無線通信FPGA設計
內容簡介
《無線通信FPGA設計》以Xilinx公司的FPGA開發平台為基礎，綜合FPGA和無線通信技術兩個方向，通過大量的FPGA開發實例，較為詳盡地描述了無線通信中常用模組的原理和實現流程，包括數位訊號處理基礎、數字濾波器、多速率信號處理、數字調製與解調、信道編碼、系統同步、自適應濾波算法、最佳接收機，以及WCDMA系統的關鍵技術。《無線通信FPGA設計》概念明確、思路清晰，追求全面、系統、實用，使讀者能夠在較短的時間內具備無線通信領域的FPGA開發能力。
圖書目錄
第1章 現代無線通信系統概述
1.1 無線通信的發展概況
1.2 無線通信的主要特點
1.3 無線通信系統的組成
1.4 未來無線通信系統的發展趨勢
1.5 FPGA在無線通信中的套用
1.6 本章小結
第2章 FPGA系統設計基礎
2.1FPGA設計基礎
2.1.1 FPGA簡介
2.1.2 FPGA的原理與結構
2.1.3 FPGA的基本設計流程
2.1.4 FPGA與CPLD的比較
2.1.5 FPGA與數位訊號處理器（DSP）的比較
2.2 FGPA常用的開發工具
2.2.1 集成開發環境
2.2.2 輸入工具
2.2.3 綜合工具
2.2.4 仿真工具
2.2.5 實現工具
2.2.6 調試與載入配置
2.3 未來FPGA技術的發展趨勢
2.3.1 未來可程式器件的發展趨勢
2.3.2 未來EDA設計方法的發展趨勢
2.4 本章小結
第3章 Verilog HDL硬體描述語言
3.1 Verilog HDL語言簡介
3.1.1 Verilog HDL語言的歷史
3.1.2 Verilog HDL的主要能力
3.1.3 Verilog HDL和VHDL的區別
3.2 Verilog HDL基本程式結構
3.3 Verilog HDL語言的數據類型和運算符
3.3.1 標誌符
3.3.2 數據類型
3.3.3 模組連線埠
3.3.4 常量集合
3.3.5 運算符和表達式
3.4 Verilog HDL語言的描述語句
3.4.1 結構描述形式
3.4.2 數據流描述形式
3.4.3 行為描述形式
3.4.4 混合設計模式
3.5 Verilog HDL的3個高級專題
3.5.1 阻塞賦值與非阻塞賦值
3.5.2 可綜合狀態機的寫法
3.5.3 任務和函式
3.6 Verilog HDL建模與調試技巧
3.6.1 雙向連線埠
3.6.2 輸入值不確定的組合邏輯電路
3.6.3 面積和速度互換原則
3.6.4 基於Verilog HDL流水線的設計
3.6.5 測試模組向量的編寫與驗證
3.7 本章小結
第4章 ISE開發軟體的使用
4.1 ISE簡介
4.1.1 ISE軟體的主要設計特性
4.1.2 ISE軟體的安裝
4.2SynplifyPro綜合工具
4.2.1 Synplify Pro綜合軟體的安裝
4.2.2 關聯ISE和Synplify Pro
4.3 ModelSim 仿真工具
4.3.1 ModelSim 仿真軟體的安裝
4.3.2 關聯ISE和ModelSim
4.3.3 在ModelSim中指定Xilinx的仿真庫
4.3.4 ModelSim軟體的簡要使用方法
4.4 ISE的使用方法
4.4.1 ISE界面介紹
4.4.2 ISE的開發流程
4.5 基於ISE的快速設計
4.5.1 Xilinx公司IP Core的使用
4.5.2 ISE與MATLAB的聯合使用
4.6 本章小結
第5章 FPGA中的數位訊號處理基礎
5.1 數的表示
5.1.1 定點表示
5.1.2 浮點表示
5.1.3 定點制數的量化
5.1.4 加法、乘積的捨入誤差
5.2 A/D變換的字長效應
5.3二進制加法器
5.3.1 串列加法器
5.3.2 流水線加法器
5.3.3 加法器的使用
5.4 二進制乘法器
5.4.1 串列乘法器
5.4.2 流水線乘法器
5.4.3 複數乘法器
5.4.4 乘法器的使用
5.5 二進制除法器
5.5.1 無符號高效除法器
5.5.2 除法器IP Core的使用
5.6 快速傅立葉變換器
5.6.1 DFT和FFT基本思想
5.6.2 FFT算法的基本原理及其MATLAB實現
5.6.3 FFT的硬體實現結構
5.6.4 IFFT原理與實現
5.6.5 FFT/IFFT IP Core的使用
5.7 三角函式數字發生器
5.7.1DDS算法原理
5.7.2 DDS算法的Verilog實現
5.7.3 DDS算法IP Core的使用
5.8CORDIC計算器
5.8.1 CORDIC算法原理
5.8.2 CORDIC算法的硬體實現結構
5.8.3 CORDIC算法的Verilog實現
5.8.4 CORDIC算法IP Core的使用
5.9 本章小結
第6章 數字濾波器的FPGA實現
6.1 數字濾波器的分類與性能指標
6.1.1 數字濾波器的分類
6.1.2 數字濾波器的數學模型
6.1.3 數字濾波器的性能指標
6.2 有限脈衝回響濾波器的設計與實現
6.2.1 FIR濾波器理論和結構
6.2.2 FIR濾波器的設計方法
6.2.3 FIR濾波器的MATLAB設計
6.2.4 FIR濾波器的FPGA實現
6.2.5 採用分散式算法的FIR濾波器
6.2.6 FIR濾波器IP Core的使用
6.3 無限脈衝回響濾波器的設計與實現
6.3.1 IIR濾波器的理論和結構
6.3.2 IIR濾波器的設計方法
6.3.3 IIR濾波器的MATLAB設計
6.3.4 IIR濾波器的FPGA實現
6.3.5 IIR濾波器實現中的流水線技術
6.3.6有限字長效應和濾波器增益係數的最最佳化
6.3.7 並行處理
6.4 脈衝成形濾波器的設計與實現
6.4.1 脈衝成形濾波器的原理
6.4.2 脈衝成形濾波器的設計方法
6.4.3 脈衝成形濾波器的MATLAB設計
6.4.4 脈衝成形濾波器的FPGA實現
6.5 本章小結
第7章 多速率信號處理的FPGA實現
7.1 多速率信號處理的基礎知識
7.1.1 多速率信號處理的意義
7.1.2 多速率信號處理的基本操作
7.1.3 過採樣A/D與D/A轉換器
7.2 信號的多相分解
7.2.1 多相分解基本理論
7.2.2 多相分解的FPGA實現
7.3 CIC濾波器
7.3.1 CIC基本理論
7.3.2 CIC濾波器的MATLAB設計
7.3.3 CIC濾波器的FPGA實現
7.4 FIR半帶濾波器
7.4.1 FIR半帶濾波器的原理
7.4.2 FIR半帶濾波器的MATLAB設計
7.4.3 半帶濾波器的FPGA實現
7.5 無線通信中的多速率濾波器
7.5.1 無線信號多速率傳送處理器
7.5.2 無線信號多速率接收處理器
7.6 濾波器組
7.6.1 濾波器組的基本概念
7.6.2 雙通道濾波器組的原理
7.6.3 雙通道濾波器組的MATLAB實現
7.6.4 雙通道濾波器組的FPGA實現
7.7 本章小結
第8章 數字調製與解調的FPGA實現
8.1 調製/解調的基本功能與要求
8.1.1 調製/解調的基本功能
8.1.2 調製/解調的分類
8.1.3 基本調製方法原理及性能簡要分析
8.1.4 數位訊號的頻寬和功率譜密度
8.1.5 影響選擇數字調製方式的因素
8.2 2-ASK調製/解調的FPGA實現
8.2.1 2-ASK調製/解調的基本原理和設計方法
8.2.2 2-ASK調製/解調的MATLAB實現
8.2.3 2-ASK調製/解調的FPGA實現
8.3MPSK調製/解調的FPGA實現
8.3.1 MPSK調製/解調的基本原理和設計方法
8.3.2 QPSK調製/解調的MATLAB實現
8.3.3 QPSK調製/解調的FPGA實現
8.4 MSK/GMSK調製/解調的FPGA實現
8.4.1 MSK/GMSK調製原理
8.4.2 MSK/GMSK調製/解調的MATLAB實現
8.4.3 MSK/GMSK調製器的FPGA實現
8.5MQAM調製/解調的FPGA實現
8.5.1 QAM調製/解調原理
8.5.2 QAM調製/解調的MATLAB實現
8.5.3 QAM全數字調製器的FPGA實現
8.6 OFDM調製/解調的FPGA實現
8.6.1 OFDM調製/解調原理
8.6.2 OFDM調製/解調的MATLAB實現
8.6.3 OFDM調製/解調的FPGA實現
8.7 本章小結
第9章 信道編碼的FPGA實現
9.1 信道編碼的原理
9.1.1有噪信道編碼定理
9.1.2 信道編碼的簡介
9.2 信道編碼的分類
9.3 線性分組碼的FPGA實現
9.3.1 線性分組碼的原理和性能
9.3.2 線性分組碼的MATLAB實現
9.3.3 線性分組碼的FPGA實現
9.4 CRC校驗碼的FPGA實現
9.4.1 CRC校驗碼的原理
9.4.2 CRC校驗碼的MATLAB仿真
9.4.3 CRC校驗碼的FPGA實現
9.5 RS碼的FPGA實現
9.5.1 RS碼的原理
9.5.2 RS碼的MATLAB實現
9.5.3 RS碼的FPGA實現
9.6 卷積碼的FPGA實現
9.6.1 卷積碼的原理和性能
9.6.2 卷積碼的MATLAB實現
9.6.3 卷積碼的FPGA實現
9.7 交織器的FPGA實現
9.7.1 交織的原理
9.7.2 交織器的MATLAB實現
9.7.3 交織器的FPGA實現
9.8 Turbo碼的FPGA實現
9.8.1 Turbo碼的原理
9.8.2 Turbo碼的MATLAB實現
9.8.3 Turbo碼的FPGA實現
9.9 TCM編碼的FPGA實現
9.9.1 TCM編碼的原理
9.9.2 TCM編碼的MATLAB實現
9.9.3 TCM編碼的FPGA實現
9.10 本章小結
第10章 系統同步的FPGA實現
10.1 同步的分類
10.1.1 按照同步功能分類
10.1.2 按照同步方式分類
10.2 載波同步的原理及實現
10.2.1 載波同步簡介
10.2.2 載波同步方法的分類
10.2.3 平方環載波同步法的原理
10.2.4 平方環載波同步法的MATLAB實現
10.2.5 平方環載波同步法的FPGA實現
10.2.6科斯塔斯環載波同步法的原理
10.2.7 科斯塔斯環載波同步法的MATLAB實現
10.2.8 科斯塔斯環載波同步法的FPGA實現
10.3 符號同步
10.3.1 符號同步簡介
10.3.2 插入導頻符號同步法
10.3.3 直接符號同步法
10.3.4 超前-滯後門符號同步法的MATLAB實現
10.3.5 超前-滯後門符號同步法的FPGA實現
10.4 幀同步
10.4.1 幀同步簡介
10.4.2 集中插入式幀同步法的原理
10.4.3 集中插入式幀同步法的MATLAB實現
10.4.4 集中插入式幀同步法的FPGA實現
10.5 本章小結
第11章 自適應濾波和均衡的FPGA實現
11.1 自適應濾波器簡介
11.2 自適應濾波器的套用
11.2.1 預測
11.2.2 辨識
11.2.3 反建模
11.2.4 干擾抵消
11.3 自適應濾波算法原理
11.3.1 輸入信號的必備特徵
11.3.2 代價函式的定義
11.3.3 維納-何甫方程
11.4 LMS算法
11.4.1 LMS算法的原理
11.4.2 LMS算法的MATLAB實現
11.4.3 LMS算法的量化效應
11.4.4 LMS算法的FPGA實現
11.4.5 具有延遲的LMS流水線濾波器
11.4.6 符號LMS算法的基本原理
11.4.7 符號LMS算法的MATLAB仿真
11.4.8 符號LMS算法的FPGA實現
11.5 變換域LMS算法
11.5.1 變換域LMS算法的簡介
11.5.2 變換域串列LMS算法的基本原理
11.5.3 頻域串列LMS算法的MATLAB實現
11.5.4 頻域塊LMS算法的基本原理
11.5.5 頻域塊LMS算法的MATLAB實現
11.5.6 頻域塊LMS算法的FPGA實現
11.5.7 頻域塊LMS算法和時域LMS算法的比較
11.6 遞歸最小二乘（RLS）算法
11.6.1 RLS算法的基本原理
11.6.2 RLS算法的MATLAB實現
11.6.3 RLS算法的FPGA實現
11.6.4 RLS算法與LMS算法的比較
11.7 無線通信系統中的自適應均衡技術
11.7.1 自適應均衡的基本原理
11.7.2 自適應均衡器的MATLAB實現
11.7.3 自適應均衡器的FPGA實現
11.8 智慧型天線的FPGA實現
11.8.1 智慧型天線的基本原理
11.8.2 智慧型天線的MATLAB實現
11.8.3 智慧型天線的FPGA實現
11.9 本章小結
第12章 最佳接收機的FPGA實現
12.1 最佳接收機原理
12.1.1 最佳接收機的統計模型
12.1.2 最佳接收準則及其最佳接收機
12.2 匹配接收機的FPGA實現
12.2.1 匹配接收機的原理
12.2.2 匹配接收機的MATLAB實現
12.2.3 匹配接收機的FPGA實現
12.3相關接收機的FPGA實現
12.3.1 相關接收機的原理
12.3.2 相關接收機的MATLAB實現
12.3.3 相關接收機的FPGA實現
12.4 Rake接收機的FPGA實現
12.4.1 Rake接收機原理
12.4.2 Rake接收機的MATLAB實現
12.4.3 Rake接收機的FPGA實現
12.5 本章小結
第13章 WCDMA系統中關鍵技術的FPGA實現
13.1 WCDMA系統簡介
13.1.1 WCDMA系統的歷史
13.1.2 WCDMA系統物理層的關鍵技術
13.1.3 WCDMA系統的發展趨勢
13.2 WCDMA無線接口的物理層技術
13.2.1 WCDMA的系統參數
13.2.2 WCDMA的傳輸信道及物理信道
13.2.3 WCDMA系統的擴頻與調製
13.2.4 WCDMA無線接口的物理層
13.2.5 WCDMA無線接口物理層關鍵技術的MATLAB實現
13.2.6 WCDMA無線接口物理層關鍵技術的FPGA實現
13.3 WCDMA系統小區搜尋的FPGA實現
13.3.1 WCDMA系統小區搜尋的原理
13.3.2 WCDMA系統小區搜尋的算法
13.3.3 WCDMA系統小區搜尋的MATLAB實現
13.3.4 WCDMA系統小區搜尋的FPGA實現
13.4 本章小結
