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Implementation FPGA d'une FFT a base d'arithmetique logarithmique pour les systemes OFDM.

机译：基于对数算法的OFDM的FFT的FPGA实现。

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Le marché actuel des télécommunications est en constante évolution, dans le but d'améliorer les normes actuelles des réseaux de la téléphonie mobile. Les défis sont d'améliorer l'efficacité spectrale pour un meilleur débit de transmission tout en présentant une robustesse du système aux perturbations. La modulation OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) représente une des techniques les plus récemment adoptées dans les systèmes de communication large bande. Cette dernière démontre des performances élevées lorsqu'elle fait face à un environnement à trajets multiples. La transformée rapide de Fourier (FFT – Fast Fourier Transform) présente l'élément clé dans la défincition de l'OFDM en assurant l'orthogonalité des porteuses. L'exécution de la FFT en technologie d'intégration à très grande échelle (ITGE, VLSI – Very Large Scale Integration) représente un problème non trivial quand il s'agit de respecter les contraintes de l'application en termes de consommation de puissance, coût d'implémentation et vitesse de calcul.;Ce travail présente l'étude de la FFT, à base d'arithmétique logarithmique, dans un récepteur OFDM en vue d'une implémentation efficace dans une technologie cible FPGA. L'étude présentée dans ce mémoire est une évaluation comparative entre la FFT à arithmétique logarithmique (Log-FFT) et la FFT conventionnelle dans le contexte d'une transmission OFDM. Nous proposons l'utilisation de la base logarithmique supérieure à 2 afin de réduire les ressources en virgule fixe.La FFT conventionnelle et Log-FFT ont été simulées et implémentées dans le but de déterminer leurs performances. Les critères d'évaluation sont basés sur la perte de performance exprimée par le rapport signal sur bruit (SNR – Signal to Noise Ratio) et la consommation en nombre de cellules logiques (Logic Slice). Pour la recherche du meilleur compromis, nous avons appliqué une fonction de coût J qui nous a permis de démontrer que la Log-FFT affiche une réduction de 55% par rapport à la FFT conventionnelle. Comparativement à l'utilisation d'une FFT à virgule flottante, notre approche résulte d'une perte de SNR au récepteur OFDM de seulement 0.2dB pour un taux d'erreur binaire (BER – Bit Error Rate) de 1%. De plus, dans ces mêmes conditions notre approche procure une réduction des ressources matérielles de 10% par rapport à la FFT virgule fixe conventionnelle demandant une longueur binaire accrue pour atteindre la même perte de SNR.;Le système des nombres logarithmique a été introduit en remplacement au système linéaire afin de réduire la taille des opérateurs complexes en virgule fixe tels que la multiplication et la division. D'ailleurs, ses derniers sont parmi les contraintes d'implémentation matérielle exigent le plus de ressource.

机译：当前的电信市场正在不断发展，目的是提高移动电话网络的当前标准。挑战是要提高频谱效率以获得更好的传输速率，同时又要表现出对干扰的鲁棒性。 OFDM（正交频分复用）调制是宽带通信系统中最近采用的技术之一。面对多路径环境时，后者显示出高性能。快速傅立叶变换（FFT-F ast Fourier Transform ）通过确保载波的正交性，提出了OFDM定义中的关键要素。当考虑到应用程序的约束时，在超大规模集成技术（ITGE，VLSI-超大规模集成）中执行FFT表示一个不小的问题。在功耗，实现成本和计算速度方面，本工作介绍了基于对数算法的OFDM接收器中FFT的研究，以有效地实现目标FPGA技术。本文的研究是对数算术FFT（Log-FFT）与传统FFT在OFDM传输中的比较评估。我们建议使用大于2的对数底数以减少定点资源，为了确定其性能，已对常规FFT和Log-FFT进行了仿真和实现。评估标准基于由信噪比（SNR-信噪比）和逻辑单元数量消耗（Logic Slice）表示的性能损失。为了找到最佳折衷方案，我们应用了成本函数J，该函数使我们能够证明Log-FFT与传统FFT相比减少了55％。与使用浮点FFT相比，我们的方法是由于误码率（BER-误码率）导致OFDM接收器的SNR损失仅为0.2dB。从1％。此外，在相同条件下，与需要增加比特长度以达到相同SNR损失的常规FFT定点相比，我们的方法减少了10％的材料资源，而是引入了对数系统线性系统，以减少复杂的定点运算符（例如乘法和除法）的大小。而且，后者是硬件实施中需要最多资源的约束。

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作者
Agrebi, Sami.;
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作者单位

Universite du Quebec a Trois-Rivieres (Canada).;

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授予单位 Universite du Quebec a Trois-Rivieres (Canada).;
学科 Engineering Electronics and Electrical.
学位 M.Sc.A.
年度 2012
页码 110 p.
总页数 110
原文格式 PDF
正文语种 eng
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