DC-OFDM無線通信系統(tǒng)中FIR濾波器和FFT處理器的研究與設計.pdf

1、超寬帶(Ultra-Wide Band，UWB)是一種能滿足未來低成本、高速無線數(shù)字家庭要求的短距離無線通信技術，基于正交頻分復用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，OFDM)技術的超寬帶系統(tǒng)能在2～10 m的范圍內(nèi)提供高達480Mb/s數(shù)據(jù)率的無線數(shù)據(jù)傳輸，具有很強的應用價值。2011年，中國標準化管理委員會下屬的無線個域網(wǎng)(Chinese Wireless Personal Area

2、 Network，C-WPAN)工作組推出超寬帶中國標準，選擇基于雙載波正交頻分復用(Dual-Carrier OFDM，DC-OFDM)技術的超寬帶系統(tǒng)作為中國超寬帶標準的技術規(guī)范。
　　本文針對DC-OFDM無線通信系統(tǒng)進行了FIR濾波器和FFT處理器的研究。完成了算法研究、系統(tǒng)仿真、架構分析、硬件設計、電路仿真、功能驗證、綜合等一系列流程。
　　針對并行FIR濾波器的設計，提出了新的并行FIR濾波器結構，提出新的多項式

3、分解方法，使所有子濾波器具有對稱系數(shù)，子濾波器實現(xiàn)所需的乘法器減少為原來的一半，相應的代價是加法器的增加，即使用加法器換取乘法器，從而降低硬件開銷。分別采用提出的結構和現(xiàn)存的結構設計實現(xiàn)了1個72抽頭32比特的FIR數(shù)字濾波器，該設計由TSMC65nm工藝實現(xiàn)，DC綜合結果顯示，與現(xiàn)存的采用快速FIR算法的結構相比，72抽頭2路并行FIR濾波器的面積降低了23％，3路并行FIR濾波器的面積降低了12％。提出的并行FIR數(shù)字濾波器被應用于

4、DC-OFDM超寬帶無線信道模型的硬件仿真中。
　　設計實現(xiàn)了一個應用于DC-OFDM系統(tǒng)中的8路并行128點FFT處理器。為降低傳統(tǒng)并行架構帶來的硬件實現(xiàn)開銷，研究了結合FFT分解的流水線多路并行架構，有效減少了實現(xiàn)所需的乘法器和加法器數(shù)目，在提高數(shù)據(jù)吞吐率的同時，進行了面積的優(yōu)化。對不同基結構下定點FFT運算所需的硬件開銷進行了定量分析與對比，從而選擇合適的基結構。針對128點FFT處理器，采用了8×8×2混合基算法，并為該算