CN101378373A - 一种多载波数据处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多载波数据处理方法，在该方法中，将待处理数据划分为奇频点信号和偶频点信号，并确定信号轮换顺序；按照所确定的轮换顺序，轮流对奇频点信号和偶频点信号进行限幅和滤波处理，将得到的奇频点处理结果和偶频点处理结果合并，作为数据处理结果。本发明还提供一种多载波数据处理装置。本发明的技术方案能够有效地降低多载波数据处理过程中的计算复杂度。

Description

一种多载波数据处理方法及装置

技术领域

本发明涉及多载波技术，尤其涉及一种多载波数据处理方法及装置。

背景技术

近年来，随着无线通信技术的不断发展和成熟，多载波技术由于所具有的抗多径能力强、数据传输率大、资源分配灵活等优点，而受到广泛关注，并将成为继码分多址(CDMA)之后的又一核心技术。

多载波技术的核心思想在于:在频域内将给定的信道分成若干个独立的子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，并且各子载波并行传输。可见，多载波信号由一系列子信道信号在时域累加后而重叠起来，这样会在某些时刻出现较大的尖峰脉冲，很容易造成较大的峰平比(PAPR，Peak-to-average-power ratio)，即信号的最大峰值功率与平均功率之比较大。由于现有的功率放大器无法对频率范围较大的信号进行线性放大，因此存在较高PAPR的信号在通过功率放大器时会产生较大的频谱扩展和严重的带内失真，造成子信道间的相互干扰，从而影响OFDM系统的性能。

为了降低PAPR，通常在通过天线执行发送操作之前，对待发送的多载波数据进行重复限幅滤波处理。图1示出了现有的多载波数据处理的方法流程图。参见图1，该方法包括:

在步骤101中，对待处理数据进行快速傅立叶逆变换(IFFT)，得到时域中的待处理数据。

假设待处理数据包含N个信号点，即S＝{S₀，S₁，...，S_N-1}，本步骤在对S进行N阶的IFFT处理后，得到的时域中的待处理数据为: $s={\mathrm{IFFT}}_N\left(S\right)=\frac{1}{\sqrt{N}}\underset{n=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{S}_n\exp \left(j\frac{2\mathrm{\πnk}}{N}\right),$ 0≤k≤N-1。

在步骤102中，对时域中的待处理数据进行限幅和滤波处理。

考虑到目前的放大器只能对有限幅度内的信号进行线性放大，因此需要通过限幅处理来消除位于有效幅度以外的信号。但是，限幅处理会造成带外噪声，因此还要对限幅结果进行滤波处理，以抑制带外噪声。本步骤中可以使用时域滤波器执行滤波操作。

以上的两个步骤可以被看作为数据处理过程中的一次迭代。

在步骤103中，判断达到预先设置的迭代次数，如果是，则结束本数据处理流程；否则，返回执行步骤101。

当然，也可以采用频域滤波器，此时需要在步骤102中先对限幅结果进行快速傅立叶变换(FFT)，转换为频域信号后，执行频域滤波，然后再在本步骤中达到预先设置的迭代次数之后，通过IFFT变换将滤波结果转换为时域信号。

无论是时域滤波还是频域滤波均有可能会使得原本处于有效幅度范围内的限幅结果中再出现幅度较大的尖峰脉冲，因此需要重复执行上述的迭代，以便消除这些尖峰脉冲，从而降低系统的PAPR。

至此，完成现有的多载波数据的处理流程。

从上述流程可见，现有的多载波数据处理过程中，每一次迭代都要执行对待处理数据中的全部信号点的处理，其中包括一次N阶的IFFT变换以及N点的限幅滤波，N为待处理数据所包含的信号点个数。这样，一方面，当信号点较多的情况下，IFFT变换和限幅滤波的计算复杂度较高；另一方面，为了降低PAPR的需要，通常要执行多次迭代，例如L次，那么一次完整的多载波数据处理过程中仅IFFT的计算复杂度就会达到L个N阶IFFT变换复杂度之和，即计算复杂度很大。并且，在采用频域滤波器的情况下，还需要进行FFT变换以及再次IFFT变换，此时的计算复杂度更高。

发明内容

本发明提供一种多载波数据处理方法，能够降低计算复杂度。

在本发明的多载波数据处理方法中，包括以下步骤:

将待处理数据划分为奇频点信号和偶频点信号，并确定信号轮换顺序；

按照所确定的轮换顺序，轮流对奇频点信号和偶频点信号进行限幅和滤波处理，将得到的奇频点处理结果和偶频点处理结果合并，作为数据处理结果。

其中，所述轮流对奇频点信号和偶频点信号进行限幅和滤波处理为:

B1.判断本次迭代是否为奇数次迭代，如果是，则执行步骤B2；否则，执行步骤B3；

B2.根据所述信号轮换顺序确定本次迭代和下次迭代对应的信号，对所确定的信号进行快速傅立叶逆变换IFFT，利用本次迭代和下次迭代的IFFT变换结果得到本次迭代的限幅结果，并继续执行步骤B4；

B3.利用本次迭代对应信号的IFFT变换结果和上次迭代得到的限幅滤波结果，得到本次迭代的限幅结果，并继续执行步骤B4；

B4.对本次迭代的限幅结果进行滤波处理，判断是否达到预先设置的最大迭代次数，如果是，则执行所述将得到的奇频点处理结果和偶频点处理结果合并；否则，转向下一次迭代，并返回执行步骤B1。

其中，其特征在于，所述信号轮换顺序为奇数次迭代处理奇频点信号、偶数次迭代处理偶频点信号；

步骤B2所述利用本次迭代和下次迭代的IFFT变换结果得到本次迭代的限幅结果为:设本次迭代为第i次迭代，i为大于等于1的正整数，依照公式 $|x_{i+1}+f({\tilde{x}}_i,x_{i+1})|\≤T_h$ 确定本次迭代的限幅结果，其中，

为本次迭代的限幅结果，x_i+1为下次迭代对应信号的IFFT变换结果，函数

T_h为预先设置的限幅门限；

步骤B3所述利用本次迭代对应信号的IFFT变换结果和上次迭代得到的限幅滤波结果，得到本次迭代的限幅结果为:依照公式 $|{\tilde{x}}_i+f({\widetilde{x\′}}_{i-1},x_i)|\≤T_h$ 确定本次迭代的限幅结果，其中，为本次迭代的限幅结果，x_i为本次迭代对应信号的IFFT变换结果，

为上次迭代的限幅滤波结果。

其中，所述信号轮换顺序为奇数次迭代处理偶频点信号、偶数次迭代处理奇频点信号；

步骤B2所述利用本次迭代和下次迭代的IFFT变换结果得到本次迭代的限幅结果为:设本次迭代为第i次迭代，i为大于等于1的正整数，依照公式 $|{\tilde{x}}_i+f(x_{i+1},x_i)|\≤T_h$ 确定本次迭代的限幅结果，其中，x_i为本次迭代对应信号的IFFT变换结果，为本次迭代的限幅结果，x_i+1为下次迭代对应信号的IFFT变换结果，函数

T_h为预先设置的限幅门限；

步骤B3所述利用本次迭代对应信号的IFFT变换结果和上次迭代得到的限幅滤波结果，得到本次迭代的限幅结果为:依照公式 $|{\tilde{x}\′}_{i-1}+f({\tilde{x}}_i,{\tilde{x}\′}_{i-1})|\≤T_h$ 确定本次迭代的限幅结果，其中，

为本次迭代的限幅结果，

为上次迭代得到的限幅滤波结果。

其中，所述将得到的奇频点处理结果和偶频点处理结果合并为:

对奇频点信号的限幅滤波结果进行周期拓展处理和符号转置处理，对偶频点信号的限幅滤波结果进行周期拓展处理，再将处理后的奇频点信号和偶频点信号进行叠加。

其中，所述进行限幅和滤波处理之间，进一步包括:对限幅结果进行快速傅立叶变换FFT处理；

所述将得到的奇频点处理结果和偶频点处理结果合并，作为数据处理结果之前，进一步包括:对奇频点处理结果和偶频点处理结果进行IFFT变换。

本发明还提供一种多载波数据处理装置，能够降低计算复杂度。

本发明中的多载波数据处理装置包括:控制模块、限幅滤波模块以及合并模块，其中，

所述控制模块将待处理数据划分为奇频点信号和偶频点信号，并确定奇频点信号和偶频点信号的轮换顺序；

所述限幅滤波模块按照所述控制模块确定的轮换顺序，轮流对奇频点信号和偶频点信号进行限幅滤波处理，并将得到的奇频点处理结果和偶频点处理结果传送给合并模块；

所述合并模块将得到的奇频点处理结果和偶频点处理结果合并，作为待处理数据的处理结果。

较佳地，所述限幅滤波模块包括:存储子模块、快速傅立叶逆变换IFFT子模块、限幅子模块、滤波子模块和计数器，其中，

所述存储子模块接收来自于控制模块的奇频点信号和偶频点信号以及轮换顺序信息，保存每次迭代的对应信号及其IFFT变换结果以及限幅滤波结果，并保存预先设置的最大迭代次数；

所述IFFT子模块接收计数器发出的迭代次数值，在接收到的迭代次数值为奇数时，从存储子模块中读取本次迭代和下次迭代的对应信号，对读取到的信号进行IFFT变换，并将IFFT变换结果传送给存储子模块；

限幅子模块接收计数器发出的迭代次数值，在接收到的迭代次数值，根据该迭代次数值确定从存储子模块中读取的信号，并对读取到的信号进行限幅处理，并将限幅结果传送给滤波子模块；

所述滤波子模块对限幅结果进行滤波处理，将限幅滤波结果传送给存储子模块，并发出本次迭代完成的通知；

所述计数器从存储子模块中读取预先设置的最大迭代次数，对迭代次数进行计数，接收表示本次迭代完成的通知，在达到最大迭代次数时，通知合并模块执行合并操作。

较佳地，所述合并模块包括:拓展转置子模块和叠加子模块，其中，

所述拓展转置子模块在所述限幅滤波模块的通知下，对奇频点信号的限幅滤波结果进行周期拓展处理和符号转置处理，对偶频点信号的限幅滤波结果进行周期拓展处理，并将得到的结果传送给叠加子模块；

所述叠加子模块接收经过周期拓展处理和符号转置处理的奇频点信号以及经过周期拓展处理的偶频点信号，并将该奇频点信号和偶频点信号叠加成数据处理结果。

较佳地，所述限幅滤波模块进一步包括快速傅立叶变换FFT子模块，对所述限幅子模块得到的限幅结果进行FFT变换，并将变换后的限幅结果传送给滤波子模块；

所述合并模块包括:第二IFFT子模块、拓展转置子模块和叠加子模块，其中，所述第二IFFT子模块在限幅滤波模块的通知下，对本次迭代和上次迭代的限幅滤波结果进行IFFT转换，并将转换结果发送给拓展转置子模块；拓展转置子模块对接收到的转换结果中的奇频点信号进行周期拓展处理和符号转置处理，对其中的偶频点信号进行周期拓展处理，并将得到的结果传送给叠加子模块；叠加子模块接收经过周期拓展处理和符号转置处理的奇频点信号以及经过周期拓展处理的偶频点信号，并将该奇频点信号和偶频点信号叠加成数据处理结果。

应用本发明，能够有效地降低多载波数据处理的计算复杂度。具体而言，本发明在多载波数据处理的执行过程中，轮流对奇频点信号和偶频点信号进行限幅滤波处理，即每次迭代只需针对奇频点信号或者偶频点信号。由于信号点的数目会直接影响数据处理过程的复杂程度，因此信号点的减少使得计算复杂度大大降低。

在具体实现过程中，本发明可以在偶数次迭代时不执行IFFT变换，而是在奇数次迭代中执行奇频点信号和偶频点信号的IFFT变换，即两次N/2阶的IFFT变换。平均下来，在L次迭代中，IFFT变换的计算复杂度约为L个N/2阶IFFT变换的计算复杂度之和，与现有技术中L个N阶IFFT变换的计算复杂度之和相比，因此，本发明中的计算复杂度降低了近似一半。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中:

图1为现有多载波数据处理方法的流程图；

图2为本发明多载波数据处理方法的示例性流程图；

图3为本发明多载波数据处理装置的示例性结构图；

图4为本发明实施例1中多载波数据处理方法的流程图；

图5为本发明实施例1中多载波数据处理装置的结构示意图；

图6为本发明实施例2中多载波数据处理方法的流程图；

图7为本发明实施例2中多载波数据处理装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明做进一步的详细说明。

本发明在进行多载波数据处理时，将待处理数据分为偶频点信号和奇频点信号，并且轮流对偶频点信号和奇频点信号进行限幅滤波。

图2为本发明中多载波数据处理方法的示例性流程图。参见图2，该方法包括:

在步骤201中，将待处理数据划分为奇频点信号和偶频点信号，并确定奇频点信号和偶频点信号的轮换顺序。

在步骤202中，按照所确定的轮换顺序，轮流对奇频点信号和偶频点信号进行限幅滤波处理；

在步骤203中，将得到的奇频点处理结果和偶频点处理结果合并，作为待处理数据的处理结果。

从上述流程可见，本发明在数据处理过程中轮流对奇频点信号和偶频点信号进行限幅滤波处理，即每次迭代只需针对奇频点信号或者偶频点信号。假设待处理数据中存在N个信号点，么本发明中每次迭代只处理N/2个信号点，与现有的多载波数据处理过程相比，本发明中的计算复杂度降低了一半。

图3示出了用于执行上述流程的本发明多载波数据处理装置的示例性结构图。参见图3，该装置包括:控制模块、限幅滤波模块以及合并模块。在这些模块中，控制模块将待处理数据划分为奇频点信号和偶频点信号，并确定奇频点信号和偶频点信号的轮换顺序；限幅滤波模块按照控制模块所确定的轮换顺序，轮流对奇频点信号和偶频点信号进行限幅滤波处理，并将得到的奇频点处理结果和偶频点处理结果传送给合并模块；合并模块将得到的奇频点处理结果和偶频点处理结果合并，作为待处理数据的处理结果。

下面通过具体的实施例来详细说明本发明中的多载波数据处理方法。

实施例1

本实施例中，待处理数据是经过调制处理的多载波数据，这里的调制方式可以是16正交幅度调制(QAM)、四相移键控(QPSK)等；并且，本实施例中采用的滤波器是时域滤波器。

图4示出了本实施例中多载波数据处理方法的流程图。参见图4，该方法包括:

在步骤401中，将待处理数据划分为奇频点信号和偶频点信号，并确定信号轮换顺序。

假设待处理数据为X＝{X₀，X₁，...，X_N-1}，其中N为大于1的正整数。本步骤在进行信号划分时，将处于奇数位置的信号点提取出来组成奇频点，并且将处于偶数位置的信号点提取出来组成偶频点。经过信号划分后的奇频点可以表示为:X^od＝{X₁，X₃，X₅，...，X_N-1}，偶频点可以表示为:X^ev＝{X₀，X₂，X₄，...，X_N-2}。

这里的信号轮换顺序是指奇频点信号和偶频点信号的处理顺序，并且确定信号轮换顺序的原则是:相邻两次迭代处理的信号不同。根据这一原则，可以将信号轮换顺序确定为奇数次迭代处理奇频点信号、偶数次迭代处理偶频点信号，或者奇数次迭代处理偶频点信号、偶数次迭代处理奇频点信号。并且，这里确定信号轮换顺序的操作与划分待处理数据的操作之间不存在先后顺序。

在步骤402中，判断本次迭代是否为奇数次迭代，如果是，则执行步骤403；否则，执行步骤405。

在步骤403～404中，根据信号轮换顺序确定本次迭代和下次迭代对应的信号，对所确定的信号进行IFFT变换，并利用本次迭代和下次迭代的IFFT变换结果得到本次迭代的限幅结果，而后执行步骤406。

假设本次迭代为第i次迭代，i为大于等于1的正整数。当i＝1或2时，本次迭代对应的信号为步骤401中划分出来的奇频点信号或偶频点信号；当i大于2时，本次迭代对应的信号为第(i-2)次迭代中经过限幅滤波后的奇频点信号或者偶频点信号。

由于在限幅处理过程中既需要奇频点信号的IFFT变换结果，又需要偶频点的IFFT变换结果，因此在奇数次迭代中对奇频点信号和偶频点信号均进行IFFT变换。经过IFFT变换后，本次迭代和下次迭代对应的信号由频域信号转换为时域信号。

当信号轮换顺序为奇数次迭代处理奇频点信号、偶数次迭代处理偶频点信号时，依照下述公式(1)获得本次迭代的限幅结果

$|x_{i+1}+f({\tilde{x}}_i,x_{i+1})|\≤T_h$                                          公式(1)

在公式(1)中，

为本次迭代的限幅结果，x_i+1为下次迭代对应信号的IFFT变换结果，函数 $f(x,y)=\left\{\begin{array}{cc}x& \mathrm{if}|y+x|\≥|y-x|\\ -x& \mathrm{else}\end{array}\right.,$ T_h为预先设置的限幅门限。在本次迭代为奇数次迭代的情况下，本次迭代的限幅结果对应的信号类型是奇频点，而下次迭代的对应信号的IFFT变换结果对应的信号类型是偶频点。

当信号轮换顺序为奇数次迭代处理偶频点信号、偶数次迭代处理奇频点信号时，依照下述公式(2)获得本次迭代的限幅结果

$|{\tilde{x}}_i+f(x_{i+1},x_i)|\≤T_h$                                      公式(2)

在公式(2)中，x_i为本次迭代对应信号的IFFT变换结果，

为本次迭代的限幅结果，x_i+1为下次迭代对应信号的IFFT变换结果，函数f(x，y)与公式(1)中的相同，T_h为预先设置的限幅门限。在本次迭代为偶数次迭代的情况下，本次迭代的限幅结果对应的信号类型是偶频点，而下次迭代对应信号的IFFT变换结果对应的信号类型是奇频点。

在步骤405中，利用本次迭代对应信号的IFFT变换结果和上次迭代得到的限幅滤波结果，得到本次迭代的限幅结果，并继续执行步骤406。

在本次迭代为偶数次迭代时，限幅处理过程中需要使用到上次迭代中得到的限幅滤波结果。

具体来说，当信号轮换顺序为奇数次迭代处理奇频点信号、偶数次迭代处理偶频点信号时，依照下述公式(3)获得本次迭代的限幅结果

$|{\tilde{x}}_i+f({\widetilde{x\′}}_{i-1},x_i)|\≤T_h$                                         公式(3)

在公式(3)中，

为本次迭代的限幅结果，x_i为本次迭代对应信号的IFFT变换结果，

为上次迭代的限幅滤波结果，函数f(x，y)和T_h与公式(1)中的相同。在本次迭代为偶数次迭代的情况下，本次迭代的限幅结果对应的信号类型是偶频点，而上次迭代的限幅滤波结果对应的信号类型是奇频点。

当信号轮换顺序为奇数次迭代处理偶频点信号、偶数次迭代处理奇频点信号时，依照下述公式(4)获得本次迭代的限幅结果

$|{\tilde{x}\′}_{i-1}+f({\tilde{x}}_i,{\tilde{x}\′}_{i-1})|\≤T_h$                                   公式(4)

在公式(4)中，

为本次迭代的限幅结果，

为上次迭代得到的限幅滤波结果，函数f(x，y)和T_h与公式(1)中的相同。在本次迭代为偶数次迭代的情况下，本次迭代的限幅结果对应的信号类型是奇频点，而上次迭代的限幅滤波结果对应的信号类型是偶频点。

上述步骤403、404和405是限幅处理过程，总的原则是:对奇频点信号限幅时考虑偶频点信号；对偶频点信号限幅时考虑奇频点信号。

在步骤406中，对本次迭代的限幅结果进行滤波处理。

由于本实施例中采用的是时域滤波器，而本次迭代的限幅结果属于时域信号，因此可以直接对该限幅结果进行带通滤波，从而得到本次迭代的限幅滤波结果

在步骤407～409中，判断是否达到预先设置的最大迭代次数，如果是，则将本次迭代和上次迭代的滤波结果合并为数据处理结果；否则，转向下一次迭代，并返回执行步骤402。

在达到最大迭代次数的情况下，可以结束对待处理数据的处理。由于待处理数据的长度等于奇频点信号长度与偶频点信号长度之和，因此，在结束迭代后需要将最新的奇频点信号对应的滤波结果与偶频点信号对应的滤波结果相合并，获得完整的数据处理结果。为了能够使得这里合并的结果等同于现有技术中每次迭代均处理全部信号得到的结果，那么在进行合并时，首先对奇频点信号的限幅滤波结果进行周期拓展处理和符号转置处理，对偶频点信号的限幅滤波结果进行周期拓展处理，然后再进行叠加。这里的周期拓展处理是指将两组待拓展信号组合成一组信号，即拓展结果；符号转置处理是指对拓展结果中的后半部分信号取反。例如，待拓展信号为那么周期拓展处理后的拓展结果为 $\{x_0^{\′},x_2^{\′},...,x_N^{\′},x_0^{\′},x_2^{\′},...,x_N^{\′}\},$ 符号转置处理后的信号为 $\{x_0^{\′},x_2^{\′},...,x_N^{\′},{-x}_0^{\′},{-x}_2^{\′},...,{-x}_N^{\′}\}.$

更为具体地说，如果本次迭代对应的信号类型是奇频点信号，那么在进行合并时，对本次迭代的限幅滤波结果进行周期拓展处理和符号转置处理，对上次迭代的限幅滤波结果进行周期拓展处理，再进行叠加；如果本次迭代对应的信号类型是偶频点信号，那么在进行合并时，对本次迭代的限幅滤波结果进行周期拓展处理，对上次迭代的限幅滤波结果进行周期拓展处理和符号转置处理，再进行叠加。

至此，结束本实施例中的数据处理过程。

为了执行上述过程，本实施例还提供了一种多载波数据处理装置。图5示出了本实施例中多载波数据处理装置的结构示意图，该图中的多载波数据处理装置为对图3的细化。参见图5，该装置包括:控制模块、限幅滤波模块以及合并模块，其中的限幅滤波模块中包括存储子模块、IFFT子模块、限幅子模块、滤波子模块和计数器；合并模块包括拓展转置子模块和叠加子模块。本实施例中的控制模块与图3中的控制模块相同，都是将待处理数据划分为奇频点信号和偶频点信号，并确定奇频点信号和偶频点信号的轮换顺序。

下面详细说明本实施例中限幅滤波模块和合并模块内部的各组成部分。

本实施例中的存储子模块接收来自于控制模块的奇频点信号和偶频点信号以及轮换顺序信息，保存每次迭代的对应信号及其IFFT变换结果以及限幅滤波结果，并保存预先设置的最大迭代次数。IFFT子模块接收计数器发出的迭代次数值，在接收到的迭代次数值为奇数时，从存储子模块中读取本次迭代和下次迭代的对应信号，对读取到的信号进行IFFT变换，并将IFFT变换结果传送给存储子模块。限幅子模块接收计数器发出的迭代次数值，在接收到的迭代次数值，根据该迭代次数值确定从存储子模块中读取的信号，并对读取到的信号进行限幅处理，并将限幅结果传送给滤波子模块。滤波子模块对限幅结果进行滤波处理，将限幅滤波结果传送给存储子模块，并通知本次迭代完成。计数器从存储子模块中读取预先设置的最大迭代次数，对迭代次数进行计数，接收表示本次迭代完成的通知，在达到最大迭代次数时，通知合并模块执行合并操作。

合并模块中的拓展转置子模块在限幅滤波模块的通知下，对奇频点信号的限幅滤波结果进行周期拓展处理和符号转置处理，对偶频点信号的限幅滤波结果进行周期拓展处理，并将得到的结果传送给叠加子模块。叠加子模块接收经过周期拓展处理和符号转置处理的奇频点信号以及经过周期拓展处理的偶频点信号，并将该奇频点信号和偶频点信号叠加成数据处理结果。

从上述描述可见，本实施例中在偶数次迭代时不执行IFFT变换，而是在奇数次迭代中执行奇频点信号和偶频点信号的IFFT变换，即两次N/2阶的IFFT变换。平均下来，在L次迭代中，IFFT变换的计算复杂度约为L个N/2阶IFFT变换的计算复杂度之和，与现有技术中L个N阶IFFT变换的计算复杂度之和相比，因此，本实施例中的计算复杂度降低了近似一半。此外，由于每次迭代只对包括N/2个信号点的奇频点信号或者偶频点信号进行限幅滤波，处理的信号点有所减少，计算复杂度也相应地降低。综合来看，本实施例能够有效地降低多载波数据处理过程中的计算复杂度。

实施例2

本实施例中，待处理数据是经过调制处理的多载波数据，并且，所采用的滤波器是频域滤波器。

图6示出了本实施例中多载波数据处理方法的流程图。参见图6，该方法包括:

在步骤601中，将待处理数据划分为奇频点信号和偶频点信号，并确定信号轮换顺序，

在步骤602中，判断本次迭代是否为奇数次迭代，如果是，则执行步骤603；否则，执行步骤605。

在步骤603～604中，根据信号轮换顺序确定本次迭代和下次迭代对应的信号，对所确定的信号进行IFFT变换，并利用本次迭代和下次迭代的IFFT变换结果得到本次迭代的限幅结果，而后执行步骤606。

在步骤605中，利用本次迭代对应信号的IFFT变换结果和上次迭代得到的限幅滤波结果，得到本次迭代的限幅结果，并继续执行步骤606。

上述各步骤的操作与实施例1中的步骤401至405的操作相同。

在步骤606中，对本次迭代的限幅结果进行FFT变换。

由于本实施例中采用的是对频域信号进行滤波的频域滤波器，而经过步骤603操作后的信号为时域信号，因此本步骤中执行FFT变换，将该时域信号转换为频域信号。

在步骤607中，对经过FFT变换的本次迭代的限幅结果进行滤波处理。

在步骤608～611中，判断是否达到预先设置的最大迭代次数，如果是，则对本次迭代和上次迭代的滤波结果进行IFFT变换，并将本次迭代和上次迭代的IFFT变换结果合并为数据处理结果；否则，转向下一次迭代，并返回执行步骤602。

由于希望在多载波数据处理后得到的是时域信号，因此，这里还要通过一次IFFT变换来实现信号类型的转换，然后对IFFT变换结果中的奇频点信号进行周期拓展处理和符号转置处理，对其中的偶频点信号进行周期拓展处理，而后进行信号的叠加。

至此，结束本实施例中的数据处理过程。

图7中示出了本实施例多载波数据处理装置的结构示意图。参见图7，本实施例中的数据处理装置是在图5的基础上在限幅滤波模块中增加了FFT子模块、并在合并模块中增加了第二IFFT子模块。本实施例中的控制模块、存储子模块、限幅子模块、滤波子模块、IFFT子模块和计数器与图3中的对应部分相同。

对于本实施例中的FFT子模块对限幅子模块得到的限幅结果进行FFT变换，并将变换后的限幅结果传送给滤波子模块；第二IFFT子模块在限幅滤波模块的通知下，对本次迭代和上次迭代的限幅滤波结果进行IFFT转换，并将转换结果发送给拓展转置子模块；拓展转置子模块对接收到的转换结果中的奇频点信号进行周期拓展处理和符号转置处理，对其中的偶频点信号进行周期拓展处理，并将得到的结果传送给叠加子模块；叠加子模块接收经过周期拓展处理和符号转置处理的奇频点信号以及经过周期拓展处理的偶频点信号，并将该奇频点信号和偶频点信号叠加成数据处理结果。

举例来说，假设本实施例中的待处理数据为频域信号{X₀，X₁，X₂，X₃}，此时信号点数N＝4。经过信号划分后得到奇频点信号为{X₁，X₃}，偶频点信号为{X₀，X₂}。假设奇数次迭代处理偶频点信号，偶数次迭代处理奇频点信号，最大迭代次数为两次，并且限幅门限为6。

在第一次迭代中，经过IFFT变换后得到的偶频点信号为{-3，10，3，1}，奇频点信号为{5，3，1，2}；对偶频点信号进行限幅处理后得到的偶频点限幅结果为{-1，3，3，1}，经过FFT、滤波以及再次IFFT变换后得到的偶频点限幅滤波结果为{-1.5，4，4，2}。

在第二次迭代中，首先利用奇频点信号的IFFT变换结果和第一次迭代得到的偶频点限幅滤波结果进行限幅处理，得到奇频点限幅结果为{4.5，2，1，2}，在进行FFT变换、滤波以及再次IFFT变换后得到的奇频点限幅滤波结果为{4.8，2.1，0.5，2.5}。

由于已达到最大迭代次数，则对IFFT变换后的奇频点限幅滤波结果和偶频点限幅滤波结果进行合并。在合并过程中，对奇频点限幅滤波结果进行周期拓展处理和符号转置后得到{4.5，2，1，2，-4.5，-2，-1，-2}，对偶频点信号进行处理得到{4.8，2.1，0.5，2.5，4.8，2.1，0.5，2.5}，经过合并后得到数据处理结果为{9.3，4.1，1.5，4.5，0.3，0.1，-0.5，0.5}。

本实施例中也可以通过奇偶信号的划分实现限幅滤波处理信号点数的减少以及IFFT阶数的降低，从而实现计算复杂度的有效降低。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种多载波数据处理方法，其特征在于，该方法包括:

将待处理数据划分为奇频点信号和偶频点信号，并确定信号轮换顺序；

按照所确定的轮换顺序，轮流对奇频点信号和偶频点信号进行限幅和滤波处理，将得到的奇频点处理结果和偶频点处理结果合并，作为数据处理结果。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述轮流对奇频点信号和偶频点信号进行限幅和滤波处理为:

B1.判断本次迭代是否为奇数次迭代，如果是，则执行步骤B2；否则，执行步骤B3；

B2.根据所述信号轮换顺序确定本次迭代和下次迭代对应的信号，对所确定的信号进行快速傅立叶逆变换IFFT，利用本次迭代和下次迭代的IFFT变换结果得到本次迭代的限幅结果，并继续执行步骤B4；

B3.利用本次迭代对应信号的IFFT变换结果和上次迭代得到的限幅滤波结果，得到本次迭代的限幅结果，并继续执行步骤B4；

B4.对本次迭代的限幅结果进行滤波处理，判断是否达到预先设置的最大迭代次数，如果是，则执行所述将得到的奇频点处理结果和偶频点处理结果合并；否则，转向下一次迭代，并返回执行步骤B1。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述信号轮换顺序为奇数次迭代处理奇频点信号、偶数次迭代处理偶频点信号；

步骤B2所述利用本次迭代和下次迭代的IFFT变换结果得到本次迭代的限幅结果为:设本次迭代为第i次迭代，i为大于等于1的正整数，依照公式 $|x_{i+1}+f({\tilde{x}}_i,x_{i+1})|\≤T_h$ 确定本次迭代的限幅结果，其中，为本次迭代的限幅结果，x_i+1为下次迭代对应信号的IFFT变换结果，函数

T_h为预先设置的限幅门限；

步骤B3所述利用本次迭代对应信号的IFFT变换结果和上次迭代得到的限幅滤波结果，得到本次迭代的限幅结果为:依照公式 $|{\tilde{x}}_i+f({\tilde{x}\′}_{i-1},x_i)|\≤T_h$ 确定本次迭代的限幅结果，其中，

为本次迭代的限幅结果，x_i为本次迭代对应信号的IFFT变换结果，

为上次迭代的限幅滤波结果。

4、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述信号轮换顺序为奇数次迭代处理偶频点信号、偶数次迭代处理奇频点信号；

步骤B2所述利用本次迭代和下次迭代的IFFT变换结果得到本次迭代的限幅结果为:设本次迭代为第i次迭代，i为大于等于1的正整数，依照公式 $|{\tilde{x}}_i+f(x_{i+1},x_i)|\≤T_h$ 确定本次迭代的限幅结果，其中，x_i为本次迭代对应信号的IFFT变换结果，

为本次迭代的限幅结果，x_i+1为下次迭代对应信号的IFFT变换结果，函数

T_h为预先设置的限幅门限；

步骤B3所述利用本次迭代对应信号的IFFT变换结果和上次迭代得到的限幅滤波结果，得到本次迭代的限幅结果为:依照公式 $|{\tilde{x}\′}_{i-1}+f({\tilde{x}}_i,{\tilde{x}\′}_{i-1})|\≤T_h$ 确定本次迭代的限幅结果，其中，

为本次迭代的限幅结果，为上次迭代得到的限幅滤波结果。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将得到的奇频点处理结果和偶频点处理结果合并为:

对奇频点信号的限幅滤波结果进行周期拓展处理和符号转置处理，对偶频点信号的限幅滤波结果进行周期拓展处理，再将处理后的奇频点信号和偶频点信号进行叠加。

6、如权利要求1、2或5所述的方法，其特征在于，所述进行限幅和滤波处理之间，进一步包括:对限幅结果进行快速傅立叶变换FFT处理；

所述将得到的奇频点处理结果和偶频点处理结果合并，作为数据处理结果之前，进一步包括:对奇频点处理结果和偶频点处理结果进行IFFT变换。

7、一种多载波数据处理装置，其特征在于，该装置包括:控制模块、限幅滤波模块以及合并模块，其中，

所述控制模块将待处理数据划分为奇频点信号和偶频点信号，并确定奇频点信号和偶频点信号的轮换顺序；

所述限幅滤波模块按照所述控制模块确定的轮换顺序，轮流对奇频点信号和偶频点信号进行限幅滤波处理，并将得到的奇频点处理结果和偶频点处理结果传送给合并模块；

所述合并模块将得到的奇频点处理结果和偶频点处理结果合并，作为待处理数据的处理结果。

8、如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述限幅滤波模块包括:存储子模块、快速傅立叶逆变换IFFT子模块、限幅子模块、滤波子模块和计数器，其中，

所述存储子模块接收来自于控制模块的奇频点信号和偶频点信号以及轮换顺序信息，保存每次迭代的对应信号及其IFFT变换结果以及限幅滤波结果，并保存预先设置的最大迭代次数；

所述IFFT子模块接收计数器发出的迭代次数值，在接收到的迭代次数值为奇数时，从存储子模块中读取本次迭代和下次迭代的对应信号，对读取到的信号进行IFFT变换，并将IFFT变换结果传送给存储子模块；

限幅子模块接收计数器发出的迭代次数值，根据该迭代次数值确定从存储子模块中读取的信号，并对读取到的信号进行限幅处理，并将限幅结果传送给滤波子模块；

所述滤波子模块对限幅结果进行滤波处理，将限幅滤波结果传送给存储子模块，并发出本次迭代完成的通知；

所述计数器从存储子模块中读取预先设置的最大迭代次数，对迭代次数进行计数，接收表示本次迭代完成的通知，在达到最大迭代次数时，通知合并模块执行合并操作。

9、如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述合并模块包括:拓展转置子模块和叠加子模块，其中，

所述拓展转置子模块在所述限幅滤波模块的通知下，对奇频点信号的限幅滤波结果进行周期拓展处理和符号转置处理，对偶频点信号的限幅滤波结果进行周期拓展处理，并将得到的结果传送给叠加子模块；

所述叠加子模块接收经过周期拓展处理和符号转置处理的奇频点信号以及经过周期拓展处理的偶频点信号，并将该奇频点信号和偶频点信号叠加成数据处理结果。

10、如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述限幅滤波模块进一步包括快速傅立叶变换FFT子模块，对所述限幅子模块得到的限幅结果进行FFT变换，并将变换后的限幅结果传送给滤波子模块；

所述合并模块包括:第二IFFT子模块、拓展转置子模块和叠加子模块，其中，所述第二IFFT子模块在限幅滤波模块的通知下，对本次迭代和上次迭代的限幅滤波结果进行IFFT转换，并将转换结果发送给拓展转置子模块；拓展转置子模块对接收到的转换结果中的奇频点信号进行周期拓展处理和符号转置处理，对其中的偶频点信号进行周期拓展处理，并将得到的结果传送给叠加子模块；叠加子模块接收经过周期拓展处理和符号转置处理的奇频点信号以及经过周期拓展处理的偶频点信号，并将该奇频点信号和偶频点信号叠加成数据处理结果。

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