專利名稱：使用主要因素算法的最佳離散傅利葉轉(zhuǎn)換方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及與離散傅利葉轉(zhuǎn)換(discrete Fourier transforms，DFT)。特別地，本發(fā)明涉及一種使用主要因素算法(prime factor algorithm，PFA)來實(shí)現(xiàn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)成分的裝置與方法。
背景技術(shù)：
在一基站與一用戶設(shè)備(user equipment，UE)之間的碼分多址(CDMA)無線通訊中，信道估計(jì)是在該碼分多址(CDMA)時(shí)隙的訓(xùn)練序列(midamble)部分所完成。根據(jù)該系統(tǒng)叢發(fā)(burst)型態(tài)，一典型碼分多址(CDMA)的周期長度Lm是為256或512碼片長。然而，該訓(xùn)練序列的一P部分，是為了信道估計(jì)的數(shù)字化程序而截?cái)酁榉謩e變成192或456碼片長，以消除該訓(xùn)練序列中，相鄰數(shù)據(jù)叢發(fā)的可能流出(bleeding)數(shù)據(jù)，而損害該信道的估計(jì)。
該離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)是一通用的數(shù)學(xué)工具，其以第1式所定義的方式，將該輸入信號從離散時(shí)間域轉(zhuǎn)換至離散頻率域之中X(n)=ΣK=0N-1x(k)·Wnk]]>第1式其中，Wnk＝e-j2πnk/N表示一具有對應(yīng)為cos(2πnk/N)與sin(2πnk/N)的實(shí)部與虛部旋轉(zhuǎn)因素。
當(dāng)有N個(gè)點(diǎn)利用離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)來處理時(shí)，要完成該處理動(dòng)作的操作數(shù)目是與N2的維度有關(guān)。使用一以2為基數(shù)的快速傅利葉轉(zhuǎn)換(a radi×2Fast Fourier Transform，F(xiàn)TT)處理一具有N點(diǎn)的數(shù)字信號時(shí)，該操作數(shù)目則被明顯減少至Nlog(N)的維度。然而，在利用2為基數(shù)的快速傅利葉轉(zhuǎn)換(FTT)方法時(shí)的缺點(diǎn)是，在要被處理的數(shù)目N點(diǎn)并不是2N(基底為2)的維度，像是P＝192或是456的情況之下，該輸入必須以0填充。利用人工增加0于輸入信號的方式，由于是以一并非真實(shí)代表該信號的數(shù)值集合來進(jìn)行處理，則該信道估計(jì)便變成更為一近似值。
一個(gè)解決方式是利用基于該P(yáng)的主要因素的較小尺寸的矩陣處理，來分解該數(shù)字信號，使其具有離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)的正確性，且該操作數(shù)目明顯的接近于該較少的快速傅利葉轉(zhuǎn)換(FTT)。
于一碼分多址(CDMA)接收器中，硬件空間內(nèi)存的最小化是一主要的考量。一般所使用的通訊端口數(shù)目的內(nèi)存，是具有較少的像是單一或雙通訊端口內(nèi)存，而并非以多重平行輸入/輸出端口獲得有利的操作效率。當(dāng)數(shù)據(jù)點(diǎn)是利用有限輸入/輸出(I/O)端口的許多地址所儲存時(shí)，該硬件變成該數(shù)據(jù)處理的限制因素，而重新取得該數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)可能需要重復(fù)內(nèi)存存取的計(jì)算時(shí)是沒有效率的。因此，在離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)處理期間，為了不要時(shí)常重新取得數(shù)據(jù)，以及在有限的最小硬件存取限制之下，其較佳地是在一數(shù)據(jù)片段上盡可能實(shí)現(xiàn)許多操作。

發(fā)明內(nèi)容
一離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)處理的裝置與方法，是使用主要因素算法(PFA)來進(jìn)行，其基于以一碼分多址(CDMA)接收器所接收的訓(xùn)練序列碼片數(shù)值的選擇數(shù)目P，該P(yáng)具有一相關(guān)于主要因素F的復(fù)數(shù)M，而該離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)處理是被分為M個(gè)連續(xù)的F點(diǎn)的離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)處理。在每個(gè)F點(diǎn)的離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)中，該P(yáng)數(shù)據(jù)值是從一單一通訊端口內(nèi)存中重新獲得，且由一控制器選擇性地排列至平行快速緩沖貯存區(qū)中，以對該相關(guān)于儲存在平行寄存器中旋轉(zhuǎn)因素的分解因素最佳化。該排列的輸入是分解為二或更多個(gè)平行主要因素算法(PFA)回路，其包括了可考慮任何尺寸的F點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)配置的加法器或乘法器。該主要因素算法(PFA)回路的輸出，是利用為了傳送至內(nèi)存的數(shù)值輸出排列做準(zhǔn)備的聯(lián)合回路來處理。一旦為了該M個(gè)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)循環(huán)的所有的P數(shù)值被處理了，為了該剩余M循環(huán)的過程是利用剩余的F數(shù)值而被重復(fù)。操作與硬件是以利用該旋轉(zhuǎn)因素內(nèi)在對稱性的輸入排列來最小化。


圖1說明一包括離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)的信道估計(jì)過程的框圖。
圖2A說明為了點(diǎn)N0-N7的8點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)的角度分配。
圖2B說明為了旋轉(zhuǎn)集合0-7與點(diǎn)N0-N7的8點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)的實(shí)部與虛部旋轉(zhuǎn)因素。
圖2C說明為了一8點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)過程的實(shí)部與虛部的最佳化分解方程式。
圖3A說明為了點(diǎn)N0-N18的19點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)的角度分配。
圖3B說明為了旋轉(zhuǎn)集合0-18與點(diǎn)N0-N7的實(shí)部旋轉(zhuǎn)因素。
圖3C說明為了旋轉(zhuǎn)集合0-18與點(diǎn)N0-N7的虛部旋轉(zhuǎn)因素。
圖3D說明為了一19點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)過程的實(shí)部與虛部的最佳化分解方程式。
圖4A說明一使用主要因素算法(PFA)的456點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)過程的處理流程圖。
圖4B說明一使用主要因素算法(PFA)的192點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)過程的處理流程圖。
圖5說明符合本發(fā)明，使用以實(shí)現(xiàn)該修正離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)過程的回路框圖。
圖6A說明于圖5中所說明，用來實(shí)現(xiàn)一主要因素算法(PFA)函數(shù)的回路框圖。
圖6B說明一圖6A中所表示的回路的替代實(shí)施例。
圖7說明一利用圖5中所表示回路的不同階段的8點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)的數(shù)據(jù)流時(shí)間安排。
具體實(shí)施例方式
于此所描述的最佳化離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)過程，可以任何適合于信號處理的裝置、系統(tǒng)或過程來利用。雖然為了通訊系統(tǒng)基站或用戶設(shè)備(UE)的信道估計(jì)，該較佳應(yīng)用是使用最佳離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFTs)，但其也可適用于其它離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)的應(yīng)用，包括但不局限于，在一基站或用戶設(shè)備(UE)處的多用戶檢測。
圖1說明同樣地建立于一碼分多址(CDMA)接收器之中，為了一基站或用戶設(shè)備(UE)，以及使用一多用戶檢測器(multiuser detector，MUD)的信道估計(jì)過程框圖。該多用戶檢測器(MUD)是用來估計(jì)為了多用戶通訊時(shí)的數(shù)據(jù)。初始化軟件10是從一基站至另一基站的用戶設(shè)備(UE)的每一傳遞動(dòng)作中所執(zhí)行。在初始化期間，每個(gè)復(fù)數(shù)的基本訓(xùn)練序列碼的離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)是被計(jì)算與儲存的。一復(fù)數(shù)的基本訓(xùn)練序列碼101代表了一理想的預(yù)定訓(xùn)練序列，在實(shí)現(xiàn)信道估計(jì)時(shí)使用為該接收信號比較的參考。該訓(xùn)練序列101數(shù)值是被傳送通過一倒轉(zhuǎn)次序模塊(block)102，一儲存于內(nèi)存中的離散傅利葉轉(zhuǎn)換模塊103，并以一代表了該被處理的點(diǎn)數(shù)的數(shù)值P相乘，而接著該輸出的倒數(shù)器(reciprocal)105是被計(jì)算，以完成該初始化過程。
該接收通訊叢發(fā)106是以圖1中表示的算法20來處理。如圖1中所表示，于該接收信號的訓(xùn)練序列的數(shù)值數(shù)目，以一長度Lm表示，是被以在估計(jì)過程期間，被操作的數(shù)值的部分P而減少。該訓(xùn)練序列的P部分是以實(shí)現(xiàn)該函數(shù)(P×IDFT)的模塊110接收，其中該IDFT表示反離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)過程。該復(fù)數(shù)的共軛操作107、108是在該離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)109之前，對該訓(xùn)練序列數(shù)值以離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)實(shí)現(xiàn)，而分別于該離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)109之后，產(chǎn)生一反離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)110。一離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)112是對該初始化10的結(jié)果產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)且該訓(xùn)練序列處理20產(chǎn)生一聯(lián)合信道反應(yīng)113。此完全的過程可以第2式來表示。
h0h1···hp-1=DFT(b0P·a0b1P·a1···bP-1P·aP-1),]]>第2式其中 是該復(fù)數(shù)的共軛接收訓(xùn)練序列信號Ri的離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)，b0b1···bP-1=DFT([ri]i=0P-1)]]>第3式且 是該復(fù)數(shù)的基本訓(xùn)練序列碼mi的離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)a0a1···aP-1=DFT(mPmP-1···m1)]]>第4式此后表示的該最佳離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)，是如圖1中表示有關(guān)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)模塊109、112。符合本發(fā)明的該離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)第一最佳化形式是利用一主要因素算法(PFA)的較快的主要數(shù)目計(jì)算來加快處理。一主要因素算法(PFA)可在該處理數(shù)值P的數(shù)目，可被一基本上彼此之間有關(guān)的因素F除盡的時(shí)候使用。該算法可為不同重復(fù)P/F時(shí)間的排列，被區(qū)分為為不同的模塊。舉例而言，在P＝456時(shí)，三個(gè)可能的主要因素是F1＝3、F2＝8與F3＝19，其中3×8×19＝456。在一第一模塊M1，一3點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)是重復(fù)8×9＝152次，在一第二模塊M2，一8點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)是重復(fù)3×19＝57次，在一第三模塊M3，一19點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)是重復(fù)3×8＝24次。因此，對一數(shù)值P＝456而言，使用一主要因素算法(PFA)來最佳化該離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)過程，可減少該操作數(shù)目，因?yàn)?3*152)+(8*57)+(19*24)＝1368，其是明顯少于P2＝207,936。
一離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)第二最佳化形式，可以排列該具有一般旋轉(zhuǎn)因素與旋轉(zhuǎn)集合的離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)的N點(diǎn)來達(dá)成。如圖2A中所表示，為了一8點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)的角度分配，在點(diǎn)N1與N7、N2與N6以及N3與N5之間具有一顯著的角度對稱性。每個(gè)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)輸出可考慮成一輸入行向量乘以該旋轉(zhuǎn)因素集合列向量。這些旋轉(zhuǎn)向量在一旋轉(zhuǎn)之間(inter-twiddle)集合與一旋轉(zhuǎn)內(nèi)部(intra-twiddle)集合兩者中都具有對稱性，因此可利用所要求的較少乘法運(yùn)算進(jìn)行離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)的最佳化。該旋轉(zhuǎn)內(nèi)部(intra-twiddle)因素集合對稱性可于圖2B中所見，其中點(diǎn)N3與N5、N2與N6以及N1與N7的字段，因?yàn)槠浣嵌汝P(guān)是而具有對稱性。相同的，除了點(diǎn)N5、N6與N7字段的數(shù)值是分別與點(diǎn)N3、N2及N1字段的數(shù)值相反之外，虛部旋轉(zhuǎn)因素亦具有對稱性。為了實(shí)部旋轉(zhuǎn)因素的旋轉(zhuǎn)集合3與5、2與6以及1與7的旋轉(zhuǎn)之間(inter-twiddle)因素集合的對稱性是于圖2B中所顯示。對該虛部旋轉(zhuǎn)因素而言，除了該集合5、6、7是與該集合3、2、1為相反的符號以外，同樣的集合亦是對稱的。利用這些對稱性，圖2C說明該信號的實(shí)部與虛部的離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)計(jì)算的減少的數(shù)目，其中cos(ki)與sin(ki)分別表示該實(shí)部與虛部旋轉(zhuǎn)因素，XR(0...7)表示8點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)的點(diǎn)N0至N7的實(shí)部數(shù)值，而X1(0...7)表示該虛部數(shù)值。如圖2C中所示，其具有五個(gè)旋轉(zhuǎn)因素cos(k0)至cos(k4)與四個(gè)旋轉(zhuǎn)因素sin(k1)至sin(k4)。是此方法的一般旋轉(zhuǎn)因素排列該XR、XI數(shù)值，因?yàn)橛衚0至k7的旋轉(zhuǎn)集合處理過程，大約有一半的操作需要被實(shí)現(xiàn)。因此可利用旋轉(zhuǎn)之間集合與旋轉(zhuǎn)內(nèi)部集合的最佳化，實(shí)現(xiàn)一4倍速度的改進(jìn)。
圖3A、3B、3C與3D是有關(guān)一19點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)，其相似于圖2A、2B與2C所說明的該8點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)。值得指出的是該奇數(shù)尺寸19點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)之中，只有該點(diǎn)N0是沒有與其它剩余18點(diǎn)所對稱的。此意味著不像該具有兩個(gè)對稱點(diǎn)N0與N4的偶數(shù)尺寸8點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)，一奇數(shù)尺寸離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)在只有一對稱點(diǎn)時(shí)可以增加效率且少一的額外的計(jì)算集合需被實(shí)現(xiàn)。如第3B與3C圖中所顯示，旋轉(zhuǎn)集合1-9是代表該剩余的旋轉(zhuǎn)集合10-18。該離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)點(diǎn)N1-N9的字段也同樣的與點(diǎn)N10-N19對稱，表示該后者集合在計(jì)算上，如系數(shù)一樣對儲存而言是多余與不需要的。轉(zhuǎn)至圖3D，說明該19點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)的輸入的最佳化集合，其實(shí)部旋轉(zhuǎn)因素cos(ki)是從19的未最佳化集合至10的減低的集合，而該虛部旋轉(zhuǎn)因素sin(ki)是減至一9的集合。因?yàn)閟in(k0)＝0，此旋轉(zhuǎn)因素可省略而僅剩九個(gè)虛部旋轉(zhuǎn)因素。
如8點(diǎn)與19點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFTs)的有效操作群集說明于第2C與3D圖，可以一般化描述為對奇數(shù)P 第5、6式而對偶數(shù)Preal=XR(0)cos(k0)+XR(F2)cos(kF2)+Σi=1F2-1(XR(i)+XR(F-i))cos(ki)+(XI(i)-XI(F-i))sin(ki)]]>imag=XR(0)sin(k0)+XR(F2)sin(kF2)+Σi=1F2-1(XI(i)+XI(F-i))sin(ki)-(XR(i)-XR(F-i))cos(ki)]]>第7、8式圖5說明該修正離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)處理的回路框圖。模塊501表示使用來儲存訓(xùn)練序列碼片部分P的內(nèi)存。一控制器560，較佳地是為一內(nèi)存，目前的使用根據(jù)該F點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)模塊選擇性的處理該P(yáng)數(shù)值的集合。此存在經(jīng)由從內(nèi)存501重新獲得該P(yáng)數(shù)值的MU×561，并分配該P(yáng)數(shù)值至下一階段。在階段1與2之間，該P(yáng)數(shù)值的集合是于N群集中處理，其中N＝F，且隨后傳輸通過通訊端口562、563，至快速緩沖貯存區(qū)內(nèi)存502與503，較佳地是為隨機(jī)存取內(nèi)存。快速緩沖貯存區(qū)502、503重新獲得該碼片數(shù)值至輸入寄存器572、573，且從輸出寄存器582、583，以儲存于內(nèi)存504、505，較佳地是為只讀存儲器的預(yù)定旋轉(zhuǎn)因素，同時(shí)地分配其為在階段3的一輸入排列，以產(chǎn)生使用該上述平行效能的該最佳化離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)函數(shù)。該旋轉(zhuǎn)因素是從輸出寄存器574、575于階段3所分配。
該修正離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)的排列，一般可以第9與10式來表示。
輸入地址＝(n1*T1*F+n2*F’)Mod(Input Data Size) 第9式輸出地址＝(n1*T1*F+n2*T2*F’)Mod(Input Data Size)第10式其中F＝使用為該離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)尺寸的因素F’＝該重復(fù)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)(輸入數(shù)據(jù)尺寸/離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)尺寸)的數(shù)目T1＝1，是由F*T1 Mod F’所解T2＝1，是由F’*T2 Mod F所解n1＝1至F’，每個(gè)新離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)的增加量n2＝1至F，在每個(gè)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)中遍及各點(diǎn)的增加量此計(jì)算對該數(shù)據(jù)尺寸的每個(gè)因素F是分別執(zhí)行。以該456輸入數(shù)據(jù)尺寸處理分為三個(gè)3、8與19點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFTs)的模塊而言，該上述的變量為F＝3、8或19F’＝456/3、456/8或456/19n1＝1至152、1至57或1至24n2＝1至3、1至8或1至19回到圖5，輸入寄存器506-511于階段4，為了該主要因素算法(PFA)回路520、521，依序接收該輸入排列，以實(shí)現(xiàn)該F點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)處理。藉由使用兩平行主要因素算法(PFA)回路520、521，其依序帶有兩旋轉(zhuǎn)寄存器504、505，此修正離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)處理在一正常的離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)處理下具有兩倍能力。加法器531-538伴隨著寄存器541-548工作，以實(shí)現(xiàn)主要因素算法(PFA)回路520、521為了一單一旋轉(zhuǎn)集合輸出的連續(xù)加總。一旦為了一單一旋轉(zhuǎn)集合的有關(guān)的操作于階段5完成，該結(jié)果于階段6傳送至一對應(yīng)的輸出寄存器551-558。一寄存器565于階段7暫時(shí)地儲存該主要因素算法(PFA)輸出599，以通過該單一通訊端口傳送至內(nèi)存501。
圖4A說明以圖1中的離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)模塊109、112，使用主要因素算法(PFA)的456點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)的完整過程流程圖。在程序401、該接收的訓(xùn)練序列碼片數(shù)值開始從內(nèi)存每一次重新獲得一數(shù)值，并填充至?xí)簳r(shí)內(nèi)存輸出寄存器561，以及接著至兩單一通訊端口數(shù)據(jù)快速緩沖貯存區(qū)輸入寄存器572、573。接著于程序402中，為該8點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)的輸入排列是藉由重新獲得該儲存于寄存器574、575的預(yù)定旋轉(zhuǎn)因素，至輸入端口508、511，以一達(dá)成于圖2C中的最佳分解而依序?qū)崿F(xiàn)。同時(shí)的，該碼片數(shù)值是從該數(shù)據(jù)快速緩沖貯存區(qū)輸出寄存器582、583傳遞至主要因素算法(PFA)回路520、521的主要因素算法(PFA)回路輸入端口寄存器506、507、509、510，其是平行于該旋轉(zhuǎn)因素輸入端口寄存器506、511。
在程序403，每個(gè)主要因素算法(PFA)回路520、521實(shí)現(xiàn)一關(guān)于該離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)的不對稱點(diǎn)(例如一8點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)的N0)，以及對稱點(diǎn)對(例如例如一8點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)的N1與N7)的后序操作集合。對一使用兩主要因素算法(PFA)回路的8點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)，該456數(shù)值的前八個(gè)N0-N7是以三個(gè)操作集合處理。在該第一操作集合中，主要因素算法(PFA)回路520操作該點(diǎn)N0-N7的旋轉(zhuǎn)集合0，而同時(shí)該主要因素算法(PFA)回路521操作該點(diǎn)N0-N7的旋轉(zhuǎn)集合1。一旦該加總完成并傳送至輸出寄存器551-558，該次一操作集合便分別由主要因素算法(PFA)回路520、521實(shí)現(xiàn)該旋轉(zhuǎn)集合2與3，且該結(jié)果接著被加總并進(jìn)一步由程序404與405處理。該最終操作集合是由主要因素算法(PFA)回路520實(shí)現(xiàn)該旋轉(zhuǎn)集合4。這三個(gè)操作集合以該主要因素算法(PFA)回路于456點(diǎn)的前8點(diǎn)，一起形成該57個(gè)重復(fù)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)操作的第一操作。
程序404為了圖5的階段6的輸出儲存，實(shí)現(xiàn)該輸出排列，以使得該內(nèi)存輸入寄存器565為該8點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)，可適當(dāng)?shù)匾佬蚪邮赵撦敵鰯?shù)值。在程序405中，該排列輸出是暫時(shí)儲存于寄存器565中，且內(nèi)存中該456個(gè)位置是以該8點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)產(chǎn)生的主要因素算法(PFA)輸出數(shù)值599的新集合而更新。
應(yīng)注意的是該程序402-405為了該F點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)的一循環(huán)中的重復(fù)操作集合而同時(shí)發(fā)生。
程序406-410為了一19點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)重復(fù)程序401-405，且同樣地，程序411-415為了一3點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)重復(fù)該同樣的集合。于程序415中儲存于內(nèi)存的該最終輸出排列，代表由該三分別F點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFTs)產(chǎn)生的結(jié)果，并且是與該單一456點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)所形成的結(jié)果完全相同。應(yīng)被注意的是利用依序改變的三F點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFTs)的實(shí)現(xiàn)，可獲得相同的結(jié)果。
相同的，一使用主要因素算法(PFA)的192點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)，如同圖4B中顯示的程序451-460一樣，可利用接在該64點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)的3循環(huán)之后的3點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)的64循環(huán)實(shí)行。交替地，程序456-460中的該64點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)是較在程序451-455中說明的該3點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)所優(yōu)先實(shí)行，并可獲得同樣結(jié)果。
圖6A說明主要因素算法(PFA)回路，包括該實(shí)部與虛部數(shù)據(jù)信號處里的細(xì)節(jié)。該實(shí)部旋轉(zhuǎn)因素601與虛部旋轉(zhuǎn)因素604是從寄存器508中粹取，并利用該主要因素算法(PFA)引擎520的處理而分裂為兩個(gè)輸入路徑。乘法器607、608、609與610是依序使用來控制該主要因素算法(PFA)引擎的實(shí)部與虛部數(shù)值，其使得該復(fù)數(shù)的共軛函數(shù)107得以實(shí)現(xiàn)。
回到圖2C，A與B字段包含為該離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)處理的實(shí)部表示，藉由加法器611與乘法器615產(chǎn)生于A字段中的表示，以及以減法器612與乘法器616產(chǎn)生于B字段中的表示。對一8點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)而言，只有加法器621是需要來實(shí)行字段A與B的每一列的加法操作，加法器531與寄存器541是接著使用來對字段A與B的每一列進(jìn)行加法。一旦字段A與B的每一表示已經(jīng)被加總時(shí)，一控制器560為了該輸出寄存器551較佳地是實(shí)行一寫入。一MUX632是為了控制該從寄存器551與553至內(nèi)存寄存器565的輸出而存在，使得復(fù)數(shù)的共軛108可被實(shí)現(xiàn)。輸出寄存器552為了其它的F點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)計(jì)算，儲存來自一由減法器622、加法器532與寄存器542、552產(chǎn)生的離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)表示的可選擇性平行處理的結(jié)果，其字段A與B之間的減法操作可能因?yàn)檎蚺c負(fù)向的旋轉(zhuǎn)因素變化而需要。于圖2C中字段C與D所說明的虛部表示，是相同的以減法器613、加法器614、乘法器617與618、減法器623、加法器533與寄存器543、553而計(jì)算。為此特定的虛部F點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)計(jì)算，加法器624與534、以及寄存器544、554是不需要的，不過可能為了其它F數(shù)值時(shí)所使用。
圖6B說明于圖6A中說明的主要因素算法(PFA)回路的一替代實(shí)施例，其中額外的平行加法器是在乘法器615-618下游所使用，以可選擇性地提供該正向與負(fù)向旋轉(zhuǎn)數(shù)值所要求的進(jìn)一步同時(shí)操作。操作器651-654是使用來代替為了該離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)實(shí)部的操作器621、622。在考慮加法或減法操作時(shí)，操作器731-734是與該加法器531、532有關(guān)的。加法寄存器741-744與輸出寄存器751-754相同是受到控制器560所控制，以傳送該離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)結(jié)果至實(shí)部輸出MUX631。相同的，對該離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)操作的虛部而言，于圖6B中說明的四個(gè)加法器單元的平行集合，是用來取代圖6A中所說明的兩加法器的平行集合。加法器單元655-658與735-738可以對從該乘法器617、618的離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)因素輸出，實(shí)現(xiàn)加法或減法。加法寄存器745-748與輸出寄存器755-758實(shí)現(xiàn)與加法器寄存器543、544以及輸出寄存器553、554相同的函數(shù)，以為了傳送離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)的結(jié)果至虛部輸出MUX634。
圖7說明對一8點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)而言，在圖5中階段1-7的數(shù)值處理的時(shí)間序列。在階段1，該前8個(gè)數(shù)值是從內(nèi)存501藉由該單一通訊端口，于每時(shí)鐘脈沖，重新接收一數(shù)值至寄存器561。在階段2，數(shù)據(jù)快速緩沖貯存區(qū)輸入寄存器572重新取得較階段1延遲一時(shí)鐘脈沖的點(diǎn)N0-N4的前5個(gè)數(shù)值?？焖倬彌_貯存區(qū)輸入寄存器573接收較后的點(diǎn)N5-N7的三數(shù)值，其相較階段亦延遲一時(shí)鐘脈沖。從時(shí)鐘脈沖10-15于階段3與4，該輸入排列在該數(shù)據(jù)快速緩沖貯存區(qū)輸出寄存器582、583，旋轉(zhuǎn)寄存器574、575與該主要因素算法(PFA)回路輸入端口506-511之間，是為了帶有旋轉(zhuǎn)集合0與1的點(diǎn)N0-N7而顯示。如圖7所說明的，每個(gè)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)點(diǎn)的數(shù)值是與在該旋轉(zhuǎn)集合中的相關(guān)旋轉(zhuǎn)因素一起傳送。其也明顯的利用兩旋轉(zhuǎn)寄存器574與575，兩旋轉(zhuǎn)集合可在每個(gè)時(shí)鐘脈沖之間被排列。對該對稱的離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)點(diǎn)，就如同N1與N7，該之前描述的最佳化是為了每個(gè)時(shí)鐘脈沖所說明，就如同每個(gè)對稱對數(shù)值是以時(shí)共有的旋轉(zhuǎn)點(diǎn)所排列一樣。
在階段5，于階段5之后的一時(shí)鐘脈沖，該主要因素算法(PFA)回路520、521的輸出是被加法寄存器541、545與546所接收。對每個(gè)后續(xù)的脈沖，當(dāng)每一循環(huán)的最終離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)操作是被接收(從階段4，時(shí)鐘脈沖15)與被加總時(shí)，該加法器531、535與536實(shí)現(xiàn)該主要因素算法(PFA)回路輸出加總至被加法寄存器541、545與546所儲存的在前的主要因素算法(PFA)回路輸出，直至該第五脈沖(時(shí)鐘脈沖16)為止。之后于階段6，每個(gè)來自加法寄存器541、545與546的加總數(shù)值，是于一單一時(shí)鐘脈沖之中，被傳送該輸出寄存器551、555、556，其這些數(shù)值是被維持至內(nèi)存輸入寄存器565于每個(gè)時(shí)鐘脈沖傳送每個(gè)數(shù)值至該內(nèi)存501。
因此，于時(shí)鐘脈沖21，該8離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)點(diǎn)N0-N7的第一集合，是以該首先2旋轉(zhuǎn)集合0與1來處理。同時(shí)，在每個(gè)階段，該點(diǎn)N0-N7是以該之后每個(gè)集合具有5時(shí)鐘脈沖的兩旋轉(zhuǎn)集合所處理。例如，在階段3，旋轉(zhuǎn)集合0與1是于時(shí)鐘脈沖10-14之間所處理，旋轉(zhuǎn)集合2與3是于脈沖15-19之間所處理，而旋轉(zhuǎn)集合4是在脈沖20-24之間所處理。該第一完全離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)循環(huán)是由時(shí)鐘脈沖31所完成。
圖7中的陰影部分指出該第二離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)循環(huán)處理計(jì)時(shí)，以從內(nèi)存501所重新獲得的該8離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)點(diǎn)N8-N15的第二集合開始。該8點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)處理大致上是與為該第一循環(huán)描述所相似地，以57循環(huán)所完成。
于圖7中描述的該離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)處理的計(jì)時(shí)，一般上來說可代表任何的F點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)處理。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于一選擇數(shù)目P的數(shù)據(jù)值的離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)處理的裝置，其中P具有多個(gè)相對主要因素Ni，i＝1至M，其中Πi=1MNi=P,,]]>所述裝置包括一內(nèi)存，用來儲存P個(gè)數(shù)據(jù)值；選擇地控制離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)處理電路，用以處理在一選擇數(shù)目K的群集中的數(shù)據(jù)值；該處理電路具有多個(gè)相關(guān)輸入裝置，以便為了進(jìn)行離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)處理而自該內(nèi)存中接收K個(gè)數(shù)據(jù)值的連續(xù)群集；以及一控制回路，就所述主要因素Ni的各因素而言，針對M個(gè)連績疊代而從該內(nèi)存輸入P數(shù)據(jù)值，因此K＝Ni且數(shù)據(jù)值的P/Ni群集在每個(gè)疊代中被處理。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中一輸出裝置輸出已被處理的數(shù)據(jù)至該內(nèi)存，以藉該儲存的P數(shù)據(jù)值的各連續(xù)處理來處理從一先前處理疊代輸出的數(shù)值。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中P＝456，M＝3，N1＝8，N2＝19，N3＝3。
4.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中對一第一處理疊代而言，K＝N1，對一第二處理疊代K＝N2，對一第三處理疊代而言，K＝N3。
5.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中P＝192，M＝2，N1＝3，N2＝64。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中該處理電路包括第一與第二旋轉(zhuǎn)寄存器，以儲存關(guān)于所有因素Ni的離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)處理的旋轉(zhuǎn)集合；一第一快速緩沖貯存區(qū)，以接收K個(gè)數(shù)據(jù)值的每個(gè)群集的L個(gè)選擇數(shù)值，其中L≥K/2；一第二快速緩沖貯存區(qū)，以接收K個(gè)數(shù)據(jù)值的每個(gè)群集的其它K-L個(gè)數(shù)據(jù)值，因此于該第二快速緩沖貯存區(qū)所接收的數(shù)據(jù)值的處理、具有對稱于某些在該第一快速緩沖貯存區(qū)所接收的數(shù)據(jù)值的旋轉(zhuǎn)集合；一第一主要因素算法(PFA)回路，以處理來自該第一與第二快速緩沖貯存區(qū)及該第一旋轉(zhuǎn)寄存器所接收的K個(gè)數(shù)據(jù)值群集；以及一第二主要因素算法(PFA)回路，與該第一主要因素算法(PFA)回路一前一后地、使用來自于該第二旋轉(zhuǎn)寄存器的一旋轉(zhuǎn)集合而處理同樣的K個(gè)數(shù)據(jù)值群集。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中該處理電路包含聯(lián)合電路，用以結(jié)合所述的第一與第二主要因素算法(PFA)回路的輸出而藉所述處理電路輸出。
8.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中一輸出裝置輸出該已被處理的數(shù)據(jù)至該內(nèi)存，以藉該儲存的P數(shù)據(jù)值的各連續(xù)N點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)處理來處理從一先前處理疊代輸出的數(shù)值。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中P＝456，M＝3，N1＝3，N2＝8，N3＝19。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中就一第一處理疊代而言，K＝N1，就一第二處理疊代而言，K＝N2，就一第三處理疊代而言，K＝N3。
11.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中P＝192，M＝2，N1＝3，N2＝64。
全文摘要
一裝置及方法，用來對藉由一碼分多址(CDMA)接收器接收的訓(xùn)練序列碼片數(shù)值的選擇數(shù)目P、進(jìn)行使用主要因素算法(PFA)的離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)處理，其中P具有一與主要因素F有關(guān)的復(fù)數(shù)M，且該離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)處理是分為M個(gè)連續(xù)的F點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)處理該P(yáng)個(gè)數(shù)據(jù)值是自一單一輸入端口內(nèi)存中重新獲得，并可選擇地以一控制器進(jìn)行排列至平行快速緩沖貯存區(qū)，以使最佳化與儲存于平行寄存器的旋轉(zhuǎn)因素有關(guān)的分解工作。該排列的輸入是分解為兩或更多個(gè)平行主要因素算法(PFA)回路，其包括配置可考慮任何尺寸F點(diǎn)離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)的加法器與乘法器。該主要因素算法(PFA)回路的輸出是以聯(lián)合電路處理，以為后續(xù)的離散傅利葉轉(zhuǎn)換(DFT)循環(huán)所傳送至內(nèi)存的數(shù)值輸出排列做準(zhǔn)備。
文檔編號G06F17/14GK1647066SQ03808050
公開日2005年7月27日 申請日期2003年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月11日
發(fā)明者里安·薩繆爾·布杰特, 沙里夫·M·夏里爾, 彼得·貝克爾 申請人:美商內(nèi)數(shù)位科技公司