移动通信的飞速发展和新业务的不断出现,要求在有限的频带资源上支持高速率和高质量的数据传输。近年来提出的基于正交互补码(orthogonal Complementary Code,CC)的CDMA通信系统(CC-CDMA)和多输入多输出(MIMO)系统是有效提高频谱利用率的重要方案。CC码有理想的自相关和互相关性能,作为扩频码可以有效抑制现有的CDMA系统中的多径、多用户干扰,从而使系统性能只受到噪声的限制。MIMO技术充分利用空间资源,使用多个天线来提高系统容量的技术,系统具有较大的频谱效率开发潜力。 本文给出了互补码、完全互补码和正交互补码的定义。解释了正交码的相关特性和集合的大小。介绍了CC-CDMA系统,对基于Offset-Stack扩频结构和高阶调制的CC-CDMA系统的BER性能进行推导,并对系统的容量进行分析。在保证占用相同资源、实现相同容量的前提下,比较了CC-CDMA和传统的DS-CDMA系统的BER性能。数值计算和仿真结果表明CC-CDMA系统好于DS-CDMA系统。信噪比E_b/N_o越大,优势越明显。性能曲线的交点给出了在给定信道条件下,CDMA系统中扩频码选择和评价的依据。 提出了与现有MIMO技术结合的两种Offset-Stack CC-CDMA系统。从空时分组码(STBC)方案和现有的STBC-CDMA的系统结构入手,分析了STBC的设计思想和获得发送分集的原理,提出了STBC CC-CDMA系统结构。使用Offset-Stack结构,STBC和CC-CDMA系统可以有效地结合在一起,同时获得发送分集和多径分集来对抗衰落。介绍了基于空时分组码(VBLAST)结构的MIMO-CDMA系统,在此基础上提出了MIMOCC-CDMA系统,利用CC码的相关特性抑制干扰,提高系统的性能,使得系统可以采用高阶调制等技术来提供更大的容量。 最后本文提出一种基于CC码扩频的新型MIMO-CDMA系统。发送端使用了一种新型的结合CC码扩频和空间延时复用的结构,支持高数据率的传输。接收端只需要用简单的相关操作就能有效地抑制多径传输带来的干扰,并且可以用最大比合并来收集多径分量对抗信道衰落。相对于传统的MIMO-CDMA系统,该系统的BER性能有很大的提高;并且无需采用类似VBLAST系统的复杂译码算法,系统的实现相对简单。给出了信号的数学表达和性能的理论分析,并通过仿真验证了该系统良好的抗干扰特性。