CN107005385A - 在无线通信系统中使用交错保护正交频分复用的方法和装置 - Google Patents

在无线通信系统中使用交错保护正交频分复用的方法和装置 Download PDF

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Abstract

提供了使用IG‑OFDM结构用于无线通信的用户设备、装置和方法。装置被配置为发送已知的参考信号。装置被配置为响应于参考信号，从至少一个用户设备(UE)接收能力信息，该能力信息包括子频带带宽或能够由至少一个UE动态地开启或关闭的独立可解码子频带的数量中的至少一个。装置被配置为根据所接收的能力信息来定义交错保护OFDM(IG‑OFDM)结构，IG‑OFDM结构包括分布在OFDM符号内的保护音，其中在这些保护音上没有信号发送。装置被配置为使用根据IG‑OFDM结构而成形的发送波形来与至少一个UE进行通信。

Description

在无线通信系统中使用交错保护正交频分复用的方法和装置
技术领域
本申请一般地涉及无线通信系统，更具体地，涉及改善低功率、大带宽通信系统的性能。
背景技术
由于频谱带宽效率、频率选择性衰落信道的鲁棒性等，正交频分复用(OFDM)已经被采用作为各种高数据速率无线通信系统的标准。然而，随着我们研究更大的系统带宽以为将来的通信系统提供增加的数据速率，OFDM系统的实现引起一些困难。随着OFDM系统的数据速率和带宽增加，信号处理复杂度显著提高，从而导致增大的功耗。所公开的实施例通过引入用于低功率、大带宽通信系统的交错保护(interleaved guard)OFDM来解决这些问题。
发明内容
技术问题的解决方案
提供了在无线通信系统中使用交错保护OFDM的方法和装置。
第一实施例包括一种装置，该装置包括收发器，收发器包括至少一个控制器。收发器被配置为发送已知的参考信号。收发器被配置为响应于参考信号从至少一个用户设备(UE)接收能力信息，该能力信息包括子频带带宽或能够由至少一个UE动态地开启或关闭的独立可解码子频带的数量中的至少一个。收发器被配置为根据所接收的能力信息来定义交错保护OFDM(IG-OFDM)结构，IG-OFDM结构包括分布在OFDM符号内的保护音(tone)，其中在这些保护音上没有信号发送。收发器被配置为使用根据IG-OFDM结构而成形的发送波形来与至少一个UE进行通信。在一些情况下，使用用于IG-OFDM结构的音的位图来发送能力信息，其中位图指示应插入保护音或空音的位置，并且IG-OFDM结构在这些位置处包括保护音或空音。在一些情况下，该装置在IG-OFDM模式和非IG-OFDM模式之间动态地切换以在IG-OFDM服务时段内根据IG-OFDM结构来与至少一个UE通信，并且还在第二服务时段内不使用IG-OFDM结构来与第二UE通信。在一些情况下，在数据发送的第一部分中传送IG-OFDM结构，并且根据IG-OFDM结构对数据发送的第二部分进行格式化。在一些情况下，该装置根据IG-OFDM结构使用不同的相应子频带带宽来与至少两个不同的UE通信。
第二实施例包括一种用于与至少一个基站进行无线通信的UE，该UE包括收发器。收发器被配置为通过向至少一个基站发送能力信息来与至少一个基站进行通信，能力信息包括子频带带宽或能够由至少一个UE动态地开启或关闭的独立可解码子频带的数量中的至少一个。收发器被配置为此后使用根据至少部分地由能力信息定义的IG-OFDM结构而成形的接收波形，来与基站进行通信。IG-OFDM结构包括分布在OFDM符号内的保护音，其中在这些保护音上没有信号发送。在一些情况下，在数据发送的第一部分中传送能力信息，并且根据IG-OFDM结构对数据发送的第二部分进行格式化。在一些情况下，UE使用分布在所接收的IG-OFDM波形的OFDM符号内的保护音来对独立可解码子频带中的至少一个进行滤波。在一些情况下，UE针对每个子频带使用单独的可变增益放大器(sub-VGA)、模数转换器(sub-ADC)和快速傅里叶变换(sub-FFT)处理器来处理多个独立可解码子频带。在一些情况下，UE动态地关闭与该UE不对应的子频带的子处理路径。在一些情况下，UE使用至少一个子模数转换器(sub-ADC)在与UE相关联的多个独立可解码子频带中的一个上接收并处理数据，并且关闭对应于与该UE不关联的独立可解码子频带的至少一个其他子模数转换器。
第三实施例包括一种由包括至少一个收发器的装置进行无线通信的方法，收发器包括至少一个控制器。该方法包括通过向至少一个基站发送能力信息来与至少一个基站进行通信，能力信息包括子频带带宽或能够由至少一个UE动态地开启或关闭的独立可解码子频带的数量中的至少一个。该方法包括此后使用根据至少部分地由能力信息定义的IG-OFDM结构而成形的接收波形，来与基站进行通信。IG-OFDM结构包括分布在OFDM符号内的保护音，其中在这些保护音上没有信号发送。在一些情况下，能力信息包括用于IG-OFDM结构的音的位图，其中位图指示应插入保护音或空音的位置，并且IG-OFDM结构在这些位置处包括保护音或空音。该方法还可以包括使用分布在接收波形的OFDM符号内的保护音来对独立可解码子频带中的至少一个进行滤波。该方法还可以包括使用至少一个子模数转换器(sub-ADC)在与该装置相关联的多个独立可解码子频带中的一个上接收并处理数据，并且关闭对应于与该装置不关联的独立可解码子频带的至少一个其他子模数转换器。在一些情况下，其中在数据发送的第一部分中发送能力信息，并且根据IG-OFDM结构对数据发送的第二部分进行格式化。在一些情况下，至少一个基站根据IG-OFDM结构使用不同的相应子频带带宽来与至少两个不同的UE通信。该方法还可以包括：针对每个子频带使用单独的可变增益放大器(sub-VGA)、模数转换器(sub-ADC)和快速傅里叶变换(sub-FFT)处理器来处理多个独立可解码子频带。该方法还可以包括动态地关闭与该装置不对应的子频带的子处理路径。在一些情况下，保护音分布在OFDM符号内的特定位置处，以减少子频带之间的干扰。
在进行下面的详细描述之前，阐述本专利文献中使用的某些单词和短语的定义可能是有利的：术语“包括(include)”和“包含(comprise)”及其衍生词是指包括(inclusion)但不受限；术语“或”是包含性的，是指“和/或”；短语“与…相关联”和“与之相关联”及其衍生词可以指包括…、包括在…内、与…互连、包含…、包含在…内、连接到…或与…连接、耦接到…或与…耦接、与…通信、与…合作、交错…、并置…、接近…、绑定到…或与…绑定、具有…、或具有……的特性等；并且术语“控制器”是指控制至少一个操作的任何设备、系统或其一部分，这样的设备可以以硬件、固件或软件，或者硬件、固件或软件中的至少两个的一些组合来实现。应当注意，与任何特定控制器相关联的功能可以是集中式的或分布式的，无论是本地的还是远程的。在本专利文献中提供了一些单词和短语的定义，本领域普通技术人员应当理解，在许多情况下(即使不是大多数情况)，这样的定义适用于此类定义的单词和短语的先前以及将来的使用。
附图说明
为了更全面地了解本公开及其优点，现在参考结合附图的以下描述，在附图中相同的附图标记表示相同的部分：
图1示出了根据本公开的示例无线网络；
图2A和2B示出了根据本公开的示例无线发送和接收路径；
图3示出了根据本公开的示例用户设备(UE)；
图4示出了根据本公开的示例eNB；
图5示出了根据本公开的实施例的使用单个FFT的参考OFDM系统中的音(tone)结构；
图6示出了根据本公开的实施例的使用单个FFT的信道绑定的示例；
图7A和7B示出了根据本公开的实施例的使用多个FFT的LTE-A系统中的载波聚合的示例；
图8示出了根据本公开的实施例的使用组合的子频带和多个FFT的模拟多音方法；
图9示出了使用单个FFM的在此公开的交错保护OFDM结构的一个实施例；
图10示出了根据所公开的实施例的示例交错保护OFDM发射机的架构；
图11示出了根据所公开的实施例的用于单个FFT的示例交错保护OFDM接收机架构1100的架构；
图12示出了根据本公开的实施例的、可由此处公开的接收机或收发器执行的、对具有多个子频带的宽带OFDM模拟信号的子频带ADC处理的方法；
图13示出了根据本公开的实施例的具有多个FFT的接收机架构的另一实施例；
图14示出了根据本公开的实施例应用于OFDMA系统的公开技术的实施例；
图15示出了根据本公开的实施例的在MAC层处的动态交错保护OFDM；
图16示出了根据本公开的实施例的PHY层的动态配置，其中IG-OFDM模式在报头(header)和有效载荷(playload)之间动态地改变；
图17示出了根据本公开的实施例的OFDM与IG-OFDM发送模式之间的动态切换和调度；
图18示出了根据本公开的实施例的低带宽设备仅支持单个子ADC和子FFT以进行操作的示例；以及
图19示出了根据本公开的实施例的具有下变频到半带宽而不是DC的这种替选的接收机架构。
具体实施方式
以下讨论的图1至19以及用于描述本专利文献中的本公开的原理的各种实施例仅作为说明的方式，而不应解释为以任何方式限制本公开的范围。本领域技术人员将理解，本公开的原理可以以任何适当安排的系统或方法来实现。
所公开的实施例包括用于大带宽的OFDM通信系统，该系统消除了发射机处的聚合电路泄漏并支持接收机处的低功率操作。所公开的实施例包括交错保护OFDM(IG-OFDM)结构，该结构在OFDM符号内交错(分布)保护音或空音。在这些音上没有发送信号。对于等同的通信带宽，与传统的OFDM系统相比，使用IG-OFDM的数据发送的总有用频谱可以仍然保持恒定。IG-OFDM系统可以根据向后兼容性的需要，动态地退回到常规的OFDM系统。特别是在低功率、大带宽通信系统中，所公开的实施例以更少的干扰提供了更好的性能。
所公开的实施例包括一种新的OFDM结构，其中保护音分布在OFDM符号内。这使得能够以较低采样频率使用接收机处的子ADC，这是因为可以独立地处理由多个保护音限定的每个子频带，并且可以动态地关闭未使用的子频带，从而导致功率节省。当与用于提供大带宽通信的传统架构所获得的类似功能比较时，这也简化了发射机，在于它消除了对装置进行聚合的需要，并且消除了由于相邻信道的谐波副本(harmonic copies)折返到关注的当前信道而可能发生的泄漏。
图1示出了根据本公开的示例无线网络100。图1所示的无线网络100的实施例仅用于说明。在不脱离本公开的范围的情况下，可以使用无线网络100的其他实施例。
如图1所示，无线网络100包括eNodeB(eNB)101、eNB 102和eNB 103。eNB 101与eNB102和eNB 103通信。eNB 101还与诸如因特网、专用IP网络或其他数据网络的至少一个因特网协议(IP)网络130通信。
根据网络类型，可以使用其他公知的术语来代替“eNodeB”或“eNB”，例如“基站”或“接入点”或“AP”。为了方便起见，在本专利文献中使用术语“eNodeB”、“eNB”和“基站”来指代对远程终端提供无线接入的网络基础设施组件。此外，根据网络类型，可以使用其他公知的术语来代替“用户设备”或“UE”，例如“移动台”、“用户站”、“远程终端”、“无线终端”、“用户装备”或指代这种装置的类似术语。为了方便起见，在本专利文献中使用术语“用户设备”和“UE”来指代无线接入eNB的远程无线设备，无论UE是移动设备(诸如移动电话或智能电话)，还是通常被认为的固定设备(诸如台式计算机或自动售货机)。
eNB 102向eNB 102的覆盖区域120内的第一多个用户设备(UE)提供至网络130的无线宽带接入。第一多个UE包括：可以位于小型企业(SB)中的UE 111、可以位于企业(E)中的UE 112、可以位于WiFi热点(HS)中的UE 113、可以位于第一住所(R)中的UE 114、可以位于第二住所(R)中的UE 115、以及可以是移动设备(M)(如蜂窝电话、无线膝上型计算机、无线PDA等)的UE 116。eNB 103向eNB 103的覆盖区域125内的第二多个UE提供至网络130的无线宽带接入。第二多个UE包括UE 115和UE 116。在一些实施例中，eNB 101-103中的一个或多个可以使用5G、LTE、LTE-A、WiMAX或其他先进的无线通信技术彼此通信，以及与UE 111-116进行通信。
虚线表示覆盖区域120和125的近似范围，其仅为了说明和解释的目的而被示出为大致圆形。应当清楚地理解，取决于eNB的配置以及与自然障碍和人为障碍相关联的无线电环境的变化，与eNB相关联的覆盖区域(例如，覆盖区域120和125)可以具有其他形状，包括不规则形状。
虽然图1示出了无线网络100的一个示例，但是可以对图1进行各种改变。例如，无线网络100可以以任何合适的布置包括任何数量的eNB和任何数量的UE。而且，eNB 101可以直接与任何数量的UE通信，并且向这些UE提供至网络130的无线宽带接入。类似地，每个eNB102-103可以直接与网络130进行通信，并且向UE提供至网络130的直接无线宽带接入。此外，eNB 101、102和/或103可以提供至其它或附加的外部网络(诸如外部电话网络或其他类型的数据网络)的接入。
图2A和2B示出了根据本公开的示例无线发送和接收路径。在下面的描述中，发送路径200可以被描述为在eNB(例如，eNB 102)中实现，而接收路径250可以被描述为在UE(例如，UE 116)中实现。然而，应当理解，接收路径250可以在eNB中实现，并且发送路径200可以在UE中实现。在一些实施例中，发送路径200和接收路径250被配置为使用如本文所述的IG-OFDM技术进行通信。
发送路径200包括信道编码和调制模块205、串行到并行(S到P)模块210、大小(size)为N的快速傅里叶逆变换(IFFT)模块215、并行到串行(P到S)模块220、添加循环前缀模块225和上变频器(UC)230。接收路径250包括下变频器(DC)255、去除循环前缀模块260、串行到并行(S到P)模块265、大小为N的快速傅立叶变换(FFT)模块270、并行到串行(P到S)模块275、以及信道解码和解调模块280。
在发送路径200中，信道编码和调制模块205接收一组信息比特，应用编码(诸如低密度奇偶校验(LDPC)编码)，并且调制输入比特(例如，使用正交相移键控(QPSK)或正交幅度调制(QAM))来生成频域调制符号序列。串行到并行模块210将串行调制符号转换(例如，解复用)为并行数据，以生成N个并行符号流，其中N是在eNB 102和UE 116中使用的IFFT/FFT大小。大小为N的IFFT模块215对N个并行符号流执行IFFT运算以生成时域输出信号。并行到串行模块220将来自大小为N的IFFT模块215的并行时域输出符号转换(例如，复用)，以生成串行时域信号。添加循环前缀模块225将循环前缀插入时域信号。上变频器230将添加循环前缀模块225的输出调制(例如上变频)为用于经由无线信道进行发送的RF频率。在变频到RF频率之前，还可以在基带处将信号滤波。
来自eNB 102的发送RF信号在通过无线信道之后到达UE 116，并且在UE 116处执行相对于eNB 102处的操作反向的操作。下变频器255将接收的信号下变频为基带频率，并且去除循环前缀模块260去除循环前缀以生成串行时域基带信号。串行到并行模块265将时域基带信号转换为并行时域信号。大小为N的FFT模块270执行FFT算法以生成N个并行频域信号。并行到串行模块275将并行频域信号转换成调制数据符号序列。信道解码和解调模块280将调制符号解调和解码以恢复原始输入数据流。
每个eNB 101-103可以实现类似于在下行链路中向UE 111-116发送的发送路径200，并且可以实现类似于在上行链路中从UE 111-116接收的接收路径250。类似地，UE111-116中的每个可以实现用于在上行链路中向eNB101-103发送的发送路径200，并且可以实现用于在下行链路中从eNB 101-103接收的接收路径250。
图2A和2B中的每个组件可以仅使用硬件或使用硬件和软件/固件的组合来实现。作为具体示例，图2A和2B中的至少一些组件可以用软件实现，而其他组件可以由可配置的硬件、或软件和可配置的硬件的混合来实现。例如，FFT模块270和IFFT模块215可以被实现为可配置的软件算法，其中可以根据实现修改大小N的值。一个或多个硬件控制器可用于实现这些图中所示的每个或多个组件。
此外，虽然被描述为使用FFT和IFFT，但这仅是通过说明的方式，而不应被解释为限制本公开的范围。可以使用其他类型的变换，例如离散傅里叶变换(DFT)和离散傅里叶逆变换(IDFT)函数。应当理解，变量N的值可以是用于DFT和IDFT函数的任意整数(例如1、2、3、4等)，尽管变量N的值也可以是用于FFT和IFFT函数的2的幂(例如，1、2、4、8、16等)的任意整数。
虽然图2A和2B示出了无线发送和接收路径的示例，但是可以对图2A和图2B进行各种改变。例如，图2A和2B中的各种组件可以被组合、进一步细分或省略，并且可以根据具体的需要添加附加组件。另外，图2A和2B旨在说明可在无线网络中使用的发送和接收路径的类型的示例。可以使用任何其他合适的架构来支持无线网络中的无线通信。
图3示出了根据本公开的示例UE 116。图3所示的UE 116的实施例仅用于说明，并且图1A的UE 111-115可以具有相同或相似的配置。然而，UE具有各种各样的配置，并且图3不将本公开的范围限制于UE的任何特定实现。
UE 116包括多个天线305a-305n、射频(RF)收发器310a-310n、发送(TX)处理电路315、麦克风320和接收(RX)处理电路325。TX处理电路315和RX处理电路325分别耦接到RF收发器310a-310n中的每个，例如耦接到RF收发器310a、RF收发器210b至第N个RF收发器310n，其中RF收发器310a、RF收发器210b至第N个RF收发器310n分别耦接到天线305a、天线305b和第N个天线305n。在一些实施例中，UE 116包括单个天线305a和单个RF收发器310a。UE 116还包括扬声器330、主处理器340、输入/输出(I/O)接口(IF)345、键盘(keypad)350、显示器355和存储器360。存储器360包括基本操作系统(OS)程序361和一个或多个应用362。
RF收发器310a-310n从相应的天线305a-305n中接收由网络100的eNB或AP发送的输入RF信号。在一些实施例中，针对特定的频带或技术类型来配置RF收发器310a-310n和相应的天线305a-305n中的每个。例如，第一RF收发器310a和天线305a可以被配置为经由近场通信(例如，蓝牙通信)来进行通信，而第二RF收发器310b和天线305b可以被配置为经由诸如Wi-Fi的IEEE 802.11通信来进行通信，并且另一个RF收发器310n和天线305n可以被配置为经由诸如3G、4G、5G、LTE、LTE-A或WiMAX的蜂窝通信来进行通信。在一些实施例中，针对特定频带或相同的技术类型来配置RF收发器310a-310n和相应天线305a-305n中的一个或多个。RF收发器310a-310n将输入RF信号下变频以生成中频(IF)或基带信号。IF或基带信号被发送到RX处理电路325，RX处理电路325通过将基带或IF信号滤波、解码和/或数字化来生成处理后的基带信号。RX处理电路325将处理后的基带信号发送到扬声器330(例如，用于语音数据)或主处理器340以用于进一步处理(诸如，用于网页浏览数据)。
TX处理电路315接收来自麦克风320的模拟或数字语音数据或来自主处理器340的其他输出基带数据(例如网络数据、电子邮件或交互式视频游戏数据)。TX处理电路315将输出基带数据编码、复用和/或数字化以生成处理后的基带或IF信号。RF收发器310a-310n从TX处理电路315接收输出的处理后的基带或IF信号，并将基带或IF信号上变频为经由一个或多个天线305a-305n发送的RF信号。
主处理器340可以包括一个或多个处理器或其他处理设备，并且执行存储在存储器360中的基本OS程序361，以控制UE 116的整体操作。例如，主处理器340可以根据众所周知的原理，控制通过RF收发器310a-310n、RX处理电路325和TX处理电路315对前向信道信号的接收以及对反向信道信号的发送。在一些实施例中，主处理器340包括至少一个微处理器或微控制器。
主处理器340还能够执行驻留在存储器360中的其他处理和程序，例如，用于插入本发明的至少一个方面的一般描述的操作。主处理器340可以根据正执行的处理的需求将数据移入或移出存储器360。在一些实施例中，主处理器340被配置为基于OS程序361或响应于从eNB或运营者(operator)接收的信号来执行应用362。主处理器340还耦接到I/O接口345，I/O接口345向UE 116提供连接到其他设备(诸如膝上型计算机和手持式计算机)的能力。I/O接口345是这些附件与主控制器340之间的通信路径。
主处理器340还耦接到键盘350和显示单元355。UE 116的用户可以使用键盘350将数据输入到UE 116。显示器355可以是液晶显示器，或是能够呈现文本、或诸如来自网站的至少有限的图形、或它们的组合的显示器。
存储器360耦接到主处理器340。存储器360的一部分可以包括随机存取存储器(RAM)，并且存储器360的另一部分可以包括闪速存储器或其他只读存储器(ROM)。
虽然图3示出了UE 116的一个示例，但是还可以对图3进行各种改变。例如，图3中的各种组件可以被组合、进一步细分或省略，并且可以根据特定需要添加附加组件。作为具体示例，主处理器340可以被划分为多个处理器，诸如一个或多个中央处理单元(CPU)和一个或多个图形处理单元(GPU)。另外，尽管图3示出了被配置为移动电话或智能电话的UE116，UE还可以被配置为作为其他类型的移动或固定设备进行操作。
图4示出了根据本公开的示例eNB 102。图4所示的eNB 102的实施例仅用于说明，并且图1中的其他eNB可以具有相同或相似的配置。然而，eNB具有各种各样的配置，并且图4并不将本公开的范围限制于eNB的任何特定实现。
如图4所示，eNB 102包括多个天线405a-405n、多个RF收发器410a-410n、发送(TX)处理电路415和接收(RX)处理电路420。eNB 102还包括控制器/处理器425、存储器430、以及回程或网络接口435。
RF收发器410a-410n从天线405a-405n接收输入RF信号，诸如由UE或其他eNB发送的信号。RF收发器410a-410n对输入RF信号进行下变频以生成IF或基带信号。将IF或基带信号发送到RX处理电路420，RX处理电路420通过将基带或IF信号滤波、解码和/或数字化来生成处理后的基带信号。RX处理电路420将处理后的基带信号发送到控制器/处理器425以用于进一步处理。
TX处理电路415从控制器/处理器425接收模拟或数字数据(例如，语音数据、网络数据、电子邮件或交互式视频游戏数据)。TX处理电路415将输出基带数据编码、复用和/或数字化以生成处理后的基带或IF信号。RF收发器410a-410n从TX处理电路415接收输出的处理后的基带或IF信号，并将基带或IF信号上变频为经由天线405a-405n发送的RF信号。
控制器/处理器425可包括控制eNB 102的整体操作的一个或多个处理器或其他处理设备。例如，控制器/处理器425可以根据众所周知的原理，控制RF收发器410a-410n、RX处理电路420和TX处理电路415对前向信道信号的接收以及对反向信道信号的发送。控制器/处理器425也可以支持附加功能，诸如更先进的无线通信功能。例如，控制器/处理器425可以支持波束形成或定向路由(directional routing)操作，在该定向路由操作中来自多个天线405a-405n的输出信号被不同地加权，以有效地在期望的方向上操纵(steer)输出信号。控制器/处理器425可以在eNB 102中支持各种其他功能中的任何一种。在一些实施例中，控制器/处理器425包括至少一个微处理器或微控制器。
控制器/处理器425还能够执行驻留在存储器430中的程序和其他处理，诸如基本OS。控制器/处理器425可以根据正执行的处理的需求将数据移入或移出存储器430。
控制器/处理器425还耦接到回程或网络接口435。回程或网络接口435允许eNB102通过回程连接或通过网络与其他设备或系统通信。接口435可以支持通过任何合适的有线或无线连接的通信。例如，当eNB 102被实现为蜂窝通信系统(例如支持5G、LTE或LTE-A的蜂窝通信系统)的一部分时，接口435可以允许eNB 102通过有线或无线回程连接与其他eNB进行通信。当eNB 102被实现为接入点时，接口435可以允许eNB 102通过有线或无线局域网或通过到较大型网络(例如，因特网)的有线或无线连接来进行通信。接口435包括支持通过有线或无线连接(诸如，以太网或RF收发器)的通信的任何合适的结构。
存储器430耦接到控制器/处理器425。存储器430的一部分可以包括RAM，并且存储器430的另一部分可以包括闪速存储器或其他ROM。
如下面更详细地描述的，eNB 102的发送和接收路径(使用RF收发器410a-410n、TX处理电路415和/或RX处理电路420实现的)支持与FDD小区和TDD小区的聚合的通信。
虽然图4示出了eNB 102的一个示例，但是可以对图4进行各种改变。例如，eNB 102可以包括任何数量的图4所示的每个组件。作为具体示例，接入点可以包括多个接口435，并且控制器/处理器425可以支持路由功能以在不同的网络地址之间路由数据。作为另一具体示例，虽然示出为包括TX处理电路415的单个实例和RX处理电路420的单个实例，但是eNB102可以包括每个(例如，每个RF收发器有一个)的多个实例。
图5示出了使用单个FFT的参考OFDM系统中的音结构500。空/保护音502被插入在与数据/导频音504相邻的DC处和系统的边缘处。DC处的空音被应用于中心载波可以具有强的DC偏移的DC接收机。保护子载波(subcarriers)或音502用于防止从一个频带到相邻频带的干扰。随着信道带宽增加，ADC带宽增加。假设子载波间隔保持恒定，则FFT大小也增加。
一些无线系统(例如IEEE 802.11ad)提供大的通信带宽(几GHz)，为了低功耗这必须以有效的方式来实现。增加信道带宽的一种方法是通过信道绑定(channel banding)。在这种情况下，属于两个相邻信道的频谱被绑定为单个更宽的频带信道。FFT大小适当增加；通常，FFT大小的相对增加与带宽的相对增加成比例。例如，IEEE 802.11n规范描述了下述信道绑定机制：其通过在保持312.5KHz的相同子载波间隔的同时将FFT大小从64变为128，允许带宽从20MHz增长到40MHz。
图6示出了使用单个FFT的信道绑定的示例。在该图中，频带1 602与频带2 604绑定以产生具有任意单独的频带的两倍带宽的绑定信道606。
上述信道绑定机制的一种替选方案是例如在LTE-A中实现的载波聚合。在这种情况下，利用每个频带的控制信令和独立的数据流同时使用多个频带。频带可以是连续的或非连续的。对于该选择，需要多个FFT，其中每个子频带有一个FFT。通常，FFT保持如同其在原始单频带操作中。
图7A和7B示出了使用多个FFT的LTE-A系统中的载波聚合的示例。图7A示出了使用多个FFT的连续载波聚合。在该示例中，具有其单个FFT的载波A 702与具有其自己的单个FFT的下一个(next)连续载波B 704聚合，以产生聚合载波706(其使用多个FFT)。
图7B示出了使用多个FFT的非连续载波聚合。在该示例中，具有其单个FFT的载波A712与具有其自己的单个FFT的非连续载波B 714聚合，以产生聚合载波716(其使用多个FFT)。
其他系统可以使用模拟多音方式，其中对于不同的子频带使用多个FFT(例如在LTE载波聚合的情况下)，但是保持子频带之间的间隔是小的。不可避免地，这导致了干扰，该干扰在接收机处使用干扰估计和消除技术被消除。
图8示出了使用组合的子频带和多个FFT的模拟多音方法。该示例示出了包括频带-1 802、频带-2 812和频带-3 822的三个频带。每个频带具有多个数据/导频信号的子频带，例如，如子频带804和子频带806所示，并且每个子频带具有相应的FFT。子频带通常由DC信号(如由DC信号808所示)分隔开。频带由保护音(如由保护音810所示)分隔开。
这种模拟多音方法的优点是通过最小化保护频带来降低开销。模拟多音方法的缺点是：频带的聚合在发射机处无法很好地工作，这是由于不可能校正数字域中的谐波泄漏或子频带干扰(如可以在接收机中进行的)，而且在存在噪声和其他损伤的情况下在接收机处消除这些也会是非常具有挑战性的。
除了多频带OFDM使用对应于单个频带的单个FFT并且在多个频带之间跳跃(hop)之外,多频带OFDM使用与图8所示的模拟多音类似的结构。
所公开的实施例考虑了用于大带宽系统的设备之间的通信，其中用于大带宽系统的设备中的一个可以是接入点(AP)、基站(BS)、eNB，或UE。本领域技术人员可以理解，AP、BS、eNB或UE可以是另一设备，并且本文描述或要求保护的技术可以适用于该另一设备，而不会失去一般性。
所公开的实施例包括在OFDM符号内交错(分布)保护音或空音的交错保护OFDM(IG-OFDM)结构。在这些音上没有发送信号。对于等同的通信带宽，与传统的OFDM系统相比，使用IG-OFDM的数据发送的总有用频谱可以仍然保持恒定。IG-OFDM系统可以根据向后兼容性的需要动态地返回到常规的OFDM系统。
随着系统发展到更大的带宽(几GHz到数十GHz的数量级)，使用子频带ADC的ADC架构从功耗和带宽缩放的角度来看更有效率。子ADC架构还用于在模拟域中在子频带的基础上进行增益调整，从而降低ADC位宽要求。此外，子ADC还可以通过在单独的子ADC上进行处理来降低带内低带宽干扰。对于使用子ADC的系统，保护音的交错是以与接收机的子ADC的带宽对准(aligned)的方式来完成的。保护音的这种交错降低了使用子频带ADC处理的接收机的相邻子频带之间的干扰。
当以OFDMA方式使用IG-OFDM时，所公开的实施例还允许动态电力节省，这是由于可以关闭其他用户的整个子ADC处理以节省电力。在当前的OFDMA接收机实现中限制了该特征，其中直到FFT的处理需要以全带宽来执行，从而导致增加的功耗。通过在发射机处保持单个FFT结构，也可以消除模拟聚合和泄漏问题。
如上述模拟多音方法中所使用的、其后为聚合的多个子FFT遭受泄漏问题，并且一旦发生这些损害，则消除这些损害是非常有挑战性的。
相比之下，根据所公开的实施例，IG-OFDM接收机本身可以使用多个FFT，并且可以在数字域中应用任何必要的校正。因此，所公开的实施例的一个显著优点在于，发射机处的聚合和泄漏电路可以被完全消除，而接收机可以根据电力节省的需要使用多个子FFT。
图9示出了使用单个FFM的如本文公开的交错保护OFDM结构900的一个实施例。根据每个子频带的带宽放置保护音。还可以添加保护音来支持新的子频带中的DC。
这一示例示出了与其他系统相比具有显著增加的带宽的单频带902。每个频带具有多个数据/导频信号的子频带，例如，如子频带904和子频带906所示，并且跨子频带使用单个FFT。子频带由DC信号(如DC信号908所示)分隔开，或由交错保护音910分隔开。频带由带间保护音(如带间保护音912所示)分隔开。注意，在这一示例中，与交错保护音910相比，存在更多的带间保护音912。交错保护音910使得能够实现低功率子频带接收机。UE可以使用至少一个子ADC来根据子频带带宽与eNB进行通信，并且可以关闭与该UE的子频带带宽不对应的至少一个其他子ADC。
表1将所公开的交错保护OFDM结构与其他技术进行比较。在表1的比较中，假设具有K个子频带的用于数据发送的M GHz的总带宽。表1示出了所公开的交错保护OFDM结构在下述方面是独特的：为宽带宽提供单个FFT以及在OFDM符号内提供交错保护/空音。所公开的实施例还允许用于使用单个宽带FFT或多个子FFT的接收机的多种实现。
【表1】
图10示出了根据所公开的实施例的示例交错保护OFDM发射机1000的架构。该示例OFDM发射机包括控制器1010，控制器1010可以自定义(customize)如本文所述的交错保护结构1012以用于与UE和其他设备通信。例如根据接收机的能力，交错保护结构具有在发送的子频带内交错的保护音。如本文所述，控制器1010可以根据其正发送到的任何设备的需要来动态地将保护音放置在OFTM信号内。控制器1010可以根据需要添加附加DC音，并且可以在可由接收设备识别的杂散(spur)位置处选择性地添加空音或DC音。
交错保护结构用于发送如在1010处所示的输出信号(对应于交错保护结构900)。在1020处，例如由发射机的控制器对输出信号1010执行FFT。在1030处，例如由发射机的控制器添加循环前缀(CP)。在1040处，例如由发射机的数模转换器(DAC)执行数模转换。在1050处，例如由发射机的RF变频器执行RF上变频，并且在1060处发送信号。
注意，虽然在本文中分开描述了各种接收机和发射机，但是这些通常将被组合成eNB、UE或其他设备的收发器，并且本文所描述的接收机或发射机的处理、操作或结构旨在包括收发器。
图11示出了根据所公开的实施例的用于单个FFT的示例交错保护OFDM接收机架构1100的架构。图11示出了使用交错保护OFDM和子ADC处理的接收机操作。在1110处接收宽带模拟信号，并且在1120处例如由发射机的RF下变频器将宽带模拟信号下变频为多个子频带。如在1122处所示，例如可以通过使用具有多个本地振荡器(LO)频率的混频器、之后使用低通滤波器(LPF)来实现这种到基带的下变频，该低通滤波器滤除谐波和图像以提取子频带。由于非理想的混频器和滤波器，在接收机的上变频和下变频处理期间，在子频带之间会存在干扰。这是本文所公开的交错保护音被放置的地方以便减轻在那些转变区域的干扰。
在1130处，下变频后的信号通过宽带可变增益放大器(VGA)。作为该处理的一部分，可以通过独立的(independent)子VGA发送每个子频带，如在1132处所示。交错保护音频带1144的每个子频带1146可以由单独的(separate)子VGA和子ADC处理。
在1140处，宽带VGA的输出通过宽带ADC。作为该处理的一部分，可以通过独立的子ADC发送每个子频带，并且每个子ADC的输出上变频回数字域，如在1142处所示。子ADC的输出最终在数字域中被上变频。每个子ADC可以具有其自己的子VGA，如在1132处所示。这允许每个子ADC具有不同的增益补偿来对抗频率选择性衰落(或者例如带内低带宽干扰)，从而还可以降低ADC位宽需求。
在变频回数字域之后，接收机在1150处从信号中去除CP，并且在1160处将信号馈送到FFT中。最后，在1170处，将变频后的信号传送到信道解码器。
图12示出了针对具有多个子频带1212的宽带OFDM模拟信号1210的子频带ADC处理的方法，该方法可由如本文所公开的接收机或收发器执行。在1220处，较高的频率成分(frequency contents)下变频到较低频率的基带。较低频率的基带的每个子频带在1230处利用子ADC被采样，并且然后在1240处被上变频回数字域。在将它发送到如本文所描述的FFT模块之前，这产生宽带数字信号1250。
图13示出了具有多个FFT的接收机架构1300的另一实施例，其不需要将宽带宽信号分组在一起以用于上变频，并且继续基带处的处理。这消除了对上变频和采用大的FFT的需要。在这种情况下，使用多个子FFT将基带处的每个子ADC输出直接转换到频域。由于所有音现在处于基带，所以在将音发送到信道解码器之前，需要以正确的发送顺序重新排序音。
图13示出了根据所公开的实施例的用于多个FFT的示例交错保护OFDM接收机架构1300的架构。图13示出了使用交错保护OFDM和子ADC处理的接收机操作。在1310处接收宽带模拟信号1302，并且在1320处例如由接收机的RF下变频器将宽带模拟信号下变频为多个子频带。接收机然后使用模拟下变频器在1330处变频为具有多个子频带的基带，例如通过使用具有多个本地振荡器(LO)频率的混频器、随后使用滤除谐波和图像以提取子频带的低通滤波器(LPF)来进行上述变频。由于非理想的混频器和滤波器，在接收机的上变频和下变频处理期间，在子频带之间会存在干扰。这是本文所公开的交错保护音被放置的地方以便减轻在那些转变区域的干扰。
在1340处，下变频后的信号通过宽带可变增益放大器(VGA)。作为该处理的一部分，可以通过独立的子VGA发送每个子频带，如在1342处所示。交错保护音频带1302的子频带1304中的每个可以由单独的子VGA和子ADC处理。
在1350处，宽带VGA的输出通过宽带ADC。作为该处理的一部分，可以通过独立的子ADC 1352发送每个子频带，并且每个子ADC的输出上变频回数字域。子ADC的输出最终在数字域中被上变频。每个子ADC可以具有其自己的子VGA，如在1342处所示。这允许每个子ADC具有不同的增益补偿来对抗频率选择性衰落(或者例如带内低带宽干扰)，从而还可以降低ADC位宽需求。
在变频回数字域之后，接收机在1360处从每个子信号中去除CP(在一些情况下使用多个子处理1362)，并且在1370处将信号馈送到FFT中。在这一示例中，使用单独的子FFT1372处理每个数字子信号。
在1380处，接收机将子信号的音重新排序，并且在1390处将变频后的信号传送至信道解码器。
图14示出了应用于OFDMA系统的公开技术的实施例。基于ADC能力在多个单独的子频带中发送用户数据。例如在数据速率需求不高的情况下，较低的带宽可用于支持用于当前用户的控制信道。也就是说，在各种实施例中，UE可以使用至少一个子ADC在与UE相关联的多个独立可解码(independently-decodable)的子频带中的一个上接收并处理数据，并且可以关闭对应于与该UE不关联或不对应的独立可解码的子频带的至少一个其他子ADC。UE或其他接收机可以关闭属于除目标用户的资源之外的所有其他用户的子VGA、子ADC和子FFT。对于本领域技术人员清楚的是，这导致提高的功率效率。根据用户带宽、调度和数据速率需求，在动态的基础上执行关闭逻辑片。
图14示出了接收机架构1400的另一实施例。图14示出了根据所公开的实施例的用于多个FFT的示例交错保护OFDM接收机架构1400的架构，其可以处理所选择的用户并且还可以关闭用于其他用户(与特定接收机不对应的子频带)的子处理路径(子ADC、子VGA和子FFT)。关闭属于其他用户的子ADC、子VGA、子FFT节省电力。图14示出了使用交错保护OFDM和子ADC处理的接收机操作。在1410处接收宽带模拟信号1402，并且在1420处，例如由接收机的RF下变频器将宽带模拟信号下变频为多个子频带。然后，接收机使用模拟下变频器在1430处变频为具有多个子频带的基带，例如通过使用具有多个LO频率的混频器、随后使用滤除谐波和图像以提取子频带的LPF来进行上述变频。由于非理想的混频器和滤波器，在接收机的上变频和下变频处理期间，在子频带之间会存在干扰。这是本文所公开的交错保护音被放置的地方以便减轻在那些转变区域的干扰。接收机可以使用分布在接收波形的OFDM符号内的保护音来对独立可解码的子频带进行滤波。
在1440处，下变频后的信号通过宽带可变增益放大器(VGA)。作为该处理的一部分，可以通过独立的子VGA发送每个子频带，如在1442处所示。交错保护音频带1302的子频带1404中的每个可以由单独的子VGA和子ADC处理。在该示例中，仅需要用于特定用户的子频带1404，其由子VGA 1442处理。仅子VGA 1442被开启；1440中的所有其他子VGA被关闭。以这种方式，接收机可以使用至少一个子模数转换器(sub-ADC)在与UE相关联的多个独立可解码的子频带中的一个上接收并处理数据，并且关闭对应于与该接收机不关联的独立可解码的子频带的至少一个其他子模数转换器。
在1450处，宽带VGA的输出通过宽带ADC。作为该处理的一部分，可以通过独立的子ADC 1452发送每个子频带，并且每个子ADC的输出上变频回数字域。子ADC的输出最终在数字域中被上变频。每个子ADC可以具有其自己的子VGA，如在1442处所示。这允许每个子ADC具有不同的增益补偿来对抗频率选择性衰落(或者例如带内低带宽干扰)，从而还可以降低ADC位宽需求。在该示例中，仅需要用于特定用户的子频带1404，其由子ADC 1452处理。仅子ACD 1452被开启；1450中的所有其他子ADC都被关闭。也就是说，接收机可以对每个子频带使用单独的可变增益放大器(sub-VGA)、模数转换器(sub-ADC)和快速傅里叶变换(sub-FFT))处理器来处理多个独立可解码的子频带。
在变频回数字域之后，接收机在1460处从每个子信号中去除CP(在一些情况下使用多个子处理1462)。如同在其他处理中，接收机能够在1462处仅对于用于期望用户的子频带执行CP去除。
在1470处信号被馈送到FFT中。在该示例中，可以使用单独的子FFT1472处理每个数字子信号，并且仅用于期望用户的子FFT被开启，而其他子FFT被关闭。
在1480处，接收机将子信号的音重新排序，并且在1490处将变频后的信号传送至信道解码器。
通常，UE或其他设备中的接收机可以包括收发器，该收发器被配置为：通过向基站发送能力信息来与基站进行通信，该能力信息包括子频带带宽或能够由UE动态地开启或关闭以节省电力的独立可解码子频带的数量中的至少一个；以及此后使用根据至少部分地由能力信息定义的IG-OFDM结构而成形的接收波形，与基站进行通信，其中IG-OFDM结构包括分布在OFDM符号内的保护音，其中在这些保护音上没有信号发送。
根据各种实施例，可以使用媒体访问控制(MAC)消息来配置OFDM结构。图15示出了MAC层处的动态交错保护OFDM(IG-OFDM)。这些设备告知AP它们是否使用子ADC，如果是，则将用于子ADC操作的支持带宽报告给eNB 1510。本领域技术人员可以理解，eNB可以是另一设备，并且本发明可以适用于该另一设备，而不会失去一般性。能力交换可以通过例如能力IE来执行。eNB 1510确保设备或设备组(如果是MU-MIMO或OFDMA)可以支持IG-OFDM模式，然后决定改变保护音的交错。仍然可以以常规OFDM模式发送信标(beacon)，以用于新设备关联。前述实施例提供了确保向后兼容性的基础。这在图15中作为图示被示出。UE i 1520、j1530和k 1540与eNB 1510相关联，并提供其能力信息及其子ADC带宽(如果适用的话)。能力信息可以包括例如UE具有IG-OFDM能力的指示、UE能够独立解码的一个或多个带宽、UE的子ADC采样频率、UE优选或能够解码的IG-OFDM结构的音的位图、保护音或空音应插入的频带内的杂散位置或其他位置的标识、将由UE解码的特定子频带或导频/数据音的集合、UE的子频带带宽、可由至少一个UE动态地开启或关闭以节省电力的独立可解码子频带的数量、或其他信息。能力信息定义了UE的通信能力。
eNB 1510使用该信息，在特定的服务时段(service periods)内对设备进行调度从而让设备知道将以这种模式发送将来的传输(future transmission)，并且以具有放置在适当位置处的空音的IG-OFDM模式发送，以便在接收机处节省电力。在某些情况下，能力信息包括IG-OFDM结构的音的位图或者使用用于IG-OFDM结构的音的位图来发送，其中位图指示应插入保护音或空音的位置，并且IG-OFDM结构在那些位置处包括保护音或空音。
在1552处，eNB 1510向UE i 1520、j 1530和k 1540广播OFDM信标或其他已知参考信号。
在1554处，UE i 1520以其能力信息进行响应，在这种情况下，它具有IG-OFDM能力(IG-OFDM＝1)，并且其带宽为500MHz。
在1556处，UE j 1530以其能力信息进行响应，在这种情况下，它不具有IG-OFDM能力(IG-OFDM＝0)。
在1558处，UE k 1540用其能力信息进行响应，在这种情况下，它具有IG-OFDM能力(IG-OFDM＝1)，并且其带宽是250MHz。
在1560处，eNB 1510向被调度设备UE i 1520、j 1530和k 1540发送分派和发送模式数据。此后，eNB根据其各自的能力信息与每个UE进行通信。eNB的控制器可以根据各自的能力信息动态地自定义用于与每个UE进行通信的IG-OFDM结构。eNB的控制器可以根据接收到的能力信息来定义IG-OFDM结构，其中IG-OFDM结构包括分布在OFDM符号内的保护音，其中在这些保护音上没有信号发送。
然后，eNB可以使用根据IG-OFDM结构成形的发送波形或者不使用用于不支持它的UE的IG-OFDM，来与UE进行通信。例如，eNB可以在IG-OFDM模式与非IG-OFDM模式之间动态切换，以在IG-OFDM服务时段内根据IG-OFDM结构与一个UE通信，并且还在第二服务时段内不使用IG-OFDM结构来与第二UE通信。
在1562处，eNB根据该UE的能力信息，在500MHz下以具有空值的IG-OFDM来与UE i1520进行通信，如1570处所示。
在1564处，eNB根据该UE的能力信息，以标准OFDM(或其他非IG-OFDM协议)来与UEj 1530进行通信，如1572处所示。
在1566处，eNB根据该UE的能力信息，在250MHz下以具有空值的IG-OFDM来与UE k1540进行通信，如1574处所示。如图所示，eNB可以根据IG-OFDM结构使用不同的相应子频带带宽来与不同的UE进行通信。
根据其他公开的实施例，可以在PHY层动态地配置设备。在本说明书中，PHY报头或扩展PHY报头中的保留位可用于信令的目的。如果需要的话，这可以允许基于每个分组的更改。为了保持向后兼容性，可以以常规OFDM模式发送报头，以便所有设备可以检测报头。例如，这里描述的能力信息可以在数据分组的一部分(诸如报头)中传送，然后根据基于能力信息定义的IG-OFDM结构来格式化数据分组的另一部分。更一般地，可以在数据发送的第一部分中传送能力信息或IG-OFDM结构，并且根据IG-OFDM结构(直接地或如根据能力信息所定义的)格式化数据发送的第二部分。以这种方式，分组或发送本身可以定义其自身的IG-OFDM结构。
图16示出了PHY层上的动态配置，其中在报头与有效载荷之间动态地改变IG-OFDM模式。这里示出了具有前导码、报头和有效载荷的PHY协议数据单元(PPDU)1610。在该示例中，报头定义具有单个FFT的参考OFDM系统。有效载荷定义具有单个FFT的IG-OFDM系统。
在各种实施例中，交错保护的位置也可以是可编程的。以这种方式，系统可以基于接收机的能力来优化IG-OFDM模式。接收机通过能力IE通知AP它可支持的子ADC带宽。
在各种实施例中，eNB可以在常规操作模式和IG-OFDM操作模式之间动态地切换。eNB可以在其服务时段(例如，在IEEE 802.11ad中)提供调度操作模式。可以创建IG-OFDM操作的具体时段(称为IG-OFDM服务时段)。在IG-OFDM服务时段，可由eNB在该时段内处理已执行能力交换和指示IG-OFDM支持的设备。在此期间，eNB和设备可以使用IG-OFDM进行通信，以在接收机处节省电力。这对于将在正常服务时段内被处理的现有设备而言可以是完全清楚的，并且eNB可以在该服务时段内以传统的OFDM模式进行发送。
图17示出了在OFDM发送模式与IG-OFDM发送模式之间的动态切换和调度。在整个发送时段1710期间，系统调度常规的OFM服务时段1720，并且在不同的时间调度IG-OFDM服务时段1730。对应的UE被调度用于在相应的服务时段期间进行通信。
在各种实施例中，IG-OFDM结构可用于支持小分组(诸如用于支持物联网(IoT)的设备)，其可以使用降低的频谱并且不需要高数据速率。用于IoT的低带宽设备可以具有灵活的前端，但是使用减小的带宽的架构以进行处理。对低带宽的分派预先由MAC传送到设备。这可以通过针对新建设备(greenfield devices)以预定低带宽进行信令来完成。该信令可以以类似于蜂窝系统中使用的模式的方式来完成，以支持最小带宽设备，但允许在发射机处支持IG-OFDM结构以用于通信。
图18示出了低带宽设备1800仅支持单个子ADC和子FFT用于操作的示例。在该示例中，接收机1800在1810处接收全带宽OFDM信号1802，并且在1820处执行如本文所述的RF下变频。在1830处的模拟下变频期间，接收机1800使用如由MAC协商(negotiation)事先定义的可选下变频频率。这在该示例中产生仅对应于子频带1804的下变频信号。
然后，使用单个子VGA、子ADC和子FFT仅对子频带1804执行1830处的进一步处理。
各种实施例还提供了：可以通过将子频带移动到其一半带宽(或接近一半)而不是将子频带移动到DC来完成接收机处的子频带处理。这样的实施例以两倍的子ADC带宽、但是以子ADC数量的一半来执行子频带处理。特别地，在此方法中，I和Q不需要单独的ADC，并且可以被数字地(digitally)下变频。这种方法的优点在于：它消除了对子频带的附加DC音的需要，从而改进了频谱效率。
图19示出了具有下变频到半带宽而不是DC的这种替选的接收机架构。接收机接收宽带宽模拟信号1920。接收机在1920处执行模拟下变频到半带宽而不是DC，从而产生两个子频带。如本文所描述的，在1930处针对每个子频带使用子ADC处理来处理两个子频带。接收机对数字子频带执行数字上变频以产生宽带宽数字信号1950。
所公开的各种实施例包括保护/空音分布(交错)在OFDM符号内的用于大带宽系统的OFDM结构。各种实施例包括：允许使用子频带处理的多个接收机实现的、具有IG-OFDM的发射机架构；具有放置在与接收机子ADC带宽对准的位置处的保护/空音的发射机架构；以及具有放置在接收机子ADC带宽的DC处的保护/空音的发射机架构。所公开的各种实施例包括使用具有与保护/空音分布对准的带宽的子ADC的低功率接收机架构，以及使用具有与保护/空音分布对准的带宽的多个子FFT和子ADC的低功率接收机架构。所公开的各种实施例包括：使用OFDMA的系统，其中用户被分配给不同的子频带并且接收机可以关闭分配给其他用户的子频带(例如，sub-VGA、sub-ADC、sub-FFT)以节省电力；以及使用能力IE以交换在接收机处支持的IG OFDM模式和支持的子ADC带宽的消息(knowledge)的系统。所公开的实施例还包括：MAC消息，以在分组的基础上以IG OFDM模式动态地配置接收机；以及PHY保留报头比特，以在符号的基础上在报头与有效载荷之间以IG OFDM模式动态地配置接收机。各种实施例包括发射机，该发射机可以基于在分组基础上的接收机需求、常规OFDM操作和IG-OFDM的服务时段的分配来动态地编程IG OFDM保护音位置，并且支持具有如本文所公开的使用IG-OFDM的可配置前端的、使用单个子ADC和子FFT的低带宽接收机架构。
以下文件和标准描述由此被并入本公开中，如同在本文被完全阐述：
[1]IEEE Std 802.11adTM-2012,“第11部分：Wireless LAN Medium AccessControl(MAC)and Physical Layer(PHY)Specifications-修改3：Enhancements for VeryHigh Throughput in the 60GHz Band,”，2012年12月；
[2]IEEE Std 802.11acTM-2013,"第11部分：Wireless LAN Medium AccessControl(MAC)and Physical Layer(PHY)Specifications-修改4:Enhancements for VeryHigh Throughput for Operation in Bands below 6GHz,"2013年12月；
[3]3GPP,TR 36.808演进的通用陆地无线接入(E-UTRA)；载波聚合；基站(BS)无线发送和接收；
[4]H.Zhang,S.Venkateswaran,U.Madhow,"Analog multitone withinterference suppression:Relieving the ADC bottleneck for wideband 60GHzsystems,"IEEE全球通信会议(Globecom),第2305-2310页,2012年12月；
[5]多频带OFDM物理层规范v1.5,参见:http://www.wimedia.org/en/docs/10003r02WM_CRB-WiMedia_PHY_Spec_1.5.p df。
虽然已经使用示例性实施例描述了本公开，但是本领域技术人员可以想到各种改变和修改。其意图是本公开涵盖落入所附权利要求的范围内的这些改变和修改。本申请中的描述不应被视为意指任何特定元件、步骤或功能是必须包含在权利要求范围内的必要要素：专利主题的范围仅由授权的权利要求限定。此外，除非在特定权利要求中明确使用确切的词语“用于……的装置”(means for)或“用于……的步骤(step for)”并在后边带有识别功能的分词短语之外，否则关于所附权利要求或权利要求要素中的任一个，这些权利要求都不旨在援引35USC§112(f)。在权利要求中使用诸如(但不限于)“机构”、“模块”、“设备”、“单元”、“组件”、“元件”、“构件”、“装置”、“机器”、“系统”、“处理器”或“控制器”的术语，应被理解为且旨在表示相关领域技术人员已知的结构，如通过权利要求本身的特征进一步修改或增强的，并且不旨在援引35USC§112(f)。

Claims (20)

1.一种装置，包括：
收发器，包括至少一个控制器，所述收发器被配置为：
发送已知的参考信号；
响应于所述参考信号，从至少一个用户设备(UE)接收能力信息，所述能力信息包括子频带带宽或能够由所述至少一个UE动态地开启或关闭的独立可解码子频带的数量中的至少一个；
根据所接收的能力信息来定义交错保护OFDM(IG-OFDM)结构，所述IG-OFDM结构包括分布在OFDM符号内的保护音，其中在这些保护音上没有信号发送；以及
使用根据所述IG-OFDM结构成形的发送波形，与所述至少一个UE进行通信。
2.如权利要求1所述的装置，其中，使用用于IG-OFDM结构的音的位图来发送能力信息，其中所述位图指示应插入保护音或空音的位置，并且IG-OFDM结构在这些位置处包括保护音或空音。
3.如权利要求1所述的装置，其中，所述装置在IG-OFDM模式和非IG-OFDM模式之间动态地切换以在IG-OFDM服务时段内根据IG-OFDM结构来与所述至少一个UE通信，并且还在第二服务时段内不使用IG-OFDM结构来与第二UE通信。
4.如权利要求1所述的装置，其中，在数据发送的第一部分中传送所述IG-OFDM结构，并且根据所述IG-OFDM结构对所述数据发送的第二部分进行格式化。
5.如权利要求1所述的装置，其中，所述装置根据所述IG-OFDM结构使用不同的相应子频带带宽来与至少两个不同的UE通信。
6.一种用于与至少一个基站进行无线通信的用户设备(UE)，包括：
收发器，被配置为：
通过向所述至少一个基站发送能力信息来与所述至少一个基站进行通信，所述能力信息包括子频带带宽或能够由所述至少一个UE动态地开启或关闭的独立可解码子频带的数量中的至少一个；以及
此后使用根据至少部分地由所述能力信息定义的交错保护OFDM(IG-OFDM)结构成形的接收波形，来与基站进行通信，所述IG-OFDM结构包括分布在OFDM符号内的保护音，其中在这些保护音上没有信号发送。
7.如权利要求6所述的UE，其中，在数据发送的第一部分中传送能力信息，并且根据所述IG-OFDM结构对所述数据发送的第二部分进行格式化。
8.如权利要求6所述的UE，其中，所述UE使用分布在所述接收波形的OFDM符号内的保护音来对所述独立可解码子频带中的至少一个进行滤波。
9.如权利要求6所述的UE，其中，所述UE针对每个子频带使用单独的可变增益放大器(sub-VGA)、模数转换器(sub-ADC)和快速傅里叶变换(sub-FFT)处理器，来处理多个独立可解码子频带。
10.如权利要求6所述的UE，其中，所述UE动态地关闭与该UE不对应的子频带的子处理路径。
11.如权利要求6所述的UE，其中，所述UE使用至少一个子模数转换器(sub-ADC)在与所述UE相关联的多个独立可解码子频带中的至少一个上接收并处理数据，并且关闭对应于与所述UE不关联的独立可解码子频带的至少一个其他子模数转换器。
12.一种由具有至少一个收发器的装置进行无线通信的方法，所述至少一个收发器包括至少一个控制器，所述方法包括：
通过向至少一个基站发送能力信息来与所述至少一个基站进行通信，所述能力信息包括子频带带宽或能够由所述至少一个UE动态地开启或关闭的独立可解码子频带的数量中的至少一个；以及
此后使用根据至少部分地由所述能力信息定义的交错保护OFDM(IG-OFDM)结构成形的接收波形，来与基站进行通信，所述IG-OFDM结构包括分布在OFDM符号内的保护音，其中在这些保护音上没有信号发送。
13.如权利要求12所述的方法，其中，能力信息包括用于IG-OFDM结构的音的位图，其中所述位图指示应插入保护音或空音的位置，并且所述IG-OFDM结构在这些位置处包括保护音或空音。
14.如权利要求12所述的方法，还包括：
使用分布在所述接收波形的OFDM符号内的保护音来对所述独立可解码子频带中的至少一个进行滤波。
15.如权利要求12所述的方法，还包括：
使用至少一个子模数转换器(sub-ADC)在与所述装置相关联的多个独立可解码子频带中的一个上接收并处理数据；以及
关闭对应于与所述装置不关联的独立可解码子频带的至少一个其他子模数转换器。
16.如权利要求12所述的方法，其中，在数据发送的第一部分中发送能力信息，并且根据所述IG-OFDM结构对所述数据发送的第二部分进行格式化。
17.如权利要求12所述的方法，其中，所述至少一个基站根据所述IG-OFDM结构使用不同的相应子频带带宽来与至少两个不同的UE通信。
18.如权利要求12所述的方法，还包括：
针对每个子频带使用单独的可变增益放大器(sub-VGA)、模数转换器(sub-ADC)和快速傅里叶变换(sub-FFT)处理器来处理多个独立可解码子频带。
19.如权利要求12所述的方法，还包括：
动态地关闭与该装置不对应的子频带的子处理路径。
20.如权利要求12所述的方法，其中，保护音分布在OFDM符号内的特定位置处，以减少子频带之间的干扰。
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