[发明专利]一种基于离散Hartley变换的预编码OFDM的预编码算法

说明书

技术领域本发明涉及一种基于离散Hartley变换的预编码OFDM的预编码算法，属于信息通信与信号处理技术领域。

背景技术

由于多载波技术能有效对抗通信系统中频率选择性衰落信道的影响，特别是正交频分复用（OFDM,orthogonal frequency division multiplexing）技术的提出，使得多载波技术成为包括宽带无线通信，有线通信及光纤通信系统的核心技术。这是因为OFDM具有较高的频谱利用率与采用了较为简单的频域均衡器。

尽管如此，由于OFDM系统自身固有的缺点，限制了它的广泛应用。例如较高的峰值功率，对载波偏移较为敏感以及较低的频域分集能力。其中，较高的峰值功率造成OFDM系统中线性放大器与数模转换模块的效率下降，而载波偏移与较低的频域分集能力使OFDM系统的通信容量下降。

预编码OFDM技术被提出以用来提高OFDM系统的频域分集能力，并且有限地减小系统的峰值功率。但是，目前的预编码OFDM系统使得系统的复杂度较高，并且不能有效得消除峰值功率过高的问题。因此，在一些对系统功耗要求较高及系统设计复杂有限制的环境下，传统的OFDM系统与目前的预编码OFDM系统的应用受到限制。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，研制了一种基于离散Hartley变换的预编码OFDM的预编码算法。

本发明的技术方案如下：

在OFDM系统中经过串并转换的离散数字信号X(k)，每N个串行码元符号X(k),k=0,1，...,N-1,形成并行的OFDM符号X=[X(0),X(1)，...,X(N-1)]^T，其中，X为N行列向量，将X直接进行预编码与子载波调制，即将该并行正交频分复用符号X送给只包含加法的一层蝶形运算，蝶形运算后得到的离散Hartley预编码OFDM时域信号可以表示为

s=(1+j2I+1-j2J)X=QX,]]>

其中，为虚数单位，s是经过离散Hartley变换的预编码时域信号，I是N阶单位矩阵，J是N阶翻转矩阵

所述中，s中的预编码离散的时域信号点(其中，k＝1,2，．．．，N–1)，且s(0)=Ｘ（0)，只需要一次加法运算。

所述在式中，所述的一层蝶形运算，即矩阵Q，代替了原有离散Hartley变换预编码OFDM系统中的预编码与了载波调制运算，即

s＝WHX,

其中，W与H分别为N阶逆离散傅里叶变换与离散Hartley变换矩阵，矩阵Q＝WH,其步骤如下：

步骤一：对向量X中第k个元素相移第N-k个元素相移k=1,2，…,N-1；

步骤二：将经过相移的第k个元素与第N-k个元素相加得到向量s中的第k个元素;k=1,2，…,N-1，且s(0)=X(0)。

本发明的实现原理及依据：

A.基于DHT预编码OFDM的低复杂度算法的导出与结论证明

在以下分析中，我们主要采用了离散基带模型，为了分析方便，主要以矩阵形式进行分析。

在传统的OFDM系统中，首先要对将要发送的二进制数据进行编码映射成码元符号，然后将码元符号进行分组并对各个不同的正交载波进行调制。在实际系统实现上，采用离散逆Fourier变换（IDFT，inverse discrete Fourier transform）对各个不同的下次载波进行调制及复用。假设系统用了N个载波进行调制，因此调制之后的OFDM信号可以表示如下

s＝W^HX,                     (1)