技術(shù)特征：

1.一種多用戶多載波稀疏擴(kuò)頻序列的優(yōu)化設(shè)計方法，其特征在于：包括以下步驟：

初始化高斯多址接入發(fā)射端以及發(fā)射功率、用戶數(shù)目、子載波數(shù)量、每個用戶的實際占用的子載波數(shù)目、用戶的調(diào)制方式以及用戶接收端的信噪比，并按照最大的過載人數(shù)配置規(guī)則的稀疏擴(kuò)頻序列；

建立以多用戶多載波稀疏擴(kuò)頻序列為設(shè)計目標(biāo)的高斯多址接入信道的發(fā)送接收系統(tǒng)模型，并計算高斯多址接入信道在給定信噪比情況下的單用戶互信息；

建立最大化最小單用戶互信息的優(yōu)化模型；

設(shè)置最大迭代次數(shù)，隨機(jī)產(chǎn)生不同的初始點(diǎn)，根據(jù)每個初始點(diǎn)采用內(nèi)點(diǎn)法獲取最大化最小單用戶互信息的優(yōu)化模型對應(yīng)的局部最優(yōu)解，直至到達(dá)到最大迭代次數(shù)；

根據(jù)不同初始點(diǎn)下產(chǎn)生的局部最優(yōu)解選出性能最優(yōu)的解來逼近最大化最小單用戶互信息的優(yōu)化模型的全局最優(yōu)解，從而得到給定信噪比和調(diào)制方式的多用戶多載波稀疏擴(kuò)頻序列。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多用戶多載波稀疏擴(kuò)頻序列的優(yōu)化設(shè)計方法，其特征在于：所述最大的過載人數(shù)為其中，J為用戶數(shù)目，L為每個用戶的實際占用的子載波數(shù)目，K為子載波數(shù)量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多用戶多載波稀疏擴(kuò)頻序列的優(yōu)化設(shè)計方法，其特征在于：所述高斯多址接入信道的發(fā)送接收系統(tǒng)模型為：

$Y=\underset{\‾}{s}\underset{\‾}{p}Z+N=\underset{j=1}{\overset{J}{\Σ}}\sqrt{p_j}{X}_j+N$

其中，Y為多用戶的K維接收信號向量；J為用戶數(shù)目，為多用戶的發(fā)送功率矩陣；s＝[s₁,…,s_J]＝[s_k,j]_K*J為多用戶的稀疏擴(kuò)頻矩陣；N為K維加性高斯白噪聲向量，N的每一個維度的元素是獨(dú)立同分的均值為零，方差為N₀的復(fù)高斯隨機(jī)變量；X_j為第j個用戶的擴(kuò)頻后的高維碼字，Z為用戶的調(diào)制方式。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多用戶多載波稀疏擴(kuò)頻序列的優(yōu)化設(shè)計方法，其特征在于：假設(shè)發(fā)送端每個用戶的發(fā)送符號是等概率的，則高斯多址接入信道在給定信噪比情況下的單用戶互信息為：

$\begin{array}{c}I(X_j;Y)=H\left(X_1\right)-H\left(X_1\right|Y)\\ {\log }_2\left(M\right)+{\∫}_y\underset{m=1}{\overset{M}{\Σ}}p(X_j=x_{jm},y){\log }_2\frac{p(X_j=x_{jm},y)}{\underset{n=1}{\overset{M}{\Σ}}p(X_j=x_{jn},y)}dy\end{array}$

其中，M為用戶的發(fā)送星座集合的階數(shù)，j＝1…,J,K為子載波數(shù)量，

為所有用戶星座集合的笛卡爾乘積。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多用戶多載波稀疏擴(kuò)頻序列的優(yōu)化設(shè)計方法，其特征在于：將多用戶多載波稀疏擴(kuò)頻序列用稀疏擴(kuò)頻矩陣表示，每一列為單個用戶的稀疏擴(kuò)頻序列；每個用戶所占用的子載波數(shù)量即為對應(yīng)的稀疏擴(kuò)頻序列所包含的非零元素的個數(shù)；每個非零元素為單位幅度的復(fù)數(shù)域變量，用e^jθ表示，其中θ∈[0,2π)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多用戶多載波稀疏擴(kuò)頻序列的優(yōu)化設(shè)計方法，其特征在于：設(shè)定高斯多址接入信道包括6個用戶和4個子載波，用戶的到達(dá)功率相同，基于QPSK調(diào)制的不同信噪比下的一組最優(yōu)稀疏擴(kuò)頻序列如下表：

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多用戶多載波稀疏擴(kuò)頻序列的優(yōu)化設(shè)計方法，其特征在于：設(shè)定高斯多址接入信道包括6個用戶和4個子載波，用戶的到達(dá)功率相同，基于4-PAM調(diào)制的不同信噪比下的一組最優(yōu)稀疏擴(kuò)頻序列如下表：

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的多用戶多載波稀疏擴(kuò)頻序列的優(yōu)化設(shè)計方法，其特征在于：角度θ能夠在0到5度范圍內(nèi)波動。

9.一種多用戶多載波稀疏擴(kuò)頻序列的優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)，其特征在于：包括：

初始化模塊，用于初始化高斯多址接入發(fā)射端以及發(fā)射功率、用戶數(shù)目、子載波數(shù)量、每個用戶的實際占用的子載波數(shù)目、用戶的調(diào)制方式以及用戶接收端的信噪比，并按照最大的過載人數(shù)配置規(guī)則的稀疏擴(kuò)頻序列；

第一建模模塊，用于建立以多用戶多載波稀疏擴(kuò)頻序列為設(shè)計目標(biāo)的高斯多址接入信道的發(fā)送接收系統(tǒng)模型，并計算高斯多址接入信道在給定信噪比情況下的單用戶互信息；

第二建模模塊，用于建立最大化最小單用戶互信息的優(yōu)化模型；

迭代模塊，用于設(shè)置最大迭代次數(shù)，隨機(jī)產(chǎn)生不同的初始點(diǎn)，根據(jù)每個初始點(diǎn)采用內(nèi)點(diǎn)法獲取最大化最小單用戶互信息的優(yōu)化模型對應(yīng)的局部最優(yōu)解，直至到達(dá)到最大迭代次數(shù)；

求解模塊，用于根據(jù)不同初始點(diǎn)下產(chǎn)生的局部最優(yōu)解選出性能最優(yōu)的解來逼近最大化最小單用戶互信息的優(yōu)化模型的全局最優(yōu)解，從而得到給定信噪比和調(diào)制方式的多用戶多載波稀疏擴(kuò)頻序列。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多用戶多載波稀疏擴(kuò)頻序列的優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)，其特征在于：所述高斯多址接入信道的發(fā)送接收系統(tǒng)模型為：

$Y=\underset{\‾}{s}\underset{\‾}{p}Z+N=\underset{j=1}{\overset{J}{\Σ}}\sqrt{p_j}{X}_j+N$

其中，Y為多用戶的K維接收信號向量；J為用戶數(shù)目，為多用戶的發(fā)送功率矩陣；s＝[s₁,…,s_J]＝[s_k,j]_K*J為多用戶的稀疏擴(kuò)頻矩陣；N為K維加性高斯白噪聲向量，N的每一個維度的元素是獨(dú)立同分的均值為零，方差為N₀的復(fù)高斯隨機(jī)變量；X_j為第j個用戶的擴(kuò)頻后的高維碼字，Z為用戶的調(diào)制方式。