无线通信设计

第1章 现代无线通信系统概述 1.1 无线通信的发展概况 1.2 无线通信的主要特点 1.3 无线通信系统的组成 1.4 未来无线通信系统的发展趋势 1.5 FPGA在无线通信中的应用 1.6 本章小结 第2章 FPGA系统设计基础 2.1 FPGA设计基础 2.1.1 FPGA简介 2.1.2 FPGA的原理与结构 2.1.3 FPGA的基本设计流程 2.1.4 FPGA与CPLD的比较 2.1.5 FPGA与数字信号处理器（DSP）的比较 2.2 FGPA常用的开发工具 2.2.1 集成开发环境 2.2.2 输入工具 2.2.3 综合工具 2.2.4 仿真工具 2.2.5 实现工具 2.2.6 调试与加载配置 2.3 未来FPGA技术的发展趋势 2.3.1 未来可编程器件的发展趋势 2.3.2 未来EDA设计方法的发展趋势 2.4 本章小结 第3章 Verilog HDL硬件描述语言 3.1 Verilog HDL语言简介 3.1.1 Verilog HDL语言的历史 3.1.2 Verilog HDL的主要能力 3.1.3 Verilog HDL和VHDL的区别 3.2 Verilog HDL基本程序结构 3.3 Verilog HDL语言的数据类型和运算符 3.3.1 标志符 3.3.2 数据类型 3.3.3 模块端口 3.3.4 常量集合 3.3.5 运算符和表达式 3.4 Verilog HDL语言的描述语句 3.4.1 结构描述形式 3.4.2 数据流描述形式 3.4.3 行为描述形式 3.4.4 混合设计模式 3.5 Verilog HDL的3个高级专题 3.5.1 阻塞赋值与非阻塞赋值 3.5.2 可综合状态机的写法 3.5.3 任务和函数 3.6 Verilog HDL建模与调试技巧 3.6.1 双向端口 3.6.2 输入值不确定的组合逻辑电路 3.6.3 面积和速度互换原则 3.6.4 基于Verilog HDL流水线的设计 3.6.5 测试模块向量的编写与验证 3.7 本章小结 第4章 ISE开发软件的使用 4.1 ISE简介 4.1.1 ISE软件的主要设计特性 4.1.2 ISE软件的安装 4.2 Synplify Pro综合工具 4.2.1 Synplify Pro综合软件的安装 4.2.2 关联ISE和Synplify Pro 4.3 ModelSim 仿真工具 4.3.1 ModelSim 仿真软件的安装 4.3.2 关联ISE和ModelSim 4.3.3 在ModelSim中指定Xilinx的仿真库 4.3.4 ModelSim软件的简要使用方法 4.4 ISE的使用方法 4.4.1 ISE界面介绍 4.4.2 ISE的开发流程 4.5 基于ISE的快速设计 4.5.1 Xilinx公司IP Core的使用 4.5.2 ISE与MATLAB的联合使用 4.6 本章小结 第5章 FPGA中的数字信号处理基础 5.1 数的表示 5.1.1 定点表示 5.1.2 浮点表示 5.1.3 定点制数的量化 5.1.4 加法、乘积的舍入误差 5.2 A/D变换的字长效应 5.3 二进制加法器 5.3.1 串行加法器 5.3.2 流水线加法器 5.3.3 加法器的使用 5.4 二进制乘法器 5.4.1 串行乘法器 5.4.2 流水线乘法器 5.4.3 复数乘法器 5.4.4 乘法器的使用 5.5 二进制除法器 5.5.1 无符号高效除法器 5.5.2 除法器IP Core的使用 5.6 快速傅里叶变换器 5.6.1 DFT和FFT基本思想 5.6.2 FFT算法的基本原理及其MATLAB实现 5.6.3 FFT的硬件实现结构 5.6.4 IFFT原理与实现 5.6.5 FFT/IFFT IP Core的使用 5.7 三角函数数字发生器 5.7.1 DDS算法原理 5.7.2 DDS算法的Verilog实现 5.7.3 DDS算法IP Core的使用 5.8 CORDIC计算器 5.8.1 CORDIC算法原理 5.8.2 CORDIC算法的硬件实现结构 5.8.3 CORDIC算法的Verilog实现 5.8.4 CORDIC算法IP Core的使用 5.9 本章小结 第6章 数字滤波器的FPGA实现 6.1 数字滤波器的分类与性能指标 6.1.1 数字滤波器的分类 6.1.2 数字滤波器的数学模型 6.1.3 数字滤波器的性能指标 6.2 有限脉冲响应滤波器的设计与实现 6.2.1 FIR滤波器理论和结构 6.2.2 FIR滤波器的设计方法 6.2.3 FIR滤波器的MATLAB设计 6.2.4 FIR滤波器的FPGA实现 6.2.5 采用分布式算法的FIR滤波器 6.2.6 FIR滤波器IP Core的使用 6.3 无限脉冲响应滤波器的设计与实现 6.3.1 IIR滤波器的理论和结构 6.3.2 IIR滤波器的设计方法 6.3.3 IIR滤波器的MATLAB设计 6.3.4 IIR滤波器的FPGA实现 6.3.5 IIR滤波器实现中的流水线技术 6.3.6 有限字长效应和滤波器增益系数的最优化 6.3.7 并行处理 6.4 脉冲成形滤波器的设计与实现 6.4.1 脉冲成形滤波器的原理 6.4.2 脉冲成形滤波器的设计方法 6.4.3 脉冲成形滤波器的MATLAB设计 6.4.4 脉冲成形滤波器的FPGA实现 6.5 本章小结 第7章 多速率信号处理的FPGA实现 7.1 多速率信号处理的基础知识 7.1.1 多速率信号处理的意义 7.1.2 多速率信号处理的基本操作 7.1.3 过采样A/D与D/A转换器 7.2 信号的多相分解 7.2.1 多相分解基本理论 7.2.2 多相分解的FPGA实现 7.3 CIC滤波器 7.3.1 CIC基本理论 7.3.2 CIC滤波器的MATLAB设计 7.3.3 CIC滤波器的FPGA实现 7.4 FIR半带滤波器 7.4.1 FIR半带滤波器的原理 7.4.2 FIR半带滤波器的MATLAB设计 7.4.3 半带滤波器的FPGA实现 7.5 无线通信中的多速率滤波器 7.5.1 无线信号多速率发送处理器 7.5.2 无线信号多速率接收处理器 7.6 滤波器组 7.6.1 滤波器组的基本概念 7.6.2 双通道滤波器组的原理 7.6.3 双通道滤波器组的MATLAB实现 7.6.4 双通道滤波器组的FPGA实现 7.7 本章小结 第8章 数字调制与解调的FPGA实现 8.1 调制/解调的基本功能与要求 8.1.1 调制/解调的基本功能 8.1.2 调制/解调的分类 8.1.3 基本调制方法原理及性能简要分析 8.1.4 数字信号的带宽和功率谱密度 8.1.5 影响选择数字调制方式的因素 8.2 2-ASK调制/解调的FPGA实现 8.2.1 2-ASK调制/解调的基本原理和设计方法 8.2.2 2-ASK调制/解调的MATLAB实现 8.2.3 2-ASK调制/解调的FPGA实现 8.3 MPSK调制/解调的FPGA实现 8.3.1 MPSK调制/解调的基本原理和设计方法 8.3.2 QPSK调制/解调的MATLAB实现 8.3.3 QPSK调制/解调的FPGA实现 8.4 MSK/GMSK调制/解调的FPGA实现 8.4.1 MSK/GMSK调制原理 8.4.2 MSK/GMSK调制/解调的MATLAB实现 8.4.3 MSK/GMSK调制器的FPGA实现 8.5 MQAM调制/解调的FPGA实现 8.5.1 QAM调制/解调原理 8.5.2 QAM调制/解调的MATLAB实现 8.5.3 QAM全数字调制器的FPGA实现 8.6 OFDM调制/解调的FPGA实现 8.6.1 OFDM调制/解调原理 8.6.2 OFDM调制/解调的MATLAB实现 8.6.3 OFDM调制/解调的FPGA实现 8.7 本章小结 第9章 信道编码的FPGA实现 9.1 信道编码的原理 9.1.1 有噪信道编码定理 9.1.2 信道编码的简介 9.2 信道编码的分类 9.3 线性分组码的FPGA实现 9.3.1 线性分组码的原理和性能 9.3.2 线性分组码的MATLAB实现 9.3.3 线性分组码的FPGA实现 9.4 CRC校验码的FPGA实现 9.4.1 CRC校验码的原理 9.4.2 CRC校验码的MATLAB仿真 9.4.3 CRC校验码的FPGA实现 9.5 RS码的FPGA实现 9.5.1 RS码的原理 9.5.2 RS码的MATLAB实现 9.5.3 RS码的FPGA实现 9.6 卷积码的FPGA实现 9.6.1 卷积码的原理和性能 9.6.2 卷积码的MATLAB实现 9.6.3 卷积码的FPGA实现 9.7 交织器的FPGA实现 9.7.1 交织的原理 9.7.2 交织器的MATLAB实现 9.7.3 交织器的FPGA实现 9.8 Turbo码的FPGA实现 9.8.1 Turbo码的原理 9.8.2 Turbo码的MATLAB实现 9.8.3 Turbo码的FPGA实现 9.9 TCM编码的FPGA实现 9.9.1 TCM编码的原理 9.9.2 TCM编码的MATLAB实现 9.9.3 TCM编码的FPGA实现 9.1 本章小结 第1章 系统同步的FPGA实现 1.1 同步的分类 1.1.1 按照同步功能分类 1.1.2 按照同步方式分类 1.2 载波同步的原理及实现 1.2.1 载波同步简介 1.2.2 载波同步方法的分类 1.2.3 平方环载波同步法的原理 1.2.4 平方环载波同步法的MATLAB实现 1.2.5 平方环载波同步法的FPGA实现 1.2.6 科斯塔斯环载波同步法的原理 1.2.7 科斯塔斯环载波同步法的MATLAB实现 1.2.8 科斯塔斯环载波同步法的FPGA实现 1.3 符号同步 1.3.1 符号同步简介 1.3.2 插入导频符号同步法 1.3.3 直接符号同步法 1.3.4 超前-滞后门符号同步法的MATLAB实现 1.3.5 超前-滞后门符号同步法的FPGA实现 1.4 帧同步 1.4.1 帧同步简介 1.4.2 集中插入式帧同步法的原理 1.4.3 集中插入式帧同步法的MATLAB实现 1.4.4 集中插入式帧同步法的FPGA实现 1.5 本章小结 第11章 自适应滤波和均衡的FPGA实现 11.1 自适应滤波器简介 11.2 自适应滤波器的应用 11.2.1 预测 11.2.2 辨识 11.2.3 反建模 11.2.4 干扰抵消 11.3 自适应滤波算法原理 11.3.1 输入信号的必备特征 11.3.2 代价函数的定义 11.3.3 维纳-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实现 11.4.3 LMS算法的量化效应 11.4.4 LMS算法的FPGA实现 11.4.5 具有延迟的LMS流水线滤波器 11.4.6 符号LMS算法的基本原理 11.4.7 符号LMS算法的MATLAB仿真 11.4.8 符号LMS算法的FPGA实现 11.5 变换域LMS算法 11.5.1 变换域LMS算法的简介 11.5.2 变换域串行LMS算法的基本原理 11.5.3 频域串行LMS算法的MATLAB实现 11.5.4 频域块LMS算法的基本原理 11.5.5 频域块LMS算法的MATLAB实现 11.5.6 频域块LMS算法的FPGA实现 11.5.7 频域块LMS算法和时域LMS算法的比较 11.6 递归最小二乘（RLS）算法 11.6.1 RLS算法的基本原理 11.6.2 RLS算法的MATLAB实现 11.6.3 RLS算法的FPGA实现 11.6.4 RLS算法与LMS算法的比较 11.7 无线通信系统中的自适应均衡技术 11.7.1 自适应均衡的基本原理 11.7.2 自适应均衡器的MATLAB实现 11.7.3 自适应均衡器的FPGA实现 11.8 智能天线的FPGA实现 11.8.1 智能天线的基本原理 11.8.2 智能天线的MATLAB实现 11.8.3 智能天线的FPGA实现 11.9 本章小结 第12章 最佳接收机的FPGA实现 12.1 最佳接收机原理 12.1.1 最佳接收机的统计模型 12.1.2 最佳接收准则及其最佳接收机 12.2 匹配接收机的FPGA实现 12.2.1 匹配接收机的原理 12.2.2 匹配接收机的MATLAB实现 12.2.3 匹配接收机的FPGA实现 12.3 相关接收机的FPGA实现 12.3.1 相关接收机的原理 12.3.2 相关接收机的MATLAB实现 12.3.3 相关接收机的FPGA实现 12.4 Rake接收机的FPGA实现 12.4.1 Rake接收机原理 12.4.2 Rake接收机的MATLAB实现 12.4.3 Rake接收机的FPGA实现 12.5 本章小结 第13章 WCDMA系统中关键技术的FPGA实现 13.1 WCDMA系统简介 13.1.1 WCDMA系统的历史 13.1.2 WCDMA系统物理层的关键技术 13.1.3 WCDMA系统的发展趋势 13.2 WCDMA无线接口的物理层技术 13.2.1 WCDMA的系统参数 13.2.2 WCDMA的传输信道及物理信道 13.2.3 WCDMA系统的扩频与调制 13.2.4 WCDMA无线接口的物理层 13.2.5 WCDMA无线接口物理层关键技术的MATLAB实现 13.2.6 WCDMA无线接口物理层关键技术的FPGA实现 13.3 WCDMA系统小区搜索的FPGA实现 13.3.1 WCDMA系统小区搜索的原理 13.3.2 WCDMA系统小区搜索的算法 13.3.3 WCDMA系统小区搜索的MATLAB实现 13.3.4 WCDMA系统小区搜索的FPGA实现 13.4 本章小结