无线通信FPGA设计PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

无线通信FPGA设计PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章　现代无线通信系统概述1

1.1　无线通信的发展概况1

1.2　无线通信的主要特点3

1.3　无线通信系统的组成3

1.4　未来无线通信系统的发展趋势4

1.5　FPGA在无线通信中的应用5

1.6　本章小结6

第2章　FPGA系统设计基础8

2.1　FPGA设计基础8

2.1.1　FPGA简介8

2.1.2　FPGA的原理与结构9

2.1.3　FPGA的基本设计流程11

2.1.4　FPGA与CPLD的比较13

2.1.5 FPGA与数字信号处理器（DSP）的比较14

2.2 FGPA常用的开发工具15

2.2.1　集成开发环境15

2.2.2　输入工具16

2.2.3　综合工具16

2.2.4　仿真工具17

2.2.5　实现工具17

2.2.6　调试与加载配置17

2.3　未来FPGA技术的发展趋势18

2.3.1　未来可编程器件的发展趋势18

2.3.2　未来EDA设计方法的发展趋势19

2.4　本章小结20

第3章　Verilog HDL硬件描述语言21

3.1 Verilog HDL语言简介21

3.1.1 Verilog HDL语言的历史21

3.1.2 Verilog HDL的主要能力22

3.1.3 Verilog HDL和VHDL的区别23

3.2 Verilog HDL基本程序结构23

3.3 Verilog HDL语言的数据类型和运算符24

3.3.1　标志符24

3.3.2　数据类型25

3.3.3　模块端口26

3.3.4　常量集合27

3.3.5　运算符和表达式28

3.4 Verilog HDL语言的描述语句32

3.4.1　结构描述形式33

3.4.2　数据流描述形式34

3.4.3　行为描述形式34

3.4.4　混合设计模式42

3.5 Verilog HDL的3个高级专题42

3.5.1　阻塞赋值与非阻塞赋值42

3.5.2　可综合状态机的写法44

3.5.3　任务和函数46

3.6 Verilog HDL建模与调试技巧49

3.6.1　双向端口49

3.6.2　输入值不确定的组合逻辑电路50

3.6.3　面积和速度互换原则50

3.6.4　基于Verilog HDL流水线的设计51

3.6.5　测试模块向量的编写与验证55

3.7　本章小结56

第4章　ISE开发软件的使用57

4.1　ISE简介57

4.1.1 ISE软件的主要设计特性57

4.1.2 ISE软件的安装58

4.2 Synplify Pro综合工具60

4.2.1 Synplify Pro综合软件的安装60

4.2.2　关联ISE和Synplify Pro60

4.3　ModelSim仿真工具61

4.3.1　ModelSim仿真软件的安装61

4.3.2　关联ISE和ModelSim62

4.3.3　在ModelSim中指定Xilinx的仿真库62

4.3.4　ModelSim软件的简要使用方法63

4.4　ISE的使用方法65

4.4.1　ISE界面介绍65

4.4.2　ISE的开发流程66

4.5　基于ISE的快速设计75

4.5.1　Xilinx公司IP Core的使用76

4.5.2　ISE与MATLAB的联合使用77

4.6　本章小结79

第5章　FPGA中的数字信号处理基础81

5.1　数的表示81

5.1.1　定点表示82

5.1.2　浮点表示83

5.1.3　定点制数的量化83

5.1.4　加法、乘积的舍入误差84

5.2　A/D变换的字长效应85

5.3　二进制加法器87

5.3.1　串行加法器87

5.3.2　流水线加法器87

5.3.3　加法器的使用89

5.4　二进制乘法器91

5.4.1　串行乘法器91

5.4.2　流水线乘法器93

5.4.3　复数乘法器95

5.4.4　乘法器的使用97

5.5　二进制除法器99

5.5.1　无符号高效除法器99

5.5.2　除法器IP Core的使用106

5.6　快速傅里叶变换器110

5.6.1　DFT和FFT基本思想110

5.6.2　FFT算法的基本原理及其MATLAB实现111

5.6.3　FFT的硬件实现结构114

5.6.4　IFFT原理与实现116

5.6.5　FFT/IFFT IP Core的使用117

5.7　三角函数数字发生器120

5.7.1　DDS算法原理120

5.7.2　DDS算法的Verilog实现122

5.7.3　DDS算法IP Core的使用125

5.8　CORDIC计算器128

5.8.1　CORDIC算法原理128

5.8.2　CORDIC算法的硬件实现结构130

5.8.3　CORDIC算法的Verilog实现130

5.8.4　CORDIC算法IP Core的使用137

5.9　本章小结139

第6章　数字滤波器的FPGA实现141

6.1　数字滤波器的分类与性能指标141

6.1.1　数字滤波器的分类141

6.1.2　数字滤波器的数学模型142

6.1.3　数字滤波器的性能指标142

6.2　有限脉冲响应滤波器的设计与实现143

6.2.1　FIR滤波器理论和结构143

6.2.2　FIR滤波器的设计方法144

6.2.3　FIR滤波器的MATLAB设计147

6.2.4　FIR滤波器的FPGA实现150

6.2.5　采用分布式算法的FIR滤波器160

6.2.6　FIR滤波器IP Core的使用169

6.3　无限脉冲响应滤波器的设计与实现173

6.3.1　IIR滤波器的理论和结构173

6.3.2　IIR滤波器的设计方法173

6.3.3　IIR滤波器的MATLAB设计177

6.3.4　IIR滤波器的FPGA实现182

6.3.5　IIR滤波器实现中的流水线技术189

6.3.6　有限字长效应和滤波器增益系数的最优化191

6.3.7　并行处理192

6.4　脉冲成形滤波器的设计与实现195

6.4.1　脉冲成形滤波器的原理195

6.4.2　脉冲成形滤波器的设计方法197

6.4.3　脉冲成形滤波器的MATLAB设计197

6.4.4　脉冲成形滤波器的FPGA实现199

6.5　本章小结201

第7章　多速率信号处理的FPGA实现202

7.1　多速率信号处理的基础知识202

7.1.1　多速率信号处理的意义202

7.1.2　多速率信号处理的基本操作203

7.1.3　过采样A/D与D/A转换器210

7.2　信号的多相分解211

7.2.1　多相分解基本理论211

7.2.2　多相分解的FPGA实现213

7.3　CIC滤波器215

7.3.1　CIC基本理论215

7.3.2　CIC滤波器的MATLAB设计218

7.3.3　CIC滤波器的FPGA实现219

7.4　FIR半带滤波器226

7.4.1　FIR半带滤波器的原理226

7.4.2　FIR半带滤波器的MATLAB设计228

7.4.3　半带滤波器的FPGA实现229

7.5　无线通信中的多速率滤波器234

7.5.1　无线信号多速率发送处理器234

7.5.2　无线信号多速率接收处理器245

7.6　滤波器组250

7.6.1　滤波器组的基本概念250

7.6.2　双通道滤波器组的原理251

7.6.3　双通道滤波器组的MATLAB实现252

7.6.4　双通道滤波器组的FPGA实现252

7.7　本章小结255

第8章　数字调制与解调的FPGA实现257

8.1　调制／解调的基本功能与要求257

8.1.1　调制／解调的基本功能257

8.1.2　调制／解调的分类257

8.1.3　基本调制方法原理及性能简要分析258

8.1.4　数字信号的带宽和功率谱密度259

8.1.5　影响选择数字调制方式的因素259

8.2　2-ASK调制／解调的FPGA实现259

8.2.1　2-ASK调制／解调的基本原理和设计方法259

8.2.2　2-ASK调制／解调的MATLAB实现261

8.2.3　2-ASK调制／解调的FPGA实现264

8.3　MPSK调制／解调的FPGA实现266

8.3.1　MPSK调制／解调的基本原理和设计方法266

8.3.2　QPSK调制／解调的MATLAB实现269

8.3.3　QPSK调制／解调的FPGA实现269

8.4　MSK/GMSK调制／解调的FPGA实现272

8.4.1　MSK/GMSK调制原理273

8.4.2　MSK/GMSK调制／解调的MATLAB实现276

8.4.3　MSK/GMSK调制器的FPGA实现277

8.5　MQAM调制／解调的FPGA实现286

8.5.1　QAM调制／解调原理286

8.5.2　QAM调制／解调的MATLAB实现287

8.5.3　QAM全数字调制器的FPGA实现288

8.6　OFDM调制／解调的FPGA实现293

8.6.1　OFDM调制／解调原理293

8.6.2　OFDM调制／解调的MATLAB实现295

8.6.3　OFDM调制／解调的FPGA实现296

8.7　本章小结298

第9章　信道编码的FPGA实现299

9.1　信道编码的原理299

9.1.1　有噪信道编码定理299

9.1.2　信道编码的简介299

9.2　信道编码的分类300

9.3　线性分组码的FPGA实现300

9.3.1　线性分组码的原理和性能300

9.3.2　线性分组码的MATLAB实现302

9.3.3　线性分组码的FPGA实现303

9.4　CRC校验码的FPGA实现306

9.4.1　CRC校验码的原理306

9.4.2　CRC校验码的MATLAB仿真307

9.4.3　CRC校验码的FPGA实现307

9.5　RS码的FPGA实现309

9.5.1 RS码的原理309

9.5.2 RS码的MATLAB实现310

9.5.3 RS码的FPGA实现311

9.6　卷积码的FPGA实现315

9.6.1　卷积码的原理和性能315

9.6.2　卷积码的MATLAB实现319

9.6.3　卷积码的FPGA实现319

9.7　交织器的FPGA实现332

9.7.1　交织的原理332

9.7.2　交织器的MATLAB实现334

9.7.3　交织器的FPGA实现334

9.8 Turbo码的FPGA实现337

9.8.1　Turbo码的原理337

9.8.2 Turbo码的MATLAB实现339

9.8.3　Turbo码的FPGA实现341

9.9 TCM编码的FPGA实现342

9.9.1 TCM编码的原理342

9.9.2 TCM编码的MATLAB实现345

9.9.3 TCM编码的FPGA实现346

9.10　本章小结347

第10章　系统同步的FPGA实现349

10.1　同步的分类349

10.1.1　按照同步功能分类349

10.1.2　按照同步方式分类349

10.2　载波同步的原理及实现350

10.2.1　载波同步简介350

10.2.2　载波同步方法的分类350

10.2.3　平方环载波同步法的原理352

10.2.4　平方环载波同步法的MATLAB实现353

10.2.5　平方环载波同步法的FPGA实现356

10.2.6　科斯塔斯环载波同步法的原理358

10.2.7　科斯塔斯环载波同步法的MATLAB实现359

10.2.8　科斯塔斯环载波同步法的FPGA实现360

10.3　符号同步366

10.3.1　符号同步简介366

10.3.2　插入导频符号同步法367

10.3.3　直接符号同步法368

10.3.4　超前-滞后门符号同步法的MATLAB实现370

10.3.5　超前-滞后门符号同步法的FPGA实现372

10.4　帧同步378

10.4.1　帧同步简介378

10.4.2　集中插入式帧同步法的原理378

10.4.3　集中插入式帧同步法的MATLAB实现380

10.4.4　集中插入式帧同步法的FPGA实现381

10.5　本章小结382

第11章 自适应滤波和均衡的FPGA实现383

11.1 自适应滤波器简介383

11.2　自适应滤波器的应用384

11.2.1　预测384

11.2.2　辨识384

11.2.3　反建模385

11.2.4　干扰抵消385

11.3 自适应滤波算法原理385

11.3.1　输入信号的必备特征385

11.3.2　代价函数的定义386

11.3.3　维纳-何甫方程386

11.4　LMS算法387

11.4.1　LMS算法的原理387

11.4.2　LMS算法的MATLAB实现388

11.4.3　LMS算法的量化效应390

11.4.4　LMS算法的FPGA实现391

11.4.5　具有延迟的LMS流水线滤波器393

11.4.6　符号LMS算法的基本原理395

11.4.7　符号LMS算法的MATLAB仿真396

11.4.8　符号LMS算法的FPGA实现397

11.5　变换域LMS算法399

11.5.1　变换域LMS算法的简介400

11.5.2　变换域串行LMS算法的基本原理400

11.5.3　频域串行LMS算法的MATLAB实现401

11.5.4　频域块LMS算法的基本原理404

11.5.5　频域块LMS算法的MATLAB实现405

11.5.6　频域块LMS算法的FPGA实现406

11.5.7　频域块LMS算法和时域LMS算法的比较418

11.6　递归最小二乘（RLS）算法419

11.6.1　RLS算法的基本原理419

11.6.2　RLS算法的MATLAB实现420

11.6.3　RLS算法的FPGA实现421

11.6.4　RLS算法与LMS算法的比较424

11.7　无线通信系统中的自适应均衡技术425

11.7.1 自适应均衡的基本原理425

11.7.2　自适应均衡器的MATLAB实现426

11.7.3　自适应均衡器的FPGA实现428

11.8　智能天线的FPGA实现431

11.8.1　智能天线的基本原理431

11.8.2　智能天线的MATLAB实现433

11.8.3　智能天线的FPGA实现434

11.9　本章小结437

第12章　最佳接收机的FPGA实现438

12.1　最佳接收机原理438

12.1.1　最佳接收机的统计模型438

12.1.2　最佳接收准则及其最佳接收机439

12.2　匹配接收机的FPGA实现445

12.2.1　匹配接收机的原理445

12.2.2　匹配接收机的MATLAB实现446

12.2.3　匹配接收机的FPGA实现446

12.3　相关接收机的FPGA实现450

12.3.1　相关接收机的原理450

12.3.2　相关接收机的MATLAB实现451

12.3.3　相关接收机的FPGA实现452

12.4　Rake接收机的FPGA实现455

12.4.1　Rake接收机原理455

12.4.2　Rake接收机的MATLAB实现457

12.4.3　Rake接收机的FPGA实现459

12.5　本章小结463

第13章　WCDMA系统中关键技术的FPGA实现464

13.1　WCDMA系统简介464

13.1.1　WCDMA系统的历史464

13.1.2　WCDMA系统物理层的关键技术465

13.1.3　WCDMA系统的发展趋势466

13.2　WCDMA无线接口的物理层技术466

13.2.1　WCDMA的系统参数466

13.2.2　WCDMA的传输信道及物理信道466

13.2.3　WCDMA系统的扩频与调制467

13.2.4　WCDMA无线接口的物理层469

13.2.5　WCDMA无线接口物理层关键技术的MATLAB实现474

13.2.6　WCDMA无线接口物理层关键技术的FPGA实现478

13.3　WCDMA系统小区搜索的FPGA实现483

13.3.1　WCDMA系统小区搜索的原理484

13.3.2　WCDMA系统小区搜索的算法484

13.3.3　WCDMA系统小区搜索的MATLAB实现488

13.3.4　WCDMA系统小区搜索的FPGA实现490

13.4　本章小结501