專利名稱：Dft處理器的預(yù)檢測基運(yùn)算方法、混合基運(yùn)算方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字信號處理，更具體地，涉及DFT處理的數(shù)據(jù)的預(yù)檢測基運(yùn)算方法、 混合基運(yùn)算方法和混合基運(yùn)算系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
DFT是信號處理系統(tǒng)中最基本也是最常用的運(yùn)算。針對WLAN、WIMAX、LTE等高速 調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)，一般采用正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)。對于LTE系統(tǒng)這種標(biāo)準(zhǔn)化的新一代 無線通信技術(shù)，其上行鏈路采用SC-FDMA(單載波頻分復(fù)用多址接入)方案，下行鏈路采用 OFDMA (正交頻分多址接入)方案。其中SC-FDMA是一種基于傅立葉變換擴(kuò)展的正交頻分復(fù) 用(DFT-S0FDM)多址接入方案。兩種方案的共同點(diǎn)都是將調(diào)制數(shù)據(jù)串-并轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的 每路并行數(shù)據(jù)分別映射到一個相應(yīng)的子(副)載波進(jìn)行傳輸。所述映射至對應(yīng)子載波的過 程由一個DFT調(diào)制來實(shí)現(xiàn)，對應(yīng)相反的過程由一個IDFT解調(diào)制來實(shí)現(xiàn)。但是，對于實(shí)際的 硬件設(shè)計，為了減少運(yùn)算量，DFT/IDFT (離散傅立葉逆變換)大多利用其快速算法FFT (快 速傅立葉變換)實(shí)現(xiàn)。但FFT的局限性在于它只能處理長度為N= 2x(X是正整數(shù))的數(shù)據(jù)，對于像 EUTRAN/LTE這樣的不能滿足N = 2X的系統(tǒng)，如果要求準(zhǔn)確的N點(diǎn)DFT，只能采用直接DFT算 法。若N是一個復(fù)合數(shù)，它可以分解成一些因子的乘積，則可以使用混合基FFT算法。3GPP LTE協(xié)議36. 211第5. 3. 3章節(jié)給定每個上行共享信道包含的子載波數(shù)的表 示式如下MIusch = N . 2"2 . 3約.< Cb .N^
SCSCbCIv XJ這個式子給出了我們在實(shí)現(xiàn)DFT/IDFT的很好的思路，即采用基_2，基_3，基_5的 混合基快速FFT/IFFT運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)MsPeuseH點(diǎn)的DFT/IDFT運(yùn)算。編號為US 2008/0126462的美國專利采用傳統(tǒng)的FFT算法，采取流水處理的方式， 通過合并旋轉(zhuǎn)因子減小乘法器，構(gòu)建并能夠?qū)崿F(xiàn)DFT處理器的運(yùn)算。但是消耗了較多的緩 存單元，同時單數(shù)據(jù)流水處理增加了數(shù)據(jù)溢出控制的復(fù)雜度，影響數(shù)據(jù)的精度和處理器的 性能。

發(fā)明內(nèi)容
為了提高DFT處理的混合基運(yùn)算中數(shù)據(jù)的運(yùn)算精度，減小資源消耗，本發(fā)明提出 了一種DFT處理器的預(yù)檢測基運(yùn)算方法，包括以下步驟對數(shù)據(jù)的從最高位開始預(yù)定個數(shù) 的位進(jìn)行溢出預(yù)檢測；對數(shù)據(jù)進(jìn)行基蝶型加減運(yùn)算和基碟型復(fù)乘運(yùn)算，其中，在進(jìn)行基碟型 加減運(yùn)算之前，根據(jù)加減運(yùn)算的最高次數(shù)確定數(shù)據(jù)的符號位擴(kuò)充位寬；以及根據(jù)溢出預(yù)檢 測的結(jié)果對經(jīng)運(yùn)算的具有符號位擴(kuò)充位寬的數(shù)據(jù)進(jìn)行移位截位。其中，溢出預(yù)檢測是采用介于定點(diǎn)和浮點(diǎn)之間的塊浮點(diǎn)算法，采用預(yù)檢測的方式 進(jìn)行的。其中，經(jīng)過移位截位后的數(shù)據(jù)的總位寬為18位，其中，小數(shù)位寬為17位。
為了實(shí)現(xiàn)LTE協(xié)議規(guī)定的任意34中采樣點(diǎn)數(shù)的DFT/IDFT變換，提高數(shù)據(jù)精度， 提高數(shù)據(jù)吞吐量，減小資源消耗，本發(fā)明提出了一種DFT處理的數(shù)據(jù)的混合基運(yùn)算方法，包 括以下步驟當(dāng)數(shù)據(jù)包含基_2時，根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項的預(yù)檢測基運(yùn)算方法對數(shù) 據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，其中，預(yù)檢測基運(yùn)算方法中的基是基_2 ；根據(jù)預(yù)檢測基運(yùn)算方法對經(jīng)基_2運(yùn) 算的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，其中，預(yù)檢測基運(yùn)算方法中的基是基-3;根據(jù)預(yù)檢測基運(yùn)算方法對經(jīng) 基_3運(yùn)算的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，其中，預(yù)檢測基運(yùn)算方法中的基是基_4 ；以及當(dāng)經(jīng)基-4運(yùn)算的 數(shù)據(jù)包含基_5時，根據(jù)預(yù)檢測基運(yùn)算方法對經(jīng)基_4運(yùn)算的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，其中，預(yù)檢測基 運(yùn)算方法中的基是基_5，直至經(jīng)基-5運(yùn)算的數(shù)據(jù)中不包含基_5。其中，將預(yù)檢測基運(yùn)算方法中的基碟型復(fù)乘運(yùn)算中的旋轉(zhuǎn)因子存儲在旋轉(zhuǎn)因子存 儲單元中。其中，旋轉(zhuǎn)因子存儲單元中存儲有648、720、768、864、900、960、972、1080、1152和 1200十種點(diǎn)數(shù)的旋轉(zhuǎn)因子，旋轉(zhuǎn)因子存儲單元包括存儲控制單元，用于選擇對應(yīng)于每個 點(diǎn)數(shù)的基碟型復(fù)乘運(yùn)算的旋轉(zhuǎn)因子，以進(jìn)行基碟型復(fù)乘運(yùn)算；第一旋轉(zhuǎn)因子存儲單元，用于 存儲對應(yīng)于基-5碟型復(fù)乘運(yùn)算的16個旋轉(zhuǎn)因子；以及第二旋轉(zhuǎn)因子存儲單元，用于存儲其 他旋轉(zhuǎn)因子。此外，本發(fā)明還提出了一種DFT處理的數(shù)據(jù)的混合基運(yùn)算系統(tǒng)，包括溢出預(yù)檢測 單元，用于對數(shù)據(jù)的最高的預(yù)定個數(shù)的位進(jìn)行溢出預(yù)檢測；碟型加減運(yùn)算單元，用于對數(shù)據(jù) 進(jìn)行碟型加減運(yùn)算，其中，在進(jìn)行基碟型加減運(yùn)算之前，根據(jù)加減運(yùn)算的最高次數(shù)確定數(shù)據(jù) 的符號位擴(kuò)充位寬；旋轉(zhuǎn)因子存儲單元，用于存儲預(yù)定的多個點(diǎn)數(shù)的旋轉(zhuǎn)因子；碟型復(fù)乘 運(yùn)算單元，用于對經(jīng)碟型加減運(yùn)算的數(shù)據(jù)進(jìn)行碟型復(fù)乘運(yùn)算；移位截位單元，用于根據(jù)溢出 預(yù)檢測的結(jié)果對經(jīng)碟型加減運(yùn)算和碟型復(fù)乘運(yùn)算的具有符號位擴(kuò)充位寬的數(shù)據(jù)進(jìn)行移位 截位；以及控制產(chǎn)生單元，用于生成旋轉(zhuǎn)因子存儲單元中的旋轉(zhuǎn)因子的調(diào)用地址，并對混合 基運(yùn)算系統(tǒng)中的各個單元進(jìn)行控制。其中，還包括存儲器，用于存儲初始運(yùn)算數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)和運(yùn)算結(jié)果。其中，旋轉(zhuǎn)因子存儲單元中存儲有648、720、768、864、900、960、972、1080、1152和 1200十種點(diǎn)數(shù)的旋轉(zhuǎn)因子，旋轉(zhuǎn)因子存儲單元包括存儲控制單元，用于選擇對應(yīng)于每個 點(diǎn)數(shù)的基碟型復(fù)乘運(yùn)算的旋轉(zhuǎn)因子，以進(jìn)行基碟型復(fù)乘運(yùn)算；第一旋轉(zhuǎn)因子存儲單元，用于 存儲對應(yīng)于每個點(diǎn)數(shù)的基_5碟型復(fù)乘運(yùn)算的旋轉(zhuǎn)因子；以及第二旋轉(zhuǎn)因子存儲單元，用于 存儲其他旋轉(zhuǎn)因子。其中，存儲器的讀寫操作采用先進(jìn)先出原則。采用本發(fā)明方法和裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比，利用VLSI方法實(shí)現(xiàn)混合基FFT計算電 路能夠提高運(yùn)算處理性能，可以實(shí)現(xiàn)LTE協(xié)議規(guī)定的任意34中采樣點(diǎn)數(shù)的DFT/IDFT變換； 采用預(yù)檢測的塊浮點(diǎn)溢出控制方式，提高數(shù)據(jù)精度，減小資源消耗；通過改變ROM旋轉(zhuǎn)因子 和存儲RAM的深度，可以實(shí)現(xiàn)任意點(diǎn)數(shù)的DFT/IDFT變換；采用并行處理和流水處理相結(jié)合 的方式，通過數(shù)據(jù)合并、直接存儲讀寫，提高數(shù)據(jù)吞吐量，節(jié)約資源。通過共用復(fù)乘單元的方 式，減小復(fù)數(shù)乘法器的使用，減小資源開銷。滿足了 LTE系統(tǒng)中對實(shí)時性的高要求。


此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限定。在附圖中 圖1示出了混合基運(yùn)算的流程圖； 圖2示出了 LTE_DFT模塊系統(tǒng)的架構(gòu)圖；圖3示出了預(yù)檢測基運(yùn)算方法的流程圖；圖4示出了基-2蝶型運(yùn)算單元的結(jié)構(gòu)圖；圖5示出了基_3蝶型運(yùn)算單元的結(jié)構(gòu)圖；圖6示出了基-4蝶型運(yùn)算單元的結(jié)構(gòu)圖；圖7示出了基_5蝶型運(yùn)算單元的結(jié)構(gòu)圖；圖8示出了 24點(diǎn)DIF原理圖；以及圖9示出了 24點(diǎn)DIF的數(shù)據(jù)存儲示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對DFT處理的數(shù)據(jù)的預(yù)檢測基運(yùn)算方法、混合基運(yùn)算方法和混合基 運(yùn)算系統(tǒng)進(jìn)行說明。在LTE系統(tǒng)中，對于DFT/IDFT模塊來說，每個UE需要做的DFT/IDFT點(diǎn)數(shù)為UE使 用的上行子載波數(shù)。每種UE的點(diǎn)數(shù)有34種(根據(jù)應(yīng)用確定)，且多個UE(1到M)點(diǎn)數(shù)加起 來不超過1200點(diǎn)；輸出和輸入的點(diǎn)數(shù)相同，速率也相同。對應(yīng)34種點(diǎn)數(shù)中各不同點(diǎn)數(shù)分別 包含的混合基運(yùn)算如下表1所示，表1是34種點(diǎn)數(shù)混合基運(yùn)算表表 權(quán)利要求
一種DFT處理器的預(yù)檢測基運(yùn)算方法，其特征在于，包括以下步驟對數(shù)據(jù)的從最高位開始預(yù)定個數(shù)的位進(jìn)行溢出預(yù)檢測；對所述數(shù)據(jù)進(jìn)行基蝶型加減運(yùn)算和基碟型復(fù)乘運(yùn)算，其中，在進(jìn)行所述基碟型加減運(yùn)算之前，根據(jù)所述加減運(yùn)算的最高次數(shù)確定所述數(shù)據(jù)的符號位擴(kuò)充位寬；以及根據(jù)所述溢出預(yù)檢測的結(jié)果對經(jīng)運(yùn)算的具有所述符號位擴(kuò)充位寬的數(shù)據(jù)進(jìn)行移位截位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述溢出預(yù)檢測是采用介于定點(diǎn)和浮點(diǎn) 之間的塊浮點(diǎn)算法，采用預(yù)檢測的方式進(jìn)行的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，經(jīng)過所述移位截位后的數(shù)據(jù)的總位寬為 18位，其中，小數(shù)位寬為17位。
4.一種DFT處理器的混合基運(yùn)算方法，其特征在于，包括以下步驟當(dāng)數(shù)據(jù)包含基-2時，根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的預(yù)檢測基運(yùn)算方法對所述數(shù) 據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，其中，所述預(yù)檢測基運(yùn)算方法中的基是所述基_2 ；根據(jù)所述預(yù)檢測基運(yùn)算方法對經(jīng)基_2運(yùn)算的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，其中，所述預(yù)檢測基運(yùn)算 方法中的基是基_3，直至經(jīng)基-3運(yùn)算的數(shù)據(jù)中不包含所述基_3 ；根據(jù)所述預(yù)檢測基運(yùn)算方法對經(jīng)基_3運(yùn)算的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，其中，所述預(yù)檢測基運(yùn)算 方法中的基是基_4，直至經(jīng)基-4運(yùn)算的數(shù)據(jù)中不包含所述基_4 ；以及當(dāng)經(jīng)基_4運(yùn)算的數(shù)據(jù)包含基_5時，根據(jù)所述預(yù)檢測基運(yùn)算方法對經(jīng)基_4運(yùn)算的數(shù)據(jù) 進(jìn)行運(yùn)算，其中，所述預(yù)檢測基運(yùn)算方法中的基是所述基_5，直至經(jīng)基-5運(yùn)算的數(shù)據(jù)中不 包含所述基_5。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，將所述預(yù)檢測基運(yùn)算方法中的所述基碟 型復(fù)乘運(yùn)算中的旋轉(zhuǎn)因子存儲在旋轉(zhuǎn)因子存儲單元中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)因子存儲單元中存儲有648、 720、768、864、900、960、972、1080、1152和1200十種點(diǎn)數(shù)的旋轉(zhuǎn)因子，所述旋轉(zhuǎn)因子存儲單 元包括存儲控制單元，用于選擇對應(yīng)于每個點(diǎn)數(shù)的基碟型復(fù)乘運(yùn)算的旋轉(zhuǎn)因子，以進(jìn)行基碟 型復(fù)乘運(yùn)算；第一旋轉(zhuǎn)因子存儲單元，用于存儲16個基_5碟型復(fù)乘運(yùn)算的旋轉(zhuǎn)因子；以及 第二旋轉(zhuǎn)因子存儲單元，用于存儲其他旋轉(zhuǎn)因子。
7.一種DFT處理器的混合基運(yùn)算系統(tǒng)，其特征在于，包括溢出預(yù)檢測單元，用于對數(shù)據(jù)的最高的預(yù)定個數(shù)的位進(jìn)行溢出預(yù)檢測； 碟型加減運(yùn)算單元，用于對所述數(shù)據(jù)進(jìn)行碟型加減運(yùn)算，其中，在進(jìn)行所述基碟型加減 運(yùn)算之前，根據(jù)所述加減運(yùn)算的最高次數(shù)確定所述數(shù)據(jù)的符號位擴(kuò)充位寬； 旋轉(zhuǎn)因子存儲單元，用于存儲預(yù)定的多個點(diǎn)數(shù)的旋轉(zhuǎn)因子； 碟型復(fù)乘運(yùn)算單元，用于對經(jīng)碟型加減運(yùn)算的數(shù)據(jù)進(jìn)行碟型復(fù)乘運(yùn)算； 移位截位單元，用于根據(jù)所述溢出預(yù)檢測的結(jié)果對經(jīng)碟型加減運(yùn)算和碟型復(fù)乘運(yùn)算的 具有所述符號位擴(kuò)充位寬的數(shù)據(jù)進(jìn)行移位截位；以及控制產(chǎn)生單元，用于生成所述旋轉(zhuǎn)因子存儲單元中的所述旋轉(zhuǎn)因子的調(diào)用地址，并對 所述混合基運(yùn)算系統(tǒng)中的各個單元進(jìn)行控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括存儲器，用于存儲運(yùn)算的初始數(shù) 據(jù)、中間數(shù)據(jù)和最終結(jié)果。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)因子存儲單元中存儲有 648、720、768、864、900、960、972、1080、1152和1200十種點(diǎn)數(shù)的旋轉(zhuǎn)因子，所述旋轉(zhuǎn)因子存 儲單元包括存儲控制單元，用于選擇對應(yīng)于每個點(diǎn)數(shù)的基碟型復(fù)乘運(yùn)算的旋轉(zhuǎn)因子，以進(jìn)行基碟 型復(fù)乘運(yùn)算；第一旋轉(zhuǎn)因子存儲單元，用于存儲對應(yīng)于每個點(diǎn)數(shù)的基-5碟型復(fù)乘運(yùn)算的旋轉(zhuǎn)因子；以及第二旋轉(zhuǎn)因子存儲單元，用于存儲其他旋轉(zhuǎn)因子。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲器的讀寫操作采用先進(jìn)先出原則。
全文摘要
為了提高DFT硬件處理器中運(yùn)算數(shù)據(jù)的運(yùn)算精度，減小資源消耗，本發(fā)明提出了一種DFT處理器的預(yù)檢測基運(yùn)算方法，包括以下步驟對二進(jìn)制數(shù)據(jù)從最高位開始預(yù)定位寬的相關(guān)位數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行溢出預(yù)檢測；對數(shù)據(jù)分別進(jìn)行碟型加減運(yùn)算和碟型復(fù)乘運(yùn)算，其中，在進(jìn)行碟型加減運(yùn)算之前，根據(jù)加減運(yùn)算的最高次數(shù)確定數(shù)據(jù)的符號位擴(kuò)充位寬；根據(jù)溢出預(yù)檢測的結(jié)果對下一級經(jīng)碟型運(yùn)算的具有符號位擴(kuò)展位寬的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的移位截位。此外，本發(fā)明還提出了一種DFT處理器的混合基運(yùn)算方法和系統(tǒng)。
文檔編號H04L27/26GK101938442SQ200910151548
公開日2011年1月5日 申請日期2009年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日
發(fā)明者楊麗寧, 陳小強(qiáng) 申請人:中興通訊股份有限公司