[发明专利]一种基于码扩正交频分多址（CS-OFDMA）的智能天线无线系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于自适应天线阵列、码扩正交频分多址CS-OFDMA、时分双工等技术的无线通信系统。 

背景技术

当今通用的无线技术不外乎以CDMA为主导的3G技术和以OFDMA为主导的WiMAX无线宽带接入技术。 

CDMA是码分多址技术。简单的说，它将一个宽带横向分成许多扩频的正交码道，然后通过将这些码道分给不同的用户来实现码分多址。由于CDMA扩频的码道是宽带的，CDMA有很强的抗信号衰弱和抗邻区干扰能力，有利于同频组网。但是，如果CDMA的上行码道不同步，正交码道将不再正交，码间干扰将大大增强。SCDMA，即同步码分多址，在理想情况下，解决了码道不正交的问题。但在多径干扰严重的情况下，码道的正交性也将被破坏。多用户联合检测技术对多径有一定效果，但在用户过多和多径复杂的情况下，性能会有较大下降。同时多用户联合检测技术的实现难度大。因此，CDMA不适合用于宽带应用。 

OFDMA是正交频分多址技术。简单的说，它将一个宽带纵向分成许多非常窄的频点，然后通过将这些频点分给不同的用户来实现频分多址。只要留出足够的时间间隔(循环前缀)，由于频点之间的正交性不受多径时延影响，不同的用户的信号几乎没有相互干扰。这样，多用户联合检测将可被分解成多个独立的单用户检测。然而，由于OFDMA是靠窄带频点承载的，其幅度在多径的情况下变化剧烈，造成严重的信号衰落，尤其对窄带语音通信。另外由于各个同频相邻小区用相同的频点，对相邻小区干扰基本无抵御能力，很难实现同频组网。 

本发明提出的CS-OFDMA多址设计有机地融合了同步CDMA和OFDMA。它首先将一个宽带纵向分成许多窄带频点，然后再用正交CDMA码道将符号横向调制到窄带频点。这样的融合多址设计结合了CDMA和 OFDMA的优点，有效地避开了两者的缺点。具体地说，由于用了OFDMA，它能克服传统CDMA系统在传输宽带数据时由扩展频谱而引起的严重码间干扰(ISI)，并且复杂的、非最优性能的多用户联合检测将可被分解成多个简单的、高性能的单用户检测。同时由于每个符号被扩展到多个有一定间隔的频点，有效地对抗频率选择性衰落和相邻小区干扰，有利于窄带语音和宽带数据的可靠传送以及同频组网。 

智能天线技术采用阵列天线及时空信号处理，是一种充分利用移动用户的空间方位信息来提高移动通信的传输质量及系统容量的信号处理技术。采用智能天线技术可以提高系统的覆盖范围、抗干扰能力、频谱利用率以及移动环境下的性能。 

本发明结合了智能天线、CS-OFDMA、时空联合检测、自适应调制和动态信道分配等技术，提出了一个全新的能适应移动和固定，兼容语音、宽带数据和视频的无线通信系统。 

发明内容

本发明提供了一种基于自适应天线阵列、码扩正交频分多址CS-OFDMA、时分双工等技术的无线通信系统。该系统包括以下部件： 

1.一个天线阵。 

2.一个多路收发信机，用于接收来自终端的CS-OFDMA信号和向终端发射CS-OFDMA信号，其中接收和发射时间不重合。 

3.一个空间处理器，用于根据多路收发信机接收的来自终端的多路CS-OFDMA信号，估计终端的空频信道响应。优选的，空频信道响应为终端的空间特征向量和频域信道响应。 

4.一个解调器，对空间处理器得出的结果进行处理，得出终端发出的消息。 

5.一个L2处理器，用于处理解调器得出的结果，根据系统信道划分定义给终端分配上下行信道，产生给终端和所述调制器的消息并送给调制器。优选的，信道划分定义为：将一个连续频带分成多个不重合的频段，然后在每个频段抽取不重合的频点作为信道分配单元。 

6.一个调制器，利用空间处理器和L2处理器得出的结果，将发给终 端的消息调制成多路CS-OFDMA信号并送到多路收发信机。优选的，调制器将L2处理器的终端信道重新分配消息调制到终端当前分配的下行业务信道。 

优选的，空间处理器在预定的随机接入信道得到请求接入终端的空间特征向量；解调器在预定的随机接入信道解调出终端接入请求消息；L2处理器分配信道，产生终端接入响应消息；调制器将终端接入响应消息调制到预定的随机接入响应信道，根据所述空间特征向量做波束赋形。终端接入请求消息可以包含终端所接收到的干扰和噪声信息，L2处理器根据所述终端所接收到的干扰和噪声信息分配信道，产生终端接入响应消息。