用于调节多载波信号的发射器装置、网络节点、用于调节多载波信号的方法、及其计算机程序的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及通信系统中的多载波信号的调节，并且更特别地但不排他地，设及用 于无线电通信系统中的分段频谱（化agmentedspectrum)的多载波信号的调节。
【背景技术】
[0002] 运一章节介绍了可W有助于促进更好地理解本发明的多个方面。因此，运一章节 的陈述将鉴于此来阅读并且将不被理解为是关于什么在现有技术中的承认。
[0003] 在例如3GPPLTE(3GPP=第3代合作伙伴计划，LTE=长期演进）中，建议了通过 载波聚合来使用所谓的分段频带，W便增加无线通信系统中的数据速率。由此，无线通信系 统可W被允许在另一无线通信系统的一个基站或若干基站没有W完全容量进行操作时使 用该另一无线通信系统的一个频带或者一个频带的一部分。在运样的情况中，必须无误地 防止无线通信系统在仍然由另一无线通信使用的频带中发射射频信号。
[0004] 对于即将到来的具有低成本无线电发射器的机器对机器通信，关于定时和频率稳 定性的同步化要求将可能相比于针对当前应用在蜂窝无线电通信系统中的无线电发射器 而言较不严格。而且，当射频信号例如从两个或更多基站经由不同的传播路径传播到移动 站时，所谓的CoMP传输（CoMP=协作多点）展现出定时偏移和频率偏移。运些定时偏移可 能引起载波间干扰。在定时偏移超过所谓的循环前缀时，由于使用常规的OFDM子载波，传 输质量快速劣化。
[0005] 经典的多载波信号，诸如(FDM多载波信号（(FDM=正交频分复用），基于具有矩形 形状的时域信号。时域中的矩形形状与频域中所谓的Sinc函数的形状相关联。由此，多载 波信号的子载波具有相当高的旁瓣电平。当使用OFDM多载波信号用于分段频谱中的上面 所提到的应用时，将分段频谱的分段子带进行分离的防护频带必须足够大。
【发明内容】
[0006] 经典的多载波信号没有提供对于即将到来的射频应用的所有要求。因此，本发明 的实施例的目的是生成用于当前的和即将到来的射频应用的先进多载波信号。
[0007] 该目的通过一种用于调节多载波信号的发射器装置来实现。该发射器装置包含用 于将多载波信号的子载波分组为第一频率块和至少第二频率块的装置（means)，第一频率 块包含第一组所述子载波，至少第二频率块包含至少第二组所述子载波。该发射器装置进 一步包含用于第一频率块外部的边带抑制的第一滤波装置（means)和用于至少第二频率 块外部的同时且分离的边带抑制的至少第二滤波装置（means)。
[0008] 在多个实施例中，用于将多载波信号的子载波分组的装置（means)可W对应于任 何分组单元、拆分单元、划分单元、分段单元、分割单元，等等。因此，在多个实施例中，用于 将多载波信号的子载波分组的装置（means)可W包含用于多载波信号的输入、针对第一频 率块并且针对至少第二频率块来分组子载波的算法、W及用于第一频率块和至少第二频率 块的输出。在一些实施例中，用于将多载波信号的子载波分组的装置（means)能够在计算 机程序和该计算机程序在其上被执行的硬件组件的方面被实施，该硬件组件诸如DSP值SP =数字信号处理器）、ASIC(ASIC=专用集成电路）、FPGA(FPGA=现场可编程口阵列）、或 者任何其他处理器。
[0009] 在多个实施例中，第一滤波装置（means)可W对应于任何滤波单元、滤波器单元、 射频滤波器，等等。因此，在多个实施例中，第一滤波装置（means)可W包含用于信号（其 包含第一频率块）的输入、利用滤波器特性对信号进行滤波的算法（该滤波器特性被适配 于第一频率块的频率位置）、W及用于经滤波的信号的输出。在一些实施例中，第一滤波装 置（means)能够在计算机程序和该计算机程序在其上被执行的硬件组件的方面被实施，该 硬件组件诸如DSP、ASIC、FPGA、或者任何其他处理器。
[0010] 在多个实施例中，至少第二滤波装置（means)可W对应于任何另外的滤波单元、 滤波器单元、射频滤波器，等等。因此，在多个实施例中，至少第二滤波装置（means)可W 包含用于另外的信号（其包含至少第二频率块）的输入、利用另外的滤波器特性对另外的 信号进行滤波的算法（该另外的滤波器特性被适配于至少第二频率块的频率位置）、W及 用于经滤波的另外的信号的输出。在一些实施例中，至少第二滤波装置（means)能够在计 算机程序和该计算机程序在其上被执行的硬件组件的方面被实施，该硬件组件诸如DSP、 ASIC、FPGA、或者任何其他处理器。
[0011] 该目的进一步通过一种用于调节多载波信号的方法来实现。该方法包含步骤：将 多载波信号的子载波分组为第一频率块和至少第二频率块，第一频率块包含第一组子载 波，至少第二频率块包含至少第二组子载波。该方法进一步包含步骤：对第一频率块进行滤 波W用于第一频率块外部的边带抑制，W及对至少第二频率块进行滤波W用于至少第二频 率块外部的同时且分离的边带抑制。
[0012] 该目的更进一步地通过一种具有程序代码的计算机程序来实现，当该计算机程序 在计算机或处理器上被执行时，该程序代码用于执行该方法。
[0013] 该发射器装置、该方法和该计算机程序允许先进的信号结构，该先进的信号结构 相比于经典的(FDM多载波信号示出了旁瓣电平的减少。当具有时移(FDM信号的用户在子 带（其是感兴趣的用户的子带的相邻子带）中进行操作时，之前或之后的OFDM符号与感 兴趣的用户的感兴趣的CFDM符号交叠并且可能生成ICI(ICI=信道间干扰），其可能沿着 整个频率带传播。在时域中，根据该先进信号结构的射频信号平滑地开始并且因此不生成 (在时间偏移的情况中）相同量的ICI，其另外通过滤波装置（means)来抑制。
[0014] 仿真结果示出，对于在存在非同步邻近信道干扰（其从放松同步性的5G要求而发 生）时实现某个符号错误率，当针对所发射符号与利用线性接收器均衡（例如，迫零）的所 接收符号之间的给定定时偏移来测量MSE参数（MSE=均方误差）时，能够实现相比于(FDM 的若干分贝的性能改进。运允许了对振荡器的放松的要求，并且允许了分段频带中的应用 和非同步系统中的应用，非同步系统诸如基于竞争的多接入系统，基于竞争的多接入系统 仅具有粗略（开环）的同步、基于下行链路同步信号、适合于来自许多机器类型设备的零星 流量。对频率块的同时且分离的滤波允许了对滤波器长度（与按子载波的滤波相比）的缩 短，并且因此使得发射器装置更加适合用于对短传输突发的传输，运些短传输突发例如在 MTC(MTC=机器类型通信）中被要求。设想的滤波器长度在诸如例如针对3GPPTS36.211 中的LTE系统所定义的OFDM循环前缀的级别。对子载波的整个频率块的滤波允许了与每 子载波的滤波相比而言的更宽的带通范围。
[0015] 在优选实施例中，发射器装置进一步包含用于执行第一频率块和至少第二频率块 的傅里叶变换W用于生成时域信号的第一部分和至少第二部分的装置（means)。在运样的 情况中，第一滤波装置（means)可W被适配用于对第一部分进行滤波，并且至少第二滤波 装置（means)可W被适配用于对至少第二部分进行滤波。
[0016] 在多个实施例中，用于执行傅里叶变换的装置（means)可W对应于任何执行单 元、运行单元、处理单元，等等。因此，在多个实施例中，用于执行傅里叶变换的装置（means) 可W包含用于第一频率块和至少第二频率块的输入、执行傅里叶变换的算法、W及用于时 域信号的第一部分和至少第二部分的输出。在一些实施例中，执行傅里叶变换能够在计 算机程序和该计算机程序在其上被执行的硬件组件的方面被实施，该硬件组件诸如DSP、 ASIC、FPGA、或者任何其他处理器。
[0017] 根据第一实施例，用于执行傅里叶变换的装置（means)被适配为执行单个快速傅 里叶逆变换，并且第一滤波装置（means)和至少第二滤波装置（means)可W是低通滤波器， 优选的是在数字域中。在运样做时，第一滤波装置（means)可W包含用于将第一频率块移 位至零频率周围的频率位置的装置（means)。类似地，至少第二滤波装置（means)可W包含 用于将至少第二频率块移位至零频率周围的频率位置的装置（means)。第一实施例的发射 器装置可W进一步包含用于对经滤波的第一频率块进行上采样的装置（means)、用于将经 上采样和经滤波的第一频率块移位至多载波信号的第一频率范围的装置（means)、用于对 经滤波的至少第二频率块进行上采样的装置（means)、W及用于将经上采样和经滤波的至 少第二频率块移位至多载波信号的至少一个第二频率范围的装置（means)。
[0018] 在多个实施例中，用于对经滤波的第一频率块进行上采样的装置（means)可W对 应于任何上采样单元、上采样器，等等。因此，在多个实施例中，用于对经滤波的第一频率 块进行上采样的装置（means)可W包含用于经滤波的第一频率块的输入、执行上采样的算 法、W及用于经上采样和经滤波的第一频率块的输出。上采样可W包括插值滤波器的使用 和附加零值样本的插入。在有理分数在采样率中改变的情况中，可W包括附加的下采样。在 一些实施例中，用于对经滤波的第一频率块进行上采样的装置（means)能够在计算机程序 和该计算机程序在其上被执行的硬件组件的方面被实施，该硬件组件诸如DSP、ASIC、FPGA、 或者任何其他处理器。
[0019] 在多个实施例中，用于将经上采样和经滤波的第一频率块移位的装置（means)可 W对应于任何频移单元、频率混合单元、频率混合器，等等。因此，在多个实施例中，用于将 经上采样和经滤波的第一频率块移位的装置（means)可W包含用于经上采样和经滤波的 第一频率块的输入、执行向第一频率范围的频移的算法或机制、W及用于经频移经上采样 和经滤波的第一频率块的输出。在一些实施例中，用于将经上采样和经滤波的第一频率块 移位的装置（means)能够在计算机程序和该计算机程序在其上被执行的硬件组件的方面 被实施，该硬件组件诸如DSP、ASIC、FPGA、或者任何其他处理器。
[0020] 在多个实施例中，用于对经滤波的至少第二频率块进行上采样的装置（means)可 W对应于任何另外的上采样单元、上采样器，等等。因此，在多个实施例中，用于对经滤波的 至少第二频率块进行上采样的装置（means)可W包含用于经滤波的至少第二频率块的输 入、执行上采样的算法、W及用于经上采样和经滤波的至少第二频率块的输出。在一些实施 例中，用于对经滤波的至少第二频率块进行上采样的装置（means)能够在计算机程序和该 计算机程序在其上被执行的硬件组件的方面被实施，该硬件组件诸如〇5?、451(：、。?64、或者 任何其他处理器。
[0021] 在多个实施例中，用于将经上采样和经滤波的至少第二频率块移位的装置 (means)可W对应于任何另外的频移单元、频率混合单元、频率混合器，等等。因此，在多个 实施例中，用于将经上采样和经滤波的至少第二频率块移位的装置（means)可W包含用于 经上采样和经滤波的至少第二频率块的输入、执行向至少第二频率范围的频移的算法或机 审IJ、W及用于经频移经上采样和经滤波的至少第二频率块的输出。在一些实施例中，用于将 经上采样和经滤波的至少第二频率块移位的装置（means)能够在计算机程序和该计算机 程序在其上被执行的硬件组件的方面被实施，该硬件组件诸如〇5?、451(：、。?64、或者任何其 他处理器。
[0022] 第一实施例提供了仅要求单个快速傅里叶逆变换的优点。它提供了进一步的优 点：允许W减少的采样率进行的信号处理，上至用于上采样的相应装置（means)的输入。根 据更进一步的优点，频率块能够由相同类型的低通滤波器进行滤波。此外，第一实施例提供 了与相应频率块的频率定位有关的合理灵活性。
[0023] 根据第二实施例，用于执行傅里叶变换的装置（means)中的第一装置（means) 被适配为执行第一离散傅里叶逆变换和第一上变频，W用于针对第一频率块生成时域信 号的第一经上变频的部分，并且用于执行傅里叶变换的装置（means)中的至少第二装置 (means)被适配为针对至少第二频率块执行至少第二离散傅里叶变换。
[0024] 第二实施例要求比第一实施例少的构建块，因为插值和上变频能够在单个处理单 元中完成，该单个处理单元执行IDFT扩展操作。因此，包括上采样的IDFT在CDMA(CDMA= 码分多址）的意义上能够被视为扩展操作。此外，对频率块中的一个频率块的重新配置不 扰乱其他频率块。另外，运些构建块允许了高度并行化的处理结构。第一实施例也提供了 与相应频率块的频率定位有关的合理灵活性。高度并行化的结构允许了例如W精细粒度的 方式将块移位到不是子载波间隔的整数倍的频率位置。另外，增加的灵活性包括每频率块 使用不同数目的子载波，或者W计算上高效的方式不使用某些子载波位置。此外，非均匀的 子载波间隔是可能的。
[00巧]在第二实施例的第一备选中，用于执行傅里叶变换的装置（means)中的第一装置 (means)可W进一步被适配为针对第一频率块执行向第一频率范围的第一频移，用于执行 傅里叶变换的至少第二装置（means)可W进一步被适配为针对至少第二频率块执行向至 少第二频率范围的至少第二频移，第一滤波装置（means)可W是针对第一频率块的第一带 通滤波器，并且至少第二滤波装置（means)可W是针对至少第二频率块的至少第二带通滤 波器。
[00%] 在第二实施例的第二备选中，第一滤波装置（means)可W是第一低通滤波器，并 且至少第二滤波装置（means)可W是至少第二低通滤波器。另外，发射器装置可W进一步 包含用于将经滤波的第一频率块移位至第一频率范围的装置（means)和用于将经滤波的 至少第二频率块移位到至少第二频率范围的装置（means)。
[0027] 在多个实施例中，用于将经滤波的第一频率块移位的装置（means)可W对应于任 何频移单元、频率混合单元、频率混合器，等等。因此，在多个实施例中，用于将经滤波的第 一频率块移位的装置（means)可W包含用于经滤波的第一频率块移位的输入、执行向第一 频率范围的频移算法或机制、W及用于经频移和经滤波的第一频率块的输出。在一些实施 例中，用于将经滤波的第一频率块移位的装置（means)能够在计算机程序和该计算机程序 在其上被执行的硬件组件的方面被实施，该硬件组件诸如