專利名稱：用于將信號從虛擬頻帶映射到物理頻帶的方法和無線裝置的制作方法
用于將信號從虛擬頻帶映射到物理頻帶的方法和無線裝置
相關(guān)申請
本申請涉及2011年8月18日提交的美國專利申請No. 13/202，297，該申請是2011 年5月4日提交的PCT申請PCT/CN2011/073647進(jìn)入國家階段的申請。
本申請涉及與本申請同時(shí)提交的、名稱為“MAPPING A TRANSMISSION STREAM IN A VIRTUAL BASEBAND TO A PHYSICAL BASEBAND WITH EQUALIZATION” 的美國專利申請 No.13/294，093。技術(shù)領(lǐng)域
本申請涉及無線傳輸領(lǐng)域，尤其涉及信號從虛擬頻帶到物理頻帶的映射。
背景技術(shù)：
白色空間頻帶是分配給電視(TV)廣播服務(wù)以及分配給無線麥克風(fēng)服務(wù)的頻帶，但是其在局部地理區(qū)域中不使用。最近的聯(lián)邦通信委員會(FCC)規(guī)則允許在美國對白色空間頻帶進(jìn)行未授權(quán)訪問，只要這樣的訪問不干涉TV和無線麥克風(fēng)傳輸即可(即“在職者”或 “初級用戶”訪問頻帶)。對于對電視頻帶的訪問，將來非美國管轄也可能執(zhí)行類似的規(guī)定。 可用的白色空間頻帶可以具有可變的帶寬，并且它們可以是不連續(xù)和位置特定的。這些方面使得白色空間傳輸網(wǎng)絡(luò)不同于傳統(tǒng)的無線傳輸網(wǎng)絡(luò)。
傳統(tǒng)的媒體訪問控制和物理層協(xié)議可能不支持為了在白色空間頻帶上傳輸而通常需要的可變且不連續(xù)的頻率傳輸。使信號適合可用頻譜的傳統(tǒng)方法包括SampleWidth、 SWIFT以及Jello。SampleWidth通過調(diào)節(jié)基帶時(shí)鐘的運(yùn)轉(zhuǎn)速度(ticking rate)來改變信號的帶寬，這等同于改變信號的采樣速率。SWIFT和Jello將正交頻分信號分為不連續(xù)頻譜帶。發(fā)明內(nèi)容
為了介紹下面在具體實(shí)施方式
中進(jìn)一步描述的信號映射和整形(reshape)的簡化概念而提供本發(fā)明內(nèi)容。本發(fā)明內(nèi)容不意欲確定所要求保護(hù)的主題的本質(zhì)特征,也不意欲用于確定所要求保護(hù)的主題的范圍。
在實(shí)施例中，一種無線裝置包括頻譜虛擬化層，該頻譜虛擬化層將所產(chǎn)生的、用于在虛擬基帶中發(fā)送的發(fā)送信號整形為用于在物理基帶的一個或多個不連續(xù)和/或可變的分配部分(例如白色空間頻帶)上發(fā)送的時(shí)域信號。整形處理包括信號的快速傅里葉變換， 以產(chǎn)生發(fā)送符號的多個頻率分量；從頻率分量到物理基帶的分配部分的副載波的映射；以及映射的頻率分量的反向快速傅里葉變換，以在物理頻帶中產(chǎn)生時(shí)域信號。頻譜虛擬化層還執(zhí)行帶寬調(diào)節(jié)、采樣速率調(diào)節(jié)以及頻移操作，以允許在物理基帶上通過無線電前端來發(fā)送整形的發(fā)送信號。
在接收器側(cè)，在物理基帶上通過無線電前端來接收信號。頻譜虛擬化層對接收的信號進(jìn)行頻移、帶寬調(diào)節(jié)以及采樣速率操作。然后，頻譜虛擬化層對所接收信號進(jìn)行整形，以在虛擬基帶中產(chǎn)生在發(fā)送器側(cè)通過PHY層產(chǎn)生的符號。整形包括所接收信號的快速傅里葉變換，以產(chǎn)生多個頻率分量；從頻率分量到虛擬基帶的副載波的映射；以及映射的頻率分量的反向快速傅里葉變換，以在時(shí)域中產(chǎn)生虛擬基帶PHY層符號。根據(jù)實(shí)施例的頻譜虛擬化層和整形器允許傳統(tǒng)(或者非傳統(tǒng))的物理層協(xié)議(例如載波分多址(CDMA)和其他協(xié)議)使用白色空間聯(lián)網(wǎng)，而不需要修改傳統(tǒng)物理層協(xié)議。這樣可以加快白色空間聯(lián)網(wǎng)的采用。


參照附圖對具體實(shí)施方式
進(jìn)行闡述。在附圖中，附圖標(biāo)記最左邊的數(shù)字確定附圖標(biāo)記第一次出現(xiàn)的附圖。不同附圖中相同附圖標(biāo)記的使用表示相似或相同的項(xiàng)。
圖1是可用于從虛擬基帶到物理頻帶整形和發(fā)送信號的示例性環(huán)境的示意圖。
圖2是包括具有整形器的頻譜虛擬化模塊的示例性無線裝置的方框圖。
圖3A示出將虛擬基帶中的PHY層時(shí)域發(fā)送符號整形為物理基帶中的時(shí)域符號。
圖3B示出將物理基帶中的PHY層時(shí)域接收符號整形為虛擬基帶中的時(shí)域符號。
圖4示出根據(jù)實(shí)施例的在頻譜虛擬化層內(nèi)的發(fā)送和接收路徑。
圖5是示出發(fā)送過程中示例性整形處理的流程圖。
圖6是示出接收過程中示例性整形處理的流程圖。
具體實(shí)施方式

概述
如上所述，白色空間頻帶可具有可變帶寬，并且它們可以是不連續(xù)且位置特定的。 根據(jù)本公開的實(shí)施例的無線裝置使用傳統(tǒng)的媒體訪問控制(MAC)和物理層(PHY)協(xié)議(例如在W1-Fi 中，802. 11組協(xié)議中的協(xié)議、基于碼分多址(CDMA)的協(xié)議、基于載波偵聽多址(CSMA)的協(xié)議、基于時(shí)分多址(TDMA)的協(xié)議、其他協(xié)議以及它們的組合)，以在白色空間頻帶上通信。使用傳統(tǒng)MAC和PHY協(xié)議的能力可以加快白色空間頻率聯(lián)網(wǎng)的采納，特別是如果這些傳統(tǒng)協(xié)議不需要通過冗長的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置處理來改變則更是如此。但是傳統(tǒng)MAC和PHY 協(xié)議可能不支持白色空間聯(lián)網(wǎng)中要求的可變或不連續(xù)頻率傳輸，并且傳統(tǒng)的MAC和PHY協(xié)議可以對不同于白色空間頻帶(正好可用于特殊地理區(qū)域)的特定頻帶上的傳輸提出要求。 本公開的實(shí)施例包括使得傳統(tǒng)的MAC和PHY層協(xié)議能夠使用不連續(xù)且可變的頻帶的裝置和方法。
本公開的實(shí)施例包括頻譜虛擬化層中的信號整形器。在概念上，頻譜虛擬化層位于PHY層(例如指的是七層開放標(biāo)準(zhǔn)接口(OSI)模型的物理(PHY)層)之下。尤其是，頻譜虛擬化層被配置為將已經(jīng)根據(jù)傳統(tǒng)或者非傳統(tǒng)MAC和PHY協(xié)議產(chǎn)生的基帶信號(B卩，在這些協(xié)議所指定的固定且連續(xù)的基帶或頻帶中的信號)整形為用于在可變和/或不連續(xù)的可用物理頻帶上進(jìn)行無線電發(fā)送的信號(即，在一個或多個白色空間頻帶中的信號)。下面將由傳統(tǒng)或非傳統(tǒng)MAC和PHY協(xié)議指定的頻帶稱為“虛擬基帶”或“虛擬頻帶”。通過頻譜虛擬化層進(jìn)行的整形對于MAC和PHY協(xié)議是透明的。透明的整形允許通過MAC和PHY協(xié)議產(chǎn)生的信號在可變頻帶上發(fā)送，而不需要改變MAC和PHY協(xié)議，從而潛在地加快白色空間聯(lián)網(wǎng)的采納。通過整形處理引入的失真通過MAC和PHY協(xié)議中的現(xiàn)有機(jī)制來處理。
根據(jù)實(shí)施例的頻譜虛擬化模塊包括整形器模塊。為了利用可用的白色空間頻帶， 整形器模塊對發(fā)送的信號和接收的信號進(jìn)行信號分解/重組、帶寬調(diào)節(jié)、采樣速率調(diào)節(jié)以及頻移。對發(fā)送的信號的分解包括變換按照PHY協(xié)議產(chǎn)生的發(fā)送符號以產(chǎn)生發(fā)送符號的頻率分量，將發(fā)送符號的頻率分量映射到所分配的物理頻帶(例如白色空間頻帶)內(nèi)的副載波，并將映射的頻率分量反向變換為用于發(fā)送的時(shí)域發(fā)送信號。發(fā)送信號被傳遞給用于發(fā)送的無線電前端。
對接收的信號的重組包括變換接收的信號以產(chǎn)生接收的信號的頻率分量，將頻率分量映射到虛擬基帶的副載波，并將映射的分量反向變換為虛擬基帶中的時(shí)域符號。重組的信號被傳遞給上層PHY和MAC協(xié)議，用于根據(jù)這些協(xié)議進(jìn)一步處理。
如果虛擬基帶帶寬不等于分配的白色空間頻帶的總帶寬，則頻譜虛擬化層采用帶寬調(diào)節(jié)。在這種情況下，頻譜虛擬化層使用縮放因子來人為地增加物理頻帶的大小，使得它們的總帶寬等于虛擬基帶的帶寬。帶寬調(diào)節(jié)的這一方面結(jié)合分解/重組處理來進(jìn)行，并且映射處理將頻率分量映射到人為縮放的物理頻帶的副載波。然后，在通過分解/重組處理產(chǎn)生時(shí)域信號之后，用與用于人為地增加物理頻帶的大小的因子相同的因子減小信號帶寬。這種減小包括插值、低通濾波和抽樣。在接收器側(cè)，頻譜虛擬化層進(jìn)行反向的帶寬縮放和調(diào)節(jié)操作。
頻譜虛擬化層的采樣速率調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)發(fā)送信號的采樣速率，以匹配無線裝置使用的無線電前端的采樣速率。類似于帶寬調(diào)節(jié)的處理，頻譜虛擬化層使用插值和抽樣來調(diào)節(jié)采樣速率。在接收器側(cè)，頻譜虛擬化層執(zhí)行相反的操作，以調(diào)節(jié)接收的信號的采樣速率，來匹配虛擬基帶的采樣速率。
頻移補(bǔ)償在分解/重組處理的映射部分過程中出現(xiàn)的人為頻移。在頻移過程中， 頻譜虛擬化層移動信號頻率，以匹配分配的白色空間頻率范圍，使得可以在物理基帶上發(fā)送所述發(fā)送信號。在接收器側(cè)，在通過整形器重組接收的信號之前，頻譜虛擬化層人為地將信號頻率移回。
雖然這里將各種實(shí)施例描述為涉及“白色空間”傳輸、“白色空間”網(wǎng)絡(luò)、“白色空間”基站以及“白色空間”客戶端，但是本公開的實(shí)施例不限于白色空間環(huán)境。更確切地， 實(shí)施例包括可用于和/或可兼容于各種動態(tài)頻譜訪問(DSA)網(wǎng)絡(luò)中任何一種(包括白色空間 網(wǎng)絡(luò))的傳輸、網(wǎng)絡(luò)、基站、環(huán)境以及客戶端。為了討論的目的，實(shí)施例涉及“白色空間”聯(lián)網(wǎng)，而這種描述不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為構(gòu)成限制。
可以以多種方式實(shí)施這里所述的處理、系統(tǒng)和裝置。下面參照附圖提供示例性實(shí)施方式。
用于頻率分配的示例性環(huán)境
圖1是可用于從虛擬基帶到物理頻帶整形信號的示例性環(huán)境的示意圖。環(huán)境100 可包括無線基站102和無線客戶端104。無線基站102可以在能夠?qū)崿F(xiàn)無線基站的各種合適的計(jì)算裝置類型上實(shí)現(xiàn)。合適的計(jì)算裝置類型可包括一個或多個個人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、服務(wù)器群、數(shù)據(jù)中心、專用計(jì)算機(jī)、它們的組合、或者任何其他能夠存儲和執(zhí)行無線基站的全部或部分的計(jì)算裝置，或者是它們的一部分。
此外，無線客戶端104也可以在能夠?qū)崿F(xiàn)無線客戶端的各種合適的計(jì)算裝置類型上實(shí)現(xiàn)。合適的計(jì)算裝置類型可包括一個或多個個人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、服務(wù)器群、數(shù)據(jù)中心、專用計(jì)算機(jī)、它們的組合、或者任何其他能夠存儲和執(zhí)行無線客戶端的全部或部分的計(jì)算裝置，或者是它們的一部分。
物理基帶106是無線客戶端104和無線基站102可用來相互通信的無線頻率范圍。這些頻率范圍例如可包括白色空間頻率范圍?？墒褂酶鞣N通信連接和協(xié)議，通過物理基帶106將無線基站102和無線客戶端104相互連接。
在圖1的說明性示例中，無線基站102包括頻譜管理器108。頻譜管理器108確定可用于在無線基站102和無線客戶端104的局部地理區(qū)域中使用的物理基帶106的白色空間或其他物理頻率范圍的分配。頻譜管理器108例如可以被配置為與白色空間探測器服務(wù) (未示出)通信，并從白色空間探測器服務(wù)接收在局部地理區(qū)域中使用的物理基帶106的物理頻率范圍的分配。頻譜管理器108包括例如調(diào)整策略或者傳輸要求的一個或多個策略， 并且頻譜管理器108可基于這些策略從分配的物理頻率范圍中選擇。調(diào)整策略的非限制性示例包括防護(hù)帶要求、功率掩蔽要求、白色空間頻帶可用的次數(shù)、可接受的傳輸功率等級范圍等等。在另一示例中，頻譜管理器108可以被配置為確定局部可用的白色空間頻率，并根據(jù)各種策略選擇一個或多個用于傳輸。對于頻譜管理器和白色空間探測器服務(wù)的例子，可參見2011年5月4日提交的PCT申請PCT/CN2011/073647。頻譜管理器108基于局部地理區(qū)域中物理頻帶的可用性，建立并維持頻譜圖110。頻譜圖110包括從虛擬頻帶到物理頻帶的映射。
無線基站102包括通信模塊112。通信模塊112包括各種協(xié)議模塊，例如協(xié)議模塊 114和116。協(xié)議模塊114和116實(shí)施媒體訪問控制協(xié)議MAC-114和MAC-116以及物理層協(xié)議 PHY-114 和 PHY-116。MAC-114 可以與 MAC-116 不同，也可以與 MAC-116 相同，PHY-114 可以與PHY-116不同，或者也可以與PHY-116相同。協(xié)議模塊114和116可以實(shí)施傳統(tǒng)的無線協(xié)議，例如在W1-Fi 中，802. 11組協(xié)議中的協(xié)議、基于碼分多址(CDMA)的協(xié)議、基于載波偵聽多址(CSMA)的協(xié)議、基于時(shí)分多址(TDMA)的協(xié)議、其他協(xié)議以及它們的組合。可將這些傳統(tǒng)無線協(xié)議設(shè)計(jì)為在這些 協(xié)議提出的特定頻率范圍中發(fā)送和接收。這些特定頻率范圍在這里指的是虛擬頻率范圍或者虛擬基帶。根據(jù)實(shí)施例的無線裝置可包括比無線基站 102所包括的協(xié)議模塊更多或更少的協(xié)議模塊。
通信模塊112包括頻譜虛擬化模塊118。頻譜虛擬化模塊118包括整形器120、一個或多個混合器122和一個或多個分割器124。整形器120包括分解/重組模塊126，分解 /重組模塊126尤其被配置為根據(jù)頻譜圖110在虛擬基帶與物理基帶106之間映射接收和發(fā)送的時(shí)域符號。分解/重組模塊126被配置為產(chǎn)生通過協(xié)議模塊114和116產(chǎn)生的時(shí)域發(fā)送符號的頻率分量。分解/重組模塊126被配置為接受來自協(xié)議模塊114或協(xié)議模塊 116的其中之一的發(fā)送符號。按照上層協(xié)議產(chǎn)生這種發(fā)送符號用以在虛擬基帶上根據(jù)上層協(xié)議進(jìn)行發(fā)送。分解/重組模塊126被配置為對發(fā)送符號進(jìn)行M點(diǎn)快速傅里葉變換(FFT)， 將得到的頻率分量映射或重新分配到物理基帶106的所分配的物理頻帶的副載波，并對映射的頻率分量進(jìn)行N點(diǎn)反向快速傅里葉變換(iFFT)，以產(chǎn)生用于發(fā)送的時(shí)域信號。這些處理將時(shí)域符號分解為M個頻域分量，將M個頻域分量映射到物理基帶106的分配部分的副載波，以及產(chǎn)生映射的M個分量的N個時(shí)域樣本以產(chǎn)生用于發(fā)送的時(shí)域信號。
當(dāng)(例如在物理基帶106上從無線客戶端104)接收到信號時(shí)，分解/重組模塊126 被配置為對接收的時(shí)域信號進(jìn)行N點(diǎn)FFT，以產(chǎn)生N個頻率分量，將N個得到的頻率分量中的M個(其對應(yīng)于物理基帶106的分配的物理頻帶)映射到虛擬基帶的副載波，并對M個映射的分量進(jìn)行M點(diǎn)iFFT，以在虛擬基帶中產(chǎn)生時(shí)域符號。這些處理將通過協(xié)議模塊(例如在無線客戶端104中)原始產(chǎn)生的符號重組。分解/重組模塊126被配置為將得到的時(shí)域符號傳遞給適當(dāng)?shù)腜HY層，例如協(xié)議模塊114和116中的PHY層。關(guān)于分解/重組模塊126 的組件的操作的更多細(xì)節(jié)在具體實(shí)施方式
中的其他地方描述。
帶寬縮放模塊128被配置為確定虛擬基帶的帶寬是否與物理基帶106的分配的物理頻帶的總帶寬相同。如果確定帶寬有差異，則帶寬縮放模塊128人為地縮放分配的物理頻帶，使得它們的總帶寬等于虛擬基帶的帶寬。在這些情況下，分解/重組模塊126將M個頻率分量映射到縮放后的分配的物理頻帶的副載波。如果物理基帶的一個或多個分配部分的總帶寬的比率是1: 1，則縮放不必要，并且分解/重組模塊126將M個頻率分量映射到未縮放頻帶的副載波。當(dāng)接收到接收信號時(shí)，帶寬縮放模塊128在確定分配的物理頻帶的總帶寬不等于虛擬基帶的帶寬時(shí)進(jìn)行反向縮放操作。關(guān)于帶寬縮放模塊128的操作的更多細(xì)節(jié)在具體實(shí)施方式
中的其他地方描述。
因?yàn)槲锢砘鶐?06的縮放后的分配部分與物理基帶106的實(shí)際分配部分不匹配， 所以帶寬調(diào)節(jié)模塊130被配置為通過調(diào)節(jié)分解/重組模塊126產(chǎn)生的發(fā)送信號的帶寬，補(bǔ)償通過帶寬縮放模塊128進(jìn)行的帶寬調(diào)節(jié)，以匹配物理基帶106的實(shí)際物理頻率范圍。因此，如果物理基帶106的分配的物理頻帶的總帶寬等于虛擬基帶的帶寬，則帶寬調(diào)節(jié)模塊 130不進(jìn)行帶寬調(diào)節(jié)。
如同具體實(shí)施方式
中其他地方更詳細(xì)描述的，帶寬調(diào)節(jié)模塊130利用插值、低通濾波和抽樣來進(jìn)行帶寬調(diào)節(jié)。當(dāng)接收到信號時(shí)，帶寬調(diào)節(jié)模塊130執(zhí)行反向操作，以重構(gòu)通過發(fā)送器(例如下面更詳細(xì)描述的無線客戶端104)的分解/重組模塊產(chǎn)生的發(fā)送信號。
采樣速率調(diào)節(jié)模塊132被配置為調(diào)節(jié)通過整形器120產(chǎn)生的發(fā)送信號的采樣速率，以匹配無線電硬件134的采樣速率。如同將在本具體實(shí)施方式
中其他地方更詳細(xì)描述的，采樣速率調(diào)節(jié)模塊132利用插值和抽樣來重新采樣經(jīng)過帶寬調(diào)節(jié)的時(shí)域發(fā)送信號。當(dāng)接收到信號時(shí) ，采樣速率調(diào)節(jié)模塊132進(jìn)行反向操作，以調(diào)節(jié)接收的信號的采樣速率來匹配虛擬基帶的采樣速率。
頻移模塊136被配置為補(bǔ)償在分解/重組模塊126中在映射操作期間出現(xiàn)的頻移。如同將在本具體實(shí)施方式
中其他地方更詳細(xì)描述的，頻移模塊136將發(fā)送信號的頻率移動與分配的物理頻帶的跨度的中心頻率相等的量。當(dāng)從另一個無線裝置接收到接收信號時(shí)，頻移模塊136將接收信號的頻率移動與等于跨度的中心頻率頻譜相等的量。關(guān)于頻移模塊136的操作的更多細(xì)節(jié)包括在本具體實(shí)施方式
的其他地方。
通信模塊112可包括多個整形器。這些整形器可以被配置為從協(xié)議模塊114和116 中各模塊接受發(fā)送信號，并根據(jù)頻譜圖110將它們映射到分配給這些協(xié)議模塊的物理頻率范圍。在使用多個整形器的情況下，混合器122在將來自這多個整形器的各種整形信號傳遞給無線電硬件134之前，將它們混合。此外，在信號接收期間，分割器將來自輸入信號流的多個接收信號分割并傳遞給適當(dāng)?shù)恼纹鳎糜谛盘栔亟M。
無線客戶端104包括頻譜圖138，頻譜圖138反映無線基站102中頻譜圖110的至少一部分。無線基站102可以在物理基帶106的不同部分上與多個無線客戶端通信，并且頻譜圖138可以只限定用于分配給用于向無線客戶端104或從無線客戶端104發(fā)送的那些物理頻帶的映射。
無線客戶端104包括通信模塊140，通信模塊140包括協(xié)議模塊142。協(xié)議模塊 142包括MAC-142和PHY-142協(xié)議。協(xié)議模塊142可包括被配置為在虛擬基帶上發(fā)送的傳統(tǒng)或者非傳統(tǒng)協(xié)議堆棧。頻譜虛擬化模塊144包括整形器146、一個或多個混合器148和一個或多個分割器150。整形器146包括分解/重組模塊152、帶寬縮放模塊154、帶寬調(diào)節(jié)模塊156、采樣速率調(diào)節(jié)模塊158和頻移模塊160。頻譜虛擬化模塊144的這些方面與無線基站102的頻譜虛擬化模塊118的各個方面相同或相似。無線電硬件162可操作地耦合到混合器148和分割器150，并且被配置為經(jīng)由物理基帶106發(fā)送和接收信號。
頻譜虛擬化模塊118和144 一起操作，以允許傳統(tǒng)無線協(xié)議在物理基帶106內(nèi)分配的物理頻帶上通信，而不需要修改傳統(tǒng)無線協(xié)議。通過使得傳統(tǒng)(或者非傳統(tǒng))協(xié)議能夠利用白色空間聯(lián)網(wǎng)，無線信號的透明整形可以促進(jìn)白色空間頻率傳輸?shù)牟捎?，而不需要改變這些傳統(tǒng)(或者非傳統(tǒng))協(xié)議，也不需要采用能夠使用不連續(xù)和可變頻帶的新無線協(xié)議。
示例性無線裝置
圖2是包括具有整形器的頻譜虛擬化模塊的示例性無線裝置的方框圖。無線裝置 200可以被配置為能夠?qū)崿F(xiàn)無線裝置的任何合適的計(jì)算裝置。根據(jù)各種非限制性示例，合適的計(jì)算裝置可包括個人計(jì)算機(jī)(PC)、服務(wù)器、服務(wù)器群、數(shù)據(jù)中心、專用計(jì)算機(jī)、它們的組合、或者任何其他能夠存儲和執(zhí)行無線裝置服務(wù)的全部或部分的計(jì)算裝置。
在一個示例性構(gòu)造中，無線裝置200包括一個或多個處理器202和存儲器204。無線裝置200還可包含允許與各種裝置(諸如例如白色空間探測器服務(wù))通信的一個或多個通信連接206。無線裝置200還可包括以通信方式耦合到處理器202和存儲器204的一個或多個輸入裝置208 (例如鍵盤、鼠標(biāo)、觸筆、語音輸入裝置、觸摸輸入裝置等等)以及一個或多個輸出裝置210 (例如顯示器、揚(yáng)聲器、打印機(jī)等等)。
無線裝置200包括無線電硬件212。無線電硬件212可以被實(shí)現(xiàn)為白色空間無線電前端板或者其他無線電硬件。無線電硬件212包括一個或多個無線電收發(fā)器214，無線電收發(fā)器214包括射頻(RF)前端216和天線218。無線電硬件212可以以通信方式耦合到處理器202和存儲器204。
存儲器204可以存儲在處理器202上可載入并且可執(zhí)行的程序指令(例如軟件指令)，以及在這些程序的執(zhí)行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和/或可結(jié)合這些程序使用的數(shù)據(jù)。在所示示例中，存儲器204存儲操作系統(tǒng)220、通信模塊222以及頻譜管理器224。操作系統(tǒng)220 提供無線裝置200的基本系統(tǒng)功能，并且尤其是為無線裝置200的其他程序和模塊作好準(zhǔn)備。
通信模塊222包括被配置為與無線電硬件212接口以在物理基帶上向一個或多個其他無線裝置發(fā)送無線電信號的頻譜虛擬化模塊226。頻譜虛擬化模塊226可以與圖1的頻譜虛擬化模塊118以及頻譜虛擬化模塊144中的一個或多個相同。頻譜虛擬化模塊226 被配置為與無線發(fā)送協(xié)議模塊228接口。協(xié)議模塊228可以與圖1的協(xié)議模塊114、116和 142中的一個或多個相同。頻 譜虛擬化模塊226被配置為向協(xié)議模塊228提供虛擬基帶，將輸出的虛擬基帶信號整形為用于在無線電硬件212上發(fā)送的物理基帶信號，以及整形輸入的物理基帶信號。這樣允許將傳統(tǒng)(或者非傳統(tǒng))的PHY協(xié)議用于白色空間傳輸，而不需要修改。
頻譜虛擬化模塊226包括整形器模塊230，整形器模塊230可以與圖1的整形器 120和整形器146中的一個或多個相同。頻譜虛擬化模塊226還包括一個或多個混合器232 和一個或多個分割器234。
頻譜管理器224可以被配置為請求和接收關(guān)于可用的白色空間物理發(fā)送頻帶的信息。頻譜管理器224可以與圖1的頻譜管理器108相同。
圖3A示出將虛擬基帶(B卩，虛擬發(fā)送頻帶)中的PHY層時(shí)域發(fā)送符號整形為物理基帶中的時(shí)域符號。發(fā)送路徑Tx始于虛擬基帶中產(chǎn)生時(shí)域符號300的PHY層，然后時(shí)域符號 300被頻譜虛擬化層接收。在頻譜虛擬化層的整形器中，對時(shí)域符號300的各個符號進(jìn)行M 點(diǎn)FFT302，以產(chǎn)生時(shí)域符號300的M個頻率分量304。值M確定頻率分解的 解析度。如果 PHY層是在虛擬基帶中具有C個副載波的多載波調(diào)制PHY，則將M設(shè)定為等于或大于C。如果M小于C，則整形操作將潛在地引入載波間干擾。另一方面，如果M很大，則整形器的FFT 和iFFT操作會由于FFT操作的計(jì)算復(fù)雜度增加而產(chǎn)生不必要的開銷。因此，在實(shí)施例中， 可根據(jù)以下方程式選擇M :
M = max (C, Mmin)
Mmin指定最小解析度。例如，在各種實(shí)施例中Mmin等于64。
映射模塊306將M個頻率分量304映射到物理頻帶308的縮放或者未縮放的分配部分的副載波(在圖3A中將分配部分示出為陰影)。對M個映射的頻率分量進(jìn)行N點(diǎn) 1FFT310,以產(chǎn)生用于在物理頻帶中發(fā)送的混合子流的時(shí)域信號312。將N選擇為使得得到的N個副載波的數(shù)量大到足以覆蓋所有物理頻帶。如果bv是虛擬基帶的帶寬，bs是物理頻帶308的分配部分的總帶寬，且bspan是物理頻帶308的跨度的寬度，那么如果bs=bv，則N滿足以下方程式
Dy
在各種實(shí)施例中，將N選擇為滿足該方程式的2的最小次冪。這樣選擇N便于計(jì)笪ο
為了將N個副載波映射到物理頻帶308的分配部分，將每個分配部分移動_fspan， 其中fspan是物理頻帶308的跨度Bspan的中心頻率。因此，將每個物理頻帶e Θ移動-fspan，成為ΚΛ - fspan, hi)。如果副載波被任何覆蓋，則該副載波可用。可將可用的副載波映射到基帶信號的頻率分量。在物理頻帶308的分配部分中至少有M個可用的副載波。
在各種實(shí)施例中,PHY符號中樣本的數(shù)量K可以不同于M。對于單一載波PHY,K通常小于M。在多載波PHY中，由于在PHY層中使用循環(huán)前綴，K通常大于M。執(zhí)行時(shí)域符號的分解(包括M點(diǎn)FFT和N點(diǎn)iFFT)，將信號帶寬放大因子# = f ^同時(shí)，分解將符號的K個樣本轉(zhuǎn)換為β K個樣本。
如果K小于或等于Μ,則整形器在執(zhí)行M點(diǎn)FFT之前將零補(bǔ)(pad)到K個樣本。根據(jù)數(shù)字信號處理理論，在時(shí)域中的補(bǔ)零不改變信號的頻率響應(yīng)。在映射和N點(diǎn)iFFT操作之后，將前面的β K個樣本輸出，并且整形器將剩余樣本截?cái)唷Ｒ驗(yàn)槭Ｓ鄻颖静恢匾?，所以將它們截?cái)唷?br> 如果K大于M，則整形器對每M個樣本進(jìn)行M點(diǎn)FFT。剩余樣本的數(shù)量是L=K_M。 對第(K-M)個樣本至第K個樣本進(jìn)行附加的M點(diǎn)FFT (未示出)。這種在FFT窗口中人為移動(M-L)個樣本導(dǎo)致頻域中的相位旋轉(zhuǎn)。整形器在進(jìn)行N點(diǎn)iFFT310之前對此進(jìn)行補(bǔ)償。 通過對應(yīng)副載波上的值的相位旋轉(zhuǎn)進(jìn)行補(bǔ)償。例如，如果將頻率分量i分配給副載波j，就M-L將副載波j的樣本乘以因子一在進(jìn)行N點(diǎn)iFFT310之后，最后一組樣本將與它O前面的組重疊β (M-L)個樣本。將β (Μ-L)個樣本的平均作為輸出。
圖3Β示出將物理基帶中的PHY層時(shí)域接收符號整形為虛擬基帶(B卩，虛擬接收頻帶)中的時(shí)域符號。接收路徑Rx始于接收混合子流中接收信號的時(shí)域信號312的頻譜虛擬化層。對時(shí)域信號312進(jìn)行N點(diǎn)FFT314，以產(chǎn)生接收信號的N個頻率分量316。映射模塊318將N個頻率分量中的M個從物理頻帶308的分配部分中的副載波映射到虛擬頻譜帶 320中的副載波。因此，N個頻率分量中的一些(例如圖3Β中有陰影的頻率分量)可以不被映射到虛擬頻譜帶320 ;這些未映射頻率分量對應(yīng)于來自物理頻帶308的未分配部分的信號。對于虛擬基帶中的M個映射的頻率分量進(jìn)行M點(diǎn)iFFT322，以在虛擬基帶中重組時(shí)域符號300，然后通過頻譜虛擬化層將其傳遞給PHY層協(xié)議。
在虛擬基帶時(shí)域符號中的樣本數(shù)量K大于M的情況下，整形器將信號帶寬減小β。K因此，在接收路徑Rx中，整形器從物理頻帶中取K個樣本并重新生成7；個虛擬基帶樣本。β
如同本具體實(shí)施方式
其他地方提及的，只要bs (物理頻帶的總帶寬)小于bv (虛擬帶寬)，整形器就縮放物理頻帶。發(fā)送整形器將物理頻率帶寬縮放因子a=bv/bs。因此，縮放的物理頻帶的總帶寬 等于bv。只要執(zhí)行縮放，就使用這些縮放的帶寬進(jìn)行上述分解/重組操作。如同本具體實(shí)施方式
其他地方所述，帶寬調(diào)節(jié)將在發(fā)送之前補(bǔ)償這種縮放。
圖4示出根據(jù)實(shí)施例在頻譜虛擬化層中的發(fā)送和接收路徑。在發(fā)送路徑Tx中，PHY 層400將發(fā)送符號傳遞給分解/重組模塊402。對發(fā)送符號進(jìn)行M點(diǎn)FFT404，以產(chǎn)生M個頻率分量。執(zhí)行副載波映射406，以將M個頻率分量映射到物理頻帶的縮放的或者未縮放的分配部分的副載波。在某些情況下，例如在1^ (物理頻帶的總帶寬)小于bv (虛擬帶寬)的情況下，帶寬縮放408將物理頻帶的分配部分縮放一個因子a=bv/bs。一旦頻率分量已經(jīng)被映射，就對映射的頻率分量進(jìn)行N點(diǎn)iFFT410，以在(縮放的或者未縮放的)物理頻帶中產(chǎn)生時(shí)域發(fā)送信號。
帶寬調(diào)節(jié)模塊412從分解/重組模塊402接收發(fā)送信號，并進(jìn)行帶寬調(diào)節(jié)414，以補(bǔ)償通過帶寬縮放408進(jìn)行的帶寬縮放。當(dāng)帶寬縮放408將物理頻帶縮放一個因子α?xí)r， 帶寬調(diào)節(jié)414將信號的帶寬縮減α。為了減小信號的帶寬，將補(bǔ)零樣本加到信號中。具體而言，將α倍以上的樣本加到信號中，以將帶寬減小a。通過插值和抽樣實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。具體而言，當(dāng)a=k/l，其中k和I是整數(shù)時(shí)，采取以下步驟
1.進(jìn)行補(bǔ)零。對于每個樣本，填補(bǔ)k-Ι個零。
2.進(jìn)行低通濾波。將低通濾波應(yīng)用于補(bǔ)零后的樣本，以消除高頻信號圖像。
3.進(jìn)行抽樣。拾取每第I個樣本，以獲得最終信號。
采樣速率調(diào)節(jié)模塊416接收經(jīng)過帶寬調(diào)節(jié)的發(fā)送信號并進(jìn)行采樣速率調(diào)節(jié)418， 以將經(jīng)過帶寬調(diào)節(jié)的時(shí)域發(fā)送符號的采樣速率調(diào)節(jié)為匹配RF前端420的采樣速率。采樣速率調(diào)節(jié)418使用RF前端420的真實(shí)采樣速率對發(fā)送符號重新采樣。采樣速率調(diào)節(jié)418包括插值和抽樣。例如，當(dāng)fs是經(jīng)過帶寬調(diào)節(jié)414之后的采樣速率、f；是RF前端420的真實(shí)采樣速率、且是fs和f；的最小公倍數(shù)時(shí)，通過將信號填補(bǔ)m= (fLCM/fs -1)個零樣本、 并通過經(jīng)由低通濾波傳遞信號以消除成像，來完成插值。然后，通過n=f 對填加的信號抽樣，來以期望的采樣速率f；獲得最終信號。因?yàn)閹捳{(diào)節(jié)414和采樣速率調(diào)節(jié)418使用插值和抽樣的相同的數(shù)字信號處理操作，所以在實(shí)施例中將它們組合以節(jié)約計(jì)算。
頻移模塊422接收經(jīng)過采樣速率調(diào)節(jié)、帶寬調(diào)節(jié)的時(shí)域發(fā)送信號并進(jìn)行頻移424， 以補(bǔ)償由于副載波映射406所致的頻移。通過N點(diǎn)iFFT410產(chǎn)生的信號以零為中心。因此， 副載波映射406將物理頻帶人為地移動_fspan，其中fspan是分配的物理頻帶的跨度Bspan的中心頻率。為了允許信號在物理基帶的實(shí)際分配部分上發(fā)送，頻移424對此進(jìn)行補(bǔ)償。頻移包括將數(shù)字樣本IxJ乘以因子一271/“，其中j是虛數(shù)單位，fh是待移動的頻率的量(以Hz 為單位)，i是樣本索引。
根據(jù)需要(例如，當(dāng)使用其他整形器整形來自除了 PHY層400之外的其他PHY層的發(fā)送符號時(shí))，通過混合器426將經(jīng)過采樣速率調(diào)節(jié)、帶寬調(diào)節(jié)、頻移的時(shí)域發(fā)送信號與來自頻譜虛擬化層的其他整形器(未示出)的其他發(fā)送信號混合。RF前端420接收混合的發(fā)送信號并經(jīng)由天線428在物理基帶上發(fā)送它們。
在接收路徑Rx中，在物理基帶上通過天線430 (可以是與天線428相同的天線)拾取接收信號并將其傳遞給RF前端432 (可以是與RF前端420相同的RF前端)。接收信號被傳遞給分割器434，分割器434將多個接收信號分割并將它們傳遞給各種整形器。分割信號的其中一個被傳遞給進(jìn)行頻移436的頻移模塊422。頻移436是頻移424中發(fā)生的移動操作的反向操作。信號被移動_fspan。
采樣速率調(diào)節(jié)模塊416接收經(jīng)過頻移的信號并進(jìn)行采樣速率調(diào)節(jié)438，以將信號的采樣速率調(diào)節(jié)為等于虛擬基帶的采樣速率。在此進(jìn)行通過采樣速率調(diào)節(jié)418進(jìn)行的操作的反向操作。為了補(bǔ)償帶寬縮放408在重組處理過程中人為地縮放物理頻帶的事實(shí)，經(jīng)過采樣速率調(diào)節(jié)的信號被傳遞給帶寬調(diào)節(jié)模塊412，該帶寬調(diào)節(jié)模塊412進(jìn)行帶寬調(diào)節(jié)440以調(diào)節(jié)帶寬。在此進(jìn)行通過采樣速率調(diào)節(jié)414進(jìn)行的操作的反向操作。帶寬調(diào)節(jié)440僅當(dāng)bs (物理頻帶的總帶寬)小于bv (虛擬帶寬)時(shí)發(fā)生。
分解/重組模塊402接收經(jīng)過頻移、采樣速率調(diào)節(jié)、帶寬調(diào)節(jié)的信號并進(jìn)行N點(diǎn) FFT442，以產(chǎn)生N個頻域分量。副載·波映射444將N個頻率分量中的對應(yīng)于物理基帶的(縮放或者未縮放的)分配部分的M個映射到虛擬基帶的副載波。映射的M個頻率分量被傳遞給M點(diǎn)iFFT446，以在虛擬基帶中產(chǎn)生時(shí)域符號。然后將虛擬基帶時(shí)域符號傳遞給PHY448， PHY448可以與PHY層400相同。
發(fā)送過程中的示例性整形處理
圖5是示出發(fā)送過程中示例性整形處理500的流程圖。在方框502，PHY層在虛擬基帶中產(chǎn)生發(fā)送符號。在實(shí)施例中，例如當(dāng)PHY層是傳統(tǒng)無線協(xié)議的一部分時(shí)，虛擬頻帶可以是連續(xù)和不可變的。
在方框504，頻譜虛擬化層接收發(fā)送符號并進(jìn)行符號的變換，以得到多個頻率分量。變換可以是產(chǎn)生M個頻率分量的M點(diǎn)FFT。M是FFT處理的解析度，并且是預(yù)定值(例如64)或者虛擬頻帶的副載波數(shù)量中的較大者。
當(dāng)在方框506中bs (物理頻帶的總帶寬)小于bv (虛擬帶寬)時(shí)，在方框508，頻譜虛擬化層人為地縮放分配的物理頻帶的帶寬。頻譜虛擬化層將一個或多個分配的物理頻帶縮放一個因子α，因子α至少部分地通過一個或多個分配的物理頻帶的總帶寬與虛擬頻帶的虛擬帶寬的比率來確定。
在方框510，頻譜虛擬化層將發(fā)送符號的頻率分量映射到一個或多個分配的物理頻帶的縮放或者未縮放物理頻帶的副載波。映射處理包括將一個或多個分配的物理頻帶頻移等于_fspan的量，其中fspan是分配的物理頻帶的跨度Bspan的中心頻率。
在方框512，頻譜虛擬化層對多個頻率分量進(jìn)行反向變換，以產(chǎn)生用于發(fā)送的時(shí)域信號。在實(shí)施例中，頻譜虛擬化層對映射的M個頻率分量進(jìn)行N點(diǎn)iFFT。如同具體實(shí)施方式
部分的其他地方提及的，N至少與M乘以這樣的一個比率一樣大該比率是虛擬帶寬和相關(guān)聯(lián)的總物理帶寬的函數(shù)。
如果在方框514將物理頻帶縮放一個因子α，以說明bs (物理頻帶的總帶寬)小于匕(虛擬帶寬)的事實(shí)，那么在方框516，頻譜虛擬化層通過相同的因子α調(diào)節(jié)時(shí)域信號的帶寬。該調(diào)節(jié)包括下述數(shù)字信號處理步驟插值(對信號樣本補(bǔ)零)、低通濾波和抽樣。
在方框518，頻譜虛擬化層調(diào)節(jié)發(fā)送信號的采樣速率，以匹配無線電前端的采樣速率。采樣速率調(diào)節(jié)包括插值和抽樣。因?yàn)閹捳{(diào)節(jié)和采樣速率調(diào)節(jié)使用相似的數(shù)字信號處理操作，所以實(shí)施例可以將這兩個處理組合以減少計(jì)算開銷。
在方框520，頻譜虛擬化層移動經(jīng)過采樣速率調(diào)節(jié)的信號的頻率，以補(bǔ)償映射處理過程中出現(xiàn)的頻移。移動頻率包括將信號的數(shù)字樣本IxJ乘以因子ej27r/V。
在方框522，無線電前端在物理基帶上發(fā)送該發(fā)送信號。因此，將連續(xù)、固定的虛擬基帶上產(chǎn)生的PHY層發(fā)送符號在物理基帶的不連續(xù)和可變的分配部分上發(fā)送。
接收過程中的示例性整形處理
圖6是示出接收過程中示例性整形處理600的流程圖。在方框602，無線電前端在物理基帶上接收信號。物理基帶可包括分配用于通過一個或多個無線裝置發(fā)送的一個或多個不連續(xù)部分。無線裝置可以采用傳統(tǒng)的PHY層協(xié)議，該傳統(tǒng)的PHY層協(xié)議希望在不同于物理基帶的固定、連續(xù)的虛擬頻帶中接收符號。無線裝置也可以采用頻譜虛擬化層，以將來自物理頻譜帶的輸入信號映射到虛擬頻帶。
在方框604，頻譜虛擬化層的頻移模塊移動分配的物理頻帶的頻率。該頻率移動補(bǔ)償了之后在接收路徑中在重新映射操作期間出現(xiàn)的頻移。通過頻移模塊將頻率移動這樣一個量其等于一個或多個分配的物理頻帶的跨度的中心頻率的負(fù)數(shù)。
在方框606，采樣速率調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)接收信號的采樣速率，以匹配虛擬基帶的采樣速率。這里的操作是關(guān)于圖5的方框518進(jìn)行的操作的反向操作。
當(dāng)在方框608 *bs (物理頻帶的總帶寬)小于bv (虛擬帶寬)時(shí)，在方框610，帶寬調(diào)節(jié)模塊將信號的頻率縮放一個因子^!，從而使得匕等于匕。這里的操作是關(guān)于圖5的方框516進(jìn)行的操作的反向操作。
在方框612，整形器獲得經(jīng)過頻移、采樣速率調(diào)節(jié)、帶寬調(diào)節(jié)的信號并對該信號的時(shí)域樣本進(jìn)行變換，以產(chǎn)生該信號的多個頻率分量。整形器可以對該信號進(jìn)行N點(diǎn)FFT，以產(chǎn)生N個頻率分量。
如果在方框614通過帶寬調(diào)節(jié)模塊將信號的帶寬調(diào)節(jié)一個因子α，那么在方框 616，整形器將人為地將物理頻帶縮放相同的因子α。帶寬縮放使得能夠?qū)⒔邮招盘柕念l率分量映射到虛擬頻帶的副載波。
在方框618，頻譜虛擬化層將頻率分量映射到虛擬頻帶的副載波。通過N點(diǎn)FFT產(chǎn)生的N個頻率分量中的對應(yīng)于物理基帶的分配部分的M個被映射到虛擬頻帶的副載波。映射處理包括將一個或多個分配的物理頻帶頻移等于_fspan的量，其中fspan是分配的物理頻帶的跨度Bspan的中心頻率。
在方框620，頻譜虛擬化層對映射的頻率分量進(jìn)行反向變換，以在虛擬頻帶中產(chǎn)生時(shí)域符號。頻譜虛擬化層對M個映射的頻率分量進(jìn)行M點(diǎn)iFFT，以產(chǎn)生時(shí)域符號。因?yàn)镸 在發(fā)送器和接收器處都相同，所以接收器處的整形器可以保持發(fā)送的PHY符號的幀尺寸， 并且因此重新生成在發(fā)送器處通過PHY層產(chǎn)生的符號。
在方框622，頻譜虛擬化層將重組的時(shí)域符號傳遞給虛擬頻帶中的PHY層。任何由于整形處理所致的失真都使用傳統(tǒng)PHY協(xié)議中可用的機(jī)制來處理。
計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)
根據(jù)使用的計(jì)算裝置的配置和類型，圖2中無線裝置200的存儲器204可包括易失性存儲器(例如隨機(jī)存取存儲器(RAM))和/或非易失性存儲器(例如只讀存儲器(ROM)、 閃存等等)。存儲器204還可包括附加的可移動存儲設(shè)備和/或不可移動存儲設(shè)備，包括但不限于閃存、磁性存儲設(shè)備、光學(xué)存儲設(shè)備和/或帶式存儲設(shè)備，它們可以提供計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊以及用于無線裝置200的其他數(shù)據(jù)的非易失性存儲。
存儲器204是計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的示例。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括至少兩種類型的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，即計(jì)算機(jī)存儲介質(zhì)和通信介質(zhì)。
計(jì)算機(jī)存儲介質(zhì)包括以任何處理或技術(shù)實(shí)現(xiàn)的易失性和非易失性、可移動和不可移動介質(zhì)，用于諸如計(jì)算機(jī)可讀指令、軟件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或者其他數(shù)據(jù)這樣的信息的存儲。計(jì)算機(jī)存儲介質(zhì)包括但不限于相變存儲器(PRAM)、靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器(SRAM)、 動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DRAM)、其他類型的隨機(jī)存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、電可擦除可編程只讀存儲器(EEPR0M)、閃存或其他存儲器技術(shù) 、壓縮盤只讀存儲器(CD-ROM)、 數(shù)字通用盤(DVD)、或者其他光學(xué)存儲裝置、盒式磁帶、磁帶、磁盤存儲裝置或者其他磁性存儲裝置、或者可用于存儲由計(jì)算裝置訪問的信息的任何其他非傳輸介質(zhì)。
與之不同，通信介質(zhì)可以在經(jīng)過調(diào)制的數(shù)據(jù)信號、例如載波或者其他傳輸機(jī)制中包含計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或其他數(shù)據(jù)。如同這里定義的，計(jì)算機(jī)存儲介質(zhì)不包括通信介質(zhì)。
此外，本公開的技術(shù)還可以被構(gòu)造如下。
(I)、一種方法，包括步驟
通過無線裝置的頻譜虛擬化模塊，將由通過所述無線裝置的無線協(xié)議模塊產(chǎn)生的、用于在虛擬頻帶上發(fā)送的發(fā)送符號得出的多個頻率分量映射到與一個或多個分配的物理頻帶相關(guān)聯(lián)的副載波；以及
通過頻譜虛擬化層輸出包括由映射的多個頻率分量得出的時(shí)域樣本的發(fā)送信號。
(2)、如(I)所述的方法，還包括
通過頻譜虛擬化模塊對所述發(fā)送符號進(jìn)行M點(diǎn)快速傅里葉變換，以得出所述多個頻率分量；以及
通過頻譜虛擬化模塊對映射的多個頻率分量進(jìn)行N點(diǎn)反向快速傅里葉變換，以得出發(fā)送信號的時(shí)域樣本。
(3)、如(2)所述的方法，其中虛擬頻帶具有虛擬帶寬，其中一個或多個分配的物理頻帶是物理基帶的一部分，并且其中該方法還包括將N選擇為至少與M乘以如下比率一樣大該比率是虛擬帶寬和物理基帶的跨度的函數(shù)。
(4)、如(2)所述的方法，還包括將M選擇為至少與虛擬頻帶的虛擬副載波的數(shù)量一樣大。
(5)、如(I)所述的方法，還包括
由無線裝置的頻率縮放模塊，按如下因子對一個或多個分配的物理頻帶進(jìn)行縮放該因子至少部分地通過一個或多個分配的物理頻帶的總帶寬與虛擬頻帶的虛擬帶寬的比率來確定；以及
由帶寬調(diào)節(jié)模塊，按該因子減小發(fā)送信號的一個或多個發(fā)送帶寬，其中該映射包括將多個頻率分量映射到一個或多個分配的物理頻帶的經(jīng)縮放的物理頻帶的副載波。
(6)、如(5)所述的方法，其中所述減小包括將補(bǔ)零樣本添加到時(shí)域樣本，對補(bǔ)零后的樣本進(jìn)行低通濾波，以及對發(fā)送信號進(jìn)行抽樣以產(chǎn)生經(jīng)帶寬調(diào)節(jié)的發(fā)送信號。
(7)、如(6)所述的方法，還包括，
通過采樣速度調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)經(jīng)帶寬調(diào)節(jié)的發(fā)送信號的采樣速率，其包括將另外的補(bǔ)零樣本添加到經(jīng)帶寬調(diào)節(jié)的發(fā)送信號；
進(jìn)一步對經(jīng)帶寬調(diào)節(jié)的發(fā)送信號進(jìn)行低通濾波；以及
進(jìn)一步對經(jīng)帶寬調(diào)節(jié)的發(fā)送信號進(jìn)行抽樣。
(8)、如(I)所述的方法，還包括:
通過采樣速度調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)發(fā)送信號的采樣速率，其包括將補(bǔ)零樣本添加到發(fā)送信號;
對發(fā)送信號進(jìn)行低通濾波；以及
對發(fā)送信號進(jìn)行抽樣。
(9)、如(I)所述的方法，還包括當(dāng)將頻率分量映射到與一個或多個分配的物理頻帶相關(guān)聯(lián)的副載波時(shí)，將一個或多個分配的物理頻帶的頻率移動與一個或多個分配的物理頻帶的跨度的中心頻率相等的量。
(10)、一種方法，包括
通過無線裝置的頻譜虛擬化模塊從無線裝置的無線電前端接收接收信號，該接收信號是由無線裝置在一個或多個分配的物理接收頻帶上接收的；
通過頻譜虛擬化模塊對接收信號的時(shí)域樣本進(jìn)行變換以產(chǎn)生多個接收頻率分
通過頻譜虛擬化模塊將與多個非連續(xù)的分配的物理接收頻帶對應(yīng)的接收頻率分量映射到虛擬頻帶的副載波；以及
通過頻譜虛擬化模塊對映射的接收頻率分量進(jìn)行反向變換，以在虛擬頻帶中產(chǎn)生接收符號。
(11)、如(10)所述的方法，其中:
所述變換包括對接收信號執(zhí)行N點(diǎn)快速傅里葉變換，以產(chǎn)生N個頻率分量；以及
所述反向變換包括采集N個頻率分量中的與多個非連續(xù)的分配的物理接收頻帶相對應(yīng)的M個頻率分量，并且對該M個頻率分量執(zhí)行M點(diǎn)反向快速傅里葉變換。
(12)、如(11)所述的方法，其中所述映射包括將M個頻率分量映射到虛擬頻帶的副載波。
(13)、如(10)所述的方法，還包括在變換之前，調(diào)節(jié)接收信號以匹配虛擬頻帶的虛擬采樣速率。
(14)、如(10)所述的方法，還包括將一個或多個分配的物理頻帶的頻率移動與一個或多個分配的物理頻帶的跨度的中心頻率的負(fù)值相等的量。
(15)、一種無線裝置，包括
處理器；
無線電前端，被配置為在物理基帶上無線地發(fā)送和接收；
協(xié)議模塊，能夠通過所述處理器執(zhí)行并被配置為產(chǎn)生用于在虛擬發(fā)送頻帶上發(fā)送的發(fā)送符號；以及
分解/重組模塊，能夠通過所述處理器執(zhí)行，并被配置為對所述發(fā)送符號進(jìn)行M點(diǎn)快速傅里葉變換，以產(chǎn)生M個發(fā)送頻域分量，將所述M個發(fā)送頻域分量映射到與被分配用于發(fā)送的所述物理基帶的一個或多個部分相關(guān)聯(lián)的發(fā)送副載波，以及對映射的M個發(fā)送頻域分量進(jìn)行N點(diǎn)反向快速傅里葉變換以在所述物理基帶中產(chǎn)生發(fā)送信號的時(shí)域樣本。
(16)如(15)所述的無線裝置，其中被分配用于發(fā)送的所述物理基帶的一個或多個部分包括總發(fā)送帶寬，并且其中所述分解/重組模塊被配置為將N選擇為至少與M乘以如下比率一樣大所述比率是所述虛擬發(fā)送頻帶的虛擬帶寬和所述物理基帶的跨度的函數(shù)。
(17)如(15)所述的無線裝置，還包括
帶寬縮放模塊，被配置為按如下因子對分配用于發(fā)送的物理基帶的一個或多個部分進(jìn)行縮放該因子至少部分 地通過被分配用于發(fā)送的物理基帶的一個或多個部分的總物理帶寬與虛擬發(fā)送頻帶的虛擬帶寬的比率來確定，其中分解/重組模塊還被配置為基于物理頻帶的一個或多個部分的縮放部分，將M個發(fā)送頻域分量映射到發(fā)送副載波；以及
帶寬調(diào)節(jié)模塊，被配置為按該因子減小發(fā)送信號的發(fā)送帶寬。
(18)如(17)所述的無線裝置，其中帶寬調(diào)節(jié)模塊還被配置為
通過將補(bǔ)零樣本添加到發(fā)送信號的時(shí)域樣本來減小發(fā)送帶寬；
對補(bǔ)零后的樣本進(jìn)行低通濾波；以及
對發(fā)送信號進(jìn)行抽樣。
(19)如(15)所述的無線裝置，還包括采樣速率調(diào)節(jié)模塊，被配置為將補(bǔ)零樣本加到發(fā)送信號，對發(fā)送信號進(jìn)行低通濾波，以及按如下因子對發(fā)送信號進(jìn)行抽樣該因子是發(fā)送信號的發(fā)送帶寬和無線電前端的采樣速率的最小公倍數(shù)的比率的函數(shù)。
(20)如(15)所述的無線裝置，其中分解/重組模塊還被配置為對接收信號進(jìn)行N 點(diǎn)快速傅里葉變換，以產(chǎn)生N個接收頻率分量，將N個接收頻率分量中的、對應(yīng)于被分配用于接收的物理頻帶的一個或多個部分中的分配部分的M個接收頻率分量反向映射，以及對 M個接收頻率分量進(jìn)行M點(diǎn)反向快速傅里葉變換，以在虛擬接收頻帶中產(chǎn)生接收信號的時(shí)域樣本。
結(jié)論
雖然本公開使用專用于結(jié)構(gòu)特征和/或方法行為的語言，但是本發(fā)明不限于所述的特定的特征或行為。而是將特定的特征和行為公開作為實(shí)施本 發(fā)明的示例性形式。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括步驟通過無線裝置(102、104、200)的頻譜虛擬化模塊(118、144、226)將由通過所述無線裝置的無線協(xié)議模塊(114、142、228)產(chǎn)生的、用于在虛擬頻帶上發(fā)送的發(fā)送符號(300)得出的多個頻率分量(304)映射到與一個或多個分配的物理頻帶(308)相關(guān)聯(lián)的副載波；以及通過所述頻譜虛擬化模塊(118、144、226)輸出包括由映射的多個頻率分量得出的時(shí)域樣本的發(fā)送信號(312)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括通過所述頻譜虛擬化模塊對所述發(fā)送符號進(jìn)行M點(diǎn)快速傅里葉變換(302)，以得出所述多個頻率分量；以及通過所述頻譜虛擬化模塊對所述映射的多個頻率分量進(jìn)行N點(diǎn)反向快速傅里葉變換 (310)，以得出所述發(fā)送信號的時(shí)域樣本。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述虛擬頻帶具有虛擬帶寬，其中所述一個或多個分配的物理頻帶是物理基帶的一部分，并且其中所述方法還包括將N選擇為至少與M乘以如下比率一樣大所述比率是所述虛擬帶寬和所述物理基帶的跨度的函數(shù)。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括將M選擇為至少與所述虛擬頻帶的虛擬副載波的數(shù)量一樣大。
5.一種無線裝置，包括處理器(202)；無線電前端(216)，被配置為在物理基帶上無線地發(fā)送和接收；協(xié)議模塊(114、142、228)，能夠通過所述處理器執(zhí)行，并被配置為產(chǎn)生用于在虛擬發(fā)送頻帶上發(fā)送的發(fā)送符號(300);以及分解/重組模塊(126)，能夠通過所述處理器執(zhí)行，并被配置為對所述發(fā)送符號進(jìn)行M 點(diǎn)快速傅里葉變換(302)，以產(chǎn)生M個發(fā)送頻域分量(304)，將所述M個發(fā)送頻域分量映射到與被分配用于發(fā)送的所述物理基帶的一個或多個部分相關(guān)聯(lián)的發(fā)送副載波，以及對映射的M個發(fā)送頻域分量進(jìn)行N點(diǎn)反向快速傅里葉變換(310)以在所述物理基帶中產(chǎn)生發(fā)送信號(312)的時(shí)域樣本。
6.如權(quán)利要求5所述的無線裝置，其中被分配用于發(fā)送的所述物理基帶的一個或多個部分包括總發(fā)送帶寬，并且其中所述分解/重組模塊被配置為將N選擇為至少與M乘以如下比率一樣大所述比率是所述虛擬發(fā)送頻帶的虛擬帶寬和所述物理基帶的跨度的函數(shù)。
7.如權(quán)利要求5所述的無線裝置，還包括帶寬縮放模塊(128)，被配置為按如下因子對被分配用于發(fā)送的所述物理頻帶的一個或多個部分進(jìn)行縮放所述因子至少部分地通過被分配用于發(fā)送的所述物理基帶的一個或多個部分的總物理帶寬與所述虛擬發(fā)送頻帶的虛擬帶寬的比率來確定，其中所述分解/重組模塊還被配置為基于所述物理頻帶的一個或多個部分的縮放部分，將所述M個發(fā)送頻域分量映射到所述發(fā)送副載波；以及帶寬調(diào)節(jié)模塊(130)，被配置為按所述因子減小所述發(fā)送信號的發(fā)送帶寬。
8.如權(quán)利要求7所述的無線裝置，其中所述帶寬調(diào)節(jié)模塊還被配置為通過將補(bǔ)零樣本添加到所述發(fā)送信號的時(shí)域樣本來減小發(fā)送帶寬；對補(bǔ)零后的樣本進(jìn)行低通濾波；以及對所述發(fā)送信號進(jìn)行抽樣。
9.如權(quán)利要求5所述的無線裝置，還包括采樣速率調(diào)節(jié)模塊(132)，被配置為將補(bǔ)零樣本加到所述發(fā)送信號，對所述發(fā)送信號進(jìn)行低通濾波，以及按如下因子對所述發(fā)送信號進(jìn)行抽樣所述因子是所述發(fā)送信號的發(fā)送帶寬和所述無線電前端的采樣速率的最小公倍數(shù)的比率的函數(shù)。
10.如權(quán)利要求5所述的無線裝置，其中所述分解/重組模塊還被配置為對接收信號進(jìn)行N點(diǎn)快速傅里葉變換(314)，以產(chǎn)生N個接收頻率分量(316)，將N個接收頻率分量中的、對應(yīng)于被分配用于接收的物理頻帶的一個或多個部分中的分配部分的M個接收頻率分量反向映射，以及對M個接收頻率分量進(jìn)行M點(diǎn)反向快速傅里葉變換(322)，以在虛擬接收頻帶中產(chǎn)生接收信號的時(shí)域樣本。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于將信號從虛擬頻帶映射到物理頻帶的方法和無線裝置。該方法包括步驟通過無線裝置的頻譜虛擬化模塊，將由通過無線裝置的無線協(xié)議模塊產(chǎn)生的、用于在虛擬頻帶上發(fā)送的發(fā)送符號得出的多個頻率分量映射到與一個或多個分配的物理頻帶相關(guān)聯(lián)的副載波；以及通過頻譜虛擬化模塊輸出包括由映射的多個頻率分量得出的時(shí)域樣本的發(fā)送信號。本發(fā)明允許傳統(tǒng)或者非傳統(tǒng)的物理層協(xié)議使用白色空間聯(lián)網(wǎng)，而不需要修改傳統(tǒng)物理層協(xié)議，并且加快了白色空間聯(lián)網(wǎng)的采用。
文檔編號H04L27/26GK103001754SQ201210452650
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月10日
發(fā)明者張永光, 張健松, 譚焜, 何勇, 沈海晨 申請人:微軟公司