基于FPGA的LTE系統(tǒng)中轉(zhuǎn)換預編碼的設計

　　2 總體結(jié)構(gòu)設計

　　從表1中看出，LTE上行轉(zhuǎn)換預編碼要進行的FFT變換種類多，但每一種變換的架構(gòu)是相似的，都是由基2及非基2點FFT的公共模塊組成。基2有點數(shù)為4，8，16，32，64，128，256的模塊，非基2的有點數(shù)為3，9，15，27，45，75，81，135，225和243的模塊，只要抽出這些公共模塊并精心設計，再合理地調(diào)用，就會順利完成這個看似繁瑣的工作。

　　圖2所示總體結(jié)構(gòu)框圖中，模塊A和C分別為數(shù)據(jù)輸入和輸出模塊；模塊B為數(shù)據(jù)處理模塊，其主要思想是動態(tài)配置和公共模塊的復用，內(nèi)部FFT模塊事先單獨生成，MUX1，MUX2是選擇器，在不同輸入點數(shù)的情況下動態(tài)配置不同的內(nèi)部FFT模塊來組合成外層FFT，這樣內(nèi)部FFT模塊就可以達到復用的目的，可以大大減少總體資源耗用，而處理速度也與單獨執(zhí)行各FFT相當。

3 硬件實現(xiàn)

　　在實際應用中，一般由FPGA完成需要快速和較為固定的運算，由DSP完成靈活多變和運算量較大的任務[7]。Xilinx Virtex-5 SXT平臺針對具有低功耗串行連接功能的DSP和存儲器密集型應用進行了優(yōu)化，具有硬件結(jié)構(gòu)可重構(gòu)的特點，適合算法結(jié)構(gòu)固定、運算量大的前端數(shù)字信號處理，可以大量卸載這些功能，釋放DSP帶寬以處理其他功能，所有這一切都使得FPGA在數(shù)字信號處理領(lǐng)域顯示出自己特有的優(yōu)勢。

　　3.1 地址映射

　　以1 080點FFT在圖2所示系統(tǒng)中的實現(xiàn)過程分析系統(tǒng)工作原理。因為1 080=8×135，且8和135互質(zhì)，故外層采用Good-Thomas算法。

　　輸入地址映射：

　　FPGA內(nèi)嵌Block RAM的使用可以大大節(jié)省FPGA的可配置邏輯功能塊（CLB）資源。Good-Thomas算法需要對輸入輸出數(shù)據(jù)進行排序，輸入輸出端處理方法相同，這里只介紹輸入端處理。在輸入端，鑒于Block RAM的特征，設置一個ROM和RAM，如圖2模塊A所示。對于不同長度的FFT，ROM不同，但RAM可以共用。在ROM里預先存放輸入數(shù)據(jù)在RAM1中的位置序號，此位置序號由（1）式得到，在時鐘沿到來時，先順序讀出存儲在ROM中的位置序號，將此數(shù)作為RAM1的地址輸入，就能將輸入數(shù)據(jù)存放到RAM1中的不同位置。這樣在輸入數(shù)據(jù)的同時完成了數(shù)據(jù)的排序，一舉兩得。1 080點FFT的輸入和輸出端地址索引如圖2所示，其邏輯時序圖見圖3。圖3中，RAM_in由測試數(shù)據(jù)xn_i和xn_r進行位拼接后輸入。