[发明专利]多用户时频编码分集MT-CDMA的等效子载波分配系统及方法

摘要

本发明公布了一种多用户时频编码分集MT‑CDMA的等效子载波分配系统及方法。该系统和方法包括：根据各个用户在各个子载波上的信道增益值来得到时频编码分集MT‑CDMA系统中各个用户在各个等效子载波上的增益值；根据用户数据速率门限值来评定每个用户需要选择几个等效子载波来进行传输；采用等间隔子载波块分集方式，以确保各个分块中的子载波整体上具有相近的传输特性；将每个子载波分块看作一个等效子载波，按照灌水原理进行等效子载波分配。优点：该方法考虑了各个用户速率差异较大的特点，能够满足多用户时频编码分集MT‑CDMA系统不同速率的需求；保持了与现有的多用户MT‑CDMA自适应资源分配系统的兼容性，能够方便地完成系统的改造。

主权项

1.一种多用户时频编码分集MT‑CDMA系统的等效子载波分配方法，所述的MT‑CDMA系统包括发射机端和接收机端；所述的发射机端：多用户数据先要进入等效子载波自适应分配模块，通过等效子载波增益算法转换之后，用户将可以接受的等效子载波的序号反馈给发送端，发送端根据反馈的信息和用户速率进行等效子载波分配，决定给每个用户分配合适的一个或几个等效子载波；之后各个帧子块的用户数据比特被尺寸为N_c×K的Walsh+PN扩频码组矩阵时频二维扩展，然后经过IFFT、并串转换、加循环前缀，最后从天线上发射出去；当对某个用户来说，所有等效子载波的性能都不能接受，那么该用户的请求被拒绝；所述的接收机端：接收信号以后，首先需要去除循环前缀，进行串并转换和FFT变换之后，进入解相关模块调整扩频码组顺序进行二维解扩检测，区分出处于不同低相关子块上的不同用户，实际通信中发送端要在所有子载波上发送导频信号以便用户进行信道估计，对占用多个等效子载波的用户进行自适应解调，最后提取每一个用户的数据信息输出；等效子载波分配方法：根据总载波数和总用户数，及扩频码长，确定时频二维扩展的帧结构，这样也就确定了每个等效子载波块中的子载波数，然后采用等间隔子载波块分集方式，生成用户的等效子载波增益，用户将可以接受的等效子载波的序号反馈给发送端，发送端根据反馈的信息进行等效子载波分配；根据数据速率门限值来评定每个用户需要选择几个等效子载波来进行传输；最后按照灌水原理进行等效子载波分配，当对某个用户来说，所有等效子载波的性能都不能接受，那么该用户的请求被拒绝；所述的等间隔子载波块分集方式：考虑相邻的、处于相关带宽之内的几个子载波具有很高的相关性和传输特性，将他们划分到不同的分块中，可以保证各个分块中的子载波整体上具有相近的传输特性，根据最优分配结果，不同的分块将具有近似相等的比特总数，这样的结果将接近最优的分配结果，进行等间隔子载波块分集之后，将每个子载波分块看作一个等效子载波来进行自适应等效子载波分配，从而提高系统的性能；各个用户数据速率要求可能不同，因此每个用户自适应地占用1个或多个等效子载波，由用户传输速率、采用的调制方式及每个等效子载波的子载波数可以推得每个IFFT/FFT周期T_s内需要传输的数据量；其特征是：所述的生成用户的等效子载波增益：发送端在进行等效子载波分配时，首先将通过导频信号估计得到的U个用户在各个子载波上的增益信息组成U×N矩阵H其中，N表示子载波总数，h_u,n表示第u个用户在第n个子载波上的增益，由于时频编码分集MT‑CDMA系统被分成B个分块，每个分块上的子载波数为N_c＝N/B，因此这里各用户在各个等效子载波上的增益信息可以由每个分块中的各个子载波上的增益信息而得到；多载波分组的调制方式可由每个分组中所有子载波增益的平均值来确定，因为时频编码分集MT‑CDMA系统与多载波分组系统有相似之处，所以在这引用算术平均值法计算等效子载波增益；算术平均值方案是取子载波分块中所有子载波增益的平均值作为该分块的等效增益，即其中，U表示总用户数，b＝1,2…B，n＝1,2…N_c，B为分块总数，N_c为每个分块中的子载波数，这里B＝N_c；确定用户选择等效子载波的个数：由矩阵H，根据公式(2)算出各用户在各个等效子载波上的增益信息，组成U×B矩阵G其中：h_th是能被用户接受的信道增益幅度门限值；考虑各个用户数据速率要求可能不同，因此每个用户应该可以自适应地占用1个或N_u，个等效子载波，其中N_u≤B，由用户传输速率、采用的调制方式及每个等效子载波的子载波数可以推得每个IFFT/FFT周期T_s内需要传输的数据量，假设调制级数为M，每个等效子载波有子载波N_c个，某个用户要求传输速率为R_ubit/s，当此时，这个传输速率为R_u的用户应占用N_u个等效子载波。