如今，蜂窝移动通信系统正发生着剧烈的变革。单用户的峰值传输速率在短短十几、二十年的时间内提高了成千上万倍。随着数据传输速率的提高，用户业务越发多样化。业务类型由单一的话音、短消息转变为以视频通话、移动电视、流媒体等数据为主的多媒体业务。在以长期演进技术(Long Term Evolution，LTE)为代表的宽带移动通信系统中，高速率和低延迟已经成为了系统设计的基本需求。数据吞吐量的提高、处理延迟的降低，给物理层基带的处理能力以及大量数据的存储提出了越来越严苛的要求。物理层基带要在单位硬件面积提供更强的数据处理能力，才能更好地控制基带解决方案的功耗和面积。另外一方面，多种通信模式的网络共存为用户提供了多样化、差异化的网络服务，这种多模共存的方式仍将长期存在，对基带解决方案又提出了灵活性方面的需求。　　伴随着蜂窝移动通信系统的飞速发展，基带解决方案逐渐发展出两种模式。一种以设计专用集成电路(Application Specified Integrated Circuit，ASIC)为核心，可针对不同通信协议、不同信号处理算法进行加速;第二种以多核的数字信号处理器(DigtalSignal Processor, DSP)为核心的软基带方案，可提供足够的灵活性。以ASIC为核心的方案在应对单一通信模式的时候具有最优的面积和功耗表现，然而在多模下硬件资源利用率低、灵活性差、面积和功耗表现差等问题逐渐凸显。有鉴于此，ASIC技术方案也在朝着可配置硬件的方向发展。而对于后一种方案而言，以DSP为核心的软基带方案可灵活应对多模的挑战，但是受限于较低的硬件效率，软基带方案的面积和功耗却很难控制在一个很好的水平。在未来，移动通信还将朝着更高传输速率的方向发展，而基带解决方案的设计也有必要从基带处理的根本性问题入手进行分析，以应对面积、功耗、灵活性等方面面临的严峻挑战。　　本论文在中科院计算所无线中心所提出的动芯基带芯片的架构基础上，以矢量DSP为核心的软基带技术方案为依托，采用软硬件联合优化的手段，从数字信号处理的算法原理、处理器架构优化、超大规模集成（Very Large-Scale Integration，VLSI）电路的设计等多个层次出发，重点研究面向LTE基带芯片上高效实现的数字信号处理算法，在保持基带解决方案灵活性的同时，达到降低算法复杂度、提高计算效率的目的。本论文以LTE物理层链路级算法的处理流程为立足点，分析LTE软基带技术在动芯基带芯片平台上的技术方案。通过对重点算法模块的评估、分析和讨论，确定了软基带技术方案上需要突破的重点性、关键性问题，重点在LTE中涉及到的若干DFT算法、软解调的低复杂度实现以及高速Turbo译码等方面展开研究。　　首先，针对LTE中的若干类型DFT算法进行研究，寻求高并行化的DFT软基带解决方案。本论文针对LTE中的基2/3/5-DFT等与矢量DSP的并行度并不兼容的DFT，提出了一种基于多相滤波的FFT算法。通过将这种不规则的DFT变换为规则的、与矢量DSP的并行度相一致的DFT，可大大提高该类型DFT算法在矢量DSP上的实现效率。另外，结合矢量DSP的架构，针对所提出的算法中涉及到的2n-FFT和滤波这两类应用，提出了若干通用性强的相关指令集架构设计方案。通过算法和处理器架构上面的联合优化，本论文所提出的方案在计算2n-FFT以及基2/3/5-DFT等算法时取得了较高的效率，在算法整体处理延时上甚至优于部分ASIC的设计方案。　　其次，对于传统软解调算法在矢量DSP上进行处理面临的复杂度问题，提出了一种基于一阶线性近似的软解调算法。所提出的算法充分利用了两个特性:一是译码器对软解调器所提供的软信息不需要那么精确，其值域可限制在一定的区间;二是软信息在这一区间内是近似线性的。利用这两个特性，本论文设计了一个一阶线性的函数来近似复杂的软信息函数。从结果来看，无论是理论分析还是实际平台上的实现表明:该算法的复杂度远远低于传统的软解调算法。另外，由于该算法从原理上逼近了软信息的理论定义函数，其对应BER性能也与采用软信息理论值的相符，优于大多数已知的软解调方案。　　最后，本论文针对LTE中的Turbo译码器展开研究。为了较高的硬件效率（硬件效率指单位面积能够提供的译码速率），本论文从Turbo译码器中的两个主要功能单元SISO译码器和交织器入手进行分析。在SISO译码器方面，分析了各种提高SISO译码效率的手段。通过客观分析比较，对各类手段选择了合适的各项参数，以求在性能和开销之间取得较好的折中。在交织器的设计方面，首先在算法层面对LTE中的QPP交织算法进行化简，使得简化后的交织器非常适合于硬件实现，所设计出来的交织器具有零时延和较低的硬件复杂度。通过这两方面的优化设计，所设计的译码器以0.85 mm2的硬件面积获得了1084.75Mbps的译码速率。