Abstract
隨著無線數據通訊的需求，無線區域網路(Wireless Local Area Network; 簡稱WLAN)，無線都會網路(Wireless Metropolitan Area Network; 簡稱WMAN)以及無線個人網路(Wireless Personal Area Network; 簡稱WPAN)已被廣泛地開發並應用在系統平台上。針對此三種無線網路，相關的標準也在近期被提出，其中主要包括了IEEE 802.11n(因應WLAN)，IEEE 802.11e/m(因應WMAN)以及IEEE 802.15.3a/c(因應WPAN)。在上述三種網路系統的實體層設計裡， 正交分頻多工(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing; 簡稱OFDM)是其主要的核心技術，而傅立葉轉換(Fast Fourier Transform;簡稱FFT)器則是OFDM 系統所需用的關鍵性零組件。從系統整合的觀點來看，為了可彈性地根據速度需求與所處環境來進行無線數據的擷取，一個擁有多模式(Multimode)傅立葉轉換器的三重無線個人/區域/都會網路系統是具有開發上的實用性。因此在本篇論文中，我們以傅立葉轉換硬體的兩種主要方案，即管線式(pipelined)和基於記憶體式(memory-based)的架構為基礎，提出適用於三重無線個人/區域/都會網路應用的多模式傅立葉轉換器設計。在管線式傅立葉轉換器的架構上，我們首先針對無線個人網路應用，以多路徑延遲迴授(multipath delay feedback; 簡稱MDF)結構作基礎，提出一個具有高輸出入率(throughput rate)之2048 點的傅立葉轉換器。藉由所提出之新穎的乘法化簡以及多路徑數值縮放(multidata scaling)方法，我們可在所呈現的架構中改善硬體效能。此外，為了進一步達到記憶體相關的節能，我們也在本篇論文中提到混合式記憶體擷取調度(mixed-memory-access-scheduling; MMAS)的方案。針對多模式運作的需求，我們也進階提出了一個靈活基數組態(flexible-radix-configuration; FRC)的MDF 架構。該架構能針對無線個人/區域/都會網路的應用，以有效益的硬體方式來執行相關的高輸出入率和可變點數並多重串數的傅立葉轉換運算。基於所提出的FRCMDF 結構，一個雙重最佳化(dual-optimized)的乘法方案也被陳明以進一步改善面積與功率的效益。此外，我們所提出的組態方式可針對跨模式下的功率可延展性(power scalability)提供了架構性的支援。除了根源於MDF 架構的作法，基於記憶體式(memory-based)的傅立葉轉換器架構也同樣被考量來針對無線區域網路，無線都會網路以及超寬頻(Ultra Wideband; UWB；即WPAN 系統的早期規格)的應用作多模式傅立葉轉換器的開發。在本篇論文中，我們亦提出一個基於記憶體式之多模式快速傅立葉處理器。該處理器可藉由新穎的記憶體配置方法連同一個節能的多模式傅立葉轉換核心，來有效率地執行無線區域/都會/超寬頻網路相關的傅立葉轉換運算。