TWI416914B - 經由快速傅立葉反轉換（ｉｆｆｔ）發射升採樣之方法及系統 - Google Patents

經由快速傅立葉反轉換（ｉｆｆｔ）發射升採樣之方法及系統 Download PDF

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Description

經由快速傅立葉反轉換(IFFT)發射升採樣之方法及系統 相關申請的交叉引用
本專利 申請案請求提出申請於2008年3月28日且透過引用包括於此的標題為「Method and System for Transmit Upsampling via IFFT(經由IFFT進行升採樣的發射方法和系統)」的臨時申請S/N. 61/040,579的提出申請日的權益。
本公開一般涉及通訊系統，尤其涉及透過以遠高於輸入資料速率的速率時鐘控制快速傅立葉反轉換(IFFT)執行對資料的升採樣來傳送資料的方法。
無線通訊系統被廣泛部署用以提供諸如語音、資料等各種類型的通訊內容。這些系統可以是能夠透過共用可用系統資源(例如，頻寬和發射功率)來支援多用戶通訊的多工存取系統。這些多工存取系統的示例包括分碼多工存取(CDMA)系統、分時多工存取(TDMA)系統、分頻多工存取(FDMA)系統、3GPP LTE系統、以及正交分頻多工存取(OFDMA)系統。
一般而言，無線多工存取通訊系統可同時支援多個無線終端的通訊。每個終端經由前向和反向鏈路上的傳輸與一個或多個基地台通訊。前向鏈路(或下行鏈路)是指從基地台至終端的通訊鏈路，而反向鏈路(或上行鏈路)是指從終端至基地台的通訊鏈路。這種通訊鏈路可經由單輸入單輸出、多輸入單輸出或多輸入多輸出(MIMO)系統來建立。
MIMO系統採用多個(N T 個)發射天線和多個(N R 個)接收天線進行資料傳輸。由這N T 個發射及N R 個接收天線構成的MIMO通道可被分解為N S 個也被稱為空間通道的獨立通道，其中。這N S 個獨立通道中的每一個對應於一維度。在利用了這多個發射和接收天線所建立的附加維度的情況下，MIMO系統可提供經改善的性能(例如，更高的吞吐量及/或更高的可靠性)。
MIMO系統支援分時雙工(TDD)和分頻雙工(FDD)系統。在TDD系統中，前向和反向鏈路傳輸在同一頻率區域上，從而使得相互原則允許從反向鏈路通道對前向鏈路通道進行估計。這使得存取點(AP)在該存取點(AP)處有多個天線可用時能夠提取前向鏈路上的發射波束成形增益。
通常，在如此的通訊系統中，發射機包括用於對要經由無線媒體進行傳送的傳出資料進行調理的若干組件。如此的組件可包括，例如，用於從傳出資料產生複數符號的調制器，以及用於將複數符號從頻域變換到時域的快速傅立葉反轉換(IFFT)。諸如循環字首添加、取視窗、重疊、以及視窗符號的累加等額外的處理可在時域中發生。然後，數位類比轉換器(DAC)對傳出信號進行升採樣和處理以產生類比信號。該類比信號隨後在類比域中被進一步濾波和升頻轉換以產生經由天線發射到無線媒體中的射頻(RF)信號。
在許多系統中，DAC通常工作在遠高於基帶系統頻寬(在此被稱為第一採樣速率)的採樣頻率(速率)。作為示例，在一種實現中，基帶系統頻寬可能是10MHz，而DAC採樣頻率(速率)可能是160MHz。如此之高的採樣率的原因有兩層；(1)大採樣率確保頻域中的圖像與基帶信號頻譜充分地分開；以及(2)由於DAC低通「同步」濾波器，透過確保該同步濾波器的阻帶遠高於基帶信號頻譜而使基帶信號頻譜經歷最小的失真。
在許多系統中，採用時域升採樣器/內插器來將傳出信號升採樣至DAC採樣率。時域升採樣器/內插器通常是具有若干時域分接頭的一系列時域濾波器。升採樣/內插涉及用這些以小於或等於DAC採樣頻率時鐘控制的時域濾波器對基帶信號進行卷積。這些操作是計算密集的且消耗相當大的功率。
作為示例，第一採樣率可能是10MHz，而DAC採樣率可能是160MHz。時域升採樣/內插器需要從10MHz時域升採樣至160MHz--16倍。這會是計算密集的。因此，希望完全消除時域升採樣器/內插器或者顯著降低其複雜度，而同時又實現發射信號所用的期望採樣率。
本發明揭示的一態樣涉及用於從發射系統中除去時域升採樣器/內插器的技術。一般而言，該技術要求將快速傅立葉反轉換(IFFT)配置成不僅執行已調制信號從頻域到時域的轉換，還要將信號從第一採樣率升採樣至DAC採樣率。第一採樣率通常基本等於基帶系統頻寬。具體地，該技術涉及將IFFT頻寬增加至基本等於DAC採樣率。
在一個實施例中，採用以上技術的發射系統可包括：(1)調制器(例如，OFDM、OFDMA、CDMA、SC-FDM、TDM等調制器)，其經調適來產生具有第一採樣率的已調制信號。應理解，OFDM或OFDMA調制器產生頻域信號，而CDMA、SC-FDM、或TDM調制器可產生頻域信號。若調制器產生時域信號，則採用具有等於第一採樣率的頻寬的FFT來將信號轉換到頻域。(2)IFFT，其經調適來透過使用基本等於DAC採樣率的IFFT頻寬將已調制信號從頻域轉換到時域。(3)IFFT後處理模組，其經調適來對時域已調制信號執行指定處理(例如，自動增益控制(AGC)、循環字首和視窗累加、重疊和添加等)。(4)數位類比轉換器(DAC)，其經調適來將經處理的時域已調制信號從數位域轉換到類比域。以及，(5)類比前端，其經調適來將類比基帶信號進一步濾波和升頻轉換為可發射到無線媒體中的RF信號。
本發明揭示的另一態樣涉及用於降低發射系統的時域升採樣器/內插器的複雜度的技術。一般而言，該技術要求將以上實施例中的IFFT引擎配置成具有小於DAC頻率但高於基帶信號的第一採樣率的頻寬(在本文也被稱為第二採樣率)。IFFT後處理模組經調適來對時域已調制信號執行指定處理(例如，AGC、循環字首和視窗累加、重疊和添加等)。接著，隨後可採用時域升採樣器/內插器對資料執行從第二採樣率到DAC採樣率的升採樣。
由於降低了該升採樣器/內插器的升採樣要求，所用的時域分接頭的數目也可減少，由此降低了計算複雜度和所用的處理功率。應該理解，如果數據機已經有了將在例如發射機資料路徑中使用的、以特定頻寬限制實例化的IFFT，則可使用此實施例。在此情形中，重用該IFFT引擎比以基本等於DAC採樣率的頻寬實例化另一FFT更具效率。
作為此實施例的示例，第一採樣率可以是10MHz，第二採樣率(例如，IFFT頻寬)可以是40MHz，而DAC採樣率可以是160MHz。假定IFFT的頻調間距為10KHz，IFFT大小被給定為40MHz/10KHz=4000。如先前所討論的，通常IFFT大小被上取為最接近2的幂的大小值，在該示例中為4096。在IFFT輸出處產生的時域資料具有40MHz的採樣。因此，時域升採樣/內插器僅需要將時域資料從40MHz時域升採樣至160MHz--為4倍。這可以由分接頭數目更少的具有降低複雜度的時域內插器/升採樣器來實現。
在結合附圖考慮時，本公開的其他態樣、優點、及新穎特徵將因本公開的以下具體描述而變得顯而易見。
本文中描述的技術可用於各種無線通訊網路，諸如分碼多工存取(CDMA)網路、分時多工存取(TDMA)網路、分頻多工存取(FDMA)網路、正交FDMA(OFDMA)網路、單載波FDMA(SC-FDMA)網路等。術語「網路」和「系統」常被可互換地使用。CDMA網路可實現諸如通用陸地無線電存取(UTRA)、cdma2000等無線電技術。UTRA包括寬頻-CDMA(W-CDMA)和低碼片率(LCR)。cdma2000涵蓋IS-2000、IS-95和IS-856標準。TDMA網路可實現諸如行動通訊全球系統(GSM)等的無線電技術。OFDMA網路可實現無線電技術，諸如演進UTRA(E-UTRA)、IEEB 802.11、IEEE 802.16、IEEE 802.20、Flash(快閃)-OFDM等。UTRA、E-UTRA和GSM是通用行動電信系統(UMTS)的部分。長期進化(LTE)是即將發佈的使用E-UTRA的UMTS。UTRA、E-UTRA、GSM、UMTS和LTE在來自名為「第三代夥伴專案」(3GPP)的組織的文件中描述。cdma2000在來自名為「第三代夥伴專案2」(3GPP2)的組織的文件中描述。這些不同的無線電技術和標準在本領域中是公知的。為了簡明起見，以下針對LTE對這些技術的特定態樣進行描述，並且在以下大多描述中使用了LTE術語。
利用單載波調制和頻域等化的單載波分頻多工存取(SC-FDMA)是一種技術。SC-FDMA具有與OFDMA系統相近似的性能以及基本相同的總體複雜度。SC-FDMA信號因其固有單載波結構而具有更低的峰均功率比(PAPR)。SC-FDMA已吸引了極大的注意力，特別是在低PAPR在發射功率效率方面使行動終端受益極大的上行鏈路通訊中尤其如此。3GPP長期進化(LTE)或演進UTRA中的上行鏈路多工存取方案是當前的工作設想。
參照圖1，其圖解根據本公開的一態樣的示例性多工存取無線通訊系統。存取點100(AP)包括多個天線群，一個群包括104和106，另一個群包括108和110，以及另外一個群包括112和114。在圖1中，每個天線群僅示出了兩個天線，然而，每個天線群可利用更多或更少的天線。存取終端116(AT)與天線112和114處於通訊狀態，其中天線112和114在前向鏈路120上向存取終端116傳送資訊，並在反向鏈路118上從存取終端116接收資訊。存取終端122與天線106和108處於通訊狀態，其中天線106和108在前向鏈路126上向存取終端122傳送資訊，並在反向鏈路124上從存取終端122接收資訊。在FDD系統中，通訊鏈路118、120、124和126可使用不同頻率進行通訊。例如，前向鏈路120可使用與反向鏈路118所使用的不同頻率。
每一群天線及/或它們被設計進行通訊的區域常被稱作存取點的扇區。在該實施例中，天線群各自被設計成與落在存取點100所覆蓋的區域的一扇區中的諸存取終端通訊。
在前向鏈路120和126上的通訊中，存取點100的發射天線利用波束成形來提高不同存取終端116和124的前向鏈路的信噪比。同時，與存取點透過單個天線向其所有存取終端進行傳送相比，存取點使用波束成形向隨機遍佈其覆蓋中的各存取終端進行傳送時，對相鄰蜂巢細胞服務區中的存取終端造成的干擾較小。
存取點可以是用於與諸終端通訊的固定站，並且也可以存取點、B節點、或某個其他術語來述及。存取終端也可用用戶裝備(UE)、無線通訊設備、終端、或某個其他術語來稱呼。
圖2圖解根據本發明揭示的另一態樣的MIMO系統200中示例性發射機系統210(也稱為存取點)和接收機系統250(也稱為存取終端)的實施例的方塊圖。在發射機系統210處，數個資料流的訊務資料從資料源212被提供給發射(TX)資料處理器214。
在一實施例中，每一資料流在相應的發射天線上被發射。TX資料處理器214基於為每個資料流選擇的特定編碼方案來格式化、編碼、和交錯該資料流的訊務資料以提供經編碼的資料。
每個資料流的經編碼的資料可使用OFDM技術來與引導頻資料多工。引導頻資料通常是以已知方式處理的已知數據圖案，並且可在接收機系統上被用來估計通道回應。然後基於為每個資料流選擇的特定調制方案(例如，BPSK、QSPK、M-PSK、或M-QAM)來調制(即，符號映射)每個資料流的多工在一起的引導頻和經編碼的資料以提供調制符號。每個資料流的資料率、編碼、和調制可由處理器230執行的指令來確定。
所有資料流的調制符號隨後被提供給TX MIMO處理器220，後者可進一步處理這些調制符號(例如，用於OFDM)。TX MIMO處理器220然後將N T 個調制符號流提供給個N T 個發射機(TMTR)222a到222t。在特定實施例中，TX MIMO處理器220向各資料流的符號以及發射該符號的天線施用波束成形權重。
每個發射機222接收並處理相應的符號流以提供一個或多個類比信號，並進一步調理(例如，放大、濾波、和升頻轉換)該類比信號以提供適於在MIMO通道上傳輸的經調制的信號。來自發射機222a到222t的N T 個已調制信號隨後各自從N T 個天線224a到224t被發射。
在接收機系統250處，所發射的已調制信號被N R 個天線252a到252r所接收，並且從每個天線252接收到的信號被提供給相應的接收機(RCVR)254a到254r。每個接收機254調理(例如，濾波、放大、及降頻轉換)相應的收到信號，數位化該經調理的信號以提供樣本，並且進一步處理這些樣本以提供相對應的「收到」符號流。
RX資料處理器260隨後從N R 個接收機254接收這N R 個收到符號流並基於特定接收機處理技術對其進行處理以提供N T 個「檢出」符號流。RX資料處理器260然後解調、解交錯、和解碼每個檢測出的符號流以恢復該資料流的訊務資料。RX資料處理器260的處理與發射機系統210處TX MIMO處理器220和TX資料處理器214執行的處理互補。
處理器270定期地確定使用哪一預編碼矩陣(以下討論)。處理器270編制包括矩陣索引部分和秩值部分的反向鏈路訊息。
反向鏈路訊息可包括關於該通訊鏈路及/或該收到資料流的各種類型的資訊。反向鏈路訊息隨後由TX資料處理器238(其還從資料源236接收數個資料流的訊務資料)處理，由調制器280調制，由發射機254a到254r調理，並被傳送回發射機系統210。
在發射機系統210處，來自接收機系統250的已調制信號被天線224所接收，由接收機222調理，由解調器240解調，並由RX資料處理器242處理以提取接收機系統250所發射的反向鏈路訊息。處理器230隨後確定使用哪個預編碼矩陣來確定波束成形權重，然後處理所提取的訊息。
幾乎所有無線通訊系統發射機在將信號發射到無線電波之前都對信號進行升採樣。例如，10MHz的數位輸入信號可用時域內插濾波器來升採樣以達到所需的速率，例如160MHz。因此，如此的系統中的升採樣器通常將匹配至發射頻寬。為此，如果發射頻寬增大，例如在OFDMA部署中，則升採樣器速率也可能增大，從而增加系統成本。本文描述了對該問題提供一種完美方案的方法和系統。
在大多數無線系統中，在信號波形被升採樣之前存在信號波形往時域的IFFT變換。然而注意到，若以足夠高的頻率對IFFT引擎進行時鐘控制，則其可充當升採樣器。即，例如透過使用160MHz IFFT引擎，該IFFT引擎可對輸入信號執行升採樣以達成160MHz的發射頻寬信號。若發射頻寬為160MHz，則透過使用IFFT作為升採樣器，就可避免對獨立升採樣器的需求。這些以及其他改善將因以下描述而顯而易見。
圖3A圖解根據本發明揭示的另一態樣的示例發射系統300的方塊圖。發射系統300可被用在發射機系統210中，諸如存取點(AP)中所存在的發射系統。替換地或者另外地，發射系統300可被用在接收機系統250中，諸如存取終端(AT)中所存在的發射系統。
具體地，發射系統300包括頻域調制器塊302、填零模組304、快速傅立葉反轉換(IFFT)306、IFFT後處理模組308、數位類比轉換器(DAC)310、類比前端312、以及天線314。頻域調制器塊302從輸入資料產生具有第一採樣率f S1 的頻域已調制信號S1 (f )。在這種情形下，第一採樣率是基帶信號頻寬。調制器塊302可採用任意數目的頻域調制(例如，OFDM、OFDMA等)來產生已調制信號S1 (f )。應該理解，輸入資料可能已經被編碼、交錯、轉換成信號叢，且已被施用其他或附加處理。
填零模組304向該已調制信號S1 (f )添加一個或多個零以使結果已調制信號S2 (f )具有與IFFT 306的大小基本相同的區塊大小。IFFT 306透過使用基本等於DAC 310的採樣率f DAC 的採樣率(即，IFFT頻寬)將頻域已調制信號S2 (f)轉換成時域已調制信號S3 (t)。IFFT後處理模組308對時域已調制信號S3 (t)執行指定處理(例如，自動增益控制(AGC)、循環字首和視窗累加、重疊和添加等)以產生經處理的時域已調制信號S4 (t)。DAC 310將經處理的時域已調制信號S4 (t)從數位域轉換到類比域，以產生結果類比信號S5 (t)。類比前端312進一步對類比信號S5 (t)濾波和升頻轉換以產生經由天線314發射到無線媒體的RF信號S6 (t)。
作為該實施例的示例，頻域已調制信號S1 (f )的第一採樣率f S1 可以是10MHz，而與DAC 310的採樣率f DAC 基本相同的IFFT採樣率或頻寬可以是160MHz。IFFT 306的大小可使用下式確定：
假定IFFT 306的頻調間距為10KHz，則根據式1，IFFT大小為16,384。
圖3B圖解根據本公開的另一態樣的另一示例性發射系統320的方塊圖。同前一實施例一樣，發射系統320可被用在發射機系統210中，諸如存取點(AP)中所存在的發射系統。替換地或者另外地，發射系統320可被用在接收機系統250中，諸如存取終端(AT)中所存在的發射系統。
具體地，發射系統320包括時域調制器塊322、FFT 324、填零模組326、IFFT 328、IFFT後處理模組330、DAC 332、類比前端334、以及天線336。時域調制器塊322從輸入資料產生具有第一採樣率f S1 的時域已調制信號S1 (t)。調制器塊322可採用任意數目的時域調制(例如，CDMA、SC-FDM、TDM等)來產生已調制信號S1 (t)。應該理解，輸入資料可能已經被編碼、交錯、轉換成信號叢，且已被施用其他或附加處理。
FFT 324以與第一採樣率f S1 基本相同的採樣率(例如，FFT頻寬)將時域已調制信號S1 (t)轉換成頻域已調制信號S2 (f )。填零模組326向該已調制信號S2 (f )添加一個或多個零以使結果已調制信號S3 (f )具有與IFFT 328的大小基本相同的區塊大小。IFFT 328透過與DAC 332的採樣率f DAC 基本相等的採樣率(即，IFFT頻寬)將頻域已調制信號S3 (f )轉換成時域已調制信號S4 (t)。IFFT後處理模組330對時域已調制信號S4 (t)執行指定處理(例如，AGC、循環字首和視窗累加、重疊和添加等)以產生經處理的時域已調制信號S5 (t)。DAC 332將經處理的時域已調制信號S5 (t)從數位域轉換到類比域，以產生結果類比信號S6 (t)。類比前端334進一步對類比信號S6 (t)濾波和升頻轉換以產生經由天線336發射到無線媒體的RF信號S7 (t)。
圖3C圖解示出根據本發明揭示的另一態樣的示例性填零模組的操作的示圖。在本文所述的實施例中，填零模組向相應頻域已調制信號S(f )的區塊添加一個或更多的零，但通常是多個零。所添加的零的量使得已調制信號區塊的結果大小是和相應IFFT基本相同的大小。在此示例中，一半的零被添加在區塊的一側，而另一半被添加在區塊的另一側，如圖所示。
圖4A圖解根據本公開的另一態樣的示例性發射系統400的方塊圖。同先前實施例一樣，發射系統400可被用在發射機系統210中，諸如存取點(AP)中所存在的發射系統。替換地或者另外地，發射系統400可被用在接收機系統250中，諸如存取終端(AT)中所存在的發射系統。
具體地，發射系統400包括頻域調制器塊402、填零模組404、IFFT 406、IFFT後處理模組408、發射機(Tx)時域內插器/升採樣器410、DAC 412、類比前端414、以及天線416。頻域調制器塊402從輸入資料產生具有第一採樣率f S1 的頻域已調制信號S1 (f )。同實施例300一樣，調制器塊302可採用任意數目的頻域調制(例如，OFDM、OFDMA等)來產生已調制信號S1 (f )。應該理解，輸入資料可能已經被編碼、交錯、轉換成信號叢，且已被施用其他或附加處理。
填零模組404向該已調制信號S1 (f )添加一個或多個零以使結果已調制信號S2 (f )具有與IFFT 406的大小基本相同的區塊大小。IFFT 406透過使用大於第一採樣率f S1 但小於DAC 412的採樣率f DAC 的第二採樣率f S2 (即，IFFT頻寬)將頻域已調制信號S2 (f )轉換成時域已調制信號S3 (t)。IFFT後處理模組408對時域已調制信號S3 (t)執行指定處理(例如，AGC、循環字首和視窗累加、重疊和添加等)以產生經處理的時域已調制信號S4 (t)。時域內插器/升採樣器410對經處理的時域已調制信號S4 (t)進行升採樣以使結果已調制信號S5 (t)具有與DAC 412的採樣率f DAC 基本相等的採樣率。DAC 412將經處理的時域已調制信號S5 (t)從數位域轉換到類比域，以產生結果類比信號S6 (t)。類比前端414進一步對類比信號S6 (t)濾波和升頻轉換以產生經由天線416發射到無線媒體的RF信號S7 (t)。
作為該實施例的示例，頻域已調制信號S1 (f )的第一採樣率f S1 可以是10MHz，第二採樣率f S2 或IFFT頻寬可以是40MHz，而DAC 412的採樣率f DAC 可以是160MHz。IFFT 406的大小可使用下式確定：
假定IFFT 406的頻調間距為10KHz，則根據式2，IFFT大小為4096。
圖4B圖解根據本公開的另一態樣的另一示例性發射系統420的方塊圖。同前一實施例一樣，發射系統420可被用在發射機系統210中，諸如存取點(AP)中所存在的發射系統。替換地或者另外地，發射系統420可被用在接收機系統250中，諸如存取終端(AT)中所存在的發射系統。
具體地，發射系統420包括時域調制器塊422、FFT 424、填零模組426、IFFT 428、IFFT後處理模組430、Tx時域內插器/升採樣器432、DAC 434、類比前端436、以及天線438。時域調制器塊422從輸入資料產生具有第一採樣率f S1 的時域已調制信號S1 (t)。調制器塊422可採用任意數目的時域調制(例如，CDMA、SC-FDM、TDM等)產生已調制信號S1 (t)。應該理解，輸入資料可能已經被編碼、交錯、轉換成信號叢，且已被施用其他或附加處理。
FFT 424透過使用與第一採樣率f S1 基本相同的採樣率(例如，FFT頻寬)將時域已調制信號S1 (t)轉換成頻域已調制信號S2 (f )。填零模組426向該已調制信號S2 (f )添加一個或多個零以使結果已調制信號S3 (f )具有與IFFT 428的大小基本相同的區塊大小。IFFT 428透過使用大於第一採樣率f S1 但小於DAC 434的採樣率f DAC 的第二採樣率f S2 (即，IFFT頻寬)來將頻域已調制信號S3 (f )轉換成時域已調制信號S4 (t)。IFFT後處理模組430對時域已調制信號S4 (t)執行指定處理(例如，AGC、循環字首和視窗累加、重疊和添加等)以產生經處理的時域已調制信號S5 (t)。時域內插器/升採樣器432對經處理的時域已調制信號S5 (t)進行升採樣以使結果已調制信號S6 (t)具有與DAC 434的採樣率f DAC 基本相等的採樣率。DAC 434將經處理的時域已調制信號S6 (t)從數位域轉換到類比域，以產生結果類比信號S7 (t)。類比前端436進一步對類比信號S7 (t)濾波和升頻轉換以產生經由天線438發射到無線媒體的RF信號S8 (t)。
圖5A圖解根據本公開的另一態樣的發射RF信號的示例性方法500的流程圖。方法500總結了包括頻域調制器的實施例300和400的操作。方法500可使用運行在類似電腦的系統上的軟體或代碼、專用硬體、或其任意組合來實現。
根據方法500，由例如OFDM或OFDMA調制器產生具有第一採樣率的頻域已調制信號(方塊502)。隨後，例如透過填零調整頻域已調制信號的區塊的大小，以使其與IFFT大小基本相同(方塊504)。隨後，對經調整大小的頻域已調制信號執行IFFT以產生具有大於第一採樣率的第二採樣率的時域已調制信號(方塊506)。在第一實施例中，如本文進一步討論的，第二採樣率與DAC的第三採樣率基本相同。在第二實施例中，第二採樣率小於DAC的第三採樣率。
隨後，對時域已調制信號執行指定處理(例如，AGC、循環字首和視窗累加、重疊和添加等)(方塊508)。隨後，在第二實施例的情形中，將經處理的時域已調制信號從第二採樣率升採樣至第三採樣率(方塊510)。隨後，使用例如工作在第三採樣率的DAC將經處理的時域已調制信號從數位轉換成類比(方塊512)。隨後，對類比時域已調制信號進行濾波和升頻轉換以產生RF信號(方塊514)。隨後，針對一個或多個遠端通訊設備將RF信號發射到無線媒體中(方塊516)。
圖5B圖解根據本公開的另一態樣的發射RF信號的另一示例性方法550的流程圖。方法550總結了包括時域調制器的實施例320和420的操作。方法550可使用運行在類似電腦的系統上的軟體或代碼、專用硬體、或其任意組合來實現。
根據方法550，由例如CDMA、SC-FDM、或TDM調制器產生具有第一採樣率的第一時域已調制信號(方塊552)。隨後，例如透過工作在第一採樣率的FFT將第一時域已調制信號轉換成頻域已調制信號(方塊554)。隨後，例如透過填零重新調整頻域已調制信號的區塊的大小，以使其與IFFT大小基本相同(方塊556)。隨後，對經調整大小的頻域已調制信號執行IFFT以產生具有大於第一採樣率的第二採樣率的第二時域已調制信號(方塊558)。在第一實施例中，如本文進一步討論的，第二採樣率與DAC的第三採樣率基本相同。在第二實施例中，第二採樣率小於DAC的第三採樣率。
隨後，對第二時域已調制信號執行指定處理(例如，AGC、循環字首和視窗累加、重疊和添加等)(方塊560)。隨後，在第二實施例的情形中，將經處理的時域已調制信號從第二採樣率升採樣至第三採樣率(方塊562)。隨後，使用例如工作在第三採樣率的DAC將經處理的時域已調制信號從數位轉換成類比(方塊564)。隨後，對類比時域已調制信號進行濾波和升頻轉換以產生RF信號(方塊566)。隨後，針對一個或多個遠端通訊設備將RF信號發射到無線媒體中(方塊568)。
應該理解，所揭示的程序中各步驟的具體次序和層次是示例性方法的示例。基於設計偏好，應理解程序中各步驟的具體次序和層次可被重新安排而仍在本發明揭示的範圍內。所附方法要求保護範例次序的各種步驟中所呈現的要素，而無意限於所給出的具體次序或層次。
本領域技藝人士將可理解，資訊和信號可使用各種不同技術和技藝中的任何一種來表示。例如，貫穿上面說明始終可能被述及的資料、指令、命令、資訊、信號、位元、符號、和碼片可由電壓、電流、電磁波、磁場或磁粒子、光場或光粒子、能量狀態的改變、或其任何組合來表示。
本領域技藝人士將進一步領會，結合本文中揭示的實施例描述的各種說明性邏輯區塊、模組、電路、和演算法步驟可被實現為電子硬體、電腦軟體、或其組合。為清楚地說明硬體與軟體的這一可互換性，各種說明性組件、方塊、模組、電路、和步驟在上面是以其功能集的形式作一般化描述的。此類功能集是被實現為硬體還是軟體取決於具體應用和强加於整體系統的設計約束。技藝人士可針對每種特定應用以不同方式來實現所描述的功能集，但此類實施決策不應被解釋為致使脫離本公開的範圍。
結合本文中揭示的實施例描述的各個說明性邏輯區塊、模組、以及電路可用通用處理器、數位信號處理器(DSP)、專用積體電路(ASIC)、現場可程式閘陣列(FPGA)或其他可程式邏輯器件、個別的門或電晶體邏輯、個別的硬體組件、或其設計成執行本文中描述的功能的任意組合來實現或執行。通用處理器可以是微處理器，但在替換方案中，處理器可以是任何常規處理器、控制器、微控制器、或狀態機。處理器還可以被實現為計算設備的組合，例如DSP與微處理器的組合、多個微處理器、與DSP核心協作的一個或更多個微處理器、或任何其他此類配置。
結合本文中揭示的實施例描述的方法或演算法的步驟可直接在硬體中、在由處理器執行的軟體模組中、或在這兩者的組合中體現。軟體模組可駐留在RAM記憶體、快閃記憶體、ROM記憶體、EPROM記憶體、EEPROM記憶體、暫存器、硬碟、可移除磁碟、CD-ROM、或本領域中所知的任何其他形式的儲存媒體中。示例性儲存媒體耦合到處理器以使得該處理器能從/向該儲存媒體讀取和寫入資訊。在替換方案中，儲存媒體可以被整合到處理器。處理器和儲存媒體可駐留在ASIC中。ASIC可駐留在用戶終端中。在替換方案中，處理器和儲存媒體可作為個別組件駐留在用戶終端中。
在一個或多個示例性實施例中，所描述的功能可以硬體、軟體、韌體、或其任意組合來實現。如果在軟體中實現，則各功能可以作為一條或更多條指令或代碼儲存在電腦可讀取媒體上或藉其進行傳送。電腦可讀取媒體包括電腦儲存媒體和通訊媒體兩者，後者包括有助於電腦程式從一地到另一地的轉移的任何媒體。儲存媒體可以是能被電腦存取的任何可用媒體。作為示例而非限定，這樣的電腦可讀取媒體可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光碟儲存、磁片儲存或其他磁碟儲存裝置、或者能被用來攜帶或儲存指令或資料結構形式的合需程式碼且能被電腦存取的任何其他媒體。任何連接也被正當地稱為電腦可讀取媒體。例如，如果軟體使用同軸電纜、光纖電纜、雙鉸線、數位用戶線(DSL)、或諸如紅外、無線電、以及微波之類的無線技術從web網站、伺服器、或其他遠端源傳送而來，則該同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、DSL、或諸如紅外、無線電、以及微波之類的無線技術就被包括在媒體的定義之中。如本文所用的磁碟或光碟包括壓縮光碟(CD)、雷射光碟、光碟、數位多功能光碟(DVD)、軟碟和藍光碟，其中磁碟常常磁學地再現資料而光碟用鐳射光學地再現資料。上述組合應被包括在電腦可讀取媒體的範圍內。
提供前面對本公開的實施例的描述是為了使本領域任何技藝人士皆能製作或使用本公開。對這些實施例的各種修改對於本領域技藝人士將是顯而易見的，並且本文中定義的普適原理可被應用於其他實施例而不會脫離本公開的精神或範圍。由此，本公開並非旨在被限定於本文中示出的實施例，而是應被授予與本文中公開的原理和新穎性特徵一致的最廣泛的範圍。
100．．．存取點
104．．．天線
106．．．天線
108．．．天線
110．．．天線
112．．．天線
114．．．天線
116．．．存取終端
118．．．反向鏈路
120．．．前向鏈路
122．．．存取終端
124．．．反向鏈路
126．．．前向鏈路
200．．．MIMO系統
210．．．存取點
212．．．資料源
214．．．TX資料處理器
220．．．TX MIMO處理器
222a-222t．．．TMTR
224a-224t．．．天線
230．．．處理器
232．．．記憶體
236．．．資料源
238．．．TX資料處理器
240．．．解調器
242．．．RX資料處理器
250．．．接收機系統
252a-252r．．．天線
254a-254r．．．RCVR
260．．．RX資料處理器
270．．．處理器
272．．．記憶體
280．．．調制器
300．．．發射系統
302．．．頻域調制器塊
304．．．填零模組
306．．．IFFT
308．．．IFFT後處理模組
310．．．DAC
312．．．類比前端
314．．．天線
320．．．發射系統
322．．．時域調制器塊
324．．．FFT
326．．．填零模組
328．．．IFFT
330．．．IFFT後處理模組
332．．．DAC
334．．．類比前端
336．．．天線
400．．．發射系統
402．．．頻域調制器塊
404．．．填零模組
406．．．IFFT
408．．．IFFT後處理模組
410．．．發射機內插器/升採樣器
412．．．DAC
414．．．類比前端
416．．．天線
420．．．發射系統
422．．．時域調制器塊
424．．．FFT
426．．．填零模組
428．．．IFFT
430．．．IFFT後處理模組
432．．．發射機內插器/升採樣器
434．．．DAC
436．．．類比前端
438．．．天線
在結合附圖理解下面闡述的具體說明時，本公開的特徵、本質及優點將變得更加顯而易見，在附圖中，類似元件符號始終作相應標識，其中：
圖1圖解根據本公開的一態樣的示例性多工存取無線通訊系統；
圖2圖解根據本公開的另一態樣的示例通訊系統的方塊圖；
圖3A圖解根據本公開的另一態樣的示例性發射系統的方塊圖；
圖3B圖解根據本公開的另一態樣的另一示例性發射系統的方塊圖；
圖3C圖解示出根據本公開的另一態樣的示例性填零模組的操作的示圖；
圖4A圖解根據本公開的另一態樣的另一示例性發射系統的方塊圖；以及
圖4B圖解根據本公開的另一態樣的另一示例性發射系統的方塊圖。
圖5A圖解根據本公開的另一態樣的發射RF信號的示例性方法的流程圖。
圖5B圖解根據本公開的另一態樣的發射RF信號的另一示例性方法的流程圖。
300．．．發射系統
302．．．頻域調制器塊
304．．．填零模組
306．．．IFFT
308．．．IFFT後處理模組
310．．．DAC
312．．．類比前端
314．．．天線

Claims (31)

  1. 一種用於發射一射頻(RF)信號的裝置，包括：一頻域調制器，其經調適來產生具有一第一採樣率的一頻域已調制信號；一快速傅立葉反轉換(IFFT)，其經調適來以大於該第一採樣率的一第二採樣率將該頻域已調制信號轉換成一時域已調制信號，其中該第二採樣率對應於一發射頻寬；以及一數位類比轉換器(DAC)，其經調適來以一第三採樣率將該時域已調制信號從數位域轉換到類比域，其中該RF信號是基於該類比時域已調制信號的，且其中該第二採樣率與該第三採樣率基本相同。
  2. 如請求項1所述之裝置，其中該第一採樣率約為10MHz，而該第二採樣率約為160MHz。
  3. 如請求項1所述之裝置，其中該頻域調制器包括一正交分頻多工存取(OFDMA)調制器或一正交分頻多工(OFDM)調制器。
  4. 如請求項1所述之裝置，還包括一時域調制器，其經調適來產生一第二時域已調制信號，其中該頻域調制器經調適來從該第二時域已調制信號產生該頻域已調制信號。
  5. 如請求項4所述之裝置，其中該時域調制器一包括分碼多工存取(CDMA)調制器、一單載波分頻多工(SC-FDM)調制器、或一分時多工(TDM)調制器。
  6. 如請求項1所述之裝置，還包括一IFFT後處理模組，其經調適來對由該IFFT產生的該時域已調制信號執行一指定處理。
  7. 如請求項6所述之裝置，其中該指定處理包括對該時域已調制信號進行以下一或多項處理：自動增益控制、循環字首和視窗累加、以及重疊和添加。
  8. 如請求項1所述之裝置，還包括一填零模組，其經調適來向該時域已調制信號的一區塊添加一個或更多個零以使一結果區塊的大小與該IFFT的大小基本相同。
  9. 如請求項1所述之裝置，還包括一類比前端，其經調適來從該DAC的一輸出產生該RF信號。
  10. 如請求項1所述之裝置，還包括一天線，其經調適來將該RF信號發射到一無線媒體中。
  11. 一種發射一射頻(RF)信號的方法，包括以下步驟： 產生具有一第一採樣率的一頻域已調制信號；以大於該第一採樣率的一第二採樣率將該頻域已調制信號轉換成一時域已調制信號，其中該第二採樣率對應於一發射頻寬；以及以一第三採樣率將該時域已調制信號從數位域轉換到類比域，其中該RF信號是基於該類比時域已調制信號的，且其中該第二採樣率與該第三採樣率基本相同。
  12. 如請求項11所述之方法，其中該第一採樣率約為10MHz，而該第二採樣率約為160MHz。
  13. 如請求項11所述之方法，其中該產生一頻域已調制信號之步驟包括執行正交分頻多工存取(OFDMA)調制或正交分頻多工(OFDM)調制之步驟。
  14. 如請求項11所述之方法，還包括產生一第二時域已調制信號，從其產生該頻域已調制信號。
  15. 如請求項14所述之方法，其中該產生一第二時域已調制信號之步驟包括執行分碼多工存取(CDMA)調制、單載波分頻多工(SC-FDM)調制、或分時多工(TDM)調制之步驟。
  16. 如請求項11所述之方法，還包括對該時域已調制信 號執行一指定處理之步驟。
  17. 如請求項16所述之方法，其中該指定處理包括對該時域已調制信號進行以下一或多項處理：自動增益控制、循環字首和視窗累加、以及重疊和添加。
  18. 如請求項11所述之方法，還包括在將該頻域已調制信號轉換成該時域已調制信號之前，對該頻域已調制信號的區塊添加一個或更多個零以重新調整該頻域已調制信號的區塊的大小之步驟，使得該頻域已調制信號的區塊的大小大致相等於該轉換後時域已調制信號的區塊的大小。
  19. 如請求項11所述之方法，還包括將該類比時域已調制信號升頻轉換至該RF信號之步驟。
  20. 如請求項11所述之方法，還包括將該RF信號發射到一無線媒體中之步驟。
  21. 一種用於發射一射頻(RF)信號的裝置，包括：用於產生具有一第一採樣率的一頻域已調制信號的構件；用於以大於該第一採樣率的一第二採樣率將該頻域已調制信號轉換成一時域已調制信號的構件，其中該第二採樣率對應於一發射頻寬；以及 用於以一第三採樣率將該時域已調制信號從數位域轉換到類比域的構件，其中該RF信號是基於該類比時域已調制信號的，且其中該第二採樣率與該第三採樣率基本相同。
  22. 如請求項21所述之裝置，其中該第一採樣率約為10MHz，而該第二採樣率約為160MHz。
  23. 如請求項21所述之裝置，其中該用於產生一頻域已調制信號的構件包括用於執行正交分頻多工存取(OFDMA)調制或正交分頻多工(OFDM)調制的構件。
  24. 如請求項21所述之裝置，還包括用於產生一第二時域已調制信號的構件，從該第二時域已調制信號產生該頻域已調制信號。
  25. 如請求項24所述之裝置，其中該用於產生一第二時域已調制信號的構件包括用於執行分碼多工存取(CDMA)調制的構件、用於執行單載波分頻多工(SC-FDM)調制的構件、或用於執行分時多工(TDM)調制的構件。
  26. 如請求項21所述之裝置，還包括用於對該時域已調制信號執行一指定處理的構件。
  27. 如請求項26所述之裝置，其中該用於執行一指定處理的構件包括以下一或多者：針對該時域已調制信號用於執行自動增益控制的構件、用於循環字首和視窗累加的構件、以及用於重疊和添加的構件。
  28. 如請求項21所述之裝置，還包括用於向該頻域已調制信號的一區塊添加一個或更多個零的構件，以使該頻域已調制信號的區塊的大小是與該轉換後時域已調制信號的區塊的大小大致相同。
  29. 如請求項21所述之裝置，還包括用於將該類比時域已調制信號升頻轉換以產生該RF信號的構件。
  30. 如請求項21所述之裝置，還包括用於將該RF信號發射到一無線媒體中的構件。
  31. 一種電腦可讀產品，包括：一電腦可讀取媒體，包括：用於使一電腦產生具有一第一採樣率的一頻域已調制信號的代碼；用於使一電腦以大於該第一採樣率的一第二採樣率將該頻域已調制信號轉換成一時域已調制信號的代碼，其中該第二採樣率對應於一發射頻寬；以及用於使一電腦以一第三採樣率將該時域已調制信號 從數位域轉換到類比域的代碼，其中該第二採樣率與該第三採樣率基本相同。
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