3780點傅立葉變換調製方法和裝置及其解調方法和裝置的製作方法

2023-09-23 10:44:50

專利名稱：3780點傅立葉變換調製方法和裝置及其解調方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於調製解調領域，具體涉及一種基於3780點的收發端非對稱的傅立葉變換調製/解調裝置。
背景技術：
為了實現正交頻分多載波調製，需將經正交相位調製的單載波基帶信號進行離散傅立葉反變換(IDFT)以獲得正交頻分復用多載波調製用的子載波。在解調時，要將多載波信號進行離散傅立葉變換以得到經正交相位調製的單載波基帶信號，再經正交相位解調得到信息的碼元。根據數位訊號處理理論，IDFT可以通過離散傅立葉變換(DFT)來實現。由此可見，在正交頻分多載波調製解調系統中DFT是其核心單元。快速傅立葉變換(FFT)是實際數位訊號處理中實現DFT的快速算法，其反變換為快速傅立葉反變換(IFFT)。
目前，關於FFT的算法主要是基於基-2和基-4的。關於基-2和基-4的FFT從軟體仿真到硬體實現已有很多種成熟的算法。基於此，64點、1024點、2048點或4096點的FFT，在工程上都有多種對應的處理器和FPGA，也有不少的改進型算法。例如，快速傅立葉變換的並行算法主要包括基於SIMD-MC2、SIMD-BF、SIMD-CC、MIMD-DM四種體系結構上的FFT算法，它們都是基-2的FFT算法。但是，由於3780不能表示為2的冪或4的冪，對於不是基2或基4的FFT，這些方法就都無能為力了。
一種實現3780點FFT的裝置如圖1所示，它採用內插成4096點FFT的方法，其中把3780個輸入數據內插成4096個數據進行4096點FFT運算。第一級4點FFT模塊110，把4096點的輸入數據以1024為間隔進行抽取做4點FFT的運算，共進行1024次4點FFT的運算。第二級4點FFT模塊120，把第一級4點FFT模塊110輸出的數據依次分為4組1024點的數據，對每組1024個數據以256為間隔進行抽取做4點FFT的運算。第三級4點FFT模塊130，把第二級4點FFT模塊120輸出的每組1024個數據依次分為4組256點的數據，對每組256個數據以64為間隔進行抽取做4點FFT的運算。第四級4點FFT模塊140，把第三級4點FFT模塊130輸出的每組256個數據依次分為4組64點的數據，對每組64個數據以16為間隔進行抽取做4點FFT的運算。第五級4點FFT模塊150，把第四級4點FFT模塊140輸出的每組64個數據依次分為4組16點的數據，對每組16個數據以4為間隔進行抽取做4點FFT的運算。第六級4點FFT模塊160，把第五級4點FFT模塊150輸出的每組16個數據依次分為4組4點的數據，對每組4個數據做4點FFT的運算。這種方法由於沒有做準確的3780點FFT，前後採用了內插，所以必然會帶來誤差；另一個問題是採樣速率發生變化，在OFDM系統中還將增加同步的複雜度。
另一種裝置如圖2所示，其採用混合基FFT算法，其中利用N＝r1r2(r1和r2不需要互質)的快速算法和Winograd傅立葉算法(WFTA)，把3780點FFT分解為7點、9點、3點、5點和4點FFT的級連，如圖2所示。7點FFT模塊205，把3780點輸入數據排列成540行7列的矩陣X，抽取X矩陣的每一行7個數據利用WFTA算法做7點FFT。地址變換模塊210，進行因把3780點FFT分解成7點FFT和540點FFT級聯所需要的地址變換。複數乘法模塊215，將3780個數據乘以相應的旋轉因子。9點FFT模塊220，抽取X矩陣的每一列540個數據排列成60行9列的矩陣Y，抽取Y矩陣的每一行9個數據利用WFTA算法做9點FFT。地址變換模塊225，進行因把540點FFT分解成9點FFT和60點FFT級聯所需要的地址變換。複數乘法模塊230，對每540個數據乘以相應的旋轉因子。3點FFT模塊235，抽取Y矩陣的每一列60個數據排列成20行3列的矩陣Z，抽取Z矩陣的每一行3個數據利用WFTA算法做3點FFT。地址變換模塊240，進行因把60點FFT分解成3點FFT和20點FFT級聯所需要的地址變換。複數乘法模塊240，對每60個數據乘以相應的旋轉因子。5點FFT模塊245，抽取Z矩陣的每一列20個數據排列成4行5列的矩陣W，抽取W矩陣的每一行5個數據利用WFTA算法做5點FFT。地址變換模塊250，進行因把20點FFT分解成5點FFT和4點FFT級聯所需要的地址變換。複數乘法模塊255，對每20個數據乘以相應的旋轉因子。4點FFT模塊260，抽取W矩陣的每一列4個數據利用WFTA算法做4點FFT。這種方法在每級FFT之後都要經過地址變換模塊和複數乘法模塊，增加了總體計算複雜度，耗費了資源。
還曾有人提供了一種如圖3所示的硬體消耗較少且運算較快的3780點DFT處理器系統，它包含63點DFT模塊310，行列交織處理器模塊320，複數乘法器模塊330和60點DFT模塊340，如圖3所示。63點DFT模塊310，對輸入數據序列做63點DFT運算。行列交織處理器模塊320，對經過63點DFT後的數據進行行列交織處理運算，包含讀寫地址產生和控制電路321以及雙口RAM322。複數乘法器模塊330，對經過行列交織處理後的數據做複數乘法運算。60點DFT模塊340，對經過複數乘法運算後的數據做60點DFT運算。以連接順序，前面兩模塊共用一個晶片FPGA，後面兩模塊共用另一個晶片FPGA，中間用雙口RAM322連接。所用的FPGA採用型號為VirtexE XCV300E的晶片。在63點和60點DFT模塊結構中，採用了素因子算法的下標映射模塊，也都是用硬體電路來實現的。這種用硬體實現的3780點DFT處理器系統，不能在物理層調製多路信源信號；收發端對稱的調製/解調結構不利於在收端降低功耗。

發明內容
本發明的目的在於提供一種3780點非對稱傅立葉變換調製裝置/解調裝置，該裝置能夠在物理層調製解調多路信號，收發端非對稱的調製解調結構可以使得在收端降低功耗，得到精確的變換後數據。
根據本發明，提供一種3780點傅立葉變換調製裝置，包括輸入模塊，用於接收多路數據，其中每一路包含M1的整數倍個數據；整序模塊，用於將所述多路數據分為N1個包含M1個數據的組，並且對於每一組，將M1個數據以N1為間隔依次放置於同一數據幀中，作為所述數據的原地址n1；以及3780點快速傅立葉反變換模塊，用於對所述數據幀中的數據進行3780點快速傅立葉反變換，其中所述3780點快速傅立葉反變換模塊包括第一數據排列模塊，用於按列優先次序將所述數據幀中的數據依次排列成M1×N1的矩陣；N1點快速傅立葉反變換模塊，用於對所述矩陣的每一行N1個數據作N1點快速傅立葉反變換；複數乘法模塊，用於將經過N1點快速傅立葉反變換的矩陣中的每個數據乘以相位旋轉因子以產生乘積矩陣；以及M1點快速傅立葉反變換模塊，用於對所述乘積矩陣的每一列M1個數據作M1點快速傅立葉反變換；以及第一地址變換模塊，用於將經過M1點快速傅立葉反變換的乘積矩陣中的數據重新放置於所述數據幀中，其中所述原地址n1與重新放置後數據的新地址k1有如下關係[n1]M1＝(k1)N1且(n1)M1＝[k1]N1，其中，[]M1表示以M1為模取整，M1表示以M1為模取餘，M1*N1＝3780，M1＝60或63，並且0≤n1，k1＜3780，n1和k1都為整數。
在以上3780點傅立葉變換調製裝置中，所述輸入模塊包括多個輸入子模塊，其中每一輸入子模塊接收一路數據。
在以上3780點傅立葉變換調製裝置中，當M1＝63時，所述M1點快速傅立葉反變換模塊為63點快速傅立葉反變換模塊，當N1＝63時，所述N1點快速傅立葉反變換模塊為63點快速傅立葉反變換模塊，其中所述63點快速傅立葉反變換模塊包括第二數據排列模塊，用於將具有序號n2的一行或一列63個數據排列成M2×N2的矩陣，其中所述M2×N2的矩陣的行號a2和列號b2與序號n2有如下關係n2＝(N2*a2+M2*b2)63，a2＝0，1，...，M2-1，b2＝0，1，...，N2-1；N2點快速傅立葉反變換模塊，用於對所述M2×N2矩陣的每一行N2個數據作N2點快速傅立葉反變換；M2點快速傅立葉反變換模塊，用於對經過N2點快速傅立葉反變換的矩陣的每一列M2個數據作M2點快速傅立葉反變換；以及第二地址變換模塊，用於將經過M2點快速傅立葉反變換的矩陣中的數據重新排列為一行或一列，其中序號n2與重新排列後數據的新序號k2有如下關係n2＝(16*k2)63，其中0≤n2，k2＜63，n2和k2都為整數，並且其中，M2*N2＝63，M2＝7或9。
在以上3780點傅立葉變換調製裝置中，當M1＝60時，所述M1點快速傅立葉反變換模塊為60點快速傅立葉反變換模塊，當N1＝60時，所述NI點快速傅立葉反變換模塊為60點快速傅立葉反變換模塊，其中所述60點快速傅立葉反變換模塊包括第三數據排列模塊，用於將具有序號n3的一行或一列60個數據排列成M3×N3的矩陣，其中所述M3×N3的矩陣的行號a3和列號b3與序號n3有如下關係n3＝(N3*a3+M3*b3)60，a3＝0，1，...，M3-1，b3＝0，1，...，N3-1；N3點快速傅立葉反變換模塊，用於對所述M3×N3矩陣的每一行N3個數據作N3點快速傅立葉反變換；M3點快速傅立葉反變換模塊，用於對經過N3點快速傅立葉反變換的矩陣的每一列M3個數據作M3點快速傅立葉反變換；以及第三地址變換模塊，用於將經過M3點快速傅立葉反變換的矩陣中的數據重新排列為一行或一列，其中序號n3與重新排列後數據的新序號k3有如下關係n3＝(47*k3)60，其中0≤n3，k3＜60，n3和k3都為整數，並且其中，M3*N3＝60，M3＝S或T，S*T＝60，S＝3，4或5，而T＝12，15或20。
在以上3780點傅立葉變換調製裝置中，當M3＝T時，所述M3點快速傅立葉反變換模塊為T點快速傅立葉反變換模塊，當N3＝T時，所述N3點快速傅立葉反變換模塊為T點快速傅立葉反變換模塊，其中所述T點快速傅立葉反變換模塊包括第四數據排列模塊，用於將具有序號n4的一行或一列T個數據排列成M4×N4的矩陣，其中所述M4×N4的矩陣的行號a4和列號b4與序號n4有如下關係n4＝(N4*a4+M4*b4)T，a4＝0，1，...，M4-1，b4＝0，1，...，N4-1；N4點快速傅立葉反變換模塊，用於對所述M4×N4矩陣的每一行N4個數據作N4點快速傅立葉反變換；M4點快速傅立葉反變換模塊，用於對經過N4點快速傅立葉反變換的矩陣的每一列M4個數據作M4點快速傅立葉反變換；以及其中，M4*N4＝T，且M4和N4為互質的正整數。
根據本發明，還提供一種3780點傅立葉變換解調裝置，包括模式切換模塊，用於接收調製後的數據幀並根據在調製過程中所接收的每一路數據所包含的數據數確定所述解調裝置在第一模式和第二模式間的切換，其中當所述數據數為60的整數倍時，所述解調裝置處於第一模式，而當所述數據數為63的整數倍時，所述解調裝置處於第二模式，所述解調裝置還包括第一數據排列模塊、63點快速傅立葉變換模塊、選擇控制模塊、複數乘法模塊和60點快速傅立葉變換模塊，其中在所述第一模式所述第一數據排列模塊被配置為按列優先次序將所述數據幀中的數據依次排列成60×63的矩陣；所述63點快速傅立葉變換模塊被配置為對所述矩陣的每一行63個數據作63點快速傅立葉變換；所述選擇控制模塊被配置為根據本地的整序信息從經過快速傅立葉變換的矩陣中選擇需要進行解調的至少一列數據；所述複數乘法模塊被配置為將所述至少一列數據中的每個數據乘以相位旋轉因子後輸入所述60點快速傅立葉變換模塊；所述60點快速傅立葉變換模塊被配置為對所述至少一列數據的每一列60個數據作60點快速傅立葉變換，在所述第二模式所述第一數據排列模塊被配置為按列優先次序將所述數據幀中的數據依次排列成63×60的矩陣；所述60點快速傅立葉變換模塊被配置為對所述矩陣的每一行60個數據作60點快速傅立葉變換；所述選擇控制模塊被配置為根據本地的整序信息從經過快速傅立葉變換的矩陣中選擇需要進行解調的至少一列數據；所述複數乘法模塊被配置為將所述至少一列數據中的每個數據乘以相位旋轉因子後輸入所述63點快速傅立葉變換模塊；所述63點快速傅立葉變換模塊被配置為對所述至少一列數據的每一列63個數據作63點快速傅立葉變換。
在以上3780點傅立葉變換解調裝置中，所述63點快速傅立葉變換模塊包括第二數據排列模塊，用於將具有序號n5的一行或一列63個數據排列成M5×N5的矩陣，其中所述M5×N5的矩陣的行號a5和列號b5與序號n5有如下關係n5＝(N5*a5+M5*b5)63，a5＝0，1，...，M5-1，b5＝0，1，...，N5-1；N5點快速傅立葉變換模塊，用於對所述M5×N5矩陣的每一行N5個數據作N5點快速傅立葉變換；M5點快速傅立葉變換模塊，用於對經過N5點快速傅立葉變換的矩陣的每一列M5個數據作M5點快速傅立葉變換；以及第二地址變換模塊，用於將經過M5點快速傅立葉變換的矩陣中的數據重新排列為一行或一列，其中序號n5與重新排列後數據的新序號k5有如下關係n5＝(16*k5)63，其中0≤n5，k5＜63，n5和k5都為整數，並且其中，M5*N5＝63，M5＝7或9。
在以上3780點傅立葉變換解調裝置中，所述60點快速傅立葉變換模塊包括第三數據排列模塊，用於將具有序號n6的一行或一列60個數據排列成M6×N6的矩陣，其中所述M6×N6的矩陣的行號a6和列號b6與序號n6有如下關係n6＝(N6*a+M6*b)60，a6＝0，1，...，M6-1，b6＝0，1，...，N6-1；N6點快速傅立葉變換模塊，用於對所述M6×N6矩陣的每一行N6個數據作N6點快速傅立葉變換；M6點快速傅立葉變換模塊，用於對經過N6點快速傅立葉變換的矩陣的每一列M6個數據作M6點快速傅立葉變換；以及第三地址變換模塊，用於將經過M6點快速傅立葉變換的矩陣中的數據重新排列為一行或一列，其中序號n6與重新排列後數據的新序號k6有如下關係n6＝(47*k6)60，其中0≤n6，k6＜60，n6和k6都為整數，並且其中，M6*N6＝60，M6＝S或T，S*T＝60，S＝3，4或5，而T＝12，15或20。
在以上3780點傅立葉變換解調裝置中，當M6＝T時，所述M6點快速傅立葉變換模塊為T點快速傅立葉變換模塊，當N6＝T時，所述N6點快速傅立葉變換模塊為T點快速傅立葉變換模塊，其中所述T點快速傅立葉變換模塊包括第四數據排列模塊，用於將具有序號n7的一行或一列T個數據依次排列成M7×N7的矩陣，其中所述M7×N7的矩陣的行號a7和列號b7與序號n7有如下關係n7＝(N7*a7+M7*b7)T，a7＝0，1，...，M7-1，b7＝0，1，...，N7-1；N7點快速傅立葉變換模塊，用於對所述M7×N7矩陣的每一行N7個數據作N7點快速傅立葉變換；M7點快速傅立葉變換模塊，用於對經過N7點快速傅立葉變換的矩陣的每一列M7個數據作M7點快速傅立葉變換；以及其中，M7*N7＝T，且M7和N7為互質的正整數。
根據本發明，還提供一種3780點傅立葉變換調製解調系統，包括以上的3780點傅立葉變換調製裝置，以及以上的3780點傅立葉變換解調裝置。
根據本發明，還提供一種3780點傅立葉變換調製方法，包括輸入步驟，用於接收多路數據，其中每一路包含M1的整數倍個數據；整序步驟，用於將所述多路數據分為N1個包含M1個數據的組，並且對於每一組，將M1個數據以N1為間隔依次放置於同一數據幀中，作為所述數據的原地址n1；以及3780點快速傅立葉反變換步驟，用於對所述數據幀中的數據進行3780點快速傅立葉反變換，其中所述3780點快速傅立葉反變換步驟包括第一數據排列步驟，用於按列優先次序將所述數據幀中的數據依次排列成M1×N1的矩陣；N1點快速傅立葉反變換步驟，用於對所述矩陣的每一行N1個數據作N1點快速傅立葉反變換；複數乘法步驟，用於將經過N1點快速傅立葉反變換的矩陣中的每個數據乘以相位旋轉因子以產生乘積矩陣；以及M1點快速傅立葉反變換步驟，用於對所述乘積矩陣的每一列M1個數據作M1點快速傅立葉反變換；以及第一地址變換步驟，用於將經過M1點快速傅立葉反變換的乘積矩陣中的數據重新放置於所述數據幀中，其中所述原地址n1與重新放置後數據的新地址k1有如下關係[n1]M1＝(k1)N1且(n1)M1＝[k1]N1，其中，[]M1表示以M1為模取整，M1表示以M1為模取餘，M1*N1＝3780，M1＝60或63，並且0≤n1，k1＜3780，n1和k1都為整數。
在以上3780點傅立葉變換調製方法中，當M1＝63時，所述M1點快速傅立葉反變換步驟為63點快速傅立葉反變換步驟，當N1＝63時，所述N1點快速傅立葉反變換模塊為63點快速傅立葉反變換步驟，其中所述63點快速傅立葉反變換步驟包括第二數據排列步驟，用於將具有序號n2的一行或一列63個數據排列成M2×N2的矩陣，其中所述M2×N2的矩陣的行號a2和列號b2與序號n2有如下關係n2＝(N2*a2+M2*b2)63，a2＝0，1，...，M2-1，b2＝0，1，...，N2-1；N2點快速傅立葉反變換步驟，用於對所述M2×N2矩陣的每一行N2個數據作N2點快速傅立葉反變換；M2點快速傅立葉反變換步驟，用於對經過N2點快速傅立葉反變換的矩陣的每一列M2個數據作M2點快速傅立葉反變換；以及第二地址變換步驟，用於將經過M2點快速傅立葉反變換的矩陣中的數據重新排列為一行或一列，其中序號n2與重新排列後數據的新序號k2有如下關係n2＝(16*k2)63，其中0≤n2，k2＜63，n2和k2都為整數，並且其中，M2*N2＝63，M2＝7或9。
在以上3780點傅立葉變換調製方法中，當M1＝60時，所述M1點快速傅立葉反變換步驟為60點快速傅立葉反變換步驟，當N1＝60時，所述N1點快速傅立葉反變換步驟為60點快速傅立葉反變換步驟，其中所述60點快速傅立葉反變換步驟包括第三數據排列步驟，用於將具有序號n3的一行或一列60個數據排列成M3×N3的矩陣，其中所述M3×N3的矩陣的行號a3和列號b3與序號n3有如下關係n3＝(N3*a3+M3*b3)60，a3＝0，1，...，M3-1，b3＝0，1，...，N3-1；N3點快速傅立葉反變換步驟，用於對所述M3×N3矩陣的每一行N3個數據作N3點快速傅立葉反變換；M3點快速傅立葉反變換步驟，用於對經過N3點快速傅立葉反變換的矩陣的每一列M3個數據作M3點快速傅立葉反變換；以及第三地址變換步驟，用於將經過M3點快速傅立葉反變換的矩陣中的數據重新排列為一行或一列，其中序號n3與重新排列後數據的新序號k3有如下關係n3＝(47*k3)60，其中0≤n3，k3＜60，n3和k3都為整數，並且其中，M3*N3＝60，M3＝S或T，S*T＝60，S＝3，4或5，而T＝12，15或20。
在以上3780點傅立葉變換調製方法中，當M3＝T時，所述M3點快速傅立葉反變換步驟為T點快速傅立葉反變換步驟，當N3＝T時，所述N3點快速傅立葉反變換步驟為T點快速傅立葉反變換步驟，其中所述T點快速傅立葉反變換步驟包括第四數據排列步驟，用於將具有序號n4的一行或一列T個數據排列成M4×N4的矩陣，其中所述M4×N4的矩陣的行號a4和列號b4與序號n4有如下關係n4＝(N4*a4+M4*b4)T，a4＝0，1，...，M4-1，b4＝0，1，...，N4-1；N4點快速傅立葉反變換步驟，用於對所述M4×N4矩陣的每一行N4個數據作N4點快速傅立葉反變換；M4點快速傅立葉反變換步驟，用於對經過N4點快速傅立葉反變換的矩陣的每一列M4個數據作M4點快速傅立葉反變換；以及其中，M4*N4＝T，且M4和N4為互質的正整數。
根據本發明，還提供一種3780點傅立葉變換解調方法，包括接收調製後的數據幀並根據在調製過程中所接收的每一路數據所包含的數據數確定在第一模式和第二模式間的切換，其中當所述數據數為60的整數倍時，處於第一模式，而當所述數據數為63的整數倍時，處於第二模式，其中在所述第一模式，所述方法還包括以下步驟按列優先次序將所述數據幀中的數據依次排列成60×63的矩陣；對所述矩陣的每一行63個數據作63點快速傅立葉變換；根據本地的整序信息從經過快速傅立葉變換的矩陣中選擇需要進行解調的至少一列數據；將所述至少一列數據中的每個數據乘以相位旋轉因子；對所述至少一列數據的每一列60個數據作60點快速傅立葉變換，在所述第二模式，所述方法還包括以下步驟按列優先次序將所述數據幀中的數據依次排列成63×60的矩陣；對所述矩陣的每一行60個數據作60點快速傅立葉變換；根據本地的整序信息從經過快速傅立葉變換的矩陣中選擇需要進行解調的至少一列數據；將所述至少一列數據中的每個數據乘以相位旋轉因子；對所述至少一列數據的每一列63個數據作63點快速傅立葉變換。
在以上3780點傅立葉變換解調方法中，所述作63點快速傅立葉變換的步驟包括第二數據排列步驟，用於將具有序號n5的一行或一列63個數據排列成M5×N5的矩陣，其中所述M5×N5的矩陣的行號a5和列號b5與序號n5有如下關係n5＝(N5*a5+M5*b5)63，a5＝0，1，...，M5-1，b5＝0，1，...，N5-1；N5點快速傅立葉變換步驟，用於對所述M5×N5矩陣的每一行N5個數據作N5點快速傅立葉變換；M5點快速傅立葉變換步驟，用於對經過N5點快速傅立葉變換的矩陣的每一列M5個數據作M5點快速傅立葉變換；以及第二地址變換步驟，用於將經過M5點快速傅立葉變換的矩陣中的數據重新排列為一行或一列，其中序號n5與重新排列後數據的新序號k5有如下關係n5＝(16*k5)63，其中0≤n5，k5＜63，n5和k5都為整數，並且其中，M5*N5＝63，M5＝7或9。
在以上3780點傅立葉變換解調方法中，所述作60點快速傅立葉變換的步驟包括第三數據排列步驟，用於將具有序號n6的一行或一列60個數據排列成M6×N6的矩陣，其中所述M6×N6的矩陣的行號a6和列號b6與序號n6有如下關係n6＝(N6*a+M6*b)60，a6＝0，1，...，M6-1，b6＝0，1，...，N6-1；N6點快速傅立葉變換步驟，用於對所述M6×N6矩陣的每一行N6個數據作N6點快速傅立葉變換；M6點快速傅立葉變換步驟，用於對經過N6點快速傅立葉變換的矩陣的每一列M6個數據作M6點快速傅立葉變換；以及第三地址變換步驟，用於將經過M6點快速傅立葉變換的矩陣中的數據重新排列為一行或一列，其中序號n6與重新排列後數據的新序號k6有如下關係n6＝(47*k6)60，其中0≤n6，k6＜60，n6和k6都為整數，並且其中，M6*N6＝60，M6＝S或T，S*T＝60，S＝3，4或5，而T＝12，15或20。
在以上3780點傅立葉變換解調方法中，當M6＝T時，所述M6點快速傅立葉變換步驟為T點快速傅立葉變換步驟，當N6＝T時，所述N6點快速傅立葉變換步驟為T點快速傅立葉變換步驟，其中所述T點快速傅立葉變換步驟包括第四數據排列步驟，用於將具有序號n7的一行或一列T個數據依次排列成M7×N7的矩陣，其中所述M7×N7的矩陣的行號a7和列號b7與序號n7有如下關係n7＝(N7*a7+M7*b7)T，a7＝0，1，...，M7-1，b7＝0，1，...，N7-1；N7點快速傅立葉變換步驟，用於對所述M7×N7矩陣的每一行N7個數據作N7點快速傅立葉變換；以及M7點快速傅立葉變換步驟，用於對經過N7點快速傅立葉變換的矩陣的每一列M7個數據作M7點快速傅立葉變換，其中，M7*N7＝T，且M7和N7為互質的正整數。
這種降低功耗的3780點非對稱傅立葉變換調製解調方法和裝置，適用於多信源的系統，在接收端由於減少了複數乘法運算和FFT運算，可以降低功耗，得到精確的變換後數據。


圖1內插4096點的3780點IFFT系統的結構框圖。
圖2混合基算法的3780點IFFT系統的結構框圖。
圖3一種基於硬體的3780點DFT處理器系統框圖。
圖4根據本發明提出的3780點非對稱傅立葉變換調製裝置框圖。
圖5根據本發明一實施例的3780點IFFT模塊的結構框圖。
圖6根據本發明另一實施例的3780點IFFT模塊的結構框圖。
圖7根據本發明一實施例的63點IFFT模塊的結構框圖。
圖8根據本發明另一實施例的63點IFFT模塊的結構框圖。
圖9根據本發明實施例的60點IFFT模塊的結構框圖。
圖10根據本發明實施例的T點IFFT模塊的結構框圖。
圖11根據本發明提出的N點(N為質數或是質數的指數，可應用於3、5、7、9點)的IFFT模塊的原理框圖。
圖12根據本發明提出的3780點非對稱傅立葉變換解調裝置框圖。
圖13根據本發明提出的3780點非對稱傅立葉變換調製方法的流程圖。
圖14根據本發明一實施例的3780點IFFT的流程圖。
圖15根據本發明一實施例的63點IFFT的流程圖。
圖16根據本發明實施例的60點IFFT的流程圖。
圖17根據本發明實施例的T點IFFT的流程圖。
圖18根據本發明提出的3780點非對稱傅立葉變換解調方法的流程圖。
具體實施例方式
下文將參考附圖詳細描述本發明的優選實施例。
圖4示出了依據本發明的3780點非對稱傅立葉變換調製裝置的框圖，它包括輸入模塊410，用於接收多路數據，其中每一路包含M1的整數倍個數據，這些數據一般是經過編碼交織後的各路信源信號；整序模塊420，用於將所述輸入數據分為N1個包含M1個數據的組，並且對於每一組，將M1個數據以N1為間隔依次放置於同一數據幀中，作為這些數據的原地址n1；和3780點快速傅立葉反變換(IFFT)模塊，用於對所述數據幀中的數據進行3780點IFFT。這裡，M1*N1＝3780，M1＝60或63，而n1為整數，0≤n1＜3780。
輸入模塊410還包括多個輸入子模塊，而每一輸入子模塊接收一路數據。由於每一個數據都佔據一個子載波，因此輸入子模塊的個數就取決於每一路數據所佔據的子載波個數。當每一路數據佔據60的整數倍個子載波時，輸入模塊包括(63-P)個，其中，P為大於零且小於63的整數；當每一路數據佔據63的整數倍個子載波時，輸入模塊包括(60-Q)個，其中，Q為大於零且小於60的整數。所有的這(63-P)個或(60-Q)個輸入子模塊所接收的子載波總個數為3780。
在整序模塊420中，當每一路數據佔據60的正整數倍個子載波時，例如某路數據佔據60的M倍個子載波，則先把這這些數據分成M個長為60個數據的信號，再把這每個長為60個數據的信號以63為間隔依次等間隔放置在一數據幀中。以M＝2為例，可以將該路信號所對應的120個數據依次放置在第0個、第63個、第126個、...、第3717個、第3個、第66個、第129個、...、第3720個的數據幀的位置上。當每一路數據佔據63的正整數倍個子載波時，例如某路數據佔據63的N倍個子載波，則先把這些數據分成N個長為63個數據的信號，再把這每個長為63個數據的信號以60為間隔依次等間隔放置在一數據幀中。以下以數據模塊410具有62個輸入子模塊為例描述整序模塊420的操作，其中一路信號佔據120個子載波，其它61路信號各自佔據60個子載波整序模塊420一路含有120個數據的信號分成2個長為60個數據的信號，這樣就把這62路輸入信號的總共3780個數據分成了63個每個長為60個數據的信號，再把這每個長為60個數據的信號以63為間隔依次等間隔放置在一數據幀中。例如，可以將含有120個數據的一路信號所對應的120個數據依次放置在第0個、第63個、第126個、...、第3717個、第3個、第66個、第129個、...、第3720個的子載波位置上。
圖5和圖6示出了依據本發明的3780點IFFT模塊430的優選實施例的總體結構框圖。當每一路數據佔據60的正整數倍個子載波時，3780點IFFT模塊430的結構就如圖5所示，而每一路數據佔據63的正整數倍個子載波時，3780點IFFT模塊430的結構就如圖6所示。
以圖5所示3780點IFFT模塊430為例，它包括數據排列模塊431，用於按列優先次序將整序模塊420所產生的數據幀中的數據依次排列成60×63即60行63列的矩陣，即第1列上依次放置數據幀中第1個、第2個、...、第60個數據，第2列上依次放置數據幀中第61個、第62個、...、第120個數據，...，第63列上依次放置數據幀中第3721個、第3722個、...、第3780個數據；63點IFFT模塊432，用於對該矩陣的每一行63個數據作63點IFFT，需要進行60次63點IFFT運算；複數乘法模塊433，用於將經過63點IFFT的矩陣中的每個數據乘以相位旋轉因子以產生乘積矩陣；60點IFFT模塊434，用於對該乘積矩陣的每一列60個數據作60點IFFT，需要進行63次60點IFFT運算；和地址變換模塊435，用於將經過60點IFFT的乘積矩陣中的數據重新排列於以上數據幀中，其中在整序模塊420中數據所放置的原地址n1與在地址變換模塊435中重新排列後數據的新地址k1有如下關係[n1]60＝(k1)63且(n1)60＝[k1]63，其中，[]60表示以60為模取整，60表示以60為模取餘，並且0≤k1＜3780，k1為整數。例如，對於原地址為62的數據，在經過地址變換模塊435後應放置新地址為65。
圖6所示的3780點IFFT模塊430與圖5所示的相比，其區別在於將63點IFFT模塊432與60點IFFT模塊434的位置進行互換。在操作中，數據排列模塊431按列優先次序將整序模塊420所產生的數據幀中的數據依次排列成63×60即63行60列的矩陣；60點IFFT模塊434對該矩陣的每一行60個數據作60點IFFT，需要進行63次60點IFFT運算；複數乘法模塊433將經過60點IFFT的矩陣中的每個數據乘以相位旋轉因子以產生乘積矩陣；63點IFFT模塊432對該乘積矩陣的每一列63個數據作63點IFFT，需要進行60次63點IFFT運算，而地址變換模塊435將經過63點IFFT的乘積矩陣中的數據重新放置於以上數據幀中，其中在整序模塊420中數據所放置的原地址n1與在地址變換模塊435中重新放置後數據的新地址k1有如下關係[n1]63＝(k1)60且(n1)63＝[k1]60，其中，[]63表示以63為模取整，63表示以63為模取餘。
圖7和圖8示出了依據本發明的63點IFFT模塊432的優選實施例的總體結構框圖。
以圖7所示的63點IFFT模塊432為例，它包括數據排列模塊710，7點IFFT模塊720，9點IFFT模塊730和地址變換模塊740。在操作中，數據排列模塊710將具有序號n2的一行或一列63個數據排列成9×7的矩陣，其中所述9×7的矩陣的行號a2和列號b2與序號n2有如下關係n2＝(7*a2+9*b2)63，a2＝0，1，...，8，b2＝0，1，...，6。例如，矩陣中第0行、第6列上的數據為具有序號54的輸入數據。7點IFFT模塊720對9×7矩陣的每一行7個數據作7點IFFT，需要進行9次7點IFFT運算。9點IFFT模塊730對經過7點IFFT的矩陣的每一列9個數據作9點IFFT，需要進行7次9點IFFT運算。地址變換模塊740將經過9點IFFT的矩陣中的數據重新排列為一行或一列，其中序號n2與重新排列後數據的新序號k2有如下關係n2＝(16*k2)63，其中0n2，k2＜63，n2和k2都為整數。
例如，對於序號n2為1的數據，在經過地址變換模塊740後的新序號k2為4。
圖8所示的63點IFFT模塊432與圖7所示的相比，其區別在於將7點IFFT模塊720與9點IFFT模塊730的位置進行互換。在操作中，數據排列模塊710將具有序號n2的一行或一列63個數據排列成7×9的矩陣，其中所述7×9的矩陣的行號a2和列號b2與序號n2有如下關係n2＝(9*a2+7*b2)63，a2＝0，1，...，6，b2＝0，1，...，8。9點IFFT模塊730對7×9矩陣的每一行9個數據作9點IFFT，需要進行7次9點IFFT運算。7點IFFT模塊720對經過9點IFFT的矩陣的每一列7個數據作7點IFFT，需要進行9次7點IFFT運算。地址變換模塊740將經過7點IFFT的矩陣中的數據重新排列為一行或一列，其中序號n2與重新排列後數據的新序號k2有如下關係n2＝(16*k2)63。
圖9示出了依據本發明的60點IFFT模塊434的優選實施例的總體結構框圖。
圖9所示的60點IFFT模塊434包括數據排列模塊910，S點IFFT模塊920，T點IFFT模塊930和地址變換模塊940。在操作中，數據排列模塊910將具有序號n3的一行或一列60個數據排列成T×S的矩陣，其中所述T×S的矩陣的行號a3和列號b3與序號n3有如下關係n2＝(S*a2+T*b2)60，a3＝0，1，...，T-1，b3＝0，1，...，S-1。以S＝3、T＝20為例，矩陣中第1行、第3列上的數據為具有序號29的輸入數據。S點IFFT模塊920對T×S矩陣的每一行S個數據作S點IFFT，需要進行T次S點IFFT運算。T點IFFT模塊930對經過S點IFFT的矩陣的每一列T個數據作T點IFFT，需要進行S次T點IFFT運算。這裡S*T＝60，S＝3，4或5，而T＝12，15或20。最後地址變換模塊940將經過T點IFFT的矩陣中的數據重新排列為一行或一列，其中序號n3與重新排列後數據的新序號k3有如下關係n3＝(47*k3)60，其中0≤n3，k3＜60，n3和k3都為整數。同樣以S＝3、T＝20為例，對於序號n3為34的數據，在經過地址變換模塊940後的新序號k3為2。
類似於圖7-8中所示的63點IFFT模塊432，可將圖9所示的60點IFFT模塊434中的S點IFFT模塊920與T點IFFT模塊930的位置進行互換。在操作中，數據排列模塊910將具有序號n3的一行或一列60個數據排列成S×T的矩陣，其中所述S×T的矩陣的行號a3和列號b3與序號n3有如下關係n3＝(T*a3+S*b3)60，a2＝0，1，...，S-1，b2＝0，1，...，T-1。T點IFFT模塊930對S×T矩陣的每一行T個數據作T點IFFT，需要進行S次T點IFFT運算。S點IFFT模塊920對經過T點IFFT的矩陣的每一列S個數據作S點IFFT，需要進行T次S點IFFT運算。地址變換模塊940將經過S點IFFT的矩陣中的數據重新排列為一行或一列，其中序號n3與重新排列後數據的新序號k3有如下關係n3＝(47*k3)60。
圖10示出了依據本發明的T點IFFT模塊930的優選實施例的框圖。
在圖10所示的T點IFFT模塊930中，包括數據排列模塊932、U點IFFT模塊934和V點IFFT模塊936，其中，T＝U*V，U和V為互質的正整數。在操作中數據排列模塊，用於將具有序號n4的T個數據排列成V×U的矩陣，其中所述V×U的矩陣的行號a4和列號b4與序號n4有如下關係n4＝(U*a4+V*b4)T，a4＝0，1，...，V-1，b4＝0，1，...，U-1。U點IFFT模塊對V×U矩陣的每一行U個數據作U點IFFT。V點快速傅立葉反變換模塊對經過U點IFFT的矩陣的每一列V個數據作V點IFFT。值得注意的是，在T點IFFT模塊930中不需要地址變換模塊，因為根據素因子分解算法，把60點IFFT分解為S*T，再把T點IFFT分解為U*V，則有60＝S*U*V，且S、U、V互質的情況下(在這裡，S、U、V分別為3、4、5，次序可互換)，只需在S點IFFT、U點IFFT、V點IFFT都完成後進行一次地址變換，即由以上公式n3＝(47*k3)60所體現。
類似於圖7-8中所示的63點IFFT模塊432和圖9所示的60點IFFT模塊434，可將圖10所示的T點IFFT模塊930中的U點IFFT模塊934與V點IFFT模塊936的位置進行互換。在操作中，數據排列模塊932將具有序號n4的一行或一列T個數據排列成U×V的矩陣，其中所述U×V的矩陣的行號a4和列號b4與序號n4有如下關係n3＝(V*a3+U*b3)T，a2＝0，1，...，U-1，b2＝0，1，...，V-1。V點IFFT模塊936對U×V矩陣的每一行V個數據作V點IFFT。U點IFFT模塊934對經過V點IFFT的矩陣的每一列U個數據作U點IFFT。
圖11示出了點數(N)如3、5、7、9等質數或質數的指數的IFFT模塊的原理框圖。它是採用數位訊號處理中常用的Winograd傅立葉算法(WFTA)實現的。WFTA能寫成矩陣的形式X＝ODIx，在I和O矩陣中，只包含0，1或-1，就是說只有加減運算，D矩陣則代表了乘係數運算。當N為質數或是質數的指數時，可以把N點的IFFT轉化為循環卷積，WFTA可以使循環卷積中乘法的數量達到最小。
圖12示出了依據本發明的3780點非對稱傅立葉變換解調裝置框圖，它包括模式切換模塊1210，數據排列模塊1220、63點快速傅立葉變換(FFT)模塊1230、選擇控制模塊1240、複數乘法模塊1250和60點FFT模塊1260。
在操作中，模式切換模塊1210接收3780點傅立葉變換調製裝置輸出的調製後的數據幀並根據如圖4所描述的該調製裝置所接收的每一路數據所包含的數據數(即佔據的子載波數)確定解調裝置在第一模式和第二模式間的切換，其中當每一路數據所佔據的子載波數為60的整數倍時，解調裝置處於第一模式，其中各模塊的連接關係如圖12中的實線所示，而當每一路數據所佔據的子載波數為63的整數倍時，解調裝置處於第二模式，其中各模塊的連接關係如圖12中虛線所示。而數據排列模塊1220和複數乘法模塊1250與圖4中所示的數據排列模塊431和複數乘法模塊433所實現的操作是相同的。
在第一模式中，數據排列模塊1220被配置為按列優先次序將調製後的數據幀中的數據依次排列成60×63的矩陣，63點FFT模塊1230被配置為對該矩陣的每一行63個數據作63點FFT，需要進行60次63點的FFT；選擇控制模塊1240被配置為根據本地的整序信息從經過FFT的矩陣中選擇需要進行解調的至少一列數據；複數乘法模塊1250被配置為將該至少一列數據中的每個數據乘以相位旋轉因子後輸入60點FFT模塊1260；60點FFT模塊1260被配置為對該至少一列數據的每一列60個數據作60點快速傅立葉變換，這裡只需進行該至少一列數據所包含列數次的60點FFT。最後將60點FFT模塊1260輸出的解調結果送往均衡器(未示出)作進一步處理。
在第二模式中，數據排列模塊1220被配置為按列優先次序將調製後的數據幀中的數據依次排列成63×60的矩陣，60點FFT模塊1260被配置為對所述矩陣的每一行60個數據作60點FFT，需要進行63次60點的FFT；選擇控制模塊1240被配置為根據本地的整序信息從經過FFT的矩陣中選擇需要進行解調的至少一列數據；複數乘法模塊1250被配置為將該至少一列數據中的每個數據乘以相位旋轉因子後輸入63點FFT模塊1230；63點FFT模塊1230被配置為對該至少一列數據的每一列63個數據作63點FFT，這裡只需進行該至少一列數據所包含列數次的63點FFT。最後將63點FFT模塊1230輸出的解調結果送往均衡器(未示出)作進一步處理。
以下仍然根據圖4所描述的例子，描述本發明解調裝置的操作。在根據圖4所描述的例子中，數據模塊410具有62個輸入子模塊，並將含有120個數據的一路信號所對應的120個數據依次放置在第0個、第63個、第126個、…、第3717個、第3個、第66個、第129個、…、第3720個的子載波位置上。調製裝置根據以上輸入產生調製結果，並且輸入解調裝置。由於每一路數據佔據60的整數倍個子載波，因此模式切換模塊1210將解調裝置切換為第一模式。數據排列模塊1220按列優先次序將調製後的數據幀中的數據依次排列成60×63的矩陣，63點FFT模塊1230對該矩陣的每一行63個數據作63點FFT。隨後，當需要解調所述含120個數據的那路信號時，選擇控制模塊1240就根據本地已知的整序信息選取第一列和第四列的120個數據輸出給複數乘法模塊1250。複數乘法模塊1250隻需對輸入的兩列共120個數據分別乘以相位旋轉因子並輸入60點FFT模塊1260。60點FFT模塊1260對該兩列數據做60點FFT，只需進行兩次60點FFT運算。這樣和調製裝置處相比減少了運算次數，有利於降低接收機功耗。
類似於根據圖7-10所作的描述，63點FFT模塊1230和60點FFT模塊1260可採取相似的結構，區別僅在於將其中的各IFFT模塊替換為相應的FFT模塊即可，因此這裡不再一一贅述。
圖13示出了根據本發明提出的3780點非對稱傅立葉變換調製方法的流程圖。在步驟1310，接收多路數據，其中每一路包含M1的整數倍個數據；隨後在步驟1320，將所述輸入數據分為N1個包含M1個數據的組，並且對於每一組，將M1個數據以N1為間隔依次放置於同一數據幀中，作為這些數據的原地址n1；最後在步驟1330，對所述數據幀中的數據進行3780點IFFT。這裡，M1*N1＝3780，M1＝60或63，而n1為整數，0≤n1＜3780。
圖14示出了依據本發明的3780點IFFT的流程圖。當每一路數據佔據60的正整數倍個子載波時，3780點IFFT的流程就如圖14所示，在步驟1410，按列優先次序所產生的數據幀中的數據依次排列成60×63即60行63列的矩陣，即第1列上依次放置數據幀中第1個、第2個、…、第60個數據，第2列上依次放置數據幀中第61個、第62個、…、第120個數據，…，第63列上依次放置數據幀中第3721個、第3722個、…、第3780個數據；隨後在步驟1420，對該矩陣的每一行63個數據作63點IFFT，需要進行60次63點IFFT運算；在步驟1430，將經過63點IFFT的矩陣中的每個數據乘以相位旋轉因子以產生乘積矩陣；隨後在步驟1440，對該乘積矩陣的每一列60個數據作60點IFFT，需要進行63次60點IFFT運算；最後在步驟1450，將經過60點IFFT的乘積矩陣中的數據重新排列於以上數據幀中，其中在步驟1410中數據所放置的原地址n1與在步驟1410中重新排列後數據的新地址k1有如下關係[n1]60＝(k1)63且(n1)60＝[k1]63，其中，[]60表示以60為模取整，60表示以60為模取餘，並且0≤k1＜3780，k1為整數。
而當每一路數據佔據63的正整數倍個子載波時，只需將63點IFFT步驟和60點IFFT步驟進行調換，並且其中在步驟1410中數據所放置的原地址n1與在步驟1450中重新放置後數據的新地址k1有如下關係[n1]63＝(k1)60且(n1)63＝[k1]60，其中，[]63表示以63為模取整，63表示以63為模取餘。
圖15示出了依據本發明的63點IFFT的流程圖。在步驟1510，將具有序號n2的一行或一列63個數據排列成9×7的矩陣，其中所述9×7的矩陣的行號a2和列號b2與序號n2有如下關係n2＝(7*a2+9*b2)63，a2＝0，1，...，8，b2＝0，1，...，6。隨後在步驟1520，對9×7矩陣的每一行7個數據作7點IFFT，需要進行9次7點IFFT運算。在步驟1530，對經過7點IFFT的矩陣的每一列9個數據作9點IFFT，需要進行7次9點IFFT運算。最後在步驟1540，將經過9點IFFT的矩陣中的數據重新排列為一行或一列，其中序號n2與重新排列後數據的新序號k2有如下關係
n2＝(16*k2)63，其中0≤n2，k2＜63，n2和k2都為整數。本領域技術人員可以明白，還可將步驟1520與步驟1530進行互換。
圖16示出了依據本發明的60點IFFT流程圖。在步驟1610，將具有序號n3的一行或一列60個數據排列成T×S的矩陣，其中所述T×S的矩陣的行號a3和列號b3與序號n3有如下關係n2＝(S*a2+T*b2)60，a3＝0，1，...，T-1，b3＝0，1，...，S-1。隨後在步驟1620，對T×S矩陣的每一行S個數據作S點IFFT，需要進行T次S點IFFT運算。在步驟1630，對經過S點IFFT的矩陣的每一列T個數據作T點IFFT，需要進行S次T點IFFT運算。這裡S*T＝60，S＝3，4或5，而T＝12，15或20。最後在步驟1640，將經過T點IFFT的矩陣中的數據重新排列為一行或一列，其中序號n3與重新排列後數據的新序號k3有如下關係n3＝(47*k3)60，其中0≤n3，k3＜60，n3和k3都為整數。同樣本領域技術人員可以明白可將步驟1620與步驟1630進行互換。
圖17示出了依據本發明的T點IFFT的流程圖，圖中T＝U*V，U和V為互質的正整數。在步驟1710，將具有序號n4的T個數據排列成V×U的矩陣，其中所述V×U的矩陣的行號a4和列號b4與序號n4有如下關係n4＝(U*a4+V*b4)T，a4＝0，1，...，V-1，b4＝0，1，...，U-1。隨後在步驟1720，對V×U矩陣的每一行U個數據作U點IFFT。最後，在步驟1730，對經過U點IFFT的矩陣的每一列V個數據作V點IFFT。同樣，可將步驟1720和步驟1730進行互換。
圖18示出了依據本發明的3780點非對稱傅立葉變換解調方法的流程圖。在步驟1810，接收調製後的數據幀，隨後在步驟1820，根據調製過程中所接收的每一路數據所包含的數據數(即佔據的子載波數)確定解調過程處於第一模式還是第二模式，其中當每一路數據所佔據的子載波數為60的整數倍時，處於第一模式，而當每一路數據所佔據的子載波數為63的整數倍時，處於第二模式。
在第一模式中，在步驟1830，按列優先次序將調製後的數據幀中的數據依次排列成60×63的矩陣，隨後在步驟1835，對該矩陣的每一行63個數據作63點FFT，需要進行60次63點的FFT；在步驟1840，根據本地的整序信息從經過FFT的矩陣中選擇需要進行解調的至少一列數據；在步驟1845，將該至少一列數據中的每個數據乘以相位旋轉因子；然後在步驟1850，對該至少一列數據的每一列60個數據作60點快速傅立葉變換，這裡只需進行該至少一列數據所包含列數次的60點FFT。
在第二模式中，在步驟1855，按列優先次序將調製後的數據幀中的數據依次排列成63×60的矩陣，隨後在步驟1860，對所述矩陣的每一行60個數據作60點FFT，需要進行63次60點的FFT；在步驟1865，根據本地的整序信息從經過FFT的矩陣中選擇需要進行解調的至少一列數據；在步驟1870，將該至少一列數據中的每個數據乘以相位旋轉因子；然後在步驟1875，對該至少一列數據的每一列63個數據作63點FFT，這裡只需進行該至少一列數據所包含列數次的63點FFT。
最後在步驟1880，將解調結果送往均衡器(未示出)作進一步處理。
類似於根據圖15-17所作的描述，63點FFT步驟和60點FFT步驟可採取相似的過程，區別僅在於將其中的各IFFT步驟替換為相應的FFT步驟即可，因此這裡不再一一贅述。
依據本發明，這種降低功耗的3780點非對稱傅立葉變換調製解調方法和裝置，適用於多信源的系統，在接收端由於減少了複數乘法運算和FFT運算，可以降低功耗，得到精確的變換後數據。
儘管已經描述了本發明的優選實施例，本領域的技術人員將理解本發明不限於上述優選實施例。在所附權利要求書所定義地本發明的精神和範圍的情況下，可以作出各種改變和修改。
權利要求
1.一種3780點傅立葉變換調製裝置，其特徵在於包括輸入模塊，用於接收多路數據，其中每一路包含M1的整數倍個數據；整序模塊，用於將所述多路數據分為N1個包含M1個數據的組，並且對於每一組，將M1個數據以N1為間隔依次放置於同一數據幀中，作為所述數據的原地址n1；以及3780點快速傅立葉反變換模塊，用於對所述數據幀中的數據進行3780點快速傅立葉反變換，其中所述3780點快速傅立葉反變換模塊包括第一數據排列模塊，用於按列優先次序將所述數據幀中的數據依次排列成M1×N1的矩陣；N1點快速傅立葉反變換模塊，用於對所述矩陣的每一行N1個數據作N1點快速傅立葉反變換；複數乘法模塊，用於將經過N1點快速傅立葉反變換的矩陣中的每個數據乘以相位旋轉因子以產生乘積矩陣；以及M1點快速傅立葉反變換模塊，用於對所述乘積矩陣的每一列M1個數據作M1點快速傅立葉反變換；以及第一地址變換模塊，用於將經過M1點快速傅立葉反變換的乘積矩陣中的數據重新放置於所述數據幀中，其中所述原地址n1與重新放置後數據的新地址k1有如下關係[n1]M1＝(k1)N1且(n1)M1＝[k1]N1，其中，[]M1表示以M1為模取整，M1表示以M1為模取餘，M1*N1＝3780，M1＝60或63，並且0≤n1，k1＜3780，n1和k1都為整數。
2.如權利要求1所述的3780點傅立葉變換調製裝置，其特徵在於所述輸入模塊包括多個輸入子模塊，其中每一輸入子模塊接收一路數據。
3.如權利要求1所述的3780點傅立葉變換調製裝置，其特徵在於當M1＝63時，所述M1點快速傅立葉反變換模塊為63點快速傅立葉反變換模塊，當N1＝63時，所述N1點快速傅立葉反變換模塊為63點快速傅立葉反變換模塊，其中所述63點快速傅立葉反變換模塊包括第二數據排列模塊，用於將具有序號n2的一行或一列63個數據排列成M2×N2的矩陣，其中所述M2×N2的矩陣的行號a2和列號b2與序號n2有如下關係n2＝(N2*a2+M2*b2)63，a2＝0，1，...，M2-1，b2＝0，1，...，N2-1；N2點快速傅立葉反變換模塊，用於對所述M2×N2矩陣的每一行N2個數據作N2點快速傅立葉反變換；M2點快速傅立葉反變換模塊，用於對經過N2點快速傅立葉反變換的矩陣的每一列M2個數據作M2點快速傅立葉反變換；以及第二地址變換模塊，用於將經過M2點快速傅立葉反變換的矩陣中的數據重新排列為一行或一列，其中序號n2與重新排列後數據的新序號k2有如下關係n2＝(16*k2)63，其中0≤n2，k2＜63，n2和k2都為整數，並且其中，M2*N2＝63，M2＝7或9。
4.如權利要求1所述的3780點傅立葉變換調製裝置，其特徵在於當M1＝60時，所述M1點快速傅立葉反變換模塊為60點快速傅立葉反變換模塊，當N1＝60時，所述N1點快速傅立葉反變換模塊為60點快速傅立葉反變換模塊，其中所述60點快速傅立葉反變換模塊包括第三數據排列模塊，用於將具有序號n3的一行或一列60個數據排列成M3×N3的矩陣，其中所述M3×N3的矩陣的行號a3和列號b3與序號n3有如下關係n3＝(N3*a3+M3*b3)60，a3＝0，1，...，M3-1，b3＝0，1，...，N3-1；N3點快速傅立葉反變換模塊，用於對所述M3×N3矩陣的每一行N3個數據作N3點快速傅立葉反變換；M3點快速傅立葉反變換模塊，用於對經過N3點快速傅立葉反變換的矩陣的每一列M3個數據作M3點快速傅立葉反變換；以及第三地址變換模塊，用於將經過M3點快速傅立葉反變換的矩陣中的數據重新排列為一行或一列，其中序號n3與重新排列後數據的新序號k3有如下關係n3＝(47*k3)60，其中0≤n3，k3＜60，n3和k3都為整數，並且其中，M3*N3＝60，M3＝S或T，S*T＝60，S＝3，4或5，而T＝12，15或20。
5.如權利要求4所述的3780點傅立葉變換調製裝置，其特徵在於當M3＝T時，所述M3點快速傅立葉反變換模塊為T點快速傅立葉反變換模塊，當N3＝T時，所述N3點快速傅立葉反變換模塊為T點快速傅立葉反變換模塊，其中所述T點快速傅立葉反變換模塊包括第四數據排列模塊，用於將具有序號n4的一行或一列T個數據排列成M4×N4的矩陣，其中所述M4×N4的矩陣的行號a4和列號b4與序號n4有如下關係n4＝(N4*a4+M4*b4)T，a4＝0，1，...，M4-1，b4＝0，1，...，N4-1；N4點快速傅立葉反變換模塊，用於對所述M4×N4矩陣的每一行N4個數據作N4點快速傅立葉反變換；M4點快速傅立葉反變換模塊，用於對經過N4點快速傅立葉反變換的矩陣的每一列M4個數據作M4點快速傅立葉反變換；以及其中，M4*N4＝T，且M4和N4為互質的正整數。
6.一種3780點傅立葉變換解調裝置，其特徵在於包括模式切換模塊，用於接收調製後的數據幀並根據在調製過程中所接收的每一路數據所包含的數據數確定所述解調裝置在第一模式和第二模式間的切換，其中當所述數據數為60的整數倍時，所述解調裝置處於第一模式，而當所述數據數為63的整數倍時，所述解調裝置處於第二模式，所述解調裝置還包括第一數據排列模塊、63點快速傅立葉變換模塊、選擇控制模塊、複數乘法模塊和60點快速傅立葉變換模塊，其中在所述第一模式所述第一數據排列模塊被配置為按列優先次序將所述數據幀中的數據依次排列成60×63的矩陣；所述63點快速傅立葉變換模塊被配置為對所述矩陣的每一行63個數據作63點快速傅立葉變換；所述選擇控制模塊被配置為根據本地的整序信息從經過快速傅立葉變換的矩陣中選擇需要進行解調的至少一列數據；所述複數乘法模塊被配置為將所述至少一列數據中的每個數據乘以相位旋轉因子後輸入所述60點快速傅立葉變換模塊；所述60點快速傅立葉變換模塊被配置為對所述至少一列數據的每一列60個數據作60點快速傅立葉變換，在所述第二模式所述第一數據排列模塊被配置為按列優先次序將所述數據幀中的數據依次排列成63×60的矩陣；所述60點快速傅立葉變換模塊被配置為對所述矩陣的每一行60個數據作60點快速傅立葉變換；所述選擇控制模塊被配置為根據本地的整序信息從經過快速傅立葉變換的矩陣中選擇需要進行解調的至少一列數據；所述複數乘法模塊被配置為將所述至少一列數據中的每個數據乘以相位旋轉因子後輸入所述63點快速傅立葉變換模塊；所述63點快速傅立葉變換模塊被配置為對所述至少一列數據的每一列63個數據作63點快速傅立葉變換。
7.如權利要求6所述的3780點傅立葉變換解調裝置，其特徵在於所述63點快速傅立葉變換模塊包括第二數據排列模塊，用於將具有序號n5的一行或一列63個數據排列成M5×N5的矩陣，其中所述M5×N5的矩陣的行號a5和列號b5與序號n5有如下關係n5＝(N5*a5+M5*b5)63，a5＝0，1，...，M5-1，b5＝0，1，...，N5-1；N5點快速傅立葉變換模塊，用於對所述M5×N5矩陣的每一行N5個數據作N5點快速傅立葉變換；M5點快速傅立葉變換模塊，用於對經過N5點快速傅立葉變換的矩陣的每一列M5個數據作M5點快速傅立葉變換；以及第二地址變換模塊，用於將經過M5點快速傅立葉變換的矩陣中的數據重新排列為一行或一列，其中序號n5與重新排列後數據的新序號k5有如下關係n5＝(16*k5)63，其中0≤n5，k5＜63，n5和k5都為整數，並且其中，M5*N5＝63，M5＝7或9。
8.如權利要求6所述的3780點傅立葉變換解調裝置，其特徵在於所述60點快速傅立葉變換模塊包括第三數據排列模塊，用於將具有序號n6的一行或一列60個數據排列成M6×N6的矩陣，其中所述M6×N6的矩陣的行號a6和列號b6與序號n6有如下關係n6＝(N6*a+M6*b)60，a6＝0，1，...，M6-1，b6＝0，1，...，N6-1；N6點快速傅立葉變換模塊，用於對所述M6×N6矩陣的每一行N6個數據作N6點快速傅立葉變換；M6點快速傅立葉變換模塊，用於對經過N6點快速傅立葉變換的矩陣的每一列M6個數據作M6點快速傅立葉變換；以及第三地址變換模塊，用於將經過M6點快速傅立葉變換的矩陣中的數據重新排列為一行或一列，其中序號n6與重新排列後數據的新序號k6有如下關係n6＝(47*k6)60，其中0≤n6，k6＜60，n6和k6都為整數，並且其中，M6*N6＝60，M6＝S或T，S*T＝60，S＝3，4或5，而T＝12，15或20。
9.如權利要求8所述的3780點傅立葉變換解調裝置，其特徵在於當M6＝T時，所述M6點快速傅立葉變換模塊為T點快速傅立葉變換模塊，當N6＝T時，所述N6點快速傅立葉變換模塊為T點快速傅立葉變換模塊，其中所述T點快速傅立葉變換模塊包括第四數據排列模塊，用於將具有序號n7的一行或一列T個數據依次排列成M7×N7的矩陣，其中所述M7×N7的矩陣的行號a7和列號b7與序號n7有如下關係n7＝(N7*a7+M7*b7)T，a7＝0，1，...，M7-1，b7＝0，1，...，N7-1；N7點快速傅立葉變換模塊，用於對所述M7×N7矩陣的每一行N7個數據作N7點快速傅立葉變換；以及M7點快速傅立葉變換模塊，用於對經過N7點快速傅立葉變換的矩陣的每一列M7個數據作M7點快速傅立葉變換，其中，M7*N7＝T，且M7和N7為互質的正整數。
10.一種3780點傅立葉變換調製解調系統，其特徵在於包括如權利要求1所述的3780點傅立葉變換調製裝置，以及如權利要求6所述的3780點傅立葉變換解調裝置。
11.一種3780點傅立葉變換調製方法，其特徵在於包括輸入步驟，用於接收多路數據，其中每一路包含M1的整數倍個數據；整序步驟，用於將所述多路數據分為N1個包含M1個數據的組，並且對於每一組，將M1個數據以N1為間隔依次放置於同一數據幀中，作為所述數據的原地址n1；以及3780點快速傅立葉反變換步驟，用於對所述數據幀中的數據進行3780點快速傅立葉反變換，其中所述3780點快速傅立葉反變換步驟包括第一數據排列步驟，用於按列優先次序將所述數據幀中的數據依次排列成M1×N1的矩陣；N1點快速傅立葉反變換步驟，用於對所述矩陣的每一行N1個數據作N1點快速傅立葉反變換；複數乘法步驟，用於將經過N1點快速傅立葉反變換的矩陣中的每個數據乘以相位旋轉因子以產生乘積矩陣；以及M1點快速傅立葉反變換步驟，用於對所述乘積矩陣的每一列M1個數據作M1點快速傅立葉反變換；以及第一地址變換步驟，用於將經過M1點快速傅立葉反變換的乘積矩陣中的數據重新放置於所述數據幀中，其中所述原地址n1與重新放置後數據的新地址k1有如下關係[n1]M1＝(k1)N1且(n1)M1＝[k1]N1，其中，[]M1表示以M1為模取整，M1表示以M1為模取餘，M1*N1＝3780，M1＝60或63，並且0≤n1，k1＜3780，n1和k1都為整數。
12.如權利要求11所述的3780點傅立葉變換調製方法，其特徵在於當M1＝63時，所述M1點快速傅立葉反變換步驟為63點快速傅立葉反變換步驟，當N1＝63時，所述N1點快速傅立葉反變換模塊為63點快速傅立葉反變換步驟，其中所述63點快速傅立葉反變換步驟包括第二數據排列步驟，用於將具有序號n2的一行或一列63個數據排列成M2×N2的矩陣，其中所述M2×N2的矩陣的行號a2和列號b2與序號n2有如下關係n2＝(N2*a2+M2*b2)63，a2＝0，1，...，M2-1，b2＝0，1，...，N2-1；N2點快速傅立葉反變換步驟，用於對所述M2×N2矩陣的每一行N2個數據作N2點快速傅立葉反變換；M2點快速傅立葉反變換步驟，用於對經過N2點快速傅立葉反變換的矩陣的每一列M2個數據作M2點快速傅立葉反變換；以及第二地址變換步驟，用於將經過M2點快速傅立葉反變換的矩陣中的數據重新排列為一行或一列，其中序號n2與重新排列後數據的新序號k2有如下關係n2＝(16*k2)63，其中0≤n2，k2＜63，n2和k2都為整數，並且其中，M2*N2＝63，M2＝7或9。
13.如權利要求11所述的3780點傅立葉變換調製方法，其特徵在於當M1＝60時，所述M1點快速傅立葉反變換步驟為60點快速傅立葉反變換步驟，當N1＝60時，所述N1點快速傅立葉反變換步驟為60點快速傅立葉反變換步驟，其中所述60點快速傅立葉反變換步驟包括第三數據排列步驟，用於將具有序號n3的一行或一列60個數據排列成M3×N3的矩陣，其中所述M3×N3的矩陣的行號a3和列號b3與序號n3有如下關係n3＝(N3*a3+M3*b3)60，a3＝0，1，...，M3-1，b3＝0，1，...，N3-1；N3點快速傅立葉反變換步驟，用於對所述M3×N3矩陣的每一行N3個數據作N3點快速傅立葉反變換；M3點快速傅立葉反變換步驟，用於對經過N3點快速傅立葉反變換的矩陣的每一列M3個數據作M3點快速傅立葉反變換；以及第三地址變換步驟，用於將經過M3點快速傅立葉反變換的矩陣中的數據重新排列為一行或一列，其中序號n3與重新排列後數據的新序號k3有如下關係n3＝(47*k3)60，其中0≤n3，k3＜60，n3和k3都為整數，並且其中，M3*N3＝60，M3＝S或T，S*T＝60，S＝3，4或5，而T＝12，15或20。
14.如權利要求13所述的3780點傅立葉變換調製方法，其特徵在於當M3＝T時，所述M3點快速傅立葉反變換步驟為T點快速傅立葉反變換步驟，當N3＝T時，所述N3點快速傅立葉反變換步驟為T點快速傅立葉反變換步驟，其中所述T點快速傅立葉反變換步驟包括第四數據排列步驟，用於將具有序號n4的一行或一列T個數據排列成M4×N4的矩陣，其中所述M4×N4的矩陣的行號a4和列號b4與序號n4有如下關係n4＝(N4*a4+M4*b4)T，a4＝0，1，...，M4-1，b4＝0，1，...，N4-1；N4點快速傅立葉反變換步驟，用於對所述M4×N4矩陣的每一行N4個數據作N4點快速傅立葉反變換；M4點快速傅立葉反變換步驟，用於對經過N4點快速傅立葉反變換的矩陣的每一列M4個數據作M4點快速傅立葉反變換；以及其中，M4*N4＝T，且M4和N4為互質的正整數。
15.一種3780點傅立葉變換解調方法，其特徵在於包括接收調製後的數據幀並根據在調製過程中所接收的每一路數據所包含的數據數確定在第一模式和第二模式間的切換，其中當所述數據數為60的整數倍時，處於第一模式，而當所述數據數為63的整數倍時，處於第二模式，其中在所述第一模式，所述方法還包括以下步驟按列優先次序將所述數據幀中的數據依次排列成60×63的矩陣；對所述矩陣的每一行63個數據作63點快速傅立葉變換；根據本地的整序信息從經過快速傅立葉變換的矩陣中選擇需要進行解調的至少一列數據；將所述至少一列數據中的每個數據乘以相位旋轉因子；對所述至少一列數據的每一列60個數據作60點快速傅立葉變換，在所述第二模式，所述方法還包括以下步驟按列優先次序將所述數據幀中的數據依次排列成63×60的矩陣；對所述矩陣的每一行60個數據作60點快速傅立葉變換；根據本地的整序信息從經過快速傅立葉變換的矩陣中選擇需要進行解調的至少一列數據；將所述至少一列數據中的每個數據乘以相位旋轉因子；對所述至少一列數據的每一列63個數據作63點快速傅立葉變換。
16.如權利要求15所述的3780點傅立葉變換解調方法，其特徵在於所述作63點快速傅立葉變換的步驟包括第二數據排列步驟，用於將具有序號n5的一行或一列63個數據排列成M5×N5的矩陣，其中所述M5×N5的矩陣的行號a5和列號b5與序號n5有如下關係n5＝(N5*a5+M5*b5)63，a5＝0，1，...，M5-1，b5＝0，1，...，N5-1；N5點快速傅立葉變換步驟，用於對所述M5×N5矩陣的每一行N5個數據作N5點快速傅立葉變換；M5點快速傅立葉變換步驟，用於對經過N5點快速傅立葉變換的矩陣的每一列M5個數據作M5點快速傅立葉變換；以及第二地址變換步驟，用於將經過M5點快速傅立葉變換的矩陣中的數據重新排列為一行或一列，其中序號n5與重新排列後數據的新序號k5有如下關係n5＝(16*k5)63，其中0≤n5，k5＜63，n5和k5都為整數，並且其中，M5*N5＝63，M5＝7或9。
17.如權利要求15所述的3780點傅立葉變換解調方法，其特徵在於所述作60點快速傅立葉變換的步驟包括第三數據排列步驟，用於將具有序號n6的一行或一列60個數據排列成M6×N6的矩陣，其中所述M6×N6的矩陣的行號a6和列號b6與序號n6有如下關係n6＝(N6*a+M6*b)60，a6＝0，1，...，M6-1，b6＝0，1，...，N6-1；N6點快速傅立葉變換步驟，用於對所述M6×N6矩陣的每一行N6個數據作N6點快速傅立葉變換；M6點快速傅立葉變換步驟，用於對經過N6點快速傅立葉變換的矩陣的每一列M6個數據作M6點快速傅立葉變換；以及第三地址變換步驟，用於將經過M6點快速傅立葉變換的矩陣中的數據重新排列為一行或一列，其中序號n6與重新排列後數據的新序號k6有如下關係n6＝(47*k6)60，其中0≤n6，k6＜60，n6和k6都為整數，並且其中，M6*N6＝60，M6＝S或T，S*T＝60，S＝3，4或5，而T＝12，15或20。
18.如權利要求17所述的3780點傅立葉變換解調方法，其特徵在於當M6＝T時，所述M6點快速傅立葉變換步驟為T點快速傅立葉變換步驟，當N6＝T時，所述N6點快速傅立葉變換步驟為T點快速傅立葉變換步驟，其中所述T點快速傅立葉變換步驟包括第四數據排列步驟，用於將具有序號n7的一行或一列T個數據依次排列成M7×N7的矩陣，其中所述M7×N7的矩陣的行號a7和列號b7與序號n7有如下關係n7＝(N7*a7+M7*b7)T，a7＝0，1，...，M7-1，b7＝0，1，...，N7-1；N7點快速傅立葉變換步驟，用於對所述M7×N7矩陣的每一行N7個數據作N7點快速傅立葉變換；以及M7點快速傅立葉變換步驟，用於對經過N7點快速傅立葉變換的矩陣的每一列M7個數據作M7點快速傅立葉變換，其中，M7*N7＝T，且M7和N7為互質的正整數。
全文摘要
本發明提供一種3780點非對稱傅立葉變換調製裝置/解調裝置，其中調製裝置包括輸入模塊、整序模塊和3780點快速傅立葉反變換模塊，其中3780點快速傅立葉反變換模塊包括數據排列模塊、N1點快速傅立葉反變換模塊、複數乘法模塊、M1點快速傅立葉反變換模塊以及第一地址變換模塊。而解調裝置包括模式切換模塊、數據排列模塊、63點快速傅立葉變換模塊、選擇控制模塊、複數乘法模塊和60點快速傅立葉變換模塊。本發明還揭示了相應的調製/解調方法。本發明適用於多信源的系統，在接收端由於減少了複數乘法運算和FFT運算，可以降低功耗，得到精確的變換後數據。
文檔編號H04L27/26GK1913514SQ20061011602
公開日2007年2月14日 申請日期2006年9月14日 優先權日2006年9月14日
發明者楊旭霞, 歸琳, 熊箭 申請人:上海交通大學