[发明专利]一种基于流水反馈滤波结构的稀疏傅里叶变换实现方法

权利要求书

1.一种基于流水反馈滤波结构的稀疏傅里叶变换实现方法，其特征在于：该方法所依托的稀疏傅里叶变换硬件处理系统，简称SFT处理系统，主要包括FPGA；其中，FPGA中还包括时钟管理器、FIFO、控制计数器、重排乘法器组、混叠器、RAM、FFT-IP核、大值选择排序器、重构乘法器组、流水反馈滤波器、除法器和补偿乘法器；其中，重排乘法器组包括线性数地址；输入时域或频域稀疏的信号，先对输入信号进行缓存、重排、叠加、FFT/IFFT、大值选择和自适应筛选，然后进行流水反馈滤波，最后将补偿后的最终结果输出；包括如下步骤：

步骤一、对输入数据进行缓存，再进行地址重排和混叠运算；

步骤二、对步骤一混叠运算后的数据做时频变换，再自适应筛选出时频变换结果的大值点，作为候选大值频点；

步骤三、对步骤二输出的候选大值频点进行流水反馈滤波；

步骤四、对步骤三流水反馈滤波后的结果取平均值，再进行校正补偿；

至此，从步骤一到步骤四，完成了一种基于流水反馈滤波结构的稀疏傅里叶变换实现方法。

2.根据权利要求1所述的一种基于流水反馈滤波结构的稀疏傅里叶变换实现方法，其特征在于：步骤一，具体为：1.1当输入数据进入到SFT处理系统中，对这些数据进行缓存，具体为：

步骤1.1A在FPGA中开辟一个先进先出缓存空间来对这些数据进行缓存和跨时钟域处理，将SFT处理系统的系统时钟设置为200MHz；先进先出缓存空间，即FIFO；

步骤1.1B在FIFO的输入端和输出端分别设置一个控制计数器，通过对输入输出的点数进行计数，进而控制FIFO的读写和后续处理状态机的开始和停止，从而实现缓冲存储；

1.2在数据缓存的同时进行地址随机重排，具体为：

步骤1.2A在SFT处理系统的多次循环运算中，每一次循环都需要随机生成一个小于N的质数作为重排系数，并求出这个重排系数的模逆作为重构系数；

步骤1.2B原始的线性数地址与重排系数相乘并对N求模，得到本次循环中重排后的新地址；

其中，原始的线性数地址与重排系数相乘通过一组并行的乘法器组来实现；当N为2的幂次的时候，对N求模用截位运算来代替；

步骤1.3等到1.1和1.2中的数据缓存和地址随机重排都完成的时候，建立一个随机存取存储器，其中，随机存取存储器，记为RAM；再将步骤1.2输出的重排后的新地址作为RAM的写地址，将缓存数据作为RAM的写数据，即可将重排后的数据暂存到RAM中；其中，重排后的数据即是重排后的新地址中的数据；

步骤1.4对步骤1.3中重排后的数据在混叠器中进行混叠运算，混叠器由一个缓存器和一个移位寄存器组构成；在每一个系统时钟周期中，缓存器将上一个点的数据赋值给移位寄存器组的最右端，同时移位寄存器组内整体向左移一个点，而移位寄存器组最左端溢出的那个点的数据和RAM中读出的重排后的数据相加，在下一个系统时钟周期赋值给缓存器；当重排后的数据从RAM中全部读出之后，移位寄存器组里面即完成了混叠运算，得到了混叠后的数据。