TW201414249A - 用於多載體及單載體波形的統一脈衝整型 - Google Patents

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Abstract

為了傳輸一多載體訊號，一種傳輸器提供用於保護子頻帶(guard subband)之零符號、執行正交分頻多工(OFDM)調變、且使用一脈衝整型濾波器來篩選所得時域樣本。為了傳輸一單載體訊號，該傳輸器將該單載體訊號分割為若干片段。每一片段含有多達K個樣本，且若需要，則將該片段填塞為一OFDM符號之長度。將每一填塞片段自時域變換至頻域以產生一具有K個符號之對應頻域片段。對於每一頻域片段，將對應於該等保護子頻帶之符號設定為零。然後將每一頻域片段自該頻域變換至該時域以產生一對應時域片段。可或也許不將一循環前置項附加至每一時域片段。使用相同脈衝整型濾波器來篩選每一時域片段以產生該單載體訊號之一輸出波形。

Description

用於多載體及單載體波形的統一脈衝整型
本發明大體係關於通訊，且更具體言之，係關於處理用於經由通訊通道傳輸之訊號之技術。
一多載體通訊系統使用多個載體進行資料傳輸。可使用正交分頻多工(OFDM)、離散多音(DMT)、某些其它多載體調變機制或某些其它建構來獲得此等多個載體。OFDM有效地將整個系統頻寬分割為多個(K個)正交子頻帶，該等子頻帶通常亦稱為音調、次載波、倉(bin)及頻率通道。藉由OFDM，使每一子頻帶與一可使用資料進行調變之個別次載波相關聯。該資料因而通常被視為以多載體訊號上之頻域進行傳輸。在下列描述中，術語"訊號"與"波形"同義且其可互換使用。
多載體系統中之傳輸器通常在多載體訊號經由通訊通道進行傳輸之前對其執行脈衝整型或開視窗。此脈衝整型篩選多載體訊號，使得其頻率組份與專用於該系統之頻譜罩幕一致。該脈衝整型確保多載體訊號對可在鄰近頻帶或射頻(RF)通道上傳輸之其它訊號引起可忽略之干擾。
有時在多載體系統中傳輸單載體訊號是有益的。該單載體訊號可具有某些所需特徵，且其可使用例如展頻技術之各種技術來產生。 該傳輸器通常亦在單載體訊號經由通訊通道進行傳輸之前對其執行脈衝整型。遺憾的是，如下文所描述，對於單載體訊號之脈衝整型可大不同於對於多載體訊號之脈衝整型。例如，若需要該系統滿足不同頻譜罩幕，則此差異可複雜化傳輸器之設計且可能引起一問題。
因此，此項技術中需要用以有效地處理經由通訊通道進行傳輸之單載體及多載體訊號的技術。
本文描述用於以一使用"統一"脈衝整型之有效方式來處理單載體及多載體訊號之技術。一傳輸台以用於多載體系統之正常方式來處理多載體訊號。此多載體處理可包括：將某些指定子頻帶(其稱為保護子頻帶)設定為零；執行多載體(例如，OFDM)調變；及使用一脈衝整型濾波器來篩選藉由該多載體調變而產生之時域樣本。選擇保護子頻帶及脈衝整型濾波器回應以滿足該系統所需之頻譜罩幕。
為了傳輸一單載體訊號，該傳輸台首先將該單載體訊號轉換為一多載體格式，且然後對該轉換單載體訊號執行多載體調變以產生一輸出訊號。對於一OFDM系統，該傳輸台將該單載體訊號分割為若干輸入片段。每一輸入片段含有多達K個樣本，且若需要，填塞該輸入片段以獲得長度K之一填塞片段。然後將每一填塞片段自時域變換至頻域(例如，使用K點FFT(快速傅裏葉變換))以產生一具有K個符號之對應頻域片段。對於每一頻域片段，將對應於保護子頻帶之符號設定為零。然後將每一頻域片段(對於該等保護子頻帶具有零)自該頻域變換至該時域(例如，使用K點IFFT(反向快速傅裏葉變換))以產生一對應時域片段。視系統設計而定，可或也許不將一循環前置項附加至每一時域片段。使用用於多載體訊號之相同脈衝整型濾波器來篩選時域片段以產生單載體訊號之輸出訊號。
如下文所描述，一接收台執行互補處理以接收由傳輸台所傳輸 之單載體及多載體訊號。下文亦更詳細地描述本發明之各種態樣及實施例。
110‧‧‧傳輸台
120‧‧‧多載體TX資料處理器
122‧‧‧單載體TX資料處理器
124‧‧‧單載體-多載體(SC-MC)轉換器
126‧‧‧多工器
128‧‧‧多載體調變器
132‧‧‧傳輸器單元(TMTR)
134‧‧‧天線
140‧‧‧控制器
142‧‧‧記憶體單元
150‧‧‧接收台
152‧‧‧天線
154‧‧‧接收器單元(RCVR)
160‧‧‧多載體解調變器
162‧‧‧解多工器(Demux)
170‧‧‧多載體RX資料處理器
172‧‧‧多載體-單載體(MC-SC)轉換器
174‧‧‧單載體RX資料處理器
180‧‧‧控制器
182‧‧‧記憶體單元
310‧‧‧編碼器/交錯器
312‧‧‧符號映射單元
314‧‧‧串行-並行轉換器
318‧‧‧零插入單元
320‧‧‧反向快速傅裏葉變換(IFFT)單元
322‧‧‧並行-串行轉換器
324‧‧‧循環前置項產生器
326‧‧‧脈衝整型濾波器
410‧‧‧分割單元
414‧‧‧串行-並行轉換器
416‧‧‧快速傅裏葉變換(FFT)單元
418‧‧‧零插入單元
510‧‧‧循環前置項移除單元
512‧‧‧串行-並行轉換器
514‧‧‧FFT單元
520‧‧‧零移除單元
524‧‧‧並行-串行轉換器
526‧‧‧符號解映射器/偵測器
528‧‧‧解交錯器/解碼器
620‧‧‧零替代單元
622‧‧‧IFFT單元
624‧‧‧並行-串行轉換器
626‧‧‧組合單元
712‧‧‧延遲相關器
714‧‧‧訊框偵測器
716‧‧‧通道估計器
圖1A展示一傳輸台之方塊圖。
圖1B展示一接收台之方塊圖。
圖2A與2B分別展示一不具有與具有保護子頻帶之OFDM子頻帶結構。
圖3展示傳輸台處之多載體傳輸(TX)資料處理器及多載體調變器之方塊圖。
圖4展示傳輸台處之單載體-多載體(SC-MC)轉換器之方塊圖。
圖5展示接收台處之多載體解調變器及多載體接收(RX)資料處理器之方塊圖。
圖6展示接收台處之多載體-單載體(MC-SC)轉換器之方塊圖。
圖7展示一用於導引之單載體RX資料處理器的方塊圖。
圖8展示一用於傳輸單載體訊號之過程。
圖9展示一用於接收單載體訊號之過程。
本文中詞語"例示性"是用於指"用作一實例、例子或說明"。本文描述為"例示性"之任何實施例或設計未必被解釋為比其它實施例或設計較佳或有利。
可結合各種多載體調變機制來使用本文所描述之統一脈衝整型技術。為清晰起見，對一使用OFDM之系統描述此等技術。吾人預期的是，此等技術可適用於其它無線通訊系統。此等多向近接系統之實例包括劃碼多向近接(CDMA)系統、多載體CDMA(MC-CDMA)、寬頻帶CDMA(W-CDMA)、高速下行鏈路封包接取(HSDPA)系統、劃時多向近接(TDMA)系統、劃頻多向近接(FDMA)系統、及正交劃頻多向近 接(OFDMA)系統。
在下列描述中，"k"通常被用作頻率子頻帶之指數，且"n"通常被用作樣本週期之指數。
圖1A展示一無線通訊系統中之傳輸台110之方塊圖。在傳輸台110處，一多載體TX資料處理器120根據第一處理機制來接收並處理資料且提供資料符號。該第一處理機制可包括編碼、交錯、符號映射等等。如本文所使用，一資料符號為一用於資料之調變符號，一導引符號為一用於導引(其由傳輸台與接收台兩者先驗地已知)之調變，且一調變符號為一用於調變機制(例如，M-PSK、M-QAM等等)之訊號星座中之一點的複值。藉由OFDM，可在每一OFDM符號週期之用於資料傳輸之每一子頻帶上發送一資料符號。如下文所描述，TX資料處理器120亦可對資料符號執行額外處理並提供傳輸符號，該等傳輸符號可表示為x(k)。每一傳輸符號為一將在一OFDM符號週期之一子頻帶上發送之複值。TX資料處理器120之輸出為多載體訊號，該多載體訊號可被視為頻域訊號。
一單載體TX資料處理器122根據第二處理機制來接收並處理資料且提供資料樣本，該等資料樣本可表示為d(n)。該第二處理機制可包括編碼、交錯、符號映射等等，或完全沒有處理。一資料樣本為一將在一樣本週期中發送之實值或複值。如下文中所描述使一樣本週期與一OFDM符號週期相關。TX資料處理器122之輸出為單載體訊號，該單載體訊號可被視為時域訊號。一單載體-多載體(SC-MC)轉換器124接收來自TX資料處理器122之資料樣本d(n)，將該等資料樣本自時域轉換至頻域，執行如下文所描述之其它相關處理，且提供頻域轉換符號，該等頻域轉換符號可表示為c(k)。一多工器(Mux)126接收來自處理器120之傳輸符號x(k)及來自SC-MC轉換器124之轉換符號c(k)，並基於一由控制器140所提供之MC/SC控制來多工此等符號。例如，多 工器126可將轉換符號c(k)提供至多載體調變器128以用於某些指定OFDM符號週期，並可將傳輸符號x(k)提供至多載體調變器128以用於剩餘之OFDM符號週期。或者，對於符號週期之每一子頻帶，多工器126可將轉換符號c(k)與傳輸符號x(k)相加，並將一組合符號提供至多載體調變器128。
如下文所描述，多載體調變器128對經多工之傳輸符號x(k)及轉換符號c(k)執行OFDM調變以產生OFDM符號，且進一步對該等OFDM符號執行脈衝整型。一般而言，多載體調變器128根據由系統所使用之多載體調變機制來執行調變。一傳輸器單元(TMTR)132接收來自調變器128之OFDM符號，將該等OFDM符號轉換為一或多個類比訊號，且調節(例如，放大、篩選及頻率上轉換)該(該等)類比訊號以產生一調變訊號。傳輸台110然後經由一天線134來傳輸該調變訊號。
控制器140對傳輸台110進行指揮運作。一記憶體單元142儲存由控制器140所使用之程式碼及資料。
圖1B展示該無線通訊系統中之接收台150之方塊圖。在接收台150處，由傳輸台110所傳輸之調變訊號係藉由一天線152來接收且將其提供至一接收器單元(RCVR)154。接收器單元154調節(例如，篩選、放大及頻率下轉換)該接收訊號並數位化該調節訊號以產生接收樣本，該等接收樣本可表示為r(n)。一多載體解調變器(Demod)160對接收樣本r(n)執行OFDM解調變，並將接收符號提供至一解多工器(Demux)162。解多工器162給一多載體RX資料處理器170提供對應於由多載體TX資料處理器120所產生之傳輸符號x(k)之接收符號(k)。解多工器162亦給一多載體-單載體(MC-SC)轉換器172提供對應於由SC-MC轉換器124所產生之轉換符號c(k)之接收符號(k)。
多載體RX資料處理器170以一互補於由多載體TX資料處理器120所執行之處理之方式來處理接收符號(k)並提供解碼資料。如下文所 描述，多載體RX資料處理器170可執行資料偵測、符號解映射、解交錯、解碼等等。
MC-SC轉換器172以一互補於由傳輸台110處之SC-MC轉換器124所執行之處理之方式來處理接收符號(k)並提供轉換樣本(n)，該等轉換樣本為由傳輸台110處之單載體TX資料處理器122所產生之資料樣本d(n)之估計。一單載體RX資料處理器174以一互補於由單載體TX資料處理器122所執行之處理之方式來處理轉換樣本(n)。由RX資料處理器174進行之處理通常取決於在單載體訊號中所發送之資料的類型(例如，訊務資料、訊號傳輸、導引等等)。其它或另外，RX資料處理器174可如由圖1B中之虛線所指示來獲得來自接收器單元154之接收樣本r(n)，並可對此等接收樣本執行時域處理以獲得所要輸出。
一控制器180對接收台150進行指揮運作。一記憶體單元182儲存由控制器180所使用之程式碼及資料。
為清晰起見，圖1A及圖1B展示用於由傳輸台110處之兩個TX資料處理器120及122與由接收台150處之兩個RX資料處理器170及174所執行之單載體訊號與多載體訊號的資料處理。用於單載體及多載體訊號之資料處理亦可藉由傳輸台110及接收台150之每一者處之單一資料處理器來執行。
圖2A展示一可用於該系統之OFDM子頻帶結構。該系統具有一為W MHz之總系統頻寬，該總系統頻寬係使用OFDM而被分割為K個正交子頻帶。鄰近子頻帶之間的間距為W/K MHz。在一譜頻整型的OFDM系統中，K個總子頻帶中僅有U個子頻帶可用於資料及導引傳輸，且此等U個子頻帶稱為可用子頻帶，其中U<K。剩餘之G個子頻帶未用於資料或導引傳輸且用作保護子頻帶，其中K=U+G。
圖2B展示具有由虛線所指示之保護子頻帶之OFDM子頻帶結構。U個可用子頻帶通常居中於系統運作頻帶之中間部分。G個保護子頻 帶通常包括位於DC處之一或多個子頻帶及位於兩個頻帶邊緣處之大約相同數量之子頻帶。該等頻帶邊緣處之保護子頻帶允許該系統滿足其頻譜罩幕需求。
圖3展示傳輸台110處之多載體TX資料處理器120及多載體調變器128之一實施例的方塊圖。在TX資料處理器120內，一編碼器/交錯器310基於一選定編碼機制來編碼資料並產生碼位元(code bit)。編碼器/交錯器310基於一交錯機制來進一步交錯該等碼位元以達成時間及/或頻率分集。一符號映射單元312基於一選定調變機制來映射交錯位元並提供資料符號，該等資料符號表示為s(k)。一串行-並行轉換器314接收資料符號，並將此等資料符號映射至可用於資料傳輸之U個子頻帶上。一零插入單元318為該等G個保護子頻帶之每一個插入一零符號(其為零訊號值)，並為每一OFDM符號週期提供K個傳輸符號x(k)。每一傳輸符號可為一資料符號、一導引符號或一零符號。若多載體訊號正被傳輸，則多工器126將傳輸符號自TX資料處理器120傳遞至多載體調變器128。
在多載體調變器128內，一反向快速傅裏葉變換(IFFT)單元320在每一OFDM符號週期中為K個總子頻帶接收K個傳輸符號，使用一K點IFFT將該等K個傳輸符號變換至時域，且提供一含有K個時域樣本之變換符號。每一時域樣本為一將在一樣本週期中傳輸之複值。一並行-串行轉換器322為每一變換符號串行化K個樣本。一循環前置項產生器324重複每一變換符號之一部分(或C個樣本)以形成一含有K+C個樣本之OFDM符號。循環前置項係用於對抗由頻率選擇性衰減所引起之符號間干擾(ISI)，其為一在經由整個系統頻寬變化之頻率回應。一OFDM符號週期為一OFDM符號之持續時間且等於K+C個樣本週期。IFFT單元320、並行-串行轉換器322及循環前置項產生器324通常稱為一OFDM調變器。
一脈衝整型濾波器326接收來自循環前置項產生器324之OFDM符號，根據一脈衝回應g(n)篩選該OFDM符號，且提供輸出樣本，該等輸出樣本可表示為y(n)。濾波器326執行脈衝整型或開視窗，使得該等輸出樣本與由該系統所強加之頻譜罩幕一致。可藉由一有限脈衝回應(FIR)濾波器、一無限脈衝回應(IIR)濾波器或某些其它類型的濾波器來實施濾波器326。
圖4展示SC-MC轉換器124及多載體調變器128之一實施例的方塊圖，其代表一用於使用多載體調變來傳輸單載體訊號之實施例。對於此實施例，SC-MC轉換器124內之一分割單元410接收用於單載體訊號之時域資料樣本d(n)並將此等資料樣本分割為若干片段。每一片段含有多達K個將在一OFDM符號週期中發送之資料樣本。對於具有少於K個資料樣本之每一片段，分割單元410插入充分數量之零樣本(其為零樣本值)以為該片段獲得K個總樣本。因此將單載體訊號斷分為若干片段，每一片段具有一與一OFDM符號相容之長度。每一片段係以一OFDM符號來發送。一片段亦可稱為一區塊、一子區塊或某其它術語。
一串行-並行轉換器414接收將在每一OFDM符號週期中被發送之K個時域樣本並以並行形式提供該等樣本。一快速傅裏葉變換(FFT)單元416為每一OFDM符號週期接收K個樣本，使用一K點FFT將該等K個資料樣本變換至頻域，且為K個總子頻帶提供K個頻域符號。K個頻域符號及K個時域樣本為單載體訊號中所發送之相同資訊之不同表示。然而，頻域表示以一適於多載體調變之格式表達單載體訊號。
每一片段之時域資料樣本d(n)可能在兩個頻帶邊緣處之保護子頻帶上具有某些能量。為了與OFDM傳輸一致，可藉由將此等保護子頻帶設定為零來移除保護頻帶處之時域資料樣本之頻率組份。一零插入單元418為K個總子頻帶接收K個頻域符號，為U個可用子頻帶傳遞U 個頻域符號，使用零符號來為G個保護子頻帶替代G個頻域符號，且為每一OFDM符號週期提供K個轉換符號c(k)。每一轉換符號可為一頻域符號或一零符號。可使用相同方式為單載體訊號與多載體訊號兩者執行對於G個保護子頻帶之零插入。由SC-MC轉換器124為單載體訊號所產生之轉換波形因此與由TX資料處理器120為多載體訊號所產生之OFDM波形相容，意即，該等兩波形具有相同頻譜特徵。然後可以與該OFDM波形之方式相同的方式來處理該轉換波形。若單載體訊號正被傳輸，則多工器126將轉換符號c(k)自SC-MC轉換器124傳遞至多載體調變器128。
在一第一實施例中，多載體調變器128以上文為多載體訊號之傳輸符號x(k)所描述之方式來處理單載體訊號之轉換符號c(k)。每一OFDM符號週期之K個轉換符號係藉由IFFT單元320使用一K點IFFT而變換至時域，藉由並行-串行轉換器322而串行化，藉由循環前置項產生器324而與C個樣本之一循環前置項附加，且藉由脈衝整型濾波器326而被篩選以產生單載體訊號之輸出樣本。在一第二實施例中，單元320、322及326如第一實施例中處理轉換符號c(k)，但循環前置項產生器324沒有為單載體訊號附加任何循環前置項。在一第三實施例中，單元320、322及326如第一實施例中處理轉換符號c(k)，但循環前置項產生器324為單載體訊號附加不同長度之(例如，縮短或延長)循環前置項。大體而言，可使用無循環前置項、一具有少於C個樣本之縮短循環前置項、一具有C個樣本之規則循環前置項、或一具有多於C個樣本之延長循環前置項來附加單載體訊號。若該單載體訊號在時域中是一連續訊號，則可以一適當之方式來取樣該單載體訊號以說明可為每一OFDM符號而插入之任何循環前置項。
對於多載體訊號，藉由(1)兩個頻帶邊緣處之保護子頻帶之零插入與(2)脈衝整型濾波器326之頻率回應的組合來滿足用於系統之頻譜 罩幕。若將資料樣本d(n)直接應用於一可滿足相同頻譜罩幕之單載體脈衝整型濾波器，則此單載體脈衝整型濾波將需要具有一可在沒有保護子頻帶下之零插入之益處的情況下單獨滿足頻譜罩幕的頻率回應。該單載體脈衝整型濾波器因而可比具有保護子頻帶之零插入之益處的脈衝整型濾波器326更加複雜。此外，不同地理區域(例如，不同城市或國家)中之系統之不同佈署可具有不同頻譜罩幕需求。此等不同頻譜罩幕可需求用於單載體脈衝整型濾波器之不同係數，其可能進一步複雜化傳輸器設計。
藉由使用統一脈衝整型技術，由IFFT單元320、並行-串行轉換器322、循環前置項產生器324及脈衝整型濾波器326所進行之處理對於多載體訊號之傳輸符號x(k)與單載體訊號之轉換符號c(k)兩者可能相同。因此可以一統一方式為單載體波形與多載體波形兩者執行脈衝整型。以此方式可大大地簡化用於兩種類型之訊號之脈衝整型並慮及具有多載體波形之任何波形之簡易多工。統一脈衝整型減小傳輸器複雜性並簡化傳輸器設計，尤其是在必須滿足多個頻譜罩幕時。例如，可藉由(1)改變保護子頻帶之數量並使用相同脈衝整型濾波器或(2)保持相同數量之保護子頻帶並改變脈衝整型濾波器而容易滿足不同頻譜罩幕。在任何情況下，單一脈衝整型濾波器可用於單載體訊號與多載體訊號兩者。
單載體訊號可載運任何類型之資料，諸如訊務資料、訊號傳輸、導引等等。舉例而言，該單載體訊號可為一可用於各種功能之導引，該等功能諸如時間同步、頻率誤差估計、傳輸器識別、通道估計等等，或其任何組合。單載體訊號可具有某些所需的暫態特徵，該等特徵可使該訊號有益於擷取、系統接取等等。該單載體訊號亦可用於一用來載運訊號傳輸之額外負擔通道(overhead channel)，該訊號傳輸諸如確認(ACK)、功率控制指令、速率或訊雜比(SNR)資訊、資源請 求等等。
圖3及圖4展示一實施例，其中單載體訊號與多載體訊號分時多工(TDM)，且兩種類型之訊號係在不同OFDM符號週期中傳輸。亦可以其它方式來多工或組合單載體訊號與多載體訊號。例如，該單載體訊號可與該多載體訊號分頻多工(FDM)，使得兩種類型之訊號係在相同OFDM符號週期中之不同子頻帶上發送。該單載體訊號亦可與該多載體訊號分碼多工(CDM)，使得兩種類型之訊號係同時在相同OFDM符號週期中傳輸。在此情況下，單載體訊號之資料可使用一正交程式碼(或一偽隨機數(PN)程式碼)來倍增，使用一判定用於該單載體訊號之功率量之增益來定標，且使用多載體訊號來相加。大體而言，可使用各種機制來多工或組合單載體訊號與多載體訊號。不同的多工機制可更適於不同類型之在單載體訊號上發送之資料。可使用TDM、FDM及/或CDM在單載體訊號上發送一導引。
圖5展示接收台150處之多載體解調變器160及多載體RX資料處理器170之一實施例的方塊圖。在多載體解調變器160內，一循環前置項移除單元510為每一OFDM符號週期獲得K+C個接收樣本，移除循環前置項，且為每一接收變換符號提供K個接收樣本。一串行-並行轉換器512以並行形式提供K個接收樣本。一FFT單元514使用一K點FFT將K個接收樣本變換至頻域，並為K個總子頻帶提供K個接收符號(k)。若多載體訊號正被接收，則解多工器162將接收符號自多載體解調變器160傳遞至多載體RX資料處理器170。
在RX資料處理器170內，一零移除單元520移除用於保護子頻帶之接收符號並提供用於可用子頻帶之接收符號。一並行-串行轉換器524串行化來自單元520之接收符號。一符號解映射器/偵測器526對具有通道估計之接收符號執行資料偵測(例如，匹配篩選、均等化等等)並提供偵測符號(k)，該等偵測符號為由傳輸台110所產生之資料符 號s(k)之估計。一解交錯器/解碼器528然後解交錯及解碼該等偵測符號(k)並提供用於多載體訊號之解碼資料。
圖6展示接收台150處之MC-SC轉換器172之一實施例的方塊圖。多載體解調變器160如上文為圖5所描述來處理接收樣本並為K個總子頻帶提供接收符號(k)。然而，由單元510所執行之循環前置項移除取決於傳輸台110為單載體訊號而插入之循環前置項(若存在)。例如，若沒有為該單載體訊號附加循環前置項，則單元510可省去該循環前置項移除。視由傳輸台110所附加之循環前置項之長度而定，單元510亦可移除用於每一接收OFDM符號之一縮短循環前置項、一正常循環前置項或一延長循環前置項。大體而言，視用於單載體訊號之接收器處理而定，單元510可或也許不移除用於該單載體訊號之循環前置項。若該單載體訊號正被接收，則解多工器162將接收符號自多載體解調變器160傳遞至MC-SC轉換器172。
在MC-SC轉換器172內，一零替代單元620使用零符號來為G個保護子頻帶替代接收符號，並為K個總子頻帶提供接收符號及零符號。一IFFT單元622為每一OFDM符號週期獲得K個符號，使用一K點IFFT將此等K個符號變換至時域，且提供K個時域轉換樣本。一並行-串行轉換器624串行化來自IFFT單元622之K個轉換樣本並提供一轉換樣本片段。一組合單元626為每一OFDM符號週期(其中傳輸單載體訊號)獲得轉換樣本片段，並在對應於由傳輸台110所插入之填塞之片段中移除轉換樣本。若適當之，則組合單元626亦串聯為不同OFDM符號週期所獲得之轉換樣本片段，並提供用於單載體訊號之轉換樣本(n)。 該等轉換樣本(n)為由傳輸台110所發送之資料樣本d(n)之估計。
單載體RX資料處理器174以一互補於由傳輸台110處之單載體TX資料處理器122所執行之處理之方式來處理單載體訊號的轉換樣本(n)。例如，若該單載體訊號載運訊號傳輸或訊務資料，則RX資料 處理器174可執行資料偵測、解交錯及解碼。若該單載體訊號載運一導引，則RX資料處理器174亦可執行時間同步、頻率估計、通道估計等等。
圖7展示單載體RX資料處理器174之一實施例之方塊圖，該單載體RX資料處理器處理一在單載體訊號中發送之導引。處理器174係用於一例示性導引傳輸機制，藉以該導引係由L個資料樣本之多個相同序列組成。此等多個樣本序列可藉由以下步驟來獲得：(1)在一OFDM符號週期中之每第m子頻帶上傳輸L個導引符號，其中m>1及L=K/m；或(2)在多個OFDM符號週期中傳輸相同組之導引符號，其中L=K。在此實例中，單載體訊號與多載體訊號分時多工。
如圖7所示，RX資料處理器174可獲得直接來自接收器單元154之接收樣本r(n)。在RX資料處理器174內，一延遲相關器712為每一樣本週期執行接收樣本r(n)與延遲接收樣本r(n-L)之間的相關，並產生一指示用於彼樣本週期之接收導引之能量的相關結果。訊框偵測器714接收用於不同樣本週期之相關結果，並偵測單載體訊號中導引之存在。若週期性地(例如，在每一訊框開始時)發送該導引，則訊框偵測器714基於所偵測之導引來提供訊框時序。
一通道估計器716亦可獲得直接來自接收器單元154之接收樣本r(n)及來自偵測器714之訊框時序。通道估計器716基於用於導引之接收樣本來導出通道回應之估計，如由該訊框時序所指示。如此項技術中已知，可以各種方式來執行通道估計。通道估計器716提供用於由圖5中RX資料處理器170內之符號解映射器/偵測器526所進行之資料偵測的通道估計。
亦如圖7中所示，延遲相關器712及通道估計器716可接收及處理來自MC-SC轉換器172之轉換樣本(n)而不是來自接收器單元154之接收樣本r(n)。延遲相關器712及通道估計器716亦可處理來自圖6中之解 多工器162之接收符號(k)或來自圖6中之零替代單元620之接收符號。
大體而言，對於單載體訊號，接收台150可處理來自接收器單元154之接收樣本r(n)、來自解多工器162之接收符號(k)、或來自MC-SC轉換器172之轉換樣本(n)。由接收台150為單載體訊號所執行之處理取決於在此訊號上所發送之資料的類型(例如，訊務資料、訊號傳輸或導引)。若接收台150處理接收符號(k)或轉換樣本(n)，則多載體解調變器160內之循環前置項移除單元510移除藉由傳輸台110處之多載體調變器128而附加至單載體訊號之每一OFDM符號之循環前置項(若存在)。
圖8展示一用於使用多載體調變及統一脈衝整型技術來傳輸單載體訊號/波形之過程800。將單載體/輸入波形分割為至少一輸入片段，其中每一輸入片段含有多達K個樣本(步驟812)。若需要，則使用充分數量之零樣本來填塞每一輸入片段以形成一含有K個樣本之對應填塞片段(步驟814)。將每一填塞片段自時域變換至頻域(例如，使用K點FFT)以產生一具有K個符號之對應頻域片段(步驟816)。對於每一頻域片段，將對應於保護子頻帶之符號設定為零(步驟818)。將每一頻域片段(對於保護子頻帶具有零)自頻域變換至時域(例如，使用K點IFFT)以產生一對應時域片段，該對應時域片段亦稱為一變換符號(步驟820)。視系統設計而定，可或也許不將一循環前置項附加至每一時域片段(步驟822)。然後使用一脈衝整型回應來篩選每一時域片段以產生一輸出訊號/波形(步驟824)。選擇該脈衝整型回應以滿足該系統之頻譜罩幕。
圖9展示一用於接收一使用多載體調變及統一脈衝整型技術而發送之單載體訊號/波形之過程900。獲得至少一接收OFDM符號。若為每一接收OFDM符號附加一循環前置項，則移除此循環前置項以獲得 一對應接收變換符號(步驟912)。將每一接收變換符號自時域變換至頻域(例如，使用K點FFT)以產生一具有K個符號之對應頻域片段(步驟914)。對於每一頻域片段，將對應於保護子頻帶之符號設定為零(步驟916)。將每一頻域片段(對於保護子頻帶具有零)自頻域變換至時域(例如，使用K點IFFT)以產生一對應時域片段(步驟918)。若傳輸台填塞任何片段，則移除對應於該填塞之每一時域片段中之樣本(步驟920)。組合用於該(該等)接收OFDM符號之該(該等)時域片段以產生一用於傳輸單載體訊號/波形的接收訊號/波形(步驟922)。
圖9展示一種處理一使用多載體調變而發送之單載體訊號之方法。亦可以其它方式來處理此單載體訊號。接收器可以頻域與時域兩者來處理該單載體訊號(如圖9所示)。該接收器亦可完全以時域來處理該單載體訊號，且視接收器處理而定，可或也許不移除循環前置項。
如圖1A所示，可將本文所描述之統一脈衝整型技術用於一裝備有單一天線之傳輸台。亦可將此等技術用於一裝備有多個天線之傳輸台。在此情況下，可將一多載體調變器128用於多天線台處之每一天線。
可藉由各種方法來實施本文所描述之統一脈衝整型技術。例如，可以硬體、軟體或其組合來實施此等技術。對於一硬體實施，在一傳輸台處，可在以下各項內實施用於處理單載體訊號及執行統一脈衝整型之處理單元：一或多個特殊應用積體電路(ASIC)、數位訊號處理器(DSP)、數位訊號處理器件(DSPD)、可程式化邏輯器件(PLD)、現場可程式化閘極陣列(FPGA)、處理器、控制器、微控制器、微處理器、其它被設計成執行本文所描述之功能的電子單元、或其組合。在一接收台處，亦可在一或多個ASIC、DSP、處理器等等內實施用於處理使用統一脈衝整型而發送之訊號的處理單元。
對於一軟體實施，可使用執行本文所描述之功能的模組(例如，程序、函數等等)來實施統一脈衝整型技術。軟體程式碼可儲存於一記憶體單元(例如，圖1A中之記憶體單元142或圖1B中之記憶體單元182)中，且其可藉由一處理器(例如，控制器140或180)來執行。可在該處理器內部或該處理器外部來實施該記憶體單元。
提供所揭示實施例之以上描述以使任何熟習此項技術者能夠做出或使用本發明。熟習此項技術者將容易明白對此等實施例之各種修改，且本文所界定之一般原理可應用於其它實施例而不脫離本發明之精神或範疇。因而，本發明並不意欲限於本文所示之實施例，而是符合與本文所揭示之原理及新穎特徵一致的最廣範疇。
110‧‧‧傳輸台
120‧‧‧多載體TX資料處理器
122‧‧‧單載體TX資料處理器
124‧‧‧單載體-多載體(SC-MC)轉換器
126‧‧‧多工器
128‧‧‧多載體調變器
132‧‧‧傳輸器單元(TMTR)
134‧‧‧天線
140‧‧‧控制器
142‧‧‧記憶體單元
150‧‧‧接收台
152‧‧‧天線
154‧‧‧接收器單元(RCVR)
160‧‧‧多載體解調變器
162‧‧‧解多工器(Demux)
170‧‧‧多載體RX資料處理器
172‧‧‧多載體-單載體(MC-SC)轉換器
174‧‧‧單載體RX資料處理器
180‧‧‧控制器
182‧‧‧記憶體單元

Claims (19)

  1. 一種在一通訊系統中處理波形之方法，其包含：將一單載體波形轉換為一多載體格式；及對該轉換單載體波形執行多載體調變以產生一第一輸出波形。
  2. 如請求項1之方法，其中該將該單載體波形轉換為該多載體格式包含：將該單載體波形分割為至少一輸入片段；及將該至少一輸入片段自時域變換至頻域。
  3. 如請求項1之方法，其中該對該轉換單載體波形執行多載體調變包含：將用於該轉換單載體波形之至少一頻域片段自頻域變換至時域以產生至少一時域片段；及篩選該至少一時域片段以產生該第一輸出波形。
  4. 如請求項1之方法，其進一步包含：對一多載體波形執行多載體調變以產生一第二輸出波形。
  5. 如請求項4之方法，其進一步包含：多工該第一輸出波形及該第二輸出波形。
  6. 一種在一通訊系統中之裝置，其包含：一轉換器，其可運作以將一單載體波形轉換為一多載體格式；及一調變器，其可運作以對該轉換單載體波形執行多載體調變以產生一第一輸出波形。
  7. 如請求項6之裝置，其中該調變器進一步可運作以對一多載 體波形執行多載體調變以產生一第二輸出波形。
  8. 如請求項7之裝置，其進一步包含：一多工器，其可運作以多工該第一輸出波形及該第二輸出波形。
  9. 如請求項6之裝置，其進一步包含：一脈衝整型濾波器，其可運作以基於一由一頻譜罩幕所判定之脈衝整型回應對該調變器之一輸出執行篩選。
  10. 如請求項6之裝置，其中該單載體波形係用於一導引。
  11. 如請求項6之裝置，其中該系統使用正交分頻多工(OFDM)，且其中每一輸入片段具有一與一OFDM符號相容之長度。
  12. 一種在一通訊系統中之裝置，其包含：用於將一單載體波形轉換為一多載體格式之構件；及用於對該轉換單載體波形執行多載體調變以產生一第一輸出波形之構件。
  13. 如請求項12之裝置，其進一步包含：用於對一單載體波形執行多載體調變以產生一第二輸出波形之構件。
  14. 如請求項12之裝置，其進一步包含：用於多工該第一輸出波形及該第二輸出波形之構件。
  15. 一種在一通訊系統中接收一波形之方法，其包含：接收一包含一已轉換為一多載體格式並使用多載體調變進行處理之單載體波形的輸入波形；及處理該輸入波形以恢復該單載體波形。
  16. 如請求項15之方法，其中該處理該輸入波形包含：對該輸入波形執行多載體解調變以產生一多載體波形； 及處理該多載體波形以獲得該單載體波形。
  17. 如請求項16之方法，其中該執行多載體解調變包含：移除至少一接收正交分頻多工(OFDM)符號之每一者中之一循環前置項以獲得一對應接收變換符號；將至少一接收變換符號自時域變換至頻域以產生至少一頻域片段；及將每一頻域片段中之至少一符號設定為零。
  18. 如請求項17之方法，其中該處理該多載體波形包含：將對於每一頻域片段具有至少一零之該至少一頻域片段自該頻域變換至該時域以產生至少一時域片段；及組合該至少一時域片段以恢復該單載體波形。
  19. 如請求項15之方法，其中該處理該輸入波形包含完全以時域來處理該輸入波形以恢復該單載體波形。
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