多路并行FFT算法和第一徑搜索算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、在60GHz頻段存在的7GHz免費(fèi)許可帶寬給基于IEEE802.11.ad標(biāo)準(zhǔn)的短距離吉比特?zé)o線通信提供了許多機(jī)遇。IEEE802.11.ad標(biāo)準(zhǔn)采用了單載波和OFDM兩種調(diào)制方式。60GHz系統(tǒng)在 SC模式下要求物理層傳輸1.76Gbps。在接收機(jī)前端ADC兩倍采樣導(dǎo)致后端處理數(shù)據(jù)量達(dá)到3.52Gbps。因此，通過(guò)設(shè)計(jì)基帶內(nèi)的多路并行結(jié)構(gòu)完成接收機(jī)中的信號(hào)處理。本文主要設(shè)計(jì)60GHz基帶接收機(jī)中的兩個(gè)模塊：第一徑搜索和FFT模塊。

2、r>　　在60GHz頻段時(shí)，傳輸信道模型需要改變，信道也變得嚴(yán)重的彌散衰落且附帶一些較強(qiáng)多徑。由于意外出現(xiàn)嚴(yán)重彌散的強(qiáng)徑現(xiàn)象的存在，常規(guī)同步算法不能很好解決系統(tǒng)中符號(hào)同步問(wèn)題。文章針對(duì)在這種嚴(yán)重多徑彌散的信道環(huán)境，設(shè)計(jì)出一種適合60GHz信道環(huán)境的符號(hào)時(shí)間同步算法。該同步模塊基于格雷序列的幀結(jié)構(gòu)檢測(cè)幀和搜索第一徑位置。該模塊的實(shí)現(xiàn)架構(gòu)采用并行8路數(shù)據(jù)路徑。該設(shè)計(jì)支持IEEE802.11.ad標(biāo)準(zhǔn)中的單載波模式。為了評(píng)估該算法的效果，聯(lián)合

3、SC-FDE仿真,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在SNR為8dB時(shí)，誤碼率達(dá)到310?量級(jí)。仿真實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)無(wú)論第一徑是否是最強(qiáng)徑，新算法都能夠在多徑環(huán)境中準(zhǔn)確找到第一徑位置。
　　為了滿足無(wú)線個(gè)人局域網(wǎng)系統(tǒng)中高吞吐率數(shù)據(jù)處理需求，本文提出一個(gè)256點(diǎn)并行16路數(shù)據(jù)輸入輸出的流水線FFT/IFFT。為了降低乘法器硬件資源開(kāi)銷，本文的FFT/IFFT采用簡(jiǎn)單優(yōu)化的設(shè)計(jì)架構(gòu)。此外，采用流水線結(jié)構(gòu)的256點(diǎn)旋轉(zhuǎn)因子常系數(shù)乘法器應(yīng)用于 FFT架構(gòu)中，相比傳統(tǒng)復(fù)數(shù)

4、乘法器有效地減少了面積。FFT/IFFT處理器吞吐率為3.52Gbps，時(shí)鐘頻率為220MHz。為了降低乘法器復(fù)雜度，本文提出了基-24-22-22 FFT分解算法，降低旋轉(zhuǎn)因子乘法器數(shù)量。為了保持FFT輸出較高量化信噪比文章研究了不同F(xiàn)FT結(jié)構(gòu)下不同定點(diǎn)路徑位寬的量化策略。為了降低設(shè)計(jì)復(fù)雜度,課題中256點(diǎn)FFT采用每隔一級(jí)蝶形運(yùn)算采用縮放因子1/2的量化策略，無(wú)溢出發(fā)生，在內(nèi)部信號(hào)位寬為12-bit時(shí)SQNR能夠達(dá)到33.9dB。<