CN1777163A - 采用升采样处理方法实现3780点离散傅立叶变换 - Google Patents

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Abstract

采用升采样处理方法实现3780点离散傅立叶变换，属于信息技术领域，该变换按以下步骤进行，A.对接收信号用2倍符号率进行A/D采样；B.对输出的7560点数据进行7560点的离散傅立叶变换，C.对于上述7560点傅立叶变换输出的7560个数据，将每相隔3780个数据的两个数据相加，除以2后并输出，得出相应的3780点的输出值。该变换方法使频域信息精度提高，能满足数字地面传输多载波方案DMB－T的要求，同时提供更高精度的数据，提高系统的处理精度。

Description

采用升采样处理方法实现3780点离散傅立叶变换
技术领域
本发明属于信息技术领域，具体涉及到离散傅立叶变换算法的硬件实现，特别是在正交频分复用多载波系统的应用中，采用7560点离散傅立叶变换升采样处理方法实现3780点离散傅立叶变换。
背景技术
正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)是一项多载波技术，它将一个宽带信道分成若干个正交的窄带子信道，并在各个子信道上同时传输信息。本发明涉及离散傅立叶变换(Discrete Fourier Transform，DFT)在多载波系统中的应用。为了实现OFDM多载波调制，需要在发送端对单载波信号作离散傅立叶反变换(IDFT)，将频域信号转化成时域信号；相应地，在接收端对接收信号作离散傅立叶变换，将时域信号转化成频域信号。N点IDFT运算可以通过N点DFT运算实现，即先对输入数据取共轭，然后进行N点DFT运算，对运算结果再取一次共轭，然后除以N。由此可见，在OFDM多载波系统的调制解调硬件实现中，离散傅立叶处理器是其核心单元。
数字电视地面传输多载波方案：DMB-T(数字多媒体地面广播-Digital Multi-media Broadcasting for terrestrial)中采用3780点DFT处理器来实现OFDM多载波的调制和解调，该DFT处理器能够对接收端单倍采样数据进行DFT处理，并为其后操作输出3780点频域数据。但在实际应用过程中，为提高频域数据信息的精度，提高频域信号处理的能力，以最终提高系统性能，还是需要DFT系统的更高的精度。
发明内容
本发明需要解决的技术问题，是针对现有技术中，频域信息精度较低，难以满足数字地面传输多载波方案DMB-T的要求而提出的。本发明的目的在于提供一种更高精度离散傅立叶变换处理系统。该系统能较好的满足数字地面传输多载波方案DMB-T的要求，同时提供更高精度的数据，提高系统的处理精度。
本发明是在接收端采用两倍于符号速率的A/D采样以及相应的7560点DFT处理器，来提高接收机的处理精度，其结构如图1所示。该处理系统不仅能够产生DFT处理器的后续系统所需的单倍速率(fs)的频域信号，还能提供高精度的两倍于符号速率(2fs)的时域信号和两倍于符号速率(2fs)的频域信号，从而提高均衡等相关模块的运算准确度。
本发明的目的是采用以下技术方来实现的，一种采用升采样方法实现3780点离散傅立叶变换的方法，其特征在于：该变换方法按以下步骤进行，A.对接收信号用2倍符号率进行A/D采样；B.对输出的7560点数据进行7560点的离散傅立叶变换，①采用7560点DFT处理器，该处理器包含DFT模块和乘旋转因子模块；②根据Cooley-Tukey快速傅立叶算法，将7560分解成90和84两数之积；③按下述连接顺序，采用下述系统中任意一种进行：
(a)90点列DFT->乘旋转因子->84点行DFT，(b)84点列DFT->乘旋转因子->90点行DFT，C.对于上述7560点傅立叶变换输出的7560个数据，将每相隔3780个数据的两个数据相加，除以2后并输出，得出相应的3780点的输出值。
其中90点和84点DFT模块是一种按小点数的2、5、9点和3、4、7点进行分解的DFT模块。
对于以上分解得到的小点数(N较小)DFT(2、3、4、5、7、9点DFT)，可以直接采用Winograd给出的Winograd快速傅立叶变换算法(WFTA)的计算方法。其数学表达式为X＝CGBx，其中X为输出向量，x为输入向量，他们分别为输入数据x(n)及其离散傅立叶变换X(k)的重新编排。C，G，B为旋转因子矩阵W矩阵分解后的子矩阵。C，B为平凡矩阵，G为对角阵，其元素一般为实数或纯虚数。
本发明的有益效果为，该变换方法使频域信息精度提高，能满足数字地面传输多载波方案DMB-T的要求，同时提供更高精度的数据，提高系统的处理精度。
附图说明
图1为本发明提出的高精度离散傅立叶变换处理系统的结构框图。
图2、图3为本发明提出的7560点DFT结构示意图。
图4为合成处理单元结构框图。
图5为本发明提出的7560点DFT结构框图。
图6、图7为90点DFT结构示意图。
图8、图9为10点DFT结构示意图。
图10、图11为84点DFT结构示意图。
图12、图13为12点DFT结构示意图。
图14为WFTA算法实现小点数DFT计算流图。
具体实施方式
参照图1-5，在读写控制单元1的控制下，串行输入数据写入RAM1或RAM2中(前7560个点写入RAM1中，后7560个点写入RAM2中，然后二者相互切换，轮流接受数据)，并在读写控制单元1的控制下读出数据送到90点(或84点)DFT模块中。读写控制单元1完成输入数据的整序功能，以保证列DFT的连续进行。90点(或84点)DFT模块的输出数据在读写控制单元2的控制下，通过RAM3进行数据行列调整，以保证后续行DFT的连续进行。RAM3的输出送入84点(或90点)DFT模块，所得输出写入RAM4和RAM5中(RAM4和RAM5相互切换，保证处理过程的流水进行)，并通过读写控制单元3保证所得结果顺序输出。以上过程如图5所示。
参照图6或图7，90点DFT按此图所示实现。其中涉及的10点DFT按图8或图9所示实现。
参照图10或图11，84点DFT按此图所示实现。其中涉及的12点DFT按图12或图13所示实现。
以上涉及的2、3、4、5、7、9点等小点数DFT按WFTA算法实现，实现框图如图14所示。与矩阵C、B的相乘可以用累加器实现，而矩阵G为简单的实数或纯虚数矩阵，其相乘运算可以简单实现。

Claims (5)

1.一种采用升采样方法实现3780点离散傅立叶变换的方法，其特征在于：该变换方法按以下步骤进行，A.对接收信号用2倍符号率进行A/D采样；B.对输出的7560点数据进行7560点的离散傅立叶变换，①采用7560点DFT处理器，该处理器包含DFT模块和乘旋转因子模块；②根据Cooley-Tukey快速傅立叶算法，将7560分解成90和84两数之积；
③按下述连接顺序，采用下述系统中任意一种进行：
(a)90点列DFT->乘旋转因子->84点行DFT，(b)84点列DFT->乘旋转因子->90点行DFT，C.对于上述7560点傅立叶变换输出的7560个数据，将每相隔3780个数据的两个数据相加，除以2后并输出，得出相应的3780点的输出值。
其中90点和84点DFT模块是一种按小点数的2、5、9点和3、4、7点进行分解的DFT模块。
2.根据权利要求1所述的实现3780点离散傅立叶变换的方法，其特征在于，所述7560点DFT处理器系统中，所含的90又分解成9与10的乘积，90点DFT模块按以下连接顺序，采用以下模块结构中的任意一种：
(1).10点DFT->下标映射->9点DFT；
(2).9点DFT->下标映射->10点DFT。
3.根据权利要求1所述的实现3780点离散傅立叶变换的方法，其特征在于，所述7560点DFT处理器系统中，所含的84又分解成7与12乘积，84点DFT模块按以下连接顺序，采用以下模块结构中的任意一种：
(1).7点DFT->下标映射->12点DFT；
(2).12点DFT->下标映射->7点DFT。
4.根据权利要求1或2所述的实现3780点离散傅立叶变换的方法，其特征在于，所述DFT处理器系统中，所含的10又分解成2与5的乘积，10点DFT模块按以下连接顺序，采用以下模块结构中的任意一种：
(1).2点DFT->下标映射->5点DFT；
(2).5点DFT->下标映射->2点DFT。
5.根据权利要求1或3所述的实现3780点离散傅立叶变换的方法，其特征在于，所述DFT处理器系统中，所含的12又分解成3与4的乘积，12点DFT模块按以下连接顺序，采用以下模块结构中的任意一种：
(1).3点DFT->下标映射->4点DFT；
(2).4点DFT->下标映射->3点DFT。
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