CN1319283A - 非递归地为可变速率码分多址生成正交伪噪声代码 - Google Patents

Abstract

用来构造一连串可被用于多速率同步和准同步CDMA系统的PN代码集(30)的一种方法和设备。该构造技术生成的PN代码(22)是平衡的,且不要求相邻基站的任何同步。该方法是一种非递归方法,利用一个转置正交矩阵(24)调制转置正交矩阵以生成支持多速率操作的PN代码。进一步,当代码长度n足够大时,利用该方法构造的代码具有很好的频谱特性(若选择合适的话)。

Description

非递归地为可变速率码分 多址生成正交伪噪声代码

本发明是由Leon Nieczyporowicz,Thomas Giallorenous和steven B.perkins在1999年6月9日提交的题为“PN CodeSelection for Synchronous CDMA”的未决和共同转让的美国专利申请S·N·091 328,546的部分继续申请(代理人档案号SL-0421528P00899-US(PAR))，该申请又根据35U.S.C.§119(e)享受由Leon Nieczyporowicz在1998年6月29日提交的题为“PNCode Selection for Synchronous CDMA”的临时专利申请601091,070的优先权。上述两个专利申请在此收作参考。

大体来说，本发明有关使用了扩频码的电信系统和设备，具体地，有关生成一个扩频码集的方法和设备，该扩频码集对多用户，多速率环境来说是最优的。

在码分多址(CDMA)系统的正向，即从基站或基地单元到一个用户单元，不同信道的伪噪声(PN)码比较容易同步，这是因为它们都是在同一基站产生并发射的。而且，非常容易对集合波形中的构成信号的码片和符号进行时间校准。其结果是，多数CDMA系统的正向信道使用某种形式的同步CDMA。在一些系统，例如本专利代理人可备有的称为Prime wave 2000TM的固定无线本地回路电话系统中，反向信道(即，用户到基台)也是准同步的。在这类系统中，使用了一个定时控制环以保持系统中不同用户在时间上是校准的，这样，它们各自的信号可以在彼此的一个码片的一小部分内到达基站。

任何时候，只要使用了同步或准同步CDMA，就有可能使用PN代码，PN代码被设计为在互相之间时间校准时，能具有最小可能的互相关性。若系统中用户数量小于为每个信道符号发射的码片的数量(它可被称为信道符号处理增益，则有可能设计互相之间真正正交的PN代码。当用户数量超过信道符号处理增益时，不再可能设计正交的代码，这是因为已超出了信号空间的维数。由于这个原因，只要链路具有足够大的能量和足够低的干扰(由诸如削波，多径，滤波和时间偏移之类的失真引起的)，同步和准同步CDMA系统就有可能支持与信道符号处理增益相等的用户数量。

有许多时候，希望系统能支持不在同一信号发送速率上的用户。例如，在一个系统中，有些用户正使用电话，所需的数据速率为几千比特/秒(Kbps)到几十千比特/秒，而其它用户将系统用作一个计算机网络接口，需要1兆比特/秒(Mbps)或更多，波形应能同时适合不同的非同类用户。

通过将多个并行，低速率信道分配给一个高速率用户，可以使系统支持一个高速率用户，但该方案要求高速率用户具有多个发射机和接收机。这样，在许多需重点考虑费用的系统中，不适于选用该方案。

同时支持高速率和低速率用户的一个更节省费用的技术是，所有用户使用一个共同的发送码片速率，但允许系统中的用户根据他们各自的数据速率改变他们的信道符号处理增益。这表明，若希望正向，或正向和反向信道上的所有用户互相正交，而不管他们的速率如何，则需要一组不同长度的PN代码，且在适当地同步时，他们互相正交。

Walsh函数是一组二元正交波形，可被用于信号多路复用，且长久以来，被认为适用于电话学。在这方面，可参阅“The Multiplexingof Telephone Signals by Walsh Functions”,by I.A.Pavidsonin Applications of Walsh Functions,1971 proceedings,SecondEdition,Eds.R.W.Zeek and A.E.Showalter,page 177-179。

在可被用作多路传输的载波的可能的正交函数集中，完全正交Hadamard函数类被认为特别适用于技术应用，包括电话应用。一般来说，Walsh函数是特殊的Hadamard函数，可由阶数为2的幂的Hadamard矩阵表示。对Hadamard矩阵的行和列置换，并变符号，同时保持它们的正交特性，可从Hadamard矩阵中导出其它的函数系统。

生成互相正交的PN代码的一种方法是使用一个递归构造技术，在H.Hubner,“Multiplex Systems Using Sums of Walsh Functionsas Carriers”，和在in Applications of Walsh FunctiohS,1971proceediugs,Second Edition,Pages 180-191中，定义了该技术。

该技术也可参阅美国专利NO.:5,571,761，题为“System andMethod for Orthogonal Spread Spectrum Sequence Generation inVariable Pata Rate System”，由Klein S.Gilhousen提交。

这些方案都是基于Walsh-Hadamard构造技术，该技术定义如下： $w\left(2n\right)=\left[\begin{array}{cc}w\left(n\right)& w\left(n\right)\\ w\left(n\right)& -w\left(n\right)\end{array}\right]------\left(1\right)$ 其中，w(n)是一个n×n矩阵，值为±1。若定义w(1)=1，则， $w\left(2\right)=\left[\begin{array}{cc}+1& +1\\ +1& -1\end{array}\right]------\left(2\right)$ 且 $w\left(4\right)=\left[\begin{array}{cccc}+1& +1& +1& +1\\ +1& -1& -1& -1\\ +1& +1& -1& -1\\ +1& -1& -1& +1\end{array}\right]------\left(3\right)$ 这一构造技术是递归的，因为它遵守公式

f(m)=g(f(n)), m＞n          (4)f,g为函数，m,n为指数，其中m＞n。换句话说，仅仅对f的前一个模型f(n)执行g操作，就能生成f的第m个函数。若一个函数遵守公式(4)，则它为一个递归函数。令f=w,m=2n，则可见，g是由公式(1)定义的。

这一构造技术可以允许一个同步CDMA系统上的多速率正交信令，这是因为，长度为n的序列可以支持信道符号率为Rs₁=Rc/n(其中，Rc为码片速率)的用户，而长度为2n的Walsh序列可以支持速率Rs₂=Rc/2n的较抵速率的用户。为举例说明这一点，令W_ij(n)为代码矩阵第i行的第j个值为±1的码片。若只用了一个下标，令W_i(n)代表代码矩阵的第i行，或换句话，W_i(n)代表该集中的第i个PN代码，该代码具有向量中的n个码片。很明显，i和j都是1至n的整数。当这些代码被用于多速率CDMA操作时，如图1a所示，不同速率的用户要么很好地相关，要么正交。

由图1a可见，可以选择支持n个速率为Rc/n的用户，2n个速率为Rc/2n的用户，或一些混合速率的n到2n个用户。例如，如果一个用户使用速率为Rc/n的代码w₁(n)，则不能再使用速率为Rc/2n的代码w₁(2n)和w₂(2n)，这是因为，它们与速率为Rc/n的使用代码w₁(n)的用户不正交。其它用户可以在速率Rc/2n下使用代码w₃(2n)和w₄(2n)，因为尽管它们的数据速率不同，但它们全都互相正交。

不过，美国专利NO.5,751,761中描述的方案存在几个问题。首先，若直接使用Walsh代码，则PN代码的频谱特性将非常差。这是因为，如公式(3)所示，该代码是以非常有规律的模式构造起来的。有些代码完全不扩频，而其它是以方波扩频的，方波的频率为符号速率的1,2,4,8等倍。这些用户的抗干扰能力将非常有限，且不能享受用处理增益为n或2n(由它们的速率决定)的一个PN代码进行扩频所带来的好处。

在美国专利NO.5,751,761中，避免该问题的一个方案是对代码矩阵应用一个覆盖代码。这等于对该集中的每个代码乘一个单独的值为±1的随机向量，该向量的长度远大于信道符号处理增益。只要该集中的每个代码都已被同一个覆盖代码乘，则该集的正交性被保持下来，但所得代码集能呈现更多的随机性。

不过，对矩阵应用一个覆盖代码所带来的一个问题是，所得随机Walsh代码是不平衡的。即，在任意符号期间内，在多数结果PN代码中，值为±1的码片的数量与-1值的码片的数量互相之间是不相等的。代码集中的平衡是一个非常希望的特性，因为它表明该代码对信号接收机中的任何DC偏移来说都是正交的。换句话说，若接收机中，码片为±1毫伏，但在解扩器输入端的信号中有一个2毫伏的DC偏移，则解扩器必须将±1解扩代码与一个值为+3和+1毫伏的输入信号相乘。不过，若PN代码在一个符号上是平衡的，则DC偏移将不会影响解扩处理。

参照图1b，概括来说，美国NO.5,751,761中所用的方案是一个递归方案，其中，只要n＞0,y的第n个输出值是由y的以前的值生成的。换句话说，过去的关系式被用于创建代码元素间的新的，当前的关系式。

很明显，用来生成供多速率CDMA系统使用的PN代码集的这种递归技术存在一些问题。

本发明的第一个目的和优点是提供一个改进的技术，用来提供一个CDMA通信系统中使用的PN代码，该系统有多个同时以不同数据率工作的用户。

本发明的另一个目的和优点是避免以前的递归技术所带来的问题，以前的递归技术中，将一个覆盖代码加给一个代码矩阵，以使该代码集更随机。

本发明的另一个目的和优点是提供一个非递归技术，以构造一个支持多速率通信的相互正交的PN代码集系列，该PN代码集系列具有所期望的属性，即，在所有期望的符号率上，组成代码是平衡的，且该组成代码继承了好的频谱属性。

本发明的另一个目的和优点是提供一个非递归技术，用来构造一系列平衡PN代码集，它们可被用多速率同步和准同步CDMA系统，其中，该技术使用一个置换正交矩阵来调制置换正交矩阵，生成可支持多速率操作的平衡PN代码。

按本发明实例的方法和设备，可以克服前述及其它问题，并能认识到本发明的目的和优点。

在本发明中，提示了一种方法，用来构造支持多速率信号发送的一系列相互正交的PN代码集。这一PN代码集系列具有所期望的特性，即，在所有期望的符号率上，组成代码都是平衡的，并继承了好的频谱特性(提供一个数据随机化函数)。另外，这一PN代码集系列允许高效的多小区操作，这是因为，一个PN代码集的任何组成代码相对于任何其它代码集的任何组成代码都是近似随机的。这些改进代码可被用于CDMA系统的正向信道(点对多点方向)，但若反向链路使用准同步CDMA，则这些代码也可被用在反向信道中。

本发明揭示了一个非递归技术，用于构造一个可用于多速率同步和准同步CDMA系统的PN代码集系列。相对于常规技术，该构造技术的优越性在于，它生成平衡的PN代码，且不需要邻近基站的任何同步。这一方案的特点是，利用一个转置的正交矩阵调制转置的正交阵，生成支持多速率操作的PN代码。另外，当代码长度n足够大时，利用本发明方法构造的代码有很好的频谱属性(若挑选合适的话)。

本发明提供了一种构造一个CDMA通信系统中使用的平衡PN代码集的非递归方法。该方法包括：(a)对一个GXG±1值的矩阵实施一个约束置换，生成一个调制矩阵M(G)；(b)利用M(G)的逐个标量元素调制R个唯一n×n转置代码集C⁽¹⁾(n)到C^(R)(n)，以此来利用调制矩阵M(G)生成一组第一个小区可用的PN代码。使用调制矩阵M(G)的步骤包括执行标量次的矩阵乘法的步骤。

结合附图，通过对本发明的详细介绍，可以清楚本发明的上述及其它优点，其中：

图1a描述了用于速率Rc/n和Rc/2n的不同Walsh代码的常规时序图；

图1b是一个描述递归函数生成器的简单的方块图，并用于解释以前的Walsh代码集生成技术。

图2举例说明了对不同小区#1和小区#2，用在速率Pc/n的Walsh代码的时序图，并假设R=3。

图3举例说明了Walsh矩阵的容许置换，以获得M(G)，此处G=8，且记号w_1:8j(8)表示w(8)的第j列，包括1至8行和j列的元素；

图4a详细介绍了用在小区#1的置换矩阵序列上的一个第j个标量调制器；

图4b举例说明了一个用于为小区#1生成代码的过程，其中，将小区#1的转置n×n代码集序列与调制矩阵M(G)的第G行调制，从而生成代码；

图5示出了在第一个例子所描述的情况下，小区#1中使用的代码序列；

图6a描述了一个公式10，用于解释按照第二个例子，用于为小区#1调制一个转置矩阵序列的矩阵；

图6b示出了在第二个例子所描述的情况下，小区#1中所用的代码序列，其中，方框表示在不同数据率下所要的符号边界；

图7举例说明了用于速率Rc/n和Rc/2n的不同小区#1和小区#2的Walsh代码的时序图，假设R=3,G=2，且M(2)矩阵用在第一个例子中；

图8是一个PN代码生成电路的方块图；

图9是一个按本发明实例的同步扩频频谱CDMA固定无线通信系统的简化方块图；

图10是图9系统的一个例证频率分配图。

图11a举例说明了一个例证Hadamard(H)矩阵，图11b举例说明了一个Reordering Code(RC)，且图11c举例说明了一个ReorderedHadamard(RH)代码矩阵，这些，矩阵符合前面参考的共同转让的美国专利申请S.N.09/328,546,1999年9月6日提交，题为“PN CodeSelection for Synchronous CDMA”，由Leon Nieczyporowicz,Thomas Giallorenzi和Steven B.Perkins提交；

图12举例说明了按前面参考的共同指定的美国专利S.N.09/328,546，在1999年9月6日提交；题为“PN Code Selection forSynchronous CDMA”中所描述的发明的一个8×8 Walsh代码矩阵的例子，一个再排序代码的例子和结果再排充WalSh代码矩阵的例子；

图13举例说明了用于图12的再排序Walsh代码矩阵的一个例证反演模式，以及按该发明，所得到的已反演的，再排序的Walsh代码矩阵；且

图14是一个再排序模式或代码生成器及一个用于对PN代码再排序的移位寄存器的简化方块图。

由于希望提供继承了好的频谱属性并且平衡的互相正交的PN代码，所以，在前面参阅的美国专利申请S.N.09/328,546，由LeonNieczyporowicz,Thomas Giallorenzi和Steven B.Perkins在1999年提交，题为“PN Code Selection for Synchronous CDMA”，(在此整个引入以供参考)中，描述了一个生成n×n相互正交矩阵的技术。

在该方法中，如以下将参照图11,12,13和14详细介绍的那样，利用一个伪随机再排序模式对标准Walsh代码再排序。换句话说，从一个具有元素W_ij(n)的代码集W(n)开始，然后，以一种随机方式转置W(n)的列，得到一个新的代码集矩阵。还可以使用另外的置换行和反演行的步骤，以提供一个代码矩阵，该矩阵有一个另外的吸引人的特性，即，当在每个CDMA信道上发射相关数据时，能具有合理的峰值对平均值功率比。

按本发明，再排序代码矩阵称为c^(k)(n)，标记w(n)的第k个再排序模式，这里，假设w(n)的行被转置并可能被求逆，且w(n)的列被转置，以获得c^(k)(n)。所述操作不改变这样的事实，即，矩阵c^(k)(n)的行是完全平衡的。这表明，其中有一行是由全+1值(若求逆，则为全-1值)组成的，因为对w(n)的全+1矢量重新排序并不改变它。该集的全1PN代码，c^(k)(n)，可被丢弃，剩下n-1 PN代码，若第k个再排序模式是一个好的模式，则n-1 PN代码是完全平衡的，相互正交的，且具有良好的频谱特性。

最后，可以很明显地看出，如以上提到的U.S.PatentNO.5,751,761中所描述的那样，在非退化情况下，不可能利用随机化w(n)的覆盖码方法生成正交矩阵c^(k)(n)。

以上提到的由Leon Nieczypoowicz,Thomas Giallorenzi和Steven B.Perkins，在1999年9月6日提交，题为“PN Code Selectionfor Synchronous CDMA”，的美国专利NO.09/328,546中所描述的代码生成方法的另一个优点是，若n足够大，则可找出许多相异的再排序模式以用于相邻小区。例如，在一个例证的固定无线局域环电话系统中，可以使用总数为19的c^(k)(n)组，n=128，所以k=1,2,…,19。19个集合中的每一个被选中的原因都是：它们都具有良好的频谱特性，且在不同集合中的任一对代码之间，即，c^(k) _x(128)和c^(k) _y(128),k≠j，且j,k=1,2,…,19,x,y=1,2,…,127，之间，移位和非移位互相关性能都是良好的，并且假设对于所有k,c^(k) ₁₂₈(128)都是长度为128的全1矢量。有了19个相互随机，但任一组内都完全正交的相异代码组，就能够使用一个19小区的代码再利用模式。这种19小区代码再利用模式确保了在一个蜂窝式小区中，没有两个小区使用一代码集。在一个分区应用中，可以使用一个19区代码再利用模式，或者，如果需要的话，使用其它带有该19个集合的子集的再利用模式。

不同的是，在美国NO.5,751,761中，通过使相邻基站同步，并给每个基站一个不同的覆盖代码相位，来获得代码再利用特性。该方法的缺点不仅在于不平衡的PN代码，而且它还要求所有基站都使用GPS接收机以得到一个公共时钟基准，以便使长覆盖代码的偏移同步。

相反，按照以上参考的U.S.Patent Application S.N.09/328,546，由Leon Nieczyporowicz,Thomas Giallorenzi和Steven B.Perkins在1999年9月6日提交，题为“PN Code Selectionfor Synchronous CDMA”的美国专利NO.09/328,546，所得到的代码不要求基站同步以确保相邻小区干扰呈现随机性。

现在，来讨论共同转让的美国专利申请S.N.09/328,546,改进和扩频，特别是一种非递归方法，用来生成适合于在同步和准同步CDMA系统中使用的可变速率PN代码。与前面讨论的技术相比，这一构造方法具有几项优点。

以下讨论的是一种新颖的构造技术，用于为多速率同步和准同步CDMA系统生成PN代码，该代码具有好的频谱特性，是平衡的，并允许多小区操作。该方法是前面参考的共同转让的1999年9月6日提交的美国专利申请NO.09/328,546中所讨论代码的一个非递归扩频。事实上，再排序或转置一个Walsh矩阵的列的方法是通过用一个再排序矩阵调制前面参考的共同转让的美国专利申请中所描述的再排序矩阵实现的。

前面定义了一个符号系统，现在，它将被用来解释本发明的PN代码集生成方法。提示一下，c^(k)(n)的定义是：按第k个转置模式对w(n)的行和列转置，并对所得矩阵的一些行反演所生成的第k个代码矩阵，c^(k) _ij(n)的定义是，代码矩阵c^(k)(n)的第i行中的第j个值为±1的码片。现在，假设有k个可用的转置模式，它们能得出合理的频谱特性及不同集合成员间合理的互相关特性，故k=1,2,…,k。进一步，假设希望生成Q=k/R个相异多速率代码集，从而，在一个多小区方案中可以有一个数量为Q的代码集再利用。还假设k为Q的整数倍，故R为一个整数。从而，可以允许每个小区或区段使用k中的R个，而不是使每个小区或区段使用一个唯一的集合c^(k)(n)。由于若k≠j，则代码向量c^(k) _x(n)和c^(j) _y(n)不正交(j,k=1,2,…,k，且x,y=1,2,…,n-1，且假设对于所有k,c^(k) _n(n)都是长度为n的全+1向量)，所以，不能同时使用来自集合k和集合j的代码并仍保留小区内用户正交。其结果是，本发明代码集构造方法可被认为是以分配给特定小区或区段的代码集的循环为基础的。

考虑图2所示例子。在该图中，假设R=3且K=21。这表明，有Q=7个唯一代码模式可被用在一个数量为7的代码再利用模式中。图2举例说明了在第一个小区中，代码集1,2和3怎样以一种循环方式使用，同时在小区2中，代码集4,5和6怎样以同样方式被使用。由于在设计上，不同再排序集合的互相关特性是好的，所以，一个基站和另一个基站的相应的符号相位偏移是不相关的，且在美国专利NO.5,751,761中所要求的基站对基站同步这一条件也不是必须的了。

现在，讨论如何使循环代码集同时支持不止一个数据率，同时，保持同一速率和不同速率的用户的正交性。

为方便以下讨论，下面定义新的符号。RSH为系统所使用的最高符号率，这里R_SH=Rc/n。系统所希望采用的最低的符号率记为RSL，这里，G=2^g=R_SH/R_SL，表明最高速率与最低速率的比为2的倍率，记为G，或2^g。这样，我们可以假定R_SL=Rc/Gn=Rc/2^gn。

令M(G)为一个G×G调制矩阵，其元素为±1值，是通过对同样规模的一个Walsh矩阵的列进行约束置换生成的。

图3举例说明了大小为G的一个Walsh矩阵的起始点，及在只允许某些置换这一约束条件下，为生成M(G)而进行的Walsh矩阵的置换。第一组可用的置换是置换成对的相邻列(即，例如，第1和2列，第3和4列，第5和6列，第7和8列可以互相置换，但第2和3,4和5,6和7不能置换)。下一组可以允许的置换是在4列的组内置换相邻对的列(称为4重组)。这表明，在第二组允许的置换中，第1和2列可以与3和4列交换，但不能与(例如)5和6列或7和8列交换。在下一组可允许的置换中，4列组可以与相邻4列组交换。例如，第1,2,3,4列可以与第5,6,7,8列交换。若G＞8，则该过程将继续直到最后阶段，在最后阶段中，w(G)的第一个G/2列可以与w(G)的第二个G/2列置换或不置换。

该置换可以任意次序进行，例如先是每对内的列，然后是4重组中的列对，然后是8重组中的4重组，或者，举例来说，先是4重组中的成对的列，然后是每对中的列，然后是8重组中的4重组，等等。这一过程可扩频到大的矩阵，例如有16,32和64列的矩阵。可以进行任意次的置换，从零到上述约束中的每一种可能置换。

参照图4a和4b，接着，调制矩阵M(G)被用来为第一个小区生成可用PN代码集，其做法是，利用一个标量调制器1中的一个标量次的矩阵乘法器4，用移位寄存器3中存储的M(G)的不同元素，来调制存储在移位寄存器2中的R个唯一n×n转置代码集c⁽¹⁾(n)到c^(R)(n)。

在图4a和4b中可见，分配给小区#1的n×n转置代码集的序列是由M(G)的G行调制的。在图4b中，每个矩阵c^(k)(n),k=1,2,…,R都在第j个标量调制器1中与一个单一±1值元素的M_j(G)行相乘。由于M(G)是一个G×G矩阵，且调制序列每G个时钟重复一次，并且由于输入矩阵序列每R个矩阵重复一次(每个矩阵输入都有一个时钟变化)，所以形成了一个总序列，它每RG个矩阵，或每RGn个码片重复一次。这样，第i个调制矩阵序列输出是：

D⁽¹⁾ _i=[M_i1(G)c⁽¹⁾(n),M_i2(G)c⁽²⁾(n),…,

       M_i(j mod G)(G)c^(j mod R)(n),…,

       M_iG(G)c^(R)(n)]                   (5)这里D⁽¹⁾ _i是一个n×RGn矩阵，包含对应于M(G)的第i个调制序列的一个周期的n个PN代码。标记j mod R的意思是j-1除R后的余数加1，即余数((j-1)/R)+1=j mod R。应指出，为了标记简单，前面并未讨论D矩阵的大小，因为它不是一个正方形矩阵。总地来说，整个M(G)调制矩阵被用于生成矩阵 $D^{\left(1\right)}=\left[\begin{array}{c}{D}^{{\left(1\right)}_l}\\ \stackrel{.}{.}\\ D^{{\left(1\right)}_j}\\ \stackrel{.}{.}\\ D^{{\left(1\right)}_G}\end{array}\right]------\left(6\right)$ 其中，D⁽¹⁾为一个具有元素D¹ _l,…,D¹ _i,…,D¹ _G的一个Gn×RGn矩阵，包含Gn个长度为RGn个码片的PN代码，用于小区#1中。随后，利用转置PN代码C^(R+1) _(n),C^(R+2) _(n),…,C^(2R) _(n)为小区#2生成另一个Gn×RGn矩阵D⁽²⁾。在小区#2中，例如，同一调制矩阵M(G)可被用于生成D⁽²⁾，尽管一般来说，可能在每个小区中使用一个唯一的M(G)矩阵。类似地，对于所有Q个具有相异代码集的小区，可以，但不要求使用M(G)来创建代码集D⁽ⁱ⁾，这里i=1,2,3,…,Q。

由于前面标记有些复杂，所以，用以下两个相对简单的例子来解释本发明很有好处。例1：

首先，假设R=3，故，为每个小区分配了三个唯一的转置n×nWalsh矩阵。只对小区#1进行讨论，所述转置矩阵为C⁽¹⁾(n),C⁽²⁾(n)和C⁽³⁾(n)。假设CDMA系统只能工作在两个数据率下，即速率R_SH=Rc/n和R_SL=Rc/2n。这样，在该例中G=2,g=1。在这种情况下，调制矩阵M(G)只需是一个2×2矩阵。假设通过转置w(2)的第一个(且是唯一的一个)两列来生成调制矩阵M(2)。 $M\left(2\right)=\left[\begin{array}{cc}1& 1\\ -1& 1\end{array}\right]------\left(7\right)$ 然后，该转置调制矩阵被用于为小区#1生成D⁽¹⁾,D⁽¹⁾在这种情况下为一个2n×6n矩阵。 $D^{\left(1\right)}=\left[\begin{array}{cccccc}{c}^{\left(1\right)}\left(n\right)& c^{\left(2\right)}\left(n\right)& c^{\left(3\right)}\left(n\right)& c^{\left(1\right)}\left(n\right)& c^{\left(2\right)}\left(n\right)& c^{\left(3\right)}\left(n\right)\\ -c^{\left(1\right)}\left(n\right)& c^{\left(2\right)}\left(n\right)& -c^{\left(3\right)}\left(n\right)& c^{\left(1\right)}\left(n\right)& -c^{\left(2\right)}\left(n\right)& c^{\left(3\right)}\left(n\right)\end{array}\right]---\left(8\right)$ 该矩阵代表可在速率R_SH=Rc/n和R_SL=Rc/2n下使用的代表。在图5中举例说明了这一过程。

由于D⁽¹⁾为2n×6n的，所以，理论上有2n个代表可用于速率R_SL=Rc/2n。由于代码集C⁽¹⁾(n),C⁽²⁾(n),C⁽³⁾(n)是平衡代码集，所以D⁽¹⁾中的所有代码都是平衡的。进一步，不难看出，D⁽¹⁾有2n个在速率Rc/2n下的相互正交的行。由于向量C⁽¹⁾ _n(n),C⁽²⁾ _n(n)和C⁽³⁾ _n(n)为全+1元素的1×n向量，所以D⁽¹⁾的第n行，称为D⁽¹⁾ _n是一个有全+1值的1×6n向量，由于其差的平衡性及差的频谱特性，它不应被采用。进一步，D⁽¹⁾ _2n是一个1×6n向量，它有三组这样的值，即，n个“-1”值后跟n个“+1”值。该向量频谱特性也很差，不应使用。剩余的D(1)的2n-2行相互正交，有良好的平衡性及好的频谱特性。

如果希望支持速率为R_SH=Rc/n的用户，则只需分配D⁽¹⁾的第一个n-1行，这是因为，如以上所讨论的，第n行具有很差的频谱特性，并且，在该速率，在n-码片块上，随后的n行与第一个n行中的至少一行完全相关或反相关。这样，可以支持n-1个该速率上的用户，它是可以支持的速率为该速率一半的用户数量的一半。这强调了这样一个事实，即，不管系统中用户的速率如何，系统的总吞吐量是守恒的，这一点是和其它方案一样的。一个高速率的用户比一个低速率用户占用更多的系统吞吐容量。例2：

按照一个更复杂的第2个例子，进一步解释本发明。假设R=3并讨论小区#1中使用的代码。在该例中，仍假设R_SL=Rc/4n，故G=4,g=2。为生成M(4)，假设交换了w(4)的第3和4列，然后，将第1和2列成对与第4和3列交换，生成 $M\left(4\right)=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ -1& 1& 1& -1\\ -1& -1& 1& 1\\ 1& -1& 1& -1\end{array}\right]------\left(9\right)$ 该矩阵可被用于为小区#1调制转置矩阵序列。注意，当G非常小时，再排序矩阵M(G)不呈现较强的随机性。不过，若G＞4，则M(G)的随机性能显著提高。由于R=3,G=4，所以D⁽¹⁾为4n×12n，如图6a中的公式10所示。

图6a中的矩阵代表了可用于速率R_SH=Rc/n,R_s=Rc/2n和R_SL=Rc/4n的代码，如图6b所示。

在图6b，第一行例证了这样一个事实，即，若代码要被用于速率Rc/n，则有n-1个可用代码(假设基于C^(k) _n(n)的代码被删除)，即被M₁(4)调制的代码。在速率Rc/2n，有2n-2个代码可用，即基于M₁(4)和M₂(4)的代码。而且，和例1一样，基于C^(k) _n(n)的两个代码被删除。最后，有4n-4个代码可用于速率Rc/4n。在该速率下，使用基于M(4)的每一行的代码。

在例2所例证的系统中，不管用户的速率如何，系统能支持Rc(n-1)/n个符号/秒。这等于n-1个Rc/n的用户，4n-4个速率为Rc/4n的用户，或一些介于这两个速率之间的用户。

在分配代码这方面，应指出，对于不同的速率，要注意，应确保完全相关或反相关的代码对不能同时被分配给两个用户。若希望支持速率为R_SH=Rc/n的用户，则只分配D⁽¹⁾的第一个n-1行，这是因为，如以上所讨论的，第n行频谱特性很差，并且，在该速率的n-码片块上，随后的n行与第一个n行中的至少一行完全相关或反相关。在速率Rc/2n，可以分配D⁽¹⁾的第一个2n行中的2n-2行，等等。如果希望代码D⁽¹⁾ _j在速率Rc/n下激活，这里1≤jn≤-1，则不能再分配代码D⁽¹⁾ _j+n,D⁽¹⁾ _j+2n和D⁽¹⁾ _j+3n，这是因为，在速率Rc/n下，它们要么完全相关，要么完全反相关。相反，若希望在速率Rc/2n下使用代码D⁽¹⁾ _j，则还能再使用D⁽¹⁾ _j+n，这是因为，在速率Rc/2n下，它与D⁽¹⁾ _j正交。不过，在这种情况下，不能使用D⁽¹⁾ _j+2n和D⁽¹⁾ _j+3n，这是因为在速率Rc/2n下，它们是完全相关或反相关的。如果希望在速率Rc/2n下不使用代码D⁽¹⁾ _j+n，而是在速率Rc/4n下使用该代码，则可以在速率Rc/4n下使用D⁽¹⁾ _j+n和D⁽¹⁾ _j+3n。类似地，如果未在高于Rc/4n的任何速率下使用D⁽¹⁾ _j，则既使在Rc/2n下使用了D⁽¹⁾ _j+n，或D⁽¹⁾ _j+3n(因为它们是正交的)，仍可以在Rc/4n下使用D⁽¹⁾ _j和D⁽¹⁾ _j+2n。

要指出的重要的一点是，由于D^(k)不是它自身的函数，所以本发明所描述的代码构造技术不是递归的。换句话说，利用上述代码集构造技术，已知一定规模的一个代码集不足以生成一个大规模的相互正交的代码集。相反，要构造一个大的代码集，需生成一个新的M(2G)矩阵，并以一种适合于2G×2G矩阵的方式对其进行再置换。

另外，在U.S.Patent NO.5,751,761中所描述的将一个正交代码集与另一个PN代码调制的方法，也与本发明所描述的不同，因为在以前的技术中，每个代码都是由同一PN覆盖码调制的。相反，在本发明的代码集构造方法中，不是将一个单覆盖代码用于所有的正交代码。而是在最低速率下，将M(G)的G行之一用于c^(k)(n)序列中的每个代码上，且代码不是单独由c^(k)(n)序列唯一确定的。它只是M(G)行与提供单值代码的c^(k)(n)序列的乘积。另外，与常规覆盖码方案不同，M(G)序列每n个码片只迭代一次。例1(再回顾)

在例1中，为小区#1构造支持R=3和G=2的代码。现在强调的是，这些代码可被用在一个多小区环境中，不要求基站同步，现在考虑的是来自小区#2的干扰对小区#1的影响。在图7中，举例说明了小区#1和#2的代码间的可能的时间关系(注意时间偏移)。

由于基础再排序矩阵c(k)(n)都是唯一地被转置的，且对于任何偏移来说，它们的互相关性都类似于随机代码，所以，对于结果代码D(1)和D(2)的任何偏移来说，所得到的都是一个随机性的干扰。换句话说，这一系列的代码集允许有效的多小区操作，这是因为，一个集合的任何组成代码，相对于任何其它集合的任何组成代码，都呈现出近似随机性。这样，本发明应用可以达到这样一个所期望的特性，即，不需要利用集合D^(k),k=1,2,…,Q来使基站在时间上同步。进一步，可以看出，若R=3,Q=7,k=21，则该代码方案可以支持7个唯一的代码集，在图7中示出了前两个。

已讨论了一种为多速率CDMA系统生成正交代码集的当前推荐的方法，现在讨论几种实现方法。

初看上去，由以上所述生成代码的方案生成的代码很复杂。可是，应指出，有一种相当直接而紧凑的方法，用来在一个用户单元或用户终端内存储合适的代码集。图8举例说明了一个用户单元的PN代码生成器20的合适的实例。

在图8中，PN代码生成器20包括两个存储器22和24，它们是一个或两个ROM，或者更典型地，是非易失性随机存取存储器(RAM)，从而使代码矩阵在需要时可以改变。这两个存储器22和24分别被称为“C”ROM或RAM及“M”ROM或RAM。若所讨论用户位于小区#q中，这里q=1,2,…,Q，转置的集合序列c^(k)(n),k=(q-1)R+1,(q-1)R+2,…,(q-1)R+R存储在“C”存储器22中，其大小为n×Rn比特。M(G)矩阵存储在G×G位“M”存储器24中。于是，要使用的实际代码由一个微处理器26通过一个地址逻辑块28来控制，即，要读“C”存储器22的哪一行和“M”存储器的哪一行。地址逻辑块使用两个内部计数器，它们由一个码片时钟30计时，并由一个帧/脉冲时钟32复位，以确保所有用户的PN代码都有正确的相位。地址逻辑块28寻址“C”存储器22的Rn位行上的逐个码片位置，这是由微处理器26预先控制的。每当一个n位码片计数器翻转时，它启动一个G位计数器，该计数器用于挑选“M”存储器24中合适行的当前位。这样，“M”存储器24为n个连续码片输出相同的位，然后迭代。整个状态机每RGn个码片时钟周期翻转一次，它代表了同步代码的重复长度。由于某特定系统的帧或脉冲的长度可以不对应于整数个RGn码片周期，所以对每个帧或脉冲，状态机都复位到零。这就提供了一个所期望的特性，即，由于在同步或准同步CDMA系统中，用户是帧/脉冲同步的，且由于每个用户的PN代码序列每一个帧/脉冲复位一次，所以，如果由于某些原因，用户的码片时钟周期出现滑动，则用户可以迅速再同步。

关于图8中假设的二进制运算，要指出的是，存储在存储器22和24中的值具有二进制值0和1。在每个码片周期内，这些位利用门34异或以生成0或1码片值，换句话说，生成所期望的PN代码。假设在随后的调制阶段，0和1值的码片在调制过程中被再映射为-1和+1值的码片。这样，可以认识到，异或门34提供了标量次的矩阵乘法操作4，该操作在图4a中已有介绍，“C”存储器22对应于图4a的移位寄存器2,“M”存储器24对应于图4a中的移位寄存器3。

图9举例说明了一个固定无线系统(FWS)10，它适合于实施本发明。具体地说，FWS 10在一个空气链路上使用了一种基于CDMA技术的直接序列扩频频谱，以提供对用户的局部接入，并提供非常高质量，高可靠性的服务。FWS 10是一个同步CDMA(S-CDMA)通信系统，其中，从一个基站，也称为一个无线电基站(RBU)12，到多个接收机元件，此处也称为用户或用户单元(SUs)14的正向链路(FL)传输，在时间上是按符号和码片校准的，且其中，SUs 14用来接收FL传输并将其与多个传输之一同步。每个SU 14还在一个反向链路(RL)上向RBU 12发射一个信号，以将其传输的时序与RBU 12同步，并执行双向通信。FWS 10适用于实现一个电信系统，该系统在RBU 12和SUs 14间传递多速率语音和/或数据。从以上描述中可以很明显得认识到，当使用按本发明的正交PN代码集时，RBUs 12间不必互相同步。

RBU 12包括用来生成多个用户信号(USER-1到USER-n，图1中未示出)及一个同步副信道(SIDE-CHAN)信号(该信号被持续发射)的电路。这些信号中的每一个都被分配一个相应的PN扩频代码，并在被送给一个带天线12b的发射机12a之前被调制。在FL上发射时，该传输在90°相移上调制，并假设SUs 14包含合适的相位解调器，用于从中分解出同相(Ⅰ)和正交(Q)分量。RBU 12能够发射多个频道。例如，每个频道包括多达128个代码信道，并有一个范围在2 GHz到3 GHz之间的中间频率。

RBU 12还包括一个接收机12c，该接收机有一个与副信道接收机12d相连的输出。作为输入，副信道接收机12d接收来自接收机12c的扩频信号，一个比例因子信号和一个副信道去扩频PN代码。后两个信号来自一个RBU处理器或控制器12e。比例因子信号可以是固定的，也可以是在反向信道上进行发射的SUs 14的数量的函数。副信道接收机12d向RBU控制器12e输出一个检测/未检测信号，表明一个对来自SUs 14之一的传输的检测，并输出一个功率估计值x。一个读/写存储器(MEM)12f双向连接到RBU控制器12e上，以存储系统参数及其它信息，例如su时序相位信息和功率估计值。

一个网络接口单元(NIU)13，通过适用于本地公用网络的模拟或数字中继，将RBU 12连接到公用网络上，例如公共交换电话网(PSTN)13a。RBU 12利用E1中继连接到NIU 13上并利用一个同轴电缆连接到其主天线12b上。SU 14通过无线电接口与RBU 12通信，如以上所述。

在例证实例中，SU-RBU空气链路在由91 MHz或119 MHz带宽分隔的每个方向上，提供一个分离的2.72 MHz(包含保护带为3.5MHz)信道。额定工作频谱为2.1-2.3 GHz或2.5-2.7 GHz。不过，该系统可被设计为这种形式，即，只要发射和接收频率间的频谱掩模和分隔保持在每ITU 283.5规格，则频率可在1.8到5 GHz间变化。至于每ITU 283.5规格，如图10所示，共允许有96个频率对。例如，RBU 12可以在3’频带内发射并在3频带内接收，SU 14可在3频带内发射并在3’频带内接收。

按照以上参考的由Leon Nieczyporowicz,Thomas Giallorenziand Steven B.Perkins，在1999年9月6日题为“PN Code Selectionfor Synchronous CDMA”，的美国专利NO.09/328,546，中所描述的发明，通过对Walsh代码集矩阵再排列，可以改善Walsh代码集的频谱特性。

在Walsh代码矩阵(不管是再排序的或扰频的)中，有一列是全1。在同步CDMA系统的常规操作中，可能会出现一些相关数据(例如，一个同步模式，来自一个语音编码器的一个特定无声模式等)。为克服这一问题，Walsh矩阵的一些行可被反演。这就防止了全1列引起复合信号中的大的相关尖峰，大的相关峰值会引起非线性损伤(即削波)的出现。

在再排序Walsh集中，代码有不同的自相关和互相关属性。在同步CDMA系统中，可以有一个异步信道(例如副信道)，用来同步刚刚进入系统的用户，或失同步的用户，或者，系统中可以有一些极有可能按异步工作或成为异步信道的信道。为做到这一点，希望创建一个Walsh代码集(不管是再排序的或扰频的)，它包含一些在所有时间偏移上都具有好的自相关和互相关属性的代码字。

一个重要方面是再排序Walsh代码集，它与简单地搅乱Walsh代码集不同。如前面所述，搅乱Walsh代码的一般做法是，生成另一个与Walsh代码等长，或更大长度的PN代码(例如前面参考的覆盖码)，然后，将Walsh集中的每个代码与覆盖码异或。

不过，按照前面参考的专利应用，再排序Walsh代码集的作法是，交换Walsh代码集矩阵的列，也有可能反演代码字集中的一个或多个代码字，以避免相关数据所造成的降级。

通过再排序操作，保持了Walsh代码集的平衡性，在每个代码字(除了全1代码字)中，+1的数量等于-1(或0)的数量。通过反演一些代码字，可以降低相关数据引起的任何降级。还有，通过允许异步用户，系统变得更强健并具有更大的灵活性。

图11a举例说明了一个例证Hadamard矩阵(将-1当作0)。通过对Hadamard矩阵的列再排序，构造再排序Hadamard代码。例如，利用图11b中的再排序代码(RC)对图11a中的Hadamard矩阵再排序，所得再排序Hadamard(RH)代码矩阵见图11c。注意，第三列被移到了第一列的位置，第1和2列被向右移动了一列位置。

在这种情况下，再排序Hadamard成为一个时间偏移的Hadamard，其代码被再编号。不过，对于8阶以上的Hadamard，再排序会生成完全不同的代码集。为生成再排序代码，可通过在代码未端放置128个代码来延长m-序列生成器的状态。也可使用随机生成的再排序代码。例如，图14示出了一个随机数生成器16的方块图，它向一个移位寄存器18输出一个再排序模式或代码16a，移位寄存器18具有经过一个XOR功能块20的反馈。

检查图11c，可以很明显地看到，使用再排序Hadamard代码的一个优点在于，除了全1代码外，所有代码都是完全平衡的。

若CDMA系统中的所有被发射信号都需要扩频，则很明显，全1代码字应被丢弃。这使得可用代码数量减少了1。不过，如前面所述，一些行可以被反演以防止全1列引起复合信号中大的峰值。

利用图14所示的任意随机或伪随机序列生成器，可以生成再排序代码。例如，生成一个从1到N的随机序列(N是Walsh代码的长度，或小于该长度)。然后，Walsh代码的每一列都按照其在再排序模式或代码序列中的位置被再排序，如图12所示。

注意，也可通过将Walsh代码的第一列移到第三列，第二列移到第五列等来进行再排序。不过，若仔细看图12中的例子，可以清楚地看到，再排序代码不是原始的walsh代码的一个时间偏移版本。

还应重点指出的是，结果代码集不是通过简单地将一个覆盖代码应用到原始Walsh代码集上得到的，这是因为，获得全1代码字的唯一途径是将Walsh集的代码之一用作覆盖码，并利用Walsh集的一个代码作为一个覆盖码，简单地对代码字再编号。

对代码字反演的一个重要目的是提供一种简单方法，以降低发射相关数据时的峰值信号电平。参照图13，要反演代码字，首先应定义一个反演模式。然后，通过将一行中的每个元素与反演模式中与其相对应的元素相乘，来应用该反演模式。这样，再排序代码集中的第1行由反演模式中的第1行乘，等等。

若系统10中的所有信道可被用来发射同一数据(例如，一个帧开始处的一个同步模式)，则所得波形是该代码集的每列的和。对于再排序代码集，假设所有用户正在发射一个1，于是，可以将每列相加以确定所发射的波形为：

tx_waveform_reordered_code=[00008000]。然后，检查同样条件下，反演后的再排序代码集，其结果是：tx_waveform_reordered_code_w_inversion=[22-622222]。注意，尽管没有对例中的反演代码进行优化，被发射信号的峰值仍由8降为了6(只关心幅值)。尽管在该例中只有很小的改进，但若代码集的规模为128，则峰值可由128降到大约75。这有利于允许对相关数据的操作，而不会引起削波。

按本发明，图9的RBU 12，或一些其它处理器，具有生成图11a-11c,12和13中所示的再排序(并可能反演)代码的能力，并能如前面已具体描述的那样，利用转置矩阵M(G)调制或乘该代码，以生成正交PN代码集，用于多速率FWL CDMA系统10。

前面已参照具体实例，描述了本发明，应该理解到，在不脱离本发明范围和精神的前提下，可以对本发明的形式和细节进行修改。

Claims (20)

1．一种构造平衡PN代码集的非递归方法，该代码集用于一个码分多址(CDMA)通信系统，该方法包括以下步骤：

对一个G×G±1值的矩阵实施一个约束置换，以生成一个调制矩阵M(G)；并

通过用M(G)的逐个标量元素调制R个唯一n×n置换代码集c⁽¹⁾(n)到c^(R)(n)，利用调制矩阵M(G)为第一个小区生成一组可用PN代码。

2．权利要求1所述的方法，其中使用调制矩阵M(G)的步骤包含执行一个标量次的矩阵乘法。

3．权利要求1的方法，其中，使用调制矩阵M(G)的步骤利用整个M(G)调制矩阵来生成一个矩阵 $D^{\left(1\right)}=\left[\begin{array}{c}{D}^{(1{)}_l}\\ :\\ D^{(1{)}_j}\\ :\\ D^{(1{)}_G}\end{array}\right]-----\left(6\right)$ 其中D⁽¹⁾是一个Gn×RGn矩阵，其元素D¹ _l,…,D¹ _j,…D¹ _G包含Gn个长度为RGn码片的PN代码，用于第一个小区。

4．权利要求3中的方法，其中，利用置换PN代码c^(R+1)(n),c^(R+2)(n),…,c^(2R)(n)和同一或另一个调制矩阵M(G)，为第二个小区生成另一个Gn×RGn矩阵D⁽²⁾。

5．权利要求1中的方法，其中所述CDMA通信系统是多速率同步或准同步CDMA系统之一。

6．权利要求1的方法，其中，所述实施一个约束置换的步骤包括以任意次序有选择地置换成对列中的列，四列组中的列对，八列组中的四列组，及更高阶(若出现的话)。

7．一种构造平衡PN代码集的非递归方法，该代码集用于一个码分多址(CDMA)通信系统，该方法包括以下步骤：

置换第一个正交Hadamard矩阵的列；

利用该置换Hadamard矩阵调制第二个置换正交Hadamard矩阵，以生成能支持多速CDMA操作的平衡PN代码集；并

作为传输速率的一个函数，从平衡PN代码集中向CDMA通信系统的一个用户分配至少一个PN代码。

8．权利要求7中的方法，其中，所述CDMA通信系统是多速率同步或准同步CDMA系统中的至少一个。

9．一种改善同步或准同步CDMA通信系统中所用的PN代码集的频谱特性的方法，包括以下步骤：

提供一个PN代码集矩阵；

按照一个再排序代码交换PN代码集矩阵中的列，以此来对PN代码集矩阵的列再排序，生成一个再排序矩阵；并

用一个置换调制矩阵来调制再排序矩阵。

10．权利要求9的方法，其中再排序步骤还包括反演再排序矩阵中的至少一个代码字的步骤。

11．一个同步或准同步CDMA通信系统，包括：

一个能同多个用户单元进行双向无线多速率通信的无线基站；和

一个控制器，用于根据一个预定的再排序代码交换一个Hadamard代码集矩阵的列，以此来对该Hadamard代码集矩阵的列再排序，生成一个具有改善的频谱特性的再排序的伪随机噪声(PN)代码集，然后，用一个转置调制矩阵调制该再排序矩阵以生成可用的PN代码，并按用户数据速率的一个函数，将单个的可用PN代码分配给发出请求的用户。

12．权利要求11中的一个系统，其中，所述控制器还包括一个装置，用来反演再排序矩阵中的至少一个代码字。

13．一种用于改善从一个Hadamard矩阵中导出的PN代码的频谱特性的非递归方法，该PN代码用于一个同步或准同步CDMA通信系统，该方法包括以下步骤：

提供一个Hadamard矩阵；

根据一个再排序代码对Hadamard矩阵的列再排序，生成一个再排序Hadamard矩阵；并

用一个乘法矩阵乘再排序Hadamard矩阵的元素，该乘法矩阵是对G×G Hadamard矩阵做约束置换得到的。

14．权利要求13中的方法，其中再排序步骤还包括定义一个反演模式的步骤，并利用该反演模式反演再排序Hadamard矩阵中的至少一个代码字。

15．权利要求13中的方法，包括利用一个随机或伪随机数发生器生成再排序代码的一个初始步骤。

16权利要求14中的一个方法，其中，反演步骤包括用反演模式的一个相应元素乘再排序Hadamard矩阵一行中的每个元素。

17．权利要求14中的一种方法，其中，再排序Hadamard矩阵是一个i行j列的矩阵，且反演模式是一个i行一列的矩阵。

18．分配平衡扩频代码的一种方法，该代码用于一个同步或准同步码分多址(CDMA)通信系统，该方法包括以下步骤：

对一个G×G±1值的矩阵实施一个约束置换，非递归地生成扩频码，实施约束置换的作法是，以任意次序，有选择地置换列对中的列，四列组中的列对，八列组中的四列组，及更高阶(若出现的话)；并

利用M(G)的逐个标量元调制R个唯一n×n置换代码集c⁽¹⁾(n)到c^(R)(n)，由此，利用调制矩阵M(G)为第一个小区生成一组可用扩频代码，可用扩频码见于矩阵 $D^{\left(1\right)}=\left[\begin{array}{c}{D}^{{\left(1\right)}_l}\\ \stackrel{.}{.}\\ D^{{\left(1\right)}_j}\\ \stackrel{.}{.}\\ D^{{\left(1\right)}_G}\end{array}\right]------\left(6\right)$ 其中，D⁽¹⁾是一个Gn×RGn矩阵，其元素为D¹ _l,…,D¹ _j,…D¹ _G；和

只从D⁽¹⁾的第一个n行中为最高数据率的用户分配扩频代码，只从D⁽¹⁾的第一个2n行中为第二最高数据率用户分配扩频代码，只从D⁽¹⁾的第一个4n行中为第三最高数据率用户分配扩频码，以此类推，从而避免了同时向两个用户分配完全相关或反相关的扩频代码。

19．权利要求18中的一种方法，其中，使用调制矩阵M(G)的步骤包括执行标量次的矩阵乘法。

20．权利要求18中的方法，其中，利用置换扩频代码c^(R+1)(n),c^(R+2)(n),…,c^(2R)(n)和同一或另一调制矩阵M(G)，为第二个小区生成另一个Gn×RGn矩阵D⁽²⁾。

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