专利名称：Ofdm系统发射端的ifft变换单元及方法
技术领域：
本发明是关于无线通信领域中的OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing,
正交频分复用)系统的发射端，具体涉及一种OFDM系统发射端的IFFT变换单元及方法。
背景技术：
OFDM是无线通信领域中非常有发展前景的一种多载波调制技术，能够很好地对抗频 率选择性衰落和窄带干扰。目前被广泛应用于DVB (Digital Video Broadcasting,数字广播 电视)、正EE 802.1 la和HIPERLAN/2WLAN (Wireless Local Area Network,无线局域网) 等宽带无线通信系统中。
OFDM系统包括OFDM发射装置和OFDM接收装置。在OFDM发射装置中，所有待 发送的数据都会先被调制到相互正交的不同子载波上，再发送给OFDM接收装置。OFDM 发射端的调制与接收端的解调可以分别通过傅立叶变换的逆变换(IDFT)以及傅立叶变换 (DFT)来实现，发射端调制前和接收端解调后的信号可以看成是频域信号，发射端调制 后到接收端解调前的信号可以看成时域信号。然而，当子载波的数目较多时，IDFT和DFT 的运算量很大。为了克服这一缺点，可以在系统中采用傅立叶变换的快速算法(IFFT/FFT) 来实现OFDM调制与解调。由于IFFT/FFT极大的减少了运算量，从而可以大大降低系统 的复杂度，提高系统的性能。因此，在OFDM调制/解调系统中，IFFT/FFT单元是其核心 模块。
在OFDM系统中，由于信道多径延时的影响，破坏了各子载波的正交性，造成了子载 波之间的干扰，为此需要对IFFT调制后的每个时域符号加上一段循环前缀作为时域保护 间隔，以消除子载波间的干扰。但在OFDM系统有限的资源中，完成IFFT变换后，再完 成加循环前缀，会存在延时大、资源消耗多等缺陷。
发明内容
本发明克服了现有技术中的不足，提供了一种同时完成IFFT变换和加循环前缀功能的 OFDM系统发射端的IFFT变换单元。 本发明的技术方案是-
一种OFDM系统发射端的IFFT变换单元，包括IFFT蝶型运算模块、数据存储模块
3和数据读取模块，其中
IFFT蝶型运算模块，用于将OFDM系统发射端需要进行子载波调制的频域数据X(k) 做IFFT变换中的蝶型运算，变换到时域，得到数据x(n');
数据存储模块，用于将蝶型运算后的数据x(n')进行倒位序存储；
数据读取模块，用于读取数据存储模块中的循环前缀xcp (n)和时域OFDM符号x(n)， 得到加了时域保护间隔的OFDM系统发射端的时域符号。 一种OFDM系统发射端的IFFT变换方法，其步骤包括
1) 将需要进行子载波调制的频域数据X(k)先做IFFT变换中的蝶型运算，变换到时域， 得到数据x(n');
2) 将IFFT蝶型运算后的数据x(n')进行倒位序存储；
3) 先读取循环前缀xCP (n)，再读取该OFDM符号x(n)，得到加了时域保护间隔的OFDM 系统发射端的时域符号。
所述IFFT蝶型运算模块可所采用的蝶型运算类型为基-2、基-4或基-22。 所述数据读取模块将OFDM时域符号x(n)尾部与循环前缀等长的部分依次读取，作为 循环前缀xcp(n)。
与现有技术相比，本发明的有益效果是
本发明通过在OFDM系统发射端的子载波调制中进行存储变换，将蝶型运算后的数据 按倒位序进行存储，并先读取循环前缀xcp (n)，再读取该OFDM符号x(n)，使OFDM系 统可以同时完成IFFT变换和加循环前缀的功能，在很大程度上节省了 OFDM系统的资源， 降低了系统延时，并且有效地减小了子载波间干扰。
图l为本发明的OFDM系统中发射端的IFFT变换单元框图2为OFDM系统中发射端时域的循环前缀和OFDM符号的位置关系；
图3为具体实施例中16点IFFT的基-4蝶型运算流图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细描述
本发明的OFDM系统中的IFFT变换单元可以分为三个部分，如图1所示，分别为 IFFT蝶型运算模块、数据存储模块、数据读取模块。IFFT蝶型运算模块将OFDM系统中需要做子载波调制的频域数据X(k)变换到时域，得到数据x(n，)；
设OFDM系统中的子载波数为/，循环前缀长度为m，根据系统要求，在发射端需要 做n点IFFT变换，通常N^m。用某种选定的蝶型结构对需要进行子载波调制的频域数 据X(k)进行蝶型运算，变换到时域，得到数据x(n')。
数据存储模块将倒位序的x(n')按照IFFT的最终输出顺序进行存储，具体为 IFFT变换后最终输出的时域数据的顺序n应为O， 1， 2, ......， n-l (从0开始计数)，
若用「log2""l-b (「]表示向上取整)比特的二进制数表示，时域数据的顺序n应为
po……OQ， 'oo……(H， po……iQ， ......， M…J.1Q， Ji……U。而进行完蝶型运算以后
A比特 汰匕'持 扯匕特 祉匕特 6比特
的时域数据的顺序n'与n的对应关系为0对应p0……0Q， 1对应^0…、…0q， 2对应
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pl……0Q， ......， n-2对应pl二…U， n-l对应》1……1"因此在存储x(n')时，需要将其
A比特 汰匕特 6比特
存储到对应的n的位置上，即x(n，-0)存储到位置'00……0Q ， x(n^l)存储到^0……0Cj ，x(n，=2)
批特 鹏
存储到pl……0q， ......， x(n^n-2)存储到pl……U， x(n^n-l)存储到〖1……11,。
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按照上述存储方法，数据存储模块中存储的数据顺序就是IFFT变换最终输出数据x(n) 的顺序。
数据读取模块将数据存储模块中的循环前缀部分和OFDM符号按顺序依次读出。 OFDM系统中发射端时域的循环前缀和OFDM符号的位置关系，如图2所示。将经 过IFFT变换后得到的OFDM符号x(n)尾部和循环前缀等长的部分，作为该符号的循环前 缀加到该符号的最前端。可见，循环前缀和其所对应的OFDM符号的尾部完全一样。因此 读取循环前缀时，将数据存储模块中尾部的m个数据依次读出即可；读取IFFT变换后的 OFDM符号x(n)时，就是将数据存储模块中n个数据按顺序依次读出。OFDM系统发射端 加了时域保护间隔的时域符号就是经过IFFT变换得到的时域OFDM符号x(n)，前边再加 上循环前缀xCP(n)。
下面列举本发明的1个具体实施例。
例OFDM通信系统的子载波数为12，发射端需要做16点的IFFT变换，时域保护间 隔长度为4。则IFFT变换前的频域数据X(k)经过蝶型运算得到时域的倒位序数据的具体过 程，以及它们的数据序号如图3所示，其中蝶型运算釆用的是基-4方法。IFFT蝶型运算的 输入数据X(k)依次为X(O)、 X(l)、 X(2)........ X(15)，经过蝶型运算后输出的倒位序数据依次为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，将蝶型运算的输出数据分别存到数据存储模块中的第O、 8、 4、 12、 2、 10、 6、 14、 1、 9、 5、 13、 3、 11、 7、 15个位置。之后，在读取数据时，先读数 据存储模块中第12、 13、 14、 15个位置上的数据作为循环前缀，接着再依次读取第O、 1、 2........ 15个位置上的数据，也就是IFFT变换的最终结果，作为时域OFDM符号。
以上通过详细实施例描述了本发明所提供的OFDM系统发射端的IFFT变换单元及方 法，本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明实质的范围内，可以对本发明做一定的 变形或修改；其制备方法也不限于实施例中所公开的内容。
权利要求
1、一种OFDM系统发射端的IFFT变换单元，其特征在于，包括IFFT蝶型运算模块、数据存储模块和数据读取模块，其中IFFT蝶型运算模块，用于将OFDM系统发射端需要进行子载波调制的频域数据X(k)做IFFT变换中的蝶型运算，变换到时域，得到数据x(n’)；数据存储模块，用于将蝶型运算后的数据x(n’)进行倒位序存储；数据读取模块，用于读取数据存储模块中的循环前缀部分xCP(n)和时域OFDM符号部分x(n)，得到加了时域保护间隔的OFDM系统发射端的时域符号。
2、 如权利要求1所述的IFFT变换单元，其特征在于，所述IFFT蝶型运算模块所釆用 的蝶型运算类型为基-2、基-4或基-22。
3、 如权利要求1所述的IFFT变换单元，其特征在于，数据读取模块将OFDM时域符 号x(n)尾部与循环前缀等长的部分依次读取，作为循环前缀xCP (n)。
4、 一种OFDM系统发射端的IFFT变换方法，其步骤包括1) 将需要进行子载波调制的频域数据X(k)先做IFFT变换中的蝶型运算，变换到时域， 得到数据x(n');2) 将IFFT蝶型运算后的数据x(n')进行倒位序存储；3) 先读取循环前缀xCP (n)，再读取该时域OFDM符号x(n)，得到加了时域保护间隔的 OFDM系统发射端的时域符号。
5、 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述蝶型运算类型为基-2或基-4或基-22。
6、 如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述循环前缀xcp (n)为时域OFDM 符号x(n)尾部与循环前缀等长的部分。
全文摘要
本发明公开了一种OFDM系统发射端的IFFT变换单元及方法，属于无线通信领域中的OFDM系统。该IFFT变换单元包括IFFT蝶型运算模块、数据存储模块和数据读取模块，其中IFFT蝶型运算模块，用于将OFDM系统发射端需要进行子载波调制的频域数据X(k)做IFFT变换中的蝶型运算，变换到时域，得到数据x(n’)；数据存储模块，用于将蝶型运算后的数据x(n’)按倒位序存储；数据读取模块，用于读取存储模块中的循环前缀部分x<sub>CP</sub>(n)和时域OFDM符号部分x(n)，得到加了时域保护间隔的OFDM系统发射端的时域符号。本发明通过在OFDM系统发射端同时完成IFFT变换和加循环前缀的功能，在很大程度上节省了OFDM系统的资源，降低了系统延时，并且有效地减小了子载波间干扰。
文档编号H04L27/26GK101459644SQ20081024110
公开日2009年6月17日 申请日期2008年12月30日 优先权日2008年12月30日
发明者烨 冀, 吴毅凌, 李红滨, 赵玉萍 申请人:北京大学;北京三梯通网络技术有限公司