CN105359474A

CN105359474A - 无线电信号解码和解码器

Info

Publication number: CN105359474A
Application number: CN201380077972.4A
Authority: CN
Inventors: 文森特·马丁尼兹
Original assignee: Freescale Semiconductor Inc
Current assignee: NXP USA Inc
Priority date: 2013-07-01
Filing date: 2013-07-01
Publication date: 2016-02-24
Also published as: US20160156492A1; EP3017573A1; US9584354B2; EP3017573A4; WO2015001369A1

Abstract

提供了无线电信号解码器(100)。无线电信号解码器(100)包括：被配置成接收数字化无线电信号(122)的接收器，无线电信号具有调制子载波频率编码数字信息，第一集合子载波频率具有第一子载波间隔(PUSCH；PUCCH；SRS)，第二集合子载波频率具有第二子载波间隔(RACH)；被配置成将数字化无线电信号从时域变换为频域的第一变换器(130，FFT)，变换器配置有第一子载波间隔；以及被配置成根据第一变换器的输出重建数字信息的第一解码器(140,PUSCH；PUCCH；SRS)；以及逆变换器(220，IFFT)，其被配置成作为输入接收第一变换器的输出(132)的至少一部分，其表示与第二集合子载波频率重叠的频率范围，被配置成将来自频域的输入变换回时域，第一逆变换器配置有第一子载波间隔；第二变换器(160，FFT)，其被配置成将逆变换器的输出从时域变换到频域，第二逆变换器配置有第二子载波间隔；第二解码器(170,180,ZC)，其根据第二变换器的输出来重建数字信息。

Description

无线电信号解码和解码器

发明描述

技术领域

本发明涉及包括了被配置成接收数字化无线电信号的接收器的无线电信号解码器。本发明还涉及用于解码无线电信号的方法。本发明还涉及计算机程序。

背景技术

与更传统的通信系统相比，无线通信的长期演进(LTE)标准提供了增加的容量和速度。在3GPP的文件系列Release10中对该标准做了规定。

LTE将频分方案用于从用户设备(UE)到基站的上行链路。SC-FDMA是频分多址方案。多址方案涉及将多个用户分配到共享通信资源。SC-FDMA与OFDMA有关。

LTE定义了从UE到基站的三个信道：上行链路控制信道(物理上行链路控制信道)、上行链路业务信道(物理上行链路共享信道PUSCH，基于SC-FDMA)和探测参考信号(SRS)。用于三个上行链路信道(PUSCH、PUCCH和SRS)的频率具有共同间隔(15KHz)。此外，PUSCH、PUCCH和SRS信道也使用相同时域码元网格。这意味着时域到频域的转换可以在它们之间，即在FFT和IFFT块之间共享。

LTE还定义了随机接入信道(RACH)。RACH被用于初始接入或当UE失去其上行链路同步时。在RACH上的信息以不同的方式被编码。在LTE中，Zadoff-Chu序列作为一种方式来传达参考模式。RACH被用于获得基站的注意，以将设备的传输与基站初始同步。利用RACH，在大多数情况下，不能肯定在一个时间只有单一设备做出连接尝试，所以可能导致冲突。

RACH的频率与其它三个上行链路信道的那些不是正交的，即，使用了不同的子载波间隔1.25KHz，而不是用于PUSCH、PUCCH和SRS的15KHz。这意味着RACH需要其自身的FFT变换操作。

发明内容

正如所附权利要求中所描述的，本发明提供了一种无线电信号解码器、基站、一种用于解码无线电信号的方法以及计算机程序产品。

本发明的具体实施例在从属权利要求中被陈述。

根据下文中描述的实施例，本发明的这些或其它方面将会很明显并且被阐述。

附图说明

根据附图，仅仅通过举例的方式，本发明的进一步细节、方面和实施例将被描述。

图1示意性地显示了无线电信号解码系统的一个例子。

图2示意性地显示了替代无线电信号解码系统的一个例子。

图3示意性地显示了无线电信号解码系统的一个实施例的一个例子。

图4示意性地显示了集成电路的一个实施例的一个例子。

图5示意性地显示了解码无线电信号的方法的一个例子。

图6示意性地显示了示例用户交互系统。

图7示意性地显示了包括了计算机程序产品的计算机可读介质。

图8a和图8b显示了说明了在LTE系统中PUSCH对RACHDE干扰的图表。

图9a说明了LTE帧。

图9b说明了LTE频率分配。

图10a和图10b是具有说明了改善的RACH接收的模拟结果的图表。

图11显示了用于图1的缓冲器的替代布置。

附图中的元件说明是为了简便以及清晰，不一定按比例绘制。在附图中与已经描述过的元件相对应的元件可以具有相同的参考标记。

具体实施方式

图1示意性地显示了无线电信号解码系统100的一个例子。

解码系统100包括天线子系统和无线电信号解码器205。天线子系统包括天线系统110，其与模-数转换器(ADC)120连接以用于将从天线系统110接收的无线电信号112转换成数字形式。例如，天线系统110可能包括天线和天线接口，用于接收信号112。天线系统110可能包括多个天线。ADC120产生数字天线信号122。

天线信号122具有调制子载波频率编码的数字信息。第一集合子载波频率具有第一子载波间隔，并且第二集合子载波频率具有第二子载波间隔。第一和第二集合的频率被保持在数字天线信号122中。

解码器205适用于当第一集合中的频率与第二集合中的频率不是正交的时候。我们假设第一子载波间隔比第二子载波间隔大。信息可以通过调制子载波频率被编码，使得调制子载波频率对码元中的数字信息进行编码。具体地，这可能针对第一集合中的频率而进行。在第一集合的子载波频率上调制的码元具有第一码元持续时间，而在第二集合的子载波频率上调制的码元具有第二码元持续时间。该持续时间在时域中测量。

如果第一子载波间隔比第二子载波间隔大，第一码元持续时间可以比第二码元持续时间小。在一个实施例中，通过先前与解码器205注册的一个或多个无线接入终端，第一集合频率被用于与解码器205通信，而第二集合被一个或多个无线接入终端用来初始接入网络。

在一个实施例中，解码器205被配置成用于解码LTE无线电信号，其中第一集合子载波频率将至少PUSCH数据编码，和/或第二集合子载波频率将RACH数据编码。此外，第一集合子载波频率也可以将PUCCH和SRS数据编码。

解码系统100使用LTE作为一个例子来说明。然而，解码系统100可能适用于其它无线电信号，在所述其它无线电信号中第一集合子载波频率具有第一子载波间隔，而第二集合子载波频率具有第二子载波间隔。

具体地，第一集合频率可以用于PUSCH信号，和/或用于PUCCH和/或SRS信号。第二集合频率可以用于RACH信号。在本申请中，数字信息是通过用于经由无线电信号进行无线通信的装置(例如，诸如移动电话的所谓的用户设备(UE))被编码。

具体地，解码系统100可以与如下述中所指定的3GPP一起使用：3GPPTS36.211:“EvolvedUniversalTerrestrialRadioAccess(E-UTRA)；Physicalchannelsandmodulation”(演进通用陆地无线电接入(E-UTRA)；物理信道和调制)；3GPPTS36.212:“EvolvedUniversalTerrestrialRadioAccess(E-UTRA)；Multiplexingandchannelcoding”(演进通用陆地无线电接入(E-UTRA)；复用和信道编码)；以及3GPPTS36.213:“EvolvedUniversalTerrestrialRadioAccess(E-UTRA)；Physicallayerprocedures”(演进通用陆地无线电接入(E-UTRA)；物理层过程)。

解码系统100可以特别与所有LTE版本以及所有RACH格式一起使用，具体地与LTErelease8(发布8)，release9(发布9)，release10(发布10)或release11(发布11)中描述的RACH过程一起使用。

在大多数情况下，对于RACH，不能肯定在一个时间只有单一设备进行连接尝试，所以可能导致冲突。这种类型的RACH被称为“基于竞争的”。在一些非常特定的情况下(例如在定时限制情况下)，基站可以向UE精确地通知其应该何时发射或发射什么签名。这种类型的RACH被称为“无竞争的”。RACH消息可以被配置在不同的前导格式中(例如，前导格式0，1，2，3或4)。图1的系统适用于无竞争的和基于竞争的以及所有前导格式。

解码器205包括被配置成接收数字化无线电信号122的接收器。该接收器没有分离地显示。该接收器可以被实现为接口。该接收器可以与其它组件相结合。

解码器205的一部分与经由第一集合频率接收的信息解码有关；一部分与经由第二集合频率接收的信息解码有关。这些部分相应示意性地用虚线并且用参考数字150和190表示。注意，信息被编码在第一或第二集合上的方式相应地可能不同。而且，处理所得到的数据的方式可能不同。在图1-3呈现的实施例中，使用了不同的编码方法。其它选择是可能的。

解码器205被配置成用于解码一个以上的上行链路信道。图1中所示的解码器205的实施例具有三个这样的信道，所有这些都在第一集合频率编码。

解码器205包括被配置成将来自时域的数字化无线电信号变换为频域的第一变换器130(FFT)。第一变换器130被配置有第一子载波间隔。也就是说，变换后的信号包括一系列值，每个代表根据第一间隔分离的频率；相邻频率的区别在于固定的频率差。例如，15kHz可以用作第一间隔。第一变换器130优选地使用快速傅里叶变换(FFT)，但是其它时间到频率的变换是可能的。

解码器205包括被配置成根据第一变换器的输出来重建数字信息的第一解码器140；144；146。在图1中所示的实施例中，第一解码器可以解码三个信道：PUSCH(140)、PUCCH(144)和SRS(146)。

在图1中所示的第一变换器130还被配置成在变换数字化无线电信号之前，首先从数字化无线电信号移除循环前缀。在图1中所示的第一变换器130也可以被进一步配置成从所述变换的数字化无线电信号移除一个或更多保护频带。

在一个实施例中，第一变换器130在时域执行第一循环前缀移除(CR)，随后是FFT并且随后是保护移除。该保护移除用于移除频域中不必要的子载波(被称为保护频带)。此外，它也可能执行所谓的“解包”操作(有时表示为“FFT移位”)。在解包期间，较低的子载波被放到了顶部，反之亦然。

第一变换器130的输出132是具有多个采样或值的频域信号132。例如，在LTE中，FFT操作中可能有2048个子载波。在第一变换器130进行CR之后，仍有1200个。

在操作过程中，该部分可能如下操作。用户设备，具体地在3GLTE网络(UE)中，调制第一集合频率以给解码器205发射数据。例如，通过使用在第一集合频率上的调制，UE可能上载数据，比方说照片。被编码为第一集合的调制子载波频率的数字信息被发射到天线系统110，并在在ADC120中被数字化。数字天线信号122随后由第一变换器130处理。循环前缀被识别并移除，如果所需的保护被移除，则剩余的信号块通常使用FFT被变换。在此步骤之后，PUSCH解码可能在被分配给PUSCH的那些时间/频率块上操作，并且PUCCH解码可能在分配给PUCCH的那些时间/频率块上操作，而且SRS解码可能在分配给SRS的那些时间/频率块上操作。正如另一个信号消费者所期望的(未显示)，所得的数字信息可以随后被处理。

注意，没有解码器(例如解码器140，144或146)利用被分配给第二集合的那些频率。

每个子帧中，多个UE可以同时被解码。例如，UE可能发射PUSCH或PUCCH或RACH；通常在相同子帧上没有几个。此外，PUSCH和PUCCH可以在健全的子帧内传递很多用户的信息。例如，每个子帧可能具有几十个不同的PUSCH或PUCCH用户。例如在子帧“N”上，基站可以为UE0和UE1解码PUSCH，为UE2、3、4、5解码PUCCH，为UE6、7、8解码SRS，以及为加入网络的新UE扫描RACH。

通过执行逆变换，解码器205恢复被编码为第二集合的调制子载波频率的数字信息。解码器205包括逆变换器220(IFFT)，其被配置成作为输入接收第一变换器130的输出的至少一部分，其表示与第二集合子载波频率重叠的频率范围，并且被配置成将来自频域的输入变换回时域。第一逆变换器的规模被选择为使得它与第一子载波间隔相容。第一变换器130、逆变换器220使用相同类型的变换。

解码器205可能包括频带选择器210。频带选择器210从第一变换器130的输出获得与第一变换器130的输出的一部分相对应的那些频域值(频带)，其表示与第二集合子载波频率重叠的频率范围。由第一变换器130输出的值表示长度第一间隔的频率范围。此外，第二集合中的频率表示(第二间隔的)范围。由第一变换器130输出的、与第二集合中的频率所表示的任何一个范围不重叠的值不包括关于由第二集合编码的信息的信息。在第一变换器130的输出内的这样的值(即，这样的频率)可以被忽略。频带选择器210从第一变换器130获得第一变换器130输出内的重叠频率(即，不包括信息，即，可以未被忽略)的那些值。例如，在LTE中，频带选择器210可能只取第一变换器输出132中1200个子载波中的72个子载波。

频带选择器210是可选的。逆变换器220可以使用第一变换器130的全部输出，而没有频带选择或只使用循环前缀移除。频带选择器210将显著减少暂时缓冲所需的存储器量。在一个实施例中，第一变换器130的全部输出被使用。如果变换器130移除循环前缀，这仍然带来了存储器架构的相当大减少。

解码器205包括缓冲器230，使得第二变换器在其上操作的逆变换器220的输出在时域具有第二码元持续时间。事实上，第一变换器在具有在时域上的第一码元持续时间的数字化无线电信号的一部分上操作，但是第二变换器在具有在时域上的第二码元持续时间的数字化无线电信号的一部分上操作。第一时域122和第二时域222不相等。如果第二间隔比第一间隔小，例如分别是PUSCH和RACH的情况，那么第一持续时间会比第二持续时间短。通过缓冲器230，信息被缓冲，直到在至少第二持续时间的时域具有对应持续时间的数据的量被缓冲。

此外，并不是所有第一集合码元都需要包含第二集合信息。例如，在14个LTE中有12个实际上重叠了RACH数据。解码器205可以被配置成忽略不包含第二集合信息的时域中的数字天线信号122中的一部分。

逆变换器220可以被配置具有2的幂数目的采样。继续LTE例子，人们可以采用128个采样值。逆变换器220被施加到第一变换器输出132内重叠RACH数据的所有码元。注意，在图1中，缓冲器包含时域中的值，但在图11中，缓冲器包含频域中的值。

缓冲器230可以位于处理流程中的不同点。

图1显示了缓冲器230，其被配置成接收和缓冲来自缓冲器230的输出，其是通过从将逆变换器的输入从频域变换回时域而获得的。第二变换器160被配置成从缓冲器接收逆变换器的输出。

图11显示了应用于图1(除了别的以外)的缓冲器230的替选配置。图11显示了缓冲器230'，在所显示的经由频带选择器210情况下，其被配置成从第一变换器130接收输出。缓冲器230'被配置成缓冲第一变换器的输出的至少一部分，其表示与第二集合子载波频率重叠的频率范围。逆变换器220被配置成从缓冲器接收输入。

下面继续描述图1。

解码器205还被配置成用于重建在第二集合频率上编码的数字信息。该编码可以使用通过子载波调制的编码码元，但是这不是必需的。例如，图1显示了Rach解码作为例子。

解码器205包括被配置成将逆变换器220的输出从时域变换到频域的第二变换器。该第二变换器配置有第二子载波间隔。第二变换器160也可能使用FFT。

有限脉冲响应(FIR)滤波器可以在第二变换器160之前以及逆变换器220之后使用，以减小块160所需的变换规模，例如，如果不使用频带选择器210。有若干选项：例如，抽取(下采样+FIR)。可以进行抽取，以将采样率调整到RACH中的一个。例如在20MHz的情况下是1/12。抽取可能与FIR操作组合，该FIR操作将RACH相邻频率滤波出去(以(抗混叠)。也有多种选项用于执行逆变换(IFFT)和下述抽取&FIR。在第一选项中，逆变换器220和第一变换器130一样被用于转换规模。这导致相同速率的正确抽取并且较短的FIR滤波器可以被使用，因为PUSCH混叠被移除。例如，对于20MHz带宽和12的抽取比率，相比于正如图2中所需要的96或128抽头的FIR规模，32抽头的FIR规模可以在图1中使用。相比图2(见下文)，这将图1中FIR操作的复杂性减少至1/3。

第二个选项是在逆变换器220中使用比第一变换器130的FFT更短的IFFT变换规模，例如变换规模128。在这种情况下，甚至不需要FIR滤波，这是由于采样率已经匹配了标准FFT变换规模(例如12*128＝1576)。图1显示了这个选项，其中没有进行FIR操作。这显著减少了整体处理。例如，对于基站，FIR操作占大约5至10％的处理资源。

例如，对于RACH前导格式0或1，第二变换器160可能充当12*128＝1536采样，即，逆变换器220的输出采样数目乘以与时域中第二集合数据重叠的码元的数目。在这种情况下，不需要下采样。第二变换器160随后在频域中生成1536采样。对此，可能进行移除保护(GR)。例如，在1536采样中，与RACH信号相关的839个子载波可以随后被保持。最后，这些839个子载波可以被处理。对于RACH前导格式2和3来说，情况相似，除了有2x12＝24个码元。

确定丢弃哪些码元的一种方式是使用定时；RACH信号在第二PUSCH码元期间在预定时间处开始。因此，第一和最后码元可以被丢弃。

优选地，第二变换器160不执行循环前缀移除，但是可能移除一个或多个保护频带。还具有，解包操作在这里也是可能的。

解码器205包括第二解码器。在这种情况下，第二解码器包括Zadoff-Chu签名相关查找单元170和延迟简档分析器180。Zadoff-Chu单元签名相关查找单元170和延迟简档分析器180一起形成第二解码器。

第二解码器(在这里由单元170和分析器180形成)被配置成根据第二变换器的输出来重建数字信息。解码器205从第二变换器160接收频率信息，其已经通过正确的第二间隔被变换。例如，Zadoff-Chu单元170可能包括通过共轭参考Zadoff-Chu签名进行的乘法、逆IFFT和峰值搜索。例如，单元170可能包括与参考签名的相关。事实上，对于参考签名的一个好的选择是Zadoff-Chu签名。Zadoff-Chu单元170也被称为Zadoff-Chu解码器。Zadoff-Chu单元170可能获得用户设备(UE)的标识符。具体地，Zadoff-Chu单元170可以被用于获得用户设备的标识符，这接着来用于UE的注册。可以进行从第二变换器160接收的信号与一系列参考签名(ZC序列)的相关，以获得标识符。

在一个实施例中，第二变换器160执行FFT和保护移除(GR)，并且Zadoff-Chu单元170通过RACHZadoff-Chu参考序列的共轭来执行乘法，从而产生衰落信道路径的频域表示。IFFT操作被用于将衰落信道带入时域。注意，这些步骤可以为了实施效率而被捆绑。解码器205可能包括延迟简档分析器180，用于时域信道延迟简档分析，例如，峰值搜索。

RACH是由UE发送的信号，以发起到基站的附接连接。不像其它的上行链路信道，RACH使用了特殊的子载波间隔和码元持续时间；例如，第二间隔和第二持续时间。RACH(随机接入信道)也被用作LTE标准的信道。

RACH子载波通常被PUSCH子载波包围。这两种类型的信道彼此之间没有准确地正交，因为它们不使用相同的子载波间隔，并具有不同的码元持续时间。例如，LTE中的RACH前导格式0码元持续时间是0.8ms。在该时间段内，若干PUSCH码元将存在，在每个PUSCH码元结束处具有一些时域不连续性。除其它外，干扰的相对量取决于对感兴趣的RACH子载波的分配规模(以物理资源块的数目(PRB)表达)和偏移(以PRB表达)。

图8a显示了一个例子：在带宽的中间(未填充)专用于RACH的6RB。1PRB的2PUSCHSIMO分配，在带宽的每一侧一个，一次毗邻RACH，远处是另一个46PRB。对RACH子载波所观测到的干扰电平是-26.5dB(相对于标称PUSCH功率)。图8b显示了图表8b的放大，其中显示了PUSCH码元对RACH信号的干扰。

在单输入和多输出(SIMO)中，发射器(UE)具有单个天线，但是接收器例如基站具有多个天线。

干扰是通过频带选择器210来减少的，如果它移除了与RACH无关的信号，例如PUSCH。具体地，频带选择器210可能从第一变换器输出132移除对应于第一集合子载波频率的那些频带。

图9a显示了LTE子帧，其被划分成两个时隙。显示了两个集合的频率。顶部是第一集合。在这些频率中，码元被编码，每个时隙7个。码元通过循环前缀分离。在LTE中，每个第一码元可能具有2048个时间采样以及每个循环前缀(CP)144或160个采样。下面是第二集合。注意，第二集合的码元比第一集合的码元具有更长的持续时间。在LTE中，每个RACH码元具有24576个时间采样。在图9a中，时间从左到右增加。

图9b显示了两个LTE子帧。横轴是时间轴；纵轴是频率轴。块指示被分配到多个信道的时间/频率组合。特别注意，PUSCH频率中的子载波(用虚线表示)和在RACH频率中的子载波(用虚线表示)具有较大的间隔。

注意，第一和第二集合的频率划分随时间变化。每个子帧的布局不同。在LTE中：RACH带宽为1.08MHz；PUSCH子载波间隔是15KHz(时间＝0.072ms每码元)(12个码元)；RACH子载波铲是1.25KHz(时间＝0.8ms每码元)(1个码元)。

有趣的是，在图1中，PUSCH后FFT数据，而不是天线数据本身，被用作RACH解码的开始点。如果PUSCH/PUCCH/SRS信号是从原始信号被移除使得其仅包含RACH信号，那么PUSCH干扰将被降低。从第二变换器160开始，RACH链可以是常规的；包括大的基于FFT或基于FIR。

为了从数字天线信号122移除PUSCH/PUCCH/SRS子载波，使用了“PUSCH”后FFT采样(第一变换器输出132)。例如，这些PUSCH/PUCCH/SRS子载波被置零。通过使用逆变换器220的逆变换，子载波被转换回时域。该逆变换可能包括半SBC移位。虽然被移除的CP可能被插入回来，例如，在由频带选择器210进行的插入操作中。然而，优选地跳过循环前缀插入。相反，零可以被插入，而不是循环前缀。重新插入循环前缀或优选零可以在缓冲器230中完成，如果其是在逆变换器220之后的话。也可以通过第二变换器160完成，例如在变换开始之前。由逆变换器220获得的时域信号随后只获得RACH子载波。理论上，在无干扰的条件下，如果从第一变换器130中移除循环前缀，例如用零填充，那么性能可能会稍微劣化。然而，即使有中度干扰，这一损失也要多于通过减少干扰而抵消的。

在一个实施例中，基站包括无线电信号解码器100。

图2还显示了替代无线电信号解码器。图2的无线电信号解码器在许多方面类似于图1的，但是不具有逆变换器(IFFT)，该逆变换器被配置成作为输入接收第一变换器的输出的至少一部分，其表示与第二集合子载波频率重叠的频率范围，并且被配置成将来自频域的输入变换回时域，第一逆变换器配置有第一子载波间隔。图2也不具有第二变换器(FFT)，该第二变换器被配置成将逆变换器的输出从时域变换到频率，该第二变换器配置有第二子载波间隔。替代地，变换器160被用于变换信号122的副本。图1的系统在很多方面比图2的系统要好。

在图2中，信号数字天线信号122被复制到部分150和部分190。这意味着需要大且快速存储器来复制此大量数据。

RACH解码使用抽取(下采样)和FIR滤波部分195。进行抽取以将采样率调整到RACH中的一个。例如对于LTE中20MHz的情况下是1/12。抽取可以FIR操作组合，其中该FIR操作滤波了RACH相邻频率，以抗混叠。

当相邻频率中的PUSCH用户以比RACH用户显著更高的功率传送的时候，RACH解码算法，例如图2中使用的，遭受了解码性能的损失。这是由于几方面的影响，例如：可能限制RACH信号上数字精度的PUSCH的更高信号动态、RACH频率上PUSCH子载波上的频率泄漏(图8a和8b)、以及在执行FIR和抽取滤波时可能出现的混叠。特别要注意，RACH和PUSCH信道不被相同UE使用，这是因为RACH被用于注册到网络，但是PUSCH作为上行数据传输信道，其假设已经完成了注册。然而，图1的系统几乎免受PUSCH邻近子载波的影响。

FIR滤波单元195被配置成用于FIR滤波。FIR滤波器可能具有多重长度。对于(从RACH&PUSCH)正确移除混叠来说，需要长的滤波器。此外，RACH解码性能取决于PUSCH功率(相对于RACH信道功率)。

在图2中，RACH算法在+35dB处开始劣化，而且在超过+40dB时进行检测是不可能的。这在整个模拟中针对宽范围的情形被评估，所述情形包括：2和4个接收天线、从-240到+50dB的PUSCH功率(相对于RACH功率)、以及多重FIR长度。

从数字天线信号122移除一部分，或优选甚至所有PUSCH，正如在图1中通过从FFT输出开始，与使用数字天线信号122本身用作频域FIR是相反的。这改进了解码性能。已经证实即使在重PUSCH功率下也可以改进解码。然而，与图2相比，至少同样显著的是图1的改进的存储器体系结构。

在图2中，第一变换器130的输出不用于重建第二集合中的频率上编码的数字信息。这也不是直接可能的。对此有几个原因。首先，如果第一间隔不同于第二间隔，那么在第一变换器130中的FFT操作将不会给出正确的频率，特别是如果第一和第二集合的频率不是正交的。而且，如果第一集合中的间隔比第二集合的大，那么它的码元在时间上具有更短的持续时间。这意味着没有足够的数据(不是数字天线信号122的足够大的部分)由第一变换器130来处理，以恢复被编码在第二集合的频率中的信息。

图3示意性地显示了分布式无线电信号解码系统300的一个实施例的一个例子。图3是基于图1的，并且是针对两个天线来显示的。

解码系统300包括天线模块和解码模块305。图3显示了两个天线模块101和101'；更多或更少的天线模块也是可能的。

每个天线模块包括被配置成接收数字化无线电信号的接收器。无线电信号具有调制子载波频率编码的数字信息，第一集合子载波频率具有第一子载波间隔，第二集合子载波频率具有第二子载波间隔。天线模块中的每个包括第一变换器(130和130')，其被配置成将数字化无线电信号从时域变换为频域，该变换器配置有第一子载波间隔，

天线系统110和110'以及ADC120和120'可以被认为取自图1中。

解码模块305包括收集器310，用于收集多个天线模块的天线信号。这样的收集器也可以在本文件显示的其它系统中使用，具有多个天线。解码模块305还包括解码器140，144和146，用于根据第一变换器的输出来重建数字信息。RACH信号的处理与图1中的相同。(一个或多个)天线模块可以被配置成在经由有线连接将信号第一变换信号发射到解码模块。

在图3的具有远程无线电设备(例如，宏/城域基站)的分布式体系结构中，天线不必位于解码单元旁边。远程单元之间传输的数据不必是位于时域中的数据，甚至没有用于RACH处理。

相反，PUSCH解码所需的FFT变换在远程无线电设备中进行。它导致了：远程无线电设备和中央处理单元之间数据的牢固封装(-45％)，发射频域数据而不是时域数据。这是因为节省了循环前缀和保护频带。这也放松了对传输的限制，并且例如降低了光缆数目。此外，图3允许使用从天线模块到解码模块的不是天线数据取向的其它传输协议，例如，基于数字通信网络(例如以太网)的分组。在一个实施例中，天线模块和解码模块之间的距离超过50米。

解码模块305或解码器205可以集成在集成电路。

解码模块305或解码器205可以被包括在基站内。天线模块101可以被包括在基站内。

图4示意性地显示了集成电路400。该集成电路具有若干单元，包括：DFT单元440、逆DFT单元480、存储器420和处理器460。这些单元可以使用互连410，比方说总线，被互连。

处理器460可以被配置成将DFT单元440用作第一和第二变换器，以及将逆DFT单元480用作逆变换器(IFFT)。存储器420可以被用于缓冲由第一变换获得的FFT数据，以进行逆变换和随后的第二变换。

另外，也可以在专用硬件中实施电路400，而不依赖于软件。例如，存储器420被用于缓冲器，并且处理器包括用于实现解码器205的控制逻辑。

在一个实施例中，集成电路包括电路，该电路包括用于接收数字化天线信号的输入线。例如，在一个实施例中，基站包括该集成电路。

图5示意性地显示了流程图，该图说明了解码无线电信号的方法500。说明了该方法步骤502-512。

在步骤502，数字化无线电信号被接收，该无线电信号具有调制子载波频率编码的数字信息，第一集合子载波频率具有第一子载波间隔(PUSCH)，第二集合子载波频率具有第二子载波间隔(RACH)。在步骤504，数字化无线电信号从时域变换到频域，变换器配置有第一子载波间隔。在步骤506，根据第一变换器的输出，数字信息被重建。在步骤508，执行逆变换。逆变换包括：作为输入接收第一变换器的输出的至少一部分，其表示与第二集合子载波频率重叠的频率范围，并且将来自频域的输入变换回时域，第一逆变换器配置有第一子载波间隔。在步骤510，将逆变换器的输出从时域变换到频域。在步骤512，根据第二变换器的输出，数字信息被重建。

图10a显示了漏检测测试(正确检测的概率)。PUSCH信号功率设置在比RACH信号功率强35db，并且信道类型对于2接收天线来说是AWGN。参考数字100显示了在使用图1的系统进行RACH处理之前移除PUSCH数据的性能，参考数字200显示了与图2的系统一起工作的FIR滤波器的性能。图10b显示了相同的测试，但是PUSCH功率是40db。注意显明显更好的性能。

当相邻频率内的PUSCH用户以比RACH用户明显高的功率进行发射的时候，根据图1的系统执行的明显比图2系统更好。可以看到其完全免受PUSCH干扰，并且在极端PUSCH水平仍然起作用。唯一的缺点是当PUSCH不存在的时候，性能损失0.2-0.3dB；这是因为丢弃了第一变换器130中的时域采样中的循环前缀。

图6示意性地显示了具有可编程处理器2005的示例用户交互系统。用户交互系统2000被示为个人计算机，但是可以是任何类型的适当用户交互系统2000。可编程处理器可能包括系统11的一个或多个组件。用户交互系统2000还包括储存单元2007、用户输入2003和显示器2006，其可以与图2中所示的显示器521相同或是另外的显示器。用户输入2003允许用户通过使用键盘2001或鼠标2002给处理器2005输入用户数据。而且，虽然未显示，显示器2006可能包括触敏表面以用于使用户通过触摸显示器2006给用户输入2003提供用户数据和用户指令。处理器2005被布置成执行根据本发明的任何一种方法，以接收用户数据和用户指令2004以在显示器2006上呈现视觉信息并与数据I/O设备2009，例如光盘驱动器或固态读/写器进行通信。处理器2005被布置成与存储单元2007合作，从而允许在存储单元2007存储和检索，例如数字化无线电信号(122)、变换的数字化无线电信号(132)等等。

用户交互系统2000可能还包括通信信道2008，该通信信道允许处理器2005连接到外部云2500以用于与云中的其它设备进行通信。外部云例如可以是因特网。用户交互系统2000可能允许由用户创建聚集信号。处理器2005也可以被布置成在进一步执行期间从存储单元2007或从云2500中的另一设备确定的参数以及由处理器2005生成报告。通过使用数据I/O设备2009，处理器2005可以能够读取包括了程序代码的计算机可读介质。通过使用数据I/O设备2007，处理器2005可以能够读取包括了计算机程序产品的计算机可读介质，其中计算机程序产品包括用于使用户交互系统2000执行解码无线电信号的方法的指令，该方法包括接收数字化无线电信号，该无线电信号具有调制子载波频率编码数字信息，第一集合子载波频率具有第一子载波间隔(PUSCH)，第二集合子载波频率具有第二子载波间隔(RACH)，将数字化无线电信号从时域变换到频域，该变换器配置有第一子载波间隔，并且根据第一变换器的输出来重建数字信息，逆变换包括：作为输入接收第一变换器的输出的至少一部分，其表示了与第二集合子载波频率重叠的频率范围，并且将来自频域的输入变换回时域，第一逆变换器配置有第一子载波间隔，将逆变换器的输出从时域变换到频域，第二变换器配置有第二子载波间隔，根据第二变换器的输出来重建数字信息。

图7显示了包括了计算机程序产品3100的计算机可读介质3000。计算机程序产品3100包括用于使处理器装置执行一种解码无线电信号的方法的指令。

计算机程序产品3100可以在计算机可读介质3000上呈现，正如物理标记或通过计算机可读介质3000的磁化。然而，任何其它合适的实施例也可以想象到。此外，应了解虽然计算机可读介质3000在图7中被显示为光盘，但是计算机可读介质3000可以是任何合适的计算机可读介质，例如硬盘、固态存储器、闪存存储器等等，并且可以是不可记录可以记录。

操作系统(OS)是管理计算机的资源的共享和向程序员提供用于访问这些资源的接口的软件。操作系统处理系统数据和用户输入，并响应由分配和管理任务和内部系统资源给用户和系统的节目的服务。

本发明可以在计算机程序中被实现。该程序用于在计算机系统上运行，至少包括用于当在可编程的装置上，例如计算机系统或启动可编程的装置以执行根据本发明的设备或系统的功能，运行时，执行一种根据本发明的方法的代码部分。计算机程序可能例如包括一个或多个:子程序、函数、程序、对象方法、对象实现、可执行的应用程序、小程序、小服务程序、源代码、对象代码、共享库/动态装载库和/或设计用于在计算机系统上的执行的其它指令序列。计算机程序可以在数据载体上，例如CD-rom或磁盘上提供，存储具有在计算机系统的存储器内可加载的数据，其中数据表示计算机程序。该数据载体还可以是数据连接，I如电话电缆或无线连接。

在前面的说明中，参照本发明实施例的特定例子已经对本发明进行了描述。然而，很明显各种修改和变化可以在不脱离附属权利要求中所陈述的本发明的宽范围精神及范围的情况下被做出。例如，电耦合设备之间的连接连接可以是任何类型的连接。该连接适于将信号从或传输到各自的节点、单元或设备，例如通过穿孔中间设备。因此，除非暗示或说明，连接，例如，可能是直接连接或间接连接。

集成电路可能包括半导体衬底。本发明所描述的半导体衬底可以是任何半导体材料或材料的组合，例如砷化镓、硅锗、硅晶绝缘体(SOI)、硅、单晶硅等等，以及上面的组合。

正如本发明所使用的，术语“总线”被用于指多个可以被用于传输的信号或导体。当将信号、状态位、或类似的装置分别变为其逻辑真或逻辑假状态时，术语“明确肯定”或“设置”以及“否定”(或“非明确肯定”或“清除”)在本发明中被使用。如果逻辑真状态是逻辑电平“1”，逻辑假状态是逻辑电平“0”。如果逻辑真状态是逻辑电平“0”，逻辑假状态是逻辑电平“1”。

本发明所描述的每个信号可以被设计为正逻辑或负逻辑，而负逻辑可以由信号名字或名字后面的星号上的条表示。在负逻辑信号的情况下，所述逻辑真状态相当于逻辑电平0的地方所述信号是低活性。在正逻辑信号的情况下，所述逻辑真状态相当于逻辑电平1的地方所述信号是高活性。注意，本发明说所描述的任何信号可以被设计为负逻辑信号或正逻辑信号。因此，在替代实施例中，那些被描述为正逻辑信号的信号可以被实施为负逻辑信号，以及那些被描述为负逻辑信号的信号可以被实施为正逻辑信号。

本发明所讨论的连接可以被说明或描述，涉及到是单一导体、多个导体、单向导体、或双向导体。然而,不同实施例可能改变导体的实现。例如,可以使用单独单向导体而不是双向连接,反之亦然。此外,多个导体可以被替换为连续地或以时间多路复用方式传输多个信号的单一导体。同样地,携带多个信号的单一导体可以被分离成各种不同的携带这些信号的子集的导体。因此,存在传输信号的许多选项。

由于实施本发明的装置大部分是由本领域所属技术人员所熟知的电子元件以及电路组成，电路的细节不会在比上述所说明的认为有必要的程度大的任何程度上进行解释。对本发明基本概念的理解以及认识是为了不混淆或偏离本发明所教之内容。

在描述和权利要求中的术语“前面”、“后面”、“顶部”、“底部”、“上面”、“下面”等等，如果有的话，是用于描述性的目的并且不一定用于描述永久性的相对位置。应了解术语的这种用法在适当的情况下是可以互换的以便本发明所描述的实施例例如，能够在其它方向而不是本发明所说明的或在其它方面进行操作

正如本发明所使用的，术语“程序”被定义为被设计以用于在计算机系统上执行一序列指令。程序或计算机程序可能包括子程序、函数、程序，对象方法、对象实现、可执行的应用程序、小程序、小服务程序、源代码、对象代码、共享库/动态装载库和/或被设计以用于在计算机系统上的执行的其它指令序列。

上述一些实施例，如果适用的话，可以通过使用各种不同信息处理系统被实现。例如，虽然图1以及其中的讨论描述了示例信息处理架构，提出该示例架构仅仅是为了提供用于讨论本发明公开各个方面的有用参考。当然，结构的描述是为了便于讨论，并且只是根据本发明公开可以被使用的多种不同类型的适当架构中的其中。本领域所属技术人员将认识到逻辑块之间的界限仅仅是说明性的并且替代实施例可能合并逻辑块或电路元素或在各种逻辑块或电路元素上强加替代的分解功能。

因此，应了解本发明描述的架构仅仅是示范的，并且事实上实现相同功能的很多其它架构可以被实现。从抽象的但仍有明确意义上来说，为达到相同功能的任何元件的排列是有效的“关联”，以便实现所需功能。因此，本发明中为实现特定功能的任意两个元件的结合可以被看作彼此“相关联”以便实现所需功能，不论架构或中间元件。同样地，任意两个元件这样的关联也可以被看作是“可操作性连接”或“可操作性耦合”于对方以实现所需功能。

又如，在一个实施例中，系统100和/或300和/或400的所示元件是在单一集成电路或在相同设备内被实现的电路。或者，系统100和/或300和/或400可能包括任何数目彼此互联的单一集成电路或单一设备。例如，存储器230或420可以位于分别与单元160和/或460相同的集成电路上或位于单一集成电路上或位于与系统100、300和/或400的其它元件离散分开的另一个外围或从属设备。又如，系统100、300和/或400或其中的部分可能作为物理电路的软或代码表征被实现，或作为能够转化成物理电路的逻辑表征。因此，系统100、300和/或400可以在任何合适类型的硬件描述语言中被实现。

此外，本领域所属技术人员将认识到上述描述的操作功能之间的界限只是说明性的。多个操作的功能可以组合成单一的操作，和/或单一的操作功能可以分布在附加操作中。而且，替代实施例可能包括特定操作的多个实例，并且操作的顺序在各种其它实施例中会改变。

本发明所描述的所有或一些软件可以是系统100、300和/或400例如从其它计算机系统上的计算机可读介质，例如介质3000或其它介质接收的元件。这些计算机可读介质可以被永久地、可移除地提供在计算机可读介质或远程地耦合于信息处理系统，例如系统10。计算机可读介质可能包括，例如但不限于以下的任何数目：磁存储介质包括磁盘和磁带存储介质；光学存储介质例如光盘介质(例如，CD-ROM、CD-R等等)以及数字视盘存储介质；非易失性存储器存储介质包括半导体存储单元例如FLASH存储、EEPROM、EPROM、ROM；铁磁数字存储；MRAM；易失性存储介质包括寄存器、缓冲或缓存、主存储器、等等；以及数字传输介质包括计算机网络、点对点通信设备、以及载波传输介质，仅举几例。

在一个实施例中，系统100、300和/或400是计算机系统，例如个人计算机系统。其它实施例可能包括不同类型的计算机系统。计算机系统是信息处理系统，其可以被设计以给一个或多个用户提供计算能力。计算机系统可以有很多形式，包括但不限于主机、微型计算机、服务器、工作站、个人电脑、笔记本、个人数字助理、电子游戏、汽车和其它嵌入式系统、手机和其它无线设备。典型的计算机系统包括至少一个处理单元、关联内存和大量的输入/输出(I/O)设备。

计算机系统根据程序处理信息并且通过I/O设备产生所得的输入信息。程序是一系列指令，例如特定应用程序和/或操作系统。计算机程序通常在计算机可读存储介质上被内部地存储或通过计算机可读传输介质传输到计算机系统。计算机处理通常地包括执行(运行)程序或程序的部分，现具有的程序值和状态信息，以及通过操作系统用于管理处理的执行的资源。母过程可能产生其它子过程以帮助执行母过程的所有功能。因为母过程专门产生子过程以执行母过程的所有功能的一部分，所以由子过程(孙子过程等等)执行的功能有时可能被描述为由母过程执行。

此外,本发明不限定在非程序化硬件中被实现的物理设备或单元,但也可以应用在可编程设备或单元中。这些设备或单元通过操作能够执行所需的设备功能。该执行是根据合适的程序代码。而且，设备可以物理分布在一些装置中，而在功能上作为单独设备操作。

而且，在功能上形成单独设备的装置可以在单独集成电路上被集成。而且，单元和电路可以被适当组合在一个或多个半导体设备中。

然而，其它修改、变化和替代也是可能的。说明书和附图相应地被认为是从说明性的而不是严格意义上来讲的。

在权利要求中，放置在括号之间的任何参考码元不得被解释为限定权利要求。单词“包括”不排除其它元素或随后在权力要求中列出的那些步骤的存在。此外，本发明所用的“a”或“an”被定义为一个或多个。并且，在权利要求中所用词语如“至少一个”以及“一个或多个”不应该被解释以暗示通过不定冠词“a”或“an”引入的其它权利要求元素限定任何其它特定权利要求。所述特定权利要求包括这些所介绍的对发明的权利元素，所述权利元素不仅仅包括这样的元素。即使当相同权利要求中包括介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”以及不定冠词，例如“a”或“an”。使用定冠词也是如此。除非另具有说明，使用术语如“第一”以及“第二”是用于任意差分这些术语描述的元素的。因此，这些术语不一定表示时间或这些元素的其它优先次序。某些措施在相互不同的权利要求中被列举的事实并且不表示这些措施的组合不能被用于获得优势。

Claims

1.一种无线电信号解码器(100)，包括：

-接收器，所述接收器被配置成接收数字化无线电信号(122)，所述无线电信号具有调制子载波频率编码的数字信息，

-第一变换器(130，FFT)，所述第一变换器(130，FFT)被配置成将所述数字化无线电信号从时域变换为频域，所述第一变换器产生第一变换信号，所述第一变换信号具有所述第一集合中的每个频率的值，以及

-第一解码器(140，PUSCH；PUCCH；SRS)，所述第一解码器(140，PUSCH；PUCCH；SRS)被配置成根据所述第一变换器的所述输出来重建数字信息，以及

-逆变换器(220，IFFT)，所述逆变换器(220，IFFT)被配置成：

-作为输入接收所述第一变换器的所述输出(132)的至少一部分，所述第一变换器的所述输出(132)的至少一部分表示与所述第二集合的子载波频率重叠的频率范围，以及

-将来自所述频域的所述输入变换回所述时域，

-第二变换器(160，FFT)，所述第二变换器(160，FFT)被配置成将所述逆变换器的所述输出从所述时域变换到频域，所述第二变换器产生第二变换信号，所述第二变换信号具有所述第二集合中的每个频率的值，

第二解码器(170,180,ZC)，所述第二解码器(170,180,ZC)根据所述第二变换器的所述输出，来重建数字信息。

2.根据权利要求1所述的无线电信号解码器(100)，其中，所述第一集合中的连续频率不同在于第一子载波间隔(PUSCH；PUCCH；SRS)，并且所述第二集合中的连续频率不同在于第二子载波间隔(RACH)，所述第一变换器被配置有所述第一子载波间隔，并且所述第二变换器被配置有所述第二子载波间隔。

3.根据权利要求2所述的无线电信号解码器，其中，所述第一子载波间隔大于所述第二子载波间隔。

4.根据权利要求1所述的无线电信号解码器，其中，调制子载波频率将数字信息编码在码元内，在所述第一集合的子载波频率上调制的码元具有第一码元持续时间，在所述第二集合的子载波频率上调制的码元具有第二码元持续时间，其中所述第一码元持续时间小于所述第二码元持续时间。

5.根据权利要求4所述的无线电信号解码器，在部分的所述数字化无线电信号上操作的所述第一变换器在所述时域中具有第一码元持续时间，在部分的所述数字化无线电信号上操作的所述第二变换器在所述时域中具有第二码元持续时间，所述无线电信号解码器包括缓冲器，使得所述第二变换器操作所在的所述逆变换器的所述输出在所述时域中具有第二码元持续时间。

6.根据权利要求5所述的无线电信号解码器，其中所述缓冲器被配置成从所述第一变换器接收和缓冲所述第一变换器的所述输出的至少一部分，所述第一变换器的所述输出的至少一部分表示与所述第二集合的子载波频率重叠的频率范围，所述逆变换器(IFFT)被配置成从所述缓冲器接收所述输入。

7.根据权利要求5所述的无线电信号解码器，其中所述缓冲器被配置成从所述逆变换器(IFFT)接收和缓冲所述输出，所述输出是通过将所述逆变换器的所述输入从所述频率变换到所述时域而获得，所述第二变换器(FFT)被配置成从所述缓冲器接收所述逆变换器的所述输出。

8.根据权利要求1所述的无线电信号解码器，其中所述第二解码器(ZC)被配置用于逆IFFT和峰值搜索。

9.根据权利要求1或8所述的无线电信号解码器，其中所述第二解码器(ZC)被配置用于与参考签名的相关。

10.根据权利要求1、8或9所述的无线电信号解码器，其中所述第二解码器(ZC)获得用户设备的标识符。

11.根据权利要求1所述的无线电信号解码器，其中

-所述第一解码器被配置成：在变换所述数字化无线电信号之前，首先从所述数字化无线电信号移除循环前缀，和/或

-从所述变换的数字化无线电信号移除一个或更多保护频带。

12.根据权利要求1所述的无线电信号解码器，用于解码LTE无线电信号，其中

-所述第一集合的子载波频率至少将PUSCH数据编码，和/或

-所述第二集合的子载波频率将RACH数据编码。

13.根据权利要求1所述的无线电信号解码器，用于解码LTE无线电信号，其中，所述第一集合的子载波频率将PUSCH、PUCCH和SRS数据编码。

14.根据权利要求12或13所述的无线电信号解码器，其中，在由所述第二解码器进行RACH信号处理之前，从所述原始信号移除分配给PUSCH、PUCCH和/或SRS的至少一个频带。

15.根据权利要求1所述的无线电信号解码器，其在地理上是分布式的，所述无线电信号具有天线模块和解码模块，所述天线模块包括所述接收器和第一变换器，所述解码模块包括所述第一解码器、所述逆变换器(IFFT)、所述第二变换器和所述第二解码器，所述天线模块并且被配置成将所述第一变换信号发射到所述解码模块。

16.一种集成电路，包括根据权利要求1所述的无线电信号解码器。

17.一种基站，包括根据权利要求1所述的无线电信号解码器，或包括根据权利要求16所述的集成电路，或包括根据权利要求15所述的天线模块。

18.一种用于解码无线电信号的方法，所述方法包括：

-接收数字化无线电信号，所述无线电信号具有调制子载波频率编码的数字信息，

-将所述数字化无线电信号从时域变换到频域，以及

-根据所述第一变换器的所述输出，重建数字信息，以及

-逆变换，所述逆变换包括：

-作为输入接收所述第一变换器的所述输出的至少一部分，所述第一变换器的所述输出的至少一部分表示与所述第二集合的子载波频率重叠的频率范围，以及

-将来自所述频域的所述输入变换回所述时域，以及

-将所述逆变换器的所述输出从所述时域变换到频域，

-根据所述第二变换器的所述输出，重建数字信息。

19.一种计算机程序，包括用于使处理器系统执行权利要求18所述的方法的指令。

20.根据权利要求19所述的计算机程序，其是在计算机可读介质上实现的。