本發(fā)明涉及一種使用發(fā)射器裝置來調(diào)節(jié)多載波發(fā)射信號的方法，以及可操作來執(zhí)行所述方法的發(fā)射器裝置和基站。

背景技術(shù)：

本部分介紹可以幫助促進(jìn)更好地理解本發(fā)明的各方面。因此，本部分的陳述將以這種方式被閱讀，并且不應(yīng)被理解為是對關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)的承認(rèn)。

在3gpplte(3gpp＝第三代合作伙伴計(jì)劃，lte＝長期演進(jìn))中，例如，建議使用所謂的分段的頻帶通過載波聚合來提高無線通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率。因此，當(dāng)其它無線通信系統(tǒng)的一個(gè)基站或若干基站沒有滿負(fù)荷工作時(shí)，無線通信系統(tǒng)可以被允許使用另一無線通信系統(tǒng)的頻帶或頻帶的一部分。在這種情況下，在由其它無線通信仍然使用的頻帶中由無線通信系統(tǒng)發(fā)射射頻信號必須被阻止。

經(jīng)典的多載波信號(諸如ofdm(ofdm＝正交頻分復(fù)用)多載波信號)是基于具有矩形形狀的時(shí)域信號。在時(shí)域中的矩形形狀與頻域中所謂的sinc函數(shù)的形狀相關(guān)聯(lián)。因此，多載波信號的子載波具有較高的旁瓣電平。在分段的頻譜中對于上述應(yīng)用使用ofdm多載波信號，對分段的頻譜的分段的子帶進(jìn)行分離的保護(hù)頻帶必須足夠大。

對于即將到來的與低成本無線電發(fā)射器的機(jī)器-機(jī)器通信，相對于定時(shí)和頻率的穩(wěn)定性的同步要求將可能沒有目前在蜂窩無線電通信系統(tǒng)中應(yīng)用的無線電發(fā)射器要求高。當(dāng)射頻信號例如從兩個(gè)以上的基站經(jīng)由不同的傳播路徑傳播到用戶終端時(shí)，所謂的comp發(fā)射(comp＝協(xié)作多點(diǎn))會有定時(shí)偏移和頻率偏移。定時(shí)偏移可能導(dǎo)致載波間干擾。通過使用傳統(tǒng)的ofdm(ofdm＝正交頻分復(fù)用)，當(dāng)定時(shí)偏移超過所謂的循環(huán)前綴時(shí)，子載波發(fā)射質(zhì)量會下降很快。

在所謂的5g未來無線系統(tǒng)中，為了減少信令開銷和設(shè)備的電池?fù)p耗，設(shè)想的是在上行鏈路用戶之間時(shí)間和頻率方面放松同步性。因此，相比嚴(yán)格的同步性(其暗示笨重的隨機(jī)接入程序和閉環(huán)定時(shí)提前控制)，尤其是小的分組信息和控制信息可以被更有效地發(fā)射。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是在未來的無線系統(tǒng)中提供一種使用多載波調(diào)制的波形結(jié)構(gòu)，可以為放松的時(shí)頻對準(zhǔn)提供高性能和魯棒性。

這樣的波形結(jié)構(gòu)應(yīng)適合于具有低信令開銷的基于競爭的接入，如例如由機(jī)器類通信所產(chǎn)生的流量類型，預(yù)計(jì)在未來無線系統(tǒng)(如例如5g無線系統(tǒng))中將發(fā)揮很大作用。

ofdm被認(rèn)為對于對抗時(shí)頻對準(zhǔn)是敏感的，因此不應(yīng)該被用于放松的同步性的目的。

多載波濾波的濾波(如例如應(yīng)用在所謂的ufmc(ufmc＝通用濾波多載波)中)引入了額外的魯棒性，從而比ofdm更適合于放松的同步性。到目前為止，針對多載波的濾波而建議的解決方案或者是固定的波形參數(shù)設(shè)置、或者是用戶特定的波形適應(yīng)。用戶特定的波形適應(yīng)需要控制信令，對于系統(tǒng)會引入額外的開銷。特別是當(dāng)只發(fā)射小的信息分組時(shí)，該控制信令開銷是不利的，會消耗空中接口資源和電池功率。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基本思想是引入異構(gòu)波形模式，其在無線鏈路兩端處具有已知的交替參數(shù)。

在異構(gòu)波形模式的簡單形式中，兩個(gè)參數(shù)集合以時(shí)隙的樣式來交替、或以時(shí)間和頻率上的“棋盤(chessboard)”模式的形式來交替。

不同的波形模式具有不同程度的頻譜旁瓣抑制，從而導(dǎo)致對于時(shí)間或頻率相鄰資源的不同數(shù)量的符號間干擾(isi)和載波間干擾(ici)。根據(jù)無線鏈路的質(zhì)量，無線設(shè)備可以隨后被分配給具有不同的波形模式的資源。

本發(fā)明的目的因此是通過一種用于使用發(fā)射器裝置來調(diào)節(jié)多載波發(fā)射信號的方法來實(shí)現(xiàn)，所述發(fā)射器裝置包括合成模塊、第一濾波器模塊、第二濾波器模塊、以及發(fā)射器模塊，其中：合成模塊，使用第一集合的時(shí)頻資源元素子組或者第二集合的時(shí)頻資源元素子組來合成多載波發(fā)射信號，其中第一集合的子組中的至少一個(gè)子組和第二集合的子組中的至少一個(gè)子組具有共同的時(shí)間或頻率資源，并且在時(shí)間或頻率上相鄰；第一濾波器模塊，在多載波發(fā)射信號由第一集合的時(shí)頻資源元素子組來合成的情況下，使用由第一集合的濾波器系數(shù)所限定的第一濾波器特性來濾波第一集合的時(shí)頻資源元素子組；第二濾波器模塊，在多載波發(fā)射信號由第二集合的時(shí)頻資源元素子組來合成的情況下，使用由第二集合的濾波器系數(shù)所限定的第二濾波器特性來濾波第二集合的時(shí)頻資源元素子組；以及發(fā)射器模塊，發(fā)射多載波發(fā)射信號。

本發(fā)明的目的進(jìn)一步地通過一種用于調(diào)節(jié)多載波發(fā)射信號的發(fā)射器裝置來實(shí)現(xiàn)，該發(fā)射器裝置包括：合成模塊，能夠操作以使用第一集合的時(shí)頻資源元素子組或第二集合的時(shí)頻資源元素子組來合成多載波發(fā)射信號，其中第一集合的子組中的至少一個(gè)子組和第二集合的子組中的至少一個(gè)子組具有共同的時(shí)間或頻率資源，并且在時(shí)間或頻率上相鄰；第一濾波器模塊，能夠操作以使用由第一集合的濾波器系數(shù)所限定的第一濾波器特性來濾波第一集合的時(shí)頻資源元素子組；第二濾波器模塊，能夠操作以使用由第二組濾波器系數(shù)所限定的第二濾波器特性來濾波第二集合的時(shí)頻資源元素子組；發(fā)射器模塊，能夠操作以發(fā)射多載波發(fā)射信號。

本發(fā)明的目的進(jìn)一步通過一種基站來實(shí)現(xiàn)，該基站用于啟用無線設(shè)備的發(fā)射器裝置來調(diào)節(jié)多載波發(fā)射信號，其中：如果無線設(shè)備經(jīng)歷鏈路質(zhì)量低于閾值，則該基站能夠操作以向無線設(shè)備發(fā)射關(guān)于由無線設(shè)備使用的第一集合的時(shí)頻資源元素子組的信息；如果無線設(shè)備經(jīng)歷鏈路質(zhì)量高于閾值，則該基站能夠操作以向無線設(shè)備發(fā)射關(guān)于由無線設(shè)備使用的第二集合的時(shí)頻資源元素子組的信息；其中第一集合的子組中的至少一個(gè)子組和第二集合的子組中的至少一個(gè)子組具有共同的時(shí)間或頻率資源，并且在時(shí)間或頻率上相鄰。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，第一濾波器模塊，在多載波發(fā)射信號由第一集合的時(shí)頻資源元素子組來合成的情況下，使用具有第一級頻譜旁瓣抑制的第一濾波器特性，來濾波第一集合的時(shí)頻資源元素子組；并且，第二濾波器模塊，在多載波發(fā)射信號由第二集合的時(shí)頻資源元素子組來合成的情況下，使用具有第二級頻譜旁瓣抑制的第二濾波器特性，來濾波第二集合的時(shí)頻資源元素子組，第二級頻譜旁瓣抑制高于第一級頻譜旁瓣抑制。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，為得到簡單的異構(gòu)波形模式，第一集合的時(shí)頻資源元素子組中的子組在時(shí)間上與第二集合的時(shí)頻資源元素子組中的子組進(jìn)行交替。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，為得到簡單的異構(gòu)波形模式，第一集合的時(shí)頻資源元素子組中的子組在時(shí)間和頻率上與第二集合的時(shí)頻資源元素子組中的子組進(jìn)行交替。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，如果包含用于調(diào)節(jié)多載波發(fā)射信號的發(fā)射器裝置的無線設(shè)備經(jīng)歷鏈路質(zhì)量低于閾值，則發(fā)射器裝置使用第一集合的時(shí)頻資源元素子組，并且，如果包含用于調(diào)節(jié)多載波發(fā)射信號的發(fā)射器裝置的無線設(shè)備經(jīng)歷鏈路質(zhì)量高于閾值，則發(fā)射器裝置使用第二集合的時(shí)頻資源元素子組。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述鏈路質(zhì)量是以下構(gòu)成的組中的至少一項(xiàng)：信噪比疊加小區(qū)內(nèi)干擾，與優(yōu)選的調(diào)制和編碼機(jī)制(mcs)相對應(yīng)的信道質(zhì)量指示符(cqi)，預(yù)期的數(shù)據(jù)吞吐量，基于對數(shù)似然比的質(zhì)量指示符，基于成功的循環(huán)冗余碼校驗(yàn)的數(shù)目的質(zhì)量指示符，基于誤差矢量幅度的質(zhì)量指示符，基于均方差的質(zhì)量指示符，以及基于幀、塊、符號或誤比特率的質(zhì)量指示符。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述鏈路質(zhì)量是基于以下構(gòu)成的組中的至少一項(xiàng)：下行鏈路導(dǎo)頻測量、路徑損耗測量、以及信道質(zhì)量信息。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，包含用于調(diào)節(jié)多載波發(fā)射信號的發(fā)射器裝置的所述無線設(shè)備確定所述無線設(shè)備是經(jīng)歷鏈路質(zhì)量低于所述閾值、還是經(jīng)歷鏈路質(zhì)量高于所述閾值。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，基站確定包括用于調(diào)節(jié)多載波發(fā)射信號的所述發(fā)射器裝置的所述的無線設(shè)備是經(jīng)歷鏈路質(zhì)量低于所述閾值、還是經(jīng)歷鏈路質(zhì)量高于所述閾值。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述第一濾波器模塊和第二濾波器模塊是有限脈沖響應(yīng)濾波器模塊。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述第二濾波器模塊(filt2)提供總帶內(nèi)信號功率與總符號間干擾的優(yōu)化比、載波間干擾、以及帶外泄露功率。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述第一濾波器模塊在時(shí)域中只包含一個(gè)與零不同的濾波器系數(shù)。

本發(fā)明的進(jìn)一步展開可以從以下描述中來收集。

附圖說明

接下來進(jìn)一步參考附圖來解釋本發(fā)明。

圖1示意性示出了可實(shí)施本發(fā)明的通信網(wǎng)絡(luò)。

圖2示意性示出了其中可實(shí)施本發(fā)明的用戶終端和基站的結(jié)構(gòu)。

圖3示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于調(diào)節(jié)多載波發(fā)射信號的發(fā)射器裝置中的處理。

圖4示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的時(shí)頻交替波形參數(shù)集合。

圖5示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于調(diào)節(jié)多載波發(fā)射信號的發(fā)射器裝置的方框圖。

圖6示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于第二時(shí)頻波形參數(shù)集合的優(yōu)化的fir濾波器的濾波器函數(shù)。

圖7示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于第一時(shí)頻波形參數(shù)集合的優(yōu)化的dirac型fir濾波器的濾波器函數(shù)。

圖8示意性示出了對于單一的波形參數(shù)集合，對于由相鄰子帶用戶引起的干擾的定時(shí)偏移上的均方差。

圖9示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的對于交替的波形參數(shù)集合，對于由相鄰子帶用戶引起的干擾的定時(shí)偏移上的均方差。

圖10示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的對于單一的和對于交替的波形參數(shù)集合，對于由相鄰子帶用戶引起的干擾的定時(shí)偏移上的均方差的對比。

圖11示意性示出了有定時(shí)偏移和無定時(shí)偏移的符號的傅里葉變換窗口。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的如下描述是在3gpplte的增強(qiáng)框架下。然而，本發(fā)明不局限于3gpplte的增強(qiáng)，但原則上可以應(yīng)用于其他使用多載波發(fā)射的網(wǎng)絡(luò)，如例如5g作為具有不同的增強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)的下一代無線或移動通信網(wǎng)絡(luò)，例如增強(qiáng)的全球互聯(lián)微波接入(wimax)網(wǎng)絡(luò)ieee802.16、或增強(qiáng)的無線局域網(wǎng)絡(luò)(wlan)ieee802.11。在下文中，替代lte中使用的術(shù)語enodeb，更籠統(tǒng)的術(shù)語基站被使用。

現(xiàn)在將更加完整地參照附圖來描述各種示例的實(shí)施例，附圖中示出的一些示例實(shí)施例。在附圖中，為了更加清晰，線條、圖層或區(qū)域的厚度可能被夸大。

因此，當(dāng)示例的實(shí)施例能夠進(jìn)行各種修改和替代形式時(shí)，其實(shí)施例通過圖中的示例來示出并將在本文中做詳細(xì)的描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解，沒有意圖將示例實(shí)施例限制到所公開的特定形式，但與此相反，示例實(shí)施例是覆蓋屬于本發(fā)明范圍內(nèi)的所有修改、等同和替代。在整個(gè)附圖的描述中，相似的數(shù)字和符號指的是相似或類似的元素。

除非另有指示(例如，“否則”或“或可替代的”)，否則，如本文所使用的，術(shù)語“或”指非排他性。

本文所使用的術(shù)語僅用于描述特定實(shí)施例的目的，并且不旨在限制示例實(shí)施例。除非上下文另有明確說明，否則如本文所使用的單數(shù)形式“一(a)”、“一個(gè)(an)”和“該(the)”也旨在包括復(fù)數(shù)形式。還將理解，當(dāng)在本文中使用時(shí)，術(shù)語“包括(comprises)”、“包含(comprising)”、“含有(includes)”或者“涵蓋(including)”指的是所陳述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件或組件的存在，但不排除一個(gè)或多個(gè)其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或其組合的存在或添加。

除非另有定義，否則本文使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué))具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的示例實(shí)施例所屬的相同的含義。還將理解，例如那些在常用字典中定義的術(shù)語，應(yīng)該解釋為其意思與上下文相關(guān)技術(shù)的意思一致，并且除非在本文中另有明確定義，否則不能被理想化或過于正式的意義來解釋。

圖1示出了根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)3gpplte的在其中本發(fā)明可以實(shí)施為通信網(wǎng)絡(luò)cn的通信網(wǎng)絡(luò)的示例。

所述通信網(wǎng)絡(luò)cn包括基站bs1-bs3，用戶終端ue11-ue31，服務(wù)網(wǎng)關(guān)sgw，分組數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)pdngw，和移動性管理實(shí)體mme。

用戶終端ue11-ue15經(jīng)由無線電連接而連接到基站bs1，用戶終端ue21-ue23經(jīng)由無線電連接而連接到基站bs2，以及用戶終端ue31經(jīng)由無線電連接而連接到基站bs3。在lte的未來發(fā)展中，每個(gè)用戶終端ue11-ue31也可以經(jīng)由無線電連接而連接到多個(gè)所述基站bs1-bs3。

基站bs1-bs3依次連接到服務(wù)網(wǎng)關(guān)sgw和移動性管理實(shí)體mme，即經(jīng)由所謂的s1接口而連接到演進(jìn)分組核心網(wǎng)(epc)。

基站bs1-bs3之間經(jīng)由所謂的x2接口而互相連接。

服務(wù)網(wǎng)關(guān)sgw連接到分組數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)pdngw，而分組數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)又連接到外部ip網(wǎng)絡(luò)ipn。

s1接口是基站bs1-bs3中的一個(gè)基站(即本示例中的enodeb)和演進(jìn)分組核心網(wǎng)(epc)之間的標(biāo)準(zhǔn)化接口。s1接口具有兩個(gè)型號(flavour)，s1-mme用于基站bs1-bs3中的一個(gè)基站和移動性管理實(shí)體mme之間的信令信息交換，s1-u用于基站bs1-bs3中的一個(gè)基站和服務(wù)網(wǎng)關(guān)sgw之間的用戶數(shù)據(jù)報(bào)傳輸。

3gpplte標(biāo)準(zhǔn)中增加的x2接口主要是為了在切換期間中傳輸用戶平面(plane)信號和控制平面信號。

服務(wù)網(wǎng)關(guān)sgw執(zhí)行基站bs1-bs3和分組數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)pdngw之間的ip用戶數(shù)據(jù)路由。此外，服務(wù)網(wǎng)關(guān)sgw還用作不同基站之間切換或不同3gpp接入網(wǎng)絡(luò)之間切換的移動錨點(diǎn)。

分組數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)pdngw代表到外部ip網(wǎng)絡(luò)ipn的接口，并且終止所謂的eps(eps＝演進(jìn)分組系統(tǒng))承載，其是在用戶終端和相應(yīng)的服務(wù)基站bs1-bs3之間建立的承載。

移動性管理實(shí)體mme執(zhí)行訂戶管理和會話管理的任務(wù)，并在不同接入網(wǎng)絡(luò)之間的切換期間執(zhí)行移動性管理。

圖2示意性示出其中可實(shí)施本發(fā)明的用戶終端ue和基站bs的結(jié)構(gòu)。

基站bs包括示例中的三個(gè)調(diào)制解調(diào)器單元板mu1-mu3和一個(gè)控制單元板cu1，cu1中包括媒體相關(guān)適配器mda。

這三個(gè)調(diào)制解調(diào)器單元板mu1-mu31連接到控制單元板cu1，并且經(jīng)由所謂的通用公共無線電接口(cpri)連接到相應(yīng)的遠(yuǎn)程無線電頭(remoteradioheads)rrh1、rrh2或rrh3。

遠(yuǎn)程無線電頭rrh1、rrh2或rrh3中的每一個(gè)遠(yuǎn)程無線電頭是通過示例中的兩個(gè)遠(yuǎn)程無線電頭天線rrha1和rrha2連接，用于經(jīng)由無線電接口來發(fā)射和接收數(shù)據(jù)。為簡單起見，圖2中只畫出了用于遠(yuǎn)程無線電頭rrh1的所述兩個(gè)遠(yuǎn)程無線電頭天線rrha1和rrha2。

媒體相關(guān)適配器mda與移動性管理實(shí)體mme相連，并與服務(wù)網(wǎng)關(guān)sgw連接，并因此連接到分組數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)pdngw，其進(jìn)而連接到外部ip網(wǎng)絡(luò)ipn。

用戶終端ue包括示例中的兩個(gè)用戶終端天線uea1和uea2，調(diào)制解調(diào)器單元板mu4，控制單元板cu2和接口int。

兩個(gè)用戶終端天線uea1和uea2連接到調(diào)制解調(diào)器單元板mu4。調(diào)制解調(diào)器單元板mu4連接到控制單元板cu2，其進(jìn)而連接到接口int。

調(diào)制解調(diào)器單元板mu1-mu4和控制單元板cu1、cu2可由示例中的現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)、數(shù)字信號處理器(dsp)、微處理器、開關(guān)(switch)、以及內(nèi)存(例如雙倍數(shù)據(jù)率同步動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(ddr-sdram))組成，為了能夠執(zhí)行如下文所述的任務(wù)。

遠(yuǎn)程無線電頭rrh1、rrh2和rrh3包括所謂的無線電設(shè)備，例如調(diào)制器和放大器(例如δ-∑調(diào)制器(dsm)和開關(guān)模式放大器)。

在下行鏈路中，從外部ip網(wǎng)絡(luò)ipn接收的ip數(shù)據(jù)從分組數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)pdngw經(jīng)由服務(wù)網(wǎng)關(guān)sgw發(fā)射到在eps承載上的基站bs的媒體相關(guān)適配器mda。媒體相關(guān)適配器mda允許連接到不同的媒體，例如光纖或電連接。

控制單元板cu1在層3上(即在無線電資源控制(rrc)層上)執(zhí)行任務(wù)，諸如測量和小區(qū)重選、切換、以及rrc的安全性和完整性。

此外，控制單元板cu1執(zhí)行用于操作和維護(hù)的任務(wù)，并控制s1接口、x2接口和通用公共無線電接口。

控制單元板cu1把從服務(wù)網(wǎng)關(guān)sgw接收到的ip數(shù)據(jù)發(fā)送到調(diào)制解調(diào)器單元板mu1-mu3中用于下一步的處理。

三個(gè)調(diào)制解調(diào)器單元板mu1-mu3在層2上(即在pdcp(pdcp＝分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議)層上)執(zhí)行數(shù)據(jù)處理，其例如負(fù)責(zé)報(bào)頭壓縮和加密，在rlc(rlc＝無線電鏈路控制)層上例如負(fù)責(zé)分割和自動重傳請求(arq)，并在mac(mac＝媒體訪問控制)層上負(fù)責(zé)mac復(fù)用和混合自動重復(fù)請求(harq)。

此外，三個(gè)調(diào)制解調(diào)器單元板mu1-mu3在物理層上執(zhí)行數(shù)據(jù)處理，即編碼、調(diào)制、天線和資源塊映射。

編碼和調(diào)制后的數(shù)據(jù)被映射到天線和資源塊，并被作為發(fā)射符號從調(diào)制解調(diào)器單元板mu1-mu3通過在通用公共無線電接口而發(fā)送到相應(yīng)的遠(yuǎn)程無線電頭rrh1，rrh2或rrh3，以及相應(yīng)的遠(yuǎn)程無線電頭天線rrha1、rrha2用于通過空中接口發(fā)射。

通用公共無線電接口(cpri)允許使用分布式架構(gòu)的基站bs，包含所謂的無線電設(shè)備控制，連接到遠(yuǎn)程無線電頭rrh1、rrh2和rrh3，其優(yōu)選地經(jīng)由無損光纖鏈路來攜帶cpri數(shù)據(jù)。這種架構(gòu)減少了服務(wù)提供商的成本，因?yàn)橹挥邪^的無線電設(shè)備(像例如放大器)的遠(yuǎn)程無線電頭rrh1、rrh2和rrh3才需要放置在環(huán)境有挑戰(zhàn)的地方?；綽s可以集中放置在足跡、氣候和電能的可用性更容易管理的不太具有挑戰(zhàn)性的地方。

用戶終端天線uea1、uea2接收發(fā)射符號，并為調(diào)制解調(diào)器單元板mu4提供所接收到的數(shù)據(jù)。

調(diào)制解調(diào)器單元板mu4在物理層上執(zhí)行數(shù)據(jù)處理，即天線和資源塊解映射、解調(diào)和解碼。

此外，調(diào)制解調(diào)器單元板mu4在層2上(即在mac(mac＝媒體訪問控制)層上)執(zhí)行數(shù)據(jù)處理，其負(fù)責(zé)混合自動重傳請求(harq)和mac復(fù)用，在rlc(rlc＝無線電鏈路控制)層上例如負(fù)責(zé)重組和自動重傳請求(arq)，并在pdcp(pdcp＝分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議)層上例如負(fù)責(zé)解密和報(bào)頭壓縮。

調(diào)制解調(diào)器單元板mu4上的處理導(dǎo)致ip數(shù)據(jù)被發(fā)送到控制單元板cu2，其在層3上(即在無線電資源控制(rrc)層上)執(zhí)行任務(wù)，諸如測量和小區(qū)重選、切換和rrc的安全性和完整性。

ip數(shù)據(jù)從控制單元板cu2發(fā)射到相應(yīng)的接口int用于輸出并且與用戶交互。

在上行鏈路中，數(shù)據(jù)傳輸是以模擬的方式從用戶終端ue反向發(fā)射到外部ip網(wǎng)絡(luò)ipn。

基站bs可操作以與一個(gè)或多個(gè)在線用戶終端ue通信，并且基站可以位于或毗鄰另一個(gè)基站的覆蓋區(qū)，例如宏小區(qū)基站或小小區(qū)基站。因此，實(shí)施例可以提供一種移動通信系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)用戶終端及一個(gè)或多個(gè)基站，其中基站可以建議宏小區(qū)或小小區(qū)，如微微小區(qū)、metrocells或毫微微小區(qū)。用戶終端可以對應(yīng)于智能手機(jī)，移動電話，用戶設(shè)備，膝上型電腦，筆記本電腦，個(gè)人電腦，個(gè)人數(shù)字助理(pda)、通用串行總線(usb)棒，汽車，用于傳感器網(wǎng)絡(luò)的傳感器，其可以發(fā)射和接收數(shù)據(jù)，其中可以存在或不存在人與能夠發(fā)射和接收數(shù)據(jù)等的其它固定設(shè)置的通信設(shè)備或移動通信設(shè)備的交互。用戶終端也可稱為與3gpp術(shù)語一致的用戶設(shè)備或手機(jī)。

基站可以位于固定或靜止的部分網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)中?；究梢詫?yīng)于發(fā)射點(diǎn)，接入點(diǎn)，宏小區(qū)，小小區(qū)，微小區(qū)，毫微微小區(qū)，metro小區(qū)等?；究赡軙ㄈ鐖D2和上述內(nèi)容中的遠(yuǎn)程無線電頭的功能?；究梢允怯芯€網(wǎng)絡(luò)的無線接口，它能夠向用戶終端發(fā)射無線電信號。這樣的無線電信號可以遵從如例如由3gpp標(biāo)準(zhǔn)化中的無線電信號、或與上述系統(tǒng)中列出的一個(gè)或多個(gè)無線電信號一致。因此，基站可以對應(yīng)于nodeb、enodeb、基站收發(fā)器站(bts)、接入點(diǎn)、遠(yuǎn)程無線電頭、發(fā)射點(diǎn)等，其可進(jìn)一步細(xì)分為遠(yuǎn)程單元和中心單元。

用戶終端可以與基站或小區(qū)相關(guān)聯(lián)、駐留(campon)或注冊。術(shù)語“小區(qū)”指的是由基站(例如nodeb(nb)、enodeb(enb)、遠(yuǎn)程無線電頭、發(fā)射點(diǎn)等)所提供的無線電服務(wù)覆蓋區(qū)域?；究梢栽谝粋€(gè)或多個(gè)頻率層上操作一個(gè)或多個(gè)小區(qū)，在一些實(shí)施例中，小區(qū)可以對應(yīng)于扇區(qū)。例如，扇區(qū)可以使用扇形天線來實(shí)現(xiàn)，它提供了覆蓋遠(yuǎn)程單元或基站周圍的角度分段的特性。在一些實(shí)施例中，基站例如可以操作三個(gè)或六個(gè)小區(qū)，其分別覆蓋120度(在三個(gè)小區(qū)的情況下)、60度(在六個(gè)小區(qū)的情況下)的扇區(qū)?；究梢圆僮鞫鄠€(gè)扇區(qū)化的天線。在下面，小區(qū)可以代表產(chǎn)生小區(qū)的相應(yīng)的基站，或者同樣地基站可以代表產(chǎn)生基站的小區(qū)。

換句話說，在實(shí)施例中，移動通信系統(tǒng)可以對應(yīng)于hetnet，其利用不同的小區(qū)類型，即封閉的訂戶組(csg)小區(qū)、開放的小區(qū)、以及不同尺寸的小區(qū)，例如宏小區(qū)和小小區(qū)，其中小小區(qū)的覆蓋區(qū)域小于宏小區(qū)的覆蓋區(qū)域。小小區(qū)可能對應(yīng)于metro小區(qū)、微小區(qū)、微微小區(qū)、毫微微小區(qū)等。這些小區(qū)由基站建立，它們的覆蓋區(qū)域由它們的發(fā)射功率和干擾情況來確定。在一些實(shí)施例中，小小區(qū)的覆蓋區(qū)域至少部分地被由另一基站建立的宏小區(qū)的覆蓋區(qū)域所包圍。小小區(qū)可以部署為擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)容量。因此，metro小區(qū)可以用來覆蓋比宏小區(qū)更小的區(qū)域，例如metro小區(qū)可以覆蓋街道或大都市區(qū)的一部分。對于宏小區(qū)，其覆蓋區(qū)域可以具有1公里或幾公里的直徑，對于微小區(qū)，其覆蓋區(qū)域可以具有低于一公里的直徑，并且對于微微小區(qū)，其覆蓋區(qū)域可以具有小于100米的直徑。毫微微小區(qū)可以是最小的小區(qū)，并且其可用于覆蓋家庭或機(jī)場的門口部分，即其覆蓋區(qū)域可以具有小于50m的直徑。因此，基站也可以被稱為小區(qū)。

從而，首先在圖3和其描述中，示出了用于調(diào)節(jié)多載波發(fā)射信號的發(fā)射器裝置中的處理；隨后在圖4中，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，示出了用于所述多載波發(fā)射信號的時(shí)頻交替波形參數(shù)集合。在圖5中，示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于調(diào)節(jié)多載波發(fā)射信號的發(fā)射器裝置的方框圖。

圖3示意性示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于調(diào)節(jié)多載波發(fā)射信號的發(fā)射器裝置(ta)的處理的示例。所述發(fā)射器裝置ta可在如圖1所示的用戶終端u11-u31中實(shí)現(xiàn)，或在如圖2所示的用戶終端ue中實(shí)現(xiàn)。如圖3所示，在處理單元上分開處理功能是不重要的，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離如附加的權(quán)利要求書中定義的本發(fā)明的實(shí)施例范圍的情況下，處理單元的數(shù)目、處理功能到處理單元的分配可能會有所不同。

發(fā)射器裝置ta包括用于一個(gè)數(shù)據(jù)符號層或若干數(shù)據(jù)符號層dt-1，dt-2，…，dt-j的輸入；所謂的前端處理單元fe-pu用于數(shù)據(jù)符號層dt-1，dt-2，…，dt-j的預(yù)處理；圖3中的虛線所示的調(diào)制器mc-mod，用于調(diào)制和進(jìn)一步處理頻率塊fb-1、fb-2，…，fb-m；所謂的后端處理單元be-pu用于時(shí)域信號tds-1e，tds-2e，…，tds-me的后處理；以及射頻信號rfs的輸出，其中包含數(shù)據(jù)符號層dt-1，dt-2，…，dt-j。下文的描述只給出了若干數(shù)據(jù)符號層dt-1，dt-2，…dt-j應(yīng)用的情形。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以很容易地將發(fā)射器裝置ta1適應(yīng)用于處理單個(gè)數(shù)據(jù)符號層。

不同的數(shù)據(jù)符號層dt-1，dt-2，…，dt-j可對應(yīng)于例如編碼的比特序列，其被映射到星群(constellation)字母，像qpsk、16-qam等。數(shù)據(jù)符號層dt-1，dt-2，…，dt-j可以提供除了時(shí)間和頻率維度，進(jìn)一步提供多址接入維度，其由于擴(kuò)頻而在cdma層面可以解釋為代碼，或在idma(idma＝交織多址接入)層面上作為信道編碼層。替代地，數(shù)據(jù)符號層dt-1，dt-2，…，dt-j可能在頻域上已經(jīng)被靈活的塊分組，例如分成l組，被布置用于分段的頻譜，并留有間隔避免在相同的頻率范圍內(nèi)干擾其他無線電通信系統(tǒng)。

在前端處理單元fe-pu中，根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的技術(shù)手段，第一數(shù)據(jù)符號層dt-1可以提供給第一處理單元用于編碼、交織、擾碼和符號映射，用于生成第一編碼、交織、擾碼和符號映射后的數(shù)據(jù)符號層。

使用同樣的方式，在前端處理單元fe-pu中，另一數(shù)量j-1的的數(shù)據(jù)符號層dt-2，…，dt-j可以由第一處理單元進(jìn)一步處理，從而生成對應(yīng)的進(jìn)一步的編碼、交織、擾碼和符號映射后的數(shù)據(jù)符號層。數(shù)據(jù)符號層可以通過例如數(shù)據(jù)符號向量bj來表示，其中j∈[1，2，...，j]。

在前端處理單元fe-pu中，第一處理單元可以用于高效的多用戶檢測和/或多用戶分離。這意味著交織和/或擾碼可以是特定于用戶的或特定于層的。通過示例，期望用于一個(gè)用戶的信號可以攜帶多個(gè)信號層，例如每個(gè)信號層具有不同的qos(qos＝服務(wù)質(zhì)量)要求。

在前端處理單元fe-pu中，第一個(gè)編碼、交織、擾碼和符號映射的數(shù)據(jù)符號層可提供給第二個(gè)處理單元，用于劃分成l個(gè)數(shù)據(jù)塊。劃分或分割成l個(gè)數(shù)據(jù)塊是為了例如進(jìn)行擴(kuò)頻。使用同樣的方式，進(jìn)一步的編碼、交織、擾碼和符號映射的數(shù)據(jù)符號層是通過進(jìn)一步的第二處理單元而劃分成對應(yīng)的l進(jìn)一步數(shù)據(jù)塊。

根據(jù)替代的實(shí)施例，不同數(shù)據(jù)符號層dt-1，dt-2，…dt-j的數(shù)據(jù)塊的數(shù)量可以改變。在這種情況下，參數(shù)l可以用指數(shù)i來表示，其中i＝1，....，j。為了簡化起見，以下的描述對于每個(gè)數(shù)據(jù)符號層dt-1，dt-2，……dt-j都具有相同數(shù)量的數(shù)據(jù)塊。本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易將發(fā)射器裝置ta適用來處理不同數(shù)量的數(shù)據(jù)塊。

在前端處理單元fe-pu中，根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的技術(shù)手段，每一個(gè)數(shù)據(jù)塊被提供給第三處理單元中的一個(gè)處理單元用于進(jìn)行多載波擴(kuò)頻，并且用于進(jìn)行預(yù)編碼，諸如所謂的dft(dft＝離散傅里葉變換)預(yù)編碼來減少papr(papr＝峰值平均功率比)，這在3gpplte上行鏈路處理中是已知的。因此，第三處理單元輸出對應(yīng)的擴(kuò)頻數(shù)據(jù)塊。dft預(yù)編碼通過所謂的dft矩陣而允許擴(kuò)頻數(shù)據(jù)符號向量bj，用于得到擴(kuò)頻后的數(shù)據(jù)符號向量cj，l，其中j∈[1，2，...，j]和l∈[1，2，...，l]，其可以與數(shù)據(jù)符號向量bj有相同的長度。因此，時(shí)域信號或時(shí)域信號的papr(papr＝峰值平均功率比)可以降低。采用同樣的方式，每一個(gè)進(jìn)一步的數(shù)據(jù)流或數(shù)據(jù)塊被進(jìn)一步的第三處理單元擴(kuò)頻和預(yù)編碼，用于獲得對應(yīng)的擴(kuò)頻數(shù)據(jù)流或數(shù)據(jù)塊。

前端處理單元fe-pu中的第二處理單元和第三個(gè)處理單元執(zhí)行將數(shù)據(jù)符號層dt-1，dt-2，……，dt-j映射到不同層，諸如cdma碼或idma(idma＝交織多址接入)層，其在例如liping等的“asimpleapproachtonear-optimalmultiuserdetection:interleave-divisionmultiple-access”，ieeewcnc2003，2003年3月，第391至396頁中描述過。

通過前端處理單元fe-pu中的第四處理單元，擴(kuò)頻數(shù)據(jù)塊分組成兩組或更多組的頻率塊fb-1，fb-2，……，fb-m。通過疊加所有層的擴(kuò)頻數(shù)據(jù)塊和通過該疊加的一部分，以及將數(shù)據(jù)流或數(shù)據(jù)塊擴(kuò)頻成兩個(gè)或更多的頻率塊fb-1，fb-2，……，fb-m，可以實(shí)現(xiàn)分組。替換地，分組可通過組合若干疊加和擴(kuò)頻的數(shù)據(jù)塊來實(shí)現(xiàn)。這里，術(shù)語“疊加”可以表示信號的添加，同時(shí)術(shù)語“組合”可以表示附加或堆疊符號向量。

每個(gè)頻率塊fb-1，fb-2，…，fb-m可以用數(shù)據(jù)符號向量來表示，其中i∈[1，2，...，m]并且ni為對應(yīng)頻率塊fb-1，fb-2，...，fb-m的子載波數(shù)。每個(gè)數(shù)據(jù)符號向量di可代表例如單個(gè)qam符號。子載波例如包括復(fù)數(shù)值的正弦曲線。

調(diào)制器mc-mod的處理功能可被分成第一處理單元ifft-pu，第二處理單元d-pu，第一組混頻器mix-1-1，mix-1-2，……mix-1-m，一組低通濾波器lpf-1，lpf-2，...，lpf-m，一組上抽樣處理單元us-pu-1，us-pu-2，...，us-pu-m，以及第二組混頻器mix-2-1，mix-2-2，……mix-2-m。

第一處理單元ifft-pu可能獲得作為數(shù)據(jù)符號矢量di的修改版本的輸入?yún)?shù)其通過在原始數(shù)據(jù)符號向量di的開始和結(jié)尾處添加一個(gè)零或若干個(gè)零作為符號。在數(shù)據(jù)符號向量di′的開頭處的零符號的數(shù)量和末尾處的零符號的數(shù)量取決于要求，其中由發(fā)射器裝置ta發(fā)射的無線電頻率信號rfs應(yīng)該滿足諸如任何依賴于頻率的發(fā)射功率需求，其例如限定在所謂的頻譜遮罩中。這確保了每一個(gè)所考慮的子帶的發(fā)射功率處于低于某個(gè)值，其例如用dbm單位來測量。

第一處理單元ifft-pu進(jìn)行ifft(ifft＝逆快速傅里葉變換)并且基于數(shù)據(jù)符號向量di′生成時(shí)域信號tds，其本質(zhì)上包括在零頻率附近的不同頻率位置處的頻率塊fb-1，...，fb-m。

時(shí)域信號tds可以提供給第二處理單元d-pu用于生成時(shí)域信號tds的副本tds-1，tds-2，……，tds-m。

第一組混頻器mix-1-1，mix-1-2，……，mix-1-m通過對時(shí)域信號tds-1，tds-2，...，tds-m的上行轉(zhuǎn)換或下行轉(zhuǎn)換來執(zhí)行頻率偏移，使得對于每一個(gè)時(shí)域信號tds-1，tds-2，...，tds-m，都有一個(gè)頻域塊fb-1，...，fb-m可以位于零頻率附近。

時(shí)域信號tds-1可通過使用第一混頻器mix-1-1的第一頻率f1-1進(jìn)行上行轉(zhuǎn)換或下行轉(zhuǎn)換，用于生成第一上行轉(zhuǎn)換或下行轉(zhuǎn)換的時(shí)域信號tds-1b。以類似的方式，進(jìn)一步的時(shí)域信號tds-2，…，tds-m可通過使用對應(yīng)的進(jìn)一步的第一混頻器mix-1-2，…，mix-1-m的對應(yīng)的進(jìn)一步的第一頻率f1-1，…f1-m進(jìn)行上行轉(zhuǎn)換或下行轉(zhuǎn)換，用于生成對應(yīng)的進(jìn)一步的第一上行轉(zhuǎn)換或下行轉(zhuǎn)換的時(shí)域信號tds-2b，…，tds-mb。

第一上行轉(zhuǎn)換或下行轉(zhuǎn)換的時(shí)間域信號tds-1b被提供到低通濾波器lpf-1，其生成經(jīng)濾波的時(shí)域信號tds-1c。以類似的方式，進(jìn)一步的第一上行轉(zhuǎn)換或下行轉(zhuǎn)換的時(shí)間域信號tds-2b，…，tds-mb被提供到對應(yīng)的進(jìn)一步的低通濾波器lpf-2，…，lpf-m，用于生成對應(yīng)的進(jìn)一步的經(jīng)濾波的時(shí)域信號tds-2c，…，tds-mc。

濾波后的時(shí)域信號tds-1c被提供到上采樣處理單元us-pu-1，用于進(jìn)行濾波后的時(shí)域信號tds-1c的插值和采樣率適配，并且用于生成上采樣的時(shí)域信號tds-1d。采樣率可以以這樣的方式進(jìn)行適配，即采樣率足夠高使得相應(yīng)的帶寬覆蓋所有隨后的頻率偏移。類似地，進(jìn)一步的濾波后的時(shí)域信號tds-2c，…，tds-mc被提供給對應(yīng)的進(jìn)一步的上采樣處理單元us-pu-2，…，us-pu-m，用于生成對應(yīng)的進(jìn)一步的上采樣的時(shí)域信號tds-2d，…，tds-md.

上采樣的時(shí)域信號tds-1d可通過使用第二混頻器mix-2-1的第二頻率f2-1進(jìn)行上行轉(zhuǎn)換，用于生成第二上行轉(zhuǎn)換的時(shí)域信號tds-1e，這是從零頻移位到中頻f2-1。以類似的方式，進(jìn)一步的上采樣的時(shí)域信號tds-2d，…，tds-md是通過使用對應(yīng)的進(jìn)一步的第二混頻器mix-2-2，…，mix-2-m的對應(yīng)的進(jìn)一步的第二頻率f2-2，...，f2-m進(jìn)行上行轉(zhuǎn)換，用于生成對應(yīng)的進(jìn)一步的第二上行轉(zhuǎn)換的時(shí)域信號tds-2e，...，tds-me。

后端處理單元be-pu包含組合器、數(shù)模轉(zhuǎn)換單元、混頻器、功率放大器和濾波器單元(諸如雙工器)。第二上行轉(zhuǎn)換的時(shí)域信號tds-1e，tds-2e，…，tds-me通過組合器來疊加或添加，用于生成總的時(shí)域信號。該總的時(shí)域信號為數(shù)字信號，并且通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器單元來轉(zhuǎn)換為模擬時(shí)域信號。模擬時(shí)域信號(其中包含在各種頻率位置f2-1，f2-2，...，f2-m的各種頻率塊fb-1，…，fb-m)通過使用混頻器的第三頻率f3進(jìn)行上行轉(zhuǎn)換，用于生成射頻信號，其被移位到最終的中心頻率位置，例如在ghz范圍內(nèi)。射頻信號由功率放大器放大以生成放大后的射頻信號。放大后的射頻信號經(jīng)濾波器單元濾波，以生成可應(yīng)用于與發(fā)射器裝置ta連接的天線系統(tǒng)的射頻信號rfs。

如上所述，為了在上行鏈路用戶之間實(shí)現(xiàn)時(shí)間和頻率方面的放松的同步性，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施的一個(gè)基本思想是引入一種異構(gòu)時(shí)頻波形模式，其在無線鏈路兩端處具有已知的交替參數(shù)。

因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，如圖3中所示的低通濾波器lpf-1，…，lpf-m具有不同的濾波器特性，導(dǎo)致不同的波形模式具有不同電平的頻譜旁瓣抑制，從而導(dǎo)致與相鄰的資源在時(shí)間或頻率上有不同數(shù)量的符號間干擾(isi)和載波間干擾(ici)。根據(jù)無線鏈路的質(zhì)量，無線設(shè)備可以被分配給具有不同的波形模式的資源。

在異構(gòu)的波形模式的簡單形式中，兩個(gè)參數(shù)集合可以以靈活時(shí)隙進(jìn)行交替，或以時(shí)間和頻率上的“棋盤”模式的形式來交替。

圖4示意性示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的簡單樣式的時(shí)頻交替波形參數(shù)集合。

在圖4的上半部分，兩個(gè)波形參數(shù)集合為在時(shí)隙上靈活交替；而在圖4的下半部分，兩個(gè)波形參數(shù)集合為以時(shí)間和頻率上的“棋盤”模式的形式進(jìn)行交替。第一波形參數(shù)集合wps1的頻譜旁瓣抑制的電平低于第二波形參數(shù)集合wps2的頻譜旁瓣抑制的電平。第一波形參數(shù)集合wps1例如可以由有限脈沖響應(yīng)濾波器來產(chǎn)生，與用于生成第二波形參數(shù)集合wps2的有限脈沖響應(yīng)濾波器相比，它具有在時(shí)域不同于零的較低數(shù)量的濾波器系數(shù)，其中兩個(gè)有限脈沖響應(yīng)濾波器具有相同的總數(shù)量的濾波器系數(shù)。因此，在時(shí)間異步的情況下，相比生成第二波形參數(shù)集合wps2的有限脈沖響應(yīng)濾波器，用于生成第一波形參數(shù)集合wps1的有限脈沖響應(yīng)濾波器對時(shí)間相鄰的資源引起較少的符號間干擾(isi)。

如圖7所示和下面所描述的，在實(shí)施例中，所謂的預(yù)加零和附加零以及只有一個(gè)不同于零濾波器系數(shù)的dirac類濾波器是用于生成第一波形參數(shù)集合wps1。由于頻譜旁瓣電平比較高，這種濾波器的形狀同時(shí)帶來不利于載波間干擾的脆弱性。

如圖6所示和下面所描述的，在實(shí)施例中，針對用于時(shí)頻非對準(zhǔn)的isi和載波間干擾(ici)，根據(jù)信號干擾比(sir)優(yōu)化的濾波器被用于生成第二波形參數(shù)集合wps2。如圖6所示，作為替代，針對用于時(shí)頻非對準(zhǔn)的isi和載波間干擾(ici)，根據(jù)信號泄露比(slr)優(yōu)化的濾波器被用于生成第二波形參數(shù)集合wps2。

在圖4中，給定的單位時(shí)間可以是多載波符號或多個(gè)多載波符號(隙/子幀/幀)。

通常，由于第一波形參數(shù)集合wps1比第二波形參數(shù)集合wps2造成的干擾更少，使用第二波形參數(shù)集合wps2的資源的信號干擾比(sir)將會改善。同時(shí)，后果是具有第一波形參數(shù)集合wps1的資源具有較低的sir。由于isi和ici貢獻(xiàn)的特殊對稱性，如圖4的上半部分所示，對于這兩個(gè)在時(shí)隙上靈活交替的波形參數(shù)集合是顯而易見的，但這也適用于如圖4的下半部分所示，在以時(shí)間和頻率上的“棋盤”模式形式進(jìn)行交替的這兩個(gè)波形參數(shù)集合，這些將在下面的圖11中進(jìn)行解釋。

這種特殊的效果將被用于基于競爭的接入，方式如下：

無線設(shè)備首先獲得一些它們的鏈路質(zhì)量的信息，例如基于下行鏈路(dl)的導(dǎo)頻、路徑損耗測量、信道質(zhì)量信息(cqi)反饋等。然后，無線設(shè)備將本身分成兩種類型的設(shè)備，例如基于閾值。信噪比+小區(qū)間干擾差的小區(qū)邊緣用戶會利用第一波形參數(shù)集合wps1來主動接入多接入資源上的系統(tǒng)。具有更高的信噪比+小區(qū)間干擾的小區(qū)內(nèi)設(shè)備將使用具有第二波形參數(shù)集合wps2的資源。

因此，由于引起ici和isi的放松的同步性，小區(qū)內(nèi)設(shè)備將經(jīng)歷較高的包括小區(qū)間干擾的總的sinr。小區(qū)外設(shè)備將具有在sinr中的可忽略的損失，因?yàn)樵肼?小區(qū)內(nèi)干擾相比小區(qū)間干擾會在它們的操作點(diǎn)中占主導(dǎo)?？偟膩碚f，系統(tǒng)的吞吐量會增加，而不需要額外的控制信令開銷。

在預(yù)定的接入中，相同的機(jī)制可以通過由基站控制、以及通過下行鏈路信令授權(quán)所控制的資源分配而被應(yīng)用。由于基站具有例如cqi反饋可用的鏈路質(zhì)量信息，因此它可以向低的sinr用戶分配具有第一波形參數(shù)集合wps1的資源、以及向高的sinr用戶分配具有第二波形參數(shù)集合wps2的資源。

圖5示意性示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于調(diào)節(jié)多載波發(fā)射信號的發(fā)射器裝置ta的方框圖。

發(fā)射器裝置ta可在如圖1所示的用戶終端u11-u31、或在如圖2所示的用戶終端ue上適配或操作。發(fā)射器裝置ta包括合成模塊comp，其可操作以合成包括多個(gè)子載波信號的多載波發(fā)射信號。也就是說，多載波信號包括正交和非正交的子載波，每個(gè)子載波都具有一定的子帶寬。合成模塊comp可對應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)合成單元，一個(gè)或多個(gè)合成設(shè)備，或任何合成的方法。在一些實(shí)施例中，合成模塊comp可以在軟件中實(shí)現(xiàn)，軟件在諸如處理器、數(shù)字信號處理器(dsp)，多功能處理器或者類似的相應(yīng)的適配的硬件上運(yùn)行。合成模塊comp可以確定或接收用戶數(shù)據(jù)，接著為后續(xù)的濾波和發(fā)射來合成發(fā)射信號。例如，合成模塊comp可以包括用于將頻域信號轉(zhuǎn)換為時(shí)域信號的方式，諸如快速傅里葉變換(fft)模塊。原則上，合成模塊comp包括前端處理單元fe-pu、第一處理單元ifft-pu、第二處理單元d-pu、以及第一組混頻器mix-1-1和mix-1-2的功能，如在圖3中和上文的描述。

發(fā)射器裝置ta還包括與合成模塊comp耦合的第一濾波器模塊filt1。第一濾波器模塊filt1能夠操作以使用第一濾波器特性來濾波第一子載波子組、生成例如第一波形參數(shù)集合wps1(如圖4中所示和上文描述)，以獲得第一發(fā)射分量。原則上，第一濾波器模塊filt1對應(yīng)于圖3中所示的和上文描述的低通濾波器lpf-1。

發(fā)射器裝置ta還包括與合成模塊comp耦合的第二濾波器模塊filt2。第二濾波器模塊comp可操作以使用不同于第一濾波器特性的第二濾波器特性來濾波第二子載波子組，生成例如第二波形參數(shù)集合wps2(如圖4中所示和上文描述)，以獲得第二發(fā)射分量。原則上，第二濾波器模塊filt2對應(yīng)于圖3中所示的和上述的低通濾波器lpf-2。

第一濾波器模塊filt1和第二濾波器模塊filt2可以對應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)濾波器設(shè)備，一個(gè)或多個(gè)濾波器單元、或任何用于濾波的器件。例如，它們可以對應(yīng)于有限脈沖響應(yīng)(fir)濾波器，并且它們可以通過數(shù)字化來實(shí)現(xiàn)，例如通過相應(yīng)適配的硬件上來運(yùn)行軟件，諸如dsp。

發(fā)射器裝置ta還包括發(fā)射器模塊trans，其可操作來發(fā)射第一發(fā)射分量和第二發(fā)射分量。原則上，發(fā)射器模塊trans包括上采樣處理單元式us-pu-1和us-pu-2，第二組混頻器mix-1-1和mix-1-2以及后端處理單元be-pu，如圖3所示和上面所述。

發(fā)射器模塊trans可對應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器裝置、一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器單元或任何用于發(fā)射的器件。發(fā)射器模塊trans可以因此包括典型的發(fā)射器組件，諸如一個(gè)或多個(gè)天線，濾波器或?yàn)V波器電路，放大器(諸如功率放大器(pa))，用于將基帶信號轉(zhuǎn)換為射頻(rf)信號的轉(zhuǎn)換電路，數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器，或信號處理功能(諸如數(shù)字信號處理器(dsp))。

在一些實(shí)施例中，發(fā)射器裝置ta還包括控制模塊cnot，其可操作以控制第一濾波器模塊filt1和第二濾波器模塊filt2的第一濾波器特性和第二濾波器特性?？刂颇Kcont可對應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)控制單元，一個(gè)或多個(gè)控制設(shè)備，或任何用于控制的器件。在一些實(shí)施例中，控制模塊cont可以在軟件中實(shí)現(xiàn)，軟件在諸如處理器、數(shù)字信號處理器(dsp)，多功能處理器或者類似的相應(yīng)的硬件上運(yùn)行。

控制模塊cont可耦合到第一濾波器模塊filt1和第二濾波器模塊filt2，如圖5中所示為發(fā)射器裝置ta的可選組件(虛線)。

控制模塊cont可操作以獲得與在發(fā)射器裝置ta和第一接收器之間、及發(fā)射器裝置ta和第二接收器之間的發(fā)射信道的發(fā)射信道特性相關(guān)的信息。這些信息可以對應(yīng)于例如延遲擴(kuò)展、多普勒頻移、衰減、干擾或噪聲環(huán)境、信道質(zhì)量、接收功率等的任何信息?？刂颇Kcont可進(jìn)一步操作以控制第一濾波器模塊filt1和第二濾波器模塊filt2的基于與發(fā)射信道相關(guān)的信息的第一濾波器特性和第二濾波器特性。例如，控制模塊cont可以操作以選擇用于所謂的dirac型濾波器的第一濾波器模塊filt濾波器特性，其中預(yù)加零和附加零以及只有一個(gè)不同于零的濾波器系數(shù)用于生成第一波形參數(shù)集合wps1，如圖7所示和描述如下。此外，控制模塊cont可操作以為第二濾波器模塊filt2選擇如下濾波器的濾波器特性，其針對isi和載波間干擾(ici)在信號干擾比(sir)方面進(jìn)行了優(yōu)化，或針對isi和載波間干擾(ici)的信號泄露比(slr)方面進(jìn)行了優(yōu)化，用于時(shí)頻非對準(zhǔn)用于生成第二波形參數(shù)集合wps2，如圖6所示并描述如下。在這種情況下，無線設(shè)備(例如用戶終端)經(jīng)歷鏈路質(zhì)量低于閾值，則可以使用由第一濾波器模塊filt1濾波后的時(shí)頻資源元素；并且無線設(shè)備(例如用戶終端)經(jīng)歷鏈路質(zhì)量高于閾值，則可以使用由第二濾波器模塊filt2濾波后的時(shí)頻資源元素

在進(jìn)一步的實(shí)施例中，控制模塊cont可操作以從預(yù)定義集合的兩個(gè)以上的濾波器特性中選擇第一濾波器特性和第二濾波器特性。

在一些實(shí)施例中，所有用戶或發(fā)射器可以使用相同的濾波器長度，例如濾波器輸入的相同采樣數(shù)。也就是說，第一濾波器特性和第二濾波器特性可以由第一多個(gè)濾波器系數(shù)和第二多個(gè)濾波器系數(shù)確定。第一多個(gè)濾波器系數(shù)可包含與第二多個(gè)濾波器系數(shù)相同數(shù)量的系數(shù)。為將發(fā)射器的濾波器特性適應(yīng)到信道情況，濾波器參數(shù)或系數(shù)可以改變。

在圖6和圖7及下文的描述中，為實(shí)現(xiàn)第一波形參數(shù)集合wps1和第二波形參數(shù)集合wps2，公開了濾波器實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例。

圖6示意性示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的優(yōu)化的fir濾波器用于第二時(shí)頻波形參數(shù)集合wps2的濾波器功能。

在圖6的左邊部分，描述了時(shí)間索引上的優(yōu)化的fir濾波器的振幅。在該實(shí)施例中，優(yōu)化的fir濾波器具有的長度為16。

在圖6的右邊部分，描述了fft索引上的優(yōu)化的fir濾波器以db為單位的大小。

在定時(shí)偏移的情況下，優(yōu)化后的fir濾波器的濾波器函數(shù)被選擇為使得總的帶內(nèi)的信號功率與總isi、ici和帶外泄漏功率的比值被優(yōu)化。這種優(yōu)化方法導(dǎo)致更籠統(tǒng)的本征值問題，這個(gè)問題有封閉形式的解決方案。

圖7示意性示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的優(yōu)化的dirac型fir濾波器用于第一時(shí)頻波形參數(shù)集合wps1的濾波器功能。

在圖7的左邊部分，描述了在時(shí)間索引上的dirac型的fir濾波器的振幅。在該實(shí)施例中，dirac型的fir濾波器具有的長度為16。

在圖7的右邊部分，描述了在fft索引上的dirac型的fir濾波器以db為單位的大小。

用于第一時(shí)頻波形參數(shù)集合wps1的dirac型的fir濾波器與用于第二時(shí)頻波形參數(shù)集合wps2的優(yōu)化后的fir濾波器具有相同的長度，但只包含單一的單位的脈沖幅度，而其他所有的濾波器系數(shù)為零，如圖7左邊部分所示。因此，基于這個(gè)濾波器生成的ufmc信號結(jié)果成為前/后綴為零的ofdm信號，因此純粹的ofdm具有在時(shí)間上的零振幅保護(hù)采樣用于isi保護(hù)。

圖7示出該濾波器，同時(shí)對由于零值保護(hù)采樣導(dǎo)致的短的定時(shí)偏移提供了很好的保護(hù)，其沒有對當(dāng)定時(shí)偏移超過保護(hù)時(shí)間時(shí)存在的ici效應(yīng)提供內(nèi)在保護(hù)，因?yàn)樗鼪]有譜旁瓣電平減少，如圖6中所示的優(yōu)化的fir濾波器。

在下文中，展示了如圖4所示和上述的使用時(shí)頻交替波形參數(shù)集合wps1和wps2的性能結(jié)果，以及與傳統(tǒng)的濾波器結(jié)構(gòu)的對比。首先，在圖8中，示出了如果在每個(gè)子帶和每個(gè)符號中使用相同的濾波器(即相同的波形參數(shù)集合)時(shí)的定時(shí)偏移上的均方差。然后，在圖8中，示出了如果使用如圖4中描繪的及以上所述的時(shí)頻交替波形參數(shù)集合wps1和wps2時(shí)的定時(shí)偏移上的均方差。最后，在圖10中，示出了對于如圖8所示相同的波形參數(shù)集合、以及如圖9所示的交替波形參數(shù)集合wps1和wps2，定時(shí)偏移上的均方差的比較。

在仿真中，fft大小被選擇為128，每個(gè)子帶被分配有12個(gè)連續(xù)的子載波，這些子帶之間沒有任何保護(hù)子載波。這允許最大子帶數(shù)為10。fir濾波器具有的長度為16。在此情景的仿真下，它被認(rèn)為是在接收端對利益用戶(uoi)的一個(gè)子帶進(jìn)行完全同步，這意味著沒有任何定時(shí)偏移。所有其他的9個(gè)子帶信號由定時(shí)偏移來損壞，其由于失去正交性和isi從而對uoi造成畸變。

圖8示意性示出定時(shí)偏移上的在一部分多載波符號中對于單個(gè)波形參數(shù)集合由相鄰的子帶用戶引起的干擾的均方差，即如果相同的濾波器用于每個(gè)子帶和每個(gè)符號。

針對ofdm的均方差用虛線點(diǎn)的曲線來描繪，dirac型濾波器的均方差用圖7中的虛線曲線來描繪，并且針對優(yōu)化的fir濾波器的均方差如圖6中的實(shí)線曲線來描述。

圖9示意性示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于交替波形參數(shù)集合的定時(shí)偏移上的均方差，用于由相鄰子帶用戶引起的干擾。

根據(jù)圖4的兩個(gè)波形參數(shù)集合wps1和wps2進(jìn)行仿真，如圖4描繪的兩個(gè)模式會得到相同的性能。

針對ofdm的均方差用虛線點(diǎn)的曲線來描繪，根據(jù)圖7的針對利益用戶(uoi)使用dirac型濾波器的均方差、以及根據(jù)圖6的針對使用優(yōu)化的fir濾波器的干擾用戶被用虛線曲線來描繪，以及根據(jù)圖6的針對利益用戶(uoi)使用優(yōu)化fir濾波器的均方差、以及根據(jù)圖7的針對使用dirac型濾波器的干擾用戶的均方差用實(shí)線曲線來描述。

圖10示意性示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的對于單一的波形參數(shù)集合、以及交替的波形參數(shù)集合的在定時(shí)偏移上的由相鄰子帶用戶引起的干擾的均方差的對比。

作為單一波形參數(shù)集合的dirac型濾波器的均方差用圖7中的小虛線曲線來描繪，以及作為單一波形參數(shù)集合的優(yōu)化fir濾波器的均方差用圖6中的實(shí)線曲線來描述。

根據(jù)圖7的利益用戶(uoi)使用dirac型濾波器的均方差和根據(jù)圖6的干擾用戶使用優(yōu)化的fir濾波器用大虛線曲線來描繪，并且根據(jù)圖6的利益用戶(uoi)使用優(yōu)化fir濾波器的均方差和根據(jù)圖7的干擾用戶使用dirac型濾波器的均方差用虛線點(diǎn)曲線來描繪。

可以看出，根據(jù)圖6的使用交替波形參數(shù)集合的優(yōu)化fir濾波器具有更好的性能，而根據(jù)圖7的具有dirac型濾波器的資源使用交替波形參數(shù)集合時(shí)性能會降低。

為更好的概覽，利益用戶(uoi)以db為單位的均方差(mse)是在一定的定時(shí)偏移范圍上取平均，該范圍包括正的偏移和負(fù)的偏移，并被歸一化到多載波符號的持續(xù)時(shí)間，并在表1中列出了對于單個(gè)波形參數(shù)集合使用根據(jù)圖7的dirac型濾波器的均方差，或根據(jù)圖6的優(yōu)化的fir濾波器的均方差；并且，在表2列出了如在圖4描繪的對于兩個(gè)交替波形參數(shù)集合wps1和wps2使用本發(fā)明建議的濾波器結(jié)構(gòu)的均方差，用于對利益用戶(uoi)使用根據(jù)圖6的優(yōu)化的fir濾波器，同時(shí)對利益用戶(uoi)使用根據(jù)圖7的dirac型濾波器。

表1–對于單個(gè)波形參數(shù)集合在某一定時(shí)偏移范圍內(nèi)以db為單位的mse均值：

表2–對于兩個(gè)交替波形參數(shù)集合wps1和wps2在某一定時(shí)偏移范圍內(nèi)以db為單位的mse均值：

所以，在定時(shí)偏移范圍在±0.05的情況下，使用兩個(gè)交替波形參數(shù)集合wps1和wps2的建議濾波器結(jié)構(gòu)比優(yōu)化的fir濾波器對利益用戶(uoi)的sir提高了約3db，如果在較高的定時(shí)偏移范圍內(nèi)會提高大約2.1db，同時(shí)使用dirac型濾波器會使利益用戶(uoi)的sir遭受更多的isi。

在無線設(shè)備使用如例如圖4所示的兩個(gè)交替波形參數(shù)集合wps1和wps2安排好接入時(shí)頻資源的情況下，基站調(diào)度器可以分配經(jīng)歷高sinr的無線設(shè)備到使用如例如圖6中所示的使用優(yōu)化的fir濾波器的波形參數(shù)集合wps2，并且分配經(jīng)歷低sinr的無線設(shè)備(來自小區(qū)內(nèi)/小區(qū)間的干擾和噪聲)到如例如圖7所示的使用dirac型濾波器的波形參數(shù)集合wps1。

在低sir機(jī)制下，相對于小區(qū)間的干擾和噪聲的影響，由于異步無線設(shè)備例如在相鄰子帶從isi和ici導(dǎo)致的失真仍比較小，因此性能損失也可以忽略不計(jì)。

在高sir機(jī)制下，由于異步無線設(shè)備例如在相鄰子帶從isi和ici導(dǎo)致的失真限制了吞吐量性能。由于本發(fā)明的實(shí)施例中，如例如圖6中所描繪的，高sinr的無線設(shè)備被分配給使用優(yōu)化的fir濾波器的波形參數(shù)集合wps2，其提供的性能增益根據(jù)圖10和表1和表2。例如高于3db的sinr可以通過使用如圖4描繪的交替波形參數(shù)集合wps1和wps2來實(shí)現(xiàn)。

在上述實(shí)施例和如例如圖5的描述中，對應(yīng)的處理步驟可以在如圖2描繪和上面描述中例如在基站bs的調(diào)制解調(diào)單元板mu1-mu4、以及基站bs和用戶終端ue的控制單元板cu1、cu2上分別執(zhí)行。

正如前面提到的，使用如圖7中描繪的dirac型濾波器的第一波形參數(shù)集合wps1的時(shí)頻資源具有較低的sir。由于isi和ici貢獻(xiàn)的特殊對稱性，如圖4的上半部分所示，對于這兩個(gè)在時(shí)隙上靈活交替的波形參數(shù)集是顯而易見的，但這也適用于如圖4的下半部分所示，在以時(shí)間和頻率上的“棋盤”模式形式上交替的這兩個(gè)波形參數(shù)集合，這些將在下面的圖11的使用中進(jìn)行解釋。

圖11示意性示出在定時(shí)偏移(to)的情況下，符號的傅里葉變換窗口，其具有或不具有定時(shí)偏移，其將被用來證明在ufmc中isi和ici的類似性。

在定時(shí)偏移的情況下，接收到的信號是由長度為n+l-1-nto的符號m和長度為nto的符號m+1構(gòu)成。

這一事實(shí)可以在數(shù)學(xué)上建模為符號m和m+1與其相對應(yīng)位置的矩形窗口分別相乘?？紤]如圖11所示的子帶i的信號，完美的同步符號m首先是乘以矩形窗口w1。然后，加窗后的信號會循環(huán)移位到正確的位置。用fft運(yùn)算的性質(zhì)，得到m-th符號部分的頻域信號可以寫為:

其中表示由于在時(shí)域中循環(huán)位移的線性相移，而w1，和fi分別是時(shí)域信號的2n-pointfft。

類似地，我們也能夠得出下面m+1-th符號部分的頻域信號公式：

我們也注意到我們公式中使用的這兩個(gè)窗口w1和w2并不是相互獨(dú)立的。這兩個(gè)窗口之間的關(guān)系可以用w1+w2＝w來簡單描述。這個(gè)窗口w對應(yīng)于接收器中零填充的方法，其是獨(dú)立于定時(shí)偏移，并且只由fir濾波器的長度l和全部的子載波數(shù)n來確定。因此，在定時(shí)偏移的情況下，我們能夠得出計(jì)算符號估計(jì)的如下公式：

方程式三項(xiàng)中的第一項(xiàng)只是符號m的線性相移信號，因?yàn)?/p>

第二項(xiàng)是由于符號m的正交性的損失從而導(dǎo)致ici。

最后一項(xiàng)是前一個(gè)符號m+1導(dǎo)致的isi。假定符號m和m+1使用相同的濾波器來濾波，并且所有在子帶內(nèi)的符號都是不相關(guān)的，我們可以計(jì)算在每個(gè)子載波上的isi和ici的能量。很明顯從上面的公式，上述假設(shè)isi和ici的能量理論上是相同的，因?yàn)榈诙?xiàng)和最后項(xiàng)僅在相移和符號索引上不同。對于子載波k，其不屬于所考慮的子帶i，isi和ici的預(yù)期能量可通過子帶i的定時(shí)偏移由如下公式計(jì)算：

到目前為止，我們證明了由于子帶的定時(shí)偏移，對于這個(gè)子帶外的子載波的isi和ici的能量在統(tǒng)計(jì)上是相同的。這句話可以很容易地?cái)U(kuò)展到帶有定時(shí)偏移的多個(gè)子帶的場景，定時(shí)偏移會干擾利益用戶(uoi)，因?yàn)椴煌訋У姆栆膊幌嚓P(guān)。