[发明专利]空域复用MIMO MC－DS－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技术领域，尤其涉及一种空域复用多输入多输出(MIMO-Multiple-Input Multiple-Out-put)多载波直接序列扩频码分多址(MC-DS-CDMA)系统上行链路发射和接收方法。

背景技术

在第三代(3G-Third Generation)移动通信系统中，码分多址(CDMA-CodeDivision Multiple Access)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(multicarrier)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技术相结合的典型方案主要有多载波CDMA(multicarrier(MC-)CDMA)、多载波直接序列扩频CDMA(MC-DS-CDMA，multicarrier direct-spreading CDMA)和多音调制CDMA(Multitone CDMA)三种典型的形式。其中，MC-DS-CDMA方案具有可以以多载波技术直接融合3G的DS-CDMA技术的优势，是移动通信系统从3G向超三代(B3G-Beyond Third Generation)发展的重要技术，将在未来移动通信体系结构中获得重要的应用。

未来移动通信的空中接口将采用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天线的阵元数)，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速率的多倍增加，空域复用是MIMO技术的最重要形式之一。

目前，对基站和移动台都采用单天线的单输入单输出(SISO-Single-InputSingle-Output)MC-DS-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-Multiple-Input Single-Output)MC-DS-CDMA方案的研究已较充分。更进一步在MC-DS-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-DS-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-DS-CDMA系统的总体性能，满足未来无线用户高速增长的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-DS-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速率多倍增加的情况下，保证了MC-DS-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-DS-CDMA系统上行链路发射方法，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M×P码元分组，P个码元为一个子数据块，分别对应于P个子载波，M个子数据块形成一个M×P大数据块，分别对应于M个发射天线；

以子数据块为变换单位对数据流进行1:M的串并变换，一个M×P大数据块被分成M路独立的并行子数据块，将被分配在M个发射天线上分别独立发射；

对每一路独立的子数据块再进行1:P的串并变换，变换后每个子数据块的P个码元再形成P路独立的并行数据；

对串并变换后的P路独立并行数据流用扩频处理增益为G的扩频序列分别进行时域扩频，不同的用户采用不同的扩频码；

对时域扩频后的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-DS-CDMA系统上行链路接收方法，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输出的P路并行信号；