[发明专利]空域复用MIMO MC－CDMA系统上行链路发射和接收方法

说明书

技术领域

本发明属于移动通信多输入多输出(MIMO)空域复用技术、多载波(MC)技术和码分多址(CDMA)技术领域。

背景技术

在3G中CDMA是一种最主要的技术，而多载波调制将是未来广带无线传输体制的关键技术。以多载波技术融合CDMA技术，构成多载波CDMA系统是未来移动通信发展的重要方向之一。多载波技术与CDMA技术相结合的方案主要有多载波CDMA(MC-CDMA)、多载波直接序列扩频CDMA(multicarrierDS-CDMA)和多音调制CDMA(MT-CDMA)三种主要形式[Hara S and Prasad R.An Overview of Multi-carrier CDMA.IEEE Comm.Mag.1997；35(12)，pp.126-33.；Hara S and Prasad R.多载波CDMA综述.IEEE通信杂志，1997；35(12)，pp.126-33]。其中，MC-CDMA方案由于可以采用频域分集和优良的性能被认为是三种方案中最具前景的方案，也是未来移动通信系统最具竞争力的方案之一。

未来移动通信的空中接口将采用多输入多输出(MIMO)技术。许多研究都表明，MIMO理论是突破传统无线通信理论性能限的关键所在，将成为未来无线通信理论的核心，MIMO技术也将成为未来移动通信提高系统的容量、性能、服务质量、频谱效率和覆盖范围的核心技术。MIMO信道在不增加功率与带宽开销的条件下可以提供与min(M，N)呈线性关系的容量增加(M与N分别为发射机与接收机的阵元数)，这种增益称为空域复用增益。空域复用是通过从不同的阵元传送独立的数字信号实现用户无线传输数据的多倍增加，空域复用是MIMO技术的最重要形式。

目前，对基站和移动台都采用单天线的单输入单输出(SISO)MC-CDMA方案以及基站采用阵列天线移动台采用单天线的多输入单输出(MISO)MC-CDMA方案的研究已较充分。更进一步在MC-CDMA系统中基站和移动台都采用多天线技术，构成空域复用MIMO MC-CDMA系统，将能更充分地挖掘空间资源。通过进行联合的空、时、频和码域信号处理，获得空、时、频分集增益，将能在更大程度上提高MC-CDMA系统的总体性能，满足用户高速无线数据传输的需求。

发明内容

本发明为解决上述技术问题提出了一种空域复用MIMO MC-CDMA系统上行链路发射和接收方法，该方法通过进行联合的空、时、频和码域信号处理，获得了空、时、频分集增益，在实现用户无线传输数据多倍增加的情况下，保证了MC-CDMA系统的性能。

本发明所采用的技术方案是：

一种空域复用MIMO MC-CDMA系统上行链路发射方法，对任一用户k包括以下步骤：

对每个用户信源经过二相移相键控(BPSK)调制的数据流进行码元分组，每组有M个码元；

对每个码组进行1:M的串并变换，数据流被分成M路独立的并行数据流，将被分配在M个发射天线上分别独立发射；

每一路独立的数据流都经过1:P的复制，形成P路相同的并行数据流；

对复制后的P路并行数据流用长度为P的扩频码进行频域扩频，不同的用户采用不同的扩频码；

对频域扩频后的P路并行信号进行快速付里叶逆变换(IFFT)，将各路信号调制到相应的子载波上；

将调制后的P路子载波信号相加后在对应的天线上发射。

一种空域复用MIMO MC-CDMA系统上行链路接收方法，对任一用户k包括以下步骤：

每个天线接收到的信号包括各用户、各发射天线的信号以及噪声的叠加，对每一天线接收到的信号进行与发射端快速付里叶逆变换(IFFT)对应的快速付里叶变换(FFT)，恢复出P个子载波的信号；

对各天线所恢复出的P个子载波信号都进行与发射端对应的解扩与匹配滤波处理，得到对应各天线用户P个子载波解扩与匹配滤波处理后的信号；

将N个接收天线对应相同子载波解扩与匹配滤波处理后的N路信号分别并行送入P个V-BLAST检测器进行迫零检测，对应N个接收天线每个V-BLAST检测器有N路并行输入数据流；

对每个V-BLAST检测器输入的N路并行数据流进行线性迫零V-BLAST检测，对应M个发射天线每个V-BLAST检测器输出M路并行数据流；