專利名稱：一種利用cck碼產(chǎn)生具有低干擾窗擴(kuò)頻碼的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種構(gòu)造具有低干擾窗擴(kuò)頻碼的方法，屬于移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
無(wú)線通信的難點(diǎn)主要源于無(wú)線信道的頻率選擇性衰落和時(shí)間選擇性衰落。目前在無(wú)線信道條件下性能比較好的調(diào)制方式主要有碼分多址(CDMA)擴(kuò)頻調(diào)制和正交頻分復(fù)用(OFDM)調(diào)制方式。
對(duì)于CDMA擴(kuò)頻調(diào)制方式，利用擴(kuò)頻碼的良好相關(guān)特性，可以比較好地克服無(wú)線信道的多徑引起的衰落和干擾，同時(shí)由于在實(shí)際的通信系統(tǒng)中，信道帶寬比較寬，擴(kuò)頻增益不是很大，一個(gè)信息比特符號(hào)占用的時(shí)間比較短，遠(yuǎn)小于信道的相干時(shí)間，信道的時(shí)間選擇性衰落引起的干擾很小，可以忽略不計(jì)。但是由于目前普遍采用的擴(kuò)頻碼為M序列(最大移位寄存器序列)，而M序列的互相關(guān)性質(zhì)不是很好，導(dǎo)致了嚴(yán)重的多用戶干擾，限制了系統(tǒng)的性能。對(duì)于LAS擴(kuò)頻碼(Large Area Synchronous Code)，雖然其互相關(guān)和自相關(guān)在一定的窗口內(nèi)為零，但是需要插入足夠的保護(hù)間隔，從而降低了頻譜效率。
對(duì)于OFDM調(diào)制方式，利用循環(huán)前綴，可以完全克服無(wú)線信道的多徑干擾，較好地克服頻率選擇性衰落。但是對(duì)頻偏或多普勒擴(kuò)展引起的ICI(子載波間干擾)卻是比較敏感，成為限制其性能的主要因素。
目前廣泛使用的擴(kuò)頻碼主要是M序列，另一種性能比較好的擴(kuò)頻碼是LAS碼。
M序列的非零自相關(guān)值比較小，但互相關(guān)值比較大，用于無(wú)線擴(kuò)頻通信時(shí)，為了減小多用戶干擾，需要采用復(fù)雜的功率控制和多用戶檢測(cè)。LAS碼的自相關(guān)和互相關(guān)序列在零偏移附近的相關(guān)值為零，但是需要在L碼和S碼以及碼字之間插入保護(hù)間隔。
本發(fā)明利用具有低干擾窗特性的擴(kuò)頻碼，可以較好地克服上述缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用CCK碼產(chǎn)生具有低干擾窗擴(kuò)頻碼的方法。該方法用于減小頻偏或多普勒擴(kuò)展引起的ICI干擾，以及多徑干擾和多用戶干擾，提高頻譜效率。
為實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下方案一種利用CCK碼產(chǎn)生具有低干擾窗擴(kuò)頻碼的方法，所述具有低干擾窗擴(kuò)頻碼的非循環(huán)自相關(guān)和非循環(huán)互相關(guān)序列在零偏移附近的相關(guān)值小于一個(gè)預(yù)定值，其特征在于，包括以下步驟1)根據(jù)需要的擴(kuò)頻增益，選擇CCK碼。
2)根據(jù)代價(jià)函數(shù)為最小值或者小于預(yù)定值，確定使相關(guān)值最小或小于預(yù)定值的CCK分量碼，得到擴(kuò)頻碼字。
其中，步驟2)具體包括以下步驟第一步取所述CCK碼的分量碼個(gè)數(shù)列的一個(gè)排列，并得到所述排列對(duì)應(yīng)的擴(kuò)頻碼序列。
第二步計(jì)算所述排列對(duì)應(yīng)的擴(kuò)頻碼序列的非循環(huán)互相關(guān)值。
第三步計(jì)算所述排列對(duì)應(yīng)的代價(jià)函數(shù)值。
第四步重復(fù)所述第一步、第二步和第三步，得到所述分量碼個(gè)數(shù)列的各個(gè)排列對(duì)應(yīng)的代價(jià)函數(shù)。
第五步選取所述代價(jià)函數(shù)為最小值或者小于預(yù)定值時(shí)對(duì)應(yīng)的排列。
第六步根據(jù)第五步選取的所述排列，獲得對(duì)應(yīng)的擴(kuò)頻碼字。
上述第二步中所述擴(kuò)頻碼序列的非循環(huán)互相關(guān)值是指不同的擴(kuò)頻碼字的偏移為n的非循環(huán)互相關(guān)值，其中n是小于所述擴(kuò)頻碼增益的整數(shù)。
第三步中所述代價(jià)函數(shù)值中的加權(quán)函數(shù)為w(n)＝1/n，w(0)＝0。
第五步中選取得排列可以是一個(gè)或者多個(gè)。
通過(guò)以上方案，本低干擾窗擴(kuò)頻碼可以用于時(shí)域擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中，比較好地克服無(wú)線信道的多徑干擾，同時(shí)能夠減小多用戶干擾。
本低干擾窗擴(kuò)頻碼用于OFDM通信系統(tǒng)中，在OFDM的頻域進(jìn)行頻域擴(kuò)頻調(diào)制，可以減小由于頻偏或多普勒擴(kuò)展引起的ICI干擾。
與LAS碼相比，本發(fā)明低干擾窗擴(kuò)頻碼不需要插入保護(hù)間隔，從而提高了頻譜效率。
具體實(shí)施例方式
低干擾窗擴(kuò)頻碼的特點(diǎn)是其非循環(huán)自相關(guān)和非循環(huán)互相關(guān)序列在零偏移附近的相關(guān)值比較小，接近于零。換言之，令碼字序列為Cn＝(c1n，c2n，...cNn)，n＝1，2，...，M，N為碼字長(zhǎng)度，M為碼字個(gè)數(shù)，定義碼字序列的非循環(huán)相關(guān)序列為Rij(n)＝c1ic1+nj+c2ic2+nj+...+cN-nicNjn＝-N+1，-N+2，...，N-1對(duì)于具有低干擾窗特性的擴(kuò)頻碼，當(dāng)-W＜＝n＜＝W時(shí)，n越接近零，Maxij{|Rij(n)|}越接近于零(Rii(0)＝N，因此在考慮低干擾窗特性時(shí)不考慮Rii(0))。
下面利用CCK(Complementary Code Keying)碼構(gòu)造具有低干擾窗擴(kuò)頻碼的方法分兩個(gè)步驟一，選擇具有擴(kuò)頻增益為KM的CCK碼B＝(B11，B12，...，B1N；B21，B22，...，B2N；BM1，BM2，...，BMN；)，Bij＝(B1ij，B2ij，...，BKij)，N為碼字個(gè)數(shù)，M為每個(gè)分量碼的個(gè)數(shù)，K為每個(gè)分量碼的長(zhǎng)度；二，利用代價(jià)函數(shù)確定使相關(guān)值最小的CCK分量碼定義Cn(j1，j2，...，jM)＝(c1n，c2n，...，cKMn)＝(Bj1n，Bj2n...，BjMn)＝(B1j1n，...，BKj1n，B1j2n，...，BKj2n，...，B1jMn，...，BKjMn)，n＝1，2，...，N；(BKjMn為CCK碼B中第jM行第n列的分量碼BjMn的第K個(gè)碼片)其中(j1，j2，...，jM)為(1，2...，M)的一個(gè)排列。在所有的擴(kuò)頻碼字Cn(j1，j2，...，jM)中，有些分量碼在分量碼長(zhǎng)度范圍[-K+1，K-1]內(nèi)的相關(guān)值小一些，并且越接近零偏移的相關(guān)值越小。因此，需要從CCK分量碼中選擇出使相關(guān)值小于預(yù)定值的碼。定義加權(quán)函數(shù)為w(n)＝1/n，w(0)＝0。根據(jù)下式確定(j1，j2，...jM)的值(j1，j2，...，jM)＝argmin(i1，i2，...，iM){F(i1，i2，...，iM)}(公式1)F(i1，i2，...，iM)＝∑n，i，j(w(n)Rij(i1，i2，...，iM)(n))2，(公式2)其中，-KM＜n＜KM，0＜i，j＜M+1Rij(i1，i2，...，iM)(n)是以排列(i1，i2，...，iM)構(gòu)造的Ci(i1，i2，...，iM)和Cj(i1，i2，...，iM)的偏移為n的非循環(huán)互相關(guān)值。
根據(jù)公式1和2，使擴(kuò)頻碼字Ci(i1，i2，...，iM)和Cj(i1，i2，...，iM)的偏移為n的非循環(huán)互相關(guān)值取最小值，確定的(j1，j2，...，jM)排列可能不只一個(gè)，如果不只一個(gè)，任意一個(gè)都可以。
另外，確定(j1，j2，...，jM)的值除了如上述使用代價(jià)函數(shù)F最小的方法，還可以使代價(jià)函數(shù)F小于一個(gè)預(yù)先確定的值，從而確定一組(j1，j2，...，jM)或其他方法。
下面以M＝N＝K＝4的情況為例，具體介紹如何利用正交互補(bǔ)集合碼構(gòu)造低干擾窗擴(kuò)頻碼，步驟如下一選擇具有擴(kuò)頻增益為KM＝4*4＝16的CCK碼，其中分量碼碼字長(zhǎng)度K為4，分量碼個(gè)數(shù)M為4B＝(B11，B12，B13，B14；B21，B22，B23，B24；B31，B32，B33，B34；B41，B42B43，B44)，B11＝(1，1，1，1)，B21＝(1，1，-1，-1)，B31＝(-1，1，-1，1)，B41＝(-1，1，1，-1)，B12＝(-1，-1，1，1)，B22＝(-1，-1，-1，-1)，B32＝(1，-1，-1，1)，B42＝(1，-1，1，-1)，B13＝(-1，1，-1，1)，B23＝(-1，1，1，-1)，B33＝(1，1，1，1)，B43＝(1，1，-1，-1)，B14＝(1，-1，-1，1)，B24＝(1，-1，1，-1)，B34＝(-1，-1，1，1)，B44＝(-1，-1，-1，-1)。
二利用代價(jià)函數(shù)確定使相關(guān)值最小或小于預(yù)定值的CCK分量碼第一步取分量碼個(gè)數(shù)列的一個(gè)排列(1，2，3，4)，對(duì)于這個(gè)排列，可以得到如下的對(duì)應(yīng)此排列的擴(kuò)頻碼序列C1(1，2，3，4)＝(B11，B21，B31，B41)＝(1，1，1，1，1，1，-1，-1，-1，1，-1，1，-1，1，1，-1)，C2(1，2，3，4)＝(B12，B22，B32，B42)＝(-1，-1，1，1，-1，-1，-1，-1，1，-1，-1，1，1，-1，1，-1)，C3(1，2，3，4)＝(B13，B23，B33，B43)＝(-1，1，-1，1，-1，1，1，-1，1，1，1，1，1，1，-1，-1)，C4(1，2，3，4)＝(B14，B24，B34，B44)＝(1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，-1，-1，1，1，-1，-1，-1，-1)。
第二步計(jì)算前述排列對(duì)應(yīng)的擴(kuò)頻碼序列的非循環(huán)互相關(guān)值。
例如，擴(kuò)頻碼序列C1(1，2，3，4)與C2(1，2，3，4)的非循環(huán)互相關(guān)值為R12(1，2，3，4)(0)＝∑iC1(1，2，3，4)(i)*C2(1，2，3，4)(i)＝0R12(1，2，3，4)(-1)＝∑iC1(1，2，3，4)(i)*C2(1，2，3，4)(i+1)＝-1R12(1，2，3，4)(1)＝∑iC1(1，2，3，4)(i)*C2(1，2，3，4)(i-1)＝1R12(1，2，3，4)(-2)＝∑iC1(1，2，3，4)(i)*C2(1，2，3，4)(i+2)＝-4R12(1，2，3，4)(2)＝∑iC1(1，2，3，4)(i)*C2(1，2，3，4)(i-2)＝4R12(1，2，3，4)(-3)＝∑iC1(1，2，3，4)(i)*C2(1，2，3，4)(i+3)＝3R12(1，2，3，4)(3)＝∑iC1(1，2，3，4)(i)*C2(1，2，3，4)(i-3)＝1......
第三步根據(jù)公式1和2，計(jì)算前述排列對(duì)應(yīng)的代價(jià)函數(shù)值。排列(1，2，3，4)對(duì)應(yīng)得到的代價(jià)函數(shù)值為F(1，2，3，4)＝∑n，i，j(w(n)Rij(1，2，3，4)(n))2＝196.1877，-16＜n＜16，0＜＝i，j＜＝4；第四步重復(fù)前述第一步、第二步和第三步，同理可以得到分量碼個(gè)數(shù)列各個(gè)排列對(duì)應(yīng)的代價(jià)函數(shù)排列(1，2，4，3)對(duì)應(yīng)的代價(jià)函數(shù)F(1，2，4，3)＝386.3011；排列(1，3，2，4)對(duì)應(yīng)的代價(jià)函數(shù)F(1，3，2，4)＝165.0472排列(1，3，4，2)對(duì)應(yīng)的代價(jià)函數(shù)F(1，3，4，2)＝387.5872排列(1，4，2，3)對(duì)應(yīng)的代價(jià)函數(shù)F(1，4，2，3)＝165.7464排列(1，4，3，2)對(duì)應(yīng)的代價(jià)函數(shù)F(1，4，3，2)＝198.1731第五步選取代價(jià)函數(shù)為最小值或者小于預(yù)定值的排列從步驟四的計(jì)算，可以得到，最小的代價(jià)函數(shù)F值為165.047，對(duì)應(yīng)的排列為(1，3，2，4)，(2，4，1，3)，(3，1，4，2)，(4，2，3，1)。
第六步根據(jù)選取的排列，獲得對(duì)應(yīng)的擴(kuò)頻碼字。
如果選擇排列(1，3，2，4)，則對(duì)應(yīng)的擴(kuò)頻碼字為C1(1，3，2，4)＝(B11，B31，B21，B41)＝(1，1，1，1，-1，1，-1，1，1，1，-1，-1，-1，1，1，-1)，C2(1，3，2，4)＝(B12，B32，B22，B42)＝(-1，-1，1，1，1，-1，-1，1，-1，-1，-1，-1，1，-1，1，-1)，C3(1，3，2，4)＝(B13，B33，B23，B43)＝(-1，1，-1，1，1，1，1，1，-1，1，1，-1，1，1，-1，-1)，C4(1，3，2，4)＝(B14，B34，B24，B44)＝(1，-1，-1，1，-1，-1，1，1，1，-1，1，-1，-1，-1，-1，-1)。
如果選擇排列(2，4，1，3)，則對(duì)應(yīng)的擴(kuò)頻碼字為C1(2，4，1，3)＝(B21，B41，B11，B31)＝(1，1，-1，-1，-1，1，1，-1，1，1，1，1，-1，1，-1，1)，C2(2，4，1，3)＝(B22，B42，B12，B32)＝(-1，-1，-1，-1，1，-1，1，-1，-1，-1，1，1，1，-1，-1，1，)，C3(2，4，1，3)＝(B23，B43，B13，B33)＝(-1，1，1，-1，1，1，-1，-1，-1，1，-1，1，1，1，1，1，)，C4(2，4，1，3)＝(B24，B44，B14，B34)＝(1，-1，1，-1，-1，-1，-1，-1，1，-1，-1，1，-1，-1，1，1)。
如果選擇排列(3，1，4，2)，則對(duì)應(yīng)的擴(kuò)頻碼字為C1(3，1，4，2)＝(B31，B11，B41，B21)＝(-1，1，-1，1，1，1，1，1，-1，1，1，-1，1，1，-1，-1)，C2(3，1，4，2)＝(B32，B12，B42，B22)＝(1，-1，-1，1，-1，-1，1，1，1，-1，1，-1，-1，-1，-1，-1)，C3(3，1，4，2)＝(B33+，B13，B43，B23)＝(1，1，1，1，-1，1，-1，1，1，1，-1，-1，-1，1，1，-1)，C4(3，1，4，2)＝(B34，B14，B44，B24)＝(-1，-1，1，1，1，-1，-1，1，-1，-1，-1，-1，1，-1，1，-1)。
如果選擇排列(4，2，3，1)，則對(duì)應(yīng)的擴(kuò)頻碼字為C1(3，1，4，2)＝(B31，B11，B41，B21)＝(-1，1，1，-1，1，1，-1，-1，-1，1，-1，1，1，1，1，1)，C2(3，1，4，2)＝(B32，B12，B42，B22)＝(1，-1，1，-1，-1，-1，-1，-1，1，-1，-1，1，-1，-1，1，1)，C3(3，1，4，2)＝(B33，B13，B43，B23)＝(1，1，-1，-1，-1，1，1，-1，1，1，1，1，-1，1，-1，1)，C4(3，1，4，2)＝(B34，B14，B44，B24)＝(-1，-1，-1，-1，1，-1，1，-1，-1，-1，1，1，1，-1，-1，1)。
低干擾窗擴(kuò)頻碼可以用于時(shí)域擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中。采用低干擾窗擴(kuò)頻碼進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制，可以比較好地克服無(wú)線信道的多徑干擾，同時(shí)能夠減小多用戶干擾。
也可以用于OFDM通信系統(tǒng)中。采用低窗擴(kuò)頻碼在OFDM的頻域進(jìn)行頻域擴(kuò)頻調(diào)制，可以減小由于頻偏或多普勒擴(kuò)展引起的ICI干擾。
如前述，M序列的非零自相關(guān)值比較小，但互相關(guān)值比較大，用于無(wú)線擴(kuò)頻通信時(shí)，為了減小多用戶干擾，需要采用復(fù)雜的功率控制和多用戶檢測(cè)。低干擾窗擴(kuò)頻碼的自相關(guān)和互相關(guān)序列在零偏移附近的相關(guān)值都比較小，多徑干擾和多用戶干擾都比較小，用于無(wú)線擴(kuò)頻通信時(shí)，實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)單。
LAS碼的自相關(guān)和互相關(guān)序列在零偏移附近的相關(guān)值為零，但是需要在L碼和S碼以及碼字之間插入保護(hù)間隔。低干擾窗擴(kuò)頻碼不需要插入保護(hù)間隔，從而提高了頻譜效率。
權(quán)利要求
1.一種利用CCK碼產(chǎn)生具有低干擾窗擴(kuò)頻碼的方法，所述具有低干擾窗擴(kuò)頻碼的非循環(huán)自相關(guān)和非循環(huán)互相關(guān)序列在零偏移附近的相關(guān)值小于一個(gè)預(yù)定值，其特征在于，包括以下步驟1)根據(jù)需要的擴(kuò)頻增益，選擇CCK碼；2)根據(jù)代價(jià)函數(shù)為最小值或者小于預(yù)定值，確定使相關(guān)值最小或小于預(yù)定值的CCK分量碼，得到擴(kuò)頻碼字。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟2)具體包括以下步驟第一步取所述CCK碼的分量碼個(gè)數(shù)列的一個(gè)排列，并得到所述排列對(duì)應(yīng)的擴(kuò)頻碼序列；第二步計(jì)算所述排列對(duì)應(yīng)的擴(kuò)頻碼序列的非循環(huán)互相關(guān)值；第三步計(jì)算所述排列對(duì)應(yīng)的代價(jià)函數(shù)值；第四步重復(fù)所述第一步、第二步和第三步，得到所述分量碼個(gè)數(shù)列的各個(gè)排列對(duì)應(yīng)的代價(jià)函數(shù)；第五步選取所述代價(jià)函數(shù)為最小值或者小于預(yù)定值時(shí)對(duì)應(yīng)的排列；第六步根據(jù)第五步選取的所述排列，獲得對(duì)應(yīng)的擴(kuò)頻碼字。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于第二步中所述擴(kuò)頻碼序列的非循環(huán)互相關(guān)值是指不同的擴(kuò)頻碼字的偏移為n的非循環(huán)互相關(guān)值，其中n是小于所述擴(kuò)頻碼增益的整數(shù)。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于第三步中所述代價(jià)函數(shù)值中的加權(quán)函數(shù)為w(n)＝l/n，w(0)＝0。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于第五步中選取得排列可以是一個(gè)或者多個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用CCK碼產(chǎn)生其有低干擾窗擴(kuò)頻碼的方法，具有低干擾窗擴(kuò)頻碼的非循環(huán)自相關(guān)和非循環(huán)互相關(guān)序列在零偏移附近的相關(guān)值小于一個(gè)預(yù)定值，包括以下步驟1)根據(jù)需要的擴(kuò)頻增益，選擇CCK碼；2)根據(jù)代價(jià)函數(shù)為最小值或者小于預(yù)定值，確定使相關(guān)值最小或小于預(yù)定值的CCK分量碼。該低干擾窗擴(kuò)頻碼可以用于時(shí)域擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中，比較好地克服無(wú)線信道的多徑干擾，同時(shí)能夠減小多用戶干擾；也可用于OFDM通信系統(tǒng)中，在OFDM的頻域進(jìn)行頻域擴(kuò)頻調(diào)制，可以減小由于頻偏或多普勒擴(kuò)展引起的ICI干擾。
文檔編號(hào)H04B1/707GK1992541SQ200510048880
公開(kāi)日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2005年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月31日
發(fā)明者康良川 申請(qǐng)人:方正通信技術(shù)有限公司