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在现代通信系统中,OFDM作为一种多载波复用技术,正逐渐成为主流的调制解调技术。OFDM系统的关键技术包括同步,信道估计和均衡,快速傅里叶变换(FFT)等。其中,FFT是OFDM系统中的关键模块,其功能是完成多载波解调,它算法与硬件实现的优劣直接影响到芯片的成本、功耗和性能。
以低复杂度和低功耗的为目标,本文研究了OFDM系统中的FFT处理器实现中若干关键技术问题:并且以国家标准数字电视地面多媒体广播(DTMB)中的3780点FFT处理器和超宽带(UWB)系统中的128点FFT处理器为实例进行研究和设计,体现了低复杂度利低功耗的设计思想。
本文研究工作涵盖了以下几个方面:
1.在算法级,研究了大点数的分解,小点数的排放顺序及多种傅里叶算法的有机整合。通过在高层次上进行低复杂度设计,以获得大比例芯片面积的降低。
2.在算法级,研究了逐级比例因了设计方法。通过平衡溢出和字长利用率,有效降低内部字长。
3.在结构级,提出一种Winograd傅里叶变换算法(WFTA)的硬件架构和时序设计方案,降低了运算单元和存储单元的面积与功耗。
4.在结构级,提出了RAM、脚标映射、旋转因了乘法以及输出整序脚标发生器的优化方法,降低了电路面积。
完成了3780点和128点的FFT处理器的设计:通过了基于参考模型方法的FPGA验证并流片,达到了低复杂度和低功耗的设计要求。