專利名稱：Ofdm系統(tǒng)發(fā)射端的ifft變換單元及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于無線通信領(lǐng)域中的OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing,
正交頻分復(fù)用)系統(tǒng)的發(fā)射端，具體涉及一種OFDM系統(tǒng)發(fā)射端的IFFT變換單元及方法。
背景技術(shù)：
OFDM是無線通信領(lǐng)域中非常有發(fā)展前景的一種多載波調(diào)制技術(shù)，能夠很好地對抗頻 率選擇性衰落和窄帶干擾。目前被廣泛應(yīng)用于DVB (Digital Video Broadcasting,數(shù)字廣播 電視)、正EE 802.1 la和HIPERLAN/2WLAN (Wireless Local Area Network,無線局域網(wǎng)) 等寬帶無線通信系統(tǒng)中。
OFDM系統(tǒng)包括OFDM發(fā)射裝置和OFDM接收裝置。在OFDM發(fā)射裝置中，所有待 發(fā)送的數(shù)據(jù)都會先被調(diào)制到相互正交的不同子載波上，再發(fā)送給OFDM接收裝置。OFDM 發(fā)射端的調(diào)制與接收端的解調(diào)可以分別通過傅立葉變換的逆變換(IDFT)以及傅立葉變換 (DFT)來實現(xiàn)，發(fā)射端調(diào)制前和接收端解調(diào)后的信號可以看成是頻域信號，發(fā)射端調(diào)制 后到接收端解調(diào)前的信號可以看成時域信號。然而，當(dāng)子載波的數(shù)目較多時，IDFT和DFT 的運算量很大。為了克服這一缺點，可以在系統(tǒng)中采用傅立葉變換的快速算法(IFFT/FFT) 來實現(xiàn)OFDM調(diào)制與解調(diào)。由于IFFT/FFT極大的減少了運算量，從而可以大大降低系統(tǒng) 的復(fù)雜度，提高系統(tǒng)的性能。因此，在OFDM調(diào)制/解調(diào)系統(tǒng)中，IFFT/FFT單元是其核心 模塊。
在OFDM系統(tǒng)中，由于信道多徑延時的影響，破壞了各子載波的正交性，造成了子載 波之間的干擾，為此需要對IFFT調(diào)制后的每個時域符號加上一段循環(huán)前綴作為時域保護 間隔，以消除子載波間的干擾。但在OFDM系統(tǒng)有限的資源中，完成IFFT變換后，再完 成加循環(huán)前綴，會存在延時大、資源消耗多等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種同時完成IFFT變換和加循環(huán)前綴功能的 OFDM系統(tǒng)發(fā)射端的IFFT變換單元。 本發(fā)明的技術(shù)方案是-
一種OFDM系統(tǒng)發(fā)射端的IFFT變換單元，包括IFFT蝶型運算模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊
3和數(shù)據(jù)讀取模塊，其中
IFFT蝶型運算模塊，用于將OFDM系統(tǒng)發(fā)射端需要進行子載波調(diào)制的頻域數(shù)據(jù)X(k) 做IFFT變換中的蝶型運算，變換到時域，得到數(shù)據(jù)x(n');
數(shù)據(jù)存儲模塊，用于將蝶型運算后的數(shù)據(jù)x(n')進行倒位序存儲；
數(shù)據(jù)讀取模塊，用于讀取數(shù)據(jù)存儲模塊中的循環(huán)前綴xcp (n)和時域OFDM符號x(n)， 得到加了時域保護間隔的OFDM系統(tǒng)發(fā)射端的時域符號。 一種OFDM系統(tǒng)發(fā)射端的IFFT變換方法，其步驟包括
1) 將需要進行子載波調(diào)制的頻域數(shù)據(jù)X(k)先做IFFT變換中的蝶型運算，變換到時域， 得到數(shù)據(jù)x(n');
2) 將IFFT蝶型運算后的數(shù)據(jù)x(n')進行倒位序存儲；
3) 先讀取循環(huán)前綴xCP (n)，再讀取該OFDM符號x(n)，得到加了時域保護間隔的OFDM 系統(tǒng)發(fā)射端的時域符號。
所述IFFT蝶型運算模塊可所采用的蝶型運算類型為基-2、基-4或基-22。 所述數(shù)據(jù)讀取模塊將OFDM時域符號x(n)尾部與循環(huán)前綴等長的部分依次讀取，作為 循環(huán)前綴xcp(n)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明通過在OFDM系統(tǒng)發(fā)射端的子載波調(diào)制中進行存儲變換，將蝶型運算后的數(shù)據(jù) 按倒位序進行存儲，并先讀取循環(huán)前綴xcp (n)，再讀取該OFDM符號x(n)，使OFDM系 統(tǒng)可以同時完成IFFT變換和加循環(huán)前綴的功能，在很大程度上節(jié)省了 OFDM系統(tǒng)的資源， 降低了系統(tǒng)延時，并且有效地減小了子載波間干擾。


圖l為本發(fā)明的OFDM系統(tǒng)中發(fā)射端的IFFT變換單元框圖2為OFDM系統(tǒng)中發(fā)射端時域的循環(huán)前綴和OFDM符號的位置關(guān)系；
圖3為具體實施例中16點IFFT的基-4蝶型運算流圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細描述
本發(fā)明的OFDM系統(tǒng)中的IFFT變換單元可以分為三個部分，如圖1所示，分別為 IFFT蝶型運算模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)讀取模塊。IFFT蝶型運算模塊將OFDM系統(tǒng)中需要做子載波調(diào)制的頻域數(shù)據(jù)X(k)變換到時域，得到數(shù)據(jù)x(n，)；
設(shè)OFDM系統(tǒng)中的子載波數(shù)為/，循環(huán)前綴長度為m，根據(jù)系統(tǒng)要求，在發(fā)射端需要 做n點IFFT變換，通常N^m。用某種選定的蝶型結(jié)構(gòu)對需要進行子載波調(diào)制的頻域數(shù) 據(jù)X(k)進行蝶型運算，變換到時域，得到數(shù)據(jù)x(n')。
數(shù)據(jù)存儲模塊將倒位序的x(n')按照IFFT的最終輸出順序進行存儲，具體為 IFFT變換后最終輸出的時域數(shù)據(jù)的順序n應(yīng)為O， 1， 2, ......， n-l (從0開始計數(shù))，
若用「log2""l-b (「]表示向上取整)比特的二進制數(shù)表示，時域數(shù)據(jù)的順序n應(yīng)為
po……OQ， 'oo……(H， po……iQ， ......， M…J.1Q， Ji……U。而進行完蝶型運算以后
A比特 汰匕'持 扯匕特 祉匕特 6比特
的時域數(shù)據(jù)的順序n'與n的對應(yīng)關(guān)系為0對應(yīng)p0……0Q， 1對應(yīng)^0…、…0q， 2對應(yīng)
6比特 A比t寺
pl……0Q， ......， n-2對應(yīng)pl二…U， n-l對應(yīng)》1……1"因此在存儲x(n')時，需要將其
A比特 汰匕特 6比特
存儲到對應(yīng)的n的位置上，即x(n，-0)存儲到位置'00……0Q ， x(n^l)存儲到^0……0Cj ，x(n，=2)
批特 鵬
存儲到pl……0q， ......， x(n^n-2)存儲到pl……U， x(n^n-l)存儲到〖1……11,。
扯匕特 扯匕特 祉匕特
按照上述存儲方法，數(shù)據(jù)存儲模塊中存儲的數(shù)據(jù)順序就是IFFT變換最終輸出數(shù)據(jù)x(n) 的順序。
數(shù)據(jù)讀取模塊將數(shù)據(jù)存儲模塊中的循環(huán)前綴部分和OFDM符號按順序依次讀出。 OFDM系統(tǒng)中發(fā)射端時域的循環(huán)前綴和OFDM符號的位置關(guān)系，如圖2所示。將經(jīng) 過IFFT變換后得到的OFDM符號x(n)尾部和循環(huán)前綴等長的部分，作為該符號的循環(huán)前 綴加到該符號的最前端?？梢姡h(huán)前綴和其所對應(yīng)的OFDM符號的尾部完全一樣。因此 讀取循環(huán)前綴時，將數(shù)據(jù)存儲模塊中尾部的m個數(shù)據(jù)依次讀出即可；讀取IFFT變換后的 OFDM符號x(n)時，就是將數(shù)據(jù)存儲模塊中n個數(shù)據(jù)按順序依次讀出。OFDM系統(tǒng)發(fā)射端 加了時域保護間隔的時域符號就是經(jīng)過IFFT變換得到的時域OFDM符號x(n)，前邊再加 上循環(huán)前綴xCP(n)。
下面列舉本發(fā)明的1個具體實施例。
例OFDM通信系統(tǒng)的子載波數(shù)為12，發(fā)射端需要做16點的IFFT變換，時域保護間 隔長度為4。則IFFT變換前的頻域數(shù)據(jù)X(k)經(jīng)過蝶型運算得到時域的倒位序數(shù)據(jù)的具體過 程，以及它們的數(shù)據(jù)序號如圖3所示，其中蝶型運算釆用的是基-4方法。IFFT蝶型運算的 輸入數(shù)據(jù)X(k)依次為X(O)、 X(l)、 X(2)........ X(15)，經(jīng)過蝶型運算后輸出的倒位序數(shù)據(jù)依次為x(O)、 x(8)、 x(4)、 x(12)、 x(2)、 x(lO)、 x(6)、 x(14)、 x(l)、 x(9)、 x(5)、 x(13)、 x(3)、 x(ll)、 x(7)、 x(15)。然后，將蝶型運算的輸出數(shù)據(jù)分別存到數(shù)據(jù)存儲模塊中的第O、 8、 4、 12、 2、 10、 6、 14、 1、 9、 5、 13、 3、 11、 7、 15個位置。之后，在讀取數(shù)據(jù)時，先讀數(shù) 據(jù)存儲模塊中第12、 13、 14、 15個位置上的數(shù)據(jù)作為循環(huán)前綴，接著再依次讀取第O、 1、 2........ 15個位置上的數(shù)據(jù)，也就是IFFT變換的最終結(jié)果，作為時域OFDM符號。
以上通過詳細實施例描述了本發(fā)明所提供的OFDM系統(tǒng)發(fā)射端的IFFT變換單元及方 法，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明實質(zhì)的范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明做一定的 變形或修改；其制備方法也不限于實施例中所公開的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1、一種OFDM系統(tǒng)發(fā)射端的IFFT變換單元，其特征在于，包括IFFT蝶型運算模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和數(shù)據(jù)讀取模塊，其中IFFT蝶型運算模塊，用于將OFDM系統(tǒng)發(fā)射端需要進行子載波調(diào)制的頻域數(shù)據(jù)X(k)做IFFT變換中的蝶型運算，變換到時域，得到數(shù)據(jù)x(n’)；數(shù)據(jù)存儲模塊，用于將蝶型運算后的數(shù)據(jù)x(n’)進行倒位序存儲；數(shù)據(jù)讀取模塊，用于讀取數(shù)據(jù)存儲模塊中的循環(huán)前綴部分xCP(n)和時域OFDM符號部分x(n)，得到加了時域保護間隔的OFDM系統(tǒng)發(fā)射端的時域符號。
2、 如權(quán)利要求1所述的IFFT變換單元，其特征在于，所述IFFT蝶型運算模塊所釆用 的蝶型運算類型為基-2、基-4或基-22。
3、 如權(quán)利要求1所述的IFFT變換單元，其特征在于，數(shù)據(jù)讀取模塊將OFDM時域符 號x(n)尾部與循環(huán)前綴等長的部分依次讀取，作為循環(huán)前綴xCP (n)。
4、 一種OFDM系統(tǒng)發(fā)射端的IFFT變換方法，其步驟包括1) 將需要進行子載波調(diào)制的頻域數(shù)據(jù)X(k)先做IFFT變換中的蝶型運算，變換到時域， 得到數(shù)據(jù)x(n');2) 將IFFT蝶型運算后的數(shù)據(jù)x(n')進行倒位序存儲；3) 先讀取循環(huán)前綴xCP (n)，再讀取該時域OFDM符號x(n)，得到加了時域保護間隔的 OFDM系統(tǒng)發(fā)射端的時域符號。
5、 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述蝶型運算類型為基-2或基-4或基-22。
6、 如權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述循環(huán)前綴xcp (n)為時域OFDM 符號x(n)尾部與循環(huán)前綴等長的部分。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種OFDM系統(tǒng)發(fā)射端的IFFT變換單元及方法，屬于無線通信領(lǐng)域中的OFDM系統(tǒng)。該IFFT變換單元包括IFFT蝶型運算模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和數(shù)據(jù)讀取模塊，其中IFFT蝶型運算模塊，用于將OFDM系統(tǒng)發(fā)射端需要進行子載波調(diào)制的頻域數(shù)據(jù)X(k)做IFFT變換中的蝶型運算，變換到時域，得到數(shù)據(jù)x(n’)；數(shù)據(jù)存儲模塊，用于將蝶型運算后的數(shù)據(jù)x(n’)按倒位序存儲；數(shù)據(jù)讀取模塊，用于讀取存儲模塊中的循環(huán)前綴部分x_CP(n)和時域OFDM符號部分x(n)，得到加了時域保護間隔的OFDM系統(tǒng)發(fā)射端的時域符號。本發(fā)明通過在OFDM系統(tǒng)發(fā)射端同時完成IFFT變換和加循環(huán)前綴的功能，在很大程度上節(jié)省了OFDM系統(tǒng)的資源，降低了系統(tǒng)延時，并且有效地減小了子載波間干擾。
文檔編號H04L27/26GK101459644SQ20081024110
公開日2009年6月17日 申請日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者燁 冀, 吳毅凌, 李紅濱, 趙玉萍 申請人:北京大學(xué);北京三梯通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司