KR20090043210A - FFT / IFFT dual mode device and control method thereof for OPDM - Google Patents
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Abstract
본 발명은 OFDM를 위한 FFT/IFFT 듀얼모드 장치 및 그 제어방법에 대하여 개시한다. 본 발명은 각각 한 쌍의 실수부 및 허수부로 구성된 2N(0 ≤ N, 정수)개의 데이터를 M개씩 병렬로 입력받아 고속 푸리에 변환 모드에서 N개의 홀수 번째 데이터와 N개의 짝수 번째 데이터를 구분하여 출력하고, 역고속 푸리에 변환 모드에서 상기 N개의 홀수 번째 데이터와 상기 N개의 짝수 번째 데이터의 실수부와 허수부를 바꿔서 출력하는 입력 버퍼 멀티플렉서와, 상기 N개의 홀수 번째 데이터 및 상기 N개의 짝수 번째 데이터를 각각 입력받아 고속 푸리에 변환하는 제1 및 제2 N-포인트 라딕스-4 FFT 프로세서와, 상기 제1 및 제2 N-포인트 라딕스-4 FFT 프로세서 출력을 각각 버터플라이 연산하는 제1 및 제2 라딕스-4 버터플라이부와, 상기 고속 푸리에 변환 모드에서 상기 라딕스-4 버터플라이부 출력을 정렬하여 2N개의 데이터를 출력하고, 상기 역고속 푸리에 변환 모드에서 상기 정렬한 2N개의 데이터의 실수부와 허수부를 교환하여 출력하는 상기 출력 버퍼 멀티플렉서와, 상기 고속 푸리에 변환 모드 또는 역고속 푸리에 변환 모드를 제어하는 제어부를 포함하는 점에 그 특징이 있다. The present invention discloses an FFT / IFFT dual mode device for OFDM and a control method thereof. The present invention receives 2N (0 ≤ N, integer) data each consisting of a pair of real and imaginary parts in parallel and outputs N odd-numbered data and N even-numbered data in fast Fourier transform mode. And an input buffer multiplexer for outputting the real part and the imaginary part of the N odd data and the N even data in the inverse fast Fourier transform mode, and the N odd data and the N even data, respectively. First and second N-point Radix-4 FFT processors that receive fast fast Fourier transforms, and first and second Radix-4 butterfly operations on the outputs of the first and second N-point Radix-4 FFT processors, respectively. In the fast Fourier transform mode, a butterfly unit and the Radix-4 butterfly unit are arranged to output 2N data, and the inverse fast Fourier There are those characterized by including the output buffer multiplexer, and a control part for controlling the fast Fourier transform mode, or an inverse fast Fourier transform mode in which the aligned one of 2N pieces of data the real and imaginary parts of the exchange outputs from the ring mode.
본 발명에 따른 OFDM를 위한 FFT/IFFT 듀얼모드 장치 및 그 제어방법은 DIT(Decimation In Time) 방식을 적용한 2N-포인트 고속 푸리에 변환을 M개씩 병렬로 처리하여 시간 지연이 적고, 시스템 동작속도가 낮아 하드웨어 구현 및 제어가 용이하고 성능이 우수하다. The FFT / IFFT dual mode device for OFDM and its control method according to the present invention process two 2N-point fast Fourier transforms using the DIT (Decimation In Time) method in parallel by M time, so that the time delay is low and the system operation speed is low. The hardware is easy to implement and control and the performance is excellent.
OFDM, FFT/IFFT 듀얼모드, FFT 프로세서, 버터플라이 연산, 트위들 펙터 OFDM, FFT / IFFT Dual-Mode, FFT Processors, Butterfly Math, Tweed Factor
Description
본 발명은 OFDM를 위한 FFT/IFFT 듀얼모드 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 2N개의 데이터를 M개씩 병렬로 DIT(Decimation In Time) 고속 푸리에 변환 연산하여 시간 지연이 적고, 하드웨어 구현 및 제어가 용이하며, 성능이 우수한 OFDM를 위한 FFT/IFFT 듀얼모드 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to an FFT / IFFT dual-mode device for OFDM and a control method thereof. In particular, a time delay is reduced by performing DIT (Decimation In Time) fast Fourier transform operation of 2N pieces of M data in parallel, and hardware implementation and control are easy. The present invention relates to an FFT / IFFT dual mode device for easy and excellent performance of OFDM and a control method thereof.
OFDM(Othogonal Frequency Division Multiplexing)은 고속 전송률을 가지는 데이터를 낮은 전송률을 가지는 많은 수의 데이터열로 나누고 이들을 다수의 부반송파를 사용하여 동시에 전송하는 방식이다. Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) is a method of dividing data having a high data rate into a large number of data strings having a low data rate and transmitting them simultaneously using a plurality of subcarriers.
이때, 이러한 부반송파를 만들어 데이터를 싣는 과정을 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform 이하, 역고속 푸리에 변환)/ 그 반대의 과정을 FFT(Fast Fourier Transform 이하, 고속 푸리에 변환)이라 한다. In this case, the process of creating such a subcarrier and loading data is referred to as an Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) and vice versa, called an FFT (Fast Fourier Transform, or Fast Fourier Transform).
상세하게는, OFDM의 송신단에서는 여러 개의 부반송파에 데이터를 싣기 위해 IFFT 연산하며, 수신단에서는 여러 개의 부반송파에서 데이터를 얻기 위해 FFT 연 산한다.Specifically, the OFDM transmitter performs IFFT operation to load data on several subcarriers, and the receiver performs FFT operation to obtain data on several subcarriers.
송신단은 역고속 푸리에 변환 연산결과에 제로 페딩(Zero Padding) 또는 GI(Guard Interval)을 삽입한 다음, DAC(Digital to Analog Converter)(미도시), LPF(Low Pass Filter)를 통한 저주파 필터링 및 주파수 천이 과정을 수행한다. The transmitter inserts zero padding or guard interval (GI) into the inverse fast Fourier transform operation, and then performs low frequency filtering and frequency through a digital to analog converter (DAC) and a low pass filter (LPF). Perform the transition process.
이때, LPF는 신호를 원하는 반송주파수에 실어 보내기 위해 소정의 주파수 간격으로 반복되는 OFDM 신호 중 기저대역 신호성분만을 추출한다. At this time, the LPF extracts only the baseband signal components of the OFDM signals repeated at predetermined frequency intervals to carry the signal to the desired carrier frequency.
한편, LPF의 천이대역이 반복되는 OFDM 주파수 스펙트럼 간격보다 넓으면 잡음이 발생할 수 있어, LPF 설계에서 천이대역의 알맞은 설정은 매우 중요하다. On the other hand, if the transition band of the LPF is wider than the repeated OFDM frequency spectrum interval, noise may occur, so proper setting of the transition band is very important in the LPF design.
그런데, OFDM 주파수 반복 스펙트럼 간격이 너무 좁으면 LPF 구현이 힘들뿐만 아리라, 정확한 필터링을 보장하기도 어렵다는 문제가 있다. However, if the OFDM frequency repeating spectral spacing is too narrow, it is difficult to implement LPF, and there is a problem that it is difficult to guarantee accurate filtering.
이를 방지하기 위하여 IFFT 연산에서 N-포인트 데이터에 N-포인트 '0'을 삽입하여 반복되는 주파수 스펙트럼들 간의 간격을 넓힘으로써 문제를 해결하는 방법이 사용되고 있다. 이 경우에는 송신단 IFFT 프로세서는 N개의 "0"과 N개의 데이터로 구성된 2N-포인트로 연산하고 수신단 FFT 프로세서는 N-포인트로 연산하는 구조가 된다. In order to prevent this, a method of solving the problem by widening the interval between repeated frequency spectrums by inserting an N-point '0' into N-point data in an IFFT operation is used. In this case, the transmitter IFFT processor operates on 2N points composed of N zeros and N data, and the receiver FFT processor operates on N points.
이와 같이, OFDM 시스템은 송신단에 2N-포인트 IFFT 프로세서를, 수신단에 N-포인트 FFT 프로세서를 조합하여 사용하는 경우가 빈번하다. As such, an OFDM system frequently uses a combination of a 2N-point IFFT processor at a transmitter and an N-point FFT processor at a receiver.
그러나, 이 같은 조합은 2N-포인트 FFT 프로세서를 적용하는 경우보다 성능이 떨어지며, N-포인트 FFT 프로세서와 2N-포인트 FFT 프로세서를 각각 별도로 설계해야 하므로 설계가 어렵고 구현 비용도 증대되는 문제점이 있었다.However, such a combination has a lower performance than the case of applying the 2N-point FFT processor, and the N-point FFT processor and the 2N-point FFT processor have to be designed separately, so that the design is difficult and the implementation cost increases.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 2N-포인트 IFFT 연산시 N-포인트 FFT 연산을 동시에 두 번 수행하도록 하여, 2N-포인트 IFFT 프로세서와 N-포인트 FFT 프로세서를 하나의 프로세서로 구현함으로써 하드웨어의 낭비를 줄이고, 2N-포인트 연산시 N-포인트 FFT 연산을 동시에 두 번 수행하여 수신기의 성능을 향상시킨 장치가 제안된 바 있다.In order to solve this problem, two N-point FFT operations are performed at the same time during the 2N-point IFFT operation, thereby reducing the waste of hardware by implementing the 2N-point IFFT processor and the N-point FFT processor as one processor. An apparatus that improves the performance of a receiver by performing two N-point FFT operations simultaneously in a 2N-point operation has been proposed.
도 1은 대한민국특허 출원번호 10-2004-0088768에 개시된 종래기술에 따른 2N-포인트 및 N-포인트 FFT/IFFT 듀얼모드 장치를 도시한 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 2N-포인트 및 N-포인트 FFT/IFFT 듀얼모드 장치는 제어부(210)로부터 제어신호 '0'을 입력받으면 2N개의 데이터를 입력받아 버터플라이 연산을 수행하는 버터플라이 연산부(220); 제어부(210)로부터 제어신호'0'을 입력받으면 버터플라이 연산부(220) 결과값을 각각 입력받아 N개씩 나누어 출력하는 한편, 제어부(210)로부터 제어신호 '1'을 입력받으면 서로 다른 N개의 데이터를 각각 출력하는 제 1, 2 먹스(MUX)(230, 240); 및 상기 제어부(210)의 제어하에 상기 제 1, 2 먹스(MUX)(230, 240)의 출력값을 N-포인트 FFT 연산 처리하여 각각 출력하는 제 1, 2 N-포인트 FFT 프로세서(250, 260)로 구성된다. 1 is a block diagram illustrating a 2N-point and N-point FFT / IFFT dual mode device according to the prior art disclosed in Korean Patent Application No. 10-2004-0088768. As shown in FIG. 1, the 2N-point and N-point FFT / IFFT dual mode apparatus according to the related art receives a 2N data when the control signal '0' is input from the
그러나, 종래기술에 따른 2N-포인트 및 N-포인트 FFT/IFFT 듀얼모드 장치는 DIF(Decimation In Frequency) 방식을 적용한 고속 푸리에 변환을 레이턴시(Latency)가 크고, 직렬 데이터 처리로 인해 시스템 속도에 맞게 하드웨어를 구현하기도 어렵다는 문제가 있다. However, the 2N-point and N-point FFT / IFFT dual-mode devices according to the prior art have a high latency Fourier transform using a DIF (Decimation In Frequency) method, and have a high latency and hardware to match the system speed due to serial data processing. There is also a problem that is difficult to implement.
종래기술의 문헌정보Literature Information of the Prior Art
[문헌1] 대한민국 특허 출원번호 10-2004-0088768[Patent 1] Korean Patent Application No. 10-2004-0088768
본 발명은 2N개의 데이터를 M개씩 병렬로 DIT(Decimation In Time) 고속 푸리에 변환 연산하여 시간 지연이 적고, 하드웨어 구현 및 제어가 용이하며, 성능이 우수한 OFDM를 위한 FFT/IFFT 듀얼모드 장치 및 그 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다. The present invention provides a FFT / IFFT dual mode device for OFDM with low time delay, easy hardware implementation and control, and high performance by performing DIT (Decimation In Time) fast Fourier transform operation of M pieces of 2N data in parallel. The purpose is to provide a method.
전술한 목적을 달성하기 위해서 본 발명에 따른 OFDM를 위한 FFT/IFFT 듀얼모드 장치는, 각각 한 쌍의 실수부 및 허수부로 구성된 2N(0 ≤ N, 정수)개의 데이터를 M개씩 병렬로 입력받아 고속 푸리에 변환 모드에서 N개의 홀수 번째 데이터와 N개의 짝수 번째 데이터를 구분하여 출력하고, 역고속 푸리에 변환 모드에서 상기 N개의 홀수 번째 데이터와 상기 N개의 짝수 번째 데이터의 실수부와 허수부를 바꿔서 출력하는 입력 버퍼 멀티플렉서와, 상기 N개의 홀수 번째 데이터 및 상기 N개의 짝수 번째 데이터를 각각 입력받아 고속 푸리에 변환하는 제1 및 제2 N-포인트 라딕스-4 FFT 프로세서와, 상기 제1 및 제2 N-포인트 라딕스-4 FFT 프로세서 출력을 각각 버터플라이 연산하는 제1 및 제2 라딕스-4 버터플라이부와, 상기 고속 푸리에 변환 모드에서 상기 라딕스-4 버터플라이부 출력을 정렬하여 2N개의 데이터를 출력하고, 상기 역고속 푸리에 변환 모드에서 상기 정렬한 2N개의 데이터의 실수부와 허수부를 교환하여 출력하는 상기 출력 버퍼 멀티플렉서와, 상기 고속 푸리에 변환 모드 또는 역고속 푸리에 변환 모드를 제어하는 제어부를 포함하는 점에 그 특징이 있다. In order to achieve the above object, the FFT / IFFT dual mode device for OFDM according to the present invention is configured to receive 2N (0 ≤ N, integer) data each consisting of a pair of real and imaginary parts in parallel and receive M data in parallel. An input for dividing the N odd data and the N even data in the Fourier transform mode and outputting the real and imaginary parts of the N odd data and the N even data in reverse fast Fourier transform mode. A buffer multiplexer, first and second N-point Radix-4 FFT processors that receive the N odd-numbered data and the N even-numbered data, respectively, and perform Fast Fourier Transform, and the first and second N-point Radix First and second Radix-4 butterfly portions for respectively computing -4 FFT processor outputs and the Radix-4 butter in the fast Fourier transform mode The output buffer multiplexer for arranging the output of the lie portion and outputting 2N data, and exchanging the real and imaginary portions of the aligned 2N data in the inverse fast Fourier transform mode, and the fast Fourier transform mode or inverse fast speed. It is characterized in that it comprises a control unit for controlling the Fourier transform mode.
여기서, 상기 입력 버퍼 멀티플렉서, 상기 제1 및 제2 N-포인트 라딕스-4 FFT 프로세서, 제1 및 제2 라딕스-4 버터플라이부 및 상기 출력 버퍼 멀티플렉서는, DIT 방식으로 연산한다. Here, the input buffer multiplexer, the first and second N-point Radix-4 FFT processors, the first and second Radix-4 butterfly units, and the output buffer multiplexer operate by the DIT method.
그리고, 입력 버퍼 멀티플렉서는 상기 고속 푸리에 변환 모드에서 2N개의 M-병렬 데이터 입력을 상기 N개의 홀수 번째 데이터와 상기 N개의 짝수 번째 데이터로 분할/정렬하여 출력하고, 상기 역고속 푸리에 변환 모드에서 상기 N개의 홀수 번째 데이터와 상기 N개의 짝수 번째 데이터의 실수부와 허수부를 교환하여 출력하는 멀티플렉서와, 상기 N개의 홀수 번째 데이터와 상기 N개의 짝수 번째 데이터를 소정의 개수 분할하여 임시 저장하는 (M-2)개의 FIFO(First In First Out)를 포함하고, 상기 (M-2)개의 FIFO는 소정의 개수 데이터가 저장되면 이를 출력한다. The input buffer multiplexer splits / aligns 2N M-parallel data inputs into the N odd-numbered data and the N even-numbered data in the fast Fourier transform mode, and outputs the N-parallel data in the inverse fast Fourier transform mode. A multiplexer for exchanging and outputting the odd-numbered data and the real and imaginary parts of the N even-numbered data, and dividing the N-numbered and the even-numbered data by a predetermined number and temporarily storing them (M-2 ) FIFOs (First In First Out), and the (M-2) FIFOs output a predetermined number of data when they are stored.
또한, 제1 및 제2 N-포인트 라딕스-4 FFT 프로세서에는 M/2(0 ≤ M, 정수)개씩 데이터가 병렬로 입력되며, 제1 및 제2 N-포인트 라딕스-4 FFT 프로세서는 소정의 라딕스-4 모듈을 포함한다. In addition, M / 2 (0 ≦ M, integer) data are inputted in parallel to the first and second N-point Radix-4 FFT processors, and the first and second N-point Radix-4 FFT processors are each provided with a predetermined number. Contains the Radix-4 module.
여기서, 라딕스-4 모듈은 입력을 버터플라이 연산하는 라딕스-4 버터플라이부와, 상기 라딕스-4 버터플라이부 출력과 트위들 팩터를 곱하는 (M/2-1)개의 곱셈부와, 상기 라딕스-4 버터플라이부 출력 및 상기 곱셈부 출력을 정렬하는 코뮤테이터를 포함한다. Herein, the Radix-4 module includes a Radix-4 butterfly unit for butterfly input, a (M / 2-1) multiplier for multiplying the Radix-4 butterfly unit output and a tweed factor, and the Radix- And a commutator to align the butterfly output and the multiplier output.
이때, 코뮤테이터는 입력의 순서를 교환하는 스위치와, 상기 코뮤테이터 입력을 정렬에 필요한 시간만큼 지연하는 지연부와, 상기 코뮤테이터 출력을 정렬에 필요한 시간만큼 지연하는 지연부를 포함한다.In this case, the commutator includes a switch for switching the order of inputs, a delay unit delaying the commutator input by the time required for alignment, and a delay unit delaying the commutator output by the time required for alignment.
또한, 출력 버퍼 멀티플렉서는 상기 고속 푸리에 변환 모드에서 상기 N개의 홀수 번째 데이터 및 상기 N개의 짝수 번째 데이터를 M개씩 병렬로 2N개 정렬하여 출력하고, 상기 역고속 푸리에 변환 모드에서 M개씩 병렬로 된 2N개 데이터의 실수부와 허수부를 교환하여 출력하는 멀티플렉서와, M개씩 병렬로 된 2N개 데이터를 소정의 개수 분할하여 임시 저장하는 (M-2)개의 FIFO를 포함하고, 상기 (M-2)개의 FIFO는 소정의 개수 데이터가 저장되면 이를 출력한다. In addition, the output buffer multiplexer outputs the N odd-numbered data and the N even-numbered data by 2N in parallel in the fast Fourier transform mode, and
본 발명의 다른 특징에 따른, (a) 고속 푸리에 변환 모드 또는 역고속 푸리에 변환 모드를 설정하는 단계와, (b) 상기 설정한 모드가 고속 푸리에 변환 모드이면, 2N개의 입력 데이터를 N개의 짝수 번째 데이터와 N개의 홀수 번째 데이터로 구분/정렬하는 단계와, (c) 상기 N개의 짝수 번째 데이터 및 N개의 홀수 번째 데이터를 N-포인트 라딕스-4 고속 푸리에 변환하는 단계와, (d) 상기 N-포인트 라딕스-4 고속 푸리에 변환한 N개의 짝수 번째 데이터 및 N개의 홀수 번째 데이터를 2N개의 데이터로 정렬하여 출력하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있는 OFDM를 위한 FFT/IFFT 듀얼모드 장치 제어 방법이 제공된다. According to another aspect of the present invention, (a) setting a fast Fourier transform mode or an inverse fast Fourier transform mode, and (b) if the set mode is a fast Fourier transform mode, 2N pieces of input data Dividing / aligning the data into N odd-numbered data, (c) converting the N even-numbered and N odd-numbered data into an N-point Radix-4 fast Fourier transform, and (d) the N- A method for controlling an FFT / IFFT dual mode device for OFDM, characterized in that it comprises the steps of sorting and outputting N even-numbered data and N odd-numbered data with Point Radix-4 fast Fourier transform into 2N data. Is provided.
이때, 상기 (a)단계에서 설정된 모드가 역고속 푸리에 변환 모드이면, 상기 (b)단계 또는 상기 (d)단계의 정렬 이전에, 상기 데이터의 실수부와 허수부를 서로 교환하는 단계를 더 포함한다.In this case, if the mode set in step (a) is an inverse fast Fourier transform mode, the method may further include exchanging a real part and an imaginary part of the data before the step (b) or the step (d). .
여기서, (c)단계는 (c-1) 소정 횟수 번 라딕스-4 고속 푸리에 변환을 수행하는 단계이며, (c-1)단계에서 하나의 상기 라딕스-4 고속 푸리에 변환을 수행하는 단계는, (c-2) 상기 N개의 홀수 번째 데이터 및 상기 N개의 짝수 번째 데이터를 각각 버터플라이 연산하는 단계와, (c-3) 상기 버터플라이 연산한 데이터를 트위들 팩터와 곱셈하는 단계와, (c-4) 상기 버터플라이 연산한 데이터 및 상기 곱셈한 데이터를 정렬하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. Here, step (c) is a step of performing the Radix-4 fast Fourier transform (c-1) a predetermined number of times, and in step (c-1), the step of performing the one of the Radix-4 fast Fourier transforms is (( c-2) performing butterfly operation on the N odd-numbered data and the N even-numbered data, respectively, (c-3) multiplying the butterfly operation by a tween factor, and (c- And 4) sorting the butterfly calculated data and the multiplied data.
본 발명에 따른 OFDM를 위한 FFT/IFFT 듀얼모드 장치 및 그 제어방법은 2N개의 데이터를 M개씩 병렬로 2N-포인트 DIT(Decimation In Time) 방식 고속 푸리에 변환 연산하여 시간 지연이 적고, 하드웨어 구현 및 제어가 용이하며, 성능이 우수하다. The FFT / IFFT dual mode device for OFDM and the control method thereof according to the present invention have a 2N-point DIT (Decimation In Time) type fast Fourier transform operation of 2N pieces of data in parallel in M, so that time delay is low, and hardware implementation and control are possible. It is easy and the performance is excellent.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 실시예에서는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서, 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following embodiments are provided to those skilled in the art to fully understand the present invention, can be modified in various forms, the scope of the present invention is limited to the embodiments described below no.
도 2 내지 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 OFDM를 위한 FFT/IFFT 듀얼모드 장치를 도시한 블록도이다. 도 3은 N = 128인 경우의 실시예이며, 도 2 및 도 3에서 M = 8인 경우의 실시예이다. 2 to 3 are block diagrams illustrating an FFT / IFFT dual mode device for OFDM according to an embodiment of the present invention. 3 is an embodiment in the case where N = 128, and in the case of M = 8 in FIGS.
도 2에 도시된 바와 같이, OFDM를 위한 FFT/IFFT 듀얼모드 장치는 2N(0 ≤ N, 정수) 개의 데이터를 입력받아 고속 푸리에 변환 모드에서 N개의 홀수 번째 데이터와 N개의 짝수 번째 데이터를 구분하여 출력하고, 역고속 푸리에 변환 모드에 서 상기 N개의 홀수 번째 데이터와 상기 N개의 짝수 번째 데이터의 실수부와 허수부를 바꿔서 출력하는 입력 버퍼 멀티플렉서(210)와, 상기 N개의 홀수 번째 데이터 및 상기 N개의 짝수 번째 데이터를 각각 입력받아 고속 푸리에 변환하는 제1 및 제2 N-포인트 라딕스-4 FFT 프로세서(220, 230)와, 상기 제1 및 제2 N-포인트 라딕스-4 FFT 프로세서(220, 230) 출력을 각각 버터플라이 연산하는 제1 및 제2 라딕스-4 버터플라이부(240, 250)와, 상기 고속 푸리에 변환 모드에서 상기 라딕스-4 버터플라이부(240, 250) 출력을 정렬하여 2N개의 데이터를 출력하고, 상기 역고속 푸리에 변환 모드에서 상기 2N개의 데이터의 실수부와 허수부를 바꿔서 출력하는 상기 출력 버퍼 멀티플렉서(260)와, 상기 고속 푸리에 변환 모드 또는 역고속 푸리에 변환 모드를 제어하는 제어부(270)로 구성된다. As shown in FIG. 2, the FFT / IFFT dual mode device for OFDM receives 2N (0 ≤ N, integer) data and distinguishes N odd-numbered data and N even-numbered data in fast Fourier transform mode. And an
입력 버퍼 멀티플렉서(210)는 2N(0 ≤ N, 정수) 개의 데이터를 입력받아 고속 푸리에 변환 모드에서는 N개의 홀수 번째 데이터와 N개의 짝수 번째 데이터를 구분하여 출력하고, 역고속 푸리에 변환 모드에서는 N개의 정렬한 데이터의 실수부와 허수부를 바꿔서 출력하는 멀티플렉서(미도시)와 상기 N개의 홀수 번째 데이터와 상기 N개의 짝수 번째 데이터를 소정의 개수 분할하여 임시 저장하는 (M-2)개의 FIFO(미도시)로 구성된다. The
이때, 입력 버퍼 멀티플렉서(210)의 2N(0 ≤ N, 정수) 개의 데이터는 M(0 ≤ M, 정수)개씩 병렬로 입력되는데, 각 비트는 각각 실수부와 허수부 한 쌍으로 구성되므로 실제로는 2M 개의 입력이 존재한다고 볼 수 있다. In this case, 2N (0 ≤ N, integer) data of the
예컨대, N=128 이고 M=8이면 입력 버퍼 멀티플렉서(210)의 각 입력은 도 3에 도시된 바와 같이 M=8 개의 입력이 각각 ,,For example, when N = 128 and M = 8, each input of the
,,,,,를 순차적으로 입력받고, 내부 멀티플렉서(미도시)가 이를 재정렬하여 (M-2)=6개의 FIFO(미도시)로 임시 저장한 후 출력한다. , , , , , Are sequentially input, and the internal multiplexer (not shown) rearranges them and temporarily stores them as (M-2) = 6 FIFOs (not shown) and outputs them.
상세하게는, 6개의 FIFO(미도시)는 각각 , ,,,,,,를 저장하고, 와 가 입력되면 이를 출력한다. Specifically, each of the six FIFOs (not shown) , , , , , , , Save it, Wow If is inputted, it is outputted.
제1 N-포인트 라딕스-4 FFT 프로세서(220)는 N개의 짝수 번째 데이터를 입력받아 N-포인트 고속 푸리에 변환한다.The first N-point Radix-4
제2 N-포인트 라딕스-4 FFT 프로세서(230)는 N개의 홀수 번째 데이터를 입력받아 N-포인트 고속 푸리에 변환한다.The second N-point Radix-4
제1 라딕스-4 버터플라이부(240)는 고속 푸리에 변환된 N개의 짝수 번째 데이터와 N개의 홀수 번째 데이터를 버터플라이 연산한다.The first Radix-4
제2 라딕스-4 버터플라이부(250)는 고속 푸리에 변환된 N개의 홀수 번째 데이터와 N개의 짝수 번째 데이터를 버터플라이 연산한다.The second Radix-4
출력 버퍼 멀티플렉서(260)는 N개의 제1 라딕스-4 버터플라이부(240)의 출력 및 N개의 제2 라딕스-4 버터플라이부(250)의 출력을 입력받아 순서를 재정렬하여 2N개의 데이터를 출력한다. The
출력 버퍼 멀티플렉서(260)는 M개씩 병렬로 입력되는 2N개의 데이터를 소정의 개수 분할하여 임시 저장하는 (M-2)개의 FIFO(미도시)와 고속 푸리에 변환 모드에서 2N개의 정렬된 데이터를 그대로 출력하고, 상기 역고속 푸리에 변환 모드에서 2N개의 정렬된 데이터의 실수부와 허수부를 교환하여 출력하는 멀티플렉서(미도시)로 구성된다. The
제어부(270)는 고속 푸리에 변환 모드 또는 역고속 푸리에 변환 모드에 따라 fft_ifft_mode 신호를 제어하여 입력 버퍼 멀티플렉서(210) 및 출력 버퍼 멀티플렉서(260)를 제어한다. The
예컨대, fft_ifft_mode 신호가 0이면 입력 버퍼 멀티플렉서(210) 및 출력 버퍼 멀티플렉서(260)를 고속 푸리에 변환 모드로 동작하도록 제어하고, fft_ifft_mode 신호가 1이면 입력 버퍼 멀티플렉서(210) 및 출력 버퍼 멀티플렉서(260)를 역고속 푸리에 변환 모드로 동작하도록 제어한다. For example, when the fft_ifft_mode signal is 0, the
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 128-포인트 라딕스-4 FFT 프로세서를 도시한 블록도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 128-포인트 라딕스-4 FFT 프로세서는 3개의 라딕스-4 모듈(410, 420, 430)을 포함하며, 도 5에 도시된 바와 같 이, 각 라딕스-4 모듈(410, 420, 430)은 입력을 버터플라이 연산하는 라딕스-4 버터플라이부(510)와, 상기 라딕스-4 버터플라이부(510) 출력과 트위들 팩터를 곱하는 3개의 곱셈부(521, 522, 523)와, 상기 라딕스-4 버터플라이부(510) 출력 및 상기 곱셈부(521, 522, 523) 출력을 정렬하는 코뮤테이터(530)로 구성된다. 4 and 5 are block diagrams illustrating a 128-point Radix-4 FFT processor in accordance with one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the 128-point Radix-4 FFT processor includes three Radix-4
라딕스-4 버터플라이부(510)는 N개의 데이터를 4개씩 병렬로 입력받아 버터플라이 연산하다. The Radix-4
곱셈부(521, 522, 523)는 라딕스-4 버터플라이부(510)의 출력과 트위들 팩터를 입력받아 이에 대한 곱셈 연산한 결과를 출력한다. The
여기서, 트위들 팩터(Twiddle Factor)는 시간 신호를 주파수 신호로 변환하거나 주파수 신호를 시간 신호로 변환하기 위해 사용되는 주기함수이다. Here, the Twiddle Factor is a periodic function used for converting a time signal into a frequency signal or converting a frequency signal into a time signal.
코뮤테이터(530)는 입력을 지연하는 지연부(미도시)와 입력의 순서를 교환하는 스위치(미도시)와 출력을 지연하는 지연부(미도시)로 구성되며, 각 라딕스-4 모듈(410, 420, 430)에 포함된 코뮤테이터(530)의 구성은 조금씩 다를 수 있다. The
전술한 바와 같이, 128-포인트 라딕스-4 FFT 프로세서(220, 230)는 버터플라이 연산, 트위들 팩터와 곱셈연산, 지연 또는 정렬 등을 수행하여 고속 푸리에 변환 연산한 결과를 출력한다. As described above, the 128-point Radix-4
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 OFDM를 위한 FFT/IFFT 듀얼모드 장치 제어 방법을 도시한 흐름도이다. 이하, 도 6을 참조하여 설명한다. 6 is a flowchart illustrating a method for controlling an FFT / IFFT dual mode device for OFDM according to an embodiment of the present invention. A description with reference to FIG. 6 is as follows.
먼저, 고속 푸리에 변환 모드 또는 역고속 푸리에 변환 모드를 설정한다(S600). First, a fast Fourier transform mode or an inverse fast Fourier transform mode is set (S600).
설정된 모드가 고속 푸리에 변환 모드이면(S610), 2N개의 입력 데이터를 N개의 짝수 번째 데이터와 N개의 홀수 번째 데이터로 구분/정렬하여 출력한다(S620).If the set mode is the fast Fourier transform mode (S610), the 2N input data are divided / sorted into N even-numbered data and N odd-numbered data and outputted (S620).
설정된 모드가 역고속 푸리에 변환 모드이면(S610), 2N개의 입력 데이터의 실수부와 허수부를 교환한 다음(S670), N개의 짝수 번째 데이터와 N개의 홀수 번째 데이터로 구분/정렬하여 출력한다(S620).If the set mode is the inverse fast Fourier transform mode (S610), the real and imaginary parts of the 2N pieces of input data are exchanged (S670), and the result is divided / sorted into N even-numbered data and N odd-numbered data (S620). ).
이어서, N개의 짝수 번째 데이터 및 N개의 홀수 번째 데이터를 N-포인트 라딕스-4 고속 푸리에 변환 프로세서로 고속 푸리에 변환한다(S630).Subsequently, the N even-numbered data and the N odd-numbered data are fast Fourier transformed by an N-point Radix-4 fast Fourier transform processor (S630).
여기서, N-포인트 라딕스-4 고속 푸리에 변환 프로세서는 버터플라이 연산, 트위들 팩터와 곱셈 연산, 지연 및 정렬 등을 통하여 입력을 고속 푸리에 변환 연산한 결과를 출력한다.Here, the N-point Radix-4 fast Fourier transform processor outputs a result of the fast Fourier transform operation on the input through a butterfly operation, a tween factor and multiplication operation, a delay and an alignment.
그 다음으로, 라딕스-4 버터플라이 연산을 수행하여 완전한 2N-포인트 라딕스-4 고속 푸리에 변환을 수행한다(S640). Next, a complete 2N-point Radix-4 fast Fourier transform is performed by performing a Radix-4 butterfly operation (S640).
설정된 모드가 고속 푸리에 변환 모드이면(S650), N개의 짝수 번째 데이터 및 N개의 홀수 번째 데이터를 2N개의 데이터로 재정렬하여 출력한다(S660).If the set mode is the fast Fourier transform mode (S650), the N even-numbered data and the N odd-numbered data are rearranged to 2N data and output (S660).
설정된 모드가 역고속 푸리에 변환 모드이면(S650), N개의 짝수 번째 데이터 및 N개의 홀수 번째 데이터의 실수부와 허수부를 교환한 다음(S680) 2N개의 데이터로 재정렬하여 출력한다(S660).If the set mode is the inverse fast Fourier transform mode (S650), the real part and the imaginary part of the N even-numbered data and the N odd-numbered data are exchanged (S680), and then rearranged to 2N data (S660).
이상, 바람직한 실시예 및 첨부 도면을 통해 본 발명의 구성에 대하여 설명하였다. 그러나, 이는 예시에 불과한 것으로서 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 본 기술 분야의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것인바, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. The configuration of the present invention has been described above through the preferred embodiments and the accompanying drawings. However, these are only examples and are not used to limit the scope of the present invention. Those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom, and the true scope of protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
도 1은 종래기술에 따른 2N-포인트 및 N-포인트 FFT/IFFT 듀얼모드 장치를 도시한 블록도.1 is a block diagram illustrating a 2N-point and N-point FFT / IFFT dual mode device according to the prior art.
도 2 내지 도 3은 본 발명에 따른 OFDM를 위한 FFT/IFFT 듀얼모드 장치를 도시한 블록도.2 to 3 are block diagrams illustrating an FFT / IFFT dual mode device for OFDM according to the present invention.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 128-포인트 라딕스-4 FFT 프로세서를 도시한 블록도.4 and 5 are block diagrams illustrating a 128-point Radix-4 FFT processor in accordance with the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 OFDM를 위한 FFT/IFFT 듀얼모드 장치 제어 방법을 도시한 흐름도.6 is a flowchart illustrating a method for controlling an FFT / IFFT dual mode device for OFDM according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 설명 ><Description of main parts of drawing>
210: 입력 버퍼 멀티플렉서 220: 제 N-포인트 라딕스-4 FFT 프로세서210: input buffer multiplexer 220: N-point Radix-4 FFT processor
260: 출력 버퍼 멀티플렉서 230: 제 N-포인트 라딕스-4 FFT 프로세서260: output buffer multiplexer 230: N-point Radix-4 FFT processor
240: 제1 라딕스-4 버터플라이부 270: 제어부 240: first Radix-4 butterfly unit 270: control unit
250: 제2 라딕스-4 버터플라이부 250: second Radix-4 butterfly part
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