[发明专利]一种新型CDMA下行通信方法及系统

说明书

技术领域

 本发明涉及通信及其信号处理技术领域，具体说是一种可称为Group-CDMA系统的新型CDMA下行通信方法及系统。

背景技术

随着市场需求的不断增长，移动通信系统在这几十年中得到了迅猛发展，从初期的基于模拟信号处理技术的第一代移动通信系统，到取得巨大商业成功的基于数字信号处理技术的第二代移动通信系统经历了不到半个世纪的时间。根据2010年2月，联合国一家下属机构研究表示，手机使用量正在迅速增加，因此B3G,4G技术对速率，容量，频谱利用率等提出了更高的要求。目前，第三代移动通信（3G）系统所包括中国的TD-SCDMA系统，欧洲的WCDMA，以及北美的CDMA2000已经在中国市场上开始商用。

传统的CDMA通信系统通过正交移相键控（QPSK）或者类似的方式对要传输的原始数据进行初级调制，并依靠如PN码（伪噪声码）这样的扩频码对初级调制信号进行二次调制，以扩展带宽，然后将经过二次调制的信息传送出去。在此系统中，每个用户使用同样的频带进行通信，并通过唯一的扩频码被识别出来，由于扩频码有限，因此系统内的用户数量受到限制，难以应对通信用户数量大幅度提高的需求，同时由于用户之间存在着一定的相关性，在不同用户之间的扩频序列不能进行完全正交，即互相关系数不为零，导致产生多址干扰（MAI），随着用户数量的增多，多址干扰（MAI）成为影响系统性能的关键因素之一。

为了解决多址干扰（MAI）问题，研究人员提出了多用户检测技术（MUD），但是目前已经研究成型的MUD技术复杂度很高，例如，基于极大似然估计ML和最大后验概率 MAP的最优多用户检测技术的复杂度为o(2^K)，基于MMSE的次优多用户检测技术因为涉及矩阵运算，复杂度为o（K^2），就连最近研究火热的以低复杂度接收机著称的IDMA技术，其逐码片迭代接收机的复杂度也为o（K），其中K为用户数。设想K很大时，这个复杂度对于小小的移动台（MS）来讲仍旧是不堪重负的，这一点导致MUD技术仍旧得不到应用，尤其在下行信道中。

然而现在的3G系统中，由于多媒体下载，视频点播等不对称业务对下行链路的要求使得下行链路的性能成为限制3G系统的发展瓶颈。因此急需一种低复杂度、高可靠性的通信系统，在有效的提高通信容量以及频谱利用率的同时，推动MUD在MS中的应用。

发明内容

本发明针对传统CDMA通信系统中的不足，提出一种复杂度低、可靠性高，并能够有效提高通信容量以及频谱利用率的Group-CDMA通信方法及系统。

一种新型CDMA下行通信方法，其特征在于所有用户被分为G组，组与组之间采用码分多址的方式来区分，一组内用户采用交织分多址的方式来区分，在接收端，采用解扩操作来消除组建干扰，采用逐码片迭代多用户检测方式（CBC-IMUD）消除用户间的多址干扰，接收机的结构复杂程度以及计算复杂程度与组内的用户数呈线性关系，具体包括如下步骤：

步骤A：信道编码，目标用户发送原始数据至信道编码器，进行信道编码，

步骤B:交织处理，将初级调制信号送入与其相对应的交织器进行交织处理，获得处理后的码流，

步骤C: 基带调制处理，对经过上述处理的信息进行基带调制，

步骤D:扩频处理，将经过上述处理后的码流与本组内其他码流合并，并送入本组对应扩频器内利用扩频码进行扩频处理，产生chip流，记为                                               ，

步骤E：发送信息，将扩频处理后的信息调制到高频送至发送器，进行发送，

步骤F：解扩处理，接收端将接收到的信息经过调制降到零频后，送入解扩器中进行解扩处理，获得每组内的用户信息叠加值的估计，

步骤G：迭代处理，将解扩处理所得的估计值送入逐码片迭代多用户检测模块（CBC-IMUD）中进行迭代处理，消除用户间的多址干扰后获得信息，

步骤H: 判决，将迭代结束后得到的用户发送信息估计值送入判决器内，进行判决处理，得到发送信息的二元信号。

本发明中所述系统用户的分组中，平均组内的用户数与系统内用户总数K和组数G之间可以表示为K=(G-1)*M+M’，其中M为前G-1组各组内的用户数，M’为第G组的用户数。

本发明步骤A中所述信道编码可采用重复码，卷积码，Trubo码，LDPC码等编码方式。

本发明中步骤C所述调制处理可以采用BPSK，QPSK，QAM等调制方式。