DE102016200383B4

DE102016200383B4 - Hocheffizienz-Senderarchitekturen für einen lokalisierten Einzelträger-Frequenzmultiplex-Zugriffs-Sendeempfänger

Info

Publication number: DE102016200383B4
Application number: DE102016200383.6A
Authority: DE
Inventors: Lydi Smaini; Konstantinos Sarrigeorgidis; Tarik Tabet; Syed Aon Mujtaba
Original assignee: Apple Inc
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2015-01-23
Filing date: 2016-01-14
Publication date: 2021-06-24
Anticipated expiration: 2036-01-15
Also published as: CN105827380B; US9893745B2; US20160218900A1; DE102016200383A1; CN105827380A

Abstract

Drahtloses Endgerät, UE, umfassend:eine Antenne;ein an die Antenne gekoppeltes Funkgerät; undein an das Funkgerät gekoppeltes Verarbeitungselement;wobei das UE-Gerät dazu konfiguriert ist:für eine Übertragung zugewiesene Frequenzressourcen zu ermitteln (402), wobei die zugewiesenen Frequenzressourcen eine Signalbandbreite umfassen, die um eine Frequenz angeordnet ist, wobei die Signalbandbreite kleiner ist als eine Kanalbandbreite eines Frequenzkanals, auf dem die Übertragung durchgeführt werden soll, wobei die Frequenz zu einer Mittenfrequenz des Frequenzkanals verschoben ist;ein Basisbandsignal zu erzeugen (404), das die Signalbandbreite beinhaltet, die um eine erste Basisbandfrequenz angeordnet ist, die der Frequenz entspricht, wobei eine zweite Basisbandfrequenz, die der Mittenfrequenz des Frequenzkanals entspricht, verschoben ist zur ersten Basisbandfrequenz;eine Hochkonvertierung des Basisbandsignals unter Verwendung eines lokalen Oszillators, LO, durchzuführen (406), der auf die Frequenz abgestimmt ist, die von der Mittenfrequenz des Frequenzkanals verschoben ist, um ein HF-Signal zu erzeugen; unddas HF-Signal zu übertragen (408).

Description

Prioritätsinformation
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 62/107,073, mit dem Titel „High Efficiency Transmitter Architectures for a Localized Single-Carrier Frequency Division Multiple Access Transceiver“ („Hocheffizienz-Senderarchitekturen für einen lokalisierten Einzelträger-Frequenzmultiplex-Zugriffs-Sendeempfänger“), eingereicht am 23. Januar 2015, welche hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit mit einbezogen wird.
Gebiet
Die vorliegende Anmeldung betrifft drahtlose Geräte und insbesondere ein System und ein Verfahren zur Erzeugung von Einzelträger-Frequenzmultiplex-Zugriff-(SC-FDMA)-Übertragungen unter Verwendung einer Hocheffizienzarchitektur.
Beschreibung des Standes der Technik
Die Nutzung von drahtlosen Kommunikationssystemen nimmt rapide zu. Außerdem existieren zahlreiche unterschiedliche drahtlose Kommunikationstechnologien und Standards. Einige Beispiele von drahtlosen Kommunikationsstandards umfassen GSM, UMTS (z.B. assoziiert mit WCDNA oder TD-SCDMA Luftschnittstellen), LTE, LTE Advanced (LTE-A), HSPA, 3GPP2 CDMA2000 (z.B. 1xRTT, ixEV-DO, HRPD, eHRPD), IEEE 802.11 (WLAN oder Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), Bluetooth und andere.
In LTE wird Einzelträger-Frequenzmultiplex-Zugriff (SC-FDMA) in dem Uplink verwendet, während orthogonaler Frequenzmultiplex-Zugriff (OFDMA) in dem Downlink verwendet wird. Typischerweise sind SC-FDMA-Signale versetzt zu ihren zugewiesenen Ressourcenblöcken in der Frequenzdomäne in einem Prozess, der zu einem Datenpfad führt, mit einer Bandbreite, die viel größer ist als die Bandbreite der zugewiesenen Ressourcenblöcke selbst, insbesondere wenn die zugewiesenen Ressourcenblöcke sich nah am äußeren Rand des Frequenzkanals befinden, in dem sie lokalisiert sind.
CN 104 254 997 A offenbart, dass eine UE einen Downlink-Übertragungsparameter und Ressourcenblockmenge und die Basisstation des Downlink-Übertragungsparameter erfasst, wobei der Parameter die von der Basisstation festgelegte Anzahl von Ressourcenblöcken einer Downlink-Übertragungsbandbreite des UE umfasst, einen Parameter eines Antennenports, der wird von der Basisstation zum Übertragen der MTC-Downlink-Daten verwendet wird und mindestens einen von einem Community-Abweichungswert oder einem CP- Typ. Das UE stellt die lokale Frequenz eines Empfängers gemäß dem Downlink-Übertragungsparameter ein. Das UE empfängt die von der Basisstation gesendeten MTC-Downlink-Daten, wobei eine Unterträgerwelle, die sich in einem Unterträger-Ersatzraum befindet, kein Datensignal oder Referenzsignal trägt und der Unterträger-Ersatzraum von der Basisstation in der Downlink-Übertragungsbandbreite gemäß dem Downlink-Übertragungsparameter bestimmt wird.
Weiterer Stand der Technik wird durch US 2008/0 116 986 A1 beschrieben.
Zusammenfassung
Es werden Ausführungsformen von Verfahren für Mobilfunkgeräte präsentiert, um lokalisierte SC-FDMA-Übertragungen durchzuführen, und von Geräten, die konfiguriert sind, um die Verfahren zu implementieren.
In einigen Fällen könnten Frequenzressourcen, die für eine Übertragung von einem sendenden Gerät zu einem empfangenden Gerät verwendet werden, nur eine Untergruppe der gesamten Frequenzressourcen eines Frequenzkanals benutzen, der für drahtlose Kommunikation zwischen den sendenden und empfangenden Geräten verwendet wird. Außerdem könnte es in zumindest einigen Fällen möglich sein für diese Frequenzressourcen, versetzt von der Mittenfrequenz des Frequenzkanals zu sein. SC-FDMA-Kommunikation in LTE ist ein Beispiel eines solchen Paradigmas, in dem Ressourcenzuweisungen, die versetzt von der Mittenfrequenz eines Frequenzkanals sind, möglich sind.
Gemäß der hier offenbarten Techniken könnte es möglich sein, eine Sendearchitektur bereitzustellen, die in der Lage ist auf hocheffiziente Weise unter solchen (und möglicherweise anderen) Umständen zu arbeiten. Zum Beispiel kann eine Architektur verwendet werden, in der ein Basisbandsignal lokalisiert (z.B. zentriert) verbleibt, um DC (z.B. anstelle des Basisbandsignals zu verschieben, so dass die Mittenfrequenz des Frequenzkanals um DC lokalisiert ist) durch irgendeine Frequenzdomänenverarbeitung, und in welcher das Basisbandsignal zu einem HF-Signal hochkonvertiert ist, unter Verwendung eines Oszillators, der abgestimmt ist auf (z.B. zentriert auf) die Frequenzressourcen, die tatsächlich für die Übertragung zugewiesen sind (z.B. anstelle der Abstimmung des Oszillators auf die Mittenfrequenz des Frequenzkanals). In anderen Worten könnte das Verschieben des Signals zu den Frequenzressourcen die für die Übertragung zugewiesen sind in der Zeitdomäne durchgeführt werden anstelle in der Frequenzdomäne.
Zahlreiche zusätzliche mögliche HF-Architekturmerkmale/Signalverarbeitungstechniken können in Verbindung mit solch einer HF-Architektur verwendet werden, falls erwünscht. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen eine kartesische HF-Architektur verwendet werden (z.B. einschließlich irgendeiner oder alle der Folgenden: Hüllkurvenverfolgung, Digital-zu-Analog-Konvertierung, Tiefpassfilterung, Quadraturmischung, Verwendung eines linearen Leistungsverstärkers etc.). Alternativ kann, falls erwünscht, eine polare HF-Architektur (z.B. einschließlich irgendeiner oder alle der Folgenden: kartesische-zu-polar Konvertierung, Phasenregelkreis (PLL), ein Schalt- oder digitaler Verstärker, Amplitudencodierung, etc.) verwendet werden. Es sollte beachtet werden, dass in einigen Fällen eine Architektur, die digitale HF-Frontendkomponenten zumindest durch die Leistungsverstärkungsphase beinhaltet, möglich sein kann gemäß der vorliegenden Offenbarung, und möglicherweise ermöglicht, dass das Basisband und das HF-Frontende auf einem einzelnen integrierten Schaltkreis implementiert werden.
Die hier beschriebenen Techniken können implementiert werden in und/oder verwendet werden mit einer Vielzahl von verschiedenen Arten von Geräten, einschließlich aber nicht beschränkt auf mobile Basisstationen, mobile Telefone, Tablet Computer, am Körper tragbare Rechengeräte, tragbare Medienspieler, und irgendeines der diversen anderen Rechengeräte.
Diese Zusammenfassung beabsichtigt einen kurzen Überblick über einige der in diesem Dokument beschriebenen Gegenstände zu bieten. Dementsprechend wird darauf hingewiesen, dass die oben beschriebenen Merkmale lediglich Beispiele sind und nicht dahingehend ausgelegt werden sollen, dass sie den Umfang und Geist des hier beschriebenen Gegenstands in irgendeiner Weise beschränken. Andere Merkmale, Aspekte und Vorteile des hier beschriebenen Gegenstands werden durch die folgende detaillierte Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen deutlich werden.
Figurenliste
Ein besseres Verständnis des vorliegenden Gegenstands erhält man, wenn die vorliegende detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen im Zusammenhang mit den folgenden Zeichnungen berücksichtigt wird, in welchen:

1 ein beispielhaftes (und vereinfachtes) drahtloses Kommunikationssystem darstellt, gemäß einiger Ausführungsformen;
2 eine Basisstation (BS) in Kommunikation mit einem Endgerät (UE) darstellt, gemäß einiger Ausführungsformen;
3 ein beispielhaftes Blockdiagramm eines UE darstellt, gemäß einiger Ausführungsformen;
4 ein Kommunikationsflussdiagramm ist, das ein beispielhaftes Verfahren zur Durchführung von lokalisierten SC-FDMA-Übertragungen darstellt, gemäß einiger Ausführungsformen; und
5 bis 15 Blockdiagramme sind, die diverse beispielhafte SC-FDMA-Sendearchitekturen darstellen, gemäß einiger Ausführungsformen.

Während die hier beschriebenen Merkmale empfänglich sein können für diverse Modifikationen und alternative Formen, werden spezifische Ausführungsformen davon durch Beispiele in den Zeichnungen gezeigt und hier im Detail beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die Zeichnungen und die detaillierte Beschreibung dazu nicht beabsichtigen, auf die konkret offenbarte Form beschränkt zu werden, sondern im Gegenteil ist es die Absicht, alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen, die in den Geist und Umfang des Gegenstands, wie er in den angehängten Ansprüchen definiert ist, abzudecken.
Detaillierte Beschreibung
Begriffe
Es folgt ein Begriffsverzeichnis der Begriffe, die in dieser Offenbarung verwendet werden:

Speichermedium - Eine von verschiedenen Arten von nichtflüchtigen Speichergeräten oder Speichergeräten. Der Begriff „Speichermedium“ soll ein Installationsmedium umfassen, z.B. eine CD-ROM, Floppy Disks oder ein Bandgerät; einen Computersystemspeicher oder Arbeitsspeicher wie beispielsweise DRAM, DDR RAM, SRAM, EDO RAM, Rambus RAM etc.; ein nichtflüchtiger Speicher, wie beispielsweise einen Flash, magnetische Medien, z.B. eine Festplatte, oder optischen Speicher; Register oder andere ähnliche Arten von Speicherelementen etc. Das Speichermedium könnte auch andere Arten von nichtflüchtigem Speicher oder Kombinationen davon umfassen. Außerdem könnte das Speichermedium in einem ersten Computersystem untergebracht sein, in dem die Programme ausgeführt werden, oder in einem zweiten anderen Computersystem lokalisiert sein, das das erste Computersystem über ein Netzwerk, wie beispielsweise das Internet verbindet. Im letzteren Fall könnte das zweite Computersystem Programmanweisungen an den ersten Computer zur Ausführung liefern. Der Begriff „Speichermedium“ könnte zwei oder mehr Speichermedien umfassen, die sich in unterschiedlichen Orten aufhalten, z.B. in unterschiedlichen Computersystemen, die über ein Netzwerk verbunden sind. Das Speichermedium könnte Programmanweisungen speichern (z.B. ausgeführt als Computerprogramme), die durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt werden können.

Trägermedium - Ein Speichermedium wie oben beschrieben, als auch ein physikalisches Übertragungsmedium, wie beispielsweise einen Bus, ein Netzwerk und/oder ein anderes physikalisches Übertragungsmedium, das Signale, wie beispielsweise elektrische, elektromagnetische oder digitale Signale, übermittelt.
Programmierbares Hardwareelement - umfasst verschiedene Hardwaregeräte umfassend mehrfach programmierbare Funktionsblöcke, die durch eine programmierbare Zusammenschaltung verbunden sind. Beispiele umfassen: FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), PLDs (Programmable Logic Devices), FPOAs (Field Programmable Object Arrays) und CPLDs (Complex PLDs). Die programmierbaren Funktionsblöcke können von feingranular (kombinatorischer Logik oder Nachschlagetabellen) bis zu grobgranular (arithmetische Logikeinheiten oder Prozessorkerne) reichen. Ein programmierbares Hardwareelement kann auch als „rekonfigurierbare Logik“ bezeichnet werden.
Computersystem - eine von verschiedenen Arten von Rechen- oder Verarbeitungssystemen, einschließlich: Personal Computersystem (PC), Großrechnersystem, Arbeitsstation, Netzwerkanwendung, Internetanwendung, Personal Digital Assistant (PDA), Fernsehsystem, Grid Computing System oder andere Geräte oder Kombinationen von Geräten. Im Allgemeinen kann der Begriff „Computersystem“ breit definiert werden, um jedes Gerät (oder Kombination von Geräten), das einen Prozessor hat, der Anweisungen von einem Speichermedium ausführt, zu umfassen.
Endgerät (UE) (oder UE-Gerät) - eine von verschiedenen Arten von Computersystemgeräten, die mobil oder tragbar sind und welche drahtlose Kommunikationen durchführen. Beispiele von UE-Geräten beinhalten: mobile Telefone oder Smartphones (z.B. iPhone™, Android™-basierte Telefone), tragbare Spielgeräte (z.B. Nintendo DS™, PlayStation Portable™, Gameboy Advance™, iPhone™), Laptops, am Körper tragbare Geräte (z.B. Smartuhr, Smartbrille), PDAs, tragbare Internetgeräte, Musikspieler, Datenspeichergeräte oder andere handgehaltene Geräte, etc. Im Allgemeinen kann der Begriff „UE“ oder „UE-Gerät“ breit definiert werden, um jedes elektronische, rechnende und/oder Telekommunikationsgerät (oder Kombination von Geräten) zu umfassen, welches durch einen Benutzer einfach transportiert wird und für drahtlose Kommunikation geeignet ist.
Basisstation - Der Begriff „Basisstation“ hat die volle Breite seiner gewöhnlichen Bedeutung, und umfasst zumindest eine drahtlose Kommunikationsstation, die an einem festen Standort installiert ist und verwendet wird, um als ein Teil eines drahtlosen Telefonsystems oder Funksystems zu kommunizieren.
Verarbeitungselement - bezieht sich auf verschiedene Elemente oder Kombination von Elementen. Verarbeitungselemente umfassen z.B. Schaltkreise wie beispielsweise ein ASIC (Application Specific Integrated Circuit, anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis), Teile oder Schaltkreise von individuellen Prozessorkernen, gesamte Prozessorkerne, individuelle Prozessoren, programmierbare Hardwaregeräte wie beispielsweise ein feldprogrammierbares Gate Array (FPGA) und/oder größere Teile von Systemen, die mehrere Prozessoren beinhalten.
Kanal - ein Medium, das verwendet wird, um Information von einem Sender (Transmitter) an einen Empfänger zu übermitteln. Es wird darauf hingewiesen, dass Eigenschaften des Begriffs „Kanal“ sich unterscheiden können je nach drahtlosem Protokoll, wobei der Begriff „Kanal“, wie er hier verwendet wird, als in einer Weise verwendet angesehen werden kann, die konsistent ist mit dem Standard von Arten von Geräten, in deren Zusammenhang er verwendet wird. In einigen Standards können Kanalbandbreiten variabel sein (z.B. in Abhängigkeit von der Gerätekapazität, Bandbedingungen, etc.). Zum Beispiel kann LTE skalierbare Kanalbandbreiten von 1,4 MHz bis zu 20 MHz unterstützen. Im Gegensatz dazu können WLAN-Kanäle mehrere 10 MHz (20 bis 160 MHz für WiFi) breit sein, während Bluetooth-Kanäle ungefähr 1 MHz Breite haben können. Andere Protokolle und Standards können verschiedene Definitionen von Kanälen beinhalten. Außerdem können einige Standards verschiedene Arten von Kanälen definieren und verwenden, z.B. verschiedene Kanäle für Uplink oder Downlink und/oder verschiedene Kanäle für verschiedene Verwendungen wie beispielsweise Daten, Störungsinformation, etc.
Band - der Begriff „Band“ hat die volle Breite seiner gewöhnlichen Bedeutung und beinhaltet zumindest einen Abschnitt eines Spektrums (z.B. Funkfrequenzspektrum), in dem Kanäle verwendet werden oder aufgehoben werden für den gleichen Zweck.
Automatisch - bezieht sich auf eine Aktion oder einen Vorgang durchgeführt durch ein Computersystem (z.B. Software ausgeführt durch das Computersystem) oder Vorrichtung (z.B. Schaltkreis, programmierbare Hardwareelemente, ASICs, etc.), ohne dass die Aktion oder der Vorgang direkt durch eine Benutzereingabe spezifiziert oder durchgeführt wird. Somit steht der Begriff „automatisch“ im Gegensatz zu einem Vorgang, der manuell durchgeführt wird oder durch den Benutzer spezifiziert wird, wobei der Benutzer Eingaben tätigt, um den Vorgang direkt durchzuführen. Ein automatischer Vorgang kann durch Eingabe, die durch den Nutzer getätigt wird, initiiert werden, aber die darauffolgenden Handlungen, die „automatisch“ durchgeführt werden, sind nicht durch den Benutzer spezifiziert, d.h. werden nicht „manuell“ durchgeführt, wobei der Benutzer jede Handlung, die durchzuführen ist, spezifiziert. Zum Beispiel füllt ein Benutzer, der ein elektronisches Formular ausfüllt, indem er jedes Feld auswählt und eingaben-spezifizierende Informationen bereitstellt (z.B. durch Eintippen von Informationen, Auswählen von Auswahlkästchen, Optionsauswahl, etc.) das Formular manuell aus, obwohl das Computersystem das Formular als Antwort auf die Benutzerhandlungen aktualisieren muss. Das Formular kann durch das Computersystem automatisch ausgefüllt werden, wobei das Computersystem (z.B. eine Software ausgeführt auf dem Computersystem) die Felder des Formulars analysiert und in dem Formular ausfüllt, ohne irgendeine Benutzereingabe, die die Antworten auf die Felder spezifiziert. Wie bereits oben ausgeführt, kann der Benutzer das automatische Ausfüllen des Formulars aufrufen, ist aber nicht involviert in dem tatsächlichen Ausfüllen des Formulars (z.B. der Benutzer spezifiziert nicht manuell Antworten auf die Felder, sondern sie werden automatisch vervollständigt). Die vorliegende Beschreibung liefert verschiedene Beispiele von Vorgängen, die automatisch durchgeführt werden als Antwort auf Handlungen, die der Benutzer vorgenommen hat.
Figuren 1 und 2 - Kommunikationssystem
1 stellt ein beispielhaftes (und vereinfachtes) drahtloses Kommunikationssystem gemäß einigen Ausführungsbeispielen dar. Es wird darauf hingewiesen, dass das System von 1 lediglich ein Beispiel eines möglichen Systems ist und dass Ausführungsformen, je nach Wunsch, in verschiedenen Systemen implementiert werden können.
Wie gezeigt beinhaltet das beispielhafte drahtlose Kommunikationssystem eine Basisstation 102A, welche über ein Übertragungsmedium mit einem oder mehreren Benutzergeräten 106A, 106B, etc. bis 106N kommuniziert. Jedes der Benutzergeräte kann hier als ein „Endgerät“ (UE) bezeichnet werden. Somit werden die Benutzergeräte 106 als UEs oder UE-Geräte bezeichnet.
Die Basisstation 102A kann eine Basis-Sendeempfänger-Station (BTS) oder eine Funkzelle sein, und kann Hardware beinhalten, die drahtlose Kommunikation mit den UEs 106A bis 106N ermöglicht. Die Basisstation 102A kann auch ausgerüstet sein, um mit einem Netzwerk 100 (z.B. ein Kernnetzwerk eines Mobilfunknetzbetreibers, ein Telekommunikationsnetzwerk, wie beispielsweise ein öffentlich vermitteltes Telekommunikationsnetz (PSTN), und/oder dem Internet, neben verschiedenen Möglichkeiten) zu kommunizieren. Somit kann die Basisstation 102A Kommunikation zwischen den Benutzergeräten und/oder zwischen den Benutzergeräten und dem Netzwerk 100 ermöglichen.
Der Kommunikationsbereich (oder Versorgungsbereich) der Basisstation kann als eine „Zelle“ bezeichnet werden. Die Basisstation 102A und die UEs 106 können konfiguriert sein, um über das Übertragungsmedium unter Verwendung irgendeiner von verschiedenen Funkzugangstechnologien (RATs), die auch als drahtlose Kommunikationstechnologien bezeichnet werden, oder Telekommunikationsstandards, wie beispielsweise GSM, UMTS (WCDMA, TD-SCDMA), LTE, LTE-Advanced (LTE-A), HSPA, 3GPP2 CDMA2000 (z.B. 1xRTT, 1xEV-DO, HRPD, eHRPD, WiFi, WiMAX, etc., kommunizieren.
Die Basisstation 102A und andere ähnliche Basisstationen (wie beispielsweise die Basisstation 102B....102N), die nach dem gleichen oder einem anderen mobilen Kommunikationsstandard arbeiten, können somit als ein Netzwerk von Zellen bereit gestellt werden, welche kontinuierlichen oder nahezu kontinuierlichen überlappenden Dienst für die UEs 106A-N und ähnliche Geräte über einen breiten geografischen Bereich über eine oder mehrere Mobilkommunikationsstandards bereitstellen.
Somit kann, während die Basisstation 102A als eine „dienende Zelle“ für UEs 106A-N, wie in 1 dargestellt, agiert, jede UE 106 auch geeignet sein, um Signale von (und möglicherweise innerhalb des Kommunikationsbereiches von) einer oder mehreren anderen Zellen (die durch die Basisstationen 102B-N und/oder andere Basisstationen bereit gestellt werden könnten) empfangen, die als „benachbarte Zellen“ bezeichnet werden. Solche Zellen können auch geeignet sein, um Kommunikation zwischen den Benutzergeräten und/oder zwischen Benutzergeräten und dem Netzwerk 100 zu ermöglichen, gemäß der gleichen drahtlosen Kommunikationstechnologie wie die Basisstation 102A und/oder irgendeiner von verschiedenen anderen möglichen drahtlosen Kommunikationstechnologien. Solche Zellen können umfassen: „Makro“-Zellen, „Mikro“-Zellen, „Pico“-Zellen und/oder Zellen, die irgendeine andere Detailgenauigkeit der Versorgungsbereichgröße liefert. Zum Beispiel könnten die Basisstationen 102A-B, die in 1 dargestellt sind, Makro-Zellen sein, während die Basisstation 102N eine Mikro-Zelle sein kann. Andere Konfigurationen sind auch möglich.
Beachte [Es sollte beachtet werden!], dass eine UE 106 auch geeignet sein kann, um unter Verwendung von verschiedenen drahtlosen Kommunikationsstandards zu kommunizieren. Zum Beispiel kann eine UE 106 konfiguriert sein, um unter Verwendung von einem drahtlosen Netzwerk (WiFi) und/oder einem Peer-to-Peer drahtlosen Kommunikationsprotokoll (z.B. BT, WiFi, Peer-to-Peer, etc.) zusätzlich zu zumindest einem mobilen Kommunikationsprotokoll (z.B. GSM, UMTS (WCDMA, TD-SCDMA), LTE, LTE-A, HSPA, 3GPP2 CDMA2000 (z.B. 1xRTT, ixEV-DO, HRPD, eHRPD), etc.) zu kommunizieren. Das UE 106 kann auch oder alternativ konfiguriert sein, um unter Verwendung eines oder mehrerer globaler Navigationssatellitensystemen (GNSS, z.B. GPS oder GLONASS), einer oder mehrerer mobiler Fernsehausstrahlungsstandards (z.B. ATSC-M/H oder DVB-H) und/oder irgendeinem anderen drahtlosen Kommunikationsprotokoll, je nach Wunsch, zu kommunizieren. Andere Kombinationen von drahtlosen Kommunikationsstandards (einschließlich mehr als zwei drahtloser Kommunikationsstandards) sind auch möglich.
2 stellt das Endgerät 106 (z.B. eines der Geräte 106A bis 106N) in Kommunikation mit einer Basisstation 102 (z.B. einer der Basisstationen 102A bis 102N) nach einigen Ausführungsformen dar. Das UE 106 kann eine Vorrichtung mit mobiler Kommunikationsfähigkeit, wie beispielsweise ein Mobiltelefon, ein handgehaltenes Gerät, ein am Körper tragbares Gerät, ein Computer oder ein Tablet oder nahezu jede Art von drahtloser Vorrichtung sein.
Das UE 106 kann einen Prozessor beinhalten, der dazu ausgestaltet ist, Programmanweisungen, die in dem Speicher gespeichert sind, auszuführen. Das UE 106 kann jede der hier beschriebenen Verfahrensausführungsformen durchführen, in dem es solche gespeicherten Anweisungen ausführt. Alternativ oder zusätzlich kann das UE 106 programmierbare Hardware-Elemente beinhalten, wie beispielsweise ASIC (Application Specific Integrated Circuit), die dazu konfiguriert sind, um irgendeine der hier beschriebenen Verfahrensausführungsbeispiele, oder irgendeinen Teil von irgendeinem der hier beschriebenen Verfahrensausführungsbeispiele, durchzuführen.
Das UE 106 kann eine oder mehrere Antennen zum Kommunizieren unter Verwendung einer oder mehrerer drahtloser Kommunikationsprotokolle oder Technologien beinhalten. In einer Ausführungsform könnte das UE 106 dazu konfiguriert sein, unter Verwendung von entweder CDMA2000 (1xRTT / ixEV-DO / HRPD / eHRPD) oder LTE unter Verwendung eine gemeinsamen Funkeinrichtung und/oder GSM oder LTE unter Verwendung der gemeinsamen Funkeinrichtung zu kommunizieren. Die gemeinsame Funkeinrichtung kann an eine einzelne Antenne gekoppelt sein, oder kann an mehrere Antennen (z.B. für MIMO) gekoppelt sein, um drahtlose Kommunikation durchzuführen. Im Allgemeinen kann ein Funksende-Empfänger jede Kombination der Folgenden beinhalten: digitaler Basisbandprozessor, analoger HF-Signalverarbeitungsschaltkreis (z.B. umfassend Filter, Mixer, Oszillatoren, Verstärker, etc.) oder digitalen Signalverarbeitungs (DSP)-Schaltkreis (z.B. für digitale Modulation sowie andere digitale Verarbeitung). In ähnlicher Weise kann die Funkeinrichtung eine oder mehrere Empfangs- oder Sendeketten unter Verwendung der zuvor genannten Hardware implementieren. Zum Beispiel kann das UE 106 eine oder mehrere Teile einer Empfangs- und/oder Sendekette zwischen mehreren drahtlosen Kommunikationstechnologien, wie solche, die oben erläutert wurden, teilen.
In einigen Ausführungsformen kann das UE speziell Schaltkreise für die Durchführung von Einzelträgerfrequenzmultiplexzugriff (SC-FDMA)-Kommunikation beinhalten. Zum Beispiel kann das UE 106 fähig sein, SC-FDMA-Kommunikation für Ablenkkommunikation als Teil des Kommunizierens gemäß der LTE-Funk-Zugangstechnologie zu nutzen.
In einigen Ausführungsformen kann das UE 106 separate (und möglicherweise mehrere) Sende- und/oder Empfangsketten (z.B. einschließlich separater HF und/oder digitaler Funkkomponenten) für jedes drahtlose Kommunikationsprotokoll beinhalten, mit dem es zu kommunizieren ausgestaltet ist. Als eine weitere Möglichkeit kann das UE 106 eine oder mehrere Funkeinrichtungen beinhalten, welche zwischen mehreren drahtlosen Kommunikationsprotokollen geteilt werden, und eine oder mehrere Funkeinrichtungen, welche ausschließlich von einem einzelnen drahtlosen Kommunikationsprotokoll verwendet werden. Zum Beispiel könnte das UE 106 eine gemeinsame Funkeinrichtung zum Kommunizieren unter Verwendung von entweder LTE oder 1xRTT (oder LTE oder GSM), und separate Funkeinrichtungen zum Kommunizieren unter Verwendung von WiFi und Bluetooth, beinhalten. Andere Konfigurationen sind möglich.
Figur 3 - Beispielhaftes Blockdiagramm eines UE
3 stellt ein beispielhaftes Blockdiagramm eines UE 106 gemäß einiger Ausführungsformen dar. Wie gezeigt, kann das UE 106 ein System-on-Chip (SOC) 300 beinhalten, welches Teile für verschiedene Zwecke beinhalten kann. Zum Beispiel, wie gezeigt, kann das SOC 300 Prozessor(en) 302 beinhalten, welche Programmanweisungen für das UE 106 ausführen kann und Anzeigeschaltkreis 304 beinhalten, welcher Grafikbearbeitung durchführen kann und Anzeigesignale an die Anzeige 360 liefert. Der Prozessor(en) 302 kann auch an die Speicherverwaltungseinheit (MMU) 340 gekoppelt sein, welche dazu konfiguriert sein kann, Adressen von dem Prozessor(en) 302 zu empfangen und diese Adressen in Stellen im Speicher zu übersetzen (z.B. Speicher 306, Festwertspeicher (ROM) 350, NAND Flash Memory 310) und/oder in andere Schaltungen oder Geräte, wie beispielsweise der Anzeigeschaltkreis 304, drahtloser Kommunikationsschaltkreis 330, Verbinder I/F 320, und/oder Anzeige 360. Die MMU 340 kann konfiguriert sein, um Speicherschutz und Seiten-Tabelle(page-table)-Übersetzung oder Einrichtung durchzuführen. In einigen Ausführungsformen kann die MMU 340 als ein Teil des Prozessors(en) 302 beinhaltet sein.
Wie gezeigt kann das SOC 300 an verschiedene andere Schaltkreise des UE 106 gekoppelt sein. Zum Beispiel kann das UE 106 verschiedene Arten von Speicher (z.B. einschließlich NAND Flash 310), eine Verbindungsschnittstelle 320 (z.B. zum Koppeln an ein Computersystem, Dock, Ladestation, etc.), die Anzeige 360, und drahtlose Kommunikationsschaltkreis (z.B. Funk) 330 (z.B. für LTE, WiFi, GPS, etc.) beinhalten. Beachte, dass obwohl das UE 106 als eine oder mehrere Funkeinrichtungen separat von dem SOC beinhaltend dargestellt ist, es möglich ist, dass eine oder mehrere Funkeinrichtungen (oder Funkkomponenten) in den SOC integriert sind zusätzlich zu oder als Alternative, während ein fortgeschrittenes SOC, das in einem UE verwendet wird, einen integrierten Speicher, Prozessoren, digitale Signalverarbeitung, und/oder eine oder mehrere (potentiell möglicherweise unterschiedliche) Funkeinrichtung(en) integriert in einem einzelnen Chip (im Allgemeinen in CMOS Technologie), z.B. für geringen Stromverbrauch und Plattformoptimierung beinhalten. In anderen Worten kann ein SOC auch ein Funkeinrichtung oder mehrere Funkeinrichtungen, falls gewünscht, integrieren, möglicherweise beinhaltend Kombinationen von Chips mit irgendeinem oder allen von: WiFi, Bluetooth, GPS, FM und/oder anderen Kommunikationsmöglichkeiten.
Das UE 106 kann zumindest eine Antenne beinhalten (und möglicherweise mehrere Antennen, z.B. für MIMO und/oder zum Implementieren von verschiedenen drahtlosen Kommunikationstechnologien, neben verschiedenen Möglichkeiten), zum Durchführen von drahtloser Kommunikation mit Basisstationen und/oder anderen Geräten. Zum Beispiel kann das UE-Gerät 106 die Antenne(n) 335 verwenden, um drahtlose Kommunikation durchzuführen. Wie oben erwähnt, kann das UE 106 konfiguriert sein zum drahtlosen Kommunizieren unter Verwendung von mehreren drahtlosen Kommunikationstechnologien in einigen Ausführungsformen.
Wie hier nachfolgend weiter beschrieben, kann das UE 106 Hardware und/oder Softwarekomponenten zum Durchführen von SC-FDMA-Kommunikationen beinhalten, wie beispielsweise unter anderem mit Bezug zu 4 beschrieben. Der Prozessor 302 des UE-Geräts 106 kann konfiguriert sein, Teile oder alle der hier beschriebenen Verfahren zu implementieren, z.B. durch Durchführen von Programmanweisungen, die in einem Speichermedium gespeichert sind (z.B. einem nichtflüchtigen computerlesbaren Speichermedium). In anderen Ausführungsformen kann der Prozessor 302 konfiguriert sein als ein programmierbares Hardwareelement, wie beispielsweise ein FPGA (Field Programmable Gate Array), oder als ein ASIC (Application Specific Integrated Circuit). Alternativ (oder zusätzlich) kann der Prozessor 302 des UE-Geräts 106 im Zusammenhang mit einer oder mehreren der anderen Komponenten 300, 304, 306, 310, 320, 330, 335, 340, 350, 360 konfiguriert sein, um Teile oder alle der hier beschriebenen Merkmale zu implementieren, wie beispielsweise die hier unter anderem mit Bezug zu 4 beschriebenen Merkmale.
Figur 4 - Flussdiagramm
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Erzeugen und Übertragen von Hochfrequenz (HF)-Wellenformen darstellt. Das Verfahren nach 4 kann durch ein UE 106 implementiert werden (z.B. wie in den 1 bis 3 dargestellt und in diesem Zusammenhang beschrieben), oder allgemeiner in Verbindung mit irgendeinem der Computersysteme oder Geräte, die in den oben genannten Figuren gezeigt sind, neben anderen Geräten, wie gewünscht.
In verschiedenen Ausführungsformen können einige Elemente des gezeigten Verfahrens gleichzeitig, in einer anderen Reihenfolge als gezeigt, durchgeführt werden, ausgewechselt durch andere Elemente oder weggelassen werden. Zusätzliche Elemente können auch wie gewünscht durchgeführt werden. Wie gezeigt kann das Verfahren wie folgt agieren.
In 402 können die Frequenzressourcen für eine Übertragung bestimmt werden. Die Frequenzressourcen können eine Signalbandbreite beinhalten, die um eine bestimmte Frequenz angeordnet ist. Die Signalbandbreite kann kleiner sein als die Kanalbandbreite eines Frequenzkanals, auf dem die Übertragung durchgeführt wird und außerdem kann zumindest in einigen Fällen die Frequenz, um die die Frequenzressourcen zentriert sind von der Mittenfrequenz des Frequenzkanals versetzt sein.
Zum Beispiel kann das UE konfiguriert sein, um gemäß dem LTE zu agieren und die Frequenzressourcen können ein oder mehrere Ressourcenblocks (RBs) gemäß LTE beinhalten. In solch einem Fall kann das UE zuerst eine Zelle gemäß LTE mit einer mobilen Basisstation aufbauen oder verbinden. Die Zelle kann auf einem bestimmten Frequenzkanal mit einer bestimmten Bandbreite agieren. Als Teil seiner mobilen Kommunikation mit der Basisstation kann das UE dann eine Uplink-Berechtigung für Uplink-LTE-Kommunikation mit der mobilen Basisstation empfangen. Die Uplink-Berechtigung kann eine RB-Zuweisung für eine Einzelträgerfrequenz-Multiplexzugriff (SC-FDMA)-Uplink-Übertragung beinhalten, wie es z.B. typisch sein kann in LTE. Die RB-Zuweisung kann um eine Frequenz lokalisiert sein, die verschieden ist von (z.B. verschoben oder versetzt von) der Mittenfrequenz des Kanals, um einen Frequenzversatz.
In 404 kann ein Basisbandsignal erzeugt werden. Das Basisbandsignal kann die bestimmte Signalbandbreite haben (z.B. abhängig von der Anzahl von RBs, die zugewiesen sind), und kann in einer Frequenz positioniert sein, so dass die Frequenzressourcen, die mit der RB-Zuweisung assoziiert sind, um DC lokalisiert sind. In einigen Ausführungsformen kann die Mittenfrequenz der Frequenzressourcen, die mit der RB-Zuweisung assoziiert sind, beim oder in der Nähe vom DC lokalisiert sein, so dass die Mittenfrequenz des Frequenzkanals von dem DC versetzt ist.
In anderen Worten, kann das Basisbandsignal um eine erste Basisbandfrequenz lokalisiert sein, die der Frequenz entspricht, um die die zugewiesenen Frequenzressourcen lokalisiert sind; eine zweite Basisbandfrequenz, die der Mittenfrequenz des Frequenzkanals entspricht, kann von der ersten Basisbandfrequenz versetzt sein.
In 406 kann das Basisbandsignal hochkonvertiert werden, um ein HF-Signal zu erzeugen. Die Hochkonvertierung kann einen lokalen Oszillator (LO) verwenden, welcher auf die Frequenz abgestimmt ist, um die die Frequenzressourcen zentriert/lokalisiert sind. In anderen Worten kann der LO auf eine Frequenz abgestimmt sein, die von der Mittenfrequenz versetzt ist (z.B. durch den Frequenzversatz) des Frequenzkanals.
Beachte, dass jede Variation von möglichen HF-Architekturen im Zusammenhang mit der Hochkonvertierung verwendet werden kann.
Als eine erste Möglichkeit kann eine kartesische HF-Architektur verwendet werden, um das HF-Signal zu erzeugen, z.B. einschließlich irgendeiner oder alle der folgenden: Hüllkurvenverfolgung, Digital-zu-Analog-Konvertierung, Tiefpassfilterung, Quadraturmischung, und Verwendung eines linearen Leistungsverstärkers.
Als eine zweite Möglichkeit kann eine polare HF-Architektur verwendet werden. Zum Beispiel kann eine kartesische zur Polarkonvertierung durchgeführt werden, um die Quadraturkomponenten I und Q des Basisbandsignals in einen Basisbandphasenabschnitt und einen Amplitudenabschnitt zu konvertieren.
Für Schmalbandsignale (wie es typisch sein kann, zumindest in einigen Fällen, falls die Basisbandsignalbandbreite korrespondiert mit der tatsächlichen Frequenzzuweisung vor der Hochkonvertierung durch einen LO abgestimmt auf eine Frequenz, um die die Frequenzressourcen zentriert sind), können die Quadraturmischung und der LO, die für die Hochkonvertierung in der kartesischen HF-Architektur verwendet werden, ersetzt werden durch einen Phasenregelkreis (PLL) in Verbindung mit der polaren HF-Architektur, falls gewünscht, und verwendet werden, um den Basisbandphasenabschnitt in einen HF-Phasenabschnitt hoch zu konvertieren und einen Hocheffizienz-Schaltleistungsverstärker oder digitalen Leistungsverstärker anzutreiben.
In der polaren HF-Architektur kann der Amplitudenabschnitt entweder ins Analoge konvertiert werden und verwendet werden, um die Verstärkung des HF-Signals unter Verwendung eines Schaltleistungsverstärkers zu steuern, oder digital bleiben und verwendet werden, um die Verstärkung des HF-Signals unter Verwendung eines DigitalLeistungsverstärkers zu steuern, gemäß verschiedener Ausführungsformen. Außerdem, falls gewünscht, kann der Amplitudenabschnitt kodiert werden (z.B. Delta-Sigma-Modulation, thermometrisch, dynamischer Elementen-Abgleich, etc.), bevor ein digitaler Leistungsverstärker angetrieben wird.
Beachte außerdem, dass zumindest in einigen Fällen, es möglich sein kann, eine vollständig digitale HF-Frontend-Architektur durch die Leistungsverstärkungsstufe zu implementieren. Zum Beispiel, wenn man die oben beschriebenen Beispiele einer Polar-HF-Architektur mit einem digitalen PA, einer digitalen PLL, etc. verwendet, kann es möglich sein, einen integrierten Schaltkreis (z.B. CMOS-Chip) sowohl mit Basisband als auch mit HF-Frontend zu versorgen, die in der Lage sein können, das Verfahren von 4 zu implementieren.
Beachte außerdem, dass, da in dem Verfahren von 4 Frequenzverschiebung zu zugewiesenen/bestimmten Frequenzressourcen nach der Basisbandverarbeitung und in der Zeitdomäne durchgeführt wird, es der Fall sein kann (zumindest in einigen Fällen), dass Fourier-Transformation (z.B. diskrete Fourier-Transformation (DFT) oder Fast-Fourier-Transformation (FFT) und Inverse-Fourier-Transformation (z.B. inverse diskrete Fourier-Transformation (IDFT) oder inverse Fast-Fourier-Transformation (IFFT) nicht benötigt sein werden, und somit nicht durchgeführt werden (z.B. selbst in dem Fall eines SC-FDMA-Signals), wenn das Basisbandsignal erzeugt wird. Hochrechnung (und möglicherweise Interpolation) kann durchgeführt werden als eine alternative Technik, um die Abtastrate des Signals in eine angemessene endgültige Abtastrate zu modifizieren, falls erwünscht.
In 408 kann das HF-Signal übertragen werden. Zum Beispiel kann das HF-Signal als ein SC-FDMA-Signal als Teil einer Uplink-LTE-Kommunikation als Antwort auf eine Uplink-Berechtigung übertragen werden, wie zuvor beschrieben.
Figuren 5 bis 16 - Zusätzliche Information
5 bis 16 und die Information, die hier weiter unten in Verbindung damit bereitgestellt wird, wird als Beispiel von verschiedenen Überlegungen und Details, die sich auf mögliche Systeme, mit denen das Verfahren von 4 implementiert werden kann, beziehen, bereitgestellt und soll nicht als beschränkend auf die Offenbarung als Ganzes verstanden werden. Zahlreiche Variationen und Alternativen zu den hier weiter unten bereitgestellten Details sind möglich und sollten als innerhalb des Schutzbereichs der Offenbarung angesehen werden.
5 stellt eine typische SC-FDMA-Basisbandkonfiguration gemäß einiger Ausführungsformen dar. Wie gezeigt, wird ein Basisband (BB)-Signal 502 in einen diskreten Fourier-Transformations (DFT)-Block 504 eingegeben. Die Signalfrequenzzuweisung (Verschiebung) zu der Frequenzzuweisung auferlegt durch das Netzwerk wird dann durchgeführt in der Frequenzdomäne, bevor es in einen inversen diskreten Fourier-Transformations (IDFT)-Block 506 eingegeben wird. In diesem Fall wird die finale Hochkonvertierung zu HF durchgeführt unter Verwendung eines lokalen Oszillators, der um die Kanalmittenfrequenz zentriert ist. Somit, obwohl die Basisbandsignalbreite wesentlich kleiner sein könnte als die Kanalbandbreite (z.B. ein RB = 180 KHz in LTE, während Fs = 30,72 MHz für einen 20 MHz-Kanal), muss in diesem Fall nach der IDFT der Datenpfad mit einer potentiellen maximalen Bandbreite, die gleich FS ist, fertigwerden (z.B. Kanalbandbreite und Sicherheitsfrequenzbänder).
6 stellt eine alternative SC-FDMA-Basisbandkonfiguration dar, wie in Verbindung mit dem Verfahren von 4 verwendet werden könnte, in einigen Ausführungsformen. Wie gezeigt wurde ein Basisbandsignal 602 in einen DTF-Block 604 eingegeben, ist aber nicht in der Frequenzdomäne verschoben. Stattdessen verbleibt das Basisbandsignal um den DC (in diesem Beispiel zentriert) lokalisiert, wie es in dem IDFT-Block 606 eingegeben ist. Somit hängt die Datenpfad nützliche Bandbreite, in diesem Fall, nur von der Anzahl der RBs ab statt der vollen Kanalbandbreite. Das kann viel effizienter sein für die digitale Signalverarbeitung (z.B. könnte Stromverbrauch reduzieren/Batterie schonen). Das nützliche Signal könnte dann zu der korrekten Frequenzposition der zugewiesenen RBs innerhalb der Kanalbandbreite nach der IDFT (d.h. in der Zeitdomäne) verschoben werden, durch Abstimmen/Zentrieren des LO, das für Hochkonvertierung zu dieser Frequenz verwendet wird.
7 stellt eine kartesische HF-Architektur dar, welche in Verbindung mit der Basisbandkonfiguration verwendet werden kann, die in 6 dargestellt ist und in diesem Zusammenhang beschrieben wurde. Wie gezeigt wurde ein Basisbandsignal 702 in einen DTF-Block 704 eingegeben und verbleibt um den DC lokalisiert, so wie es in den IDFT-Block 706 eingegeben wurde. Wie weiter gezeigt, kann die Architektur Hüllkurvenverfolgung (ET) benutzen; indem man die zugewiesenen RBs vor dem IDFT zentriert lässt und die Frequenzverschiebung zu der geeigneten Frequenz innerhalb des Kanals während der Hochkonvertierung durchführt (z.B. unter Verwendung von LO 710 zentriert bei Fc + Verschiebung, wie gezeigt) kann die Effizienz erhöht werden, indem die Hüllkurvenpfad-Schaltkreiseffizienz verbessert wird (z.B. infolge der Signalbandbreitenreduktion).
8 stellt eine Schmalband-Polar-HF-Architektur dar, welche in Verbindung mit der Basisbandkonfiguration verwendet werden kann, die in 6 dargestellt ist und in diesem Zusammenhang beschrieben wurde. Wie gezeigt wurde ein Basisbandsignal 802 in einen DTF-Block 804 eingegeben und verbleibt um den DC lokalisiert, wie es in den IDFT-Block 806 eingegeben wurde. Polare Modulation arbeitet mit Basisbandphasen- und Amplitudensignalen (z.B. im Gegensatz zur kartesischen Architektur, die mit In-Phasen-(I)- und Quadratur-(Q)-Komponenten arbeitet). Kartesische zu PolarTransformation 808 kann mit einem Koordinatenrotations-Digitalcomputer (CORDIC) verarbeitet werden, falls erwünscht. In diesem Fall können Digital-zu-Analog-Konvertierung (DAC) und Quadraturmischung nicht erforderlich sein für die Hochkonvertierung des Phasensignals zu HF; ein Schaltleistungsverstärker 812 getrieben durch einen Phasenregelkreis (PLL)- Ausgabe 810 mit konstanter Hüllkurve, nur Phasenmodulation kann verwendet werden. Beachte, dass der PLL 810 analog oder digital sein kann.
9 stellt eine alternative Schmalband-Polar-HF-Architektur dar, welche in Verbindung mit der Basisbandkonfiguration verwendet werden kann, die in 6 dargestellt ist und in diesem Zusammenhang beschrieben wurde. In ähnlicher Weise wie die 6 bis 8, wie gezeigt, wurde ein Basisbandsignal 902 in einen DTF-Block 904 eingegeben und verbleibt um den DC lokalisiert, wie es in den IDFT-Block 906 eingegeben wurde. In diesem Fall kann das Basisbandphasensignal auf gleiche Weise gehandhabt werden wie in 8 dargestellt und in diesem Zusammenhang beschrieben wurde (z.B. sich einer kartesischen zur Polartransformation 908 unterziehend und unter Verwendung eines digitalen oder analogen PLL 910 hochkonvertiert werden), aber die Amplitude kann digital codiert werden auf n Bits (z.B. anstelle zu analog konvertiert zu werden) und kann einen digitalen Leistungsverstärker 912 steuern (z.B. Stromzählen, Schaltkondensator PA, etc.). Beachte, dass eine Architektur, wie in 9 dargestellt als eine integrierte digitale Lösung implementiert werden kann, z.B. auf einem einzelnen CMOS-Chip, als eine von vielen verschiedenen Möglichkeiten, falls erwünscht.
10 stellt eine weitere alternative Schmalband-Polar-HF-Architektur dar, welche in Verbindung mit der Basisbandkonfiguration verwendet werden kann, die in 6 dargestellt wurde und in diesem Zusammenhang beschrieben wurde. Wie gezeigt kann die Architektur, die in 10 dargestellt ist, ähnlich der Architektur sein, die in 9 dargestellt ist (z.B. einschließlich BB-Signal 1002 eingegeben in den DTF-Block 1004, dann weitergegeben in den IDFT-Block 1006, dann sich einer kartesischen zur Polartransformation 1008 unterziehend, mit einem Basisbandphasenabschnitt, der unter Verwendung eines digitalen oder analogen PLL 1010 hochkonvertiert wurde), außer dass ein Kodierer 1014 eingefügt werden könnte, um das Amplitudensignal zu modifizieren, bevor das digitale PA 1012 angegriffen wird, so dass von der n Bit-Eingabe zu dem Kodierer 1014 eine m Bit-Ausgabe verwendet werden kann, um das digitale PA 1012 zu treiben. Jede von verschiedenen Arten von Codierung kann verwendet werden, einschließlich aber nicht beschränkt auf Delta-Sigma-Modulation, thermometrische, dynamisches Elementenabgleichen oder jede andere gewünschte andere Art von Codierung. Solche Codierung kann verwendet werden, um das Design des digitalen PA 1012 zu optimieren und/oder zu entspannen (z.B. Reduzieren der Anzahl von Zellen in dem digitalen PA für geringere Komplexität und/oder größere Effizienzleistungsnutzung).
11 stellt eine Breitband-Polar-HF-Architektur dar, welche in Verbindung mit der Basisbandkonfiguration verwendet werden kann, die in 6 dargestellt und in diesem Zusammenhang beschrieben wurde. Ähnlich zu den 6 bis 10 wird gemäß der Architektur von 11 ein Basisbandsignal 1102 in den DTF-Block 1104 eingegeben und verbleibt um den DC lokalisiert, wie es in den IDFT-Block 1106 eingegeben wurde. Kartesische zu Polartransformation 1108 kann stattfinden. Allerdings, während ein PLL (wie in Verbindung mit den Architekturen, die in den 8 bis 10 dargestellt sind, verwendet wurde) verwendet werden kann, um eine Schmalband-HF-Architektur bereitzustellen, wenn das Basisbandsignal zu breitbandig ist, kann ein PLL nicht in der Lage sein, das Signal zu handhaben. Zum Beispiel, obwohl zwei (oder mehr) Einspeisungspunkte verwendet werden können, um die funktionale Signalbandbreite zu erhöhen, welche ein PLL handhaben kann, kann es eine Bandbreitengrenze geben, über die hinaus es nicht praktikabel ist, einen PLL zu verwenden. In ähnlicher Weise kann der PLL, in solch einem Fall (wie in 11 dargestellt) durch einen klassischen Quadraturmischer 1110 ersetzt werden, um das Phasensignal zu HF hochzukonvertieren, um ein Schalt- oder digitales PA zu treiben. Der Amplitudenpfad kann analog oder digital sein, und wie in irgendeiner der 8, 9 oder 10 sein, abhängig davon, ob ein Schalt- oder Treiber-PA 1112 implementiert ist oder ob Codierung des Amplitudensignals erwünscht ist.
Die 12 bis 15 stellen weiterhin den Gegensatz zwischen Durchführung einer Frequenzverschiebung in der Frequenzdomäne und in der Zeitdomäne dar wie auch weitere Möglichkeiten für Architekturmodifikationen. 12 stellt eine klassische SC-FDMA-Anordnung dar, indem das Basisbandsignal 1202 in der Frequenzdomäne verschoben ist, so dass das nützliche Signal nicht um den DC nach dem IDFT 1206 zentriert ist. In diesem Fall, um die Frequenzverschiebung der RBs durchzuführen und die Steuerungskanäle in der Frequenzdomäne vor dem IDFT 1206 zu steuern, ist die Größe des IDFT 1206 größer als die Größe des DFT 1204. In entsprechender Weise, um die gleiche Frequenzlösung (d.h. den gleichen Unterträgerabstand) zu bekommen, kann die IDFT-Abtastrate 1206 in entsprechender Weise höher sein als die DFT-Abtastrate 1204. Infolgedessen kann das Verhältnis von Spitzenleistung zu Durchschnittsleistung (PAPR) des ursprünglichen Basisbandsignals erhöht werden, und die Übertragungslinearität beeinflussen.
13 stellt eine SC-FDMA-Anordnung dar, in der das Basisbandsignal 1302 nicht in der Frequenzdomäne verschoben ist, so dass das nützliche Signal um den DC nach dem IDFT 1306 zentriert ist, wie es der Fall sein kann, bspw. wenn die Frequenzverschiebung in der Zeitdomäne durchzuführen wäre durch ein LO in dem HF-Frontend. Beachte, dass, da es in solch einem Fall, weil die RBs und die Steuerungskanäle um den DC zentriert sind, und die Frequenzverschiebung in der temporalen Domäne nach dem IDFT 1306 durchgeführt wird, es für die IDFT- 1306 und die DFT-1304 Blöcke möglich sein kann, die gleiche Größe zu haben und die gleiche Abtastrate zu haben.
Solch eine Anordnung mit DFT 1404 und IDFT 1406, die die gleiche Größe haben, wird in 14 dargestellt. In diesem Fall kann ein Hochrechnen (und möglicherweise Interpolation) 1414 nach dem IDFT 1406 benötigt sein, um die endgültige Abtastrate Fs zu erhalten.
Darüber hinaus, da das DFT und IDFT in solch einem Fall die gleiche Länge haben würden, würden sie sich effektiv gegenseitig auslöschen und insgesamt als belanglos verworfen werden. 15 stellt eine solche Anordnung dar, indem das Basisband-SC-FDMA-Signal nicht dem DFT oder IDFT unterliegt, aber einfach an einen Hochrechnungs- und Interpolationsblock 1514 geliefert wird, um ein Signal zu erzeugen, das eine endgültige Abtastrate Fs hat bevor es an das HF-Frontende geliefert wird.
Im Folgenden werden weitere beispielhafte Ausführungsformen bereitgestellt.
Ein Satz von Ausführungsformen kann ein Verfahren beinhalten zum Betreiben eines drahtlosen Endgerätes (UE), wobei das Verfahren umfasst: Aufbauen einer Zelle entsprechend LTE mit einer zellularen Basisstation auf dem Frequenzkanal; Empfangen einer Uplink-Berechtigung für Uplink-LTE-Kommunikation mit der zellularen Basisstation, wobei die Uplink-Berechtigung eine Zuweisung von Ressourcenblöcken (RBs) für einen Einzelträger-Frequenzmultiplexzugriff (SC-FDMA) Uplink-Übertragung umfasst, wobei die Zuweisung von RBs um eine Frequenz angeordnet ist, die sich von einer Mittenfrequenz des Frequenzkanals unterscheidet; Erzeugen eines Basisband-SC-FDMA-Signals mit einer Bandbreite basierend auf einer Anzahl von zugewiesenen RBs; Hochkonvertieren des Basisband-SC-FDMA-Signals bei der Frequenz um die die Zuweisung der RBs angeordnet ist, um ein HF SC-FDMA-Signal zu erzeugen; und Durchführen der Uplink-LTE-Kommunikation mit der zellularen Basisstation auf der Zelle, umfassend die Übermittlung des HF SC-FDMA-Signals.
Gemäß einiger Ausführungsformen wird das Hochkonvertieren des Basisband-SC-FDMA-Signals durchgeführt unter Verwendung einer kartesischen HF-Architektur umfassend Quadraturmischung, einen lokalen Oszillator (LO), und Hüllkurvenverfolgung.
Gemäß einiger Ausführungsformen wird das Hochkonvertieren des SC-FDMA-Signals unter Verwendung einer polaren HF-Architektur durchgeführt, die einen Phasenregelkreis (PLL) beinhaltet.
Gemäß einiger Ausführungsformen umfasst das Verfahren weiter: Verstärken des HF SC-FDMA-Signals vor dem Übertragen des HF SC-FDMA-Signals unter Verwendung eines Schaltleistungsverstärkers oder eines digitalen Leistungsverstärkers.
Gemäß einiger Ausführungsformen umfasst das Verfahren weiter: Codieren eines Amplitudenabschnitts des SC-FDMA-Signals; und Verstärken des HF SC-FDMA-Signals vor dem Übertragen des HF SC-FDMA-Signals gemäß dem codierten Amplitudenabschnitt des SC-FDMA-Signals unter Verwendung eines digitalen Leistungsverstärkers.
Gemäß einiger Ausführungsformen umfasst das Verfahren weiter: Konvertieren des Basisband-SC-FDMA-Signals von kartesisch zu Polarmodulation; Hochkonvertieren des Phasenabschnitts des konvertierten SC-FDMA-Signals unter Verwendung eines Phasenregelkreises (PLL) oder Quadraturmischers; und Verstärken des hochkonvertierten Phasenabschnitts des SC-FDMA-Signals gemäß des Amplitudenabschnitts des konvertierten SC-FDMA-Signals unter Verwendung eines Schalt- oder Digitalleistungsverstärkers.
Gemäß einiger Ausführungsformen umfasst das Erzeugen des Basisband-SC-FDMA-Signals nicht die Durchführung einer Fourier-Transformation oder inversen Fourier-Transformation, wobei das Verfahren ferner umfasst: Durchführen einer Hochrechnung und Interpolation des Basisband-SC-FDMA-Signals, um die Abtastrate des Basisband-SC-FDMA-Signals vor der Hochkonvertierung des Basisband-SC-FDMA-Signals zu modifizieren.
Ein anderer Satz von Ausführungsbeispielen kann ein Verfahren beinhalten, umfassend: Ermitteln von für eine Übertragung zugewiesenen Frequenzressourcen, wobei die zugewiesenen Frequenzressourcen eine Signalbandbreite umfassen, die um eine Frequenz angeordnet ist, wobei die Signalbandbreite kleiner ist als eine Kanalbandbreite eines Frequenzkanals, auf dem die Übertragung durchgeführt werden soll, wobei die Frequenz zu einer Mittenfrequenz des Frequenzkanals verschoben ist; Erzeugen eines Basisbandsignals, das die Signalbandbreite beinhaltet, die um eine erste Basisbandfrequenz angeordnet ist, die der Frequenz entspricht, wobei eine zweite Basisbandfrequenz, die der Mittenfrequenz des Frequenzkanals entspricht, verschoben ist zur ersten Basisbandfrequenz; Durchführen einer Hochkonvertierung des Basisbandsignals unter Verwendung eines lokalen Oszillators (LO), der auf die Frequenz abgestimmt ist, die von der Mittenfrequenz des Frequenzkanals verschoben ist, um ein HF-Signal zu erzeugen; und Übertragen des HF-Signals.
Ein noch anderer Satz von Ausführungsbeispielen kann ein drahtloses Endgerät (UE) beinhalten, das umfasst: eine Funkeinrichtung; und ein Verarbeitungselement; wobei die Funkeinrichtung und das Verarbeitungselement dazu konfiguriert sind, irgendeines oder alle Teile von irgendeinem der Verfahren der vorangehenden Beispiele durchzuführen.
Ein weiterer beispielhafter Satz von Ausführungsbeispielen kann beinhalten einen nichtflüchtigen computerzugängliches Speichermedium umfassend Programmanweisungen, welche wenn sie an einem Gerät ausgeführt werden, das Gerät dazu veranlassen irgendeinen oder alle Teile der Verfahren der vorangehenden Beispiele zu implementieren.
Noch ein weiterer beispielhafter Satz von Ausführungsbeispielen kann ein Computerprogramm beinhalten umfassend Anweisungen zur Durchführung irgendeines oder alle Teile von irgendeinem der Verfahren der vorangehenden Beispiele.
Wieder ein anderer beispielhafter Satz von Ausführungsbeispielen kann beinhalten eine Vorrichtung umfassend Mittel zur Durchführung von irgendeinem oder alle der Verfahrenselemente von irgendeinem der vorangehenden Beispiele.
Zusätzlich zu den oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen können weitere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung realisiert werden in verschiedenen Formen. Zum Beispiel können einige Ausführungsformen realisiert werden als ein computerimplementiertes Verfahren, ein computerlesbares Speichermedium oder ein Computersystem. Andere Ausführungsformen können realisiert werden unter Verwendung von einem oder mehreren maßgeschneiderten Hardwaregeräten, wie beispielsweise als ASICs. Noch andere Ausführungsformen können realisiert werden unter Verwendung von einem oder mehreren programmierbaren Hardwareelementen, wie beispielsweise FPGAs.
In einigen Ausführungsformen kann ein nichtflüchtiges computerlesbares Speichermedium konfiguriert werden, so dass es Programmanweisungen und/oder Daten speichert, wobei die Programmanweisungen, wenn durch ein Computersystem ausgeführt, das Computersystem dazu veranlassen ein Verfahren durchzuführen, z.B. irgendeines der Verfahrensausführungsbeispiele, die hier beschrieben sind, oder irgendeine Kombination der hier beschriebenen Verfahrensausführungsformen, oder irgendeine Untergruppe von irgendeinem der hier beschriebenen Verfahrensausführungsformen, oder irgendeine Kombination von solchen Untergruppen.
In einigen Ausführungsformen kann ein Gerät (z.B. ein UE 106) dazu konfiguriert sein, einen Prozessor (oder einen Satz von Prozessoren) und ein Speichermedium zu beinhalten, wobei das Speichermedium Programmanweisungen speichert, wobei der Prozessor dazu konfiguriert ist, die Programmanweisungen von dem Speichermedium zu lesen und auszuführen, wobei die Programmanweisungen ausführbar sind, um irgendeine von verschiedenen Verfahrensausführungsformen, die hier beschrieben sind, zu implementieren (oder irgendeine Kombination von hier beschriebenen Verfahrensausführungsformen, oder irgendeine Untergruppe von irgendeinem der hier beschriebenen Verfahrensausführungsformen, oder irgendeine Kombination von solchen Untergruppen). Das Gerät kann in irgendeiner von verschiedenen Formen realisiert werden.
Obwohl die obigen Ausführungsformen in beträchtlichem Detail beschrieben worden sind, wird der Fachmann zahlreiche Variationen und Modifikationen erkennen, sobald die obige Offenbarung vollständig verstanden wurde. Die folgenden Ansprüche sollen derart interpretiert werden, dass sie alle solche Variationen und Modifikationen umfassen.

Claims

Drahtloses Endgerät, UE, umfassend: eine Antenne; ein an die Antenne gekoppeltes Funkgerät; und ein an das Funkgerät gekoppeltes Verarbeitungselement; wobei das UE-Gerät dazu konfiguriert ist: für eine Übertragung zugewiesene Frequenzressourcen zu ermitteln (402), wobei die zugewiesenen Frequenzressourcen eine Signalbandbreite umfassen, die um eine Frequenz angeordnet ist, wobei die Signalbandbreite kleiner ist als eine Kanalbandbreite eines Frequenzkanals, auf dem die Übertragung durchgeführt werden soll, wobei die Frequenz zu einer Mittenfrequenz des Frequenzkanals verschoben ist; ein Basisbandsignal zu erzeugen (404), das die Signalbandbreite beinhaltet, die um eine erste Basisbandfrequenz angeordnet ist, die der Frequenz entspricht, wobei eine zweite Basisbandfrequenz, die der Mittenfrequenz des Frequenzkanals entspricht, verschoben ist zur ersten Basisbandfrequenz; eine Hochkonvertierung des Basisbandsignals unter Verwendung eines lokalen Oszillators, LO, durchzuführen (406), der auf die Frequenz abgestimmt ist, die von der Mittenfrequenz des Frequenzkanals verschoben ist, um ein HF-Signal zu erzeugen; und das HF-Signal zu übertragen (408).
UE-Gerät nach Anspruch 1, wobei das UE-Gerät eine Polar-HF-Architektur umfasst, einschließlich eines Phasenregelkreises, PLL, der dazu konfiguriert ist, die Hochkonvertierung des Basisbandsignals durchzuführen.
UE-Gerät nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das UE-Gerät ferner dazu konfiguriert ist: einen Amplitudenabschnitt des HF-Signals zu kodieren; und das HF-Signal vor der Übertragung des HF-Signals entsprechend dem kodierten Amplitudenabschnitt des HF-Signals zu verstärken.
UE-Gerät nach Anspruch 1, wobei das UE-Gerät weiter dazu konfiguriert ist: das Basisbandsignal von kartesischer zu Polarmodulation zu konvertieren, und einen Basisbandphasenabschnitt und einen Amplitudenabschnitt zu produzieren; den Basisbandphasenabschnitt zu einem HF-Phasenabschnitt hoch zu konvertieren; und den HF-Phasenabschnitt entsprechend des Amplitudenabschnitts zu verstärken.
UE-Gerät nach Anspruch 4, wobei entweder ein Phasenregelkreis, PLL, oder ein Quadraturmischer verwendet wird, um den Basisbandphasenabschnitt in einen HF-Phasenabschnitt zu konvertieren, wobei eine oder mehrere der Folgenden verwendet werden, um den HF-Phasenabschnitt zu verstärken: einen Schaltleistungsverstärker oder einen digitalen Leistungsverstärker.
UE-Gerät nach Anspruch 1, wobei das UE-Gerät eine kartesische HF-Architektur umfasst, einschließlich Quadraturmischung und Hüllkurvenverfolgung, konfiguriert, um die Hochkonvertierung des Basisbandsignals durchzuführen.
UE-Gerät nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das UE-Gerät ferner dazu konfiguriert ist: Hochrechnung und Interpolation des Basisbandsignals durchzuführen, um eine Abtastrate des Basisbandsignals vor der Durchführung der Hochkonvertierung des Basisbandsignals zu modifizieren.
Verfahren zum Betreiben eines drahtlosen Endgerätes, UE, wobei das Verfahren umfasst: Aufbauen einer Zelle entsprechend LTE mit einer zellularen Basisstation auf einem Frequenzkanal; Empfangen einer Uplink-Berechtigung für Uplink-LTE-Kommunikation mit der zellularen Basisstation, wobei die Uplink-Berechtigung eine Zuweisung von Ressourcenblöcken, RBs, für einen Einzelträger-Frequenzmultiplexzugriff, SC-FDMA, Uplink-Übertragung umfasst, wobei die Zuweisung von RBs um eine Frequenz angeordnet ist, die sich von einer Mittenfrequenz des Frequenzkanals unterscheidet; Erzeugen eines Basisband-SC-FDMA-Signals mit einer Bandbreite basierend auf einer Anzahl von zugewiesenen RBs; Hochkonvertieren des Basisband-SC-FDMA-Signals bei der Frequenz um die die Zuweisung der RBs angeordnet ist, um ein HF-SC-FDMA-Signal zu erzeugen; und Durchführen der Uplink-LTE-Kommunikation mit der zellularen Basisstation auf der Zelle, umfassend die Übermittlung des HF-SC-FDMA-Signals.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Hochkonvertieren des Basisband-SC-FDMA-Signals durchgeführt wird unter Verwendung einer polaren HF-Architektur, die ein Phasenregelkreis, PLL, beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Verfahren ferner umfasst: Verstärken des HF-SC-FDMA-Signals vor dem Übertragen des HF-SC-FDMA-Signals unter Verwendung eines Schaltleistungsverstärkers oder eines Digitalleistungsverstärkers.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Verfahren ferner umfasst: Kodieren eines Amplitudenabschnitts des HF-SC-FDMA-Signals unter Verwendung einer oder mehrerer der Folgenden: Delta-Sigma-Modulationskodierung; thermometrische Kodierung; dynamischer Elementenabgleich; wobei ein HF-Phasenabschnitt des HF-SC-FDMA-Signals gemäß des kodierten Amplitudenabschnitts verstärkt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Verfahren ferner umfasst: Konvertieren des Basisband-SC-FDMA-Signals von einer kartesischen zur polaren Modulation; Hochkonvertieren des Phasenabschnitts des konvertierten SC-FDMA-Signals unter Verwendung eines Phasenregelkreises, PLL, oder eines Quadraturmischer; und Verstärken des hochkonvertierten Phasenabschnitts des SC-FDMA-Signals gemäß des Amplitudenabschnitts des konvertierten SC-FDMA-Signals unter Verwendung eines Schalt- oder Digitalleistungsverstärkers.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Hochkonvertieren des Basisband-SC-FDMA-Signals unter Verwendung einer kartesischen HF-Architektur durchgeführt wird, die Quadraturmischung, einen lokalen Oszillator, LO, und Hüllkurvenverfolgung einschließt.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 8 bis 13, wobei das Erzeugen des Basisband-SC-FDMA-Signals nicht die Durchführung einer Fourier-Transformation oder inversen Fourier-Transformation beinhaltet, wobei das Verfahren ferner umfasst: Durchführen einer Hochrechnung und Interpolation des Basisband-SC-FDMA-Signals, um die Abtastrate des Basisband-SC-FDMA-Signals vor der Hochkonvertierung des Basisband-SC-FDMA-Signals zu modifizieren.
Integrierter Schaltkreis, IC, umfassend einen Schaltkreis konfiguriert, um ein Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 9 bis 14 zu implementieren.