CN105827380B - 用于局部化的单载波频分多址收发器的高效率发送器架构 - Google Patents

用于局部化的单载波频分多址收发器的高效率发送器架构 Download PDF

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Abstract

本公开内容涉及用于局部化的单载波频分多址收发器的高效率发送器架构。更具体而言，涉及用于利用高效率架构产生单载波频分多址(SC‑FDMA)传输的系统和方法。根据一些实施例，可以确定为传输分配的频率资源。分配的频率资源可以具有小于该传输的频率信道的信道带宽的带宽，并且可以围绕特定的频率居中。该频率可以从信道的中心频率偏移。可以产生位于与信道中心频率对应的DC周围的基带信号。可以利用调谐到分配的频率资源围绕其居中的频率的本地振荡器，将基带信号可以上变频到RF信号。该RF信号可以被发送。

Description

用于局部化的单载波频分多址收发器的高效率发送器架构
优先权信息
本申请要求于2015年1月23日提交的、标题为“High Efficiency TransmitterArchitectures for a Localized Single-Carrier Frequency Division MultipleAccess Transceiver”的美国临时专利申 请序列号62/107,073的优先权，其全部内容通过引用被结合于此，就 像在本文中被充分和完全地阐述那样。
技术领域
本申请涉及无线设备，并且更具体地，涉及用于利用高效率架构 产生单载波频分多址(SC-FDMA)传输的系统和方法。
背景技术
无线通信系统的使用正在迅速增长。此外，存在各种不同的无线 通信技术和标准。无线通信标准的一些例子包括GSM、(与例如 WCDMA或TD-SCDMA空中接口相关联的)UMTS、LTE、高级 LTE(LTE-A)、HSPA、3GPP2 CDMA2000(例如，1xRTT、 1xEV-DO、HRPD、eHRPD)、IEEE 802.11(WLAN或Wi-Fi)、 IEEE 802.16(WiMAX)、蓝牙以及其它。
在LTE中，单载波频分多址(SC-FDMA)用于上行链路，而正 交频分多址(OFDMA)用于下行链路。典型地，在导致具有比所分 配的资源块本身的带宽大得多的带宽的数据路径的过程中，尤其如果 所分配的资源块靠近它们所位于的频率信道的外部边缘，则SC- FDMA信号被移位到频域中其所分配的资源块。
发明内容
本文给出了用于蜂窝设备执行局部化的SC-FDMA传输的方法以 及配置为实现这些方法的设备的实施例。
在一些情况下，用于从发送设备到接收设备的传输的频率资源可 能只占用用于发送设备和接收设备之间的无线通信的频率信道的总频 率资源的子集。此外，至少在一些情况下，那些频率资源有可能从频 率信道的中心频率偏移。在LTE中的SC-FDMA通信是这种范例的 一个例子，其中从频率信道的中心频率偏移的资源分配是可能的。
根据本文所公开的技术，有可能提供能够在这种(以及潜在的其 它)情况下以高效率方式操作的发送器架构。例如，可以使用一种架 构，其中，基带信号通过任何频域处理保持位于DC周围(例如，居 中)(例如，而不是移位基带信号使得频率信道的中心频率位于DC 周围)，并且其中基带信号利用调谐到(例如，居中在)为传输实际 分配的频率资源的振荡器(例如，而不是将振荡器调谐到频率信道的 中心频率)被上变频为RF信号。换句话说，将信号移位到为传输分 配的频率资源可以在时域中而不是在频域中执行。
如果期望的话，许多其它可能的RF架构特征/信号处理技术可 以与这种RF架构结合使用。例如，在一些实施例中，可以使用笛卡 尔RF架构(例如，包括包络跟踪、数模转换、低通滤波、正交混频、 线性功率放大器的使用等等中的任何一种或者全部)。可替代地，如果期望的话，可以使用极性RF架构(例如，包括笛卡尔到极性转换、 锁相环路(PLL)、开关或数字放大器、振幅编码等等中的任何一种 或者全部)。注意，在一些情况下，根据本公开内容，包括至少通过 功率放大阶段的数字RF前端组件的架构是可能的，从而潜在地允许 基带和RF前端在单个集成电路上实现。
本文描述的技术可以用多种不同类型的设备实现和/或与多种不 同类型的设备一起使用，设备包括但不限于，蜂窝基站、蜂窝电话、 平板计算机、可穿戴计算设备、便携式媒体播放器、以及任何各种其 它计算设备。
本说明内容是要提供在本文档中所描述主题中的一些主题的简要 概述。因此，应当理解，上述特征仅仅是例子并且不应当被认为是以 任何方式缩小本文所描述主题的范围或精神。本文所描述主题的其它 特征、方面和优点将从以下具体描述、附图和权利要求中变得显而易 见。
附图说明
当结合附图考虑实施例的以下具体描述时，可以获得对本主题的 更好的理解，附图中：
图1示出了根据一些实施例的示例性(和简化的)无线通信系统；
图2示出了根据一些实施例的与用户装备(UE)设备通信的基 站(BS)；
图3示出了根据一些实施例的UE的示例性框图；
图4是根据一些实施例的、示出用于执行局部化的SC-FDMA传 输的示例性方法的通信流程图；及
图5-图15是根据一些实施例的、示出各种示例性SC-FDMA传 输架构的框图。
虽然本文所描述的特征可能易于有各种修改和备选形式，但是其 具体实施例在附图中作为例子示出并且在本文中被详细描述。但是， 应当理解，附图以及对其的详细描述不是要限定到所公开的特定形式， 而是相反，本发明要覆盖落入由所附权利要求定义的主题的精神和范 围内的所有修改、等效物和备选方案。
具体实施方式
术语
以下是在本公开内容中使用的术语的术语表。
存储介质—各种类型的非临时性存储器设备或储存设备中的任 何一种。术语“存储介质”意在包括：安装介质，例如CD-ROM、 软盘或者磁带设备；计算机系统存储器或随机访问存储器，诸如 DRAM、DDR RAM、SRAM、EDO RAM、Rambus RAM等；非易 失性存储器，诸如闪存、磁介质，例如，硬盘驱动器、或者光存储器； 寄存器、或者其它类似类型的存储元件，等等。存储介质也可以包括 其它类型的非临时性存储器或其组合。此外，存储介质可以位于执行 程序的第一计算机系统中，或者可以位于通过诸如互联网的网络连接 到第一计算机系统的第二不同的计算机系统中。在后一种情况下，第 二计算机系统可以将程序指令提供给第一计算机用于执行。术语“存 储介质”可以包括两个或更多个存储介质，这些存储介质可以驻留在 不同的位置中，例如驻留在通过网络连接的不同计算机系统中。存储 介质可以存储可被一个或多个处理器执行的程序指令(例如，体现为 计算机程序)。
承载介质—如上所述的存储介质，以及物理传输介质，诸如总 线、网络和/或传送诸如电信号、电磁信号或数字信号之类的信号的 其它物理传输介质。
可编程硬件元件—包括各种硬件设备，这些硬件设备包括经由 可编程的互连连接的多个可编程功能块。例子包括FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、PLD (Programmable Logic Device，可编程逻辑器件)、FPOA(Field ProgrammableObject Array，现场可编程对象阵列)和CPLD (Complex PLD，复杂PLD)。可编程功能块可以从细粒度(组合 逻辑或查找表)到粗粒度(算术逻辑单元或处理器核)不等。可编程 硬件元件也可以称为“可重配置逻辑”。
计算机系统—各种类型的计算或处理系统中的任何一种，包括 个人计算机系统(PC)、大型机计算机系统、工作站、网络器件、 互联网器件、个人数字助理(PDA)、电视系统、网格计算系统或者 其它设备或设备的组合。一般地，术语“计算机系统”可以被广泛地 定义为涵盖具有执行来自存储介质的指令的至少一个处理器的任何设 备(或设备的组合)。
用户装备(UE)(或者“UE设备”)—移动的或便携的并且 执行无线通信的各种类型的计算机系统设备中的任何一种。UE设备 的例子包括移动电话或智能电话(例如，iPhoneTM、基于AndroidTM的电话)、便携式游戏设备(例如，Nintendo DSTM、PlayStationPortableTM、Gameboy AdvanceTM、iPhoneTM)、膝上型电脑、可穿 戴设备(例如，智能手表、智能眼镜)、PDA、便携式互联网设备、 音乐播放器、数据储存设备、或其它手持式设备等等。一般地，术语 “UE”或“UE设备”可以被广泛地定义为涵盖易于被用户携带并且 能够进行无线通信的任何电子、计算和/或电信设备(或设备的组 合)。
基站—术语“基站”具有其普通含义的完全范围，并且至少包 括安装在固定位置并被用于作为无线电话系统或无线电系统的一部分 通信的无线通信站。
处理元件—指各种元件或元件的组合。处理元件包括例如诸如 ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)的 电路、各个处理器核的部分或电路、全部处理器核、各个处理器、诸 如现场可编程门阵列(FPGA)的可编程硬件设备和/或包括多个处理 器的系统的更大的部分。
信道—被用来从发送方(发送器)向接收方传送信息的介质。 应当指出，由于术语“信道”的特征可以根据不同的无线协议有所不 同，因此本文使用的术语“信道”可以被认为以与参考该术语所使用 的设备类型的标准一致的方式使用。在一些标准中，信道带宽可以是 可变的(例如，取决于设备能力、频带状况等等)。例如，LTE可 以支持从1.4MHz到20MHz的可伸缩信道带宽。相反，WLAN信 道可以是十几个MHz(对于WiFi是20至160MHz)宽，而蓝牙信 道可以是大约1MHz宽。其它协议和标准可以包括不同的信道定义。 此外，一些标准可以定义和使用多种类型的信道，例如，用于上行链 路或下行链路的不同信道和/或用于诸如数据、控制信息等不同用途 的不同信道。
频带—术语“频带”具有其普通含义的完全范围，并且至少包 括信道在其中被使用或者为相同目的预留的频谱(例如，无线电频谱) 的一部分。
自动—指在没有直接指定或执行动作或操作的用户输入的情况 下，由计算机系统(例如，由计算机系统执行的软件)或设备(例如， 电路系统、可编程硬件元件、ASIC，等等)执行的动作或操作。因 此，术语“自动”与由用户手动执行或指定的操作形成对照，其中由 用户手动执行或指定操作是用户提供输入来直接执行操作。自动过程 可以由用户提供的输入发起，但是“自动”执行的后续动作不是由用 户指定的，即，不是被“手动”执行的，其中“手动”执行是用户指 定每个要执行的动作。例如，通过选择每个字段并且提供指定信息的 输入(例如，通过键入信息、选择复选框、单选选择，等等)填写电 子表格的用户是在手动填写表格，即使计算机系统必须响应于用户动 作来更新表格。表格可以由计算机系统自动填写，其中计算机系统 (例如，在计算机系统上执行的软件)分析表格的字段并且在没有任 何指定字段答案的用户输入的情况下填写表格。如上所述，用户可以 调用表格的自动填写，但是不参与表格的实际填写(例如，用户不是 手动指定字段的答案，而是这些字段被自动地完成)。本说明书提供 了响应于用户已采取的动作而被自动执行的操作的各种例子。
图1和2-通信系统
图1示出了根据一些实施例的示例性(和简化的)无线通信系统。 应该注意，图1的系统仅仅是可能的系统中的一个例子，并且实施例 可以根据期望在任何各种系统中实现。
如所示出的，示例性无线通信系统包括基站102A，它通过传输 介质与一个或多个用户设备106A、106B等至106N通信。每个用户 设备在本文中可以被称为“用户装备”(UE)。因此，用户设备 106被称为UE或UE设备。
基站102A可以是基本收发器站(BTS)或小区站点，并且可以 包括使得能够与UE106A至106N进行无线通信的硬件。基站102A 也可以配备为与网络100(例如，除各种可能性之外，还包括蜂窝服 务提供商的核心网络、诸如公共交换电话网(PSTN)的电信网络， 和/或互联网)通信。因此，基站102A可以促进用户设备之间和/或 用户设备与网络100之间的通信。
基站的通信区域(或者覆盖区域)可以被称为“小区”。基站 102A和UE 106可以被配置为通过传输介质利用任何各种无线电接 入技术(RAT)通信，各种无线电接入技术也被称为无线通信技术， 或者电信标准，诸如GSM、UMTS(WCDMA、TD-SCDMA)、 LTE，高级LTE(LTE-A)、HSPA、3GPP2 CDMA2000(例如， 1xRTT、1xEV-DO、HRPD、eHRPD)、Wi-Fi、WiMAX等等。
基站102A和其它根据相同或不同蜂窝通信标准操作的类似基站 (诸如基站102B…102N)可以因此作为小区的网络提供，其可以经 由一种或多种蜂窝通信标准在广泛的地理区域上为UE 106A-N和类 似的设备提供连续的或几乎连续的重叠服务。
因此，虽然基站102A可以如在图1中所示出的充当UE 106A-N 的“服务小区”，但是每个UE 106也可以能够从(可能由基站 102B-N和/或任何其它基站提供的)一个或多个其它小区(并且可能 地在其通信范围内)接收信号，这些小区可以被称为“相邻小区”。 这种小区也可以能够根据与基站102A相同的无线通信技术和/或任何 各种其它可能的无线通信技术促进用户设备之间和/或用户设备与网 络100之间的通信。这种小区可以包括“宏”小区、“微”小区、 “微微”小区和/或提供任何各种其它粒度的服务区大小的小区。例 如，在图1中示出的基站102A-B可能是宏小区，而基站102N可能 是微小区。其它配置也是可能的。
注意，UE 106可以能够利用多种无线通信标准通信。例如，UE 106可以被配置为除了至少一种蜂窝通信协议(例如，GSM、UMTS (WCDMA、TD-SCDMA)、LTE、LTE-A、HSPA、3GPP2、CDMA2000(例如，1xRTT、1xEV-DO、HRPD、eHRPD)等)之 外，还利用无线网络(例如，Wi-Fi)和/或点对点无线通信协议(例 如，BT、Wi-Fi点对点等)进行通信。如果期望的话，UE 106也可以或可替代地被配置为利用一个或多个全球导航卫星系统(GNSS， 例如GPS或GLONASS)、一个或多个移动电视广播标准(例如， ATSC-M/H或DVB-H)和/或任何其它无线通信协议进行通信。无线 通信标准的其它组合(包括多于两种无线通信标准)也是可能的。
图2示出了根据一些实施例的、与基站102(例如，基站102A 至102N中的一个)通信的用户装备106(例如，设备106A至106N 中的一个)。UE 106可以是具有蜂窝通信能力的设备，诸如移动电 话、手持式设备、可穿戴设备、计算机或平板电脑、或几乎任何类型 的无线设备。
UE 106可以包括被配置为执行存储在存储器中的程序指令的处 理器。UE 106可以通过执行这种存储的指令执行本文所描述的任何 方法实施例。可替代地或附加地，UE106可以包括被配置为执行本 文所描述的任何方法实施例或者本文所描述的任何方法实施例的任何 部分的可编程硬件元件，诸如ASIC(专用集成电路)。
UE 106可以包括用于利用一种多种无线通信协议或技术进行通 信的一个或多个天线。在一种实施例中，UE 106可以被配置为利用 单个共享无线电装置利用CDMA2000(1xRTT/1xEV-DO/HRPD/ eHRPD)或的LTE和/或利用单个共享无线电装置利用GSM或LTE 中的任一种进行通信。共享无线电装置可以耦合到单个天线，或者可 以耦合到用于执行无线通信的多个天线(例如，用于MIMO)。一 般地，无线电收发器可以包括数字基带处理器、模拟RF信号处理电 路系统(例如，包括滤波器、混频器、振荡器、放大器等)、或数字 信号处理(DSP)电路系统(例如，用于数字调制以及其它数字处理) 的任意组合。类似地，无线电装置可以利用上面提到的硬件实现一个 或多个接收链和发送链。例如，UE 106可以在诸如以上讨论的那些 多种无线通信技术之间共享接收和/或发送链的一个或多个部分。
在一些实施例中，UE 106可以具体包括用于执行单载波频分多 址(SC-FDMA)通信的电路系统。例如，UE 106可以能够利用SC- FDMA通信用于上行链路通信以作为根据LTE无线电接入技术的通 信的一部分。
在一些实施例中，UE 106可以包括用于该UE被配置利用其进 行通信的每种无线通信协议的独立的(并且可能多个)发送和/或接 收链(例如，包括独立的RF和/或数字无线电组件)。作为还有的 可能性，UE 106可以包括在多种无线通信协议之间共享的一个或多个无线电装置、以及被单个无线通信协议专用的一个或多个无线电装 置。例如，UE 106可以包括用于利用LTE或1xRTT(或LTE或 GSM)中的任一种进行通信的共享无线电装置，以及用于利用Wi-Fi 和蓝牙中的每一种进行通信的单独无线电装置。其它的配置也是可能 的。
图3-UE的示例性框图
图3示出了根据一些实施例的UE 106的示例性框图。如所示出 的，UE 106可以包括芯片上系统(SOC)300，芯片上系统可以包括 用于各种目的的部分。例如，如所示出的，SOC 300可以包括可为 UE 106执行程序指令的(一个或多个)处理器302和可以执行图形处理并向显示器360提供显示信号的显示电路系统304。(一个或多 个)处理器302也可以耦合到存储器管理单元(MMU)340，存储器 管理单元可以被配置为从(一个或多个)处理器302接收地址并且将 这些地址转换为到存储器(例如，存储器306、只读存储器(ROM) 350、NAND闪存存储器310)中的位置和/或到其它电路或设备的地 址，其它电路或设备诸如显示电路系统304、无线通信电路系统330、 连接器I/F 320和/或显示器360。MMU 340可以被配置为执行存储 器保护和页表转换或设置。在一些实施例中，MMU 340可以被包括 作为(一个或多个)处理器302的一部分。
如所示出的，SOC 300可以耦合到UE 106的各种其它电路。例 如，UE 106可以包括各种类型的存储器(例如，包括NAND闪存 310)、连接器接口320(例如，用于耦合到计算机系统、扩展坞， 充电站等)、显示器360和无线通信电路系统(例如，无线电装置) 330(例如，用于LTE、Wi-Fi、GPS等)。注意，虽然UE 106被示 为包括与SOC分离的一个或多个无线电装置，但是作为附加或作为 替代，一个或多个无线电装置(或无线电组件)也可能被集成到 SOC中，因为在UE中使用的高级SOC可以包括嵌入式存储器、处 理器、数字信号处理、和/或例如用于低功耗和平台优化的集成到单 个芯片中(通常在CMOS技术中)的一个或多个(潜在不同的)无 线电装置。换句话说，如果期望的话，SOC也可以集成一个或多个 无线电装置，潜在地包括具有Wi-Fi、蓝牙、GPS、FM和/或其它通 信能力中的任何一种或全部的组合芯片。
UE设备106可以包括用于与基站和/或其它设备进行无线通信的 至少一个天线(并且可能地多个天线，例如，用于MIMO和/或用于 实现不同的无线通信技术，以及用于其它各种可能性)。例如，UE 设备106可以使用(一个或多个)天线335来执行无线通信。如上所述，在一些实施例中，UE 106可以被配置为利用多种无线通信技术 以无线方式进行通信。
如本文随后进一步描述的，UE 106可以包括用于执行SC- FDMA通信的硬件和/或软件组件，诸如本文参考尤其图4所描述的。 UE设备106的处理器302可以被配置为，例如，通过执行存储在存 储介质(例如，非临时性计算机可读存储介质)上的程序指令来实现 本文所描述的方法中的一部分或全部。在其它实施例中，处理器302 可以被配置为可编程的硬件元件，诸如FPGA(现场可编程门阵列) 或ASIC(专用集成电路)。可替代地(或附加地)，UE设备106 的处理器302，结合其它组件300、304、306、310、320、330、335、 340、350、360中的一个或多个，可以被配置为实现本文所描述的特 征中的一部分或者全部，诸如本文参考尤其图4所描述的特征。
图4-流程图
图4是示出用于产生和发送射频(RF)波形的方法的流程图。 图4的方法可以由UE106(例如，诸如在图1-3中示出的并且相对 于图1-3描述的)来实现，或者更一般地，如所期望的，除其它设备 之外，还可以结合以上图中所示出的计算机系统或设备中的任何一个。
在各种实施例中，所示出方法中的元素中的一些元素可以被并行 执行、以与所示出的不同的顺序执行、被其它元素替代、或者可以被 省略。也可以根据期望执行附加的元素。如所示出的，该方法可以如 下操作。
在402中，可以确定用于传输的频率资源。频率资源可以包括位 于特定频率周围的信号带宽。该信号带宽可以小于其上将执行传输的 频率信道的信道带宽，此外，至少在一些情况下，频率资源围绕其居 中的频率可以从频率信道的中心频率偏移。
例如，UE可以被配置为根据LTE操作，并且频率资源根据 LTE可以包括一个或多个资源块(RB)。在这种情况下，UE可以 根据LTE首先与蜂窝基站建立或加入小区。该小区可以在具有特定 带宽的特定频率信道上操作。作为其与基站的蜂窝通信的一部分，然 后，UE可以接收用于与蜂窝基站的上行链路LTE通信的上行链路 许可。上行链路许可可以包括，例如，在LTE中可能是典型的对单 载波频分多址(SC-FDMA)上行链路传输的RB分配。RB分配可以 位于与信道的中心频率相差(例如，移位或偏移)频率偏移的频率的 周围。
在404中，可以产生基带信号。基带信号可以具有确定的信号带 宽(例如，取决于所分配的RB的数量)，并且可以置于频率中使得 与RB分配相关联的频率资源位于DC周围。在一些实施例中，与 RB分配相关联的频率资源的中心频率可以位于DC处或靠近DC， 使得频率信道的中心频率从DC偏移。
换句话说，基带信号可以位于第一基带频率周围，该第一基带频 率与所分配的频率资源位于其周围的频率对应；与频率信道的中心频 率对应的第二基带频率可以从第一基带频率偏移。
在406中，基带信号可以被上变频，以产生RF信号。上变频可 以使用本地振荡器(LO)，该本地振荡器被调谐到频率资源位于其 周围/围绕其居中的频率。换句话说，LO可以被调谐到从频率信道的 中心频率偏移(例如，以频率偏移)的频率。
注意，可以使用各种可能的RF架构中的任何一种与上变频结合。
作为第一种可能性，可以使用例如包括包络跟踪、数模转换、低 通滤波、正交混频和线性功率放大器的使用中的任何一种或全部的笛 卡尔RF架构来产生RF信号。
作为第二种可能性，可以使用极性RF架构。例如可以执行笛卡 尔到极性转换，以将基带信号的正交分量I和Q转换为基带相位部 分和振幅部分。
对于窄带信号(如至少在一些情况下可能是典型的，如果基带信 号带宽在由调谐到频率资源围绕其居中的频率的LO上变频之前对应 于实际频率分配)，如果期望的话，在笛卡尔RF架构中用于上变频 的正交混频和LO可以被与极性RF架构结合的锁相回路(PLL)代 替，并且用于将基带相位部分上变频到RF相位部分并且用于驱动高 效率开关功率放大器或数字功率放大器。
在极性RF架构中，振幅部分可以根据各种实施例被转换为模拟 的并且用来利用开关功率放大器控制RF信号的放大，或者，可以保 持为数字的并且用来利用数字功率放大器控制RF信号的放大。此外， 如果期望的话，振幅部分可以在驱动数字功率放大器之前被编码(例 如，Δ-Σ调制、测温、动态元件匹配等)。
还要注意，至少在一些情况下，有可能通过功率放大阶段实现全 部数字RF前端架构。例如，利用上述具有数字PA、数字PLL等的 极性RF架构的例子，有可能提供具有基带和RF前端两者的集成电 路(例如，CMOS芯片)，其可以能够实现图4的方法。
此外注意，由于在图4的方法中，频率移位到分配的/确定的频 率资源是在基带处理之后并且在时域中执行的，因此，(至少在一些 情况下)有可能是这种情况，即，傅立叶变换(例如，离散傅立叶变 换(DFT)或快速傅立叶变换(FFT))和傅立叶逆变换(例如，离 散傅立叶逆变换(IDFT)或快速傅里叶逆变换(IFFT))可能是不需要的，并且可能因此在产生基带信号时(例如，即使在SC-FDMA 信号的情况下)不被执行。如果期望的话，可以执行上采样(以及可 能的内插)作为备选技术来将信号的采样率修改到适当的最终采样率。
在408中，可以发送RF信号。例如，响应于诸如之前描述的上 行链路许可，RF信号可以作为SC-FDMA信号被发送作为上行LTE 通信的一部分。
图5-图15-附加的信息
图5-图15以及本文以下与其结合提供的信息是作为与其中可以 实现图4的方法的可能系统有关的各种考虑和细节的例子来提供的， 并且不是要作为整体限制本公开内容。本文以下提供的对细节的许多 变化和替代是可能的并且应当被认为在本公开内容的范围之内。
图5示出了根据一些实施例的典型的SC-FDMA基带构造。如所 示出的，基带(BB)信号502被输入到离散傅立叶变换(DFT)块 504。由网络施加的对频率分配的信号频率分配(移位)然后在被输 入到离散傅立叶逆变换(IDFT)块506之前，在频域中被执行。在 这种情况下，最终到RF的上变频利用围绕信道中心频率居中的本地 振荡器来执行。因此，尽管基带信号带宽可以比信道带宽小得多(例 如，在LTE中，1RB＝180kHz，而对于20MHz信道，FS＝30.72 MHz)，但是在这种情况下，在IDFT之后数据路径必须处理潜在的 等于Fs的最大带宽(例如，信道带宽和保护频带)。
图6示出了在一些实施例中诸如可以结合图4的方法使用的备选 SC-FDMA基带构造。如所示出的，基带信号602被输入到DFT块 604，但不在频域中移位。相反，当基带信号被输入到IDFT块606 时，基带信号保持位于DC周围(在这个例子中，居中)。因此，在 这种情况下，数据路径有用带宽只取决于RB的数量，而不是全部信 道带宽。这对于数字信号处理会高效得多(例如，会减少功耗/节省 电池)。然后可以在IDFT之后(即，在时域中)通过将用于上变频 的LO调谐/居中到该频率，而将有用信号移动到在信道带宽内所分配的RB的正确频率位置处。
图7示出了可以结合在图6中示出的并且相对于图6描述的基带 构造使用的笛卡尔RF架构。如所示出的，基带信号702被输入到 DFT块704，并且当它被输入到IDFT块706时保持位于DC周围。 如还示出的，该架构可以利用包络跟踪(ET)；通过在IDFT之前 使所分配的RB保持居中并且在上变频期间执行到在信道内的适当频 率的频率移位(例如，如所示出的，利用在Fc+偏移量处居中的 LO 710)，可以通过改进包络路径电路系统效率来提高效率(例如， 由于信号带宽减少)。
图8示出了可以结合在图6中示出的并且相对于图6描述的基带 构造使用的窄带极性RF架构。如所示出的，基带信号802被输入到 DFT块804，并且当它被输入到IDFT块806时保持位于DC周围。 极性调制与基带相位和振幅信号一起工作(例如，相对于与同相(I)和正交(Q)分量的一起工作的笛卡尔架构)。如果期望的话，笛卡尔 到极性变换808可以利用坐标旋转数字计算机(CORDIC)来处理。 在这种情况下，可以不需要数模转换(DAC)和正交混频器用于相 位信号到RF的上变频；由锁相环路(PLL)810输出驱动的开关功 率放大器812具有恒定包络，只有相位调制可以被使用。注意，PLL 810可以是模拟的或数字的。
图9示出了可以结合在图6中示出的并且相对于图6描述的基带 构造一起使用的备选窄带极性RF架构。如所示出的，类似于图6-图 8，基带信号902被输入到DFT块904，并且当它被输入到IDFT块 906时保持位于DC周围。在这种情况下，基带相位信号可以如在图 8中所示出的并且相对于图8所描述的被类似地处理(例如，经历笛 卡尔到极性变换908并且利用数字或模拟PLL 910被上变频)，但 是振幅可以在n位上被数字编码(例如，而不是被转换到模拟的) 并且可以控制数字功率放大器912(例如，电流单元(current cell)、 开关电容器PA等)。注意，如果期望的话，诸如在图9中示出的架 构除了其它各种可能性之外还可以被实现为，例如，在单个CMOS 芯片上的集成数字解决方案。
图10示出了可以结合在图6中示出的并且相对于图6描述的基 带构造一起使用的还有的备选窄带极性RF架构。如所示出的，在图 10中示出的架构可以类似于在图9中示出的架构(例如，包括BB 信号1002被输入到DFT块1004、然后被传递到IDFT块1006、然 后经历笛卡尔到极性变换1008，其中基带相位部分利用数字或模拟 PLL 1010被上变频)，除了可以插入编码器1014来在攻击数字PA 1012之前修改振幅信号，使得根据到编码器1014的n-位输入，可以 使用m-位输出来驱动数字PA 1012。可以使用任何各种类型的编码， 包括但不限于，Δ-Σ调制、测温、动态元件匹配、或任何其它期望类 型的编码。可以使用这种编码来优化数字PA 1012的设计和/或使得 数字PA 1012的设计轻松(例如，为更低的复杂性和/或更高效的功 率利用而减少数字PA中的单元的数量)。
图11示出了可以接合在图6中示出的并且相对于图6描述的基 带构造一起使用的宽带极性RF架构。类似于图6-图10，根据图11 的架构，基带信号1102被输入到DFT块1104，并且当它被输入到 IDFT块1106时保持位于DC周围。也可以发生笛卡尔到极性变换 1108。但是，虽然可以使用(诸如与在图8-图10中示出的架构一起 使用的)PLL来提供窄带RF架构，但是如果基带信号过于宽带，则 PLL可能不能处理该信号。例如，虽然可以使用两个(或更多)点 注入来增加PLL能够处理的功能信号带宽，但是可能存在带宽限制， 其中超过该带宽限制使用PLL是不实际的。因此，在这种情况下 (如在图11中所示出的)，PLL可以被典型的正交混频器1110替 代来将相位信号上变频到RF，用于驱动开关或数字PA。振幅路径可以是模拟的或数字的，并且取决于开关或驱动PA 1112是否被实 现以及振幅信号的编码是否是所期望的，振幅路径可以是如在图8、 9或10中的任何一个所示出的。
图12-图15还示出了在频域和在时域执行频率移位之间的对照， 以及对架构修改还有的可能性。图12示出了典型的SC-FDMA布置， 其中基带信号1202在频域中被移位，使得有用信号在IDFT 1206之 后没有围绕DC居中。在这种情况下，为了能够执行RB的频率移位和在IDFT 1206之前将控制信道放置在频域中，IDFT 1206的尺寸大 于DFT 1204的尺寸。因此，为了获得相同频率的解决方案(即，相 同的子载波间隔)，IDFT 1206采样率可以相应地比DFT 1204采样 率高。因此，原来的基带信号的峰值对平均值功率(PAPR)比可以 被增加，从而影响发送的线性度。
图13示出了SC-FDMA布置，其中基带信号1302没有在频域中 移位，使得有用信号在IDFT 1306之后围绕DC居中，例如，就像是 在如果频率移位要被在RF前端中的LO在时域中执行的情况。注意， 因为在这种情况下，由于RB和控制信道围绕DC居中，并且频率移 位是在IDFT 1306之后在时域中执行的，因此IDFT 1306和DFT 1304块有可能是相同的尺寸并且具有相同的采样率。
这种DFT 1404和IDFT 1406具有相同尺寸的布置在图14中示 出。在这种情况下，在IDFT 1406之后可能需要上采样(以及可能 的内插)1414，以便实现最终的采样率Fs。
此外，由于DFT和IDFT在这种情况下将具有相同的长度，因 此它们可以有效地将彼此抵消(cancel out)，并且可以作为不相干 的被一起丢弃。图15示出了这种布置，其中基带SC-FDMA信号不 受DFT或IDFT的影响，而是被简单地提供给上采样和内插块1514， 以在提供给RF前端之前产生具有最终采样率Fs的信号。
以下提供了还有的示例性实施例。
一组实施例可以包括用于操作无线用户装备(UE)设备的方法， 该方法包括：根据LTE利用蜂窝基站在频率信道上建立小区；接收 用于与蜂窝基站的上行链路LTE通信的上行链路许可，其中上行链 路许可包括为单载波频分多址(SC-FDMA)上行链路传输的资源块(RB)的分配，其中RB的分配位于与信道的中心频率不同的频率 的周围；产生具有基于分配的RB数目的带宽的基带SC-FDMA信号； 以RB的分配位于其周围的频率上变频基带SC-FDMA信号，以产生 RF SC-FDMA信号；以及在小区上执行与蜂窝基站的上行链路LTE 通信，包括发送RF SC-FDMA信号。
根据一些实施例，上变频基带SC-FDMA信号是利用包括正交混 频、本地振荡器(LO)和包络跟踪的笛卡尔RF架构执行的。
根据一些实施例，上变频SC-FDMA信号是利用包括锁相环路 (PLL)的极性RF架构来执行的。
根据一些实施例，该方法还包括：在发送RF SC-FDMA信号之 前利用开关功率放大器或数字功率放大器放大RF SC-FDMA信号。
根据一些实施例，该方法还包括：编码SC-FDMA信号的振幅部 分；并且在发送RFSC-FDMA信号之前根据SC-FDMA信号的编码 的振幅部分利用数字功率放大器放大RF SC-FDMA信号。
根据一些实施例，该方法还包括：将基带SC-FDMA信号从笛卡 尔调制转换为极性调制；利用锁相环路(PLL)或正交混频上变频 SC-FDMA信号的转换的相位部分；并且根据转换的SC-FDMA信号 的振幅部分利用开关功率放大器或数字功率放大器放大SC-FDMA 信号的上变频的相位部分。
根据一些实施例，产生基带SC-FDMA信号不包括执行傅立叶变 换或逆傅立叶变换，其中该方法还包括：在上变频基带SC-FDMA 信号之前，执行基带SC-FDMA信号的上采样和内插，以修改基带 SC-FDMA信号的采样率。
另一组实施例可以包括一种方法，包括：确定为传输分配的频率 资源，其中分配的频率资源包括位于频率周围的信号带宽，其中信号 带宽小于要在其上执行传输的频率信道的信道带宽，其中该频率从频 率信道的中心频率偏移；产生包括位于与该频率对应的第一基带频率 周围的信号带宽的基带信号，其中与频率信道的中心频率对应的第二 基带频率从第一基带频率偏移；利用调谐到从频率信道的中心频率偏 移的频率的本地振荡器(LO)执行基带信号的上变频，以产生RF 信号；以及发送该RF信号。
还有的另一组实施例可以包括无线用户装备(UE)设备，包括： 无线电装置；及处理元件；其中无线电装置和处理元件被配置为执行 前面例子的方法中的任何方法的任何部分或所有部分。
还有的一组示例性实施例可以包括包含程序指令的非临时性计算 机可存取存储介质，其中当程序指令在设备被执行时，使得设备实现 前面例子的方法中的任何方法的任何部分或所有部分。
仍然还有的一组示例性实施例可以包括包含指令的计算机程序， 其中指令用于执行前面例子的方法中的任何方法的任何部分或所有部 分。
还有的另一组示例性实施例可以包括包含用于执行前面例子的方 法中的任何方法的任何或所有部分的装置的设备。
除了上述示例性实施例之外，本公开内容还有的实施例可以以任 何各种形式来实现。例如，一些实施例可以被实现为计算机实现的方 法、计算机可读的存储介质或者计算机系统。其它实施例可以利用诸 如ASIC的一个或多个定制设计的硬件设备来实现。还有的其它实施 例可以利用诸如FPGA的一个或多个可编程硬件元件来实现。
在一些实施例中，非临时性计算机可读存储介质可以被配置为使 得它存储程序指令和/或数据，其中，如果程序指令被计算机系统执 行，则使得计算机系统执行方法，例如，本文所述的任何方法实施例， 或者本文所述的方法实施例的任意组合，或者本文所述的任何方法实 施例的任何子集，或者这些子集的任意组合。
在一些实施例中，设备(例如，UE 106)可以被配置为包括处 理器(或一组处理器)以及存储介质，其中存储介质存储程序指令， 其中处理器被配置为从存储介质中读取并执行程序指令，其中程序指 令是可执行的，以实现本文所述的任何各种方法实施例(或者，本文 所述的方法实施例的任意组合，或者本文所述的任何方法实施例的任 何子集，或者这些子集的任意组合)。设备可以以任何各种形式来实 现。
虽然已经相当详细地描述了以上的实施例，但是，对于本领域技 术人员来说，一旦以上公开内容被完全理解，各种变化和修改就将变 得显而易见。以下权利要求要被解释为涵盖所有变化和修改。

Claims (22)

1.一种无线用户装备UE设备，包括：
天线；
耦合到所述天线的无线电装置；及
耦合到所述无线电装置的处理元件；
其中，所述UE设备被配置为：
确定为传输分配的频率资源，其中分配的频率资源包括位于频率周围的信号带宽，其中该信号带宽小于要在其上执行所述传输的频率信道的信道带宽，其中所述频率从所述频率信道的中心频率偏移；
产生包括位于与所述频率对应的第一基带频率周围的信号带宽的基带信号，其中与所述频率信道的中心频率对应的第二基带频率从所述第一基带频率偏移；
利用调谐到从所述频率信道的中心频率偏移的频率的本地振荡器(LO)执行基带信号的上变频，以产生RF信号；及
发送所述RF信号。
2.如权利要求1所述的UE设备，
其中所述UE设备包括笛卡尔RF架构，该笛卡尔RF架构包括配置为执行所述基带信号的上变频的正交混频和包络跟踪。
3.如权利要求1所述的UE设备，
其中所述UE设备包括极性RF架构，该极性RF架构包括配置为执行所述基带信号的上变频的锁相环路(PLL)。
4.如权利要求3所述的UE设备，其中所述UE设备还被配置为：
在发送所述RF信号之前利用开关功率放大器或数字功率放大器放大所述RF信号。
5.如权利要求3所述的UE设备，其中所述UE设备还被配置为：
编码所述RF信号的振幅部分；及
在发送所述RF信号之前根据所述RF信号的编码的振幅部分利用数字功率放大器放大所述RF信号。
6.如权利要求1所述的UE设备，其中所述UE设备还被配置为：
将所述基带信号从笛卡尔调制转换到极性调制，从而生成基带相位部分和振幅部分；
将所述基带相位部分上变频为RF相位部分；及
根据所述振幅部分放大所述RF相位部分。
7.如权利要求6所述的UE设备，
其中使用锁相环路(PLL)或正交混频中的一种将所述基带相位部分上变频到RF相位部分，
其中使用开关功率放大器或数字功率放大器中的一个或多个来放大所述RF相位部分。
8.如权利要求1所述的UE设备，其中所述UE设备还被配置为：
在执行所述基带信号的上变频之前，执行所述基带信号的上采样和内插，以修改所述基带信号的采样率。
9.一种用于操作无线用户装备UE设备的方法，该方法包括：
根据LTE利用蜂窝基站在频率信道上建立小区；
接收用于与所述蜂窝基站的上行链路LTE通信的上行链路许可，其中所述上行链路许可包括为单载波频分多址SC-FDMA上行链路传输的资源块RB的分配，其中RB的分配位于与所述频率信道的中心频率不同的频率的周围；
产生具有基于分配的RB数目的带宽的基带SC-FDMA信号；
以RB的分配位于其周围的频率上变频所述基带SC-FDMA信号，以产生RF SC-FDMA信号；及
在所述小区上执行与所述蜂窝基站的所述上行链路LTE通信，包括发送所述RF SC-FDMA信号。
10.如权利要求9所述的方法，
其中上变频所述基带SC-FDMA信号是利用包括正交混频、本地振荡器(LO)和包络跟踪的笛卡尔RF架构执行的。
11.如权利要求9所述的方法，
其中上变频所述基带SC-FDMA信号是利用包括锁相环路(PLL)的极性RF架构来执行的。
12.如权利要求11所述的方法，所述方法还包括：
在发送所述RF SC-FDMA信号之前利用开关功率放大器或数字功率放大器放大所述RFSC-FDMA信号。
13.如权利要求11所述的方法，所述方法还包括：
编码所述RF SC-FDMA信号的振幅部分；及
在发送所述RF SC-FDMA信号之前，根据所述RF SC-FDMA信号的编码的振幅部分利用数字功率放大器放大所述RF SC-FDMA信号。
14.如权利要求9所述的方法，所述方法还包括：
将所述基带SC-FDMA信号从笛卡尔调制转换到极性调制；
利用锁相环路(PLL)或正交混频上变频转换的SC-FDMA信号的相位部分；及
根据转换的SC-FDMA信号的振幅部分利用开关功率放大器或数字功率放大器放大所述SC-FDMA信号的上变频的相位部分。
15.如权利要求9所述的方法，其中产生所述基带SC-FDMA信号不包括执行傅立叶变换或逆傅立叶变换，其中所述方法还包括：
在上变频所述基带SC-FDMA信号之前，执行所述基带SC-FDMA信号的上采样和内插，以修改所述基带SC-FDMA信号的采样率。
16.一种包括电路系统的集成电路IC，所述电路系统配置为：
确定为传输分配的频率资源，其中分配的频率资源包括位于频率周围的信号带宽，其中所述信号带宽小于所述传输的频率信道的信道带宽，其中该频率从所述频率信道的中心频率偏移；
产生包括位于与所述频率对应的第一基带频率周围的信号带宽的基带信号，其中与所述频率信道的中心频率对应的第二基带频率从所述第一基带频率偏移；及
以从所述频率信道的中心频率偏移的所述频率执行所述基带信号的上变频，以产生RF信号；
其中所述RF信号被配置为用于无线传输。
17.如权利要求16所述的IC，其中所述电路系统还被配置为：
将所述基带信号从笛卡尔调制转换到极性调制，从而生成基带相位部分和振幅部分；
将所述基带相位部分上变频到RF相位部分；及
根据所述振幅部分利用数字功率放大器放大所述RF相位部分。
18.如权利要求17所述的IC，其中所述电路系统还被配置为：
利用以下中的一种或多种编码所述振幅部分：
Δ-∑调制编码；
测温编码；
动态元件匹配；
其中所述RF相位部分根据编码的振幅部分被放大。
19.如权利要求16所述的IC，其中所述电路系统还被配置为：
在执行所述基带信号的上变频之前，在所述基带信号上执行上采样和内插而不执行傅里叶变换或逆傅里叶变换来修改所述基带信号的采样率。
20.如权利要求16所述的IC，
其中所述IC包括互补型金属氧化物半导体(CMOS)芯片，其中配置为确定为所述传输分配的频率资源、产生所述基带信号、并且执行上变频的所述电路系统包括数字基带和RF电路系统。
21.一种非临时性计算机可读存储介质，所述非临时性计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序被配置为被电子设备的一个或多个处理器执行，所述一个或者多个程序包括用于执行根据权利要求9-15中任一项所述的方法的指令。
22.一种电子设备，包括：
一个或多个处理器；以及
存储一个或多个程序的存储器，所述一个或多个程序被配置为被所述一个或多个处理器执行，所述一个或者多个程序包括用于执行根据权利要求9-15中任一项所述的方法的指令。
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