一种多载波互补码单码循环移位多址接入方法技术

本发明专利技术提供一种多载波互补码单码循环移位多址接入方法，所述方法包括以下步骤：步骤1，通过循环移位原始的互补码C(1，M，N)构建多载波CC

【技术实现步骤摘要】
一种多载波互补码单码循环移位多址接入方法


[0001]本专利技术涉及通信领域，具体涉及一种多载波互补码单码循环移位多址接入方法。
技术背景
[0002]为了支持未来指数倍增长的无线接入网络的需求，非正交多址接入(NOMA)受到了广泛的关注，NOMA在有限的频谱资源下，相比于正交多址接入(OMA)可支持更多的用户通信，能够显著地提高频谱效率。然而现有的NOMA技术均存在“干扰控制”层面的缺陷。例如，功率域NOMA技术，要求多用户的信号在功率上存在差异性，从而对信号处理技术以及组网技术造成严重负担；再如，码域NOMA(CD-NOMA)技术中用户签名码的设计和解码问题，为了抑制多用户的干扰，在接收端，系统需要设计复杂的干扰消除算法，如SIC算法、MPA算法、BP算法等，呈指数倍计算复杂度增长的迭代算法限制现有码域NOMA技术有效应用。因此，一种可采用线性译码方法的CD-NOMA技术亟待解决。其根本原因是传统的NOMA技术在地址码池扩展过程中，放宽地址码相关特性限制，甚至造成地址码强相关等，从而导致多用户在传输过程中严重的多址干扰问题。
[0003]例如，中国专利技术专利申请号201110448260.1公开一种基于互补码的跳码多址接入方法，每个用户根据跳码图样对发送数据进行跳码扩频，然后将扩频后的信号调制到各个子载波并利用天线输出至信道。在接收端，对接收到的信号进行载波解调、解扩、等增益合并后恢复原始数据。但是，随着用户的增多，跳码系统的随机碰撞概率也随之增加，最终，导致跳码多址接入性能恶化。
[0004]再例如，中国专利技术专利申请号201911038068.8公开一种单码循环移位多址接入系统的下行链路通信方法，所述方法包括：步骤1，构建m-ICCS码矩阵，步骤2，处理ICCSMA系统发射端信号，步骤3，对ICCSMA系统接收端正交支路中ICCS码相关矩阵进行估计，步骤4，对ICCSMA系统接收端的同相支路中的信息数据进行检测。该专利技术专利提出m序列单码循环移位的方式扩展地址码池，所扩展的地址码可满足更多用户NOMA传输。但是，该系统采用单载波的传输方式及地址码非理想的相关特性等因素，导致在宽带无线通信中引入复杂的多址干扰，造成“软容量”的限制。

技术实现思路

[0005]针对多址接入过程中地址码数量受限导致无法满足海量用户连接的需求，本专利技术提出了一种多载波互补码单码循环移位多址(Complementary coded identical code cyclic shift multiple access，CC-ICCSMA)接入方法。
[0006]本专利技术所述方法包括以下步骤：
[0007]步骤1，通过循环移位原始的互补码C(1，M，N)构建多载波CC-ICCS地址码；
[0008]步骤2，构建下行多载波CC-ICCSMA发送端并对CC-ICCSMA系统发送信号进行处理；
[0009]步骤3，构建下行多载波CC-ICCSMA接收端，对CC-ICCSMA系统接收信号进行处理。
[0010]进一步地，步骤1所述通过循环移位原始的互补码C(1，M，N)构建多载波CC-ICCS地
址码，包括以下步骤：
[0011]步骤1.1，选择原始的互补码C(1，M，N)，其中，M和N分别表示互补码子序列(子码)的数目及子序列的码长，第m个子码序列表示为c
m
＝[c
m，1
，c
m，2
，...，c
m，N
],其中c
m，n
∈{+1，-1},m∈{1，2，...，M},n∈{1，2，...，N}，互补码序列表示为下式(1)：
[0012][0013]互补码序列的自相关通过对M个子码序列移位求和获得，具体的自相关函数表示为下式(2)：
[0014][0015]上式(2)中：0≤δ≤N，表示两个码字之间码片移位，且由式(2)看出，互补码具备理想的自相关性，即在除了δ＝0外，任意移位下互补码的相关性的值都为0；
[0016]步骤1.2，构造循环移位矩阵，辅助CC-ICCS地址码构造，因此，一个N
×
N的循环移位矩阵Ψ
(k)
表示为下式(3)：
[0017][0018]步骤1.3，利用所构造的循环移位矩阵对地址码数目扩展，其中所扩展的第k个用户的CC-ICCS地址码可表示为下式(4)，
[0019][0020]上式(4)中：通过ICCS方法扩展的地址码池，在没有码片移位的前提下，CC-ICCS地址码之间仍然具备理想的正交性，所构造的新地址码可用于多用户共享通信。
[0021]进一步地，步骤2所述构建下行多载波CC-ICCSMA发送端并对CC-ICCSMA系统发送信号进行处理，包括以下步骤：
[0022]步骤2.1，对发送端同向支路进行扩频处理：
[0023]在同向支路，利用地址码C
(k)
对第k个用户的信源进行扩频处理，再将扩频后的信息调制到M个并行子载波上，其中，B为数据帧长度，则第m
个子载波的发送信号表示为下式(5)：
[0024][0025]上式(5)中：E表示各用户信息序列的传输功率，T
b
表示比特间隔，T
b
＝NT
c
,T
c
表示码片间隔且T
c
＝M/B
w
,B
w
表示带宽，然后，用户k的扩频码中第m个子码序列表示为下式(6)：
[0026][0027]上式(6)中：q(t)表示单位方波；
[0028]步骤2.2，同向支路扩频信号插入CSI导频：
[0029]信号扩频后，每个用户插入唯一的CSI导频信息，其中，CSI导频信息在接收端用于信道估计，并且需要在导频与数据之间插入保护间隔，以用于消除由多径造成的信号干扰，在此，保护间隔的持续时间τ需要大于等于信道的最大的时延扩展，在各子载波上对所有用户扩频后的信号非正交合并从而获得M个并行数据流，然后数据流分别被调制到M个正交子载波上，因此，同向支路信号表示为下式(7)：
[0030][0031]上式(7)中：f
m
表示第m个子载波；
[0032]步骤2.3，进行发送端的正交支路MAI导频扩频：
[0033]在正交支路的信号处理过程，本专利技术提出一种特殊的数据结构，引入MAI导频构造ICCS相关矩阵，ICCS相关矩阵在接收端信号检测中起到重要的作用，在此，MAI导频信息定义为下式(8)：
[0034][0035]上式(8)中：u
(Q，k)
∈{1，-1}表示用户k导频比特信息，表示用户k的CC-ICCS码中第m个子码序列；
[0036]步骤2.4，构建发送端的数据结构：
[0037]每一个用户的扩频码分别用于同向支路的数据信号扩频和正交支路MAI导频信息扩频。在正交支路中，所有的MAI导频以时分复用方式传输，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多载波互补码单码循环移位多址接入方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，通过循环移位原始的互补码C(1，M，N)构建多载波CC-ICCS地址码；步骤2，构建下行多载波CC-ICCSMA发送端并对CC-ICCSMA系统发送信号进行处理；步骤3，构建下行多载波CC-ICCSMA接收端，对CC-ICCSMA系统接收信号进行处理。2.按照权利要求1所述多载波互补码单码循环移位多址接入方法，其特征在于，步骤1所述通过循环移位原始的互补码C(1，M，N)构建多载波CC-ICCS地址码，包括以下步骤：步骤1.1，选择原始的互补码C(1，M，N)，其中，M和N分别表示互补码子序列(子码)的数目及子序列的码长，第m个子码序列表示为c
m
＝[c
m，1
，c
m，2
，...，c
m，N
]，其中c
m，n
∈{+1，-1}，m∈{1，2，...，M}，n∈{1，2，...，N}，互补码序列表示为下式(1)：互补码序列的自相关通过对M个子码序列移位求和获得，具体的自相关函数表示为下式(2)：上式(2)中：0≤δ≤N，表示两个码字之间码片移位，且由式(2)看出，互补码具备理想的自相关性，即在除了δ＝0外，任意移位下互补码的相关性的值都为0；步骤1.2，构造循环移位矩阵，构造辅助CC-ICCS地址码，因此，一个N
×
N的循环移位矩阵Ψ
(k)
表示为下式(3)：步骤1.3，利用所构造的循环移位矩阵对地址码数目扩展，其中所扩展的第k个用户的CC-ICCS地址码表示为下式(4)：上式(4)中：通过ICCS方法扩展的地址码池，在没有码片移位的前提下，CC-ICCS地址码之间仍然具备理想的正交性，所构造的新地址码用于多用户共享通信。
3.按照权利要求1所述多载波互补码单码循环移位多址接入方法，其特征在于，步骤2所述构建下行多载波CC-ICCSMA发送端并对CC-ICCSMA系统发送信号进行处理，包括以下步骤：步骤2.1，对发送端同向支路进行扩频处理：在同向支路，利用地址码C
(k)
对第k个用户的信源进行扩频处理，再将扩频后的信息调制到M个并行子载波上，其中，i∈{1，2，...，B}，B为数据帧长度，则第m个子载波的发送信号表示为下式(5)：上式(5)中：E表示各用户信息序列的传输功率，T
b
表示比特间隔，T
b
＝NT
c
，T
c
表示码片间隔且T
c
＝M/B
w
，B
w
表示带宽，然后，用户k的扩频码中第m个子码序列表示为下式(6)：上式(6)中：q(t)表示单位方波；步骤2.2，同向支路扩频信号插入CSI导频：信号扩频后，每个用户插入唯一的CSI导频信息，其中，CSI导频信息在接收端用于信道估计，并且需要在导频与数据之间插入保护间隔，以消除由多径造成的信号干扰，在此，保护间隔的持续时间τ需大于等于信道的最大的时延扩展，在各子载波上对所有用户扩频后的信号非正交合并，从而获得M个并行数据流，然后数据流分别被调制到M个正交子载波上，同向支路信号表示为下式(7)：上式(7)中：f
m
表示第m个子载波；步骤2.3，进行发送端的正交支路MAI导频扩频：在正交支路的信号处理过程，引入MAI导频构造ICCS相关矩阵，ICCS相关矩阵在接收端信号检测中起到重要的作用，在此，MAI导频信息定义为下式(8)：上式(8)中：u
(Q，k)
∈{1，-1}表示用...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘喜庆，彭木根，王志峰，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：