优化的3780点FFT处理器：TDS-OFDM系统的有效方案

"该文提出了一种用于时域同步OFDM（TDS-OFDM）系统的新颖的3780点FFT处理器方案，解决了3780不是2的幂导致的经典FFT算法无法直接应用的问题。通过引入60x63迭代的Winograd傅里叶变换算法（WFTA）架构和优化的CORDIC模块，降低了乘法次数45%，并用CORDIC模块和ROM替代了传统的DSP，从而提高了处理器效率。该方案满足中国数字多媒体/电视广播地面（DMB-T）国家标准的要求，是TDS-OFDM系统的一种有效架构。" 在无线通信领域，正交频分复用（OFDM）技术因其高数据传输速率和抗多径衰落的能力而被广泛应用。时域同步OFDM（TDS-OFDM）是OFDM的一个变体，特别适应于中国的DMB-T国家标准。在这个系统中，3780点快速傅里叶变换（FFT）起着至关重要的作用，因为它能够有效地将信号从时域转换到频域，便于频谱利用和多载波调制。 然而，由于3780不是2的幂次，传统的基于2的基数（如radix-2或radix-4）的FFT算法无法直接应用。为解决这个问题，研究者采用了Winograd傅里叶变换算法（WFTA）。WFTA是一种适用于非2的幂次FFT计算的算法，它通过更小的基变换组合实现FFT，减少了计算步骤。此外，Good-Thomas素因子算法（PFA）也被用于分解3780的因数，以便进一步处理。然而，这两种算法在硬件实现上都面临着计算复杂性和资源需求高的挑战。 为了解决这些挑战，论文提出了一个创新的方案，即采用60x63迭代的WFTA架构来替代PFA，以降低计算复杂性。同时，利用优化的坐标旋转数字计算机（CORDIC）模块来执行旋转因子的乘法操作，以减少对数字信号处理器（DSP）的需求。CORDIC算法是一种硬件友好的矢量旋转算法，能够有效地执行乘法和三角函数运算，从而在不牺牲性能的情况下减少了硬件成本。 经过改进，新的3780点FFT处理器方案在乘法次数上减少了45%，尽管这使得硬件面积增加了1%，但总体上提高了系统的效率。所有传统DSP被优化的CORDIC模块和只读存储器（ROM）所替代，实现了资源的高效利用。仿真结果证实，该方案满足了DMB-T标准对时域同步OFDM系统的要求，证明了其在实际应用中的有效性。 这项工作为时域同步OFDM系统提供了一个高效且适应性强的3780点FFT处理器设计，对于提高数字多媒体广播系统的性能和降低硬件成本具有重要意义。