用于調節多載波信號的發射器裝置、網絡節點、用于調節多載波信號的方法、及其計算機程序的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及通信系統中的多載波信號的調節，并且更特別地但不排他地，設及用 于無線電通信系統中的分段頻譜（化agmentedspectrum)的多載波信號的調節。
【背景技術】
[0002] 運一章節介紹了可W有助于促進更好地理解本發明的多個方面。因此，運一章節 的陳述將鑒于此來閱讀并且將不被理解為是關于什么在現有技術中的承認。
[0003] 在例如3GPPLTE(3GPP=第3代合作伙伴計劃，LTE=長期演進）中，建議了通過 載波聚合來使用所謂的分段頻帶，W便增加無線通信系統中的數據速率。由此，無線通信系 統可W被允許在另一無線通信系統的一個基站或若干基站沒有W完全容量進行操作時使 用該另一無線通信系統的一個頻帶或者一個頻帶的一部分。在運樣的情況中，必須無誤地 防止無線通信系統在仍然由另一無線通信使用的頻帶中發射射頻信號。
[0004] 對于即將到來的具有低成本無線電發射器的機器對機器通信，關于定時和頻率穩 定性的同步化要求將可能相比于針對當前應用在蜂窩無線電通信系統中的無線電發射器 而言較不嚴格。而且，當射頻信號例如從兩個或更多基站經由不同的傳播路徑傳播到移動 站時，所謂的CoMP傳輸（CoMP=協作多點）展現出定時偏移和頻率偏移。運些定時偏移可 能引起載波間干擾。在定時偏移超過所謂的循環前綴時，由于使用常規的OFDM子載波，傳 輸質量快速劣化。
[0005] 經典的多載波信號，諸如(FDM多載波信號（(FDM=正交頻分復用），基于具有矩形 形狀的時域信號。時域中的矩形形狀與頻域中所謂的Sinc函數的形狀相關聯。由此，多載 波信號的子載波具有相當高的旁瓣電平。當使用OFDM多載波信號用于分段頻譜中的上面 所提到的應用時，將分段頻譜的分段子帶進行分離的防護頻帶必須足夠大。
【發明內容】
[0006] 經典的多載波信號沒有提供對于即將到來的射頻應用的所有要求。因此，本發明 的實施例的目的是生成用于當前的和即將到來的射頻應用的先進多載波信號。
[0007] 該目的通過一種用于調節多載波信號的發射器裝置來實現。該發射器裝置包含用 于將多載波信號的子載波分組為第一頻率塊和至少第二頻率塊的裝置（means)，第一頻率 塊包含第一組所述子載波，至少第二頻率塊包含至少第二組所述子載波。該發射器裝置進 一步包含用于第一頻率塊外部的邊帶抑制的第一濾波裝置（means)和用于至少第二頻率 塊外部的同時且分離的邊帶抑制的至少第二濾波裝置（means)。
[0008] 在多個實施例中，用于將多載波信號的子載波分組的裝置（means)可W對應于任 何分組單元、拆分單元、劃分單元、分段單元、分割單元，等等。因此，在多個實施例中，用于 將多載波信號的子載波分組的裝置（means)可W包含用于多載波信號的輸入、針對第一頻 率塊并且針對至少第二頻率塊來分組子載波的算法、W及用于第一頻率塊和至少第二頻率 塊的輸出。在一些實施例中，用于將多載波信號的子載波分組的裝置（means)能夠在計算 機程序和該計算機程序在其上被執行的硬件組件的方面被實施，該硬件組件諸如DSP值SP =數字信號處理器）、ASIC(ASIC=專用集成電路）、FPGA(FPGA=現場可編程口陣列）、或 者任何其他處理器。
[0009] 在多個實施例中，第一濾波裝置（means)可W對應于任何濾波單元、濾波器單元、 射頻濾波器，等等。因此，在多個實施例中，第一濾波裝置（means)可W包含用于信號（其 包含第一頻率塊）的輸入、利用濾波器特性對信號進行濾波的算法（該濾波器特性被適配 于第一頻率塊的頻率位置）、W及用于經濾波的信號的輸出。在一些實施例中，第一濾波裝 置（means)能夠在計算機程序和該計算機程序在其上被執行的硬件組件的方面被實施，該 硬件組件諸如DSP、ASIC、FPGA、或者任何其他處理器。
[0010] 在多個實施例中，至少第二濾波裝置（means)可W對應于任何另外的濾波單元、 濾波器單元、射頻濾波器，等等。因此，在多個實施例中，至少第二濾波裝置（means)可W 包含用于另外的信號（其包含至少第二頻率塊）的輸入、利用另外的濾波器特性對另外的 信號進行濾波的算法（該另外的濾波器特性被適配于至少第二頻率塊的頻率位置）、W及 用于經濾波的另外的信號的輸出。在一些實施例中，至少第二濾波裝置（means)能夠在計 算機程序和該計算機程序在其上被執行的硬件組件的方面被實施，該硬件組件諸如DSP、 ASIC、FPGA、或者任何其他處理器。
[0011] 該目的進一步通過一種用于調節多載波信號的方法來實現。該方法包含步驟：將 多載波信號的子載波分組為第一頻率塊和至少第二頻率塊，第一頻率塊包含第一組子載 波，至少第二頻率塊包含至少第二組子載波。該方法進一步包含步驟：對第一頻率塊進行濾 波W用于第一頻率塊外部的邊帶抑制，W及對至少第二頻率塊進行濾波W用于至少第二頻 率塊外部的同時且分離的邊帶抑制。
[0012] 該目的更進一步地通過一種具有程序代碼的計算機程序來實現，當該計算機程序 在計算機或處理器上被執行時，該程序代碼用于執行該方法。
[0013] 該發射器裝置、該方法和該計算機程序允許先進的信號結構，該先進的信號結構 相比于經典的(FDM多載波信號示出了旁瓣電平的減少。當具有時移(FDM信號的用戶在子 帶（其是感興趣的用戶的子帶的相鄰子帶）中進行操作時，之前或之后的OFDM符號與感 興趣的用戶的感興趣的CFDM符號交疊并且可能生成ICI(ICI=信道間干擾），其可能沿著 整個頻率帶傳播。在時域中，根據該先進信號結構的射頻信號平滑地開始并且因此不生成 (在時間偏移的情況中）相同量的ICI，其另外通過濾波裝置（means)來抑制。
[0014] 仿真結果示出，對于在存在非同步鄰近信道干擾（其從放松同步性的5G要求而發 生）時實現某個符號錯誤率，當針對所發射符號與利用線性接收器均衡（例如，迫零）的所 接收符號之間的給定定時偏移來測量MSE參數（MSE=均方誤差）時，能夠實現相比于(FDM 的若干分貝的性能改進。運允許了對振蕩器的放松的要求，并且允許了分段頻帶中的應用 和非同步系統中的應用，非同步系統諸如基于競爭的多接入系統，基于競爭的多接入系統 僅具有粗略（開環）的同步、基于下行鏈路同步信號、適合于來自許多機器類型設備的零星 流量。對頻率塊的同時且分離的濾波允許了對濾波器長度（與按子載波的濾波相比）的縮 短，并且因此使得發射器裝置更加適合用于對短傳輸突發的傳輸，運些短傳輸突發例如在 MTC(MTC=機器類型通信）中被要求。設想的濾波器長度在諸如例如針對3GPPTS36.211 中的LTE系統所定義的OFDM循環前綴的級別。對子載波的整個頻率塊的濾波允許了與每 子載波的濾波相比而言的更寬的帶通范圍。
[0015] 在優選實施例中，發射器裝置進一步包含用于執行第一頻率塊和至少第二頻率塊 的傅里葉變換W用于生成時域信號的第一部分和至少第二部分的裝置（means)。在運樣的 情況中，第一濾波裝置（means)可W被適配用于對第一部分進行濾波，并且至少第二濾波 裝置（means)可W被適配用于對至少第二部分進行濾波。
[0016] 在多個實施例中，用于執行傅里葉變換的裝置（means)可W對應于任何執行單 元、運行單元、處理單元，等等。因此，在多個實施例中，用于執行傅里葉變換的裝置（means) 可W包含用于第一頻率塊和至少第二頻率塊的輸入、執行傅里葉變換的算法、W及用于時 域信號的第一部分和至少第二部分的輸出。在一些實施例中，執行傅里葉變換能夠在計 算機程序和該計算機程序在其上被執行的硬件組件的方面被實施，該硬件組件諸如DSP、 ASIC、FPGA、或者任何其他處理器。
[0017] 根據第一實施例，用于執行傅里葉變換的裝置（means)被適配為執行單個快速傅 里葉逆變換，并且第一濾波裝置（means)和至少第二濾波裝置（means)可W是低通濾波器， 優選的是在數字域中。在運樣做時，第一濾波裝置（means)可W包含用于將第一頻率塊移 位至零頻率周圍的頻率位置的裝置（means)。類似地，至少第二濾波裝置（means)可W包含 用于將至少第二頻率塊移位至零頻率周圍的頻率位置的裝置（means)。第一實施例的發射 器裝置可W進一步包含用于對經濾波的第一頻率塊進行上采樣的裝置（means)、用于將經 上采樣和經濾波的第一頻率塊移位至多載波信號的第一頻率范圍的裝置（means)、用于對 經濾波的至少第二頻率塊進行上采樣的裝置（means)、W及用于將經上采樣和經濾波的至 少第二頻率塊移位至多載波信號的至少一個第二頻率范圍的裝置（means)。
[0018] 在多個實施例中，用于對經濾波的第一頻率塊進行上采樣的裝置（means)可W對 應于任何上采樣單元、上采樣器，等等。因此，在多個實施例中，用于對經濾波的第一頻率 塊進行上采樣的裝置（means)可W包含用于經濾波的第一頻率塊的輸入、執行上采樣的算 法、W及用于經上采樣和經濾波的第一頻率塊的輸出。上采樣可W包括插值濾波器的使用 和附加零值樣本的插入。在有理分數在采樣率中改變的情況中，可W包括附加的下采樣。在 一些實施例中，用于對經濾波的第一頻率塊進行上采樣的裝置（means)能夠在計算機程序 和該計算機程序在其上被執行的硬件組件的方面被實施，該硬件組件諸如DSP、ASIC、FPGA、 或者任何其他處理器。
[0019] 在多個實施例中，用于將經上采樣和經濾波的第一頻率塊移位的裝置（means)可 W對應于任何頻移單元、頻率混合單元、頻率混合器，等等。因此，在多個實施例中，用于將 經上采樣和經濾波的第一頻率塊移位的裝置（means)可W包含用于經上采樣和經濾波的 第一頻率塊的輸入、執行向第一頻率范圍的頻移的算法或機制、W及用于經頻移經上采樣 和經濾波的第一頻率塊的輸出。在一些實施例中，用于將經上采樣和經濾波的第一頻率塊 移位的裝置（means)能夠在計算機程序和該計算機程序在其上被執行的硬件組件的方面 被實施，該硬件組件諸如DSP、ASIC、FPGA、或者任何其他處理器。
[0020] 在多個實施例中，用于對經濾波的至少第二頻率塊進行上采樣的裝置（means)可 W對應于任何另外的上采樣單元、上采樣器，等等。因此，在多個實施例中，用于對經濾波的 至少第二頻率塊進行上采樣的裝置（means)可W包含用于經濾波的至少第二頻率塊的輸 入、執行上采樣的算法、W及用于經上采樣和經濾波的至少第二頻率塊的輸出。在一些實施 例中，用于對經濾波的至少第二頻率塊進行上采樣的裝置（means)能夠在計算機程序和該 計算機程序在其上被執行的硬件組件的方面被實施，該硬件組件諸如〇5?、451(：、。?64、或者 任何其他處理器。
[0021] 在多個實施例中，用于將經上采樣和經濾波的至少第二頻率塊移位的裝置 (means)可W對應于任何另外的頻移單元、頻率混合單元、頻率混合器，等等。因此，在多個 實施例中，用于將經上采樣和經濾波的至少第二頻率塊移位的裝置（means)可W包含用于 經上采樣和經濾波的至少第二頻率塊的輸入、執行向至少第二頻率范圍的頻移的算法或機 審IJ、W及用于經頻移經上采樣和經濾波的至少第二頻率塊的輸出。在一些實施例中，用于將 經上采樣和經濾波的至少第二頻率塊移位的裝置（means)能夠在計算機程序和該計算機 程序在其上被執行的硬件組件的方面被實施，該硬件組件諸如〇5?、451(：、。?64、或者任何其 他處理器。
[0022] 第一實施例提供了僅要求單個快速傅里葉逆變換的優點。它提供了進一步的優 點：允許W減少的采樣率進行的信號處理，上至用于上采樣的相應裝置（means)的輸入。根 據更進一步的優點，頻率塊能夠由相同類型的低通濾波器進行濾波。此外，第一實施例提供 了與相應頻率塊的頻率定位有關的合理靈活性。
[0023] 根據第二實施例，用于執行傅里葉變換的裝置（means)中的第一裝置（means) 被適配為執行第一離散傅里葉逆變換和第一上變頻，W用于針對第一頻率塊生成時域信 號的第一經上變頻的部分，并且用于執行傅里葉變換的裝置（means)中的至少第二裝置 (means)被適配為針對至少第二頻率塊執行至少第二離散傅里葉變換。
[0024] 第二實施例要求比第一實施例少的構建塊，因為插值和上變頻能夠在單個處理單 元中完成，該單個處理單元執行IDFT擴展操作。因此，包括上采樣的IDFT在CDMA(CDMA= 碼分多址）的意義上能夠被視為擴展操作。此外，對頻率塊中的一個頻率塊的重新配置不 擾亂其他頻率塊。另外，運些構建塊允許了高度并行化的處理結構。第一實施例也提供了 與相應頻率塊的頻率定位有關的合理靈活性。高度并行化的結構允許了例如W精細粒度的 方式將塊移位到不是子載波間隔的整數倍的頻率位置。另外，增加的靈活性包括每頻率塊 使用不同數目的子載波，或者W計算上高效的方式不使用某些子載波位置。此外，非均勻的 子載波間隔是可能的。
[00巧]在第二實施例的第一備選中，用于執行傅里葉變換的裝置（means)中的第一裝置 (means)可W進一步被適配為針對第一頻率塊執行向第一頻率范圍的第一頻移，用于執行 傅里葉變換的至少第二裝置（means)可W進一步被適配為針對至少第二頻率塊執行向至 少第二頻率范圍的至少第二頻移，第一濾波裝置（means)可W是針對第一頻率塊的第一帶 通濾波器，并且至少第二濾波裝置（means)可W是針對至少第二頻率塊的至少第二帶通濾 波器。
[00%] 在第二實施例的第二備選中，第一濾波裝置（means)可W是第一低通濾波器，并 且至少第二濾波裝置（means)可W是至少第二低通濾波器。另外，發射器裝置可W進一步 包含用于將經濾波的第一頻率塊移位至第一頻率范圍的裝置（means)和用于將經濾波的 至少第二頻率塊移位到至少第二頻率范圍的裝置（means)。
[0027] 在多個實施例中，用于將經濾波的第一頻率塊移位的裝置（means)可W對應于任 何頻移單元、頻率混合單元、頻率混合器，等等。因此，在多個實施例中，用于將經濾波的第 一頻率塊移位的裝置（means)可W包含用于經濾波的第一頻率塊移位的輸入、執行向第一 頻率范圍的頻移算法或機制、W及用于經頻移和經濾波的第一頻率塊的輸出。在一些實施 例中，用于將經濾波的第一頻率塊移位的裝置（means)能夠在計算機程序和該計算機程序 在其上被執行的硬件組件的方面被實施，該硬件組件諸如