发射器和相应的方法 技术领域

本公开的实施例涉及通信领域， 并且具体地涉及用于处理统一滤 波的正交频分复用 （UF- OFDM )信号的方法和设备。 背景技术

统一滤波的正交频分复用 （UF-OFDM ), 也被称为统一滤波 多载波（UFMC ), 是在基于 OFDM的 5G通信系统中具有应用前 景的技术。 在 UF- OFDM发送器中， 通常需要对信号进行滤波。 为此， 可以使用子频带有限冲击响应 （FIR ) 滤波器对子载波组 进行滤波。 因为每一个子频带的波形是分别合成的， 因此需要与 子带数量相同的频时变换和过滤操作。 这成为了影响 UF- OFDM 信号处理效率的主要因素。 发明内容

在本公开的第一方面， 提供了一种通信方法。 该方法包括对待发 送的信号进行预处理， 所述信号跨多个子频带； 对所述信号进行滤波 以生成统一滤波的正交频分复用 （UF- OFDM ) 信号， 所述多个子频 带中的两个或更多个子频带由共用的滤波器滤 波； 以及发送生成的 UF- OFDM信号。

在某些实施例中， 该方法还包括： 确定所述多个子频带中的连续 子频带的频带宽度； 基于确定的所述频带宽度， 通过参考预定的查阅 中存储有多个子频带宽度与相应滤波器系数的 关联关系。

在某些实施例中， 所述多个子频带具有相同的频带宽度， 并且确 定所述连续子频带的频带宽度包括确定所述连 续子频带的数目。 在某些实施例中， 所述预处理包括： 对频域信号进行预均衡； 以 及通过频时变换将所述频域信号变换到时域以 获得所述待发送的信 在某些实施例中， 所述预均衡包括： 确定用于所述滤波的滤波器 系数； 以及基于所述频带宽度和所述滤波器系数来确 定用于所述预均 衡的参数。

在某些实施例中， 所述滤波包括： 使用第一滤波器对所述多个频 带中连续的第一组子频带进行滤波； 以及使用第二滤波器对所述多个 频带中连续的第二组子频带进行滤波， 所述第一组子频带和所述第二 组子频带彼此不连续， 并且所述第一滤波器不同于所述第二滤波器。

在某些实施例中， 所述滤波包括： 使用有限冲击响应滤波器对信 号进行滤波。

在本公开的第二方面，提供了一种发射器。该 发射器包括控制器； 以及耦合至控制器的存储器， 所述控制器利用所述存储器被配置为： 对待发送的信号进行预处理， 所述信号跨多个子频带； 以及对所述信 号进行滤波以生成统一滤波的正交频分复用 （UF- OFDM ) 信号以便 由所述发射器发送， 所述多个子频带中的两个或更多子频带由共用 的 滤波器滤波。

在本公开的第三方面， 提供了一种发射器。 该发射器包括计算模 块， 其包括： 预处理模块， 被配置为对待发送的信号进行预处理， 所 述信号跨多个子频带； 以及滤波模块， 被配置为对所述信号进行滤 波以生成统一滤波的正交频分复用 （UF- OFDM )信号以用于发送， 所述多个子频带中的两个或更多子频带由共用 的滤波器滤波。

提供发明内容部分是为了简化的形式来介绍对 概念的选择， 它们 在下文的具体实施方式中将被进一步描述。发 明内容部分无意标识本 公开的关键特征或主要特征， 也无意限制本公开的范围。 附图说明

通过结合附图对本公开示例实施例进行更详细 的描述， 本公开的 上述以及其它目的、 特征和优势将变得更加明显， 其中， 在本公开示 例实施例中， 相同的参考标号通常代表相同部件。

图 1图示了现有解决方案中的 UF- OFDM发送器的示例框图； 图 2图示了才 据本公开的实施例的处理 UF- OFDM信号的示例过 程 200的示意图；

图 3图示了才 据本公开的实施例的处理 UF- OFDM信号的方法或 者过程 300的示例流程图。

图 4图示了才 据本公开的一个实施例的处理 UF- OFDM信号的示 例过程 300的示意图。

图 5 图示了可以实现本公开的实施例的装置模块 500 的简化框 图。

图 6图示了可以实现本公开的实施例的发射器 600的示例图。 具体实施例

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实 施例。 虽然附图中 显示了本公开的优选实施例， 然而应该理解， 可以以各种形式实现本 公开而不应被这里阐述的实施例所限制。 相反， 提供这些实施例是为 了使本公开更加透彻和完整， 并且能够将本公开的范围完整地传达给 本领域的技术人员。

在本文中使用的术语 "包括" 及其变形表示开放性包括， 即 "包 括但不限于"。 除非特别申明， 术语 "或"表示 "和 /或"。 术语 "基于" 表示 "至少部分地基于"。 术语 "一个示例实施例" 和 "一个实施例" 表示 "至少一个示例实施例"。 术语 "另一实施例" 表示 "至少一个 另外的实施例"。 术语 "第一" 、 "第二" 等等可以指代不同的或相 同的对象。 下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。

如上文所述， 在发送 UF- OFDM信号时， 需要与子带数量相同的 频时变换和过滤操作。 传统上， 如图 1所示出， 需要采用与子频带相 同数目的滤波器来完成滤波。 具体地， 图 1中示出的 UF- OFDM系统 100具有 K个子频带 11(^到 110 _k ， 其中 k为大于 1的自然数。每个子 频带例如可以具有 Q个子载波。

对每个子频带信号 11(^到 110 _k 的处理可以分为多个级（ stage )。 在预均衡级 12(^到 120 _k 可以对信号进行预均衡。 继而在频时变换级 130!到 130 _k ，对经过预均衡的信号从频域变换到时域 。在传统方案中， 每一个经过时频变换的子频带信号由其对应的 子频带滤波器 140：, . . . , 140 _k 滤波。 对应的子频带滤波器是频率移动的长度为 L的 原型滤波器 /。 时域的输出信号 150 (记为 X ) 可以表达为： 其中， s _k 表示 Q*l矩阵表示传输在第 k个子频带上的负载信息信号。 Pk表示 Q*Q预均衡对角矩阵。 V _k 表示 N*Q的 N点逆离散傅里叶变换 的子矩阵， 其只包括对应于第 k个子频带的子载波频率的列。 F _k 表示

( N+L-l ) *N 矩阵， 其表示包括 FIR 滤波器系数响应的托普利茨

( Toeplitz ) 矩阵。

然而， 根据上述的解决方案， 当数据跨多个子频带传输时， 由于 每一个子频带具有单独的子频带滤波器， 上述实现变得复杂。 为了至 少部分地解决上述以及其他潜在的问题和缺陷 ， 本公开提供了可用于 UF-OFDM系统并且减小了发送器复杂性的方法。

图 2图示了才 据本公开的实施例的处理 UF- OFDM信号的示例过 程 200的示意图。 图 2中的每个框可以被视作是处理中的各个级或� � 骤， 也可以被实现为例如发送器中的模块或者部件 。

根据本公开的实施例， 对于跨多个子频带的待发送信号， 可以对 其中的两个或者更多子频带使用相同的滤波器 进行滤波。 由此， 可以 显著提升对 UF- OFDM信号的处理性能和效率，降低处理成本。� �如， 在图 2所示的示例中，信号 210是跨连续子频带 210 ,. . ., 210„^々信号。 注意， 在本公开的上下文中， 术语 "子频带" 和 "子频带" 信号可以 互换使用。

如果这些子频带满足预定的条件 （将在下文讨论）， 则与图 1 形 成对比的是， 这些子频带可以作为整体进行滤波， 输出时域信号 250。 可选地， 之前的预处理 220过程（例如， 预均衡和频时变换）也可以 在整体上完成。 也就是说， 不同于传统方案， 不是对信号 210占用的 子频带 210 _l . ., 210 _m 中的每一个分别进行预均衡、频时变换以 及带通 滤波 240。

通过下文描述将会理解， 本公开的实施例并非要求对所有频带仅 仅使用一个滤波器。例如，待发送的信号 210中的子频带 210^ . ., 210 _m 可能包括多个组， 每组中的子频带是连续的， 而组与组之间是不连续 的。 此时， 可以针对每个组使用特定的滤波器。 与传统方案相比， 这 同样能够显著提高发射器的性能。 这方面的示例实现还将在下文描 述。

图 3是根据本公开的实施例的处理 UF- OFDM信号的方法或者过 程 300的示例流程图。 方法 300可由发射器实现， 发射器的示例将在 下文参考图 5和图 6描述。

在 302， 对待发送的信号进行预处理， 待发送信号跨多个子频带。 在某些实施例中， 在 302处的预处理可以包括， 但不限于， 对待发送 频域信号进行预均衡， 以及通过频时变换将频域信号变换到时域信 号。 可以理解， 图 3中 302处的处理是图 2中的预处理级 220中的处 理。 在某些实施例中， 预处理包括预均衡处理， 并且预均衡的参数是 基于确定的所述频带宽度和确定的用于所述滤 波的滤波器确定的。 这 还将在下文参考图 4描述。

在 304， 对信号进行滤波以生成 UF- OFDM信号， 并且多个子频 带中的两个或更多个子频带由共同的滤波器滤 波。 此处的操作可在图 2中的滤波级 240中实现。在某些实施例中， 滤波可以包括但不限于： 确定多个子频带中连续子频带的带宽， 基于确定的频带宽度， 通过参 考预定的查阅表确定用于对连续子频带进行滤 波的滤波器系数， 查阅 表中存储有多个子频带宽度与相应滤波器系数 的关联关系。

在 306， 发送生成的 UF- OFDM信号。 在某些实施例中， 生成的 UF- OFDM信号被发送给发射器中的 RF电路 /模块。 根据图 3中示出的过程 300， 复杂性与待发送信号占用的子频带 的数目无关。 这样， 与传统的 UF- OFDM相比， 能够节约大量的计算 资源。

图 4 图示了根据本公开的实施例的一个示例实现的 处理 UF- OFDM信号的示例过程 400的示意图。 图 4中的每个框可以被视 作是处理中的各个级或步骤， 也可以被实现为， 例如发射器中的模块 或者部件。 参照图 3图示的流程图， 结合图 4图示的示例实现进行解 释说明。 应当注意的是， 图 4中的过程 400示出的仅是本发明的一个 示例实现的过程。 图 4中预均衡 420以及频时变换 430仅是图 2中预 处理 220的可能的实现。 同样地， 查阅原型滤波器 LUT460也仅是本 发明的一个示例实现的过程。 因此， 本领域的技术人员可以理解的是 图 4中未示出的其它可能的实现也是某些。

如上所述， 信号 410是跨多个连续子频带的信号并且可以被预处 理（图 3中的 302 )。 在一些实施例中， 预处理至少包括两级， 即， 预 均衡 420， 以及频时变换 430。 具体而言， 在 420可以使用任何目前 已知或者将来开发的手段对信号进行预均衡。 而后在 430， 可以把预 均衡后的信号从频域信号变换为时域信号。 在一些实施例中， 应用的 时频变换方法可以是逆快速傅里叶变换 （IFFT )， 还可以是其它方法 进行时频变换。

特别地， 在一些实施例中， 可以确定用于对信号 410滤波 440的 滤波器， 更具体地说， 滤波器系数。 而后， 可以基于连续子频带的数 目 K以及确定的滤波器系数， 来确定预均衡 420的参数。 以此方式， 可以在预均衡与滤波之间形成一个 "反馈回路"， 从而使二者更好地 相互协调和配合工作。

接下来，对经过预处理后的信号 410进行滤波 440(图 3中的 304 )， 以生成 UF- OFDM信号。在一些实施例中， 在 440， 可以确定信号 410 中连续子频带的频带宽度。 此后， 可以基于确定的信号 410的频带宽 度， 通过参考预定的查阅表 460确定用于对信号 410中连续子频带。 查阅表 460中存储有多个子频带宽度与相应滤波器系数 的关联关系。 在一些实施例中， 确定信号 410中的连续子频带的频带宽度包括确定 连续子频带的数目 470 ( K ₄₇ 。）。 在一些实施例中， 查阅表 460中存储 的是原型子频带滤波器为有限冲击响应滤波器 （FIR )，应当理解的是， 也可以使用适宜的其它类型的滤波器。以下为 查阅表 460的一个示例。

根据确定的信号 410的带宽和信号 410的连续子频带的数目 470 ( Κ ₄₇₀ )， 在查阅表 460中查找与信号 410带宽相同的原型子频带滤 波器并且确定与信号 410带宽相同的原型子频带滤波器的滤波器系 数。使用的滤波器的系数同与信号 410带宽相同的原型子频带滤波器 的系数一致。 输出时域信号 450 (表示为 S ₄₅ 。） 可表示为 其中 S ₄₁ 。表示 KQ*1矩阵表示传输在所有 K个子频带上的负载信息信 号， Q表示每一个子频带的子载波数目， P表示 KQ*KQ的预均衡对 角矩阵， V表示 N*KQ 的 N点逆离散傅里叶变换的子矩阵， 其包括 对应所有 K个子频带的子载波频率的列。

在此示例中， 连续子频带数目 470 ( K _47Q )， 每个子频带子载波数 目 Q的待发送信号可以被看作子频带数目 K _47Q1 =1， 且该子频带的子 载波数目 Qi=K ₄₇ 。*Q的信号。 因为 UF- OFDM系统中频时变换的数目 以及滤波的次数等于子频带数目。 因为待发送信号的子频带数目可以 看作为 1， 所以， 在本示例中， 频时变换的数目以及滤波的次数均为 1。 此外， 如上所述， 本公开的实施例可以使用有限冲击响应滤波器 ， 其示例包括但不限于切比雪夫型滤波器。 当然， 任何其它适当类型的 滤波器均可在此使用。

在一些某些实施例中， 待发送信号所占用的多个子频带可能不全 部连续。 此时， 如上所述， 可以在 304针对每组连续的子频带而使用 专门的滤波器。假设信号多个子频带 210 _l . ., 210 _m 包括第一组子频带 和第二组子频带。 在第一组和第二组子频带各自是连续的， 但是第一 组与第二组子频带彼此不连续。 此时， 在 304， 可以使用第一滤波器 对第一组子频带进行滤波， 并且使用第二滤波器对第二组子频带进行 滤波。 第一滤波器不同于第二滤波器。

图 5图示了适用于实现本发明的实施例的装置模� � 500的简化框 图。 应当理解的是装置模块 500可以被实现在基站（BS )端， 也可以 被实现在用户设备（UE ) 端。 如图所示， 装置模块 500 包括计算模 块 580。 在某些实施例中， 计算模块 580还可以与星座映射模块 （未 示出）、 子频带信号生成部分（未示出）以及 RF模块（未示出）连接。

计算模块 580包括预处理模块 520和滤波模块 540。 预处理模块 520可被配置为对待发送的信号进行预处理， 其中所述信号跨多个子 频带。 滤波模块 540 可被配置为对所述信号进行滤波以生成 UF-OFDM信号以用于发送， 其中多个子频带中的两个或更多子频带 由共用的滤波器滤波。

在某些实施例中， 所述滤波模块 540还被配置为： 确定所述多个 子频带中的连续子频带的频带宽度； 基于确定的所述频带宽度， 通过 参考预定的查阅表来确定用于对所述连续子频 带进行滤波的滤波器 系数， 所述查阅表中存储有多个子频带宽度与相应滤 波器系数的关联 关系。 在某些实施例中， 查阅表可以存储在与计算模块 580可通信地 连接的存储模块 560中。 当然， 查阅表也可以存储在其他适当位置。

图 6适用于实现本发明的实施例的发射器 600的简化框图。 应当 理解的是发射器 600可以被包括在例如基站（ BS )的网络设备中， 和 /或被包括在例如用户设备 ( UE ) 的终端设备中。

如图所示， 发射器 600包括控制器 680以及连接到控制器 680的 存储器 660。应当理解的是发射器 600还可以包括其它元件， 例如 RF 电路（未示出）。 控制器 680可以在存储器 660的配置下执行上文参 考图 2到图 4描述的过程和方法。 在一些实施例中， 控制器 680还可 以执行诸如生成子频带信号等的操作。控制器 680可以是可编程门阵 列 （FPGA )， 数字信号控制器 （DSP ) 以及其它可以实现本公开的实 施例的元件的一个或多个的组合。

在使用查阅表的那些实施例中，查阅表可被存 储在存储器 660中。 在一些实施例中，存储器 660可以是外部连接到控制器 680的存储元 件，在一些实施例中，存储器 660可以是控制器 680内部的存储元件。 存储器 660可以是随机存取存储器（RAM )、 只读存储器（ROM )或 其它适宜类型的存储器的一个或多个的组合。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开的实 施例的系统、 方法 的可能实现的体系架构、 功能和操作。 在这点上， 流程图或框图中的 每个方框可以代表一个模块、 程序段或指令的一部分， 所述模块、 程 序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现 规定的逻辑功能的可 执行指令。 在有些作为替换的实现中， 方框中所标注的功能也可以以 不同于附图中所标注的顺序发生。 例如， 两个连续的方框实际上可以 基本并行地执行， 它们有时也可以按相反的顺序执行， 这依所涉及的 功能而定。 也要注意的是， 框图和 /或流程图中的每个方框、 以及框图 和 /或流程图中的方框的组合，可以用执行规定� �功能或动作的专用的 基于硬件的系统来实现， 或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来 实现。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明 是示例的，并非穷尽 性的， 并且也不限于所披露的各实施例。 在不偏离所说明的各实施例的 范围和精神的情况下， 对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改 和 变更都是显而易见的。 本文中所用术语的选择， 旨在最好地解释各实施 例的原理、 实际应用或对市场中的技术的技术改进， 或者使本技术领域 的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施 例。