高性能FFT处理器的研究与FPGA实现

发布时间：2025-05-06 23:45

　　目前,OFDM技术已经成为未来宽带无线接入系统的基本实现技术之一,是解决高速数据在无线信道中传输问题的首选方案。FFT/IFFT处理器是OFDM系统中数据处理的核心单元,是OFDM系统中数据正交调制和解调的关键,FFT/IFFT处理器的设计直接决定着OFDM系统的性能。本文结合P2P手持移动终端无线通信数字基带项目,设计了一种基于OFDM系统,兼容802.11g协议,可变点数的高性能FFT/IFFT处理器。 本文首先介绍了OFDM系统的基本原理及其DFT实现,详细分析了FFT/IFFT处理器设计的理论基础,比较了各种算法实现的运算量及复杂度,结合硬件实现结构与可配置单元,选择了改良后的基-4蝶形算法实现处理器的设计。设计采用四路并行数据传输,在蝶形单元内部采用四级流水,提高了系统处理速度,根据基带项目数据流的特点,输入输出均采用了乒乓RAM的处理,有效地实现了对连续数据流的处理;通过对系统要求的三种不同点数64点、256点、1024点的运算规律分析,设计了可变点数的配置方案,该方案通过控制选择各级蝶形运算及复用蝶形单元,大大地缩减了硬件开销;同时设计给出了不同点数无冲突地址产生方案,...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-2基于FFT/IFFT的OFDM系统模型

然后经过快速傅立叶逆变换(IFFT)对编码后的星座点进行基带调经过并／串转换、D/A转换及低通滤波后，上变频送到信道。在接收端，执送端相反的过程，首先对接收到的信号进行定时和频偏估计，根据定时估计FDM符号中有效数据的起始位置，再对这N点的有效数据进行FFT变换，去，....

图3-4N点的基2-FFT的M级迭代

计算DFT运算量之比为：2222loglog2NNNNN=，当N=2点时基2算量，随着N的增大DFT的运算量将大大降低，例N=1024点时为1048576而基2-FFT所需运算量为5120，前者约为后者的20观的看出当N越大时FFT....

图4-1可配置FFT/IFFT处理器整体结构

可配置FFT/IFFT处理器整体结构[30]如图4-1所示，主要由基4蝶形单元、总控制单元、数据地址产生单元、数据选择配置单元、旋转因子ROM存储单元及存储器组RAM模块组成。图4-1可配置FFT/IFFT处理器整体结构

图4-2可配置实现方案

同点的迭代级数来实现不同点数FFT的配置。控制模块的设计如下图所示：图4-2可配置实现方案图4-2中五级蝶形计算单元，每级蝶形单元结构一致，采用顺序蝶形计算，复用如图4-1中的结构。从图中可知，当选择模式0时，数据直接送入第一级，进行1024点的5级运算；....

本文编号：4043271