[发明专利]基于线性规划的时频双扩OFDM系统资源分配及接收方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基于线性规划的时频双扩OFDM系统资源分配及接收方法。

背景技术

作为一种扩频方式，直接序列码分多址（Direct Sequence-Code Division Multiple Access，下文简称DS-CDMA）通过将携带信息的窄带信号与高速地址码信号相乘，获得宽带扩频信号，接收端通过与发射端同步的相同地址码信号相关即可实现解扩。DS-CDMA系统具有优越的抗窄带干扰特性和灵活多变的多址能力。然而，由于DS-CDMA系统是干扰受限的，其容量受限于符号间干扰（ISI）和多址干扰（MAI）等影响，当用户数量增多时，通信质量会严重恶化，这是制约DS-CDMA进一步发展的一个瓶颈。

基于以上传统DS-CDMA系统的特点，人们将DS-CDMA和OFDM相结合，形成了适用于高速率传输的多载波CDMA（Multicarrier Code Division Multiplexing Access，下文简称MC-CDMA）。作为一种多载波多址通信方式，MC-CDMA让每一个信道使用全部频谱，把原先在一个信道内传输的数据分到若干个信道中进行传输，即通过将扩频序列的不同码片调制到不同的子载波上实现频域扩展，在提高系统容量的同时还提高了频带的利用率。

目前，MC-CDMA还存在两点不足：第一，在遇到频率选择性衰落信道时，如果相对信道时延扩展来说，发射端发射的是一个时间宽度较窄的脉冲信号，在频域传输带宽则相对较大，若传输带宽比信道相干带宽大，这时信号之间的相关性变差，信道在一个符号带宽内变化剧烈，进入深衰落。第二，在遇到时间选择性衰落信道时，如果相对最大多普勒频移来说，发射端发射的是一个带宽较窄的频域信号，在时域符号周期较长，若取样时间间隔大于相干时间，信号的相关性变差。这时信道在一个符号周期内变化剧烈，进入深衰落。

发明内容

本发明要解决的技术问题：继承时频双扩OFDM系统具有较高频带利用率并能有效地抑制加性高斯白噪声（AWGN）信道中干扰的优点，同时针对不同子载波的信道特性，设计一种通过在发射端合理分配扩频码，使得发送信号能够尽可能集中在信道质量较好子载波上发送的方案，提升原系统在多径信道中的性能。

为了解决以上问题，本发明实施例公开了一种基于线性规划的时频双扩OFDM系统资源分配方法，包括以下步骤：

将U个用户和X个子载波通过LP算法进行分组，使得每组用户数为k，子载波数为N；

对于每个分组，把L个经过调制的符号合并起来形成信号流b_k=(b_k，1,…,b_k，L)^T，用w_k=(w_k，1,…,w_k，M)表示第k个用户长度为M的扩频码，b_k中的每一个信号b_k，l乘以相应的w_k，将所有用户的信号求和后得到一个新的信号x=(x_1，1,…，x_L,M)^T，完成对信号的时域扩展；

将各组信号x分成LM个并行支路，每个支路x_l，m分配在N个子载波上，用c_l,m=(c_l，m，1,...,c_l，m，N)表示x_l,m的扩频码，得到在子载波n上的发送信号为s_n=∑_l∑_mx_l，mc_l，m，n，完成对信号的频域扩展。

进一步，作为一种优选，通过LP算法进行分组具体包括以下步骤：

将用户和载波各自平均分为G组，得到载波分组向量SUBCg=(sub0,g,sub1,g,…,subK-1,g)和用户分组向量GRPg=(g0,g,g1,g,…,gK-1,g)；

通过计算找出适合的用户组和载波组的配对，使得值最大化，其中r_u，k是第g组中第u个用户的第k个子载波的频率值；