[发明专利]在OFDM系统中高效利用使用IFFT的数字上升采样进行较简单的模拟滤波

说明书

相关申请的交叉参照

本申请要求2005年3月10日提交的题为“Digital upsampling using IFFT(使用IFFT进行的数字上升采样)”的美国临时专利申请SN.60/660,887的权益，其全部内容被援引包含于此。

背景

I.领域

本技术一般涉及通信系统，尤其涉及通过在较高的发送采样带宽上为发射机执行副载波变换操作来发送OFDM信息的系统和方法。

II.背景

正交频分复用(OFDM)是一种将信号分成位于不同频率的数个窄带信道的数字调制方法。此技术最初是在研究使频率上彼此靠近的信道间的干扰最小化的过程中构想出来的。在一些方面，OFDM类似于常规的频分复用(FDM)。区别在于调制及解调信号的方法。一般而言，以使构成数据流的诸信道和码元间的干扰或者说串话最小化为优先。而对完善个体信道的重视程度稍低。

在一个领域中，OFDM已在欧洲数字音频广播业务中使用。此技术适用于数字电视，并且被认为是一种在常规电话线上获得高速数字数据传输的方法。它还在无线局域网中使用。正交频分复用可被认为是用于在无线电波上传送大量数字数据的FDM调制技术，其中OFDM通过将无线电信号分成多个较小的子信号或副载波然后将它们在不同频率上同时向接收机传送来工作。OFDM技术的一个优势在于，在诸如802.11a WLAN、802.16和WiMAX技术等当前规范采用各种OFDM方面的场合，其减小了信号传输中的串话量。

传统OFDM发射机一般包含快速傅立叶逆变换(IFFT)组件以及接下来的循环前缀添加。此操作是在发射机处在奈奎斯特速率下执行的，这导致在数模转换(DAC)之后要移除隔开采样频率的镜像有非常严格的滤波要求。此类滤波可在模拟或数字域中实现，但严格滤波的要求导致几个问题。一个显然的问题是与实现严格的或陡峭的滤波相关联的成本。例如，第一阶滤波器在滤波器的转角频率附近将提供每十倍频±20分贝的滤波器滚降。更加陡峭或严格的二阶或三阶滤波器分别将提供每十倍频40分贝或60分贝的滚降，并且通常实现起来更加复杂，由此增加了滤波器成本。在数字域中实现滤波导致很长的滤波器长度，由此增加了复杂度。在模拟或数字域中的滤波还降低了所传送的OFDM信号对信道畸变的复原能力。

概要

以下给出对各种实施例的简化概要以提供对这些实施例的一些方面的基础理解。此概要不是详尽的综览。它并不试图标识关键性/决定性要素或描绘本文中所公开的实施例的范围。其唯一的目的是以简化形式给出一些概念作为稍后给出的更加具体的说明的序言。

提供了经由在发射机输出处采用在比常规系统更高的采样率下生成样本的快速傅立叶逆变换(IFFT)的数字上升采样来传送正交频分复用(OFDM)信息以缓解发射机滤波器要求的系统和方法。在一个实施例中，IFFT处理OFDM副载波或码元以在发射机输出处在一倍或多倍以上的奈奎斯特采样率下生成采样，这缓解了尖锐的滤波器要求以及副载波之间潜在的漏泄。一种实现包括适用于对发射机输出执行IFFT函数的级联快速傅立叶变换(IFFT)。由于输出采样率是奈奎斯特速率的倍数，因此至IFFT的输入的一个子集一般总是为零。例如，要在两倍奈奎斯特速率下生成采样，则至IFFT的输入码元的一半为零。此级联然后在所需奈奎斯特带宽的两倍(或多倍)上执行IFFT，这显著地降低了接收机处的滤波要求。由此，可提供在OFDM系统中实现在较高的采样带宽上执行IFFT的上升采样以使自IFFT生成的采样已经处在奈奎斯特速率的倍数上的高效过程。这与传统的数字信号上升采样形成对比。在此实施例中，没有跨OFDM码元的记忆。通过利用副载波的一个子集(例如，一半)被置零这一事实可进一步简化此在较高带宽上的IFFT的实施例。注意到，本文中所描述的系统和方法并不局限于无线系统，而是也可应用于所有OFDM/DMT系统。

为实现前述及相关目的，本文中结合以下说明和附图对某些说明性实施例进行描述。这些方面指示了可实践这些实施例的各种方式，所有这些均旨在为本发明所覆盖。

附图简要说明

图1是示出用于无线网络的上升采样IFFT生成器的原理块图。

图2是用于执行高带宽上升采样的一个示例系统。

图3示出用于配置级联级快速傅立叶逆变换(IFFT)块的一种示例架构。

图4示出采用由单次频率估计器块确定的频率值的一种示例自动频率控制块。

图5示出执行较高带宽发射机采样的一种示例系统。

图6示出执行较高带宽发射机采样的一种替换示例系统。