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LTE物理上行共享信道中FFT算法分析与FPGA实现
随着移动通信网络的发展，人们对于通信速率的要求越来越高。为了满足需求，通信技术也在不断升级。目前，移动通信技术中最主流的是LTE技术。在LTE技术中，物理上行共享信道是一种重要的信道类型。因此，本论文将以LTE物理上行共享信道中FFT算法的分析和FPGA实现为主题，对该技术进行深入探讨。
一、LTE物理上行共享信道
1.物理上行共享信道的介绍
物理上行共享信道(PhysicalUplinkSharedChannel,PUSCH)是一种有规定时隙和时域资源的物理信道。PUSCH可由一个或多个用于上行传输的口令区域（resourceblock）组成。每个口令区域包含12个子载波和7个符号，口令之间没有间隔。由于符号和子载波的数量是固定的，因此，真实的传输速率取决于所选择的编码率和调制方式。
2.物理上行共享信道的结构
物理上行共享信道的结构由两个部分组成：物理层处理和上面层处理。物理层处理包括编码、调制和反变调。上面的处理包括信道编码和链路自适应调整。在物理层的处理中，FFT算法是一个必不可少的步骤。
二、FFT算法分析
1.FFT算法概述
快速傅里叶变换(FastFourierTransform,FFT)是一种时间复杂度在NlogN级别的快速计算离散傅里叶变换(DFT)的算法，具有广泛的应用。在LTE物理上行共享信道中，FFT算法的作用是将时域上的信号转换到频域上，以便于对其进行编码调制等处理。
2.FFT算法原理
FFT算法的基础是将N点DFT分解成若干个长度为M的小型DFT,而M可以被分解的质因子，即M=p1*p2*...*pk，于是可以递归地计算DFT,并在计算过程中利用对称性等优化方法，从而实现运算速度的大幅提升。
3.FFT算法优缺点
FFT算法的优点是一次计算能够得到整个频谱区间的结果，处理速度快，效率高。但其缺点是需要占用较多的存储空间和计算资源，需要较高的硬件开销。
三、FFT算法在FPGA中的实现
1.FPGA优点
FPGA(FieldProgrammableGateArray)，是一种可重构的数字集成电路技术，具有可重构性、低功耗、低时延和高性能等特点。因此，在LTE物理上行共享信道中，采用FPGA作为实现平台，具有很多优势。FPGA中包含大量的逻辑单元和存储单元，可将FFT算法分为各个不同阶段，使用并行计算的方式加速运算速度，在保证计算精度的同时达到高效率的实现。
2.FFT算法在FPGA中的实现
FPGA中的FFT算法实现分为两种方式：树形结构的FFT算法和并行流水线结构的FFT算法。树形结构FFT算法包括递归和迭代两种实现方式。其优点是可以使用硬件并行，加快计算速度。而并行流水线结构的FFT算法则可以实现长FFT算法的高速运算。
FPGA实现FFT算法的关键是设计出合理的硬件结构，合理地分配资源，最大限度地减少计算周期和硬件开销。
四、总结
LTE物理上行共享信道中FFT算法的分析和FPGA实现，是一项重要的技术研究。物理上行共享信道是LTE技术中的重要组成部分，使用FFT算法可以将时域上的信号转换到频域上，以便于对其进行编码调制等处理。FFT算法的实现，使用FPGA可最大限度地提高计算速度，也是目前比较常用的实现方式。在实际应用中，需要根据具体问题，设计出合理的硬件结构，最大限度地减少计算周期和硬件开销，以保证计算精度和速度。