專利名稱：變換計(jì)算設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于計(jì)算離散變換的設(shè)備，它具有一個(gè)第一存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)取樣，以及一個(gè)第二存儲(chǔ)器，用于記錄中間計(jì)算結(jié)果。本發(fā)明還涉及一種適合所述設(shè)備的計(jì)算方法。
本發(fā)明找到了一種在地面信號(hào)傳輸期間特別用于信道解碼中的特殊應(yīng)用。
1999年11月4日發(fā)表于IEEE Transactions on ConsumerElectronics(IEEE消費(fèi)電子期刊)第45卷第4號(hào)第1104-1107頁上的文檔“Efficient FFT and Equalizer Implementation for OFDMReceiver(用于OFDM接收機(jī)的有效FFT和均衡器實(shí)現(xiàn))”，其中描述了一種用于計(jì)算離散變換的設(shè)備，在這里該變換是OFDM(正交頻分復(fù)用)接收機(jī)中的傅立葉變換。當(dāng)所述接收機(jī)收到一個(gè)信號(hào)時(shí)，它在第一存儲(chǔ)器中以取樣分組的形式對其進(jìn)行接收，根據(jù)所用標(biāo)準(zhǔn)，分組大小是可以變化的。在ETS I(歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì))發(fā)布的DVB-T(地面數(shù)字視頻廣播)標(biāo)準(zhǔn)中使用了OFDM接收機(jī)，其中分組大小是2或8千個(gè)取樣。該接收機(jī)包括一個(gè)計(jì)算設(shè)備，用于對在一個(gè)分組中接收到的取樣的傅立葉變換進(jìn)行計(jì)算。中間結(jié)果被記錄在第二存儲(chǔ)器中。該設(shè)備等待接收一個(gè)分組的取樣集合，以便于用中間結(jié)果來終止對傅立葉變換的計(jì)算，并且重新開始計(jì)算一個(gè)新分組中的取樣。
本領(lǐng)域的這種狀況使得每次只可能計(jì)算一個(gè)傅立葉變換。
因此本發(fā)明所要解決的一個(gè)技術(shù)問題是提出一種離散變換的計(jì)算設(shè)備，它具有一個(gè)第一存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)取樣，和一個(gè)第二存儲(chǔ)器，用于記錄中間計(jì)算結(jié)果，以及相關(guān)的計(jì)算方法，這樣就有可能并行計(jì)算幾個(gè)離散變換。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)目的，一種解決所提出問題的解決方案，其特征在于，計(jì)算設(shè)備具有控制裝置，它能夠根據(jù)第一處理過程中使用的多個(gè)離散變換來配置第一和第二存儲(chǔ)器，該變換在適用的地方具有可變大小。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)目的，該解決方案的特征在于，計(jì)算方法包括一個(gè)步驟，即根據(jù)第一處理過程中使用的多個(gè)離散變換來配置第一和第二存儲(chǔ)器，該變換在適用的地方具有可變大小。
因此，如在下文中將會(huì)詳細(xì)了解的那樣，通過根據(jù)第一處理中使用的離散變換數(shù)量而把存儲(chǔ)器劃分成若干個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域，以便能夠并行管理對若干個(gè)變換的計(jì)算。
本發(fā)明將會(huì)參考附圖所示實(shí)施例的實(shí)例而被進(jìn)一步描述，然而本發(fā)明并不局限于此

圖1是一個(gè)用于表示由根據(jù)本發(fā)明的計(jì)算設(shè)備實(shí)現(xiàn)的第一處理的方框圖，圖2示意性描述了根據(jù)本發(fā)明的計(jì)算設(shè)備的結(jié)構(gòu)，圖3描述了一個(gè)顯示由圖2計(jì)算設(shè)備執(zhí)行的計(jì)算的流程圖，圖4描述了一個(gè)由圖2計(jì)算設(shè)備執(zhí)行的計(jì)算操作，圖5是一個(gè)對根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備所完成的第二處理進(jìn)行描述的方框圖，圖6a是一個(gè)對在第二處理中由圖2計(jì)算設(shè)備實(shí)現(xiàn)的第一計(jì)算方法進(jìn)行描述的方框圖，圖6b是一個(gè)對在第二處理中由圖2計(jì)算設(shè)備實(shí)現(xiàn)的第二計(jì)算方法進(jìn)行描述的方框圖，圖7是對圖2計(jì)算設(shè)備在第二處理過程中的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述的方框圖。
本發(fā)明的內(nèi)容涉及對在地面電視領(lǐng)域中使用的接收機(jī)中的離散變換進(jìn)行計(jì)算的一個(gè)設(shè)備的實(shí)例，該變換在這里是傅立葉變換。
在一個(gè)信道上(未示出)進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)念I(lǐng)域中，特別是在地面電視領(lǐng)域中，使用了一個(gè)發(fā)射機(jī)和一個(gè)接收機(jī)。發(fā)射機(jī)實(shí)現(xiàn)把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)的信號(hào)調(diào)制，并通過信道來發(fā)送所述信號(hào)。在信道的輸出端，信號(hào)被接收機(jī)接收，該接收機(jī)實(shí)現(xiàn)把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的信號(hào)解調(diào)。在傳輸?shù)臅r(shí)候，一個(gè)糾錯(cuò)編碼被執(zhí)行，這樣一來，隨后就有可能在接收時(shí)糾正所述信道上的干擾所引入的錯(cuò)誤。
在DVB-T標(biāo)準(zhǔn)的情況下，各種技術(shù)都被使用，例如在第一解調(diào)處理過程中，歐洲使用的是OFDM技術(shù)。這種技術(shù)使用了快速傅立葉變換計(jì)算。存在若干種快速傅立葉變換。一種直接傅立葉變換FFT和一種反向傅立葉變換IFFT。
縮略語FFT將在本說明書的剩余部分被使用，用于指明術(shù)語“直接快速傅立葉變換”，而IFFT則用于指明術(shù)語“反向快速傅立葉變換”。當(dāng)然，本發(fā)明并不局限于這些類型的傅立葉變換。
在該技術(shù)中，在解調(diào)處理過程中使用了兩類變換。嚴(yán)格地講，直接變換FFT用于解調(diào)，反向變換IFFT特別用于與發(fā)射機(jī)在時(shí)間和頻率上同步。需要注意的是，直接變換FFT對應(yīng)于在發(fā)射機(jī)中執(zhí)行的調(diào)制過程中所使用的變換IFFT的反向變換，那么，后一種變換IFFT是在調(diào)制中使用的唯一IFFT，例如OFDM。
圖1是一個(gè)表示根據(jù)DVB-T標(biāo)準(zhǔn)而在OFDM中進(jìn)行的傅立葉變換處理的方框圖。
在數(shù)字信號(hào)的接收過程中，接收機(jī)以取樣xi(i≥0)的分組Pj(j＞0)的形式接收信號(hào)。對DVB-T標(biāo)準(zhǔn)的ODFM接收機(jī)來說，取樣是在大小為2到8千個(gè)取樣的分組Pj中被接收的。分組Pj由接收機(jī)解調(diào)。如圖1所示，該解調(diào)使用了兩個(gè)變換，一個(gè)FFT和一個(gè)IFFT。然而，這兩個(gè)使用了FFT和IFFT的變換的計(jì)算被實(shí)現(xiàn)。需要注意對說明書中的術(shù)語“被使用”和“被計(jì)算”加以區(qū)別。FFT的計(jì)算在分組Pj的所有取樣xi上都被實(shí)現(xiàn)，而IFFT的計(jì)算在由若干個(gè)FFT計(jì)算得出的結(jié)果取樣Xi上被實(shí)現(xiàn)，例如從4個(gè)計(jì)算中得到1個(gè)取樣結(jié)果。然后，IFFT的計(jì)算在低于FFT計(jì)算的頻率上被實(shí)現(xiàn)。
解調(diào)是通過傅立葉變換計(jì)算設(shè)備FFTP而被實(shí)現(xiàn)的。該計(jì)算設(shè)備FFTP在圖2中被描述。它具有一個(gè)第一存儲(chǔ)器RAM1，一個(gè)計(jì)算單元UNIT，一個(gè)第二存儲(chǔ)器RAM2以及控制裝置CNTRL。該設(shè)備還具有一個(gè)表格TC，其中包括傅立葉變換系數(shù)。優(yōu)選的，第一和第二存儲(chǔ)器RAM1和RAM2都是非易失和可重寫的。
在一個(gè)啟動(dòng)步驟INIT中，控制裝置CNTRL配置第一RAM1和第二RAM2存儲(chǔ)器，以便于分別接收分組取樣xi和中間傅立葉變換計(jì)算結(jié)果。
這種配置是根據(jù)解調(diào)處理過程中使用的傅立葉變換數(shù)量來實(shí)現(xiàn)的，在適用的地方，該變換具有可變大小，在這里是2或8千個(gè)取樣。在公開的實(shí)例中使用了兩個(gè)變換。因此，第一和第二存儲(chǔ)器RAM1，RAM2各被分成兩個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域R11，R12以及R21，R22。第一存儲(chǔ)器RAM1的第一存儲(chǔ)區(qū)域R11保存取樣xi，一個(gè)FFT將在該取樣上被計(jì)算，而它的第二存儲(chǔ)區(qū)域R12保存結(jié)果取樣，F(xiàn)FT將在這個(gè)結(jié)果取樣上被計(jì)算。優(yōu)選的，第一存儲(chǔ)器RAM1的第一存儲(chǔ)區(qū)域R11，其大小等于將被計(jì)算的FFT的最大尺寸，也就是說，在這里有8千個(gè)取樣(下文中將會(huì)詳細(xì)了解，這是在沒有重疊的時(shí)候)。第二存儲(chǔ)器RAM2的第一存儲(chǔ)區(qū)域R21保存FFT的中間結(jié)果，而它的第二存儲(chǔ)區(qū)域R22保存IFFT的中間結(jié)果。當(dāng)然，在使用了一個(gè)單獨(dú)變換的地方，這種存儲(chǔ)區(qū)域的劃分并非必需。需要指出的是，接收機(jī)中的變換大小是根據(jù)接收條件由發(fā)射機(jī)決定的。因此這個(gè)大小可以改變。舉例來說，如果信道上的干擾造成不良接收，那么可以將大小從2千個(gè)取樣改成8千個(gè)取樣。然而，對一定的時(shí)間長度來說，變換的大小通常保持穩(wěn)定。
在這個(gè)相同的啟動(dòng)步驟INIT中，與另一種類型的變換相比，控制裝置CNTRL擇優(yōu)確定用于計(jì)算一種類型的傳輸?shù)膬?yōu)先級(jí)，并且由此將其作為所用變換類型的一個(gè)函數(shù)。優(yōu)選的，F(xiàn)FT具有高于IFFT的優(yōu)先級(jí)。
需要指出的是，表格TC包括計(jì)算所用變換必需的系數(shù)W。該系數(shù)是正弦/余弦值。該變換共同具有一些系數(shù)。IFFT與相同大小的對應(yīng)FFT一樣需要系數(shù)。舉例來說，大小為8千個(gè)取樣的FFT變換使用所有系數(shù)，大小為2千個(gè)取樣的FFT變換使用四分之一的系數(shù)，8千個(gè)取樣的IFFT變換使用所有系數(shù)，其順序不同于8千個(gè)取樣的FFT等等。因此，在公開的實(shí)例中，系數(shù)表格TC優(yōu)選包括具有最大尺寸的變換系數(shù)，也就是說，在這里有8千個(gè)取樣。變換系數(shù)是已知的，系數(shù)表格TC優(yōu)選包含在一個(gè)第三非易失非可重寫ROM存儲(chǔ)器(未示出)中。需要指出，在另一個(gè)實(shí)施例中，有可能僅僅使用第三個(gè)ROM存儲(chǔ)器中第一個(gè)四分之一，并且有可能使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的反向符號(hào)，以便于對另外四分之三進(jìn)行仿真。
當(dāng)然，在另一個(gè)實(shí)施例中，有可能在啟動(dòng)步驟中借助于控制裝置CNTRL來對系數(shù)表格TC進(jìn)行配置。在這種情況下，表格將被包含在第三個(gè)非易失可重寫EEPROM存儲(chǔ)器中。
一個(gè)FFT是根據(jù)一個(gè)流程圖來計(jì)算的。一個(gè)流程圖中包括系數(shù)WNn，N≥2，n≥0。最終結(jié)果Xi是根據(jù)取樣xi和系數(shù)WNn而被計(jì)算的。所述系數(shù)WNn是由系數(shù)表格TC給出的。對一個(gè)IFFT的計(jì)算是以相同原理為基礎(chǔ)的。
為了完成所述計(jì)算，各種本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的算法都可以被使用，例如Cooley-Tukey算法，也叫做縮減基-2(reduction to base2)或基數(shù)-2(radix 2)算法。這個(gè)算法需要多個(gè)取樣xi，這些取樣是2的冪。根據(jù)該算法，算法基數(shù)、分組大小以及層C的概念被定義。舉例來說，對一個(gè)大小為8千個(gè)取樣、基數(shù)為2的分組來說，將會(huì)給出8192＝213，這就產(chǎn)生了13個(gè)基數(shù)2個(gè)層。對一個(gè)基數(shù)4來說，存在6個(gè)基數(shù)4個(gè)層以及1個(gè)基數(shù)2個(gè)層。圖3描述了根據(jù)Cooley-Tukey算法來為8個(gè)取樣x0到x7進(jìn)行FFT計(jì)算的第一實(shí)施例的流程圖。
層C對應(yīng)于所述方框圖中的一列。這就給出了以下等式(1)X0＝x0+x4W20+W40(x2+x6W20)+W80(x1+x5W20+W40(x3+x7W20)]，X1＝x0-x4W20+W41(x2-x6W20)+W81[x1-x5W20+W41(x3-x7W20)]，X2＝x0+x4W20-W40(x2+x6W20)+W82[x1+x5W20-W40(x3+x7W20)]，X3＝x0-x4W20-W41(x2-x6W20)+W83[x1-x5W20-W41(x3-x7W20)]，X4＝x0+x4W20+W40(x2+x6W20)-W80[x1+x5W20+W40(x3+x7W20)]，X5＝x0-x4W20+W41(x2-x6W20)-W81[x1-x5W20+W41(x3-x7W20)]，X6＝x0+x4W20-W40(x2+x6W20)-W82[x1+x5W20-W40(x3+x7W20)]，X7＝x0-x4W20-W41(x2-x6W20)-W83[x1-x5W20-W41(x3-x7W20)]。
如圖4所示，等式(1)被分成所謂的“蝶式(butterfly)”運(yùn)算。第一層C1包括僅僅使用系數(shù)W20以及被接收取樣x0到x7的“蝶式”運(yùn)算。當(dāng)然，根據(jù)基數(shù)和計(jì)算單元UNIT中使用的算法以及處理器數(shù)量，等式(1)可以變化，由此層的組成也可以變化。
當(dāng)計(jì)算設(shè)備FFTP接收到取樣xi的分組Pj時(shí)，它會(huì)計(jì)算一個(gè)FFT和一個(gè)IFFT。該取樣在頻率Fx上被接收。取樣xi的處理按照以下方式進(jìn)行。
在第一個(gè)步驟A)中，根據(jù)圖2實(shí)例，計(jì)算設(shè)備FFT接收來自第一分組P1(未示出)的取樣x0，x1，x2，x3，……，xi。控制裝置CNTRL在接收每個(gè)取樣xi的同時(shí)還接收一個(gè)分組標(biāo)識(shí)信號(hào)S_IDPi。所述信號(hào)指示的是被取樣所附屬的分組Pj以及所述分組的大小。這個(gè)大小也叫做FFT長度，它在每個(gè)分組Pj上被計(jì)算。在這個(gè)實(shí)例中，分組P1具有8千個(gè)取樣的尺寸。
需要指出的是，每當(dāng)接收取樣的時(shí)候，控制裝置CNTRL都會(huì)根據(jù)被使用和被計(jì)算的變換來確定第一存儲(chǔ)器RAM1的地址，在該地址中保存著所述被接收的取樣。如果一個(gè)FFT被計(jì)算，那么地址將被從第一存儲(chǔ)區(qū)域R11中取出，否則將被從第二存儲(chǔ)區(qū)域R12中取出。取樣xi被保存在所述存儲(chǔ)器地址中。同樣的步驟也應(yīng)用于第二存儲(chǔ)器RAM2的地址，其中存有中間結(jié)果。
需要指出，在開始計(jì)算一個(gè)FFT之前，控制裝置CNTRL將會(huì)一直等待，直到在開始FFT的計(jì)算之前，計(jì)算設(shè)備FFT接收到分組Pj的所有取樣。同樣，控制裝置CNTRL等待，直到計(jì)算設(shè)備FFTP在開始一個(gè)IFFT計(jì)算之前接收到該IFFT計(jì)算所需要的所有結(jié)果取樣，而不管算法使用的基數(shù)是什么。在第二步驟B)中，當(dāng)計(jì)算設(shè)備FFTP接收并保存了計(jì)算一個(gè)變換所必需的所有取樣時(shí)，所述設(shè)備的計(jì)算單元UNIT執(zhí)行所述計(jì)算。需要注意的是，最初被實(shí)現(xiàn)的第一計(jì)算是一個(gè)FFT計(jì)算。
計(jì)算單元UNIT基于時(shí)鐘頻率Fclk并具有若干個(gè)處理器PROC。根據(jù)它所被希望為計(jì)算設(shè)備FFTP獲取的性能，恰當(dāng)數(shù)量的處理器PROC將被選擇。舉例來說，根據(jù)第一非限定性實(shí)施例，計(jì)算單元UNIT具有一個(gè)單獨(dú)的處理器PROC，以便于只對存儲(chǔ)器進(jìn)行管理。根據(jù)第二實(shí)施例，如果希望計(jì)算速度更快，和/或減緩時(shí)鐘頻率Fclk和/或具有更強(qiáng)的計(jì)算能力，那么計(jì)算單元UNIT將具有兩個(gè)處理器PROC。這是因?yàn)樗鲇?jì)算將被分布到這兩個(gè)處理器上。時(shí)鐘頻率Fclk通常大于取樣頻率Fx。在單個(gè)處理器PROC的情況下，如果Fx＝9.14MHz，假定有兩個(gè)處理器，那么每個(gè)處理器的Fclk＝30MHz，假如只有一個(gè)處理器PROC，那么Fclk＝60MHz。對一個(gè)大小為8千個(gè)取樣的FFT以及一個(gè)基數(shù)為2的算法來說，將為每層執(zhí)行4096個(gè)“蝶式”運(yùn)算，這就為13層執(zhí)行了4096*13個(gè)“蝶式”運(yùn)算。因此在每個(gè)取樣上執(zhí)行了6.5個(gè)“蝶式”運(yùn)算，這就使6.5*9.14＝59.41兆個(gè)蝶式/秒的速率被執(zhí)行，用于計(jì)算一個(gè)FFT變換。
根據(jù)圖3實(shí)例，一個(gè)FFT計(jì)算是使用下述方式而被實(shí)現(xiàn)的。第二實(shí)施例可以被視為一個(gè)實(shí)例，也就是說，存在兩個(gè)處理器PROC。在第一個(gè)時(shí)鐘脈沖Fclk，計(jì)算單元UNIT使用第一系數(shù)W20和取樣對(x0，x4)與(x1，x5)來計(jì)算第一層C1的前兩個(gè)“蝶式”運(yùn)算。在“蝶式”運(yùn)算過程中得到的4個(gè)中間結(jié)果被保存在第二存儲(chǔ)器RAM2的第一存儲(chǔ)區(qū)域R21中。
在第二個(gè)時(shí)鐘脈沖Fclk，計(jì)算單元UNIT使用第一系數(shù)W20以及取樣對(x2，x6)和(x3，x7)來計(jì)算第一層C1接下來的兩個(gè)“蝶式”運(yùn)算。在“蝶式”運(yùn)算過程中得到的4個(gè)中間結(jié)果被保存在第二存儲(chǔ)器RAM2的第一存儲(chǔ)區(qū)域R21中。
在第三個(gè)時(shí)鐘脈沖Fclk，計(jì)算單元UNIT使用兩個(gè)系數(shù)W40和W41以及第二存儲(chǔ)器RAM2中先前的中間結(jié)果來計(jì)算第一層C2的前兩個(gè)“蝶式”運(yùn)算，以此類推一直到分組P1的所有取樣xi結(jié)束。最終結(jié)果X0到X7被得到。其中一些最終結(jié)果被發(fā)送到第一存儲(chǔ)器RAM1的第二存儲(chǔ)區(qū)域R12，以便于計(jì)算一個(gè)IFFT。
當(dāng)然，控制裝置CNTRL根據(jù)傅立葉變換的大小和類型而在系數(shù)表格TC中為每個(gè)“蝶式”運(yùn)算提供恰當(dāng)系數(shù)WNn的地址。
在第三步驟C)中，在計(jì)算了一個(gè)FFT之后，計(jì)算單元UNIT使用保存在第一存儲(chǔ)器RAM1的第二存儲(chǔ)區(qū)域R12中的取樣來計(jì)算一個(gè)IFFT，也就是使用從若干個(gè)FFT計(jì)算中得到的最終結(jié)果。與那些為一個(gè)FFT執(zhí)行的計(jì)算相同類型的計(jì)算被執(zhí)行。
然而，并行于這些計(jì)算，計(jì)算設(shè)備FFTF還接收不同分組Pj的取樣xi?，F(xiàn)在，與一個(gè)IFFT計(jì)算相比，一個(gè)FFT計(jì)算更為優(yōu)先。因此，當(dāng)所述計(jì)算設(shè)備FFTP接收到分組Pj的所有取樣xi，以便于實(shí)現(xiàn)第二FFT計(jì)算時(shí)，控制裝置CNTRL將會(huì)等待，直到單元UNIT結(jié)束“蝶式”運(yùn)算，該運(yùn)算處于在執(zhí)行當(dāng)前IFFT的過程中，然后它保存涉及對當(dāng)前IFFT的所述當(dāng)前計(jì)算的上下文CTXT，以便于以高于IFFT的所述計(jì)算的優(yōu)先級(jí)實(shí)現(xiàn)第二FFT計(jì)算。上下文CTXT優(yōu)選包含被計(jì)算的“蝶式”運(yùn)算所歸屬的層的數(shù)量以及被計(jì)算的“蝶式”運(yùn)算的數(shù)量，或者包含隨后將被計(jì)算的“蝶式”運(yùn)算的數(shù)量?？刂蒲b置CNTRL還保存取樣xi的地址和進(jìn)行上下文CTXT的“蝶式”運(yùn)算所必需的系數(shù)WNn的地址，以及分別位于第二存儲(chǔ)器RAM2和系數(shù)表格TC中的地址。隨后根據(jù)第二步驟B)，一個(gè)完整的FFT計(jì)算被實(shí)現(xiàn)，其優(yōu)先級(jí)高于IFFT計(jì)算。在所述計(jì)算結(jié)束時(shí)，IFFT的計(jì)算恢復(fù)。
應(yīng)該注意的是，如果計(jì)算設(shè)備FFTP未曾收到另一個(gè)FFT計(jì)算所必需的取樣xi，那么在等待的同時(shí)，當(dāng)它具備了所述計(jì)算必需的所有取樣時(shí)，計(jì)算單元可以實(shí)現(xiàn)IFFT的計(jì)算。因此，根據(jù)上述內(nèi)容，一個(gè)IFFT計(jì)算只在不可能進(jìn)行FFT計(jì)算的時(shí)候才會(huì)發(fā)生。
在最后的步驟D)，計(jì)算設(shè)備FFTP把計(jì)算得到的結(jié)果取樣Xi發(fā)送到均衡器單元，用于補(bǔ)償信道中的任何缺陷，隨后該取樣被發(fā)送到使用維特比、里德-所羅門等算法的糾錯(cuò)單元，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，這種單元是已知的。在這些單元通路的末端存在一個(gè)信號(hào)，該信號(hào)被一個(gè)源解碼器(用于視頻的是MPEG類型)所使用，并被發(fā)送到例如一臺(tái)電視。需要注意的是，就如先前了解的那樣，在這些發(fā)送的同時(shí)，結(jié)果取樣Xi也被發(fā)送到第一存儲(chǔ)器RAM1的第二存儲(chǔ)區(qū)域R12，以便于進(jìn)行IFFT計(jì)算。
根據(jù)一個(gè)派生的實(shí)施例，該設(shè)備還具有復(fù)用裝置(未示出)，用于互換第一和第二存儲(chǔ)器RAM1和RAM2的任務(wù)，第一存儲(chǔ)器RAM1變成了包含中間結(jié)果的存儲(chǔ)器，第二存儲(chǔ)器變成了包含用于計(jì)算新操作的輸入取樣的存儲(chǔ)器。這個(gè)系統(tǒng)(通常在英語中被叫做“交換存儲(chǔ)器”)能夠節(jié)省存儲(chǔ)空間，這一點(diǎn)對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是已知的。
因此，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備具有第一優(yōu)點(diǎn)，它能夠在需要不同大小的地方并行實(shí)現(xiàn)若干個(gè)傅立葉變換的計(jì)算。術(shù)語“并行”意味著取樣和結(jié)果取樣是在不同存儲(chǔ)區(qū)域中被并行接收的，而交換是從一種變換的計(jì)算進(jìn)行到另一種計(jì)算，而不需要等到整個(gè)計(jì)算結(jié)束。
第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在不浪費(fèi)任何使用所用一個(gè)或多個(gè)處理器的時(shí)間的情況下，對計(jì)算進(jìn)行管理。
第三個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在信道解碼過程中用于所述變換的計(jì)算的裝置的減少。這是因?yàn)?，在本發(fā)明的設(shè)備環(huán)境中，為了并行影響幾個(gè)計(jì)算，使用了一個(gè)單獨(dú)的計(jì)算單元UNIT，一個(gè)單獨(dú)的控制CNTRL，以及一個(gè)單獨(dú)的取樣接收存儲(chǔ)器RAM1。在前述現(xiàn)有技術(shù)的狀況中，如果想要并行完成幾個(gè)計(jì)算，必須具有若干個(gè)計(jì)算裝置，若干控制器以及若干存儲(chǔ)器。這樣一來，由此公開的本發(fā)明節(jié)省了所使用的硅表面。
當(dāng)然，本發(fā)明的范圍決不局限于被描述的實(shí)施例，而是擴(kuò)展到例如另一個(gè)實(shí)施例，其中使用了其它算法。
同樣，本發(fā)明可以應(yīng)用于與那些基于OFDM技術(shù)的解調(diào)器不同的解調(diào)器。例如，在頻域中，本發(fā)明可應(yīng)用在美國使用的VSB(“殘留邊帶調(diào)制”)技術(shù)。
當(dāng)在頻域中被使用時(shí)，這種VSB技術(shù)也使用傅立葉變換。它使用它們中的三個(gè)，如圖5所示兩個(gè)FFT(FFT1和FFT2)和一個(gè)IFFT。
在收到信號(hào)時(shí)，接收機(jī)以取樣x的形式接收一個(gè)數(shù)字信號(hào)。它在1或2千個(gè)取樣中對它們進(jìn)行接收。變換是根據(jù)一個(gè)取樣分組而被計(jì)算的。對每個(gè)取樣來說，若干的運(yùn)算被執(zhí)行，這些運(yùn)算也使用了一定數(shù)量的鄰近取樣。因此，對位于被接收的取樣分組邊緣的取樣來說，在運(yùn)算的執(zhí)行過程中存在所謂的“邊緣效應(yīng)”問題。為了減少這個(gè)缺點(diǎn)，使用了一種重疊技術(shù)。如圖6a和6b所示，在連續(xù)接收的兩個(gè)取樣分組之間通常有一半的取樣分組重疊或有四分之一的取樣分組重疊。換句話說，分組中一半或四分之一的取樣被用于計(jì)算這個(gè)分組的變換并被用于計(jì)算接下來的分組的變換。所用變換(FFT1，F(xiàn)FT2和IFFT)是相互獨(dú)立的，也就是說，重疊只發(fā)生在對FFT1變換的計(jì)算上，或是FFT2變換的計(jì)算上，或者是IFFT變換的計(jì)算上。
為此目的，如在圖7中通過實(shí)例所示，計(jì)算設(shè)備FFTP在第一存儲(chǔ)器RAM1中具有三個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域R11，R12和R13，在第二存儲(chǔ)器RAM2中具有三個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域R21，R22和R23。一方面，第一存儲(chǔ)器RAM1的第一存儲(chǔ)區(qū)域R11保存接收到的取樣(x1a，x1r，x1b)，對于計(jì)算所用第一FFT1的兩個(gè)變換(FFT1a和FFT1b)來說，這些取樣是必需的，另一方面，第一存儲(chǔ)器RAM1的第二存儲(chǔ)區(qū)域R12保存接收到的結(jié)果取樣(X2a，X2r，X2b)，對于計(jì)算所用FFT2的兩個(gè)變換(FFT2a和FFT2b)來說，這些結(jié)果取樣是必需的，最后，第一存儲(chǔ)器RAM1的第三存儲(chǔ)區(qū)域R13保存接收到的結(jié)果取樣(X11，X1r，X12)，對于計(jì)算所用FFT的兩個(gè)變換(IFFTa和IFFTb)來說，它們是必需的。因此，就一半重疊而言，F(xiàn)FT1的第一計(jì)算，即FFT1a，使用了取樣x1r和x1b。FFT1的第二計(jì)算，也就是FFT1b，使用了取樣x1r和x1b。第一計(jì)算FFT1a的另外一半取樣，也就是x1r，被用于第二計(jì)算FFT1b。第二計(jì)算FFT1b的另外一半取樣，也就是x1b，被用于FFT1的第三計(jì)算，也就是FFT1c(來示出)，以此類推。
對于這些存儲(chǔ)器中的每一個(gè)來說，不存在重疊取樣xr的重復(fù)。這就具備了減少所用存儲(chǔ)器的優(yōu)點(diǎn)。如果取樣是在2千個(gè)取樣的分組中被接收的，那么第一、第二以及第三存儲(chǔ)區(qū)域R11，R12，R13將有3千個(gè)取樣用于一個(gè)1/2的重疊，而不是4千個(gè)取樣。此外，這還避免了對具有2千個(gè)用于所用每個(gè)FFT的取樣的兩個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域進(jìn)行管理?；谂c先前所了解的標(biāo)識(shí)信號(hào)S_IDP相同的原理，控制裝置CNTRL能夠根據(jù)所用變換大小和所用重疊來了解哪些是取樣，哪些是重疊取樣。這個(gè)原理對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是已知的，因此在這里不再公開。需要注意的是，在VSB情況下，相對其他變換更具優(yōu)先級(jí)的變換是處在計(jì)算過程中的那一個(gè)，不然就是首先接收到進(jìn)行所述計(jì)算所必需的取樣中的那一個(gè)。
當(dāng)然，本發(fā)明決不局限于傅立葉變換，而是可以擴(kuò)展到其他離散變換，例如視頻處理應(yīng)用中使用的離散余弦變換DCT。
當(dāng)然，本發(fā)明決不局限于地面電視領(lǐng)域，而是可以擴(kuò)展到其他領(lǐng)域，特別是所有那些使用了一個(gè)采用離散變換的系統(tǒng)的領(lǐng)域。
當(dāng)然，詞“包含”并不排除權(quán)利要求中所列舉的其他元件和步驟的存在。元件和步驟之前的詞“一個(gè)”并不排除包括多個(gè)這種元件或步驟的存在。
權(quán)利要求
1.一種用于計(jì)算離散變換的設(shè)備，它具有一個(gè)第一存儲(chǔ)器(RAM1)，用于保存取樣(xi)，以及一個(gè)第二存儲(chǔ)器(RAM2)，用于記錄中間計(jì)算結(jié)果，其特征在于它具有一個(gè)控制裝置(CNTRL)，該裝置能夠?qū)⒌谝缓偷诙鎯?chǔ)器配置成在第一處理中使用的多個(gè)離散變換的一個(gè)函數(shù)，該變換在適用的地方具有可變大小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算設(shè)備(FFTP)，其特征在于控制裝置(CNTRL)能夠確定用于一種類型的變換相對于另一種類型變換的計(jì)算的優(yōu)先級(jí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算設(shè)備(FFTP)，其特征在于第一處理是一個(gè)解調(diào)處理。
4.一種離散變換的計(jì)算方法，該方法能夠?qū)⑷?xi)保存在第一存儲(chǔ)器RAM1中，并將中間計(jì)算結(jié)果記錄在第二存儲(chǔ)器(RAM2)中，其特征在于它包括將第一存儲(chǔ)器(RAM1)和第二存儲(chǔ)器(RAM2)配置成在第一處理中使用的多個(gè)離散變換的一個(gè)函數(shù)的步驟，該變換在適用的地方具有可變大小。
5.根據(jù)權(quán)利要求6所述的計(jì)算方法，其特征在于它包括一個(gè)確定一種類型的變換相對于另一種類型變換的計(jì)算優(yōu)先級(jí)的補(bǔ)充步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求6所述的計(jì)算方法，其特征在于第一處理是一個(gè)解調(diào)處理。
7.一種接收機(jī)，包括一個(gè)如權(quán)利要求1到3的任何一個(gè)所述的計(jì)算離散變換的設(shè)備(FFTP)，該接收機(jī)能夠接收一個(gè)模擬信號(hào)并在所述信號(hào)上借助所述計(jì)算設(shè)備(FFTP)來完成一個(gè)第一處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種離散變換的計(jì)算設(shè)備(FFTP)。該設(shè)備具有一個(gè)控制裝置(CNTRL)，該裝置能夠根據(jù)第一處理過程中使用的變換數(shù)量而對第一和第二存儲(chǔ)器(RAM1和RAM2)進(jìn)行配置。該設(shè)備特別應(yīng)用于一個(gè)能夠并行管理若干個(gè)傅立葉變換的解調(diào)器。
文檔編號(hào)G06F17/14GK1461443SQ02801145
公開日2003年12月10日 申請日期2002年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月10日
發(fā)明者O·蓋一貝利勒, X·馬查爾 申請人:皇家菲利浦電子有限公司