时域信号生成的制作方法
【专利摘要】这里一般地描述了用于在多载波通信中有效地生成时域信号的装置、产品、方法和系统。其他实施例可以被描述并要求。
【专利说明】时域信号生成
【技术领域】
[0001]本发明的实施例通常涉及无线传输领域，尤其地，涉及在多载波通信中有效地生成时域信号。
【背景技术】
[0002]多载波通信可以包括一个或多个信道作为控制信道。例如，3GPP长期演进(LTE)第8版(2009年9月)标准规定用户设备(UE)生成物理随机接入信道(PRACH)。
[0003]PRACH可以包括具有期望长度或目标长度的前导。生成PRACH的一种方式是提供快速傅里叶逆变换(IFFT)引擎，其能够处理具有24576个样本的期望长度或目标长度的输入。作为参考，其他信号的最大IFFT输入尺寸可能仅有2048个样本。在娃中实施该方法可能价值比较高。
[0004]生成PRACH的另一个方式是使用混合频率/时间生成方案。根据该方案，位于IFFT引擎的输入处的PRACH信号的长度可以与其他信号的相同。那么补偿的信号处理可以应用在IFFT输出上的时域中以取得期望的前导长度。
【专利附图】
【附图说明】
[0005]实施例通过例子的方式来示意，并且不限于附图中的图，其中相同的附图标记指示相同的元件。
[0006]图1不意了根据一些实施例的一种系统,其具有用于传送信号的收发器；
[0007]图2-7示意了根据一些实施例的滤波器组的滤波器的各种序列，其可以用于上采样各种频率的一系列样本；
[0008]图8示意了根据各种实施例的实施PRACH的方法。
【具体实施方式】
[0009]通过使用本领域技术人员常用的术语，将要描述示意性实施例的多个方面，从而将他们成果的实质传达给本领域技术人员。然而，对本领域技术人员将是显而易见的是，可替代实施例可以仅用所描述的一些方面来实现。出于解释的目的，具体的设备和配置的提出是为了提供对示意性实施例的透彻理解。然而，对本领域技术人员将是显而易见的是，可以无需具体细节来实现可替代实施例。在其他例子中，为了不模糊示意性实施例，众所周知的特征被省略或简化。
[0010]进一步地，轮流以最有助于理解本发明的方式，各种操作将被描述为多个分立的操作；然而，描述的顺序不应当被解释为暗示这些操作必须是依赖顺序的。尤其地，这些操作不需要以展示的顺序执行。
[0011]短语“在一个实施例中”被重复使用，该短语通常不指同一个实施例，然而，它也可以指同一个实施例。术语“包括”、“有”和“包含”是同义的，除非上下文另有指示。
[0012]为了给会在连接各种实施例中使用的语言提供一些清楚的上下文，短语“A/B”，和“A和/或B”的意思是(A)、(B)或(A和B);短语“A、B和/或C”的意思是(A)、⑶、(C)、(A 和 B)、(A 和 C)、(B 和 C)或(A、B 和 C)。
[0013]如这里所使用的，提及的“元件”可以指为获取期望的输出而使用的硬件、软件和/或固件元件。虽然可能仅仅示意和/或描述了给定数目的分立元件，但是这样的元件可以由其他的元件或更少的元件来表示而不背离该
【发明内容】
的精神和实施例的范围。
[0014]现在参考图1，根据一个实施例示出用于生成包括PRACH在内的多个信道的系统
10。系统10可以是如LTE标准提供的UE，比如蜂窝电话或智能电话。在一些实施例中，系统10具有收发器12，其包括频域到时域的变换器，这里是以IFFT引擎14的形式。在一些实施例中，IFFT引擎14可以被其他信道共享，并且它可以支持例如长达2048个样本的信号长度。收发器12还可以包括符号缓冲器16，其可以在多个信号之间被共享，并且可以用于缓冲和其他功能。
[0015]上采样元件18被提供用于上采样从IFFT引擎14输出的一系列样本。上采样元件18可以支持如LTE标准提供的各种上采样率。上采样元件18可以实施级联的和/或一系列的滤波器，其中所有的滤波器用于20MHz带宽信号，并且子集用于其他带宽。可以通过半/三分之一带式滤波器的使用以及通过实现多相分解来提高级联或一系列的滤波器所提供的滤波效率。
[0016]在一些实施例中，通过周期性地内插一系列样本，上采样元件18可以或全部地(即消除)或部分地降低可能出现在信号的开始和结束的多余的边缘效应。可以通过例如一系列样本的线性内插，结合将样本以循环方式插入该系列的控制块，来执行循环内插。在一些实施例中，收发器12可以包括与符号缓冲器16耦合的地址生成器20。地址生成器20可以以这样的方式生成地址信号:以循环方式从符号缓冲器16输出信号。这可以实现支持循环前缀的插入。多余的样本可以从转换间隙移除。
[0017]收发器12中还包括数控振荡器(NCO) 22以将一系列的样本转换为信号。NC022可以负责移动信号的频率。例如，可以通过1/2载波间距(在LTE中，载波间距=15KHz)来移动所有信道，可以通过1/2载波间距加上Λ来移动PRACH信道。Λ可以从LTE标准确定。NC022可以输出到天线24用于传输。
[0018]系统10可以用于处理用于多个信道的多个系列的样本26。然而，尽管多个系列的样本通过IFFT引擎14、符号缓冲器16和NC022，但是上采样元件18可以专用于仅仅处理第一系列的样本28。第一系列的样本28可以包含用于所有信道的控制信息，例如，第一系列的样本可以是UE生成的PRACH。
[0019]在一些实施例中，上采样元件18可以支持各种内插因子，以使得系统10能够支持LTE标准定义的所有配置，并且仍然能在PRACH和其他信道之间共享IFFT引擎。这些内插因子可以包括但是不限于0.75、1.5、3、6和12。
[0020]例如，假定传输信号带宽是20MHz。如果O的PRACH前导格式(如LTE标准所定义的)在使用中，那么PRACH的期望序列长度可以是27744个样本(用于循环前缀的3168个样本加上用于标称IFFT大小的24576个样本)。然而，PRACH和其他信道之间共享的IFFT引擎的输入可以更短一例如用于循环前缀的264个样本(3168/12)和用于标称IFFT大小的2048个样本(24576/12)——以容纳20MHz带宽。为了改变2312个样本的长度(264+2048)的PRACH信号以取得期望的27744个样本长度，可以通过因子12内插PRACH (2312个样本X 12 = 27744个样本)。因此，上采样元件18可以被配置为从较低采样率(例如2.56MHz)到较高采样率(例如30.72MHz)上采样一系列样本以取得期望的PRACH序列长度。
[0021]根据一些实施例，上采样一系列样本的一种方式是，在各种序列中将该系列通过多个可用内插滤波器的一个或多个，以便上采样一系列输入样本到适当的采样率。适当的采样率和滤波器的各种序列可以基于可用于传送信息的特定频率带宽。
[0022]根据一些实施例，在图2-7中示出滤波器组110的各种序列。在图2-6中，假定频分复用(FDD)。图7中假定时分复用(TDD)。为了上采样用于在各种带宽内传输的一系列样本，该一系列样本可以通过这些滤波器的一个或多个滤波器的各种序列。在这些例子中，在滤波器组110的输入处的采样率对于FDD是2.56MHz，对于TDD是15.36MHz，但是应该理解的是，可以使用其他输入采样率而不背离本
【发明内容】
的范围。还应该理解的是该特定滤波器组110是不限定的，可以使用滤波器的其他组合和/或序列而不背离本
【发明内容】
的范围。
[0023]滤波器的第一序列如图2所示，并且可以用在将要从NC0(例如图1的NC022)输出信号的带宽是20MHz或15MHz的情况。该序列包括具有内插因子2的第一内插滤波器112、具有内插因子.75的第二内插滤波器114、具有内插因子2的第三内插滤波器116、具有内插因子2的第四内插滤波器118和具有具有内插因子2的第五内插滤波器120，产生总的内插因子 12 (2X.75X2X2X2 = 12)。
[0024]当以2.56MHz的采样率采样的一系列样本通过第一内插滤波器112时，该系列样本以5.12MHz的采样率(2.56MHzX内插因子2 = 5.12MHz)形成。当在5.12MHz的一系列样本通过具有内插因子.75的第二内插滤波器114时，该系列样本以3.84MHz的采样率形成。当在3.84MHz的一系列样本通过具有内插因子2的第三内插滤波器116时，该系列样本以7.68MHz的采样率形成。当在7.68MHz的一系列样本通过具有内插因子2的第四内插滤波器118时，该系列样本以15.36MHz的采样率形成。最后，当在15.36MHz的一系列样本通过具有内插因子2的第五内插滤波器120时，该系列样本以30.72MHz的采样率形成。
[0025]来自滤波器组110的滤波器的第二序列如图3所示，并且可以用在将要从NCO(例如图1的NC022)输出信号的带宽是IOMHz的情况。该序列包括第一内插滤波器112、第二内插滤波器114、第三内插滤波器116和第四内插滤波器118，产生总的内插因子6 (2X.75X2X2 = 6) ο
[0026]当以2.56MHz的采样率采样的一系列样本通过图2的滤波器序列时，采样率变化跟图1的序列中的一样，除了该系列样本不通过第五内插滤波器120。因此，当一系列样本从第四内插滤波器118形成时，该系列具有15.36MHz的采样率。
[0027]滤波器的第三序列如图4所示，并且可以用在将要从NCO (例如图1的NC022)输出信号的带宽是5MHz的情况。该序列包括第一内插滤波器112、第二内插滤波器114和第三内插滤波器116，产生总的内插因子3(2X.75X2 = 3)。当以2.56MHz的采样率采样的一系列样本通过图4的滤波器序列时，采样率变化跟图2和图3中的一样，除了该系列样本不通过第四或第五内插滤波器118和120。因此，当一系列样本从第三内插滤波器116形成时，该系列具有7.68MHz的采样率。
[0028]滤波器的第四序列如图5所示，并且可以用在将要从NC0(例如图1的NC022)输出信号的带宽是3MHz的情况。该序列包括第一内插滤波器112和第二内插滤波器114,产生总的内插因子1.5 (2X.75 = 1.5)。当以2.56MHz的采样率采样的一系列样本通过图5的滤波器序列时，采样率变化跟前面描述的序列的变化一样，除了该系列样本不通过第三、第四或第五内插滤波器116、118和120。因此，当一系列样本从第二内插滤波器114形成时，该系列具有3.84MHz的采样率。
[0029]对于将要从NCO (例如图1的NC022)输出的信号是1.4MHz的带宽，滤波器的第五序列如图6所示，仅包括具有内插因子.75的第二内插滤波器114。因此，以2.56MHz的采样率米样的一系列样本从具有1.92MHz米样率的第二内插滤波器114形成。
[0030]滤波器的另一个序列如图7所示，假定传送设备使用TDD而不是前面提到的序列具有的FDD。TDD设备传送的信号带宽是20MHz或15MHz。以15.36MHz输入到这样设备的一系列样本可以通过具有内插因子2的滤波器，例如第五内插滤波器120，以提高其采样率到 30.72MHz ο
[0031]因为在滤波器的输入处的更高采样频率允许滤波器抽头的减少，所以以上描述的滤波器的序列是有效的。因此，离级联滤波器的开始处更近的滤波器可以被实现，具有更少的滤波器抽头。例如，在图2(20MHz或15MHz)的滤波器序列中的第五内插滤波器120中的抽头的数目是最少的，只有两个抽头。
[0032]以上描述的内插滤波器可以以各种方式实现以取得各种等级的效率。例如，可以使用半带式滤波器(half-band type filter)来实施第一内插滤波器112、第三内插滤波器116、第四内插滤波器118和第五内插滤波器120。在这种类型滤波器中的每个第二系数等于0，因此降低了滤波器的整体复杂性。类似地，第二内插滤波器114可通过选择三分之一带式滤波器(third-band type filter)来实现。在该类型滤波器中的每个第三系数为O,因此降低了滤波器的整体复杂性。
[0033]此外，可以使用多相分解来实施一个或多个滤波器。多相分解允许具有M个抽头的一个大的有限脉冲响应滤波器缩减为具有数目等于M/内插因子的抽头的较小子滤波器的集合。例如，两个子滤波器可以用于因子为2的内插，三个子滤波器可以用于因子为3的内插。通过用于半带式滤波器的因子2，允许存储要求的降低，因为每一个第二系数等于零，因此第二子滤波器是退化的——通过三分之一带式滤波器的因子是三分之一。
[0034]图8描述了根据一些实施例实现PRACH的方法200。在202，将第一信道的第一系列样本和用于PRACH的第二系列样本从频域变换到时域。在204，为了完全或部分地降低符号间干扰，将循环前缀增加到第一和第二系列样本。在206，将第二系列样本(即PRACH)周期地内插以降低边缘效应。在208，如上所述，第二系列样本通过一个或多个内插滤波器来上采样第二系列样本。在210，将第一系列样本转换到信号的第一信道，将第二系列样本转换到信号的第二信道。信号的第二信道可以是PRACH。
[0035]尽管以上描述的例子涉及PRACH的生成，但这并不意味着是限定性的，根据本公开内容还可以生成其他类型的信号。例如，所公开的方法可以用于生成用于IEEE802.16标准(IEEE Std802.16-2009，
【公开日】为 2009.05.29)的测距信号。
[0036]尽管根据以上示意的实施例已经描述了本发明，但是将被本领域技术人员理解的是，被计算用于取得相同目的的可替代和/或等同实施的广泛变形可以替换所示意和描述的具体实施例，而不背离本发明的精神。本领域技术人员将容易明白的是，可以在非常广泛的实施例变形中实施本发明。该说明书意在被认为是示意性的，而不是对本发明实施例的限制。
【权利要求】
1.一种收发器,包括: 快速傅里叶逆变换引擎，用于将第一信道的第一系列样本和第二信道的第二系列样本从频域变换到时域，其中所述第二信道是物理随机接入信道或测距信道； 上采样元件，用于周期性地内插所述第二系列样本以降低边缘效应；以及 多个内插滤波器，用于上采样所述第二系列样本。
2.如权利要求1所述的收发器，其中所述多个内插滤波器包括: 具有内插因子2的第一内插滤波器； 具有内插因子.75的第二内插滤波器； 具有内插因子2的第三内插滤波器； 具有内插因子2的第四内插滤波器；和 具有内插因子2的第五内插滤波器； 其中，所述多个内插滤波器以顺序序列排列，包括第一内插滤波器、第二内插滤波器、第三内插滤波器、第四内插滤波器和第五内插滤波器。
3.如权利要求2所述的收发器，其中当所述收发器被配置为操作在20MHz或15MHz的带宽时，所述第二系列样本通过所有的所述多个内插滤波器。
4.如权利要求2所述的收发器，其中当所述收发器被配置为操作在IOMHz的带宽时，所述第二系列样本通过所述第一至第四内插滤波器。
5.如权利要求2所述的收发器，其中当所述收发器被配置为操作在5MHz的带宽时，所述第二系列样本通过所述第一至第三内插滤波器。
6.如权利要求2所述的收发器，其中当所述收发器被配置为操作在3MHz的带宽时，所述第二系列样本通过所述第一至第二内插滤波器。
7.如权利要求2所述的无收发器，其中当所述收发器被配置为操作在1.4MHz的带宽时，所述第二系列样本通过所述第二内插滤波器。
8.如权利要求2所述的收发器，其中在所述信号的带宽是20MHz或15MHz以及所述收发器使用时分复用的情况下，所述第二系列样本通过所述第一内插滤波器。
9.如权利要求1所述的收发器，还包括数控振荡器，用于将所述第一系列样本转换到所述第一信道，以及将所述第二系列样本转换到所述第二信道。
10.如权利要求1所述的收发器，还包括符号缓冲器，用于将循环前缀增加到所述第一和第二系列样本。
11.如权利要求1所述的收发器，其中所述内插滤波器的至少一些是半带式滤波器。
12.如权利要求1所述的收发器，其中所述内插滤波器的至少一些是三分之一带式滤波器。
13.如权利要求1所述的收发器，其中使用多相分解来实现所述多个内插滤波器。
14.一种用于实现物理随机接入信道的方法，包括: 将第一信道的第一系列样本和用于所述物理随机接入信道的第二系列样本从频域变换到时域:以及 将所述第二系列样本通过一个或多个内插滤波器以上采样所述第二系列样本， 其中，基于可用于传送信息的频率带宽，从多个可用内插滤波器中选择所述一个或多个内插滤波器。
15.如权利要求14所述的方法，其中将所述第二系列样本通过一个或多个内插滤波器以上采样所述第二系列样本包括，在信号带宽是20MHz或15MHz的情况下，将所述第二系列样本通过: 具有内插因子2的第一内插滤波器； 具有内插因子.75的第二内插滤波器； 具有内插因子2的第三内插滤波器； 具有内插因子2的第四内插滤波器；和 具有内插因子2的第五内插滤波器。
16.如权利要求14所述的方法，其中将所述第二系列样本通过一个或多个内插滤波器以上采样所述第二系列样本包括，在信号带宽是IOMHz的情况下，将所述第二系列样本通过: 具有内插因子2的第一内插滤波器； 具有内插因子.75的第二内插滤波器； 具有内插因子2的第三内插滤波器；和 具有内插因子2的第四内插滤波器。
17.如权利要求14所述的方法，其中将所述第二系列样本通过一个或多个内插滤波器以上采样所述第二系列样本包括，在信号带宽是5MHz的情况下，将所述第二系列样本通过:` 具有内插因子2的第一内插滤波器； 具有内插因子.75的第二内插滤波器；和 具有内插因子2的第三内插滤波器。
18.如权利要求14所述的方法，其中将所述第二系列样本通过一个或多个内插滤波器以上采样所述第二系列样本包括，在信号带宽是3MHz的情况下，将所述第二系列样本通过: 具有内插因子2的第一内插滤波器；和 具有内插因子.75的第二内插滤波器。
19.一种系统,被配置为传送信号,所述系统包括: 天线；以及 上采样元件，被配置为: 接收时域中的一系列样本； 周期地内插所述一系列样本以降低边缘效应； 以及 在它们被内插之后，使用滤波器组的一个或多个滤波器以上采样所述一系列样本， 其中，所述滤波器组包括具有内插因子2的第一内插滤波器。
20.如权利要求19所述的系统，其中所述滤波器组还包括: 具有内插因子.75的第二内插滤波器； 具有内插因子2的第三内插滤波器； 具有内插因子2的第四内插滤波器；和 具有内插因子2的第五内插滤波器。
【文档编号】H04B7/26GK103503343SQ201280016157
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2012年2月23日 优先权日:2011年3月29日
【发明者】M·克纳, V·克拉夫特索夫, T·黑尔 申请人:英特尔公司