專利名稱：數(shù)字信號(hào)處理方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，特別是涉及利用濾波器的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，很多使用因果FIR(有限沖擊響應(yīng))濾波器的數(shù)字信號(hào)處理都會(huì)使用如下形式的卷積求和運(yùn)算，得到濾波結(jié)果YY=Σi=0MXi*Hi---(1)]]>Xi為第i路輸入信號(hào)，Hi表示作用于第i路信號(hào)的FIR濾波器的沖擊響應(yīng)，表示為Hi,k=0,k<0hi,k,0≤k<Li0,k≥Li---(2)]]>即多個(gè)輸入信號(hào)X1，X2，...，XM分別經(jīng)過多個(gè)不同的濾波器濾波之后相加并輸出，式中Hi，k表示Hi在時(shí)間點(diǎn)k上的值。
圖1是卷積求和運(yùn)算的示意圖。X1，X2，...，XM是多個(gè)輸入信號(hào)，每個(gè)信號(hào)X1，X2，...，XM分別通過相應(yīng)的濾波器濾波，輸出已濾波的信號(hào)，各個(gè)濾波器的輸出由加法器進(jìn)行相加，得到一個(gè)濾波結(jié)果Y1，完成一次卷積求和運(yùn)算。然后，進(jìn)行計(jì)算第二個(gè)濾波結(jié)果Y2，依此類推，通過M次計(jì)算，可以得到M個(gè)濾波結(jié)果Y1-YM。利用方程(1)計(jì)算信號(hào)的處理結(jié)果。
假設(shè)各濾波器的沖響應(yīng)分別為H1，H2，...，HM，階數(shù)分別為L(zhǎng)1，...Li，LM，平均長(zhǎng)度為L(zhǎng)，則針對(duì)這種形式的運(yùn)算，一般的計(jì)算方法有兩種1.根據(jù)方程(1)直接進(jìn)行時(shí)域計(jì)算。這樣計(jì)算單個(gè)濾波結(jié)果Y(n)所需要的計(jì)算復(fù)雜度為O(L×M)次乘加運(yùn)算。
2.使用快速卷積算法Yi＝Xi*Hi得到每個(gè)濾波器的濾波結(jié)果Yi，然后再根據(jù)以下公式計(jì)算和，Y=Σi=1MYi.]]>圖2表示一種快速卷積算法的流程圖。N點(diǎn)的輸入信號(hào)Xi進(jìn)行補(bǔ)零，形成P點(diǎn)的輸入信號(hào)，P≥N+Li-1，P一般為2的整數(shù)次方。該輸入信號(hào)進(jìn)行FFT變換，輸出P點(diǎn)的DET系數(shù)Xi，系數(shù)Xi和濾波器Hi的P點(diǎn)DFT系數(shù)進(jìn)行乘法運(yùn)算，輸出P點(diǎn)IFFT結(jié)果，前Li-1點(diǎn)的IFFT結(jié)果和LAP緩沖器(重疊緩沖器)中存儲(chǔ)的值相加，把第N+1至N+Li-1點(diǎn)的IFFT結(jié)果存儲(chǔ)到LAP緩沖器，最后輸出P點(diǎn)IFFT結(jié)果的前N個(gè)點(diǎn)IFFT結(jié)果。
假設(shè)平均濾波器長(zhǎng)度L＜＜B。P≈B，則P點(diǎn)快速傅立葉變換(FFT)的運(yùn)算量為O(Blog(B))。B為FFT計(jì)算的平均長(zhǎng)度，P為快速卷積運(yùn)算中平均的輸入塊長(zhǎng)。假設(shè)濾波器Hi在整個(gè)濾波過程中的值不變，其離散傅立葉變換(DFT)系數(shù)可以保留在緩沖器中，那么整個(gè)快速卷積過程需要1個(gè)FFT和1個(gè)快速傅立葉反變換(IFFT)，DFT相乘需要2B次乘加運(yùn)算，這樣每次濾波器卷積運(yùn)算的復(fù)雜度為O(Blog(B))。計(jì)算B個(gè)Y值輸出需要M次濾波計(jì)算，復(fù)雜度為O(M(Nlog(N)))，計(jì)算每個(gè)Y值所需的復(fù)雜度為MO(log(B))。
在上述快速卷積算法中，計(jì)算最終輸出Y值時(shí)，總共用了M次IFFT運(yùn)算得到每個(gè)濾波器的輸出值Yi，然后把M個(gè)Yi，進(jìn)行時(shí)域相加?？紤]到FFT運(yùn)算為線性的，F(xiàn)FT運(yùn)算和IFFT運(yùn)算可以表示為FFT(Σi=1MSi)=Σi=1MFFT(Si)---(3)]]>IFFT(Σi=1MFSi)=Σi=1MIFFT(FSi)]]>公式(3)中Si為第i路時(shí)域信號(hào)，F(xiàn)Si為第i路信號(hào)的FFT系數(shù)。
對(duì)于M路的信號(hào)輸入，一般的算法每次進(jìn)行一個(gè)塊的計(jì)算需要M次的IFFT計(jì)算，另外還需要M次的重疊相加操作，計(jì)算復(fù)雜度較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種數(shù)字信號(hào)處理方法和裝置，使得信號(hào)處理的運(yùn)算復(fù)雜度明顯降低。
本發(fā)明提供一種數(shù)字信號(hào)處理裝置，該裝置包括輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)邏輯單元，用于存儲(chǔ)輸入的各路信號(hào)數(shù)據(jù)與濾波器數(shù)據(jù)，根據(jù)參數(shù)與地址控制端送來的補(bǔ)零個(gè)數(shù)對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)零操作；FFT/IFFT運(yùn)算邏輯單元，根據(jù)輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)邏輯單元提供的數(shù)據(jù)和參數(shù)與地址控制器提供的命令對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT運(yùn)算，然后把運(yùn)算結(jié)果送到FFT系數(shù)存儲(chǔ)邏輯單元；FFT系數(shù)存儲(chǔ)邏輯單元，在該參數(shù)與地址控制器的控制下把FFT系數(shù)存儲(chǔ)在內(nèi)存中；乘加運(yùn)算器，從FFT系數(shù)存儲(chǔ)邏輯單元中取出各個(gè)輸入數(shù)據(jù)的FFT系數(shù)以及各個(gè)濾波器的FFT系數(shù)，把相應(yīng)的濾波器FFT系數(shù)和輸入數(shù)據(jù)的FFT系數(shù)點(diǎn)乘，把各個(gè)點(diǎn)乘的結(jié)果矢量相加，最后的結(jié)果送回FFT系數(shù)存儲(chǔ)邏輯單元；所述FFT/IFFT運(yùn)算邏輯單元，根據(jù)該參數(shù)與地址控制器發(fā)來的命令，對(duì)FFT系數(shù)存儲(chǔ)邏輯單元保留的乘加運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行IFFT運(yùn)算，IFFT運(yùn)算的結(jié)果由FFT運(yùn)算存儲(chǔ)邏輯進(jìn)行保存；重疊緩沖器，以每次IFFT運(yùn)算結(jié)果的部分值更新其保存的值；參數(shù)與地址控制器，控制輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)邏輯單元、FFT/FFT運(yùn)算邏輯單元和乘加運(yùn)算器的操作。
所述乘加運(yùn)算器把IFFT運(yùn)算的部分結(jié)果和重疊緩沖器中保留的上一次運(yùn)算的結(jié)果相加，并且保存回原來的位置。
本發(fā)明還提供一種數(shù)字信號(hào)處理方法，包括步驟循環(huán)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)J置0，重疊緩沖器清零；選定FFT計(jì)算的平均長(zhǎng)度N和運(yùn)算長(zhǎng)度FL；判斷循環(huán)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)J和各濾波器沖擊響應(yīng)Hi值，如果判斷循環(huán)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)J＝0或者濾波器沖擊響應(yīng)Hi的值發(fā)生變化，把濾波器沖擊響應(yīng)Hi往后補(bǔ)零成為長(zhǎng)度為FL的向量，并且對(duì)各個(gè)濾波器沖擊響應(yīng)Hi進(jìn)行FFT運(yùn)算，得到其FFT系數(shù)[hi，0，hi，1，...hi，F(xiàn)L-1]并保留在濾波器沖擊響應(yīng)的緩沖器中；如果判斷J≠0或者濾波器沖擊響應(yīng)Hi的值沒有發(fā)生變化，則進(jìn)入下一步驟；對(duì)各路輸入信號(hào)Xi按時(shí)間輸入N個(gè)值，往后補(bǔ)零成為運(yùn)算長(zhǎng)度FL，并且對(duì)各路輸入信號(hào)Xi進(jìn)行FL點(diǎn)的FFT運(yùn)算，得到其FFT系數(shù)[xi，0，xi，1，...xi，F(xiàn)L-1]，i＝1，2，...M；將各個(gè)濾波器沖擊響應(yīng)Hi的FFT系數(shù)[hi，0，hi，1，...hi，F(xiàn)L-1]和各路輸入信號(hào)X的FFT系數(shù)[xi，0，xi，1，...xi，F(xiàn)L-1]點(diǎn)乘；
由乘加運(yùn)算器把M個(gè)點(diǎn)乘的結(jié)果[hi，0xi，0，hi，1xi，1，...hi，F(xiàn)L-1xi，F(xiàn)L-1]進(jìn)行矢量相加；對(duì)矢量相加的結(jié)果進(jìn)行IFFT運(yùn)算得到時(shí)域的FL點(diǎn)輸出Tj；該輸出Tj中的第0點(diǎn)到第Lmax-2點(diǎn)的值加上重疊緩沖器中第0點(diǎn)到第Lmax-2點(diǎn)的值，Lmax是濾波器的最大階數(shù)；將該輸出Tj中的第0到第N-1點(diǎn)的值輸出，并將該輸出Tj中的第N點(diǎn)到第N+Lmax-2點(diǎn)的值分別存儲(chǔ)在重疊緩沖器中的0點(diǎn)到第Lmax-2點(diǎn)的位置；回到上述判斷循環(huán)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)J和各濾波器沖擊響應(yīng)Hi值的步驟，然后重復(fù)進(jìn)行以后的各個(gè)步驟，直到完成對(duì)所有的輸入信號(hào)的處理。
本發(fā)明的算法和以往的快速卷積算法相比，IFFT運(yùn)算減少了M-1次，減少了N-1次的時(shí)域加法，減少了M-1次的重疊緩沖器操作，只增加了(M-1)*FL次的復(fù)數(shù)加法，因此，計(jì)算復(fù)雜度明顯降低。


圖1是卷積求和運(yùn)算的示意圖；圖2是快速卷積算法的流程圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的信號(hào)處理方法的流程圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的信號(hào)處理裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。
具體實(shí)施例方式
考慮在頻域進(jìn)行M個(gè)DFT系數(shù)的相加得到Y(jié)對(duì)應(yīng)的DFT系數(shù)，然后只進(jìn)行一次IFFT運(yùn)算得到時(shí)域Y信號(hào)。這樣就要求所有單個(gè)濾波操作(DFT系數(shù)相乘)后的DTF系數(shù)長(zhǎng)度必須相等，即所有快速卷積中的FFT運(yùn)算長(zhǎng)度必須相等。
每個(gè)濾波器的輸入都可以表示為矩形加窗之后的信號(hào)之和，R(i)=1,0≤i<N0,i<00,i≥N]]>Xi=Σj=-∞∞XiR(i-jN)]]>(4)式中i，j是整數(shù)序號(hào)，N是矩形窗長(zhǎng)。這樣，由于卷積運(yùn)算為線性運(yùn)算，輸出Y可以表示為Y=Σj=-∞∞Σi=0M[XiR(i-jN)]*Hi---(5)]]>設(shè)定Tj=Σi=0M[XiR(i-jN)]*Hi]]>那么，方程式(5)可簡(jiǎn)化為Y=Σj=-∞∞Tj---(6)]]>我們只需要計(jì)算各個(gè)時(shí)段的輸出Tj，然后在時(shí)域上疊加各個(gè)Tj，就可以得到最終的輸出Y?？紤]Tj的計(jì)算，由于Hi為因果FIR濾波器的沖擊響應(yīng)，而各輸入XiR(i-jN)在時(shí)間jN之前全部為0，因此Tjk＝0，k＜jN(7)假設(shè)濾波器Hi的最大長(zhǎng)度為L(zhǎng)max，那么Tjk＝0，k≥jN+N+Lmax-1 (8)因此Tj在區(qū)間jN≤k＜jN+N+Lmax-1內(nèi)的輸出值可能不為0，區(qū)間的長(zhǎng)度為N+Lmax-1。各Tj之間重疊的部分為L(zhǎng)max-1。
考慮Tj的計(jì)算Tj=Σi=0M[XiR(i-jN)]*Hi]]>1)[XiR(i-jN)]*Hi的計(jì)算可以使用快速卷積算法，其快速卷積中FFT的長(zhǎng)度必須大于等于N+Li-1。
2)考慮到各個(gè)快速卷積運(yùn)算中FFT運(yùn)算長(zhǎng)度必須一致，所選的長(zhǎng)度必須大于等于N+Lmax-1。而且為了FFT運(yùn)算的方便，選擇一個(gè)大于等于N+Lmax-1的2的整數(shù)次方的一個(gè)數(shù)作為FFT的運(yùn)算長(zhǎng)度FL，即FL≥N+Lmax-1FL＝2k，k為整數(shù)。
(9)3)為了節(jié)省計(jì)算量，把計(jì)算Tj時(shí)的時(shí)域加法轉(zhuǎn)換為頻域的加法；4)因?yàn)門j與Tj+1之間有Lmax-1的重疊，必須把Tj的FL點(diǎn)輸出(其中第N+Lmax-1到第FL-1點(diǎn)數(shù)值為0)中的第N點(diǎn)到第N+Lmax-2點(diǎn)保存在緩沖器中，以便和Tj+1的值相加得到正確輸出。為了避免Tj和Tj+2之間的重疊，可以設(shè)定FFT計(jì)算的平均長(zhǎng)度N＞Lmax-2 (10)下面結(jié)合圖3說明信號(hào)處理的步驟。
假定有M個(gè)輸入信號(hào)X1至XM。
1.置J＝0，重疊緩沖器清零，J是循環(huán)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)；2.根據(jù)表示式(10)FFT計(jì)算的平均長(zhǎng)度N＞Lmax-2，根據(jù)運(yùn)用中實(shí)時(shí)性的要求、緩沖器大小等情況確定FFT計(jì)算的平均長(zhǎng)度B的大小；3.根據(jù)表示式(9)，運(yùn)算長(zhǎng)度FL≥N+Lmax-1和運(yùn)算長(zhǎng)度FL必須為2的整數(shù)次方確定FFT的運(yùn)算長(zhǎng)度FL。
4.對(duì)各濾波器沖擊響應(yīng)Hi，如果判斷J＝0或者濾波器沖擊響應(yīng)Hi的值發(fā)生變化，把濾波器沖擊響應(yīng)Hi往后補(bǔ)零成為長(zhǎng)度為FL的向量，并且對(duì)各個(gè)濾波器沖擊響應(yīng)Hi進(jìn)行FFT運(yùn)算，得到其FFT系數(shù)[hi，0，hi，1，...hi，F(xiàn)L-1]并保留在濾波器沖擊響應(yīng)的緩沖器中；如果判斷J≠0或者濾波器沖擊響應(yīng)Hi的值沒有發(fā)生變化，則進(jìn)入下一步驟。
5.對(duì)各個(gè)輸入信號(hào)Xi按時(shí)間輸入N個(gè)值，往后補(bǔ)零成為長(zhǎng)度為FL的向量，并且對(duì)Xi進(jìn)行FL點(diǎn)的FFT運(yùn)算，得到其FFT系數(shù)[xi，0，xi，1，...xi，F(xiàn)L-1]。
6.對(duì)各個(gè)濾波器沖擊響應(yīng)Hi的FFT系數(shù)[hi，0，hi，1，...hi，F(xiàn)L-1]和各個(gè)輸入信號(hào)Xi的FFT系數(shù)[xi，0，xi，1，...xi，F(xiàn)L-1]點(diǎn)乘，得到點(diǎn)乘結(jié)果[hi，0xi，0，hi，1xi，1，...hi，F(xiàn)L-1xi，F(xiàn)L-1]。此運(yùn)算需要FL次復(fù)數(shù)乘法，但假如濾波器沖擊響應(yīng)Hi和輸入信號(hào)Xi都為實(shí)數(shù)，根據(jù)DFT系數(shù)的對(duì)稱性，則只需要進(jìn)行FL/2+1次復(fù)數(shù)乘法運(yùn)算。
7.把M個(gè)點(diǎn)乘結(jié)果[hi，0xi，0，hi，1xi，1，...hi，F(xiàn)L-1xi，F(xiàn)L-1]進(jìn)行矢量相加，得到p=[Σi=1Mhi,0xi,0,...Σi=1Mhi,FL-1xi,Fl-1].]]>此運(yùn)算需要(M-1)*FL次復(fù)數(shù)加法，但是對(duì)于濾波器沖擊響應(yīng)Hi和輸入信號(hào)Xi都為實(shí)數(shù)的情況，需要進(jìn)行(M-1)*(FL/2+1)次復(fù)數(shù)加法。
8.對(duì)p進(jìn)行IFFT運(yùn)算得到時(shí)域的FL點(diǎn)輸出Tj，Tj的第B+Lmax-1到第FL-1點(diǎn)的值為零。
9.Tj的第0點(diǎn)到第Lmax-2點(diǎn)的值加上重疊緩沖器中第0點(diǎn)到第Lmax-2點(diǎn)的值。
10.Tj的第N點(diǎn)到第N+Lmax-2點(diǎn)分別存儲(chǔ)在重疊緩沖器中的0點(diǎn)到第Lmax-2點(diǎn)。
11.輸出Tj的第0到第N-1點(diǎn)。
12.循環(huán)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)J遞增1，即J＝J+1，回到步驟4，重復(fù)以后的各個(gè)步驟，直到對(duì)M個(gè)輸入信號(hào)的上述處理完成。
下面以具體的例子進(jìn)行說明信號(hào)處理的過程。
假設(shè)共有3路輸入信號(hào)X1，X2，X3，H1為34階FIR濾波器，H2為99階FIR濾波器，H3為59階FIR濾波器，即Lmax＝99，，計(jì)算濾波結(jié)果Y＝X1*H1+X2*H2+X3*H3，在計(jì)算過程種，H1，H2，H3的數(shù)值恒定。
首先，根據(jù)(10)式和(9)式選定FFT計(jì)算的平均長(zhǎng)度N＝128，運(yùn)算長(zhǎng)度FL＝256，N和FL的數(shù)值由控制信號(hào)輸入端進(jìn)入?yún)?shù)與地址控制器確定，重疊緩沖器的大小不小于Lmax-1＝98，初始值為0。數(shù)據(jù)信號(hào)分別由輸入端輸入h1的濾波器系數(shù)，輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)邏輯根據(jù)控制器送來的補(bǔ)零數(shù)分別把系數(shù)補(bǔ)零成256位，F(xiàn)FT/IFFT運(yùn)算邏輯單元從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)邏輯取數(shù)后進(jìn)行FFT運(yùn)算，由FFT系數(shù)存儲(chǔ)邏輯單元存儲(chǔ)其FFT系數(shù)；分別對(duì)h2，h3進(jìn)行類似的運(yùn)算，h1，h2，h3的FFT系數(shù)分別記為FH1，F(xiàn)H2，F(xiàn)H3。輸入128位信號(hào)X1的值，補(bǔ)零成256位之后，由FFT/IFFT運(yùn)算邏輯單元進(jìn)行FFT運(yùn)算之后，由FFT系數(shù)存儲(chǔ)邏輯單元存放其FFT系數(shù)值。對(duì)信號(hào)X2，X3進(jìn)行相應(yīng)的操作，信號(hào)X1，X2，X3的FFT系數(shù)分別記為FX1，F(xiàn)X2，F(xiàn)X3。由乘加運(yùn)算器計(jì)算FFT系數(shù)的乘加結(jié)果FS＝FX1*FH2+FX2*FH2+FX3*FH3，由FFT系數(shù)存儲(chǔ)邏輯單元存儲(chǔ)運(yùn)算結(jié)果FS(256位復(fù)系數(shù))。FFT/IFFT運(yùn)算邏輯對(duì)FS進(jìn)行IFFT運(yùn)算，由FFT系數(shù)存儲(chǔ)邏輯對(duì)結(jié)果S進(jìn)行保存。通過乘加運(yùn)算器把結(jié)果S的第0個(gè)值到第97個(gè)值與重疊緩沖器中的第0個(gè)值到第97個(gè)值相加，結(jié)果保存在結(jié)果S的相應(yīng)位置，即S
＝S
+重疊緩沖器
，...，S[97]＝S[97]+重疊緩沖器[97]。S
，...，S[127]位計(jì)算結(jié)果進(jìn)行輸出。把S[128]，...，S[128+(98-1)]保存到重疊緩沖器中的重疊緩沖器
到重疊緩沖器[97]的位置。然后回到對(duì)各個(gè)濾波器沖擊響應(yīng)Hi和各路輸入信號(hào)Xi補(bǔ)零以及FFT運(yùn)算的步驟，并重復(fù)進(jìn)行以后的各個(gè)步驟，直到信號(hào)X1，X2，X3的輸入結(jié)束為止。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的信號(hào)處理裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。
輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)邏輯單元存儲(chǔ)輸入的各路信號(hào)數(shù)據(jù)與濾波器數(shù)據(jù)，根據(jù)參數(shù)與地址控制端送來的補(bǔ)零個(gè)數(shù)對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)零操作。FFT/IFFT運(yùn)算邏輯單元，根據(jù)輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)邏輯單元提供的數(shù)據(jù)和參數(shù)與地址控制器提供的命令對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT運(yùn)算，然后把運(yùn)算結(jié)果送到FFT系數(shù)存儲(chǔ)邏輯單元。FFT存儲(chǔ)邏輯單元在參數(shù)與地址控制器的控制下把FFT系數(shù)存儲(chǔ)到內(nèi)存的某個(gè)位置。當(dāng)各個(gè)輸入數(shù)據(jù)的FFT運(yùn)算及存儲(chǔ)完成時(shí)，由乘加運(yùn)算器從FFT系數(shù)存儲(chǔ)邏輯單元中取出各個(gè)輸入數(shù)據(jù)的FFT系數(shù)以及各個(gè)濾波器的FFT系數(shù)，把相應(yīng)的濾波器FFT系數(shù)和輸入數(shù)據(jù)的FFT系數(shù)點(diǎn)乘，把各個(gè)點(diǎn)乘的結(jié)果矢量相加，最后的結(jié)果送回FFT系數(shù)存儲(chǔ)邏輯單元。此后，F(xiàn)FT/IFFT運(yùn)算邏輯單元根據(jù)參數(shù)與地址控制器的命令對(duì)FFT系數(shù)存儲(chǔ)邏輯單元保留的乘加運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行IFFT運(yùn)算，IFFT運(yùn)算的結(jié)果由FFT運(yùn)算存儲(chǔ)邏輯單元進(jìn)行保存。最后乘加運(yùn)算器把IFFT運(yùn)算的部分結(jié)果和重疊緩沖器中保留的上一次運(yùn)算的結(jié)果相加，并且保存在回原來的位置。重疊緩沖器的值更新為IFFT運(yùn)算結(jié)果的部分值。輸出的運(yùn)算結(jié)果為IFFT運(yùn)算結(jié)果的一部分值。這里沒有對(duì)硬件執(zhí)行此種計(jì)算的各個(gè)步驟進(jìn)行詳細(xì)說明，因?yàn)橛布牟襟E和前面已經(jīng)詳述的算法步驟是一一對(duì)應(yīng)的。
本發(fā)明以具體的實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)行了說明，但是具體的實(shí)施例不是用來限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下進(jìn)行修改、變更或替換。
權(quán)利要求
1.一種信號(hào)處理方法，包括以下步驟循環(huán)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)J置0，重疊緩沖器清零；選定FFT計(jì)算的平均長(zhǎng)度N和運(yùn)算長(zhǎng)度FL；判斷循環(huán)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)J和各濾波器沖擊響應(yīng)Hi值，如果判斷循環(huán)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)J＝0或者濾波器沖擊響應(yīng)Hi的值發(fā)生變化，把濾波器沖擊響應(yīng)Hi往后補(bǔ)零成為長(zhǎng)度為FL的向量，并且對(duì)各個(gè)濾波器沖擊響應(yīng)Hi進(jìn)行FFT運(yùn)算，得到其FFT系數(shù)[hi，0，hi，1，...hj，F(xiàn)L-1]并保留在濾波器沖擊響應(yīng)的緩沖器中；如果判斷J≠0或者濾波器沖擊響應(yīng)Hi的值沒有發(fā)生變化，則進(jìn)入下一步驟；對(duì)各路輸入信號(hào)Xi按時(shí)間輸入N個(gè)值，往后補(bǔ)零成為運(yùn)算長(zhǎng)度FL，并且對(duì)各路輸入信號(hào)Xi進(jìn)行FL點(diǎn)的FFT運(yùn)算，得到其FFT系數(shù)[xi，0，xi，1，...xi，F(xiàn)L-1]，i＝1，2，...M；將各個(gè)濾波器沖擊響應(yīng)Hi的FFT系數(shù)[hi，0，hi，1，...hi，F(xiàn)L-1]和各路輸入信號(hào)X的FFT系數(shù)[xi，0，xi，1，...xi，F(xiàn)L-1]點(diǎn)乘；由乘加運(yùn)算器把M個(gè)點(diǎn)乘的結(jié)果[hi，0xi，0，hi，1xi，1，...hi，F(xiàn)L-1xi，F(xiàn)L-1]進(jìn)行矢量相加；對(duì)矢量相加的結(jié)果進(jìn)行IFFT運(yùn)算得到時(shí)域的FL點(diǎn)輸出Tj；該輸出Tj中的第0點(diǎn)到第Lmax-2點(diǎn)的值加上重疊緩沖器中第0點(diǎn)到第Lmax-2點(diǎn)的值，Lmax是濾波器的最大階數(shù)；將該輸出Tj中的第0到第N-1點(diǎn)的值輸出，并將該輸出Tj中的第N點(diǎn)到第N+Lmax-2點(diǎn)的值分別存儲(chǔ)在重疊緩沖器中的0點(diǎn)到第Lmax-2點(diǎn)的位置；回到上述判斷循環(huán)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)J和各濾波器沖擊響應(yīng)Hi值的步驟，然后重復(fù)進(jìn)行以后的各個(gè)步驟，直到完成對(duì)所有的輸入信號(hào)的處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的信號(hào)處理方法，其中所述選定FFT計(jì)算的平均長(zhǎng)度是根據(jù)下式確定的N＞Lmax-2和運(yùn)算長(zhǎng)度根據(jù)以下公式確定FL≥N+Lmax-1，F(xiàn)L＝2k，k為整數(shù)，Lmax是濾波器的最大階數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的信號(hào)處理方法，其中所述各路輸入信號(hào)Xi的FFT系數(shù)與濾波器沖擊響應(yīng)Hi的FFT系數(shù)的點(diǎn)乘步驟進(jìn)行FL次；其中所述矢量相加運(yùn)算步驟需要進(jìn)行(M-1)*FL次。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的信號(hào)處理方法，其中在濾波器沖擊響應(yīng)Hi的FFT系數(shù)和所述各路輸入信號(hào)Xi的FFT系數(shù)都是實(shí)數(shù)的情況下，需要進(jìn)行FL/2+1次復(fù)數(shù)乘法運(yùn)算和(M-1)*(FL/2+1)次復(fù)數(shù)加法運(yùn)算。
5.一種信號(hào)處理裝置，包括輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)邏輯單元，用于存儲(chǔ)輸入的各路信號(hào)數(shù)據(jù)與濾波器數(shù)據(jù)，根據(jù)參數(shù)與地址控制端送來的補(bǔ)零個(gè)數(shù)對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)零操作；FFT/IFFT運(yùn)算邏輯單元，根據(jù)輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)邏輯單元提供的數(shù)據(jù)和參數(shù)與地址控制器提供的命令對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT運(yùn)算，然后把運(yùn)算結(jié)果送到FFT系數(shù)存儲(chǔ)邏輯單元；FFT系數(shù)存儲(chǔ)邏輯單元，在該參數(shù)與地址控制器的控制下把FFT系數(shù)存儲(chǔ)在內(nèi)存中；乘加運(yùn)算器，從FFT系數(shù)存儲(chǔ)邏輯單元中取出各個(gè)輸入數(shù)據(jù)的FFT系數(shù)以及各個(gè)濾波器的FFT系數(shù)，把相應(yīng)的濾波器沖擊響應(yīng)的FFT系數(shù)和輸入數(shù)據(jù)的FFT系數(shù)點(diǎn)乘，把各個(gè)點(diǎn)乘的結(jié)果矢量相加，最后的結(jié)果送回FFT系數(shù)存儲(chǔ)邏輯單元；所述FFT/IFFT運(yùn)算邏輯單元，根據(jù)該參數(shù)與地址控制器發(fā)來的命令，對(duì)FFT系數(shù)存儲(chǔ)邏輯單元保留的乘加運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行IFFT運(yùn)算，IFFT運(yùn)算的結(jié)果由FFT運(yùn)算存儲(chǔ)邏輯進(jìn)行保存；重疊緩沖器，以每次IFFT運(yùn)算結(jié)果的部分值更新其保存的值；參數(shù)與地址控制器，控制輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)邏輯單元、FFT/FFT運(yùn)算邏輯單元和乘加運(yùn)算器的操作。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的信號(hào)處理裝置，其特征在于所述乘加運(yùn)算器把IFFT運(yùn)算的部分結(jié)果和重疊緩沖器中保留的上一次運(yùn)算的結(jié)果相加，并且保存回原來的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的信號(hào)處理裝置，其特征在于所述FFT/IFFT運(yùn)算邏輯單元對(duì)由乘加運(yùn)算器進(jìn)行矢量相加的結(jié)果進(jìn)行IFFT運(yùn)算，所述矢量相加的結(jié)果是將各個(gè)濾波器沖擊響應(yīng)的FFT系數(shù)和各路輸入信號(hào)的FFT系數(shù)點(diǎn)乘的各個(gè)點(diǎn)乘結(jié)果進(jìn)行矢量相加得到的。
全文摘要
本發(fā)明的信號(hào)處理裝置包括輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)邏輯單元；FFT/FFT運(yùn)算邏輯單元；FFT系數(shù)存儲(chǔ)邏輯單元；乘加運(yùn)算器；重疊緩沖器和參數(shù)與地址控制器。本發(fā)明的信號(hào)處理方法包括步驟循環(huán)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)J置0，重疊緩沖器清零；選定FFT計(jì)算的平均長(zhǎng)度N和運(yùn)算長(zhǎng)度FL；判斷循環(huán)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)J和各濾波器沖擊響應(yīng)H
文檔編號(hào)H03H17/00GK1688104SQ20051007758
公開日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2005年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月20日
發(fā)明者林中松 申請(qǐng)人:北京中星微電子有限公司