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OFDM 시스템에 적합한 FFT 성능 평가 및 구현
Performance Evaluation and Hardware Design of FFT for OFDM system 원문보기

전기전자학회논문지 = Journal of IKEEE, v.14 no.4, 2010년, pp.270 - 276  

김중민 (건국대학교 전자공학과) ,  박인갑 (건국대학교 전자공학과) ,  조용범 (건국대학교 전자공학과)

초록
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본 논문에서는 OFDM 시스템의 성능의 중요한 부분을 차지하는 FFT 알고리즘의 성능 비교와 제안된 SRFFT를 설계/구현 및 검증으로 우수성을 확인한다. 대부분의 OFDM 통신시스템에서는 단일 입력, 단일 출력형태를 사용하므로 SRFFT 적용이 매우 비효율적일 수 있다. 그러므로 OFDM 시스템에 적합한 구조의 필요성이 요구되고 기존에 나와 있는 SRFFT 구조를 변형하여, 단일 입력, 단일 출력의 Pipeline 구조를 갖는 FFT / IFFT 블록을 구현한다. 제안된 SRFFT는 Matlab과 Synthesis 및 Simulation Tool을 이용하여 유효성 확인과 기존 알고리즘과의 성능을 비교하고 동작을 검증하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, performance comparison of FFT algorithms for OFDM system is shown and advantage of proposed SRFFT is verified through implementation. For the single input and output structure in the most OFDM communication systems, adaptation of SRFFT might be inefficient. In this paper, improved SRF...

주제어

#OFDM   #FFT   #IFFT   #SRFFT   #Pipeline   #VHDL  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문은 직렬 Pipeline 방식의 SRFFT를 제안하고 이를 OFDM에 적용하여 설계 및 검증을 하였다. 복소수 곱셈기 설계에서는 4개의 실수 곱셈기와 2개의 실수 가산기가 필요하나 하드웨어의 사이즈를 줄이기 위해 복소수 곱셈기의 식을 변형하여 3개의 실수 곱셈기와 5개의 실수 가산기를 사용하였으며 곱셈기 구현을 위해서 DSP 시스템과 다른 응용분야에서 가장 널리 사용되는 modiƒied Booth 알고리즘을 사용한다.

가설 설정

  • FFT 연산을 할 입력 데이터의 수가 두 인수의 곱으로 표현될 수 있다고 가정하자. 즉,
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
Pipeline FFT의 방식의 단점은? 현재 나와 있는 SRFFT의 구조는 여러 개의 입력을 받아서 여러 개의 출력을 동시에 내보내는 Pipeline FFT의 방식을 취하고 있다. 이러한 방식은 OFDM 통신시스템과 같이 단일 입력, 단일 출력형태의 구조에는 매우 비효율적으로써, OFDM 시스템에 적합한 구조의 필요성이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 OFDM 시스템에 효율적으로 사용하기 위해서 기존에 나와 있는 SRFFT 구조를 변형하여,
OFDM 방식이란? OFDM 방식은 여러가지 전송기술이 복합된 복수 반송파 변조 방식으로서 일반적으로 무선 채널환경에서 일컬어지는 용어이며, 유선채널에 적용될 경우 DMT(Discrete MultiTone)라는 이름으로 ANSI T1E1.4 Working Group에서 ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Loop) 표준으로 채택되었다.
OFDM 방식은 어디에 활용되고 있는가? 현재 OFDM 방식은 디지털 방송, 무선 LAN(802.11a, 802.11g, 802.16 등), Beyond IMT-2000, ADSL HDSL 등에 활용되고 있다. OFDM 방식의 경우에는 하나의 탭(one-tap)을 갖는 간단한 등화기로 다중경로에 의한 심각한 주파수 선택적 페이딩 채널을 잘 대처할 수 있게 하므로 선로 등화기의 형태가 단일 반송파를 사용하는 방식에 비해 간단해지고, 각 부채널의 특성에 따라 보내는 정보량을 최적화 시킬 수 있으므로 주어진 전송대역을 보다 효율적으로 이용할 수 있는 장점이 있다[2][3].
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참고문헌 (11)

  1. S.B Weinstein and P.M Ebert, "Data transmission by frequency-division multiplexing using the discrete Fourier transform," IEEE Trans. Commun.Technol, vol.Com-19,pp. 628-634, Oct.1971 

  2. J.A.C. bingham, "Multicarrier modulation for data transmission : an idea whose time has come," IEEE Commun.Mag , vol.28,pp.17-25,Mar.1990. 

  3. H.Sari,G.Karam, and I.Jeanclaude,"Transmission techniques for digital terrestrial TV broadcasting," IEEE Commun.Mag ,vol.33,pp.100-109,Feb.1995 

  4. R. W. Chang, "Synthesis of band-limited orthogonal signals for multichannel data transmission," Bell Syst. Tech. J. ,vol. 46,pp.1775-1796,Dec.1966 

  5. O. Edfords, M. Sandell, J.Beek, D. Landsrom, F. Sjoberg. " An intruduction to orthogonal frequency-division multiplexing", Lulea University of Technology, Sep. 1996. 

  6. Cooley, J. W. , and Turkey, J. W. "An Algorithm for the Machine Comptation of Complex Fourier Series," Math. Comp. ,vol. 19, pp. 297-301, April,1965 

    상세보기 crossref

  7. P.Duhamel and H.Hollmann, "Split-radix FFT algorithm," Electron.Lett.,vol.20,no. 1,pp.14-16,Jan.1984 

    상세보기 crossref

  8. J. G. Proakis , D. G. Manolakis. " Digital Signal Processing", Third Edition, Prantice Hall, 1996. 

  9. He S., "Concurrent VLSI Architecture for DFT Computing and Algorithms for Multi-Output Logic Decomposition," Diss. no 133, Lund University, Sweden, 1995. 

  10. Sunada G., Jin J., Berzins M., and Chen T. "COBRA : An 1.2 Million Transistor Expandable Column FFT Chip," Proc. IEEE Int. Conf. on Computer Design-VLSI in Computers and Processor, Cambridge, Ma, USA, pp. 546-550, Oct. 1994. 

  11. J. Garcia, Juan A. Michell, and Angel M. Buron, "VLSI Configurable Delay Commutator for a Pipeline Split Radix FFT Architecture," IEEE Trans. on SIGNAL PROCESSING, Vol. 47, pp 3098-3107, Nov. 1999. 

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