專(zhuān)利名稱：基于fft的ofdm調(diào)制解調(diào)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通訊領(lǐng)域，尤其涉及一種基于FFT的OFDM調(diào)制解調(diào)裝置。
背景技術(shù)：
正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplex，以下簡(jiǎn)稱 OFDM)技術(shù)是一種特殊的多載波調(diào)制解調(diào)技術(shù)，在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。它的多載波調(diào)制和解調(diào)是通過(guò)快速傅立葉逆變換(Inverse FastFourier Transform,以下簡(jiǎn)稱IFFT) 和快速傅立葉變換(Fast FourierTransform，以下簡(jiǎn)稱FFT)實(shí)現(xiàn)的。N點(diǎn)的FFT算法描述Χ( =Υχ(η)·β-^*ηη ΝN點(diǎn)的FFT算法描述x(n) =師k*"'Nn =。，1，…，# —1FFT算法基本上分為兩大類(lèi)時(shí)域抽取法FFT(Decimation-In-Time FFT，以下簡(jiǎn)稱 DIT-FFT)和頻域抽取法 FFT(Decimation-In-Frequency FFT,以下簡(jiǎn)稱 DIF-FFT)。 DIT-FFT可以實(shí)現(xiàn)原位計(jì)算，但在運(yùn)算之前要先對(duì)輸入的序列進(jìn)行倒序；DIF-FFT與 DIT-FFT的運(yùn)算次數(shù)相同，但在運(yùn)算完之后要對(duì)輸出的序列進(jìn)行倒序。傳統(tǒng)的IFFT/FFT算法一般采用基2FFT算法，對(duì)于非2的冪次方的FFT不能或沒(méi)有給出一種較為優(yōu)化且適用性強(qiáng)的實(shí)現(xiàn)方法。在OFDM調(diào)制解調(diào)中，傳統(tǒng)的IFFT/FFT算法由于單獨(dú)考慮了 FFT變換和交織，使得整體系統(tǒng)的復(fù)雜度較高。很多系統(tǒng)中由于只使用了 FFT，或只使用了交織，需要使用大量的 RAM，這會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)占用過(guò)多的邏輯資源，使得整體系統(tǒng)的資源不能得到很好的優(yōu)化。綜上，傳統(tǒng)的IFFT/FFT算法會(huì)消耗大量的資源，比如必須要使用昂貴的具有大量資源的FPGA芯片，而不能使用資源少的低成本芯片，從而大大提高了無(wú)線雙向通訊設(shè)備的成本，極大限制了我國(guó)的無(wú)線雙向通訊的市場(chǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種基于FFT的OFDM調(diào)制解調(diào)裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于非2的冪次方的FFT變換不能或沒(méi)有給出一種較為優(yōu)化且適用性強(qiáng)的實(shí)現(xiàn)方法以及由于單獨(dú)考慮了 FFT變換和交織使得整體系統(tǒng)的復(fù)雜度較高，使得整體系統(tǒng)的資源不能得到很好的優(yōu)化的問(wèn)題。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于FFT的OFDM調(diào)制解調(diào)裝置，其特征在于，包括在發(fā)射機(jī)中用于形成OFDM符號(hào)的時(shí)域與頻域交織模塊、OFDM調(diào)制模塊、在接收機(jī)中用于對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行頻域處理的相應(yīng)的OFDM解調(diào)模塊、時(shí)域與頻域解交織模塊以及信道模塊，所述時(shí)域與頻域交織模塊和所述OFDM調(diào)制模塊依次相連并通過(guò)所述信道模塊與依次相連的所述OFDM解調(diào)模塊和所述時(shí)域與頻域解交織模塊相連，所述OFDM調(diào)制模塊包括一 IFFT模塊，所述OFDM解調(diào)包括一 FFT模塊，所述IFFT模塊通過(guò)所述FFT模塊實(shí)現(xiàn)，所述FFT模塊用于對(duì)FFT進(jìn)行分解，任意的基值用相應(yīng)的單模塊進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)基于任意點(diǎn)的FFT變換，節(jié)省了存儲(chǔ)器資源。所述FFT模塊的輸入數(shù)據(jù)的順序與輸出數(shù)據(jù)的順序相同，不需要進(jìn)行順序輸入逆序輸出。進(jìn)一步，將所述IFFT模塊的IFFT操作設(shè)計(jì)成所述時(shí)域與頻域交織模塊的交織模式，所述時(shí)域與頻域交織模塊的交織和所述IFFT模塊的IFFT同時(shí)執(zhí)行，所述時(shí)域與頻域交織模塊和所述IFFT模塊輸出的值相等，在實(shí)現(xiàn)中抵消，但在功能上存在。所述FFT模塊的 FFT和所述時(shí)域與頻域解交織模塊的解交織同時(shí)執(zhí)行。進(jìn)一步，所述FFT模塊包括存儲(chǔ)器模塊、蝶形運(yùn)算模塊以及乘法器，所述存儲(chǔ)器模塊包括多個(gè)隨機(jī)存儲(chǔ)器模塊，用于存儲(chǔ)需要計(jì)算的數(shù)據(jù)并緩存運(yùn)算結(jié)果、所述蝶形運(yùn)算模塊包括基于任意點(diǎn)的不同的蝶形運(yùn)算單元，按照算法選擇當(dāng)前使用的蝶形運(yùn)算單元、并根據(jù)所述當(dāng)前使用的蝶形運(yùn)算單元的模式生成相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)系數(shù)。向所述存儲(chǔ)器模塊的第一隨機(jī)存儲(chǔ)器模塊輸入所述需要計(jì)算的數(shù)據(jù)，所述第一隨機(jī)存儲(chǔ)器模塊收到所述需要計(jì)算的數(shù)據(jù)后向距離為所述需要計(jì)算的數(shù)據(jù)的值與運(yùn)算的基數(shù)的商的第一蝶形運(yùn)算單元輸出運(yùn)算基數(shù)，所述第一蝶形運(yùn)算單元根據(jù)所述運(yùn)算基數(shù)進(jìn)行蝶形運(yùn)算，并將運(yùn)算后的數(shù)據(jù)與相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)系數(shù)通過(guò)所述乘法器運(yùn)算后傳輸?shù)较乱淮鎯?chǔ)器模塊，中間運(yùn)算結(jié)果數(shù)據(jù)緩存到所述第一隨機(jī)存儲(chǔ)器模塊，如此循環(huán)計(jì)算。所述存儲(chǔ)器模塊中各隨即存儲(chǔ)器模塊的大小為各自運(yùn)算的基數(shù)減1后乘以各自需要計(jì)算的數(shù)據(jù)的值與各自運(yùn)算的基數(shù)的商所得的值。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，把現(xiàn)有的基于2的冪次方的FFT變換擴(kuò)展到任意點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)適用于任意點(diǎn)的IFFT/FFT，簡(jiǎn)化了 IFFT/FFT模塊本身和交織/解交織的資源消耗，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)資源，可以使用低成本的FPGA代替原來(lái)的高成本的FPGA，可以使用更少的SDRAM，這對(duì)于批量生產(chǎn)是有很大意義的。


圖1為本發(fā)明所述基于FFT的OFDM調(diào)制解調(diào)裝置的具體實(shí)施方式
結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明基于FFT的OFDM調(diào)制解調(diào)裝置的FFT變換得到radix-iO的旋轉(zhuǎn)系數(shù)與基于radix-iO的蝴蝶算法的實(shí)現(xiàn)的原理示意圖。圖3為本發(fā)明基于FFT的OFDM調(diào)制解調(diào)裝置的FFT變換得到radix-il的旋轉(zhuǎn)系數(shù)與基于radix-il的蝴蝶算法的實(shí)現(xiàn)的原理示意圖。圖4為本發(fā)明基于FFT的OFDM調(diào)制解調(diào)裝置的一實(shí)施例的FFT模塊的具體實(shí)施方式
的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提供的基于FFT的OFDM調(diào)制解調(diào)裝置的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)說(shuō)明。圖1為本發(fā)明基于FFT的OFDM調(diào)制解調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，包括數(shù)據(jù)擾碼模塊Mil、糾錯(cuò)編碼模塊M12、時(shí)域與頻域交織模塊M13、OFDM調(diào)制模塊M14、OFDM解調(diào)模塊M15、 時(shí)域與頻域解交織模塊M16、糾錯(cuò)解碼模塊M17、解擾碼M18以及信道模塊M10。數(shù)據(jù)信元經(jīng)由發(fā)射機(jī)中的數(shù)據(jù)擾碼模塊Mil、糾錯(cuò)編碼模塊M12、時(shí)域與頻域交織模塊M13編碼交織后輸入到OFDM調(diào)制模塊M14，OFDM調(diào)制模塊M14進(jìn)一步包括一 IFFT模塊。交織后的信號(hào)經(jīng)過(guò)IFFT變換后，將輸入數(shù)據(jù)信元調(diào)制到多個(gè)正交子載波上，經(jīng)過(guò)信道模塊MlO發(fā)射到接收機(jī)。接收機(jī)接收端接收到的信號(hào)是時(shí)域信號(hào)，所述時(shí)域信號(hào)經(jīng)過(guò)OFDM 解調(diào)模塊M15解調(diào)后，再通過(guò)時(shí)域與頻域解交織模塊M16、解信號(hào)映射模塊M17、信號(hào)解碼模塊M18從正交載波矢量中還原出原始數(shù)據(jù)信元。所述OFDM解調(diào)模塊M15進(jìn)一步包括一 FFT 模塊，所述FFT模塊可以采用附圖4中所示的FFT結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。所述IFFT模塊采用所述FFT 模塊實(shí)現(xiàn)，所述FFT模塊用于對(duì)FFT進(jìn)行分解，任意的基值用相應(yīng)的單模塊進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)基于任意點(diǎn)的FFT變換，節(jié)省了存儲(chǔ)器模塊資源。根據(jù)逆序與交織之間的關(guān)系，將逆序的操作設(shè)計(jì)成一種交織或解交織的方式，把FFT的逆序?qū)?yīng)的交織模式所對(duì)應(yīng)的解交織當(dāng)成是系統(tǒng)的交織方法，使得在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)交織和逆序輸出的值相等，在實(shí)現(xiàn)中抵消，但在功能上存在的目的，巧妙的節(jié)省了兩部分的資源，可以使用較低成本的FPGA和使用較少的 SDRAM。圖2為本發(fā)明基于FFT的OFDM調(diào)制解調(diào)裝置的FFT變換得到radix-iO的旋轉(zhuǎn)系數(shù)與基于radix-iO的蝴蝶算法的實(shí)現(xiàn)的原理示意圖。N點(diǎn)的FFT算法描述
權(quán)利要求
1.一種基于FFT的OFDM調(diào)制解調(diào)裝置，其特征在于，包括在發(fā)射機(jī)中用于形成OFDM符號(hào)的時(shí)域與頻域交織模塊、OFDM調(diào)制模塊、在接收機(jī)中用于對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行頻域處理的相應(yīng)的OFDM解調(diào)模塊、時(shí)域與頻域解交織模塊以及信道模塊，所述時(shí)域與頻域交織模塊和所述OFDM調(diào)制模塊依次相連并通過(guò)所述信道模塊與依次相連的所述OFDM解調(diào)模塊和所述時(shí)域與頻域解交織模塊相連，所述OFDM調(diào)制模塊包括一 IFFT模塊，所述OFDM解調(diào)包括一 FFT模塊，所述IFFT模塊通過(guò)所述FFT模塊實(shí)現(xiàn)，所述FFT模塊用于對(duì)FFT進(jìn)行分解，任意的基值用相應(yīng)的單模塊進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)基于任意點(diǎn)的FFT變換，節(jié)省了存儲(chǔ)器資源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FFT的OFDM調(diào)制解調(diào)裝置，其特征在于，所述FFT模塊的輸入數(shù)據(jù)的順序與輸出數(shù)據(jù)的順序相同，不需要進(jìn)行順序輸入逆序輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FFT的OFDM調(diào)制解調(diào)裝置，其特征在于，將所述IFFT模塊的IFFT操作設(shè)計(jì)成所述時(shí)域與頻域交織模塊的交織模式，所述時(shí)域與頻域交織模塊的交織和所述IFFT模塊的IFFT同時(shí)執(zhí)行，所述時(shí)域與頻域交織模塊和所述IFFT模塊輸出的值相等，在實(shí)現(xiàn)中抵消，但在功能上存在。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于FFT的OFDM調(diào)制解調(diào)裝置，其特征在于，所述FFT模塊的FFT和所述時(shí)域與頻域解交織模塊的解交織同時(shí)執(zhí)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FFT的OFDM調(diào)制解調(diào)裝置，其特征在于，所述FFT模塊進(jìn)一步包括存儲(chǔ)器模塊、蝶形運(yùn)算模塊以及乘法器，所述存儲(chǔ)器模塊包括多個(gè)隨機(jī)存儲(chǔ)器模塊，用于存儲(chǔ)需要計(jì)算的數(shù)據(jù)并緩存運(yùn)算結(jié)果、所述蝶形運(yùn)算模塊包括基于任意點(diǎn)的不同的蝶形運(yùn)算單元，按照算法選擇當(dāng)前使用的蝶形運(yùn)算單元、并根據(jù)所述當(dāng)前使用的蝶形運(yùn)算單元的模式生成相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)系數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于FFT的OFDM調(diào)制解調(diào)裝置，其特征在于，向所述存儲(chǔ)器模塊的第一隨機(jī)存儲(chǔ)器模塊輸入所述需要計(jì)算的數(shù)據(jù)，所述第一隨機(jī)存儲(chǔ)器模塊收到所述需要計(jì)算的數(shù)據(jù)后向距離為所述需要計(jì)算的數(shù)據(jù)的值與運(yùn)算的基數(shù)的商的第一蝶形運(yùn)算單元輸出運(yùn)算基數(shù)，所述第一蝶形運(yùn)算單元根據(jù)所述運(yùn)算基數(shù)進(jìn)行蝶形運(yùn)算，并將運(yùn)算后的數(shù)據(jù)與相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)系數(shù)通過(guò)所述乘法器運(yùn)算后傳輸?shù)较乱淮鎯?chǔ)器模塊，中間運(yùn)算結(jié)果數(shù)據(jù)緩存到所述第一隨機(jī)存儲(chǔ)器模塊。
全文摘要
一種基于FFT的OFDM調(diào)制解調(diào)裝置，包括在發(fā)射機(jī)中用于形成OFDM符號(hào)的時(shí)域與頻域交織模塊、OFDM調(diào)制模塊、在接收機(jī)中用于對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行頻域處理的相應(yīng)的OFDM解調(diào)模塊、時(shí)域與頻域解交織模塊以及信道模塊，所述OFDM調(diào)制模塊包括一IFFT模塊，所述OFDM解調(diào)包括一FFT模塊，所述IFFT模塊通過(guò)所述FFT模塊實(shí)現(xiàn)，所述FFT模塊用于對(duì)FFT進(jìn)行分解，任意的基值用相應(yīng)的單模塊進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)基于任意點(diǎn)的FFT變換，且不需要進(jìn)行順序輸入逆序輸出，節(jié)省了存儲(chǔ)器資源。
文檔編號(hào)H04L27/26GK102333061SQ20111030863
公開(kāi)日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月12日
發(fā)明者何海波, 宋燦, 徐文波, 楊娟, 高亮 申請(qǐng)人:上海屹太電子科技有限公司