一種支持多模式的并行fft信號處理器及方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種支持多模式的并行FFT信號處理器，包括：1個多路分集模塊，基于按時間抽選的基-2P?FFT算法，將每路輸入數(shù)據(jù)流平均分組并輸出；2K個FFT變換模塊，對連接到其輸入端子的數(shù)據(jù)流做FFT變換；1個FFT數(shù)據(jù)后處理模塊，基于按時間抽選的基-2P?FFT算法，將每路輸入數(shù)據(jù)流的FFT變換結(jié)果在頻域分組并行輸出。本發(fā)明還提出一種支持多模式的并行FFT信號處理方法。本發(fā)明在完全匹配了通信系統(tǒng)的最大等效帶寬數(shù)據(jù)處理總能力的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了對通信系統(tǒng)的多模式FFT處理的兼容。
【專利說明】一種支持多模式的并行FFT信號處理器及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，尤其涉及一種支持多模式的并行FFT信號處理器及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]快速傅立葉變換(FFT)的用途廣泛，尤其隨著移動通信的高速發(fā)展，一方面對FFT的處理速度要求越來越高，另一方面不同制式(比如SISO和ΜΜ0)，不同帶寬(比如5MHz、IOMHz或者20MHz)的通信系統(tǒng)對FFT處理器的適應(yīng)性要求越來越廣。通信系統(tǒng)的基帶通信處理能力實際取決于其等效最大通信帶寬的數(shù)據(jù)處理總能力，比如10MHz2X2的MMO系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理能力基本等效于20MHz的SISO系統(tǒng)。如何利用有限的計算資源，在系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理總能力限定的情況下，提供對盡可能多的通信模式的支持，是一個值得研究的問題。FFT作為通信基帶處理的重要步驟，如何與系統(tǒng)后續(xù)處理總能力相匹配，也是值得研究的問題。
[0003]目前常用的FFT實現(xiàn)有以下幾種方式:
[0004]方法一:單數(shù)據(jù)流串行FFT，按照系統(tǒng)要求的處理單元的最大FFT點數(shù)2N設(shè)計，可以兼容2K的FFT，K為小于N的自然數(shù)，以適應(yīng)不同帶寬系統(tǒng)的要求。FFT內(nèi)部緩存器深度要求至少為2Ν-1，另外還需要有數(shù)據(jù)輸入緩存和數(shù)據(jù)輸出緩存。該方法通常適用于SISO系統(tǒng)，能匹配系統(tǒng)最大等效通信帶寬。該方法也可以通過提高計算頻率，采用分時復(fù)用的方法來適應(yīng)MIMO系統(tǒng)，但是由于更高的計算頻率要求而使得硬件設(shè)計難度加大，導(dǎo)致需要更多的實現(xiàn)資源和更先進(jìn)的實現(xiàn)工藝技術(shù)。并且各需要MX 2Ν深度的數(shù)據(jù)輸入緩存和數(shù)據(jù)輸出緩存。
[0005]方法二:多數(shù)據(jù)流并行FFT，按照系統(tǒng)要求的每路處理單元的最大FFT點數(shù)2Ν設(shè)計，可以兼容2Κ的FFT，K為小于N的自然數(shù)，以適應(yīng)不同帶寬系統(tǒng)的要求，M個數(shù)據(jù)流并發(fā)同時處理。FFT內(nèi)部緩存器深度要求至少為(2Ν-1) ΧΜ。另外還需要有數(shù)據(jù)輸入緩存和數(shù)據(jù)輸出緩存。該方法通常適用于MMO系統(tǒng)，實現(xiàn)資源代價大，需要兼容SISO系統(tǒng)時，只有單路FFT處理單元使用，資源利用不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述不足，本發(fā)明提出了一種改進(jìn)的并行FFT信號處理器，通過對輸入的采樣數(shù)據(jù)做分解或組合，實現(xiàn)了對通信系統(tǒng)的多模式兼容，可以支持點數(shù)最大為MX 2ν的FFT對應(yīng)帶寬的SIS0-0FDM系統(tǒng)，以及最大M路的MMO-OFDM系統(tǒng)，完全匹配了通信系統(tǒng)的最大等效帶寬數(shù)據(jù)處理總能力(2Ν為每路FFT處理單元的最大FFT點數(shù)設(shè)計，M為可以輸入的最大路數(shù)設(shè)計)。
[0007]本發(fā)明提出的FFT信號處理器如圖1所示，包括以下部分:
[0008]I個多路分集模塊，具有L個輸入端子和2Κ個輸出端子，每個輸入端子接收I路或多路輸入數(shù)據(jù)流(Μ路數(shù)據(jù)流可以采用分時復(fù)用輸入端子的方式，從小于M個的輸入端子輸入)，該多路分集模塊基于按時間抽選的基_2Ρ FFT算法，將每路輸入數(shù)據(jù)流平均分組并輸出，每個輸出端子連接一個FFT變換模塊，其中K > 1，P > I ;
[0009]2K個FFT變換模塊，每個FFT變換模塊對連接到其輸入端子的數(shù)據(jù)流做FFT變換，輸出端子連接到FFT數(shù)據(jù)后處理模塊；
[0010]I個FFT數(shù)據(jù)后處理模塊，具有2Κ輸入端子和2Κ個輸出端子，每個輸入端子連接I個FFT變換模塊的輸出端子，所述FFT數(shù)據(jù)后處理模炔基于按時間抽選的基-2P FFT算法，對接收到的2Κ路FFT數(shù)據(jù)流進(jìn)行調(diào)整，將每路輸入數(shù)據(jù)流的FFT變換結(jié)果在頻域分組并行輸出。
[0011]優(yōu)選的，所述2Κ個FFT變換模塊，每個都具有基-2^的單路延遲反饋的架構(gòu)，J > I。
[0012]優(yōu)選的，所述FFT變換模塊，根據(jù)輸入數(shù)據(jù)的有效性，對FFT變換進(jìn)行時鐘控制。例如，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)源產(chǎn)生數(shù)據(jù)的速率低于FFT變換模塊時鐘時，會出現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)不連續(xù)的情況，輸入數(shù)據(jù)源會提供數(shù)據(jù)有效信號的指示，F(xiàn)FT變換模塊可以根據(jù)該數(shù)據(jù)有效信號指示來啟動或停止FFT變換處理，以達(dá)到降低功耗的目的。
[0013]本發(fā)明還提出了一種支持多模式的并行FFT信號處理方法，輸入數(shù)據(jù)流為M路，所述FFT的并行路數(shù)為2Κ路，K≥1，所述方法包括以下步驟:
[0014]首先進(jìn)行多路分集:基于按時間抽選的基_2Ρ FFT算法，將每路輸入數(shù)據(jù)流平均分組，并行輸出分組后得到的2Κ路分組數(shù)據(jù)流，其中，P≥I ；
[0015]然后進(jìn)行FFT變換:對2Κ路分組數(shù)據(jù)流并行執(zhí)行2Κ路FFT變換，并行輸出2Κ路FFT數(shù)據(jù)流；
[0016]最后進(jìn)行FFT后處理:基于按時間抽選的基-2P FFT算法，對2Κ路FFT數(shù)據(jù)流進(jìn)行調(diào)整，將每路輸入數(shù)據(jù)流的FFT變換結(jié)果在頻域連續(xù)分組，并行輸出。
[0017]優(yōu)選的，所述2Κ路FFT變換，每路都采用基-2Τ的單路延遲反饋算法，其中J > I。還可以根據(jù)輸入數(shù)據(jù)的有效性，對FFT變換進(jìn)行時鐘控制。
[0018]上述按時間抽選(DIT)的基-2Ρ (P ^ DFFT算法原理如下:
[0019]對于序列X (η)，0≤η≤Ν-1，其N點DFT計算式為:
[0020]
【權(quán)利要求】
1.一種支持多模式的并行FFT信號處理器，輸入數(shù)據(jù)流為M路，其特征在于，所述信號處理器包括: I個多路分集模塊，具有L個輸入端子和2K個輸出端子，每個輸入端子接收I路或多路輸入數(shù)據(jù)流，該多路分集模炔基于按時間抽選的基_2PFFT算法，將每路輸入數(shù)據(jù)流平均分組并輸出，每個輸出端子連接一個FFT變換模塊，其中K≥1，P≥I ; 2K個FFT變換模塊，每個FFT變換模塊對連接到其輸入端子的數(shù)據(jù)流做FFT變換，輸出端子連接到FFT數(shù)據(jù)后處理模塊； I個FFT數(shù)據(jù)后處理模塊，具有2Κ輸入端子和2Κ個輸出端子，每個輸入端子連接I個FFT變換模塊的輸出端子，所述FFT數(shù)據(jù)后處理模炔基于按時間抽選的基-2P FFT算法，將每路輸入數(shù)據(jù)流的FFT變換結(jié)果在頻域分組并行輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理器，其特征在于，所述2Κ個FFT變換模塊，每個都具有基-2^的單路延遲反饋的架構(gòu)，J≥I。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理器，其特征在于，所述FFT變換模塊，根據(jù)輸入數(shù)據(jù)的有效性，對FFT變換進(jìn)行時鐘控制。
4.一種支持多模式的并行FFT信號處理方法，輸入數(shù)據(jù)流為M路，所述FFT的并行路數(shù)為2Κ路，KS 1，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 首先進(jìn)行多路分集:基于按時間抽選的基_2Ρ FFT算法，將每路輸入數(shù)據(jù)流平均分組，并行輸出分組得到的2Κ路分組數(shù)據(jù)流，其中，P≥I ； 然后進(jìn)行FFT變換:對2Κ路分組數(shù)據(jù)流并行執(zhí)行2Κ路FFT變換，并行輸出2Κ路FFT數(shù)據(jù)流； 最后進(jìn)行FFT后處理:基于按時間抽選的基-2P FFT算法，對2Κ路FFT數(shù)據(jù)流進(jìn)行調(diào)整，將每路輸入數(shù)據(jù)流的FFT變換結(jié)果在頻域分組并行輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述2Κ路FFT變換，每路都采用基-Y的單路延遲反饋算法，其中J≥I。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，根據(jù)輸入數(shù)據(jù)的有效性，對FFT變換進(jìn)行時鐘控制。
【文檔編號】H04L25/02GK103634241SQ201210309398
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月28日
【發(fā)明者】王松 申請人:北京信威通信技術(shù)股份有限公司