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關(guān)于LAS-CDMA技術(shù)，筆者發(fā)表的三篇文章《LAS-CDMA的原創(chuàng)性》、《LAS-CDMA技術(shù)的跨越性》和《LAS-CDMA技術(shù)的成長(zhǎng)性》，分別介紹了LAS碼基礎(chǔ)研究所獲得的重要成果的原創(chuàng)性?xún)r(jià)值而寫(xiě)作。而寫(xiě)作本文的目的是在更加廣泛的范圍內(nèi)探討LAS-CDMA技術(shù)的應(yīng)用前景，以便引起多方面的關(guān)注。
1FDD蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用
蜂窩移動(dòng)通信幾乎關(guān)系到每個(gè)人的陸地移動(dòng)通信，其最大的困難是很少有可利用的頻譜資源來(lái)滿(mǎn)足幾乎超過(guò)100%人口普及率的市場(chǎng)需求。
解決頻譜資源與使用需求矛盾的方法或途徑有三個(gè)：
其一，增加頻譜資源，把適合于移動(dòng)業(yè)務(wù)的頻段，盡可能調(diào)正給移動(dòng)業(yè)務(wù)。例如原先占有2000MHz頻段的微波多絡(luò)中繼通信業(yè)務(wù)讓出頻譜資源給第三代蜂窩移動(dòng)通信。由于移動(dòng)通信特別需求全覆蓋特性，受電波傳播條件限制，可用的頻譜資源并不多，而其他業(yè)務(wù)，如廣播、導(dǎo)航、救生等許多業(yè)務(wù)是不能完全讓出頻譜資源的。
其二，提高頻譜利用效率，提高頻譜利用效率的措施很多，歸結(jié)起來(lái)是提高信源編碼效率，提高傳輸編碼效率，提高調(diào)制解調(diào)頻譜效率。提高信源編碼效率要以保證信息復(fù)原質(zhì)量為條件；提高傳輸編碼效率要以保證信息傳輸質(zhì)量為條件，提高調(diào)制頻譜效率，則與信號(hào)恢復(fù)能力、信息傳輸質(zhì)量以及對(duì)帶外相鄰信道用戶(hù)或相鄰頻段其他業(yè)務(wù)的干擾控制水平有關(guān)。
其三，最根本的提高頻譜效率的措施是抑制系統(tǒng)所受的干擾，在忽略外部干擾源（由國(guó)家無(wú)線電頻譜管理主管部門(mén)協(xié)調(diào)）的條件下，系統(tǒng)的頻譜效率將只決定于白噪聲和系統(tǒng)內(nèi)部自干擾。
系統(tǒng)頻譜效率表達(dá)式為：
C：信道容量（bits/s）
B：系統(tǒng)帶寬（Hz）
Ps：信號(hào)功率（W）
Pj：總干擾功率（W）
蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中，在CDMA方式條件下，總干擾功率為：
PJ=PV+PISI+PMAI+PACI
PN：本地噪聲（白噪聲）
PISI：符號(hào)間干擾
PMAI：多用戶(hù)接入干擾（俗稱(chēng)多址干擾）
PACI：鄰小區(qū)（信道）干擾
當(dāng)系統(tǒng)為傳統(tǒng)CDMA時(shí)，以上所有干擾都存在，且滿(mǎn)足：
PISI>PN PMAI>PN PACI>PN
因此，傳統(tǒng)CDMA為自干擾系統(tǒng)，系統(tǒng)用戶(hù)容量主要受限于系統(tǒng)內(nèi)部干擾，稱(chēng)為干擾受限系統(tǒng)。
對(duì)于LAS-CDMA，可以做到
PISI→O PMAI→O PACI很小
因此，可以近似地認(rèn)為L(zhǎng)AS-CDMA為噪聲受限系統(tǒng)。
可見(jiàn)，在FDD情況下，LAS-CDMA將會(huì)有比傳統(tǒng)CDMA大得多的系統(tǒng)頻譜效率，對(duì)單信道而言，可望實(shí)現(xiàn)更高的傳輸速率，對(duì)于系統(tǒng)而言，可望擁有更大的用戶(hù)容量。
2 TDD蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用
互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的興起使通信業(yè)務(wù)中出現(xiàn)了不對(duì)稱(chēng)業(yè)務(wù)，即下行鏈絡(luò)的數(shù)據(jù)量將遠(yuǎn)大于上行鏈絡(luò)的情況，而過(guò)去除了單向的廣播業(yè)務(wù)外，幾乎所有的通信都是對(duì)稱(chēng)信道。在實(shí)現(xiàn)對(duì)稱(chēng)業(yè)務(wù)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)采用FDD方式提供對(duì)稱(chēng)信道是方便的，為此，在頻率規(guī)劃時(shí)，安排對(duì)稱(chēng)的頻譜資源是必要的，然而當(dāng)系統(tǒng)要求提供不對(duì)稱(chēng)業(yè)務(wù)時(shí)，對(duì)稱(chēng)的頻譜資源的需求就不是必須的了，經(jīng)濟(jì)地利用頻譜資源的方式可能就是TDD方式了。
在TDD方式工作的系統(tǒng)中，上行和下行信道使用相同的頻率，這對(duì)于單個(gè)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，不存在任何矛盾，然而在蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中，就會(huì)出現(xiàn)在同一個(gè)基站（扇區(qū)）覆蓋區(qū)內(nèi)，在同一個(gè)頻率上工作的移動(dòng)終端需要允許同時(shí)接收和發(fā)送信號(hào)，于是發(fā)送的終端將對(duì)接收的終端構(gòu)成干擾，克服這種干擾的技術(shù)途徑有多用戶(hù)聯(lián)合檢測(cè)，自適應(yīng)頻道分配、和智能天線等，在傳統(tǒng)CDMA系統(tǒng)中，盡管使用了這些技術(shù)，其局限性與復(fù)雜性都給設(shè)計(jì)師帶來(lái)麻煩。
在LAS-CDMA系統(tǒng)中，由于無(wú)干擾窗口特性的存在和合理利用，使得兩個(gè)或多個(gè)處于同一扇區(qū)天線波束照射角內(nèi)，并處于有收、發(fā)的狀態(tài)，只要選用了不同的LAS碼，即可以保證不存在系統(tǒng)內(nèi)部干擾，因此，不需要使用多用戶(hù)聯(lián)合檢測(cè)，自適應(yīng)頻道分配及智能天線等。不但簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，而且效果會(huì)更加理想。
TDD系統(tǒng)采用了LAS-CDMA之后，仍然像FDD系統(tǒng)一樣，擁有很大的提高頻譜效率的技術(shù)潛力。而無(wú)干擾窗口使得系統(tǒng)不再成為自干擾系統(tǒng)，不再存在多用戶(hù)接入的互相干擾，則會(huì)使TDD獲得理想的應(yīng)用。
3 集群移動(dòng)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用
上世紀(jì)80年代的專(zhuān)用移動(dòng)通信網(wǎng)是模擬集群移動(dòng)通信網(wǎng)，通常屬部門(mén)或公務(wù)單位所有，自己建網(wǎng)、自己管理、自己使用。90年代后期數(shù)字集群移動(dòng)通信系統(tǒng)技術(shù)成熟，出現(xiàn)有專(zhuān)用網(wǎng)與共用網(wǎng)模式，共用網(wǎng)具有虛擬組網(wǎng)能力，可以有專(zhuān)門(mén)的運(yùn)營(yíng)單位，可以多單位共用網(wǎng)絡(luò)而互不影響，保持各自調(diào)度功能的獨(dú)立性。
和公眾蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)的發(fā)展途徑一樣，第一代是模擬網(wǎng)，第二代是數(shù)字網(wǎng)，公眾蜂窩移動(dòng)通信有了第三代，其主要特征是更高數(shù)據(jù)速率的數(shù)據(jù)通信及多媒體業(yè)務(wù)，其網(wǎng)絡(luò)正在向全I(xiàn)P過(guò)渡，第三代的集群移動(dòng)通信也必將會(huì)產(chǎn)生，其技術(shù)特征，除了調(diào)度功能以外，其他方面也應(yīng)該相似于公眾蜂窩移動(dòng)通信，而其應(yīng)考慮的特別的運(yùn)動(dòng)載體（如高速鐵路、磁懸浮列車(chē)等）和較大的基站分布距離，可能也要考慮不同點(diǎn)。
目前的數(shù)字集群主流系統(tǒng)是歐洲的TETRA和美國(guó)摩托羅拉公司的iDEN，都屬于窄帶（25KHz）TDMA系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)速率很低，但其調(diào)度系統(tǒng)功能相當(dāng)完善。近來(lái)又有將公眾蜂窩移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的GSM改造成GSM-R，以適應(yīng)鐵路調(diào)度使用，其帶寬為200KHz，但不管哪一樣系統(tǒng)，都不能適應(yīng)多媒體業(yè)務(wù)需求。因此，像第三代移動(dòng)通信的主流體制一樣，可以預(yù)測(cè)未來(lái)的集群移動(dòng)通信系統(tǒng)也將是CDMA的。
LAS-CDMA應(yīng)用于未來(lái)的集群移動(dòng)通信系統(tǒng)時(shí)，將會(huì)像FDD和TDD蜂窩移動(dòng)通信一樣擁有更高的頻譜效率，即更高的信道傳輸速率，更大的系統(tǒng)用戶(hù)容量。
同時(shí)，由于LAS-CDMA是大范圍同步，而非Chip同步，因此會(huì)更適應(yīng)較大的基站間距離，系統(tǒng)模擬也證明，LAS-CDMA允許在更高的運(yùn)動(dòng)速度條件下工作。
由于LAS-CDMA既適合于 FDD又適合于TDD ，所以在集群系統(tǒng)中適合以FDDS實(shí)現(xiàn)終端對(duì)基站的基本互通工作方式，又方便以TDD實(shí)現(xiàn)終端對(duì)終端對(duì)講的輔助工作方式。
LAS-CDMA在未來(lái)的集群移動(dòng)通信系統(tǒng)中將會(huì)有競(jìng)爭(zhēng)力。
4 固定寬帶無(wú)線接入
LAS-CDMA應(yīng)用于固定寬帶無(wú)線接入時(shí)同樣會(huì)有突出的優(yōu)勢(shì)。由于LAS碼的零干擾窗口特性，在引入LAS碼和LAS-CDMA技術(shù)后，對(duì)于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線接入，可望像移動(dòng)接入一樣大大提高系統(tǒng)傳輸速率，而對(duì)于點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)無(wú)線接入，不但可增加系統(tǒng)用戶(hù)容量，也可提高每用戶(hù)的信息速率。而且還由于固定信道遠(yuǎn)比移動(dòng)信道穩(wěn)定，從而允許采用更高效的調(diào)制解調(diào)技術(shù)，如64QAM,甚至256QAM，而且也適合OFDM等技術(shù)的應(yīng)用。
5 導(dǎo)航與定位中的應(yīng)用
由于LAS碼良好的相關(guān)特性，在無(wú)線電導(dǎo)航和無(wú)線電定位技術(shù)應(yīng)用中，也將會(huì)有突出的優(yōu)勢(shì)。
在無(wú)線電導(dǎo)航中最常遇到的是多批次多航機(jī)的導(dǎo)航，其最理想的工程方案之一，也是利用正交序列族的CDMA方式，為多批次多航機(jī)服務(wù)。當(dāng)然理想的自相關(guān)，互相關(guān)特性是共同的要求，LAS碼的無(wú)干擾窗口特性，提供的幾乎屬噪聲飽和特性，會(huì)使該導(dǎo)航信號(hào)以更低的信號(hào)電平工作，不必為互相關(guān)副峰付出額外的功率開(kāi)銷(xiāo)，因此，會(huì)增加導(dǎo)航信號(hào)的隱蔽性，提高抗截獲能力�；蛘呤鞘瓜到y(tǒng)可以提供更大的容量，同時(shí)為更多批次，更多航機(jī)提供服務(wù)。
LAS碼的無(wú)干擾窗口特性和窗口大小可控制特性，使得該碼在無(wú)線電定位技術(shù)應(yīng)用中可能有新的特點(diǎn)，無(wú)干擾窗口的存在，無(wú)疑對(duì)定位的準(zhǔn)確度會(huì)有好處，窗口的大小可控制特性對(duì)調(diào)正定位對(duì)象的距離范圍將帶來(lái)方便。
6 衛(wèi)星通信中的應(yīng)用
LAS-CDMA用于衛(wèi)星通信時(shí)，每個(gè)碼序列作為一個(gè)地面站的地址（9接入）碼，同樣最重要的是選擇理想的正交碼。例如采用截短的m序列作為多用戶(hù)地址，但其互相關(guān)特性?K不理想，并因此而影響接收信噪比。LAS碼若用于衛(wèi)星通信，同樣能發(fā)揮其零干擾窗口優(yōu)異特性的價(jià)值。
LAS碼的定位應(yīng)用可以與衛(wèi)星通信結(jié)合，在衛(wèi)星通信中可以同時(shí)提供地面定位服務(wù)。
LAS碼是由互補(bǔ)碼構(gòu)成LS碼作為基本的多用互接入正交序列碼族的，互補(bǔ)的組合碼在進(jìn)入線性放大器時(shí)，對(duì)放大器的非線性影響有相互抵消作用。因此，在衛(wèi)星通信中當(dāng)多個(gè)序列碼合成調(diào)制波進(jìn)入行波管放大器時(shí)，用LAS碼和LAS-CDMA技術(shù)可能會(huì)比其他碼型CDMA技術(shù)失真為小。當(dāng)然，這個(gè)優(yōu)點(diǎn)同樣適用于地面CDMA通信系統(tǒng)。
而LAS-CDMA蜂窩移動(dòng)通信應(yīng)用中的高頻譜效率對(duì)衛(wèi)星通信同樣是寶貴的。
7 窄帶突發(fā)通信中的應(yīng)用
在相對(duì)帶寬不夠富裕的條件下，希望短時(shí)間內(nèi)傳送大量的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)可靠的突發(fā)通信時(shí)，LAS碼會(huì)有用武之地。
由于頻帶相對(duì)較窄，希望多電平調(diào)制，多符號(hào)并傳，來(lái)提高數(shù)據(jù)傳輸速率，為了傳送更可靠，良好的擴(kuò)展頻譜序列選擇是重要的，使用LAS碼，在多符號(hào)并傳情況下，沒(méi)有自干擾積累，接近噪聲飽合特性，允許采用多電平調(diào)制技術(shù)，所以LAS碼可能會(huì)更適合窄帶突發(fā)通信。
8 地下探測(cè)中的應(yīng)用
若使用LAS碼于地下探測(cè)，由于自相關(guān)副峰等于零，則返回信號(hào)中將全部是地下介質(zhì)的不均勻性產(chǎn)生的反射波，由此帶來(lái)對(duì)探測(cè)效果的改善提高了探測(cè)精度；可變窗口大小的選擇為探測(cè)的適應(yīng)范圍提供了調(diào)正的可能；接近噪聲飽和特性又為探測(cè)中節(jié)約功率和提高接收靈敏度提供了條件。
以上列舉了一系列的可能應(yīng)用領(lǐng)域，由于涉及面太寬，而且LAS碼和LAS-CDMA技術(shù)本身就是有待發(fā)掘的技術(shù)。因此，難于做到全面介紹，可能也有重要的應(yīng)用場(chǎng)合難以預(yù)見(jiàn)。但是，可以預(yù)想，凡是原先使用擴(kuò)展頻譜技術(shù)的場(chǎng)合，共同的需求是尋找一個(gè)自相關(guān)和互相關(guān)特性理想的序列族，而LAS碼有其固有的自相關(guān)和互相關(guān)特性、可控制無(wú)干擾窗口的特點(diǎn)，以及互補(bǔ)碼組合可降低對(duì)線性放大器要求的特點(diǎn)，必將會(huì)帶來(lái)一系列值得探討的課題及產(chǎn)生一大批新的應(yīng)用成果。
摘自《移動(dòng)通信在線》
