CN1496621A - 非线性码分多址技术的方法和设备 - Google Patents

Abstract

利用列简约和行简约Hadamard正交矩阵，称之为Go－CDMA矩阵，构造一类n×l非线性块码，称之为Go－CDMA码。此处n，l是正整数：按照帧长度l≤αn发射n个用户数据码片，其中α是帧扩展因子。该码把包含二元消息数据的n矢量变换成二电平或多电平l矢量进行传输，其中l≥n。该码是二元消息数据的可逆变换，若在一些输入矢量元中没有消息数据时，和编码与解码之间添加噪声，则有一些差错纠正。编码利用整数算术运算和整数量化运算，最好是某些sign运算。Go－CDMA码可以在CDMA通信系统中实施，用于改进常规CDMA和TDMA系统中许多测量的性能。编码和解码可以包括：加扰和解扰基于随机码的Go－CDMA编码信号。

Description

非线性码分多址技术的方法和设备

技术领域

本发明一般涉及码分多址(CDMA)通信技术，具体涉及选取和利用一类非线性扩展码以提高CDMA技术的性能特性。

背景技术

与早几代通信技术比较，最近的技术进展导致通信电子器件速度更快，消耗较少的功率和较廉价。这又使包括固定通信和移动通信的全球通信市场的快速增长。这种快速增长通过不断增加的通信技术用户数目，增加的服务以及用户的可用带宽得到证实。

当前的多用户通信系统技术包括：码分多址(CDMA)和时分多址(TDMA)，二者广泛地在移动通信中得到实现。TDMA作为数字无线技术在美国(IS-136)和欧洲(GSM)得到使用。在过去的几年中，在数字无线系统中已经实施CDMA(IS-95)，并具有某些改进的性能特征。因此，CDMA似乎要超过TDMA，成为第三代移动通信系统的优选技术，除了提供高质量话音服务之外，第三代移动通信系统还试图提供高速的数据服务。

CDMA和TDMA在几个方面有不同的性能特征。CDMA的运行是把消息位编码成码序列，调制后通过无线信道传输。与TDMA对比，编码可以纠正信道噪声造成的一些传输差错，至少在小于通信信道满占用率的情况下。

在广泛使用的CDMA移动蜂窝式装置中，从基站到移动单元可以并行地发送高达64(或256)个信号。在现实的噪声环境中，这个数目受到法律或其他考虑可以发射的峰值功率限制。因此，需要在复合CDMA信号的发射信号功率与支持并行CDMA激活用户数目之间进行平衡。虽然高的发射信号功率通常导致接收机中较好的覆盖和信号接收，但这也造成相邻小区中的高噪声。移动通信系统的性能指标是复合CDMA信号的峰值与平均值功率之比(PAP)。高PAP一直是CDMA系统的固有问题。已开发脉冲整形和诸如连续相位调制技术的复调制技术，用于减轻高PAP的负面效应。

尽管有了上述的技术，但问题仍然存在。这些问题表现在CDMA系统中引入专用数据信道，用于脉冲整形的和复调制技术。这种专用信道可能降低系统的总体带宽。另一个结果是，CDMA系统可能要求更昂贵的电子器件，例如，具有大动态范围的线性功率放大器，用于处理有高PAP或许多数据信道的信号。这对于单位成本很敏感的移动通信单元是特别有问题的。

因此，需要一种用于平衡CDMA优点的新系统和方法，该系统和方法可以提高CDMA的性能，允许运行在高数据速率的第三代环境中。还需要有一种可以减轻与高PAP相关问题的系统。还需要在CDMA性能方面有这样的改进，在现有的CDMA系统内能够以低成本实施硬件，软件或固件装置以实现性能的提高。还需要可以降低PAP的系统，从而消除或减小信号整形数据信道或昂贵电子器件的需要，例如，大动态范围的线性功率放大器。

或者，在发射高PAP复合信号时，还需要开发有较好非线性失真容限的代码。

发明内容

按照本发明，在码分多址信号编码期间，通过利用新的一类非线性块码，提高码分多址技术的性能。这类非线性块码称之为Go-CDMA码，并在详细描述一节中按照其数学性质给予定义。总而言之，Go-CDMA码是利用列简约和行简约Hadamard正交矩阵构成的n×l非线性块码，该矩阵称之为Go-CDMA矩阵。参数n，l是正整数：n代表按照帧长度l≤αn发射的用户数据码片，其中α是帧扩展因子。Go-CDMA码把包含二元消息数据的n矢量变换成二电平或多电平l矢量进行传输，其中l≥n。

Go-CDMA码可应用于码分多址通信系统，在许多测量中给出优于常规CDMA和TDMA系统的性能。这些测量包括：例如，峰值与平均值功率之比(PAP)，作为l/n和n/A函数的差错纠正，用消息数据速率表示的信道容量C，作为信噪比(SNR)函数的发射误码率，干扰来自相邻小区的信号干扰比(SIR)，通信小区中激活用户数目的上限，和编码和解码中的计算工作量。

Go-CDMA码和Go-CDMA编码很适合于在任何CDMA系统中实施。它们特别适合于高带宽CDMA系统，例如，第三代和更高代CDMA系统。此外，在包括移动通信单元，基站，发射并行数据消息流的发射站或接收站的任何CDMA系统中，与常规的CDMA系统比较，Go-CDMA实施方案可以允许较少的信号整形开销和较廉价的电子器件。

按照本发明的一个实施例，一种编码基于Go-CDMA码的码分多址信号的方法，包括：提供多数逻辑编码块，其中每个编码块包括Go-CDMA矩阵。该方法还包括：编码基于多数编码块的数据消息，和通过通信信道发射编码的数据消息。

多数编码块可以包括：单个编码级，两个编码级，三个编码级，或多个编码级。该方法还包括：编码基于多数编码块的多个数据消息。数据消息可以包括：与激活用户有关的至少一个数据消息，与伪激活用户有关的至少一个数据消息，和/或与非激活用户有关的至少一个数据消息。在每个相邻对编码级之间还可以有置换级，取决于究竟是否实施多个编码级。多数编码逻辑块还可以作为查阅表实施。在这种情况下，编码是基于查阅表完成的。

数据消息可以包括：三元格式或单极二元格式的数据元素。此外，每个数据消息可以从间隙数据源接收的数据中导出。

按照本发明的另一个实施例，一种解码码分多址信号的方法，包括：提供多数逻辑解码块，其中每个解码块包括基于Go-CDMA码的Go-CDMA矩阵。该方法还包括：通过通信信道接收信号，并基于多数编码块解码该信号的数据消息。这个方法本质上是上述编码过程的逆过程。

按照本发明的另一个实施例，一种提供码分多址信号的方法，包括：至少编码一个基于Go-CDMA码的数据消息流；加扰基于随机码的编码数据消息流；和通过通信信道发射加扰的编码消息流。按照这种方式，多个数据消息流可以通过无线媒体被编码，加扰和发射。例如，该方法可以在移动通信单元或基站中执行。此外，数据消息流可以是相关的，不相关的，或串行数据流。若该方法是在基站中执行的，则数据消息流可以与不同的移动单元有关，每个移动单元可以有与其相关的多个数据流。该方法可以包括：至少编码一些基于非Go-CDMA码的数据消息流；加扰基于随机码的非Go-CDMA编码数据消息流；和通过通信信道发射加扰的非Go-CDMA编码数据消息流和Go-CDMA编码数据消息流。

一种解码Go-CDMA信号的方法可以包括：通过通信信道接收加扰的编码消息流；基于随机码和识别随机码的识别信息解扰编码的数据消息流；和基于Go-CDMA码解码数据消息流。基于导频信号中的数据或从呼叫建立信号交换协议导出的信息可以确定识别信息。该方法还可以包括：通过通信信道接收加扰的编码消息流；基于随机码和识别随机码的识别信息解扰非Go-CDMA编码的数据消息流和Go-CDMA编码的数据消息流；基于识别信息分开非Go-CDMA编码的数据消息流与Go-CDMA编码的数据消息流，和分开地解码非Go-CDMA编码的数据消息流和Go-CDMA编码的数据消息流。

按照本发明的另一个实施例，在标准的多码CDMA(MC-CDMA)编码模式中，Go-CDMA码用作非线性失真容限替换。在Go-CDMA码替换普通正交码的这个实施例中，形成的高PAP复合信号对信号退化有较大的容限，信号退化是由于通信系统中高功率放大器和其他非线性干扰引入的非线性失真。

附图说明

参照详细的描述并结合附图，可以更充分地理解本发明的上述特征和优点，其中：

图1表示有相加噪声的通信信道。

图2表示按照本发明实施例的多址编码-解码通信系统。

图3A和3B表示移动通信中所用CDMA系统的功能方框图，该系统包括按照本发明实施例的编码和解码块。

图4表示TDMA，CDMA和多数逻辑系统中发射的峰值与平均值功率之比的示意图。

图5表示按照本发明实施例利用3×3单级多数逻辑码的二级多数逻辑编码模式，用于编码(或反向箭头所示解码)高达9个激活通信信道。

图6表示按照本发明实施例利用Hadamard子矩阵的多数逻辑编码。

图7表示按照本发明实施例的多数逻辑解码模式，用于解码从第i发射机接收的第i消息。

图8表示按照本发明实施例利用16×5单级Go-CDMA码的二级Go-CDMA编码模式(或反向箭头所示解码)，用于编码(或解码)高达25个激活用户。

图9表示按照本发明实施例利用16×5单级Go-CDMA码的三级Go-CDMA编码模式，用于编码(或反向箭头所示解码)高达125个激活用户。

图10表示按照本发明实施例利用16×5单级Go-CDMA码的四级Go-CDMA编码模式，用于编码(或反向箭头所示解码)高达625个激活用户。

图11表示按照本发明实施例的激活用户数据和伪激活用户数据作为数据矢量d。

图12表示按照本发明实施例在CDMA系统内编码传输数据的方法。

图13表示按照本发明实施例在CDMA系统内解码接收数据的方法。

图14表示按照本发明实施例产生Go-CDMA码的方法。

图15A表示按照本发明实施例的移动通信中所用Go-CDMA系统的功能方框图，该系统在编码和解码模式中采用随机加扰码。

图15B表示按照本发明实施例的移动通信中所用Go-CDMA系统的功能方框图，该系统在编码和解码模式中采用随机加扰码，并允许在相同的基站或移动单元中同时实施Go-CDMA编码和另一种编码模式，或在移动单元中按照双模移动单元配置实施。

具体实施方式

在码分多址(CDMA)信号编码(和解码)期间，通过利用新的一类非线性块码提高CDMA技术的性能。这类非线性块码称之为Go-CDMA码，并在以下的Go-CDMA技术综述和Go-CDMA矩阵，编码，解码和优选实施例两节中按照它的数学性质给予定义。在描述按照本发明的Go-CDMA编码和解码之前，给出相关通信技术综述，其中包括可以实施Go-CDMA编码和解码的那些技术综述。

I.相关通信技术和编码模式综述

单小区或多小区多用户通信系统的当代技术包括：CDMA和时分多址(TDMA)。这些技术广泛地应用于移动通信，其中TDMA是在欧洲使用的GSM移动电话系统的基础。

为了说明这种通信系统，图1表示多用户通信系统存在的环境。参照图1，通信信道100表示成信道中有相加噪声。通信信道可以是，例如，空气，空间，诸如导线，传输线，或微波元件的电连接，或光纤。传播通过通信信道1的入射信号s受到通信信道中噪声的影响，导致在传输线的远端形成s+noise。

图2表示多址编码-解码通信系统200的示意图。系统200包括多个传输消息，作为编码块210的输入。编码块210编码该消息，并通过有噪通信信道100发射编码消息作为复合信号。解码块220接收包含噪声的复合信号，并通过这样一个过程解码编码的消息，该过程一般是编码过程的逆过程。

编码块210和解码块220都表示成单块。在复用光纤通信系统的情况下，例如，确实可能是单个编码和解码块，与它们接口的光纤是通信信道100。或者，在移动通信系统中，例如，编码块210和解码块220中的一块或两块实际上是复式的编码块或解码块，各块之间有唯一的相对空间位置。图3A和3B表示这种情况。

参照图3A，图3A表示通信装置。该通信装置可以是任何的通信装置，包括：例如，蜂窝式通信中使用的基站300或移动通信单元310。装置300，310可以包括：与天线340耦合的调制/解调单元320，编码单元210，解码单元220，任选的前置和后置编码解码单元330，处理器350，存储器360和I/O单元370。

处理器350可以是微处理器，微控制器，数字信号处理器，专用集成电路或任何其他适合于控制装置300，310运行的其他装置。处理器350控制装置300和310的运行，并可以耦合到该装置内的每个功能块以控制它们的运行。或者，装置300，310内所示的任何或所有功能块可以是与处理器分开的装置。确切地说，它们的功能可以由处理器完成。通过执行存储器360中存储的程序指令，处理器可以控制装置300，310，使功能单元变成激活的，与它们所在的具体实施例无关。

存储器360存储数据，并可以存储装置300，310内处理器350或其他单元执行的程序指令。存储器可以包括：易失性存储器，非易失性存储器，或二者。存储器可以包括：只读存储器(ROM)和只读存储器装置，如CD-ROM装置，硬盘和软盘驱动器，随机存储器(RAM)，数据库和任何其他类型的存储器或存储器装置。

I/O单元370可以包括：任何类型的输入/输出装置，其中包括显示器，键盘，传声器，扬声器，摄像机，振动装置，连接到网络的modem，例如，PSTN，局域网或宽域网或服务器的互连网络，称之为互联网的路由器和网桥。

在运行期间，处理器350可以使装置300，310经天线340打开与另一个通信装置的通信信道，该通信装置遵循CDMA或TDMA协议。在无线蜂窝式电话的情况下，通信信道可用于电话呼叫。处理器350还可以从I/O单元370或存储器360接收信号，例如，话音或数据信号，且基于接收的数据或话音信号，可以输出数据消息到前置和后置编码解码单元330。该数据消息可以回送通过编码单元210和调制/解调单元320，并从遵循正确通信协议的天线340输出。类似地，在相反的方向上，处理器可以经天线340，解码单元220，前置和后置解码单元330接收数据消息。然后，基于接收的数据消息，处理器可以输出信号或其他数据到一个或多个I/O单元370，或可以存储数据到存储器360。按照这种方式，装置300，310可以代表该装置的用户完成通信功能。

前置和后置编码解码单元330是任选的，例如，可用于插入(在解码情况下解密)差错纠正码到数据消息中，交叉或去交叉数据，或在编码之前或解码之后处理该数据消息。在插入差错纠正码的情况下，可以利用任何的差错纠正或差错保护模式，其中包括循环冗余检验(CRC)模式和前向纠错(FEC)模式。

编码解码块可以是常规的CDMA或TDMA编码块。或者，按照本发明，编码块210和解码块220可以按照本发明实施增强CDMA性能的Go-CDMA扩展码模式。或者，二者可以同时存在于混合系统中，如图15B所示。

调制/解调单元320可以是具有任何合适放大器的装置，基于TDMA或CDMA模式，建立调制的输出信号s，其中包括利用Go-CDMA技术的CDMA模式。

若CDMA模式通信装置300，310包括执行程序指令的处理器或其他装置，用于完成编码块210和解码块220的编码解码功能，则可以利用数据和编程指令更新存储器360，配置编码块210和解码块220以实施按照本发明的Go-CDMA编码和解码模式。程序指令和数据可以经一个或多个I/O单元370或经天线340接收的数据装入到存储器360。

图3B表示多个移动单元310通过有噪无线信道100与基站300进行蜂窝式通信的示意图。可以把移动台310和它各自的编码单元210考虑为图2所示的单个编码单元210，用于编码n个数据消息通过有噪信道100进行传输。在这种情况下，可以把基站单元和它的解码单元220考虑为相当于图2所示的单个解码器220，用于解码n个接收的复合信号加噪声的数据消息。

通常利用几种复用数据消息的编码模式。其中包括：

·利用线性Hadamard矩阵块码的正交CDMA。

·利用线性伪随机码的直接序列伪随机CDMA。

·TDMA利用正交CDMA码类的(微小)单位元素。

·多码CDMA(MC-CDMA)。

在第三代宽带移动通信标准中，已经选取CDMA方法。潜在的技术是多数逻辑编码，它还没有大量地传送给任何广泛使用的通信系统。现在，按照它们的性质讨论这些模式。

系统容量：对于给定的有噪通信信道，有理论上限的数据传输速率，称之为Shannon-Hartley信道容量，在此速率下数据可以无差错地进行传输。实际的模式未能达到这个上限。在多小区无线环境下，TDMA利用所谓的频率分配，这意味着相邻小区没有运行在相同的频带上。CDMA利用通过直接扩频的帧扩展因子以避免频率分配。

差错纠正性质：在CDMA的情况下，因信道中的噪声存在一些码片差错纠正。纠错独立于激活用户的数目A≤n无关。此处n是用户数目的上限。若A等于n，则是满占用率，换句话说，是最大负荷的情况。

在TDMA的情况下，通信信道中噪声的纠错是不可能的，不管该信道是否工作在小于满负荷的情况。用户数目上限n的增大不可能获得纠错增益，而这正是CDMA技术的竞争优势。

码字之间的Hamming距离是线性块编码模式的纠错能力的关键性决定因素。这个距离越大，纠错能力就越大。在TDMA中n＞1的情况下，这个距离的最小值是2，而在CDMA中n×l个块码的情况下，这个距离最大值是l/2，其中l≥n是2的乘幂，即，2，4，8，16，32…。通常，直接序列正交CDMA码是l＝n的平方，随后是伪随机CDMA码。

峰值与平均值功率之比的性质：通信小区中允许发射的峰值功率是受法律或其他考虑的限制。峰值与平均值发射功率之比的标志为PAP。对于TDMA，PAP在满负荷情况下为1，否则为n/A，见图4所示。PAP为1是理想的，为了使给定峰值功率限制下信噪比(SNR)的最大化。

在CDMA中，发射的信号是A个同步单极二元信号之和。它称之为A元信号。在CDMA中，峰值与平均值功率之比为A。这个比率随信道中容纳的激活用户数目增加而增大。请注意，在理论上，这种增大限制了可以同时利用CDMA无线通信小区的用户数目n；而在实际上，功率控制算法降低CDMA系统的实际PAP。

计算工作量：例如，在移动或低成本接收机中的计算工作量限制比中心站发射机中的更重要。计算工作量还影响接收机的功率消耗和极限电池寿命。CDMA系统要求矢量整数乘法和稀疏矩阵整数乘法运算。对应的TDMA计算是微不足道的。

多数逻辑码：在通信系统中有称之为多数逻辑码的非线性码，它可应用于按照本发明实施例的CDMA编码信号。为了复用n个用户，建议的码字长度为l≥2ⁿ-1。若n＝3，则l≥7；n＝4，l≥15；n≥5，l≥63；n＝6，l≥127；n＝7，l≥255；等等。随着n的增大，由于相关的系统容量损失，帧扩展因子α在应用中变得不现实的高。这种码在市场中还没有得到充分利用，其他人的最新研究已得出结论，在关键问题没有突破的情况下，它们的最佳前景可能是在少数用户的专用市场。其引人注目的应用性质是，PAP值为1，如同在TDMA的情况，见图4所示。此外，在小于满占用率的情况下，有一些差错纠正，虽然在某个占用率平下可能引入差错。实施方案是很简单的，因为代码中的非线性仅仅包括对线性码输出的sign运算。这可以看成是对选票中“是”或“否”的计数，因此，多数逻辑的特征就是多数选票计数。

对于奇数高达7个激活用户的正方和单级码的情况，已完成多数逻辑码的大部分工作，变换二元消息数据到二元传输数据。在不是所有用户都激活的情况下，仍可能有差错纠正。然而，也可能有确定性差错。就是说，即使通过无噪声信道进行传输，还可能产生差错。这发生在5个用户和2个非激活用户的情况。在A≤n＝7的情况下，已建议和研究利用码字长度大于7的某些码，虽然差错纠正得到改进，但在某些占用率水平的无噪声情况下，仍然可以有差错。按照实际的情况，这种差错排除了广泛接受单级多数逻辑编码。

存在二级多数逻辑编码的概念。例如，在3×3代码上已作了模拟试验以实现奇数激活用户高达9个用户的模式。标准多数逻辑编码首先应用于3组3个用户。然后，9个输入信号重排序，准备应用于3批3信号集合。解码是反向的双多数逻辑编码过程。图5表示这种情况。

多数逻辑编码是非线性编码，还没有完整的理论。多数逻辑码的产生是这样一个问题，它出现非多项式(NP)困难：耗费所有可能性的计算工作量至少以2^(n×n)阶次的速率增长，它是2的n平方乘幂。尽管如此，申请人已发现Go-CDMA码是一类实现非线性逻辑编码方法潜在能力的代码。

Hadamard矩阵是其元素在集合{-1，+1}中的矩阵H(n)，其中H(n)′×H(n)＝n×I(n)。若n是4的倍数，则存在正方n×n实矩阵H(n)。对于n是2的乘幂，这包括Hadamard正方n×n实矩阵H(n)。就是说，n属于由元素{2^m}构成的标志为N的集合，其中m是正整数集合Z⁺＝{1，2，3，4，…}。因此，

N＝{n＝2^m|m∈ Z⁺}，或N＝{n＝2，4，8，16，32，…}。(1.0)

n为2乘幂的这些Hadamard矩阵H(n)可以通过递归方法构成，它涉及单极二元形式矩阵的Kronecker乘积，其元素是在集合{-1，+1}中，如下所示：

$H\left(2^{(m+1)}\right)=H\left(2\right)\⊗H\left(2^m\right),H\left(2\right)=\left[\begin{array}{cc}1& 1\\ 1& -1\end{array}\right]---\left(1.1\right)$

这个Kronecker乘法运算在H(2^m)中用H(2)代替{+1}，而用-H(2)代替{-1}。例如，

    H(4)＝H(2¹⁺¹)＝H(2)H(2¹)

$=\left[\begin{array}{cc}H\left(2\right)& H\left(2\right)\\ H\left(2\right)& -H\left(2\right)\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ 1& -1& 1& -1\\ 1& 1& -1& -1\\ 1& -1& -1& 1\end{array}\right]---\left(1.2\right)$

更一般地说，考虑第i行和第j列相交处标量元素x_ij的矩阵X＝(x_ij)，则XY是用矩阵x_ijY代替X中x_ij构成的矩阵。Hadamard矩阵H(n＝2^m)＝(h_ij)是(n×n)矩阵，其元素的取值是在集合{-1，+1}中；就是说，H(n)是单极二元形式的矩阵。令h_i ^r表示H的第i行和h_i ^c表示H的第i列，则

$H=[h_1^c,h_2^c,\·\·\·h_n^c],$

$H^{\′}=[h_1^r,h_2^r,\·\·\·h_n^r].$

其中的撇号表示矩阵的转置。就是说，H′＝(h_ji)，或相当地，对于所有的i，j，在H中用元素h_ji代替元素h_ij形成H′。

首先对所有的单极矩阵元素加1，再把结果除2，可以得到单极二元形式的极矩阵，其中元素是在集合{0，1}中。通过对所有的元素乘2，再从其中减去1，可以恢复单极形式的矩阵。

可以把单极二元矩阵H(n)的矩阵行看成是二元数，其中每个矩阵行是二元数字(例如，从左向右读)。这些行有相当的十进制数。对于矩阵的列也同样适用，即，矩阵转置的行。因此，H(n)可以用n个十进制数的集合或序列表示。

Hadamard矩阵H是正交的，其中H′H是n倍的单位矩阵，n×n矩阵I(n)。就是说，H′H有n个对角元素，每个对角元素为n，其他元素为零。

现在描述利用Hadamard矩阵进行编码。这是第一级正交CDMA编码的基础。考虑数据列n矢量d为给定离散时间的数据。为了简化表示，假设d中每个元素d_i是由特定用户产生的，称之为第i用户；有一组n个可能的用户。激活用户的数据是{-1}或{+1}，非激活用户的数据设置成{0}。一般地说，d是三元数据矢量。

在Hadamard矩阵编码中，发射的数据实际上是n矢量，它是根据标准矢量与矩阵乘积得到的，如下所示：

s＝Hd                                   (1.3)

因此，s中第i元素s_i＝标量积(h_ijd_j)对所有的j求和。显而易见，假设有A个激活用户，s_i是在{-A，+A}范围内带符号的整数，它是根据整数乘法得到的。

通过逆运算可以从s恢复d，

$d=\frac{H^{\′}s}{n}=\mathrm{sign}\left(\frac{H^{\′}s}{n}\right)---\left(1.4\right)$

其中矢量的sign是每个元素的符号，如下所示：

或者，可以给出sign函数的非常规定义，如下所示：

或

请注意，公式(1.6)是Go-CDMA实施例中sign运算的优选定义。虽然公式(1.6)的定义不是新的，但用公式(1.6)代替公式(1.5)在多级多数逻辑编码中的应用是新的，并可以按照本发明实施例给予实施。公式(1.5)中的非线性运算导致三元输出，而公式(1.6)中的任何运算总是二元的。

借助于H的正交性，可以根据H′s＝H′Hd＝nI(n)d＝nd恢复d。此外，对元素在集合{-1，+1}中的矢量进行sign运算不会引入变化。在多用户系统中，利用分配给第i用户仅仅一个码字，即，H′的第i行矢量，第i接收机仅解码元素d_i。就是说，标志为H_i ^c的H中第i列矢量。因此，对第i用户的解码是提取标量d_i，如下所示

$d_i=\frac{h_i^{c\′}s}{n}---\left(1.7\right)$

在无差错传输的情况下，d_i属于三元集合{-1，0，+1}。然而，在有差错传输的情况下，对于激活用户和接收机对，h_i ^c′s/n可能不在集合{-1，+1}中，其中sign(h_i ^c′s/n)是在这个集合中。因此，d_i的估算值标志为

是，

${\hat{d}}_i=\mathrm{sign}\left(\frac{h_i^{c}s}{n}\right)---\left(1.8\right)$

Hadamard码是一类正交码的特殊情况，因为在以上的编码中，H可以用任何的正交矩阵A代替，其中的性质是AA′正比于I。Hadamard码的优点是，它们的元素属于集合{-1，+1}，因此，乘法是很简单的，它们的Hamming距离(以下定义)对于这种正交码是最大的。

若利用元素为集合{0，1}中单极二元形式的正交码，且激活用户数据也是单极二元形式，则上述的矩阵编码和解码过程是逻辑异或运算，而不是标准的矢量与矩阵乘积运算。若正交码和激活用户数据是单极二元形式，则通常利用标准的矢量与矩阵乘积的方法。

Hamming距离和差错纠正：线性块码H的码字是H的行和列。二元码的两行或两列之间的“距离”是一行中的元素数目，该行中的元素不同于其他行中对应的元素。Hamming距离是行之间或列之间所有可能距离中的最小距离。对于Hadamard码H(n)，其中n∈N，Hamming距离是d_min＝n/2。Hamming距离的标准理论指出，在解码中纠正(d_min/2)-1个差错。

伪随机编码：伪随机编码遵从与正交编码相同的模式，保存伪随机序列产生的正交码矩阵元素，矩阵标志为P。通常，P是具有整数帧扩展因子α的矩形码(αn×n)矩阵。它具有相同列块的分块对角，是长度为α的伪随机码字矢量。在这种编码中

s＝Pd，

$\hat{d}=\mathrm{sign}\left(P^{\′}s\right)=\mathrm{sign}\left(P^{\′}\mathrm{Pd}\right)=d---\left(1.9\right)$

在相加信道噪声的情况下，其标志为noise，则

$\hat{d}=\mathrm{sign}\left(P^{\′}(s+\mathrm{noise})\right)=\mathrm{sign}(d+P^{\′}\mathrm{noise})---\left(1.10\right)$

这种编码的一个优点是，当α变大时，P′(noise)项接近于噪声项的平均值，因此减小噪声对信号的相对效应。这是与噪声特性无关的情况，所以在多小区应用中变得很重要。在这种情况下，噪声包括来自相邻小区的干扰。这些小区利用不同P的矩阵码，其标志为P_I，因此与P′P比较，P′P_I是相对地小。

TDMA编码：在TDMA系统中，H是用单位矩阵代替，因此，s＝I(n)d，以及d＝I′(n)s＝I′(n)I(n)d＝d。第i用户琐碎地“解码”接收的信号s以实现d_i＝s_i，s_i是s的第i元素。

在TDMA中，频分复用小区信号，为的是减小来自相邻小区的干扰。可用的频谱被分成β个频带，通常β＝4左右，给相邻小区分配不同的频带。存在一个称之为频率分配的分配频带过程。在CDMA系统中，利用伪随机CDMA编码可以避免这个过程，它被认为是CDMA的主要优点。为了使接收机正确地解码从发射机接收的信号，该发射机实施伪随机CDMA编码，接收机必须知道伪随机实施方案。这种置换矩阵形式的信息可以从发射机经导频CDMA信道或经数据信道发射到接收机。或者，可以预先存储所有相关的置换矩阵到通信装置中的存储器或存储块。在这个实施方案中，从发射机经导频CDMA信道或经数据信道发射到接收机的信息仅用于寻找通信装置中存储器或存储块内使用的正确置换矩阵。

MC-CDMA编码：在MC-CDMA系统中，利用Hadamard矩阵H，因此，s＝H(n)d，和d＝H′(n)s＝H′(n)H(n)d＝d。因为MC-CDMA并行地发射多个CDMA编码的扩频信号流，因此，发射的信号可能有在n与-n之间的变化信号电平，其中n是并行数据流的总数。MC-CDMA系统的性能指标是复合MC-CDMA信号的峰值与平均值功率之比(PAP)的幅度。高PAP一直是MC-CDMA系统的固有问题。人们已开发了脉冲整形和复调制技术，例如，连续的脉冲调制技术，用于减轻高PAP的负面效应。

多数逻辑编码：

在利用正方块(非线性)码的常规多数逻辑编码中，通过删除仅由元素{+1}构成的第一行和第一列，使Hadamard矩阵H(4)或H(8)的大小减去1。这实现正方多数逻辑编码矩阵，标志为M(3)或M(7)。因此，删除的作用是可以得到清晰的多数表决，可能仅适用于集合N中奇数的情况，不适用于偶数的情况。然后，利用M(7)(或M(3))的多数逻辑编码编码7矢量(或3矢量)d，

          s＝sign(Md)                      (1.11)

其中利用公式(1.5)中的sign运算。其结果是三元矢量，而不是二元矢量。图6表示这种编码的情况。解码是利用运算 $\hat{d}=\mathrm{sign}\left(M^{\′}(s+\mathrm{noise})\right)$ 完成的。(s+noise)项是有相加噪声的接收信号矢量。码字m_i ^c是M的第i行，具有码字m_i ^c的第i接收机进行解码

${\hat{d}}_i=\mathrm{sign}\left({m_i^c}^{\′}(s+\mathrm{noise})\right)---\left(1.12\right)$

图7表示这种解码的情况。PAP是1。

多数逻辑编码的一种变化是利用某个矩形码(l×n)矩阵。M(l，n)用于l＞n的情况。例如，在n＝7的情况下，对码M(n×2n)＝[M(n)|+M(n)]和M(n×2n)＝[M(n)|-M(n)]进行测试以获得改进的差错纠正。此外，已经注意到长度为l≥2ⁿ-1的多数逻辑码只是从2ⁿ大小的Hadamard矩阵中选取任意n列，或删除一行。

II.Go-CDMA技术综述

Go-CDMA技术适合于在CDMA通信系统中实施。Go-CDMA编码是中心站发射机中使用的非线性多级编码。接收机中的Go-CDMA解码涉及相反的过程。Go-CDMA多级码是利用建议的Go-CDMA非线性积木块码的互连构成。而这些积木块码是由满足建议的Go-CDMA矩阵定义性质的Go-CDMA矩阵构成。这些约束保证系统在部分负荷条件下理想的纠错性质。在这节中给出定性的综述，而在下节中给出按照本发明实施例中技术的更精确数学描述。

积木块Go-CDMA码：Go-CDMA积木块码是矩形非线性码，由满足Go-CDMA矩阵定义性质的矩形Go-CDMA矩阵构成。该矩阵是从正交Hadamard矩阵中的各行和个列提取的。该编码要求利用这些矩阵对数据进行线性整数算术运算以及某些sign，sgn，Sgn或整数舍入非线性运算。sign运算的定义是公式(1.5)，而sgn和Sgn运算的定义分别是公式(1.6)和(1.18)。

首先考虑简单的单块l×n Go-CDMA码的情况。这是对A≤n个激活用户按照l＝αn≥n个码片帧长度发射二元数据的的情况，其中帧扩展因子为α＝(l/n)≥1。编码涉及包括消息数据的单极三元矢量的线性块编码，随后是量化运算，例如，sgn运算，或在多级编码中使用的这种运算变化，称之为Sgn运算。这产生多电平传输数据。在传输这个数据之后，第一级解码涉及多电平数据的线性块解码，随后是sgn运算以恢复二元消息数据估算值。

不失普遍性，输入矢量信息的元素在三元集合{-1，0，+1}中。第i用户数据是消息矢量的第i元素。若用户是激活的，则数据是单极二元数据，其元素是在集合{-1，+1}中；若用户是非激活的，则数据就是集合元素{0}。若在传输中有暂停，则通常发射标记码，其元素是在集合{-1，+1}中。选择发射{0}可以在暂停期间引起接收中的噪声。

对于多小区通信系统的情况，在不同小区中利用不同代码，可以抑制一些相邻小区干扰。

利用一个积木块码，不管激活用户数目多少，Go-CDMA编码没有所谓的确定性差错。它纠正差错，在A＝1的情况下，若l是偶数，则近似线性地从l/2减小；若l是奇数，则从(l/2)-1减小。在A＝n的满负荷情况下，这种减小到一个正整数。该正整数标志为e(l)，它也是随l的增加而增大，虽然不一定是单调的，它在积木块码中的范围是[2，7]，其中n≤4，l≤16。例如，具有这些优选差错纠正性质的积木块码尺寸是8×3，16×5，12×5，20×7和24×7。

对于特定的帧扩展因子，Go-CDMA积木块码实现差错纠正，它随最大用户数目n增加而线性地增大，且随n的增大每个用户的计算也简单些。n的上限约为n＝8，因为若超出这个数目，则获得满意Go-CDMA矩阵定义性质所需的帧扩展因子α在多级编码的应用中变得太大。

通过并行Go-CDMA积木块，保存积木块内差错纠正，可以实现单级Go-CDMA编码中高用户数目的增加，但不可能有交叉块差错纠正，除非随后是几级Go-CDMA编码。

二级Go-CDMA编码：二级编码是具有适当互连的两个兼容，单级，并行，块编码级的串联。最好是，互连设计成实现积木块码差错纠正能力的按比例增大，或者至少可以实现最佳的按比例增大。在相同尺寸积木块的情况下，这种Go-CDMA码可以方便地用于单个积木块码处理用户数目平方的用户数目。

考虑一对a×b和c×a Go-CDMA单级码，其中每个单级码是由并行连接a₁×b₁和c₁×a₁积木块码构成。于是，在实现c×b码的两级互连中，其目的是实现1→b个用户，c/2→e(c)个纠正差错。因此，随着在二级编码中用户数目按平方增加，其目的是帧中纠正的差错也是按平方增加。

作为一个例子，考虑多级编码中实施的16×5Go-CDMA单级积木块码。这个积木块有5矢量输入端和16矢量输出端。这种积木块的互连可以实现256×25Go-CDMA码。这种互连装置是这样安排的，在第一级编码中总数为25个输入驱动5个并行积木块。这第一级的五组输出端，总数为80个输出端，变成第二组16个并行积木块的输入端，现在给出256个输出端。图8表示这种情况。

解码过程是使信息流反向，因此，在传输之后，输出端变成解码块的输入端。在没有传输信道噪声的情况下，这些输入传输通过两级的单级解码以恢复原始消息。在接收机中，每个接收机仅仅解码给它分配的信息。应用二级Go-CDMA编码有两条规则。

规则1：第一级积木块中没有两个输出端应当变成单个第二级积木块的输入端。只要遵从这条规则，连接可以是系统的或伪随机的。这条规则保证在多级编码中有最佳的差错纠正，因此，具有按比例放大单个积木块码的差错纠正能力。

规则2：在一个通信小区内，选自相同尺寸积木块非线性码集合中任何的码是从较大一类中伪随机选取的。实现这条规则是保证利用标准积木块的不同级之间互连是伪随机的。只要遵从这条规则，利用多级Go-CDMA编码的每个小区有“随机的”不同代码，因此，利用帧扩展因子可以减小解码过程中的蜂窝间干扰。

以上的规则不是强迫性的，而是遵从这些规则可以得到二级或多级Go-CDMA编码模式的最佳结果。若非最佳结果已足够，则在二级或多级Go-CDMA编码模式中可以利用任何可逆的置换运算。

多级Go-CDMA编码：三级Go-CDMA编码是具有适当互连的三个兼容，单级编码的串联。每级是通过并行合适尺寸的积木块码构成。最好是，互连设计成实现积木块码的差错纠正能力的真正按比例增大，从而实现单个积木块码可以处理的用户数目立方的Go-CDMA码，至少是在所有积木块都相同的情况下。考虑a×b，c×a，f×c的Go-CDMA单级码。于是，在实现f×b的三级互连中，其目的是实现1→b个用户，f/2→e(f)个纠正差错。图9表示这种情况。

四级Go-CDMA编码是二级和三级Go-CDMA编码方法的扩展。这可以有效地以4次方增加积木块尺寸，从而按比例提高差错纠正性质。利用两个嵌套二级码，可以实现四级Go-CDMA编码。图10表示这种情况。

利用矩形块码形成不同的扩展帧大小，可以允许用户有不同等级服务或服务质量。某些数据可能比实现准确传输的其他数据更重要，因此，可以给这个用户数据分配扩展长度码。

在多小区无线应用中，选择的帧扩展因子通常为α＝64或更大，这是实现相邻小区干扰抑制远远“优于”频率分配所需要的。

其他的Go-CDMA方案：在本发明的另一些实施例中，容易设计满足比较宽松Go-CDMA矩阵定义性质的大积木块Go-CDMA码。这些Go-CDMA码降低了差错纠正能力，并且在部分负荷情况下还引入确定性差错，除非预先采取措施加以防范。若使用这种Go-CDMA码，则可以产生伪数据，或许就是{+1}，在编码和传输之前代替可能小的子集非激活用户。选取这种子集使差错纠正最大化。这种伪数据还可用于保证奇数激活用户发射二元信号，如在传统的多数逻辑编码中，或用于消除某些用户数目和利用某些“不太优选”码出现的确定性差错。因此，我们可以考虑n个用户的情况，其中包括A个激活用户和变成伪激活的某些非激活用户，以及剩余的非激活用户。要求这种伪激活用户数据以消除确定性差错的代码例子是512×20代码。

若利用异或运算进行计算需要完全补充伪激活用户，则把{-1，0，+1}集合中三元元素的原始数据组有效地转换成单极二元集合{-1，+1}，其中的0表示非激活用户。图11表示把包括激活用户数据，伪激活用户数据和非激活用户数据在内的用户数据汇集成n矢量d。

若用户数目限制n事先规定在整数…3，4，5，6，7，8…的整数乘幂集合之外，则有一些合适的实施方案，但或许是不太优选，因为它们似乎是过于复杂了。一种方案是利用每级中不同码长度完成多级Go-CDMA编码，另一种方案是包含非激活用户使用户数目扩充到属于一个优选方案所需的某个数目n。

差错纠正：对于积木块n×lGo-CDMA码，Go-CDMA矩阵各列之间的最小距离(Hamming距离)通常是在[2，(l+1)/2]的范围内，对于2行，至少n＞3。其他的测量是Go-CDMA码矩阵的奇异值或本征值。这些测量对于行和列的排序是不变的。利用实现最大Hamming列距离接近于(l+1)/2的Go-CDMA矩阵和最大与最小奇异值之比的最小比率(接近于1)给出良好的差错纠正性质。作为差错纠正的例子，对于特定的16×4Go-CDMA码，在满负荷下有2个误码纠正，增大到A＝1个激活用户的7个误码。在多级编码中，其目的是有效地按比例增大到这些差错纠正数字。

在小于满信道占用率时，Go-CDMA编码是这样的，可以纠正信道噪声引入的一些差错。较大长度l的码字，其因子为2，4，8…，总是可用于实现较大的信道差错纠正，以及降低相邻小区干扰的相对强度，但存在容量损失。若没有相邻小区，或许就产生使帧扩展因子大于1的想法。然而，若存在相邻小区干扰，以及在没有频率分配的情况下，则必须使帧扩展因子至少达到40才可以与利用频率分配的TDMA进行竞争。

在实际应用中，随着通信小区中可允许用户数目n的增大，满占用率或高占用率的机会就减小，就有更多的差错纠正。一群小区中各个小区之间的码分配也降低了高占用率和增加差错纠正。与CDMA比较，Go-CDMA有可能处理每小区较大的用户数目。

计算工作量：单级Go-CDMA编码和解码有简单的实施方案，单级积木块码的计算工作量与相同尺寸的目前线性块编码模式的计算工作量相当，而升级主要是软件或固件的变化以改变线性码和附加的数学运算。例如，可以包括sgn运算的量化运算和整数舍入运算，用于实施Go-CDMA编码。实际上，多级Go-CDMA编码也同样不比CDMA编码费时，虽然其解码要求给用户增加的计算工作量高达一个数量级。

多数逻辑编码目的：通过充分地远离常规的多数逻辑编码方法，Go-CDMA实现多数逻辑码成为有用的目的。例如，本申请人已开发多数逻辑码的“完整”集合，它不引入确定性差错，至少在现实的帧扩展因子情况下。这个集合是相对地稀疏。本申请人还产生这样一个Go-CDMA码集合，它对所有激活用户不引入确定性差错，而对其他用户可能引入差错。这些代码集合包括早先研究的n＝3和n＝7不完整代码集合，以及字长为l≥2ⁿ-1的代码。为了与当前的CDMA和TDMA进行竞争，级次为256的代码是需要的。这种代码可以用作Go-CDMA码。为了在小区间干扰方面与TDMA进行竞争，具有帧扩展因子α≥64的Go-CDMA码是优选的。

III.Go-CDMA矩阵，编码，解码和优选实施例

按照以下各种方法定义Go-CDMA矩阵性质，其中包括利用公式和所附的描述。这些定义指出什么矩阵可以考虑为Go-CDMA矩阵。包括Go-CDMA矩阵各行和/或各列的代码考虑为Go-CDMA码。我们研究a×b矩阵M(a，b)，其标志为M，其中a≥b，且有实的有限元素。还研究数据b矢量d，其中元素d_i是在三元集合{-1，0，+1}中。于是，若以下的公式成立，则它表示为Go-CDMA矩阵，

$d_i=\mathrm{sgn}\left({m_i^c}^{\′}{Q}_k\left(\mathrm{Md}\right)\right),$ 其中所有的i∈{i|d_i∈{-1，+1}}  (1.13)

或在k＝1的情况下，

$d_i=\mathrm{sgn}\left({m_i^c}^{\′}\mathrm{sgn}\left(\mathrm{Md}\right)\right),$ 其中所有的i∈{i|d_i∈{-1，+1}}  (1.14)

其中m_i ^c是M的第i行。在以上的定义公式中有一个量化运算Q_k(·)。这是一种标准运算，把集合[-a，+a]中的输入整数转换成属于集合[-k，-i]和[+1，+k]的输出，其中整数k≤a。转换公式允许任意的变换，但这些变换必须是确定的。例如，整数空间可以被“减半”，首先使每个整数减半，再利用整数舍入运算，使[-2k，2k]范围内的输入整数可以变换成以上的集合。因此在明显的标记中，应用round(Md/2)。此处，对于-1≤r≤1，round(r)＝sgn(r)。还可以容易地使用多个“减半”。此外，集合[-qk，qk]中的整数可以变换成所需的集合，其中q是整数，首先把每个整数除q，再进行舍入运算。请注意，sgn(·)＝Q₁(·)。此外，还要注意，若k＝a，则Q_a(Md)＝Md，该运算是简单和线性的，其中Md≠0。

此处，把能够满足(1.13)和/或(1.14)中定义运算的任何码矩阵可以考虑为Go-CDMA矩阵。

一级Go-CDMA编码：利用Go-CDMA码矩阵M，一级Go-CDMA编码是，

      s＝Q_k(Md)                (1.15)

其中s是发射信号的a矢量，一般是三元矢量，而sgn和量化运算与Go-CDMA矩阵定义性质中的相同。信号s是2k元。若k＝1，Q₁(Md)＝sgn(Md)，则s是三元的。

一级Go-CDMA解码：对应的Go-CDMA解码级是，

$\hat{d}=\mathrm{sgn}\left(M^{\′}r\right)---\left(1.16\right)$

其中r是传输之后的接收信号，因此它是S+noise，其中标志noise表示相加传输信道噪声。

考虑Go-CDMA矩阵M₁＝M₁(a，b)，M₂＝M₂(c，a)。于是，我们把二级Go-CDMA编码定义为应用单级Go-CDMA编码，随后是第二个单级Go-CDMA编码。

二级Go-CDMA编码：对于满足(1.14)的Go-CDMA矩阵M₁＝M₁(a，b)和满足(1.15)的Go-CDMA矩阵M₂＝M₂(c，a)和置换矩阵P，二级Go-CDMA编码是，

      s＝Q_k(M₂PSgn(M₁d))        (1.17)

其中s是发射信号的c矢量，它是三元或(2k+1)元矢量。请注意，量化符仅适用于第二级。此外，k＝1，Q₁(Md)＝sgn(Md)，则s是三元的。还应注意，代替对矢量M₁d的sgn运算，采用如下标志为Sgn的变型运算：

            其中x是矢量。

二级Go-CDMA解码：对应的Go-CDMA解码级是，

$\hat{d}=\mathrm{sgn}\left({M_1}^{\′}{P}^{\′}\mathrm{sgn}\left({M_2}^{\′}r\right)\right)---\left(1.19\right)$

三级Go-CDMA编码：利用满足公式(1.14)的Go-CDMA矩阵M₁，M₂和满足公式(1.14)或(1.13)的M₃以及合适尺寸的置换矩阵P₁，P₂，则三级Go-CDMA编码是，

    s＝Q_k(M₃P₂Sgn(M₂P₁Sgn(M₁d))  (1.20)

其中s是发射信号的c矢量，而k是满足k≥1的某个整数。量化符仅适用于最后级。

三级Go-CDMA解码：对应的Go-CDMA解码级是，

$\hat{d}=\mathrm{sgn}\left({M_1}^{\′}{P}^{\′}\mathrm{sgn}\left({M_2}^{\′}{P_2}^{\′}\mathrm{sgn}\left({M_3}^{\′}r\right)\right)\right)---\left(1.21\right)$

多级Go-CDMA编码和解码：对于四级和更高级解码，现在建立生成的相同模式。

Go-CDMA矩阵性质保证，在非线性编码和解码过程中，对于任何A≤n激活用户没有确定性差错。当d_i∈{0}时，对于非激活用户可能有差错，但这种差错没有目的地。

多级解码中的“软判定”Go-CDMA检测：另一个实施例的Go-CDMA解码包括：对于最后级解码块之外的Go-CDMA解码，利用“软判定”基检测。在中间Go-CDMA解码级中，“软判定”基检测算法可以提供优于“硬判定”基检测算法约2dB的信号增益。

例如，对于以上(1.19)的二级Go-CDMA解码，“软判定”解码有这样的结构

$\hat{d}=\mathrm{sgn}\left({M_1}^{\′}{P}^{\′}\mathrm{sgn}\left({M_2}^{\′}r\right)\right)---\left(1.22\right)$

对于以上(1.21)的三级Go-CDMA解码，“软判定”解码有这样的结构

$\hat{d}=\mathrm{sgn}\left({M_1}^{\′}{P}^{\′}\mathrm{sgn}\left({M_2}^{\′}{P_2}^{\′}\mathrm{sgn}\left({M_3}^{\′}r\right)\right)\right)---\left(1.23\right)$

对于四级和更高级解码，现在建立生成的相同模式。

“软判定”Go-CDMA检测在最后级之前有效地保持前几级中检测的所有信息，给予多级接收机比“硬判定”基中间检测可能的更好信号接收。

Go-CDMA矩阵M(a，b)作为带符号的置换矩阵：按照本发明实施例的一类Go-CDMA矩阵是一类带符号的置换矩阵。带符号置换矩阵的所有元素为零，在每行和每列中保存一个和仅仅一个属于{-1，+1}集合的元素。

根据Hadamard矩阵列的Go-CDMA矩阵M(a，b)：在表1中，给出由Hadamard矩阵中b列构成和提取a行构成的Go-CDMA码矩阵M(a，b)。这种Go-CDMA矩阵部分地继承Hamming距离的性质，取决于保留多少行和多列，以及具体的选取。还请注意表1中在满负荷e下的纠正差错。

Go-CDMA矩阵M(a，b)作为分块对角的Hadamard子矩 阵：若M_i(a_i，b_i)是所有i∈{1，2，…q}的Go-CDMA矩阵，则分块对角矩阵也是Go-CDMA矩阵，

M(a，b)＝block diag{M₁(a₁，b₁)，M₂(a₂，b₂)，…M_q(a_q，b_q)}    (1.24)

其中a₁+a₂+…+a_q＝a，b₁+b₂+…+b_q＝b。当然，最简单的情况是所有的a_i等于a₁，所有的b_i等于b₁。一种特殊情况是q＝a₁，因此，M(a，b)＝M(a₁ ²，ab)。

Go-CDMA增广矩阵M(a，b)：若M(a_i，b)是所有i∈{1，2，…q}的Go-CDMA矩阵，则以下的增广矩阵也是Go-CDMA矩阵，

M(a，b)＝[M₁(a₁，b)′，M₂(a₂，b)′，…M_q(a_q，b)′]′，(1.25)

当然，最简单的情况是M_i(a_i，b)都相等。

一类Go-CDMA码矩阵：有一类满足以上Go-CDMA矩阵性质的码M_class(a，b)，它是由这样一种码M(a，b)构成，其中M(a，b)各行和各列所有可能的重排序，且所有可能的行和列符号发生变化。即，

M_class(a，b)＝{(P(a)M(a，b))P(b)′|P(m)是所有带符号m×m置换矩阵的集合}(1.26)

定义M(a，b)的码字为M(a，b)的各列以及和-M(a，b)的个列。通过从这组码字中选取所有可能的有序k码字，可以构成完整集合M_class(a，b)。若选取一个码字，则不包括它的负值。有2^bb！个不同成员码：对于b＝4，这个数字是16×24＝384，而对于b＝8，这个数字是(256)×(40,320)＝10,321,920。若利用sign运算，则这个完整集合M_class(a，b)作为Go-CDMA码矩阵是有效的。否则，若利用sgn，Sgn或量化运算，则仅仅这个完整集合的子集合适用于Go-CDMA编码模式。

下列的表代表Go-CDMA码的子集合，它是基于任意编码平台上实施特定的Hadamard序列所选取的。

表1：根据从H(n)中各行和个列构成的Go-CDMA矩阵M(a，b)

n	行a	列b	纠正的差错e	H(n)中保存的列
					32	2至6，9，11，13，16，17，20，21，23，24，27，29，30，32	≤5	1	8，15，21，25，28
16	1至16	≤5	2	2，7，12，15，16
					12	1至12	≤6	0	2，5，7，8，9，10
8	1至8	≤3	1	1，3，7

按照本发明实施例一个基本码矩阵M的Go-CDMA编码和解码：考虑由Hadamard矩阵M构成的Go-CDMA码矩阵M(a，b)∈M_class(a，b)。然后，根据这个矩阵构成Go-CDMA积木块码。利用这一个积木块，依此构成二级，三级，或四级Go-CDMA编码块。根据M(a，b)中分块对角矩阵，构成二级编码和解码的M(a²，ab)，M(ab，b²)。或构成三级编码和解码的M(a³，a²b)，M(a²b，ab)，M(ab，b³)。或构成四级编码和解码的M(a⁴，a³b)，M(a³b，a²b²)，M(a²b²，ab³)，M(ab³，b⁴)。

对于每个对角块，从M_class(a，b)中选取M(a，b)对于小区中的所有用户是相同的，但在各个小区之间是伪随机的，以保证减小相邻通信小区在相同频谱下发射的干扰。

在每级编码(和解码)与下一级之间，可能有一个“夹层”级，它是利用P矩阵对每级输出进行置换运算，为的是对输入到下一级的输出重排序。因此，在二级模式的编码过程中，利用每个第一级编码的矢量输出形成a×b矩阵的各列，提取和串接矩阵的各行形成一个行矢量。当然，在解码过程中，利用逆置换矩阵。就是说，矢量输入变成矩阵的行，从该矩阵提取各列以形成矢量输出。

最佳级数，用户数目限制和帧扩展因子：对于小于64的较大用户数目，最广泛使用的多级Go-CDMA编码是二级编码。对于更大的用户数目，三级编码可适用于512个用户，而四级编码可应用于更多的用户。一级编码受到其差错纠正能力的限制，但可用于任何用户数目限制。对于移动通信所用的n用户码分复用技术，用户数目限制n的精确数字是64，512，625，1296，或整数高达8的平方，立方，或四次方。把这个数字与目前常规的CDMA使用64，128和256个用户数目进行比较。

随着n的增大，Go-CDMA技术不能维持改进的性能。所以，按照本发明的一个实施例，n应当在其他系统设计的约束下保持最大。

最佳帧扩展因子α取决于相邻小区干扰的期望电平。在这种干扰为零的情况下，如在频率分配中，最好是，采取最小长度码字给出的小因子。否则，为了与TDMA和频率分配进行竞争，码字长度可以增大到实现40以上的理想因子。选取的例子是实现小于128的最小α值，但是容易获得较高的因子，只要在选取的积木块矩阵M(a，b)中对于特定的b有较高的a值。此外，我们可以利用较高阶Hadamard矩阵，或建立复合的Go-CDMA矩阵。

信号的前置编码和后置解码：为了改进高信道噪声中的传输误码率，如在有这种信道的所有通信系统中，应用信号的常规前置编码和后置解码是有益的。

实现本发明的其他实施例：Go-CDMA矩阵定义性质(1.13)的广义化是允许数据矢量d中W元数据，其中W＞3，和在广义化定义性质中利用合适的量化运算。这在当前的应用环境中可能是不太优选的，因为在目前设想的应用中复杂性可能是不适当的。然而，它确实可以使Go-CDMA编码和解码推广其所有的sgn运算成量化运算以给出进一步的选择。

除了最后的解码级之外，利用Go-CDMA矩阵定义性质中的sign运算代替sgn或Sgn是一种选择。在这种情况下，必须注意第二级或后级编码的实施，因为零元素输入数据不再代表非激活用户，因此，这些零元素不引入差错。

另一个折衷的实施例是用于放松对Go-CDMA码矩阵的要求。考虑a×b矩阵M，即，M(a，b)，和数据n矢量d，其元素d_i是在二元集合{-1，+1}中，然后选取这样的矩阵，对于所有的d满足：d＝sgn(M′sgn(Md))。现在，当所有用户都是激活用户时，没有确定性差错，否则可能有差错。因此，在需要实现无确定性差错时，需要添加伪激活用户。如果认真地考虑这种折衷，表2中列出根据Hadamard矩阵H(a)导出的有用特定码。

表2：具有松弛约束的Go-CDMA矩阵M(a，b)。此处a＝2^m。

m	a	b	H(2m)中保存的列
4	16	9	1至5，7，9，10，13
				4	16	10	1至5，7，9，10，13，16
5	32	11	1至11
				5	32	12	1至11，17
6	64	13	1至12，17
				6	64	14	1至12，17，33
7	128	15	1至13，17，33
				7	128	16	1至13，17，33，65
8	256	17	1至14，17，33，65
				8	256	18	1至14，17，33，65，129
9	512	19	1至15，17，33，65，129
				9	512	20	1至15，17，33，65，129，257
10	1024	21	1至15，17，33，65，129，257，513
				10	1024	22	1至17，33，65，129，257，513

以上的模式能够容易地把这些结果扩展到较高的b值。另一种选择是通过常规的后置伪随机CDMA编码与前置伪随机CDMA解码的结合实现附加的帧扩展。

其他的实施例可以利用择一的符号函数运算，或Go-CDMA编码语境下的异或运算，以便有效地获得相同或相似的性质。

其他的实施例可以利用一级或多级Go-CDMA多址模式与其他多址模式进行组合，用于复用和去复用移动单元和基站中相同用户或多个不同用户的多个数据流。在这个实施例中，利用本发明不是与多址模式并行的，而是与其他多址模式进行组合。一个简单的例子是Go-CDMA模式用于复用CDMA复用器中阵列的编码信号，为的是达到Go-CDMA编码的理想性质，该信号有恒定的包络和接近于1的PAP。在这种组合内确实存在一个或多个Go-CDMA块中位置的其他变化，这些变化也是在本发明请求保护的Go-CDMA编码/解码的实施例范围内。

在单级或多级Go-CDMA实施方案中，其他实施例可以在不同Go-CDMA编码和解码块中利用不同的sign，sgn和Sgn运算。这个实施例与其他多址模式的并行利用和组合也是在Go-CDMA编码和解码的范围内。

本发明的其他实施例包括：在单级或多级Go-CDMA系统中，在不同的Go-CDMA编码和解码块中利用Go-CDMA编码和解码过程的不同实施方案。这些不同的实施方案包括：表查阅，码变换，逻辑运算和其他的数字信号处理技术，这些技术实现与Go-CDMA中sign，sgn和Sgn运算相同的目的。在Go-CDMA系统中，利用这些不同的实施方案可以代替sign，sgn和Sgn运算或与这些运算相结合。

本发明的其他实施例利用单级和多级Go-CDMA模式中运算的灵活性。我们以图8所示二级Go-CDMA方案作为例子。在这个模式中，多种数据速率可以给予系统中的特定用户或数据流。若要求这个模式中的用户或数据流以高于基本最小速率的高速率进行发射，则可以按照这样的方式完成，在第一级Go-CDMA中给予用户或数据流多个输入信道，和/或允许该用户或数据流一起旁路第一级。在图8中，第二级Go-CDMA中任何一个输入的速率是第一级Go-CDMA模式中单个输入端速率的16/5倍。显然，对于单级Go-CDMA系统，仅仅有分配多个输入信道的灵活性。在解码过程中，与Go-CDMA编码运算的任何方案是相应地反向进行。这个实施例允许Go-CDMA在通信系统中支持不同数据消息的多个数据速率。这种类型实施例的另一个应用是利用Go-CDMA模式支持不同的服务质量。为了实现这个目的，可以采用与这个实施例中相同的灵活方法。代替较高速率发送数据，可以利用附加的带宽实现数据消息较好的差错保护编码，从而实现较好的服务质量。

图12表示在CDMA系统内利用Go-CDMA码传输的编码信号的方法。参照图12，在步骤400，多个数据消息输入到编码器。数据消息通常被预处理或预编码以包括纠错位或保护位。可以从CDMA装置内的处理器或其他硬件或软件程序接收数据消息。编码器可以用硬件或软件实现，该硬件或软件与产生数据消息的硬件和/或软件可以是相同的或不同的，如图3A所展示和描述的。

在步骤410，伪激活用户数据作为数据消息任选地插入到数据消息流中进行编码。这个步骤可以在过程中的所示点完成，或可以在步骤400之前由处理器完成，或在步骤430或440中完成。这个步骤也可以在需要时完成，取决于系统内的激活用户数目，允许的用户总数和选取的Go-CDMA码，为的是避免CDMA系统内的确定性差错。

步骤420确定编码器实施方案。步骤420不必是Go-CDMA编码器实施方案内的实际处理步骤。若编码器是单级编码器，则从步骤430开始执行。若编码器是多级编码器，则从步骤440开始执行。

在步骤430，基于Go-CDMA码，编码器编码接收的数据消息，和任何的伪激活数据消息。例如，可以按照公式(1.15)实施编码。然后，编码的数据可用于步骤450中进行调制。在步骤440，基于Go-CDMA码和多级技术，编码器编码接收的数据消息，和任何伪激活数据消息。编码可以任选地包括：在各级之间插入伪随机连接。在实施二级编码时，例如，可以利用公式(1.17)。在实施三级编码时，例如，可以利用公式(1.20)。在实施高于三级编码时，可以基于一级，二级和三级编码公式建立的模式外推实施的公式。

在步骤450，基于Go-CDMA码编码的数据消息进行信道调制。然后，在步骤460，通过通信信道发射调制信号。在基站发射机的语境下，馈入到编码器的数据消息可以是对应于许多激活用户的复用数据消息流，而通信信道一般是空气。在移动单元发射机的语境下，馈入到编码器的数据消息可以是单个数据消息流或少量消息流。当编码器实施任选的伪随机连接时，发射机还可以发射关于伪随机连接模式的伪随机连接数据到解码器中进行解码。伪随机连接数据可以是表征该模式或远程装置可以识别的数据，远程装置包括存储器中存储的多个存储伪随机连接模式。

图13表示在CDMA系统内利用接收的Go-CDMA码解码信号的方法。参照图13，在步骤500，接收机从通信信道接收复合的CDMA信号。在步骤510，解调器解调复合信号以恢复复用数据消息，并传送复用数据消息到Go-CDMA码基解码器。

步骤520确定解码器实施方案。步骤520不必是Go-CDMA解码器实施方案内的实际处理步骤。若解码器是单级解码器，则从步骤530开始执行。若解码器是多级解码器，则从步骤530开始执行。

在步骤530，单级解码解码基于Go-CDMA码的一个或多个数据流。例如，可以按照公式(1.16)实施解码。然后，解码的数据传输到后置解码器或其他单元，以便在步骤560中作进一步处理。

在步骤540，在编码过程期间，当任选地利用伪随机连接时，解码器配置成有所需的对应伪随机连接以解码信号。基于从CDMA系统内发射机接收的伪随机配置数据和/或基于存储器中存储的伪随机配置数据，可以在多级解码器内配置这种伪随机连接。

在步骤550，多级解码用于解码基于Go-CDMA码的一个或多个数据流。在实施二级解码时，例如，可以利用公式(1.19)。在实施三级解码时，例如，可以利用公式(1.21)。在实施高于三级解码时，可以基于一级，二级和三级解码公式建立的模式外推实施的公式。然后，解码的数据可以传输到后置解码器或其他单元，以便在步骤560作进一步处理。

在步骤560，接收解码的数据作进一步处理，它包括：基于解码数据消息内的纠错码作差错纠正。

图14表示按照本发明实施例产生Go-CDMA码的方法。参照图14，在步骤600，选取长度为l的n个码。在步骤610，确定该码是否满足(1.13)或(1.14)。如果不满足，则重复步骤600。如果满足，则在步骤620存储该码作为Go-CDMA码。与此同时，限定n×l块或其部分可能是方便的。尽管可以同时限定上述的较大块或较小块，特别是在多级编码和解码的情况下，图14中的步骤仅仅于说明产生代码的技术。一般地说，利用Go-CDMA码的过程与产生方法无关。

图15A表示移动通信中所用另一个实施例Go-CDMA系统300，310的功能方框图。参照图15A，该系统在Go-CDMA编码块210与调制/解调块320之间加入随机码掩蔽/加扰块365。类似地，该系统在Go-CDMA解码块220与调制/解调块320之间加入随机码去掩蔽/解扰块368。该系统可以是移动单元310或基站300，且可用于在移动单元与基站之间沿正向和反向中的一个或两个方向进行编码和解码。

随机码掩蔽/加扰块365可以按随机但已知的方式加扰编码块中产生的Go-CDMA码。例如，通过Go-CDMA编码块210的编码位与随机码相乘可以完成加扰。一般地说，加扰可以按逐位方式完成，因此，逻辑运算是对编码数据的每位进行的，其中利用随机码序列内随机码的对应位。最好是，随机码序列有长的周期循环，因此，在任何一次通信会话中或在多次通信会话中，随机码的出现是随机的。作为另一种乘法运算，通过对编码位和随机码的任何逻辑运算可以完成加扰，逻辑运算包括：AND，OR，NAND，NOR，XOR，和XNOR运算的任何组合。

在编码数据消息的随机码掩蔽/加扰之后，加扰的数据提供给调制/解调块320，用于传输到一个或多个接收系统。在移动通信系统的情况下，传输是通过无线媒体进行的，无线媒体可以包括：例如，空间或空气媒体。每个用户的发射数据对于从无线媒体接收发射数据的系统可以像随机噪声(但有多个环境功率电平)。这可以降低相同通信信道(例如，多个移动单元与其通信的对应基站之间的无线媒体)多个用户之间的干扰幅度。

在相反的方向上，基于识别每个用户采用的随机码掩蔽模式的信息，接收机可以解扰编码的数据。识别信息可以通过导频信道或控制信道发射到接收系统。或者，识别信息可以作为部分的编码数据消息进行传输，或可以提供给接收系统以实现解扰的目的。识别信息不但可用于解码信号传输之前引入的随机码，而且还可以识别作为Go-CDMA信号的信号。

接收的信号在调制/解调单元320中被解调。然后，它加到随机码去掩蔽/解扰单元320。若去掩蔽/解扰块包含正确识别随机码的信息，则它利用正确的随机码解扰该信号。一般地说，这是在接收数据的位与随机码序列内随机码的对应位之间进行逐位逻辑运算完成的。这个逻辑运算是随机码掩蔽/加扰块365中所用逻辑运算的逆运算。输出是Go-CDMA编码信号。随后，Go-CDMA解码单元220可以解码Go-CDMA编码的信号以恢复发射的数据消息(可能仍然是编码的消息)。数据消息可以提供给数据处理单元375进行处理，其处理数据的方式类似于图3A中描述的块330-370的处理方式。

图15B表示具有处理Go-CDMA编码/解码和其他CDMA编码/解码技术的通信系统。图15B所示的系统可以在移动单元310或基站300中实现。此外，该系统可以配置成同时处理Go-CDMA编码信号和其他CDMA编码信号。这在基站中实施可能是所需要的。电信服务供应商可以配备两种CDMA信令格式的基站，Go-CDMA格式和另一种格式，为的是使Go-CDMA编码数据引入到现有的网络中，而不要求网络上所有的其他移动单元符合相同的标准。这提供一种引入新技术的机构，并可以给用户社区提供不同类的服务。一种新技术可能是包含Go-CDMA码的第三代无线技术，它可以有增大的带宽，以及在一些实施例中，给移动单元分配可变的带宽。

或者，在移动电话上实施时，例如，Go-CDMA编码单元210和其他的编码模式380可能不是同时激活的。确切地说，移动单元可以允许多种运行模式，其中一些模式包括利用Go-CDMA编码的运行，而另一些不包括。这允许利用配备Go-CDMA的电话与这样的网络工作，这些网络不包括有Go-CDMA编码和解码单元的基站，例如，当用户在Go-CDMA覆盖区之外漫游时。模拟技术，TDMA，GSM和其他技术也可以包括在网外漫游的移动单元中。

参照图15B，应当注意，在基站实施方案中，Go-CDMA编码单元210和编码单元380(以及Go-CDMA解码单元220和解码单元385)可能是同时激活的。所以，基站可以通过相同的信道发射利用Go-CDMA编码模式编码的数据消息和利用其他CDMA编码模式编码的数据消息。类似地，基站可以通过相同的信道接收利用Go-CDMA模式编码的数据消息和利用其他CDMA编码模式编码的数据消息。在后一情况下，随机码去掩蔽/解扰块368可以解扰基于识别信息的信号和对应的随机码。然后，基于至少一些信号的识别信息，随机码去掩蔽/解扰块368可以把解扰信号加到解码块385或Go-CDMA解码块220。随后，非Go-CDMA编码的数据被解码单元385解码，而Go-CDMA编码的数据被Go-CDMA解码单元220解码。

通过实施随机码掩蔽/加扰(以及去掩蔽/解扰)，与相同基站300通信的移动单元310中两个用户可以利用相同频道上的一些或所有相同的码(Go-CDMA码或其他码)，而不会在解码级引入信号之间的对撞。在利用Go-CDMA编码时，由于Go-CDMA编码信号的低峰值与平均值功率之比的性质和Go-CDMA编码信号更恒定的功率包络，这种优点是很显著的。

应当明白，与上述所有编码模式相结合，可以进行附加的编码。例如，包含Go-CDMA编码信号的信号可以再编码成幅度，相位，频率或其组合的三元或多元格式。

还应当明白，表示成数据处理单元375输入和输出的数据消息流可以是被分成并行数据消息的单个串行数据流，从而允许发射的数据并行通过多个通信信道。或者，数据消息可以是代表相关数据流的并行数据，例如，与视频电话呼叫有关的视频，话音和颜色数据流。或者，数据消息可以是无关的并行数据流，例如，来自话音呼叫的话音和互联网网页。此外，基于使用的各项服务或要求传递的信息，给每个移动单元和基站对同时编码的数据消息数目可以取决于给定时间移动单元或基站所要求的带宽。

当许多并行的数据消息流被编码和发射时，本发明的另一个优点是显而易见的。通过实施有恒定功率包络和低峰值与平均值功率之比的Go-CDMA编码，可以分开地编码和发射许多数据流，而不要求有大动态范围的线性功率放大器。这有助于使实施Go-CDMA编码模式的高带宽系统成本低于实施其他CDMA编码模式的高带宽系统成本。

此外，常规的CDMA系统，包括建议的那些第三代CDMA系统，要求一些数据消息信道仅仅用于改正峰值与平均值功率之比的问题。所以，这些系统浪费了带宽。利用Go-CDMA编码一般不要求这种用于信号改正的带宽分配，因为Go-CDMA编码模式有低的峰值与平均值功率之比和恒定的功率包络，这就排除或至少减轻需要分配用于信号改正的数据消息信道。

还应当明白，虽然随机码掩蔽/加扰和随机码去掩蔽/解扰块表示成分开的功能块，但这些功能块可以与图3A，3B，15A或15B所示的任何功能块或所有功能块进行组合，且可以作为存储器中存储的程序指令和处理器执行的程序指令。

本发明的另一个实施例是利用Go-CDMA码作为MC-CDMA编码模式中的并行正交码。因此，对于利用Hadamard矩阵H的MC-CDMA编码模式，这个矩阵可以用Go-CDMA矩阵M代替。这个称之为多码Go-CDMA(MC-Go-CDMA)的实施例从Go-CDMA码对非线性失真(Go-CDMA编码中的sign，sgn和Sgn运算是极端的非线性过程)的高容限和码字长度不限于2^m值中受益。这个实施例的后一性质可以允许利用MC-Go-CDMA获得不同的扩展因子，这是MC-CDMA不能实现的。即使利用sign，sgn和Sgn的极端非线性运算，仍然可以无差错地完成Go-CDMA码，因此，经受较少信道非线性的MC-Go-CDMA码的性能可以比MC-CDMA完成得更好。MC-Go-CDMA编码的运算是

      s＝M(n)                          (1.27)

和

      d＝M′(n)s＝M′(n)M(n)d＝d       (1.28)

虽然已经公开了本发明的具体实施例，本领域一般专业人员可以明白，在不偏离本发明的精神和范围的条件下，可以对这些实施例进行变化。还应当明白，利用Go-CDMA码和矩阵的数学和矩阵运算可以用硬件或软件实施。在后者的情况下，软件指令和数据可以包含在计算机可用媒体中并存储到通信装置的存储器。软件指令可以包括控制逻辑，当处理器或其他硬件执行控制逻辑时，基于图4-13和图15A和15B所示以及以上描述的Go-CDMA码，控制逻辑使通信装置编码和解码数据消息，或按照图14所示产生Go-CDMA码。当利用硬件或固件实施控制逻辑时，利用Go-CDMA码的数学和矩阵运算可以由一个或多个芯片上的逻辑提供，或作为程序指令和数据可以烧入到EEPROM。还应当明白，被系统检索和使用的Go-CDMA码和矩阵可以存储到存储器，包含在硬件中，从诸如其他硬件或存储器的外部源接收，或从系统内外的存储数据或硬件中导出或产生。

Claims (132)

1.一种编码基于Go-CDMA码的码分多址信号的方法，包括：

提供多数逻辑编码块，每个编码块包括Go-CDMA矩阵；

编码基于多数编码块的数据消息；和

通过通信信道发射编码的数据消息。

2.按照权利要求1的方法，其中多数编码块包括：单个编码级。

3.按照权利要求1的方法，其中多数编码块至少包括：两个编码级。

4.按照权利要求1的方法，还包括：编码基于多数编码块的多个数据消息。

5.按照权利要求4的方法，其中至少一个数据消息是与激活用户有关。

6.按照权利要求4的方法，其中至少一个数据消息是与伪激活用户有关。

7.按照权利要求4的方法，其中至少一个数据消息是与非激活用户有关。

8.按照权利要求3的方法，还包括：至少一个相邻对编码级中每对之间的置换级。

9.按照权利要求1的方法，其中多数编码逻辑块是作为查阅表实现的，且其中编码是基于查阅表完成的。

10.按照权利要求1的方法，其中Go-CDMA矩阵允许至少引入一些确定性差错。

11.一种解码基于Go-CDMA码的码分多址信号的方法，包括：

通过通信信道接收信号；

提供多数逻辑解码块，每个解码块包括Go-CDMA矩阵；和

基于多数编码块解码该信号数据消息。

12.按照权利要求11的方法，其中多数编码块包括：单个解码级。

13.按照权利要求11的方法，其中多数编码块至少包括：两个解码级。

14.按照权利要求13的方法，其中至少一个数据消息是与激活用户有关。

15.按照权利要求13的方法，其中至少一个数据消息是与伪激活用户有关。

16.按照权利要求13的方法，其中至少一个数据消息是与非激活用户有关。

17.按照权利要求13的方法，还包括：至少一个相邻对解码级中每对之间的置换级。

18.按照权利要求11的方法，其中多数解码逻辑块是作为查阅表实现的，且其中解码是基于查阅表完成的。

19.按照权利要求11的方法，其中Go-CDMA矩阵允许至少引入一些确定性差错。

20.一种提供码分多址信号的方法，包括：

至少编码一个基于Go-CDMA码的数据消息流；和

通过通信信道发射编码的消息流。

21.按照权利要求20的方法，其中编码包括：基于多数逻辑编码块的编码。

22.按照权利要求20的方法，其中该方法是在移动通信单元中执行的。

23.按照权利要求20的方法，其中该方法是在基站中执行的。

24.按照权利要求20的方法，还包括：

通过通信信道至少接收一个编码的数据消息流；和

解码基于Go-CDMA码的该至少一个数据消息流。

25.一种解码码分多址信号的方法，包括：

通过通信信道至少接收一个编码的数据消息流；和

解码基于Go-CDMA码的该至少一个数据消息流。

26.按照权利要求25的方法，其中解码包括：基于多数逻辑解码块的解码。

27.按照权利要求25的方法，其中该方法是在移动通信单元中执行的。

28.按照权利要求25的方法，其中该方法是在基站中执行的。

29.一种提供码分多址信号的方法，包括：

至少编码一个基于Go-CDMA码的数据消息流；

加扰基于随机码的编码数据消息流；和

通过通信信道发射加扰的编码消息流。

30.按照权利要求29的方法，其中多个数据消息流是被编码，加扰和发射。

31.按照权利要求29的方法，其中该方法是在移动通信单元中执行的。

32.按照权利要求31的方法，其中数据消息流是相关的。

33.按照权利要求31的方法，其中数据消息流是不相关的。

34.按照权利要求31的方法，其中数据消息流代表串行数据流。

35.按照权利要求29的方法，其中该方法是在基站中执行的。

36.按照权利要求35的方法，其中数据消息流是与不同的移动单元有关。

37.按照权利要求36的方法，其中与至少一个移动单元有关的数据消息流包括多个数据流。

38.按照权利要求35的方法，还包括：

至少编码一些基于非Go-CDMA码的数据消息流；

加扰基于随机码的非Go-CDMA编码数据消息流；和

通过通信信道发射加扰的非Go-CDMA编码数据消息流和Go-CDMA编码数据消息流。

39.按照权利要求29的方法，还包括：

通过通信信道接收加扰的编码消息流；

基于随机码和识别随机码的识别信息解扰编码的数据消息流；和

解码基于Go-CDMA码的数据消息流。

40.按照权利要求39的方法，还包括：

基于导频信号或其他信号中数据确定识别信息。

41.按照权利要求38的方法，还包括：

通过通信信道接收加扰的编码消息流；

基于随机码和识别随机码的识别信息解扰非Go-CDMA编码数据消息流和Go-CDMA编码数据消息流；

基于识别信息分开非Go-CDMA编码数据消息流与Go-CDMA编码数据消息流；和

分开地解码非Go-CDMA编码数据消息流和Go-CDMA编码数据消息流。

42.按照权利要求40的方法，还包括：

在不分配控制信号特征的数据流条件下，发射多个编码数据流。

43.一种计算机程序产品，用于使系统提供码分多址信号，该计算机程序产品包括计算机可用媒体，该媒体中有计算机程序逻辑，该计算机程序逻辑包括：

编码装置，使系统至少编码一个基于Go-CDMA码的数据消息流；

加扰装置，使系统加扰基于随机码的编码数据消息流；和

发射装置，使系统通过通信信道发射加扰的编码消息流。

44.按照权利要求43的计算机程序产品，其中计算机程序逻辑使系统编码，加扰和发射多个数据消息流。

45.按照权利要求44的计算机程序产品，其中该系统是移动通信单元。

46.按照权利要求45的计算机程序产品，其中数据消息流是相关的。

47.按照权利要求45的计算机程序产品，其中数据消息流是不相关的。

48.按照权利要求45的计算机程序产品，其中数据消息流代表串行数据流。

49.按照权利要求44的计算机程序产品，其中该系统是基站。

50.按照权利要求49的计算机程序产品，其中数据消息流是与不同的移动单元有关。

51.按照权利要求50的计算机程序产品，其中与至少一个移动单元有关的数据消息流包括多个数据流。

52.按照权利要求49的计算机程序产品，还包括：

编码装置，使系统至少编码一些基于非Go-CDMA码的数据消息流；

加扰装置，使系统加扰基于随机码的非Go-CDMA编码数据消息流；和

发射装置，使系统通过通信信道发射加扰的非Go-CDMA编码数据消息流和Go-CDMA编码数据消息流。

53.一种解码码分多址信号的方法，包括：

通过通信信道接收加扰的编码数据消息流；

基于随机码和识别随机码的识别信息解扰编码的数据消息流；和

解码基于Go-CDMA码的数据消息流。

54.按照权利要求53的方法，还包括：

基于导频信号或其他信号或通信协议任何其他装置中数据确定识别信息。

55.按照权利要求53的方法，其中多个数据消息流被接收，解扰和解码。

56.按照权利要求55的方法，其中该方法是在移动通信单元中执行的。

57.按照权利要求56的方法，其中数据消息流是相关的。

58.按照权利要求56的方法，其中数据消息流是不相关的。

59.按照权利要求56的方法，其中数据消息流代表串行数据流。

60.按照权利要求55的方法，其中该方法是在基站中执行的。

61.按照权利要求60的方法，其中数据消息流是与不同的移动单元有关。

62.按照权利要求61的方法，其中与至少一个移动单元有关的数据消息流包括多个数据流。

63.按照权利要求61的方法，其中利用非Go-CDMA编码，一些接收的数据流被编码。

64.按照权利要求63的方法，还包括：

通过通信信道接收加扰的编码消息流；

基于随机码和识别随机码的识别信息解扰非Go-CDMA编码数据消息流和Go-CDMA编码数据消息流；

基于识别信息分开非Go-CDMA编码数据消息流与Go-CDMA编码数据消息流；和

分开地解码非Go-CDMA数据消息流和Go-CDMA数据消息流。

65.一种计算机程序产品，用于使系统解码码分多址信号，该计算机程序产品包括计算机可用媒体，该媒体中有计算机程序逻辑，该计算机程序逻辑包括：

接收装置，使系统通过通信信道接收加扰的编码数据消息流；

解扰装置，使系统基于随机码和识别随机码的识别信息解扰编码的数据消息流；和

解码装置，使系统基于Go-CDMA码解码数据消息流。

66.按照权利要求65的计算机程序产品，还包括：

确定装置，使系统基于导频信号或其他信号中数据确定识别信息。

67.按照权利要求65的计算机程序产品，其中计算机程序产品使系统接收，解扰和解码多个数据消息流。

68.按照权利要求67的计算机程序产品，其中该系统是移动通信单元。

69.按照权利要求68的计算机程序产品，其中数据消息流是相关的。

70.按照权利要求68的计算机程序产品，其中数据消息流是不相关的。

71.按照权利要求68的计算机程序产品，其中数据消息流代表串行数据流。

72.按照权利要求67的计算机程序产品，其中该系统是基站。

73.按照权利要求72的计算机程序产品，其中数据消息流是与不同的移动单元有关。

74.按照权利要求73的计算机程序产品，其中与至少一个移动单元有关的数据消息流包括多个数据流。

75.按照权利要求73的计算机程序产品，其中利用非Go-CDMA编码，一些接收的数据流被编码。

76.按照权利要求75的计算机程序产品，还包括：

接收装置，使系统通过通信信道接收加扰的编码消息流；

解扰装置，使系统基于随机码和识别随机码的识别信息解扰非Go-CDMA编码数据消息流和Go-CDMA编码数据消息流；

分开装置，使系统基于识别信息分开非Go-CDMA编码数据消息流与Go-CDMA编码数据消息流；和

分开解码装置，使系统分开地解码非Go-CDMA数据消息流和Go-CDMA数据消息流。

77.一种提供码分多址信号的系统，包括：

存储器，包括程序指令和对应于至少一个数据流的数据；

用于调制信号的调制单元；和

耦合到存储器和调制单元的处理器，该处理器执行程序指令：a)至少编码一个基于Go-CDMA码的数据消息流，b)加扰基于随机码的编码数据消息流，和c)使调制单元调制通过通信信道传输的加扰编码消息流。

78.按照权利要求77的系统，其中存储器和调制单元是处理器中的一部分。

79.按照权利要求77的系统，其中多个数据消息流被编码，加绕和调制。

80.按照权利要求79的系统，其中该系统是移动通信单元中的一部分。

81.按照权利要求80的系统，其中数据消息流是相关的。

82.按照权利要求80的系统，其中数据消息流是不相关的。

83.按照权利要求80的系统，其中数据消息流代表串行数据流。

84.按照权利要求79的系统，其中该系统是基站。

85.按照权利要求84的系统，其中数据消息流是与不同的移动单元有关。

86.按照权利要求85的系统，其中与至少一个移动单元有关的数据消息流包括多个数据流。

87.按照权利要求77的系统，其中处理器还：d)至少编码一些基于非Go-CDMA码的数据消息流，e)加绕基于随机码的非Go-CDMA编码数据消息流，和f)调制加扰的非Go-CDMA编码数据消息流和Go-CDMA编码数据消息流。

88.一种解码码分多址信号的系统，包括：

存储器，包括程序指令和数据；

用于解调信号的解调单元；和

耦合到存储器和解调单元的处理器，该处理器执行程序指令：a)通过通信信道接收加扰的编码数据消息流，b)基于随机码和识别随机码的识别信息解扰编码的数据消息流，和c)解码基于Go-CDMA码的数据消息流。

89.按照权利要求88的系统，其中处理器还基于导频信号或其他信号数据确定识别信息。

90.按照权利要求88的系统，其中处理器接收，解扰和解码多个数据消息流。

91.按照权利要求90的系统，其中该系统是移动通信单元中的一部分。

92.按照权利要求91的系统，其中数据消息流是相关的。

93.按照权利要求91的系统，其中数据消息流是不相关的。

94.按照权利要求91的系统，其中数据消息流代表串行数据流。

95.按照权利要求90的系统，其中该系统是基站中的一部分。

96.按照权利要求95的系统，其中数据消息流是与不同的移动单元有关。

97.按照权利要求96的系统，其中与至少一个移动单元有关的数据消息流包括多个数据流。

98.按照权利要求96的系统，其中利用非Go-CDMA编码，已编码一些接收的数据流。

99.按照权利要求98的系统，其中处理器还：d)通过通信信道接收加扰的编码消息流，e)基于随机码和识别随机码的识别信息解扰非Go-CDMA编码数据消息流和Go-CDMA编码数据消息流，f)基于识别信息分开非Go-CDMA编码数据消息流与Go-CDMA编码数据消息流，和g)分开地解码非Go-CDMA数据消息流和Go-CDMA数据消息流。

100.一种编码基于Go-CDMA码的多码码分多址信号的方法，包括：

提供Go-CDMA矩阵；

编码基于Go-CDMA矩阵的多码数据消息；和

通过通信信道发射编码的数据消息。

101.按照权利要求100的系统，其中编码包括：数据与Go-CDMA矩阵相乘。

102.一种编码基于Go-CDMA码的多码码分多址信号的方法，包括：

提供基于Hadamard码编码的多码编码块；

利用Go-CDMA码代替Hadamard码；

利用基于Go-CDMA码的多码编码块编码数据消息；和

通过通信信道发射编码的数据消息。

103.一种解码基于Go-CDMA码的多码码分多址信号的方法，包括：

提供Go-CDMA矩阵；

通过通信信道接收编码的多码数据消息；和

解码基于Go-CDMA矩阵的数据消息。

104.按照权利要求103的方法，其中解码包括：利用Go-CDMA矩阵与数据消息相关。

105.一种解码基于Go-CDMA码的多码码分多址信号的方法，包括：

提供基于Hadamard码解码的多码解码块；

利用Go-CDMA码代替Hadamard码；

通过通信信道接收编码的数据消息；和

利用基于Go-CDMA码的多码编码块解码数据消息。

106.一种计算机程序产品，用于使系统提供多码码分多址信号，该计算机程序产品包括计算机可用媒体，该媒体中有计算机逻辑程序，该计算机程序逻辑包括：

提供装置，用于使系统提供Go-CDMA矩阵；

编码装置，使系统编码基于Go-CDMA矩阵的多码数据消息；和

发射装置，使系统通过通信信道发射编码的数据消息。

107.按照权利要求106的计算机程序产品，其中编码装置包括：乘法装置，用于使Go-CDMA矩阵与数据消息相乘。

108.一种计算机程序产品，用于使系统提供多码码分多址信号，该计算机程序产品包括计算机可用媒体，该媒体中有计算机程序逻辑，该计算机程序逻辑包括：

提供装置，使系统提供基于Hadamard码编码的多码编码块；

代替装置，使系统利用Go-CDMA码代替Hadamard码；

编码装置，使系统利用基于Go-CDMA码的多码编码块编码数据消息；和

发射装置，使系统通过通信信道发射编码的数据消息。

109.一种计算机程序产品，用于使系统解码多码码分多址信号，该计算机程序产品包括计算机可用媒体，该媒体中有计算机程序逻辑，该计算机程序逻辑包括：

提供装置，使系统提供Go-CDMA矩阵；

接收装置，使系统通过通信信道接收编码的多码数据消息；和

解码装置，使系统解码基于Go-CDMA矩阵的数据消息。

110.按照权利要求109的计算机程序产品，其中解码装置包括：相关装置，利用Go-CDMA矩阵与数据消息相关。

111.一种计算机程序产品，用于使系统解码多码码分多址信号，该计算机程序产品包括计算机可用媒体，该媒体中有计算机程序逻辑，该计算机程序逻辑包括：

提供装置，使系统提供基于Hadamard码解码的多码解码块；

代替装置，使系统利用Go-CDMA码代替Hadamard码；

接收装置，使系统通过通信信道接收编码的多码数据消息；和

解码装置，使系统利用基于Go-CDMA码的多码编码块解码数据消息。

112.一种提供多码码分多址信号的系统，包括：

存储器，包括程序指令，对应于至少一个数据流的数据和Go-CDMA码；

调制信号的调制单元；和

耦合到存储器和调制单元的处理器，该处理器执行程序指令：a)至少编码一个基于Go-CDMA码的多码数据消息流，和b)使调制单元调制通过通信信道传输的该至少一个编码消息流。

113.按照权利要求112的系统，其中利用Go-CDMA码与数据消息流相乘，处理器编码该至少一个多码数据消息流。

114.按照权利要求112的系统，其中该系统是移动通信单元中的一部分。

115.按照权利要求112的系统，其中该系统是基站。

116.按照权利要求115的系统，其中编码是对多于两个多码数据消息流进行的，且其中一些多码数据消息流是与不同于其他多码数据消息流的移动单元有关。

117.一种提供多码码分多址信号的系统，包括：

存储器，包括程序指令，对应于至少一个数据流的数据和Go-CDMA码；

调制信号的调制单元；和

耦合到存储器和调制单元的处理器，该处理器执行程序指令：a)提供基于Hadamard码编码的多码编码块，b)利用Go-CDMA码代替Hadamard码，c)利用基于Go-CDMA码的多码编码块编码数据消息，和d)使调制单元调制通过通信信道传输的编码消息流。

118.一种解码多码码分多址信号的系统，包括：

存储器，包括程序指令和Go-CDMA码；

解调信号的解调单元；和

耦合到存储器和解调单元的处理器，该处理器执行程序指令：a)使解调单元解调用于接收多码数据消息流的信号，和b)解码基于Go-CDMA码的多码数据消息流。

119.按照权利要求118的系统，其中利用Go-CDMA码与数据消息流相关，该系统解码多码数据消息。

120.一种解码多码码分多址信号的系统，包括：

存储器，包括程序指令和Go-CDMA码；

解调信号的解调单元；和

耦合到存储器和解调单元的处理器，该处理器执行程序指令：a)提供基于Hadamard码解码的多码解码块，b)利用Go-CDMA码代替Hadamard码，c)使解调单元解调从通信信道接收多码数据消息的信号，和d)利用基于Go-CDMA码的多码解码块解码数据消息。

121.一种解码基于Go-CDMA码的码分多址信号的方法，包括：

通过通信信道接收信号；

提供一级或多级软判定解码块，每个解码块基于Go-CDMA码进行解码；和

基于解码块解码该信号的数据消息。

122.按照权利要求121的方法，其中提供单个软判定块。

123.按照权利要求122的方法，其中单个软判定块是多码解码块。

124.按照权利要求121的方法，还包括：硬判定解码块，作为最后级耦合到一级或多级软判定解码块。

125.一种计算机程序产品，用于使系统解码码分多址信号，该计算机程序产品包括计算机可用媒体，该媒体中有计算机程序逻辑，该计算机程序逻辑包括：

提供装置，用于使系统提供一级或多级软判定解码块，每个解码块是基于Go-CDMA矩阵进行解码；

接收装置，用于使系统通过通信信道接收信号；和

解码装置，用于使系统基于解码块解码该信号的数据消息。

126.按照权利要求125的计算机程序产品，其中提供装置提供单个软判定块。

127.按照权利要求126的计算机程序产品，其中单个软判定块是多码解码块。

128.按照权利要求125的计算机程序产品，还包括：提供装置，用于提供硬判定解码块，它作为最后级耦合到一级或多级软判定解码块。

129.一种解码码分多址信号的系统，包括：

存储器，包括程序指令和Go-CDMA码；

解调信号的解调单元；和

耦合到存储器和解调单元的处理器，该处理器执行程序指令：a)使解调单元解调用于接收数据消息流的信号，b)提供一级或多级软判定解码块，每个解码块基于Go-CDMA矩阵进行解码，和c)基于该解码块解码数据消息流。

130.按照权利要求129的系统，其中提供单个软判定块。

131.按照权利要求130的系统，其中单个软判定块是多码解码块。

132.按照权利要求129的系统，处理器还执行程序指令，用于提供硬判定解码块，它作为最后级耦合到一级或多级软判定解码块。

Images