DE102019117363B4 - Diskontinuierliche Schnellfaltungsbasierte Filterverarbeitung - Google Patents

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Abstract

Wellenformverarbeitungsvorrichtung für einen Funkempfänger eines drahtlosen Kommunikationssystems, wobei die Wellenformverarbeitungsvorrichtung Mittel umfasst, die zum Ausführen konfiguriert sind:Empfangen (1301) eines Eingangssignals (401), das ein oder mehrere nachfolgende orthogonale Frequenzmultiplexing, OFDM, Symbolblöcke umfasst, von denen jeder ein zyklisches Präfix (403) und einen OFDM-Datenblock umfasst und einem oder mehreren Subbändern entspricht, wobei das Eingangssignal (401) vom Funkempfänger empfangen wurde;Segmentieren (404, 1302) jedes OFDM-Symbolblocks des Eingangssignals (401) in einen Satz einer vordefinierten Anzahl von teilweise überlappenden Signalblöcken (405, 406, 407, 408) gleicher Länge, wobei das zyklische Präfix (403) jedes OFDM-Symbolblocks in einem führenden überlappenden Abschnitt eines anfänglichen Signalblocks der vordefinierten Anzahl von teilweise überlappenden Signalblöcken (405, 406, 407, 408) in jedem Satz enthalten ist und nicht überlappende Abtastungen der vordefinierten Anzahl von teilweise überlappenden Signalblöcken in jedem Satz in Kombination einen OFDM-Datenblock umfassen;Filtern (409, 1303) jedes Signalblocks (405, 406, 407, 408) in jedem Satz; und Kombinieren (414, 415, 1304) der gefilterten Signalblöcke (410, 411, 412, 413) in jedem Satz unter Verwendung einer Überlappungs- und Speicherverarbeitung, um einen oder mehrere gefilterte OFDM-Datenblöcke (416, 417) für jedes Subband zu erzeugen.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Verschiedene exemplarische Ausführungsbeispiele beziehen sich im Allgemeinen auf die drahtlose Kommunikation, insbesondere auf die Wellenformverarbeitung in einem Kommunikationssystem.
  • Hintergrund
  • Die folgende Beschreibung des Hintergrundes kann Einsichten, Entdeckungen, Erkenntnisse oder Offenlegungen oder Assoziationen zusammen mit Offenlegungen beinhalten, die der betreffenden Technik vor der vorliegenden Erfindung nicht bekannt waren, aber durch die Erfindung bereitgestellt wurden. Einige dieser Beiträge der Erfindung können im Folgenden ausdrücklich hervorgehoben werden, während andere solcher Beiträge der Erfindung aus ihrem Kontext ersichtlich sind.
  • Die zellulären Systeme der fünften Generation (5G) zielen darauf ab, den Durchsatz um einen riesigen Faktor (sogar bis zu 1000 oder mehr) zu verbessern, was eine Vielzahl von Herausforderungen mit sich bringt, insbesondere angesichts der Knappheit des Spektrums im Niederfrequenzbereich und der Notwendigkeit, eine sehr unterschiedliche Reihe von Anwendungsfällen zu unterstützen. Um dieses Ziel zu erreichen, ist es wichtig, neben den herkömmlichen tieferen Frequenzen auch die höheren Frequenzen wie z.B. Millimeterwellenfrequenzen zu nutzen. Um die Anforderungen von 5G-Systemen zu erfüllen, wurde eine neue, weltweit standardisierte Funkzugangstechnologie namens New Radio (NR) vorgeschlagen. Aufgrund der unterschiedlichen Serviceanforderungen von NR ist eine hochgradige spektrale Eindämmung im Sender erforderlich, um Übertragungen mit unterschiedlicher Numerologie (so genannte gemischte Numerologie-Szenarien) oder asynchronem Verkehr zu isolieren. Dies wiederum erfordert neuartige Wellenformverarbeitungslösungen, um eine ausreichend hohe Leistung zu erzielen, ohne die Rechenleistung oder Flexibilität zu beeinträchtigen.
  • Stand der Technik wird in der Druckschrift Renfors, M. et al. (in: IEEE Globecom Workshops, pp. 1-7, Dezember 2015) gezeigt, die den Titel „Efficient Fast-Convultion Implementation of Filtered CP-OFDM Waveform Processing for 5G“ trägt und in diesem Zusammenhang eine Wellenformverarbeitung für 5G beschreibt.
  • Weiterer Stand der Technik wird in der Druckschrift Yli-Kaakinen, J. et al. (in: IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Vol. 35, Nr. 6, pp. 1309-1326, Juni 2017) gezeigt, die den Titel „Efficient Fast-Convultion-Based Waveform Processing for 5G Physical Layer“ trägt und in diesem Zusammenhang eine Wellenformverarbeitung für 5G-Bitübertragung beschreibt.
  • Weiterer Stand der Technik wird in der Druckschrift Yli-Kaakinen, J. et al. (in: Europe Conference on Networks and Communications EuCNC, pp. 1-6, Juni 2017) gezeigt, die den Titel „Optimized Fast Convultion based Filtered-OFDM Processing for 5G“ trägt und in diesem Zusammenhang eine Wellenformverarbeitung für 5G beschreibt.
  • Weiterer Stand der Technik wird in der Druckschrift Yli-Kaakinen, J. et al. (in: IEEE Transactions on Circuits and Systems - II: Express Briefs, Vol. 65, Nr. 1, pp. 130-134, Januar 2018) gezeigt, die den Titel „Optimized Reconfigurable Fast Convultion-Based Transmultiplexers for Flexible Radio Access“ trägt und in diesem Zusammenhang Transmultiplexer für einen flexiblen Funkzugang beschreibt.
  • Weiterer Stand der Technik wird in der Druckschrift WO 2017/167386A1 gezeigt, die einen Sender zum Senden und einen Empfänger zum Empfangen einer Vielzahl von Mehrträgermodulationssignalen beschreibt sowie in der Druckschrift US 2015/0304146A1 , die ressourcenblockbasierte Mehrträgermodulationen für ein agiles Spektrum beschreibt.
  • Zusammenfassung
  • Im Folgenden wird eine vereinfachte Zusammenfassung der Erfindung vorgestellt, um ein grundlegendes Verständnis einiger Aspekte der Erfindung zu vermitteln. Diese Zusammenfassung ist kein umfassender Überblick über die Erfindung. Es ist nicht beabsichtigt, die wichtigsten/kritischen Elemente der Erfindung zu identifizieren oder den Umfang der Erfindung abzugrenzen. Ihr einziger Zweck ist es, einige Konzepte der Erfindung in vereinfachter Form als Auftakt zu der später vorgestellten detaillierteren Beschreibung darzustellen.
  • Verschiedene Aspekte der Erfindung umfassen Verfahren, Vorrichtungen und Computerprogramme, wie sie in den unabhängigen Ansprüchen definiert sind. Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen offengelegt.
  • Figurenliste
  • Im Folgenden werden einige exemplarische Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen
    • 1 ein Beispiel für ein Kommunikationssystem, auf das Ausführungsbeispiele angewendet werden können, veranschaulicht;
    • 2 die Signalgeneration des orthogonalen Frequenzmultiplexing basierend auf der Fast-Fourier-Transformation nach dem Stand der Technik veranschaulicht;
    • Die 3A und 3B jeweils vereinfachte, auf der Fast-Fourier-Transformation basierende orthogonale Frequenzmultiplex-Sender- und - Empfängerarchitekturen veranschaulichen;
    • Die 4 und 5 exemplarische Prozesse nach Ausführungsbeispielen veranschaulichen;
    • 6 ein Beispiel für die Handhabung mehrerer Numerologien gemäß Ausführungsbeispielen veranschaulicht;
    • Die 7 bis 11, 12A und 12B exemplarische Prozesse nach Ausführungsbeispielen veranschaulichen;
    • Die 13 und 14 exemplarische Verfahren gemäß Ausführungsbeispielen veranschaulichen; und
    • 15 eine exemplarische Vorrichtung gemäß Ausführungsbeispielen veranschaulicht.
  • Detaillierte Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele
  • Die folgenden Ausführungsbeispiele sind exemplarisch. Obwohl sich die Spezifikation auf „ein“ oder „einige“ Ausführungsbeispiel(e) an mehreren Stellen beziehen kann, bedeutet dies nicht unbedingt, dass jeder dieser Verweise auf das/die gleiche(n) Ausführungsbeispiel(e) zutrifft oder dass das Merkmal nur für ein einzelnes Ausführungsbeispiel gilt. Einzelne Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele können auch kombiniert werden, um andere Ausführungsbeispiele bereitzustellen.
  • Im Folgenden werden verschiedene exemplarische Ausführungsbeispiele beschrieben, die als Beispiel für eine Zugangsarchitektur, auf die die Ausführungsbeispiele angewendet werden können, eine Funkzugangsarchitektur basierend auf der Long Term Evolution Advanced (LTE Advanced, LTE-A) oder New Radio (NR, 5G) nutzen, jedoch ohne die Ausführungsbeispiele auf eine solche Architektur zu beschränken. Für einen Fachmann liegt es auf der Hand, dass die Ausführungsbeispiele auch auf andere Arten von Kommunikationsnetzen mit geeigneten Mitteln angewendet werden können, indem Parameter und Verfahren entsprechend angepasst werden. Einige Beispiele für weitere Optionen für geeignete Systeme sind das universelle Mobilfunksystem (Universal Mobile Telecommunications System, UMTS) Funkzugangsnetz (UTRAN oder E-UTRAN), Long Term Evolution (LTE, das gleiche wie E-UTRA), das drahtlose lokale Netzwerk (WLAN oder WiFi), die weltweite Interoperabilität für den Mikrowellenzugang (Worldwide Interoperability for Microwave Access, WiMAX), Bluetooth®, Persönliche Kommunikationsdienste (Personal Communications Services, PCS), ZigBee®, Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA), Systeme mit Ultrabreitband-Technologie (Ultra-Wideband, UWB), Sensornetze, mobile Ad-hoc-Netzwerke (Mobile Ad-Hoc Networks, MANETs) und Internet Protokoll Multimedia Subsysteme (Internet Protocol Multimedia Subsystems, IMS) oder eine beliebige Kombination davon.
  • 1 zeigt Beispiele für vereinfachte Systemarchitekturen, die nur einige Elemente und funktionale Einheiten zeigen, die alle logische Einheiten sind und deren Implementierung von dem Dargestellten abweichen kann. Die in 1 dargestellten Verbindungen sind logische Verbindungen; die tatsächlichen physikalischen Verbindungen können unterschiedlich sein. Für einen Fachmann ist ersichtlich, dass das System typischerweise auch andere Funktionen und Strukturen umfasst als die in 1 dargestellten.
  • Die Ausführungsbeispiele sind jedoch nicht auf das als Beispiel angeführte System beschränkt, sondern ein Fachmann kann die Lösung auf andere Kommunikationssysteme anwenden, die mit den erforderlichen Eigenschaften ausgestattet sind.
  • Das Beispiel von 1 zeigt einen Teil eines exemplarischen Fu n kzuga ngsnetzes.
  • 1 zeigt Benutzervorrichtungen 100 und 102, die konfiguriert sind, um in einer drahtlosen Verbindung auf einem oder mehreren Kommunikationskanälen in einer Zelle zu sein, wobei ein Zugangsknoten (wie (e/g)NodeB) 104 die Zelle bereitstellt. Die physikalische Verbindung von einer Benutzervorrichtung zu einem (e/g)NodeB wird als Uplink oder Reverse Link bezeichnet und die physikalische Verbindung vom (e/g)NodeB zur Benutzervorrichtung als Downlink oder Forward Link. Es ist zu beachten, dass (e/g)NodeBs oder deren Funktionalitäten durch die Verwendung einer beliebigen Knoten-, Host-, Server-, Zugangspunkt- usw. Entität implementiert werden können, die für eine solche Nutzung geeignet ist.
  • Ein Kommunikationssystem umfasst typischerweise mehr als einen (e/g)NodeB, wobei in diesem Fall die (e/g)NodeBs auch konfiguriert sein können, um miteinander über für diesen Zweck bestimmte Verbindungen, drahtgebunden oder drahtlos, zu kommunizieren. Diese Verbindungen können zu Signalisierungszwecken verwendet werden. Der (e/g)NodeB ist eine Rechenvorrichtung, die konfiguriert ist, um die Funkressourcen des Kommunikationssystems zu steuern, mit dem sie gekoppelt ist. Der NodeB kann auch als Basisstation, Zugangspunkt, Zugangsknoten oder jede andere Art von Schnittstellenvorrichtung bezeichnet werden, einschließlich einer Relaisstation, die in einer drahtlosen Umgebung betrieben werden kann. Der (e/g)NodeB beinhaltet oder ist mit Sendeempfängern bzw. Transceivern gekoppelt. Von den Transceivern des (e/g)NodeB wird eine Verbindung zu einer Antenneneinheit hergestellt, die bidirektionale Funkverbindungen zu Benutzervorrichtungen herstellt. Die Antenneneinheit kann eine Vielzahl von Antennen oder Antennenelementen umfassen. Der (e/g)NodeB ist weiterhin mit dem Kernnetzerk 110 (CN oder Next Generation Core NGC) verbunden. Abhängig vom System kann das Gegenstück auf der CN-Seite ein Serving Gateway (S-GW, Routing und Weiterleitung von Benutzerdatenpaketen), ein Paketdatennetzwerk-Gateway (P-GW), um die Konnektivität von Benutzervorrichtungen (User Devices, UEs) zu externen Paketdatennetzen bereitzustellen, oder eine mobile Verwaltungseinheit (Mobile Management Entity, MME), etc., sein.
  • Die Benutzervorrichtung (auch UE, Benutzereinrichtung, Benutzerendgerät, Endgerät usw. genannt) veranschaulicht einen Typ einer Vorrichtung, der Ressourcen auf der Luftschnittstelle zugewiesen und zugeordnet sind, und somit kann jedes hierin mit einer Benutzervorrichtung beschriebene Merkmal mit einer entsprechenden Vorrichtung, wie beispielsweise einem Relaisknoten, implementiert werden. Ein Beispiel für einen solchen Relaisknoten ist ein Relais der Schicht 3 (selbstrückführendes Relais) zur Basisstation.
  • Die Benutzervorrichtung bezieht sich typischerweise auf eine tragbare Computervorrichtung, die drahtlose mobile Kommunikationsvorrichtungen beinhaltet, die mit oder ohne ein Teilnehmeridentifikationsmodul (Subscriber Identification Module, SIM) betrieben werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf die folgenden Arten von Vorrichtungen: eine mobile Station (Mobiltelefon), Smartphone, Personalisierter Digitaler Assistant (Personal Digital Assistant, PDA), Mobilteil, Vorrichtung mit einem drahtlosen Modem (Alarm- oder Messvorrichtung, etc.), Laptop und/oder Touchscreen-Computer, Tablet, Spielkonsole, Notebook und Multimedia-Gerät. Es sollte beachtet werden, dass eine Benutzervorrichtung auch eine fast exklusive Nur-Uplink-Vorrichtung sein kann, von der ein Beispiel eine Kamera oder Videokamera ist, die Bilder oder Videoclips in ein Netzwerk lädt. Eine Benutzervorrichtung kann auch eine Vorrichtung mit der Fähigkeit sein, im Internet der Dinge (IoT) Netzwerk zu arbeiten, was ein Szenario ist, in dem Objekte mit der Fähigkeit ausgestattet sind, Daten über ein Netzwerk zu übertragen, ohne dass eine Interaktion von Mensch zu Mensch oder von Mensch zu Computer erforderlich ist. Die Benutzervorrichtung kann auch Cloud nutzen. In einigen Anwendungen kann eine Benutzervorrichtung eine kleine tragbare Vorrichtung mit Funkteilen (z.B. eine Uhr, Kopfhörer oder eine Brille) umfassen, und die Berechnung erfolgt in der Cloud. Die Benutzervorrichtung (oder in einigen Ausführungsbeispielen ein Layer-3-Relaisknoten) ist konfiguriert, um eine oder mehrere Funktionen der Benutzervorrichtung auszuführen. Die Benutzervorrichtung kann auch als Teilnehmereinheit, Mobilstation, Remote-Endgerät, Zugangsendgerät, Benutzerendgerät oder Benutzergerät (User Equipment, UE) bezeichnet werden, um nur einige Namen oder Geräte zu nennen.
  • Verschiedene hierin beschriebene Techniken können auch auf ein cyberphysikalisches System (cyber-physical system, CPS) angewendet werden (ein System von zusammenwirkenden Berechnungselementen, die physikalische Einheiten steuern). CPS kann die Implementierung und Nutzung großer Mengen von miteinander verbundenen IKT-Vorrichtungen (Informations- und Kommunikationstechnologie) (Sensoren, Aktoren, Prozessoren, Mikrocontrollern usw.) ermöglichen, die in physische Objekte an verschiedenen Orten eingebettet sind. Mobile cyberphysikalische Systeme, bei denen das betreffende physikalische System eine inhärente Mobilität aufweist, sind eine Unterkategorie von cyberphysikalischen Systemen. Beispiele für mobile physikalische Systeme sind mobile Robotik und Elektronik, die von Menschen oder Tieren transportiert wird.
  • Obwohl die Vorrichtungen als einzelne Einheiten dargestellt wurden, können zusätzlich verschiedene Einheiten, Prozessoren und/oder Speichereinheiten (nicht alle in 1 dargestellt) implementiert werden.
  • 5G ermöglicht die Verwendung von Multiple Input - Multiple Output (MIMO)-Antennen, viel mehr Basisstationen oder Knoten als das LTE (ein sogenanntes Small Cell Concept), einschließlich Makrostandorten, die in Zusammenarbeit mit kleineren Stationen arbeiten und je nach Servicebedarf, Anwendungsfällen und/oder verfügbarem Spektrum eine Vielzahl von Funktechnologien einsetzen. Die 5G-Mobilkommunikation unterstützt eine Vielzahl von Anwendungsfällen und verwandten Anwendungen, einschließlich Videostreaming und Augmented Reality, verschiedene Arten des Datenaustauschs und verschiedene Formen von maschinenartigen Anwendungen (z.B. (massive) maschinenartige Kommunikation (massive machine-type communications, mMTC)), einschließlich Fahrzeugsicherheit, verschiedene Sensoren und Echtzeitsteuerung. Es wird erwartet, dass 5G über mehrere Funkschnittstellen verfügen wird, nämlich unterhalb von 6GHz, cmWave und mmWave, und dass es auch mit bestehenden älteren Funkzugangstechnologien wie dem LTE integriert werden kann. Die Integration mit dem LTE kann zumindest in der Frühphase als System implementiert werden, bei dem die Makroabdeckung durch das LTE gewährleistet ist und der 5G-Funkschnittstellenzugang von kleinen Zellen durch Aggregation zum LTE erfolgt. Mit anderen Worten soll 5G sowohl die Inter-RAT-Operabilität (z.B. LTE-5G) als auch die Inter-RI-Operabilität (Inter-Funk-Schnittstellen-Operabilität) unterstützen, z.B. unter 6GHz - cmWave, unter 6GHz - cmWave - mmWave) unterstützen. Eines der Konzepte, die in 5G-Netzwerken verwendet werden, ist das Network Slicing, bei dem mehrere unabhängige und dedizierte virtuelle Teilnetze (Netzwerkinstanzen) innerhalb derselben Infrastruktur erstellt werden können, um Dienste auszuführen, die unterschiedliche Anforderungen an Latenz, Zuverlässigkeit, Durchsatz und Mobilität haben.
  • Die aktuelle Architektur in LTE-Netzen ist vollständig im Funk verteilt und vollständig im Kernnetzwerk zentralisiert. Die Anwendungen und Dienste mit niedriger Latenzzeit in 5G erfordern, dass die Inhalte in die Nähe des Funks gebracht werden, was zu lokalen Ausbrüchen und Multi-Access Edge Computing (MEC) führt. 5G ermöglicht die Analyse und Wissensgenerierung an der Quelle der Daten. Dieser Ansatz erfordert die wirksame Nutzung von Ressourcen, die möglicherweise nicht kontinuierlich mit einem Netzwerk verbunden sind, wie Laptops, Smartphones, Tablet-Computer und Sensoren. MEC bietet eine verteilte Datenverarbeitungsumgebung für das Applikations- und Service-Hosting. Es hat auch die Fähigkeit, Inhalte in unmittelbarer Nähe zu den Mobilfunkteilnehmern zu speichern und zu verarbeiten, um die Reaktionszeit zu verkürzen. Edge Computing umfasst ein breites Spektrum von Technologien wie drahtlose Sensornetzwerke, mobile Datenerfassung, mobile Signaturanalyse, kooperative verteilte Peer-to-Peer-Ad-hoc-Vernetzung und -Verarbeitung, die auch klassifizierbar sind als lokale Cloud/Fog-Computing und Grid/Mesh-Computing, Dew-Computing, Mobile Edge Computing, Cloudlet, Verteilte/r Datenspeicherung und -abruf, autonome selbstheilende Netzwerke, Remote Cloud Services, Augmented und Virtual Reality, Data Caching, Internet der Dinge (massive Konnektivität und/oder latenzkritisch), kritische Kommunikation (autonome Fahrzeuge, Verkehrssicherheit, Echtzeitanalyse, zeitkritische Kontrolle, Gesundheitsanwendungen).
  • Das Kommunikationssystem ist auch in der Lage, mit anderen Netzwerken, wie beispielsweise einem öffentlichen leitungsvermittelten Telefonnetz oder dem Internet 112, zu kommunizieren oder die von ihnen bereitgestellten Dienste zu nutzen. Das Kommunikationssystem kann auch die Nutzung von Cloud-Diensten unterstützen, z.B. kann zumindest ein Teil des Kernnetzwerks als Cloud-Service durchgeführt werden (dies ist in 1 durch „Cloud“ 114 dargestellt). Das Kommunikationssystem kann auch eine zentrale Kontrolleinheit oder dergleichen aufweisen, die Einrichtungen für Netze verschiedener Betreiber bereitstellt, um beispielsweise bei der Frequenzteilung zusammenzuarbeiten.
  • Edge Cloud kann in das Funkzugangsnetzwerk (Radio Access Network, RAN) gebracht werden, indem Netzwerkfunktionsvirtualisierung (Network Function Virtualization, NVF) und softwaredefinierte Vernetzung (Software Defined Networking, SDN) verwendet werden. Die Verwendung von Edge Cloud kann bedeuten, dass Zugangsknotenoperationen zumindest teilweise in einem operativ mit einem entfernten Funkkopf oder einer Basisstation verbundenen , funkteile umfassenden Server, Host oder Knoten durchgeführt werden, die Funkteile umfasst. Es ist auch möglich, dass Knotenoperationen auf eine Vielzahl von Servern, Knoten oder Hosts verteilt werden. Die Anwendung der CloudRAN-Architektur ermöglicht es, RAN-Echtzeitfunktionen auf der RAN-Seite (in einer verteilten Einheit, DU 104) und Nicht-Echtzeitfunktionen zentral (in einer zentralisierten Einheit, Centralized Unit, CU 108) durchzuführen.
  • Es sollte auch verstanden werden, dass die Arbeitsverteilung zwischen Kernnetzwerkbetrieb und Basisstationsbetrieb von der des LTE abweichen oder gar nicht vorhanden sein kann. Einige andere technologische Fortschritte, die wahrscheinlich genutzt werden, sind Big Data und All-IP, die die Art und Weise, wie Netzwerke aufgebaut und verwaltet werden, verändern können. 5G- (oder neue Funk-, NR-) Netzwerke werden entwickelt, um mehrere Hierarchien zu unterstützen, in denen MEC-Server zwischen dem Kern und der Basisstation oder dem NodeB bzw. KnotenB (gNB) platziert werden können. Es ist zu beachten, dass MEC auch in 4G-Netzen eingesetzt werden kann.
  • 5G kann auch Satellitenkommunikation nutzen, um die Abdeckung des 5G-Dienstes zu verbessern oder zu ergänzen, z.B. durch Backhauling. Mögliche Anwendungsfälle sind die Bereitstellung von Dienstkontinuität für Maschine-zu-Maschine (Machine-to-Machine, M2M) oder Internet der Dinge (Internet of Things, IoT)-Geräte oder für Fahrgäste in Fahrzeugen oder die Sicherstellung der Dienstverfügbarkeit für kritische Kommunikationen und zukünftige Eisenbahn-, Maritim- und Luftfahrtkommunikationen. Die Satellitenkommunikation kann geostationäre Erdorbit-(Geostationary Earth Orbit, GEO)-Satellitensysteme, aber auch niedrige Erdorbit-(Low Earth Orbit, LEO)-Satellitensysteme, insbesondere Mega-Konstellationen (Systeme, in denen Hunderte von (Nano-)Satelliten eingesetzt werden), nutzen. Jeder Satellit 106 in der Megakonstellation kann mehrere satellitengestützte Netzwerkeinheiten abdecken, die Bodenzellen erzeugen. Die Bodenzellen können über einen Relaisknoten 104 am Boden oder durch ein gNB am Boden oder in einem Satelliten erzeugt werden.
  • Für einen Fachmann ist es offensichtlich, dass das abgebildete System nur ein Beispiel für einen Teil eines Funkzugangssystems ist und in der Praxis kann das System eine Vielzahl von (e/g)NodeBs umfassen, die Benutzervorrichtung kann einen Zugang auf eine Vielzahl von Funkzellen haben und das System kann auch andere Vorrichtungen umfassen, wie z.B. physikalische Schichtrelaisknoten oder andere Netzwerkelemente, etc. Mindestens einer der (e/g)NodeBs kann ein Home(e/g)nodeB sein. Zusätzlich kann in einem geografischen Bereich eines Funkkommunikationssystems eine Vielzahl von verschiedenen Arten von Funkzellen sowie eine Vielzahl von Funkzellen bereitgestellt werden. Funkzellen können Makrozellen (oder Schirmzellen) sein, die große Zellen mit einem Durchmesser von meist bis zu mehreren zehn Kilometern sind, oder kleinere Zellen sein wie Mikro-, Femto- oder Pikozellen. Die (e/g)NodeBs von 1 können jede Art von diesen Zellen bereitstellen. Ein Mobilfunksystem kann als mehrschichtiges Netzwerk mit mehreren Arten von Zellen implementiert werden. Typischerweise stellt in mehrschichtigen Netzwerken ein Zugangsknoten eine Art Zelle oder Zellen zur Verfügung, so dass eine Vielzahl von (e/g)NodeBs erforderlich ist, um eine solche Netzwerkstruktur bereitzustellen.
  • Um der Notwendigkeit einer Verbesserung des Einsatzes und der Leistung von Kommunikationssystemen gerecht zu werden, wurde das Konzept der „Plug-and-Play“ (e/g)NodeBs eingeführt. Typischerweise beinhaltet ein Netzwerk, das in der Lage ist, „Plug-and-Play“ (e/g)NodeBs zu verwenden, neben Home (e/g)NodeBs (H(e/g)nodeBs) auch ein Home Node B Gateway oder HNB-GW (nicht in 1 dargestellt). Ein HNB-Gateway (HNB-GW), das typischerweise im Netzwerk eines Betreibers installiert ist, kann den Datenverkehr von einer großen Anzahl von HNBs zurück zu einem Kernnetzwerk aggregieren.
  • Ein Schlüsselelement, das für die Erreichung einer Breitbandkommunikation mit hohem Durchsatz für 5G-Kommunikationssysteme wie das in 1 dargestellte notwendig ist, ist das orthogonale Frequenzmultiplexing (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing, OFDM). Nach einer weit gefassten Definition ist OFDM ein Verfahren zur Kodierung digitaler Daten auf mehreren Trägerfrequenzen (oder Subträgerfrequenzen). Genauer gesagt, werden mehrere eng beieinander liegende orthogonale Subträgersignale mit überlappenden Spektren zur Datenübertragung verwendet. Während OFDM bereits in 4G-Kommunikationssystemen eingesetzt wird, erfordern die strengeren Anforderungen an die 5G-Kommunikationssysteme eine Verbesserung der etablierten Verfahren.
  • Um den Hintergrund für die später zu diskutierenden Ausführungsbeispiele zu schaffen, wird ein konventionelles OFDM-Schema in Bezug auf 2 kurz erläutert. 2 veranschaulicht ein generisches System zum Erzeugen eines OFDM-Signals in einem Sender unter Verwendung der inversen Fast-Fourier-Transformation (Inverse Fast Fourier Transform, IFFT).
  • Unter Bezugnahme auf 2 sind die Lact -Datensymbole s0, s1, s2,...,sLact-1 201 im Serienformat zur Übertragung durch einen Funksender vorgesehen. Jedes Datensymbol 201 entspricht einer komplexen Zahl nach einem Modulationsschema, z.B. QPSK (Quadrature Phase Shift Keying, Quadratur-Phasenverschiebungstastung) oder 16-QAM (16 Quadrature Amplitude Modulation, 16 Quadratur-Amplitudenmodulation). Aus Sicht der IFFT-Verarbeitung entspricht jedes Datensymbol 201 in der Reihe einer bestimmten Trägerfrequenz. Die Daten-Symbole 201 in Serie sind als Eingang für einen Seriell-Parallel-Wandler 210 vorgesehen. Der Seriell-Parallel-Wandler trennt die Datensymbole 201 zu Lact parallelen Datenströmen 202. Im Beispiel von 2 ist die Anzahl der Datensymbole Lact ungleich der Anzahl der Eingänge LOFDM des IFFT-Verarbeitungsblocks (d.h. der Länge des IFFT). Somit wird der Eingang des IFFT-Verarbeitungsblocks 220 mit Nullen 203, 204 aufgefüllt. Der IFFT-Verarbeitungsblock 220 moduliert die Eingangsdatensymbole 202, 203, 204 (entsprechend den den Frequenzbehältern zugeordneten Werten) und stellt LOFDM -Parallelausgangssignale x0, x1, x2,..., XLOFDM-1 205 (Zeitbereichssignale) zur Verfügung. Aufgrund der intrinsischen Eigenschaften der IFFT (oder Fourier-Transformation im Allgemeinen) sind die erzeugten Trägersignale immer orthogonal. Die parallelen Ausgangssignale 205 werden als Eingang zu einem Parallel-Seriell-Wandler 230 bereitgestellt, der ein Ausgangssignal xout bildet, das ein OFDM-Symbol (oder gleichermaßen einen OFDM-Symbolblock) von LOFDM - Abtastungen umfasst. Das Ausgangssignal kann weiter an einen Digital-AnalogWandler und anschließend an eine Antenne des entsprechenden Funksenders weitergeleitet werden. Die Hauptvorteile des OFDM sind die hohe Flexibilität und Effizienz bei der Zuweisung der spektralen Ressourcen an verschiedene Benutzer, die einfache und robuste Art der Kanalentzerrung sowie die Einfachheit der Kombination der Mehrfachantennenschemata mit der physikalischen Kernschichtverarbeitung. OFDM oder speziell FFT-basiertes OFDM ermöglicht es ferner, das Signal im Frequenzbereich (in der Software) zu definieren und das Signal mit dem recheneffizienten, komplexitätsarmen IFFT zu erzeugen. Ein umgekehrter Prozess zu dem in 2 dargestellten Prozess muss im Empfänger durchgeführt werden, der das OFDM-Signal empfängt.
  • Um eine Verschlechterung der Leistung bzw. Performance der Funkverbindung durch Multipath Delay Spread (d.h. durch unterschiedliche Mehrwegekomponenten des Sendesignals, die zu unterschiedlichen Zeiten beim Empfänger ankommen) zu verhindern, kann jedem OFDM-Symbol ein sogenanntes zyklisches Präfix (Cyclic Prefix, CP) hinzugefügt werden. Diese Funktionalität kann durch das Element 230 realisiert werden. Das zyklische Präfix bezieht sich auf eine Erweiterung eines Symbols durch Einfügen einer Kopie der LCP letzten Abtastungen bzw. Abtastwerte eines Symbols an den Anfang des Symbols. Dieser Prozess führt zu einem erweiterten, aber dennoch kontinuierlichen OFDM-Symbol (oder einem CP-OFDM-Symbol). Das durch den Prozess erzeugte Signal wird als CP-OFDM-Signal bezeichnet. Durch die Wahl des zyklischen Präfixes, das länger als der Delay Spread ist, können die negativen Auswirkungen des Delay Spread (z.B. Verlust der Orthogonalität, die zu Intersymbol-Interferenzen führt (Intersymbol Interference, ISI)) vermieden werden. Da die Symbolzeit erhöht wird, wird natürlich die maximal erreichbare Bitrate der Übertragung reduziert. Im Empfänger muss ein umgekehrter Prozess durchgeführt werden, um das zyklische Präfix zu entfernen.
  • Das CP-OFDM-Signal bietet zwar eine ausreichend effiziente Lösung für die Anforderungen vieler aktueller Erzeugungssysteme, hat aber einige Nachteile, die überwunden werden müssen, um den höheren Anforderungen des geplanten zukünftigen Kommunikationssystems gerecht zu werden. Das CP-OFDM-Signal weist relativ hohe Nebenkeulen im Spektrum auf, was zu einem Leistungsverlust an benachbarte Kanäle führt und den Einsatz größerer Schutzbänder erfordert, was wiederum den spektralen Wirkungsgrad verschlechtert. Darüber hinaus kann die Verwendung eines Leistungsverstärkers (Power Amplifier, PA) den Leistungsverlust weiter erhöhen.
  • Es ist zu beachten, dass das in 2 dargestellte Blockdiagramm eine vereinfachte Darstellung des CP-OFDM-Schemas ist. Das CP-OFDM-Schema kann ferner das Durchführen beispielsweise der Zuordnungbzw. des Mappings der Signalbits zu komplexen Zahlen und/oder das Einfügen von Pilotsequenzen (unmodulierte Daten, die zur Synchronisation und Kanalschätzung verwendet werden) umfassen.
  • Die 3A und 3B veranschaulichen zwei Lösungen zur Überwindung der oben genannten Probleme mit dem CP-OFDM-Schema, nämlich eine im Sender und eine im Empfänger implementierte Lösung. In 3A kann jeder der OFDM-Modulatoren 301, 302, 303 mindestens einige der in 2 dargestellten Elemente umfassen. Jeder OFDM-Modulator 301, 302, 303 kann konfiguriert werden, um OFDM-Modulation für ein bestimmtes Subband des interessierenden Frequenzbandes bereitzustellen. In dem in 3A dargestellten Schema sein die von den OFDM-Modulatoren 301 bis 303 erzeugten CP-OFDM-Signale mit einem Filterelement 304 weiter gefiltert, um die spektrale Einschließung zu verbessern. Mit anderen Worten wird die Kanalfilterung auf die CP-OFDM-Technik angewendet. Insbesondere kann das Filterelement 304 eine subbandweise Filterung der CP-OFDM-Signale des Funkkanals durchführen, d.h. zuerst die Filterung separat für ein oder mehrere OFDM-Eingangssignale durchführen, die aus einem oder mehreren Subbändern bestehen, um unerwünschte Nebenkeulen zu eliminieren (oder zumindest abzuschwächen), dann die gefilterten Subbänder an ihre gewünschten Positionen zu modulieren und schließlich die gefilterten und modulierten Signale zu einem hochratigen Ausgangssignal zu kombinieren. Nach der Filterstufe 304 kann das resultierende Signal über einen Digital-AnalogWandler (nicht in 3A dargestellt) und einen Verstärker 305 an eine Antenne 306 des Senders zur Übertragung gekoppelt werden.
  • Ein in 3B dargestellter Empfänger ist konfiguriert, um einen umgekehrten Prozess im Vergleich zum Sender von 3A durchzuführen. Nämlich wird ein empfangenes Signal zunächst von einem Verstärker 311 verstärkt und anschließend über einen Analog-Digital-Wandler (nicht in 3B dargestellt) einem Filterelement 312 zugeführt, das konfiguriert ist, um das empfangene Verstärkersignal zu filtern und in Subbandsignale aufzuteilen. Die Subbandsignale werden anschließend den OFDM-Demodulatoren 313, 314, 315 zugeführt, die die bereitgestellten OFDM-Signale demodulieren, d.h. die übertragenen Datensymbole aus ihnen extrahieren. Während drei OFDM-Demodulatoren 313, 314, 315 in 3B dargestellt sind, können einige Empfänger jedoch nur einen OFDM-Demodulator (z.B. UE-Vorrichtung) aufweisen und somit so konfiguriert sein, dass sie nur ein Subband erfassen.
  • Konventionell wird die spektrale Eindämmung eines OFDM-Signals durch Zeitbereichsfensterung im Filterelement 304 verbessert. Alternativ kann das Filterelement 304 konfiguriert sein, um einen auf schneller Faltung (Fast-Convolution, FC) basierenden Ansatz, d.h. die FC-Verarbeitung, zu verwenden. Bei diesem Ansatz, wenn er senderseitig verwendet wird, wird die Filterung durchgeführt, indem jedes CP-OFDM-Signal, das einem Subband entspricht, unter Verwendung der Fast-Fourier-Transformation (Fast Fourier Transform, FFT) in den Frequenzbereich umgewandelt wird, ein Frequenzbereichsfenster auf jedes subbandspezifische Frequenzbereichsignal angewendet wird (d.h. jedes Signal punktweise mit dem Frequenzbereichsfenster multipliziert wird) und die Signale mittels IFFT wieder in den Zeitbereich umgewandelt werden. Die resultierenden Signale, die verschiedenen Subbändern entsprechen, werden vor der Übertragung zu einem einzigen Signal zusammengefasst. Ebenso wird die Filterung auf der Empfängerseite durchgeführt, indem das empfangene Signal mittels FFT in den Frequenzbereich umgewandelt wird, ein Frequenzbereichsfenster separat auf jedes Subband des empfangenen Frequenzbereichsignals angewendet wird und die resultierenden Signale mittels IFFT wieder in den Zeitbereich umgewandelt werden. Das Frequenzbereichsfenster kann aus Nullen im Sperrbereich, Einsen im Durchlassbereich und separat optimierten, nicht trivialen Übergangsbandgewichten bestehen und bietet somit eine integrierte Einfachheit für minimierten Speicherbedarf. Der FC-basierte Ansatz implementiert effektiv eine Zeitbereichsfaltung zwischen dem Eingangssignal und dem Frequenzbereichsfenster, das in einen Zeitbereich basierend auf einem Faltungssatz umgewandelt wird.
  • Die Leistung des gefilterten CP-OFDM-Schemas kann weiter verbessert werden, indem das Eingangssignal in Signalblöcke oder Segmente (d.h. FC-Verarbeitungsblöcke) unterteilt, die Signalblöcke separat verarbeitet und die verarbeiteten Signalblöcke wieder zusammengesetzt werden. Die genaue Anzahl der FC-Verarbeitungsblöcke hängt mindestens von der Länge der Eingangssequenz, dem Überlappungsfaktor (d.h. dem Verhältnis der Länge des überlappenden Teils eines FC-Verarbeitungsblocks zur Gesamtlänge des FC-Verarbeitungsblocks) und der FFT-Größe ab. Um nachteilige Kanteneffekte durch die Segmentierung zu vermeiden, können angrenzende bzw. benachbarte Signalblöcke in der Segmentierung entweder mit Überlappungs- und Speicher-(Overlap-and-Save, OLS)-Verarbeitung oder Überlappungs- und Additions-(Overlap-and-Add, OLA)-Verarbeitung überlagert werden. Während die Multiplikation im Frequenzbereich, wie sie durch das Frequenzbereichsfenster im vorgenannten FC-basierten Ansatz implementiert ist, eine zyklische (oder zirkuläre oder periodische) Faltung auswertet, können die OLS- und OLA-Methoden verwendet werden, um eine lineare Faltung unter Verwendung einer zirkulären Faltung zu approximieren, indem das Eingangssignal in Segmente aufgeteilt und eine stückweise Verarbeitung des segmentierten Eingangssignals verwendet wird.
  • Es ist zu beachten, dass auch die Zeitbereichsfensterung mit einer so genannten gefensterten Überlappungs- und Additions- (Windowed Overlap-And-Add, WOLA)-Technik durchgeführt werden kann, bei der das Zeitbereichssignal in überlappende Blöcke unterteilt wird, jeder Block elementweise mit dem Zeitbereichsfenster multipliziert wird und schließlich überlappende Teile addiert werden, um ein Ausgangssignal zu bilden.
  • Das gefilterte CP-OFDM (und insbesondere FC-F-OFDM), wie im vorigen Abschnitt beschrieben, kann im Vergleich zu konventionellem CP-OFDM erhebliche Verbesserungen bei den Out-of-Band-Emissionen bewirken, insbesondere wenn OLS- oder OLA-Schema verwendet wird. Daher wird CP-OFDM herkömmlicherweise z.B. in LTE-Systemen verwendet. Das 5G NR jedoch erfordert, dass eine höhere Bandbreitennutzungseffizienz unterstützt wird als bei LTE, bei dem typischerweise nur 90% der Kanalbandbreite genutzt wird. Für 5G NR können 96% als untere Grenze für die Bandbreitennutzungseffizienz angesehen werden und in den meisten Fällen sollten Systeme bis zu 99% Bandbreitenauslastung unterstützen, zumindest bei einigen Subträgerabständen (Subcarrier Spacings, SCSs). Diese höheren Anforderungen stellen eine Herausforderung dar, um mit konventionellen Zeitbereichs-Filterlösungen erfüllt zu werden.
  • Es können mehrere Probleme oder Engpässe in der Filterung identifiziert werden, die die Leistung der herkömmlichen gefilterten OFDM-Lösungen (d.h. zeitbereichsbezogene filterungbasierte OFDM) einschränken. So weist beispielsweise die Zeitbereichsfilterung oft eine hohe Komplexität auf, die zu rechenintensiven Implementierungen führt, während OFDM-Lösungen auf Basis klassischer (z.B. mehrphasiger) Filterbankmodelle oft unflexibel sind. Da es sich bei dem FC-F-OFDM um ein blockweises, kontinuierliches Verarbeitungsschema mit fester Blocklänge handelt, variiert die Position der Nutzteile der OFDM-Symbole innerhalb des Rahmens übertragener OFDM-Symbole. In bestehenden FC-F-OFDM-basierten Empfängern wird die Filterung nicht nur für diese Nutzteile, sondern auch für die zyklischen Präfixe durchgeführt. Je nach dem bei der FC-Verarbeitung verwendeten Überlappungsfaktor kann diese Einbeziehung der zyklischen Präfixe in die Verarbeitung dazu führen, dass eine größere Anzahl von FC-Verarbeitungsblöcken in der FC-Verarbeitung verwendet wird, als dies aufgrund der Gesamtlänge der Nutzteile erforderlich wäre. Daher würde ein Schema, das nur die nützlichen Teile jedes OFDM-Symbols verarbeitet, die Rechenkomplexität erheblich reduzieren, insbesondere bei der Mini-Slot-Übertragung.
  • Sowohl auf der Sender- als auch auf der Empfängerseite ist es bei Verwendung der herkömmlichen kontinuierlichen FC-Verarbeitung erforderlich, dass die Längen des zyklischen Präfixes und der nützlichen Symboldauern bzw. Nutzsymbol-Dauern einer ganzzahligen Anzahl von Abtastungen mit der niedrigeren Abtastrate entsprechen, die für die OFDM-Verarbeitung des Empfängers für jedes Subband verwendet wird. Bei Schmalbandzuweisungen schränkt diese Einschränkung die Wahl der kurzen IFFT-Länge in der FC-Verarbeitung und der FFT-Länge in der nachfolgenden Empfänger-OFDM-Verarbeitung (z.B. Elemente 313, 314, 315 aus 3B) ein und kann somit zu einer Implementierung mit unnötig hoher Rechenkomplexität führen. Bei der LTE/5G NR-Numerologie beträgt die kürzestmögliche Transformationslänge 128, während die Länge-16-Transformation ausreichend wäre, wenn ein Subband nur einen Physical-Layer Resource Block (PRB) enthält. Diese Einschränkung gilt sowohl für Zeitbereichsfilterung als auch für FC-basierte Lösungen mit kontinuierlichem Verarbeitungsmodell.
  • 4 veranschaulicht ein Wellenformverarbeitungsschema (oder speziell ein FC-Verarbeitungsschema), das von einer Wellenformverarbeitungsvorrichtung (z.B. einem Filter, einer Filterbank oder einem Filtermotor) in einem Funkempfänger ausgeführt wird, der konfiguriert ist, um OFDM oder CP-OFDM gemäß einem Ausführungsbeispiel zur Überwindung mindestens einiger der oben beschriebenen Probleme im Zusammenhang mit herkömmlichen Filterverarbeitungsschemata durchzuführen. Im Gegensatz zu den vorgenannten OFDM-Schemata sowie anderen konventionellen OFDM-Schemata (z.B. sogenanntes blockgefiltertes OFDM-Schema), die typischerweise eine kontinuierliche Filterung über einen Rahmen von CP-OFDM-(oder Zero-Prefix-OFDM)-Symbolen durchführen, wendet das veranschaulichte Wellenformverarbeitungsschema die Filterung diskontinuierlich an. Das Wellenformverarbeitungsschema kann den Schritten des Filterelements 312 von 3B entsprechen. In 4 wird das FC-Verarbeitungsschema gemäß dem Ausführungsbeispiel für einen Mini-Slot von zwei (CP-)OFDM-Symbolen dargestellt. In anderen Ausführungsbeispielen kann ein (Mini-)Slot eines oder mehrerer OFDM-Symbole verarbeitet werden.
  • Unter Bezugnahme auf 4 entspricht das Element 401 einem empfangenen Eingangssignal, das zwei aufeinanderfolgende OFDM-Symbolblöcke 402 vor dem Filtern umfasst. Im allgemeinen Fall kann ein empfangenes Eingangssignal gemäß Ausführungsbeispielen einen oder mehrere nachfolgende OFDM-Symbolblöcke umfassen. Jeder OFDM-Symbolblock (oder einfach OFDM-Symbol) umfasst ein zyklisches Präfix 403 (gekennzeichnet durch ein abgewinkeltes Linienmuster) und kann einem oder mehreren Subbändern entsprechen. Nach dem Empfangen des OFDM-Signals segmentiert die Wellenformverarbeitungsvorrichtung in Element 404 jeden OFDM-Symbolblock des Eingangssignals in ein Paar von zwei sich teilweise überlappenden Signalblöcken 405, 406, 407, 408 (sogenannte FC-Verarbeitungsblöcke) gleicher Länge, so dass nicht überlappende Abtastungen eines ersten Signalblocks 405, 407 in jedem Paar einer ersten Hälfte eines OFDM-Datenblocks entsprechen und nicht überlappende Abtastungen eines zweiten Signalblocks 406, 408 in jedem Paar einer zweiten Hälfte desselben OFDM-Symbolblocks entsprechen. Somit werden die resultierenden parallelen Signalblöcke 405, 406, 407, 408 mit den OFDM-Symbolblöcken synchronisiert. Nicht überlappende Abtastungen werden hier und im Folgenden als Abtastungen eines teilweise überlappenden Signalblocks definiert, der Abtastungen des gleichen Signalblocks ohne Überlappung entspricht. Die Grenzen der nicht überlappenden Abtastungen in jedem Signalblock 405, 406, 407, 408 sind in 4 durch zwei gestrichelte Linien gekennzeichnet. Die überlappenden Abschnitte können mit einem Überlappungsfaktor definiert werden. Der Überlappungsfaktor kann beispielsweise 0,5 (wie in 4 dargestellt) oder 0,25 betragen. Das zyklische Präfix kann in den führenden überlappenden Abschnitt des ersten Signalblocks jedes OFDM-Symbolblocks aufgenommen werden. Eine bestimmte Anzahl von Abtastungen jedes ersten Signalblocks 405, 407 muss dem vorhergehenden OFDM-Symbol entnommen werden. Ebenso muss eine bestimmte Anzahl von Abtastungen jedes zweiten Signalblocks 406, 408 aus dem folgenden OFDM-Symbol entnommen werden.
  • Die Wellenformverarbeitungsvorrichtung filtert in Block 409 jeden Signalblock in jedem Paar. So kann beispielsweise die Wellenformverarbeitungsvorrichtung mindestens eine erste Transformationsdomänenfensterfunktion anwenden, wobei die erste Transformationsdomänenfensterfunktion subbandspezifisch definiert und angewendet werden kann. Mit anderen Worten kann die FC-Verarbeitung verwendet werden, um jeden Signalblock in jedem Subband zu filtern. Nach der eigentlichen Filterung kann die Wellenformverarbeitungsvorrichtung in Block 409 alle sich überlappenden Abschnitte nachfolgender gefilterter Signalblöcke gemäß der Überlappungs- und Speicherverarbeitung verwerfen. Eine detailliertere Beschreibung dieser Implementierung von Block 409 wird in Bezug auf 5 diskutiert. In anderen Ausführungsbeispielen können andere Filtertechniken (z.B. WOLA) eingesetzt werden.
  • Die Filterung in Block 409 führt zu einem oder mehreren subbandspezifischen Sätzen von Paaren gefilterter Signalblöcke, wobei jedes Paar einem OFDM-Symbolblock in einem bestimmten Subband entspricht. 4 veranschaulicht die resultierenden gefilterten Signalblöcke 410, 411, 412, 413 nur für ein einzelnes Subband zur besseren Übersichtlichkeit. Jeder gefilterte Signalblock 410, 411, 412, 413 enthält nur Abtastungen, die nicht überlappenden Abtastungen des entsprechenden ersten/zweiten Signalblocks 405, 406, 407, 408 entsprechen. Die Wellenformverarbeitungsvorrichtung kombiniert in den Elementen 414, 415 gefilterte Signalblöcke 410, 411, 412, 413 paarweise (z.B. Verkettung gefilterter Signalblöcke 410, 411), um zwei oder mehr gefilterte OFDM-Datenblöcke 416, 417 (d.h. gefilterte OFDM-Symbolblöcke ohne zyklisches Präfix) für jedes Subband zu erzeugen. Das Verwerfen nach der Überlappungs- und Speicherverarbeitung kann anstelle der Filterung in Block 409 als Teil der in den Elementen 414, 415 implementierten Kombinationsschritte ebenfalls durchgeführt werden. In einigen Ausführungsbeispielen kann die Überlappungs- und Speicherverarbeitung ganz weggelassen werden, und eine andere Art der Verarbeitung anstelle der Überlappungs- und Speicherverarbeitung kann in den Elementen 414, 415 zur Kombination der überlappenden gefilterten Signalblöcke verwendet werden.
  • Während 4 einen exemplarischen Prozess veranschaulicht, bei dem jeder OFDM-Symbolblock 402 in zwei teilweise überlappende Signalblöcke (oder FC-Verarbeitungsblöcke) segmentiert wird, kann in anderen Ausführungsbeispielen jeder OFDM-Symbolblock des Eingangssignals in einen Satz einer vordefinierten Anzahl von teilweise überlappenden Signalblöcken gleicher Länge segmentiert werden. Nicht überlappende Abtastungen von teilweise überlappenden Signalblöcken in jedem Satz können in Kombination einen OFDM-Datenblock umfassen. Jeder Signalblock kann die gleiche Anzahl von OFDM-Datenblock-Abtastungen umfassen. Mit anderen Worten wird im allgemeinen Fall (einschließlich auch des Ausführungsbeispiels von 4) jeder OFDM-Symbolblock in N-Signalblöcke unterteilt, so dass überlappende Abtastungen des k-ten Signalblocks Abtastungen des OFDM-Symbolblocks mit den Abtastungen k(LOFDM//N)+r umfassen, wobei k=0,1,....,N-1 und r=0,1,...,(LOFDM//N)-1 und LOFDM die Transformationsgröße ist, die zum Bilden des OFDM-Symbols verwendet wird (d.h. eine Länge des OFDM-Symbolblocks). Wenn beispielsweise N gleich 2 ist (wie in 4), umfasst der erste Signalblock Abtastungen des OFDM-Symbolblocks mit den Abtastungen r=0,1,...,(LOFDM/2)-1 und der zweite Signalblock umfasst Abtastungen des OFDM-Symbolblocks mit den Abtastungen r=LOFDM/2+0, LOFDM/2+1,...,LOFDM-1.
  • 5 veranschaulicht einen Prozess zur Durchführung der Filterung in Block 409 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel. Der dargestellte Prozess entspricht der schnellen Faltungsverarbeitung mit einem einzigen Transformationsdomänenfenster und dem Fall, dass jeder OFDM-Symbolblock in zwei Signalblöcke unterteilt ist. Natürlich kann das Verfahren auch für jeden Signalblock angewendet werden, der von einem OFDM-Symbolblock gemäß einer Segmentierung, wie im vorherigen Absatz beschrieben, segmentiert wird. In anderen Ausführungsbeispielen können ein oder mehrere zusätzliche Transformationsdomänen- und/oder Zeitdomänen-Fenster verwendet werden.
  • Unter Bezugnahme auf 5 transformiert die Wellenformverarbeitungsvorrichtung in Block 501 jeden Signalblock 405, 406, 407, 408 in jedem Paar (entsprechend der ersten und zweiten Hälfte eines OFDM-Symbols) in ein entsprechendes Transformationsdomänensignal unter Verwendung einer ersten orthogonalen Transformation. Die erste orthogonale Transformation kann eine von einer diskreten Fourier-Transformation, einer schnellen Fourier-Transformation, einer Hartley-Transformation und einer zahlentheoretischen Transformation sein. Dann teilt die Wellenformverarbeitungsvorrichtung in Block 502 jedes Transformationsdomänensignal in ein oder mehrere subbandspezifische Transformationsdomänensignale, um einen oder mehrere subbandspezifische Sätze von Transformationsdomänensignalen zu erzeugen. Wenn nur ein Subband definiert ist, kann die Teilung in Block 502 natürlich entfallen. Weiterhin kann in einigen Ausführungsbeispielen die Teilung in subbandspezifische Signale bereits vor der ersten orthogonalen Transformation oder zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen, wenn keine subbandspezifische Transformationsdomänenfensterung erforderlich ist. Die Wellenformverarbeitungsvorrichtung wendet in Block 503 die Transformationsdomänenfensterfunktion auf jedes Transformationsdomänensignal in jedem subbandspezifischen Satz an. Die Transformationsdomänenfensterfunktion kann für jeden subbandspezifischen Satz (d.h. für jedes Subband) unabhängig voneinander definiert werden. Die Wellenformverarbeitungsvorrichtung transformiert in Block 504 jedes gefensterte Transformationsdomänensignal in einen gefilterten Signalblock unter Verwendung einer ersten inversen Transformation, die eine inverse Transformation der ersten orthogonalen Transformation ist. Die Länge der ersten inversen Transformation kann viel kleiner sein als die Länge der ersten orthogonalen Transformation, um die Rechenlast zu reduzieren. Schließlich verwirft die Wellenformverarbeitungsvorrichtung in Block 505 alle überlappenden Abtastungen von gefilterten Signalblöcken gemäß der Überlappungs- und Speicherverarbeitung, so dass nur die nützlichen Teile (d.h. OFDM-Datenblöcke) des empfangenen OFDM-Signals in gefilterter Form verbleiben. In einigen Ausführungsbeispielen können die zu verwerfenden überlappenden Abtastungen vor dem Ablegen in einem Speicher abgelegt werden, so dass sie später, z.B. zur Zeiteinstellung, verwendet werden können. Alternativ kann in einigen Ausführungsbeispielen der Block 505 (d.h. der Schritt des Ablegens der überlappenden Abtastungen) weggelassen werden, um die Vorteile der überlappenden Abtastungen zu nutzen. Der Prozess von 5 führt zu Signalblöcken, die für jedes Subband definiert sind, das den gefilterten Signalblöcken 410, 411, 412, 413 von 4 entspricht.
  • Als Beispiel für den Nutzen der diskontinuierlichen FC-Verarbeitung weist das Empfangssignal 401 von 4 im 10 MHz 5G NR-Gehäuse mit 15 kHz Subträgerabstand (Subcarrier spacing, SCS) und normaler CP-Länge folgende Eigenschaften auf: eine hohe Abtastrate mit 15,36 MHz, die nutzbare OFDM-Symboldauer beträgt 1024 hochratige Abtastungen und die CP-Länge ist 80 hochratige Abtastungen für das erste Symbol eines jeden Slots von 7 Symbolen und 72 Abtastungen für die anderen. Bei konventioneller kontinuierlicher FC-Verarbeitung beträgt die kleinstmögliche niedrige Abtastrate (entsprechend den gefilterten Signalen 416, 417) 1,92 MHz und die CP-Länge 10 oder 9 Abtastungen bei niedriger Rate. Bei engen Subbandzuordnungen, wie beispielsweise 12, 24 oder 48 Subträgern, kann die kurze Transformationslänge jedoch unter Verwendung der diskontinuierlichen FC-Verarbeitung (mit N=2), wie in 4 dargestellt, auf 16, 32 bzw. 64 reduziert werden. Darüber hinaus findet die gleiche Reduzierung der FFT-Länge in der OFDM-Empfänger-Subbandverarbeitung statt (z.B. Elemente 313, 314, 315 aus 3B).
  • Die diskontinuierliche FC-Verarbeitung bietet viele Vorteile gegenüber der herkömmlichen kontinuierlichen FC-Verarbeitung und/oder der Zeitbereichsverarbeitung. Bei der kontinuierlichen Verarbeitung muss die FC-Verarbeitungskette auf eine unterschiedliche Anzahl von Abtastungen des zweiten OFDM-Symbolblocks warten, bevor sie mit der Verarbeitung des ersten FC-Verarbeitungsblocks des zweiten OFDM-Symbolblocks beginnen kann, um Endabtastungen in der Ausgabe für den ersten OFDM-Symbolblock zu erhalten. Bei der diskontinuierlichen FC-Verarbeitung, wie in Bezug auf die 4 und 5 erläutert, wartet der Empfänger nur auf die zum ersten OFDM-Symbolblock gehörenden Abtastungen und die gewünschte Anzahl überlappender Abtastungen ab Beginn des zweiten OFDM-Symbolblocks, woraufhin er mit der Verarbeitung des zweiten FC-Verarbeitungsblocks beginnen kann, der in der Ausgabe die letzten gefilterten Abtastungen des ersten OFDM-Symbolblocks bereitstellt. Die vorgenannte zusätzliche Wartezeit kann bei diskontinuierlicher FC-Verarbeitung (z.B. mit Überlappungsfaktor 0,5) im Vergleich zur kontinuierlichen FC-Verarbeitung deutlich geringer sein. Bei maximaler Timing-Einstellungsflexibilität (siehe detaillierte Beschreibung unten) entspricht die Anzahl der aus der folgenden CP-OFDM-Symbolzeit entnommenen Abtastungen der Anzahl der sich überlappenden Abtastungen am Ende des FC-Verarbeitungsblocks. Darüber hinaus können bei diskontinuierlicher Verarbeitung die FC-Verarbeitungsblöcke eines ersten OFDM-Symbolblocks unabhängig von den folgenden FC-Verarbeitungsblöcken eines zweiten OFDM-Symbolblocks verarbeitet werden. Diese Art der Parallelverarbeitung ist bei der kontinuierlichen Verarbeitung nicht möglich, da zwei nachfolgende OFDM-Symbolblöcke durch gemeinsame Abtastungen verbunden sind, da die FC-Verarbeitungsblöcke nicht mit den OFDM-Symbolblöcken synchronisiert werden. Mit anderen Worten kann in dem Ausführungsbeispiel, in dem der eine oder die mehreren nachfolgenden OFDM-Symbolblöcke mindestens zwei nachfolgende OFDM-Symbolblöcke umfassen, die Wellenformverarbeitungsvorrichtung konfiguriert werden, um einen oder mehrere ungerade OFDM-Symbolblöcke der mindestens zwei nachfolgenden OFDM-Symbolblöcke getrennt und parallel zu einem oder mehreren geraden OFDM-Symbolblöcken der mindestens zwei nachfolgenden OFDM-Symbolblöcke zu verarbeiten.
  • Da der Inhalt (z.B. FC-Block mit der ersten oder zweiten Hälfte eines OFDM-Symbols) und die Verarbeitung von ungeradzahligen und geradzahligen FC-Verarbeitungsblöcken über das gesamte empfangene Signal konstant bleiben, können ungeradzahlige und geradzahlige Signalblöcke getrennt voneinander verarbeitet werden. So werden in einigen Ausführungsbeispielen ungeradzahlige und geradzahlige FC-Verarbeitungsblöcke in parallelen FC-Verarbeitungsketten verarbeitet, was eine Minimierung der Latenzzeit des Empfängers ermöglicht. Diese Parallelverarbeitung kann auch für die Ausführungsbeispiele, bei denen jeder OFDM-Symbolblock in drei oder mehr FC-Verarbeitungsblöcke unterteilt ist, wie vorstehend erläutert, leicht verallgemeinert werden. Mit anderen Worten kann die Wellenformverarbeitungsvorrichtung konfiguriert werden, um einen oder mehrere ungeradzahlige Signalblöcke (d.h. einen oder mehrere ungeradzahlige FC-Verarbeitungsblöcke) der vordefinierten Anzahl von teilweise überlappenden Signalblöcken getrennt und parallel zu einem oder mehreren geradzahligen Signalblöcken (d.h. einem oder mehreren geraden FC-Verarbeitungsblöcken) der vordefinierten Anzahl von teilweise überlappenden Signalblöcken zu verarbeiten.
  • Bei Verwendung eines großen Überlappungsfaktors (z.B. 0,5) werden die meisten Abtastungen in den überlappenden Teilen während der FC-Verarbeitung nicht stark verzerrt. Daher können die überlappenden Abtastungen in einigen Ausführungsbeispielen für sekundäre Funktionen, z.B. zur Zeiteinstellung, verwendet werden. Das Timing von gefilterten Signalblöcken (vor dem Ablegen der überlappenden Abtastungen) in jedem Subband kann nach der diskontinuierlichen FC-Verarbeitung (z.B. zwischen den Blöcken 504 und 505 von 5) separat eingestellt werden, indem die zusätzlichen Abtastungen verwendet werden, die in den überlappenden Abschnitten der gefilterten Signalblöcke verfügbar sind. Die Zeiteinstellung basiert auf der individuellen Abstimmung der Position des Transformationsfensters (z.B. FFT-Fenster) der Empfänger-OFDM-Verarbeitungsphase (z.B. entsprechend den Elementen 313, 314, 315 aus 3B) für jedes Subband. Bei zu früh ankommenden Signalen sind die verwendeten zusätzlichen Abtastungen überlappende Abtastungen, die nicht überlappenden Abtastungen im ersten Signalblock eines OFDM-Symbolblocks vorausgehen. Bei zu spät ankommenden Signalen sind die verwendeten zusätzlichen Abtastungen die überlappenden Abtastungen nach nicht überlappenden Abtastungen im zweiten Signalblock des OFDM-Symbols.
  • Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel zur Ermöglichung der Zeitanpassung kann das Timing jedes Subbandes individuell angepasst werden, indem zusätzliche Gewichte entsprechend den Verzögerungen im Zeitbereich in die subbandspezifischen Transformationsdomänenfenster eingeführt werden (z.B. in Block 503 von 5). Beide der oben genannten Ansätze zur Timing-Anpassung ermöglichen ähnliche Vorteile beim Empfang mehrerer Subbänder mit deutlich erhöhten Timing-Offsets. Die Zeiteinstellung kann besonders vorteilhaft bei der Kommunikation sein, bei der eine entspannte Synchronisationsgenauigkeit erlaubt ist, z.B. bei mMTC (massive Machine Type Communications). Es ist zu beachten, dass der Umfang der Zeitanpassung bei verspäteter Ankunft von der Anzahl der sich überlappenden Abtastungen abhängt, die im FC-Verarbeitungseingang aus dem folgenden CP-OFDM-Symbolblock gesammelt werden.
  • Da die diskontinuierliche empfängerseitige FC-Verarbeitung mit OFDM-Symbolblöcken synchronisiert ist, ist die Unterstützung für die Multi-Numerologie (d.h. der Empfang von OFDM-Symbolblöcken mit mehreren verschiedenen Längen und unterschiedlichen SCS) nicht so einfach wie bei der kontinuierlichen Verarbeitung. In einem grundlegenden Ansatz nach Ausführungsbeispielen sind für jede Numerologie separate FC-Motoren oder FC-Verarbeitungsketten, wie in 4 dargestellt, angeordnet und für jeden FC-Motor werden die eingegebenen FC-Blöcke pro Numerologie aus der eingegebenen Abtastungssequenz OFDM-symbol-synchronisiert aufgebaut, wobei die OFDM-Symboldauer in Abtastungen von der angenommenen SCS abhängt. Dieser Ansatz ermöglicht es, vereinfachte Berechnungen für jede Numerologie zu verwenden.
  • Ein weiterer Ansatz gemäß Ausführungsbeispielen besteht darin, die FC-Verarbeitungsblöcke auf Basis eines Basis-SCS aufzubauen und alle Subbänder mit unterschiedlicher Numerologie während der FC-Verarbeitung zu trennen. Dies wird durch 5G NR ermöglicht, dank der Zeitbereich-Ausrichtung von OFDM-Symbolen mit unterschiedlichen SCS. Dieser Prozess ist in 6 dargestellt, wobei das niedrigste SCS (in diesem Fall 15 kHz) als Basis-SCS angenommen wird.
  • Unter Bezugnahme auf 6 werden Nutzteile (d.h. der Nutzdateninhalt) jedes Signalblocks (d.h. jeder OFDM-Symbolblock und jeder FC-Verarbeitungsblock) mit dünnen durchgezogenen Linien, zyklische Präfixe mit dicken durchgezogenen Linien und überlappende (unbenutzte) Teile mit gestrichelten Linien gezeichnet. Die unter dem entsprechenden OFDM-Symbolblock gezeichneten FC-Verarbeitungsblöcke (entsprechend den Numerologien 1, 2 und 3 und den jeweiligen SCS von 15 kHz, 30 kHz und 60 kHz) veranschaulichen Signalblöcke am Eingang der langen FFT-Transformation in der FC-Verarbeitung (d.h. sie entsprechen den Blöcken 405 bis 408 von 4). Die FC-Verarbeitungsblöcke für die Numerologie 1 (d.h. FC-Block 1 und FC-Block 2 oben in 6) sind segmentiert und ausgerichtet, ähnlich wie in 4 dargestellt, während die Segmentierung und Ausrichtung für die FC-Verarbeitungsblöcke der Numerologien 2 und 3 entsprechend dem höheren SCS modifiziert wird. Die FC-Verarbeitungsblöcke sind für alle Numerologien an festen Positionen, während die Nutzteile mit den OFDM-Symbolpositionen in jeder Numerologie ausgerichtet sind. Bei den Numerologien 2 und 3 entspricht jeder OFDM-Symbolblock einfach einem einzelnen FC-Verarbeitungsblock.
  • Wenn die Länge des zyklischen Präfixes einen ganzzahligen Wert bei der Ausgaberate eines Subbandes aufweist, kann die OFDM-Symbolausrichtung durch Auswahl der benötigten Abtastungen am Ausgang des jeweiligen FC-Verarbeitungszweiges erfolgen. Ist dies nicht der Fall, kann die fraktionierte Abtastungsausrichtung durch Ändern des Transformationsdomänenfensters (z.B. Frequenzbereich) oder der Gewichtsmaske eines Subbandes erfolgen.
  • Wenn die Länge des zyklischen Präfixes keinen ganzzahligen Wert wie im Falle der Numerologie 3 aufweist, müssen die OFDM-Symbolblöcke, die dem gleichen FC-Verarbeitungsblock entsprechen (z.B. Blöcke 1a und 1b), in der Wellenformverarbeitungsvorrichtung unter Verwendung verschiedener Transformationsdomänenfenster und separater (erster) inverser Transformationen (z.B. IFFTs) separat verarbeitet werden. Alternativ kann es möglich sein, die unterschiedlichen Verzögerungen verschiedener OFDM-Symbole in der OFDM-Entzerrungsphase zu kompensieren, wenn die Verzögerungsinformationen in den Entzerrungsgewichten enthalten sind.
  • Nach dem Filtern (d.h. nach Block 409 von 4 oder Block 505 von 5) kann die Wellenformverarbeitungsvorrichtung konfiguriert werden, um für jedes Subband mit SCS, das sich von der Basislinie SCS unterscheidet, eine bestimmte Wiederabtastung oder Verkettung durchzuführen, um geeignete OFDM-Symbole aus dem subbandweisen Ausgangssignal zu sammeln. Es ist zu beachten, dass in diesem Fall nur die zyklischen Präfixe der Basislinie SCS vollständig verworfen werden, während bei anderen SCS ein Teil der zyklischen Präfixe dabei gefiltert wird.
  • Das in 6 dargestellte Beispiel gilt für alle 15 kHz OFDM-Symbolblöcke mit einem kurzen normalen zyklischen Präfix (z.B. für 6 letztere OFDM-Symbolblöcke in einem 0,5 ms Zeitfenster mit 7 OFDM-Symbolblöcken). Für den anfänglichen OFDM-Symbolblock in einem Zeitfenster kann das zyklische Präfix jedoch gegenüber den zyklischen Präfixen in den nachfolgenden OFDM-Symbolblöcken leicht erweitert werden, was sich auf die anfänglichen FC-Verarbeitungsblöcke jeder Numerologie übertragen kann, die auch ein erweitertes zyklisches Präfix aufweisen können. Andernfalls kann in diesem Fall noch eine ähnliche Verarbeitung wie oben beschrieben erfolgen.
  • Im allgemeinen Fall mit mehreren Numerologien gemäß Ausführungsbeispielen kann die Wellenformverarbeitungsvorrichtung konfiguriert werden, um einen Prozess wie in diesem Absatz beschrieben durchzuführen. Als Reaktion auf das Eingangssignal, das zusätzlich zu den einen oder mehreren nachfolgenden OFDM-Symbolblöcken, die einer ersten Numerologie und einem ersten Subträgerabstand entsprechen (z.B. Numerologie 1 in 6), einen oder mehrere Sätze eines oder mehrerer sekundärer OFDM-Symbolblöcke umfasst, wobei jeder Satz einer anderen zweiten Numerologie mit einem anderen zweiten Subträgerabstand entspricht, der größer als der erste Subträgerabstand ist (z.B. Zahlen 2 und 3 in 6), führt die Wellenformverarbeitungsvorrichtung die Segmentierung (entsprechend dem Element 404 in 4), die Filterung (entsprechend dem Element 409 in 4 und/oder 5) und die Kombination (entsprechend den Elementen 414, 415 in 4) normalerweise für ein oder mehrere nachfolgende OFDM-Symbole, die der ersten Numerologie entsprechen, durch und führt für jeden Satz eines oder mehrerer sekundärer OFDM-Symbolblöcke Folgendes aus. Zunächst segmentiert die Wellenformverarbeitungsvorrichtung den einen oder die mehreren sekundären OFDM-Symbolblöcke in sekundäre Signalblöcke mit einer Länge, die gleich den einen oder mehreren sich teilweise überlappenden Signalblöcken der ersten Numerologie ist, und die mit diesen ausgerichtet sind. Jeder sekundäre Signalblock umfasst mindestens einen OFDM-Datenblock des einen oder der mehreren sekundären OFDM-Symbolblöcke. Zweitens filtert die Wellenformverarbeitungsvorrichtung jeden sekundären Signalblock durch Anwenden mindestens einer zweiten Transformationsdomänenfensterfunktion. Die Filterung kann auf ähnliche Weise durchgeführt werden, wie in Bezug auf 5 beschrieben. Die zweite Transformationsdomänenfensterfunktion kann jedoch im Gegensatz zur ersten Transformationsdomänenfensterfunktion nicht nur subbandspezifisch, sondern auch numerisch-spezifisch definiert und angewendet werden. Schließlich tastet die Wellenformverarbeitungsvorrichtung gefilterte sekundäre Signalblöcke ab, um zwei oder mehr gefilterte sekundäre OFDM-Datenblöcke für jedes Subband und jede Numerologie zu erzeugen.
  • In einigen Szenarien kann es vorteilhaft sein, eine kontinuierliche Signalantwort am Ausgang der diskontinuierlichen Empfänger (Rx) FC-Verarbeitung (d.h. Ausgang der Wellenformverarbeitungsvorrichtung gemäß Ausführungsbeispielen) zu erhalten. Ein solches Szenario in LTE- und 5G NR-Uplink ist die Verwendung langer PRACH-Sequenzen (Physical Random Access Channel), da sich diese Signale über mehrere Rx-Symbol- und Slot-Dauern erstrecken können. Die Lösung für eine kontinuierliche Antwort gemäß Ausführungsbeispielen besteht einfach darin, die Wellenformverarbeitungsvorrichtung so zu konfigurieren, dass sie die fehlenden zyklischen Präfix-Abtastungen sammelt, die für den Aufbau des kontinuierlichen Ausgangssignals aus den überlappenden Teilen ausgewählter FC-Verarbeitungsblöcke benötigt werden. Alternativ kann die Wellenformverarbeitungsvorrichtung konfiguriert werden, um das Ausgangssignal über zwei FC-Verarbeitungsblöcke zu mitteln, die Abtastungen enthalten, die sich auf den fehlenden zyklischen Präfixabschnitt beziehen. Es ist zu beachten, dass das zyklische Präfix nur für das Eingangssignal angenommen wird und das tatsächliche Subbandsignal beliebig sein kann, mit oder ohne zyklisches Präfix. Wenn die fehlenden zyklischen Präfix- Abtastungen in der subbandweisen Ausgaberate nicht ganzzahlig lang sind, müssen die fraktionierten Verzögerungen im subbandweisen Transformationsdomänenfensterung kompensiert werden.
  • Ein ähnliches diskontinuierliches Wellenformverarbeitungsschema (oder speziell ein FC-Verarbeitungsschema), wie in Bezug auf die 4 und 5 für die Empfängerseite diskutiert, kann auch auf der Senderseite implementiert werden. Derselbe Prozess kann parallel ausgeführt werden, damit mehrfache Subbänder des OFDM-Signals übertragen werden. In 7 ist das FC-Verarbeitungsschema gemäß dem Ausführungsbeispiel für einen Mini-Slot von zwei (CP-)OFDM-Symbolen dargestellt. In anderen Ausführungsbeispielen kann ein (Mini-)Slot eines oder mehrerer OFDM-Symbolblöcke verarbeitet werden. Das senderseitige Wellenformverarbeitungsschema kann von einer Wellenformverarbeitungsvorrichtung (z.B. einem Filter, einer Filterbank oder einem Filtermotor) durchgeführt werden, die dem Filterelement 304 von 3A für ein Subband entsprechen kann.
  • Unter Bezugnahme auf 7 entspricht das Element 701 einem Eingangssignal, das zwei aufeinanderfolgende OFDM-Symbolblöcke 702 vor dem Filtern umfasst. Im allgemeinen Fall kann ein empfangenes Eingangssignal gemäß Ausführungsbeispielen einen oder mehrere (aufeinanderfolgende) OFDM-Symbolblöcke umfassen. Jedes OFDM-Symbol umfasst ein zyklisches Präfix 703 und kann einem bestimmten Subband entsprechen. Das empfangene Eingangssignal kann einem Signal entsprechen, das von einer herkömmlichen (CP-)OFDM-Sender (Tx)-Verarbeitungseinheit erzeugt wird. Das CP-OFDM-Signal für das Subband m kann unter Verwendung der kleinsten IFFT-Größe erzeugt werden, die gleich oder größer als LOFDM,m ein zyklisches Präfix der ganzzahligen Länge unterstützt. Um beispielsweise ein 1 PRB-Subbandsignal zu erzeugen, das eine IFFT-Größe von 16 für die Erzeugung des OFDM-Symbolblocks und eine FFT-Größe von 16 für die erste orthogonale Transformation annimmt, kann die Abtastrate so niedrig wie 240 kHz gewählt werden (verglichen mit 1,92 MHz, die mit der (I)FFT-Größe von 128 erforderlich sind). Alternativ kann das CP-OFDM-Signal so erzeugt werden, dass die Länge des zyklischen Präfixes gleich der größten ganzzahligen Anzahl von Abtastungen ist, die in ein höherwertiges zyklisches Präfix mit einem vorgegebenen Wert, der in das Sendesignal aufzunehmen ist, übergehen. Dann kann das zyklische Präfix mit niedriger Rate zu jedem OFDM-Symbol hinzugefügt worden sein und das Signal kann in das serielle Format umgewandelt worden sein, um das Eingangssignal 701 zu erzeugen.
  • Nach dem Empfangen des OFDM-Signals segmentiert die Wellenformverarbeitungsvorrichtung in Element 704 jeden OFDM-Symbolblock des Eingangssignals in ein Paar von zwei mit Nullen aufgefüllten (zero-padded) Signalblöcken 706, 707, 708, 709, so dass Nicht-Null-Abtastungen eines ersten Signalblocks 706, 707 in jedem Paar dem zyklischen Präfix und einer ersten Hälfte eines OFDM-Datenblocks (nach dem zyklischen Präfix) entsprechen und Nicht-Null-Abtastungen eines zweiten Signalblocks 406, 408 in jedem Paar einer zweiten Hälfte des gleichen OFDM-Datenblocks entsprechen. Somit werden die resultierenden parallelen Signalblöcke 706, 707, 708, 709 mit den OFDM-Symbolblöcken synchronisiert. An jedem Ende jedes Signalblocks 706, 707, 707, 708, 709 (d.h. vor und nach dem zyklischen Präfix und/oder OFDM-Datenblock-Abtastungen) wird eine vorgegebene Anzahl von Abtastungen mit einem Nullwert 705 (gekennzeichnet durch ein rechteckiges Netzmuster) eingefügt. Die vordefinierte Anzahl von Abtastungen mit einem Nullwert 705 kann definiert werden als Lzero für Enden der Signalblöcke 706, 707, 708, 709 ohne zyklisches Präfix und Lzero-NCP für Enden der Signalblöcke 705, 707 mit zyklischem Präfix.
  • Die überlappenden Abschnitte können auch in diesem Fall mit einem Überlappungsfaktor definiert werden. Da das zyklische Präfix in der senderseitigen Implementierung als Teil des nicht überlappenden Abschnitts des ersten Signalblocks betrachtet wird (wie es im Sendesignal enthalten sein soll), kann der Überlappungsfaktor für den ersten und zweiten Signalblock unterschiedlich definiert werden. Der Überlappungsfaktor kann nämlich 0.5-NCP/N1st für den ersten Signalblock des Paares und 0,5 für den zweiten Signalblock des Paares betragen. Hier ist NCP eine Länge des zyklischen Präfixes (in Abtastungen) und N1st eine Länge des ersten Signalblocks.
  • Die Wellenformverarbeitungsvorrichtung filtert in Block 710 jeden Signalblock in jedem Paar durch Anwenden mindestens einer ersten Transformationsdomänenfensterfunktion, wobei die erste Transformationsdomänenfensterfunktion subbandspezifisch definiert und angewendet werden kann. Die sich überlappenden Abschnitte der gefilterten Signalblöcke 712, 713, 714, 715 weisen Werte ungleich Null auf, wie in 7 dargestellt, da eine lineare Faltung einer Sequenz (hier als Subbandmultiplikation in der Transformationsdomäne implementiert) immer zu einer Sequenz führt, die länger ist als die ursprüngliche Sequenz. Die Eingangssignale 706, 707, 708, 709 des Blocks 710 entsprechen typischerweise einer relativ niedrigen Abtastrate, während der Filterprozess des Blocks 710 Ausgangssignale 712, 713, 714, 715 mit einer wesentlich höheren Abtastrate (z.B. über 50 mal höher) erzeugen kann. Eine detailliertere Beschreibung dieser Implementierung von Block 710 wird in Bezug auf 7 diskutiert. In anderen Ausführungsbeispielen können andere Filtertechniken (z.B. WOLA) eingesetzt werden.
  • Die Wellenformverarbeitungsvorrichtung kombiniert in den Elementen 716, 717 die gefilterten Signalblöcke, um ein Ausgangssignal 719 zu erzeugen, das zwei oder mehr gefilterte OFDM-Symbolblöcke für das Subband umfasst. Jeder gefilterte OFDM-Symbolblock umfasst ein gefiltertes zyklisches Präfix und einen gefilterten OFDM-Datenblock. Alle überlappenden Abschnitte nachfolgender gefilterter Signalblöcke können zu diesem Zeitpunkt gemäß der Überlappungs- und Additionsverarbeitung zusammengeführt werden. Darüber hinaus kann der Abstand der nachfolgenden gefilterten OFDM-Datenblöcke in den Elementen 716, 717 (mit der Genauigkeit des Ausgangsabtastintervalls) so eingestellt werden, dass er einer ersten vordefinierten zyklischen Präfixdauer entspricht. Die Anpassung kann durch Extrapolieren des zyklischen Präfixes unter Verwendung von überlappenden Abtastungen gefilterter Signalblöcke und/oder durch Interpolieren des zyklischen Präfixes (d.h. ursprüngliches, niedrigratiges zyklisches Präfix) erreicht werden. Darüber hinaus kann das zyklische Präfix mindestens eines gefilterten OFDM-Symbolblocks in den Elementen 716, 717 weiter erweitert werden, um einer zweiten vordefinierten zyklischen Präfixdauer zu entsprechen, die länger ist als die erste zyklische Präfixdauer. Diese zusätzliche Erweiterung kann auch durch Extrapolieren des zyklischen Präfixes unter Verwendung mindestens einer überlappenden Abtastung eines entsprechenden gefilterten Signalblocks und/oder durch Interpolieren des zyklischen Präfixes eines entsprechenden Eingangssignals erreicht werden. Insbesondere kann das gefilterte zyklische Präfix eines ersten gefilterten OFDM-Symbolblocks im Vergleich zu anderen gefilterten zyklischen Präfixen um einen vordefinierten Betrag 718 erweitert werden. Wie vorstehend erläutert, kann das niedrigratige, ungefilterte zyklische Präfix so eingestellt werden, dass die vorgegebene Länge für das gefilterte zyklische Präfix erreicht wird. Zusätzlich oder stattdessen können zusätzliche Abtastungen aus den gefilterten Signalblöcken verwendet werden, um das gefilterte zyklische Präfix (zusätzlich zu der aus Block 710 resultierenden Interpolation) zu extrapolieren, um die vorgegebene gewünschte Länge zu erreichen. Das Ausgangssignal 719 für verschiedene Subbänder des zu übertragenden OFDM-Signals kann vor der Übertragung in einem separaten Prozess oder auch in den Elementen 716, 717 nachfolgend miteinander kombiniert werden.
  • Ähnlich wie bei den empfängerseitigen Ausführungsbeispielen kann bei einigen senderseitigen Ausführungsbeispielen jeder erzeugte OFDM-Symbolblock (d.h. jedes Eingangssignal 701 aus 7) in einem allgemeinen Fall in einen Satz einer vordefinierten Anzahl (d.h. zwei oder mehr) von teilweise überlappenden Signalblöcken gleicher Länge unterteilt werden. Insbesondere kann die Wellenformvorrichtung jeden OFDM-Symbolblock des einen oder der mehreren Eingangssignale in einen Satz einer vordefinierten Anzahl von teilweise überlappenden Signalblöcken gleicher Länge segmentieren, die von beiden Seiten mit Nullen aufgefüllt (zero-padded) werden, um die Überlappung zu erreichen. Hier umfasst ein erster (d.h. initialer) Signalblock in jedem Satz das zyklische Präfix und ungleich Null (d.h. nicht überlappende) Abtastungen der vordefinierten Anzahl von mit Nullen aufgefüllten (zero-padded) Signalblöcken in jedem Satz, die in Kombination den OFDM-Symbolblock (d.h. das zyklische Präfix und den OFDM-Datenblock) umfassen. Die weiteren Definitionen zu 4 bezüglich der allgemeineren synchronisierten Segmentierung gelten als solche auch für die Senderseite.
  • In einigen Ausführungsbeispielen können einige Subbänder der OFDM-Symbolblöcke unterschiedlichen Numerologien entsprechen.
  • Die vorgenannten senderseitigen Ausführungsbeispiele eignen sich für Szenarien, in denen die Gesamtsymboldauer für alle zu übertragenden Subbandsignale gleich lang ist und die Symbole synchronisiert werden. In einigen Ausführungsbeispielen sind unterschiedliche zyklische Präfixdauern (in der Praxis unterschiedliche zyklische Präfixlängen) für unterschiedliche CP-OFDM-Symbolintervalle innerhalb eines Übertragungs-Slots zulässig.
  • Viele der für die empfängerseitige diskontinuierliche FC-Verarbeitung diskutierten Vorteile verglichen mit der herkömmlichen kontinuierlichen FC-Verarbeitung und/oder Zeitbereichsverarbeitung gelten auch für die senderseitige diskontinuierliche FC-Verarbeitung (z.B. diskontinuierliche FC-Verarbeitung ermöglicht Parallelverarbeitung für FC-Verarbeitungsblöcke). Es ist jedoch zu beachten, dass aufgrund der Tatsache, dass die Überlappungs- und Additionsverarbeitung auf der Senderseite verwendet werden kann, keine Wartezeit auf Abtastungen des folgenden OFDM-Symbolblocks in der senderseitigen diskontinuierlichen FC-Verarbeitung besteht. Daher kann im Vergleich zur kontinuierlichen senderseitigen FC-Verarbeitung eine erhebliche Reduzierung der Latenz erreicht werden.
  • 8 veranschaulicht einen Prozess zur Durchführung der Filterung in Block 710 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel. Der dargestellte Prozess entspricht einer schnellen Faltungsverarbeitung mit einem einzigen Transformationsdomänenfenster für ein einzelnes Subband. In anderen Ausführungsbeispielen können ein oder mehrere zusätzliche Transformationsdomänen- und/oder Zeitbereichs-Fenster verwendet werden. Darüber hinaus kann eine ähnliche Filterung für andere Subbänder des OFDM-Signals in einem parallelen Prozess durchgeführt werden.
  • Unter Bezugnahme auf 8 wandelt die Wellenformverarbeitungsvorrichtung in Block 801 jeden Signalblock 806, 807, 808, 809 in jedem Paar (entsprechend der ersten und zweiten Hälfte eines OFDM-Symbols) in ein entsprechendes Transformationsdomänensignal unter Verwendung der ersten orthogonalen Transformation (wie in Bezug auf 5 definiert). Anschließend wendet die Wellenformverarbeitungsvorrichtung in Block 802 die Transformationsdomänenfensterfunktion auf jedes Transformationsdomänensignal an. Die Transformationsdomänenfensterfunktion kann für jedes Subband unabhängig voneinander definiert werden. Die Wellenformverarbeitungsvorrichtung kombiniert in Block 803 gefensterte Transformationsebenensignale, die verschiedenen Subbändern, aber gleichen Signalblöcken entsprechen, zu einem Satz von Signalblock-spezifischen kombinierten Transformationsebenensignalen. Schließlich wandelt die Wellenformverarbeitungsvorrichtung in Block 804 jedes kombinierte Transformationsdomänensignal in einen gefilterten Signalblock unter Verwendung einer ersten inversen Transformation um, wobei die erste inverse Transformation eine inverse Transformation der ersten orthogonalen Transformation ist. Die Länge der ersten inversen Transformation kann viel größer sein als die Länge der ersten orthogonalen Transformation. Die erste inverse Transformation kann so definiert sein, dass sie für alle Subbänder gleich ist, während die erste orthogonale Transformation eine subbandspezifische Definition aufweisen kann. Der Prozess von 8 führt zu Signalblöcken, die für ein bestimmtes Subband definiert sind, das den gefilterten Signalblöcken 712, 713, 714, 715 von 7 entspricht.
  • In einem konventionellen Empfänger folgt auf die FC-basierte Verarbeitungs-(oder andere Filter-)Stufe eine OFDM-Empfänger-Verarbeitungsstufe und insbesondere eine orthogonale Transformation (typischerweise eine FFT) der OFDM-Empfänger-Verarbeitungsstufe. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen können die Filterstufe und die orthogonale Transformation des OFDM-Empfängers zu einer gemeinsamen Verarbeitungslösung kombiniert werden. Eine Grundstruktur für die gemeinsame Verarbeitung des FC-basierten Filters und der FFT des OFDM-Empfängers ist in 9 für den Fall von zwei FC-Verarbeitungsblöcken pro OFDM-Symbolblock dargestellt. 9 entspricht weitgehend 4 mit den Elementen 401 bis 408, die von beiden veranschaulichten Ausführungsbeispielen gemeinsam genutzt werden. Darüber hinaus können die Elemente 901 bis 909 auch den Blöcken 409 bis 417 entsprechen, wobei hier davon ausgegangen wird, dass der Block 901 die Blöcke 501 bis 504 oder 505 von 5 umfasst, wobei die Länge der ersten in Block 504 durchgeführten orthogonalen Transformation L ist. Der Unterschied zwischen 9 und 4 besteht darin, dass nach der Bildung der gefilterten OFDM-Datenblöcke 908, 909 diese mit einer zweiten orthogonalen Transformation (z.B, eine FFT), die auch die Länge L (ähnlich der ersten orthogonalen Transformation) in die Transformationsdomäne (z.B. Frequenzbereich) aufweisen kann. Weiterhin kann L so ausgewählt werden, dass es in der Lage ist, alle aktiven Subträger pro Subband und Übergangsbandbehälter zu enthalten, die bei der in Block 901 durchgeführten Transformationsdomänenfensterung verwendet werden. Die resultierenden gefilterten Transformationsdomänensignale, die jeweils einem OFDM-Symbol (an einem bestimmten Subband) entsprechen, können einem Frequenzbereichs- (Kanal) Entzerrer zugeführt werden. In diesen Ausführungsbeispielen kann der Überlappungsfaktor 0,5 betragen.
  • Während die in 9 dargestellte gemeinsame Basis-Verarbeitungslösung aufgrund der Filterstufe mit diskontinuierlicher Verarbeitung (d.h. die Elemente 401 bis 408 und 901) eine einfachere Lösung in Bezug auf die Anzahl der Berechnungen im Vergleich zu einer entsprechenden, auf kontinuierlicher Verarbeitung basierenden Lösung bietet, kann eine noch größere Reduktion der Rechenkomplexität erreicht werden, wenn die Prozesse der ersten inversen Transformation (Block 504 von 5 in Block 901), die die FC-Verarbeitungsblöcke (Elemente 906, 907) und die zweite orthogonale Transformation (Elemente 908, 909) kombiniert, zu einer vereinfachten gemeinsamen Verarbeitung kombiniert werden. Dieses Konzept ist in 10 für den Fall von zwei FC-Verarbeitungsblöcken pro OFDM-Symbolblock dargestellt. In 10 kann Block 1001 den Blöcken 501 bis 503 von 5 entsprechen. Daher nimmt die vereinfachte gemeinsame Verarbeitungseinheit 1006, 1007 gefilterte (oder gefensterte) Transformationsdomänensignale 1002, 1003, 1004, 1005 als Eingang und liefert als Ausgang, ähnlich wie bei der grundlegenden gemeinsamen Verarbeitung in 9, gefilterte kombinierte Transformationsdomänensignale, die jeweils einem OFDM-Symbol (in einem bestimmten Subband) entsprechen, das einem Frequenzbereichs- (Kanal) Entzerrer zugeführt wird.
  • Die vereinfachte gemeinsame Verarbeitungseinheit 1006, 1007 des in 9 dargestellten vereinfachten diskontinuierlichen Rx FC-Verarbeitungsschemas kann mit zwei alternativen Strukturen entsprechend den Ausführungsbeispielen implementiert werden. Beide Strukturen sind auf Fourier-Transformationen (d.h. DFT, IDFT, FFT und IFFT) beschränkt. In den folgenden Beispielen wird FFT/IFFT verwendet.
  • Die erste alternative gemeinsame Verarbeitungseinheit der Wellenformverarbeitungsvorrichtung ist in 11 dargestellt. In 11 werden drei Transformationen der Länge L (d.h. zwei parallele IFFTs gefolgt von einer FFT) in der grundlegenden gemeinsamen Verarbeitung von 9 durch vier Transformationen (der Länge L/2) und einige zusätzliche Drehfaktoren der (I)FFTs unter Verwendung einer Radix-2-Zerlegung ersetzt.
  • Unter Bezugnahme auf 11 werden die gefensterten Frequenzbereichsignale, die die vereinfachte gemeinsame Verarbeitungseinheit als Eingabe annimmt, durch X0(k) bzw. X1(k) entsprechend dem ersten Transformationsdomänensignal (entsprechend den Signalen 1002, 1004 aus 10) und dem zweiten Transformationsdomänensignal (entsprechend den Signalen 1003, 1005 aus 10) bezeichnet. Hier bezeichnet k einen Frequenzindex für das jeweilige Subband mit den Werten k=0,1,....,L-1. Die gemeinsame Verarbeitungseinheit teilt in den Elementen 1101, 1103 jedes gefensterte Frequenzbereichsignal im Paar X0, X1 in ein gerades Frequenzbereichsignal X0(2k'), X1(2k') und ein ungerades Frequenzbereichsignal X0(2k'+1), X1(2k'+1). Das geradzahlige Frequenzbereichsignal umfasst geradzahlige Abtastungen eines entsprechenden gefensterten Frequenzbereichsignals und das ungeradzahlige Frequenzbereichsignal umfasst ungeradzahlige Abtastungen des entsprechenden gefensterten Frequenzbereichsignals. Hier bezeichnet k' einen dezimierten Frequenzindex für das jeweilige Subband mit den Werten k'=0,1,....,L/2-1.
  • Die vereinfachte gemeinsame Verarbeitungseinheit berechnet in den Elementen 1103, 1105 eine Summe und eine Differenz aus geradzahligen Frequenzbereichsignalen X0(2k'), X1(2k') im Paar, um ein Frequenzbereichsignal mit geradzahliger Summe X0(2k')+X1(2k') und ein Frequenzbereichsignal mit geradzahliger Differenz X0(2k')-X1(2k') zu bilden. Darüber hinaus berechnet die vereinfachte gemeinsame Verarbeitungseinheit in den Elementen 1104, 1106 eine Summe und eine Differenz der ungeradzahligen Frequenzbereichsignale X0(2k'+1), X1(2k'+1) im Paar, um ein Frequenzbereichsignal mit ungeradzahliger Summe X0(2k'+1) + X1(2k'+1) und ein Frequenzbereichsignal mit ungeradzahliger Differenz X0(2k'+1)-X1(2k'+1) zu bilden.
  • Nach dem Bilden der Signale mit ungeradzahligen und geradzahligen Summen und Differenzen wandelt die vereinfachte gemeinsame Verarbeitungseinheit in den Blöcken 1107, 1108 das Frequenzbereichsignal mit ungeradzahliger Summe in einen Signalblock mit ungeradzahliger Summe (d.h. ein entsprechendes Zeitbereichssignal) und das Frequenzbereichsignal mit geradzahliger Differenz in einen Signalblock mit geradzahliger Summe unter Verwendung einer ersten inversen Transformation (d.h. einer IDFT oder IFFT) um. Die erste inverse Transformation ist eine inverse Transformation der ersten orthogonalen Transformation, die in der vorherigen Filterung verwendet wurde. Jede erste inverse Transformation kann eine Länge von L/2 aufweisen. Nach dem Erzeugen von Zeitbereichssignalen multipliziert die vereinfachte gemeinsame Verarbeitungseinheit in den Elementen 1109, 1110 den Signalblock mit ungeradzahliger Summe mit einem ersten Drehfaktor W L − n
    Figure DE102019117363B4_0001
    und den Signalblock mit geradzahliger Differenz mit einem zweiten Drehfaktor W L n .
    Figure DE102019117363B4_0002
    Der erste Drehfaktor und der zweite Drehfaktor sind jeweils definiert als: W L − r = exp ( − 2 j π / L ∗ ( − r ) )  und W L r = exp ( − 2 j π / L ∗ ( r ) ) ,
    Figure DE102019117363B4_0003
    wobei j die imaginäre Einheit ist und rein Zeitindex mit Werten r=0,1,....,L/2-1 ist. Die vereinfachte gemeinsame Verarbeitungseinheit transformiert in den Blöcken 1111, 1112 jeden multiplizierten Signalblock in ein entsprechendes Frequenzbereichsignal unter Verwendung einer zweiten orthogonalen Transformation (d.h. einer FFT oder DFT), um ein modifiziertes Frequenzbereichsignal mit ungeradzahliger Summe und ein modifiziertes Frequenzbereichsignal mit geradzahliger Differenz zu bilden.
  • In einigen Ausführungsbeispielen ist eine Länge jedes gefensterten Frequenzbereichsignals (d.h. X0(k) und X1(k)) gleich einer Länge der zweiten orthogonalen Transformation multipliziert mit zwei und/oder einer Länge der ersten inversen Transformation multipliziert mit zwei.
  • Um OFDM-Subträger-Abtastungen für die Kanalentzerrung zu erzeugen, berechnet die vereinfachte gemeinsame Verarbeitungseinheit in den Elementen 1113, 1114 eine Summe aus dem modifizierten Frequenzbereichsignal mit ungeradzahliger Summe und dem Frequenzbereichsignal mit geradzahliger Summe, um geradzahlige OFDM-Subträger-Abtastungen Y(2k') zu bilden, und eine Summe aus dem modifizierten Frequenzbereichsignal mit geradzahliger Differenz und dem Frequenzbereichsignal mit ungeradzahliger Differenz, um ungeradzahlige OFDM- Subträger- Abtastungen Y(2k'+1) zu bilden.
  • Die in 11 dargestellte vereinfachte gemeinsame Verarbeitungseinheit kann weiter vereinfacht werden, indem unter Verwendung einer ersten und einer zweiten Radix-2-Zerlegung eine der IFFT (oder IDFT) der Länge L/2 und eine der FFT (oder IDFT) der Länge L/2 in jeweils zwei L/4-Längen umgewandelt und die einzelnen Drehfaktoren mit den in den Radix-2-Zerlegungen auftretenden Drehfaktoren kombiniert werden. Diese weitere Vereinfachung der vereinfachten gemeinsamen Verarbeitungseinheit gemäß Ausführungsbeispielen ist in den 12A und 12B dargestellt, die jeweils die erste und zweite Radix-2-Zerlegung für die Elemente 1115, 1116 von 11 zeigen. In einigen Ausführungsbeispielen kann nur eine der ersten und zweiten Radix-2-Zerlegungen verwendet werden.
  • 12A veranschaulicht die erste Radix-2-Zerlegung, die für das Element 1115 von 11 durchgeführt wurde, umfassend die orthogonale Transformation 1107 und die Multiplikation mit dem ersten Drehfaktor 1109. In 12A wird das Frequenzbereichsignal mit ungeradzahliger Summe X0(2k'+1) + X1(2k'+1) aus dem Summierelement 1104 als G0(k') bezeichnet. Die vereinfachte gemeinsame Verarbeitungseinheit teilt in Element 1201 das Frequenzbereichsignal mit ungeradzahliger Summe G0(k') in ein Frequenzbereichsignal mit geradzahliger-ungeradzahliger Summe G0(2k'') und ein Frequenzbereichsignal mit ungeradzahliger-ungeradzahliger Summe G0(2k''+1). Hier bezeichnet k'' einen dezimierten Frequenzindex für das jeweilige Subband mit den Werten k"=0,1,...,N/4-1. Das Frequenzbereichsignal mit geradzahliger-ungeradzahliger Summe G0(2k'') umfasst geradzahlige Abtastungen des Frequenzbereichsignals mit ungeradzahliger Summe und das Frequenzbereichsignal mit ungeradzahliger-ungeradzahliger Summe G0(2k"+1) umfasst ungeradzahlige Abtastungen des ungeradzahligen Frequenzbereichsignals mit ungeradzahliger Summe. Dann wandelt die Wellenformverarbeitungsvorrichtung in den Elementen 1202, 1203 das Frequenzbereichsignal mit geradzahliger-ungeradzahliger Summe in einen Signalblock mit geradzahliger-ungeradzahliger Summe (d.h. ein Zeitbereichsignal) und das Frequenzbereichsignal mit ungeradzahliger-ungeradzahliger Summe in einen Signalblock mit ungeradzahliger-ungeradzahliger Summe unter Verwendung einer zweiten inversen Transformation (d.h. einer IFFT oder IDFT) um. Die Länge der zweiten inversen Transformation ist L/4.
  • Nach der Umwandlung in den Zeitbereich multipliziert die Wellenformverarbeitungsvorrichtung in den Elementen 1204, 1205 den Signalblock mit geradzahliger-ungeradzahliger Summe mit einem dritten Drehfaktor und den Signalblock mit ungeradzahliger-ungeradzahliger Summe mit einem vierten Drehfaktor. Der dritte Drehfaktor und der vierte Drehfaktor sind jeweils definiert als: W L − n = exp ( − 2 j π / L ∗ ( − n ) )
    Figure DE102019117363B4_0004
    und W L − 3 n = exp ( − 2 j π / L ∗ ( − 3 n ) ) .
    Figure DE102019117363B4_0005
    wobei n der Zeitindex mit den Werten n= 0,1,....,L/4-1 ist.
  • Die Wellenformverarbeitungsvorrichtung berechnet in den Elementen 1206, 1207 eine Summe und eine Differenz aus multiplizierten Signalblöcken mit geradzahligen-ungeradzahligen und ungeradzahligen-ungeradzahligen Summen. Anschließend multipliziert die Wellenformverarbeitungsvorrichtung den berechneten Differenzsignalblock y0(n+L/4) mit der imaginären Einheit j und verkettet in Element 1208 den Signalblock mit berechneter Summe y0(n) und den Signalblock mit berechneter Differenz, der mit der imaginären Einheit multipliziert wurde. Der Zeitindex n hat hier die Werte n= 0,1,....,L/4-1. Der resultierende Zeitbereichsignalblock, in 12A als y0(r) bezeichnet, entspricht dem Signalblock multipliziert mit dem ersten Drehfaktor. Hier ist rein Zeitindex mit den Werten r= 0,1,....,L/2-1.
  • 12B veranschaulicht die zweite Radix-2-Zerlegung, die für das Element 1116 von 11 durchgeführt wurde, umfassend die Multiplikation mit dem zweiten Drehfaktor 1110 und der orthogonalen Transformation 1112. Die zweite Radix-2-Zerlegung ist ähnlich wie die erste Radix-2-Zerlegung, obwohl die Vorgänge in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden.
  • In 12B wird der Signalblock mit geradzahliger Differenz, der durch die zweite inverse Transformation 1108 erzeugt wird, als ge(r) bezeichnet. Erstens segmentiert die vereinfachte gemeinsame Verarbeitungseinheit in Element 1211 den Signalblock mit geradzahliger Differenz zu einer ersten Hälfte des Signalblocks mit geradzahliger Differenz ge(n) und einer zweiten Hälfte des Signalblocks mit geradzahliger Differenz ge(n+L/4). Anschließend wird die zweite Hälfte des Signalblocks mit geradzahliger Differenz ge(n+L/4) mit einer imaginären Einheit j multipliziert. Die vereinfachte Verbindungseinheit berechnet in den Elementen 1212, 1213 jeweils eine Summe und eine Differenz aus der ersten Hälfte des Signalblocks mit geradzahliger Differenz und der zweiten Hälfte des Signalblocks mit geradzahliger Differenz multipliziert mit der imaginären Einheit und multipliziert in den Elementen 1214, 1215 die summierte erste und zweite Hälfte mit einem fünften Drehfaktor W L n
    Figure DE102019117363B4_0006
    und die subtrahierte erste und zweite Hälfte mit einem sechsten Drehfaktor W L 3n .
    Figure DE102019117363B4_0007
    Der fünfte Drehfaktor und der sechste Drehfaktor sind jeweils definiert als: W L n = exp ( − 2 j π / L ∗ ( n ) )
    Figure DE102019117363B4_0008
    und W L 3 n = exp ( − 2 j π / L ∗ ( 3n ) ) .
    Figure DE102019117363B4_0009
  • Nach dem Anwenden des fünften und sechsten Drehfaktors transformiert die vereinfachte gemeinsame Verarbeitungseinheit in den Elementen 1216, 1217 die Signalblöcke mit dem fünften und sechsten Drehfaktor unter Verwendung einer dritten orthogonalen Transformation (d.h. einer FFT oder eines DFT) mit einer Länge von L/4, um Frequenzbereichsignale Ye(2k"), Ye(2k"+1) zu erzeugen. Schließlich kombiniert die vereinfachte gemeinsame Verarbeitungseinheit in Element 1218 Frequenzbereichsignale, die dem fünften und sechsten Drehfaktor (Ye(2k") bzw. Ye(2k"+1) Ye(2k"+1) zugeordnet sind (d.h. im Zeitbereich multipliziert sind). Selbst Abtastungen des resultierenden kombinierten Frequenzbereichsignals Ye(k') sind Abtastungen des dem fünften Drehfaktor zugeordneten Frequenzbereichsignals Ye(2k") und ungeradzahlige Abtastungen des resultierenden kombinierten Frequenzbereichsignals Ye(k') sind Abtastungen des dem sechsten Drehfaktor zugeordneten Frequenzbereichsignals Ye(2k"+1).
  • In einigen Ausführungsbeispielen ist eine Länge jedes gefensterten Frequenzbereichsignals (d.h. X0(k) und X1(k)) gleich einer Länge der dritten orthogonalen Transformation multipliziert mit vier und/oder zu einer Länge der zweiten inversen Transformation multipliziert mit vier.
  • Wie vorstehend erwähnt, kann durch die Verwendung der vereinfachten diskontinuierlichen Rx-FC-Verarbeitung, wie in Bezug auf die 10 und 11 beschrieben, die Berechnungskomplexität im Vergleich zur grundlegenden diskontinuierlichen Rx-FC-Verarbeitung der 9 reduziert werden. Darüber hinaus kann durch die Verwendung der in den 12A und 12B dargestellten ersten und/oder zweiten Radix-2-Zerlegungen in Verbindung mit dem in 11 dargestellten Ausführungsbeispiel die Rechenkomplexität noch weiter reduziert werden. Als Beispiel sei angenommen, dass unter der Annahme von L=16 die Rate der realen Multiplikationen um 20 % im Vergleich zur grundlegenden diskontinuierlichen Rx FC-Verarbeitung in 9 reduziert wird, wenn eine vereinfachte diskontinuierliche Rx FC-Verarbeitung verwendet wird. Wenn L erhöht wird, wächst die Reduktion mit L=1024 stetig auf etwa 28 %. Wenn die erste und zweite Radix-2-Zerlegung verwendet wird, beträgt die Reduktion 33,3 % für alle L≥16. In diesen Berechnungen wurden die (lange) erste orthogonale Transformation und Multiplikationen im Zusammenhang mit der Filterung mit Frequenzbereichsfensterfunktion des FC-Filters und den Subträger-Entzerrungsgewichten des OFDM-Empfängerprozesses ausgeschlossen.
  • Neben einer erheblichen Komplexitätsreduzierung hinsichtlich der erforderlichen Multiplikationen ermöglicht die Reduzierung der Größe der verwendeten FFT-Transformationen eine Reduzierung der Latenzzeiten und des Speicherverbrauchs in der Rx FC-Filterverarbeitung.
  • Die diskontinuierliche, auf schneller Faltung basierende Wellenformverarbeitung auf der Empfänger- und Senderseite gemäß Ausführungsbeispielen kann auf verschiedene Weise implementiert werden, die sich nicht auf die oben beschriebenen Einzelbeispiele beschränken. Die 13 und 14 veranschaulichen vereinfachte Verfahren gemäß Ausführungsbeispielen zum Durchführen der diskontinuierlichen, auf schneller Faltung basierenden Wellenformverarbeitung in der Empfänger- bzw. Senderseite. Die beiden Verfahren können von einer Wellenformverarbeitungsvorrichtung durchgeführt werden, wie sie in Bezug auf frühere Ausführungsbeispielen und in Bezug auf 15 oder eine andere Vorrichtung diskutiert werden. In einigen Ausführungsbeispielen können ein oder mehrere zusätzliche Merkmale, die in Bezug auf frühere Ausführungsbeispiele diskutiert werden, mit diesen Verfahren kombiniert werden.
  • Unter Bezugnahme auf 13 empfängt die Wellenformverarbeitungsvorrichtung in Block 1301 ein Eingangssignal, das einen oder mehrere nachfolgende OFDM-Symbolblöcke umfasst, von denen jeder ein zyklisches Präfix und einen OFDM-Datenblock umfasst und einem oder mehreren Subbändern entspricht (d.h. das Eingangssignal wird über ein oder mehrere Subbänder verteilt). Die Wellenformverarbeitungsvorrichtungssegmente im Block 1302 segmentieren jeden OFDM-Symbolblock des Eingangssignals in einen Satz einer vordefinierten Anzahl von teilweise überlappenden Signalblöcken gleicher Länge. Nicht überlappende Abtastungen der vordefinierten Anzahl von sich teilweise überlappenden Signalblöcken in jedem Satz umfassen in Kombination einen OFDM-Datenblock. Die Wellenformverarbeitungsvorrichtung filtert im Block 1303 jeden Signalblock. Schließlich kombiniert die Wellenformverarbeitungsvorrichtung im Block 1304 die gefilterten Signalblöcke in jedem Satz (z.B. durch Überlappungs- und Speicherverarbeitung), um einen oder mehrere gefilterte OFDM-Datenblöcke für jedes Subband zu erzeugen. Unter Bezugnahme auf 14 empfängt die Wellenformverarbeitungsvorrichtung in Block 1401 ein oder mehrere Eingangssignale. Jedes der einen oder mehreren Eingangssignale kann einen oder mehrere nachfolgende OFDM-Symbolblöcke umfassen, die verschiedenen Subbändern entsprechen. Jeder OFDM-Symbolblock kann ein zyklisches Präfix und einen OFDM-Datenblock umfassen. Die Wellenformverarbeitungsvorrichtung segmentiert im Block 1402 jeden OFDM-Symbolblock des einen oder der mehreren Eingangssignale in einen Satz einer vordefinierten Anzahl von teilweise überlappenden Signalblöcken gleicher Länge. Die Überlappung kann durch Auffüllen mit Nullen (zero-padding) der segmentierten Eingangssignale von beiden Seiten erreicht werden. Ein erster Signalblock (d.h. ein erster Signalblock) in jedem Satz kann das zyklische Präfix umfassen. Nicht-Null-Abtastungen (d.h. nicht überlappende Abtastungen) der vordefinierten Anzahl von mit Nullen aufgefüllten (zero-padded) Signalblöcken in jedem Satz umfassen in Kombination den OFDM-Symbolblock. Die Wellenformverarbeitungsvorrichtung filtert im Block 1403 jeden (mit Nullen aufgefüllten) Signalblock in jedem Satz. Schließlich kombiniert die Wellenformverarbeitungsvorrichtung die gefilterten Signalblöcke (z.B. durch Überlappungs- und Additionsverarbeitung) zu einem oder mehreren gefilterten OFDM-Symbolblöcken, die alle Subbänder enthalten.
  • 15 veranschaulicht eine exemplarische Vorrichtung 1501, die konfiguriert ist, um mindestens die oben beschriebenen Funktionen in Verbindung mit einer Wellenformverarbeitungsvorrichtung in einem Empfänger auszuführen, wie in einer der 4 bis 6, 9 bis 11 und 12A, 12B und 13 dargestellt. In einigen Ausführungsbeispielen kann die Vorrichtung 1501 stattdessen konfiguriert werden, um die vorstehend beschriebenen Funktionen in Verbindung mit dem Empfänger von 3A auszuführen, wenn das Filterelement 304 eine Wellenformverarbeitungsvorrichtung ist, wie sie in Bezug auf eine der 4 bis 6, 9 bis 11, 12A, 12B und 13 beschrieben ist, oder mit dem Sender von 3B, wenn das Filterelement 312 eine Wellenformverarbeitungsvorrichtung ist, wie in Bezug auf eine der 7, 8 und 14 beschrieben. Die Vorrichtung kann eine elektronische Vorrichtung mit elektronischen Schaltungen sein. Die Vorrichtung kann eine separate Einheit oder eine Vielzahl von separaten Einheiten sein. Die Vorrichtung kann eine Steuerschaltung 1520, wie beispielsweise mindestens einen Prozessor, und mindestens einen Speicher 1530, der einen Computerprogrammcode (Software) 1531 beinhaltet, umfassen, wobei der mindestens eine Speicher und der Computerprogrammcode (Software) mit dem mindestens einen Prozessor konfiguriert sind, um die Vorrichtung zu veranlassen, eines der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele der Wellenformverarbeitungsvorrichtung auszuführen.
  • Der Speicher 1530 kann mit jeder geeigneten Datenspeichertechnologie implementiert werden, wie beispielsweise halbleiterbasierte Speichervorrichtungen, Flash-Speicher, magnetische Speichervorrichtungen und -systeme, optische Speichervorrichtungen und -systeme, Festspeicher und Wechselspeicher. Der Speicher kann eine Datenbank 1532 umfassen, die die Datenbank sein oder umfassen kann, wie in Bezug auf frühere Ausführungsbeispiele beschrieben. Der Speicher 1530 kann über eine Schnittstelle mit der Steuerschaltung 1520 verbunden werden.
  • Die Vorrichtung kann ferner Schnittstellen 1510 umfassen, die Hardware und/oder Software zum Realisieren von Verbindungen gemäß einem oder mehreren Kommunikationsprotokollen umfassen. Die Schnittstellen 1510 können beispielsweise Schnittstellen umfassen, die die Verbindungen zwischen der Vorrichtung 1501 und anderen Vorrichtungen ermöglichen, wie z.B. in Bezug auf die 3A und 3B beschrieben. In einigen Ausführungsbeispielen können die Schnittstellen 1510 der Vorrichtung Kommunikationsmöglichkeiten bieten, um in dem zellularen Kommunikationssystem zu kommunizieren und beispielsweise die Kommunikation mit Netzwerkknoten und Endgeräten zu ermöglichen. Die Schnittstellen 1510 können bekannte Standardkomponenten wie Verstärker, Filter, Frequenzumrichter, (De)Modulator, Encoder/Decoderschaltungen und eine oder mehrere Antennen umfassen.
  • Unter Bezugnahme auf 15 kann die Steuerschaltung 1520 eine Wellenformverarbeitungsschaltung 1521 umfassen, die konfiguriert ist, um die Wellenformverarbeitung gemäß einer der in den 4 bis 11 und 12A, 12B, 12B, 13 und 14 dargestellten Ausführungsbeispiele durchzuführen. Die Steuerschaltung 1520 kann konfiguriert werden, um eine diskontinuierliche Rx- oder Tx-FC-Verarbeitung gemäß den Ausführungsbeispielen durchzuführen. Weiterhin kann die Steuerschaltung 1520 in einigen Ausführungsbeispielen konfiguriert werden, um die OFDM Rx-Verarbeitung oder zumindest einige Funktionen der OFDM Rx-Verarbeitung durchzuführen, zum Beispiel das DFT/FFT der OFDM Rx-Verarbeitung.
  • Wie in dieser Anwendung verwendet, kann sich der Begriff „Schaltung“ auf einen oder mehrere oder alle der folgenden Punkte beziehen:
    1. (a) reine Hardware-Schaltungsimplementierungen (wie Implementierungen nur in analogen und/oder digitalen Schaltungen) und
    2. (b) Kombinationen von Hardwareschaltungen und Software, wie z.B. (falls zutreffend):
      • (i) eine Kombination aus (einer) analogen und/oder digitalen HardwareSchaltungen) mit Software/Firmware und
      • (ii) alle Teile des/der Hardware-Prozessors/-Prozessoren mit Software (einschließlich digitaler Signalprozessor(en)), Software und Speicher(n), die zusammenwirken, um eine Vorrichtung, wie beispielsweise ein Mobiltelefon oder einen Server, dazu zu bringen, verschiedene Funktionen auszuführen und
    3. (c) Hardware-Schaltung(en) und/oder Prozessor(en), wie beispielsweise (ein) Mikroprozessor(en) oder ein Teil eines Mikroprozessors oder mehrerer Mikroprozessoren, die zum Betrieb eine Software (z.B. Firmware) benötigen, aber die Software darf nicht vorhanden sein, wenn sie nicht für den Betrieb benötigt wird.
  • Diese Definition von Schaltung gilt für alle Verwendungen dieses Begriffs in dieser Anwendung, einschließlich aller Ansprüche. Als weiteres Beispiel, wie in dieser Anwendung verwendet, umfasst der Begriff Schaltung auch eine Implementierung von lediglich einer Hardware-Schaltung oder einem Prozessor (oder mehreren Prozessoren) oder einem Teil einer Hardware-Schaltung oder eines Prozessors und seiner (oder ihrer) zugehörigen Software und/oder Firmware. Der Begriff Schaltung umfasst beispielsweise und gegebenenfalls für das jeweilige Anspruchselement auch eine basisbandintegrierte Schaltung oder prozessorintegrierte Schaltung für eine mobile Vorrichtung oder eine ähnliche integrierte Schaltung in einem Server, einer Mobilfunkeinrichtung oder einem anderen Rechen- oder Netzwerkgerät.
  • In einem Ausführungsbeispiel können mindestens einige der in Verbindung mit den 4 bis 11, 12A, 12B, 12B, 13 und 14 beschriebenen Prozesse durch eine Vorrichtung durchgeführt werden, die entsprechende Mittel zur Durchführung mindestens einiger der beschriebenen Prozesse umfasst. Einige exemplarische Mittel zur Durchführung der Prozesse können mindestens einen der folgenden beinhalten: Detektor, Prozessor (einschließlich Zweikern- und Mehrkernprozessoren), digitaler Signalprozessor, Controller, Empfänger, Sender, Encoder, Decoder, Speicher, RAM, ROM, Software, Firmware, Anzeige, Benutzeroberfläche, Anzeigeschaltung, Benutzeroberflächenschaltung, Benutzeroberflächensoftware, Anzeigesoftware, Schaltung, Antenne, Antennenschaltung und Schaltung. In einem Ausführungsbeispiel bilden der mindestens eine Prozessor, der Speicher und der Computerprogrammcode Verarbeitungsmittel oder umfassen einen oder mehrere Computerprogrammcodeabschnitte zur Durchführung einer oder mehrerer Operationen gemäß einer der Ausführungsbeispiele der 4 bis 11, 12A, 12B, 12B, 13 und 14 oder deren Operationen.
  • Die hierin beschriebenen Techniken und Methoden können mit verschiedenen Mitteln implementiert werden. Diese Techniken können beispielsweise in Hardware (ein oder mehrere Geräte), Firmware (ein oder mehrere Geräte), Software (ein oder mehrere Module) oder Kombinationen davon implementiert werden. Für eine Hardware-Implementierung kann/können das/die Gerät(e) der Ausführungsbeispiele innerhalb einer oder mehrerer anwendungsspezifischer integrierter Schaltungen (Application-Specific Integrated Circuits, ASICs), digitaler Signalprozessoren (Digital Signal Processors, DSPs), digitaler Signalverarbeitungsvorrichtungen (Digital Signal Pocessing Devices, DSPDs), programmierbarer Logikvorrichtungen (Programmable Logic Devices, PLDs), feldprogrammierbarer Gate-Arrays (Field Programmable Gate Arrays, FPGAs), Prozessoren, Controllern, Mikrocontrollern, Mikroprozessoren, anderer elektronischer Einheiten, die zur Ausführung der hierin beschriebenen Funktionen oder einer Kombination derselben vorgesehen sind, implementiert werden. Bei Firmware oder Software kann die Implementierung durch Module mindestens eines Chipsatzes (Prozeduren, Funktionen usw.) erfolgen, die die hierin beschriebenen Funktionen ausführen. Die Softwarecodes können in einer Speichereinheit gespeichert und von Prozessoren ausgeführt werden. Die Speichereinheit kann innerhalb des Prozessors oder extern zum Prozessor implementiert werden. Im letzteren Fall kann sie über verschiedene Mittel, wie in der Technik bekannt, kommunikativ mit dem Prozessor gekoppelt werden. Darüber hinaus können die Komponenten der hierin beschriebenen Systeme neu angeordnet und/oder durch zusätzliche Komponenten ergänzt werden, um die Leistung der verschiedenen Aspekte usw. zu erleichtern, die in diesem Zusammenhang beschrieben werden, und sie sind nicht auf die genauen Konfigurationen beschränkt, die in den gegebenen Figuren dargelegt sind, wie es von einem Fachmann geschätzt wird.
  • Die beschriebenen Ausführungsbeispiele können auch in Form eines durch ein Computerprogramm oder Teile davon definierten Computerprozesses durchgeführt werden. Ausführungsbeispiele der in Verbindung mit den 4 bis 11, 12A, 12B, 12B, 13 und 14 beschriebenen Verfahren können durch Ausführen mindestens eines Teils eines Computerprogramms mit entsprechenden Anweisungen durchgeführt werden. Das Computerprogramm kann in Quellcodeform, Objektcodeform oder in einer Zwischenform vorliegen, und es kann in einer Art Träger gespeichert werden, der jede Entität oder Vorrichtung sein kann, die das Programm ausführen kann. So kann beispielsweise das Computerprogramm auf einem Computerprogramm-Verteilungsmedium gespeichert werden, das von einem Computer oder einem Prozessor gelesen werden kann. Das Computerprogrammmedium kann beispielsweise ein Aufzeichnungsmedium, ein Computerspeicher, ein Nur-LeseSpeicher, ein elektrisches Trägersignal, ein Telekommunikationssignal und ein Softwareverteilungspaket sein. Das Computerprogrammmedium kann ein nichtflüchtiges Medium sein. Die Kodierung von Software zur Ausführung der dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele liegt im Rahmen eines Durchschnittsfachmannes.
  • Auch wenn die Erfindung vorstehend mit Bezug auf ein Beispiel gemäß den beigefügten Zeichnungen beschrieben wurde, ist klar, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, sondern im Rahmen der beigefügten Ansprüche auf verschiedene Weise modifiziert werden kann. Daher sollten alle Wörter und Ausdrücke weit gefasst sein und sollen die Ausführungsbeispiele veranschaulichen und nicht einschränken. Für einen Fachmann wird es offensichtlich sein, dass das erfinderische Konzept im Zuge des technischen Fortschritts auf verschiedene Weise umgesetzt werden kann. Darüber hinaus ist für einen Fachmann klar, dass die beschriebenen Ausführungsbeispiele mit anderen Ausführungsbeispielen auf unterschiedliche Weise kombiniert werden können, aber nicht müssen.
  • Gemäß einem Aspekt ist eine Wellenformverarbeitungsvorrichtung vorgesehen. Die Wellenformverarbeitungsvorrichtung umfasst Mittel zum Empfangen eines Eingangssignals, das ein oder mehrere nachfolgende orthogonale Frequenzmultiplexing, OFDM, Symbolblöcke umfasst, von denen jeder ein zyklisches Präfix und einen OFDM-Datenblock umfasst und einem oder mehreren Subbändern entspricht. Weiterhin umfasst die Wellenformverarbeitungsvorrichtung Mittel zum Segmentieren jedes OFDM-Symbolblocks des Eingangssignals in einen Satz einer vordefinierten Anzahl von teilweise überlappenden Signalblöcken gleicher Länge, so dass nicht überlappende Abtastungen der vordefinierten Anzahl von teilweise überlappenden Signalblöcken in jedem Satz in Kombination einen OFDM-Datenblock umfassen. Darüber hinaus umfasst die Wellenformverarbeitungsvorrichtung Mittel zum Filtern jedes Signalblocks in jedem Satz und zum Kombinieren der gefilterten Signalblöcke in jedem Satz unter Verwendung von Überlappungs- und Speicherverarbeitung, um einen oder mehrere gefilterte OFDM-Datenblöcke für jedes Subband zu erzeugen.

Claims (22)

  1. Wellenformverarbeitungsvorrichtung für einen Funkempfänger eines drahtlosen Kommunikationssystems, wobei die Wellenformverarbeitungsvorrichtung Mittel umfasst, die zum Ausführen konfiguriert sind: Empfangen (1301) eines Eingangssignals (401), das ein oder mehrere nachfolgende orthogonale Frequenzmultiplexing, OFDM, Symbolblöcke umfasst, von denen jeder ein zyklisches Präfix (403) und einen OFDM-Datenblock umfasst und einem oder mehreren Subbändern entspricht, wobei das Eingangssignal (401) vom Funkempfänger empfangen wurde; Segmentieren (404, 1302) jedes OFDM-Symbolblocks des Eingangssignals (401) in einen Satz einer vordefinierten Anzahl von teilweise überlappenden Signalblöcken (405, 406, 407, 408) gleicher Länge, wobei das zyklische Präfix (403) jedes OFDM-Symbolblocks in einem führenden überlappenden Abschnitt eines anfänglichen Signalblocks der vordefinierten Anzahl von teilweise überlappenden Signalblöcken (405, 406, 407, 408) in jedem Satz enthalten ist und nicht überlappende Abtastungen der vordefinierten Anzahl von teilweise überlappenden Signalblöcken in jedem Satz in Kombination einen OFDM-Datenblock umfassen; Filtern (409, 1303) jedes Signalblocks (405, 406, 407, 408) in jedem Satz; und Kombinieren (414, 415, 1304) der gefilterten Signalblöcke (410, 411, 412, 413) in jedem Satz unter Verwendung einer Überlappungs- und Speicherverarbeitung, um einen oder mehrere gefilterte OFDM-Datenblöcke (416, 417) für jedes Subband zu erzeugen.
  2. Wellenformverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die vorgegebene Anzahl von teilweise überlappenden Signalblöcken gleich zwei ist.
  3. Wellenformverarbeitungsvorrichtung gemäß einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Filterung umfasst: Transformieren (501) jedes Signalblocks (405, 406, 407, 408) in jedem Satz in ein entsprechendes Transformationsdomänensignal unter Verwendung einer ersten orthogonalen Transformation; Teilen (502) jedes Transformationsdomänensignals in ein oder mehrere subbandspezifische Transformationsdomänensignale, um einen oder mehrere subbandspezifische Sätze von Transformationsdomänensignalen zu erzeugen; Anwenden (503) einer ersten Transformationsdomänenfensterfunktion auf jedes Transformationsdomänensignal in jedem subbandspezifischen Satz, wobei die Transformationsdomänenfensterfunktion unabhängig für jedes Subband definiert ist; und Transformieren (504) jedes gefensterten Transformationsdomänensignals in einen gefilterten Signalblock (410, 411, 412, 413) unter Verwendung einer ersten inversen Transformation, wobei die erste inverse Transformation eine inverse Transformation der ersten orthogonalen Transformation ist.
  4. Wellenformverarbeitungsvorrichtung gemäß einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Mittel ferner konfiguriert sind, um auszuführen: Anpassen des Timings der gefilterten Signalblöcke (410, 411, 412, 413) nach dem Filtern getrennt für jedes Subband durch Abstimmen der Position der ersten Transformationsfensterfunktion für jedes Subband basierend auf früheren überlappenden Abtastungen eines ersten gefilterten Signalblocks, der einem OFDM-Symbolblock entspricht, und/oder zweiten überlappenden Abtastungen eines letzten gefilterten Signalblocks, der dem OFDM-Symbolblock entspricht; und/oder Einführen zusätzlicher Gewichte, die Verzögerungen im Zeitbereich entsprechen, in die Filterung der ersten Transformationsdomänenfensterfunktion für jedes Subband, um das Timing eines oder mehrerer gefilterter OFDM-Datenblöcke (416,417) anzupassen.
  5. Wellenformverarbeitungsvorrichtung gemäß einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Mittel ferner konfiguriert sind, um auszuführen: Transformieren jedes der einen oder mehreren gefilterten OFDM-Datenblöcke (416, 417) unter Verwendung einer zweiten orthogonalen Transformation, um OFDM-Subträger-Abtastungen für die Kanalentzerrungsverarbeitung zu erzeugen.
  6. Wellenformverarbeitungsvorrichtung gemäß einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Mittel ferner konfiguriert sind, um auszuführen: Als Reaktion auf das Eingangssignal (401), das zusätzlich zu dem einen oder den mehreren nachfolgenden OFDM-Symbolblöcken, die einer ersten Numerologie und einem ersten Subträgerabstand entsprechen, einen oder mehrere Sätze eines oder mehrerer sekundärer OFDM-Symbolblöcke umfasst, wobei jeder Satz einer anderen zweiten Numerologie mit einem anderen zweiten Subträgerabstand entspricht, der größer als der erste Subträgerabstand ist, Durchführen der Segmentierung, der Filterung und der Kombination normalerweise für einen oder mehrere nachfolgende OFDM-Symbolblöcke, die der ersten Numerologie entsprechen, und Durchführen des Folgenden für jeden Satz eines oder mehrerer sekundärer OFDM-Symbolblöcke: Segmentieren des einen oder der mehreren sekundären OFDM-Symbolblöcke in sekundäre Signalblöcke mit einer Länge, die gleich den einen oder mehreren teilweise überlappenden Signalblöcken der ersten Numerologie ist und mit diesen ausgerichtet ist, wobei jeder sekundäre Signalblock mindestens einen OFDM-Datenblock des einen oder der mehreren sekundären OFDM-Symbolblöcke umfasst; Filtern jedes sekundären Signalblocks durch Anwenden mindestens einer zweiten Transformationsdomänenfensterfunktion, wobei die zweite Transformationsdomänenfensterfunktion definiert und subbandspezifisch und numerologiespezifisch angewendet wird; und Wiederabtastung gefilterter sekundärer Signalblöcke, um zwei oder mehr gefilterte sekundäre OFDM-Datenblöcke für jedes Subband und jede Numerologie zu erzeugen.
  7. Wellenformverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Mittel konfiguriert sind, um die Filterung (409, 1303) und die Kombination (414, 415, 1304) als Teil eines gemeinsamen Prozesses (1006) mit nachfolgender Empfänger-OFDM-Verarbeitung durchzuführen, wobei der gemeinsame Prozess das Durchführen des folgenden nach der Segmentierung umfasst: Transformieren jedes Signalblocks in jedem Paar von Signalblöcken, die bei der Segmentierung erzeugt wurden, in ein entsprechendes Frequenzbereichsignal unter Verwendung einer ersten orthogonalen Transformation, wobei die erste orthogonale Transformation eine der diskreten Fourier-Transformation und der schnellen Fourier-Transformation ist; Unterteilen jedes Frequenzbereichsignals in jedem Paar auf ein oder mehrere subbandspezifische Frequenzbereichsignale, um einen oder mehrere subbandspezifische Sätze von Paaren von Frequenzbereichsignalen zu erzeugen, wobei jedes Paar einem Subband eines OFDM-Symbolblocks entspricht; Anwenden einer ersten Frequenzbereichsfensterfunktion auf jedes Frequenzbereichsignal in jedem subbandspezifischen Satz, wobei die Frequenzbereichsfensterfunktion unabhängig für jeden subbandspezifischen Satz definiert ist; und Durchführen der folgenden Schritte getrennt für jedes subbandspezifische Paar von gefensterten Frequenzbereichsignalen, die der ersten und zweiten Hälfte eines OFDM-Symbolblocks entsprechen, um OFDM-Subträger-Abtastungen für die Kanalentzerrungsverarbeitung zu erzeugen: Teilen (1101, 1102) jedes gefensterten Frequenzbereichsignals im Paar in ein geradzahliges Frequenzbereichsignal und ein ungeradzahliges Frequenzbereichsignal, wobei das geradzahlige Frequenzbereichsignal geradzahlige Abtastungen eines entsprechenden gefensterten Frequenzbereichsignals und das ungeradzahlige Frequenzbereichsignal ungeradzahlige Abtastungen des entsprechenden gefensterten Frequenzbereichsignals umfasst, Berechnen (1103, 1104, 1105, 1106) einer Summe und einer Differenz von geradzahligen Frequenzbereichsignalen in dem Paar, um Frequenzdomänensignale mit geradzahliger Summe und Differenz zu bilden, und einer Summe und einer Differenz von ungeradzahligen Frequenzbereichsignalen in dem Paar, um Frequenzbereichsignale mit ungeradzahliger Summe und Differenz zu bilden, Transformieren (1107, 1108) des Frequenzbereichsignals mit ungeradzahliger Summe in einen Signalblock mit ungeradzahliger Summe und des Frequenzbereichsignals mit geradzahliger Differenz in einen Signalblock mit geradzahliger Summe unter Verwendung einer ersten inversen Transformation, wobei die erste inverse Transformation eine inverse Transformation der ersten orthogonalen Transformation ist, Multiplizieren (1109, 1110) des Signalblocks mit ungeradzahliger Summe mit einem ersten Drehfaktor und des Signalblocks mit geradzahliger Differenz mit einem zweiten Drehfaktor, Transformieren (1111, 1112) jedes multiplizierten Signalblocks in ein entsprechendes Frequenzbereichsignal unter Verwendung einer zweiten orthogonalen Transformation, um ein modifiziertes Frequenzbereichsignal mit ungeradzahliger Summe und ein modifiziertes Frequenzbereichsignal mit geradzahliger Differenz zu bilden, wobei die zweite orthogonale Transformation eine der diskreten Fourier-Transformation und der schnellen Fourier-Transformation ist, und Berechnen (1113, 1114) einer Summe aus dem modifizierten Frequenzbereichsignal mit ungeradzahliger Summe und dem Frequenzbereichsignal mit geradzahliger Summe, um geradzahlige OFDM-Subträger-Abtastungen zu bilden, und einer Summe aus dem modifizierten Frequenzbereichsignal mit geradzahliger Differenz und dem Frequenzbereichsignal mit ungeradzahliger Differenz, um ungeradzahlige OFDM-Subträger-Abtastungen zu bilden.
  8. Wellenformverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Mittel konfiguriert sind, um die Transformation des Frequenzbereichsignals mit ungeradzahliger Summe und die Multiplikation des Signalblocks mit ungeradzahliger Summe mit dem ersten Drehfaktor als erste Radix-2-Zerlegung zu implementieren, die umfasst: Teilen (1201) des Frequenzbereichsignals mit ungeradzahliger Summe zu einem Frequenzbereichsignal mit geradzahliger-ungeradzahliger Summe und einem Frequenzbereichsignal mit ungeradzahliger-ungeradzahliger Summe, wobei das Frequenzbereichsignal mit geradzahliger-ungeradzahliger Summe sieben Abtastungen des Frequenzbereichsignals mit ungeradzahliger Summe umfasst und das Frequenzbereichsignal mit ungeradzahliger-ungeradzahliger Summe ungeradzahlige Abtastungen des Frequenzbereichsignals mit ungeradzahliger Summe umfasst; Transformieren (1202, 1203) des Frequenzbereichsignals mit geradzahliger-ungeradzahliger Summe in einen Signalblock mit geradzahliger-ungeradzahliger Summe und des Frequenzbereichsignals mit ungeradzahliger-ungeradzahliger Summe in einen Signalblock mit ungeradzahliger-ungeradzahliger Summe unter Verwendung einer zweiten inversen Transformation; Multiplizieren (1204, 1205) des Signalblocks mit geradzahliger-ungeradzahliger Summe mit einem dritten Drehfaktor und des Signalblocks mit ungeradzahliger-ungeradzahliger Summe mit einem vierten Drehfaktor; Berechnen (1206, 1207) einer Summe und einer Differenz von multiplizierten Signalblöcken mit geradzahliger-ungeradzahliger Summe; und Verketten (1208) eines Signalblocks mit berechneter Summe und eines Signalblocks mit berechneter Differenz, multipliziert mit der imaginären Einheit.
  9. Wellenformverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Mittel konfiguriert sind, um das Multiplizieren des Signalblocks mit geradzahliger Differenz mit einem zweiten Drehfaktor und das Transformieren des multiplizierten Signals mit geradzahliger Differenz als eine zweite Radix-2-Zerlegung zu implementieren, die umfasst: Segmentieren (1211) des Signalblocks mit geradzahliger Differenz in die erste und zweite Hälfte des Signalblocks mit geradzahliger Differenz; Berechnen (1212, 1213) einer Summe und einer Differenz aus der ersten Hälfte des Signalblocks mit geradzahliger Differenz und der zweiten Hälfte des Signalblocks mit geradzahliger Differenz multipliziert mit der imaginären Einheit; Multiplizieren (1214, 1215) der summierten ersten und zweiten Hälfte mit einem fünften Drehfaktor und der subtrahierten ersten und zweiten Hälfte mit einem sechsten Drehfaktor; Transformieren (1216, 1217) der Signalblöcke, multipliziert mit dem fünften und sechsten Drehfaktor unter Verwendung einer dritten orthogonalen Transformation, wobei die dritte orthogonale Transformation eine der diskreten Fourier-Transformation und der Fast-Fourier-Transformation ist; und Kombinieren (1218) von Frequenzbereichsignalen, die dem fünften und sechsten Drehfaktor zugeordnet sind, wobei geradzahlige Abtastungen des resultierenden kombinierten Frequenzbereichsignals Abtastungen des dem fünften Drehfaktor zugeordneten Frequenzbereichsignals sind und ungeradzahlige Abtastungen des resultierenden kombinierten Frequenzbereichsignals Abtastungen des dem sechsten Drehfaktor zugeordneten Frequenzbereichsignals sind.
  10. Wellenformverarbeitungsvorrichtung für einen Funksender eines drahtlosen Kommunikationssystems, wobei die Wellenformverarbeitungsvorrichtung Mittel umfasst, die zum Ausführen konfiguriert sind: Empfangen (1401) eines oder mehrerer Eingangssignale (701), von denen jedes ein oder mehrere aufeinanderfolgende orthogonale Frequenzmultiplexing, OFDM, Symbolblöcke umfasst, die verschiedenen Subbändern entsprechen, wobei jeder OFDM-Symbolblock ein zyklisches Präfix (703) und einen OFDM-Datenblock umfasst; Segmentieren (704, 1402) jedes OFDM-Symbolblocks des einen oder der mehreren Eingangssignale (701) in einen Satz einer vordefinierten Anzahl von teilweise überlappenden Signalblöcken (706, 707, 708, 709) mit gleicher Länge, die von beiden Seiten mit Nullen aufgefüllt (zero-padded) sind, um die Überlappung zu erreichen, wobei ein anfänglicher Signalblock in jedem Satz das zyklische Präfix vor einem Segment eines OFDM-Symbolblocks umfasst und Nicht-Null-Abtastungen der vordefinierten Anzahl von mit Nullen aufgefüllten Signalblöcken in jedem Satz in Kombination den OFDM-Symbolblock umfassen; Filtern (710, 1403) jedes Signalblocks (706, 707, 708, 709) in jedem Satz; und Kombinieren (716, 717, 1404) der gefilterten Signalblöcke (712, 713, 714, 715) unter Verwendung von Überlappungs- und Additionsverarbeitung, um einen oder mehrere gefilterte OFDM-Symbolblöcke (719) zu erzeugen, die alle Subbänder zur Übertragung durch den Funksender enthalten.
  11. Wellenformverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die vorgegebene Anzahl von teilweise überlappenden Signalblöcken gleich zwei ist.
  12. Wellenformverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei das Filtern (710) umfasst: Transformieren (801) jedes Signalblocks (706, 707, 708, 709) in jedem Satz in ein entsprechendes Transformationsdomänensignal unter Verwendung einer ersten orthogonalen Transformation; Anwenden (802) einer Transformationsdomänenfensterfunktion auf jedes Transformationsdomänensignal in jedem subbandspezifischen Satz, wobei die Transformationsdomänenfensterfunktion unabhängig für jedes Subband definiert ist; Kombinieren (803) von gefensterten Transformationsebenensignalen, die verschiedenen Subbändern, aber gleichen Signalblöcken entsprechen, um einen Satz von signalblockspezifischen kombinierten Transformationsebenensignalen zu erzeugen; und Transformieren (804) jedes kombinierten Transformationsdomänensignals in einen gefilterten Signalblock unter Verwendung einer ersten inversen Transformation, wobei die erste inverse Transformation eine inverse Transformation der ersten orthogonalen Transformation ist.
  13. Wellenformverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Mittel ferner zum Ausführen konfiguriert sind: Einstellen des Abstands zwischen aufeinanderfolgenden gefilterten OFDM-Datenblöcken in der Kombination der gefilterten Signalblöcke auf eine erste vordefinierte zyklische Präfixdauer durch Extrapolieren des zyklischen Präfixes unter Verwendung von überlappenden Abtastungen gefilterter Signalblöcke und/oder durch Interpolieren des zyklischen Präfixes.
  14. Wellenformverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Mittel ferner zum Ausführen konfiguriert sind: Verlängern des zyklischen Präfixes mindestens eines gefilterten OFDM-Symbolblocks in der Kombination (716, 717) der gefilterten Signalblöcke (712, 713, 714, 715), um einer zweiten vordefinierten zyklischen Präfixdauer, die länger als die erste zyklische Präfixdauer ist, unter Verwendung mindestens einer überlappenden Abtastung eines entsprechenden gefilterten Signalblocks und/oder durch Interpolieren des zyklischen Präfixes eines entsprechenden Eingangssignals zu entsprechen.
  15. Wellenformverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei das Überlappen in jedem Satz der vordefinierten Anzahl von teilweise überlappenden Signalblöcken einem Überlappungsfaktor von 0,5-NCP/N für den anfänglichen Signalblock in dem Satz und einem Überlappungsfaktor von 0,5 für alle anderen Signalblöcke in dem Satz entspricht, wobei NCP eine Länge des zyklischen Präfixes und N eine Länge eines beliebigen Signalblocks ist.
  16. Wellenformverarbeitungsvorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Mittel konfiguriert sind, um einen oder mehrere ungeradzahlige Signalblöcke der vordefinierten Anzahl von teilweise überlappenden Signalblöcken getrennt und parallel zu einem oder mehreren geradzahligen Signalblöcken der vordefinierten Anzahl von teilweise überlappenden Signalblöcken zu verarbeiten, und/oder der eine oder die mehreren nachfolgenden OFDM-Symbolblöcke mindestens zwei nachfolgende OFDM-Symbolblöcke umfassen und die Mittel konfiguriert sind, um einen oder mehrere ungeradzahlige OFDM-Symbolblöcke der mindestens zwei nachfolgenden OFDM-Symbolblöcke getrennt und parallel zu einem oder mehreren geraden OFDM-Symbolblöcken der mindestens zwei nachfolgenden OFDM-Symbolblöcke zu verarbeiten.
  17. Wellenformverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und 10 bis 16, wobei jede orthogonale Transformation eine von einer diskreten Fourier-Transformation, einer Fast-Fourier-Transformation, einer Hartley-Transformation und einer zahlentheoretischen Transformation ist.
  18. Wellenformverarbeitungsvorrichtung eines vorhergehenden Anspruchs, wobei die Mittel umfassen: mindestens einen Prozessor (1520); und mindestens einen Speicher (1530) mit einem Computerprogrammcode (1531), wobei der mindestens einen Speicher (1530) und der Computerprogrammcode (1531) konfiguriert sind, um mit dem mindestens einen Prozessor (1520) die Leistung der Wellenformverarbeitungsvorrichtung zu bewirken.
  19. Verfahren zum Durchführen einer Wellenformverarbeitung in einem Funkempfänger eines drahtlosen Kommunikationssystems, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen (1301) eines Eingangssignals (401), das ein oder mehrere nachfolgende orthogonale Frequenzmultiplexing, OFDM, Symbolblöcke umfasst, von denen jeder ein zyklisches Präfix (403) und einen OFDM-Datenblock umfasst und einem oder mehreren Subbändern entspricht, wobei das Eingangssignal (401) vom Funkempfänger empfangen wurde; Segmentieren (404, 1302) jedes OFDM-Symbolblocks des Eingangssignals (401) in einen Satz einer vordefinierten Anzahl von teilweise überlappenden Signalblöcken (405, 406, 407, 408) gleicher Länge, wobei das zyklische Präfix (403) jedes OFDM-Symbolblocks in einem führenden überlappenden Abschnitt eines anfänglichen Signalblocks mit der vordefinierten Anzahl von teilweise überlappenden Signalblöcken (405, 406, 407, 408) in jedem Satz enthalten ist und nicht überlappende Abtastungen der vordefinierten Anzahl von teilweise überlappenden Signalblöcken in jedem Satz in Kombination einen OFDM-Datenblock umfassen; Filtern (409, 1303) jedes Signalblocks (405, 406, 407, 408) in jedem Satz; und Kombinieren (414, 415, 1304) der gefilterten Signalblöcke (410, 411, 412, 413) in jedem Satz unter Verwendung einer Überlappungs- und Speicherverarbeitung, um einen oder mehrere gefilterte OFDM-Datenblöcke für jedes Subband zu erzeugen.
  20. Computerprogramm, umfassend Anweisungen, um eine Vorrichtung für einen Funkempfänger eines drahtlosen Kommunikationssystems zu veranlassen, mindestens Folgendes auszuführen: Empfangen (1301) eines Eingangssignals (401), das ein oder mehrere nachfolgende orthogonale Frequenzmultiplexing, OFDM, Symbolblöcke umfasst, von denen jedes ein zyklisches Präfix (403) und einen OFDM-Datenblock umfasst und einem oder mehreren Subbändern entspricht, wobei das Eingangssignal (401) vom Funkempfänger empfangen wurde; Segmentieren (401, 1302) jedes OFDM-Symbolblocks des Eingangssignals (401) in einen Satz einer vordefinierten Anzahl von teilweise überlappenden Signalblöcken (405, 406, 407, 408) gleicher Länge, wobei das zyklische Präfix (403) jedes OFDM-Symbolblocks in einem führenden überlappenden Abschnitt eines anfänglichen Signalblocks der vordefinierten Anzahl von teilweise überlappenden Signalblöcken (405, 406, 407, 408) in jedem Satz enthalten ist und nicht überlappende Abtastungen der vordefinierten Anzahl von teilweise überlappenden Signalblöcken in jedem Satz in Kombination einen OFDM-Datenblock umfassen; Filtern (409, 1303) jedes Signalblocks (405, 406, 407, 408) in jedem Satz; und Kombinieren (414, 415, 1304) der gefilterten Signalblöcke (410, 411, 412, 413) in jedem Satz unter Verwendung einer Überlappungs- und Speicherverarbeitung, um einen oder mehrere gefilterte OFDM-Datenblöcke (416, 417) für jedes Subband zu erzeugen.
  21. Verfahren zum Durchführen einer Wellenformverarbeitung in einem Funksender eines drahtlosen Kommunikationssystems, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen (1401) eines oder mehrerer Eingangssignale (701), von denen jedes ein oder mehrere nachfolgende orthogonale Frequenzmultiplexing, OFDM, Symbolblöcke umfasst, die verschiedenen Subbändern entsprechen, wobei jeder OFDM-Symbolblock ein zyklisches Präfix (703) und einen OFDM-Datenblock umfasst; Segmentieren (704, 1402) jedes OFDM-Symbolblocks des einen oder der mehreren Eingangssignale (701) in einen Satz einer vordefinierten Anzahl von teilweise überlappenden Signalblöcken (706, 707, 708, 709) mit gleicher Länge, die von beiden Seiten mit Nullen aufgefüllt (zero-padded) sind, um die Überlappung zu erreichen, wobei ein anfänglicher Signalblock in jedem Satz das zyklische Präfix vor einem Segment eines OFDM-Symbolblocks umfasst und Nicht-Null-Abtastungen der vordefinierten Anzahl von mit Nullen aufgefüllten (zero-padded) Signalblöcken in jedem Satz in Kombination den OFDM-Symbolblock umfassen; Filtern (710, 1403) jedes Signalblocks (706, 707, 708, 709) in jedem Satz; und Kombinieren (716, 717, 1404) der gefilterten Signalblöcke (712, 713, 714, 715) unter Verwendung von Überlappungs- und Additionsverarbeitung, um einen oder mehrere gefilterte OFDM-Symbolblöcke (719) zu erzeugen, die alle Subbänder zur Übertragung durch den Funksender enthalten.
  22. Computerprogramm, umfassend Anweisungen, um eine Vorrichtung für einen Funksender eines drahtlosen Kommunikationssystems zu veranlassen, mindestens Folgendes auszuführen: Empfangen (1401) eines oder mehrerer Eingangssignale (701), von denen jedes ein oder mehrere nachfolgende orthogonale Frequenzmultiplexing, OFDM, Symbolblöcke umfasst, die verschiedenen Subbändern entsprechen, wobei jeder OFDM-Symbolblock ein zyklisches Präfix (703) und einen OFDM-Datenblock umfasst; Segmentieren (704, 1402) jedes OFDM-Symbolblocks des einen oder der mehreren Eingangssignale (701) in einen Satz einer vordefinierten Anzahl von teilweise überlappenden Signalblöcken (706, 707, 708, 709) mit gleicher Länge, die von beiden Seiten mit Nullen aufgefüllt (zero-padded) sind, um die Überlappung zu erreichen, wobei ein anfänglicher Signalblock in jedem Satz das zyklische Präfix vor einem Segment eines OFDM-Symbolblocks umfasst und Nicht-Null-Abtastungen der vordefinierten Anzahl von mit Nullen aufgefüllten (zero-padded) Signalblöcken in jedem Satz in Kombination den OFDM-Symbolblock umfassen; Filtern (710, 1403) jedes Signalblocks (706, 707, 708, 709) in jedem Satz; und Kombinieren (716, 717, 1404) der gefilterten Signalblöcke (712, 713, 714, 715) unter Verwendung von Überlappungs- und Additionsverarbeitung, um einen oder mehrere gefilterte OFDM-Symbolblöcke (719) zu erzeugen, die alle Subbänder zur Übertragung durch den Funksender enthalten.
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