发明内容

从第一方面，本发明提供一种无线电通信系统，包括：

用于在多个预定无线电信道的各个信道上传输OFDM数据信号的无线电传输系统，每个信道具有各自的固定信道带宽且包括各自的多个OFDM子载波，并且用于在OFDM子载波的参考信号集上的预定时间传输预定参考信号；

包括本地振荡器和信道滤波器的无线电接收器，

其中所述无线电接收器被配置为通过以下方式调谐所述多个无线电信道中的信道：

控制所述本地振荡器以生成周期信号；

从所述无线电传输系统接收无线电信号，并将所述无线电信号与所述周期信号混合以生成混合信号；和

将所述混合信号通过所述信道滤波器，

其中所述无线电接收器被配置为从所述无线电传输系统接收在已调谐信道内的一组OFDM子载波上调制的OFDM数据信号，

其中所述信道滤波器的通带宽于已调谐信道的信道带宽，以使所述信道滤波器使i)所述OFDM数据信号；ii)在已调谐信道内的OFDM子载波上接收的预定参考信号的信道内参考信号；和iii)在位于已调谐信道之外的信道外OFDM子载波上接收的预定参考信号的信道外参考信号通过，并且

其中所述无线电接收器包括信道估计逻辑，该信道估计逻辑被配置为使用i)所述信道内参考信号和ii)所述信道外参考信号两者，以计算针对已调谐信道内的OFDM子载波的信道估计。

从第二方面，本发明提供了一种用于从无线电传输系统接收OFDM数据信号的无线电接收器，该无线电传输系统在多个预定无线电信道的各个信道上传输OFDM数据信号，每个信道具有各自的固定信道带宽且包括各自的多个OFDM子载波，并且在OFDM子载波的参考信号集上的预定时间传输预定参考信号，

其中：

所述无线电接收器包括本地振荡器和信道滤波器；

所述无线电接收器被配置为通过以下方式调谐所述多个无线电信道中的信道：

控制所述本地振荡器以生成周期信号；

从所述无线电传输系统接收无线电信号，并将所述无线电信号与所述周期信号混合以生成混合信号；和

将所述混合信号通过所述信道滤波器；和

所述无线电接收器被配置为从所述无线电传输系统接收在已调谐信道内的一组OFDM子载波上调制的OFDM数据信号；

并且其中：

所述信道滤波器的通带宽于已调谐信道的信道带宽，以使所述信道滤波器使i)所述OFDM数据信号；ii)在已调谐信道内的OFDM子载波上接收的预定参考信号的信道内参考信号；和iii)在位于已调谐信道之外的信道外OFDM子载波上接收的预定参考信号的信道外参考信号通过；并且

所述无线电接收器包括信道估计逻辑，该信道估计逻辑被配置为使用i)所述信道内参考信号和ii)所述信道外参考信号两者，以计算针对已调谐信道内的OFDM子载波的信道估计。

从第三方面，本发明提供了一种用于从无线电传输系统接收OFDM数据信号的无线电传输方法，该无线电传输系统在多个预定无线电信道的各个信道上传输OFDM数据信号，每个信道具有各自的固定信道带宽且包括各自的多个OFDM子载波，并且在OFDM子载波的参考信号集上的预定时间传输预定参考信号，所述方法包括：

无线电接收器通过以下方式调谐所述多个无线电信道中的信道：

生成周期信号；

从所述无线电传输系统接收无线电信号，并将所述无线电信号与所述周期信号混合以生成混合信号；和

将所述混合信号通过信道滤波器；和

所述无线电接收器从所述无线电传输系统接收在已调谐信道内的一组OFDM子载波上调制的OFDM数据信号，

所述方法还包括：

所述信道滤波器的通带宽于已调谐信道的信道带宽，以使所述信道滤波器使i)所述OFDM数据信号；ii)在已调谐信道内的OFDM子载波上接收的预定参考信号的信道内参考信号；和iii)在位于已调谐信道之外的信道外OFDM子载波上接收的预定参考信号的信道外参考信号通过；并且

所述无线电接收器使用i)所述信道内参考信号和ii)所述信道外参考信号两者，以计算针对已调谐信道内的OFDM子载波的信道估计。

该方法可以进一步包括无线电传输系统在所述相应信道上传输所述OFDM数据信号。它还可以包括所述无线电传输系统在所述预定时间在所述OFDM子载波的参考信号集上传输所述预定参考信号。

因此，将看到，根据本发明，无线电接收器使用比已调谐信道宽的信道滤波器，以便在感兴趣的已调谐信道之外的子载波上接收至少一个参考信号。当为已调谐信道内的子载波生成信道估计时，它使用该信道外参考信号。以此方式，无线电接收器可使用扩展到已调谐信道的一个或两个边缘之外的参考信号的滤波器组，为无线电信道中的子载波生成滤波后的信道估计。申请人已经发现，该方法可以提高朝向已调谐信道的边缘的信道估计的准确性，从而在已调谐信道的整个宽度上提供信道估计的更大的一致性。

该方法与原本的实现方式形成对比，在原本的实现方式中，将信道滤波器的大小设置为与已调谐信道的宽度相对应，并且无线电接收器当为已调谐信道内的子载波生成信道估计时将不利用位于已调谐信道外部的任何子载波上的信号。来自信道内子载波的参考信号将通过信道滤波器，而已调谐信道外部的信号将被丢弃——这包括相邻无线电信道上的OFDM数据信号，以及位于已调谐信道外部的子载波上的参考信号。

多个预定无线电信道可以包括一个或多个LTE Cat-M1(LTE-M)信道，其每个可以具有1.08MHz的固定信道带宽。特别地，已调谐信道可以是LTE-M信道。多个预定无线电信道可以包括一个或多个LTE信道，诸如3、5、10、15或20MHz LTE信道。预定无线电信道可以占据不同的频率范围，或者两个或更多个信道可以重叠，例如，1.08MHz LTE-M信道可以位于20MHz LTE信道内。多个无线电信道可以具有公共信道带宽(例如，一组LTE-M信道，每个为1.08MHz宽)，或者至少两个信道可以具有彼此不同的带宽。

在本发明的实施例中，信道滤波器可以比已调谐信道至少宽一个附加的OFDM子载波的宽度。它可以更宽至少两个、三个、四个或更多个OFDM子载波宽度或子载波间隔。在一些实施例中，信道滤波器可以使位于已调谐信道外的多个信道外OFDM子载波通过，这些子载波携带相应的信道外参考信号。该多个信道外OFDM子载波可以全部位于已调谐信道的一个边缘(即，全部具有比已调谐信道更高的频率，或者全部具有比已调谐信道更低的频率)，或第一组的一个或多个信道外OFDM子载波可以在频率上高于已调谐信道，并且第二组的一个或多个信道外OFDM子载波可以在频率上低于已调谐信道。无线电接收器可以在不同的信道外OFDM子载波上使用多个信道外参考信号，以计算针对已调谐信道内的OFDM子载波的信道估计。无线电接收器可以附加地或替代地在单个信道外OFDM子载波上使用多个信道外参考信号，以计算针对已调谐信道内的OFDM子载波的信道估计。

OFDM子载波的参考信号集可以包括多个无线电信道上的每个子载波，或者可以由这些子载波的子集组成，例如，最多每第三子载波。

无线电接收器可以以任何适当的方式计算信道估计。无线电接收器可以计算在已调谐信道内的多个OFDM子载波的信道估计。在计算信道估计时，它可以使用参考信号的滤波器组。可以将一组滤波器权重应用于参考信号的滤波器组。例如，它可以计算滤波器组中未滤波参考信号的加权总和，或滤波器组中参考信号的未滤波信道估计的加权总和。然而，与其中滤波器组朝着已调谐信道的边缘失真的原本方法相反，在本发明的实施例中，滤波器组可以包括信道外参考信号；当朝已调谐信道的边缘计算信道估计时，尤其可能是这种情况。

在一些实施例中，当为已调谐信道内的多个OFDM子载波中的每一个计算信道估计时，使用具有共同频率范围的滤波器窗口(即，频率和/或时间的跨度包含一个或多个参考信号的滤波器组)计算信道估计。当计算位于已调谐信道的边缘上的子载波的信道估计时，滤波器窗口中大约一半的参考信号可以是信道外参考信号，并且一半可以是信道内参考信号。滤波器窗口可以包含两个、五个、十个或更多个携带参考信号的子载波。滤波器窗口可以具有恒定的或可变的时间范围。滤波器窗口可以具有恒定的或可变的频率范围。因此，滤波器窗口的形状可以随时间恒定或者可以随时间变化。滤波器窗口可以是矩形或任何其他合适的形状。可以将一组滤波器权重应用于滤波器窗口内的未滤波参考信号。滤波器权重可随时间恒定或它们随时间变化。

信道滤波器的大小可设置为使数量完全等于或至少等于滤波器窗口跨越的子载波数量的信道外OFDM子载波数量通过(或至少等于该数量的一半，如果在信道的仅一个边缘处的信道-边缘失真将被减轻)。以此方式，当信道滤波器位于已调谐信道的中央时，可以将滤波器窗口定位(即居中)在已调谐信道的边缘，并且仍然包含与滤波器窗口完全位于已调谐信道内时相同数量的参考信号。这可以在整个信道宽度上为信道估计值保持一致的功率水平和SNR。无论滤波器窗口位于信道中的何处，它还可以确保参考信号在频率上对称分布在滤波器窗口的中心附近，从而使任何样本定时误差都能被均匀地平均化。

无线电接收器可以是直接转换(零IF)无线电接收器。混合信号可以处于基带。周期信号可以具有在已调谐信道内的调谐频率。

可选地，无线电接收器可以是超外差接收机。周期信号可以使混合信号被下变频到中频。可以在中频将信道滤波器应用于混合信号，或者在通过信道滤波器之前，可以将混合信号进一步下变频(例如至基带)。

无线电接收器可以包括用于将混合信号转换为数字信号的模数转换器。

可以以任何适当的方式执行信道滤波器。它可以包括多个滤波器级。它可以包括一个或多个数字滤波器和/或一个或多个模拟滤波器。它可以包括带通滤波器。它的形状可以是对称的(即，每端均具有对称的滚降(roll off))。在一些实施例中，混合信号可以在基带上，或者可以移至基带，并且信道滤波器可以包括低通滤波器，该低通滤波器被配置为在基带上作用于混合信号。例如，如果在基带处应用滤波，则可以将具有1.8MHz的通带的信道滤波器实现为标称宽度为900kHz的低通基带滤波器。通常，本文中对信道滤波器的通带的提及可以理解为是指在载波频率(或在中频)处的滤波器的宽度。无线电接收器可以包括用于混合信号的数字或模拟混合器。

将意识到，可以以任何适当的方式(例如，半功率点之间的距离)来定义信道滤波器通带的宽度。重要的是，信道滤波器应足够宽，以使其能够以足够的信号强度在一个或多个信道外OFDM子载波上传递信道外参考信号，以使当计算信道估计时无线电接收器可以使用这些信道外参考信号。

无线电接收器可以使混合信号通过信道滤波器，其中信道滤波器居中于已调谐信道上，即，信道滤波器的中心点可以与信道的中心频率对准(下变频之后)。当无线电接收器是直接转换接收器时，周期信号可以具有居中于调谐信道中的调谐频率。以此方式，可以对称地针对已调谐信道的两个边缘提高信道估计的准确性。

但是，在某些情况下，当无线电传输网络居中于已调谐信道上时，它可能不会在信道滤波器的整个宽度上传输参考信号。例如，当已调谐信道是一系列信道的第一个或最后一个信道时，超出已调谐信道的一端可能没有参考信号，或者可能只有有限的参考信号(例如，在有保护带的情况下，该保护带比信道滤波器比已调谐信道宽的数量的一半窄)。至少在某些情况下，无线电接收器可以被配置为使信道滤波器从已调谐信道的中心偏移一个偏移量；即，信道滤波器的中心点可以偏离信道的中心频率(下变频之后)。偏移量可以使得信道滤波器仅通过由无线电传输系统传输的OFDM子载波占用的频谱，并且不通过这些OFDM子载波之外的频谱。偏移量可以使得信道滤波器的边缘与由无线电传输系统传输的OFDM子载波所占据的频谱的边缘对准。当无线电接收器是直接转换接收器时，周期信号可以具有从已调谐信道的中心偏移所述偏移量的调谐频率。偏移量可以等于子载波间隔的整数倍。当接收LTE信号时，该偏移可以等于整数个物理资源块(PRB)。以此方式，信道滤波器可以避免使可能位于由无线电传输系统传输的无线电信道覆盖的频带之外的信号通过，否则其可能会干扰OFDM信号的解码或针对已调谐信道的信道估计的计算。通过偏移信道滤波器，可能使用相同的信道滤波器(即，具有固定通带宽度的滤波器)来调谐位于宽度不同(例如20MHz和5MHz)的LTE信道内的1.08MHz LTE-M窄带信道)，同时，即使LTE-M信道位于LTE信道的边缘附近时它仍然受益于改进的信道估计。

但是，信道滤波器具有固定宽度的通带不是必需的。在一些实施例中，信道滤波器的宽度是可变的；例如，与在调谐第二信道时比较，可以在调谐第一频道时将其设置为更小。特别地，当调谐一系列信道中的第一个或最后一个信道时，可以减小信道滤波器的宽度，从而避免使没有参考信号的频谱通过。当调谐这样的边缘信道时，减小的信道滤波器可以另外被偏移。

可以在已调谐信道中的所有OFDM子载波上调制OFDM数据信号。然而，可以在OFDM子载波的严格子集上对其进行调制。无线电接收器可以被配置为从无线电传输系统接收分配数据；分配数据可以在将在其上传输OFDM数据信号的已调谐信道内传输(例如，编码)OFDM子载波集。无线电接收器可以被配置为通过解码来自所分配的子载波的OFDM数据信号来响应无线电传输系统可以与无线电接收器通信的OFDM子载波的任何分配；它可以忽略任何未分配的OFDM子载波上的数据信号。无线电接收器可以被配置为在接收OFDM数据信号的同时响应于分配中的变化。分配数据还可以传输一个或多个时隙，在该时隙中将传输OFDM数据信号。

预定参考信号可以是参考符号，例如预定QPSK二比特。无线电接收器优选地知道或能够计算预定参考信号和它们被传输的预定时间。

OFDM数据信号可以以任何适当的方式进行调制，例如，使用相位调制和/或频率调制和/或幅度调制。数据信号优选是数字信号。

信道估计可以用于相干解调或用于测量信道质量，或用于任何其他目的。无线电接收器可以使用一个或多个信道估计来针对特定参考信号或特定子载波或针对作为整体的已调谐信道计算信号功率估计和/或噪声功率估计和/或信噪比估计。无线电接收器可以将从子载波的信道估计中得出的信息发送到无线电传输系统，该无线电传输系统可以使用该信息控制来自无线电传输系统的传输。

无线电传输系统可以是单个无线电发射器。然而，在其他实施例中，无线电传输系统包括两个或更多个链接的无线电传输器或基站的网络。无线电传输系统可以形成蜂窝通信网络的一部分或全部。

在一些实施例中，无线电传输系统包括长期演进(LTE)无线电传输系统。参考信号可以是小区专用参考信号(CRS)，即各个CRS资源元素(RE)。OFDM数据信号可以是LTE信号的任何类别。无线电信道可以是20MHz、15MHz、10MHz或5MHz信道，并且OFDM数据信号可以是LTE类别的信号，其中数据信号可以占用所有此类信道(例如Cat-0、Cat-3或Cat-4)。在这种情况下，信道滤波器的宽度将分别大于20、15、10或5MHz。

但是，在一组优选的实施例中，无线电信道包括一个或多个具有1.08MHz的固定宽度的LTE Cat-M1(LTE-M)信道。OFDM数据信号可以是LTE-M信号。在任何时候，都可以在调谐的LTE-M信道的所有六个物理资源块(PRB)上传输OFDM数据信号，或者可以为OFDM数据信号分配这些PRB的子集。无线电传输系统还可以在具有LTE-M信道的公共频带中的其他子载波上传输除Cat-M1之外的一种或多种LTE信号。信道外CRS或多个CRS可以在与已调谐信道相邻的一个或多个LTE-M信道中传输，或者它们可以在不是LTE-M信道的LTE信道中传输。

尽管调谐的LTE-M信道的标称带宽为1.08MHz，但信道滤波器的带宽比此更宽，以便使一个或多个信道外CRS通过。它的大小可以使一个或多个完全位于调谐LTE-M信道外部的PRB通过，在该LTE-M信道上传输OFDM数据信号，例如，它的大小可以通过已调谐信道外的两个或四个PRB。注意，在某些情况下，无线电传输系统可能不会在所有这些PRB上传输数据或CRS，例如，当调谐的LTE-M信道位于5MHz LTE频带的边缘时，如上文关于可选地偏移信道滤波器已经描述的。然而，具有该大小的无线电滤波器(例如，四个PRB宽于1.08MHz信道宽度)允许无线电接收器从这些可用的信道外PRB中传递CRS。因此，在一些优选的实施例中，信道滤波器(至少在载波频率处)具有通带至少为1.26MHz宽，并且优选地为1.8MHz或更宽。注意，这可以被实现为在基带上操作的、宽度至少为630kHz或优选地为900kHz或更大的低通滤波器。

无线电接收器可以包括具有1.08MHz通带的另一信道滤波器。当调谐1.08MHzLTE-M信道时——其中无线传输系统不会在LTE-M信道附近的子载波频率上传输任何可用的CRS，例如当在1.4MHz的LTE系统信道内传输LTE-M信道时，它可以使用此另一信道滤波器来代替(或附加于)更宽的信道滤波器。

无线电接收器可以包括用于对OFDM数据信号进行解码的解码逻辑。

信道估计逻辑和/或解码逻辑和/或无线电接收器更一般地可以包括用于执行所描述的操作的电子电路。其可包括电子电路或电路部分。其可使用专用电路(例如ASIC)来实施，或其可包括一个或多个FPGA、MCU和/或处理器，所述处理器可包含一个或多个GPU或DSP。其可在硬件中进行一些或全部操作，或可在软件中进行一些或全部操作。在一些实施例中，信道估计逻辑可仅仅为软件，即，由软件指令组成，当在合适的处理系统上执行时，所述软件指令使得处理系统进行所述操作，或者其可以是硬编码的逻辑设备。

无线电接收器还可以包括无线电发射器。无线电接收器可以包括片上无线电设备。无线电接收器可以是机器对机器(M2M)通信设备。其可以是LTE-M用户设备。

本文所述的任何方面或实施例的特征可以在适当的情况下应用于本文所述的任何其它方面或实施例。在参考不同的实施例或实施例组时，应当理解，这些不一定是不同的而是可以重叠。