WO2004068760A1

WO2004068760A1 - Procede pour coder et appliquer des codes d'acces multiples a etalement du spectre avec des fenetres de correlation intergroupe nulle

Info

Publication number: WO2004068760A1
Application number: PCT/CN2003/000115
Authority: WO
Inventors: Yongzhong Zou; Daoben Li; Yongsheng Zhang; Li Fang
Original assignee: Linkair Communications, Inc.
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2004-08-12
Also published as: AU2003303842A1; CN1640040A; WO2004068760A8

Description

一种具有组间零相关窗妁扩频多址码编码及应用方法

技术领域

本发明涉及扩频与码分多址（CDMA )无线通信技术领域，特别涉及在个人通信***（PCS ) 中的具有零相关窗的高频 i普效率的扩频多址编码。具体的讲是一种具有组间零相关窗的扩频多址码编码及症用方法。

背景技术 .

随着信息化社会及个人通信时代的到来 , 人们对提高无线通信***中的频谱效率变得越来越迫切了，因为频率资源是十分有限的。所谓频谱效率是指在给定用户传信率与***带宽时，在一个小区（cel l ) 或扇区 ( sector ) 内***可容纳的最大用户数，其度量单位是每小区（或扇区）每单位带宽***所支撑的总传信率。显然，频 i 效率越高的***容量越大。

传统的无线多址接入技术，如频分多址（FDMA ), 时分多址（TDMA ), 其***容量受***的时间带宽积所限定，额外增加用户根本不可能。例如：用户的基本传信率为 1/T符号秒， ***（含信道）带宽为 B赫兹（Hertz ), 则其时间带宽积为 BT, BT就是***内的最大用户数，多一个也不可能。

码分多址（CDMA ) 则完全不同，其***容量仅决定于信扰比，具有大容量与软容量的特点，增加用户只会减小信扰比，争低通信质量，但不会被拒绝。即***容量不象频分多址（FDMA ) 或时分多址（TDMA ) 那样有一个不可愈越的界限 BT值。

码分多址（CDMA ) ***的容量取决于***内的干扰电平，因此，能否控制***内干扰电平将成为码分多址***成败或好坏的关键。干扰可分为四大部分：一是本地及***内部噪声电平，对于它除了采用低噪声放大器外，没有其它方法；二是码间又称符号间干扰（ISI ); 三是多址干扰（MAI )，即来自小区内其他用户的干扰；四是相邻小区或信道间干扰（ACI )。对于 ISI、 MAI . ACI是可以靠选择性能良好的地址码来减少乃至消除的。

在码分多址（CDMA ) ***中，各个用户都有自己特有的供相互识别的地址码。不仅如此，各个用户的扩频地址码间还应相互正交，这种正交性的要求对任何多址***来说都是一致的。如果信道是一个理想的线性时间频率不扩散***，同时***内部又有严格的同步关系，则保证各用户地址码间的正交性还是能够实现的。但是现实信道没有一个是理想的，而严格同步对于时间、频率扩散信道中的信号而言，又是不可能的。因此，在非理想的时间频率扩散信道中仍然保持各地址码间的正交性是码分多址 ( CDMA ) ***的生命所在。

众所周知，移动通信信道是典型的随机时变信道，其中存在着随机性的频率扩散（由多卜勒效应产生），及随机性的时间扩散（由多径传播效应产生）。前者将使接收信号产生时间选择性衰落，即接收信号电平会随时间有不同的随机起伏变化；后者将使接收信号产生频率选择性衰落，即接收信号不同频谱分量会有不同的随机起伏变化。衰落除严重恶化***的性能以外，还将大幅度减小***的容量。特別是由多径传播造成的信道的时间扩散，使信号不能同时到达接收点，而使同一用户相邻符号间的信号互相重叠，产生符号间的干扰（ISI )。另外，信道的时间扩散还会恶化多址干扰，这是因为当不同用户信号间的相对时延为零时，其正交性是艮容易保证的，任何正交码都可以使用。但当信号间的相对时延不为零时，仍然保持其正交性将变得非常困难。

为了减小符号间干扰（ISI ), 每个用户所选用的信号波形，也就是其地址码的自相关函数应该是一个理想的冲激函数，即除原点外，应处处为零。为了减小多址干扰（MAI ), 各个用户所选用的信号波形，即其地址码间的互相关函数应对各种相对时延处处为零。从正交性的观点来讲，各个扩频地址码与其自身除相对零时延处外，对任何非零相对时延都应该相互正交，而扩频地址码间对任何相对时延（含零时延）都应相互正交。为形象其见，将原点处的自相关函数值称为相关函数的主峰，将原点之外的自相关或互相关函数值称为相关函数的付峰。理想多址码间的自相关及互相关函数的付峰应全为零。遗憾的是，理论的 Welch界指出：在二元域、有限域甚至复数域中均不存在付峰处处为零的多址码组。特别是自相关函数的付峰与互相关函数的付峰是一对矛盾，当要求一个减小时，另一个必然增大。另外，美国国家宇航局（NASA ) 亦宣布已穷举计算出各种码，并证明 Welch界是无法突破的。

事实上，美国国家宇航局（NASA ) 穷举计算的仅仅是群码，而 Welch 界仅对复数以下域成立，在此之外理想性质的地址码是有可能存在的。例如在 1971年，美国加州洛杉矶大学 ( UCLA ) 的 B. P. Schwe i tzer在其博士论文 "广义互^卜码组，， ( General ized com lementary Code Sets ) 中就已经找到了一种可以达到理想地址码组性能的编码方法。随后 1993年欧洲 NOKIA公司（NOKIA MOBILE PHONES LTD.； NOKIA TELECOMMUNICATIONS ) 的 Leppanen, pent t i等人又将其思想应用于时分 /码分（ TDMA/CDMA ) 混合 ***中，并申请了欧洲专利，其专利公开号为 EP 0600713A2 , 申请号为 93309556. 4。这种编码方式实际上是高维空间中的编码，高维空间已经突破了 Welch界成立的条件。但是这种编码方式的频谱效率极低，不具有实用价值，这正是其提出近三十年仍没有人使用的原因。因为对于一个需要个地址的通信***，该编码方式需要使用 N²个基本码而每个码至少需 N 位，也就是说共需 N³位来支撑 N个地址。例如：若地址数 N为 128 , 采用 16QAM调制方式，则对应***的频 i t率只有

441χ1(Γ¾ίί;3/Ηζ (比特 /赫)。可见，地址数越多，这种编码方式的频谱效率越低。但是这种编码方式给出了一个艮好的启示，即可以通过 "互补" 的方法来构造性能良好的地址码组，不过一定要避免 B. P. Schwei tzer 博士的所需总码位数随地址数的三次方而增长的缺点。

另外，如果采用双向同步技术，则在随机时变信道中，各个地址码内或相互之间的相对延时，将不会超过信道的最大时间扩散量（最大多径时延差）加上最大定时误差。设该量为 Δ秒，那么，只要在（-△, Δ ) 内地址码间相关函数及互相关函数没有付峰，就可以保证使符号间干扰（ISI ) 及多址干扰（MAI )为零。具有这样性质的地址码，称之谓具有 "零相关窗" 的地址码。显然只要地址码的相关特性具有 "零相关窗" 且窗口宽度大于信道的最大时间扩散量（最大多径时延差）加上最大定时误差，则对应的码分多址（CDMA ) ***的性能就将是 ¾想的，同时传统码分多址（CDMA ) ***中致命的 "远近效应" 将随之消失。 "远近效应" 是由地址码的自相关与互相关特性不理想所引起的，因为一个近距离信号的付峰可能会淹没远距离信号的主峰。为了克服 "远近效应"，必须使各个地址用户的信号在到达基站时强度基本相等，这就导致必须采用精确、复杂及快速的功率控制算法，从而使***复杂化。在采用具有 "零相关窗" 的地址码后，由于在工作条件下，地址码的自相关与互相关函数根本没有付峰， "远近效应" 将完全消失，当然功率控制的重要性也随之大大减弱了。

1997年，发明人李道本在申请号为： PCT/CN00/00028的发明专利申请中提出了一种新型具有零相关窗的扩频码。假设信道的最大时间扩散量 (最大多径时延差）加上最大定时误差。设该量为△, 这种码字保证在（-Δ , Δ ) 内的相关特性是理想的。应用这种码字的***消除了 ISI 和 MAI , 大大地提高了***的容量。

假设互补码组为 {C S l M , C部或 S部的码长为 N , 单边零相关窗宽度为: Γ , 则根据零相关窗界： M≤^±^。所以给定码长和零窗大小

T + 1

后，可能的最大码数就已经确定了，想要找到更多的码字是不可能了。

为了消 ^干扰的影响，除了在码字设计时直接构造出零窗口码之外，另夕 1、一种方法就是在发送端发送非零窗口码，而在接收端采用联合检测技术来达到最优接收。假设一共存在 M个码道，采用元调制，则采用最优联合检测时总的检测量为 0、q^M ) , 这种检测方法的复杂度是随着用户数 M 以指数增长的，当用户数 M增大时，会使接收机无能为力，这就限制了系统容量的增加。为了降低接收机的复杂度，人们采用了一些次优的联合检测算法，如解相关多用户检测，干扰消除技术等等，但这些算法又会带来性能上损失，并且在用户数很大时的复杂度仍然很大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有组间零相关窗的扩频多址码编码及应用方法，使所形成的扩频多地址码的组与组之间的相关特性具有 "零相关窗，，，即在零相关窗内各组地址码间的互相关函数没有付峰，从而消除组与组之间的多址干扰（MAI ), 而同组内的各个地址码间虽然存在多址干扰 ( MAI ), 但是在具体应用中可以利用联合检测技术来达到最优接收。本发明所提出的这种新的具有组间零相关窗码扩频码编码方法既利用了零相关窗特性，又可以利用联合检测、干扰抵消技术、均衡技术等技术，这就为增大***容量提供了可能。同时本发明解决了传统 CDMA***中应用联合检测的复杂度问题，其可使所述的复杂度大大的降低。

上述的具有组间 "零相关窗" 的扩频多地址码具有以下四个特点：（一）各组扩频地址码间的互相关函数在原点附近存在一个零相关窗口。从正交性观点讲，各组扩频地址码之间在相对时延小于该零相关窗口的宽度时是完全正交的；（二）各个扩频地址码的自相关函数在上述的组间零相关窗口内除原点外，仅在两个非零相对时延处不为零，其他处处为零，即其具有较理想的特性；（三）同一组内的各个扩频地址码的互相关函数在上述的组间零相关窗口内仅在两个非零相对时延处不为零，其他处处为零；（四）对关窗口的大小。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种具有组间零相关窗的扩频多址码编码方法，其特征在于包括以下步骤：生成基本正交互补码组对；

将）关窗的正交互补码组核；

将所述的具有组间零相关窗的正交互补码組核进行扩展；

对扩展后的具有组间零相关窗的各个扩频地址码， ***零保护间隔或时隙，由此形成的正交互补码组的组间零相关窗口宽度大于原有的正交互补码组的组间零相关窗口宽度。

所述的生成基本正交互补码組对是指：选取一对各码长度均为 N 的、零相关窗口宽度为 L的基本正交互补码组对（C S'_x), (C，₂， S，₂);

可设： C = (C_n C₁₂...C_1N)， S' (S_u S₁₂...S_1N) ,

S₂₂...S_2N)；

其中： C码与 s码的非周期自相关与互相关函数在零相关窗口内除原点外相反相成，相加后的自相关函数值与互相关函数值除原点外处处为零。补码组核是指：对所述的基本正交互补码组对 (C , S ）、 (C'₂， s，₂)扩展成为具有组间零相关窗的正交互补码组核：

S_n S₁₂ S₁₂ ...S_1N S_1N

-S_u S₁₂ -S₁₂ ...S_1N - S_1N i S₂₁ S₂₂ S₂₂ * ..S_2N S_2N

- C₂i C₂₂ - C₂₂...C_2N - c 2N J -S₂₁ S₂₂ - S₂₂ .

所述的将具有组间零相关窗的正交互补码组核进行扩展是指：根据实际所需的最大用户地址数，在生成树结构中将所述的正交互补码组核进行码长及码数目的扩展，扩展后的各組扩频地址码间的互相关函数在原点附近存在一个零相关窗口，其窗口的宽度大于或等于 2L-1 ; 根据正交性可得出：各组扩频地址码之间在相对时延小于该零相关窗口的宽度时是完全正交的；扩展后的各个扩频地址码的自相关函数在所述的组间零相关窗口内除原点外，仅在两个非零相对时延处不为零，其他处处为零；同一组内的各个扩频地址码的互相关函数在上述的组间零相关窗口内仅在两个非零相对时延处不为零，其他处处为零。

可对所述的组间零相关窗的正交互补码组核或者扩展后的各个扩频地址码***零保护间隔或时隙，用以增大扩展后形成的各組扩频地址码间的组间零相关窗口的大小。

本发明还提供了一种具有组间零相关窗的扩频多址码的应用方法，其特征在于包括以下步驟：

根据所应用***的传播奈件、 ***所采用的基本扩频码速率（工程上称之谓切普率，以 MCPS '计）以及***中的最大定时误差，确定所需的零相关窗口的宽度；

根据所需零相关窗口的宽度，生成或选取基本正交互补码组对；补码组核；将所述的具有组间零相关窗的正交互补码组核进行扩展；

所述的生成或选取基本正交互补码组对是指：生成或选取一组或者多组基本正交互补码组对。

所述的生成或选取基本正交互补码组对包括：选取一对各码长度均为 N的、零相关窗口宽度为 L的基本正交互补码組对 (CV S ), (C，₂, S，₂); 可设： C = (C_n C₁₂...C_1N)， s - (s_u s_t2...s_m) ,

C'₂ ⁼(C₂₁ C₂₂...C_2N)， S，₂=(S₂₁ S₂₂...S_2N)。

其中： C码与 s码的非周期自相关与互相关函数在零相关窗口内除原点外相反相成，相加后的自相关函数值与互相关函数值除原点外处处为零。

所述的基本正交互补码组对（c ， s )， (c，₂， s，₂)是指：其自相关与互相关函数分别为 C码间的非周期自相关与互相关函数与 S码间的非周期自相关与互相关函数之和，其中在宽度为 L的零相关窗口内， C码与 S码的非周期自相关与互相关函数除原点外相反相成，相加后的自相关函数值与互相关函数值除原点外处处为零；其中所述的基本正交互补码组对（C₁₅ Si ), ( C₂, S₂ )的一种生成方法可以用李道本教授在 PCT/CN00/00028 中的基本正交互补码组对的生成方法。所述的将正交互补码组对进行扩展并生成具有组间零相关窗的正交互补码组核是指：对得到的各码长度为 N、零相关窗窗口的宽度为 L的基本正交互补码组对（C S^ (C^ S^.C^CnC^.-.C^), C₂=(C₂₁ C₂₂〜C_2N), S_t=(Sn S₁₂...S_1N), S₂=(S₂₁ S₂₂...S_2N)按如下方式扩展成为具有组间零相关窗的正交互补码组核：

-S₂₁ S₂₂ "S₂₂ -S_2N J

该扩展后的正交互补码组核的各码长度为 2N、组间零相关窗窗口的宽度为大于或等于 2L-1。

所述的对具有组间零相关窗的正交互补码组核***零保护间隔或时隙是指：首先由各码长度为 N、零相关窗窗口的宽度为 L 的基本正交互补码组对 S ), (C，₂， S，₂)， C' Cu C₁₂...C_1N), CV=(C₂₁ C₂₂〜C_2N：)， SV=(S„ S₁₂...S_1N)， S，₂=(S₂₁ S₂₂...S_2N)扩展成为如下的各码长度为 2N、组间零相关窗窗口的宽度为 2L- 1的正交互补码组核，

"S₂i S₂₂ - S₂₂...S_2N -S_2N J

然后可以对上述的正交互补码组核***一定数量的零保护间隔或时隙，由此形成的新的正交互补码组核的组间零相关窗口宽度大于或等于原有的正交互补码组核的组间零相关窗口宽度；

例如按照如下的零保护间隔或时隙***方式：每 L+1 个码片（Chip) *** T个零，由此形成的新的正交互补码组核的组间零相关窗口宽度大于或等于 2L- 1 , 由此新的正交互补码组核按树形结构持续扩展，所得到的正交互补码组对的组间零相关窗口宽度大于或等于 2L - 1;

如果所述的基本正交互补码组对 ( C S_t X (C₂， S₂)的各码长度为 N且零相关窗窗口的宽度为 L, 那么可以在扩展后的各码长度为 2N正交互补码组核的每 L+1个码片（ Chip )*** T个零，并按照如下的零保护间隔或时隙 ***方式插零，即：每 L+1个码片（Chip )尾部*** T个零，由此形成的新的正交互补码组核的组间零相关窗口宽度大于或等于 2L- 1 , 由此新的正交互补码组核按生成树结构持续扩展，所得到的正交互补码组对的组间零相关窗口宽度大于或等于 2L- 1; ***这 T个零后，使得由此形成的新的正交互补码组核的組间零相关窗口宽度最大化。

***这 T个零的方式包括： T个零插在每 L+1个码片（ Chip )的尾部，或 T个零插在每 L+1个码片（ Chip )的头部等。

根据实际用户数，确定所需的最大用户地址数，并将所选用的具有组间零相关窗的正交互补码组核作为生成树结构的原点，在生成树结构中进行码长及码数目的扩展，扩展后的各组扩频地址码间的互相关函数在原点附近存在一个组间零相关窗口；扩展将根据所需最大用户数和所选取基本正交互补码组对的组数共同确定生成树结构中所需的扩展阶段数。

旨：对扩展后的具有組间零相关窗的各个扩频地址码可以通过***一定数量的零保护间隔或时隙，由此形成的新的的正交互补码組的组间零相关窗口宽度大于或等于原有的正交互补码组的组间零相关窗口宽度。

如果由第三步所得到的正交互补码组的组间零相关窗口宽度为 2L-1, 那么我们可以每 L+1个码片（Chip )*** T个零，由此形成的新的正交互补码组的組间零相关窗口宽度大于或等于 2L- 1。 ***这 T个零的准则是使得由此形成的新的正交互补码组的组间零相关窗口宽度为最大化， ***这 T 个零的方法艮多，例如插在每 L+1 个码片（Chip ) 的尾部，插在每 L+1 个码片（Chip ) 的头部，在此恕不——列举。

可以对所产生的多地址码进行等效变换。所述的等效变换包括：交换 C与 S码的位置、同时交换 C1与 C2及 S1与 S2的位置、码序取反、各码位取反等。

在实际工程中应用上述形成的扩频地址码，必须保证 C码只与 C码运算（含自身及其他码）， S码只与 S码运算（含自身及其他码）。

可利用两个正交的同步衰落的传输信道，分别传输上述的 c码和 S码，且在调制时荷载相同的信息比特，而在解扩与解 ΐϋΐ^将它们的输出进口。

所述的两个正交的同步衰落的传输信道，可采取将 C码和 S码分别调制在相互正交的极化波上，或将 C码和 S码分别放在经传输后仍互不重叠的两个时隙内。

所述的在一树形结构中将正交互补码组核进行码长与码数目的扩展是指：若（d， S，）、（C₂， S_z)是一对各码长度均为 N、零相关窗窗口的宽度为 L的正交互补码组核，则可按以下方式生成两对也就是四组各码长度均为 2N 的正交互补码组对：

(c₃ c_v s_t s₂)

函数在原点附近存在一个零相关窗口，其窗口宽度大于或等于 L。我们可零相关窗窗口的宽度大于或等于 L 的正交互补码组核，继续进行扩展。上述的扩展可按图 1所示的树形结构持续下去，以产生出编码长度为 N2ⁿ，组间零相关窗口宽度大于或等于 L的 2ⁿ组正交互补码组对，其中 η=0 , 1 , 2 , ... , 为扩展的次数。

并且对所形成的正交互补码组对可进行等效变换。

所述的对扩展后的具有组间零相关窗的各个扩频地址码可以通过*** 零保护间隔或时隙是指：对于由正交互补码组核扩展生成的具有组间零相关窗的各个扩频地址码***一定数量的零保护间隔或时隙，由此形成的新的的正交互补码组的组间零相关窗口宽度大于原有的正交互补码组的组间零相关窗口宽度。

本发明的有益效果在于通过提供一种具有组间零相关窗的扩频多址码编码及应用方法，使所形成的扩频多地址码的组与组之间的相关特性具有 "零相关窗" , 即在零相关窗内各组地址码间的相关函数及互相关函数没有付峰，从而消除组与组之间的多址干扰（MAI ), 而同组内的各个地址码间虽然存在多址干扰（ MAI ), 但是在具体应用中可以利用联合检测技术来达到最优接收。本发明所提出的这种新的具有组间零相关窗码扩频码编码方法既利用了零相关窗特性，又可以利用联合检测、干扰抵消技术、均衡技术等技术，这就为增大***容量提供了可能。同时本发明解决了传统 CDMA ***中应用联合检测的复杂度问题，其可使所述的复杂度大大的降低。

上述的具有组间 "零相关窗"的扩频多地址码具有以下四个特点：（一）各組扩频地址码间的互相关函数在原点附近存在一个零相关窗口。从正交性观点讲，各扩频地址码之间在相对时延小于该零相关窗口的宽度时是完全正交的；（二）各个扩频地址码的自相关函数在上述的组间零相关窗口内除原点外，仅在两个非零相对时延处不为零，其他处处为零，即其具有较理想的特性；（三）同一组内的各个扩频地址码的互相关函数在上述的组间零相关窗口内仅在两个非零相对时延处不为零，其他处处为零；（四）对于上述的 "扩频马可以通过保妒间隔或时隙，增且间斜目关窗口的大小。附图说明

图 1为本发明具有組间零相关窗的正交互补码组生成树第一示意图。图 2为本发明具有组间零相关窗的正交互补码组生成树第二示意图。图 3为本发明的基本正交互补码组对的一种生成方法示意图。

具体实施方式

下面通过实施例及附图对本发明进行详细阐述。

第一步，基本正交互补码组对的生成或选取。

本发明技术方案所述的各码长度为 Ν、零相关窗窗口的宽度为 L 的基本正交互补码组对（C₁ S , ( C₂, S₂ )是指：其自相关与互相关函数分别为 C码间的非周期自相关与互相关函数与 S码间的非周期自相关与互相关函数之和，其中在宽度为 L的零相关窗口内， C码与 S码的非周期自相关与互相关函数除原点外相反相成，相加后的自相关函数值与互相关函数值除原点外处处为零。所述的基本正交互补码组对（Ci, Si ), ( C₂, S₂ )—种生成方法可以用李道本教授在 PCT/CNOO/00028中的各码长度均为 N零相关窗口宽度为 2N- 1的基本正交互补码组对的生成方法。

所述的基本正交互补码组对可按如下方式进行码长和零相关窗窗口宽度的扩展：

其中，若基本正交互补码组对（C_p S 、（C₂, S₂ ) 的各码长度为 N、零相关窗窗口的宽度为 L, 则扩展后的两对基本互补码组对的各码长度为

2N、零相关窗窗口的宽度大于或等于 L。首先从最简单的地址数为 2 , 各个码长度亦为 2 的基本正交互补码组对开始，详述本发明的编码步骤。

现有一组长度均为 2的基本正交互补码组对：

C码組： C^ (+， +) C₂= (-, +)

S码組： S,= (+， -) S₂= (-， -)

其中 "+，，表示数字 +1 , "-" 表示数字 -1 , 以下表示与此相同。

可以发现，在不存在相互移位（相对时延）时，（^与 C₂、 S₂、 Ci 与 ( ₂与 s₂之间都是正交的，即相关函数值为零。但一旦存在相互移位

(即相对时延），它们之间的正交性即被破坏，即相关函数值不再为零。表一是 C1与 C2码对不同相互移位的自相关与互相关函数值，表二是 S1与 S2 码对不同相互移位的自相关与互相关函数值。

表一： C码相关函数

从表一与表二所列出的相关函数值来看，它们都不理想。但是将表一与表二对应项的数字相加后，则出现了如表三所示的结果，即若自相关函数 Rj ( r J定义为 R_C1 ( τ ) + R_S1 ( τ ), 自相关函数 R₂ ( r J定义为 R_C2 ( τ ) + R_S2 ( τ X 互相关函数 R₁₂ ( τ )定义为 R_C1C2 ( τ ) + R_S1S2 ( τ ), 即新的相关函数（含自相关与互相关）定义为 C码间的相关函数与 S码间的相关函数之和后，码 1与码 2间的自相关与互相关函数值均变成理想的了，即它们之间具有相反相成的性。为方便起见可将上述码组表示成：（C Si ) = ( ++, +- )及（C₂, S₂ ) = ( -+, ―)。

表三：基本正交互补码组对相关函数

(C_{1 ?} SJ = C++； +-)； (C₂， S₂) = (-+； -)

地址码数为 2 , 各个码的长度均为 1的基本正交互补码组对只有上述一种基本形式，其它形式如交换（ C₂、及 Si、 S₂位置，交换 C、 S码的位置，顺序取反或交错极性及旋转均属于上述基本形式的等效形式，其间并没有实质性的区别。需要说明的是对于正交互补码，对其作相关或匹配滤波运算时， C码只与 C码、 S码只与 S码作运算， C码与 S码在运算时不相遇。

较长的基本正交互补码组对，可按如下扩展方式生成：

( ， Si)

(c₂， s₂)

其中，若基本正交互补码组对（C_{1 5} S^, ( C₂， S₂ ) 的各码长度为 N、零相关窗窗口的宽度为 L , 则扩展后形成的两对基本互补码组对的各码长度为 2N、零相关窗窗口的宽度大于或等于 L。

上述 N=2时的一个基本正交互补码组对为：

( ++ ， +— )

( — ， - - ）

其中， "+" 表示数字 +1， "-"表示数字 -1, 零相关窗窗口宽度为 3。上述的扩展可按树形结构持续扩展下去，以产生出 2ⁿ对编码长度为 N2ⁿ 的基本正交互补码组对，其中 n=0, 1, 2, 为扩展的次数。

并且对所形成的基本正交互补码组对可进行等效变换。

例如各个码长均为 4的基本正交互补码组对可由上述 N=2 的基本正交互补码组对构成，其构成方法之一为：

( Ci, S; ) - (C₁C₂,

(C2 , S2 ) = (C_rC₂, S -S₂);

即码由原 (^与 C₂码的串连而成， C'2码由原 (^与 C₂码的反码串连而成， S；码由原 3₁与 3₂码的串连而成， S 码由原 3₁与 S₂码的反码串连而成，表示为：

( s Ί ) = (++-+, +— - )；

( C 2 , S 2 ) = (+++-, + -++ )；

表四给出了新基本正交互补码组对的相关函数，可见其互补自相关函数及互相关函数全是理想的。另外一种构成方法是颠倒码的顺序，即

( C:， S 1 ) = ( C₂C_1? S₂SJ = (-+++, --+- );

( C';， S 2 ) = ( c₂ - C S₂- = (-+— , -― +);

其互补自相关与互相关函数也全是理想的。该新码组的正交互补相关函数与前一组完全一样（表四）。

表四：基本正交互补码组对相关函数表（各码长为 ²²=4 )

( Cl, S i ) = (++-+, +—— )； ( C2， S 2 ) = (+++—， + -++) 或（ C!, S > ) (_+++， - -+-）； ( C2, S 2 ) + )

将这种方法继续执行下去，可得地址数为 2 , 各码长度均为 2 " ( « = 1,2,... ) 的基本正交互补码组对，它们的自相关函数与互相关函数值很容易验证也都是理想的。

请参见图 3 所示，这是一种基本互补码组对的生成树图。在具体的多地址编码过程中将利用图 3 中的基本正交互补码组对。图中凡是 < > 内的一对码组就是基本正交互补码组对，它们的互补自相关函数及互相关函

^殳有 ^，亦即^^里超持 ί生。需要说明的是图 3中^ 的仅仅是一种基本互补码组对，还有众多等效形式，例如，交换它们上下，或左右的顺序，颠倒它们前后的顺序，隔位取反，在复平面内旋转等。都可得到等效的基本互补码組对。它们的自相关函数与互相关函数也全是理想的。

第二步，生成具有组间零相关窗的正交互补码组核

对第一步得到的各码长度为 Ν、零相关窗窗口的宽度为 L 的基本正交互^卜码組十 (C'j , S' )、（C'₂， S'₂)， C =(C_LT C_U...C_1N)， cv=(c₂₁ C₂₂〜C_2N)， S，i=(S„ S₁₂,..S_1N)， S'₂=(S₂₁ s₂₂...s_2N)按如下方式扩展成为具有组间零相关窗的正交互补码组核：

" S₂₁ S₂₂ - S₂₂ ...S_2N - S_2N ,

该扩展后的正交互补码组核的各码长度为 2N、组间零相关窗窗口的宽度为大于或等于 2L - 1。

我们可以对上述的正交互补码组核***一定数量的零保护间隔或时隙，由此形成的新的正交互补码组核的组间零相关窗口宽度大于原有的正交互补码组核的组间零相关窗口宽度。如果笫一步中的选定的基本正交互补码组对（Cp Si ( C₂， S₂ )的各码长度为 N且零相关窗窗口的宽度为 L，那么我们可以该扩展后的各码长度为 2N正交互补码组核的每 L+1 个码片 ( Chip )*** T个零。按照如下的零保护间隔或时隙***方式：每 L+1个码片个码片（Chip )尾部*** T个零，由此形成的新的正交互补码組核的组间零相关窗口宽度宽度大于或等于 2L- 1，由此新的正交互补码组核按第三步的树形结构持续扩展，所得到的正交互补码组对的组间零相关窗口宽度大于或等于 2L- 1。 ***这 T个零的准则是使得由此形成的新的正交互补码组核的组间零相关窗口宽度为最大化， ***这 T 个零的方法^ ί艮多，例如插在每 L+1个码片（Chip ) 的尾部，插在每 L+1个码片（Chip ) 的头部，在 jtb恕不——列举。

例如我们选取如下的各个码长度为 1零相关窗窗口宽度为 3 的基本正交互补码组对：

(cv s ) = (++， +-)及（c'₂， s，₂) = (-+， --)

第三步，对第二步生成的具有组间零相关窗的正交互补码组核进行码长及码数目的扩展，扩展后的各组扩频地址码间的互相关函数在原点附近存在一个零相关窗口。均为 2N的正交互补码：

(C_t C₂， S_t S_a)

因为由一对正交互补码组可以得到两对或两组共四个新的正交互补码，但各码的长度加倍，由这两对或两组共四个新的正交互补码又可派生出四 ^十或四组共八个新的正交互补码组，然后，八对或八组共十六个正交互补码 ......，其中对与对之间的码组的互相关函数存在一零相关窗口。这种过程可由一生成树图关系来描述，图 1 就是这种生成树图的一种，图 2 是另一种生成树。还有其它很多种生成树，它们之间的关系均属等效变换，等效变换不会改变组间的零相关窗口的宽度，但有时可改变零相关窗口外付峰的高度及分布。

例如我们选取如下的各码长度为 4正交互补码组核：

- + - +/

按照上述的扩展方法进行一次扩展后我们得到两对也就是四组各码长度均为 8的正交互补码组：

对于上述生成的两对也就是四组各码长度均为 8 的正交互补码组的 8 个互补码，现将它们重新编号排列如下：

(C1, S1) = (+ + + +—— + +， + + - -);

(C2, S2) = ( + - +—— + +—， +—— + - + -+)；

(C3， S3) = (+ + + + + +——， + +—— + + + +);

(C4， S4) = (+- + - +—— +， +—— + +— + - )；

(C5， S5) = (—— + + + + + +, + + - -);

(C6, S6) = (- + + - + - + - , - + - + + - --+)；

(C7， S7) = ( -- + + ， + +)； (C8， S8) = (- + + - - + - +, - + - + - + + - )；

表五给出了这 8 个互补码的相关函数值，从表五可以看出扩展后的各组扩频地址码间的互相关函数在原点附近存在一个零相关窗口，其窗口的

寸

宽度大于或等于 II 5; 扩展后的各个扩频地址码的自相关函数在上述的组间

II

零相关窗口内除原点外和相对移位 τ为 1和- 1外，其他处处为零；同一组内的两个扩频地址码的互相关函数在上述的组间零相关窗口内仅在两个相对移位 τ为 1和- 1处不为零 +

+，其他处处为零。

表五 ·· 互补相关函数表（各码长为 2³ =8 )

(C1, S1) = (+ + + +—— + +， + + + + - )；

(C2, + - + -+)；

(C3, S3) = (+ + + + + +——， + + - - + + + +)；

(C4, + + - + - )；

(C5， S5) = (—— + + + + + +, - + +—— )；

(C6, S6) = (- + + - + - + - , - + - - + +—— + )

(C7， S7) = ( - - + + ， + + )；

(C8, S8) = (- + + - - + - +, — +— + - + + - )；

or

SllOOO/£OOZN3/X3d 09Ζ.890/^00∑: OAV 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0

0 0 8 0 -8 0 0

第四步，对扩展后的具有组间零相关窗的各个扩频地址码可以通过插入一定数量的零保护间隔或时隙，由此形成的新的的正交互补码组的组间零相关窗口宽度大于或等于原有的正交互补码组的组间零相关窗口宽度。

如果由第三步所得到的正交互补码组的组间零相关窗口宽度为 2L - 1 , 那么我们可以每 L+1个码片 (Chip)*** T个零，由此形成的新的正交互补码组的组间零相关窗口宽度大于或等于 2L-1。 ***这 T个零的准则是使得由此形成的新的正交互补码组的组间零相关窗口宽度为最大化， ***这 T 个零的方法 ^艮多，例如插在每 L+1 个码片（Chip) 的尾部，插在每 L+1 个码片（Chip) 的头部，在此恕不——列举。

例如对于上述第三步生成的两对也就是四组各码长度均为 8 的正交互补码组的 8个互补码：

(CI, S1) = (+ + + + - - + +, + + )；

(C2, S2) = (+ - + - - + + -, + - - + - + - +)；

(C3, S3) = (+ + + + + + -一， + + - - + + + +)；

(C4, S4) = (+— +— +—— +， +—— + + - + - )；

(C5， S5) = (- - + + + + + +, + + --)；

(C6, S6) = (- + + - + - + - , - + - + + - - +);

(C7， S7) = (—— + + ， + +);

(C8, S8) = (- + +—— +— +， - + - + - + + - )；

这四组各码长度均为 8正交互补码组的组间零相关窗口宽度为 5，如果我们在每 4个码片（Chip) 的尾部*** 1个零，由此生成新的两对也就是四组各码长度均为 10 (如果不考虑零其有效长度为 8 ) 的正交互补码组的 8个互补码，现将它们重新编号排列如下：

(Cl， SI ) = ( + + + + 0一一 + + 0， + +—— 0 0 )；

(C2， S2) = ( + - + - 0 - + + - 0 +—— + 0 - + - + 0 )；

(C3， S3 ) = ( + + + + 0 + +一一 0 + +—— 0 + + + + 0 )；

(C4， S4) = ( + - + - 0 +一一 + 0 + - - + 0 + - + - 0 )；

(C5， S5 ) = ( - - + + 0 + + + + 0 0 + +—— 0 )；

(C6， S6) = ( - + + - 0 + - + - 0 - + - + 0 +—— + 0 );

(C7， S7) = ( - - + + 0 0 0 - - + + 0 )；

(C8， S8) = ( - + + - 0 - + - + 0 一 +— + 0 - + + - 0 )；

这四组各码长度均为 10 (如果不考虑零其有效长度为 8 ) 的正交互补码组的 8个互补码，也可以先将如下的各码长度为 4的正交互补码组核：

对于这对正交互补码组核，我们可以每 4个码片（ Chip )*** 1个零，按照如下的零保护间隔或时隙***方式：每 4 个码片（Chip )尾部*** 1 个零，由此形成的新的正交互补码组核的组间零相关窗口宽度为 7 , 如下所示：

+ + + + o\ + + - - 0\

+ - + - 0/ +—一 + 0/

由此新的正交互补码组核按第三步的树形结构扩展一次，所得到的正交互补码组对显然与表六所示的四组正交互补码完全相同，也就是说我们既可以通过对正交互补码组核***一定数量的零保护间隔或时隙也可以通过对扩展后的具有组间零相关窗的各个扩频地址码***零保护间隔或时隙由此形成的新的的正交互补码组的组间零相关窗口宽度大于原有的正交互补码组的组间零相关窗口宽度。

表六给出了这 8 个互补码的相关函数值，从表六可以看出扩展后的各组扩频地址码间的互相关函数在原点附近存在一个零相关窗口，其窗口的宽度大于或等于 7; 扩展后的各个扩频地址码的自相关函数在上述的组间零相关窗口内除原点外和相对移位 τ为 1和 -1外，其他处处为零；同一组对移位 τ为 1和- 1处不为零，其他处处为零。

表六：互补相关函数表（各码长为 23+²=10)

(C1, SI) = (+ + + + 0 - - + + 0 , + + -一 0 0 )；

(C2, S2) = (+ - + - 0 - + + - 0 , + + 0 - + - + 0 )；

(C3， S3) = (+ + + + 0 + + - - 0 , + + - -― 0 + + + + 0 )；

(C4， S4) = (+ - + - 0 + - - + 0 , + + 0 + - + - 0 )；

(C5， S5) = (- - + + 0 + + + + 0 , - —— - - 0 + + - - 0 )；

(C6， S6) = (一 + + - 0 + - + - 0 ， - + - +.0 + -— + 0 );

(C7, S7) = ( - - + + 0 0， .—— -一 0 - - + + 0 )；

(C8， S8) = (- + + - 0 - + - + 0 , ― +一 + 0 - + + - 0 )；

0 0 -8 16 -8 0 0 ?₁₂(T) = ?_CiC2(r) + ?_iii2(r) 0 0 8 0 -8 0 0

R₁₃(T) = R_CiC](T) + R^(T) 0 0 0 0 0 0 0

R (T) = R_CiC4(T) + R_SiS4(T) 0 0 0 0 0 0 0

R₁₅(T) = R_CiC5(r) + R_SiS5(r) 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0

R_L7(T) = R_CiCi(r) + R_SISI (T) 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0

R₁₅(T) = R_CICS(T) + R_S2SS(T)

0 0 0 0 0 0 0

0 0 8 0 -8 0 0

R₁₅(T) = R_C3Cs(r) + R_S3S5(r) 0 0 0 0 0 0 0

= ( 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0

R_a1(T) = R_C4Ci(T) + R_S4Si(T) 0 0 0 0 0 0 0

+ U 0 0 0 0 0 0 0 R₅₆(r) = R_C5C6 (T) +R_SsS6 (T) 0 0 8 0 -8 0 0

0 0 0 0 0 0 0

0 0 8 0 -8 0 0

下面描述本发明扩频地址码的生成过程：

首先，根据所应用***的传播条件， ***所采用的基本扩频码速率（工程上称之谓切普率，以 MCPS计）以及***中的最大定时误差，确定所需的零相关窗口的宽度。

第二步，； t艮据所需零相关窗口的宽度，生成或选取一组或者多组基本正交互补码组 X†。

本发明技术方案所述的各码长度为 N、零相关窗窗口的宽度为 L 的基本正交互补码组对（C_{1 7} S_x ( C₂, S₂ )是指：其自相关与互相关函数分别为 C码间的非周期自相关与互相关函数与 S码间的非周期自相关与互相关函数之和，其中在宽度为 L的零相关窗口内， C码与 S码的非周期自相关与互相关函数除原点外相反相成，相加后的自相关函数值与互相关函数值除原点外处处为零。所述的基本正交互补码组对（C₁₅ Si )、（C₂， S₂ )—种生成方法可以用李道本教授在 PCT/CN00/00028中的基本正交互补码组对的生成方法。例如可以从图 3 中选出零相关窗口宽度大于或等于该所需宽度

第三步，对第二步得到的各码长度为 N、零相关窗窗口的宽度为 L 的基本正交互^卜码组对 (C_x, S 、（C₂， S₂)， C^(C_n C₁₂...C_1N), C₂=(C₂₁ C₂₂...C_2N), S,=(S„ S₁₂...S_1N), S₂=(S₂₁ S₂₂...S_2N)按如下方式扩展成为具有组间零相关窗的正交互补码 s_n S₁₂ S₁₂ ...S_1N S_1N 、

-S_n S₁₂ -S₁₂ ...S_1N -S_m

S₂₂ S₂₂ ...S_2N S_2N

- C₂₁ C₂₂ - C₂₂ - - .C_2N - C_2N/ _ S₂₁ S₂₂ -S₂₂ ...S_2N -S_2N

该扩展后形成的正交互补码组核的各码长度为 2N、组间零相关窗窗口的宽度为大于或等于 2L - 1。

我们可以对上述的正交互补码组核***一定数量的零保护间隔或时隙，由此形成的新的正交互补码组核的组间零相关窗口宽度大于原有的正交互补码组核的组间零相关窗口宽度。如果笫二步中的基本正交互补码组对（C_p S , ( C₂, S₂ ) 的各码长度为 N且零相关窗窗口的宽度为 L, 那么我们可以对该扩展后的各码长度为 2N 正交互补码组核的每 L+1 个码片 ( Chip )*** T个零，按照如下的零保护间隔或时隙***方式：每 L+1个码片个码片（Chi p )尾部*** T 个零，由此形成的新的正交互补码组核的组间零相关窗口宽度大于或等于 2L- 1 , 由此新的正交互补码组核按图 1所示的树形结构持续扩展，所得到的正交互补码组对的组间零相关窗口宽度大于或等于 2L- 1。 ***这 T个零的准则是使得由此形成的新的正交互补码组核的组间零相关窗口宽度为最大化， ***这 T 个零的方法很多，例如插在每 L+1个码片（Chi p ) 的尾部，插在每 L+1个码片（Chip ) 的头部，在此恕不——列举。

第四步，根据实际用户数，确定所需的最大用户地址数，并将所选用的具有组间零相关窗的正交互补码组核作为图 1或图 2 中的原点，在树图中进行码长及码数目的扩展进行扩展，扩展后的各组扩频地址码间的互相关函数在原点附近存在一个组间零相关窗口。

扩展将根据所需最大用户数和所选取基本正交互补码组对的组数共同确定图 1或图 1 中所需的扩展阶段数，例如所需最大用户数为 120 , 如果只有一对基本正交互补码组符合***设计要求，由于 2⁶=64 > 120/2，则所需扩展的阶段数为 6 , 而图 1或图 2中第 6阶段中的 26=64組码共 128个地址码就可作为所选的多地址码。此时实际最大用户地址数为 128 , 它大于所需用户数 120, 完全可以满足要求；如果有两对基本正交互补码组符合***设计要求，可以对这两对基本正交互补码组分别作为图 1或图 2 中的原点，各自在树图中进行码长及码数目的扩展进行扩展，则所需扩展的阶段数为 5 , 这两对基本正交互补码组一共扩展为 64组码共 128个地址码就可作为所选的多地址码；如果有四对基本正交互补码组符合***设计要求，可以对这四对基本正交互补码组分别作为图 1或图 2 中的原点，各自在树图中进行码长及码数目的扩展进行扩展，则所需扩展的阶段数为 4 , 所得 64组码共 128个地址码即可满足***设计要求；如果有八对基本正交互补码组符合***设计要求，可以对这八对基本正交互补码组分别作为图 1 或图 1 中的原点，各自在树图中进行码长及码数目的扩展进行扩展，则所需扩展的阶段数为 3 , 所得 64组码共 128个地址码即可满足***设计要求；当有 16对基本正交互补码组符合***设计要求 , 可以对这 16对基本正交互补码组分别作为图 1或图 2 中的原点，各自在树图中进行码长及码数目的扩展进行扩展，则所需扩展的阶段数为 2，所得 64组码共 128个地址码即可满足***设计要求；当有 32对基本正交互补码组符合***设计要求，可以对这 32对基本正交互补码组分别作为图 1或图 2中的原点，各自在树图中进行码长及码数目的扩展进行扩展，则所需扩展的阶段数为 1 , 所得 64组码共 128个地址码即可满足***设计要求。其他用户数设计可以依此类推。

在工程实际中，有时需要更多的地址码的变种。这就需要对所产生的多地址码进行等效变换，这些变换种类繁多，不能一一列它，现将一些最基本的等效变换列出如下：

交换 C与 S码的位置。

同时交换 C1与 C2及 S1与 S2的位置。码序取反。

各码位取反。

交错各码位的极性：例如可将（++-+, + --- ), ( +++-, +-++ ) 交错各码位的极性，即其中各码的第一，三等奇数码位的极性不变，而二，四等偶数码位变极性，得（+― , ++-+ ), ( +-++, +++- ), 或奇数码位极性改变，而偶数码位极性不变。

在复平面内对各码位作旋转变化：例如，可将基本互补码组对

( ++-+, + --- ), ( +++-, +- ++ )各码位顺序旋转《度得

>₀₁ 7' (？ ' +«) ;>.,, _ /(¾■! +«) _ (ft, +2«) _ Λ¾, +3α)

J +") +²") J ,₂ ― Κφ +«) Λφ,₂ +2 ) Ηφ^ +3α) 这里，，^ 及可为任意初始角度。

适当选择不同的旋转角度，可使旋转后的码组之间正交，即可由一组正交码产生多组正交码，这对工程应用带来^艮大方便。特别是当码长较长时，有时能得出奇妙的结果，能满足各种实际工程需求，例如说组网要求，切换要求，乃至增加容量要求等。

在生成树中进行变化：例如，图 2 就是图 1 的一种等效变换，即图 2 是将图 1 中所有上半部分的 C1及 S1移到左边， C2及 S2移到右边而成，而将图 1中所有下半部分的 C1及 S1移到右边， C2及 S2移到左边而成。又如可将所生成的多地址码组中 C码与 S码的码位按一定规律交错，或改变极性排列。在数学上称这种变换为等效变换，等效变换的种类很多，请恕在此不可能——列出。

在工程应用中使用正交互补码必须保证 C码只与 C码运算（含自身及其他码）， S码只与 S码运算（含自身及其他码）， C码与 S码之间是绝对不允许见面的。因此在实际应用中应采取特殊的分离措施。例如，可将 c码与

S 码分别调制在相互正交的极化波上（水平及垂直极化波，左旋及右旋极化波），又如，可将 C码与 S码分别放在经传输后仍互不重叠的两个时隙内。由于传输信道随时间有随机变化，为保证互补性的实现，在传输过程中两个极化波内及两个时隙内的信道特性应该保持一致。换句工程上的描述语言，它们的衰落应该同步。这就要求在利用极化分离时，必须使用能保证正交极化波同步衰落，无去极化的频段及相应措施，在利用时分方式分离时，必须使两个时隙间的间隔远小于信道的相关时间，在采用其它分离方式时也必须保证它们的同步衰落。

由于 C码与 S码应分离传输同时还要利用它们的互补性，显而易见，调制在它们上面的信息比特应该相同，而对 c码与 s码解: 与解调后的输出应 i亥目力口。

本发明的给出一种新的扩频多地址码的编码方法，使所形成的扩频多地址码的组与组之间的相关特性具有 "零相关窗"，即在零相关窗内各组地址码间的相关函数及互相关函数没有付峰，从而消除组与组之间的多址干扰

( MAI ), 而同组内的各个地址码间虽然存在多址干扰（MAI )，但是可以利用联合检测技术、来达到最优接收。本发明所提出的这种具有组间零相关窗特性的扩频码编码方法，这种新的组间零相关窗码扩频码编码既利用了零相关窗特性，又可以利用联合检测、干扰抵消技术、均衡技术技术，这就为增大***容量提供了可能。同时本发明解决了传统 CDMA***中应用联合检测的复杂度问题。

Claims

权利要求

-种具有组间零相关窗的扩频多址编码方法，其特征在于包括以下生成基本正交互补码组对；补码组核；

将所述的具有组间零相关窗的正交互补码组核进行扩展；

对扩展后的具有組间零相关窗的各个扩频地址码***零间隔。

2. 根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述的生成基本正交互补码组对是指：

生成或选取一对或多对各码长度均为 N的、零相关窗口宽度为 L的基本正交互补码组对（C (C，₂, S'₂); 可设：

^Ί⁼ (Cn C₁₂...C_1N) , S'^ (S_n S₁₂...S_1N) ,

C，2⁼(C₂₁ C₂₂...C_2N)， S，₂=(S₂₁ S₂₂...S_2N) ;

3. 根据权利要求 2所述的方法，其特征在于，所述的将基本正交互补码组对进行扩展并生成具有组间零相关窗的正交互补码组核是指：

对所述的基本正交互补码组对（C，₁₅ S ), (C，₂, S，₂)扩展成为具有组间零相关窗的正交互补码组核：

Cl Cl C ^12 C ^12 · c c 、 S_u S_n S₁₂ S₁₂ , SIM S IN

11 - Cn C₁₂ c C -Γ 、S_U -S_n S₁₂ -S₁₂...S_1N -S S₂₁ S₂₂ S₂₂...S_2N s

-S₂₁ S₂₂ -S₂₂ '

4. 根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述的将具有组间零相关窗的正交互补码组核进行扩展是指：根据实际所需的最大用户地址数，在生成树结构中将所述的正交互补码組核进行码长及码数目的扩展；基本正交互补码組对的零相关窗口宽度为 L扩展后的各组扩频地址码间的互相关函数在原点附近存在一个零相关窗口，其窗口的宽度大于或等于 2L-1 ;

各组扩频地址码之间在相对时延小于该零相关窗口的宽度时是完全正交的；扩展后的各个扩频地址码的自相关函数在所述的组间零相关窗口内除原点外，仅在两个非零相对时延处不为零，其他处处为零；同一组内的各个扩频地址码的互相关函数在上述的组间零相关窗口内仅在两个非零相对时延处不为零，其他处处为零。

5. 根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，可对所述的组间零相关窗的正交互补码组核或者扩展后形成的各个扩频地址码***零保护间隔或时隙，用以增大扩展后形成的各组扩频地址码间的组间零相关窗口的大小。

6. —种具有组间零相关窗的扩频多址编码的应用方法，其特征在于包括以下步骤：

根据所应用***的传播条件、 ***所采用的基本扩频码速率以及*** 中的最大定时误差，确定所需的零相关窗口的宽度；

根据所需零相关窗口的宽度，生成或选取基本正交互补码组对；补码组核;

将所述的具有组间零相关窗的正交互补码组核进行扩展；

对扩展后的具有组间零相关窗的各个扩频地址码可以***零保护间隔或时隙，由此形成的正交互补码组的組间零相关窗口宽度大于或等于原有的正交互补码组的组间零相关窗口宽度。

7. 根据权利要求 6所述的方法，其特征在于，所述的生成或选取基本正交互补码组对是指：生成或选取一组或者多组基本正交互补码组对。

8. 根据权利要求 6所述的方法，其特征在于，所述的生成或选取基本正交互补码组对包括：

生成或选取一对或多对各码长度均为 N的、零相关窗口宽度为 L的基本正交互补码组对（C，_p ( C，₂, S，₂ ); 可设：

C'i⁼ (Cn C₁₂...C_1N) , S = (S S₁₂...S_1N) ,

C，2⁼ (C₂₁ C₂2...C_2N)， S，₂ ⁼ (S₂₁ S₂₂...S_2N)。

9. 根据权利要求 8所述的方法，其特征在于，所述的基本正交互补码组对 ( C\, S'j ), ( C，₂， S，₂ )是指:

其自相关与互相关函数分别为 C码间的非周期自相关与互相关函数与 S码间的非周期自相关与互相关函数之和，其中在宽度为 L 的零相关窗口内， C码与 S码的非周期自相关与互相关函数除原点外相反相成，相加后的自相关函数值与互相关函数值除原点外处处为零；其中：

可选取零相关窗口宽度大于或等于所需宽度的任一对或多对基本正交互补码组对作为的基本正交互补码組对。

10. 根据权利要求 6 所述的方法，其特征在于，所述的将正交互补码组对进行扩展并生成具有组间零相关窗的正交互补码组核是指：

对得到的各码长度为 N、零相关窗窗口的宽度为 L 的基本正交互补码組对 ( Cp S ( C₂, S₂ )₃ C_x= (C C₁₂. ..CIN) > C₂= (C₂₁ C₂₂...C_2N)， S_x= (S S₁₂...S_1N) , S₂= (S₂₁ S₂₂...S_2N)按如下方式扩展成为具有组间零相关窗的正交互补码组核：

Cn C_n C₁₂ C₁₂ ...C_lfv Sn s_n S₁₂ S₁₂ ...S_1N s

C - C C - C c Sn - S_n S_I2 - S₁₂ ...S_1N - !

S₂₂ S₂₂ ...S_2N S₂

S₂2 " S₂₂ · · -S₂N " S

该扩展后的正交互补码组核的各码长度为 2N、组间零相关窗窗口的宽度大于或等于 2L- 1。

11. 根据权利要求 5或 6所述的方法，其特征在于，所述的正交互补码组核***零保护间隔或时隙是指：

对所述的正交互补码组核***一定数量的零保护间隔或时隙，由此形成的正交互补码組核的组间零相关窗口宽度大于原有的正交互补码组核的组间零相关窗口宽度。

12. 根据权利要求 11所述的方法，其特征在于，

如果所述的基本正交互补码组对（ , Si ), ( C₂, S₂ ) 的各码长度为 N 且零相关窗窗口的宽度为 L, 那么可以在扩展后的各码长度为 2N正交互补码组核的每 L+1个码片（ Chip )*** T个零，并按照如下的零保护间隔或时隙***方式插零，即：每 L+1个码片（Chip )尾部*** T个零，由此形成的新的正交互补码组核的组间零相关窗口宽度大于或等于 2L- 1 , 由此新的正交互补码组核按生成树结构持续扩展，所得到的正交互补码组对的组间零相关窗口宽度大于或等于 2L-1;

***这 T 个零后，使得由此形成的新的正交互补码组核的组间零相关窗口宽度最大化。

13. 根据权利要求 12所述的方法，其特征在于，

***这 T个零的方式包括： T个零插在每 L+1个码片（ Chip )的尾部，或 T个零插在每 L+1个码片（Chip ) 的头部等。

14. 根据权利要求 6所述的方法，其特征在于，

15. 根据权利要求 1或 6所述的方法，其特征在于，可对所产生的多地址码进行等效变换。

16. 根据权利要求 15所述的方法，其特征在于，所述的等效变换包括：交换 C与 S码的位置、同时交换 C1与 C2及 S 1与 S2的位置、码序取反、各码位取反等。

17. 根据权利要求 15所述的方法，其特征在于，在实际工程应用中，所述的扩频地址码必须保证 C码只与 C码运算，含自身及其他码； S码只与 S 码运算，含自身及其他码。

18. 根据权利要求 17所述的方法，其特征在于，可利用两个正交的同步衰落的传输信道，分别传输上述的 C码和 S码；且在调制时荷载相同的信息比特，在解扩与解调后将它们的输出进行相加。

19. 根据权利要求 17所述的方法，其特征在于，所述的两个正交的同步衰落的传输信道，可采取将 C码和 S码分别调制在相互正交的极化波上，或将 C码和 S码分别放在经传输后仍互不重叠的两个时隙内。

20. 根据权利要求 3 所述的方法，其特征在于，所述的基本正交互补码组对可按如下方式进行码长和零相关窗窗口宽度的扩展：

(C₂， S₂)

其中，若基本正交互补码组对（C_P S^, ( C₂ , S₂ )的各码长度为 N、零相关窗窗口的宽度为 L , 则扩展后的基本互补码组对的各码长度为 2N、零相关窗窗口的宽度大于或等于 L;

并且对所形成的基本正交互补码組对可进行等效变换。

21. 根据权利要求 5或 11所述的方法，其特征在于，所述的对组间零相关窗的正交互补码組核***零保护间隔或时隙是指： '

首先由各码长度为 N、零相关窗窗口的宽度为 L 的基本正交互补码組对 ( C'_{1 ?} S )、 ( C^?2？ S ^?2 C，i⁼ (C11。Ι2·· ·。ΙΝ)， C，₂- (C₂i。22·· ·。2Ν)， S' (SJJ S₁₂...S_1N), S'₂=(S₂₁ S₂₂...S_2N) 扩展成为如下的各码长度为 2N、組间零相关窗窗口的宽度为 2L-1的正交互补码组核，

所述的零保护间隔或时隙***是指：每 L+1个码片（Chip)*** T个零，由此形成的新的正交互补码组核的组间零相关窗口宽度为 2L- 1, 由此新的正交互补码組核按树形结构持续扩展，所得到的正交互补码组对的组间零相关窗口宽度大于或等于 2L-1;

/c'i C_n C₁₂ C₁₂... C _L+1 C _L+i o〜o C"_L+1 ,、 C"_L+1,"...C_1N C,_N (L.O

1 1 1

C ( 2 2 、

C_u -C_n C_i2 -C₁₂...C _L+1 -C _L+1 (λ··0 C L+I L₊₁ C_1N -C_1N ( ··0

1 ■ 1('

/s s_n S₁₂ S₁₂... S _L+1 S _L+1 (Χ··0 s _L+1 s _L+1 ...s_1N S_IN (Χ.·0

1 1 1( +1 +1 )

sn _^sn ^si2 -S₁₂... S _L+I -S _L+, CL.O S"_L+1 '、 - S',_L+K..S_1N -S_1N (X..0

1 1 1( 1(

/C₂₁ C₂₁ C₂₂ C₂₂ C _L+1 ( ..0 C L₊₁ C ^L+i 〜C₂N C_2N (λ.·0

Q

丁 "

C₂₁ - C₂】 C₂₂ -C₂₂,..C _L+1 -C _L+1 0...0 c _L+1 _C _L+1 .C_2N -C_2N (λ.·0

2 2 2( S_2N (L.O -S_2N (L.O

22. 根据权利要求 1或或 6所述的方法，其特征在于，所述的在一树形结构中将正交互补码组核进行码长与码数目的扩展是指：

若（C₁₅ S , (C₂, S₂)是一对各码长度均为 N、零相关窗窗口的宽度为 L 的正交互补码组核，则可按以下方式生成两对也就是四組各码长度均为 2N的正交互补码组对:

其中

函数在原点附近存在- -个零相关窗口，其窗口宽度大于或等于 L; 可以把为 2N、零相关窗窗口的宽度大于或等于 L的正交互补码组核，继续进行扩展；

上述的扩展可按所述的树形结构持续下去，以产生出编码长度为 N2ⁿ，组间零相关窗口宽度大于或等于 L的 2ⁿ个正交互补码组对，其中：

n=0 , 1 , 2 , 为扩展的次数；

并且对所形成的正交互补码组对可进行等效变换。

23. 根据权利要求 5或 6所述的方法，其特征在于，所述的对扩展后指：对于由正交互补码组核扩展生成的具有组间零相关窗的各个扩频地址码***一定数量的零保护间隔或时隙，由此形成的新的的正交互补码组的組间零相关窗口宽度大于或等于原有的正交互补码组的组间零相关窗口宽度。