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专利号: 2017100216207
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于FPGA的UFMC发射机的频域实现方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:

1)对串行比特流进行符号映射,将映射的符号分块,分别送到B个不同子带的处理单元;

2)每个子带处理单元采用分块处理的方式实现NIDFT点IDFT变换;

步骤2)所述实现NIDFT点IDFT变换具体方法为:

NIDFT点的IDFT变换为 其中,设定每个子带包含

l个子载波,一个子带上子载波的起点为i,则第k个值为

f(k)表示第k个IDFT变换结果值,n表示执行IDFT变化的符号下标,取值范围是0~N-1,N表示IDFT的点数,F(n)表示符号函数, 表示IDFT计算中的复频率,将 按照矩阵形式存储在FPGA的存储单元,由于N个F(n)值里面有N-l个零,则计算每个f(k)仅对l非零子载波的值进行运算, 那么将其对应的 矩阵中的l列,按行存储,随着QAM/QPSK符号的输入依次读入到分块处理单元上,分块处理单元根据输入QAM/QPSK的值对对应的 值进行倍数及正负的变化,而QAM/QPSK幅度值相对固定,QAM符号的实部为QAMRe,虚部为QAMIm,对应的IDFT矩阵值实部为 虚部为 两者乘积 的实部为虚部为 当QAM实部和虚部值确定的情况下,对IDFT

矩阵对应值的实部/虚部进行移位相加获得一次运算的值,然后通过累加器对l次计算值进行累加,获得一个f(k)值,由于从QAM符号输入到结果输出经历了l个时钟,只要有l个相同的模块同时运算,就能实现连续数据计算;QAM符号在相邻模块间依次传递,相差一个时钟,l个时钟后数据就能连续输出,通过多路选择器当前输出数据的分块处理单元;

3)对IDFT变换后的数据补零后进行频域分段滤波,对输出的各个分段结果相加后输出;

4)通过并行的分级加法器将所有子带的处理结果叠加。

2.如权利要求1所述的一种用于FPGA的UFMC发射机的频域实现方法,其特征在于:步骤

1)所述符号映射的方法为QAM或QPSK。

3.如权利要求1所述的一种用于FPGA的UFMC发射机的频域实现方法,其特征在于:步骤

3)中,频域分段滤波的具体步骤为:

在重叠相加法下设定分段IFFT/FFT点数为N',分段的数据长度为Lseg,需要的分段数为m;根据总体计算复杂度和补零数量选择合适的分段卷积实现所需要的IFFT/FFT点数N';接着根据每个分段中数据长度Lseg与滤波器长度M的关系,确定可以实现连续数据处理的分段数m;随后将经过IDFT变换后的数据进行分段,前m-1段长度为Lseg,最后一个分段长度为N'-(m-1)Lseg,分别对其补零到N'点,每个分段进行N'点FFT,随后与滤波器的频域响应对应相乘后再进行N'点IFFT;由于每两个相邻分段间隔为Lseg,因此,直接将各个分段值直接叠加即可获得滤波处理的结果。

4.如权利要求3所述的一种用于FPGA的UFMC发射机的频域实现方法,其特征在于:重叠相加法的计算复杂度采用实数计算总数来表示,并按照一次复数加法需要两次实数加法,一次复数乘法需要四次实数乘法和两次实数加法进行计算。

5.如权利要求3所述的一种用于FPGA的UFMC发射机的频域实现方法,其特征在于:所述补零数量的计算方法为:式中 表示滤波器所需的补零总数,h(n)表示滤波器响应; 表示IDFT

变换后数据所需要的补零总数,x(n)表示数据序列。

6.如权利要求1所述的一种用于FPGA的UFMC发射机的频域实现方法,其特征在于:步骤

4)所述通过并行的分级加法器将所有子带的处理结果叠加具体方法为:对所有B个子带进行分组,将B分解为2的次幂的和, ,Max(i')表示所有i'的最大值,因此分级加法最大级数为Max(i'),使用带有截位操作的两输入定点加法器,对各个子带值两两相加,结果送入下一级,次一级仍然两两相加,结果送入下下级,对于不足Max(i')级的部分通过添加寄存器缓存,实现全部子带同时相加且时延较低。