[发明专利]基于Turbo结构的快速傅立叶DFT变换系统

说明书

技术领域

本发明属于数字信号处理的领域，特别是涉及一种基于Turbo结构的快速傅立叶DFT变换系统。

背景技术

传统的DFT技术将转换的点数进行分解。如果转换点数是基于2次幂的，则采用FFT(快速傅立叶)变换的方法进行转换，这样一个长度很长的DFT变换可以通过FFT的蝶形结的形式通过级联的形式简化计算复杂度，但是对于非2的幂次级点数的DFT快速算法目前没有很好的解决方法。如果转换点数是质数，则可以直接利用快速循环卷积进行优化。如果点数是基于互质数的乘积点时，则可以将其分解为其质数点短DFT进行转换，然后再级联实现大数的DFT变换，最后再根据快速循环卷积的方法对短DFT变换进行优化，这样大大减少了实现复杂度。

传统DFT变换器的主要缺点：由于传统DFT变换对转换的点数有严格的要求，基于2次幂的或者本身是质数以及能被互质的整数分解的，因此传统的DFT变换对其他大量的DFT点数无法利用快速有效的方法进行实现。详细内容见。[文件1]Valentin Boriakoff，FFT Computation With Systolic Arrays，A New Architecture，IEEE Transactions On Circuits And Systems-II：Analog and Digital Signal Processing，VOL 41，NO.4，April 1994，278-284；[文件2]Chao Cheng，Keshab K.Parhi，Low-Cost Fast VLSI Algorithm for Discrete Fourier Transform，IEEE Transactions On Circuits And Systems-I：Regular Papers，VOL.54，NO.4，April 2007，791-806；[文件3]H.S.Silverman，“Anintroduction to programming the Winograd Fourier transform algorithm，”IEEE Trans.Acoust.，Speech，Signal Proces s.，vol.ASSP-25，no.2，pp.152 165，Feb.1977.然而现在的信号处理过程中，有大量的DFT转换长度是不满足传统DFT转换的约束条件的。比如像LTE(Long Term Evolution)标准中有大量的不满足传统DFT约束条件的转换点数。

发明内容

本发明的的目的是提供一种基于Turbo结构的快速傅立叶DFT变换系统。它可以基于任意点分解的DFT实现系统。该系统能够突破传统方法的约束，对任意不满足传统转换点数的DFT进行分解，实现快速转换，并且利用Turbo的结构降低硬件开销。

本发明采用技术方案为：一种基于Turbo结构的快速傅立叶DFT变换系统，包括

重排列模块，完成数据排列次序和向量生成；

基于折叠的质数点DFT变换模块，重用原始质数点的DFT运算单元，得到幂次级的DFT变换单元，利用迭代结构将Turbo结构不断进行迭代，以生成幂次更高的DFT变换单元；

后处理模块，完成重排列模块中的数据排列次序以及向量生成；

乘法运算单元，完成数据处理流程，乘法器完成运算阵列；

输出的重排列单元，输出数据重排列。

所述重排列模块的排列和向量生成方法为：

1、将abi点的输入X按0到abi-1进行顺序排号；

2、生成排序集合S_l＝{i mod a＝l；for i＝0 to a^bi-1}l＝0，1，…a-1，这样共产生了l个集合，每个集合里包含了abi-1个数据；

3、将集合S_l里的元素由小及大进行排序；

4、将向量X里的元素按照集合S_l里元素所对应的顺序进行排序并且按集合进行分组得到X′_l。

所述后处理模块中的排列和向量生成方法为：

1、对于收到的每组向量Y_2i，放到宽度为abi-1长度为a的缓存器中；

2、然后分别将每组向量的第1个元素，第2个元素，一直到第abi-1个元素提取出来，组成abi-1个新的向量T_j＝{y_1j，y_2j…y_a-1j}；