[发明专利]一种能量平均化预编码OFDM传输方法

说明书

一种能量平均化预编码OFDM传输方法，它属于无线通信技术领域。本发明解决了现有的OFDM系统在时频双衰落信道条件下误码性能差的问题。本发明为OFDM系统设计了一种新型预编码方案，在发送端，通过设计预编码矩阵实现了兼具时域能量平均化特征和频域能量平均化特征的预编码OFDM信号的构造。在双选信道下，由于符号能量在时频平面上的完全平均化分布，该方案具有良好的信道衰落补偿能力，接收端可以通过数据处理以较高概率实现信号的重构，有效降低了误码率，提升了OFDM系统的抗衰落性能，保障了通信的可靠性。本发明方法可以应用于无线通信技术领域。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种能量平均化预编码OFDM传输方法。

背景技术

在无线通信领域，多载波体制已经得到了广泛的研究和应用，其具有良好的抗时域深衰落能力，但其抗频域深衰落的性能较差，误码性能逐渐不能满足复杂场景的通信需求。预编码是改进系统性能的一种有效手段。近年来，研究人员提出了一系列预编码方案来弥补OFDM系统在时频双衰落等较差信道条件下的性能缺陷。

然而，现有的预编码OFDM方案不能实现信号能量在时频平面的完全平均化分布，这限制了其信道补偿能力的进一步提升。因此，现有OFDM系统对抗信道衰落的性能仍然较差，对其性能的缺陷进行补充和优化、更好的保障系统的可靠性成为一个值得关注的研究方向。

发明内容

本发明的目的是为解决现有的OFDM系统在时频双衰落信道条件下误码性能差的问题，而提出了一种能量平均化预编码OFDM传输方法。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案是：

基于本发明的一个方面，一种能量平均化预编码OFDM传输方法，所述方法具体包括以下步骤：

步骤1、对信源产生的数据进行调制后，再对调制结果进行分帧处理，得到分帧后的各帧数据；

步骤2、分别对每帧数据进行预编码，获得各帧数据所对应的预编码后输出信号；

X_i′1^T＝ΛX_i′^T

其中，X_i′代表分帧后的第i′帧数据，X_i′1代表X_i′对应的预编码后输出信号，上角标T代表转置，Λ代表预编码矩阵；

预编码矩阵Λ具体为：

其中，[Λ]_m,n表示预编码矩阵Λ中的第m行第n列的元素，m＝0,1,...,L-1，n＝0,1,...,L-1，L为每帧数据的长度，i为虚数单位，exp(·)表示以自然常数e为底的指数函数，参数β_k,k＝0,1,...,L-1通过如下方法生成：

其中，L＝2^N，表示向下取整，mod表示取余数；

步骤3、分别对每帧数据对应的预编码后输出信号进行IDFT和添加循环前缀处理，得到每帧数据对应的处理结果；再将各帧数据对应的处理结果表示为一路串行数字信号X_T；

对信号X_T依次进行数/模转换和上变频处理后，将上变频处理后信号发射至信道；

步骤4、接收机对从信道中接收到的信号依次进行下变频、模/数转换、移除循环前缀和信道均衡处理，再对信道均衡处理结果进行分帧处理；

并分别对得到的每帧数据做DFT处理，得到处理后的各帧数据，将处理后的第j帧数据表示为Y_j，j＝1,2,3,...,M；