论文部分内容阅读
随着电子信息技术的不断发展,在应用越来越多样化的促使下,移动通信技术正在向更高数据率的方向演进,长期演进技术(Long Term Evolution, LTE)以其高数据率、高频谱利用率和灵活性、低延迟、应用设备广泛等特性在一下代移动通信标准的竞争中脱颖而出,成为准4G技术的主流标准。随着传统的串行计算和串行计算机体系结构的发展遇到越来越多的瓶颈,并行编程以及并行计算机体系结构已经成为学术界公认的下一代信息处理系统的研究热点。本论文主要以LTE标准下行链路传输接收系统关键技术中的FFT技术和信道估计技术为研究对象,探讨了运用多核技术实现相关功能的可能。论文的主要工作包括：1.从算法层面出发,分别对FFT算法和信道估计算法进行了介绍分析,对各类算法在复杂度和可行性方面进行了比较；并对目前FFT和信道估计的主流算法和硬件实现方式进行了概述,比较了不同实现方式的优劣。2.根据LTE标准对FFT运算模块的要求,选择合适的算法进行算法的并行性拆分并进行仿真,将并行性设计后的算法在一块2个cluster,每个cluster有8个核的多核芯片上进行映射,可用于计算LTE标准下行链路传输中6种带宽模式下对应的128点、256点、512点、1024点、1536点和2048点的FFT。FFT计算采用基于频率抽取的方法进行,将2n次幂形式的FFT计算转换成多级基-2FFT运算,采用流水线并行和数据级并行两种方式进行并行设计,减少运算模块的计算时间,提高能量效率3.根据LTE标准对信道估计模块的要求研究了可行的信道估计算法并进行仿真比较。算法同样根据多核平台的特点在流水线并行和数据级并行两个层面进行了并行设计,将信道估计算法分为三步：导频处选用LS算法进行导频点的信道估计,随后先在频域方向进行二阶高斯插值,再在时域方向进行线性插值。4.将FFT算法和信道估计算法基于一块使用TSMC65nm工艺制成的多核芯片上实现。算法在多核平台映射后首先在仿真平台中对功能进行了验证,并将多核实现的运行结果同ASIC实现、DSP实现和其他处理器实现的方式在运行速度等方而进行了比较,同时还对芯片的实测功耗和能量效率等参数进行了分析比较。