刘礼白 信息产业部电子第七研究所
关于LAS-CDMA技术，笔者发表的三篇文章《LAS-CDMA的原创性》、《LAS-CDMA技术的跨越性》和《LAS-CDMA技术的成长性》，分别介绍了LAS码基础研究所获得的重要成果的原创性价值而写作。而写作本文的目的是在更加广泛的范围内探讨LAS-CDMA技术的应用前景，以便引起多方面的关注。
1FDD蜂窝移动通信系统中的应用
蜂窝移动通信几乎关系到每个人的陆地移动通信，其最大的困难是很少有可利用的频谱资源来满足几乎超过100%人口普及率的市场需求。
解决频谱资源与使用需求矛盾的方法或途径有三个：
其一，增加频谱资源，把适合于移动业务的频段，尽可能调正给移动业务。例如原先占有2000MHz频段的微波多络中继通信业务让出频谱资源给第三代蜂窝移动通信。由于移动通信特别需求全覆盖特性，受电波传播条件限制，可用的频谱资源并不多，而其他业务，如广播、导航、救生等许多业务是不能完全让出频谱资源的。
其二，提高频谱利用效率，提高频谱利用效率的措施很多，归结起来是提高信源编码效率，提高传输编码效率，提高调制解调频谱效率。提高信源编码效率要以保证信息复原质量为条件；提高传输编码效率要以保证信息传输质量为条件，提高调制频譜效率，则与信号恢复能力、信息传输质量以及对带外相邻信道用户或相邻频段其他业务的干扰控制水平有关。
其三，最根本的提高频谱效率的措施是抑制系统所受的干扰，在忽略外部干扰源（由国家无线电频谱管理主管部门协调）的条件下，系统的频谱效率将只决定于白噪声和系统内部自干扰。
系统频谱效率表达式为：
C：信道容量（bits/s）
B：系统带宽（Hz）
Ps：信号功率（W）
Pj：总干扰功率（W）
蜂窝移动通信系统中，在CDMA方式条件下，总干扰功率为：
PJ=PV+PISI+PMAI+PACI
PN：本地噪声（白噪声）
PISI：符号间干扰
PMAI：多用户接入干扰（俗称多址干扰）
PACI：邻小区（信道）干扰
当系统为传统CDMA时，以上所有干扰都存在，且满足：
PISI>PN PMAI>PN PACI>PN
因此，传统CDMA为自干扰系统，系统用户容量主要受限于系统内部干扰，称为干扰受限系统。
对于LAS-CDMA，可以做到
PISI→O PMAI→O PACI很小
因此，可以近似地认为LAS-CDMA为噪声受限系统。
可见，在FDD情况下，LAS-CDMA将会有比传统CDMA大得多的系统频谱效率，对单信道而言，可望实现更高的传输速率，对于系统而言，可望拥有更大的用户容量。
2 TDD蜂窝移动通信系统中的应用
互联网业务的兴起使通信业务中出现了不对称业务，即下行链络的数据量将远大于上行链络的情况，而过去除了单向的广播业务外，几乎所有的通信都是对称信道。在实现对称业务时，网络采用FDD方式提供对称信道是方便的，为此，在频率规划时，安排对称的频谱资源是必要的，然而当系统要求提供不对称业务时，对称的频谱资源的需求就不是必须的了，经济地利用频谱资源的方式可能就是TDD方式了。
在TDD方式工作的系统中，上行和下行信道使用相同的频率，这对于单个用户来说，不存在任何矛盾，然而在蜂窝移动通信系统中，就会出现在同一个基站（扇区）覆盖区内，在同一个频率上工作的移动终端需要允许同时接收和发送信号，于是发送的终端将对接收的终端构成干扰，克服这种干扰的技术途径有多用户联合检测，自适应频道分配、和智能天线等，在传统CDMA系统中，尽管使用了这些技术，其局限性与复杂性都给设计师带来麻烦。
在LAS-CDMA系统中，由于无干扰窗口特性的存在和合理利用，使得两个或多个处于同一扇区天线波束照射角内，并处于有收、发的状态，只要选用了不同的LAS码，即可以保证不存在系统内部干扰，因此，不需要使用多用户联合检测，自适应频道分配及智能天线等。不但简化了系统设计，而且效果会更加理想。
TDD系统采用了LAS-CDMA之后，仍然像FDD系统一样，拥有很大的提高频谱效率的技术潜力。而无干扰窗口使得系统不再成为自干扰系统，不再存在多用户接入的互相干扰，则会使TDD获得理想的应用。
3 集群移动通信系统中的应用
上世纪80年代的专用移动通信网是模拟集群移动通信网，通常属部门或公务单位所有，自己建网、自己管理、自己使用。90年代后期数字集群移动通信系统技术成熟，出现有专用网与共用网模式，共用网具有虚拟组网能力，可以有专门的运营单位，可以多单位共用网络而互不影响，保持各自调度功能的独立性。
和公众蜂窝移动通信网的发展途径一样，第一代是模拟网，第二代是数字网，公众蜂窝移动通信有了第三代，其主要特征是更高数据速率的数据通信及多媒体业务，其网络正在向全IP过渡，第三代的集群移动通信也必将会产生，其技术特征，除了调度功能以外，其他方面也应该相似于公众蜂窝移动通信，而其应考虑的特别的运动载体（如高速铁路、磁悬浮列车等）和较大的基站分布距离，可能也要考虑不同点。
目前的数字集群主流系统是欧洲的TETRA和美国摩托罗拉公司的iDEN，都属于窄带（25KHz）TDMA系统，其数据速率很低，但其调度系统功能相当完善。近来又有将公众蜂窝移动通信标准的GSM改造成GSM-R，以适应铁路调度使用，其带宽为200KHz，但不管哪一样系统，都不能适应多媒体业务需求。因此，像第三代移动通信的主流体制一样，可以预测未来的集群移动通信系统也将是CDMA的。
LAS-CDMA应用于未来的集群移动通信系统时，将会像FDD和TDD蜂窝移动通信一样拥有更高的频谱效率，即更高的信道传输速率，更大的系统用户容量。
同时，由于LAS-CDMA是大范围同步，而非Chip同步，因此会更适应较大的基站间距离，系统模拟也证明，LAS-CDMA允许在更高的运动速度条件下工作。
由于LAS-CDMA既适合于 FDD又适合于TDD ，所以在集群系统中适合以FDDS实现终端对基站的基本互通工作方式，又方便以TDD实现终端对终端对讲的辅助工作方式。
LAS-CDMA在未来的集群移动通信系统中将会有竞争力。
4 固定宽带无线接入
LAS-CDMA应用于固定宽带无线接入时同样会有突出的优势。由于LAS码的零干扰窗口特性，在引入LAS码和LAS-CDMA技术后，对于点对点无线接入，可望像移动接入一样大大提高系统传输速率，而对于点对多点无线接入，不但可增加系统用户容量，也可提高每用户的信息速率。而且还由于固定信道远比移动信道稳定，从而允许采用更高效的调制解调技术，如64QAM,甚至256QAM，而且也适合OFDM等技术的应用。
5 导航与定位中的应用
由于LAS码良好的相关特性，在无线电导航和无线电定位技术应用中，也将会有突出的优势。
在无线电导航中最常遇到的是多批次多航机的导航，其最理想的工程方案之一，也是利用正交序列族的CDMA方式，为多批次多航机服务。当然理想的自相关，互相关特性是共同的要求，LAS码的无干扰窗口特性，提供的几乎属噪声饱和特性，会使该导航信号以更低的信号电平工作，不必为互相关副峰付出额外的功率开销，因此，会增加导航信号的隐蔽性，提高抗截获能力。或者是使系统可以提供更大的容量，同时为更多批次，更多航机提供服务。
LAS码的无干扰窗口特性和窗口大小可控制特性，使得该码在无线电定位技术应用中可能有新的特点，无干扰窗口的存在，无疑对定位的准确度会有好处，窗口的大小可控制特性对调正定位对象的距离范围将带来方便。
6 卫星通信中的应用
LAS-CDMA用于卫星通信时，每个码序列作为一个地面站的地址（9接入）码，同样最重要的是选择理想的正交码。例如采用截短的m序列作为多用户地址，但其互相关特性並不理想，并因此而影响接收信噪比。LAS码若用于卫星通信，同样能发挥其零干扰窗口优异特性的价值。
LAS码的定位应用可以与卫星通信结合，在卫星通信中可以同时提供地面定位服务。
LAS码是由互补码构成LS码作为基本的多用互接入正交序列码族的，互补的组合码在进入线性放大器时，对放大器的非线性影响有相互抵消作用。因此，在卫星通信中当多个序列码合成调制波进入行波管放大器时，用LAS码和LAS-CDMA技术可能会比其他码型CDMA技术失真为小。当然，这个优点同样适用于地面CDMA通信系统。
而LAS-CDMA蜂窝移动通信应用中的高频谱效率对卫星通信同样是宝贵的。
7 窄带突发通信中的应用
在相对带宽不够富裕的条件下，希望短时间内传送大量的数据，实现可靠的突发通信时，LAS码会有用武之地。
由于频带相对较窄，希望多电平调制，多符号并传，来提高数据传输速率，为了传送更可靠，良好的扩展频谱序列选择是重要的，使用LAS码，在多符号并传情况下，没有自干扰积累，接近噪声饱合特性，允许采用多电平调制技术，所以LAS码可能会更适合窄带突发通信。
8 地下探测中的应用
若使用LAS码于地下探测，由于自相关副峰等于零，则返回信号中将全部是地下介质的不均匀性产生的反射波，由此带来对探测效果的改善提高了探测精度；可变窗口大小的选择为探测的适应范围提供了调正的可能；接近噪声饱和特性又为探测中节约功率和提高接收灵敏度提供了条件。
以上列举了一系列的可能应用领域，由于涉及面太宽，而且LAS码和LAS-CDMA技术本身就是有待发掘的技术。因此，难于做到全面介绍，可能也有重要的应用场合难以预见。但是，可以预想，凡是原先使用扩展频谱技术的场合，共同的需求是寻找一个自相关和互相关特性理想的序列族，而LAS码有其固有的自相关和互相关特性、可控制无干扰窗口的特点，以及互补码组合可降低对线性放大器要求的特点，必将会带来一系列值得探讨的课题及产生一大批新的应用成果。
摘自《移动通信在线》
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