用于正交頻分復(fù)用-偏移正交幅度調(diào)制的系統(tǒng)和方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 本發(fā)明要求2013年2月19日遞交的發(fā)明名稱為"OFDM-OQAM中加權(quán)循環(huán)卷積濾 波的系統(tǒng)和方法（SystemAndMethodForWeightedCircularlyConvolvedFiltering inOFDM-OQAM)"的第61/766, 426號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案以及2013年9月24日遞交的 發(fā)明名稱為"用于正交頻分復(fù)用-偏移正交幅度調(diào)制的系統(tǒng)和方法（SystemAndMethod ForOrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing-OffsetQuadratureAmplitude Modulation) "的第14/035, 161號(hào)美國(guó)非臨時(shí)專利申請(qǐng)案的在先申請(qǐng)優(yōu)先權(quán)，這兩個(gè)在先 申請(qǐng)的內(nèi)容以引入的方式并入本文本中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及一種用于無(wú)線通信的系統(tǒng)和方法，尤其涉及一種用于正交頻分復(fù)用 (OFDM)/偏移正交幅度調(diào)制（0QAM)的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 在無(wú)線通信中，正交頻分復(fù)用（OFDM)可以作為一種波形結(jié)構(gòu)。OFDM有很多優(yōu)點(diǎn)， 包括使用快速傅里葉變換（FFT)和快速傅立葉反變換（IFFT)而易于實(shí)施以及抗多路徑衰 落的魯棒性。然而，OFDM也有缺點(diǎn)，例如循環(huán)前綴（CP)和頻率隔離帶帶來(lái)的頻譜效率低下。
[0004] OFDM-偏移正交幅度調(diào)制（0QAM)是一種多載波傳輸技術(shù)，使用時(shí)頻局部正交原型 濾波器，例如根升余弦（RRC)和各向同性正交變換算法（IOTA)脈沖波形。0FDM/0QAM相比 于OFDM具有優(yōu)越的功率頻譜密度（PSD)旁瓣衰減。因此，0FDM/0QAM相比于OFDM可以減少 隔離帶開銷。例如，在長(zhǎng)期演進(jìn)（LTE)系統(tǒng)中，除來(lái)自CP移除的頻譜效率中的增益以外，該 開銷可以減少10%。然而，0FDM/0QAM由于傳輸突發(fā)兩端處的尾部的傳輸時(shí)間而產(chǎn)生了開 銷。0FDM/0QAM由于0QAM符號(hào)之間存在T/2時(shí)間偏移而存在開銷，其中T是符號(hào)時(shí)長(zhǎng)?？?開銷時(shí)長(zhǎng)等于原型濾波器的長(zhǎng)度減去T/2。原型濾波器的長(zhǎng)度可能至少為4T以保留可接受 的符號(hào)間干擾（ISI)載波間干擾（ICI)。對(duì)于突發(fā)長(zhǎng)度為28個(gè)0QAM符號(hào)來(lái)說(shuō)，時(shí)間上存在 7/28 = 25 %的開銷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 一種執(zhí)行正交頻分復(fù)用（OFDM)/偏移正交幅度調(diào)制（0QAM)的實(shí)施例方法包括獲 取數(shù)據(jù)突發(fā)。所述方法包括對(duì)所述數(shù)據(jù)突發(fā)執(zhí)行加權(quán)循環(huán)卷積濾波調(diào)制以產(chǎn)生輸出信號(hào)。 所述方法還包括第一無(wú)線設(shè)備向第二無(wú)線設(shè)備發(fā)送所述輸出信號(hào)。
[0006] 另一種執(zhí)行0FDM/0QAM的實(shí)施例方法包括第一無(wú)線設(shè)備接收來(lái)自第二無(wú)線設(shè)備 的輸入信號(hào)。所述方法還包括對(duì)所述輸入信號(hào)執(zhí)行加權(quán)循環(huán)卷積解調(diào)濾波以產(chǎn)生數(shù)據(jù)突 發(fā)。
[0007] 一種實(shí)施例第一無(wú)線設(shè)備包括處理器和存儲(chǔ)由所述處理器執(zhí)行的程序的計(jì)算機(jī) 可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。所述程序包括執(zhí)行以下操作的指令：獲取數(shù)據(jù)突發(fā)，對(duì)所述數(shù)據(jù)突發(fā)執(zhí)行加 權(quán)循環(huán)卷積濾波調(diào)制以產(chǎn)生輸出信號(hào)，以及向第二無(wú)線設(shè)備發(fā)送所述輸出信號(hào)。
[0008] 上述內(nèi)容廣泛地列出了本發(fā)明實(shí)施例的特征，因而能更好地理解下文對(duì)本發(fā)明的 詳細(xì)描述。本發(fā)明實(shí)施例的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在后文中描述，這些特征和優(yōu)點(diǎn)形成本發(fā)明 權(quán)利要求書的主題。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，所述概念和具體實(shí)施例可方便地作為改進(jìn)或 設(shè)計(jì)其他結(jié)構(gòu)或過(guò)程的基礎(chǔ)，執(zhí)行與本發(fā)明相同的目的。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)理解，這些等 價(jià)結(jié)構(gòu)也不背離所附權(quán)利要求書所述的本發(fā)明的精神和范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0009] 為了更完整地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在參考下文結(jié)合附圖進(jìn)行的描述，其中：
[0010] 圖1示出了用于傳送數(shù)據(jù)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的圖；
[0011] 圖2示出了實(shí)施例線性卷積正交頻分復(fù)用（OFDM) /偏移正交幅度調(diào)制（OQAM)調(diào) 制器；
[0012] 圖3示出了線性卷積0FDM/0QAM信號(hào)；
[0013] 圖4示出了另一線性卷積0FDM/0QAM信號(hào)；
[0014] 圖5示出了實(shí)施例0FDM/0QAM調(diào)制器多相結(jié)構(gòu)；
[0015] 圖6示出了實(shí)施例0FDM/0QAM解調(diào)器多相結(jié)構(gòu)；
[0016] 圖7示出了實(shí)施例加權(quán)循環(huán)卷積0FDM/0QAM調(diào)制器；
[0017] 圖8示出了加權(quán)循環(huán)卷積0FDM/0QAM調(diào)制；
[0018] 圖9示出了加權(quán)循環(huán)卷積0FDM/0QAM調(diào)制；
[0019] 圖10示出了加權(quán)循環(huán)卷積0FDM/0QAM調(diào)制；
[0020] 圖11示出了加權(quán)循環(huán)卷積0FDM/0QAM調(diào)制；
[0021] 圖12示出了加權(quán)循環(huán)卷積0FDM/0QAM調(diào)制；
[0022] 圖13示出了加權(quán)時(shí)間加窗；
[0023] 圖14示出了加權(quán)循環(huán)卷積0FDM/0QAM調(diào)制的實(shí)施例方法的流程圖；
[0024] 圖15示出了執(zhí)行裁剪和位移的實(shí)施例方法的流程圖；
[0025] 圖16示出了加權(quán)循環(huán)卷積0FDM/0QAM解調(diào)的實(shí)施例方法的流程圖；
[0026] 圖17示出了加權(quán)循環(huán)卷積之后的0FDM/0QAM信號(hào)；
[0027] 圖18示出了另一實(shí)施例0FDM/0QAM調(diào)制器多相結(jié)構(gòu)；
[0028] 圖19示出了另一實(shí)施例0FDM/0QAM解調(diào)器多相結(jié)構(gòu)；
[0029] 圖20示出了功率頻譜密度（PSD)對(duì)基帶頻率的圖；
[0030] 圖21示出了PSD對(duì)基帶頻率的另一圖；
[0031] 圖22示出了通過(guò)時(shí)變信道發(fā)送的傳輸突發(fā)；
[0032] 圖23示出了為高移動(dòng)性UE保存?zhèn)鬏攭K的邊緣0QAM符號(hào)；以及
[0033] 圖24示出了實(shí)施例通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的方框圖。
[0034] 除非另有指示，否則不同圖中的對(duì)應(yīng)標(biāo)號(hào)和符號(hào)通常指代對(duì)應(yīng)部分。繪制各圖是 為了清楚地說(shuō)明實(shí)施例的相關(guān)方面，因此未必是按比例繪制的。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 首先應(yīng)理解，盡管下文提供一項(xiàng)或多項(xiàng)實(shí)施例的說(shuō)明性實(shí)施方案，但所公開的系 統(tǒng)和/或方法可使用任何數(shù)目的技術(shù)來(lái)實(shí)施，無(wú)論該技術(shù)是當(dāng)前已知還是現(xiàn)有的。本發(fā)明 決不應(yīng)限于下文所說(shuō)明的說(shuō)明性實(shí)施方案、附圖和技術(shù)，包括本文所說(shuō)明并描述的示例性 設(shè)計(jì)和實(shí)施方案，而是可在所附權(quán)利要求書的范圍以及其等效物的完整范圍內(nèi)修改。
[0036] 正交頻分復(fù)用（OFDM)/偏移正交幅度調(diào)制（OQAM)是一種多載波傳輸技術(shù)，其由 于傳輸突發(fā)兩端處的傳輸時(shí)間或尾部而產(chǎn)生了開銷。在示例中，0FDM/0QAM表示為具有一 組頻率調(diào)制版本的原型濾波器的輸入上采樣0QAM序列的線性卷積?？梢允褂卯a(chǎn)生濾波開 銷的線性卷積濾波器。在一個(gè)示例中，使用硬截?cái)鄟?lái)減少開銷。硬截?cái)嗤耆_銷。然 而，硬截?cái)嗤ㄟ^(guò)使符號(hào)的脈沖波形變形在0QAM符號(hào)上產(chǎn)生符號(hào)間干擾（ISI)和載波間干擾 (ICI)，這些符號(hào)被調(diào)制接近于信號(hào)的時(shí)間邊緣，從而使它們非正交。此外，0FDM/0QAM信號(hào) 的頻譜旁瓣衰減在信號(hào)的邊緣處受到來(lái)自突變過(guò)渡的截?cái)嗟呢?fù)面影響。截?cái)嘣陬l譜旁瓣和 信號(hào)矢量幅度誤差（EVM)方面都存在問(wèn)題。
[0037] 在實(shí)施例中，加權(quán)循環(huán)卷積濾波用于減少0FDM/0QAM中的開銷。通過(guò)循環(huán)卷積濾 波，一系列的加權(quán)數(shù)據(jù)塊作為0FDM/0QAM調(diào)制的輸入。確定權(quán)重，使得調(diào)制器的輸出是周期 性的。這等同于調(diào)制器和解調(diào)器中的加權(quán)循環(huán)卷積。
[0038] 圖1示出了用于傳送數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)100。網(wǎng)絡(luò)100包括擁有覆蓋區(qū)域106的通信控 制器102,多個(gè)用戶設(shè)備（UE)，包括UE104和UE105,以及回程網(wǎng)絡(luò)108。描述了兩個(gè)UE，但 是可以存在更多的UE。通信控制器102可以是能夠通過(guò)，尤其是建立與UE104和UE105的 上行（虛線）和/或下行（點(diǎn)先）連接提供無(wú)線接入的任何部件，例如基站、增強(qiáng)型基站 (eNB)、微微蜂窩基站、毫微微蜂窩基站和其他啟用無(wú)線的設(shè)備。UE104和UE105可以是能夠 建立與通信控制器102的無(wú)線連接的任何部件，例如移動(dòng)電話、智能電話、平板電腦、傳感 器等?；爻叹W(wǎng)絡(luò)108可以是允許數(shù)據(jù)在通信控制器102和遠(yuǎn)端（未示出）之間交換的任何 組件或組件的集合。在一些實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)100可包括各種其他無(wú)線設(shè)備，例如中繼器、毫 微微蜂窩基站等。
[0039] 圖2示出了線性卷積調(diào)制方法的流程圖。輸入數(shù)據(jù)突發(fā)D由線性卷積0FDM/0QAM 調(diào)制器130進(jìn)行線性卷積以產(chǎn)生輸出信號(hào)s(t)。示例數(shù)據(jù)突發(fā)由下式給出：
[0040]
[0041] 其中各列對(duì)應(yīng)于頻率，而各行對(duì)應(yīng)于時(shí)間。在數(shù)據(jù)突發(fā)D中，時(shí)間上存在2M個(gè)子 載波和N個(gè)符號(hào)。
[0042] 圖3示出了輸出信號(hào)s(t)，由曲線142示出。為了說(shuō)明而擴(kuò)大了該曲線。曲線142 具有長(zhǎng)度各為L(zhǎng)T/2的尾部144。曲線142的總時(shí)間由下式給出：
[0043]
[0044] 然而，希望曲線142的時(shí)間減至： _5] '4。
[0046] 圖4示出了另一輸出信號(hào)|s(t) | |