專利名稱：Ofdm發(fā)射的方法、設備和產品的制作方法
技術領域：
當前發(fā)明與正交頻分多路復用技術(OFDM)信號的發(fā)射和檢測方法相關。OFDM信 號由OFDM信號組成，并通過使用OFDM子載波集合與相應安排的設備來發(fā)射。本發(fā)明還與 計算機程序和計算機程序產品相關。特別地，它還與將發(fā)射信號功率限制在為此類信號指 定的發(fā)射帶寬之外相關。
背景技術：
正交頻分多路復用技術(OFDM)已經選擇用于許多通信系統(tǒng)中，例如在涉及了第 三代合作伙伴項目的UMTS地面無線接入網(3GPP E-UTRA)和數字用戶線(DSL)系統(tǒng)(例 如非對稱數字用戶環(huán)路(ADSL)系統(tǒng))中。OFDM也用于普通廣播系統(tǒng)(例如數字音頻廣 播(DAB)系統(tǒng)和數字視頻廣播(DVB)系統(tǒng))。因此，OFDM可用于在大量子載波上承載數據 的無線和有線系統(tǒng)。這些系統(tǒng)有利于獲取高的頻譜效率，因為OFDM適用于與多輸入多輸出 處理(ΜΙΜΟ處理)和/或隨機發(fā)射方案結合使用。但是，無線和有線系統(tǒng)的頻譜效率還取決于帶外功率發(fā)射的級別(例如，在指定 發(fā)射帶寬之外發(fā)射的OFDM信號的功率級別)。如果有效抑制了帶外功率，則相鄰頻率信道 可以成密集型排列，因此可以提高系統(tǒng)中的頻譜利用性能。并且，帶外發(fā)射必須保持在某些 級別之下以便不會使相鄰頻譜帶中的干涉顯著增加。由于這些原因，在許多系統(tǒng)標準中，會規(guī)定或限制帶外功率。已經存在多個類型的 要求來規(guī)定信號的帶外功率發(fā)射。例如，在E-UTRA中，定義了頻譜掩碼、鄰信道泄露功率比 和已占用的帶寬要求。OFDM信號(作為大量有線長度復雜值的索引波的復用)具有通過多個 squared-sine-shaped函數定義的功率頻譜，其中sine (x) = sin (χ)/χ。通常，由于索引的 有限時寬，OFDM信號將不會滿足標準中帶外發(fā)射的要求，因為頻譜旁瓣會緩慢衰落。這種 緩慢衰落會使OFDM功率頻譜相對變寬，導致發(fā)生有問題的帶外發(fā)射，而它們是需要采取某 種方式避免的。OFDM信號的功率頻譜由兩個量化指標(已發(fā)射信號之間的脈沖波形和相關性)確 定。當OFDM信號中的所有數據符號都不相關時，OFDM頻譜的緩慢衰落是由構成OFDM信號 的各OFDM符號的脈沖波形的有限時寬導致的。在先有技術中，已開發(fā)了兩種用于減少帶外發(fā)射的方法，其中，一種用于處理已發(fā) 射信號之間的脈沖波形，一種是處理已發(fā)射信號之間的相關性。在先有技術中，推薦使用OFDM信號的時域加窗以將連續(xù)的OFDM符號綁定在一起。此方法屬于上述第一種方法，例如，它更改了脈沖波形并使用了延長的循環(huán)前綴 和額外的后綴。先前符號的時域加窗后綴與當前符號的時域加窗循環(huán)前綴重疊。但是，由 于該方法使用了較長的循環(huán)前綴，所以當實施該方法時，符號率和/或系統(tǒng)的頻譜效率將 會降低?；蛘?，與延長循環(huán)前綴相反，重疊可以延長至后續(xù)OFDM信號的循環(huán)前綴內。但是， 這會導致發(fā)生符號間干涉，并因此使循環(huán)前綴的有效長度降低，從而導致增加信道彌散的敏感性。并且，還可以執(zhí)行時域加窗而不在兩個連續(xù)的OFDM符號之間重疊。這種變形方案 可以視為在OFDM信號開頭和結尾中的斜率，使其開頭和結尾都為零。但是，這種斜率方法 會導致縮短有效循環(huán)前綴，也會使對信道彌散的敏感度變高。此外，為了形成功率頻譜波形(用于某些先有技術解決方案中)，對OFDM信號的低 通發(fā)射過濾，還會導致發(fā)生符號間的干涉并減少循環(huán)前綴的有效長度，因此會導致對信道 彌散的敏感度變高。此外，在屬于上述第二種方法的某些先有技術解決方案中，例如在已發(fā)射數據符 號之間引入相關性，數據子載波在IFFT之前進行預處理。根據一個方法，數據符號使用實 數進行了加權。這些加權被選擇用來減少由矩形脈沖波形而導致的帶外發(fā)射。由于此加權， 誤碼率(Bit Error Rate, BER)將隨著對帶外抑制程度的增大而增加。此外，在屬于上述第二種方法的其他先有技術解決方案中(例如，在已發(fā)射的數 據符號之間引入相關性，當在頻率帶的某些部分發(fā)生低干擾問題時考慮認知型的多帶寬 OFDM系統(tǒng))。已推薦了一些方法，目的為在OFDM頻帶內創(chuàng)建頻率卡槽，其他系統(tǒng)可以在這 些卡槽中進行發(fā)射。這些解決方案可以實現一種形式的帶內功率發(fā)射的降低，其中，受害者頻帶中的 干涉應為最小。在受害者頻帶中不希望產生的功率是由于OFDM符號的有限時寬導致的，這 些功率被轉換為頻譜中不受限制的寬度，以便只用于OFDM的頻譜在子載波頻譜處為零。因 此，在位于子載波之間的頻率處將有不希望發(fā)生的帶內功率。先有技術中的方法將計算至在目標頻率處(位于系統(tǒng)的子載波之間)的犧牲者頻 帶的數據符號的干擾分布。與通過在犧牲者頻帶旁邊使子載波調零來創(chuàng)建保護帶相反，這 些子載波以及可能還會出現在犧牲者頻帶內的子載波都會經過調制，以使犧牲者頻帶中的 功率最小化。此概念已被稱為有源干涉抵消(Active Interference Cancellation,AIC) AIC還引起了在頻譜域中定義的最小二乘方問題，其中，該解決方案為應該在已預留AIC子 載波上使用的調制符號，以便在犧牲者頻帶中抵消盡可能多的干涉功率。此外，在屬于上述第二種方法的另一個先有技術解決方案中，例如，在一個OFDM 符號中引入被發(fā)射數據符號之間的相關性(本文中已描述了有關已調制的為帶外發(fā)射抵 消子載波的用法)。這些解決方案的一般思想與用于AIC概念的思想相同，但是此處犧牲者 頻帶為邊帶(不是與AIC中一樣的帶內)。但是，這些方法的性能不高。這些方法屬于上述第二種方法，是有關調制抵消子載波以便減少不希望的發(fā)射， 并且包含必須指定的設計參數，例如，應該抑制的目標頻率。此外，這些方法的原則為，在某 些目標頻率中嘗試補償不希望的帶外或帶內發(fā)射(在這些方法中已經接受這些原則作為 現有原則)。因此，這些先有技術方法不會嘗試直接更正產生不需要的發(fā)射的基本原因(例 如，OFDM符號的有限時寬)。相反，他們嘗試減少這些發(fā)射引起的負效果。因此，先有技術沒有提供有效的解決方案來解決符號率、頻譜效率和干涉方面的 問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個示例實施例提供了 一種方法，用于OFDM信號的發(fā)射，OFDM信號由OFDM符號組成，這些符號由一組OFDM子載波發(fā)射，包括-定義了當前信息符號矢量d.的各元素與所述頻率子載波的集合的子載波的關 聯(lián)性，_確定了當前調制矢量d.，對應于將發(fā)射機更正矢量W.添加至所述當前信息符號 矢量d.，提供了先前符號和所述當前符號之間的轉換，以便在時間域的指定順序η中具有 連續(xù)性，并且-調制所述頻譜子載波的集合與所述當前調制矢量d，的元素，以符合所述關聯(lián)。 本發(fā)明的一個進一步的實施例提供了，遞歸方式的檢測包含迭代階段j，-執(zhí)行所述頻譜子載波的集合的解調，其中所述頻譜子載波的集合承載的信號在 時間域中具有指定順序η的連續(xù)性，用于符號之間的轉換，所述解調導致產生了已接收的 調制矢量r.，-確定了決策矢量rj(;)，對應于將接收機更正矢量ν"」添加至所述已接收的調制 矢量r.，并且-確定已檢測到的信息符號矢量d;;)，包含來自于所述決策矢量rj(;)的符號數 據。本發(fā)明的優(yōu)選實施例包括在所用的OFDM子載波的集合上發(fā)射調制矢量d，，而不 是直接發(fā)射信息符號矢量d.。根據本發(fā)明，優(yōu)選方法是通過向信息符號矢量d.添加更正矢 量w.來改變它，從而創(chuàng)建了用于調制的調制矢量d，。調制矢量d，的更正矢量w.用于被確 定用于呈現OFDM信號中連續(xù)OFDM符號的轉換，以便能夠在時間域中具有指定順序的連續(xù) 性。因此，降低了在OFDM信號中的符號之間通常出現的不連續(xù)性，并提供一個平滑的 OFDM信號。因此，本發(fā)明的優(yōu)選實施例通過至少大體上消除了由于OFDM信號中的時間域不 連續(xù)性而導致的帶外發(fā)射的唯一原因，而減少了帶外發(fā)射。這與先有技術解決方案相反，先 有技術解方案接受不連續(xù)性的存在，然后采取不同的措施來嘗試減小帶外發(fā)射功率。此外，本發(fā)明的示例實施例去除了帶外發(fā)射的原因，但卻沒有增加附加功率、沒有 增大錯誤率或錯誤率增大非常小。此外，符合本發(fā)明的示例實現可以輕松實施，無需要求對循環(huán)前綴的長度進行先 有技術中的修改或確定要抑制的目標頻率。簡言之，本發(fā)明的優(yōu)選實施例提供了有效降低帶外發(fā)射的方法。根據本發(fā)明的優(yōu)選實施例，連續(xù)性是根據一組等式取得的
權利要求
1.一種發(fā)射方法，所述信號由符號組成，并通過使用一組頻譜子載波發(fā)射，所述方法的 特征在于，用于至少一個當前符號，定義了當前信息符號矢量d.的各元素與頻率子載波的所述集合的子載波的關聯(lián)， 確定了當前調制矢量d.，對應于將發(fā)射更正矢量w.添加至所述當前信息符號矢量d.， 提供了先前符號和所述當前符號之間的轉換，以便在時間域中具有指定順序中n，的連續(xù) 性，以及根據所述關聯(lián)，調制頻譜子載波的所述集合與所述當前調制矢量d，的元素。
2.如權利要求1所述的方法，其中 所述將發(fā)射機更正矢量w.添加至所述當前信息符號矢量d.，構成了所述當前信息符號矢量d.的仿射投影； 所述信號為正交頻分多路復用(OFDM)信號； 所述符號為OFDM信號；并且 所述頻譜子載波的集合為OFDM子載波的集合。
3.如權利要求2所述的方法，其中，所述仿射投影包括所述當前信息符號矢量d.的投 影，后跟與先前調制矢量d~，相關的轉換。
4.如權利要求2所述的方法，在該方法中，提供的指定帶寬外的已發(fā)射的信號功率低 于將OFDM子載波的所述集合與所述當前信息符號矢量d.的元素進行調制時的信號功率。
5.如權利要求2所述的方法，其中更正矢量w.根據指定的距離測量，在距離信息符號 矢量d.的最小距離處提供了調制矢量d，，并同時在時間域中提供指定順序，η的連續(xù)性。
6.如權利要求5所述的方法，其中距離測量由Euclidean(歐幾里得)距離組成。
7.如權利要求2所述的方法，其中所述連續(xù)性基于一組等式dn dn ——s Xts) =——Si At)rjft A /, n !-IWα t=-Tg ατt=Tsη&ΙΝ ·其中IN為非負整數的索引集合，st (t)為所述OFDM信號中的第i個OFDM符號，為第一個時間點T和第二個時間點Ts 之間的時間段而定義。
8.如權利要求2所述的方法，其中發(fā)射機更正矢量w.為所述當前信息符號矢量d.和 先前調制矢量d~，的函數。
9.如權利要求2所述的方法，其中將所述發(fā)射機更正矢量w.增加至所述當前信息符號 矢量d.，構建了所述當前信息符號矢量d.的仿射投影。
10.如權利要求9所述的方法，其中所述仿射投影包含所述當前信息符號矢量d.的投影，后跟與先前調制矢量相關的轉換。
11.如權利要求2所述的方法，其中發(fā)射機更正矢量W.等于w =-Pd. + Qdi^ ,或者當前調制矢量d，等于
12.如權利要求11中所述的方法，其中 P = OhAh(AAh) ^1AO,其中(-)H 為 Hermitian transpose。
13.如權利要求12中所述的方法，其中 Q = Ρ0Η或Q = O
14.如權利要求11中所述的方法，其中所述矩陣A
15.如權利要求2中所述的方法，其中，所述當前信息符號矢量d.中的至少一個元素等于零。
16.信號檢測的方法，所述信號由符號組成，并且通過使用頻譜子載波的集合而發(fā)射， 所述方法的特征在于迭代接收階段j包括，執(zhí)行所述頻譜子載波的集合的解調，其中，所述子載波的集合承載時間域中(用于符 號之間的轉換)具有指定順序η的連續(xù)性的信號，所述解調導致產生了已接收的矢量r.，確定了決策矢量rj (；)，對應于將接收機更正矢量v~-l添加至所述已接收的調制矢量 r.，并且確定已檢測到的信息符號矢量d;；)，包含來自所述決策矢量rj(;)的符號數據。
17.如權利要求16中所述的方法，其中所述將接收機更正矢量添加至所述已接收的調制矢量r.構成了所述已接收的調 制矢量r.的仿設投影；所述信號為正交頻分多路復用(OFDM)信號，所述符號為OFDM符號；并且所述頻譜子載波的集合為OFDM子載波的集合。
18.如權利要求17中所述的方法，其中所述仿射投影包括所述已接收的調制矢量r.，后跟與從先前迭代階段中取得的已檢測 信息符號矢量d ； ;1)相關的轉換；或者其中所述接收機更正矢量為所述已接收的調 制矢量r.和已檢測到的信息符號矢量d' f 1)(從先前迭代階段獲得)的函數。與從先前迭代階段獲得的已檢測到的信息符號矢量d ； ；_1)相關；或者，其中所述接收 機更正矢量為所述已接收的調制矢量r.以及從先前迭代階段獲得的已檢測的信息符 號矢量d' f 1)的函數。
19.如權利要求17所述的方法，其中接收機更正矢量v~-l等于
20.如權利要求19中所述的方法，其中 Q = P，或Q = 0。
21.如權利要求19中所述的方法，其中 P = OhAh(AAh) ^1AO,其中(·)H 表示 Hermitian transpose。
22.如權利要求19中所述的方法，其中所述矩陣A為
23.如權利要求17所述的方法，其中所述接收機更正矢量V”)基于用于發(fā)射機更正矢量w.的評估(發(fā)射機更正矢量w.用于在發(fā)射所述OFDM信號的接收機中確定調制矢量d，)。
24.如權利要求17所述的方法，其中用于所述接收機中的迭代階段的數量等于一。
25.如權利要求17所述的方法，其中所述正在執(zhí)行的解調包含信道等效。
26.計算機程序元素，其特征在于，計算機程序代碼方式，當在計算機中運行時，會使計 算機執(zhí)行如權利要求1-25的其中任何一個權利要求所述的方法，因此計算機提供了信號 處理設備(信號由子載波的集合組成)方面的控制。
27.計算機程序產品包含計算機可讀的媒體，上面具有當在計算機上運行時，用于使計 算機按權利要求1-25的其中任何一個權利要求所述的方法執(zhí)行程序的計算機程序代碼方 式。
28.一個用于發(fā)射正交頻分多路復用(OFDM)信號的發(fā)射機，在指定發(fā)射帶寬之外具有 低發(fā)射信號功率，所述OFDM信號由OFDM符號組成，并通過使用一組OFDM子載波來發(fā)射，其 特征在于_一個關聯(lián)定義實體，用于定義當前信息符號矢量d.的每個元素與所述OFDM子載波的 集合的各OFDM子載波的關聯(lián)。一個確定實體，用于確定當前調制矢量d.，方法為將發(fā)射機更正矢量w.添加至所述當 前信息符號矢量d.，提供了先前OFDM符號和所述當前OFDM符號之間的轉換，以便在時間域 中具有連續(xù)性，以及一個調制實體，用于根據所述關聯(lián)，調制OFDM子載波的所述集合與所述當前調制矢量d ；的各元素。
29.—個如權利要求28所述的發(fā)射機，其中，該發(fā)射機包含采用了如按權利要求2-15 的其中任何一個權利要求所述的方法的處理電路。
30.一個正交頻分多路復用OFDM信號，所述OFDM信號包含OFDM符號，并通過使用一組 OFDM子載波來發(fā)射，其特征在于該接收機作為迭代接收機，包含解調實體，用于執(zhí)行所述OFDM子載波集合的解調，其中所述子載波的集合攜帶OFDM信 號(該信號在用于OFDM符號之間的轉換的時間域中具有連續(xù)性，所述解調導致產生了已接 收的調制矢量r.，一個確定實體，用于確定決策矢量rj (j)，方法為將接收機更正矢量添加至所述已 接收的調制矢量r.，以及一個檢測實體，用于確定已檢測到的信息符號矢量包含OFDM符號的數據，來自于所述決策矢量 ^·7·)
31.一個如權利要求30所述的接收機，其中，該接收機包含采用了如按權利要求16-25 的其中任何一個權利要求所述的方法的處理電路。
全文摘要
本文提供了發(fā)射和檢測方法，以及用于執(zhí)行這些方法的發(fā)射機和接收機。發(fā)射方法包括定義當前信息符號矢量的每個元素與一組頻率子載波的各個載波的關聯(lián)；確定與向當前信息符號矢量添加發(fā)射機更正矢量的當前調制矢量；提供先前符號和當前符號之間的轉換以使時間域中具有指定順序的連續(xù)性；并根據關聯(lián)對頻率子載波集合與當前調制矢量的元素進行調制。
文檔編號H04L27/26GK102007744SQ200880129996
公開日2011年4月6日 申請日期2008年8月5日 優(yōu)先權日2008年8月5日
發(fā)明者弗雷迪克·伯格恩, 雅普·范·德·比克 申請人:華為技術有限公司