[发明专利]数字编码器及编码方法

说明书

提供了一种用于UF‑OFDM的编码器架构，其中样本首先被进行逐子带处理，然后进行逐子载波处理。子载波处理可以包括对于基带信号中的与UF‑OFDM数据流的瞬态对应的两个末端部分进行处理以及单独地对于基带信号中的与UF‑OFDM数据流的非瞬态对应的核心部分进行处理，然后进行级联以获得UF‑OFDM数据流。在某些实施例中，直接计算基带信号中的与UF‑OFDM数据流的瞬态对应的第一末端部分，并且从核心部分和第一末端部分推断出另一个末端部分。核心部分处理器和末端部分处理器可以用适于将每个样本乘以相应滤波器系数的滤波器来实现。修改这些系数可以引入频移或将编码器转换用于OFDM编码。

技术领域

本发明涉及一种数字编码器及编码方法，尤其涉及一种用于基于多载波波形的编码方案(例如下文定义的通用滤波正交频分复用(UF-OFDM)编码)的编码器。

背景技术

随着互联网应用的飞速发展，预计到2020年，未来通信网络支持的移动通信量将比目前大几乎500倍。为了有效应对这些限制，同时保持高水平的用户体验质量，对于未来第5代(5G)移动通信系统，系统容量和用户公平性应大幅度提高。

通用滤波正交频分复用(UF-OFDM，有时也称为通用滤波多载波)是V.Vakilian，T.Wild，F.Schaich，S.ten Brink和J.F.Frigon在“Universal-filtered multi-carriertechnique for wireless systems beyond LTE(用于LTE以外的无线系统的通用滤波多载波技术)”，2013IEEE Globecom Workshops(GCWkshps)，亚特兰大，GA，2013，第223-228页中最初提出的主要的5G候选波形之一。该波形的标准实现包括将子载波划分成在时域中被独立地滤波的子带。UF-OFDM显示了低延迟通信的优点，并且使得能够使用松弛同步来节省带宽和能量，如F.Schaich和T.Wild在“Relaxed synchronization support of universalfiltered multi-carrier including autonomous timing advance(包括自主定时提前的通用滤波多载波的松弛同步支持)”，2014 11thInternational Symposium on WirelessCommunications Systems(ISWCS)，巴塞罗那，2014年，第203-208页中所描述的。

在OFDM中采用的大多数技术可以重复使用，而无需重大修改，例如多输入多输出(MIMO)Alamouti方案。

然而，UF-OFDM调制的主要问题是发射机的计算复杂度。

UF-OFDM或UFMC是多载波调制。多载波调制的原则是在频域中的多个信道(称为子载波)上传输数据。如果N是子载波的总数，f_samp是采样频率，则各信道(子载波)之间的频率间隔等于f_samp/N。

UF-OFDM调制的原则是将输入符号分组成若干个由Q个子载波组成的子带。可以使用最多K＝N/Q个子带，每个子带携带Q个子载波。通过长度为L个样本的相应滤波器对每个子带独立地滤波，衰减了每个子带的代表着子带外残余功率的次级旁瓣。然后将经滤波的子带相加在一起。这形成了由N+L-1个样本组成并以f_samp采样的基带样本。

图1示出了标准UF-OFDM编码器。如图所示，编码器包括正交幅度调制(QAM)映射器110，其将QAM符号输出到子带映射器120。子带映射器包括分段器，其将输入流划分成分段符号(s_k(q))，零填充以获得K个由N个符号组成的片段，并循环移位以将子带定位在其相应的子载波索引中。

因此，对于每个子带k，子带映射器的输出符号具有定义N个子载波的N个符号。只有定义子带索引k的Q个子载波才携带要传输的数据。剩余的子载波不被使用(零填充)。因此，每个子带与其他子带隔离，并且将被独立地处理。