專利名稱：多載波正交頻分復(fù)用超寬帶通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及寬帶RF通信系統(tǒng)，具體地涉及超寬帶(UWB)通信系統(tǒng)。
自從2002年2月，在FCC報(bào)告和法令02-48規(guī)定的條件下，超寬帶信號(hào)在美國已經(jīng)合法化了。簡而言之，在從3.1GHz到10.7GHz的頻帶中，UWB信號(hào)必須不能以大于-41.2dBm/MHz的功率譜密度被發(fā)射。在別處，必須進(jìn)一步減小功率以保護(hù)現(xiàn)有的服務(wù)。由于功率限制是以功率譜密度規(guī)定的，因此發(fā)射功率與帶寬成比例，并且因而希望在經(jīng)濟(jì)與可行性的約束下占用盡可能多的帶寬，從而最大化可能的連續(xù)范圍。然而，由于日益增長的RF載頻路徑損失，以及日益增長的半導(dǎo)體裝置的噪聲特征，最初的興趣集中在利用從3.1-4.9GHz的頻譜。
已經(jīng)出現(xiàn)了兩種競爭的UWB標(biāo)準(zhǔn)提案，一種被標(biāo)識(shí)為Motorola，另一種被標(biāo)識(shí)為稱為多頻段OFDM聯(lián)盟(MBOA)的公司聯(lián)盟。MBOA-OFDM(下文記為“MB-OFDM”)系統(tǒng)大量借鑒了現(xiàn)有用于802.11a和802.11g的無線局域網(wǎng)概念。OFDM信號(hào)由128個(gè)子載波構(gòu)成。這些載波占用了528MHz，因此子載波間隔為4.125MHz。由于載波間距為4.125MHz，可以得出OFDM符號(hào)長度必然為1/4.125e6＝242.42ns。為了允許符號(hào)間干擾，代替更加傳統(tǒng)的循環(huán)前綴，使用了一種1/4符號(hào)長度(60.6ns)的零能量前綴。最后，添加了5個(gè)采樣(9.47ns)的保護(hù)間隔。OFDM符號(hào)總體長度為312.5ns。
在128個(gè)子載波中，5個(gè)子載波在頻帶邊緣被置為空，因此實(shí)際占用的帶寬僅為507.375MHz(稍寬于強(qiáng)制要求的500MHz)。此外，只有128個(gè)子載波中的100個(gè)承載信息；其它的是導(dǎo)頻、是用戶定義的、或?yàn)榭铡?00個(gè)承載信息的載波攜帶QPSK調(diào)制，從而每個(gè)提供2比特，或者每個(gè)ODFM符號(hào)200比特。因而總信息速率為200/312.5e-9，或640Mbps。經(jīng)過信道編碼后考慮了冗余，最大受保護(hù)的數(shù)據(jù)速率為480Mbps(3/4編碼率)。
如上所述，OFDM的一般使用導(dǎo)致占用剛超過500MHz的頻譜，這小于在5GHz之下可用的UWB頻譜的1/3。由于發(fā)射功率與占用帶寬成比例，因此不能解決此問題將對(duì)可用范圍產(chǎn)生嚴(yán)重影響。MB-OFDM規(guī)范使用3-頻帶跳頻方案來實(shí)現(xiàn)3倍的帶寬增長。所采用的方法是按照預(yù)定的長度為6的跳頻序列，在不同頻帶發(fā)射連續(xù)的OFDM符號(hào)。這些跳頻序列被設(shè)計(jì)用來最小化不協(xié)調(diào)的微微網(wǎng)之間的沖突并被稱為時(shí)頻交織(TFI)碼。示例的序列包括{1，2，3，1，2，3}，{3，2，1，3，2，1}，{1，1，2，2，3，3}等，其中每個(gè)索引代表一個(gè)特定的528MHz的頻帶。
下表顯示了從53.3到480Mbps的PHY-SAP數(shù)據(jù)速率是如何從基本的640Mbps未編碼比特率獲得的。
三種引入冗余的機(jī)制如下1.使用碼率為1/3，11/32，1/2，5/8和3/4的卷積編碼；2.對(duì)IFFT的共軛對(duì)稱輸入，引入一個(gè)1/2因子；3.時(shí)間擴(kuò)展，其中可以在不同頻率上重復(fù)完整的OFDM符號(hào)。
在下面的段落中，簡要描述了上述三種技術(shù)。
卷積編碼-使用一個(gè)64狀態(tài)的卷積編碼器和3個(gè)多項(xiàng)式來產(chǎn)生1/3碼率的母碼。輸出的收縮(puncturing)被用來通過減少冗余來自適應(yīng)碼率。使用不同的收縮模式來獲得按照MB-OFDM規(guī)范規(guī)定的速率。在接收方，在被Viterbi解碼器處理之前，通過在收縮的輸出比特插入0來執(zhí)行展開(depuncture)。
對(duì)IFFT的共軛對(duì)稱輸入-兩個(gè)相等并相反的復(fù)指數(shù)角頻率與復(fù)共軛系數(shù)之和可被顯示如下。
1/2[(a+bj)exp(jωt)+(a-bj)exp(-jωt)]]]>=1/2[(a+bj)(cos(ωt)+jsin(ωt))+(a-bj)(cos(ωt)-jsin(ωt))]]]>=1/2[acos(ωt)-bsin(ωt)+j(bcos(ωt)+asin(ωt))+acos(ωt)-bsin(ωt)-j(bcos(ωt)+asin(ωt))]]]>=acos(ωt)-bsin(ωt)]]>=a2+b2cos(ωt+φ);φ=arctan(b,a)]]>因而相應(yīng)的時(shí)序(IFFT的結(jié)果)被強(qiáng)制為實(shí)數(shù)，因?yàn)樗硎疽粋€(gè)余弦波的整數(shù)個(gè)周期，所述余弦波的幅度與相位分別由|a+bj|和角度(a+jb)定義，正如上述數(shù)學(xué)恒等式所表明的。
該原理在MB-OFDM發(fā)射機(jī)中的使用如下。在128點(diǎn)的IFFT中有100個(gè)分配的復(fù)QPSK符號(hào)。最初，只有50個(gè)被填充了對(duì)應(yīng)于正頻率的QPSK符號(hào)，其余50個(gè)被拷貝到負(fù)頻率槽中，但經(jīng)過復(fù)共軛操作。對(duì)應(yīng)于d.c.和±fs/2的FFT槽與其它4個(gè)空音調(diào)被設(shè)置為0。由于FFT的結(jié)果被確保完全是實(shí)數(shù)，可以在發(fā)射機(jī)中實(shí)現(xiàn)硬件簡化(只有正交升頻的實(shí)數(shù)部分需要被實(shí)現(xiàn)，并且可以消除FFT中的某些算術(shù)操作)。
時(shí)間擴(kuò)展-對(duì)于數(shù)據(jù)速率53.3，55，80，106.7，110，160以及200Mbps，執(zhí)行了一個(gè)擴(kuò)展因子為2的時(shí)域擴(kuò)展操作。所述時(shí)域擴(kuò)展操作包括在兩個(gè)OFDM符號(hào)上發(fā)射相同的信息。這樣兩個(gè)OFDM符號(hào)在不同的子頻帶上被傳輸以獲得頻率的多樣性。例如，如果該裝置使用一個(gè)時(shí)頻碼[1 2 3 1 2 3]，那么在第一個(gè)OFDM符號(hào)中的信息在子頻帶1和2上被重復(fù)，第二個(gè)OFDM符號(hào)中的信息在子頻帶3和1上被重復(fù)，并且第三個(gè)OFDM符號(hào)中的信息在子頻帶2和3上被重復(fù)。


圖1顯示了一種已知的MB-OFDM UWB發(fā)射機(jī)的框圖。輸入數(shù)據(jù)首先被擾頻(框101)，接著被編碼(框103，105)，接著形成數(shù)據(jù)符號(hào)并最終形成OFDM符號(hào)(框107，109)。接著頻域OFDM符號(hào)被變換成基帶時(shí)域信號(hào)(框111，113)并被升頻成施加給天線119的RF時(shí)域信號(hào)(框115，117)。注意在框107(IFFT)中，導(dǎo)頻音的插入以及循環(huán)前綴和保護(hù)間隔的加入，正如前面所解釋的。另外注意在框115中，時(shí)頻碼的應(yīng)用，正如前面所解釋的。
圖2顯示了一種已知的MB-OFDM UWB接收機(jī)的框圖。所述接收機(jī)是一種具有RF前端230的正交接收機(jī)，所述前端包括一個(gè)I分支210和一個(gè)Q分支220。在塊240中，執(zhí)行了一個(gè)FFT來將接收的時(shí)域信號(hào)變換回頻域OFDM符號(hào)；同時(shí)，執(zhí)行了同步，并且移除了循環(huán)前綴。塊251負(fù)責(zé)頻域均衡，這可以例如通過將每個(gè)復(fù)頻域信號(hào)采樣除以相應(yīng)的頻域信道估計(jì)來實(shí)現(xiàn)。對(duì)于最佳結(jié)果，隨著突發(fā)的進(jìn)行，應(yīng)該通過跟蹤算法(塊253)來周期性地更新從前導(dǎo)碼中初始獲得的載波相位估計(jì)。塊207，203以及201執(zhí)行塊107，103以及101的逆操作。
在前述的MB-OFDM方法中，雖然在TFI碼過程中信號(hào)的平均PDS滿足FCC要求，隨著計(jì)算該平均值的時(shí)間間隔的縮短，可以論證不能實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的符合該需求。因而需要一種能夠嚴(yán)格符合規(guī)范并保留MB-OFDM方法優(yōu)點(diǎn)的備選方法。
一般而言，本發(fā)明提供了發(fā)信號(hào)的方法，其中一個(gè)OFDM信號(hào)連續(xù)地占用了一個(gè)傳輸頻帶的多個(gè)子頻帶，否則所述OFDM信號(hào)僅僅占用單個(gè)子頻帶。按照一個(gè)實(shí)施例，步驟包括產(chǎn)生一個(gè)OFDM符號(hào)；對(duì)所述OFDM符號(hào)進(jìn)行變換來產(chǎn)生一個(gè)OFDM信號(hào)；對(duì)所述OFDM信號(hào)進(jìn)行上采樣來產(chǎn)生一個(gè)上采樣的OFDM信號(hào)；向所述上采樣的OFDM信號(hào)應(yīng)用一個(gè)偽隨機(jī)碼來產(chǎn)生一個(gè)編碼的OFDM信號(hào)；并且對(duì)所述編碼的OFDM信號(hào)進(jìn)行升頻來產(chǎn)生一個(gè)射頻信號(hào)。按照另一個(gè)實(shí)施例，步驟包括產(chǎn)生一個(gè)OFDM符號(hào)；對(duì)所述OFDM符號(hào)進(jìn)行變換來產(chǎn)生一個(gè)OFDM信號(hào)；將所述OFDM信號(hào)進(jìn)行升頻來產(chǎn)生一個(gè)射頻信號(hào)；其中所述射頻信號(hào)占用下述子頻帶中的多個(gè)子頻帶從大概3200MHz到大概3700MHz；從大概3700MHz到大概4200MHz；從大概4200MHz到大概4800MHz。在又一個(gè)實(shí)施例中，步驟包括產(chǎn)生一個(gè)有N個(gè)連續(xù)相同OFDM符號(hào)的序列；對(duì)所述OFDM符號(hào)進(jìn)行變換來產(chǎn)生相應(yīng)的OFDM信號(hào)；并且對(duì)所述編碼的OFDM信號(hào)進(jìn)行升頻來產(chǎn)生一個(gè)射頻信號(hào)；其中所述射頻信號(hào)占用了一個(gè)傳輸頻帶的N個(gè)子頻帶。
通過下面結(jié)合附圖的描述，可以更加全面地理解本發(fā)明。在附圖中圖1是一種已知的MB-OFDM發(fā)射機(jī)的框圖；圖2是一種已知的MB-OFDM接收機(jī)的框圖3是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的修改的直接序列OFDM發(fā)射機(jī)的框圖；圖4是按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的使用數(shù)字相關(guān)器的示范接收機(jī)架構(gòu)的框圖；圖5是按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的使用模擬相關(guān)器的示范接收機(jī)架構(gòu)的框圖；圖6是按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的修改的MB-OFDM發(fā)射機(jī)的框圖；圖7是按照本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的示范接收機(jī)架構(gòu)的框圖；圖8是按照本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的示范接收機(jī)架構(gòu)的框圖；圖9是按照本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例的示范接收機(jī)架構(gòu)的框圖；圖10是一個(gè)說明圖，示例了OFDM符號(hào)的平方時(shí)間-頻率擴(kuò)展；圖11是一個(gè)表格，列舉了修改的擴(kuò)展方案的例子；以及圖12是一個(gè)修改的接收機(jī)的框圖，所述接收機(jī)被用來接收使用平方時(shí)間-頻率擴(kuò)展的OFDM信號(hào)。
由于FCC規(guī)則要求在提議用于UWB發(fā)射的頻譜中PSD非常低，因此為了最大化發(fā)射范圍，一種策略是占用盡可能多的帶寬來最大化總體發(fā)射功率。UWB系統(tǒng)的一個(gè)挑戰(zhàn)是在不引入過高硬件復(fù)雜性的情況下占用非常寬的帶寬。本發(fā)明解決了這個(gè)需求。
下面參考圖3，框圖顯示了按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的修改的直接序列OFDM發(fā)射機(jī)?？?01，303，305，307，309，311以及313基本上與圖1中對(duì)應(yīng)的框以相同的方式工作。然而，與圖1的發(fā)射機(jī)不同，在圖3的發(fā)射機(jī)中，OFDM符號(hào)在框321中以因子N被上采樣。接著，在框323和325中上采樣信號(hào)被乘以一個(gè)PN序列。結(jié)果，由框313產(chǎn)生的一個(gè)基帶信號(hào)占用了更寬的帶寬。這種更大的帶寬占用允許消除圖1中已知的TFI碼。相反，使用一個(gè)單頻本地振蕩器350來將該信號(hào)升頻到RF。在一個(gè)示范實(shí)施例中，可以使用一個(gè)頻率大概為----的本地振蕩器。接著，生成的RF信號(hào)基本上占用了從大概3200MHz到大概4800MHz的所有帶寬。
在圖3的發(fā)射機(jī)中，在IFFT輸出上的每個(gè)復(fù)采樣被一個(gè)長度為N的碼序列代替。發(fā)射的碼序列的幅度和相位由來自發(fā)射機(jī)的相應(yīng)的復(fù)采樣確定。例如，已知的MB-OFDM UWB提案的長度為3的跳頻序列可以被一個(gè)長度為4或更長的切片序列代替。
圖4中顯示了一個(gè)接收機(jī)的框圖，所述接收機(jī)用于接收由圖3的發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的RF信號(hào)。所述接收機(jī)的RF前端430基本上與圖2的RF前端以相同的方式工作。另外，框340，351和353，以及框307，303和301，基本上與圖2中對(duì)應(yīng)的框以相同的方式工作。然而，與圖2的接收機(jī)不同，圖4的接收機(jī)在I和Q路徑上分別包括數(shù)字相關(guān)器450I和450Q。這些相關(guān)器在構(gòu)造上組合了n個(gè)連續(xù)采樣，在對(duì)PN切片進(jìn)行求和之前，適當(dāng)?shù)丶m正了各個(gè)PN切片的極性。這既導(dǎo)致一個(gè)等于接收機(jī)中應(yīng)用的帶寬擴(kuò)展的帶寬壓縮，又導(dǎo)致一個(gè)因子為n的SNR增長。用于相關(guān)的PN序列的相位被設(shè)置為一個(gè)在前導(dǎo)碼的末尾預(yù)先安排的值，因此通過從這個(gè)已知的起始點(diǎn)計(jì)數(shù)，就可以對(duì)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)進(jìn)行同步，而在接收機(jī)中不需要搜索算法。
圖5顯示了使用模擬相關(guān)器的一個(gè)接收機(jī)。
在圖4和圖5的系統(tǒng)中，在擴(kuò)展增益和OFDM符號(hào)的長度選擇上可以進(jìn)行折中。如果發(fā)射機(jī)中IFFT輸出的帶寬足夠?qū)?，以致在沒有進(jìn)一步擴(kuò)展的情況下就成為一個(gè)UWB信號(hào)(即＞500MHz)，那么通過在發(fā)射機(jī)中凍結(jié)PN序列就可以簡單地獲得一個(gè)OFDM低效運(yùn)行模式。這種類型的操作對(duì)于距離很近的多個(gè)微微網(wǎng)很有用。在鏈路距離不是問題的情況下，諸如在有些無線USB的情況下，也可以使用FDMA模式。在其它情況下，考慮使用更長的OFDM符號(hào)(占用低于500MHz的帶寬)可能會(huì)更加有利，所述更長的OFDM符號(hào)通過使用更長的擴(kuò)展碼來補(bǔ)償。這種類型的操作可能更加有吸引力，特別在低數(shù)據(jù)速率模式的情況下。例如，不是使用長度為312.5ns的OFDM符號(hào)以及大小為4的擴(kuò)展因子，而可以使用625ns的OFDM符號(hào)長度以及大小為8的擴(kuò)展因子。
圖4和5的系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是與圖1和2的系統(tǒng)相比，F(xiàn)FT的復(fù)雜性保持不變。在理想的系統(tǒng)中，發(fā)射機(jī)中的擴(kuò)展過程以及接收機(jī)中的去擴(kuò)展過程應(yīng)該使得采樣不會(huì)改變。這種方法的本質(zhì)缺點(diǎn)在于在多徑信道中，可能需要多個(gè)相關(guān)器來收集并組合足夠的能量來獲得期望的性能。事實(shí)上，任何超過一個(gè)“切片”周期長度的延遲擴(kuò)展都將被PN序列擾頻并作為噪聲出現(xiàn)在后續(xù)OFDM處理中。因此在實(shí)際系統(tǒng)中，必須使用一組相關(guān)器，同時(shí)向其輸出施加由估計(jì)的信道抽頭加權(quán)的復(fù)共軛所定義的復(fù)抽頭加權(quán)。相同的過程被用在常規(guī)的包括為UWB提議的CDMA接收機(jī)，并且眾所周知為RAKE接收機(jī)。
不是在基帶處理過程中采取措施來占用較寬的帶寬，可以在升頻過程中采取措施。一種方法是利用DAC的混疊行為。參考圖1，框113典型地包括或跟隨有一個(gè)抗混疊濾波器。在期望占用一個(gè)指定帶寬的地方，可以對(duì)抗混疊濾波器進(jìn)行修改來通過該帶寬中的混疊分量。一種更加直接的方法是將基帶信號(hào)與連續(xù)存在的梳狀載波進(jìn)行混合。圖6中顯示了這種發(fā)射機(jī)的一個(gè)框圖。與圖1的發(fā)射機(jī)相比，其中框115產(chǎn)生了一個(gè)TFI碼，在圖6中，使用了一個(gè)多音發(fā)生器615。結(jié)果，相同的OFDM符號(hào)被拷貝到每個(gè)其頻率由所述多音發(fā)生器生成的子頻帶。
考慮不同復(fù)雜度和成本的解決方案，可以使用許多接收機(jī)選項(xiàng)來接收?qǐng)D6的發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的信號(hào)。參考圖7，一種選項(xiàng)是僅僅接收一個(gè)子頻帶，例如選擇給出最佳前導(dǎo)碼接收的那個(gè)子頻帶。該方法可被描述為選擇多樣性。與圖2的接收機(jī)相比，在圖7的接收機(jī)中，不會(huì)發(fā)生預(yù)定義的跳頻。FFT的復(fù)雜度保持不變。此外，能夠以這種方式來避免其中一個(gè)子頻帶中的窄帶干擾。
參考圖8，另外一個(gè)選項(xiàng)是將來自模擬前端中不同子頻帶的重復(fù)OFDM符號(hào)(不相干地)組合在一起，有效地將不同子頻帶折疊成單個(gè)子頻帶。這可以通過允許將不同圖象彼此堆疊，或者通過為每個(gè)所需的降頻提供一個(gè)顯式的混頻器或L0，或者通過兩者的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)。在這種方法中，所有發(fā)射能量都可被恢復(fù)，但是所獲得的信噪比要比子頻帶被相干組合所獲得的信噪比低。
參考圖9，另一個(gè)選項(xiàng)是在FFT之后相干地組合重復(fù)的OFDM符號(hào)。在框960中執(zhí)行這種相干組合。在這種方法中，可以使用組合子頻帶的最大比例，其中相加性組合之前，每個(gè)子頻帶被乘以對(duì)應(yīng)于子頻帶的估計(jì)抽頭加權(quán)的復(fù)共軛。所述寬帶接收機(jī)必須能夠支持2或3倍單個(gè)子頻帶采樣率的基帶采樣率(例如528MHz的2或3倍)。相應(yīng)的FFT尺寸為單個(gè)子頻帶尺寸的2或3倍(例如，256點(diǎn)或384點(diǎn))。一般而言，如圖9中所指示的1.低通濾波器211，221的帶寬為單個(gè)子頻帶所需帶寬的N倍。
2.A/D轉(zhuǎn)換器213，223的采樣率為單個(gè)子頻帶所需采樣率的N倍。
3.FFT的尺寸為單個(gè)子頻帶所需尺寸的N倍。
當(dāng)所有三個(gè)子頻帶都被使用時(shí)，圖9的安排有效地將擴(kuò)展增益增至三倍，即所述信號(hào)幾個(gè)不同版本的相干組合，每個(gè)版本都遭受不相關(guān)噪聲，使得SNR被提高與所組合的信號(hào)拷貝數(shù)量相同的比例(擴(kuò)展增益)。然而，這種提高是以更大復(fù)雜性為代價(jià)的，尤其是當(dāng)考慮到FFT尺寸時(shí)。
為了減小這種復(fù)雜性，可以使用時(shí)間-頻率擴(kuò)展的組合。參考包括圖10a，圖10b以及圖10c的圖10，示例了時(shí)間-頻率擴(kuò)展。圖10a顯示了無擴(kuò)展的情況。每次使用單個(gè)子頻帶，并且每個(gè)發(fā)射的OFDM符號(hào)都不同。在圖10b中，使用了2x擴(kuò)展。在同一次，相同的OFDM符號(hào)在兩個(gè)不同的子頻帶中被發(fā)射。在每個(gè)子頻帶中，特定的OFDM符號(hào)被連續(xù)發(fā)射兩次。在圖10c中，使用3x擴(kuò)展。在同一次，相同的OFDM符號(hào)在三個(gè)不同的子頻帶中被發(fā)射。在每個(gè)子頻帶中，特定的OFDM符號(hào)被連續(xù)地發(fā)射三次。注意，一個(gè)特定OFDM符號(hào)被連續(xù)發(fā)射的次數(shù)與每次使用的子頻帶數(shù)量相同。因此，這種類型的擴(kuò)展可以被稱為平方時(shí)間-頻率擴(kuò)展。
參考圖11，顯示了與現(xiàn)有MB-OFDM提案相兼容的修改的擴(kuò)展方案的例子。對(duì)于從53.3Mbp/s到200Mbp/s的數(shù)據(jù)速率，現(xiàn)有的MB-OFDM提案提供了等于2的時(shí)間擴(kuò)展因子(TSF)。對(duì)于這些數(shù)據(jù)速率，通過引入相應(yīng)的等于2的頻率擴(kuò)展因子，可以實(shí)現(xiàn)平方時(shí)間-頻率擴(kuò)展。對(duì)于從53.3Mbp/s到106.7Mbp/s的數(shù)據(jù)速率，通過將TSF從2增加到3，同時(shí)將碼率從1/3改變到1/2，也有可能實(shí)現(xiàn)等于3的頻率擴(kuò)展因子。這些變化的實(shí)際結(jié)果是維護(hù)相同的數(shù)據(jù)速率。
使用平方時(shí)間-頻率擴(kuò)展，有可能連續(xù)地占用2個(gè)或3個(gè)子頻帶而不增加信號(hào)處理需求。參考圖12的框圖，顯示了用于使用NxN時(shí)間-頻率擴(kuò)展來接收信號(hào)的接收機(jī)的一部分。復(fù)采樣I，Q被緩沖進(jìn)一個(gè)N-級(jí)緩沖器1210。所述N-級(jí)緩沖器為所有子頻帶存儲(chǔ)等價(jià)的N個(gè)連續(xù)的相同OFDM符號(hào)。接著執(zhí)行了一個(gè)完全疊加操作(1221)，將N個(gè)連續(xù)的OFDM符號(hào)組合成單個(gè)OFDM符號(hào)。由于信號(hào)的數(shù)值縮放不會(huì)改變信息內(nèi)容，特別由于所采用的調(diào)制是QPSK并且僅對(duì)相位值敏感，所以加法就足夠了。迄今，正如圖9中的情形，所需FFT的尺寸是現(xiàn)有MB-OFDM提案所需尺寸的N倍。在這點(diǎn)上，在框1223中，使用頻率抽樣(一種已知的的信號(hào)處理技術(shù))來使數(shù)據(jù)形成為N個(gè)組1230，每組數(shù)據(jù)的尺寸使得所需的FFT與現(xiàn)有提案中所需的相同。接著，使用序列器1241來允許相同的FFT硬件1243以時(shí)間有序的方式執(zhí)行N(1x)FFT。對(duì)于每N個(gè)OFDM符號(hào)周期，新的序列器輸入變得可用。對(duì)于每一個(gè)OFDM符號(hào)周期，序列器為一個(gè)1xFFT輸出數(shù)據(jù)。
本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解在不背離本發(fā)明的精神或本質(zhì)的情況下，本發(fā)明能夠以其它特定形式實(shí)現(xiàn)。因此，在所有方面，本說明書都被認(rèn)為是示例性的熱不是限制性的。本發(fā)明的范圍由附加權(quán)利要求指出而不是由前面的說明指出，并且來自權(quán)利要求含義與范圍之內(nèi)的任何變化都被包含在其中。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)信號(hào)方法，包括產(chǎn)生一個(gè)OFDM符號(hào)(609)；對(duì)所述OFDM符號(hào)進(jìn)行變換來產(chǎn)生一個(gè)OFDM信號(hào)(611)；并且對(duì)所述OFDM信號(hào)進(jìn)行處理(615，617)來產(chǎn)生一個(gè)射頻信號(hào)，所述射頻信號(hào)占用了從大概3200MHz到大概10300MHz的傳輸頻帶內(nèi)的多個(gè)子頻帶，每個(gè)子頻帶具有大概500MHz的帶寬。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其中對(duì)OFDM信號(hào)進(jìn)行處理包括對(duì)所述OFDM信號(hào)進(jìn)行上采樣來產(chǎn)生一個(gè)上采樣的OFDM信號(hào)；向所述上采樣的OFDM信號(hào)施加一個(gè)偽隨機(jī)碼來產(chǎn)生一個(gè)編碼的OFDM信號(hào)；并且對(duì)所述編碼的OFDM信號(hào)進(jìn)行升頻來產(chǎn)生一個(gè)射頻信號(hào)。
3.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述射頻信號(hào)占用了下述子頻帶中的多個(gè)子頻帶從大概3200MHz到大概3700MHz的第一子頻帶；從大概4000MHz到大概4200MHz的第二子頻帶；以及從大概4200MHz到大概4800MHz的第三子頻帶。
4.權(quán)利要求1所述的方法，其中對(duì)所述OFDM信號(hào)進(jìn)行處理包括對(duì)所述OFDM信號(hào)進(jìn)行升頻來產(chǎn)生一個(gè)射頻信號(hào)；其中所述射頻信號(hào)占用下述子頻帶中的多個(gè)子頻帶從大概3200MHz到大概3700MHz的第一子頻帶；從大概4000MHz到大概4200MHz的第二子頻帶；以及大概從大概4200MHz到大概4800MHz的第三子頻帶。
5.權(quán)利要求1所述的方法，包括產(chǎn)生一個(gè)有N個(gè)連續(xù)相同的OFDM符號(hào)的序列；以及對(duì)所述OFDM符號(hào)進(jìn)行變換來產(chǎn)生相應(yīng)的OFDM信號(hào)；其中對(duì)所述OFDM信號(hào)進(jìn)行處理包括對(duì)所述編碼的OFDM信號(hào)進(jìn)行升頻來產(chǎn)生一個(gè)射頻信號(hào)，所述射頻信號(hào)占用了所述傳輸頻帶的多個(gè)子頻帶。
6.一種無線電通信系統(tǒng)，包括用于處理通信信號(hào)的裝置，所述通信信號(hào)占用了大概1500MHz的傳輸頻帶內(nèi)的多個(gè)子頻帶，每個(gè)子頻帶具有大概500MHz的帶寬；以及用于處理OFDM符號(hào)的裝置，包括至少下述其中之一用于對(duì)一個(gè)OFDM符號(hào)進(jìn)行變換來產(chǎn)生一個(gè)OFDM信號(hào)的反變換裝置(311)；用于對(duì)所述OFDM信號(hào)進(jìn)行處理來產(chǎn)生一個(gè)射頻信號(hào)的所述用于處理信號(hào)的裝置；以及用于對(duì)一個(gè)OFDM信號(hào)進(jìn)行變換來產(chǎn)生一個(gè)OFDM符號(hào)的正變換裝置(440)，所述用于處理信號(hào)的裝置對(duì)一個(gè)基帶信號(hào)進(jìn)行處理來產(chǎn)生OFDM信號(hào)。
7.權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述射頻信號(hào)占用了下述子頻帶中的多個(gè)子頻帶從大概3200MHz到大概3700MHz的第一子頻帶；從大概4000MHz到大概4200MHz的第二子頻帶；以及從大概4200MHz到大概4800MHz的第三子頻帶。
8.權(quán)利要求6所述的設(shè)備，包括用于對(duì)一個(gè)OFDM信號(hào)進(jìn)行變換來產(chǎn)生一個(gè)OFDM符號(hào)的正變換裝置；對(duì)一個(gè)基帶信號(hào)進(jìn)行處理來產(chǎn)生OFDM信號(hào)的所述用于處理信號(hào)的裝置；以及用于選擇多個(gè)子頻帶的子集并且接收在該子頻帶的子集內(nèi)的射頻信號(hào)來產(chǎn)生基帶信號(hào)的裝置。
9.權(quán)利要求6所述的設(shè)備，包括用于對(duì)一個(gè)OFDM信號(hào)進(jìn)行變換來產(chǎn)生一個(gè)OFDM符號(hào)的正變換裝置，用于對(duì)一個(gè)基帶信號(hào)進(jìn)行處理來產(chǎn)生OFDM信號(hào)的所述用于處理信號(hào)的裝置；以及用于接收在多個(gè)子頻帶內(nèi)的射頻信號(hào)并且不相干地組合來自多個(gè)子頻帶的信號(hào)來產(chǎn)生基帶信號(hào)的裝置。
10.權(quán)利要求6所述的裝置，包括用于對(duì)一個(gè)OFDM信號(hào)進(jìn)行變換來產(chǎn)生一個(gè)OFDM符號(hào)的正變換裝置，用于對(duì)一個(gè)基帶信號(hào)進(jìn)行處理來產(chǎn)生OFDM信號(hào)的所述用于處理信號(hào)的裝置；以及用于對(duì)在多個(gè)子頻帶內(nèi)的射頻信號(hào)進(jìn)行采樣來產(chǎn)生基帶信號(hào)的裝置，與用于對(duì)在單個(gè)子頻帶內(nèi)的射頻信號(hào)進(jìn)行采樣的采樣率相比，使用了相對(duì)較高的采樣率；其中由正變換裝置變換的所述OFDM信號(hào)是一個(gè)復(fù)數(shù)值的列向量，與表示單個(gè)子頻帶的列向量的尺寸相比，所述列向量具有相對(duì)較大的尺寸。
11.權(quán)利要求10所述的設(shè)備，包括用于將所述列向量分解成多個(gè)較小的列向量并且將所述多個(gè)較小的列向量在時(shí)間上按順序地施加到所述正變換裝置的裝置。
12.權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中較小列向量的數(shù)量等于多個(gè)子頻帶的數(shù)量。
13.權(quán)利要求6所述的設(shè)備，包括用于對(duì)OFDM符號(hào)進(jìn)行重復(fù)的裝置，以使得至少在一種工作模式期間，每個(gè)OFDM符號(hào)作為N個(gè)相同OFDM符號(hào)序列的部分出現(xiàn)。
14.權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中N等于多個(gè)子帶的數(shù)量。
全文摘要
一個(gè)OFDM信號(hào)連續(xù)地占用一個(gè)傳輸頻帶的多個(gè)子頻帶，所述OFDM信號(hào)否則僅僅占用一個(gè)子頻帶。步驟可包括產(chǎn)生一個(gè)OFDM符號(hào)(309)；對(duì)所述OFDM符號(hào)進(jìn)行變換來產(chǎn)生一個(gè)OFDM信號(hào)(311)；對(duì)所述OFDM信號(hào)進(jìn)行上采樣來產(chǎn)生一個(gè)上采樣的OFDM信號(hào)(321)；向所述上采樣的OFDM信號(hào)施加一個(gè)偽隨機(jī)碼(323)來產(chǎn)生一個(gè)編碼的OFDM信號(hào)；并且對(duì)所述編碼的OFDM信號(hào)進(jìn)行升頻(317)來產(chǎn)生一個(gè)射頻信號(hào)。備選地，步驟可包括將所述OFDM信號(hào)進(jìn)行升頻來產(chǎn)生一個(gè)射頻信號(hào)；其中所述射頻信號(hào)占用下述子頻帶中的多個(gè)子頻帶從大概3200MHz到大概3700MHz；從大概3700MHz到大概4200MHz；從大概4200MHz到大概4800MHz。在另一個(gè)實(shí)施例中，步驟可包括產(chǎn)生一個(gè)有N個(gè)連續(xù)相同的OFDM符號(hào)的序列。
文檔編號(hào)H04L5/02GK1860719SQ200480028602
公開日2006年11月8日 申請(qǐng)日期2004年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月1日
發(fā)明者C·拉澤爾 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司