JP2008533865A - より簡単なアナログフィルタリングのためにｏｆｄｍシステムにおいてｉｆｆｔを用いたデジタルアップサンプリングの効率的な使用 - Google Patents

Abstract

ＩＦＦＴアップサンプリング構成部品によりＯＦＤＭ情報を送信するためのシステムおよび方法を提供し、ＩＦＦＴアップサンプリング構成部品は、通常のシステムより高いサンプリングレートでデータを送信して、フィルタ要求を単純化し、シンボル間の漏れを緩和する。１つの実施形態において、ＮＬポイントＩＦＦＴは周波数領域シンボルのゼロが挿入されたセットに実行される。別の実施形態において、周波数領域シンボルの（Ｎ−Ｉ）Ｌ個がゼロであるという事実を活用することによりＮＬポイントＩＦＦＴはさらに最適化される。これにより、ＬポイントＩＦＦＴが後に続く複素数位相係数により入力サンプルを乗算するプリプロセッサから成る実施形態を可能にする。
【選択図】 図２

Description

関連出願に対する相互参照

本出願は、“ＩＦＦＴを使用するデジタルアップサンプリング”と題する２００５年３月１０日に出願された米国仮特許出願第６０／６６０，８８７号の利益を主張し、その全体は参照によりここに組み込まれている。

背景

Ｉ．分野
主題技術は、一般に通信システムに関し、より詳細には、送信されるサンプルのより高い帯域幅に対して送信機の副搬送波変換動作を実行することによりＯＦＤＭ情報を送信するシステムおよび方法に関する。

ＩＩ．背景
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）は、デジタル変調の方法であり、その方法においては信号が異なる周波数におけるいくつかの狭帯域チャネルに分割される。周波数において互いに近いチャネル間の干渉を最小化する研究中に、最初この技術は考えられた。いくつかの点において、ＯＦＤＭは通常の周波数分割多重（ＦＤＭ）に類似している。その差は、信号が変調および復調される方法にある。一般に、優先権は、データストリームを構成するチャネルおよびシンボル間の干渉または漏話を最小化することに与えられる。個々のチャネルを完璧に近いものにするのに置かれる重要性はより少ない。

１つの領域において、ＯＦＤＭはまた、ヨーロッパのデジタルオーディオブロードキャストサービスに使用されてきた。その技術は、デジタルテレビジョンに適しており、通常の電話回線に対する高速デジタルデータ送信を得る方法として考えられている。その技術はワイヤレスローカルエリアネットワークにおいても使用される。直交周波数分割多重は、電波に対して大量のデジタルデータを送信するＦＤＭ変調技術であると考えることができ、受信機に対して異なる周波数で同時に送信される複数のより小さいサブ信号または副搬送波に無線信号を分割することにより、ＯＦＤＭは動作する。ＯＦＤＭ技術の１つの利点は信号送信における漏話の量を減らすことであり、８０２．１１ａＷＬＡＮ，８０２．１６およびＷｉＭＡＸ技術のような現在の仕様は、さまざまなＯＦＤＭの観点を使用する。

従来のＯＦＤＭ送信機は一般に、周期的プリフィックス付加が後に続く逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）構成部品からなる。この動作は送信機においてナイキストレートで実行され、これは、サンプリング周波数で分離された影像を取り除くために、デジタルアナログ変換（ＤＡＣ）後に大変狭いフィルタリング要求に送信機をもたらす。このようなフィルタリングをアナログまたはデジタル領域中で成し遂げることができるが、狭いフィルタリングに対する要求は、いくつかの問題を生じさせる。１つの明白な問題は、狭い、または急峻なフィルタを実現することに関係するコストである。例えば、１次フィルタは、フィルタのコーナー周波数近くのフィルタロールオフの１０当りプラスまたはマイナス２０ｄｂをもたらす。より急峻な、またはより狭い２次または３次フィルタはそれぞれ１０ロールオフ当り４０ｄｂまたは６０ｄｂをもたらし、このような増加したフィルタコストを実現するためには、通常はもっと複雑である。デジタル領域中でフィルタリングを実現することは、長いフィルタ長をもたらし、複雑さを増加させる。また、アナログまたはデジタル領域中でフィルタリングすることは、送信ＯＦＤＭ信号のチャネル歪みに対する復元力を減少させる。

概要

実施形態のいくつかの観点の基本的な理解を提供するために、さまざまな実施形態の単純化した概要を次に提示する。この概要は、広範囲にわたる概観ではない。重要な／クリティカルな要素を識別し、またはここで開示する実施形態の範囲を詳細に描写することを意図していない。その唯一の目的は、後に提示されるより詳細な記述に対する前置きとして、単純化した形態中でいくつかの概念を提示することである。

デジタルアップサンプリングにより直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）情報を送信するためのシステムおよび方法が提供され、そのデジタルアップサンプリングは、送信機出力において逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を使用し、逆高速フーリエ変換は、通常のシステムと比較してより高いサンプリングレートでサンプルを発生させて、送信機フィルタ要求を緩和する。１つの実施形態において、ＩＦＦＴはＯＦＤＭ副搬送波またはシンボルを処理して、送信機出力においてナイキストサンプリングレートより上の１以上の倍数でサンプルを発生させ、これは、耳ざわりなフィルタ要求および副搬送波間における潜在的な漏れを緩和する。１つの実施はカスケード接続された高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を含み、カスケード接続された高速フーリエ変換は送信機出力のためにＩＦＦＴ機能を実行するように適合されている。出力サンプルレートは、ナイキストレートの倍数であるので、ＩＦＦＴに対する入力のサブセットは一般に常にゼロである。例えば、ナイキストレートの２倍でサンプルを発生させるために、ＩＦＦＴに対する入力シンボルの半分はゼロである。そのカスケードは次に所望のナイキスト帯域幅の２倍（またはより大きい倍数）対してＩＦＦＴを実行し、これは送信機におけるフィルタリング要求を著しく減少させる。こうして、ＯＦＤＭシステムにおいてアップサンプリングを実現するために、有効なプロセスを提供することができ、ＩＦＦＴから発生したサンプルが既にナイキストレートの倍数であるように、サンプルのより高い帯域幅に対してＯＦＤＭシステムはＩＦＦＴを実行する。これはデジタル信号の従来のアップサンプリングと対照的である。この実施形態において、ＯＦＤＭシンボルにわたってメモリはない。副搬送波のサブセット（例えば、半分）をゼロにするという事実を活用することにより、より高い帯域幅に対するＩＦＦＴの実施形態をさらに単純化することができる。ここで記述したシステムおよび方法は、ワイヤレスシステムに制限されず、すべてのＯＦＤＭ／ＤＭＴシステムに対して適用できることに注意すべきである。

前述および関連目標の達成に対して、以下の記述および添付図面に関連して、ある実例となる実施形態をここに記述する。これらの観点は、実施形態を実行してもよいさまざまな方法であることを示し、実施形態のすべてがカバーされることが意図されている。

詳細な説明

ＩＦＦＴアップサンプリング構成部品によりＯＦＤＭ情報を送信するためのシステムおよび方法を提供し、ＩＦＦＴアップサンプリング構成部品は、通常のシステムより高い帯域幅に対してデータを送信して、フィルタ要求を単純化し、シンボル間の漏れを緩和する。１つの実施形態において、ＯＦＤＭシンボルを送信する方法を提供する。その方法はＩＦＦＴを実行する前に副搬送波にゼロパディングして、ナイキストレートのＮ倍でサンプルを発生させることを含み、ここでＮは２以上の整数である。これはフィルタ要求およびシンボル間干渉（ＩＳＩ）を緩和するのに役立つ。

本出願中で使用されるような、用語“構成部品”、“ネットワーク”、“システム”、およびこれらに類似するものは、コンピュータ関連エンティティ、ハードウェア、ハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせ、ソフトウェア、または実行中のソフトウェアを言及するように意図されている。例えば、構成部品はプロセッサ上で実行するプロセス、プロセッサ、オブジェクト、実行ファイル、実行のスレッド、プログラム、および／またはコンピュータであってもよいが、それだけに限られない。実例として、通信デバイス上で実行するアプリケーションとデバイスの両方を構成部品とすることができる。１つ以上の構成部品が１つのプロセスおよび／または実行のスレッド内に存在してもよく、構成部品が１つのコンピュータ上にローカライズされてもよく、および／または２つ以上のコンピュータ間に分散されてもよい。また、これらの構成部品は、記憶されたさまざまなデータ構造を有するさまざまなコンピュータ読取り可能媒体から実行することができる。構成部品は、例えば１つ以上のデータパケット（例えば、ローカルシステム中、分散システム中、および／またはインターネットのようなワイヤまたはワイヤレスネットワークに渡る別の構成部品と相互に作用する１つの構成部品からのデータ）を有する信号にしたがうような、ローカルおよび／またはリモートプロセスを通して通信してもよい。

図１は、ワイヤレスネットワークおよびシステム１００のためのアップサンプリングＩＦＦＴ発生器を図示する。システム１００は１つ以上の送信機１１０を含み、送信機１１０は、ワイヤレスネットワークを通して１つ以上の受信機１２０と通信する。受信機１２０は、任意のタイプの通信デバイスを実質的に含むことができ、例えばセル電話機、コンピュータ、パーソナルアシスタント、ハンドヘルドまたはラップトップデバイスなどである。ナイキストレートの倍数で、すなわち通常のナイキストサンプリングレートより上のＮ倍でＯＦＤＭ時間領域サンプルセット１４０を送信するように、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）アップサンプリング構成部品１３０が設けられている。これは１５０におけるシンボルの周波数領域セットをＩＦＦＴ構成部品１３０に対して適用することにより成し遂げられ、ＩＦＦＴに対する入力は、１４０においてゼロのサブセットを追加することを含むことができる。図示しているように、クロック１６０が設けられ、クロック１６０はナイキストサンプリングレートのＮ倍で動作する。例えば、１５０において４０９６個のシンボルを所定の時間フレームに対して送信する場合、１４０において８１９２個のサンプルが同じ期間に対して送信されるようにクロックを増加させる。より高いサンプリングレートでデータを送信することにより、フィルタ要求を単純化することができる。減少したフィルタ要求がシンボル間の漏れを緩和するので、これはシンボル間干渉も容易にする。ここで記述するより高い帯域幅サンプリング概念は、ワイヤおよび／またはワイヤレス通信システムに適用できることに注意すべきである。システム１００は直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）ブロードキャスト情報を送信するプロセスをサポートする。これはＯＦＤＭワイヤレスネットワーク中でブロードキャストするために１５０における搬送波のサブセットを決定すること、および１３０における搬送波のサブセットに対してＮサンプル倍で変換を実行して、ワイヤレスネットワーク中のフィルタ要求またはノイズ発生を緩和することを含み、ここでＮは２以上の整数である。これは１４０において、所望の情報として搬送波の少なくとも１つのサブセットと、ゼロとして搬送波の少なくとも１つの他のサブセットとを処理することを含む。

１つの実施形態において、ＩＦＦＴはアップサンプリングを実行し、この場合、周波数領域シンボル１５０の数を拡張するためにゼロのサブセットが１３０において挿入される。さらに、周波数領域信号の多くの部分がゼロであることに注目することにより、アップサンプリングを実行するＩＦＦＴ構造の最適化を達成することができる。この観点を活用することにより、最終実行がいくつかの前処理とともにＮ個のＬポイントＩＦＦＴだけを要求するように、（以下で記述する）ＮＬポイントＩＦＦＴの第１ステージを単純化することができる。以下でさらに詳細に記述するように、プリプロセッサはＬ個の入力シンボルを受け取り、複素回転係数をＬ個の入力シンボルに乗じ、ＬポイントＩＦＦＴに対する入力を発生させる。別の実施形態において、システム１００はネットワーク中でＯＦＤＭ情報を送信するために使用される。システムはシンボルストリームを送信する手段（１１０）、ナイキストサンプリングレートの少なくとも２倍にしたがってシンボルストリームを変換する手段（１３０）、ネットワーク中でシンボルストリームを受信する手段（１２０）を含む。

図２は、高帯域幅アップサンプリングを実行するための例示的なシステム２００を図示する。この例において、２つの高速フーリエ変換（ＦＦＴ）ブロック（例えば、４０９６個）を２１０および２２０において示し、それぞれのＦＦＴブロックは逆ＦＦＴすなわちＩＦＦＴを実行するように適合されている。単に説明のための例としてシステム２００を示しており、例とは異なるブロック構成を有する、より一般化したシステムを使用することができることに注意すべきである。図示したように、２１０におけるブロックは、ワイヤレス送信機出力の偶数のサンプルを発生させるＩＦＦＴサブセットブロックを表わす。ｘ（ｎ）が最後に送信されるシーケンスである場合、ブロック２１０はシーケンスｘ（２ｎ）を生成させる。２２０において、第２のブロックがＩＦＦＴを実行して、シーケンスｘ（２ｎ＋１）を発生させる。示すように、前処理のブロック２３０を使用して、この例において複数の周波数領域シンボル（例えば、４０９６個）を処理し、以下で説明するようにゼロ副搬送波を挿入し、初期処理を実行し、ＩＦＦＴブロック２１０および２２０に対する適当な入力を発生させる。ここで記述する主題技術は、ＩＦＦＴアップサンプリングを使用し、これは通常のアップサンプリングされたシステムに対して少なくとも２サンプル倍であることに注意すべきである。

図３は、カスケードステージ逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）ブロックを構成するための例示的なアーキテクチャ３００を図示する。３１０において、ターゲットサンプルレートが選択される。ナイキストレートのＮ倍でサンプルを発生させるために、Ｌ周波数領域シンボルは、３２０におけるゼロの挿入によりＮＬ周波数領域シンボルに拡張される。１つの特定の例において、Ｎ＝２およびＬ＝４０９６に対して、このゼロ挿入範囲を図４中に示す。図３を再度参照すると、３２０におけるゼロ挿入要求を決定後、図５に関して以下でより詳細に説明するように前処理およびＩＦＦＴロジックが決定される。拡張された周波数領域シンボルはＮＬポイントＩＦＦＴを使用して処理され、ＮＬポイントＩＦＦＴは、回転乗算およびＮ個のＬ−ポイントＩＦＦＴが後に続くＬ個のＮ−ポイントＩＦＦＴに分解することができる。これにより、送信機の出力においてデジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）の後続のアナログフィルタの設計がより簡単になる。

図５は、より高い帯域幅送信機サンプリングを実行する例示的なシステム５００を図示する。Ｌ個の副搬送波を有するＯＦＤＭシステムのために、５１０において示すように、Ｎ個のＬポイントＩＦＦＴのブロックを使用して、コード化されたビット５２０をそれぞれの時間領域サンプルに変換し、ここでコード化されたビット５２０は周波数領域シンボルを表わし、シンボルマップ５２４中に記憶される。ＩＦＦＴを使用してＮだけアップサンプリングを実行するために、ＮＬポイントＩＦＦＴを実行する。ＩＦＦＴの基本理論から、ＮＬポイントＩＦＦＴは、５３０における乗算器ブロックによる回転乗算および５１０におけるＮ個のＬ−ポイントＩＦＦＴが後に続くＬ個のＮ−ポイントＩＦＦＴに分解することができる。また、Ｌ個の周波数領域シンボル／ＯＦＤＭシンボルだけが送信されているので、一般に、ＮＬポイントＩＦＦＴに対するＮＬ個の入力のうちＬ個だけがゼロではない。その結果、最初のＬ個のＮ−ポイントＩＦＦＴを最適化することができる。以下で導く追加的な回転係数により乗算された入力として、Ｌ個のＮ−ポイントＩＦＦＴの出力を容易に計算することができる。これは、より高いレートでサンプルを生成させるためにＩＦＦＴを使用することによるフィルタリングの複雑さを減少させることに加えて、複雑を付加的に少なくする。第１ステージに続くＮ個のＬ−ポイントＩＦＦＴの出力は、サンプルｘ（ｎＮ）、ｘ（ｎＮ＋１）、ｘ（ｎＮ＋２）ないしｘ（ｎＮ＋（Ｎ−１））をそれぞれ生成する。これらの出力は次に、正しい順番で出力サンプルを生成させるように５４０においてシーケンシャルに配列される。

サンプルがシーケンシャルに配列された後、送信のために時間領域サンプルがデジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）に供給される前に、ウィンド処理および周期的プリフィックス付加のような前処理５５０が実行される。図示したように、コード化されたビットは、出力Ｘ［ｋ］を生成させる５２４におけるシンボルマップに供給される。出力Ｘ［ｋ］は乗算器ブロック５３０を駆動してＧ［ｋ］を生成させ、Ｇ［ｋ］は５１０におけるＮ個のＬ−ポイントＩＦＦＴブロックを駆動する。ＩＦＦＴブロック５１０からの出力は構成部品に送られ、構成部品は、５４０においてデータのシーケンシャルな配列を実行し、ナイキストレートの増加された倍数でポストプロセッサ５５０に対して出力を提供する。

一般に、ＮＬポイントＩＦＦＴに対する入力をＺ（ｋ）と呼び、Ｌ個のシンボルがＸ（ｋ）として送られる場合、Ｚ（ｋ）はＸ（ｋ）と次のような関係がある。

Ｚ（ｋ）＝Ｘ（ｋ） ０＜＝ｋ＜Ｌ／２
Ｚ（ｋ）＝Ｘ（ｋ−（Ｎ−１）．Ｌ） ＬＮ−Ｌ／２＜＝ｋ＜ＬＮ
Ｚ（ｋ）＝０ その他の場合
数学的に、時間領域サンプルｘ（ｎ）は副搬送波入力と次のように関係付けることができる。

副搬送波のほとんどがゼロであるため、Ｇ_q［ｋ］に対する等式は次のように単純化することに注意すべきである。

等式１

例として、Ｌ＝４０９６、Ｎ＝２を考えると、
結果として

図６は、より高い帯域幅送信機サンプリングを実行する特定の例示的なシステム６００を図示し、ここでＬ＝４０９６およびＮ＝２である。コード化されたビットは、シンボルマップ６１０に供給され、シンボルマップ６１０は偶数サンプルＩＦＦＴブロック６２０および奇数サンプルＩＦＦＴ６３０を満たし、奇数サンプルＩＦＦＴ６３０はまた、６４０において乗算機能により駆動される。ＩＦＦＴブロック６２０および６３０からの出力は構成部品に送られ、その構成部品は６５０においてデータのシーケンシャルな配列を実行し、ナイキストレートの２倍でポストプロセッサ６６０に対して出力を提供する。デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）を駆動する前に、ポストプロセッサ６６０は、サンプルウィンド処理および周期的プリフィックス付加のような観点を提供できる。

一般に、ＩＦＦＴを使用してアップサンプリングを実行でき、ＩＦＦＴにより、より容易なアナログフィルタリングおよびより容易なデジタルフィルタリングの両方の点から、より低い複雑さでアップサンプリングを実現できるようになる。ＩＦＦＴを使用してアップサンプリングを実行することは、ＯＦＤＭシンボル全体にわたってメモリを使用しないことに注意すべきである。その結果、この実施形態は、チャネル遅延拡散に対するＯＦＤＭ／ＤＭＴシステムのマージンを減らさない。図５に関して上で言及したように、ＩＦＦＴをＮ個のＬ−ポイントＩＦＦＴが後に続くＬ個のＮ−ポイントＩＦＦＴに分解することにより、ＩＦＦＴをさらに単純化できる。

図７は、ワイヤレスシステムのための例示的なＩＦＦＴ送信プロセスを図示する。一方、説明を簡単にするため、一連のまたは多数の動作として方法体系を示し、記述しているが、いくつかの動作は異なる順序で、および／またはここで示し、記述した他の動作と同時に起こってもよいので、ここで記述したプロセスは動作の順序により制限されないことを理解および認識すべきである。例えば、方法体系は、状態図のように一連の相互関係のある状態または事象として代わりに表わすことができることを、当業者は理解および認識するであろう。さらに、ここで開示した主題的な方法体系にしたがって方法体系を実現するために、図示した動作のすべてを必要としなくてもよい。

図７は例示的なＩＦＦＴ送信プロセス７００を図示する。７１０に進むと、ＮＬポイントＩＦＦＴをＮ個のＬ−ポイントＩＦＦＴおよびＬ個のＮ−ポイントＩＦＦＴのカスケードに分解する。７２０において、送信機入力データを決定する。このようなデータは、ワイヤレスネットワーク全体にわたって送信される音声またはコンピュータ通信データを含むことができる。７３０において、入力データを前処理し、ゼロ副搬送波を考慮することにより前処理を最適化する。７４０において、Ｎ個のＬ−ポイントＩＦＦＴを実行する。７５０において、アップサンプリングされたデータは１つ以上の受信機に対して増加されたサンプルレートで送信される。

図８は、ここで示した１つ以上の観点にしたがって、ワイヤレス通信環境中で使用されるユーザデバイス８００の説明図である。ユーザデバイス８００は受信機８０２を具備し、受信機８０２は、例えば受信アンテナ（示していない）からの信号を受信し、デバイス上で典型的な動作を実行し（例えば、受信された信号をフィルタし、増幅し、ダウンコンバートするなど）、調整された信号をデジタル化してサンプルを取得する。受信機８０２は非線形受信機であってもよい。復調器８０４は、受信されたパイロットシンボルを復調し、チャネル推定のためにプロセッサ８０６に提供できる。プロセッサ８０６は、受信機８０２により受信された情報を解析すること、および／または送信機８１６による送信のために情報を発生させることを専用とするプロセッサ、ユーザデバイス８００の１つ以上の構成部品を制御するプロセッサ、ならびに／あるいは受信機８０２により受信された情報を解析し、送信機８１６による送信のために情報を発生させ、ユーザデバイス８００の１つ以上の構成部品を制御するプロセッサであってもよい。ユーザデバイス８００は、プロセッサ８０６に動作可能に結合されているメモリ８０８を追加的に具備することができる。

ここで記述したデータ記憶（例えば、メモリ）構成部品は、揮発性メモリまたは不揮発性メモリのどちらでもよく、あるいは揮発性および不揮発性メモリの両方を含んでもよいことが理解される。実例として、これに限定されないが、不揮発性メモリは、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラム可能ＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、電気的にプログラム可能ＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能ＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、またはフラッシュメモリを含むことができる。揮発性メモリは、外部キャッシュメモリとして動作するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含むことができる。実例として、これに限定されないが、ＲＡＭは多くの形態で利用でき、例えば同期ＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、同期ＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、倍データレートＳＤＲＡＭ（ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ）、エンハンストＳＤＲＡＭ（ＥＳＤＲＡＭ）、シンクリンクＤＲＡＭ（ＳＬＤＲＡＭ）、およびダイレクトラムバスＲＡＭ（ＤＲＲＡＭ）がある。主題システムおよび方法のメモリ８０８は、これに限定されないが、これらおよび他の任意の適当なタイプのメモリを具備するように意図されている。ユーザデバイス８００は、データを処理するバックグラウンドモニタ８１４、シンボル変調器８１４および変調された信号を送信する送信機８１６をさらに具備する。

図９は、基地局９０２を具備する例示的なシステム９００を図示し、基地局９０２は複数の受信アンテナ９０６を通して１つ以上のユーザデバイス９０４からの信号を受信する受信機９１０、および送信アンテナ９０８を通して１つ以上のユーザデバイス９０４に対して送信する送信機９２４を有する。受信機９１０は受信アンテナ９０６から情報を受信でき、受信した情報を復調する復調器９１２と動作可能に関係付けられている。復調されたシンボルはプロセッサ９１４により解析されて、プロセッサ９１４はメモリ９１６に結合され、メモリ９１６はユーザランクに関連した情報、それに関連したルックアップテーブル、および／またはここで示したさまざまな動作および機能を実行することに関連した他の任意の適当な情報を記憶する。送信機９２４により送信アンテナ９０８を通してユーザデバイス９０４に対して送信するための信号を、変調器９２２は多重化することができる。

図１０は、例示的なワイヤレス通信システム１０００を示す。簡潔にするために、ワイヤレス通信システム１０００は、１つの基地局および１つの端末装置を描写する。しかしながら、システムは１つより多い基地局および／または１つより多い端末装置を含むことができ、追加的な基地局および／または端末装置は、以下で記述する例示的な基地局および端末装置と実質的に類似または相違してもよいことを理解すべきである。

今図１０を参照すると、ダウンリンク上で、アクセスポイント１００５において、送信（ＴＸ）データプロセッサ１０１０は、トラフィックデータを受け取り、フォーマットし、コード化し、インターリーブし、および変調（またはシンボルマッピング）し、変調シンボル（“データシンボル”）を提供する。シンボル変調器１０１５は、データシンボルとパイロットシンボルとを受け取って処理し、シンボルのストリームを提供する。シンボル変調器１０２０は、データおよびパイロットシンボルを多重化し、送信機ユニット（ＴＭＴＲ）１０２０にそれらを提供する。それぞれの送信シンボルは、データシンボル、パイロットシンボル、またはゼロの信号値であってもよい。パイロットシンボルは、それぞれのシンボル期間中に連続して送られてもよい。パイロットシンボルを、周波数分割多重化（ＦＤＭ）、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）、時分割多重化（ＴＤＭ）、周波数分割多重化（ＦＤＭ）、またはコード分割多重化（ＣＤＭ）することができる。

ＴＭＴＲ１０２０は、シンボルのストリームを受け取り、１つ以上のアナログ信号に変換し、さらにアナログ信号を調整して（例えば、増幅し、フィルタし、および周波数アップコンバートする）、ワイヤレスチャネルに対して送信するのに適したダウンリンク信号を発生させる。ダウンリンク信号は次にアンテナ１０２５を通して端末装置に送信される。端末装置１０３０において、アンテナ１０３５はダウンリンク信号を受信し、受信機ユニット（ＲＣＶＲ）１０４０に対して受信された信号を提供する。受信機ユニット１０４０は、受信された信号を調整し（例えば、フィルタし、増幅し、および周波数ダウンコンバートする）、調整された信号をデジタル化してサンプルを取得する。シンボル復調器１０４５は、受信されたパイロットシンボルを復調し、チャネル推定のためにプロセッサ１０５０に提供する。シンボル復調器１０４５は、プロセッサ１０５０からダウンリンクに対する周波数応答推定をさらに受け取り、受信されたデータシンボルにデータ復調を実行して（送信されたデータシンボルの推定である）データシンボル推定を取得し、受信データプロセッサ１０５５に対してデータシンボル推定を提供し、受信データプロセッサ１０５５は、データシンボル推定を復調し（すなわち、シンボルデマップし）、デインターリーブし、デコードして、送信されたトラフィックデータを復元する。シンボル復調器１０４５および受信データプロセッサ１０５５による処理は、それぞれ、アクセスポイント１００５におけるシンボル変調器１０１５および送信データプロセッサ１０１０による処理と相補関係にある。

アップリンク上で、送信データプロセッサ１０６０はトラフィックデータを処理して、データシンボルを提供する。シンボル変調器１０６５はデータシンボルを受け取ってパイロットシンボルと多重化し、変調を実行し、シンボルのストリームを提供する。送信機ユニット１０７０は次にシンボルのストリームを受け取って処理してアップリンク信号を発生させ、アップリンク信号は、アンテナ１０３５によりアクセスポイント１００５に送信される。

アクセスポイント１００５において、端末装置１０３０からのアップリンク信号はアンテナ１０２５により受信され、サンプルを取得するために受信機ユニット１０７５により処理される。シンボル復調器１０８０は次にサンプルを処理し、アップリンク用の受信されたパイロットシンボルおよびデータシンボル推定を提供する。受信データプロセッサ１０８５はデータシンボル推定を処理して端末装置１０３０により送信されたトラフィックデータを復元する。プロセッサ１０９０は、アップリンク上で送信しているそれぞれのアクティブ端末装置に対するチャネル推定を実行する。複数の端末装置は、パイロットサブバンドのそれぞれの割り当てられたセットにおけるアップリンク上に同時にパイロットを送信してもよく、パイロットサブバンドセットはインタレースされていてもよい。

プロセッサ１０９０および１０５０は、それぞれアクセスポイント１００５および端末装置１０３０における動作を指示する（例えば、制御し、調整し、管理するなど）。それぞれのプロセッサ１０９０および１０５０は、プログラムコードおよびデータを記憶するメモリユニット（示されていない）と関係付けることができる。プロセッサ１０９０および１０５０はそれぞれ、計算を実行してアップリンクおよびダウンリンクに対する周波数およびインパルス応答推定を導くこともできる。

ソフトウェアの実現のために、ここで説明した機能を実行するモジュール（例えば、手続き、関数、など）により、ここで説明した技術を実現してもよい。ソフトウェアコードをメモリユニット中に記憶し、プロセッサにより実行してもよい。メモリユニットをプロセッサ内部またはプロセッサ外部で実現してもよく、どちらのケースにおいても、技術的に知られているさまざまな手段により、メモリユニットは通信可能にプロセッサと結合することができる。

上述したものは例示的な実施形態を含む。もちろん、実施形態を記述する目的のために、構成部品または方法のすべての考えられる組み合わせを記述することは可能ではないが、当業者の１人は多くの更なる組み合わせおよび置換が可能であることを認識するかもしれない。したがって、これらの実施形態は、すべてのこのような変更、修正およびバリエーションを包含することが意図されており、これらは添付された特許請求の範囲の精神および範囲内にある。その上、用語“含む”が詳細な説明または特許請求の範囲のどちらかで使用される限り、このような用語は、用語“具備する”が請求項中で移行語として使用されるときに解釈されるように用語“具備する”とある意味類似して包括的であることが意図されている。

図１は、ワイヤレスネットワークのためのアップサンプリングＩＦＦＴ発生器を図示する概略ブロック図である。 図２は、高帯域幅アップサンプリングを実行するための例示的なシステムである。 図３は、カスケードステージ逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）ブロックを構成するための例示的なアーキテクチャを図示する。 図４は、ワンショット周波数推定量ブロックから決定される周波数値を使用する例示的な自動周波数制御ブロックを図示する。 図５は、より高い帯域幅送信機サンプリングを実行する例示的なシステムを図示する。 図６は、より高い帯域幅送信機サンプリングを実行する代替の例示的なシステムを図示する。 図７は、より高い帯域幅送信機サンプリングを実行する例示的なプロセスを図示する。 図８は、ワイヤレスシステムのための例示的なユーザデバイスを図示する図である。 図９は、ワイヤレスシステムのための例示的な基地局を図示する図である。 図１０は、ワイヤレスシステムのための例示的な送受信装置を図示する図である。

Claims (29)

1. ＯＦＤＭ情報を送信する方法において、
   ＯＦＤＭネットワーク中のブロードキャストに対して副搬送波のセットを決定することと、
   前記副搬送波に対してＮサンプル倍数で変換を実行して、ネットワーク中のフィルタ要求またはノイズ発生を緩和し、ここでＮは２以上の整数であることとを含む方法。
2. 所望の情報として搬送波の少なくとも１つのサブセットとゼロとして搬送波の少なくとも１つの他のサブセットとを処理することをさらに含む請求項１記載の方法。
3. 前記変換を実行する送信機において、偶数または奇数サンプル間に前記ゼロを処理することをさらに含む請求項１記載の方法。
4. 前記変換は、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）である請求項３記載の方法。
5. 前記ＩＦＦＴは、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）のカスケードとして実行される請求項４記載の方法。
6. ナイキストサンプリングレートの少なくとも２倍でアップサンプリングを実行するために少なくとも２つのカスケードをさらに含む請求項５記載の方法。
7. 前記カスケードは、ＯＦＤＭ送信機においてフィルタリング要求を緩和するために使用される請求項６記載の方法。
8. 前記カスケードは、ＯＦＤＭシンボルまたは副搬送波間の漏れを緩和するために使用される請求項６記載の方法。
9. ８１９２ポイントＩＦＦＴを２つの４０９６ＩＦＦＴに分解することをさらに含む請求項１記載の方法。
10. 少なくとも２つの付加的なＩＦＦＴステージを決定することをさらに含む請求項９記載の方法。
11. 少なくとも１つのメモリブロックを使用して前記ＩＦＦＴ動作を処理することをさらに含む請求項１０記載の方法。
12. ワイヤレスネットワークシステムのための送信機モジュールにおいて、
    送信機のための搬送波サブセットを発生させるプロセッサと、
    前記送信機のためにナイキストレートの倍数で動作するように適合されたクロックと、
    前記送信機に対するフィルタ要求を緩和するために前記ナイキストレートの少なくとも２倍にしたがってサンプルを発生させる変換構成部品とを具備するモジュール。
13. より高いサンプリングレートでサンプルを発生させるために少なくとも２つの逆高速フーリエ変換(ＩＦＦＴ)構成部品をさらに具備する請求項１２記載のモジュール。
14. 前記ＩＦＦＴ構成部品は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）構成部品に適合する請求項１３記載のモジュール。
15. 前記ＩＦＦＴ構成部品は、１つ以上の偶数および奇数サンプルを発生させる請求項１３記載のモジュール。
16. 入力周波数領域シンボルセットにゼロ挿入を実行するプリプロセッサをさらに具備する請求項１５記載のモジュール。
17. ＩＦＦＴを実行するのに適合したＦＦＴブロックを動作させるための少なくとも１つのメモリをさらに具備する請求項１６記載のモジュール。
18. ネットワーク中でＯＦＤＭ情報を送信するためのシステムにおいて、
    シンボルストリームを送信する手段と、
    ナイキストサンプリングレートの少なくとも２倍にしたがって前記シンボルストリームを変換する手段と、
    前記ネットワーク中で前記シンボルストリームを受信する手段とを具備するシステム。
19. 記憶された機械実行可能命令を有する機械読取り可能媒体において、
    送信機のための搬送波サブセットを決定することと、
    周波数領域シンボルセットに対してゼロパディングを適用して、周波数領域シンボルの数の少なくとも２倍を生成させることと、
    ＩＦＦＴに対してシンボルの拡張されたセットを適用して、ネットワーク中で送信のためにサンプルを発生させることとを含む機械読取り可能媒体。
20. 前記搬送波サブセットにＮ倍ＩＦＦＴを実行することをさらに含む請求項１９記載の機械読取り可能媒体。
21. 前記ＩＦＦＴをＦＦＴのカスケードに分解することをさらに含む請求項２０記載の機械読取り可能媒体。
22. 偶数および奇数ＩＦＦＴサンプルのために前記カスケードを分離することをさらに含む請求項２１記載の機械読取り可能媒体。
23. ＮＬポイントＩＦＦＴの、Ｌ個のＮ−ポイントＩＦＦＴへの分解を実行することをさらに含む請求項２２記載の機械読取り可能媒体。
24. 乗算およびＮ個のＬ−ポイントＩＦＦＴを実行することをさらに含む請求項２３記載の機械読取り可能媒体。
25. 前記ＩＦＦＴをＮ個のＬ−ポイントＩＦＦＴが後に続くＬ個のＮ−ポイントＩＦＦＴに分解することをさらに含む請求項２４記載の機械読取り可能媒体。
26. 記憶されたデータ構造を有する機械読取り可能媒体において、
    送信機シンボルセットを記憶する複数のデータ領域と、
    前記シンボルセットにＩＦＦＴを実行する複数のデータ領域と、
    ゼロパディング動作のために少なくとも１つのデータ処理領域を使用することとを含み、
    前記ＩＦＦＴは少なくとも２つのデータ処理領域に分割される機械読取り可能媒体。
27. 偶数および奇数処理領域のために２つのカスケード領域を分離することをさらに含む請求項２６記載の機械読取り可能媒体。
28. ワイヤレス通信送信機において、
    アップサンプリング動作を実行するためにＩＦＦＴを記憶するメモリと、
    前記アップサンプリング動作に提示される周波数領域シンボルの数を拡張するゼロを挿入するプロセッサとを具備するワイヤレス通信送信機。
29. ワイヤレス通信ネットワークにおいて、
    増大したサンプル倍数でシンボルセットの逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を実行するように適合された基地局と、
    前記ワイヤレス通信ネットワークを渡る前記シンボルセットを受信する少なくとも１つのワイヤレス受信機とを具備し、
    前記サンプル倍数はナイキストサンプリング基準に対して少なくとも２倍であるワイヤレス通信ネットワーク。

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