發(fā)布時(shí)間：2022-12-22 05:51

　　隨著IT技術(shù)以及人們通信需求的不斷提高,無(wú)線寬帶通信需要越來(lái)越高的數(shù)據(jù)傳輸速度和頻譜利用率。MIMO-OFDM系統(tǒng)不僅能夠?qū)诡l率選擇性衰落和信道多徑干擾,同時(shí)能夠在不增加信道帶寬的情況下,成倍地提升信道容量和頻譜利用率。FFT/IFFT處理器是MIMO-OFDM系統(tǒng)中完成調(diào)制解調(diào)的核心模塊,為了滿足MIMO-OFDM系統(tǒng)的需求,FFT處理器需要具有超高數(shù)據(jù)吞吐率和較低的資源消耗,同時(shí)需要保證較高的數(shù)據(jù)精度。本文首先研究和分析了MIMO-OFDM系統(tǒng)的原理以及系統(tǒng)模型,分析了MIMO-OFDM系統(tǒng)中FFT/IFFT處理器的設(shè)計(jì)需求。深入研究了FFT的各種算法,并對(duì)其算法復(fù)雜度以及硬件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度進(jìn)行了全面比較;總結(jié)和概述了實(shí)現(xiàn)FFT處理器的各種硬件結(jié)構(gòu),針對(duì)MIMO-OFDM系統(tǒng)中超高數(shù)據(jù)吞吐率和低資源消耗的需求,提出了一種流水線MDC結(jié)構(gòu)與并串結(jié)構(gòu)結(jié)合的改進(jìn)型結(jié)構(gòu)。利用本文提出的改進(jìn)型結(jié)構(gòu)以128/64點(diǎn)FFT/IFFT為實(shí)例進(jìn)行了系統(tǒng)設(shè)計(jì),并就ROM存儲(chǔ)器、復(fù)數(shù)乘法器等單元針對(duì)FPGA的底層硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。完成了128/64點(diǎn)FFT/IFFT的RTL級(jí)代碼設(shè)計(jì)編寫,搭建功能仿... 

【文章頁(yè)數(shù)】：93 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 FFT/IFFT處理器的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的選題意義
    1.4 本文研究?jī)?nèi)容及安排
第二章 MIMO-OFDM系統(tǒng)概述
    2.1 MIMO-OFDM系統(tǒng)介紹
    2.2 基于FFT的MIMO-OFDM系統(tǒng)的基本原理
    2.3 MIMO-OFDM系統(tǒng)中FFT/IFFT處理器設(shè)計(jì)需求
    2.4 本章小結(jié)
第三章 FFT算法及硬件結(jié)構(gòu)研究與改進(jìn)
    3.1 DFT算法
    3.2 FFT算法概述
        3.2.1 Cooley-Tukey FFT算法
        3.2.2 混合基算法
        3.2.3 分裂基算法
        3.2.4 PFA FFT算法
        3.2.5 Winograd FFT算法
        3.2.6 算法復(fù)雜度比較
    3.3 硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)概述
        3.3.1 基于存儲(chǔ)器的迭代結(jié)構(gòu)
        3.3.2 全并行結(jié)構(gòu)
        3.3.3 流水線結(jié)構(gòu)
        3.3.4 并串結(jié)合結(jié)構(gòu)
        3.3.5 結(jié)構(gòu)比較
    3.4 FFT處理器結(jié)構(gòu)的改進(jìn)
    3.5 FFT處理器中的有限字長(zhǎng)效應(yīng)
    3.6 本章小結(jié)
第四章 FFT/IFFT處理器的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)
    4.1 FFT/IFFT處理器整體方案設(shè)計(jì)
    4.2 FFT/IFFT處理器單元模塊設(shè)計(jì)
        4.2.164點(diǎn)FFT運(yùn)算模塊設(shè)計(jì)
        4.2.2 級(jí)間運(yùn)算模塊設(shè)計(jì)
        4.2.32 點(diǎn)FFT運(yùn)算模塊設(shè)計(jì)
        4.2.4 控制單元設(shè)計(jì)
    4.3 FFT處理器中的數(shù)據(jù)處理
    4.4 本章小結(jié)
第五章 FFT/IFFT處理器的驗(yàn)證與測(cè)試
    5.1 功能仿真
        5.1.1 仿真方案
        5.1.2 仿真結(jié)果
    5.2 綜合布局布線以及靜態(tài)時(shí)序分析
    5.3 FPGA板級(jí)測(cè)試
        5.3.1 測(cè)試方案
        5.3.2 測(cè)試結(jié)果
    5.4 性能分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)歷及攻讀碩士期間的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]MIMO-OFDM的FFT/IFFT處理器[J]. 李斯夢(mèng),陳赟,曾曉洋.  計(jì)算機(jī)工程. 2012(02)
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[3]應(yīng)用于超寬帶系統(tǒng)中的低功耗、高速FFT/IFFT處理器設(shè)計(jì)[J]. 劉亮,王雪靜,葉凡,仁俊彥.  通信學(xué)報(bào). 2008(09)
[4]一種基于FFT的超寬帶數(shù)字正交變換算法及實(shí)現(xiàn)[J]. 王旭東,劉渝.  儀器儀表學(xué)報(bào). 2008(08)
[5]一種高速定點(diǎn)FFT處理器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 付博,李棟,謝應(yīng)科.  計(jì)算機(jī)工程. 2005(11)
[6]一種高速實(shí)時(shí)定點(diǎn)FFT處理器的設(shè)計(jì)[J]. 韓澤耀,韓雁,鄭為民.  電路與系統(tǒng)學(xué)報(bào). 2002(01)

博士論文
[1]MIMO-OFDM系統(tǒng)中信道估計(jì)及信號(hào)檢測(cè)算法的研究[D]. 申京.北京郵電大學(xué) 2012
[2]OFDM超寬帶系統(tǒng)的低能耗、低復(fù)雜度數(shù)字信號(hào)處理及VLSI實(shí)現(xiàn)方法研究[D]. 劉亮.復(fù)旦大學(xué) 2010

碩士論文
[1]MIMO-OFDM系統(tǒng)盲信道估計(jì)技術(shù)研究[D]. 王慧.西安電子科技大學(xué) 2008
[2]MIMO-OFDM關(guān)鍵技術(shù)的研究和完整仿真平臺(tái)的建立[D]. 瞿逢重.浙江大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3723585