[發明專利]基于LTE系統的FFT/IFFT變換裝置及方法

有效

• 申請號: 201610015842.3
• 申請日: 2016-01-11
• 公開（公告）號: CN105608054B
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 華虎軍
• 申請（專利權）人: 北京北方烽火科技有限公司
• 主分類號: G06F17/14
• 分類號: G06F17/14
• 代理公司: 北京信遠達知識產權代理事務所(普通合伙) 11304
• 代理人: 魏曉波

1.一種基于LTE的FFT/IFFT變換裝置，其特征在于，包括輸入乒乓緩存單元、第一共軛處理單元、512點FFT/IFFT處理單元、輸入控制單元、基r運算單元、第二共軛處理單元和輸出端；

其中，所述輸入控制單元用于：

接收配置數據和第一序列p(m)，m＝0,1,2...N-1，N表示變換點數或序列的長度；所述配置數據至少包括N和變換標志；其中，所述變換標志的第一取值用于表征需要對所述第一序列進行正變換，所述變換標志的第二取值用于表征需要對所述第一序列進行反變換；

在所述N不大于512時，直接將所述第一序列p(m)輸入至所述512點FFT/IFFT處理單元；

在所述N大于512并且所述變換標志為第一取值時，將所述第一序列p(m)輸入至所述輸入乒乓緩存單元；

在所述N大于512并且所述變換標志為第二取值時，將所述第一序列p(m)輸入至所述第一共軛處理單元，由所述第一共軛處理單元進行共軛處理后得到第二序列p^*(m)，并輸出至所述輸入乒乓緩存單元；

在所述N大于512時，分r次從所述輸入乒乓緩存單元中讀出p(m)或p^*(m)發送至所述512點FFT/IFFT處理單元；r＝N/512；其中，第i次從所述輸入乒乓緩存單元中讀出的數據為：所述p(m)或p^*(m)位于r的正整數倍減r-i位置上的512點數據，1≤i≤r；

所述512點FFT/IFFT處理單元用于執行變換點數為2的n次冪的FFT/IFFT變換，1≤n≤9，其中：

在所述N不大于512時，根據變換標志對輸入的數據進行相應的FFT/IFFT變換，并將變換結果輸出至所述輸出端；或者，

在所述N大于512時，對所述輸入控制單元分r次輸入的數據進行r次FFT變換，得到r組變換結果，并將所述r組變換結果發送到所述基r運算單元；其中，第i組變換結果中的512點數據為，所述p(m)或p^*(m)位于r的正整數倍減r-i位置上的512點數據經FFT變換后的變換結果；

所述基r運算單元用于：

在所述N大于512并且所述變換標志為第一取值時，對所述r組變換結果進行基r運算得到第三序列Y(m)，并將所述第三序列Y(m)輸出至上述輸出端，所述第三序列Y(m)為對所述第一序列p(m)進行正變換后的序列；或者，

在所述N大于512并且所述變換標志為第二取值時，對所述r組變換結果進行基r運算得到第四序列yy^*(m)，并將yy^*(m)乘以1/N得到第五序列y^*(m)，將所述y^*(m)輸出至所述第二共軛處理單元；

所述第二共軛處理單元用于，對輸入的數據進行共軛處理得到第六序列y(m)，并輸出至所述輸出端，所述第六序列y(m)為對所述第一序列p(m)進行反變換后的序列；

所述FFT/IFFT變換、基r運算和乘以1/N采用塊浮點方式進行運算；所述塊浮點方式以塊浮點因子和尾數表示一個數據，所述第i組變換結果中的512點數據的塊浮點因子相同；

所述輸出端為第三多路選擇器；

所述基r運算單元包括寫控制單元、第一至第四乒乓緩存單元、旋轉因子第一存儲單元、旋轉因子第二存儲單元、旋轉因子第三存儲單元、讀控制單元、第一旋轉因子讀控制單元、第一多路選擇器、旋轉因子相乘單元、塊浮點處理單元、第一至第三復數相乘單元、第一至第三復數相加單元、第二多路選擇器，其中：

所述寫控制單元用于：將所述r組變換結果中的第i組變換結果輸出到所述第一至第四乒乓緩存單元中的第i乒乓緩存單元，1≤i≤r；

所述旋轉因子第一存儲單元用于，存儲512個第一旋轉因子

所述旋轉因子第二存儲單元用于，存儲512個第一旋轉因子

所述旋轉因子第三存儲單元用于，存儲512個第一旋轉因子

所述讀控制單元用于：分r次同時向第一至第r乒乓緩存單元的相同地址空間發出讀指令以讀出所述r組變換結果，將讀出的r組變換結果發送到所述塊浮點處理單元，以及控制所述第一旋轉因子讀控制單元每次讀取第一旋轉因子的時刻；在第j次讀取中被讀出的r組變換結果，用于計算Y(m)或y^*(m)的第512(j-1)+1～512j位置上的數據，1≤j≤r；

所述第一旋轉因子讀控制單元用于：控制所述旋轉因子第一存儲單元、旋轉因子第二存儲單元、旋轉因子第三存儲單元中第一旋轉因子的讀取，并將讀取的第一旋轉因子輸出到所述旋轉因子相乘單元；

所述第一多路選擇器用于，從多個第二旋轉因子中選擇一個第二旋轉因子輸出到所述旋轉因子相乘單元；所述第二旋轉因子包括W₂⁰、W₂¹、W₃⁰、W₃¹、W₃²、W₄⁰、W₄¹、W₄²、W₄³、W₂²和W₂³；

所述旋轉因子相乘單元用于，將所述第一旋轉因子和第二旋轉因子進行復數相乘運算得到第一計算結果G和第二計算結果H，并將第一計算結果G和第二計算結果H分別輸出到所述第一復數相乘單元和第二復數相乘單元；

塊浮點處理單元：用于對輸入的所述r組變換結果進行塊浮點處理得到r組處理結果，并將所述r組處理結果發送到第一復數相乘單元和第一、二復數相加單元；在N＝1024時，所述塊浮點處理單元的第一輸出端輸出第一組處理結果，第四輸出端輸出第二組處理結果，第二輸出端和第三輸出端輸出0；在N＝1536時，所述塊浮點處理單元的第二輸出端輸出0，第一輸出端、第三輸出端和第四輸出端分別輸出第一至第三組處理結果；在N＝2048時，所述塊浮點處理單元的第一至第四輸出端分別輸出第一至第四組處理結果；

所述第一復數相乘單元用于，將所述旋轉因子相乘單元輸出的第一計算結果G分別與所述塊浮點處理單元的第二輸出端和第四輸出端輸出的處理結果進行復數相乘，得到第一復數相乘結果和第二復數相乘結果，并將所述第一復數相乘結果發送到第一復數相加單元，將所述第二復數相乘結果發送到所述第二復數相加單元；

所述第一復數相加單元用于，將所述塊浮點處理單元的第一輸出端輸出的處理結果與所述第一復數相乘單元輸出的第一復數相乘結果進行復數相加，得到第一復數相加結果，并將第一復數相加結果發送到所述第三復數相加單元；

所述第二復數相加單元用于，用于將所述塊浮點處理單元的第三輸出端輸出的處理結果與所述第一復數相乘單元輸出的第二復數相乘結果進行復數相加，得到第二復數相加結果，并將所述第二復數相加結果發送到第二復數相乘單元；

所述第二復數相乘單元用于，將所述第二復數相加單元輸出的第二復數相加結果與所述旋轉因子相乘單元輸出的所述第二計算結果H進行復數相乘，得到第三復數相乘結果，并將所述第三復數相乘結果發送到所述第三復數相加單元；

所述第三復數相加單元用于，對所述第一復數相加單元輸出的第一復數相加結果和所述第二復數相乘單元輸出的第三復數相乘結果進行復數相加，得到第三復數相加結果，并將所述第三復數相加結果發送到所述第三復數相乘單元；

所述第二多路選擇器用于，在N＝1024、1536或2048并且變換標志為第一取值時，將1發送到所述第三復數相乘單元；在N＝1536，并且變換標志為第二取值時，將1/3發送到所述第三復數相乘單元；在N＝1024或2048并且變換標志為第二取值時，將1發送到所述第三復數相乘單元；

所述第三復數相乘單元用于，將所述第二多路選擇器的輸出數據和所述第三復數相加單元輸出的第三復數相加結果進行復數相乘，得到第四復數相乘結果，在N＝1024、1536或2048，并且變換標志為第一取值時，將所述第四復數相乘結果發送到所述第三多路選擇器；在N＝1024、1536或2048，并且變換標志為第二取值時，將第四復數相乘結果發送到所述第二共軛處理單元；

所述第二共軛處理單元用于，對輸入的數據進行共軛處理輸出至所述第三多路選擇器；

所述第三多路選擇器用于，當N＝128、256或512時，將512點FFT/IFFT處理單元的輸出結果進行輸出；當N＝1024、1536或2048并且變換標志為第一取值時將第三復數相乘單元的輸出結果進行輸出；當N＝1024、1536或2048并且變換標志為第二取值時，將第二共軛處理單元的輸出結果進行輸出。