CN115664467B - 一种基于ofdm的无线电能与信号同步传输系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于OFDM的无线电能与信号同步传输系统及方法，涉及无线电能传输技术领域，其包括电能发送模块、电能接收模块、正向信号发送模块、正向信号接收模块、反向信号发送模块、反向信号接收模块、正向信号解调模块和反向信号解调模块。本发明在保证电能稳定传输的前提下，通过OFDM技术将信号调制成信号调制波，再经过原电能传输通道进行信号传输，最后再根据OFDM原理设计信号解调方案，高精度的提取信号载波，无需另外加设信号传输通道，不需要复杂的双通道设计，且不会受到多通道交叉耦合的影响，有效地抑制了电能与信号之间的串扰，实现了电能高效率传输，信号高速率的稳定传输。

Description

一种基于OFDM的无线电能与信号同步传输系统及方法

技术领域

本发明涉及无线电能传输技术领域，具体涉及一种基于OFDM的无线电能与信号同步传输系统及方法。

背景技术

在无线电能传输系统(Wireless Power Transmission, WPT)的实际应用中，比如系统的闭环控制、无线传感器系统、植入医疗设备、深海测量仪等。在进行电能无线传输的同时还需要进行数字信号的传输，即实现无线电能与信号同步传输。当前，按照电能与数字信号传输通道是否分离，无线电能与信号同步传输系统主要可分为两大类：分离通道式和共享通道式。

其中，采用分离通道式的无线电能与信号同步传输系统体积较大，成本较高，且多通道交叉耦合会增大系统的建模、设计及控制难度。为提高系统紧凑性和可实现性同时降低成本，使用共享通道实现电能与信号同步传输的方式成为了研究热点。共享通道式的无线电能与信号同步传输系统是利用无线电能传输系统原有的电能传输通道来实现信号无线传输的。信号源经通过信号调制模块调制后进入电能传输通道，到达信号接收端后，再由信号提取模块提取后进入信号接收模块，最终由信号解调模块解调得到数字信号。从而实现原副边的通信。

在无线电能与信号同步传输系统中，最重要的性能指标就是电能传输功率、电能传输效率、信号传输速率和信号误码率。由于共享通道中谐振电路的谐振频率是一定的，因此在保证电能大功率、高效率传输的前提下，信号传输效果的好坏就是无线电能与信号同步传输系统研究的重点。

在传统的通信系统中，一般采用正弦波作为信号载波，与基带信号相乘，调制后的模拟信号传输至接收侧，通过接收侧的硬件电路检测波形的幅值、频率或者相位来获得相应的数字信息。正弦波信号调制方法有：通过改变载波信号的振幅大小来代表信号的幅移键控信号调制法(ASK)；通过改变载波信号的振荡频率大小来代表信号的频移键控信号调制法(FSK)以及通过改变载波信号的相位来代表信号的相移键控信号调制法(PSK)。现有技术存在的缺陷包括：

1、由于接收侧是通过分析载波的幅值、频率或者相位来还原数字信号的，这就要求信号载波在信号传递中的衰减不能太大，否则接受侧将无法检测到信号载波的幅值、频率和相位。而在无线通信中，由于气隙的存在，信号传输的衰减会很明显，这就要求信号载波必须以较高的频率传输。而这一需求会加大系统的设计难度。

2、为保证信号载波能在接收侧被准确地解调，通常需要将信号调制周期设置为若干倍的信号载波频率，以提高解调的准确度。这就导致信号传输速率与信号载波频率紧密相关，信号传输速率往往仅为信号载波频率的若干份之一，而一个无线通信系统传输的载波信号频率往往受限于误码率或者电路硬件，这样同样限制了信号传输速率。

3、采用载波对信号进行调制，是一个数字量变模拟量的过程，传输过程采用的信号是模拟信号，而模拟信号相对于数字信号更易受到干扰，因此在接受侧解调得到的信号可能会产生误码。

4、载波信号获取过程中需要较大的滤波器才能滤除主功率的大信号。

产生上诉缺点的原因是因为采用了载波对信号进行了调制，使得传输方式变成了模拟信号传输，加大了受干扰的程度。且由于采用的信号解调方案并不能准确的将原始信号从采样信号中提取出来，从而降低了信号传输的速率以及准确率。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种基于OFDM的无线电能与信号同步传输系统及方法解决了现有的信号载波与电能载波在传输过程中受到的相互干扰较大、信号传输速率较低、误码率较高、信号解调电路较复杂以及载波频谱利用率较低等问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种基于OFDM的无线电能与信号同步传输系统，其包括电能发送模块、电能接收模块、正向信号发送模块、正向信号接收模块、反向信号发送模块、反向信号接收模块、正向信号解调模块和反向信号解调模块；

电能发送模块包括直流供电电源，直流供电电源与电源侧逆变单元的输入端相连，电源侧逆变单元的两个输出端分别连接松耦合变压器T1的原边的两端；

电能接收模块包括整流单元，整流单元的两个输入端分别连接松耦合变压器T1的副边的两端，整流单元的两个输出端与负载相连；

正向信号发送模块包括n个串联的正向信号生成电路，每个正向信号生成电路均包括一个正向信号直流电源和一个正向信号侧逆变单元；正向信号直流电源的两个端口分别与与其对应的正向信号侧逆变单元的两个输入端相连；n个串联的正向信号生成电路的两端分别连接紧耦合变压器T3的发射线圈的两端；紧耦合变压器T3的接收线圈串联在电源侧逆变单元与松耦合变压器T1之间；

正向信号接收模块包括正向信号谐振采样电路，正向信号谐振采样电路的输出端与正向信号解调模块的输入端相连；正向信号谐振采样电路的输入端与紧耦合变压器T4的接收线圈相连；紧耦合变压器T4的发射线圈串联在整流单元与松耦合变压器T1之间；

反向信号发送模块包括m个串联的反向信号生成电路，每个反向信号生成电路均包括一个反向信号直流电源和一个反向信号侧逆变单元；反向信号直流电源的两个端口分别与与其对应的反向信号侧逆变单元的两个输入端相连；m个串联的反向信号生成电路的两端分别连接紧耦合变压器T5的发射线圈的两端；紧耦合变压器T5的接收线圈串联在电源侧逆变单元与松耦合变压器T1之间；

反向信号接收模块包括反向信号谐振采样电路，反向信号谐振采样电路的输出端与反向信号解调模块的输入端相连；反向信号谐振采样电路的输入端与紧耦合变压器T2的接收线圈相连；紧耦合变压器T2的发射线圈串联在整流单元与松耦合变压器T1之间；

其中，n个正向信号侧逆变单元将n个正向信号直流电源的电压信号转换为n个频率分别为（k+1）f _p、（k+2）f _p ……（k+n）f _p的交流电压信号；m个反向信号侧逆变单元将m个反向信号直流电源的电压信号转换为m个频率分别为（k+n+1）f _p、（k+n+2）f _p ……（k+n+m）f _p的交流电压信号；k为正整数，f _p为电能载波频率。

进一步地，电源侧逆变单元输出的电能载波与n个正向信号直流电源的电压信号调制波的初相位均为0，且电能载波与n个正向信号直流电源的电压信号调制波呈正交关系。

进一步地，电源侧逆变单元输出的电能载波与m个反向信号直流电源的电压信号调制波呈正交关系。

进一步地，正向信号谐振采样电路包括电阻R5、电容C5和采样电阻RD1；电阻R5的一端连接紧耦合变压器T4的接收线圈的一端，电阻R5的另一端连接采样电阻RD1的一端；电容C5的一端连接紧耦合变压器T4的接收线圈的另一端，电容C5的另一端连接采样电阻RD1的另一端；采样电阻RD1的两端与正向信号解调模块的输入端相连。

进一步地，反向信号谐振采样电路包括电阻R6、电容C6和采样电阻RD2；电阻R6的一端连接紧耦合变压器T2的接收线圈的一端，电阻R6的另一端连接采样电阻RD2的一端；电容C6的一端连接紧耦合变压器T2的接收线圈的另一端，电容C6的另一端连接采样电阻RD2的另一端；采样电阻RD2的两端与反向信号解调模块的输入端相连。

提供一种基于OFDM的无线电能与信号同步传输方法，其包括以下步骤：

S1、确定电能载波频率f _p；

S2、根据电能载波频率f _p确定n个正向信号调制波的数学表达式；

S3、单独传输频率为（k+1）f _p的正向信号调制波，并通过正向信号接收模块获取接收到的信号载波初相位ω₁；

S4、单独传输频率为（k+2）f _p的正向信号调制波，并通过正向信号接收模块获取接收到的信号载波初相位ω₂；

S5、基于n个正向信号调制波的表达式、信号载波初相位ω₁、信号载波初相位ω₂，获取当正向信号调制波频率分别为（k+1）f _p……（k+n）f _p时，正向信号接收模块接收到的信号载波的初相位分别为：ω₁、ω₂……ω_n；

S6、根据步骤S5获取的n个初相位，获取各正向信号解调波的数学表达式；

S7、根据步骤S5获取的n个初相位，获取当正向信号调制波初相位为零、频率分别为（k+n+1）f _p、（k+n+2）f _p……（k+n+m）f _p时，正向信号接收模块接收到的信号载波的初相位分别为：ω_n+1、ω_n+2……ω_n+m；

S8、使反向信号发送模块中m个反向信号调制波的初相位分别为：-ω_n+1、-ω_n+2……-ω_n+m；

S9、根据步骤S8中的m个反向信号调制波的初相位，获取各反向信号调制波的数学表达式；

S10、根据各反向信号调制波的数学表达式获取各反向信号解调波的数学表达式；

S11、根据步骤S2得到的各正向信号调制波的表达式和步骤S9得到的各反向信号调制波的数学表达式设置各模块的元件参数；

S12、基于设置了元件参数的传输系统进行信号传输，并通过步骤S6得到的各正向信号解调波的数学表达式和步骤S10得到的各反向信号解调的数学表达式，结合OFDM原理完成数据解调。

进一步地，步骤S2中n个正向信号调制波的数学表达式具体为：

b₁sin[（k+1）2π·f _p·t]、b₂sin[（k+2）2π·f _p·t] ……b_nsin[（k+n）2π·f _p·t]；其中π表示180°，t表示时间；b_n表示第n个正向信号调制波的幅值；sin[.]表示正弦函数。

进一步地，步骤S6中各正向解调波的数学表达式具体为：

sin[（k+1）2π·f _p·t+ω₁]、sin[（k+2）2π·f _p·t+ω₂]……sin[（k+n）2π·f _p·t+ω_n]。

进一步地，步骤S9中各反向信号调制波的数学表达式具体为：

b_n+1sin[（k+n+1）2π·f _p·t-ω_n+1]、b_n+2sin[（k+n+2）2π·f _p·t-ω_n+2]……b_n+msin[（k+n+m）2π·f _p·t-ω_n+m]；其中b_n+m表示第m个反向信号调制波的幅值。

进一步地，步骤S10中各反向信号解调波的数学表达式具体为：

sin[（k+n+1）2π·f _p·t]、sin[（k+n+2）2π·f _p·t]……sin[（k+n+m）2π·f _p·t]。

本发明的有益效果为：

1、本发明实现了信号载波与电能载波呈正交关系，减小了信号载波与电能载波之间的相互干扰，以及实现了信号硬件传输软件解调的功能。通过软件对采样信号进行解调以显著提升信号传输系统的传输性能，增大了信号的传输速率和可靠性。

2、本发明在保证电能稳定传输的前提下，通过OFDM技术将信号调制成信号调制波，再经过原电能传输通道进行信号传输，最后再根据OFDM原理设计信号解调方案，高精度的提取信号载波，无需另外加设信号传输通道，不需要复杂的双通道设计，且不会受到多通道交叉耦合的影响，易于提高系统紧凑性和可实现性同时降低成本。通过OFDM技术确定调制与解调方案，有效地抑制了电能与信号之间的串扰，实现了电能高效率传输，信号高速率的稳定传输。

附图说明

图1为本系统的电路图；

图2为多信号载波调制示意图；

图3为多信号载波解调示意图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

如图1所示，该基于OFDM的无线电能与信号同步传输系统包括电能发送模块、电能接收模块、正向信号发送模块、正向信号接收模块、反向信号发送模块、反向信号接收模块、正向信号解调模块和反向信号解调模块；

电能发送模块包括直流供电电源（图1中的U_DC1），直流供电电源与电源侧逆变单元（由图1中的S1、S2、S3和S4构成）的输入端相连，电源侧逆变单元的两个输出端分别连接松耦合变压器T1的原边的两端；

电能接收模块包括整流单元，整流单元的两个输入端分别连接松耦合变压器T1的副边的两端，整流单元的两个输出端与负载相连；

正向信号发送模块包括n个串联的正向信号生成电路，每个正向信号生成电路均包括一个正向信号直流电源和一个正向信号侧逆变单元；正向信号直流电源的两个端口分别与与其对应的正向信号侧逆变单元的两个输入端相连；n个串联的正向信号生成电路的两端分别连接紧耦合变压器T3的发射线圈的两端；紧耦合变压器T3的接收线圈串联在电源侧逆变单元与松耦合变压器T1之间；

正向信号接收模块包括正向信号谐振采样电路，正向信号谐振采样电路的输出端与正向信号解调模块的输入端相连；正向信号谐振采样电路的输入端与紧耦合变压器T4的接收线圈相连；紧耦合变压器T4的发射线圈串联在整流单元与松耦合变压器T1之间；

反向信号发送模块包括m个串联的反向信号生成电路，每个反向信号生成电路均包括一个反向信号直流电源和一个反向信号侧逆变单元；反向信号直流电源的两个端口分别与与其对应的反向信号侧逆变单元的两个输入端相连；m个串联的反向信号生成电路的两端分别连接紧耦合变压器T5的发射线圈的两端；紧耦合变压器T5的接收线圈串联在电源侧逆变单元与松耦合变压器T1之间；

反向信号接收模块包括反向信号谐振采样电路，反向信号谐振采样电路的输出端与反向信号解调模块的输入端相连；反向信号谐振采样电路的输入端与紧耦合变压器T2的接收线圈相连；紧耦合变压器T2的发射线圈串联在整流单元与松耦合变压器T1之间；

其中，n个正向信号侧逆变单元将n个正向信号直流电源的电压信号转换为n个频率分别为（k+1）f _p、（k+2）f _p ……（k+n）f _p的交流电压信号；m个反向信号侧逆变单元将m个反向信号直流电源的电压信号转换为m个频率分别为（k+n+1）f _p、（k+n+2）f _p ……（k+n+m）f _p的交流电压信号；k为正整数，f _p为电能载波频率。

电源侧逆变单元输出的电能载波与n个正向信号直流电源的电压信号调制波的初相位均为0，且电能载波与n个正向信号直流电源的电压信号调制波呈正交关系。电源侧逆变单元输出的电能载波与m个反向信号直流电源的电压信号调制波呈正交关系。

正向信号谐振采样电路包括电阻R5、电容C5和采样电阻RD1；电阻R5的一端连接紧耦合变压器T4的接收线圈的一端，电阻R5的另一端连接采样电阻RD1的一端；电容C5的一端连接紧耦合变压器T4的接收线圈的另一端，电容C5的另一端连接采样电阻RD1的另一端；采样电阻RD1的两端与正向信号解调模块的输入端相连。

反向信号谐振采样电路包括电阻R6、电容C6和采样电阻RD2；电阻R6的一端连接紧耦合变压器T2的接收线圈的一端，电阻R6的另一端连接采样电阻RD2的一端；电容C6的一端连接紧耦合变压器T2的接收线圈的另一端，电容C6的另一端连接采样电阻RD2的另一端；采样电阻RD2的两端与反向信号解调模块的输入端相连。

该基于OFDM的无线电能与信号同步传输方法包括以下步骤：

S1、确定电能载波频率f _p；电能载波的表达式可以为sin(2π·f _p·t)；

S2、根据电能载波频率f _p确定n个正向信号调制波的数学表达式；

S3、单独传输频率为（k+1）f _p的正向信号调制波，并通过正向信号接收模块获取接收到的信号载波初相位ω₁；

S4、单独传输频率为（k+2）f _p的正向信号调制波，并通过正向信号接收模块获取接收到的信号载波初相位ω₂；

S5、基于n个正向信号调制波的表达式、信号载波初相位ω₁、信号载波初相位ω₂，获取当正向信号调制波频率分别为（k+1）f _p……（k+n）f _p时，正向信号接收模块接收到的信号载波的初相位分别为：ω₁、ω₂……ω_n；

S6、根据步骤S5获取的n个初相位，获取各正向信号解调波的数学表达式；

S7、根据步骤S5获取的n个初相位，获取当正向信号调制波初相位为零、频率分别为（k+n+1）f _p、（k+n+2）f _p……（k+n+m）f _p时，正向信号接收模块接收到的信号载波的初相位分别为：ω_n+1、ω_n+2……ω_n+m；

S8、使反向信号发送模块中m个反向信号调制波的初相位分别为：-ω_n+1、-ω_n+2……-ω_n+m；

S9、根据步骤S8中的m个反向信号调制波的初相位，获取各反向信号调制波的数学表达式；

S10、根据各反向信号调制波的数学表达式获取各反向信号解调波的数学表达式；

S11、根据步骤S2得到的各正向信号调制波的表达式和步骤S9得到的各反向信号调制波的数学表达式设置各模块的元件参数；

S12、基于设置了元件参数的传输系统进行信号传输，并通过步骤S6得到的各正向信号解调波的数学表达式和步骤S10得到的各反向信号解调的数学表达式，结合OFDM原理完成数据解调。

步骤S2中n个正向信号调制波的数学表达式具体为：

b₁sin[（k+1）2π·f _p·t]、b₂sin[（k+2）2π·f _p·t] ……b_nsin[（k+n）2π·f _p·t]；其中π表示180°，t表示时间；b_n表示第n个正向信号调制波的幅值；sin[.]表示正弦函数。b_n的取值不会影响信号的传输效果。

步骤S6中各正向解调波的数学表达式具体为：

sin[（k+1）2π·f _p·t+ω₁]、sin[（k+2）2π·f _p·t+ω₂]……sin[（k+n）2π·f _p·t+ω_n]。

步骤S9中各反向信号调制波的数学表达式具体为：

b_n+1sin[（k+n+1）2π·f _p·t-ω_n+1]、b_n+2sin[（k+n+2）2π·f _p·t-ω_n+2]……b_n+msin[（k+n+m）2π·f _p·t-ω_n+m]；其中b_n+m表示第m个反向信号调制波的幅值。b_n+m的取值不会影响信号的传输效果。

步骤S10中各反向信号解调波的数学表达式具体为：

sin[（k+n+1）2π·f _p·t]、sin[（k+n+2）2π·f _p·t]……sin[（k+n+m）2π·f _p·t]。

正交频分复用技术 (Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM），是一种多载波传输技术，在20世纪70年代由Weinstein和Ebert提出。OFDM中的各个载波是相互正交的，每个载波在一个符号周期内有整数倍个载波周期，每个载波的频谱零点和相邻载波的频谱零点重叠，从而保证接收端能够不失真地复原信号。现代OFDM系统都采用数字信号处理技术，载波的解调都由数字信号处理算法完成，极大的简化了系统的结构。

在具体实施过程中，根据OFDM原理和信号调制波的数学表达式，即可实现多信号载波调制，以2个信号为例得到信号载波调制示意图如图2所示。根据OFDM原理和信号解调波的数学表达式，即可实现多信号载波解调，以2个信号为例得到信号载波解调示意图如图3所示，进而完成信号传输。

整流单元的输出端可以连接电容C3实现滤波，滤波后的直流电压信号直接加载负载R_L的两端。紧耦合变压器T4、紧耦合变压器T5和整流单元之间还可以设置补偿单元，在本发明的一个实施例中，该补偿单元可以由图1中的电容C2、电容C_f和电感L_f构成，该补偿单元具体的电路连接关系如图1所示。

Claims (4)

1.一种基于OFDM的无线电能与信号同步传输系统，其特征在于，包括电能发送模块、电能接收模块、正向信号发送模块、正向信号接收模块、反向信号发送模块、反向信号接收模块、正向信号解调模块和反向信号解调模块；

电能发送模块包括直流供电电源，直流供电电源与电源侧逆变单元的输入端相连，电源侧逆变单元的两个输出端分别连接松耦合变压器T1的原边的两端；

电能接收模块包括整流单元，整流单元的两个输入端分别连接松耦合变压器T1的副边的两端，整流单元的两个输出端与负载相连；

正向信号发送模块包括n个串联的正向信号生成电路，每个正向信号生成电路均包括一个正向信号直流电源和一个正向信号侧逆变单元；正向信号直流电源的两个端口分别与与其对应的正向信号侧逆变单元的两个输入端相连；n个串联的正向信号生成电路的两端分别连接紧耦合变压器T3的发射线圈的两端；紧耦合变压器T3的接收线圈串联在电源侧逆变单元与松耦合变压器T1之间；

正向信号接收模块包括正向信号谐振采样电路，正向信号谐振采样电路的输出端与正向信号解调模块的输入端相连；正向信号谐振采样电路的输入端与紧耦合变压器T4的接收线圈相连；紧耦合变压器T4的发射线圈串联在整流单元与松耦合变压器T1之间；

反向信号发送模块包括m个串联的反向信号生成电路，每个反向信号生成电路均包括一个反向信号直流电源和一个反向信号侧逆变单元；反向信号直流电源的两个端口分别与与其对应的反向信号侧逆变单元的两个输入端相连；m个串联的反向信号生成电路的两端分别连接紧耦合变压器T5的发射线圈的两端；紧耦合变压器T5的接收线圈串联在电源侧逆变单元与松耦合变压器T1之间；

反向信号接收模块包括反向信号谐振采样电路，反向信号谐振采样电路的输出端与反向信号解调模块的输入端相连；反向信号谐振采样电路的输入端与紧耦合变压器T2的接收线圈相连；紧耦合变压器T2的发射线圈串联在整流单元与松耦合变压器T1之间；

其中，n个正向信号侧逆变单元将n个正向信号直流电源的电压信号转换为n个频率分别为(k+1)f_p、(k+2)f_p……(k+n)f_p的交流电压信号；m个反向信号侧逆变单元将m个反向信号直流电源的电压信号转换为m个频率分别为(k+n+1)f_p、(k+n+2)f_p……(k+n+m)f_p的交流电压信号；k为正整数，f_p为电能载波频率；

电源侧逆变单元输出的电能载波与n个正向信号直流电源的电压信号调制波的初相位均为0，且电能载波与n个正向信号直流电源的电压信号调制波呈正交关系；电源侧逆变单元输出的电能载波与m个反向信号直流电源的电压信号调制波呈正交关系。

2.根据权利要求1所述的基于OFDM的无线电能与信号同步传输系统，其特征在于，正向信号谐振采样电路包括电阻R5、电容C5和采样电阻RD1；电阻R5的一端连接紧耦合变压器T4的接收线圈的一端，电阻R5的另一端连接采样电阻RD1的一端；电容C5的一端连接紧耦合变压器T4的接收线圈的另一端，电容C5的另一端连接采样电阻RD1的另一端；采样电阻RD1的两端与正向信号解调模块的输入端相连。

3.根据权利要求1所述的基于OFDM的无线电能与信号同步传输系统，其特征在于，反向信号谐振采样电路包括电阻R6、电容C6和采样电阻RD2；电阻R6的一端连接紧耦合变压器T2的接收线圈的一端，电阻R6的另一端连接采样电阻RD2的一端；电容C6的一端连接紧耦合变压器T2的接收线圈的另一端，电容C6的另一端连接采样电阻RD2的另一端；采样电阻RD2的两端与反向信号解调模块的输入端相连。

4.一种根据权利要求1-3任一所述的基于OFDM的无线电能与信号同步传输系统的传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、确定电能载波频率f_p；

S2、根据电能载波频率f_p确定n个正向信号调制波的数学表达式，n个正向信号调制波的数学表达式具体为：

b₁sin[(k+1)2π·f_p·t]、b₂sin[(k+2)2π·f_p·t]……b_nsin[(k+n)2π·f_p·t]；其中π表示180°，t表示时间；b_n表示第n个正向信号调制波的幅值；sin[.]表示正弦函数；

S3、单独传输频率为(k+1)f_p的正向信号调制波，并通过正向信号接收模块获取接收到的信号载波初相位ω₁；

S4、单独传输频率为(k+2)f_p的正向信号调制波，并通过正向信号接收模块获取接收到的信号载波初相位ω₂；

S5、基于n个正向信号调制波的数学表达式、信号载波初相位ω₁、信号载波初相位ω₂，获取当正向信号调制波频率分别为(k+1)f_p……(k+n)f_p时，正向信号接收模块接收到的信号载波的初相位分别为：ω₁、ω₂……ω_n；

S6、根据步骤S5获取的n个初相位，获取各正向信号解调波的数学表达式，各正向解调波的数学表达式具体为：

sin[(k+1)2π·f_p·t+ω₁]、sin[(k+2)2π·f_p·t+ω₂]……sin[(k+n)2π·f_p·t+ω_n]；

S7、根据步骤S5获取的n个初相位，获取当正向信号调制波初相位为零、频率分别为(k+n+1)f_p、(k+n+2)f_p……(k+n+m)f_p时，正向信号接收模块接收到的信号载波的初相位分别为：ω_n+1、ω_n+2……ω_n+m；

S8、使反向信号发送模块中m个反向信号调制波的初相位分别为：-ω_n+1、-ω_n+2……-ω_n+m；

S9、根据步骤S8中的m个反向信号调制波的初相位，获取各反向信号调制波的数学表达式，各反向信号调制波的数学表达式具体为：

b_n+1sin[(k+n+1)2π·f_p·t-ω_n+1]、b_n+2sin[(k+n+2)2π·f_p·t-ω_n+2]……b_n+msin[(k+n+m)2π·f_p·t-ω_n+m]；其中b_n+m表示第m个反向信号调制波的幅值；

S10、根据各反向信号调制波的数学表达式获取各反向信号解调波的数学表达式，各反向信号解调波的数学表达式具体为：

sin[(k+n+1)2π·fp·t]、sin[(k+n+2)2π·fp·t]……sin[(k+n+m)2π·fp·t]；

S11、根据步骤S2得到的各正向信号调制波的表达式和步骤S9得到的各反向信号调制波的数学表达式设置各模块的元件参数；

S12、基于设置了元件参数的传输系统进行信号传输，并通过步骤S6得到的各正向信号解调波的数学表达式和步骤S10得到的各反向信号解调的数学表达式，结合OFDM原理完成数据解调。

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