JP2012095119A - Arithmetic processing unit and arithmetic processing method in ofdm system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an FFT arithmetic processing unit and an FFT arithmetic processing method which output data in a format of an appropriate fixed-point number according to a frequency bandwidth of data transmitted by a mobile terminal.SOLUTION: An arithmetic processing unit according to the present invention comprises an FFT calculation part 10 which calculates data of a radio signal expressed by a fixed-point number of a first bit number as a fixed-point number of a second bit number which is larger than the first bit number and converts to data of the fixed-point number of the second bit number; and a bit segmentation part 20 which segments data of a specified bit number from the data of the second bit number according to a bit segmentation position determined depending on a degree of a use frequency of the radio signal.

Description

本発明は、OFDM方式における演算処理装置および演算処理方法に関するものである。   The present invention relates to an arithmetic processing apparatus and an arithmetic processing method in the OFDM system.

LTE(Long Term Evolution)システム等の無線通信システムにおいては、信号多重方式は、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)が採用され、無線アクセス方式は、OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)およびSCFDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)が採用されている。これらの無線アクセス方式は、高速フーリエ変換(FFT: Fast Fourier Transform)、逆高速フーリエ変換(IFFT: Inverse Fast Fourier Transform)をディジタル信号処理で実行している。時間軸の信号は、FFTにより周波数軸の信号に変換され、周波数軸の信号は、IFFTにより時間軸の信号に変換される。   In a radio communication system such as an LTE (Long Term Evolution) system, OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) is adopted as a signal multiplexing scheme, and radio access schemes are OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) and SCFDMA (Single Carrier Frequency). Division Multiple Access) is adopted. These wireless access systems execute fast Fourier transform (FFT) and inverse fast Fourier transform (IFFT) by digital signal processing. The time axis signal is converted to a frequency axis signal by FFT, and the frequency axis signal is converted to a time axis signal by IFFT.

基地局等におけるFFT/IFFTのディジタル信号処理は、固定小数点数で行われることが多い。固定小数点数は、整数部分に使用するビット数、および小数部分に使用するビット数をあらかじめ固定することにより、高速な演算を可能としている。   Digital signal processing of FFT / IFFT in a base station or the like is often performed with a fixed-point number. The fixed-point number enables high-speed computation by fixing in advance the number of bits used for the integer part and the number of bits used for the decimal part.

図1に固定小数点数の加算の具体例を示す。図1は、10進数の2.375と5.25を、8ビットQ3フォーマットの固定小数点数で00010.011と00101.010と表し、加算したものである。ここで、8ビットQ3フォーマットとは、固定小数点数全体のビット数を8ビット、固定小数点数の小数点数以下のビット数を3ビットとするフォーマットである。図1に示す例の場合、加算した結果は00111.101となる。この値は、10進数で表すと7.625であり、正確な値である。   FIG. 1 shows a specific example of addition of fixed-point numbers. In FIG. 1, decimal numbers 2.375 and 5.25 are expressed as fixed-point numbers in 8-bit Q3 format as 00010.011 and 00101.010 and added. Here, the 8-bit Q3 format is a format in which the number of bits of the entire fixed-point number is 8 bits and the number of bits below the decimal point of the fixed-point number is 3 bits. In the example shown in FIG. 1, the result of addition is 00111.101. This value is 7.625 in decimal notation and is an accurate value.

図2に固定小数点数の乗算の具体例を示す。図2は、10進数の2.375と5.25を、8ビットQ3フォーマットの固定小数点数で表し、乗算したものである。図2に示す例の場合、乗算結果は、0001100.01111であり、これは、12ビットQ5フォーマットである。12ビットQ5フォーマットの乗算結果から、8ビットQ3フォーマットの固定小数点数を切り出して出力すると、上位2ビットおよび下位2ビットを切り捨てて、01100.011となる。この値は10進数で表すと12.375であり、正確な値12.46875より0.09375小さい。このように、12ビットQ5フォーマットの固定小数点数から、8ビットQ3フォーマットの固定小数点数を切り出して出力すると、計算誤差が発生する。   FIG. 2 shows a specific example of multiplication of fixed-point numbers. FIG. 2 shows the multiplication of the decimal numbers 2.375 and 5.25 in 8-bit Q3 format fixed-point numbers. In the example shown in FIG. 2, the multiplication result is 001100.01111, which is a 12-bit Q5 format. When a fixed-point number in the 8-bit Q3 format is cut out from the multiplication result in the 12-bit Q5 format and output, the upper 2 bits and the lower 2 bits are rounded down to 01100.011. This value is 12.375 in decimal notation, which is 0.09375 smaller than the exact value 12.46875. As described above, when a fixed-point number in the 8-bit Q3 format is cut out from the fixed-point number in the 12-bit Q5 format and output, a calculation error occurs.

FFT/IFFT演算は、加算と乗算を繰り返し実行する。したがって、FFT/IFFT演算を固定小数点数で実行すると、1回乗算する毎に計算誤差が発生し、乗算を繰り返すことによって計算誤差が積み重なっていく。その結果、演算結果は、最終的には大きな計算誤差を生じる。FFT演算とIFFT演算は、加算と乗算を繰り返すという点で同等の演算であるため、以下、FFT演算を例に説明する。   The FFT / IFFT operation repeatedly performs addition and multiplication. Therefore, when the FFT / IFFT operation is executed with a fixed-point number, a calculation error occurs every time multiplication is performed, and the calculation errors are accumulated by repeating the multiplication. As a result, the calculation result eventually causes a large calculation error. Since the FFT operation and the IFFT operation are equivalent operations in that addition and multiplication are repeated, the FFT operation will be described below as an example.

図3に、FFT演算の計算誤差を小さくするための、従来技術の一例を示す。FFT演算部は、8ビットQ3フォーマットの固定小数点数を受け取る。FFT演算部は、受け取った固定小数点数を12ビットQ5フォーマットの固定小数点数に変換する。FFT演算部は、変換した12ビットQ5フォーマットの固定小数点数を用いて12ビットQ5フォーマットでFFT演算を実行する。その結果、FFT演算において乗算を繰り返しても、8ビットQ3フォーマットで乗算を繰り返す場合に比べて計算誤差が小さい。ビット切り出し部は、FFT演算部から、演算結果を12ビットQ5フォーマットで受け取る。ビット切り出し部は、12ビットQ5フォーマットの固定小数点数から、8ビットQ3フォーマットの固定小数点数を切り出して出力する。このように、従来技術は、乗算が繰り返されるFFT演算を固定小数点数全体のビット数を増やして実行することによって、乗算ごとに計算誤差が積み重なり最終的に大きな計算誤差が発生することを防いでいる。   FIG. 3 shows an example of a conventional technique for reducing the calculation error of the FFT operation. The FFT operation unit receives an 8-bit Q3 format fixed-point number. The FFT operation unit converts the received fixed-point number into a 12-bit Q5 format fixed-point number. The FFT operation unit performs the FFT operation in the 12-bit Q5 format using the converted fixed-point number in the 12-bit Q5 format. As a result, even if the multiplication is repeated in the FFT operation, the calculation error is smaller than when the multiplication is repeated in the 8-bit Q3 format. The bit cutout unit receives the calculation result from the FFT calculation unit in a 12-bit Q5 format. The bit cutout unit cuts out and outputs an 8-bit Q3 format fixed-point number from a 12-bit Q5 format fixed-point number. As described above, the conventional technique prevents the occurrence of a large calculation error by accumulating calculation errors for each multiplication by performing an FFT operation in which multiplication is repeated while increasing the number of bits of the entire fixed-point number. Yes.

また、後続のディジタル処理部での計算誤差を小さくするために、FFT演算後の信号レベルを正規化するという発明がなされている(特許文献1参照)。   In addition, in order to reduce the calculation error in the subsequent digital processing unit, an invention has been made to normalize the signal level after the FFT operation (see Patent Document 1).

特開2010−147603号公報JP 2010-147603 A

図4に、LTEシステムにおける基地局受信装置の機能構成図を示す。基地局は、移動端末から、移動端末が基地局に送信するアップリンク信号を受信する。基地局が受信したアップリンク信号は、無線処理を行うRF(Radio Frequency)部100内のLNA(Low Noise Amplifier)102、VGA(Variable Gain Amplifier)108により所定の電力に調整された後、ADC(Analog to Digital Converter)によりアナログ信号からディジタル信号に変換される。ベースバンド処理を行うBB(ベースバンド)部200は、RF部100から、変換されたディジタル信号を受け取り、FFT演算等のベースバンド演算を実行してプロセッサ300に信号を出力する。プロセッサ300は、受け取った信号に対し、上位層(L2/L3等)における処理を実行する。   FIG. 4 shows a functional block diagram of a base station receiver in the LTE system. The base station receives an uplink signal transmitted from the mobile terminal to the base station by the mobile terminal. The uplink signal received by the base station is adjusted to a predetermined power by an LNA (Low Noise Amplifier) 102 and a VGA (Variable Gain Amplifier) 108 in an RF (Radio Frequency) unit 100 that performs radio processing, and then an ADC (ADC) Analog to digital converter) converts analog signal to digital signal. A BB (baseband) unit 200 that performs baseband processing receives the converted digital signal from the RF unit 100, performs baseband computation such as FFT computation, and outputs the signal to the processor 300. The processor 300 executes processing in an upper layer (L2 / L3, etc.) on the received signal.

LTEシステムにおいては、移動端末と基地局との間のデータ通信に用いられる周波数帯域幅は、固定ではなく可変である。したがって、RF部100においてADC110に入力される信号を所定のレベルに調整しても、FFT演算後の単位周波数あたりの信号レベルは、移動端末と基地局との間のデータ通信に用いられる周波数帯域幅によって異なる。   In the LTE system, the frequency bandwidth used for data communication between the mobile terminal and the base station is not fixed but variable. Therefore, even if the signal input to the ADC 110 in the RF unit 100 is adjusted to a predetermined level, the signal level per unit frequency after the FFT calculation is the frequency band used for data communication between the mobile terminal and the base station. It depends on the width.

図5に、移動端末と基地局との間のデータ通信に用いられる周波数帯域幅とFFT処理後の単位周波数あたりの信号レベルとの関係を示す。図5(a)は、周波数帯域幅が広い場合を示す。図5(b)は、周波数帯域幅が狭い場合を示す。図5(a)、図5(b)の左側に示す平均電力の図は、図5(a)の場合と図5(b)の場合のFFT処理部が受け取る信号の平均電力が同程度であることを示す。FFT処理後は、単位周波数あたりの電力を周波数帯域幅で積分した値は、FFT処理前の平均電力に等しくなる。したがって、図5(a)のように周波数帯域幅が広いときは、FFT処理後の単位周波数あたりの電力が小さく、図5(b)のように周波数帯域幅が狭いときは、FFT処理後の単位周波数あたりの電力が大きい。   FIG. 5 shows the relationship between the frequency bandwidth used for data communication between the mobile terminal and the base station and the signal level per unit frequency after FFT processing. FIG. 5A shows a case where the frequency bandwidth is wide. FIG. 5B shows a case where the frequency bandwidth is narrow. The average power shown on the left side of FIGS. 5 (a) and 5 (b) is similar to the average power of the signals received by the FFT processor in the case of FIG. 5 (a) and FIG. 5 (b). Indicates that there is. After the FFT processing, the value obtained by integrating the power per unit frequency with the frequency bandwidth is equal to the average power before the FFT processing. Therefore, when the frequency bandwidth is wide as shown in FIG. 5 (a), the power per unit frequency after the FFT processing is small, and when the frequency bandwidth is narrow as shown in FIG. 5 (b), after the FFT processing. The power per unit frequency is large.

上記のように、データ通信に用いられる周波数帯域幅に応じてFFT処理後の単位周波数あたりの電力は異なる。したがって、周波数帯域幅が狭く、FFT処理後の単位周波数あたりの電力が大きい場合は、固定小数点数のビット切り出し位置を上位ビット側にずらし、周波数帯域幅が広く、FFT処理後の単位周波数あたりの電力が小さい場合は、固定小数点数のビット切り出し位置を下位ビット側にずらすことが好ましい。   As described above, the power per unit frequency after the FFT processing varies depending on the frequency bandwidth used for data communication. Therefore, when the frequency bandwidth is narrow and the power per unit frequency after FFT processing is large, the bit cutout position of the fixed-point number is shifted to the upper bit side, the frequency bandwidth is wide, and the unit frequency per unit frequency after FFT processing is When the power is small, it is preferable to shift the bit cutout position of the fixed-point number to the lower bit side.

従来技術は、FFT演算を、固定小数点数のビット数を増やして演算することにより、乗算ごとに計算誤差が積み重なって最終的に大きな誤差が発生することを防いでいる。しかし、従来技術のビット切り出しは、LTEにおいてはデータ通信に用いられる周波数帯域幅が可変であり、周波数帯域幅に応じてビット切り出しの最適位置が異なることに対応していない。したがって、従来技術のビット切り出し位置の決定方法は、周波数帯域幅が広くFFT処理後の単位周波数あたりの電力が小さい場合に、固定小数点数の上位ビットを有効に使えていないことになる。その結果、従来技術のビット切り出し部は、ビット数を有効に使用すれば達成できる精度よりも、低い精度の値を出力している。   According to the prior art, the FFT calculation is performed by increasing the number of bits of the fixed-point number, thereby preventing a calculation error from being accumulated every multiplication and finally generating a large error. However, the bit cutout of the prior art does not correspond to the fact that the frequency bandwidth used for data communication is variable in LTE, and the optimum position of bit cutout differs depending on the frequency bandwidth. Therefore, the prior art method for determining the bit cutout position cannot effectively use the upper bits of the fixed-point number when the frequency bandwidth is wide and the power per unit frequency after the FFT processing is small. As a result, the bit cutout unit of the prior art outputs a value with a lower accuracy than the accuracy that can be achieved by effectively using the number of bits.

特許文献1の発明は、FFT演算後の出力レベルを後続のディジタル処理部に対して最適になるように正規化している。しかし、この方法は、単純にデータを定数倍するに過ぎないため、データ精度は改善されない。   In the invention of Patent Document 1, the output level after the FFT operation is normalized so as to be optimal for the subsequent digital processing unit. However, since this method simply multiplies the data by a constant, the data accuracy is not improved.

したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、移動端末と基地局との間のデータ通信に用いられる周波数帯域幅に応じて、適切な固定小数点数のフォーマットでデータを出力するFFT演算処理装置およびFFT演算処理方法を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention made in view of such a point is to perform an FFT operation for outputting data in an appropriate fixed-point number format according to a frequency bandwidth used for data communication between a mobile terminal and a base station. A processing device and an FFT operation processing method are provided.

上述した諸課題を解決すべく、第1の発明による演算処理装置は、
第1のビット数の固定小数点数で表された無線信号のデータを、前記第1のビット数よりも大きい第2のビット数の固定小数点数として演算して、前記第2のビット数の固定小数点数のデータに変換するFFT演算部と、
前記無線信号の使用周波数の程度に応じて定まるビット切り出し位置に従って、前記第2のビット数のデータから、指定ビット数のデータを切り出すビット切り出し部と、
を備えるものである。
In order to solve the above-described problems, the arithmetic processing apparatus according to the first invention provides:
The wireless signal data represented by a fixed-point number having a first bit number is calculated as a fixed-point number having a second bit number larger than the first bit number, and the second bit number is fixed. An FFT operation unit for converting to decimal data;
A bit cutout unit that cuts out data of a specified number of bits from the data of the second number of bits according to a bit cutout position determined according to a degree of a use frequency of the wireless signal;
Is provided.

また、前記ビット切り出し部は、前記無線信号の使用周波数の程度が少ない場合は、小数点以下のビット数が少ない位置に決定された前記ビット切り出し位置に従って、または、前記無線信号の使用周波数の程度が多い場合は、小数点以下のビット数が多い位置に決定された前記ビット切り出し位置に従って、前記第2のビット数のデータから、指定ビット数のデータを切り出すことが望ましい。   In addition, the bit cutout unit, when the frequency of the radio signal used is small, according to the bit cutout position determined at a position where the number of bits after the decimal point is small or the level of the radio signal use frequency is If there are many, it is desirable to cut out data of the designated number of bits from the data of the second number of bits according to the bit cutout position determined at the position where the number of bits after the decimal point is large.

本発明によれば、移動端末と基地局との間のデータ通信に用いられる周波数帯域幅に応じて、適切な固定小数点数のフォーマットでデータを出力するFFT演算処理装置およびFFT演算処理方法を提供することができる。   According to the present invention, there are provided an FFT operation processing device and an FFT operation processing method for outputting data in an appropriate fixed-point number format according to a frequency bandwidth used for data communication between a mobile terminal and a base station. can do.

固定小数点数の加算の一例である。It is an example of addition of a fixed-point number. 固定小数点数の乗算の一例である。It is an example of multiplication of a fixed-point number. 固定小数点数におけるFFT演算とビット切り出しの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of FFT calculation and bit extraction in a fixed-point number. 本発明の一実施形態に係るLTEシステムにおける基地局受信装置の構成を図である。It is a figure which shows the structure of the base station receiver in the LTE system which concerns on one Embodiment of this invention. FFT演算後の単位周波数あたりの電力を示す図である。It is a figure which shows the electric power per unit frequency after FFT calculation. 本発明の一実施形態に係るLTEシステムにおける基地局装置の構成図である。It is a block diagram of the base station apparatus in the LTE system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る図6に記載のFFT処理部の詳細な構成図である。It is a detailed block diagram of the FFT process part of FIG. 6 concerning one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るリソースブロックの使用数とビット切り出し位置の対応表を示した図である。It is the figure which showed the correspondence table of the use number of a resource block and bit extraction position which concern on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るFFT演算後のビット切り出し位置の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the bit cut-out position after the FFT calculation which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、本発明に係る一実施形態について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図6は、本発明の一実施形態に係るLTEシステムにおける基地局装置の構成図である。本基地局構成は、無線処理を行うRF部100、ベースバンド信号を処理するBB部200およびL2,L3層などの上位層における処理を行うプロセッサ300を有する。プロセッサ300は、移動端末と基地局との間のデータ通信に用いる周波数や周波数帯域幅などのスケジューリング情報を、伝送路状態やセル内のユーザ数などを基に決定する。   FIG. 6 is a configuration diagram of a base station apparatus in the LTE system according to an embodiment of the present invention. This base station configuration includes an RF unit 100 that performs radio processing, a BB unit 200 that processes baseband signals, and a processor 300 that performs processing in higher layers such as the L2 and L3 layers. The processor 300 determines scheduling information such as a frequency and a frequency bandwidth used for data communication between the mobile terminal and the base station based on the transmission path state, the number of users in the cell, and the like.

RF部100は、受信信号を処理するブロックとして、LNA102、BPF(Band Pass Filter)104、Q−Demod(Quadrature Demodulator)部106、VGA108およびADC110を有する。また、RF部100は、送信信号を処理するブロックとして、DAC(Digital to Analog Converter)120、LPF(Low Pass Filter)118、QMod(Quadrature Modulator)部116、BPF114およびPA(Power Amplifier)112を有する。   The RF unit 100 includes an LNA 102, a BPF (Band Pass Filter) 104, a Q-Demod (Quadrature Demodulator) unit 106, a VGA 108, and an ADC 110 as blocks for processing a received signal. The RF unit 100 includes a DAC (Digital to Analog Converter) 120, an LPF (Low Pass Filter) 118, a QMod (Quadrature Modulator) unit 116, a BPF 114, and a PA (Power Amplifier) 112 as blocks for processing transmission signals. .

RF部100の受信処理においては、LNA102は、移動端末が送信するアップリンク信号を受信し、受信した信号を低ノイズで増幅する。BPF104は、LNA102から受け取った信号から、通信システムの帯域外の妨害波等を除去する。Q−Demod部106は、BPF104から受け取った信号を、直交する2つのベースバンド信号にダウンコンバートする。VGA108は可変増幅器であり、Q−Demod部106から受け取った信号を、所定の信号レベルになるように増幅する。ADC110は、VGA108から受け取ったアナログ信号をディジタル信号に変換し、ディジタル信号をBB部200に出力する。   In the reception process of the RF unit 100, the LNA 102 receives an uplink signal transmitted from the mobile terminal and amplifies the received signal with low noise. The BPF 104 removes interference waves and the like outside the communication system band from the signal received from the LNA 102. The Q-Demod unit 106 down-converts the signal received from the BPF 104 into two orthogonal baseband signals. The VGA 108 is a variable amplifier, and amplifies the signal received from the Q-Demod unit 106 so as to have a predetermined signal level. The ADC 110 converts the analog signal received from the VGA 108 into a digital signal, and outputs the digital signal to the BB unit 200.

RF部100の送信処理においては、DAC120は、BB部200から受け取ったディジタル信号をアナログ信号に変換する。LPF118は、DAC120から受け取った信号から、不要な高周波信号を除去する。QMod部116は、LPF118から受け取った信号で搬送波を変調する。BPF114は、QMod部116から受け取った信号から、通信システムの帯域外の不要波を除去する。PA112はパワーアンプであり、PF114受け取った信号を、所定のパワーに増幅する。   In the transmission processing of the RF unit 100, the DAC 120 converts the digital signal received from the BB unit 200 into an analog signal. The LPF 118 removes unnecessary high-frequency signals from the signal received from the DAC 120. The QMod unit 116 modulates the carrier wave with the signal received from the LPF 118. The BPF 114 removes unnecessary waves outside the band of the communication system from the signal received from the QMod unit 116. The PA 112 is a power amplifier and amplifies the signal received by the PF 114 to a predetermined power.

BB部200は、受信信号を処理するブロックとして、CP(Cyclic Prefix)除去部202、FFT処理部204、デマッピング部206およびデコード部210を有する。また、BB部200は、送信信号を処理するブロックとして、エンコード部218、マッピング部216、IFFT処理部214およびCP付加部212を有する。   The BB unit 200 includes a CP (Cyclic Prefix) removing unit 202, an FFT processing unit 204, a demapping unit 206, and a decoding unit 210 as blocks for processing a received signal. The BB unit 200 includes an encoding unit 218, a mapping unit 216, an IFFT processing unit 214, and a CP adding unit 212 as blocks for processing transmission signals.

BB部200の受信処理においては、CP除去部202は、ADC110からディジタル信号を受信し、受信した信号からガードインターバルとして付加されたCPを除去する。FFT処理部204は、CP除去部202から受け取った信号を、時間軸の信号から周波数軸の信号に変換する。デマッピング部206は、FFT処理部204から受け取った位相および振幅からなる信号を、対応するシンボルに関連付ける。デコード部210は、デマッピング部206から受け取ったデータを復号し、もとのデータを取り出してプロセッサ300に出力する。   In the reception process of the BB unit 200, the CP removal unit 202 receives a digital signal from the ADC 110, and removes the CP added as a guard interval from the received signal. The FFT processing unit 204 converts the signal received from the CP removal unit 202 from a time-axis signal to a frequency-axis signal. The demapping unit 206 associates the signal having the phase and amplitude received from the FFT processing unit 204 with the corresponding symbol. The decoding unit 210 decodes the data received from the demapping unit 206, extracts the original data, and outputs it to the processor 300.

BB部200の送信処理においては、エンコード部218は、プロセッサ300から受けとったデータを符号化する。マッピング部216は、エンコード部218から受け取ったデータを対応する位相および振幅に関連付ける。IFFT処理部214は、エンコード部218から受け取ったデータを、周波数軸の信号から時間軸の信号に変換する。CP付加部212は、IFFT処理部214から受け取ったデータにCPを付加し、RF部100に出力する。   In the transmission process of the BB unit 200, the encoding unit 218 encodes the data received from the processor 300. The mapping unit 216 associates the data received from the encoding unit 218 with the corresponding phase and amplitude. The IFFT processing unit 214 converts the data received from the encoding unit 218 from a frequency axis signal to a time axis signal. CP adding section 212 adds a CP to the data received from IFFT processing section 214 and outputs the data to RF section 100.

図7は、本発明の一実施形態に係る図6のFFT処理部204の詳細な構成図である。FFT処理部204は、FFT演算部10、ビット切り出し部20およびスケジューラ情報判定部30を有する。   FIG. 7 is a detailed configuration diagram of the FFT processing unit 204 of FIG. 6 according to an embodiment of the present invention. The FFT processing unit 204 includes an FFT operation unit 10, a bit cutout unit 20, and a scheduler information determination unit 30.

FFT演算部10は、CP除去部202からCP除去された信号を受け取る。FFT演算部10は、受け取った信号に対しFFT演算を実行し、時間軸の信号を周波数軸の信号に変換する。FFT演算部10は、FFT演算において乗算を繰り返すことにより、最終的に大きな計算誤差が発生することがないように、固定小数点数全体のビット数を増やして、FFT演算を実行する。FFT演算部10は、FFT演算後のデータを、固定小数点数全体のビット数を増やしたフォーマットのまま、ビット切り出し部20に出力する。   The FFT operation unit 10 receives the CP-removed signal from the CP removal unit 202. The FFT operation unit 10 performs an FFT operation on the received signal, and converts a time-axis signal into a frequency-axis signal. The FFT operation unit 10 repeats multiplication in the FFT operation, thereby increasing the number of bits of the entire fixed-point number and executing the FFT operation so that a large calculation error does not finally occur. The FFT operation unit 10 outputs the data after the FFT operation to the bit cutout unit 20 in a format in which the number of bits of the entire fixed-point number is increased.

ビット切り出し部20は、FFT演算部10から、固定小数点数全体のビット数が増えた状態のデータを受け取る。ビット切り出し部20は、受け取ったデータから、所定のビット数の固定小数点数を切り出して、デマッピング部216に出力する。所定のビット数は、例えば、FFT演算部10に入力される固定小数点数全体のビット数であるが、異なるビット数でも良い。ビット切り出し部20は、スケジューラ情報判定部30から、所定のビット数の固定小数点数を切り出す際のビット切り出し位置の情報を受け取る。ビット切り出し部20は、スケジューラ情報判定部30から受け取ったビット切り出し位置の情報に基づいて固定小数点数を切り出し、デマッピング部216に出力する。   The bit cutout unit 20 receives data from the FFT operation unit 10 in a state where the number of bits of the entire fixed-point number has increased. The bit cutout unit 20 cuts out a fixed-point number having a predetermined number of bits from the received data and outputs it to the demapping unit 216. The predetermined number of bits is, for example, the number of bits of the whole fixed-point number input to the FFT operation unit 10, but may be a different number of bits. The bit cutout unit 20 receives information on the bit cutout position when cutting out a fixed-point number having a predetermined number of bits from the scheduler information determination unit 30. The bit cutout unit 20 cuts out a fixed-point number based on the information of the bit cutout position received from the scheduler information determination unit 30 and outputs it to the demapping unit 216.

スケジューラ情報判定部30は、プロセッサ300から受け取ったスケジューリング情報に基づいてビット切り出し位置を決定し、決定したビット切り出し位置をビット切り出し部20に出力する。スケジューリング情報には、移動端末がデータ通信に用いているリソースブロックの数の情報が含まれている。ここで、リソースブロック(RB: Resource Block)とは、LTEシステムにおいて周波数帯域幅を可変とする際の、基本単位である。データ伝送に使用するリソースブロック数が多いときは周波数帯域幅が広く、リソースブロック数が少ないときは周波数帯域幅が狭い。なお、本実施例の周波数帯域幅については、リソースブロックを用いているが、本発明では、使用されている周波数帯域幅の程度に応じてビット切り出し位置が決定されればよい。   The scheduler information determination unit 30 determines a bit cutout position based on the scheduling information received from the processor 300, and outputs the determined bit cutout position to the bit cutout unit 20. The scheduling information includes information on the number of resource blocks used by the mobile terminal for data communication. Here, the resource block (RB) is a basic unit when the frequency bandwidth is variable in the LTE system. When the number of resource blocks used for data transmission is large, the frequency bandwidth is wide, and when the number of resource blocks is small, the frequency bandwidth is narrow. In addition, although the resource block is used about the frequency bandwidth of a present Example, according to this invention, the bit cut-out position should just be determined according to the grade of the used frequency bandwidth.

ビット切り出し位置の決定において、上位ビット側をビット切り出し位置とした場合、すなわち、固定小数点数の整数部分のビット数を多くし、小数点以下のビット数を少なくした場合は、切り出した固定小数点数のステップは粗くなるが、大きい信号レベルに対応することができる。下位ビット側をビット切り出し位置とした場合、すなわち、固定小数点数の整数部分のビット数を少なくし、小数点以下のビット数を多くした場合は、対応できる信号レベルは小さくなるが、切り出した固定小数点数のステップが細かくなるため、出力する信号レベルが小さい場合に、切り出した固定小数点数のデータの精度が高くなる。   In determining the bit cutout position, if the upper bit side is the bit cutout position, that is, if the number of bits in the integer part of the fixed-point number is increased and the number of bits after the decimal point is reduced, The steps are coarse but can accommodate large signal levels. When the lower bit side is set as the bit cutout position, that is, when the number of bits in the integer part of the fixed-point number is reduced and the number of bits after the decimal point is increased, the signal level that can be handled is reduced, but the cut-out fixed point Since the number of steps becomes fine, the accuracy of the data of the cut-out fixed-point number increases when the output signal level is small.

したがって、スケジューラ情報判定部30は、移動端末がデータ通信に用いているリソースブロックの数が少ない場合、すなわち、周波数帯域幅が狭くFFT演算部10が出力する単位周波数あたりの信号レベルが大きい場合は、上位ビット側にビット切り出し位置を決定する。移動端末がデータ通信に用いているリソースブロックの数が多い場合、すなわち、周波数帯域幅が広くFFT演算部10が出力するる単位周波数あたりの信号レベルが小さい場合は、下位ビット側にビット切り出し位置を決定する。   Therefore, when the number of resource blocks used by the mobile terminal for data communication is small, that is, when the signal level per unit frequency output from the FFT operation unit 10 is large, the scheduler information determination unit 30 The bit cutout position is determined on the upper bit side. When the number of resource blocks used by the mobile terminal for data communication is large, that is, when the signal level per unit frequency output from the FFT operation unit 10 is small and the frequency band is wide, the bit extraction position is on the lower bit side. To decide.

図8は、スケジューラ情報判定部30が、リソースブロックの数に基づいてビット切り出し位置を決定する際の、対応表の一例である。この例は、固定小数点数全体のビット数が12ビットの固定小数点数から、8ビットの固定小数点数を切り出す場合を示している。スケジューラ情報判定部30は、移動端末がデータ通信に用いているリソースブロックの数が1〜12と小さい場合、すなわち、周波数帯域幅が狭い場合は、上位ビット側でビット切り出し位置を決定する。スケジューラ情報判定部30は、リソースブロックの数が40〜50と大きい場合、すなわち、周波数帯域幅が広い場合は、下位ビット側でビット切り出し位置を決定する。   FIG. 8 is an example of a correspondence table when the scheduler information determination unit 30 determines the bit cutout position based on the number of resource blocks. This example shows a case where an 8-bit fixed-point number is cut out from a fixed-point number having 12 bits as a whole. When the number of resource blocks used by the mobile terminal for data communication is as small as 1 to 12, that is, when the frequency bandwidth is narrow, the scheduler information determination unit 30 determines the bit cutout position on the higher bit side. When the number of resource blocks is as large as 40 to 50, that is, when the frequency bandwidth is wide, the scheduler information determination unit 30 determines the bit cutout position on the lower bit side.

図9は、図8のリソースブロックの数とビット切り出し位置の対応表を図示したものである。図9(a)は、リソースブロックの数が1〜12の場合を示す。図9(a)の一番左側に縦に並んでいる0〜7の数字は、FFT演算前の時間軸のデータが8ビットの固定小数点数であることを示している。7は上位ビット、0は下位ビットを示す。0〜11まで並んでいる数字は、FFT演算が12ビットの固定小数点数で実行され、12ビットの固定小数点数のままビット切り出し部に入力されたものを示している。11は上位ビット、0は下位ビットを示す。ビット切り出し部20は、この12ビットの固定小数点数から8ビットの固定小数点数を切り出す。図9(a)では、4〜11ビットを切り出している。ここで、上位ビット側の8ビットを切り出すことは、切り出した固定小数点数のステップは粗くなるが、大きい信号レベルに対応することができることを意味する。したがって、リソースブロックの数が少ない場合、すなわち、FFT演算部10が出力する信号レベルが大きいときは、図9(a)のように上位ビット側をビット切り出し位置として決定することが適している。   FIG. 9 shows a correspondence table between the number of resource blocks and the bit cutout position in FIG. FIG. 9A shows a case where the number of resource blocks is 1-12. Numbers 0 to 7 vertically arranged on the leftmost side of FIG. 9A indicate that the data on the time axis before the FFT calculation is an 8-bit fixed-point number. 7 indicates an upper bit, and 0 indicates a lower bit. The numbers arranged from 0 to 11 indicate that the FFT operation is executed with a 12-bit fixed-point number and is input to the bit cutout unit as it is with a 12-bit fixed-point number. 11 indicates an upper bit, and 0 indicates a lower bit. The bit cutout unit 20 cuts out an 8-bit fixed-point number from the 12-bit fixed-point number. In FIG. 9A, 4 to 11 bits are cut out. Here, cutting out the 8 bits on the upper bit side means that the step of the cut-out fixed-point number becomes rough, but it can cope with a large signal level. Therefore, when the number of resource blocks is small, that is, when the signal level output from the FFT operation unit 10 is large, it is suitable to determine the upper bit side as the bit cutout position as shown in FIG.

図9(d)は、リソースブロックの数が40〜50の場合を示す。図9(d)では、1〜8ビットを切り出している。ここで、下位ビット側の8ビットを切り出すことは、対応できる信号レベルは小さくなるが、切り出した固定小数点数のステップが細かくなるため、出力する信号レベルが小さい場合に、切り出した固定小数点数のデータの精度が高くなることを意味する。したがって、リソースブロックの数が多い場合、すなわち、FFT演算部10が出力する信号レベルが小さいときは、図9(d)のように下位ビット側をビット切り出し位置として決定することが適している。   FIG. 9D shows a case where the number of resource blocks is 40-50. In FIG. 9D, 1 to 8 bits are cut out. Here, cutting out the 8 bits on the lower bit side reduces the signal level that can be handled, but the steps of the cut-out fixed-point number become fine. Therefore, when the output signal level is low, the cut-off fixed-point number This means that the accuracy of the data is increased. Therefore, when the number of resource blocks is large, that is, when the signal level output from the FFT operation unit 10 is small, it is suitable to determine the lower bit side as the bit cutout position as shown in FIG.

このように、本実施形態によれば、移動端末が送信するデータの周波数帯域幅に応じて、適切な固定小数点数のフォーマットでデータを出力するFFT演算処理装置を提供することができる。   Thus, according to the present embodiment, it is possible to provide an FFT processing apparatus that outputs data in an appropriate fixed-point number format according to the frequency bandwidth of data transmitted by the mobile terminal.

また、スケジューラ情報判定部30は、リソースブロックの数が少ない場合は、固定小数点フォーマットを小数点以下のビット数が少ないフォーマットに決定し、リソースブロックの数が多い場合は、固定小数点フォーマットを小数点以下のビット数が多いフォーマットに決定することで、リソースブロックの数が多い場合に、FFT処理部204が出力する固定小数点数の精度を向上させることができる。   In addition, the scheduler information determination unit 30 determines the fixed-point format to a format with a small number of bits after the decimal point when the number of resource blocks is small, and determines the fixed-point format as a decimal point when the number of resource blocks is large. By determining the format with a large number of bits, the accuracy of the fixed-point number output from the FFT processing unit 204 can be improved when the number of resource blocks is large.

また、スケジューラ情報判定部30は、基地局から移動端末へ通知するスケジューリング情報を受け取ることにより、複雑な計算処理を必要とせずに、リソースブロックの数の情報を得ることができる。これは、消費電力の低減、チップ面積の小型化という効果を有する。   Furthermore, the scheduler information determination unit 30 can obtain information on the number of resource blocks without requiring complicated calculation processing by receiving scheduling information notified from the base station to the mobile terminal. This has the effect of reducing power consumption and reducing the chip area.

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。   Although the present invention has been described based on the drawings and examples, it should be noted that those skilled in the art can easily make various modifications and corrections based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included in the scope of the present invention.

例えば、各部材、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。   For example, functions included in each member, each means, each step, etc. can be rearranged so as not to be logically contradictory, and a plurality of means, steps, etc. can be combined or divided into one. Is possible.

10 FFT演算部
20 ビット切り出し部
30 スケジューラ情報判定部
100 RF部
102 LNA
104 BPF
106 Q−Demod部
108 VGA
110 ADC
112 PA
114 BPF
116 Q−Mod部
118 LPF
120 DAC
200 BB部
202 CP除去部
204 FFT処理部
206 デマッピング部
210 デコード部
212 CP付加部
214 IFFT処理部
216 マッピング部
218 エンコード部
300 プロセッサ
10 FFT operation unit 20 bit cutout unit 30 scheduler information determination unit 100 RF unit 102 LNA
104 BPF
106 Q-Demod part 108 VGA
110 ADC
112 PA
114 BPF
116 Q-Mod part 118 LPF
120 DAC
200 BB unit 202 CP removing unit 204 FFT processing unit 206 Demapping unit 210 Decoding unit 212 CP adding unit 214 IFFT processing unit 216 Mapping unit 218 Encoding unit 300 Processor

Claims (4)

第1のビット数の固定小数点数で表された無線信号のデータを、前記第1のビット数よりも大きい第2のビット数の固定小数点数として演算して、前記第2のビット数の固定小数点数のデータに変換するFFT演算部と、
前記無線信号の使用周波数の程度に応じて定まるビット切り出し位置に従って、前記第2のビット数のデータから、指定ビット数のデータを切り出すビット切り出し部と、
を備える演算処理装置。
The wireless signal data represented by a fixed-point number having a first bit number is calculated as a fixed-point number having a second bit number larger than the first bit number, and the second bit number is fixed. An FFT operation unit for converting to decimal data;
A bit cutout unit that cuts out data of a specified number of bits from the data of the second number of bits according to a bit cutout position determined according to a degree of a use frequency of the wireless signal;
An arithmetic processing device comprising:
請求項1に記載の演算処理装置において、
前記ビット切り出し部は、
前記無線信号の使用周波数の程度が少ない場合は、小数点以下のビット数が少ない位置に決定された前記ビット切り出し位置に従って、または、前記無線信号の使用周波数の程度が多い場合は、小数点以下のビット数が多い位置に決定された前記ビット切り出し位置に従って、前記第2のビット数のデータから、指定ビット数のデータを切り出す演算処理装置。
The arithmetic processing device according to claim 1,
The bit cutout unit
If the frequency of the radio signal used is small, the bit cut-out position determined at a position where the number of bits after the decimal point is small, or if the frequency of the radio signal used is high, bits after the decimal point An arithmetic processing device for cutting out data of a specified number of bits from the data of the second number of bits according to the bit cutout position determined at a position having a large number.
第1のビット数の固定小数点数で表されたアップリンク信号の時間軸のデータを、前記第1のビット数よりも大きい第2のビット数の固定小数点数として演算して、前記第2のビット数の固定小数点数の周波数軸のデータに変換するステップと、
前記アップリンク信号のリソースブロックの数を基に、前記第2のビット数の固定小数点数の周波数軸のデータから前記第1のビット数の固定小数点数の周波数軸のデータを切り出す位置を決定するステップと、
前記第2のビット数の固定小数点数の周波数軸のデータから、前記データを切り出す位置を決定するステップが決定した前記データを切り出す位置で、前記第1のビット数の固定小数点数の周波数軸のデータを切り出すステップと、
を備えることを特徴とする演算処理方法。
The time axis data of the uplink signal represented by a fixed-point number of the first bit number is calculated as a fixed-point number of a second bit number larger than the first bit number, and the second A step of converting the data to the frequency axis of a fixed-point number of bits;
Based on the number of resource blocks of the uplink signal, a position at which the fixed-point frequency axis data of the first bit number is cut out from the fixed-axis frequency axis data of the second bit number is determined. Steps,
The step of determining the position of extracting the data from the data of the fixed-point number frequency axis of the second number of bits has the position of extracting the data determined, and the frequency axis of the fixed-point number of the first number of bits Cutting out the data;
An arithmetic processing method comprising:
請求項3に記載の演算処理方法において、
前記周波数軸のデータを切り出す位置を決定するステップは、前記リソースブロックの数が少ない場合は、前記第1のビット数の固定小数点数の周波数軸のデータのビット切り出し位置を小数点以下のビット数が少ない前記ビット切り出し位置に決定し、前記リソースブロックの数が多い場合は、前記第1のビット数の固定小数点数の周波数軸のデータのビット切り出し位置を小数点以下のビット数が多い前記ビット切り出し位置に決定すること、
を特徴とする演算処理方法。
In the arithmetic processing method according to claim 3,
The step of determining the position to cut out the data on the frequency axis is the step of determining the bit cutout position of the frequency axis data of the fixed-point number of the first number of bits when the number of the resource blocks is small. If the number of the resource blocks is determined to be small and the number of resource blocks is large, the bit cutout position of the frequency axis data of the fixed-point number of the first number of bits is the bit cutout position with a large number of bits after the decimal point. To decide,
An arithmetic processing method characterized by the above.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2014030257A1 (en) * 2012-08-24 2014-02-27 富士通株式会社 Processing device and processing method

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