專利名稱：Ofdm調(diào)制器、ofdm發(fā)送設(shè)備和ofdm調(diào)制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如OFDM調(diào)制器、包括這種OFDM調(diào)制器的OFDM發(fā)送設(shè)備和OFDM調(diào)制方法。
背景技術(shù)：
近年來，各種無線通信均采用正交頻分復用(OFDM)系統(tǒng)。OFDM系統(tǒng)是使用彼此正交的多個窄帶子載波的多載波系統(tǒng)。這種系統(tǒng)發(fā)送信號，該信號包括分別調(diào)制的子載波，并且具有類正形頻譜，類方形頻譜的形狀在整體上基本為方形，并因此這種系統(tǒng)獲得高頻率使用率。此外，OFDM系統(tǒng)可以具有比單載波系統(tǒng)更長的符號長度，因此具有對延遲波的抵抗性。通過添加保護間隔，該系統(tǒng)獲得對多徑環(huán)境的增強抵抗性。正交頻分復用多址(OFDMA)系統(tǒng)是多址接入系統(tǒng)，其中，基于OFDM系統(tǒng)，每個子載波被分配給要發(fā)送的信息的專用目的地，從而向多個目的地同時發(fā)送信息。在OFDMA系統(tǒng) 中，可以根據(jù)發(fā)送的信息的目的地，來設(shè)置例如分配的子載波的數(shù)目和子載波的無線調(diào)制系統(tǒng)和發(fā)送功率。在某種情況下，有不存在特定子載波的情況。作為日本數(shù)字電視的標準廣播系統(tǒng)的集成服務(wù)數(shù)字廣播陸地系統(tǒng)(ISDB-T系統(tǒng))采用頻帶分段傳輸?shù)腛FDM系統(tǒng)(BST-0FDM系統(tǒng))。在BST-OFDM系統(tǒng)中，OFDM系統(tǒng)中的子載波被分為被稱為段的組，并且根據(jù)使用來分配段，從而可以實現(xiàn)適于每次使用的設(shè)置(例如，無線調(diào)制系統(tǒng)、發(fā)送功率)。此外，在第三代合作伙伴計劃(3GPP)開發(fā)的長期演進(LTE)系統(tǒng)中，OFDMA系統(tǒng)用于從基站至移動臺的下行鏈路。此外，基于離散傅里葉變換擴展(DST-擴頻)0FDM的單載波頻分多址接入(SC-FDMA)系統(tǒng)用于從移動臺至基站的上行鏈路。在SC-FDMA系統(tǒng)中，要使用的子載波的數(shù)目根據(jù)多值符號數(shù)據(jù)的頻率(符號速率)而變化。因此，一個發(fā)送機可以使用針對分配作為發(fā)送頻帶的每個頻帶所設(shè)置的所有子載波。然而，這個發(fā)送機并不總是同時使用所有子載波。其他發(fā)送機可以使用未使用的子載波，因此，多個發(fā)送機可以同時共享相同的發(fā)送頻帶，有效地使用頻率資源。此外，諸如OFDM系統(tǒng)的多載波系統(tǒng)與單載波系統(tǒng)相比，在無線信號中具有較高的峰均功率比(PAPR)，需要具有更低失真特性的無線信號電路。SC-FDMA系統(tǒng)向與原始時間波形相對應(yīng)的多值符號數(shù)據(jù)序列應(yīng)用離散傅里葉變換，以產(chǎn)生子載波的調(diào)制信息(頻譜信息)。此外，SC-FDMA系統(tǒng)使子載波的相對頻率布置在子載波映射之前和之后保持不變，從而使得無線信號的時間波形與單載波系統(tǒng)的波形接近。這使得可以將其PAPR降低至接近單載波系統(tǒng)的水平，放松無線信號電路所需的低失真性能。此外，SC-FDMA系統(tǒng)具有一種特性，其中可以通過切換子載波的映射，容易地改變要使用的子載波的頻率。利用這種特性，LTE系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)跳頻功能。專利文獻I描述了與采用SC-FDMA系統(tǒng)的發(fā)送設(shè)備有關(guān)的技術(shù)。SC-FDMA系統(tǒng)的發(fā)送設(shè)備的特征在于，根據(jù)發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備之間的傳播路徑中的頻率選擇特性來調(diào)整SC-FDMA符號的頻率響應(yīng)。
相關(guān)現(xiàn)有文獻專利文獻專利文獻I :日本專利申請公開No. 2009-239539

發(fā)明內(nèi)容
如LTE系統(tǒng)的移動臺所示，越來越需要對采用OFDM系統(tǒng)的發(fā)送設(shè)備進行尺寸縮減。鑒于上述情況做出本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是縮減OFDM調(diào)制器或包括OFDM調(diào)制器的OFDM發(fā)送設(shè)備中的電路的尺寸。此外，本發(fā)明的另一目的是提供能夠降低操作成本的OFDM調(diào)制技術(shù)。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種OFDM調(diào)制器，包括第一電路，獲取多個復數(shù)數(shù)據(jù)，每個復數(shù)數(shù)據(jù)被分配給專用子載波，并根據(jù)所獲取的多個復數(shù)數(shù)據(jù)來產(chǎn)生波形數(shù)據(jù)；以及第二電路，獲取第一電路產(chǎn)生的波形數(shù)據(jù)，偏移波形數(shù)據(jù)的頻率。
此外，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種包括OFDM調(diào)制器的OFDM發(fā)送設(shè)備，包括第一電路，獲取多個復數(shù)數(shù)據(jù)，每個復數(shù)數(shù)據(jù)被分配給專用子載波，并根據(jù)所獲取的多個復數(shù)數(shù)據(jù)來產(chǎn)生波形數(shù)據(jù)；以及第二電路，獲取第一電路產(chǎn)生的波形數(shù)據(jù)，并偏移波形數(shù)據(jù)的頻率。此外，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種OFDM調(diào)制方法，包括獲取多個復數(shù)數(shù)據(jù)，每個復數(shù)數(shù)據(jù)被分配給專用子載波；根據(jù)所獲取的多個復數(shù)數(shù)據(jù)來產(chǎn)生波形數(shù)據(jù)；獲取在第一步驟中產(chǎn)生的波形數(shù)據(jù)；以及偏移波形數(shù)據(jù)的頻率。此外，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其存儲用于使計算機執(zhí)行以下處理的程序第一處理，獲取多個復數(shù)數(shù)據(jù)，每個復數(shù)數(shù)據(jù)被分配給專用子載波，并根據(jù)所獲取的多個復數(shù)數(shù)據(jù)來產(chǎn)生波形數(shù)據(jù)；以及第二處理，獲取在第一處理中產(chǎn)生的波形數(shù)據(jù)，并偏移波形數(shù)據(jù)的頻率。還提供了上述程序。根據(jù)本發(fā)明，可以縮減OFDM調(diào)制器和包括OFDM調(diào)制器的OFDM發(fā)送電路中的電路的尺寸。此外，根據(jù)本發(fā)明，可以提供能夠降低操作成本的OFDM調(diào)制技術(shù)。


通過下面所述的優(yōu)選示例性實施例和所附的以下附圖，本發(fā)明的上述目的和其他目的以及本發(fā)明的特征和優(yōu)點會變得更加顯而易見。圖I是示出了根據(jù)第一示例性實施例的、采用OFDM調(diào)制器的發(fā)送設(shè)備的配置視圖。圖2是示出了根據(jù)該示例性實施例的數(shù)字頻率轉(zhuǎn)換器的配置視圖。圖3是示出了根據(jù)第二示例性實施例的、采用SC-FDMA系統(tǒng)的發(fā)送設(shè)備的配置視圖。圖4是示出了采用通用OFDM調(diào)制器的發(fā)送設(shè)備的配置視圖。圖5是示出了采用基于通用DFT-擴頻OFDM的SC-FDMA系統(tǒng)的發(fā)送設(shè)備的配置視圖。圖6是不出了資源網(wǎng)格的圖，資源網(wǎng)格不出了多值符號在子載波頻率和時間的平面上的布置。
具體實施例方式下面，參考附圖來描述本發(fā)明的示例性實施例。注意，在所有附圖中，由相同的參考數(shù)字表示相同的組成組件，并且不再重復對其的詳細解釋。[第一示例性實施例]圖4是示出了采用通用OFDM調(diào)制器的發(fā)送設(shè)備400的配置的圖。符號映射電路101將作為輸入的發(fā)送數(shù)據(jù)的比特序列轉(zhuǎn)換為諸如16QAM和64QAM的多值符號數(shù)據(jù)序列，并且將多值符號數(shù)據(jù)序列分配給OFDM的子載波。在本說明書中，表述“轉(zhuǎn)換為多值符號數(shù)據(jù)”表示將輸入的比特序列轉(zhuǎn)換為多個復數(shù)數(shù)據(jù)，并將專用子載波分配給每個復數(shù)數(shù)據(jù)。此外，復數(shù)數(shù)據(jù)是包括構(gòu)成比特序列的比特信息的復數(shù)。多值符號數(shù)據(jù)包含每個復數(shù)數(shù)據(jù)、分配給復數(shù)數(shù)據(jù)并由復數(shù)數(shù)據(jù)調(diào)制的子載波的頻率信息、以及要輸出復數(shù)數(shù)據(jù)的時間(定時)信息。此外，多值符號數(shù)據(jù)對應(yīng)于要輸出的OFDM信號的頻譜。
串行/并行(S/P)轉(zhuǎn)換電路102將多值符號數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行多值符號數(shù)據(jù)，并行多值符號數(shù)據(jù)是并行的數(shù)據(jù)。轉(zhuǎn)換后的并行多值符號數(shù)據(jù)輸入快速傅里葉逆變換轉(zhuǎn)換器(IFFT) 404?？焖俑道锶~逆變換轉(zhuǎn)換器(IFFT) 404對輸入的數(shù)據(jù)應(yīng)用快速傅里葉逆計算，將其轉(zhuǎn)換為并行時間波形數(shù)據(jù)，并行時間波形數(shù)據(jù)是并行的數(shù)據(jù)。該快速傅里葉逆計算用作OFDM調(diào)制。該本說明書中，快速傅里葉逆變換表示快速傅里葉變換的逆變換。快速傅里葉變換是在計算器中快速地計算離散傅里葉變換的算法，并且例如還用于例如信號處理中的離散數(shù)字信號的頻率分析。通過快速傅里葉逆變換，將離散采樣頻點上的頻譜信息轉(zhuǎn)換為離散時間波形信息。并行-串行(P/S)轉(zhuǎn)換和保護間隔(GI)添加電路405向從IFFT404輸出的并行時間波形數(shù)據(jù)添加保護間隔持續(xù)期間的波形，以將并行時間波形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行的時間序列數(shù)據(jù)。按照復數(shù)計算來執(zhí)行上述處理。將P/S轉(zhuǎn)換和GI添加電路405的輸出輸入分離電路(分離器)108，以提取實部分量系數(shù)數(shù)據(jù)和虛部分量系數(shù)數(shù)據(jù)。在本說明書中，實部分量系數(shù)數(shù)據(jù)稱為同相數(shù)字基帶信號(I-DBB信號)，而虛部分量系數(shù)數(shù)據(jù)稱為正交數(shù)字基帶信號(Q-DBB信號)。I-DBB信號和Q-DBB信號分別由數(shù)字-模擬(D/Α)轉(zhuǎn)換器109和110轉(zhuǎn)換為同相模擬基帶信號(Ι-ABB信號)和正交模擬基帶信號(Q-ABB信號)，I-ABB信號和Q-ABB信號每個均為模擬波形信號。然后，頻率轉(zhuǎn)換器(混頻器)111和112分別將轉(zhuǎn)換后的信號各與作為載波的LO信號混頻，并分別轉(zhuǎn)換為同相載波頻帶信號(I-RF信號)和正交載波頻帶信號(Q-RF信號)。本地振蕩器(L0 0SC) 113的輸出作為LO信號輸入頻率轉(zhuǎn)換器112和113，以使得90°相移器114將輸入頻率轉(zhuǎn)換器112的LO信號的相位相對于輸入頻率轉(zhuǎn)換器111的LO信號延遲90°。組合器115將I-RF信號和Q-RF信號組合，并輸出組合信號，作為載波頻帶信號(RF信號)。正交頻分復用接入(OFDMA)系統(tǒng)是多址接入系統(tǒng)，其中，基于OFDM系統(tǒng)，針對要發(fā)送的信息的每個不同目的地分配子載波，從而向多個接收機同時發(fā)送信息。在OFDMA系統(tǒng)中，可以根據(jù)發(fā)送的信息的目的地，來設(shè)置分配的子載波的數(shù)目和每個子載波的無線調(diào)制系統(tǒng)和發(fā)送功率。在某種情況下，有不存在特定子載波的情況。例如，圖4示意地示出了對于子載波頻率&至匕和4-3至，不存在子載波的情況，換言之，每個子載波上的頻譜為零的情況，其中 f。< < f2 < f3 < f4 < f5 < …· < fn-4 < fn-3 < fn-2 < fn-10接下來，參考圖1，詳細描述采用根據(jù)本發(fā)明第一示例性實施例的OFDM調(diào)制器的發(fā)送設(shè)備100。將描述與圖4所示的發(fā)送設(shè)備400的不同之處。在圖I中，符號映射電路101獲取作為發(fā)送數(shù)據(jù)的比特序列，并輸出多值符號數(shù)據(jù)，多值符號數(shù)據(jù)是復數(shù)序列。串行-并行(S/P)轉(zhuǎn)換電路102獲取多值符號數(shù)據(jù)，并輸出并行多值符號數(shù)據(jù)，并行多值符號數(shù)據(jù)是并行的復數(shù)數(shù)據(jù)。子載波映射電路103獲取并行多值符號數(shù)據(jù)，將其輸出至快速傅里葉逆變換轉(zhuǎn)換器(IFFT) 104。子載波映射電路103還輸出頻率和相位控制信號、內(nèi)插控制信號和頻點數(shù)目改變信號。 快速傅里葉逆變換轉(zhuǎn)換器(IFFT) 104從子載波映射電路103獲取并行多值符號數(shù)據(jù)和頻點數(shù)目改變信號?？焖俑道锶~逆變換轉(zhuǎn)換器(104)向由并行多值符號數(shù)據(jù)中包含的所有多值符號數(shù)據(jù)的頻點數(shù)目改變信號所識別的多值符號數(shù)據(jù)的復數(shù)數(shù)據(jù)應(yīng)用快速傅里葉逆變換，并輸出并行時間波形數(shù)據(jù)，并行時間波形數(shù)據(jù)是復數(shù)。并行-串行(P/S)轉(zhuǎn)換和保護間隔(GI)添加電路105獲取并行時間波形數(shù)據(jù)和頻點數(shù)目改變信號，并輸出復數(shù)序列的時間波形數(shù)據(jù)，復數(shù)序列的時間波形數(shù)據(jù)具有所添加的保護間隔持續(xù)期間的波形。內(nèi)插電路106獲取復數(shù)序列的時間波形數(shù)據(jù)和內(nèi)插控制信號，并輸出內(nèi)插的時間波形數(shù)據(jù)，內(nèi)插的時間波形數(shù)據(jù)是復數(shù)序列。數(shù)字頻率轉(zhuǎn)換器(DFC) 107獲取內(nèi)插的時間波形數(shù)據(jù)以及來自子載波映射電路103的頻率和相位控制信號，并輸出復數(shù)數(shù)字基帶信號(復數(shù)DBB信號)，復數(shù)數(shù)字基帶信號是復數(shù)。在本示例性實施例中，OFDM調(diào)制器包括符號映射電路101、串行-并行(S/P)轉(zhuǎn)換電路102、子載波映射電路103、快速傅里葉逆變換轉(zhuǎn)換器(IFFT) 104、并行-串行(P/S)轉(zhuǎn)換和保護間隔(GI)添加電路105、內(nèi)插電路106以及數(shù)字頻率轉(zhuǎn)換器(DFC) 107。換言之，從發(fā)送數(shù)據(jù)序列的輸入至復數(shù)DBB信號的產(chǎn)生的一系列處理稱為與OFDM調(diào)制有關(guān)的處理。分離電路(分離器)108獲取復數(shù)DBB信號，并輸出同相數(shù)字基帶信號(I-DBB信號)和正交數(shù)字基帶信號(Q-DBB信號)。數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(D/A) 109和數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(D/A) 110分別獲取I-DBB信號和Q-DBB信號，并分別輸出同相模擬基帶信號(Ι-ABB信號)和正交模擬基帶信號(Q-ABB
信號)。本地振蕩器(L0 0SC) 113產(chǎn)生并輸出本地振蕩信號(L0信號)。90°相移器114獲取LO信號，并輸出正交LO信號。頻率轉(zhuǎn)換器(混頻器)111獲取I-ABB信號和LO信號，并輸出同相載波頻帶信號(I-RF 信號)。頻率轉(zhuǎn)換器(混頻器)112獲取Q-ABB信號和正交LO信號，并輸出正交載波頻帶信號(Q-RF信號)。
組合器115獲取I-RF信號和Q-RF信號，并輸出載波頻帶信號(RF信號)。接下來，詳細描述數(shù)字頻率轉(zhuǎn)換器(DFC) 107的配置。圖2示意了圖I所示的數(shù)字頻率轉(zhuǎn)換器(DFC) 107的細節(jié)。將輸入DFC 107的內(nèi)插的波形數(shù)據(jù)輸入復數(shù)乘法器(Mult) 201。數(shù)字頻率合成器(數(shù)字0SC) 202獲取頻率和相位控制信號，并輸出數(shù)字LO信號，數(shù)字LO信號是具有頻率和相位的正弦曲線的數(shù)字波形值。復數(shù)乘法器(Mult) 201獲取內(nèi)插的時間波形數(shù)據(jù)和數(shù)字LO信號，并輸出復數(shù)DBB信號。[操作的解釋]
接下來，描述圖I所示的發(fā)送設(shè)備100的操作。作為發(fā)送數(shù)據(jù)的比特序列輸入符號映射電路101，并轉(zhuǎn)換為多值符號數(shù)據(jù)，多值符號數(shù)據(jù)是復數(shù)序列。每個多值符號數(shù)據(jù)是諸如16QAM或64QAM的符號，并且是包括多個比特的信息的復數(shù)。此外，例如按照順序形式，將要基于符號進行調(diào)制的子載波的頻率信息以及用于輸出基于符號調(diào)制的子載波的時間(定時)信息與符號相關(guān)聯(lián)。作為序列的多值符號數(shù)據(jù)輸入串行-并行(S/P)轉(zhuǎn)換電路102，經(jīng)過并行轉(zhuǎn)換，并作為并行多值符號數(shù)據(jù)輸出。并行多值符號數(shù)據(jù)輸入子載波映射電路103，根據(jù)并行多值符號數(shù)據(jù)中包含的多值符號數(shù)據(jù)和同與各多值符號數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的要調(diào)制的子載波的頻率有關(guān)的信息，改變子載波頻率分配，并輸出至IFFT 104。此外，子載波映射電路103產(chǎn)生頻點數(shù)目改變信號，并將所產(chǎn)生的信號輸出至IFFT 104和P/S轉(zhuǎn)換和GI添加電路105。子載波映射電路103產(chǎn)生內(nèi)插控制信號，并將所產(chǎn)生的信號輸出至內(nèi)插電路106。子載波映射電路103產(chǎn)生頻率和相位控制信號，并將所產(chǎn)生的信號輸出至數(shù)字頻率轉(zhuǎn)換器107。通常，利用在OFDM調(diào)制器中應(yīng)用的快速傅里葉逆變換，子載波被設(shè)置為使得頻率的正向側(cè)和負向側(cè)關(guān)于頻率=O的中心對稱的形式?？焖俑道锶~逆變換的計算量與N · IogN成比例，其中N是頻點的數(shù)目。在N =2048的情況下，可以獲得N · IogN = 15615. 219...然而，在N = 1024的情況下，N · IogN=7097. 827...因此，減少頻點將極大地降低計算量。除了計算量的降低之外，對于2048個點的數(shù)據(jù)輸入串行-并行轉(zhuǎn)換所需的等待時間也減少為對于1024個點的等待時間。這種等待時間的減少使其后的計算開始得更早，并使得遲滯降低。隨著遲滯的降低，可以縮短占用計算資源的時間段，這還減少了計算所需的資源量。注意，如果頻點的數(shù)目N較小，則可以代替快速傅里葉逆變換，通過執(zhí)行數(shù)值計算而不是快速傅里葉逆變換，或者讀取波形表，來產(chǎn)生子載波的正弦波形，從而降低計算量。另一方面，對于OFDMA系統(tǒng)和SC-FDMA系統(tǒng)，要產(chǎn)生的子載波可能僅在頻率軸上的局部存在(本地化)。可以根據(jù)并行多值符號數(shù)據(jù)中具有O值的多值符號數(shù)據(jù)和具有不同于O值的多值符號數(shù)據(jù)的分布，來檢測本地化。應(yīng)該注意，在本說明書中，表達“具有O值”表示多值符號數(shù)據(jù)中包含的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的實部和虛部均為0，而表達“具有不同于O值”標識多值符號數(shù)據(jù)中包含的復數(shù)數(shù)據(jù)的實部和虛部中的至少一個不為零。
子載波映射電路103檢測是否出現(xiàn)子載波本地化。根據(jù)檢測結(jié)果，電路103偏移子載波的頻率，并使用頻點數(shù)目改變信號向IFFT 104通知用于快速傅里葉逆變換的頻點數(shù)目的改變。更具體地，子載波映射電路103根據(jù)多值符號數(shù)據(jù)中包含的復數(shù)數(shù)據(jù)的值，指定由相鄰頻點形成的特定頻率范圍(特定頻帶)，并向IFFT 104輸出在指定的頻帶中包括的頻點的數(shù)目，作為頻點數(shù)目改變信號。此外，子載波映射電路103從多值符號數(shù)據(jù)中包含的所有復數(shù)數(shù)據(jù)中選擇指定的頻帶中包含的子載波所分配給的復數(shù)數(shù)據(jù)，并偏移與所選擇的復數(shù)數(shù)據(jù)相對應(yīng)的頻率。然而，IFFT 104向頻率偏移后的所選擇的復數(shù)數(shù)據(jù)應(yīng)用快速傅里葉逆變換。例如，在通過設(shè)置最大頻點數(shù)目Nmax = 2048來應(yīng)用快速傅里葉逆變換的系統(tǒng)中，如果在相鄰的1024個頻點內(nèi)分配實際需要產(chǎn)生的子載波(對應(yīng)于具有不同于O值的多值符號數(shù)據(jù))，則偏移它們的頻率，以使得具有不同于O值的多值符號數(shù)據(jù)的分布的中心頻率為零。然后，向IFFT 104發(fā)送頻點數(shù)目改變信號和頻率偏移后的并行多值符號數(shù)據(jù)，以便設(shè)置頻點數(shù)目N = 1024，以應(yīng)用快速傅里葉逆變換。 然而，在這種情況下出現(xiàn)兩個問題。第一個問題是從IFFT 104輸出的子載波的頻率和相位從原始值偏移。第二個問題是，在IFFT 104中，輸入的頻點數(shù)目的減少導致輸出波形的采樣點數(shù)目的減少，換言之，輸出波形的采樣點稀疏了。為了解決上述問題，針對與頻率或相位的偏移有關(guān)的問題，提供數(shù)字頻率轉(zhuǎn)換器107，并且數(shù)字頻率轉(zhuǎn)換器107根據(jù)來自子載波映射電路103的頻率和相位控制信號來補償頻率和相位。注意，頻率和相位控制信號包含與子載波映射電路103所偏移的頻率以及作為頻率偏移的結(jié)果而改變的相位有關(guān)的信息。對于波形的采樣點數(shù)目的問題，根據(jù)來自子載波映射電路103的內(nèi)插控制信號，內(nèi)插電路106對波形采樣數(shù)據(jù)進行內(nèi)插。注意，內(nèi)插控制信號包含與作為子載波映射電路103所進行的子載波的頻率偏移以及頻點數(shù)目的減少的結(jié)果而稀疏的輸出波形的采樣點數(shù)目有關(guān)的信息。在本說明書中，表達“與稀疏的輸出波形的采樣點數(shù)目有關(guān)的信息”表示例如子載波映射電路103輸出的并行多值符號數(shù)據(jù)的頻點數(shù)目(子載波數(shù)目)。經(jīng)過了頻率偏移的并行多值符號數(shù)據(jù)輸入IFFT 104，根據(jù)頻點數(shù)目改變信號，經(jīng)過快速傅里葉逆變換，并轉(zhuǎn)換為并行時間波形數(shù)據(jù)，并行時間波形數(shù)據(jù)是復數(shù)。根據(jù)頻點數(shù)目改變信號，IFFT 104可以切換計算電路的激活和暫停，以與頻點數(shù)目匹配。此外，IFFT104還可以選擇適合于頻點數(shù)目的計算電路，并切換電路至該適合的計算電路。此外，IFFT104改變與針對計算過程的程序的操作設(shè)置有關(guān)的參數(shù)，使之以適合于頻點數(shù)目的方式操作。P/S轉(zhuǎn)換和GI添加電路105向并行時間波形數(shù)據(jù)添加保護間隔，并將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為預內(nèi)插時間波形數(shù)據(jù)，預內(nèi)插時間波形數(shù)據(jù)是復數(shù)串行數(shù)據(jù)序列。并行時間波形數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)數(shù)目根據(jù)輸入IFFT 104的數(shù)據(jù)的數(shù)目而改變，換言之，根據(jù)子載波的數(shù)目而改變。P/S轉(zhuǎn)換和GI添加電路105需要預先獲取要輸入的并行時間波形數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)數(shù)目，以便根據(jù)所獲取的信息來操作。為此，P/S轉(zhuǎn)換和GI添加電路105根據(jù)從子載波映射電路103獲得的頻點數(shù)目信號來執(zhí)行上述處理。內(nèi)插電路106接收預內(nèi)插時間波形數(shù)據(jù)，根據(jù)從子載波映射電路103獲得的內(nèi)插控制信號，按照波形數(shù)據(jù)，內(nèi)插接收到的預內(nèi)插時間波形數(shù)據(jù)，并輸出內(nèi)插后的數(shù)據(jù)作為時間波形數(shù)據(jù)。數(shù)字頻率轉(zhuǎn)換器107接收該時間波形數(shù)據(jù)，向與子載波映射電路103所執(zhí)行的頻率偏移相反的方向，將接收到的時間波形數(shù)據(jù)的頻率偏移子載波映射電路103所偏移的頻率量，并輸出所獲得的數(shù)據(jù)，作為復數(shù)DBB信號。此時，還對數(shù)據(jù)的相位進行補償。預先從子載波映射電路103發(fā)送與偏移頻率和要補償?shù)南辔挥嘘P(guān)的信息，作為頻率和相位控制信號。分離電路108接收復數(shù)DBB信號。之后的操作與圖4所示的通用OFDM發(fā)送設(shè)備相同，不再重復對其的詳細描述。參考圖2，描述數(shù)字頻率轉(zhuǎn)換器107的操作。將輸入數(shù)字頻率轉(zhuǎn)換器107的時間波形數(shù)據(jù)輸入復數(shù)乘法器(Mult) 201。此外，將輸入數(shù)字頻率轉(zhuǎn)換器107的頻率和相位控制信號輸入數(shù)字頻率合成器(數(shù)字0SC) 202，并根 據(jù)輸入的信號，數(shù)字頻率合成器(數(shù)字0SC) 202產(chǎn)生數(shù)字LO信號，該數(shù)字LO信號是復數(shù)的數(shù)字波形。復數(shù)乘法器201將數(shù)字LO信號與時間波形數(shù)據(jù)相乘，以產(chǎn)生復數(shù)DBB信號，作為乘法的結(jié)果。 數(shù)字頻率合成器(數(shù)字0SC) 202的特定示例包括離散數(shù)字合成器(DDS)的數(shù)字正弦波形產(chǎn)生電路。通常，DDS將數(shù)字正弦波形轉(zhuǎn)換為模擬形式，并輸出模擬信號。發(fā)送設(shè)備100的每個單元在邏輯上可以由計算機程序?qū)崿F(xiàn)，或者可以形成為唯一硬件，或者可以由軟件和硬件的組合來實現(xiàn)。在發(fā)送設(shè)備100的每個單元由計算機程序?qū)崿F(xiàn)的情況下，該計算機程序存儲在計算機可讀存儲介質(zhì)中，并且計算機從該存儲介質(zhì)讀取計算機程序，并且主要執(zhí)行以下處理。a)將輸入的比特序列轉(zhuǎn)換為多個復數(shù)數(shù)據(jù)，并向多個復數(shù)數(shù)據(jù)中的每個分配專用載波。b)根據(jù)復數(shù)數(shù)據(jù)的值來檢測頻帶，并選擇所檢測到的頻帶中存在的子載波所分配給的復數(shù)數(shù)據(jù)。c)向在(b)處理中選擇的復數(shù)數(shù)據(jù)應(yīng)用快速傅里葉逆變換(離散傅里葉逆變換)，并產(chǎn)生波形數(shù)據(jù)。d)根據(jù)在(b)處理中檢測到的頻帶，內(nèi)插波形數(shù)據(jù)，并偏移頻率。接下來，描述本示例性實施例所獲得的效果。根據(jù)本示例性實施例，輸入快速傅里葉逆變換轉(zhuǎn)換器104的復數(shù)數(shù)據(jù)的數(shù)目(頻點的數(shù)目)減少，因此，可以降低快速傅里葉逆變換的計算量。因此，可以減少快速傅里葉逆變換轉(zhuǎn)換器104所消耗的功率。此外，可以減少快速傅里葉逆變換的計算的遲滯。在設(shè)計電路時，通過將輸入快速傅里葉逆變換轉(zhuǎn)換器104的頻點的數(shù)目設(shè)置為少于符號映射電路101可以分配的子載波的數(shù)目，可以減小子載波映射電路103和快速傅里葉逆變換轉(zhuǎn)換器104的電路尺寸，這將使得整個發(fā)送設(shè)備100的電路尺寸減小。這可以降低發(fā)送設(shè)備100的制造成本。此外，可以減少等待串行-并行轉(zhuǎn)換電路102中數(shù)據(jù)的輸入的時間，從而可以減少整個遲滯。除了快速傅里葉逆變換的計算之外，遲滯的減少可以減少占用計算機的時間段。這可以減少計算所需的資源，并且可以使用這些資源進行其他計算。
[第二示例性實施例]圖5示意了采用基于在LTE系統(tǒng)中使用的DFT-擴頻OFDM的SC-FDMA系統(tǒng)的發(fā)送設(shè)備500的配置?；贒FT-擴頻OFDM的SC-FDMA系統(tǒng)(下面稱為“SC-FDMA系統(tǒng)”)向要發(fā)送的符號序列應(yīng)用離散傅里葉變換(DFT)，并且將所獲得的信號輸入OFDM系統(tǒng)。接下來，描述與圖4所示內(nèi)容的區(qū)別。符號映射電路301將作為輸入的發(fā)送數(shù)據(jù)的比特序列轉(zhuǎn)換為諸如16QAM和64QAM的多值符號數(shù)據(jù)序列。串行-并行(S/P)轉(zhuǎn)換電路302將符號映射電路301所轉(zhuǎn)換的多值符號數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行多值符號數(shù)據(jù)，并將所獲得的數(shù)據(jù)輸入離散傅里葉變換轉(zhuǎn)換器(DFT) 303。離散傅里葉變換轉(zhuǎn)換器(DFT) 303通過快速傅里葉變換，將輸入的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為頻譜數(shù)據(jù)。根據(jù)符號速率來確定離散傅里葉變換的采樣點數(shù)目，符號速率是每單位時間輸入的多值符號數(shù)據(jù)的數(shù)目，并且在多值符號數(shù)據(jù)的符號速率較高時，將離散傅里葉變換的采樣點數(shù)目設(shè)置為較大，而在多值符號數(shù)據(jù)的符號速率較低時，將離散傅里葉變換的采樣點 數(shù)目設(shè)置為較小。利用這種設(shè)置，輸出的頻譜數(shù)據(jù)的數(shù)目與輸入的多值符號數(shù)據(jù)的符號速率相對應(yīng)。頻譜數(shù)據(jù)的數(shù)目隨著多值符號數(shù)據(jù)的符號速率的增加而變高，并且隨著多值符號數(shù)據(jù)的符號速率的降低的變低。每個頻譜數(shù)據(jù)對應(yīng)于OFDM調(diào)制器中的復數(shù)數(shù)據(jù)。在第一示例性實施例中的OFDM調(diào)制器中，多值符號數(shù)據(jù)、復數(shù)數(shù)據(jù)和子載波彼此一一對應(yīng)。在SC-FDMA系統(tǒng)中，DFT 303應(yīng)用快速傅里葉變換(離散傅里葉變換)，以從多個多值符號數(shù)據(jù)中提取頻譜數(shù)據(jù)，頻譜數(shù)據(jù)是復數(shù)數(shù)據(jù)。每個頻譜數(shù)據(jù)與子載波一一對應(yīng)，但是并不與多值符號數(shù)據(jù)一一對應(yīng)。在這點上，SC-FDMA系統(tǒng)與OFDM調(diào)制器不同。更具體地，利用第一示例性實施例中的符號映射電路101，將單個子載波分配給單個多值符號數(shù)據(jù)。另一方面，利用本示例性實施例中的符號映射電路301，將多個子載波分配給多個多值符號數(shù)據(jù)，并且多值符號數(shù)據(jù)與子載波彼此具有M-N的對應(yīng)關(guān)系，這使得SC-FDMA系統(tǒng)與OFDM調(diào)制器不同。由子載波映射電路503將頻譜數(shù)據(jù)分配給預定子載波，并作為子載波的頻譜而輸出。由系統(tǒng)的更高層給出與子載波的分配有關(guān)的信息。如上所述，在SC-FDMA系統(tǒng)中，使多值符號數(shù)據(jù)和從多值符號數(shù)據(jù)導出的頻譜數(shù)據(jù)對應(yīng)于與對應(yīng)子載波的數(shù)目有關(guān)的信息(頻率帶寬)，但是并不使它們直接對應(yīng)于子載波的頻率。注意，術(shù)語“系統(tǒng)的更高層”是包括發(fā)送設(shè)備500的通信系統(tǒng)的一部分，圖5未示出該部分。系統(tǒng)的更高層可以存在于發(fā)送設(shè)備500中，或者可以存在于發(fā)送設(shè)備500外部。如上所述，對于SC-FDMA系統(tǒng)，要使用的子載波的數(shù)據(jù)根據(jù)多值符號數(shù)據(jù)的符號速率而改變。因此，盡管一個發(fā)送設(shè)備可以使用在分配作為發(fā)送頻帶的頻帶中指定的所有子載波，但是這個發(fā)送設(shè)備并不總是同時使用所有子載波。此外，其他發(fā)送設(shè)備可以使用未使用的子載波，從而多個發(fā)送設(shè)備同時共享相同的發(fā)送頻帶，有效地使用了頻率資源。這就是SC-FDMA系統(tǒng)的第一特性。通常，諸如OFDM系統(tǒng)的多載波系統(tǒng)的無線信號的峰均功率比(PAPR)比單載波系統(tǒng)高，并需要無線信號電路呈現(xiàn)較低的失真特性。另一方面，SC-FDMA系統(tǒng)向與原始時間波形相對應(yīng)的多值符號數(shù)據(jù)序列應(yīng)用離散傅里葉變換，以產(chǎn)生子載波的調(diào)制信息(頻譜信息)。此外，SC-FDMA系統(tǒng)使子載波的相對頻率布置在子載波映射之前和之后保持不變，以使得無線信號的時間波形與單載波系統(tǒng)的波形接近。這使得可以將PAPR降低至接近單載波系統(tǒng)的水平，放松無線信號電路所需的低失真性能。這是第二特性。由于這兩個特性，該系統(tǒng)被稱為單載波頻分多址(SC-FDMA)。此外，SC-FDMA系統(tǒng)具有ー種特性，其中，通過切換子載波的映射，可以容易地改變要使用的子載波的頻率。利用該特性，LTE系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)跳頻功能。圖5作為示例示意地示出了以下情況子載波映射電路503將DFT303的輸出分配給子載波(從頻率f5至頻率fn-4)而不改變相對頻率布置，并針對未使用的子載波(從頻率ち至頻率f4以及從頻率fn-4至U，換言之，不存在子載波(從頻率ち至頻率f4以及
從頻率 fn-4 至 fn-l)的情況，輸出零，其中 f0 < f! < f2 < f3 < f4 < f5 < · · · < fn-4 < fn-3< fn-2 < 4-1。將子載波映射電路503的輸出輸入快速傅里葉逆變換轉(zhuǎn)換器(IFFT) 404，并通過 應(yīng)用快速傅里葉逆變換，將其轉(zhuǎn)換為時間波形。其后的配置和操作與圖4相同，因此，不再重復對其的解釋。接下來，以3GPP LTE系統(tǒng)作為示例，描述產(chǎn)生SC-FDMA信號的方法。表達式(I)是與3GPP TS36. 211標準中規(guī)定的SC-FDMA系統(tǒng)有關(guān)的定義中任ー項。該表達式(I)示出了根據(jù)子載波的頻譜數(shù)據(jù)產(chǎn)生的模擬基帶信號，圖6是示出了頻譜數(shù)據(jù)在子載波頻率和時間的頻率上的布置的資源網(wǎng)格。[表達式I]
權(quán)利要求
1.一種OFDM調(diào)制器，包括第一電路，該第一電路獲取多個復數(shù)數(shù)據(jù)，每個復數(shù)數(shù)據(jù)被分配分配給專用子載波，并且該第一電路根據(jù)所述被獲取的多個復數(shù)數(shù)據(jù)來產(chǎn)生波形數(shù)據(jù)；以及第二電路，該第二電路獲取所述第一電路產(chǎn)生的所述波形數(shù)據(jù)，并偏移所述波形數(shù)據(jù)的頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的OFDM調(diào)制器，其中所述第一電路向所述多個復數(shù)數(shù)據(jù)中的每個復數(shù)數(shù)據(jù)應(yīng)用離散傅里葉逆變換，以產(chǎn)生所述波形數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的OFDM調(diào)制器，其中所述第二電路產(chǎn)生與要被偏移的所述頻率相對應(yīng)的數(shù)字信號，并將所述波形數(shù)據(jù)與所述數(shù)字信號相乘，以偏移所述波形數(shù)據(jù)的所述頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的OFDM調(diào)制器，還包括第三電路，該第三電路將所獲取的比特序列轉(zhuǎn)換為多個多值符號數(shù)據(jù)，并將所述專用子載波分配給所述多個多值符號數(shù)據(jù)中的每個多值符號數(shù)據(jù)，以及第四電路，該第四電路選擇從所述第三電路獲取的所述多個多值符號數(shù)據(jù)的一部分，偏移分配給所述被選擇的多值符號數(shù)據(jù)的所述子載波的頻率，并輸出所述頻率偏移后的多值符號數(shù)據(jù)，其中所述第一電路獲取從所述第四電路輸出的所述多值符號數(shù)據(jù)的每個多值符號數(shù)據(jù)，作為復數(shù)數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述多值符號數(shù)據(jù)來產(chǎn)生所述波形數(shù)據(jù)，以及所述第二電路朝向與所述第四電路中的偏移相反的方向，將所述波形數(shù)據(jù)的頻率偏移所述第四電路所偏移的頻率量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的OFDM調(diào)制器，其中所述第四電路檢測本地化的子載波的頻帶，所述本地化的子載波被分配給所述被獲取的多個多值符號數(shù)據(jù)中實部和虛部中的至少一個不為零的多值符號數(shù)據(jù)；并且執(zhí)行頻率偏移，使得所述檢測到的頻帶中包含的子載波的中心頻率為零。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的OFDM調(diào)制器，還包括第五電路，該第五電路將獲取的比特序列轉(zhuǎn)換為多個多值符號數(shù)據(jù)；第六電路，該第六電路通過離散傅里葉變換，從由所述第五電路轉(zhuǎn)換的所述多個多值符號數(shù)據(jù)中提取多個頻譜數(shù)據(jù)；以及第七電路，該第七電路將預先確定的子載波分配給從所述第六電路獲取的所述頻譜數(shù)據(jù)，以輸出分配了子載波的頻譜數(shù)據(jù)，其中所述第一電路獲取從所述第七電路輸出的所述分配了子載波的頻譜數(shù)據(jù)中的每個頻譜數(shù)據(jù)，作為所述復數(shù)數(shù)據(jù)，并根據(jù)所獲取的分配了子載波的頻譜數(shù)據(jù)，產(chǎn)生所述波形數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4-6中任一項所述的OFDM調(diào)制器，還包括第八電路，該第八電路根據(jù)與稀疏后的輸出波形的采樣點數(shù)目有關(guān)的信息，對所述波形數(shù)據(jù)進行內(nèi)插。
8.一種包括調(diào)制器的OFDM發(fā)送設(shè)備，所述調(diào)制器包括第一電路，該第一電路獲取多個復數(shù)數(shù)據(jù)，每個復數(shù)數(shù)據(jù)被分配給專用子載波，并且該第一電路根據(jù)所述被獲取的多個復數(shù)數(shù)據(jù)來產(chǎn)生波形數(shù)據(jù)；以及第二電路，該第二電路獲取所述第一電路產(chǎn)生的所述波形數(shù)據(jù)，并偏移所述波形數(shù)據(jù)的頻率。
9.一種OFDM調(diào)制方法，包括獲取多個復數(shù)數(shù)據(jù)，每個復數(shù)數(shù)據(jù)被分配給專用子載波；根據(jù)所述被獲取的多個復數(shù)數(shù)據(jù)來產(chǎn)生波形數(shù)據(jù)；獲取所述被產(chǎn)生的波形數(shù)據(jù)；以及偏移所述波形數(shù)據(jù)的頻率。
10.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，該存儲介質(zhì)存儲使計算機執(zhí)行以下處理的程序第一處理，在該第一處理中，獲取多個復數(shù)數(shù)據(jù)，每個復數(shù)數(shù)據(jù)被分配給專用子載波，并根據(jù)所述被獲取的多個復數(shù)數(shù)據(jù)來產(chǎn)生波形數(shù)據(jù)；以及第二處理，在該第二處理中，獲取在所述第一處理中產(chǎn)生的所述波形數(shù)據(jù)，并偏移所述波形數(shù)據(jù)的頻率。
全文摘要
發(fā)送設(shè)備100具有快速傅里葉逆變換轉(zhuǎn)換器104(第一電路)，獲取多個多值符號數(shù)據(jù)，每個多值符號數(shù)據(jù)被分配給專用子載波，并根據(jù)所獲取的多個多值符號數(shù)據(jù)來產(chǎn)生波形數(shù)據(jù)；以及數(shù)字頻率轉(zhuǎn)換器107(第二電路)，偏移快速傅里葉逆變換轉(zhuǎn)換器104產(chǎn)生的波形數(shù)據(jù)的頻率。
文檔編號H04L27/01GK102835048SQ20118001821
公開日2012年12月19日 申請日期2011年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月13日
發(fā)明者大賀敬之 申請人:日本電氣株式會社