[發(fā)明專利]利用根奈奎斯特、自變換脈沖形狀進(jìn)行通信的方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200880017551.1
• 申請(qǐng)日: 2008-05-23
• 公開（公告）號(hào): CN101682316A
• 公開（公告）日: 2010-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P·W·鄧特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 艾利森電話股份有限公司
• 主分類號(hào): H03K4/02
• 分類號(hào): H03K4/02
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 朱海煜;李家麟

本申請(qǐng)要求在2007年5月25日提交的題為“Communicating?With Root-Nyquist，Self-Transform?Pulse?Shapes(利用根奈奎斯特、自變換 脈沖形狀進(jìn)行通信)”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)60/924,673的優(yōu)先權(quán)和權(quán) 益，同時(shí)該申請(qǐng)的全文通過(guò)引用結(jié)合于本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電信，具體來(lái)說(shuō)涉及在無(wú)線電信中用于傳送信息的脈 沖的整形。

背景技術(shù)

在典型的蜂窩無(wú)線電系統(tǒng)中，無(wú)線終端(又稱為移動(dòng)終端、移動(dòng) 站和移動(dòng)用戶設(shè)備單元(UE))經(jīng)由無(wú)線電接入網(wǎng)(RAN)的基站通 信到一個(gè)或多個(gè)核心網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線終端(WT)可以是諸如移動(dòng)電話(“蜂 窩”電話)和具有移動(dòng)終止的膝上型設(shè)備的移動(dòng)站，并且因而可以是 例如便攜式、口袋式、手持式、包含在計(jì)算機(jī)內(nèi)的、或安裝在車內(nèi)的 移動(dòng)設(shè)備，它們與無(wú)線電接入網(wǎng)進(jìn)行語(yǔ)音和/或數(shù)據(jù)通信。基站(例如， 無(wú)線電基站(RBS))在一些網(wǎng)絡(luò)中又稱為“NodeB”或“B節(jié)點(diǎn)”。 基站通過(guò)空中接口(例如射頻)與基站范圍內(nèi)的無(wú)線終端通信。

有多種技術(shù)可用于在例如基站與無(wú)線終端之間通過(guò)無(wú)線電或無(wú) 線接口調(diào)節(jié)和傳送信號(hào)。一種技術(shù)是正交頻分復(fù)用(OFDM)。OFDM 擴(kuò)頻方案用于許多廣泛使用的應(yīng)用，包括：澳大利亞、日本和歐洲的 數(shù)字TV廣播；歐洲的數(shù)字音頻廣播；異步數(shù)字訂戶線(ADSL)調(diào)制 解調(diào)器和全球無(wú)線聯(lián)網(wǎng)(IEEE?802.11a/g)。

在OFDM系統(tǒng)中，將非常高速率的數(shù)據(jù)流劃分成多個(gè)并行的低速 率數(shù)據(jù)流。然后，將每個(gè)較小的數(shù)據(jù)流映射到各個(gè)數(shù)據(jù)副載波，并利 用某一風(fēng)格的PSK(相移鍵控)或QAM(正交調(diào)幅)(即，BPSK、 QPSK、16-QAM、64-QAM)進(jìn)行調(diào)制。

不管是否通過(guò)OFDM技術(shù)或以其它方式對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，通過(guò)帶 限信道以高調(diào)制速率傳送信號(hào)都會(huì)產(chǎn)生符號(hào)間干擾。隨著調(diào)制速率的 增加，信號(hào)的帶寬也會(huì)增加。當(dāng)信號(hào)的帶寬變成大于信道帶寬時(shí)，信 道開始在信號(hào)中引入失真，此失真通常被視為是符號(hào)間干擾(ISI)。

可以利用脈沖整形過(guò)程來(lái)改變所傳送的通信信號(hào)的波形。脈沖整 形用于使所傳送的信號(hào)更適合于用來(lái)傳送它的通信信道，并且這通過(guò) 例如限制傳輸?shù)挠行拋?lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)利用脈沖整形波形來(lái)對(duì)所傳送 的脈沖進(jìn)行濾波，可以控制由信道引起的符號(hào)間干擾。

因此，脈沖形狀對(duì)于信號(hào)質(zhì)量很重要。奈奎斯特脈沖是這樣一種 脈沖形狀，它以符號(hào)速率的整數(shù)倍離開其峰值通過(guò)零點(diǎn)，從而確保當(dāng) 在最優(yōu)點(diǎn)采樣時(shí)，信號(hào)沒(méi)有任何來(lái)自與采樣符號(hào)相鄰的任何符號(hào)的符 號(hào)間干擾。奈奎斯特脈沖形狀的傅里葉變換定義了頻域中的濾波函 數(shù)，它將從它的輸入端的脈沖在它的輸出端產(chǎn)生奈奎斯特脈沖形狀。 因?yàn)橥ǔＴ诎l(fā)射器和接收器處都具有濾波器，其中前者用于限制所傳 送的頻譜，而后者用于限制接收器對(duì)相鄰信道信號(hào)的響應(yīng)，所以通常 會(huì)決定在發(fā)射器和接收器間均等地平分由奈奎斯特脈沖形狀的傅里 葉變換定義的濾波函數(shù)，并且因而在每個(gè)中使用“根奈奎斯特”濾波 器。由于發(fā)射器和接收器的組合頻率響應(yīng)是它們各自的頻率響應(yīng)的乘 積，所以這兩個(gè)根奈奎斯特濾波器的相乘結(jié)果是具有奈奎斯特性質(zhì)的 濾波器。

本領(lǐng)域中已知頻譜范圍是有限的、但持續(xù)時(shí)間卻是無(wú)限的、并且 具有根奈奎斯特性質(zhì)的脈沖形狀。例如，其傅里葉變換具有根升余弦 形狀的脈沖的平方為升余弦形，并且這是等于-6dB單邊帶寬的兩倍 或等于-6dB雙邊帶寬的符號(hào)速率的奈奎斯特濾波器。這樣的濾波器 形狀是奈奎斯特，因?yàn)槿绻谒募s-6dB點(diǎn)折疊(fold)并將重疊的折 疊部分相加，那么在整個(gè)帶寬上結(jié)果是一(unity)。因此，濾波器沒(méi) 有改變信號(hào)的任何帶內(nèi)頻率分量。這樣的濾波器指定用于IS136?US 數(shù)字蜂窩TDMA系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。

還已知持續(xù)時(shí)間是有限的、但在頻域卻是無(wú)限的、并且在時(shí)域和 頻域都具有根奈奎斯特性質(zhì)的脈沖形狀。例如，已提出IOTA脈沖(等 方性正交變換算法)用于脈沖整形OFDM符號(hào)。US專利7103106中 還公開了對(duì)IOTA脈沖的改進(jìn)，此專利通過(guò)引用結(jié)合于本文。