CN110546930A - 生成包括在ofdm信号中的fsk信号 - Google Patents

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Abstract

公开了一种生成包括在正交频分复用(OFDM)信号中的频移键控(FSK)信号的方法，该OFDM信号包括多个子载波。FSK信号包括FSK符号，其中每个FSK符号具有对应的FSK符号频率。该方法包括：分配(310)一组相邻子载波以进行FSK信号的发送，其中该组是多个子载波的子集；并且将每个FSK符号频率与一组相邻子载波中的对应子载波相关联。该方法还包括：对于每个要发送的FSK符号(201，202，203)，选择(330)FSK符号相位，使得在要发送的FSK符号(202)的开始(252)处的FSK信号相位相对于前一个FSK符号(201)的末尾(251)处的FSK信号相位满足相位差标准。该方法还包括：通过基于所选FSK符号相位来调制与FSK符号频率相对应的子载波并使该组的其余子载波静音，生成(340)包括要发送的FSK符号的FSK信号。

Description

生成包括在OFDM信号中的FSK信号
技术领域
本公开总体上涉及无线通信领域。更具体地，本公开涉及包括在正交频分复用(OFDM)信号中的频移键控(FSK)信号的生成。
背景技术
物联网(IoT)有望显著地增加所连接的无线设备的数量。多个设备(例如，微波炉等家用电器)在大约2.4GHz的频率下运行。这些设备发出的电磁辐射有可能对附近工作在几乎相同频率下的无线通信设备产生干扰。为了避免非无线通信用设备所带来的干扰，已经通过国际协议为无线通信目的保留了某些频段。这些保留频段的使用是通过使用许可证来加以监管，这也就是为什么这些频段通常被称为授权频段的原因。类似地，未进行保留且因此未通过使用许可证加以监管的频段称为未授权频段。2.4GHz频段下的工业、科学和医学(ISM)频段是未授权频段的示例。
绝大多数的物联网设备可能会在未授权频段(尤其是2.4GHz ISM频段)中运行。同时，越来越多的需求需要将未授权频段应用于传统上已经在授权频段中得到支持的服务。作为后者的示例，传统上仅针对授权频段制定规范的3GPP现在也开发出了长期演进LTE版本，该版本将在5GHz非授权频段中运行。
预计将会在物联网服务中占据主导地位的技术是蓝牙无线技术，特别是蓝牙低功耗BLE和IEEE 802.11的未来版本(如802.11ax)。对于IEEE 802.11，可以预期的是，将会努力完成适合于支持物联网的模式的标准化，这种模式至少在某种程度上是建立在802.11ax的基础上。
与文件下载和视频流等应用相比，物联网应用预计在很多时候都具有迥然不同的要求和特征。具体而言，物联网应用通常仅需要较低的数据速率，而且，单个数据包中传输的数据量可能许多时候都仅为几个字节。另外，与许多设备的传输也是相当的少，例如，每小时一次或者甚至更少。然而，物联网设备的数量预计将是巨大的，这就意味着尽管每个设备的数据量可能很小，但聚合的物联网数据仍然可能非常大。
物联网应用的许多用例在普通家庭中都可找到，并且可以与各种传感器、执行器等有关。因此，对覆盖范围的要求比起通常由例如蜂窝系统所能达到的覆盖范围要求要低得多。另一方面，可以通过例如蓝牙或IEEE 802.11b/g/n/ac实现的覆盖范围可能是不够的。当其中一个设备位于室外而另一个设备位于室内以使得在设备之间存在有穿透损耗相当高的外壁时，情况尤其是如此。
由于当前版本的蓝牙无线技术和IEEE 802.11存在着这样的缺陷，因此，这两个标准化组织都在致力于开发出将会明显扩大覆盖范围的新版本。
一种直截了当的增大通信链路范围的方法是减小所使用的比特率。减小比特率就必然意味着传输一定大小的数据包将花费更长的时间。这样做所带来副作用就是：信道将被占用更长的时间。如今，在大量设备共享同一信道的情况下，如果未能以高效的方式进行这种共享，则信道可能会出现拥塞。对长数据包的需求以及用户数量的增多将使这种拥塞变得更加明显。
此外，通过同一信道传输的非物联网数据量(例如，数据下载和视频流)也可能会增多。这就表明，为了获得物联网应用和非物联网应用的出色性能，最好应作出一些协调。如今，没有一个单一的标准可以有效地同时支持高数据速率应用和成本极其低的物联网应用，如传感器。前者的主要标准是IEEE 802.11(例如802.11n和802.11ac)，而后者的主要标准是蓝牙低功耗。因此，两个系统通常需要并行运行，并且最好是以同步方式运行。
执行这种协调的一种明显的且可能也是最简单的方式就是在系统之间进行分时。例如，为每个系统分配时隙，在这些时隙中可以根据预定方案发送或接收数据。这通常被称为时分复用(TDM)。然后，在分配给特定系统的每个时隙中，该系统例如可以采用时分双工(TDD)，而TDD是实现分时的常用方式，其中为用户分配了用于上行链路和下行链路传输的时隙。采用TDD的主要原因在于：它能以较低的成本实现，同时无需使用在采用频分双工(FDD)的情况下所需的昂贵的双工滤波器。但是，由于IoT系统的数据速率对于各个链路来说非常低，因此，可能难以使用TDM在系统之间进行分时来获得良好的频谱效率。
相反，更好的情况是两个系统(即，物联网系统和非物联网系统)可以同时运行。实现这一目标的一种手段可以是非物联网系统是否将基于正交频分复用OFDM。使用OFDM的方法在概念上很简单，这是因为可以通过将一个或多个子载波分配给物联网系统并将其余的子载波分配给非物联网系统来实现并行操作。这样，分配给物联网系统的子载波的数量可以是非常灵活的。
例如，多调制发射机可以配置为向多个不同的接收机发送多载波信号，其中，至少一个接收机是使用除正交频分复用OFDM之外的调制方案的接收机。该多调制发射机可以包括数据映射单元，该数据映射单元配置为根据不同接收机的相应调制方案，将针对不同接收机的数据映射到相互正交的子载波信号。该多调制发射机还可以包括快速傅立叶逆变换(IFFT)单元，该IFFT单元配置为在时域中将相互正交的子载波信号变换为多载波信号。该多调制发射机可以进一步包括循环前缀单元，该循环前缀单元配置为将所确定的循环前缀插入到多载波信号中。该多调制发射机可以另外包括无线电单元，该无线电单元配置为将多载波信号发送到多个不同的接收机。所提出的发射机可以启用网络节点(接入点)，该网络节点支持同时使用不同类型的无线设备，其中一个能够发送和接收高数据速率，而另一个仅能够发送和接收相当低的数据速率。
在典型场景中，物联网设备可以适于接收根据蓝牙无线技术发送的信号，这种技术是建立在高斯频移键控(GFSK)的基础上。GFSK是能以极高的成本效率来实现的恒包络调制。在接收机侧可以使用简单的限幅接收机，即，模数转换器(ADC)可以由一个简单的比较器代替，并且接收机中基本上不需要自动增益控制(AGC)，由此进一步简化了实现方式并降低了成本。更为重要的是发射机侧的增益。由于GFSK是恒包络，因此，补偿功率放大器(PA)的需求就少得多，PA的线性要求也不是太严格，如此便可以获得明显更高的功率效率。因为物联网设备(如传感器)可以由纽扣电池供电，所以这一点是相当重要的，因为功率效率是关键特性之一。
在这种场景中，以上示例性的多调制发射机可以应用频移键控(FSK)来发送至适于GFSK接收的物联网设备。但是，所生成的信号不是GFSK这一事实将对GFSK解调器产生一定的影响，这是因为当被物联网设备中的信道选择滤波器滤波时，IFFT生成的FSK信号的失真将比适当的GFSK信号的失真更大。另外，IFFT生成的FSK信号的频谱更宽，这也可能在相邻信道中造成额外的干扰。
因此，需要生成包括在正交频分复用(OFDM)信号中的频移键控(FSK)信号的替代方法。优选地，与生成未包括在OFDM信号中的GFSK信号相比，这种方法最大程度地减少了，或者说至少缓解了由这种生成引发的失真。
发明内容
应强调的是，当在本说明书中使用时，术语“包括(comprises/comprising)”用以指明所陈述的特征、整数、步骤或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、组件或其组合的存在或添加。如本文所用，除非上下文另有明确说明，否则单数形式“一个(a)”、“一个”(an)和“该”也意图包括复数形式。
本文将引用物联网设备和应用以及各种通信标准。应注意的是，这些引用仅仅是说明性的，绝不是限制性的。相反，各实施例可以同等地适用于其中FSK信号被生成为包括在OFDM信号中的任何场景。
一些实施例的目的在于解决或缓解、减轻或消除以上或其他缺点中的至少一些缺点。
根据第一方面，这是通过一种生成包括在正交频分复用(OFDM)信号中的频移键控(FSK)信号的方法来实现的，其中OFDM信号包括多个子载波。FSK信号包括FSK符号，其中每个FSK符号具有对应的FSK符号频率。
该方法包括：分配一组相邻子载波以进行FSK信号的发送，其中该组是多个子载波的子集；并且将每个FSK符号频率与一组相邻子载波中的对应子载波相关联。
该方法还包括：(对于每个要发送的FSK符号)选择FSK符号相位，使得在要发送的FSK符号的开始处的FSK信号相位相对于前一个FSK符号的末尾处的FSK信号相位满足相位差标准。
此外，该方法包括：通过基于所选FSK符号相位来调制与FSK符号频率相对应的子载波并使该组的其余子载波静音，生成包括要发送的FSK符号的FSK信号。
一般地，FSK信号相位是时间的函数。在与OFDM信号的符号的循环前缀的末尾相对应的时间处，FSK符号相位通常等于FSK信号相位。
根据一些实施例，该方法可以进一步包括发送OFDM信号。
根据一些实施例，一组相邻子载波可以对应于OFDM信号的一个或多个资源单元(RU)。
在一些实施例中，选择FSK符号相位可以包括为FSK信号中的初始FSK符号选择默认或随机FSK符号相位。
根据一些实施例，基于所选FSK符号相位来调制与FSK符号频率相对应的子载波可以包括使快速傅立叶逆变换(IFFT)调制器的输入为具有所选FSK符号相位的复数，其中输入用于与FSK符号频率相对应的子载波。在一些实施例中，FSK符号可以具有通过该复数表现出的FSK符号幅度。
根据一些实施例，使所述组的其余子载波静音可以包括使快速傅里叶逆变换(IFFT)调制器的输入等于零，其中该输入用于所述组的不与FSK符号频率相对应的子载波。
根据一些实施例，相位差标准可以包括绝对相位差小于相位差阈值，其中在要发送的FSK符号的开始处的FSK信号相位与前一个FSK符号的末尾处的FSK信号相位之间确定绝对相位差。
在一些实施例中，带外发射可以是相位差标准的参数。例如，相位差标准可以包括绝对相位差小于相位差阈值，其中相位差阈值的值取决于可接受的带外发射水平(例如，频谱模板“spectrum mask”)。
在一些实施例中，选择FSK符号相位可以包括选择相移键控(PSK)信号星座图的相位，其中在所选相位与前一个FSK符号的末尾处的FSK信号相位之间的绝对相位差小于PSK信号星座图的任何其他相位与前一个FSK符号的末尾处的FSK信号相位之间的绝对相位差。
在一些实施例中，该选择可以包括比较PSK信号星座图的任何相位与前一个FSK符号的末尾处的FSK信号相位之间的所有绝对相位差，并且选择与最小的绝对相位差相对应的相位。
例如，PSK信号星座图可以具有大小2、4、8或16。通常，以上方法不局限于纯PSK信号星座图。相反，其中不同信号点具有不同相位的任何合适的星座图都是合适的。
根据一些实施例，相位差标准可以包括要发送的FSK符号的开始处的FSK信号相位等于前一个FSK符号的末尾处的FSK信号相位。
在一些实施例中，选择FSK符号相位可以包括：经由对应FSK符号频率，将要选择的FSK符号相位与要发送的FSK符号的开始处的FSK信号相位相关。
在一些实施例中，选择FSK符号相位可以包括：经由OFDM信号的循环前缀的持续时间与不计循环前缀的OFDM信号的OFDM符号的持续时间之间的比率，将要选择的FSK符号相位与要发送的FSK符号的开始处的FSK信号相位相关。
根据一些实施例，选择FSK符号相位可以包括：使要选择的FSK符号相位等于要发送的FSK符号的开始处的FSK信号相位加上补偿项，该补偿项基于所述比率以及FSK符号频率与一组相邻子载波的中心频率之间的差。
根据一些实施例，FSK信号可以用于发送到配置为接收FSK信号的接收机。在一些实施例中，FSK频率可以对应于符合蓝牙低功耗规范的频率。于是，配置为根据蓝牙低功耗规范运行(因而适于接收高斯FSK信号)的接收机也可以用于接收根据本文所述实施例生成的FSK信号。
根据一些实施例，FSK频率可以对应于符合蓝牙低功耗规范的频率。
第二方面是一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机可读介质，该计算机可读介质上具有包括程序指令的计算机程序。该计算机程序可加载到数据处理单元中，并且配置为在计算机程序由数据处理单元运行时执行根据第一方面的方法。
第三方面是一种正交频分多址(OFDMA)发射机的装置，用于生成包括在正交频分复用(OFDM)信号中的频移键控(FSK)信号，其中OFDM信号包括多个子载波。FSK信号包括FSK符号，其中每个FSK符号具有对应的FSK符号频率。
该装置包括控制器，该控制器配置为使得：分配一组相邻子载波以进行FSK信号的发送，其中该组是多个子载波的子集；并且将每个FSK符号频率与一组相邻子载波中的对应子载波相关联。
该控制器还配置为使得：对于要发送的每个FSK符号，选择FSK符号相位，以便在要发送的FSK符号的开始处的FSK信号相位相对于前一个FSK符号的末尾处的FSK信号相位满足相位差标准。
此外，该控制器配置为使得：通过基于FSK符号相位来调制与FSK符号频率相对应的子载波并使该组的其余子载波静音，生成包括要发送的FSK符号的FSK信号。
根据一些实施例，分配可以由调度器执行。根据一些实施例，选择可以由相位选择器执行。根据一些实施例，生成可以由信号生成器(例如，IFFT调制器)执行。
在一些实施例中，控制器还可以配置为使得由发射机发送OFDM信号。
第四方面是一种正交频分多址(OFDMA)发射机的装置，用于生成包括在正交频分复用(OFDM)信号中的频移键控(FSK)信号，其中OFDM信号包括多个子载波。FSK信号包括FSK符号，其中每个FSK符号具有对应的FSK符号频率。
该装置包括调度器(例如，调度电路)，该调度器配置为：分配一组相邻子载波以进行FSK信号的发送，其中该组是多个子载波的子集；并且将每个FSK符号频率与一组相邻子载波中的对应子载波相关联。
该装置还包括选择器(例如，选择电路)，该选择器配置为：对于每个要发送的FSK符号，选择FSK符号相位，使得在要发送的FSK符号的开始处的FSK信号相位相对于前一个FSK符号的末尾处的FSK信号相位满足相位差标准。
此外，该装置包括信号生成器(例如，信号生成电路)，该信号生成器配置为：通过基于FSK符号相位来调制与FSK符号频率相对应的子载波并使该组的其余子载波静音，生成包括要发送的FSK符号的FSK信号。
在一些实施例中，该装置还可以包括发射机(例如，发射机电路)，该发射机配置为发送OFDM信号。
第五方面是一种包括第三方面或第四方面中的任何一个方面的装置的正交频分多址(OFDMA)发射机。
第六方面是一种包括第五方面的OFDMA发射机或第三方面或第四方面中的任何一个方面的装置的接入点。
在一些实施例中，任何上述方面可以另外具有与以上针对任何其他方面所解释的各种特征中的任何一个特征相同或相对应的特征。
生成包括在OFDM信号中的FSK信号(例如，通过使用IFFT调制器)具有如下优点：FSK信号与OFDM信号的其他部分正交。一些实施例的优点在于，与没有应用本文提出的任何实施例的包括在OFDM信号中的FSK信号的生成相比，当生成包括在OFDM中的FSK信号时，失真被最小化，或者至少得到缓解。
一些实施例的另一优点在于：从一个FSK符号到紧接的后一个FSK符号的传输不存在有不连续性。一些实施例的优点在于：与没有应用本文提出的实施例的方式相比，这样的不连续性具有减小的绝对值。
附图说明
参考附图，根据以下对各实施例的详细描述，其他目的、特征和优点将变得明显。附图不一定按比例绘制，而是着重示出示例性实施例。
图1是示出了根据一些实施例的示例性场景的示意图；
图2是示出了根据一些实施例的时频网格中的示例性FSK信号的示意图。
图3是示出了根据一些实施例的示例性方法步骤的流程图；
图4是示出了根据一些实施例的示例性装置的示意框图；
图5是示出了根据一些实施例的示例性发射机链的示意框图；
图6是示出了根据一些实施例的示例性优点的一对曲线图；以及
图7是示出了根据一些实施例的示例性计算机可读介质的示意图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图更全面地描述和例示本公开的实施例。然而，本文公开的解决方案可以以许多不同的形式实现，并且不应被解释为局限于本文阐述的实施例。
在下文中，将描述如下实施例：选择要发送的FSK符号的相位，使得在FSK符号的开始处的相位相对于前一个FSK符号的末尾处的相位满足相位差标准(例如，等于或近似等于)。这种方法的优点在于：使得所发送的FSK符号之间的不连续性最小化(或者至少得到缓解)，这又使由这种不连续性引起的干扰(例如，带外发射、接收到FSK信号时解调器中的失真、对相邻信号的干扰等)最小化(或者至少得到缓解)。由于FSK信号仅以符号频率传送其信息，因此，FSK符号相位的选择不会对所传送的信息产生影响。
选择方法是与包括在OFDM信号中的FSK信号的生成相关联地应用，其中分配OFDM信号的一组相邻子载波以进行FSK信号的发送，并且其中每个FSK符号频率与一组相邻子载波中的对应子载波相关联。
图1示意性地示出了某些实施例可适用的示例性场景。在这种场景中，接入点(AP)100分别在112、122处向两个不同的无线通信设备110、120发送，如图所示。例如，无线通信设备110可以是适于使用OFDM接收机来接收信号的非物联网设备，而无线通信设备120可以是适于使用不太复杂的接收机(例如，GFSK接收机)来接收信号的物联网设备。如上所述，可能希望生成用于无线通信设备120的作为包括在OFDM信号中的FSK信号的信号，其中至少一部分OFDM信号用于无线通信设备110。
因此，在图1所示的场景中，可以假设AP 100配置为支持两种不同类型的无线通信设备(例如，站；STA)，其中一个无线通信设备110能够发送和接收高数据速率，另一个无线通信设备120只能发送和接收低得多的数据速率。例如，无线通信设备110可以符合IEEE802.11ax，并且能够使用OFDM来发送和接收20MHz或更高(例如，40、80或160MHz)的信号，而无线通信设备120可以符合蓝牙低功耗(BLE)，并且能够使用高斯频移键控(GFSK)实现发送和接收。当用于无线通信设备120的FSK信号的FSK频率对应于符合蓝牙低功耗规范的频率时，无线通信设备120的BLE接收机也可以用于接收FSK信号。
图2示意性地示出了根据一些实施例的包括在OFDM信号中的示例性FSK信号。结合时频网格(t/f)对信号加以说明。
OFDM信号包括多个子载波231、232、233，并且分配一组相邻子载波230以进行FSK信号的发送。在本示例中，FSK信号是二进制FSK信号，两个FSK符号频率中的每一个与一组相邻子载波230中的对应子载波232、233相关联。
在图2所示的示例中，第一FSK符号201具有第一值(例如，表示逻辑“0”)，而第二FSK符号202和第三FSK符号203具有第二值(例如，表示逻辑“1”)。在符号边界处，当从一个FSK符号移到下一个FSK符号(例如，从201移到202)时，可能会出现不连续性。本文公开的实施例呈现了选择要发送的每个FSK符号(201、202、203)的相位，以使这种不连续性最小化(或者至少得到缓解)。例如，可以选择FSK符号202的相位，以使FSK符号202的开始252处的相位相对于前一个FSK符号201的末尾251处的相位满足相位差标准。
OFDM信号的常规部分(其占据未分配给FSK信号的发送的子载波)通过对角条纹样式的时频占用示出。众所周知，OFDM符号240的每个子载波部分通常具有特定符号长度(或持续时间)242的符号部分222以及特定循环前缀长度(或持续时间)241的循环前缀部分221。
由于OFDM信号包括有循环前缀，并且还由于使用与传统OFDM信号相同的信号调制器来生成包括在OFDM信号中的FSK信号，因此，FSK符号的相位的选择涉及如下内容：确定如何调制表示FSK符号频率的子载波，由此实现不连续性的最小化(或者至少得到缓解)。通常情况下，FSK符号的所选相位可以用于调制表示FSK符号频率的子载波，同时，FSK符号的所选相位可以与FSK符号的开始处的相位不同(但却取决于该相位)。
图3是示出了根据一些实施例的示例性方法300的流程图。该方法用于生成包括在OFDM信号中的FSK信号(包括FSK符号，其中每个FSK符号具有对应的FSK符号频率)，该OFDM信号包括多个子载波，如图2所示。
该方法开始于步骤310，在此步骤中，分配OFDM信号的一组相邻子载波以进行FSK信号的发送(与图2的230比较)，并且每个FSK符号频率与一组相邻子载波中的对应子载波相关联(与图2的232和233比较)。通常，一组相邻子载波可以对应于OFDM信号的资源单元(RU)，并且FSK符号频率可以与在RU中均匀散布的对应子载波相关联。例如，如果应用的是二进制FSK，则对应子载波可以是RU中的与RU的中心子载波等距地分隔开但方向不同的两个子载波。
对于要发送的每个FSK符号，将符号的信息数据(例如，二进制FSK的“0”或“1”)映射到对应的FSK符号频率，这在本领域中是众所周知的。这在步骤320中示出，并且通常包括将信息数据映射到一组相邻子载波中的对应子载波(与图2的232和233比较)。
在步骤330中，选择FSK符号相位，使得要发送的FSK符号的开始处的FSK信号相位相对于前一个FSK符号的末尾处的FSK信号相位满足相位差标准。可以以各种方式来实现步骤330的选择，如将在本文后面示例的。
然后，在步骤340中，FSK信号生成包括：基于所选FSK符号相位来调制与FSK符号频率相对应的子载波。在当前符号期间，使一组相邻子载波中分配给FSK信号的发送的其余子载波静音。通常，可以使用IFFT调制器来生成OFDM信号(进而是FSK信号)。于是，基于所选FSK符号相位来调制与FSK符号频率相对应的子载波可以包括：使该子载波到IFFT调制器的输入为具有与所选FSK符号相位相等的相位的复数，并且使组中的其余子载波静音可以包括：使这些子载波到IFFT调制器的输入等于零。
所生成的OFDM信号在针对符号生成之后往往逐个符号地进行发送。这由图3中的步骤350示出。
然后可以针对下一个FSK符号重复步骤320、330、340和350。应当注意的是，在实际中，映射、选择、生成和发送步骤可以很好地以部分并行或完全并行的方式进行，每个步骤处理FSK信号的不同的FSK符号。
根据步骤330，应该选择FSK符号相位，以使得在要发送的FSK符号的开始处的FSK信号相位相对于前一个FSK符号的末尾处的FSK信号相位满足相位差标准。
在可以称作理想选择方法的典型示例中，相位差标准可以包括要发送的FSK符号的开始处的FSK信号相位等于前一个FSK符号的末尾处的FSK信号相位。因此，选择FSK信号相位使得在符号边界处不会出现不连续性。
在一些实现方式中，这样的精确选择可能是难以实现的(例如，在仅有有限数量的相位可用的情形下；通常类似于PSK信号星座图那样指定)，或者说是麻烦的(例如，要求较大的复杂性)。于是，可能希望将选择FSK信号相位使得结果尽可能接近理想选择方法。在这些场景中，相位差标准的几种定义都是可能的，下面将给出一些示例。
在第一示例中，相位差标准可以包括绝对相位差小于相位差阈值，其中在要发送的FSK符号的开始处的FSK信号相位与前一个FSK符号的末尾处的FSK信号相位之间确定绝对相位差。因此，选择FSK信号相位使得不连续性的绝对值小于阈值。
在第二示例(其可能与第一示例重合)中，从有限数量的可用相位(例如，PSK信号星座图的相位)中选择FSK信号相位。可以选择最接近理想选择方法的相位的相位，也就是说，所选相位与前一个FSK符号的末尾处的FSK信号相位之间的绝对相位差小于任何其他可用相位与前一个FSK符号的末尾处的FSK信号相位之间的绝对相位差。例如，这可以通过如下方式实现：比较任何可用相位与前一个FSK符号的末尾处的FSK信号相位之间的所有绝对相位差，并选择与最小绝对相位差对应的相位。
由于将FSK信号调制为包括在OFDM信号中，因此，FSK符号相位的选择通常涉及关联(例如，变换)在FSK符号的开始处的FSK信号相位，以确定FSK符号相位。这种变换通常可以将以下内容中的一项或多项考虑在内：循环前缀的长度(持续时间)、不计循环前缀的OFDM符号的长度(持续时间)，以及FSK符号频率。
例如，选择FSK符号相位可以包括使FSK符号相位等于要发送的FSK符号的开始处的FSK信号相位加上补偿项，其中该补偿项基于循环前缀的持续时间与不计循环前缀的OFDM符号的持续时间之间的比率，以及基于FSK符号频率与一组相邻子载波的中心频率之间的差。
通常，补偿项将相位在循环前缀期间改变了多少考虑在内。因此，通常可以将FSK符号相位选择为在FSK符号的开始处的FSK信号相位(根据如上所述的相位差标准，其等于或者至少类似于前一个FSK符号的末尾处的FSK信号相位)加上补偿项，该补偿项是在循环前缀期间发生的相移的表示。可以通过计算循环前缀的持续时间与FSK符号(即，对应子载波)的频率之间的乘积来确定出相移。通常情况下，FSK符号的频率可以在基带信号中出现时给出，即，相对于直流(DC)子载波给出。
因此，如果将在FSK符号k的开始处的FSK信号相位表示为则将循环前缀的持续时间(与图2的241比较)表示为TCP，将与FSK符号k的频率相对应的子载波的频率表示为fk，FSK符号k的FSK符号相位可以选择为其中，Mk是可以用作IFFT的输入的复数。
在下面的示例部分中，假设在FSK符号的开始处的FSK信号相位等于前一个FSK符号的末尾处的FSK信号相位因此还假设不计循环前缀(与图2的242比较)的OFDM符号的持续时间将表示为Tu。
在本示例中，考虑了仅包括一个活动子载波的OFDM符号。这对于说明OFDM发射机的FSK生成的目的而言是足够的。更一般地，可以设想到在分配用于FSK信令的RU内生成仅具有一个活动子载波的OFDM符号。
在本示例中，为了获得符号Sk-1和SR之间的连续相位，可以考虑以下随时间的Sk表达式(其中，时间从循环前缀的末尾进行到符号的末尾)：
Sk(t)＝Mkexp(i2πdknkΔft),0≤t≤Tu.
在此，dk表示对应于+1或-1(取决于逻辑上要传送“0”还是“1”)的二进制数据，Δf表示子载波间隔，而nk表示与FSK符号频率(相对于DC子载波计数)对应的子载波。那么，FSK符号k的开始处的FSK信号相位变为：
因此，根据本示例并假设Δf＝1/Tu，应将FSK符号相位选择为：
在许多实际系统中，比率是整数。在这种情况下，所得相位将在有限集内，该有限集通常对应于用于任何适用星座图大小的PSK的公共调制符号。例如，如果且nk＝3，那么可能的相位集可以是
如果不是整数，则可能的所得相位集可以是无限的。那么，可以将PSK信号星座图的最接近信号点用作近似值，或者针对每个符号计算相位的精确值，而不是使用来自于PSK信号星座图的信号点。
图4是根据一些实施例的示例性装置400的示意图。装置400用于并且可以包括在OFDMA发射机和/或接入点(或网络节点)中。例如，装置400可以配置为使得执行结合图3描述的方法。
该装置用于生成包括在OFDM信号中的FSK信号，该OFDM信号包括多个子载波。该装置包括控制器(CNTR)420，其配置为使得至少执行图3的方法步骤310、330和340。
在一些实施例中，控制器可以包括调度器(SCH)440、信号生成器(GEN)430、相位选择器(PS)425和发射机(TX)410中的一个或多个或与其相关联。
控制器420可以配置为使得：分配一组相邻子载波以进行FSK信号的发送，其中该组是多个子载波的子集；并且将每个FSK符号频率与一组相邻子载波中的对应子载波相关联。例如，这样的分配和关联可以由调度器440执行。
控制器420还可以配置为使得：对于每个要发送的FSK符号，选择FSK符号相位，使得在要发送的FSK符号的开始处的FSK信号相位相对于前一个FSK符号的末尾处的FSK信号相位满足相位差标准。例如，这样的选择可以由相位选择器425执行。
此外，控制器420可以配置为使得：通过基于FSK符号相位来调制与FSK符号频率相对应的子载波并使组的其余子载波静音，生成包括要发送的FSK符号的FSK信号。例如，这样的生成可以由信号生成器(例如，包括IFFT调制器)执行。
控制器还可以配置为使得发送所生成的OFDM信号。例如，该发送可以由发射机410执行。
图5示意性地示出了根据一些实施例的用于生成包括在OFDM信号中的FSK信号的示例性发射机链。例如，发射机链可以表示图4的信号生成器430和发射机410的实现方式。
示例性发射机链包括IFFT 510、循环前缀加法器(CP)520、数模转换器(DAC)530、混频器(MIX)和功率放大器(PA)550。所有这些功能块都可以以本领域公知的常规方式运行。
然而，可以分配一组相邻子载波以进行FSK信号的发送，并且每个FSK符号频率可以与一组相邻子载波中的对应的子载波相关联。IFFT的与所分配的一组相邻子载波相对应的输入(502)用于生成如上所述的FSK信号，而IFFT的其他输入(501、503)用于生成OFDM信号的常规部分。
图6是示出了根据一些实施例的示例性优点的一对曲线图。这些曲线图示出了在没有竭力避免不连续性的情况下(左侧)和使用本文所述的方法来缓解不连续性的情况下(右侧)的发送信号的功率谱密度。对于这两个曲线图，-50dBm的功率谱密度值都用附图标记600和610表示。可以看出，这些曲线图例示了不连续性的缓解可以显著地提高功率谱密度。
所描述的实施例及其等同物可以以软件或硬件或其组合来实现。实施例可以由通用电路执行。通用电路的示例包括数字信号处理器(DSP)、中央处理单元(CPU)、协处理器单元、现场可编程门阵列(FPGA)和其他可编程硬件。替代地或附加地，可以通过诸如专用集成电路(ASIC)之类的专用电路来执行实施例。例如，通用电路和/或专用电路可以与诸如网络节点(接入点)之类的装置相关联或包括在其中。
实施例可以出现在根据本文描述的任何实施例的包括装置、电路和/或逻辑的电子装置(如网络节点)内。替代地或附加地，电子装置(如网络节点)可以配置为执行根据本文所述的任何实施例的方法。
根据一些实施例，一种计算机程序产品包括计算机可读介质，例如，通用串行总线(USB)存储器、插卡、嵌入式驱动器或只读存储器(ROM)。图7示出了光盘(CD)ROM 700形式的示例性计算机可读介质。计算机可读介质上存储有包括程序指令的计算机程序。该计算机程序可加载到数据处理器(PROC)720中，该数据处理器可以例如包括在网络节点710中。当加载到数据处理单元中时，计算机程序可以存储在与数据处理单元相关联或包括在数据处理单元中的存储器(MEM)730中。根据一些实施例，当加载到数据处理单元中并由数据处理单元运行时，计算机程序可以使得执行根据例如图3所示的方法的方法步骤。
本文已经参考了各种实施例。然而，本领域技术人员将认识到所述实施例的许多变型仍然落入权利要求的范围内。例如，本文描述的方法实施例公开了通过以特定顺序执行的步骤的示例性方法。不过，已经认识到的是，这些事件序列可以以另一顺序发生，而不会脱离权利要求的范围。此外，某些方法步骤可以并行地执行，即使它们已经被描述为按顺序执行。
同样地，应注意的是，在对实施例的描述中，将功能块划分为特定单元绝不是旨在加以限制。相反，这些划分仅是示例。在本文中描述为一个单元的功能块可以被分成两个或多个单元。此外，在本文中描述为被实现为两个或多个单元的功能块可以合并成更少的(例如，单个)单元。
因此，应当理解，所描述的实施例的细节仅是出于说明目的而提出的示例，并且落入权利要求范围内的所有变型都旨在包含在其中。

Claims (17)

1.一种生成包括在正交频分复用OFDM信号中的频移键控FSK信号的方法，所述OFDM信号包括多个子载波，所述FSK信号包括FSK符号，其中每个FSK符号具有对应的FSK符号频率，所述方法包括：
分配(310)一组相邻子载波以进行所述FSK信号的发送，其中所述组是所述多个子载波的子集；并且将每个FSK符号频率与所述一组相邻子载波中的对应子载波相关联；
对于要发送的每个FSK符号(201，202，203)，选择(330)FSK符号相位，使得在要发送的FSK符号(202)的开始(252)处的FSK信号相位相对于前一个FSK符号(201)的末尾(251)处的FSK信号相位满足相位差标准；并且
通过基于所选FSK符号相位来调制与所述FSK符号频率相对应的子载波并使所述组中的其余子载波静音，生成(340)包括所述要发送的FSK符号的FSK信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述相位差标准包括绝对相位差小于相位差阈值，其中在所述要发送的FSK符号的开始处的FSK信号相位与所述前一个FSK符号的末尾处的FSK信号相位之间确定所述绝对相位差。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中选择所述FSK符号相位包括选择相移键控PSK信号星座图的相位，其中所选相位与所述前一个FSK符号的末尾处的FSK信号相位之间的绝对相位差小于所述PSK信号星座图的任何其他相位与所述前一个FSK符号的末尾处的FSK信号相位之间的绝对相位差。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述相位差标准包括所述要发送的FSK符号的开始处的FSK信号相位等于所述前一个FSK符号的末尾处的FSK信号相位。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中选择所述FSK符号相位包括：经由所述对应的FSK符号频率，将所述要选择的FSK符号相位与所述要发送的FSK符号的开始处的FSK信号相位进行相关。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中选择所述FSK符号相位包括：经由所述OFDM信号的循环前缀(221)的持续时间(241)与不计循环前缀的情况下所述OFDM信号的OFDM符号(222)的持续时间(242)之间的比率，将所述要选择的FSK符号相位与所述要发送的FSK符号的开始处的FSK信号相位进行相关。
7.根据权利要求6所述的方法，其中选择所述FSK符号相位包括：使所述要选择的FSK符号相位等于所述要发送的FSK符号的开始处的FSK信号相位加上补偿项，所述补偿项基于所述比率以及基于所述FSK符号频率与所述一组相邻子载波的中心频率之间的差。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述FSK信号用于发送到配置为接收高斯FSK信号的接收机。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述FSK频率对应于符合蓝牙低功耗规范的频率。
10.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机可读介质，所述计算机可读介质上具有包括程序指令的计算机程序，所述计算机程序能够加载到数据处理单元中，并且配置为使得在所述计算机程序由所述数据处理单元运行时执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法。
11.一种正交频分多址OFDMA发射机的装置，用于生成包括在正交频分复用OFDM信号中的频移键控FSK信号，所述OFDM信号包括多个子载波，所述FSK信号包括FSK符号，其中每个FSK符号具有对应的FSK符号频率，所述装置包括控制器(420)，所述控制器配置为使得：
分配一组相邻子载波以进行所述FSK信号的发送，其中所述组是所述多个子载波的子集；并且将每个FSK符号频率与所述一组相邻子载波中的对应子载波相关联；
对于要发送的每个FSK符号，选择FSK符号相位，使得在要发送的FSK符号的开始处的FSK信号相位相对于前一个FSK符号的末尾处的FSK信号相位满足相位差标准；并且
通过基于所述FSK符号相位来调制与所述FSK符号频率相对应的子载波并使所述组中的其余子载波静音，生成包括所述要发送的FSK符号的FSK信号。
12.根据权利要求11所述的装置，其中所述相位差标准包括绝对相位差小于相位差阈值，其中在所述要发送的FSK符号的开始处的FSK信号相位与所述前一个FSK符号的末尾处的FSK信号相位之间确定所述绝对相位差。
13.根据权利要求11至12中任一项所述的装置，其中所述控制器配置为通过使得选择相移键控PSK信号星座图的相位来使得选择所述FSK符号相位，其中所选相位与所述前一个FSK符号的末尾处的FSK信号相位之间的绝对相位差小于所述PSK信号星座图的任何其他相位与所述前一个FSK符号的末尾处的FSK信号相位之间的绝对相位差。
14.根据权利要求11所述的装置，其中所述相位差标准包括所述要发送的FSK符号的开始处的FSK信号相位等于所述前一个FSK符号的末尾处的FSK信号相位。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的装置，其中所述FSK频率对应于符合蓝牙低功耗规范的频率。
16.一种正交频分多址OFDMA发射机，包括根据权利要求11至15中任一项所述的装置。
17.一种接入点，包括根据权利要求16所述的OFDMA发射机或根据权利要求11至16中任一项所述的装置。
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