模块获取的上述相关值进行硬/软判决。

由上述本发明实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例通过由根据系统参数产生的初始序列和沃尔什序列进行克罗内克乘积运算，从而获取频域零相关区码，而且，采用上述频域零相关区码进行数据传输和用户标识的系统，可以有效地避免因信道频率选择性衰落导致的用户间干扰问题，并且比采用现有频域零相关区码及其选择方案的系统支持更多用户，在活动用户数目变化时不需要重新进行码分配，还能支持多速率业务。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的多载波-码分多址系统中发送机装置结构示意图；

图2为本发明实施例二提供的频域零相关区码产生模块结构示意图；

图3为本发明实施例三提供的频域零相关区码产生模块具体操作流程图；

图4为本发明实施例三提供的多载波-码分多址系统中接收机装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种多载波-码分多址(MC-CDMA)系统，采用本发明实施例公开的频域零相关区(SZCZ)码产生方法及功能模块或装置，产生SZCZ码，并利用上述SZCZ码进行数据传输和用户标识，从而使本发明实施例提供的MC-CDMA系统在支持更多用户的情况下，避免用户间干扰(MUI)，而且，当活动用户数目发生变化时，无须重新进行码分配。

本发明实施例提供的MC-CDMA系统，可以包含有N_c个载波(N_c为任意正整数)。该系统较佳的实现方式可以由发送机装置以及接收机装置组成。

如附图1所示，上述发送机装置具体包括：

1)SZCZ码产生模块11，用于根据信道最大多径数(L)、以及所需的SZCZ码序列的长度(M)，进一步还可以包括所需SZCZ码序号(s)，输出所需的SZCZ码。

如附图2所示，上述SZCZ码产生模块11具体可以由初始序列产生单元21、沃尔什(Walsh)序列产生单元22和扩充单元23组成。

上述SZCZ码产生模块11在具体应用过程中，由初始序列产生单元21根据信道最大多径数，确定初始序列长度G，进而产生各元素幅值相同的初始序列b。以及由Walsh序列产生单元22根据初始序列长度G、所需SZCZ码序列长度M，进一步还可以包括所需SZCZ码序号s，确定Walsh序列长度S＝M/G，进一步还可以确定Walsh序列序号，进而产生所需Walsh序列

然后，由扩充单元23对输入的初始序列和Walsh序列进行克罗内克(Kronecker)乘积运算，输出所需的SZCZ码。

上述SZCZ码产生模块11产生所需SZCZ码的流程可以如附图3所示，具体包括：

步骤31，由初始序列产生单元21产生初始序列b。

本发明实施例中，首先需要选取一个长度为G的初始序列b＝[b₀，...，b_g，...，b_G-t]，初始序列中的各元素幅值相同，即|b_g|＝β>0(g＝0，1，...，G-1)，进一步描述，本发明实施例所涉及的初始序列中的元素幅值可设定为任意正数。

本发明实施例在具体实现过程中，为了确保初始序列产生单元21产生的SZCZ码序列的频域相关函数中具有零相关区，且零相关区的长度不小于信道最大多径数L，可以根据信道最大多径数L，确定初始序列的长度G，且确保G≥L即可，进而确定各元素幅值相同的初始序列b。

步骤32，由Walsh序列产生单元22产生Walsh序列。

本发明实施例在确定一个初始序列后，还需确定一个Walsh序列，以便后续产生SZCZ码。

由于所需SZCZ码长度(M)＝Walsh序列的长度S×初始序列长度G，因此，Walsh序列产生单元22可以根据所需的SZCZ码长度M，以及完成步骤31确定的G，将上述两个参数代入根据公式S＝M/G，经过计算获取本发明实施例所需Walsh序列长度S。进而在长度为S的Walsh序列集合中选择一个序列 $w_s^S=[w_{s,0}^S,...,w_{s,r}^S,...,w_{s,S-1}^S],$ 其码片

在{+1，-1}中取值，上标S表示Walsh序列长度，下标s表示该Walsh序列在Walsh序列集合中的序号，下标r表示序列中码片序号。

进一步说明，若需要精确确定所需的SZCZ码，并给出了所需的SZCZ码长度及序号，则在此步骤可以根据所需的SZCZ码长度及序号，以及上述的G，确定Walsh序列的长度和序号，进而确定Walsh序列。

步骤33，由扩充单元23获得频域零相关区码。

将完成步骤31及32获取的初始序列b和Walsh序列作Kronecker乘积运算，得到新的序列 $c_s=b\&CircleTimes;w_s^S=[b_0{w}_s^S,b_1{w}_s^S,...,b_{G-1}{w}_s^S].$

如果将初始序列b与Walsh序列集合中包含的S个Walsh序列

分别进行Kronecker乘积运算，则获取的新集合包含有S个长为M＝SG的新序列c_s(s＝0，1，...，S-1)，且序列间的频域互相关函数具有单边长度为G的零相关区，因此称为频域零相关区(SZCZ)码。

为了证明经过上述运算获取的SZCZ码，具有单边长度为G的零相关区，本发明实施例将进行下列推导证明：

首先，定义两个码c_p和c_q的频域互相关函数：

${\tilde{r}}_{p,q}\left[n\right]=\underset{m=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\left(c_{p,m}\right)}^{*}{c}_{q,m}{e}^{j\frac{2\mathrm{\&pi;}}{M}\mathrm{mn}}$

，n＝0，1，...，M-1

上述函数中，m是码片序号，n是频移变量，

是取不大于m/S的最大整数的运算。

令m＝s+gS，0≤s≤S-1，0≤g≤G-1，

在频移变量n＝0处，频域互相关函数为：

$=\underset{s=0}{\overset{S-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{g=0}{\overset{G-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\left(b_g{w}_{p,s}^S\right)}^{*}{b}_g{w}_{q,s}^S$

$={\mathrm{G\&beta;}}^2\underset{s=0}{\overset{S-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{w}_{p,s}^S{w}_{q,s}^S$

$=0$

上式相关值为0源于Walsh序列的正交性，上式表明频域互相关函数在频移为0处取值为0。

在频移变量n≠0处，频域互相关函数为：

$=\underset{s=0}{\overset{S-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{g=0}{\overset{G-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\left(b_g{w}_{p,s}^S\right)}^{*}{b}_g{w}_{q,s}^S{e}^{j\frac{2\mathrm{\&pi;}}{M}(s+\mathrm{gS})n}$

$=\underset{s=0}{\overset{S-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{w}_{p,s}^S{w}_{q,s}^S{e}^{j\frac{2\mathrm{\&pi;}}{M}\mathrm{sn}}{\mathrm{\&beta;}}^2\underset{g=0}{\overset{G-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{e}^{j\frac{2\mathrm{\&pi;}}{G}\mathrm{gn}}$

a)如果n＝aG(a是正整数)，

${\tilde{r}}_{p,q}\left[n\right]=\underset{s=0}{\overset{S-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{w}_{p,s}^S{w}_{q,s}^S{e}^{j\frac{2\mathrm{\&pi;}}{M}\mathrm{sn}}\underset{g=0}{\overset{G-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{e}^{j\frac{2\mathrm{\&pi;}}{G}\mathrm{gn}}$

$={\mathrm{G\&beta;}}^2\underset{s=0}{\overset{S-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{w}_{p,s}^S{w}_{q,s}^S{e}^{j\frac{2\mathrm{\&pi;}}{S}\mathrm{sa}}$

上式表明频域互相关函数在G的整数倍频移处有非零旁瓣。

b)如果n≠aG(a是正整数)，因为 $\underset{g=0}{\overset{G-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{e}^{j\frac{2\mathrm{\&pi;}}{G}\mathrm{gn}}=0,$ 所以

${\tilde{r}}_{p,q}\left[n\right]=\underset{s=0}{\overset{S-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{e}^{j\frac{2\mathrm{\&pi;}}{M}\mathrm{sn}}\underset{g=0}{\overset{G-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{e}^{j\frac{2\mathrm{\&pi;}}{G}\mathrm{gn}}=0$

上式表明，当频移变量n在[1，G-1]和[M-G+1，M-1]区间上时，频域互相关函数取值为零。

综上所述可以证明，经过步骤33而获取的SZCZ码的频域互相关函数满足下式

$\left\{\begin{array}{cc}{\tilde{r}}_{p,q}\left[n\right]=0,& 0\&le;n\&le;G-1\\ {\tilde{r}}_{p,q}[M-n]=0,& 1\&le;n\&le;G-1\end{array}\right.---\left(3\right)$

即存在单边长度为G的零相关区(ZCZ)。

而现有技术中已经证明，只要满足零相关区长度不小于信道最大多径数，即可在MC-CDMA系统实现无MUI，因此可以看出，本发明实施例提供的MC-CDMA系统应用以信道最大多径数作为参数之一而产生的SZCZ码进行数据传输，因而可以有效地实现无MUI，提高系统的性能。

进一步说明，本发明实施例提供的MC-CDMA系统将产生的SZCZ码序列分配给用户(即为用户标识序列)，用于进行用户标识，并在用户需要进行数据传输时，采用分配的SZCZ码序列扩展所要传输的数据，从而有效地避免了MUI，提高系统的性能。

而且，本发明实施例提供的MC-CDMA系统内的Walsh序列产生单元22产生Walsh序列中包含的子集个数，不必为2的整数次幂，因此可以看出，本发明实施例提供的MC-CDMA系统，在保证无MUI情况下，可以先有技术支持更多的用户数目。

为了便于理解，下面以长度M＝12，单边SZCZ长G＝3的SZCZ码集合的产生过程为例，对SZCZ码产生模块11的具体操作过程进行详细的表述：

根据系统需要，选择序列长G＝3，各元素幅值均为1的初始序列b＝[b₀，b₁，b₂]＝[1，e^jθ，e^j2θ]，其中 $\mathrm{\&theta;}=\frac{2\mathrm{\&pi;}}{G}=\frac{2\mathrm{\&pi;}}{3};$

根据所需SZCZ码的长度M＝12，以及确定的初始序列长度G＝3，确定一个长度 $S=\frac{M}{G}=\frac{12}{3}=4$ 的Walsh序列集合{[1，1，1，1]，[1，-1，1，-1]，[1，1，-1，-1]，[1，-1，-1，1]}；

将初始序列b与Walsh码集合中的4个长度为4的Walsh序列

(s＝0，1，2，3)分别进行Kronecker乘积运算，得到如下表1所示的所需SZCZ码集合：

表1

$c_0=b\&CircleTimes;\left[\mathrm{1,1,1,1}\right]=[\mathrm{1,1,1,1},e^{\mathrm{j\&theta;}},e^{\mathrm{j\&theta;}},e^{\mathrm{j\&theta;}},e^{\mathrm{j\&theta;}},e^{j2\mathrm{\&theta;}},e^{j2\mathrm{\&theta;}},e^{j2\mathrm{\&theta;}},e^{j2\mathrm{\&theta;}}]$

$c_1=b\&CircleTimes;[1,-\mathrm{1,1},-1]=[1,-\mathrm{1,1},-1,e^{\mathrm{j\&theta;}},{-e}^{\mathrm{j\&theta;}},e^{\mathrm{j\&theta;}},{-e}^{\mathrm{j\&theta;}},e^{j2\mathrm{\&theta;}},{-e}^{j2\mathrm{\&theta;}},e^{j2\mathrm{\&theta;}},{-e}^{j2\mathrm{\&theta;}}]$

$c_2=b\&CircleTimes;[\mathrm{1,1},-1,-1]=[\mathrm{1,1},-1,-1,e^{\mathrm{j\&theta;}},e^{\mathrm{j\&theta;}},{-e}^{\mathrm{j\&theta;}},{-e}^{\mathrm{j\&theta;}},e^{j2\mathrm{\&theta;}},e^{j2\mathrm{\&theta;}},{-e}^{j2\mathrm{\&theta;}},{-e}^{j2\mathrm{\&theta;}}]$

$c_3=b\&CircleTimes;[1,-1,-\mathrm{1,1}]=[1,-1,-\mathrm{1,1},e^{\mathrm{j\&theta;}},{-e}^{\mathrm{j\&theta;}},{-e}^{\mathrm{j\&theta;}},e^{\mathrm{j\&theta;}},e^{j2\mathrm{\&theta;}},{-e}^{j2\mathrm{\&theta;}},{-e}^{j2\mathrm{\&theta;}},e^{j2\mathrm{\&theta;}}]$

本发明实施例还提供了如表2、表3、表4所示的频域互相关函数的例子。由表2-4可见，任两个序列的频域互相关函数在区间[0，3)和[10，11]内总是为零，满足上述公式(3)式，即该序列集合的频域零相关区单边长度为3。

表2

表3

表4

需要说明的是，若Walsh序列产生单元22产生长度不等且相互正交的Walsh序列，则SZCZ码产生单元所产生的SZCZ序列具有可变扩频因子特性，可用于支持多数据率传输。对于本发明实施例提供的具有N_c个载波的MC-CDMA系统来说，当信道最大多径数L确定，则参数G确定，可使用的SZCZ序列长度M最长为N_c，最短为G，对应的系统可支持数据率最小为R₀，最大为 $R_0\frac{N_c}{G}.$

还需进一步说明的是，上述SZCZ码产生模块11也可以作为一个独立的装置，设置于系统中，或其他位置。

2)扩展模块12，用于采用上述SZCZ码产生模块11产生的SZCZ码对数据进行扩展处理。

上述扩展模块12采用上述SZCZ码对数据进行扩展的方法可选用现有技术中任一种扩展方法。

3)交织模块13，用于对上述扩展模块12进行扩展处理后的数据进行交织处理，组成数据帧。

具体的，将用上述扩展模块12扩展后的a个数据符号，交织成一个长为M的数据帧。交织后的数据帧可如表5所示：

表5

可以看出，各种不同速率的数据流均以长为M的帧为单位发送，如果将不同数据流中的每帧看作一个长为M的SZCZ序列，则这些长为M的SZCZ序列之间的互相关函数的零相关区特性保证了数据流间互不干扰。

4)快速傅立叶反变换模块14，用于对交织后的数据进行N_c点的快速傅立叶反变换(IFFT)。

5)并/串转换模块15，用于对快速傅立叶反变换模块14处理后的数据进行并/串(P/S)转换。

6)发送模块16，用于将完成并/串转换处理的数据发送至系统中的接收机装置。

如附图4所示，本发明实施例提供的MC-CDMA系统的接收机装置具体包括：

1)接收模块41，用于接收系统中发送机装置发送的数据。

2)串/并转换模块42，用于将接收到的数据串/并(S/P)转换为N_c个支路。

3)快速傅立叶变换模块43，用于对N_c个并行数据进行快速傅立叶变换(FFT)处理。

4)解交织模块44，用于将经FFT变换到频域的数据进行解交织处理，还原数据次序。

解交织模块44对接收的数据进行解交织处理可以理解为交织模块33对数据进行交织处理的逆过程。

5)SZCZ码产生模块45：用于根据信道最大多径数L、以及所需的SZCZ码序列的长度M，进一步还可以包括所需SZCZ码序号s，输出所需的SZCZ码，即本地扩展码。

上述SZCZ码产生模块45产生SZCZ码的过程同SZCZ码产生模块11，因此这里不再赘述。

6)解扩模块46，用于将上述本地扩展码与解交织模块44还原次序后的数据符号对齐，并运算获取相关值。

7)判决模块47：用于对上述解扩模块46获取的相关值进行硬/软判决。

由上述描述可以看出，本发明实施例提供的MC-CDMA系统，通过由根据系统参数产生的初始序列和Walsh序列进行Kronecker乘积运算，从而产生SZCZ码，并采用上述SZCZ码进行数据传输和用户标识，可以有效地避免因信道频率选择性衰落导致的用户间干扰(MUI)。由于SZCZ码的零相关区长度G可取任意正整数，所以采用SZCZ码的MC-CDMA系统比采用现有频域零相关区码及其选择方案的系统能支持更多用户，并且在活动用户数目变化时不需要重新进行码分配。进一步，由于SZCZ码的长度可以由系统上层根据业务的数据率要求确定，不同长度的SZCZ码之间的正交性可以由系统上层根据当前使用情况通过适当的码分配算法来保证，所以可使系统支持多速率业务。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1、一种频域零相关区码产生方法，其特征在于，包括：

根据信道最大多径数确定初始序列长度，进而确定初始序列；

根据所需频域零相关区码长度及所述初始序列长度确定沃尔什序列长度，进而确定沃尔什序列；

将所述初始序列与所述沃尔什序列进行克罗内克乘积运算，获得频域零相关区码。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据信道最大多径数确定初始序列长度为：所述初始序列长度不小于信道最大多径数。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述初始序列中各元素幅值相同。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所需频域零相关区码长度及所述初始序列长度确定沃尔什序列长度为：

用所述所需频域零相关区码长度除以所述初始序列长度，获得所述沃尔什序列长度。

5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述所需频域零相关区码长度大于等于所述初始序列长度，小于等于系统最大载波数。

6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：根据所需频域零相关区码长度和序号，及所述初始序列长度，确定沃尔什序列长度和序号，进而确定沃尔什序列。

7、一种频域零相关区码产生装置，其特征在于，包括：

初始序列产生单元，用于根据信道最大多径数确定初始序列长度，进而确定初始序列；

沃尔什序列产生单元，用于根据所需频域零相关区码长度及所述初始序列长度确定沃尔什序列长度，进而确定沃尔什序列；

扩充单元，用于将所述初始序列与所述沃尔什序列进行克罗内克乘积运算，获得频域零相关区码。

8、一种多载波码分多址系统，其特征在于，包括：

发送机装置，用于采用其自身产生的频域零相关区码，对数据进行扩展处理，并在对扩展处理后的数据进行交织处理，快速傅立叶反变换及并/串转换处理后，发送所述数据，且所述产生频域零相关区码具体为：

根据信道最大多径数确定初始序列长度，进而确定初始序列；

根据所需频域零相关区码长度及所述初始序列长度确定沃尔什序列长度，进而确定沃尔什序列；

将所述初始序列与所述沃尔什序列进行克罗内克乘积运算，获得频域零相关区码；

和

接收机装置，用于接收所述发送机装置发送的数据，并在对所述接收的数据进行串/并变换、快速傅立叶变换及解交织处理后，采用自身生成的本地频域零相关区码对数据进行解扩展处理，并根据所述解扩展处理后获取的相关值进行判决操作。

9、一种发送机装置，其特征在于，包括：

频域零相关区码产生模块，用于根据信道最大多径数、以及所需频域零相关区码长度，输出所需的频域零相关区码；

扩展模块，用于采用所述频域零相关区码产生模块产生的频域零相关区码对数据进行扩展处理；

交织模块，用于对所述扩展模块处理后的数据进行交织处理；

快速傅立叶反变换模块，用于对所述交织模块处理后的数据进行快速傅立叶反变换处理；

并/串转换模块，用于对所述快速傅立叶反变换模块处理后的数据进行并/串转换处理；

发送模块，用于发送所述并/串转换模块处理后的数据。

10、一种接收机装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收数据；

串/并转换模块，用于将接收到的数据进行串/并转换处理；

快速傅立叶变换模块，用于对串/并转换模块处理后的数据进行快速傅立叶变换处理；

解交织模块，用于对快速傅立叶变换模块处理后的数据进行解交织处理；

频域零相关区码产生模块，用于根据信道最大多径数、以及所需频域零相关区码长度，输出所需的频域零相关区码；

解扩模块，用于采用所述频域零相关区码产生模块产生的频域零相关区码，与所述解交织模块处理后的数据对齐，并运算获取相关值；

判决模块，用于对所述解扩模块获取的所述相关值进行硬/软判决。

Images