LTE系统中混合基FFT算法分析与硬件实现_陈发堂

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1、Information信息通信&communications基金项目：“新一代宽带无线移动通信网”国家科技重大专项TD-LTE无线综合测试仪表开发(2009ZX03002-009)LTE系统中混合基FFT算法分析与硬件实现陈发堂王延双/重庆邮电大学通信与信息工程学院（重庆·400065）摘要：在LTE系统设计过程中，上行链路采用单载波频分载波频分多址技术（SC-FDMA），下行链路采用正交频分多址技术（SC-FDMA）,下行链路采用正交频分多址技术多址技术(OFDMA)。在这两种多址技术运用的过程中，都(OFDMA)。在用这两种技术实现LTE的过程中，都采用了有

2、DFT或者FFT功能模块，以减少由无线信道的多径时延DFT或FFT的处理方法，而直接计算DFT的计算量太大。因扩展所产生的时间弥散性对系统造成的影响。然而直接计此本文通过对LTE系统中各种FFT算法进行了分析，重点对算DFT的计算量与变换区间长度N的平方成正比，快速傅立Cooley-TukeyFFT算法进行了研究，同时以变换区间N=12叶变换可使DFT的计算效率提高1到2个数量级。快速傅立和N=15为例，通过电路复用的方式进行了FPGA实现与验叶变换的算法有基-2，基-4，分裂基算法，Good-Thomas算证。法，Cooley-Tukey算法。然而在硬件实现的

3、过程中，不仅需关键词：LTE；Cooley-TukeyFFT；FPGA实现要考虑算法运算量，还要考虑算法的复杂性和模块化。虽然中图分类号:TN929.5文献标识码:A基-2，基-4算法在一定程序上减少了运算量，但是当变换区文章编号：1673-1131(2010)02-012-04间N很大时，运算量也相当大。分裂基尽管综合了基-2，基-4算法的优点，但是L型蝶形运算结构在控制上要复杂。而一、引言Cooley-Tukey算法可以将变换区间长度N任意的进行因数在LTE系统中，由于系统性能的要求，上行链路采用单分解，不仅可以减少运算量，而且对分解的因数之间没有任Them

4、ixedradixFFTalgorithmanalysisandhardwareimplementationinLTEsystemChengFatang,WangYanshuang(SchoolofCommunicationandInformationEngineering,ChongqingUniversityofpostsandtelecommunication,Chongqing,400065,China)Abstract:IntheprocessofLTEsystemdesign,inordertomeettheperformancerequiremen

5、tsofLTE,theuplinkadoptthesingle-carrierfrequencydivisionmultipleaccesstechnolog(SC-FDMA),theuplinkadopttheorthogonalfrequencydivisionmultipleaccesstechnolog(OFDMA).intheprocessofachievingtheLTE,haveadoptedDFTorFFTapproach.however,calculationofdirectcalculationtheDFT,isproportionaltot

6、hesquareofthelengthofN,calculatevolumetoomuch.Herefore,inthispaper,firstintroduceandstudythevariousFFTalgorithms,atthesametime,focusingontheCooley-TukeyFFTalgorithm,second,takethetransformintervalN=12andN=15forexample,bythewaythecircuitreuseofFPGAimplementationAndverification.Keywords:

7、LTE；Cooley-TukeyFFT；FPGAimplementation122010No.2陈发堂王延双/LTE系统中混合基FFT算法分析与硬件实现学术研究AcademicResearch何的限制。DFT，并且两级之间需要乘以旋转因子。因此本文以Cooley-Tukey算法为出发点，以变换区间此时的输入映射关系为：（6）N=12和N=15为例，通过电路复用的方式进行了FPGA验证与实现。输出映射关系为：（7）二、FFT算法分析此时以N=15点的Cooley-Tukey算法FFT为例，考虑了逆2.1Cooley-Tukey算法分析序重排的分步运算流程图如图1所

8、示离散傅立叶变换(DFT