[發明專利]一種快速傅里葉變換計算模塊及頻偏估計裝置

在審

• 申請號: 202110987933.4
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN115913846A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 徐海東;王江;周磊磊;馬慧
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H04L27/00
• 分類號: H04L27/00;G06F17/14
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所(普通合伙) 31233
• 代理人: 孫健

本發明涉及一種快速傅里葉變換計算模塊及頻譜估計裝置。其中，頻譜估計裝置包括：采樣模塊、快速傅里葉變換計算模塊和最大值比較模塊；所述采樣模塊用于按照固定的采樣間隔獲取信道數據，并對擴頻采樣數據進行解擾處理再進行相關運算獲取信道數據；所述快速傅里葉變換計算模塊用于對獲取的信道數據實施快速傅里葉變換計算；所述最大值比較模塊用于對快速傅里葉變換計算后的結果進行最大值比較，并根據最大值確定頻偏位置。快速傅里葉變換計算模塊引入了非對稱的蝶形部件，并對FFT計算流程進行了串行化編排。本發明能夠在不增加存儲資源的前提下達到提升估計精度的目的。

技術領域

本發明涉及擴頻通信技術領域，特別是涉及一種快速傅里葉變換計算模塊及頻偏估計裝置。

背景技術

擴頻通信技術具有抗干擾能力強、工作點低的特點，有著廣泛的應用。由于擴頻通信的發送機與接收機的晶振不可能完全對準，或者由于多普勒效應，接收機接受到無線信號通常存在一個頻偏。為此，在接收機中需要進行頻偏估計和糾正，以避免頻偏造成的信號失真。

一種常用的頻偏估計方法基于傅里葉變換實現，該方法由采樣、FFT、最大值比較三個功能模塊組成，如圖1所示。

其中，采樣模塊按照固定的采樣間隔獲取信道數據，在擴頻通信中需要先對擴頻采樣數據進行解擾處理，再進行相關運算獲取信道數據。FFT模塊對獲取的信道數據實施FFT運算。最大值比較模塊對FFT計算后的結果進行最大值比較，并根據最大值確定頻偏位置。

上述方法的估計精度由采樣點間隔和傅里葉變換的采樣點個數決定。比如采樣點間隔為M，傅里葉變換的采樣點個數為N，那么可以辨別的最小精度就是2π/MN，通常M和N這兩個參數都是固定的，因此頻偏精度也是事先確定，不能更改。

在基于均衡接收機的擴頻通信系統中對頻偏估計的精度提出了更高的要求，為了提高估計精度就需要提升FFT計算的點數。傳統的FFT計算模塊采用全對稱的蝶形部件，不管采樣點個數有沒有達到傅里葉變換的點數，也不管所需要的輸出是多少個，都需要占用與FFT點數對應的最大的存儲資源個數。然而，系統的資源是有限的，尤其是在FPGA系統中。因此亟需一種不增加存儲資源的情況下就能實現更多點數FFT計算的方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種快速傅里葉變換計算模塊及頻偏估計裝置，在不增加存儲資源的情況下，實現更多點數的FFT計算。