TW202410672A

TW202410672A - 生成各種波形的裝置

Info

Publication number: TW202410672A
Application number: TW112113274A
Authority: TW
Inventors: 郭君玄; 明熙范
Original assignee: 聯發科技股份有限公司
Priority date: 2022-04-18
Filing date: 2023-04-10
Publication date: 2024-03-01
Also published as: WO2023202380A1

Abstract

本發明的各方面提供了一種被配置為生成多種波形的裝置。例如，裝置可以包括複數個彼此串聯耦接的可重用組件。可重用組件被配置為生成第一波形。裝置還可以包括與可重用組件串聯耦接的可繞過組件。可繞過組件可以為可繞過的，或者可配置為與可重用組件一起操作以生成與第一波形不同的第二波形。裝置還可以包括耦接於可重用組件和可繞過組件的繞過控制組件。繞過控制組件可以被配置為使得可繞過組件為繞過的並且可重用組件生成第一波形，或者被配置為使得可繞過組件為透過的並且可繞過組件和可重用組件生成第二波形。

Description

用於6G的統一且可配置的波形框架

本發明有關於行動通訊，以及，更具體地，有關於用於6G的統一且可配置的波形框架。

本文提供的先前技術描述是為了總體呈現本發明內容的背景。達到了本先前技術部分中描述的工作的程度的目前指定的發明人的工作，以及在提交時可能不符合先前技術的描述的各方面，既不明確也不暗示地承認作為相對於本發明的先前技術。

本發明的各方面提供了一種被配置為生成多種波形的裝置。例如，裝置可以包括複數個彼此串聯耦接的可重用組件。可重用組件可配置為生成第一波形。裝置還可以包括與可重用組件串聯耦接的可繞過組件。可繞過組件可以為可繞過的，或者可配置為與可重用組件一起操作以生成與第一波形不同的第二波形。裝置還可以包括耦接於可重用組件和可繞過組件的繞過控制組件。繞過控制組件可以被配置為使得可繞過組件為繞過的並且可重用組件生成第一波形，或者被配置為使得可繞過組件為透過的並且可繞過組件和可重用組件生成第二波形。

在實施例中，可重用組件可以包括子載波映射器、耦接於子載波映射器的快速傅裡葉逆變換（inverse fast Fourier transform，IFFT）模組以及耦接於IFFT模組的循環前綴（cyclic prefix，CP）插入模組，可繞過組件可以包括耦接於CP插入模組的濾波器，繞過控制組件可以包括濾波器開關，第一波形可以包括CP-正交分頻複用（CP-orthogonal frequency division multiplexing，CP-OFDM）波形，以及第二波形可以包括濾波後的OFDM（filtered-OFDM，f-OFDM）波形。

在實施例中，可重用組件還可以包括耦接於子載波映射器的調製模組，以及CP-OFDM波形可以具有星座整形。在另一實施例中，可繞過組件還可以包括耦接於調製模組和子載波映射器之間的快速傅裡葉變換（fast Fourier transform，FFT）模組，繞過控制組件還可以包括FFT開關，以及第二波形還可以包括離散傅裡葉變換-擴展-OFDM（discrete Fourier transform-spread-OFDM，DFT-s-OFDM）波形。在一些實施例中，可繞過組件還可以包括耦接於FFT模組和子載波映射器之間的頻域脈衝整形模組，繞過控制組件還可以包括整形開關，以及第二波形可以包括預編碼的脈衝整形的DFT-s-OFDM波形。在各種實施例中，裝置還可以包括採用基於網格（trellis-based）的Bahl-Cocke-Jelinek-Raviv（Bahl-Cocke-Jelinek-Raviv，BCJR）解碼演算法的解調模組。例如，調製模組可以包括在裝置的發送器中，以及解調模組可以包括在裝置的接收器中。

在實施例中，可重用組件可以包括子載波映射器、耦接於子載波映射器的IFFT模組以及耦接於IFFT模組的CP插入模組，可繞過組件可以包括耦接於子載波映射器的FFT模組，繞過控制組件可以包括FFT開關，第一波形可以包括CP-OFDM波形，以及第二波形可以包括DFT-s-OFDM波形。

在實施例中，可重用組件還可以包括耦接於FFT模組的調製模組，以及CP-OFDM波形可以具有星座整形。在另一實施例中，可繞過組件還可以包括耦接於CP插入模組的濾波器，繞過控制組件還可以包括濾波器開關，以及第二波形還可以包括f-OFDM波形和預編碼的DFT-s-OFDM波形。在一些實施例中，可繞過組件還可以包括耦接於FFT模組和子載波映射器之間的頻域脈衝整形模組，繞過控制組件還可以包括整形開關，以及第二波形還可以包括預編碼的脈衝整形的DFT-s-OFDM波形。

在實施例中，可重用組件可以包括調製模組、耦接於調製模組的FFT模組、耦接於FFT模組的子載波映射器、耦接於子載波映射器的IFFT模組以及耦接於IFFT模組的CP插入模組，可繞過組件可以包括耦接於FFT模組和子載波映射器之間的頻域脈衝整形模組，繞過控制組件可以包括整形開關，第一波形可以包括預編碼的DFT-s-OFDM波形，以及第二波形可以包括預編碼的脈衝整形的DFT-s-OFDM波形。

在實施例中，預編碼的脈衝整形的DFT-s-OFDM波形可以為連續脈衝調製-DFT-s-OFDM（continuous pulse modulation-DFT-s-OFDM，CPM-DFT-s-OFDM）波形、約束包絡CPM（constrained envelop CPM，CeCPM）波形或TC-DFT-s-OFDM（Trellis-Coded--DFT-s-OFDM）波形。在另一實施例中，調製模組可以採用游程長度受限碼（run-length-limited code）。在一些實施例中，可繞過組件還可以包括耦接於CP插入模組的濾波器，繞過控制組件還可以包括濾波器開關，以及第二波形還可以包括GFDM波形。

在實施例中，可重用組件可以包括調製模組、耦接於調製模組的FFT模組、耦接於FFT模組的頻域脈衝整形模組、耦接於FFT模組的子載波映射器、耦接於子載波映射器的IFFT模組以及耦接於IFFT模組的CP插入模組，可繞過組件可以包括耦接於CP插入模組的濾波器，繞過控制組件可以包括濾波器開關，第一波形可以包括預編碼的脈衝整形的DFT-s-OFDM波形，以及第二波形可以包括GFDM波形。

在實施例中，可重用組件可以包括調製模組，可繞過組件可以包括濾波器，繞過控制組件可以包括濾波器開關，第一波形可以包括調製的波形，以及第二波形可以包括開關鍵控（on-off keying，OOK）波形。在另一實施例中，可重用組件可以包括調製模組和濾波器，可繞過組件可以包括子載波映射器以及耦接於子載波映射器的發送IFFT模組，第一波形可以包括OOK波形，以及第二波形可以包括峰值頻移鍵控（frequency shift keying，FSK）波形。在一些實施例中，可繞過組件還可以包括耦接於發送IFFT模組和濾波器之間的CP插入模組，繞過控制組件還可以包括CP插入開關，以及第二波形還可以包括CP-OFDM波形。

注意，發明內容部分並未指定本發明或需求保護的發明的每個實施例和/或增量的新穎方面。相反，發明內容僅提供不同實施例和相對於傳統技術的相應新穎點的初步討論。對於本發明和實施例的附加細節和/或可能的觀點，讀者可參見下文進一步討論的本發明的具體實施方式部分和對應的附圖。

在6G技術的開發期間，提出了多種波形和調製技術，例如，循環前綴正交分頻複用（CP-OFDM）、濾波OFDM（f-OFDM）以及等等，以滿足不同的功能需求，例如，高MIMO階數、高頻譜/功率效率、低處理複雜度、低峰值與平均功率比（peak to average power ratio，PAPR）、支援TDD系統和超可靠低時延（ultra-reliable low latency，URLLC）使用場景的高時間當地語系化、可接受的複雜性和低的帶外（low out-of-band，OOB）發射（OOB emission，OOBE），以適用於覆蓋陸地網路（terrestrial network，TN）和非陸地網路（non-terrestrial network，NTN）兩者的下行鏈路（DL）、上行鏈路（UL）和側鏈路（SL）不同頻段的各種使用場景。6G通訊系統中還引入了新的使用場景，例如，聯合通訊、定位和感測、低解析度ADC以及等等。

找到在所有6G KPI上都表現良好的單個波形是困難的。例如，CP-OFDM波形可以在頻譜效率和接收器複雜度之間提供良好的權衡。然而，由於PAPR較高，因此功率效率不高。作為另一示例，連續脈衝調製（continuous pulse modulation，CPM）波形，例如，高斯最小頻移鍵控（Gaussian minimum shift keying，GMSK）波形，表現出出色的功率效率，但是難以支援高頻譜效率。

在單個設備內支援複數個波形增加了複雜性和開銷。例如，能夠通訊和感測的設備可以包括用於通訊的CP-OFDM收發器和用於感測的獨立調頻連續波（frequency modulate continuous wave，FMCW）雷達收發器。

第1圖係依據本發明的第一實施例的被配置為透過配置或繞過組件來發送和接收各種波形的示例性裝置100（例如，收發器）的功能框圖。例如，收發器100可以被配置為發送和接收CP-OFDM和f-OFDM波形。收發器100可以包括發送器100A和接收器100B。

在實施例中，發送器100A可以包括調製模組165A、耦接於調製模組165A的子載波映射器110A、耦接於子載波映射器110A的發送快速傅裡葉逆變換（transmitting inverse fast Fourier transform，Tx IFFT）模組120A、以及耦接於Tx IFFT模組120A的CP插入模組130A。調製模組165A可以接收由前向糾錯（forward error correction，FEC）編碼器190A透過以冗余方式向其附加糾錯碼或糾錯碼（error correction code or error correcting code，ECC）而編碼的輸入訊號，從而允許在接收器100B處糾正一些錯誤。在實施例中，調製模組165A可以使用諸如正交相移鍵控（quadrature phase shift keying，QPSK）、16進制正交幅度調製（quadrature amplitude modulation，QAM）、64-QAM、256-QAM、1024-QAM等的調製方案來對編碼的輸入訊號進行調製，並且生成星座符號（constellation symbol，CS）。在第1圖所示的示例實施例中，調製模組165A被示出為「未編碼的」調製模組165A，其是編碼為「標識碼」的「編碼的」調製模組165A的特例。

子載波映射器110A可以從調製模組165A接收CM。子載波映射器110A（也稱為資源元素映射器）可以將CS映射到頻域中的每個子載波上。例如，子載波映射器110A可以將CS映射到與分配用於資料傳輸的資源區塊（resource block，RB）相對應的資源元素（resource element，RE）。

Tx IFFT模組120A可以對映射到RE的CS執行IFFT，並且輸出作為時域訊號的資料的基帶訊號。CP插入模組130A可以將CP作為保護間隔附加到資料序列以形成CP-OFDM波形。例如，CP插入模組130A可以複製IFFT資料序列的最後部分並將其插入到IFFT資料序列的開始，從而防止可能由時延和反射導致的符號間幹擾（inter-symbol interference，ISI）和載波間幹擾（inter-carrier interference，ICI），從而即使在多徑通道中也可以保持正交性。CP的時間長度可以選擇為大於預期的通道時延擴展。無線發送單元180A可以用於將CP-OFDM波形轉換為射頻（radio-frequency，RF）類比訊號並發送RF類比訊號。

CP-OFDM波形可以用在5G NR系統的實體層中的下行鏈路和上行鏈路鏈中。CP-OFDM波形可用於單流和多流（例如，多輸入多輸出（multiple input multiple output，MIMO））傳輸。由於子載波正交重疊，CP-OFDM波形可以在RB中提供非常高的頻譜封裝效率，並且可以在網路運營商需要在密集的城市環境中最大化網路容量時使用。

由於時域中子載波的隨機添加，CP-OFDM波形具有高PAPR。由於這種高峰值，發送器100A處的功率放大器工作在導致失真和頻譜擴展的非線性區域中。此外，隨著子載波數量的增加，輸出功率的方差也增加。CP-OFDM波形還受到高OOBE的影響。

在實施例中，收發器100的發送器100A還可以包括發送濾波器（例如，時域採樣濾波器）140A和發送濾波器開關170A。在實施例中，發送濾波器140A可以被配置為處理OOBE（CP-OFDM波形的缺點之一），並且生成f-OFDM波形。例如，可以採用乘以韓恩視窗（Hann window）的同步脈衝作為發送濾波器140A。發送濾波器140A可以在整個頻帶上執行濾波，這提高了需要異步傳輸的應用中的CP-OFDM的性能。在實施例中，發送濾波器開關170A可以被配置為將CP插入模組130A連接到發送濾波器140A或者連接到無線發送單元180A。例如，發送濾波器開關170A可以被配置為將CP插入模組130A連接到無線發送單元180A，即，繞過發送濾波器140A（因此其可以被稱為可繞過組件），因此無線發送單元180A可以發送從CP插入模組130A生成的CP-OFDM波形。作為另一示例，發送濾波器開關170A可以被配置為將CP插入模組130A連接到發送濾波器140A，因此無線發送單元180A可以發送從發送濾波器140A生成的f-OFDM波形。

在收發器100中，子載波映射器110A、Tx IFFT模組120A和CP插入模組130A（其可以被稱為可重用組件）可以被重用以形成CP-OFDM和f-OFDM波形。

如f-OFDM的案例，通用濾波的多載波（Universal filtered multicarrier，UFMC）可以透過對子帶而不是整個頻帶應用濾波來組合CP-OFDM和f-OFDM。例如，可以基於多孚-契比雪夫（Dolph-Chebyshev）視窗來執行用於子帶方式處理的濾波操作。可以應用基於子帶的濾波來抑制子帶間幹擾，並且可以故意破壞每個子帶中連續的OFDM符號之間的時域正交性以實現較低的OOBE，而在其他方面的性能損失可以忽略不計。因此，可以支援跨子帶的異步傳輸。在UFMC中，濾波僅在發送器100A處完成。

接收器100B可以遵循發送器100A的相反操作。例如，接收器100B可以包括接收濾波器140B、耦接於接收器140B的CP去除模組130B、耦接於CP去除模組130B的接收（Rx）FFT模組120B、耦接於Rx FFT模組120B的子載波解映射器110B、耦接於子載波解映射器110B的頻域等化器150以及耦接於頻域等化器150的解調模組165B。從無線發送單元180A發送的類比訊號可以在無線接收單元180B處被接收並且被轉換成數位訊號，即，CP-OFDM和f-OFDM波形。在實施例中，接收器100B還可以包括接收濾波器開關170B，其可以被配置為將無線接收單元180B連接到接收濾波器140B或者連接到CP去除模組130B並且與發送濾波器開關170A相關聯功能。例如，當發送濾波器開關170A被配置為將CP插入模組130A連接到無線發送單元180A，即繞過發送濾波器140A，從而發送器100A發送CP-OFDM波形時，接收濾波器開關170B被配置為將無線接收單元180B連接到CP去除模組130B，即繞過接收濾波器140B。作為另一示例，當發送濾波器開關170A被配置為將CP插入模組130A連接到發送濾波器140A並且因此發送器100A發送f-OFDM波形時，接收濾波器開關170B被配置為將無線接收單元180B連接到接收濾波器140B。在實施例中，CP去除模組130B可以去除在無線接收單元180B處轉換的CP-OFDM和f-OFDM波形的CP。Rx FFT模組120B可以在時域中對CP-OFDM和f-OFDM波形執行FFT，並在頻域中輸出它們各自的頻譜分量。子載波解映射器110B可以提取由子載波映射器110A映射到CS的子載波。頻域等化器150可以恢復在無線電通訊期間施加給CS的傳播通道變化。解調模組165B可以將CS解調並恢復為編碼的輸入訊號。FEC解碼器190B可以去除編碼的輸入訊號中的ECC，並恢復為原始輸入訊號在第1圖所示的示例實施例中，由於輸入訊號附加有標識碼，因此解調模組165B被示為「未編碼的」解調模組165B。

第2圖係依據本發明的第二實施例的被配置為透過配置或繞過組件來發送和接收各種波形的示例性裝置200（例如，收發器）的功能框圖。例如，收發器200可以被配置為發送和接收CP-OFDM和DFT-s-OFDM波形。與可用於下行鏈路和上行鏈路鏈的CP-OFDM波形不同，DFT-s-OFDM波形只能用於上行鏈路鏈。收發器200可以包括發送器200A和接收器200B。在實施例中，與收發器100的發送器100A相比，發送器200A還可以包括變換預編碼器（或稱為DFT單元，例如，發送（Tx）FFT模組）220A和Tx FFT開關270A，其中省略了發送濾波器開關170A和發送濾波器140A。為了防止PAPR的增加，在將訊號映射到子載波映射器110A之前發送器200A透過Tx FFT模組220A（即，DFT單元）傳遞資訊。在另一實施例中，與收發器100的接收器100B相比，接收器200B還可以包括接收（Rx）IFFT模組220B和Rx IFFT開關270B，其中美好省略了接收濾波器開關170B和接收濾波器140B。

在實施例中，可以在Tx FFT模組220A處從FEC編碼器190A接收編碼的輸入訊號。例如，調製模組165A可以使用諸如π/2-二進位相移鍵控（binary phase shift keying，BPSK）、QPSK、16-QAM、64-QAM、256-QAM、1024-QAM以及等等的調製方案來調製編碼的輸入訊號，以及生成CS。Tx FFT模組220A可以以特定方式擴展上行鏈路資料以降低波形的PAPR。在數學上，Tx FFT模組220A對上行鏈路資料執行DFT。在另一實施例中，Rx IFFT模組220B可以執行IFFT以及輸出作為時域訊號的資料的基帶訊號。

Tx FFT開關270A可以被配置為將CS載入到Tx FFT模組220A或子載波映射器110A。例如，Tx FFT開關270A可以被配置為將CS載入到子載波映射器110A，即繞過Tx FFT模組220A，因此無線發送單元180A可以發送CP-OFDM波形。作為另一示例，Tx FFT開關270A可以被配置為將CS載入到Tx FFT模組220A，因此無線發送單元180A可以發送DFT-s-OFDM波形。因此，Rx IFFT模組220B可以被配置為將頻域等化器150連接到Rx IFFT模組220B或者連接到解調器模組165B。例如，當Tx FFT開關270A被配置為將CS載入到子載波映射器110A，即繞過Tx FFT模組220A時，Rx IFFT開關270B應當被配置為將頻域等化器150連接到解調模組165B，即繞過Rx IFFT模組220B 作為另一示例，當Tx FFT開關270A被配置為將CS載入到Tx FFT模組220A時，Rx IFFT開關270B應當被配置為將頻域等化器150連接到Rx IFFT模組220B。

在收發器200中，子載波映射器110A、Tx IFFT模組120A和CP插入模組130A可以被重用以形成CP-OFDM和DFT-s-OFDM波形。

第3圖係依據本發明的第三實施例的被配置為透過配置或繞過組件來發送和接收各種波形的示例性裝置300（例如，收發器）的功能框圖。裝置300可以為裝置100和200的組合。透過配置發送濾波器開關170A、接收濾波器開關170B、Tx FFT開關270A和Rx IFFT開關270B，收發器300可以發送和接收CP-OFDM、f-OFDM、單載波頻域均衡（single-carrier frequency domain equalization，SC-FDE）和DFT-s-OFDM波形中的任意一種。與CP-OFDM相比，由於訊號PARR更低，DFT-s-OFDM波形可提供更好的功率放大器（power amplifier，PA）功率效率。對於SC-FDE波形，FFT 220A和120B以及IFFT 120A和220B的大小是相同的。與頻率選擇性通道的 CP-OFDM 波形相比，DFT-s-OFDM 波形具有更大的對稱資訊率（SIR）。然而，當使用線性最小均方誤差（LMMSE）等化器時，DFT-s-OFDM 波形的性能比 CP-OFDM 波形差。

第4圖係依據本發明的第四實施例的被配置為透過配置或繞過組件來發送和接收各種波形的示例性裝置400（例如，收發器）的功能框圖。收發器400可以包括發送器400A和接收器400B。在實施例中，收發器400與收發器100的不同之處在於，在發送器400A中，「未編碼的」調製模組165A被替換為「編碼的」調製模組165A，並且在接收機400B中，「未編碼的」解調模組165B被替換為「編碼的」解調模組165B，以利用星座整形來發送和接收CP-OFDM波形。在實施例中，星座整形可以集成到波形框架（即，發送器400A和接收機400B）中以增強頻譜效率。例如，星座整形可以包括網格星座整形器、區塊星座整形器等。在實施例中，當星座整形應用於QAM調製時，其可以提供高達1.53dB的整形增益。在一些實施例中，還可以使用非QAM調製來獲得整形增益。

第5圖係依據本發明的第五實施例的被配置為透過配置或繞過組件來發送和接收各種波形的示例性裝置500（例如，收發器）的功能框圖。收發器500可以包括發送器500A和接收器500B。在實施例中，收發器500與收發器300的不同之處在於，在發送器500A中，「未編碼的」調製模組165A被替換為「編碼的」調製模組165A，並且在接收器500B中，「未編碼的」解調模組165B被替換為「編碼的」解調模組165B，以發送和接收具有π/2-BPSK的1+D（delay unit）預編碼DFT-s-OFDM波形。

在實施例中，編碼的調製模組165A可以等效於4個狀態的網格編碼QPSK調製器，以及編碼的解調模組165B可以採用基於網格的Bahl-Cocke-Jelinek-Raviv（BCJR）演算法。因此，除了CP-OFDM和DFT-s-OFDM波形之外，收發器500還可以發送和接收1+D預編碼的DFT-s-OFDM波形。1+D預編碼的DFT-s-OFDM波形可被視為二進位CPM波形的近似值，例，如最小頻移鍵控（minimum shift keying，MSK）和高斯最小頻移鍵控（Gaussian minimum shift keying，GMSK）波形。

第6圖係依據本發明的第六實施例的被配置為透過配置或繞過組件來發送和接收各種波形的示例性裝置600（例如，收發器）。收發器600可以包括發送器600A和接收器600B。在實施例中，與裝置500的發送器500A相比，發送器600A還可以包括頻域脈衝整形模組650和整形開關670。

在實施例中，頻域脈衝整形模組650可以被配置為對從Tx FFT模組220A輸出的訊號進行整形，以主要透過限制其有效頻寬來減小PAPR和立方度量（cubic metric，CM）進而使訊號適合於透過通訊通道發送。例如，可以採用正交時頻空間（orthogonal time frequency space，OTFS）調製方案來在時域和頻域中定位訊號，從而使得即使通道處於高載波頻率（例如，毫米波）或具有高的多普勒，每個發送的符號也可以經歷接近恒定的通道增益。在實施例中，OTFS使用FFT作為其預編碼器以在DFT-s-OFDM調製之前跨時域擴展QAM符號。這提高了針對高度時間選擇性通道的魯棒性。作為另一示例，可以採用零交叉調製（zero crossing modulation，ZXM）調製方案，其使用游程長度受限（run-length limited，RLL）碼作為其預編碼器來在頻域脈衝整形的DFT-s-OFDM調製之前編碼零交叉之間的時間距離中的資訊。因此，收發器600可以發送和接收TC-DFT-s-OFDM、CPM-DFT-s-OFDM、約束包絡CPM（constrained envelop CPM，CeCPM）等。與PSK（矩形脈衝整形）調製方案相比，CPM由於其相對較低的頻譜旁瓣而被廣泛用於無線通訊系統中。

整形開關670可以被配置為將Tx FFT模組220A連接到子載波映射器110A（即，繞過頻域脈衝整形模組650），或者連接到頻域脈衝整形模組650。

第7圖係依據本發明的第七實施例的被配置為透過配置或繞過組件來發送和接收各種波形的示例性裝置700（例如，收發器）。收發器700可以包括發送器700A和接收器700B。在實施例中，與發送器600A相比，發送器700A可以省略整形開關670和Tx FFT開關270A，以及與接收器600B相比，接收器700B可以省略Rx IFFT開關270B。因此，收發器700還可以發送和接收通用的分頻複用（generalized frequency division multiplexing，GFDM）波形，例如，CP-OFDM和DFT-s-OFDM波形。在實施例中，編碼的調製模組165A可以採用p倍上採樣，即，在每個符號之後插入P-1個零。GFDM的每個子載波是利用頻域脈衝整形調製的DFT-s-OFDM（即，由頻域脈衝整形模組650執行）。與CP-OFDM相比，透過適當的頻域脈衝整形和子載波間隔選擇可以實現更高的頻譜效率。

第8圖係依據本發明的第八實施例的被配置為透過配置或繞過組件來發送和接收各種波形的示例性裝置800（例如，收發器）。收發器800可以包括發送器800A和接收器800B。在實施例中，與發送器600A相比，發送器800A還可以包括CP插入開關185A，以及與接收器600B相比，接收器800B還可以包括CP去除開關185B。例如，CP插入開關185A可以被配置為將Tx IFFT模組120A連接到CP插入模組130A或發送濾波器140A。作為另一示例，CP去除開關185B可以被配置為將接收濾波器140B連接到CP去除模組130B或連接到Rx FFT模組120B。因此，收發器800還可以發送和接收唯一字（unique-word，UW）DFT-s-OFDM波形，例如，透過配置CP去除開關185A以將Tx IFFT模組120A連接到發送濾波器140A，即，繞過CP插入模組130A，並且配置CP去除開關185B以將接收濾波器140B連接到Rx FFT模組120B，即繞過CP去除模組130B。UW DFT-s-OFDM波形具有與DFT-s-OFDM波形相似的PARR屬性，但已知後綴（suffix）（即唯一字）可用於符號獲取或通道估計。在實施例中，UW插入（以及可能的尾部抑制）可以在FFT之前完成，這相當於利用系統的、非線性的（仿射的）區塊碼對星座符號進行編碼。

第9圖係依據本發明的第九實施例的被配置為透過配置或繞過組件來發送和接收各種波形的示例性裝置900（例如，收發器）。收發器900可以包括發送器900A和接收器900B。在實施例中，與發送器100A相比，發送器900A可以省略CP插入模組130A，並且用編碼的調製模組165A代替未編碼的調製模組165A，以及與接收器100B相比，接收器900B可以省略CP去除模組130B和頻域等化器150，並且用編碼的解調模組165B代替未編碼的解調模組165B。因此，收發器900可以例如透過配置發送濾波器開關170A以將Tx IFFT模組120A連接到發送濾波器140A並且配置接收濾波器開關170B以將無線接收單元180B連接到接收濾波器140B來發送和接收尖峰FSK（peaky-FSK）波形。尖峰FSK是頻移鍵控（frequency shift keying，FSK）和開關鍵控（on-off keying，OOK）的組合。由於FSK是正交訊號構造的特例，所以peaky-FSK的頻譜效率通常較低。在實施例中，編碼的調製模組165A可以採用將資訊位元映射到子載波索引或無傳輸的非線性碼。例如，非線性碼可以具有log2（N+1）/N的碼率，其中N是子載波的數量。

第10圖係依據本發明的第十實施例的被配置為透過配置或繞過組件來發送和接收各種波形的示例性裝置100（例如，收發器）。收發器1000可以包括發送器1000A和接收器1000B。在實施例中，與發送器900A相比，發送器1000A可以省略子載波映射器110A和Tx IFFT模組120A，以及與接收器900B相比，接收器1000B可以省略Rx FFT模組120B和子載波解映射器110B。因此，收發器900可以例如透過配置發送濾波器開關170A以將編碼的調製模組165A連接到發送濾波器140A並且配置接收濾波器開關170B以將無線接收單元180B連接到接收濾波器140B來發送和接收OOK波形。OOK是一種允許簡單Tx實施和功率高效PA操作的配置。在實施例中，編碼的調製模組165A可以採用線路碼（例如，米勒碼）以允許容易的同步。因此，編碼的解調模組165B可以使用簡單的非相干能量檢測來進行OOK解調。

第11圖係依據本發明第十一實施例的被配置為透過配置或繞過組件來發送和接收各種波形的示例性裝置1100（例如，收發器）。收發器1100可以包括發送器1100A和接收器1100B。裝置1100可以為裝置100至1000的組合。例如，發送器1100A可以包括編碼的調製模組165A、Tx FFT開關270A、Tx FFT模組220A、整形開關670、頻域脈衝整形模組650、子載波映射器110A、Tx IFFT模組120A、CP插入開關185A、CP插入模組130A、發送濾波器開關170A和發送濾波器140A。發送器1100A還可以包括子載波映射器開關195A，其被配置為將頻域脈衝整形模組連接到子載波映射器110A或者連接到CP插入模組130A。作為另一示例，接收器1100B可以包括接收濾波器開關170B、接收濾波器140B、CP去除開關185B、CP去除模組130B、Rx FFT模組120B、子載波解映射器110B、頻域等化器150、Rx IFFT開關270B、Rx IFFT模組220B和編碼解調器模組165B。接收器1100B還可以包括被配置為將CP去除模組130B連接到Rx FFT模組120B或連接到頻域等化器150的子載波解映射器開關195B、以及被配置為將頻域等化器150連接到頻域等化器150或連接到Rx IFFT模組220B的等化器開關155。透過配置發送濾波器開關170A、CP插入開關185A、子載波映射器開關195A、整形開關670、Tx FFT開關270A、接收濾波器開關170B、CP去除開關130B、子載波解映射器開關195B、等化器開關155和Rx IFFT開關270B，收發器1100可以透過重用編碼的調製模組165A、Tx FFT模組220A、頻域脈衝整形模組650、子載波映射器110A、Tx IFFT模組120A、CP插入模組130A、發送濾波器140A、接收濾波器140B、CP去除模組130B、Rx FFT模組120B、子載波解映射器110B、頻域等化器150、Rx IFFT模組220B以及編碼的解調模組165B，發送和接收CP-OFDM、f-OFDM、DFT-s-OFDM、1+D預編碼的DFT-s-OFDM、預編碼的、脈衝整形的DFT-s-OFDM、OOK、peaky-FSK、UW DFT-s-OFDM、SC-FDE以及GFDM波形中的任意一種。

在實施例中，發送濾波器開關170A、CP插入開關185A、子載波映射器開關195A、整形開關670、Tx FFT開關270A、接收濾波器開關170B、CP去除開關130B、子載波解映射器開關195B、等化器開關155以及Rx IFFT開關270B可以被配置為使得編碼的調製模組165A、Tx FFT模組220A、頻域脈衝整形模組650、子載波映射器110A和Tx IFFT模組120A、CP插入模組130A、發送濾波器140A、接收濾波器140B、CP去除模組130B、Rx FFT模組120B和子載波解映射器110B，頻域等化器150、Rx IFFT模組220B以及編碼的解調模組165B為透過的或繞過的，從而使得收發器1100發送和接收滿足某些特定需求的不同波形。例如，為了支援高階調製和MIMO，發送濾波器開關170A、CP插入開關185A、子載波映射器開關195A、整形開關670、Tx FFT開關270A、接收濾波器開關170B、CP去除開關130B、子載波解映射器開關195B、等化器開關155以及Rx IFFT開關270B可以被配置為使得編碼的調製模組165A、Tx FFT模組220A、頻域脈衝整形模組650、Rx IFFT模組220B和編碼的解調模組165B為繞過的，並且收發器1100可以發送和接收CP-OFDM和f-OFDM波形，從而允許收發器1100具有簡單的接收器設計，或者被配置為使得發送濾波器140A為繞過的，並且收發器1100可以發送和接收DFT-s-OFDM和OTFS波形，從而使得收發器1100具有可比較的性能。作為另一示例，發送濾波器開關170A、CP插入開關185A、子載波映射器開關195A、整形開關670、Tx FFT開關270A、接收濾波器開關170B、CP去除開關130B、子載波解映射器開關195B、等化器開關155和Rx IFFT開關270B可以被配置為使得收發器1100可以發送和接收具有CP開銷減少的GFDM波形、經由OOBE減少實現保護頻帶最小化的f-OFDM以及具有超奈奎斯特（faster than Nyquist，FTN）和非正交信令的GFDM和ZXM波形。

在實施例中，可以繞過裝置1100的頻域脈衝整形模組650，例如，裝置500。在另一實施例中，可以繞過裝置1100的Tx FFT模組220A、Rx IFFT模組220B和頻域脈衝整形模組650，例如，裝置400。

雖然已經結合作為示例提出的本發明的具體實施例描述了本發明的各方面，但是可以對示例進行替代、修改和變化。因此，本文中闡述的實施例旨在是說明性的而非限制性的。在不脫離所附申請專利範圍的情況下可以進行一些改變。

100,200,300,400,500,600,700,800,900,1000,1100:裝置 100A,200A,300A,400A,500A,600A,700A,800A,900A,1000A,1100A:發送器 100B,200B,300B,400B,500B,600B,700B,800B,900B,1000B,1100B:接收器 165A:調製模組 220A:Tx FFT模組 270A:Tx FFT開關 110A:子載波映射器 120A:Tx IFFT模組 130A:CP插入模組 140A:Tx濾波器 170A:發送濾波器開關 180A:無線發送單元 185A:CP插入開關 190A:FEC編碼器 195A:子載波映射器開關 150:頻域等化器 155:等化器開關 650:頻域脈衝整形模組 670:整形開關 165B:解調模組 220B:Rx IFFT模組 270B:Rx IFFT開關 110B:子載波解映射器 120B:Rx FFT模組 130B:CP去除模組 140B:Rx濾波器 170B:接收濾波器開關 180B:無線接收單元 185B:CP去除開關 190B:FEC解碼器 195B:子載波解映射器開關

將參考以下附圖詳細描述作為示例提出的本發明的各種實施例，其中相同的附圖標記表示相同的元件，並且其中：第1圖係依據本發明的第一實施例的被配置為透過配置或繞過組件來發送和接收各種波形的示例性裝置的功能框圖。第2圖係依據本發明的第二實施例的被配置為透過配置或繞過組件來發送和接收各種波形的示例性裝置的功能框圖。第3圖係依據本發明的第三實施例的被配置為透過配置或繞過組件來發送和接收各種波形的示例性裝置的功能框圖。第4圖係依據本發明的第四實施例的被配置為透過配置或繞過組件來發送和接收各種波形的示例性裝置的功能框圖。第5圖係依據本發明的第五實施例的被配置為透過配置或繞過組件來發送和接收各種波形的示例性裝置的功能框圖。第6圖係依據本發明的第六實施例的被配置為透過配置或繞過組件來發送和接收各種波形的示例性裝置的功能框圖。第7圖係依據本發明的第七實施例的被配置為透過配置或繞過組件來發送和接收各種波形的示例性裝置的功能框圖。第8圖係依據本發明的第八實施例的被配置為透過配置或繞過組件來發送和接收各種波形的示例性裝置的功能框圖。第9圖係依據本發明的第九實施例的被配置為透過配置或繞過組件來發送和接收各種波形的示例性裝置的功能框圖。第10圖係依據本發明的第十實施例的被配置為透過配置或繞過組件來發送和接收各種波形的示例性裝置的功能框圖。第11圖係依據本發明的第十一實施例的被配置為透過配置或繞過組件來發送和接收各種波形的示例性裝置的功能框圖。

100:裝置

100A:發送器

100B:接收器

165A:調製模組

110A:子載波映射器

120A:Tx IFFT模組

130A:CP插入模組

140A:Tx濾波器

170A:發送濾波器開關

180A:無線發送單元

190A:FEC編碼器

150:頻域等化器

165B:解調模組

110B:子載波解映射器

120B:Rx FFT模組

130B:CP去除模組

140B:Rx濾波器

170B:接收濾波器開關

180B:無線接收單元

190B:FEC解碼器

Claims

一種被配置為生成各種波形的裝置，該裝置包括：彼此串聯耦接的一個或複數可重用組件，該可重用組件被配置為生成一第一波形；與該可重用組件串聯耦接的一可繞過組件，該可繞過組件為可繞過的，或者被配置為與該可重用組件一起操作以生成與該第一波形不同的一第二波形；以及耦接於該可重用組件和該可繞過組件的一繞過控制組件，該繞過控制組件被配置為使得該可繞過組件為繞過的並且該可重用組件生成該第一波形，或者被配置為使得該可繞過組件為透過的並且該可繞過組件和該可重用組件生成該第二波形。
如請求項1所述的裝置，其中，該可重用組件包括一子載波映射器、耦接於該子載波映射器的一快速傅裡葉逆變換模組以及耦接於該快速傅裡葉逆變換模組的一循環前綴插入模組，該可繞過組件包括耦接於該循環前綴插入模組的一濾波器，該繞過控制組件包括一濾波器開關，該第一波形包括一循環前綴-正交分頻複用波形，以及該第二波形包括一濾波後的正交分頻複用波形。
如請求項2所述的裝置，其中，該可重用組件還包括耦接於該子載波映射器的一調製模組，以及該循環前綴-正交分頻複用波形具有星座整形。
如請求項3所述的裝置，其中，該可繞過組件還包括耦接於該調製模組和該子載波映射器之間的一快速傅裡葉變換模組，該繞過控制組件還包括一快速傅裡葉變換開關，以及該第二波形還包括一離散傅裡葉變換-擴展-正交分頻複用波形。
如請求項4所述的裝置，其中，該可繞過組件還包括耦接於該快速傅裡葉變換模組和該子載波映射器之間的一頻域脈衝整形模組，該繞過控制組件還包括一整形開關，以及該第二波形包括一預編碼的脈衝整形的離散傅裡葉變換-擴展-正交分頻複用波形。
如請求項4所述的裝置，其中，還包括：採用一基於網格的Bahl-Cocke-Jelinek-Raviv解碼演算法的一解調模組。例如，
如請求項6所述的裝置，其中，該調製模組包括在該裝置的一發送器中，以及該解調模組包括在該裝置的一接收器中。
如請求項1所述的裝置，其中，該可重用組件包括一子載波映射器、耦接於該子載波映射器的一快速傅裡葉逆變換模組以及耦接於該快速傅裡葉逆變換模組的一循環前綴插入模組，該可繞過組件包括耦接於該子載波映射器的一快速傅裡葉變換模組，該繞過控制組件包括一快速傅裡葉變換開關，該第一波形包括一循環前綴-正交分頻複用波形，以及該第二波形包括一離散傅裡葉變換-擴展-正交分頻複用波形。
如請求項8所述的裝置，其中，該可重用組件還包括耦接於該快速傅裡葉變換模組的一調製模組，以及該循環前綴-正交分頻複用波形具有星座整形。
如請求項9所述的裝置，其中，該可繞過組件還包括耦接於該循環前綴插入模組的一濾波器，該繞過控制組件還包括一濾波器開關，以及該第二波形還包括一濾波後的正交分頻複用波形以及一預編碼的離散傅裡葉變換-擴展-正交分頻複用波形。
如請求項10所述的裝置，其中，該可繞過組件還包括耦接於該快速傅裡葉變換模組和該子載波映射器之間的一頻域脈衝整形模組，該繞過控制組件還包括一整形開關，以及該第二波形還包括一預編碼的脈衝整形的離散傅裡葉變換-擴展-正交分頻複用波形。
如請求項1所述的裝置，其中，該可重用組件包括一調製模組、耦接於該調製模組的一快速傅裡葉變換模組、耦接於該快速傅裡葉變換模組的一子載波映射器、耦接於該子載波映射器的一快速傅裡葉逆變換模組以及耦接於該快速傅裡葉逆變換模組的一循環前綴插入模組，該可繞過組件包括耦接於該快速傅裡葉變換模組和該子載波映射器之間的一頻域脈衝整形模組，該繞過控制組件包括一整形開關，該第一波形包括一預編碼的離散傅裡葉變換-擴展-正交分頻複用波形，以及該第二波形包括一預編碼的脈衝整形的離散傅裡葉變換-擴展-正交分頻複用波形。
如請求項12所述的裝置，其中，該預編碼的脈衝整形的離散傅裡葉變換-擴展-正交分頻複用波形為一連續脈衝調製-離散傅裡葉變換-擴展-正交分頻複用波形、一約束包絡連續脈衝調製波形或一TC-離散傅裡葉變換-擴展-正交分頻複用波形。
如請求項12所述的裝置，其中，該調製模組採用一游程長度受限碼。
如請求項12所述的裝置，其中，該可繞過組件還包括耦接於該循環前綴插入模組的一濾波器，該繞過控制組件還包括一濾波器開關，以及該第二波形還包括一通用的分頻複用波形。
如請求項1所述的裝置，其中，該可重用組件包括一調製模組、耦接於該調製模組的一快速傅裡葉變換模組、耦接於該快速傅裡葉變換模組的一頻域脈衝整形模組、耦接於該快速傅裡葉變換模組的一子載波映射器、耦接於該子載波映射器的一快速傅裡葉逆變換模組以及耦接於該快速傅裡葉逆變換模組的一循環前綴插入模組，該可繞過組件包括耦接於該循環前綴插入模組的一濾波器，該繞過控制組件包括一濾波器開關，該第一波形包括一預編碼的脈衝整形的離散傅裡葉變換-擴展-正交分頻複用波形，以及該第二波形包括一通用的分頻複用波形。
如請求項1所述的裝置，其中，該可重用組件包括一調製模組，該可繞過組件包括一濾波器，該繞過控制組件包括一濾波器開關，該第一波形包括一調製的波形，以及該第二波形包括一開關鍵控波形。
如請求項1所述的裝置，其中，該可重用組件包括一調製模組和一濾波器，該可繞過組件包括一子載波映射器以及耦接於該子載波映射器的一發送快速傅裡葉逆變換模組，該第一波形包括一開關鍵控波形，以及該第二波形包括一峰值頻移鍵控波形。
如請求項18所述的裝置，其中，該可繞過組件還包括耦接於該發送快速傅裡葉逆變換模組和該濾波器之間的一循環前綴插入模組，該繞過控制組件還包括一循環前綴插入開關，以及該第二波形還包括循環前綴-正交分頻複用波形。