MB-OFDM UWB系统中的128点FFT/IFFT处理器设计

"一种应用于多带正交频分复用超宽带（MB-OFDM UWB）系统的128点IFFT/FFT处理器被提出，该处理器设计具有高吞吐量、混合字长、混合基以及4并行数据路径的特点。通过采用误差补偿的改进Booth定长乘法器和CSD常量乘法器，它提升了计算精度并降低了硬件复杂度。相比于混合基多路径延迟反馈（MRMDF）结构，该处理器减少了49%的乘法器资源，同时在相同硬件开销下，对比双并行数据路径结构减少了30%的存储器资源，提高了33%的吞吐量，实现了性能、成本和速度的最佳平衡。处理器在0.18 μm CMOS工艺下可达到300 MHz的最大工作频率，吞吐量为1.2 Gsamples/s，完全满足吉比特无线个人域网络（WPAN）的应用需求。" 在无线通信领域，多带正交频分复用超宽带（MB-OFDM UWB）技术因其在短距离、高速率通信中的优势，成为了无线个人域网络（WPAN）的理想选择。MB-OFDM UWB利用3.1至10.6 GHz频段的14个子带，通过时频交织或定频交织技术进行数据传输。OFDM技术是MB-OFDM UWB的核心，它将信号分割到多个子载波上，利用IFFT/FFT算法进行调制和解调。 本文提出的128点IFFT/FFT处理器旨在处理MB-OFDM UWB中的OFDM符号，其设计考虑了效率和精度的平衡。4并行数据路径的设计提高了处理器的吞吐量，而混合字长和混合基策略则优化了计算资源的利用。改进的Booth乘法器和CSD常量乘法器的引入，有助于减少硬件复杂度的同时提升计算精度，这对于在有限的硬件资源下保持信号质量至关重要。 与传统的混合基多路径延迟反馈（MRMDF）结构相比，该处理器在乘法器资源方面表现出更高的效率，降低了49%的使用。在不增加额外硬件开销的条件下，与双并行数据路径结构相比，处理器的内存需求减少了30%，吞吐量提高了33%，这在实际应用中意味着更快的数据处理速度和更低的功耗。 处理器在0.18 μm CMOS工艺下的运行表现证明了其高效性，300 MHz的最大工作频率和1.2 Gsamples/s的吞吐量完全满足了WPAN对高速率、低延迟传输的要求。因此，该处理器的设计对于推动MB-OFDM UWB技术在无线个人域网络中的广泛应用具有重要意义，为实现高带宽、低功耗的无线通信提供了有效解决方案。