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OFDM系统中基于FPGA平台的FFT实现的开题报

告

一、选题背景

OFDM（正交频分复用）系统是一种多载波调制技术，在无线通信系

统中被广泛应用。它采用多个正交基带信号，每个基带信号采用不同的

载波频率，同时进行传输。这样做能够有效地降低复杂度，并且可以应

对多径效应、频偏等问题。

FFT（快速傅里叶变换）是OFDM系统中用于将时域信号转换为频

域信号的核心算法。因此，实现高效的FFT算法对于OFDM系统的性能

和功耗都有着重要的影响。

FPGA（现场可编程逻辑门阵列）平台因其具有可定制性、高性能和

低功耗等优点，成为了提高FFT算法执行效率的理想选择。因此，基于

FPGA的FFT实现得到了广泛研究。

二、研究内容

本课题计划基于FPGA平台实现OFDM系统中FFT算法的加速。具

体研究内容包括：

1.分析OFDM系统中FFT算法的原理及基本流程；

2.研究现有的FFT算法，包括基于蝶形算法的Cooley-Tukey算法、

基于矩阵乘法的Winograd算法、基于迭代求解的快速哈达玛变换等算法，

并比较它们的优缺点，选择性能最优的算法；

3.设计算法实现的硬件电路，包括乘法器、加法器、存储单元、控

制单元等；

4.使用VerilogHDL编写硬件描述语言，实现FFT算法在FPGA上的

设计和验证；

5.对设计结果进行测量，并与传统软件实现FFT算法进行比较，验

证其加速效果。

三、研究意义

本研究旨在提高OFDM系统中FFT算法的执行效率，进一步优化无

线通信系统的性能和功耗。具体的研究意义如下：

1.提高OFDM系统的传输速率和数据吞吐量，增强无线通信的可靠

性和稳定性；

2.优化FPGA的应用效果，提高其应用领域的实用性和适用性；

3.为后续研究提供基础和参考，为FPGA在高速信号处理方面的应用

提供新思路。

四、预期结果

本课题的预期结果包括：

1.设计出硬件电路实现FFT算法在FPGA上的加速实现；

2.验证设计结果的正确性和可靠性，并与软件实现进行性能对比；

3.报道实验结果并分析算法加速效果；

4.发表相关论文并参加相关学术会议，分享研究成果。