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LTE系统中FFT的研究与DSP实现*

2011-07-03王丹,许虎

电子技术应用 2011年10期

王 丹,许 虎

(重庆邮电大学 通信与信息工程学院,重庆400065)

在数字信号处理中,离散傅里叶变换(DFT)是常用的变换方法,它在各种数字信号处理系统中扮演着重要的角色。快速傅里叶变换(FFT)[1-2]是离散傅里叶变换的快速算法,它是根据离散傅里叶变换的奇、偶、虚、实等特性,对离散傅里叶变换的算法进行改进获得的,两者都是为了将信号变换到频域并进行相应的频谱分析。对于实时性要求很强的信号处理来说,运算速度对整个处理的影响是显而易见的。因为FFT拥有很高的运算能力,使其在无线通信和数字通信、高速图像处理、匹配滤波等领域得到极为广泛的应用。

LTE作为准4 G技术,以正交频分复用OFDM和多输入多输出MIMO技术为基础,下行采用正交频分多址(OFDM)技术,上行采用单载波频分多址(SC-FDMA)技术,在20 MHz频谱带宽下能够提供下行100 Mb/s和上行 50 Mb/s的峰值速率[3]。

频域分析比时域分析更优越,不仅简单,且易于分析复杂信号[4]。在LTE系统中,FFT算法主要应用于基带信号生成、信号的接收和检测等,将时域信号转移到频域进行处理。

1 FFT算法分析

设x(n)为N点的有限长度序列,其DFT正变换为:

假设输入序列x(n)长度为N=2M,M是正整数。如果不满足这个条件,在序列尾部人为地加上若干零值点,使其达到这一要求。将序列x(n)按n的奇偶分解为两个N/2点的子序列:

按以上步骤继续分为奇偶组,直到分解两个点的DFT为止。图1是使用FFT算法和直接DFT算法总运算量与抽样点数N的关系图。

序列x(n)逆变换(IDFT)连续取两次共轭有:

这样逆变换也可以直接调用FFT子程序。……

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