支持最大天线数为子码数平方的基于三维互补码的空时扩频MISO系统的通信方法

摘要

支持最大天线数为子码数平方的基于三维互补码的空时扩频MISO系统的通信方法，涉及一种基于三维互补码的空时扩频MISO系统。它是为了解决目前采用空时编码的多载波MISO系统的抗多用户干扰性能差、抗多径干扰性能差的问题。其信号发射过程：用户K的数据首先经过信源编码变成极化非归零码，然后用不同的子码进行扩频，再加载到相应的频率上，用天线发送至信道。其信号接收过程：接收到的数据经过带通滤波器，得到不同子载波上的信号，然后用相应的频率进行解调，用相应的子码进行解扩，得到的信号在一个位元时间内进行积分，然后再将同一天线的数据相加，相加得到的数据进行等增益合并，然后判决输出。本发明适用于无线通信过程中。

主权项

支持最大天线数为子码数平方的基于三维互补码的空时扩频MISO系统的通信方法，其特征是：该方法能够支持的最大天线数是最大用户数的平方；对于每个用户K，它的信号发射过程为：步骤一、将待发送的数据进行信源编码，获得极化非归零码；步骤二、采用M²组三维互补码分别对步骤一获得的极化非归零码进行扩频，每组三维互补码对应获得M路扩频后的数据；M²组三维互补码共对应获得M²×M路扩频后的数据；步骤三、将步骤二中获得的每组三维互补码对应获得的M路扩频后的数据分别采用M路子载波进行调制，获得M²路调制信号，M路子载波分别对应的频率为f₁，f₂，…，f_M；M²×M路扩频后的数据共获得M²×M路调制信号；步骤四、将骤三中获得的每组三维互补码对应的M路调制信号进行等增益合并，获得一路调制信号；M²×M路调制信号共获得M²路调制信号；所述M²路调制信号分别通过M²根发射天线发至信道；对于每个用户K，它的信号接收过程为：步骤五、通过一根接收天线接收步骤四发射的M²路调制信号，并将接收到的调制信号r(t)等分成M²份，分别采用带通滤波器进行滤波，各获得M路滤波信号；所述M路滤波信号的频率分别为f₁，f₂，…，f_M；步骤六、将步骤五中的每路滤波信号分别采用对应频率的子载波进行解调，获得一组解调信号；M²份滤波信号共获得M²组解调信号；步骤七、将步骤六中获得的每组解调信号采用与发射端对应的M路三维互补码进行解扩，获得一组包含M路的解扩信号；M²组解调信号共获得M²组解扩信号；步骤八、将步骤七获得的每组中的M路的解扩信号分别在一个位元时间T_b下进行积分，获得一组包含M路积分结果的积分数据；M²组解扩后数据共获得M²组积分数据；步骤九、将步骤八中获得的每组积分数据中的M路积分结果相加，获得一路相加后数据，M²组积分数据共获得M²路相加后数据；步骤十、将步骤九获得的M²路相加后数据进行等增益合并，获得一路合并后数据；步骤十一、将步骤十中获得的一路合并后数据进行判决后输出；M为正整数；步骤二和步骤七中所述的三维互补码的产生方法为：步骤Ⅰ、采用两个M×M维正交矩阵和B构造出M个长度为M²的序列$C_1^{\left(n_t\right)},C_2^{\left(n_t\right)},...,C_M^{\left(n_t\right)}:$$\begin{array}{c}{C}_1^{\left(n_t\right)}=(b_{11}{A}_1^{\left(n_t\right)},b_{12}{A}_2^{\left(n_t\right)},...,b_{1M}{A}_M^{\left(n_t\right)})=(c_{11}^{\left(n_t\right)},c_{12}^{\left(n_t\right)},...,c_{1M^2}^{\left(n_t\right)})\\ C_2^{\left(n_t\right)}=(b_{21}{A}_1^{\left(n_t\right)},b_{22}{A}_2^{\left(n_t\right)},...,b_{2M}{A}_M^{\left(n_t\right)})=(c_{21}^{\left(n_t\right)},c_{22}^{\left(n_t\right)},...,c_{2M^2}^{\left(n_t\right)})\\ .\\ .\\ .\\ C_M^{\left(n_t\right)}=(b_{M1}{A}_1^{\left(n_t\right)},b_{M2}{A}_2^{\left(n_t\right)},...,b_{\mathrm{MM}}{A}_M^{\left(n_t\right)})=(c_{M1}^{\left(n_t\right)},c_{M2}^{\left(n_t\right)},...,c_{{\mathrm{MM}}^2}^{\left(n_t\right)})\end{array};$其中：正交矩阵的表达式为：$A^{\left(n_t\right)}=\left[a_{\mathrm{ij}}^{\left(n_t\right)}\right]=\left[\begin{array}{c}{A}_1^{\left(n_t\right)}\\ A_2^{\left(n_t\right)}\\ .\\ .\\ .\\ A_M^{\left(n_t\right)}\end{array}\right];\left|a_{\mathrm{ij}}^{\left(n_t\right)}\right|=1$正交矩阵B的表达式为：B＝[b_ij]；|b_ij|＝1其中：i，j＝1，2，……，M；步骤Ⅱ、将步骤Ⅰ获得的M个长度为M²的序列与一个M×M维正交矩阵构造出N_T×M²个长度为M²的序列；所述N_T×M²个序列组成N_T×M组完全互补码：$\begin{array}{c}{E}_1^{\left(n_t\right)}=\{E_{11}^{\left(n_t\right)},E_{12}^{\left(n_t\right)},...,E_{1M}^{\left(n_t\right)}\}\\ E_2^{\left(n_t\right)}=\{E_{21}^{\left(n_t\right)},E_{22}^{\left(n_t\right)},...,E_{2M}^{\left(n_t\right)}\}\\ .\\ .\\ .\\ E_M^{\left(n_t\right)}=\{E_{M1}^{\left(n_t\right)},E_{M2}^{\left(n_t\right)},...,E_{\mathrm{MM}}^{\left(n_t\right)}\}\end{array}$其中：n_t＝1，2，……，N_T；N_T＝M²为发射天线数；正交矩阵的表达式为：$D^{\left(n_t\right)}=\left[d_{\mathrm{ij}}^{\left(n_t\right)}\right];\left|d_{\mathrm{ij}}^{\left(n_t\right)}\right|=1;$步骤Ⅲ、将上述每个完全互补码中的子码采用相互插入排列的方式组成一个序列：$\begin{array}{c}{F}_i^{\left(n_t\right)}=(e_{i11}^{\left(n_t\right)},e_{i12}^{\left(n_t\right)},...,e_{\mathrm{iM}1}^{\left(n_t\right)},e_{i12}^{\left(n_t\right)},e_{i22}^{\left(n_t\right)},...\\ e_{\mathrm{iM}2}^{\left(n_t\right)},...{,e}_{i1M^{r-1}}^{\left(n_t\right)},e_{i2M^{r-1}}^{\left(n_t\right)},...,e_{\mathrm{iM}{M}^{r-1}}^{\left(n_t\right)})\\ =(r_{i1}^{\left(n_t\right)},f_{i2}^{\left(n_t\right)},...,f_{{\mathrm{iM}}^r}^{\left(n_t\right)})\end{array}$其中M^r‑1为该完全互补码中的子码长度；r的初始值为3；并将获得的序列代替步骤Ⅱ中的序列重复执行一次步骤Ⅱ和步骤Ⅲ，获得三维互补码$X_k^{\left(n_t\right)}=E_k^{\left(n_t\right)}=\{E_{k1}^{\left(n_t\right)},E_{k2}^{\left(n_t\right)},...,E_{\mathrm{kM}}^{\left(n_t\right)}\}$其中：k＝1，2，……，M。