刘卫新[1]2003年在《实现FFT整序方法的研究》文中认为本文在对末敏弹的图像和数据信号处理的研究中发现，当对末敏弹接收的信息进行功率谱分析的时候要涉及到快速傅立叶变换。根据FFT整序方法的研究现状，经过研究、分析和反复试验、推导，提出了一个新规律，以及给出了该新规律在FFT整序中的具体应用。用C语言将原来用FORTRAN语言写的标准整序程序重新改写，并根据新规律对该标准程序进行了部分修改，还对整序新算法与旧算法的计算效率进行了比较。经过实际的测试表明，新算法比标准算法提高了近40％的效率，这对于快速傅里叶变换中整序方法效率的提高具有重大意义。而且可以提高末敏弹图像和数据信号处理的计算速度，这样就提高了末敏弹信号处理的实时性和攻击目标的准确性。
孙学[2]2004年在《基于FPGA实现可扩展高速FFT处理器的研究》文中提出DFT(离散傅立叶变换)作为将信号从时域转换到频域的基本运算，在各种数字信号处理中起着核心作用，其快速算法FFT(快速傅立叶变换)在无线通信、语音识别、图像处理和频谱分析等领域有着广泛的应用。特别是随着OFDM(正交频分复用)技术的出现，不同OFDM系统需要不同变换点数的FFT运算，如何更快速、更灵活地实现FFT变得越来越重要。 本文提出了基于FPGA(现场可编程门阵列)实现傅立叶变换点数可灵活扩展的高速FFT处理器的结构设计以及各功能模块的算法实现，包括高组合数FFT算法能按流水线方式工作的FFT级联实现结构、级间混序RAM读／写地址规律及其地址发生器的设计、补码实现的短点数FFT阵列处理结构以及补码实现的可用于不同级间完成数据相位旋转而又具有相同流水线结构的CORDIC(坐标旋转数字计算机)处理器等；实现了具有流水线处理能力的高速FFT处理器及其功能验证平台。 对基于FPGA实现可扩展高速FFT处理器的研究表明： (1)随着现场可编程IC(集成电路)技术的发展和应用的成熟，器件规模和品种不断增加，现场可编程IC设计和应用成本不断降低，在越来越多的领域和产品中，特别是生产批量小，更新快的数字化系统产品中，直接采用FPGA为代表的现场可编程IC来实现硬件的单片集成，已成为必然趋势。对于FFT等算法的快速原型，CPLD(复杂可编程逻辑器件)／FPGA技术是一个理想工具。 (2)面向高速、大容量数据流的FFT的实时处理，可以通过VLSI(超大规模集成电路)器件的并行处理或多级流水线处理等来达到。特别是多级流水线处理的FFT结构使得基于CPLD／FPGA器件的FFT处理器完成不同点数的FFT计算时可以通过增减模块级数很容易地实现。 (3)通过分析和比较各种FFT算法的特性和规律后得出，基于FPGA设计傅立叶变换点数可灵活扩展的高速FFT处理器，高组合数FFT算法是最优选择，基-X这种任何基FFT都有扩展的局限性，因为后者是前者的特例，对前者的研究可以得出一般规律的总结，使得高速FFT处理器的结构扩展更为方便和灵活。 (4)为了FPGA更加优化地实现FFT设计的综合以及布局布线，需要针对FPGA的特点，改变一些功能模块的算法原理，如实现旋转因子乘法的CORDIC算法；调整一些模块单元的设计结构，如CORDIC迭代单元的补码实现结构等。 (5)能够从理论上，一般性地总结出组合数FFT算法实现过程中用流水线读／写同一块RAM来实现级与级之间的数据混序的读／写RAM地址发生规律，以它为指导，可以灵活地改变FFT处理器的结构及其进行傅立叶变换的数据规模，此结重庆大学硕士论文构取代了用两块RAM完成数据混序的乒乓结构，不涉及存储器之间的读写切换，控制逻辑非常简单，而且消耗的存储器资源节省一半。 (6)根据设计结构用FPGA实现的具有流水线处理能力的高速FFT处理器的实验结果表明:时钟工作在40MHz时，输入数据速率达到20MHz，计算1 024点16位字长定点FFT运算可以达到52us量级(实测结果)。由此说明，基于FPGA实现的FFT处理器的各功能模块涉及的算法的理论分析正确，设计结构能够达到满足实时处理的高速性能。
郭冀闽[3]2016年在《802.11ac系统中FFT处理器的设计与实现》文中认为随着无线通信技术的快速发展,人们在享受新技术带来的便捷性的同时,也对无线带宽和数据传输速率有了新的要求,2014年发布了新一代的802.11ac无线通信协议,最高可支持“吉比特”(GPS)量级的数据吞吐量,更加丰富了人们的无线网络生活。FFT处理器在802.11ac系统中负责调制和解调功能,设计出一款高性能的FFT处理器,对提高总体系统性能和降低硬件复杂度至关重要,因此对该系统中FFT处理器的研究具有较大的学术与应用价值。论文根据802.11ac协议系统的特点,对FFT处理器的算法和结构进行了设计和硬件实现,并完成了后端物理实现设计。通过对802.11ac协议的研究,明确了 FFT处理的基本性能指标,对较为适用的基-2和混合基FFT算法进行具体的对比和分析,确定采用混合基FFT算法。结合系统高数据吞吐量的特点,对几种流水线FFT处理器结构进行分析,确定使用R8MDC和R2SDF组合而成的MRMDC结构。论文对FFT算法和架构设计利用MATLAB进行功能性验证和计算误差评估,并着重对FFT处理器中复杂度高的整序和运算单元进行了设计和优化。利用Verilog语言进行硬件电路设计,并结合Modelsim软件对代码进行调试和仿真,使用MATLAB软件对仿真数据进行分析,得出FFT处理器的SQNR在33dB左右。论文使用TSMC 65nm工艺库,在0.9v 125℃的最大延时工艺角下,利用Design Compiler工具对前端代码进行逻辑综合,得出逻辑综合阶段FFT处理器在100MHz的时钟频率下功耗为9.1695mW、总的门数为307,217。然后利用EDA工具完成了 FFT处理器的后端物理设计,对流程中各个环节中遇到的问题进行了详细的分析和解决,并着重对时序进行了分析和优化,最终进行了流片级的功能完整性验证、静态时序分析和物理验证,确定了 FFT处理器IP核的版图面积为 878.79×878.79μm2、功耗为 10.8276mW。论文的特色与创新之处在于根据802.11ac系统的特点,论文使用了 8×8×2混合基算法和MRMDC流水线结构,可以同时处理八组并行输入的数据流,使FFT处理器具有数据吞吐量高、硬件复杂度低等优点,具有较高的实用价值。论文提出了优于传统整序方法的基于双端口 RAM的整序结构,实现了数据的顺序输入和顺序输出,可以很好地和802.11ac系统中其他模块相协调;并根据需要,设计出了一种基于数学概率法的固定位宽Booth乘法器算法,权衡了精度和硬件复杂度,提高了信噪比指标。
贾渊, 范勇, 刘渊, 赵文琦[4]2008年在《用分治及贪婪策略实现FFT整序》文中进行了进一步梳理FFT整序的关键是逆序号的求取,用预先存贮的逆序表可提高FFT整序的效率.算法结合分治与贪婪策略,用最少的交换次数得到逆序表.算法避免了常规整序中顺序号与逆序号的比较运算,提高了FFT整序的效率.为了比较相关算法在Windows操作系统下的运行效率,编制了相应的C++程序.实验表明,求取长2N的逆序表时,算法的交换次数为数组长的一半(2N-1-1或2N-1-2),其效率优于传统的整序算法.
王锋, 彭华仁[5]2015年在《一种FFT逆序输出整序的时间优化方法》文中研究表明在数字信号处理中,FFT运算具有非常重要的作用。传统FFT算法具有原位计算的特点,原位FFT算法在自然序输入时输出呈逆序状态,因此为了得到自然序的结果数据,就必须对全部FFT输出数据进行整序。使用查找表整序是从FFT的逆序输出结果中直接读取自然序结果数据。试验证明,在获取全部FFT结果数据时,查找表整序相比传统整序在时间效率上可以提高一倍,并且在连续FFT分析的情况下,优势会更明显。
卿柏元[6]2008年在《谐波电能计量改进FFT算法研究》文中认为非线性负荷特别是电力电子设备在电力系统中的广泛应用,导致电网谐波污染日益严重,使电能质量严重恶化,影响了用户的正常工作。实现电力谐波的精确分析和谐波电能的准确计量,可为电能的科学管理提供可靠依据。快速傅立叶变换(FFT)因其易于嵌入式系统实现而被作为电力谐波分析的主要方法,但在电力谐波分析时很难做到同步采样和整数周期截断,由此造成的频谱泄漏将影响到谐波分析的结果。通过加窗以及采用插值修正算法可以改善计算谐波频率、相位和幅值的准确度。针对已有算法在插值算法的实现、修正公式的求解及计算精度等方面存在的不足,本文提出了基于Nuttall窗双谱线插值FFT的电力谐波分析方法,探讨了基波频率、采样频率、截断信号的数据长度对谐波分析方法的精度的影响。用曲线拟合函数对算法中复杂的表达式进行曲线拟合,求出实用而简单的逼近公式,大大减少了计算量。进一步探讨了基于Nuttall窗双谱线插值FFT的谐波电能计量方法。仿真结果表明,在非同步采样和非整数周期截断条件下,本文提出的电力谐波分析方法具有很高的精确度。针对电力行业谐波电能计量的迫切需求,提出了AD73360L+ADSP-BF533+M30624FGPFP的叁相多功能谐波电能表构成方案,简述了电能表的工作原理,详细介绍了六路同步采样ADC的数据采集电路和以ADSP-BF533为核心的数据处理电路设计,给出了基于Nuttall窗双谱线插值FFT的谐波电能计量的软件流程,探讨了谐波电能计量的比差、角差校正方法。检测结果表明,基于本文方法研制的叁相多功能谐波电能表的基波有功测量误差≤0.2%,基波无功测量误差≤1%,2-21次谐波电压测量误差≤2%、谐波电流测量误差≤5%、谐波相位测量误差≤5°,满足GB/T-14549-93的A类谐波测量仪器要求。仿真实验和工程应用表明,本文提出的基于Nuttall窗双谱线插值FFT的电力谐波分析方法是可行的,能很好地抑制频谱泄漏和栅栏效应引起的误差,能实现电力谐波的精确分析和谐波电能的准确计量。
林水生, 黄顺吉[7]1998年在《一种实现任意基FFT的快速整序算法》文中认为提出了一种数据整序快速算法，能对任意基ＦＦＴ变换的数据进行快速整序。该算法对数据进行循环嵌套分组，简化了数据交换的判断条件，并减少了求解数据序号位倒序值的运算量。计算结果表明，当数据规模越大，该算法的数据整序时间较其他算法越少，并使基２－ＦＦＴ的运算时间较用其他整序算法时减少１．３％～４％。较用直接整序方法时减少７％～１９％。
冷继南[8]2013年在《数字电视国标核心模块优化与下一代演进标准的相关技术研究》文中研究指明中国数字电视国家标准(Digital Television/Terrestrial Multimedia Broadcasting, DTMB)及其核心技术时域同步的正交频分复用(Time-Domain Synchronous Orthogonal Frequency Division Multiplexing, TDS-OFDM)已经在全国施行,日趋成熟的国标数字电视系统也在向国际市场迈进。而欧美等发达技术国家和地区在不断完善一代数字电视系统并出口其他地区的同时,已经纷纷推出涵盖大量先进技术的第二代数字电视标准。为了进一步改良现有DTMB标准中的关键技术以及研究二代标准中分集技术,本文在TDS-OFDM系统中快速傅立叶变换(Fast Fourier Transform, FFT)算法研究、3780点处理器资源优化和空时编码技术等方面展开了研究。首先,TDS-OFDM系统是DTMB标准的核心技术,与其他OFDM技术相比具有独到的优势,采用3780点FFT构造的数据帧结构也是契合我国数字电视频带分配的规定。然而3780并不是一个整数次幂,所以无法直接调用常用的基-2或者基-4的FFT处理模块,必须单独设计专用的快速算法。本文提出的一种基于迭代Winograd快速算法(Winograd Fourier Transform Algorithm, WFTA)计算的3780点FFT算法,优化了计算复杂度。与典型的3780点算法比较,本文提出的方案将乘法计算量降低了45%,其代价仅仅是增加了1%的加法计算量。相比同类的其他优化算法,本文的方案也有明显的优势。新的算法更有助于3780点FFT处理器实现的资源优化。其次,由于3780点FFT计算需要拆分到小点数DFT运算后再进行合并,多级运算不可避免。用于级联运算模块间的整序缓存和旋转因子乘法都需要开销大量的硬件资源。本文设计了匹配迭代WFTA运算模块的整序算法,小点数离散傅立叶变换(Discrete Fourier Transform, DFT)运算模块的输入输出都优化为自然数顺序,同时还采用改进的正交旋转数字计算(Coordinate Rotation Digital Computer, CORDIC)模块来替代旋转因子复数乘法器,进一步优化了处理器的整体资源开销。分析结果表明,本文设计的3780点FFT处理器所开销的逻辑资源为两种同类方案的53%和81%,并且在系统延迟和DSP资源节省方面也更加出色。本文提出的方案同时也满足TDS-OFDM系统的技术指标,是一种有效的国标DTMB核心处理器装置。再次,分集发射技术是全球二代数字电视标准中先进技术的重要组成部分。应用于复杂信道条件的差分正交空时编码技术也将会在我国数字电视演进标准中有巨大的应用前景。差分算法消除了正交空时分组码(Space-Time Block Code, STBC)编解码对信道状态信息(Channel State Information, CSI)的依赖,但是却引入了星座点扩散的问题。本文在保证码率满速率的前提下,提出了一种基于双映射的差分正交空时分组码(Differential Space-Time Block Codes, DSTBC)编码算法,成功的抑制了星座点扩散。仿真结果显示,本文提出的抑制星座点扩散的DSTBC方案,是同类方案中映射流程最为简洁的,而且是所有满速率算法中性能最好的。相比未抑制星座点扩散的典型算法,仅在低信噪比条件下有1dB的损失,但是在高信噪比条件下性能相当。
张学智, 蔡晖[9]2001年在《快速实现FFT的逆序方法》文中指出提出的生成法 ,是实现离散快速傅立叶变换中序列逆序的新算法 ,无论是对实际应用 ,还是理论教学 ,都是有效的方法
林水生, 黄顺吉[10]1999年在《改进的任意基FFT整序算法》文中进行了进一步梳理本文提出了一种改进的适合于任意基ＦＦＴ变换的整序算法，改进整序算法采用循环嵌套结构，减少了运算量，实验结果表明，改进整序算法的运算时间较其它整序算法少。
参考文献：
[1]. 实现FFT整序方法的研究[D]. 刘卫新. 南京理工大学. 2003
[2]. 基于FPGA实现可扩展高速FFT处理器的研究[D]. 孙学. 重庆大学. 2004
[3]. 802.11ac系统中FFT处理器的设计与实现[D]. 郭冀闽. 福州大学. 2016
[4]. 用分治及贪婪策略实现FFT整序[J]. 贾渊, 范勇, 刘渊, 赵文琦. 江苏科技大学学报(自然科学版). 2008
[5]. 一种FFT逆序输出整序的时间优化方法[J]. 王锋, 彭华仁. 微型机与应用. 2015
[6]. 谐波电能计量改进FFT算法研究[D]. 卿柏元. 湖南大学. 2008
[7]. 一种实现任意基FFT的快速整序算法[J]. 林水生, 黄顺吉. 电子科技大学学报. 1998
[8]. 数字电视国标核心模块优化与下一代演进标准的相关技术研究[D]. 冷继南. 浙江大学. 2013
[9]. 快速实现FFT的逆序方法[J]. 张学智, 蔡晖. 探测与控制学报. 2001
[10]. 改进的任意基FFT整序算法[J]. 林水生, 黄顺吉. 信号处理. 1999
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