LTE系統中FFT的研究與DSP實(shí)現
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使用C語(yǔ)言編寫(xiě)主函數，匯編語(yǔ)言編寫(xiě)FFT算法的實(shí)現函數。程序中假設輸入數據最大長(cháng)度為1 024，由于DSP C6455可以直接存取處理32 bit，所以在內存中定義了長(cháng)度為8 192 bit作為存放輸出序列的內存空間。為了提高運算精確度，輸入數的實(shí)部和虛部分別占用一個(gè)字，在程序中進(jìn)行復數相乘操作是采用匯編指令MPYHI。內存定義了長(cháng)度為2 048 bit的Tempsequence作為存放倒序序列，并且建立了2張旋轉因子查找表，分別為Wr和Wi。
外循環(huán)中，在每次內循環(huán)之前從輸入比特序列中取出32 bit放入一個(gè)寄存器，作為一個(gè)內循環(huán)的輸入，內循環(huán)結束后，取下一個(gè)32 bit輸入比特更新這個(gè)寄存器。
內循環(huán)中，計算蝶形過(guò)程采用查表的方式。對于每一級，計算出需要的旋轉因子個(gè)數以及相同旋轉因子相距的間隔。計算蝶形過(guò)程時(shí)，首先提取出X(k)，根據相同旋轉因子間隔找到X(k+B)完成蝶形計算?？紤]到旋轉因子的對稱(chēng)性，在內存中存放旋轉因子時(shí)只存放一半，剩余的數據根據對稱(chēng)性進(jìn)行處理。圖2給出了FFT算法實(shí)現計算流程圖。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/149952.htm
按時(shí)間抽取法的FFT輸入序列是倒序，輸出序列是自然順序；按頻率抽取法的FFT輸入序列是自然順序，輸出序列是倒序的。不管采用哪種方法進(jìn)行FFT計算，都需要倒序處理。倒序是整個(gè)FFT計算的重要部分，進(jìn)行匯編程序時(shí)，按自然順序將輸入數據存入到存儲單元內，通過(guò)變址運算，將自然順序的序列按時(shí)間抽取法要求進(jìn)行倒位。
重新排序之前，存儲單元Y中依次存放輸入數據，I表示當前輸入數據比特的順序數的十進(jìn)制數值，I的取值從0到N-I；J表示當前倒序數的十進(jìn)制數值。輸入序列的第一個(gè)和最后一個(gè)數的位置不需要倒序處理，完成倒序的外循環(huán)的次數為N-2。為了保證調換數據的正確性，需要檢測一下是否IJ，只有當IJ，才將Y(I)與Y(J)的內容互換。形成倒序數J以后，就可以實(shí)現變址功能，按照自然順序存放在存儲單元的數據重新按照倒序排列。圖3給出了實(shí)現倒序的匯編流程圖。
3 性能分析與總結
在DSP軟件實(shí)現中，通過(guò)指令并行，盡量?jì)?yōu)化程序循環(huán)體，減少或消除程序中的’NOP’指令[6]。通過(guò)程序仿真運行，得到統計結果如表1所示。
從表中可以看出，當運用TMS320C64×DSP芯片實(shí)現時(shí)，由于處理器的超高主頻一般為1 GHz，一個(gè)指令周期耗時(shí)為1 ns，其運算速率非?？?，完全可以滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性信號處理。因此，采用旋轉因子查表法的實(shí)現方案不僅簡(jiǎn)化了程序實(shí)現方法，還減少了模塊程序代碼編寫(xiě)，節約了系統存儲空間。
本文提出了一種簡(jiǎn)單有效的FFT算法實(shí)現方案，詳細介紹了算法在DSP的實(shí)現方法，并在TMS320C64x芯片上加以實(shí)現。程序運行結果表明，該算法能夠滿(mǎn)足TD-LTE系統的需求，具有可行性和高效性。該方案已應用于LTE-TDD無(wú)線(xiàn)綜合測試儀表的開(kāi)發(fā)中。
參考文獻
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