CN107710708B - 调制解调器装置、通信系统和处理循环前缀的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及调制解调器装置、通信系统和处理循环前缀的方法。该装置包括包含基带处理部件(302)和射频处理部件(304)的硬件子系统。基带处理部件(302)包括被布置成根据正交频分复用通信方案在时域和频域之间进行转换的第一转换器部件(314)，以及被布置成在并行和串行数据格式之间进行转换的第二转换器部件，第二转换器(316)可操作地耦合到第一转换器(314)。射频处理部件(304)包括对控制信息进行响应的循环前缀处理部件(318)。数字接口(306)放置在基带处理部件(302)和RF处理部件(304)之间，数字接口(306)可操作地耦合到第二转换器(316)和循环前缀处理部件(318)。
Description
技术领域
本发明涉及一种例如包括根据正交频分复用通信方案配置的射频处理部件和基带处理部件的调制解调器装置。本发明还涉及一种处理循环前缀的方法，该方法是例如在基带处理部件和射频处理部件之间的数字接口的类型的方法。
背景技术
依赖于正交频分复用方案的通信系统，例如有时被称为4G通信系统的长期演进(LTE)通信系统，已知地采用有时被称为演进节点B(eNode B)的能够与用户装备(UE)单元进行通信的基站。UE单元通常由订户用于由网络基础设施提供的一个或多个蜂窝通信服务，该网络基础设施包括多个eNode B以支持在地理区域上为UE提供无线通信覆盖的相应多个概念小区。eNode B和UE单元是包括调制解调器的通信装备的示例。对于一些应用来说，由于实现了更大的设计灵活性，因此期望使用可操作地耦合到单独的射频(RF)IC的基带集成电路(IC)来实现调制解调器。
在UE单元中，基带IC和RF IC一起支持收发器体系架构，该收发器体系架构具有根据分别用于上行链路通信和下行链路通信的正交频分复用(OFDM)通信方案的不同变型支持操作的发射链和接收链。典型地，接收到的信号由RF IC下变频并以基带频率范围内的频率为中心传送到基带IC。类似地，要发射的数字信号在基带IC中生成、以基带频率范围内的频率为中心、并且被传送到RF IC，在那里它们被调制到具有载波频率的载波信号上。在基带IC和RF IC之间传送的信号经由数字接口传送。
但是，LTE并且尤其是LTE-高级变型采用多种方法来增加无线通信数据速率和/或可靠性，例如多输入多输出(MIMO)和载波聚合。这些优化导致数字接口需要支持的跨其传送的数据量的增加。相对于数字接口增加数据吞吐量引入了不期望的后果，例如，由于数字接口导致的功耗增加，以及诸如由于需要增加支持宽带IC和RF IC之间的数据通信的物理引脚的数量而导致的数字接口的复杂性增加。事实上，数字接口的设计已不断地得到优化，以便支持逐渐更严格的带宽要求、能耗要求以及试图最小化IC之间的信号干扰。但是，如上所述，某些优化会伴随着相关联的技术成本，这有时也会带来负面的财务影响。
美国专利公开no.2013/3315288也努力减少经数字接口传输的数据量。但是，数据吞吐量的节省是通过控制接收到的信号的数字样本的字长来实现的。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种配置为根据正交频分复用通信方案提供无线网络访问的调制解调器装置，该装置包括：硬件子系统，其根据正交频分复用通信方案配置并且包括基带处理部件和射频处理部件；其中基带处理部件包括：第一转换器部件，其被布置成根据正交频分复用通信方案在时域和频域之间进行转换；以及第二转换器部件，其被布置成在并行和串行数据格式之间转换，第二转换器可操作地耦合到第一转换器；射频处理部件包括对控制信息进行响应的循环前缀处理部件；以及放置在基带处理部件和RF处理部件之间的数字接口，该数字接口可操作地耦合到第二转换器和循环前缀处理部件。
射频处理部件可以包括第三转换器部件，并且循环前缀处理部件可以被放置在第三转换器部件和数字接口之间。第三转换器部件可以是数模转换器。
第三转换器部件可以是模数转换器。
第一转换器可以包括快速傅立叶变换单元。第一转换器可以附加地或替代地包括快速傅立叶逆变换单元。第二转换器可以包括并行-串行转换器。第二转换器可以附加地或替代地包括串行-并行转换器。
硬件子系统可以包括收发器；收发器可以包括射频处理部件、基带处理部件和数字接口。
射频处理部件、基带处理部件和数字接口可以被布置成支持发射器链。
射频处理部件，基带处理部件和数字接口可以被布置成支持接收器链。
硬件子系统可以被布置成从控制信息提取定时数据，并且循环前缀处理部件可以被布置成计算接收到的符号信号中的循环前缀的位置。
基带处理部件可以包括定时误差跟踪部件；定时误差跟踪部件可以被布置成将控制信息传送到射频处理部件。控制信息可以包括定时数据。
定时误差跟踪部件可以被布置成识别定时误差的变化，并且响应于检测到定时误差的变化而将更新后的定时数据传送到射频处理部件。
定时误差跟踪部件可以使用信道延迟分布数据和/或参考信号来确定定时误差。
定时误差跟踪部件可以被布置成以无线通信系统的每子帧至少一次的速率将定时数据传送到循环前缀处理部件。
定时误差跟踪模块可以被布置成在子帧边界处传送定时数据。
要从基带处理部件传送到射频处理部件的符号可以包括多个样本；并且第二转换器可以被布置成在传送符号的其余样本之前将符号的最后N个样本传送到射频处理部件。
最后的N个样本可以对应于要应用到符号的循环前缀。
射频处理部件可以包括具有与由正交频分复用通信方案支持的循环前缀的最大可能长度对应大小的缓冲器。
循环前缀处理部件可以包括缓冲器，并且缓冲器可以可操作地耦合到数字接口的数据信道；缓冲器可以被布置成将由基带处理部件传送的预定数量的接收到的样本存储到射频处理部件，并且样本的预定数量可以对应于所采用的当前循环前缀长度。
循环前缀处理部件可以被布置成访问缓冲器并且将其中存储的样本附加到存储的样本所源自的符号的其余样本。
循环前缀部件可以被布置成根据第一循环前缀长度和第二循环前缀长度的使用来操作；并且循环前缀部件可以对控制信息进行响应并且可以被布置成响应于控制信息的至少一部分来选择第一循环前缀长度和第二循环前缀长度中的一个。
控制信息可以包括循环前缀长度设置。
循环前缀长度设置可以响应于接收到定时提前命令而被更新。
硬件子系统可以支持根据长期演进无线通信标准的正交频分复用。
根据本发明的第二方面，提供了包括如以上关于本发明的第一方面所阐述的调制解调器装置的通信装置。
根据本发明的第三方面，提供了包括如以上关于本发明的第二方面所阐述的通信装置的用户装备单元。
根据本发明的第四方面，提供了包括如以上关于本发明的第一方面所阐述的调制解调器的通信系统。
根据本发明的第五方面，提供了在调制解调器装置中处理循环前缀的方法，该调制解调器装置被配置为根据正交频分复用通信方案提供无线网络访问，所述方法包括：基带处理部件根据正交频分复用通信方案在时域和频域之间转换信号；基带处理部件在并行和串行数据格式之间转换数据；射频处理部件响应于控制信息处理循环前缀数据；以及数字接口在基带处理部件和射频处理部件之间进行接口，以在与并行和串行数据格式转换相关联的节点和与循环前缀处理相关联的节点之间传送数据。
因此，有可能提供减少跨基带IC和RF IC之间的数字接口的数据传输的装置、方法和系统。数据传输的减少可以减少多达7％。这又降低了由于数字接口而导致的功耗以及跨数字接口的延迟。通过维护单独的基带和RF IC，还有可能支持基带和RF IC的单独产品开发以及模块化体系架构。这种方法可以支持在一些应用中使用单独的RF IC。此外，以上方法减少了用于无线发射器、接收器和/或收发器的晶片“基板面(real estate)”要求。
附图说明
现在将参考附图仅以示例的方式描述本发明的至少一个实施例，其中：
图1是在通信网络的一部分中操作的用户装备单元的示意图；
图2是构成本发明的实施例的图1的用户装备设备的示意图；
图3是构成本发明的另外的实施例的调制解调器装置的硬件子组件的发射路径的示意图；
图4是图3的子组件的更详细的示意图；
图5是处理由图3的调制解调器装置采用的循环前缀的方法的流程图；
图6是构成本发明的另一个实施例的调制解调器装置的硬件子组件的接收路径的示意图；
图7是图3的子组件的更详细的示意图；以及
图8是处理由图3的调制解调器装置采用的循环前缀的方法的流程图。
具体实施方式
贯穿以下描述，相同的附图标记将用于识别相同的部分。
参考图1，在例如长期演进(LTE)通信系统100的无线通信系统中，通信网络由布置成在地理区域上提供无线通信访问的多个小区支持。在这个示例中，为了描述的简单和简洁，仅示出了单个小区。但是，本领域技术人员将认识到，在整个通信网络中通常部署更多数量的小区。然而，小区102由在LTE通信系统100的上下文中被称为演进节点B(eNode B)104的基站支持。eNode B 104能够与例如用户装备(UE)单元106的通信装置经空中接口无线通信。eNode B 104可操作地耦合到演进的分组核心(EPC)108。但是，由于本文阐述的示例涉及UE单元106，因此为了描述的清楚和简洁起见，无线通信网络基础设施的进一步细节将不在本文进行描述。此外，虽然本文阐述的示例在LTE通信系统100的上下文中描述，但是本领域技术人员将认识到，这些示例适用于根据正交频分复用(OFDM)通信方案进行操作的其它种类的通信网络，例如根据全球微波接入互操作性(WiMAX)通信标准和WiFi标准(IEEE802.11)操作的通信网络。
转到图2，在LTE通信系统中操作的用户装备(UE)设备106/200包括处理资源202，处理资源202在这个示例中是蜂窝通信终端的芯片组。处理资源202耦合到发射器链204和接收器链206，发射器链204和接收器链206耦合到双工装置208。双工装置208耦合到天线210。
UE单元200还拥有各自耦合到处理资源202的易失性存储器(例如RAM 212)和非易失性存储器(例如ROM 214)。处理资源202还耦合到麦克风216、扬声器单元218、小键盘220和显示器222。本领域技术人员应当认识到的是，上述UE单元200的体系架构包括其它元件，例如多个天线，但是为了保持描述的简洁和清晰起见，这样的附加元件没有在本文中详细描述。
发射器链204和接收器链206由硬件子系统支持。对于一些应用，可以仅采用发射器链204或接收器链206。但是，在本示例中，硬件子系统支持作为UE单元200的调制解调器的一部分的收发器。调制解调器被配置为根据例如如在LTE标准中定义的OFDM通信方案来提供无线网络访问。在本文阐述的示例中，术语调制解调器应当被理解为包括能够根据OFDM方案支持操作的任何合适的信号调制和/或解调装置。硬件子系统是与其它子系统一起为发射器链204和/或接收器链206贡献的硬件和/或软件元素的集合。
参考图3，根据OFDM通信方案配置的硬件子系统300包括基带集成电路(IC)302和射频(RF)IC 304以支持发射器链204。数字接口306放置在基带IC 302和RF IC 304之间，用于其之间的通信。基带IC 302是示例基带处理部件，并且RF IC 304是RF处理部件的示例。这些是分阶段布置的功能部件。对于接收器链，这些基带处理部件在OFDM信号已经从以载波频率为中心转换到大约基带频率范围(即，到其中已经去除载波频率的频率范围)之后处理传入的OFDM信号。对于发射器链，相反的情况适用，即，在基带频率范围内的信号被转换到模拟域并且被上变频到载波频率上之前，该信号被这些部件处理。对于接收器链，RF处理部件是分阶段布置的功能部件，以将接收到的OFDM信号下变频到基带频率范围。对于发射器链，这些是被布置成将接收到的以基带频率范围为中心的数字信号调制到载波信号上的功能部件。数字接口306是基带处理部件和RF处理部件之间的接口，其受到LTE标准下最小规范的限制，并且被提供以在例如支持OFDM通信方案的基带处理部件和RF处理部件之间传送数字数据。
用于为LTE通信系统指定的单载波频分多址波形的发射器链204由基带IC 302、RFIC304和数字接口306以以下方式支持。基带IC 302包括由上游基带处理单元308指定的上游基带处理，其尤其包括循环冗余校验(CRC)编码、信道编码、速率匹配、串行-并行转换、调制分量和数字傅里叶变换(DFT)。由于发射器链204的其余部分的这些和其它部件在LTE标准中陈述，并且在任何情况下都将被本领域技术人员容易地理解，并且与对在本文阐述的示例中解释的发明性概念的理解无关，因此它们将不在本文进一步详细描述。但是，为了完整起见，这些元件刚刚已经关于图3被提及。上游基带处理单元308的输出可操作地耦合到子载波映射单元310的输入。子载波映射单元310的输出可操作地耦合到未使用的子载波零填充单元312的输入，该未使用的子载波零填充单元312具有可操作地耦合到被布置成根据SC-FDMA通信方案支持时域和频域之间的信号转换的第一转换器(例如，N点快速傅里叶逆变换(IFFT)单元314的输入)的输出。IFFT单元314的输出分别可操作地耦合到与以上提到的第一转换器不同性质，并且被布置成支持并行和串行数据格式之间的信号转换的第二转换器。例如，IFFT单元314可操作地耦合到并行-串行转换器316的多个输入。关于子载波映射单元310和子载波零填充单元312，本领域技术人员将认识到，根据LTE标准的3GPP LT36.211，5.3，这些单元的功能可以由资源元素映射器单元(未示出)执行。
在这个示例中，RF IC 304包括循环前缀处理单元，例如包括前缀数据存储或缓冲器(未示出)的循环前缀添加单元318。缓冲器可操作地耦合到数字接口306的数据信道(未示出)，并且缓冲器的大小足以存储由OFDM通信方案支持的循环前缀的最大可能长度。循环前缀添加单元318的输出可操作地耦合到第三转换器单元(例如数模转换器单元320)的输入，该第三转换器单元具有可操作地耦合到包括上变频部件和相关联的放大部件的RF IC304的RF处理电路系统322的其余部分的输出。由于RF处理电路系统322的其余部分的这些和其它部件将被本领域技术人员容易地理解，并且与对本文阐述的示例的理解无关，因此，它们将不在本文进一步详细描述。
基带IC 302的并行-串行转换器316的输出能够经由数字接口306将数据传送到RFIC单元304的循环前缀添加单元318，循环前缀处理单元被放置在数字接口306和第三转换器单元之间。
转到图4，RF IC 304还包括用于存储由UE单元106用于上行链路通信的循环前缀的长度的上行链路循环前缀寄存器400。前缀添加单元318能够在必要时访问上行链路循环前缀寄存器400。硬件子系统300包括协议软件部件402，其能够经由数字接口306的上行链路/下行链路控制数据接口404对上行链路循环前缀寄存器400写入。协议软件部件402可操作地耦合到物理下行链路共享信道(PDSCH)。
在操作中(图5)，M数据位的块被使用数据映射器(未示出)和基带IC 302的上游基带处理单元308的波形发生器(也未示出)被正交幅度调制(QAM)调制(步骤500)到零中心频率处的载波信号上。然后，上游基带处理单元308通过数字傅里叶变换单元(未示出)对调制后的载波信号进行离散傅里叶变换(步骤502)，以重复地生成幅度和相位与QAM波形对应的一组M个等间隔相邻子载波，根据LTE标准占用Mx15kHz的带宽。然后，该组相邻子载波被子载波映射单元310映射(步骤504)到跨越LTE标准的全带宽的较大一组N个子载波的一部分上。在映射之后，全组N个子载波由子载波零填充单元312进行未使用子载波零填充处理(步骤506)以便符合FFT大小要求，并且然后填充处理后的子载波由IFFT单元314进行快速傅里叶逆变换(步骤508)以生成并行时域数字波形。数字时域波形由并行-串行转换器单元316从并行格式转换(步骤510)为串行格式，以产生经由数字接口306传送到RF IC 304的串行数字波形。由于循环前缀需要从串行数字波形的最后N个样本创建以发送到RF IC 304，因此将用于生成循环前缀的数据从并行-串行转换器316中读出，并且首先，即，在串行数字波形的剩余部分之前，从基带IC 302发送到RF IC 304。随后，串行数字波形的其余非循环前缀相关数据从基带IC 302发送到RF IC 304。串行数字波形的最后N个样本因此在串行数字波形的样本的剩余部分之前被RF IC 304接收到，并且被循环前缀添加单元318处理。在这方面，由于LTE标准支持多于一个长度的循环前缀，因此需要向循环前缀添加单元318提供要使用的上行链路循环前缀的长度以便执行串行数字波形的样本的上述处理。因此，协议软件部件402可以经由PDSCH访问系统信息块数据，特别是SystemInformationBlockType2数据，协议软件部件402从中提取要使用的上行链路循环前缀的长度。协议软件部件402然后经由上行链路/下行链路控制数据接口404将使用的上行链路循环前缀的长度写入到上行链路循环前缀寄存器400。然后，由循环前缀添加单元318从上行链路循环前缀寄存器400检索(步骤512)要使用的上行链路循环前缀的长度。循环前缀添加单元318然后以每符号为基础在缓冲器中存储接收到的给定符号的串行数字波形的最后N个样本的相应副本，根据从上行链路循环前缀寄存器400检索到的上行链路循环前缀的长度选择存储的数据量。此后，一旦RF IC 304已经完全接收到从基带IC 302发送的样本，就由循环前缀添加单元318从缓冲器中检索接收到的符号的存储部分，并将其附加(步骤514)到相对于给定符号接收到的最后一个样本的末尾，以便完成给定符号。在这个示例中，由于符号的样本被循环前缀添加单元318接收，因此样本由数模转换器320从数字域转换(步骤516)到模拟域，并且然后模拟信号输出由以上关于RF处理电路系统322的其余部分提到的上变频器上变频(步骤518)，以形成RF信号。因此，在这个示例中，符号被重建并且“在进行中”被进一步处理，因为一旦除了最后N个样本以外的样本已经被向下游传递到数模转换器320和其它处理部件，存储在缓冲器中的最后N个采样就被有效地附加到样本流并以与关于该符号的先前样本类似的方式被传递到数模转换器。这由此避免了在基带IC 302和RF IC 304之间有效地传输循环前缀样本两次，并且因此减少了跨数字接口306的数据带宽使用。当然，也可以设想其它实现可能性，例如缓冲器可以被放大以存储符号的所有样本并且循环前缀添加单元318可以被配置为首先相对于与符号的开始和结束有关的缓冲器存储位置存储最后N个样本，并且然后用由循环前缀添加单元318接收到的其余样本填充最后N个样本的两个实例之间的存储位置。此后，一旦包括附加循环前缀的符号被重构，样本就由数模转换器320从数字域转换(步骤516)到模拟域，并且然后模拟信号输出由以上关于RF处理电路系统322的其余部分提到的上变频器上变频(步骤518)以形成RF信号。然后，在由天线210发射之前被施加到双工器208之前，上变频后的RF信号由也在以上关于RF处理电路系统322的其余部分提到的功率放大器放大(步骤520)。
应该注意的是，在eNode B之间指示切换的情况下，协议软件部件402相对于切换过程的目标eNode B提取循环前缀长度信息，循环前缀长度信息是在UE单元200与目标eNodeB之间的同步过程期间获得的。以与上述类似的方式，由目标eNode B使用的上行链路循环前缀的长度经由上行链路/下行链路控制数据接口404写入到上行链路循环前缀寄存器400。
应该认识到的是，在当前的LTE标准中，存在循环前缀的多个长度，所选择的循环前缀由传播考虑决定。在这个示例中，循环前缀处理单元对上行链路循环前缀寄存器400的内容作出响应，该内容包含调制解调器应当使用哪个可用循环前缀长度来传输数据的指示。由于符号的最后N个样本由基带IC 302预先发送，并且现在(除了对符号的样本加前缀之外)还需要附加到接收到的符号的其余样本的末尾，因此循环前缀处理单元将要用于完成符号的数据存储在缓冲器中。
为了确保存储在上行链路循环前缀寄存器400中的循环前缀是当前的，协议软件部件402可以被布置成响应于UE单元200接收到来自当前eNode B的定时提前命令，刷新存储在上行链路循环前缀寄存器400中的循环前缀长度信息。
参考图6，接收器链206也由基带IC 302、RF IC 304和数字接口306以以下方式支持。RF IC 304包括由上游RF处理单元600指定的上游RF处理，其包括滤波、放大、频率转换和增益控制。由于上游RF处理单元600的这些和其它部件将容易被本领域技术人员理解，并且与对在本文阐述的示例中解释的发明性概念的理解无关，因此它们将不在本文进一步详细描述。上游RF处理单元600可操作地耦合到第三转换器单元的另一个示例，例如模数转换器602，其具有可操作地耦合到循环前缀处理单元(例如循环前缀去除单元604)的输出。虽然在这个示例中，循环前缀的上行链路和下行链路处理由循环前缀处理单元执行，但是本领域技术人员将认识到，该处理可以由单独的处理元件执行。
基带IC 302包括被布置成在并行和串行数据格式之间进行转换的第二转换器的另一个示例，例如串行-并行转换器单元606，其具有可操作地耦合到被布置成根据OFDM通信方案在时域和频域之间进行转换的第一转换器的另一个示例(例如，快速傅里叶变换(FFT)单元608的输入)的输出。FFT单元608的输出可操作地耦合到子载波提取单元610的输入。子载波提取单元610的输出可操作地耦合到子载波解映射单元612的输入，子载波映射单元612的输出可操作地耦合到根据LTE标准配置的接收链614的其余部分，其一些将在下文中更详细地描述。关于子载波提取单元610和子载波映射单元612，本领域技术人员将认识到，根据LTE标准的3GPP LT36.211，6.3，这些单元的功能可以由资源元素解映射器单元(未示出)执行。
循环前缀去除单元604的输出能够经由数字接口306与串行-并行转换器单元606的输入通信。在这方面，数字接口306位于循环前缀去除单元604和串行-并行转换器单元606之间，并且因此在RF IC 304和基带IC 302之间。此外，循环前缀处理单元放置在数字接口306和第三转换器单元之间。
转到图7，接收器链614的其余部分包括具有可操作地耦合到子载波解映射单元612的输出的输入的信道估计单元700。信道估计单元700的第一输出可操作地耦合到信道均衡单元702的输入，信道均衡单元702的输出可操作地耦合到接收器链206的其它功能部件，其包括解调、串行-并行转换、解速率匹配和信道解码。由于接收器链614的其余部分的这些和其它部件将被本领域技术人员容易地理解，并且与对在本文阐述的示例中解释的发明性概念的理解无关，因此它们将不在本文进一步详细描述。信道估计单元700的第二输出可操作地耦合到定时误差跟踪单元704的第一输入。定时误差跟踪单元704能够经由数字接口306的上行链路/下行链路控制数据接口404与循环前缀处理单元通信，在这个示例中，循环前缀处理单元是循环前缀去除单元604。RF IC 304包括循环前缀去除单元604能够访问的下行链路循环前缀寄存器706。基带IC 302的小区搜索模块708可操作地耦合到数字接口306的数据信道，例如，在基带IC 302的输入处，小区搜索模块708也可操作地耦合到定时误差跟踪单元704。此外，小区搜索模块708能够经由数字接口306的上行链路/下行链路控制数据接口404对下行链路循环前缀寄存器706写入。下行链路循环前缀寄存器706还存储FFT单元608的大小。
在操作中(图8)，通过UE单元200的天线210和双工器208接收到(步骤800)的RF信号被RF IC 304的上游RF处理单元600下变频(步骤802)为模拟基带信号，并且该模拟基带信号被传送到模数转换器602，以便将模拟基带信号转换(步骤804)到数字域。因此，模数转换器602响应于接收到的模拟基带信号而生成数字信号，该数字信号构成根据LTE标准中指定的帧结构布置的符号序列，每个帧包括多个符号。根据LTE标准，每个符号都以循环前缀作为前缀，循环前缀用作保护间隔并降低符号间干扰的影响。根据LTE标准，作为数字信号处理的一部分，循环前缀需要去除(步骤806)。
在这方面，循环前缀去除单元604访问下行链路循环前缀寄存器706以便确定下行链路循环前缀的长度。但是，下行链路循环前缀寄存器706尤其需要包含用于在去除循环前缀时使用的下行链路循环前缀的长度。在这方面，小区搜索模块708通过数字接口306的数据接口接收在RF IC 304和基带IC 302之间传送的下行链路数据。小区搜索模块708根据LTE标准发起小区搜索过程。具体到实施例的这个下行链路方面，小区搜索模块708使用下行链路同步信道以便找到主同步信号以及然后在主同步信号内找到次同步信号，以便检测被使用的下行链路循环前缀的长度。一旦被检测到，下行链路循环前缀的长度就由小区搜索模块708经由上行链路/下行链路控制数据接口404写入到下行链路循环前缀寄存器706。
循环前缀去除单元604还从定时误差跟踪单元704接收构成定时数据且包括样本位置编号数据的控制数据。循环前缀去除单元604使用该定时数据以便在存在来自先前符号的符号间干扰的情况下，按照样本位置编号(诸如第n个样本)准确地定位信号能量相对于循环前缀的开始的最佳位置。就这一点而言，该样本位置编号数据、存储的FFT单元608的大小以及访问的下行链路循环前缀的长度可以与在基带IC中使用的任何合适的循环前缀去除算法一起在RF IC304中使用，用作循环前缀去除单元604。循环前缀去除单元604因此使用样本位置编号数据、FFT大小数据和下行链路循环前缀的长度来去除循环前缀，例如故意省略将循环前缀传送到基带IC 302。在循环前缀被去除(步骤806)的情况下，未加前缀的符号经由数字接口306被传送(步骤808)到基带IC 302。由于符号由基带IC 302作为串行数据流接收，因此在串行符号被传送到FFT单元608之前，串行符号被串行-并行转换器606转换(步骤810)为并行数据。然后，FFT单元608将快速傅立叶变换算法应用(步骤812)到在时域中的符号承载信号，以将时域信号转换到频域，即产生频率信号。然后，FFT单元608的输出被传送到子载波提取单元610，以便根据LTE标准去除(步骤814)未使用的保护载波。此后，由子载波提取单元610输出的信号被传送到子载波解映射单元612，子载波解映射单元612执行子载波解映射(步骤816)，以便提取UE单元200需要解码的子载波资源元素。解映射的信号然后被传递到接收链614的其余部分，其中定时误差跟踪单元704确定(步骤820)识别符号的信号能量的开始的任何误差。这种误差可以用多种方式计算。例如，生成符号开始的粗略估计，并且由小区搜索模块708传送到定时误差跟踪单元704。初始估计由定时误差跟踪单元704按照样本位置编号传送到循环前缀去除单元604。初始估计的准确度然后可以基于使用任何合适的已知技术来提高。例如，定时误差跟踪单元704可以使用从子载波解映射单元612的输出直接获得的参考信号，该参考信号是使用初始估计的样本位置编号得到的。可替代地，并且如这个示例中所采用的，通过由定时误差跟踪单元704从子载波解映射单元612获得参考信号(但是经由信道估计单元700)，以及由信道估计单元700生成的信道延迟分布数据，可以提高初始估计的准确度。定时误差跟踪单元704然后确定修正后的样本位置编号。一旦被计算出，样本位置编号数据被传送(步骤822)到循环前缀处理单元604，作为在下行链路循环前缀寄存器706中使用和存储的控制信息。在这个示例中，定时误差跟踪单元704以LTE系统的每子帧至少一次的速率将样本位置编号数据传送到循环前缀处理单元。在这个示例中，样本位置编号与子帧边界同步传送，即与子帧之间的边界同步传送。
在由接收器链614的其余部分对接收到的信号进行任何进一步处理之前，信道估计单元700的输出还由信道均衡单元702进行信道均衡(步骤824)。上述处理(步骤800至824)在接收RF信号的同时被重复，以便连续地处理接收到的RF信号。
如可以看到的，循环前缀处理单元604放置在RF IC 304中，而不是基带IC 302中，后者是用于循环前缀处理的建立位置。这从而避免了经数字接口306传输循环前缀并且因此减少了跨数字接口306的数据带宽使用。
本领域技术人员应当认识到的是，上述实现仅仅是在所附权利要求的范围内可构想的各种实现的示例。事实上，本领域技术人员应当认识到的是，本文关于发射器链204和接收器链206相结合的描述并不旨在在调制解调器可以仅包括发射器链204和接收器链206的意义上进行限制，并且可以构想包括发射器链204和接收器链206中的一个或另一个的调制解调器。
类似地，本文已经对“转换器”单元进行了各种参考。这个术语的确切含义取决于特定的上下文。但是，在一般水平上，转换器单元是将输入从第一域转换到第二域，例如从模拟域转换到数字域的单元，诸如模数转换器。转换器部件的另一个示例是数模转换器。但是，格式也应该被认为是“域”，例如并行和串行数据格式应该被认为是域，并且在这方面，并行-串行转换器和串行-并行转换器是这些域之间的“转换器”的示例。域的其他示例是频域和时域，并且在这方面，FFT和IFFT单元是频域和时域之间的“转换器”的示例。
虽然在以上示例中，仅参考了如LTE标准中定义的两个循环前缀长度。但是，应该理解的是，控制信息可以支持采用多于两个前缀长度，例如三个或更多个不同长度的循环前缀的通信标准。可替代地，在通信系统中采用单个循环前缀的情况下，循环前缀长度可以本地存储在RF IC 304中，而不需要专门从BB IC 302传送。
关于数字接口，在功能层面上，应该理解的是，数字接口在基带处理部件和射频处理部件之间接口，以取决于是否正在对发射器链或接收器链进行参考来支持与并行-串行转换器或串行-并行转换器相关联的概念节点和与循环前缀处理单元的输出或输入相关联的概念节点之间的数据的传送。
贯穿所描述的示例，已经关于基带IC 302和RF IC 304的部件使用了术语“单元”。但是，本领域技术人员应该认识到的是，术语“单元”和“部件”可以在本文互换使用。
为了避免疑义，术语“下行链路”的使用是指从eNode B到UE单元的传送。因此，在本文阐述的示例中，UE单元200拥有下行链路接收器链。类似地，术语“上行链路”的使用是指从UE单元到eNode B的传送。因此，在本文阐述的示例中，UE单元200拥有上行链路发射器链。
除了所描述的结构部件和用户交互之外，上述实施例的系统和方法可以用计算机系统(尤其用计算机硬件或者用计算机软件)实现，或者用专门制造或适配的集成电路实现。
上述实施例的方法可以作为计算机程序提供，或者作为携带计算机程序的计算机程序产品或计算机可读介质来提供，该计算机程序被布置成当在计算机或其它处理器上运行时执行上述(一个或多个)方法。
术语“计算机可读介质”包括但不限于可以由计算机或计算机系统直接读取和访问的任何介质或媒体。介质可以包括但不限于磁存储介质，诸如软盘、硬盘存储介质和磁带；光存储介质，诸如光盘或CD-ROM；电存储介质，诸如存储器，包括RAM、ROM和闪存；以及以上的混合和组合，诸如磁/光存储介质。
虽然以上已经描述了本发明的特定示例，但是本领域技术人员将认识到的是，许多等同的修改和变化是可能的。因此，以上阐述的本发明的示例性实施例被认为是说明性的而不是限制性的。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对所描述的实施例进行各种改变。
Claims (22)
1.一种调制解调器装置，所述调制解调器装置被配置为根据正交频分复用通信方案提供无线网络访问，所述调制解调器装置包括：
硬件子系统，根据正交频分复用通信方案配置并且包括基带处理部件和射频处理部件；其中，
所述基带处理部件包括：
第一转换器部件，被布置成根据正交频分复用通信方案在时域和频域之间进行转换；以及
第二转换器部件，被布置成在并行和串行数据格式之间转换，所述第二转换器部件可操作地耦合到所述第一转换器部件；
所述射频处理部件包括对控制信息进行响应的循环前缀处理部件；以及
放置在所述基带处理部件和所述射频处理部件之间的数字接口，所述数字接口可操作地耦合到所述第二转换器部件和所述循环前缀处理部件,
其中，所述循环前缀处理部件包含具有与由正交频分复用通信方案支持的循环前缀的最大可能长度对应大小的缓冲器，并且所述缓冲器可操作地耦合到所述数字接口的数据信道，所述缓冲器被布置成将由所述基带处理部件传送的预定数量的接收到的样本存储到所述射频处理部件，样本的所述预定数量对应于所采用的当前循环前缀长度。
2.如权利要求1所述的调制解调器装置，其中所述射频处理部件包括第三转换器部件，并且所述循环前缀处理部件放置在所述第三转换器部件和所述数字接口之间。
3.如权利要求2所述的调制解调器装置，其中所述第三转换器部件是数模转换器。
4.如权利要求2所述的调制解调器装置，其中所述第三转换器部件是模数转换器。
5.如权利要求1至4中任一项所述的调制解调器装置，其中所述硬件子系统包括收发器，所述收发器包括所述射频处理部件、所述基带处理部件和所述数字接口。
6.如权利要求1所述的调制解调器装置，其中所述射频处理部件、所述基带处理部件和所述数字接口被布置成支持发射器链。
7.如权利要求1所述的调制解调器装置，其中所述射频处理部件、所述基带处理部件和所述数字接口被布置成支持接收器链。
8.如权利要求1所述的调制解调器装置，其中所述硬件子系统被布置成从所述控制信息提取定时数据，并且所述循环前缀处理部件被布置成计算接收到的符号信号中的循环前缀的位置。
9.如权利要求8所述的调制解调器装置，其中所述基带处理部件包括定时误差跟踪部件，所述定时误差跟踪部件被布置成将所述控制信息传送到所述射频处理部件，所述控制信息包含所述定时数据。
10.如权利要求9所述的调制解调器装置，其中所述定时误差跟踪部件被布置成识别定时误差的变化，并且响应于检测到所述定时误差的变化而将更新后的定时数据传送到所述射频处理部件。
11.如权利要求9所述的调制解调器装置，其中所述定时误差跟踪部件被布置成以无线通信系统的每子帧至少一次的速率将所述定时数据传送到所述循环前缀处理部件。
12.如权利要求11所述的调制解调器装置，其中所述定时误差跟踪模块被布置成在子帧边界处传送所述定时数据。
13.如权利要求6所述的调制解调器装置，待从所述基带处理部件传送到所述射频处理部件的符号包括多个样本；以及
所述第二转换器部件被布置成在传送所述符号的其余样本之前将所述符号的最后N个样本传送到所述射频处理部件。
14.如权利要求1所述的调制解调器装置，其中所述循环前缀处理部件被布置成访问所述缓冲器并将其中存储的样本附加到存储的样本所源自的符号的其余样本。
15.如权利要求1所述的调制解调器装置，其中，
所述循环前缀部件被布置成根据第一循环前缀长度和第二循环前缀长度的使用来操作；以及
所述循环前缀部件对所述控制信息进行响应并且被布置成响应于所述控制信息的至少一部分来选择所述第一循环前缀长度和所述第二循环前缀长度中的一个。
16.如权利要求15所述的调制解调器装置，其中所述控制信息包括循环前缀长度设置。
17.如权利要求16所述的调制解调器装置，其中所述循环前缀长度设置响应于接收到定时提前命令而被更新。
18.如权利要求1所述的调制解调器装置，其中所述硬件子系统支持根据长期演进无线通信标准的正交频分复用。
19.一种通信装置，所述通信装置包括如权利要求1至18中任一项所述的调制解调器装置。
20.一种用户装备单元，所述用户装备单元包括如权利要求19所述的通信装置。
21.一种通信系统，所述通信系统包括如权利要求1至18中任一项所述的调制解调器装置。
22.一种在调制解调器装置中处理循环前缀的方法，所述调制解调器装置被配置为根据正交频分复用通信方案提供无线网络访问，所述方法包括：
基带处理部件根据正交频分复用通信方案在时域和频域之间转换信号；
基带处理部件在并行和串行数据格式之间转换数据；
射频处理部件响应于控制信息处理循环前缀数据；以及
数字接口在所述基带处理部件和所述射频处理部件之间进行接口，以在与并行和串行数据格式转换相关联的节点和与循环前缀处理相关联的节点之间传送数据，
其中，所述射频处理部件包括对所述控制信息进行响应的循环前缀处理部件，并且，所述循环前缀处理部件包含具有与由正交频分复用通信方案支持的循环前缀的最大可能长度对应大小的缓冲器，并且所述缓冲器可操作地耦合到所述数字接口的数据信道，所述缓冲器被布置成将由所述基带处理部件传送的预定数量的接收到的样本存储到所述射频处理部件，样本的所述预定数量对应于所采用的当前循环前缀长度。
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