全數(shù)字OFDM收信機中FFT處理器設計.pdf

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

2、M系統(tǒng)而言都是至關重要的。因此全數(shù)字OFDM收信機中FFI處理器器計是當前數(shù)字信號處理及移動通信技術研究的熱點問題。近年來超大規(guī)模集成電路和DSP技術的發(fā)展，也為全數(shù)字OFDM收信機中FFT處理器的實現(xiàn)提供了硬件基礎。 本文主要研究用于OFDM系統(tǒng)的FFT處理器的設計。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了OFDM系統(tǒng)的優(yōu)缺點，F(xiàn)FT處理器的重要性。詳細闡述了數(shù)字信號處理理論中快速傅

3、立葉變換的理論基礎。對FFT的各種算法，F(xiàn)FT處理器的硬件結構以及各部分的具體實現(xiàn)方法進行了詳細的描述。 重點研究的內(nèi)容是：采用了按時間抽取基-2的陣列結構進行設計和仿真。合理地使用加法器、乘法器，特別是對乘法器進行了詳細地研究。分析了兩種快速乘法算法，最后根據(jù)實際需求，采用了Booth算法。通過分析，將Booth算法與流水線結合，滿足速度的要求，并用Verilog HDL語言進行描述，編寫代碼，通過功能仿真及時序分析驗證了其快

4、速性。在此基礎之上，設計了FFT的蝶形運算單元，降低了運算復雜度，提高了蝶形運算單元的速度。然后根據(jù)FFT的運算特點，對整體結構進行RTL級設計，在功能仿真之后，采用TSMC 0.18 μm CMOS工藝對蝶形單元進行了邏輯綜合和版圖設計，對生成的面積報告、功率報告、時序報告進行分析。 本設計使用Matlab、Modelsim、Quartus II、Synplify、Design Compiler、Encounter等軟件完成了