时域同步的多载波扩频收发方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种时域同步的多载波扩频收发方法、装置及系统。发送方法包括以下步骤：Ｓ１，将各用户的原始数据用扩频码进行扩频后进行叠加；Ｓ２，将叠加后的扩频信号进行串并变换，得到多个并行的信号流；Ｓ３，将所述信号流经过傅立叶逆变换后生成ＯＦＤＭ数据块；Ｓ４，在所述ＯＦＤＭ数据块前插入已知的序列作为ＯＦＤＭ数据块的保护间隔；Ｓ５，将步骤Ｓ４得到的数据经过并串变换后得到时域同步的多载波扩频基带信号，发送该信号。本发明专利技术的技术方案通过在ＴＤＳ－ＯＦＤＭ技术中引入ＣＤＭＡ技术，从而使得ＴＤＳ－ＯＦＤＭ技术具备了优越的多址接入能力；用已知训练序列取代了ＭＣ－ＣＤＭＡ系统中的循环前缀作为ＯＦＤＭ数据块的保护间隔，从而提高了系统的频谱效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信
，特别涉及一种时域同步的多载波扩频收发方法、装置及系统。
技术介绍
与TDMA(Time Division Multiple Access, 时分多址)、FDMA(Frequency Division Multiple Access,频分多址)技术相比，CDMA(Code Division Multiple Access，码分多址)技术在系统容量、抗干扰、网络质量以及保密性等方面具有无可争辩的 优势。但是，CDMA是多址干扰和多径干扰受限系统，在传输较高速率的信号时，CDMA系统的 码元周期大大縮短，因而在高速(宽带)数据传输时必然受到码间干扰的影响，尤其在多径 衰落比较严重的无线信道中传输时，码间干扰更为严重。由于多径衰落和现有频率带宽的 限制，CDMA系统的数据传输速率只能达到2Mbps，数据速率比较低，不能胜任高速多媒体数 据通信的发展需求。 而OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交频分复用)技术恰 好具有抗信道衰落和抗多径干扰等优异性能，特别适用于无线高速数据传输，其数据传输 速率可高达到100Mbps，远高于CDMA系统。这是因为在OF匿系统中，在发送端，高速率信息 数据分割为若干路低速率数据流，然后用同一组相应数量且相互正交的载波进行调制，所 有调制后的信号进行叠加并进行发送；在接收端，采用同样数量的正交载波对发送信号进 行相干接收，获得低速率信息数据后，再通过并/串转换得到原来的高速率信息。由OF匿 的基本原理可知，OFDM系统是将传送的信息分散到许多个子载波上，使各子载波信号速率 大大下降，从而可以有效地对抗高速率调制系统中的多径效应。到目前为止，OF匿技术已 经在IEEE 802. lla/g、802. lln(WLAN/Wi_Fi) 、WiMAX、UWB、DVB、B3G(LTE)/4G等领域取得了 广泛而成功的应用。 因此，许多研究者开始考虑将0F匿和CDMA技术融合起来，即探讨0F匿和CDMA混 合技术，以便充分利用了 OFDM和CDMA两项技术各自的优点。目前针对两项技术融合的研究 方向已经非常广泛，主流的多载波CDMA方案有如下三种MC-CDMA(Multi-carrierCDMA)、 MC-DS-CDMA (Multi-carrier Direct Spreading CDMA) 、MT-CDMA (Multi-tone CDMA)。已有 文献分析表明，MC-CDMA具有结构简单、抗多径能力强、抗窄带干扰能力强、频谱利用率高、 数据速率高、多址接入能力优越等显著优点，并且其综合性能优于其余两种方案，因此得到 了广泛的研究和应用。 在目前研究的MC-CDMA技术中，与OFDM系统一样，为了消除ISI (Inter-Symbol Interference,码间干扰)的影响，需要加入循环前缀作为保护间隔。此外，为了辅助接收 机进行同步和信道估计等功能实现，还需要在频域的有用数据之间插入约占子载波总数 5 % 15 %的导频，而这无疑会降低MC-CDMA系统的频谱效率，在频谱资源弥足珍贵的今 天，这显然有悖于通信技术发展的需求。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，为了提高传统MC-CDMA系统的频 谱效率，提出 了 CDMA与TDS_0FDM(Time Domain Synch皿ousOrthogonal Frequency-Division-Multiplex,时域同步正交频分复用)这两种技术相结合的一种新 的多载波扩频发送和接收方法，该方法是一种使得TDS-OFDM技术具备优秀的多址接入 能力的多载波扩频技术，同时，该系统在借鉴了 TDS-OF匿技术的优点后又区别于传统的 MC-CDMA技术，使得其频谱效率较传统的MC-CDMA技术提高了 5% 15% 。 为达到上述目的，本专利技术的技术方案提供了一种时域同步的多载波扩频发送方 法，所述方法包括以下步骤 Sl，将各用户的原始数据用扩频码进行扩频后进行叠加； S2，将叠加后的扩频信号进行串并变换，得到多个并行的信号流； S3，将所述信号流经过傅立叶逆变换后生成OFDM数据块； S4，在所述OF匿数据块前插入训练序列作为保护间隔； S5，将步骤S4得到的数据经过并串变换后得到时域同步的多载波扩频基带信号， 发送该信号。 其中，所述扩频码为正交或准正交的序列。 所述训练序列为已知的序列，优选地，该序列选自PN序列、Gold序列、Walsh序列、 Kasami序列、LA序列、ZCZ序列中的一种。 所述训练序列为已知的序列，优选地，该序列选自PN序列、Gold序列、Walsh序列、 Kasami序列、LA序列、ZCZ序列中的一种经逆傅里叶变换到时域后的序列。 本专利技术还提供了一种时域同步的多载波扩频发送装置，所述装置包括 扩频模块，用于将各用户的原始数据用扩频码进行扩频后进行叠加； 串并变换模块，用于将叠加后的扩频信号进行串并变换，得到多个并行的信号 流； 傅立叶逆变换模块，用于将所述信号流经过傅立叶逆变换后生成0FDM数据块； 插入保护间隔模块，用于在所述0FDM数据块前插入训练序列作为保护间隔； 并串变换模块，用于将所述插入保护间隔模块得到的数据经过并串变换后得到时 域同步的多载波扩频基带信号，发送该信号。 本专利技术还提供了一种时域同步的多载波扩频接收方法，所述方法包括以下步骤 Sl，将接收到的时域同步的多载波扩频基带信号进行串并变换； S2，对串并变换后得到的数据分离训练序列后得到0FDM数据块； S3，将所述0F匿数据块进行傅立叶变换； S4，将经傅立叶变换后得到的数据流进行并串变换后得到串行数据； S5，将所述串行数据用扩频码进行解扩，恢复出各用户的原始数据。 其中，所述扩频码为正交或准正交的序列。 本专利技术还提供了一种时域同步的多载波扩频接收装置，所述装置包括 串并变换模块，用于将接收到的时域同步的多载波扩频基带信号进行串并变换； 分离保护间隔模块，用于对串并变换后得到的数据分离训练序列后得到OF匿数 据块； 傅立叶变换模块，用于将所述0F匿数据块进行傅立叶变换； 并串变换模块，用于将经傅立叶变换后得到的数据流进行并串变换后得到串行数 据； 解扩模块，用于将所述串行数据用扩频码进行解扩，恢复出各用户的原始数据。 本专利技术还提供了一种时域同步的多载波扩频收发方法，所述方法包括以下步骤 信号发送步骤，利用上述的时域同步的多载波扩频发送方法发送信号； 信号接收步骤，利用上述的时域同步的多载波扩频接收方法接收信号。 本专利技术还提供了一种时域同步的多载波扩频收发系统(以下称为TDS-MC-CDMA系统)，所述系统包括上述的时域同步的多载波扩频发生装置以及上述的时域同步的多载波扩频接收装置。 上述技术方案具有如下优点通过在TDS-0F匿技术中引入CDMA技术，从而使得 TDS-OFDM技术具备了更优越的多址接入能力；用已知训练序列取代了 MC-CDMA系统中的循 环前缀作为IDFT数据块的保护间隔，从而使得系统的频谱效率得到了提高。附图说明 图1为本专利技术实施例的TDS-MC-CDMA系统的原本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种时域同步的多载波扩频发送方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：Ｓ１，将各用户的原始数据用扩频码进行扩频后进行叠加；Ｓ２，将叠加后的扩频信号进行串并变换，得到多个并行的信号流；Ｓ３，将所述信号流经过傅立叶逆变换后生成ＯＦＤＭ数据块；Ｓ４，在所述ＯＦＤＭ数据块前插入训练序列作为保护间隔；Ｓ５，将步骤Ｓ４得到的数据经过并串变换后得到时域同步的多载波扩频基带信号，发送该信号。

【技术特征摘要】
一种时域同步的多载波扩频发送方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤S1，将各用户的原始数据用扩频码进行扩频后进行叠加；S2，将叠加后的扩频信号进行串并变换，得到多个并行的信号流；S3，将所述信号流经过傅立叶逆变换后生成OFDM数据块；S4，在所述OFDM数据块前插入训练序列作为保护间隔；S5，将步骤S4得到的数据经过并串变换后得到时域同步的多载波扩频基带信号，发送该信号。2. 如权利要求1所述的时域同步的多载波扩频发送方法，其特征在于，所述训练序列 为已知的序列，该序列为PN序歹lj、 Gold序歹lj、 Walsh序歹lj、 Kasami序列、LA序列、ZCZ序列中的一种。3. 如权利要求1所述的时域同步的多载波扩频发送方法，其特征在于，所述训练序列 为已知的序列，该序列为PN序歹lj、 Gold序歹lj、 Walsh序歹lj、 Kasami序列、LA序列、ZCZ序列 中的一种经逆傅里叶变换到时域后的序列。4. 一种时域同步的多载波扩频发送装置，其特征在于，所述装置包括 扩频模块，用于将各用户的原始数据用扩频码进行扩频后进行叠加； 串并变换模块，用于将叠加后的扩频信号进行串并变换，得到多个并行的信号流； 傅立叶逆变换模块，用于将所述信号流经过傅立叶逆变换后生成OFDM数据块； 插入保护间隔模块，用于在所述OFDM数据块前插入训练序列作为保护间隔； 并串变换模块，用于将所述插入保护间隔模块得到的数据经过并串变换后得到时域同步的多载波扩频基带信号，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王军，王昭诚，戴凌龙，杨知行，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]