全數(shù)字OFDM收信機(jī)中FFT處理器設(shè)計(jì).pdf

1、隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，快速傅立葉變換(FFT，F(xiàn)ast Fourier Transform)作為數(shù)字信號(hào)處理的核心技術(shù)之一，被廣泛應(yīng)用于各種不同領(lǐng)域，如多媒體、通信和圖像處理等領(lǐng)域中。正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)是一種可以有效對(duì)抗信號(hào)波形間干擾的高速傳輸技術(shù)，成為第四代移動(dòng)通信的首選技術(shù)。在OFDM收信機(jī)中，F(xiàn)FT被用來(lái)對(duì)各個(gè)子信道做正交調(diào)制。FFT是OFDM系統(tǒng)中硬件實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜和困難的一部分，其處理速度及硬件面積等性能對(duì)整個(gè)OFD

2、M系統(tǒng)而言都是至關(guān)重要的。因此全數(shù)字OFDM收信機(jī)中FFI處理器器計(jì)是當(dāng)前數(shù)字信號(hào)處理及移動(dòng)通信技術(shù)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。近年來(lái)超大規(guī)模集成電路和DSP技術(shù)的發(fā)展，也為全數(shù)字OFDM收信機(jī)中FFT處理器的實(shí)現(xiàn)提供了硬件基礎(chǔ)。 本文主要研究用于OFDM系統(tǒng)的FFT處理器的設(shè)計(jì)。概況地介紹了FFT處理器發(fā)展現(xiàn)狀和OFDM的基本概念、基本工作原理、系統(tǒng)框圖?？偨Y(jié)了OFDM系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，F(xiàn)FT處理器的重要性。詳細(xì)闡述了數(shù)字信號(hào)處理理論中快速傅

3、立葉變換的理論基礎(chǔ)。對(duì)FFT的各種算法，F(xiàn)FT處理器的硬件結(jié)構(gòu)以及各部分的具體實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了詳細(xì)的描述。 重點(diǎn)研究的內(nèi)容是：采用了按時(shí)間抽取基-2的陣列結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真。合理地使用加法器、乘法器，特別是對(duì)乘法器進(jìn)行了詳細(xì)地研究。分析了兩種快速乘法算法，最后根據(jù)實(shí)際需求，采用了Booth算法。通過(guò)分析，將Booth算法與流水線結(jié)合，滿足速度的要求，并用Verilog HDL語(yǔ)言進(jìn)行描述，編寫代碼，通過(guò)功能仿真及時(shí)序分析驗(yàn)證了其快

4、速性。在此基礎(chǔ)之上，設(shè)計(jì)了FFT的蝶形運(yùn)算單元，降低了運(yùn)算復(fù)雜度，提高了蝶形運(yùn)算單元的速度。然后根據(jù)FFT的運(yùn)算特點(diǎn)，對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行RTL級(jí)設(shè)計(jì)，在功能仿真之后，采用TSMC 0.18 μm CMOS工藝對(duì)蝶形單元進(jìn)行了邏輯綜合和版圖設(shè)計(jì)，對(duì)生成的面積報(bào)告、功率報(bào)告、時(shí)序報(bào)告進(jìn)行分析。 本設(shè)計(jì)使用Matlab、Modelsim、Quartus II、Synplify、Design Compiler、Encounter等軟件完成了