CN112702298A - 一种扩展混合载波预编码的ofdm信号传输方法 - Google Patents

Abstract

一种扩展混合载波预编码的OFDM信号传输方法，它属于无线通信技术领域。本发明解决了现有的多载波通信方法在时频双衰落信道条件下对抗信道衰落的性能差的问题。本发明针对现行多载波通信体制设计了一种扩展变换域的信号传输方法，通过在IDFT模块前对调制后的信号进行扩展混合载波预编码，可以得到具有能量平均化特性的扩展混合载波预编码的OFDM信号。在存在时间色散的信道条件下，由于对信道衰落的平均化处理，信号能量因深衰而完全损失的概率得到了大幅度降低，使得接收端可以恢复原信号，系统具有较好的误码性能，这有效提升了多载波体制的通信可靠性。同时本发明对现有其他多载波通信方法具有良好的兼容性。本发明可以应用于无线通信技术领域。

Description

一种扩展混合载波预编码的OFDM信号传输方法

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种扩展混合载波预编码的OFDM信号传输方法。

背景技术

在无线通信领域，多载波体制由于其具有频带利用率高、抗时域深衰落等优势而被推广并应用在各种数字通信系统中，但由于其抗频域深衰落的性能较差，使得多载波通信方法在时频双衰落等较差信道条件下的性能尚有提升的空间。近年来，由于具有时频能量平均化的特性，基于加权分数傅里叶变换的混合载波调制方法逐渐得到研究，并被用于提升现有多载波体制的可靠性。但由于受到经典加权分数傅里叶变换数学形式的限制，现行混合载波预编码的正交频分复用系统尚不能实现信号频域能量的完全平均化，这使得现有混合载波预编码方法对多载波通信系统性能的提升尚有进一步研究的可能。因此，现有多载波通信方法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、进一步提升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多载波通信方法在时频双衰落信道条件下对抗信道衰落的性能差的问题，而提出了一种扩展混合载波预编码的OFDM信号传输方法。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

基于本发明的一个方面，一种扩展混合载波预编码的OFDM信号传输方法，所述方法具体包括以下步骤：

步骤一、将信源产生的0、1比特数据进行基带的星座映射后，获得星座映射后的调制结果；

步骤二、对步骤一获得的调制结果进行分组：从调制结果的首位开始，将调制结果分成M个长度相等的数据块，每个数据块的长度均为L＝2^N，N为正整数，每个数据块对应一帧数据，其中：第i′帧数据表示为X_i′,i′＝1,2,3,...,M，M为数据块的总个数；

第i′帧数据X_i′表示为X_i′＝[x₀ x₁...x_L-1]，x₀、x₁和x_L-1分别为X_i′中的第1个、第2个和第2^N个数据；

步骤三、分别对步骤二获得的每一帧数据进行扩展混合载波预编码，得到每一帧数据经过扩展混合载波预编码获得的输出信号，X_i′1为第i′帧数据X_i′经过扩展混合载波预编码获得的输出信号，输出信号X_i′1具体表示为：

X_i′1 ^T＝F_EHCX_i′ ^T

其中，F_EHC是扩展混合载波预编码矩阵；

F_EHC的表达式为：

中第s行t列元素

表示为：

其中，[]表示向下取整，θ₀∈[0,2π)为变换参数，i为虚数单位，e为自然对数的底数；

步骤四、分别对步骤三获得的每一帧数据对应的输出信号做IDFT，得到每一帧数据对应的扩展混合载波预编码的OFDM信号X_i′11；

步骤五、分别对每一帧数据对应的扩展混合载波预编码的OFDM信号添加循环前缀，获得带有循环前缀的信号X_i′0；

步骤六、将步骤五获得的信号X_i′0表示为一路串行数字信号X_T，X_T＝[X₁₀ X₂₀…X_i′0…X_M0]，X_T再通过数/模转换器获得模拟调制信号X_T0；

步骤七、对步骤六获得的模拟调制信号X_T0进行上变频处理，获得上变频处理后的信号，并将上变频处理后的信号发射至信道；

步骤八、信号通过信道的传输到达接收端，接收机对接收到的信号进行下变频处理，获得下变频处理后的信号；

步骤九、将步骤八获得的下变频处理后信号通过模/数转换器，获得一路串行数字信号；

步骤十、对步骤九获得的模/数转换后的信号数据进行信道均衡，获得信道均衡后的信号数据X_R；

步骤十一、从步骤十获得的信号数据的首位开始，将信号数据分成M个数据块；每个数据块的长度均为2^N，N为正整数，每个数据块对应于一帧数据；

步骤十二、分别对步骤十一获得的每一帧数据做移除循环前缀处理，获得不含循环前缀的各帧数据；

步骤十三、分别对步骤十二获得的每一帧数据做DFT，得到每一帧数据经过DFT的输出信号Y_j，j＝1,2,3,...,M；

步骤十四、分别对步骤十三获得的每一帧数据对应的输出信号Y_j进行数据恢复，即对输出信号Y_j进行扩展混合载波解码，得到每一帧数据经过扩展混合载波解码获得的输出信号；其中：第j帧数据对应的输出信号Y_j表示为：Y_j＝[y₀ y₁...y_L-1]，j＝1,2,3,...,M，第j帧数据对应的输出信号Y_j经过扩展混合载波解码获得的输出信号表示为Y_j1；

Y_j1的表达式具体为：

其中，

是扩展混合载波解码矩阵；

步骤十五、将步骤十四获得的输出信号Y_j1表示为一路串行数字信号Y_T，Y_T＝[Y₁₁Y₂₁…Y_j1…Y_M1]，对信号Y_T进行星座解映射，恢复出0、1比特数据。

基于本发明的另一个方面，一种扩展混合载波预编码的OFDM信号传输方法，所述方法具体包括以下步骤：

步骤一、将信源产生的0、1比特数据进行基带的星座映射后，获得星座映射后的调制结果；

步骤二、对步骤一获得的调制结果进行分组：从调制结果的首位开始，将调制结果分成M个长度相等的数据块，每个数据块的长度均为L＝2^N，N为正整数，每个数据块对应一帧数据，其中：第i′帧数据表示为X_i′,i′＝1,2,3,...,M，M为数据块的总个数；

第i′帧数据X_i′表示为X_i′＝[x₀ x₁...x_L-1]，x₀、x₁和x_L-1分别为X_i′中的第1个、第2个和第2^N个数据；

步骤三、分别对步骤二获得的每一帧数据进行扩展混合载波预编码，得到每一帧数据经过扩展混合载波预编码获得的输出信号，X_i′1为第i′帧数据X_i′经过扩展混合载波预编码获得的输出信号，输出信号X_i′1具体表示为：

X_i′1 ^T＝F_EHCX_i′ ^T

其中，F_EHC是扩展混合载波预编码矩阵；

F_EHC的表达式为：

中第s行t列元素

表示为：

其中，[]表示向下取整，θ₀∈[0,2π)为变换参数，i为虚数单位，e为自然对数的底数；

步骤四、分别对步骤三获得的每一帧数据对应的输出信号做IDFT，得到每一帧数据对应的扩展混合载波预编码的OFDM信号X_i′11；

步骤五、分别对每一帧数据对应的扩展混合载波预编码的OFDM信号添加循环前缀，获得带有循环前缀的信号X_i′0；

步骤六、将步骤五获得的信号X_i′0表示为一路串行数字信号X_T，X_T＝[X₁₀ X₂₀…X_i′0…X_M0]，X_T再通过数/模转换器获得模拟调制信号X_T0；

步骤七、对步骤六获得的模拟调制信号X_T0进行上变频处理，获得上变频处理后的信号，并将上变频处理后的信号发射至信道；

步骤八、信号通过信道的传输到达接收端，接收机对接收到的信号进行下变频处理，获得下变频处理后的信号；

步骤九、将步骤八获得的下变频处理后信号通过模/数转换器，获得一路串行数字信号；

步骤十、对步骤九获得的模/数转换后的信号数据进行信道均衡，获得信道均衡后的信号数据X_R；

步骤十一、从步骤十获得的信号数据的首位开始，将信号数据分成M个数据块；每个数据块的长度均为2^N，N为正整数，每个数据块对应于一帧数据；

步骤十二、分别对步骤十一获得的每一帧数据做移除循环前缀处理，获得不含循环前缀的各帧数据；

步骤十三、分别对步骤十二获得的每一帧数据做DFT，得到每一帧数据经过DFT的输出信号Y_j，j＝1,2,3,...,M；

步骤十四、分别对步骤十三获得的每一帧数据对应的输出信号Y_j进行数据恢复，即对输出信号Y_j进行扩展混合载波解码，得到每一帧数据经过扩展混合载波解码获得的输出信号；其中：第j帧数据对应的输出信号Y_j表示为：Y_j＝[y₀ y₁...y_L-1]，j＝1,2,3,...,M，第j帧数据对应的输出信号Y_j经过扩展混合载波解码获得的输出信号表示为Y_j1；

Y_j1的表达式具体为：

其中，

是扩展混合载波解码矩阵；

步骤十五、将步骤十四获得的输出信号Y_j1表示为一路串行数字信号Y_T，Y_T＝[Y₁₁Y₂₁…Y_j1…Y_M1]，对信号Y_T进行星座解映射，恢复出0、1比特数据。

本发明的有益效果是：本发明提出了一种扩展混合载波预编码的OFDM信号传输方法，本发明针对现行多载波通信体制设计了一种扩展变换域的信号传输方法，通过在IDFT模块前对调制后的信号进行扩展混合载波预编码，可以得到具有频域能量完全平均化特性的扩展混合载波预编码OFDM信号。在存在时间色散的信道条件下，由于对信道衰落的平均分配，单个符号深衰损失的概率得到了大幅度降低，使得接收端可以恢复原信号，得到较好的误码性能，这有效提升了多载波体制的可靠性。同时本发明对现有其他多载波通信方法具有良好的兼容性。

本发明采用扩展混合载波预编码技术，可以实现无线通信系统抗衰落性能的提升。

附图说明

图1是本发明的一种扩展混合载波预编码的OFDM信号传输方法的系统框图；

图2是本发明的一种扩展混合载波预编码的OFDM信号传输方法在衰落信道下的误码率曲线。

其中，MC表示传统多载波系统、HC表示传统加权分数傅里叶变换预编码的OFDM系统、EHC表示本发明所提扩展混合载波预编码的OFDM系统。

具体实施方式

具体实施方式一：如图1所示。本实施方式所述的一种扩展混合载波预编码的OFDM信号传输方法，所述方法具体包括以下步骤：

步骤一、将信源产生的0、1比特数据进行基带的星座映射后，获得星座映射后的调制结果；

步骤二、对步骤一获得的调制结果进行分组：从调制结果的首位开始，将调制结果分成M个长度相等的数据块，每个数据块的长度均为L＝2^N，N为正整数，每个数据块对应一帧数据，其中：第i′帧数据表示为X_i′,i′＝1,2,3,...,M，M为数据块的总个数；

第i′帧数据X_i′表示为X_i′＝[x₀ x₁...x_L-1]，x₀、x₁和x_L-1分别为X_i′中的第1个、第2个和第2^N个数据；

步骤三、分别对步骤二获得的每一帧数据进行扩展混合载波预编码，得到每一帧数据经过扩展混合载波预编码获得的输出信号，X_i′1为第i′帧数据X_i′经过扩展混合载波预编码获得的输出信号，输出信号X_i′1具体表示为：

X_i′1 ^T＝F_EHCX_i′ ^T

其中，F_EHC是扩展混合载波预编码矩阵；

F_EHC的表达式为：

为L*L的矩阵，

中第s行t列元素

表示为：

其中，[]表示向下取整，θ₀∈[0,2π)为变换参数，i为虚数单位，e为自然对数的底数；

步骤四、分别对步骤三获得的每一帧数据对应的输出信号做IDFT，得到每一帧数据对应的扩展混合载波预编码的OFDM信号X_i′11；

步骤五、分别对每一帧数据对应的扩展混合载波预编码的OFDM信号添加循环前缀，获得带有循环前缀的信号X_i′0；

步骤六、将步骤五获得的信号X_i′0表示为一路串行数字信号X_T，X_T＝[X₁₀ X₂₀…X_i′0…X_M0]，X_T再通过数/模转换器获得模拟调制信号X_T0；

步骤七、对步骤六获得的模拟调制信号X_T0进行上变频处理，获得上变频处理后的信号，并将上变频处理后的信号发射至信道；

步骤八、信号通过信道的传输到达接收端，接收机对接收到的信号进行下变频处理，获得下变频处理后的信号；

步骤九、将步骤八获得的下变频处理后信号通过模/数转换器，获得一路串行数字信号；

步骤十、对步骤九获得的模/数转换后的信号数据进行信道均衡，获得信道均衡后的信号数据X_R；

步骤十一、从步骤十获得的信号数据的首位开始，将信号数据分成M个数据块；每个数据块的长度均为2^N，N为正整数，每个数据块对应于一帧数据；

步骤十二、分别对步骤十一获得的每一帧数据做移除循环前缀处理，获得不含循环前缀的各帧数据；

步骤十三、分别对步骤十二获得的每一帧数据做DFT，得到每一帧数据经过DFT的输出信号Y_j，j＝1,2,3,...,M；

步骤十四、分别对步骤十三获得的每一帧数据对应的输出信号Y_j进行数据恢复，即对输出信号Y_j进行扩展混合载波解码，得到每一帧数据经过扩展混合载波解码获得的输出信号；其中：第j帧数据对应的输出信号Y_j表示为：Y_j＝[y₀ y₁…y_L-1]，j＝1,2,3,...,M，第j帧数据对应的输出信号Y_j经过扩展混合载波解码获得的输出信号表示为Y_j1；

Y_j1的表达式具体为：

其中，

是扩展混合载波解码矩阵；

步骤十五、将步骤十四获得的输出信号Y_j1表示为一路串行数字信号Y_T，Y_T＝[Y₁₁Y₂₁…Y_j1…Y_M1]，对信号Y_T进行星座解映射，恢复出0、1比特数据。

步骤一采用的调制方式为相移键控BPSK方式，所得结果为一路串行信号，本发明对于各种调制方式均兼容，本实施方式以相移键控BPSK方式为例。

本发明方法对于现行的多载波系统均适用。

如图2所示，与传统多载波系统和传统加权分数傅里叶变换预编码的OFDM系统相比，本发明方法可以显著提升在时频双衰落信道条件下的对抗信道衰落的性能。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是，所述扩展混合载波解码矩阵

的表达式为：

F_e ^-k为L*L的矩阵，F_e ^-k中第s行t列的元素

表示为：

θ₀∈[0,2π)为变换参数，与具体实施方式一中相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二不同的是，所述步骤七中，对步骤六获得的模拟调制信号X_T0进行上变频处理，获得上变频处理后的信号，所述上变频处理后的信号的具体形式为：

其中，X_T1为上变频处理后的信号，f_c为载波调制中心频率，t为时序标志，Re[·]代表取实部。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式三不同的是，所述步骤八中，接收机对接收到的信号进行下变频处理，接收机接收到的信号Y_R1的形式为：

Y_R1＝HX_T1+N_T

其中，H为信道状态信息矩阵，N_T为随机噪声。

具体实施方式五：如图1所示。本实施方式所述的一种扩展混合载波预编码的OFDM信号传输方法，所述方法具体包括以下步骤：

步骤一、将信源产生的0、1比特数据进行基带的星座映射后，获得星座映射后的调制结果；

步骤二、对步骤一获得的调制结果进行分组：从调制结果的首位开始，将调制结果分成M个长度相等的数据块，每个数据块的长度均为L＝2^N，N为正整数，每个数据块对应一帧数据，其中：第i′帧数据表示为X_i′,i′＝1,2,3,…,M，M为数据块的总个数；

第i′帧数据X_i′表示为X_i′＝[x₀ x₁...x_L-1]，x₀、x₁和x_L-1分别为X_i′中的第1个、第2个和第2^N个数据；

步骤三、分别对步骤二获得的每一帧数据进行扩展混合载波预编码，得到每一帧数据经过扩展混合载波预编码获得的输出信号，X_i′1为第i′帧数据X_i′经过扩展混合载波预编码获得的输出信号，输出信号X_i′1具体表示为：

X_i′1 ^T＝F_EHCX_i′ ^T

其中，F_EHC是扩展混合载波预编码矩阵；

F_EHC的表达式为：

为L*L的矩阵，

中第s行t列元素

表示为：

其中，[]表示向下取整，θ₀∈[0,2π)为变换参数，i为虚数单位，e为自然对数的底数；

步骤四、分别对步骤三获得的每一帧数据对应的输出信号做IDFT，得到每一帧数据对应的扩展混合载波预编码的OFDM信号X_i′11；

步骤五、分别对每一帧数据对应的扩展混合载波预编码的OFDM信号添加循环前缀，获得带有循环前缀的信号X_i′0；

步骤六、将步骤五获得的信号X_i′0表示为一路串行数字信号X_T，X_T＝[X₁₀ X₂₀…X_i′0…X_M0]，X_T再通过数/模转换器获得模拟调制信号X_T0；

步骤七、对步骤六获得的模拟调制信号X_T0进行上变频处理，获得上变频处理后的信号，并将上变频处理后的信号发射至信道；

步骤八、信号通过信道的传输到达接收端，接收机对接收到的信号进行下变频处理，获得下变频处理后的信号；

步骤九、将步骤八获得的下变频处理后信号通过模/数转换器，获得一路串行数字信号；

步骤十、对步骤九获得的模/数转换后的信号数据进行信道均衡，获得信道均衡后的信号数据X_R；

步骤十一、从步骤十获得的信号数据的首位开始，将信号数据分成M个数据块；每个数据块的长度均为2^N，N为正整数，每个数据块对应于一帧数据；

步骤十二、分别对步骤十一获得的每一帧数据做移除循环前缀处理，获得不含循环前缀的各帧数据；

步骤十三、分别对步骤十二获得的每一帧数据做DFT，得到每一帧数据经过DFT的输出信号Y_j，j＝1,2,3,...,M；

步骤十四、分别对步骤十三获得的每一帧数据对应的输出信号Y_j进行数据恢复，即对输出信号Y_j进行扩展混合载波解码，得到每一帧数据经过扩展混合载波解码获得的输出信号；其中：第j帧数据对应的输出信号Y_j表示为：Y_j＝[y₀ y₁...y_L-1]，j＝1,2,3,...,M，第j帧数据对应的输出信号Y_j经过扩展混合载波解码获得的输出信号表示为Y_j1；

Y_j1的表达式具体为：

其中，

是扩展混合载波解码矩阵；

步骤十五、将步骤十四获得的输出信号Y_j1表示为一路串行数字信号Y_T，Y_T＝[Y₁₁Y₂₁…Y_j1…Y_M1]，对信号Y_T进行星座解映射，恢复出0、1比特数据。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式五不同的是，所述扩展混合载波解码矩阵

的表达式为：

F_e ^-k为L*L的矩阵，F_e ^-k中第s行t列的元素

表示为：

θ₀∈[0,2π)为变换参数，与具体实施方式五中相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式六不同的是，所述步骤七中，对步骤六获得的模拟调制信号X_T0进行上变频处理，获得上变频处理后的信号，所述上变频处理后的信号的具体形式为：

其中，X_T1为上变频处理后的信号，f_c为载波调制中心频率，t为时序标志，Re[·]代表取实部。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式七不同的是，所述步骤八中，接收机对接收到的信号进行下变频处理，接收机接收到的信号Y_R1的形式为：

Y_R1＝HX_T1+N_T

其中，H为信道状态信息矩阵，N_T为随机噪声。

本发明的上述算例仅为详细地说明本发明的计算模型和计算流程，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (8)

1.一种扩展混合载波预编码的OFDM信号传输方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将信源产生的0、1比特数据进行基带的星座映射后，获得星座映射后的调制结果；

步骤二、对步骤一获得的调制结果进行分组：从调制结果的首位开始，将调制结果分成M个长度相等的数据块，每个数据块的长度均为L＝2^N，N为正整数，每个数据块对应一帧数据，其中：第i′帧数据表示为X_i′,i′＝1,2,3,...,M，M为数据块的总个数；

第i′帧数据X_i′表示为X_i′＝[x₀ x₁ … x_L-1]，x₀、x₁和x_L-1分别为X_i′中的第1个、第2个和第2^N个数据；

步骤三、分别对步骤二获得的每一帧数据进行扩展混合载波预编码，得到每一帧数据经过扩展混合载波预编码获得的输出信号，X_i′1为第i′帧数据X_i′经过扩展混合载波预编码获得的输出信号，输出信号X_i′1具体表示为：

X_i′1 ^T＝F_EHCX_i′ ^T

其中，F_EHC是扩展混合载波预编码矩阵；

F_EHC的表达式为：

中第s行t列元素

表示为：

其中，[]表示向下取整，θ₀∈[0,2π)为变换参数，i为虚数单位，e为自然对数的底数；

步骤四、分别对步骤三获得的每一帧数据对应的输出信号做IDFT，得到每一帧数据对应的扩展混合载波预编码的OFDM信号X_i′11；

步骤五、分别对每一帧数据对应的扩展混合载波预编码的OFDM信号添加循环前缀，获得带有循环前缀的信号X_i′0；

步骤六、将步骤五获得的信号X_i′0表示为一路串行数字信号X_T，X_T＝[X₁₀ X₂₀ … X_i′0 …X_M0]，X_T再通过数/模转换器获得模拟调制信号X_T0；

步骤七、对步骤六获得的模拟调制信号X_T0进行上变频处理，获得上变频处理后的信号，并将上变频处理后的信号发射至信道；

步骤八、信号通过信道的传输到达接收端，接收机对接收到的信号进行下变频处理，获得下变频处理后的信号；

步骤九、将步骤八获得的下变频处理后信号通过模/数转换器，获得一路串行数字信号；

步骤十、对步骤九获得的模/数转换后的信号数据进行信道均衡，获得信道均衡后的信号数据X_R；

步骤十一、从步骤十获得的信号数据的首位开始，将信号数据分成M个数据块；每个数据块的长度均为2^N，N为正整数，每个数据块对应于一帧数据；

步骤十二、分别对步骤十一获得的每一帧数据做移除循环前缀处理，获得不含循环前缀的各帧数据；

步骤十三、分别对步骤十二获得的每一帧数据做DFT，得到每一帧数据经过DFT的输出信号Y_j，j＝1,2,3,…,M；

步骤十四、分别对步骤十三获得的每一帧数据对应的输出信号Y_j进行数据恢复，即对输出信号Y_j进行扩展混合载波解码，得到每一帧数据经过扩展混合载波解码获得的输出信号；其中：第j帧数据对应的输出信号Y_j表示为：Y_j＝[y₀ y₁ ... y_L-1]，j＝1,2,3,…,M，第j帧数据对应的输出信号Y_j经过扩展混合载波解码获得的输出信号表示为Y_j1；

Y_j1的表达式具体为：

其中，

是扩展混合载波解码矩阵；

步骤十五、将步骤十四获得的输出信号Y_j1表示为一路串行数字信号Y_T，Y_T＝[Y₁₁ Y₂₁ …Y_j1 … Y_M1]，对信号Y_T进行星座解映射，恢复出0、1比特数据。

2.根据权利要求1所述的一种扩展混合载波预编码的OFDM信号传输方法，其特征在于，所述扩展混合载波解码矩阵

的表达式为：

中第s行t列的元素

表示为：

3.根据权利要求2所述的一种扩展混合载波预编码的OFDM信号传输方法，其特征在于，所述步骤七中，对步骤六获得的模拟调制信号X_T0进行上变频处理，获得上变频处理后的信号，所述上变频处理后的信号的具体形式为：

其中，X_T1为上变频处理后的信号，f_c为载波调制中心频率，t为时序标志，Re[·]代表取实部。

4.根据权利要求3所述的一种扩展混合载波预编码的OFDM信号传输方法，其特征在于，所述步骤八中，接收机对接收到的信号进行下变频处理，接收机接收到的信号Y_R1的形式为：

Y_R1＝HX_T1+N_T

其中，H为信道状态信息矩阵，N_T为随机噪声。

5.一种扩展混合载波预编码的OFDM信号传输方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将信源产生的0、1比特数据进行基带的星座映射后，获得星座映射后的调制结果；

步骤二、对步骤一获得的调制结果进行分组：从调制结果的首位开始，将调制结果分成M个长度相等的数据块，每个数据块的长度均为L＝2^N，N为正整数，每个数据块对应一帧数据，其中：第i′帧数据表示为X_i′,i′＝1,2,3,...,M，M为数据块的总个数；

第i′帧数据X_i′表示为X_i′＝[x₀ x₁ ... x_L-1]，x₀、x₁和x_L-1分别为X_i′中的第1个、第2个和第2^N个数据；

步骤三、分别对步骤二获得的每一帧数据进行扩展混合载波预编码，得到每一帧数据经过扩展混合载波预编码获得的输出信号，X_i′1为第i′帧数据X_i′经过扩展混合载波预编码获得的输出信号，输出信号X_i′1具体表示为：

X_i′1 ^T＝F_EHCX_i′ ^T

其中，F_EHC是扩展混合载波预编码矩阵；

F_EHC的表达式为：

中第s行t列元素

表示为：

其中，[]表示向下取整，θ₀∈[0,2π)为变换参数，i为虚数单位，e为自然对数的底数；

步骤四、分别对步骤三获得的每一帧数据对应的输出信号做IDFT，得到每一帧数据对应的扩展混合载波预编码的OFDM信号X_i′11；

步骤五、分别对每一帧数据对应的扩展混合载波预编码的OFDM信号添加循环前缀，获得带有循环前缀的信号X_i′0；

步骤六、将步骤五获得的信号X_i′0表示为一路串行数字信号X_T，X_T＝[X₁₀ X₂₀ … X_i′0 …X_M0]，X_T再通过数/模转换器获得模拟调制信号X_T0；

步骤七、对步骤六获得的模拟调制信号X_T0进行上变频处理，获得上变频处理后的信号，并将上变频处理后的信号发射至信道；

步骤八、信号通过信道的传输到达接收端，接收机对接收到的信号进行下变频处理，获得下变频处理后的信号；

步骤九、将步骤八获得的下变频处理后信号通过模/数转换器，获得一路串行数字信号；

步骤十、对步骤九获得的模/数转换后的信号数据进行信道均衡，获得信道均衡后的信号数据X_R；

步骤十一、从步骤十获得的信号数据的首位开始，将信号数据分成M个数据块；每个数据块的长度均为2^N，N为正整数，每个数据块对应于一帧数据；

步骤十二、分别对步骤十一获得的每一帧数据做移除循环前缀处理，获得不含循环前缀的各帧数据；

步骤十三、分别对步骤十二获得的每一帧数据做DFT，得到每一帧数据经过DFT的输出信号Y_j，j＝1,2,3,…,M；

步骤十四、分别对步骤十三获得的每一帧数据对应的输出信号Y_j进行数据恢复，即对输出信号Y_j进行扩展混合载波解码，得到每一帧数据经过扩展混合载波解码获得的输出信号；其中：第j帧数据对应的输出信号Y_j表示为：Y_j＝[y₀ y₁ ... y_L-1]，j＝1,2,3,…,M，第j帧数据对应的输出信号Y_j经过扩展混合载波解码获得的输出信号表示为Y_j1；

Y_j1的表达式具体为：

其中，

是扩展混合载波解码矩阵；

步骤十五、将步骤十四获得的输出信号Y_j1表示为一路串行数字信号Y_T，Y_T＝[Y₁₁ Y₂₁ …Y_j1 … Y_M1]，对信号Y_T进行星座解映射，恢复出0、1比特数据。

6.根据权利要求5所述的一种扩展混合载波预编码的OFDM信号传输方法，其特征在于，所述扩展混合载波解码矩阵

的表达式为：

中第s行t列的元素

表示为：

7.根据权利要求6所述的一种扩展混合载波预编码的OFDM信号传输方法，其特征在于，所述步骤七中，对步骤六获得的模拟调制信号X_T0进行上变频处理，获得上变频处理后的信号，所述上变频处理后的信号的具体形式为：

其中，X_T1为上变频处理后的信号，f_c为载波调制中心频率，t为时序标志，Re[·]代表取实部。

8.根据权利要求7所述的一种扩展混合载波预编码的OFDM信号传输方法，其特征在于，所述步骤八中，接收机对接收到的信号进行下变频处理，接收机接收到的信号Y_R1的形式为：

Y_R1＝HX_T1+N_T

其中，H为信道状态信息矩阵，N_T为随机噪声。

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