Ofdm通信的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無(wú)線通信，并且尤其涉及改進(jìn)正交頻分復(fù)用（OFDM)無(wú)線通信系統(tǒng)的 性能。
【背景技術(shù)】
[0002] 正交頻分復(fù)用（0FDM)是一種多載波無(wú)線通信技術(shù)，其提供了高的頻譜效率、有效 抵抗多徑傳播和信道衰落和有效的頻域信道均衡。然而，傳統(tǒng)的0FDM傳輸相關(guān)地有一些缺 點(diǎn)，例如高峰與平均功率比值（PAPR)、明顯的帶外發(fā)射（00BE)和對(duì)于采樣頻率偏移的敏感 性（SF0)、載波頻率偏移（CF0)和相位噪聲。
[0003] 已經(jīng)提出了多種技術(shù)以克服或緩解上述的缺點(diǎn)并且改進(jìn)0FDM傳輸性能。例如，為 了降低PAPR、已經(jīng)提出了裁剪、編碼、相位優(yōu)化、非線性壓擴(kuò)、音調(diào)保留和音調(diào)注入、星座成 形、部分發(fā)送序列和選擇性映射的技術(shù)。為了降低00BE，已經(jīng)提出了陷波濾波、保護(hù)帶預(yù)留、 時(shí)域窗口并且取消使用專用的子載波。然而，上述技術(shù)大多是獨(dú)立地用在傳統(tǒng)的0FDM系統(tǒng) 以解決傳統(tǒng)0FDM的相應(yīng)缺點(diǎn)。一些技術(shù)實(shí)際上可能有沖突的影響。例如，降低PAPR的裁 剪方法均引入帶內(nèi)失真和增加00BE。陷波濾波可以減少00BE，但它也可以引起峰值再生導(dǎo) 致更高的PAPR。任何給定技術(shù)的0FDM的整體通信性能的效果最好時(shí)也是有些可疑的。
[0004] 因此需要一種能夠共同緩解至少兩項(xiàng)上述缺點(diǎn)并且進(jìn)而改進(jìn)0FDM通信性能的技 術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種無(wú)線發(fā)射器，其包括：被配置為根據(jù)預(yù)定的調(diào)制 方案將輸入數(shù)據(jù)比特調(diào)制成為數(shù)據(jù)符號(hào)并且將所述數(shù)據(jù)符號(hào)分組成為一個(gè)或多個(gè)預(yù)編碼 塊的模塊；至少一個(gè)符號(hào)插入模塊，每個(gè)均配置為將一個(gè)或多個(gè)取消符號(hào)插入對(duì)應(yīng)的預(yù)編 碼塊；至少一個(gè)預(yù)編碼模塊，每個(gè)均配置為預(yù)編碼對(duì)應(yīng)的預(yù)編碼塊；子載波插入模塊，其被 配置為連接所述一個(gè)或多個(gè)預(yù)編碼塊并且將至少一個(gè)取消子載波插入連接的預(yù)編碼塊以 形成預(yù)編碼0FDM符號(hào)；被配置為處理預(yù)編碼0FDM符號(hào)從而降低在傳輸預(yù)編碼0FDM符號(hào)中 的發(fā)射器發(fā)射的帶外功率的模塊，其中處理使用插入的取消符號(hào)和取消子載波；以及被配 置基于無(wú)線通信信道傳輸所處理的預(yù)編碼0FDM符號(hào)的模塊。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種基于無(wú)線通信信道傳輸數(shù)據(jù)比特的方法，所述 方法包括：根據(jù)預(yù)定調(diào)制方案將所述數(shù)據(jù)比特調(diào)制成為數(shù)據(jù)符號(hào)；將所述數(shù)據(jù)符號(hào)分組為 一個(gè)或多個(gè)預(yù)編碼塊；將一個(gè)或多個(gè)取消符號(hào)插入每個(gè)預(yù)編碼塊；預(yù)編碼每個(gè)預(yù)編碼塊； 連接一個(gè)或多個(gè)預(yù)編碼塊并且將至少一個(gè)取消子載波插入所述連接的預(yù)編碼塊以形成預(yù) 編碼0FDM符號(hào)；處理預(yù)編碼0FDM符號(hào)以降低在傳輸所述預(yù)編碼0FDM符號(hào)中發(fā)射的所述帶 外功率，其中所述處理使用所述插入取消符號(hào)和取消子載波；以及經(jīng)由所述無(wú)線通信信道 傳輸所處理預(yù)編碼0FDM符號(hào)。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的第三方面，一種無(wú)線接收器，其包括：被配置為基于無(wú)線通信信道接 收預(yù)編碼OFDM符號(hào)的模塊；解復(fù)用器，其被配置為將所述預(yù)編碼OFDM符號(hào)劃分為一個(gè)或者 多個(gè)預(yù)編碼塊；至少一個(gè)解預(yù)編碼塊，每個(gè)均被配置為解預(yù)編碼對(duì)應(yīng)的預(yù)編碼塊；被配置 為處理一個(gè)或多個(gè)解預(yù)編碼塊以補(bǔ)償子載頻率偏移和相位噪聲的模塊，其中所述處理使用 由所述發(fā)射器插入的一個(gè)或者多個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)和從所述解預(yù)編碼塊中提取的一個(gè)或多個(gè)對(duì) 應(yīng)接收的導(dǎo)頻符號(hào)；以及被配置為從所述子載波頻率偏移和相位噪聲補(bǔ)償塊的符號(hào)中提取 數(shù)據(jù)比特的模塊。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種接收基于無(wú)線通信信道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)比特的方 法，所述方法包括：經(jīng)由所述無(wú)線通信信道接收預(yù)編碼0FDM符號(hào)；將所述預(yù)編碼0FDM符號(hào) 劃分成為一個(gè)或多個(gè)預(yù)編碼塊；解預(yù)編碼每個(gè)預(yù)編碼塊；處理一個(gè)或多個(gè)解預(yù)編碼塊從而 補(bǔ)償子載波頻率偏移和相位噪聲，其中處理使用：由預(yù)編碼0FDM符號(hào)的發(fā)射器插入一個(gè)或 者多個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)；從解預(yù)編碼塊中提取一個(gè)或多個(gè)對(duì)應(yīng)接收的導(dǎo)頻符號(hào)；以及從子載波頻 率偏移和相位噪聲補(bǔ)償塊中提取數(shù)據(jù)比特。
[0009] 通過(guò)分配數(shù)據(jù)域和頻域?qū)ьl和取消符號(hào)并且共同使用它們，公開(kāi)的實(shí)施例尋求緩 解0FDM通信的上述缺點(diǎn)。所公開(kāi)的實(shí)施例包括：發(fā)射器，其在數(shù)據(jù)預(yù)和頻域中分配取消子 載波（CS)和導(dǎo)頻子載波（PS)以有助于00BE取消、SF0補(bǔ)償和殘留CF0和相位噪聲補(bǔ)償。預(yù) 編碼0FDM系統(tǒng)共同使用所公開(kāi)的實(shí)施例從而比傳統(tǒng)0FDM實(shí)現(xiàn)更低的PAPR、更低的00BE、 更高的頻譜效率以及更穩(wěn)健性給SF0、CF0和相位噪聲。還可以單獨(dú)地應(yīng)用所公開(kāi)的實(shí)施例 以緩解傳統(tǒng)0FDM通信系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)缺點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 參考附圖以下描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中：
[0011] 圖1是傳統(tǒng)預(yù)編碼0FDM通信系統(tǒng)的框圖；
[0012] 圖2是可以用于根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的預(yù)編碼0FDM通信系統(tǒng)中的發(fā)射器的框圖；
[0013] 圖3示出了圖2的發(fā)射器的操作的一個(gè)實(shí)例；
[0014] 圖4是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的預(yù)編碼0FDM通信系統(tǒng)中可使用的與圖2的的發(fā)射器互 補(bǔ)的接收器的框圖。
[0015] 圖5是圖4的接收器在圖3中示出的圖2的發(fā)射器的操作實(shí)例上的操作實(shí)例的說(shuō) 明。
[0016] 圖6A和圖6B共同地形成計(jì)算裝置的示意框圖表示，在計(jì)算裝置上可以實(shí)施圖2 的發(fā)射器和圖4的接收器的一個(gè)或多個(gè)模塊。
[0017] 圖7是示出由圖2的發(fā)射器中的00BE降低模塊執(zhí)行的00BE降低方法的流程圖。
[0018] 圖8是示出了由圖4的接收器中的CF0/相位噪聲補(bǔ)償模塊執(zhí)行的殘留CF0和相 位噪聲補(bǔ)償方法的流程圖。
[0019] 圖9包括示出了包括具有和不具有CF0/相位噪聲補(bǔ)償模塊的圖2的發(fā)射器和圖 4的接收器的預(yù)編碼0FDM系統(tǒng)的比特誤差性能的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 0FDM是一種多載波通信技術(shù)，其中承載信息的數(shù)據(jù)符號(hào)被施加到多個(gè)正交子載 波。時(shí)域0FDM符號(hào)是通過(guò)在數(shù)據(jù)符號(hào)上執(zhí)行快速傅立葉逆變換（IFFT)而得到。例如為了 降低PAPR，預(yù)編碼的OFDM系統(tǒng)使用預(yù)編碼以在IFFT之前將數(shù)據(jù)符號(hào)從"數(shù)據(jù)域"轉(zhuǎn)換至 "頻域"。預(yù)編碼通?？梢员硎緸閿?shù)據(jù)符號(hào)的向量與矩陣的乘積，矩陣可以是單個(gè)正交矩陣， 或包括多個(gè)正交子矩陣。例如，每個(gè)子矩陣可以是FFT矩陣。在這種情況下，預(yù)編碼OFDM 系統(tǒng)成為在長(zhǎng)期演進(jìn)（LTE)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的上行鏈路中使用的SC-FDMA系統(tǒng)。所公開(kāi)的實(shí)施例 適于在這樣的預(yù)編碼OFDM系統(tǒng)內(nèi)實(shí)施。然而，所公開(kāi)的實(shí)施例也可以使用其它預(yù)編碼矩陣 在預(yù)編碼的OFDM系統(tǒng)內(nèi)使用。為了降低00BE和緩解由SF0、殘留CF0和相位噪聲導(dǎo)致的性 能下降，同時(shí)保持預(yù)編碼的OFDM傳輸信號(hào)的低PAPR，公開(kāi)的實(shí)施例在頻域和數(shù)據(jù)域中分配 取消子載波和導(dǎo)頻子載波。
[0021] 圖1是傳統(tǒng)預(yù)編碼0FDM通信系統(tǒng)100的框圖。系統(tǒng)100僅包括基帶組件并且省 略了射頻（RF)組件。系統(tǒng)100包括傳輸承載數(shù)據(jù)的信號(hào)的發(fā)射器110和接收承載數(shù)據(jù)的 信號(hào)的接收器150以及無(wú)線信道145,基于該無(wú)線信道145傳輸信號(hào)。將要通過(guò)發(fā)射器110 經(jīng)由信號(hào)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)入用于預(yù)編碼數(shù)據(jù)的預(yù)編碼器115。預(yù)編碼器115的輸入側(cè)稱為"頻 域"，而預(yù)編碼器115的輸出側(cè)稱為"頻域"。預(yù)編碼的數(shù)據(jù)符號(hào)通過(guò)0FDM信號(hào)生成器120， 以生成一系列的0FDM符號(hào)，數(shù)據(jù)符號(hào)在0FDM符號(hào)上被調(diào)制。每個(gè)0FDM符號(hào)包括一系列時(shí) 域采樣。0FDM符號(hào)然后由具有采樣頻率的R s的數(shù)模（D/A)轉(zhuǎn)換器130轉(zhuǎn)換成模擬