无线通信的MATLAB和FPGA实现

第1章 无线通信与FPGA开发综述 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 5

1.5 FPGA在无线通信中的应用优势 5

1.5.1 FPGA特征简介 6

1.5.2 FPGA在无线通信中的应用综述 7

1.5.3 无线通信基站的FPGA实现架构 8

1.6 Xilinx公司的无线通信解决方案 10

1.6.1 Xilinx面向无线通信中的高端芯片——Virtex系列 10

1.6.2 Xilinx的高效开发工具——ISEDesignSuite 18

1.6.3 Xilinx公司的蜂窝通信开发资源 22

1.6.4 Xilinx公司的广播系统开发资源 23

1.7 本章小结 24

1.8 本章参考文献 24

第2章 无线通信中的数字处理基础 25

2.1 数的表示 25

2.1.1 定点表示 26

2.1.2 浮点表示 27

2.1.3 定点制数的量化 28

2.1.4 加法.乘积的舍入误差 29

2.2 A/D转换的字长效应 30

2.3 常用算术运算模块的FPGA实现 31

2.3.1 加法运算的FPGA实现 31

2.3.2 乘法运算的FPGA实现 31

2.3.3 除法运算的FPGA实现 34

2.3.4 Cordic算法的FPGA实现 40

2.4 本章小结 46

2.5 本章参考文献 46

第3章 无线通信中的DSP处理基础 47

3.1 数控振荡器的FPGA实现 47

3.1.1 DDS算法原理 47

3.1.2 DDS算法的Verilog实现 49

3.1.3 DDS算法IPCore的使用 51

3.2 快速傅里叶变换的FPGA实现 54

3.2.1 DFT和FFT基本思想 54

3.2.2 FFT算法的基本原理及其MATLAB实现 56

3.2.3 FFT的硬件实现结构 59

3.2.4 IFFT原理与实现 61

3.2.5 FFT/IFFTIPCore的使用 61

3.3 FIR滤波器的FPGA实现 69

3.3.1 数字滤波器的分类 69

3.3.2 数字滤波器的数学模型 70

3.3.3 数字滤波器的性能指标 70

3.3.4 FIR滤波器的原理与设计 71

3.3.5 FIR滤波器的FPGA实现 76

3.3.6 FIR滤波器IPCore的使用 85

3.4 多速率滤波器的FPGA实现 90

3.4.1 多速率信号处理的意义 90

3.4.2 多速率信号滤波器的基本操作 91

3.4.3 CIC滤波器的FPGA实现 97

3.4.4 HB滤波器的FPGA实现 109

3.5 自适应滤波器的FPGA实现 115

3.5.1 自适应滤波简介 115

3.5.2 自适应滤波的应用 117

3.5.3 LMS算法的MATLAB实现 118

3.5.4 LMS算法的FPGA实现 121

3.5.5 LMS算法的软件调试 132

3.6 本章小结 137

3.7 本章参考文献 137

第4章 调制解调的实现 138

4.1 调制/解调的基本功能与要求 138

4.1.1 调制/解调的基本功能 138

4.1.2 调制/解调的分类 138

4.1.3 基本调制方法原理及性能简要分析 139

4.1.4 数字信号的带宽和功率谱密度 140

4.1.5 影响选择数字调制方式的因素 140

4.2 数字调制/解调器的低中频解决方案 140

4.2.1 传统的调制解调方案 141

4.2.2 低中频的全数字化调制解调方案 141

4.3 2ASK调制/解调的实现 142

4.3.1 2ASK调制解调的基本原理和设计方法 143

4.3.2 2ASK调制解调的MATLAB实现 144

4.3.3 2ASK调制解调的FPGA实现 146

4.4 MPSK调制/解调的实现 148

4.4.1 MPSK调制解调的基本原理和设计方法 148

4.4.2 QPSK调制解调的MATLAB实现 150

4.4.3 QPSK调制解调的FPGA实现 150

4.5 MSK/GMSK调制/解调的实现 152

4.5.1 MSK/GMSK调制原理 153

4.5.2 MSK/GMSK调制解调的MATLAB实现 156

4.5.3 MSK/GMSK调制器的FPGA实现 157

4.6 MQAM调制/解调的实现 162

4.6.1 QAM调制/解调原理 162

4.6.2 QAM调制/解调的MATLAB实现 164

4.6.3 QAM全数字调制器的FPGA实现 165

4.7 OFDM调制/解调的实现 168

4.7.1 OFDM调制/解调原理 169

4.7.2 OFDM调制/解调的MATLAB实现 171

4.7.3 OFDM调制/解调的FPGA实现 171

4.8 本章小结 173

4.9 本章参考文献 173

第5章 信道编解码的实现 175

5.1 信道编码的原理 175

5.1.1 有噪信道编码定理 175

5.1.2 信道编码的简介 175

5.1.3 信道编码分类 176

5.2 线性分组码的实现 176

5.2.1 线性分组码的原理和性能 176

5.2.2 线性分组码的MATLAB实现 178

5.2.3 线性分组码的FPGA实现179

5.3 CRC校验码的实现 182

5.3.1 CRC校验码的原理 182

5.3.2 CRC校验码的MATLAB仿真 183

5.3.3 CRC校验码的FPGA实现 183

5.4 RS码的实现 185

5.4.1 RS码的原理 185

5.4.2 RS码的MATLAB实现 187

5.4.3 RS码的FPGA实现 188

5.5 卷积码的实现 191

5.5.1 卷积码的原理和性能 191

5.5.2 卷积码的MATLAB实现 195

5.5.3 卷积码的FPGA实现 195

5.6 交织器的实现 207

5.6.1 交织的原理 207

5.6.2 交织器的MATLAB实现 209

5.6.3 交织器的FPGA实现 210

5.7 TCM编码的实现 212

5.7.1 TCM编码的原理 212

5.7.2 TCM编码的MATLAB实现 214

5.7.3 TCM编码的FPGA实现 215

5.8 Turbo码的实现 216

5.8.1 Turbo码的原理 216

5.8.2 Turbo码的MATLAB实现 218

5.8.3 Turbo码的FPGA实现 220

5.9 LDPC码的实现 221

5.9.1 LDPC码的原理 221

5.9.2 LDPC码的MATLAB实现 227

5.9.3 LDPC码的FPGA实现 228

5.10 本章小结 243

5.11 本章参考文献 243

第6章 最佳接收机的实现 245

6.1 最佳接收机原理 245

6.1.1 最佳接收机的统计模型 245

6.1.2 最佳接收准则及其最佳接收机 246

6.2 匹配接收机的实现 252

6.2.1 匹配接收机的原理 252

6.2.2 匹配接收机器的MATLAB实现 253

6.2.3 匹配接收机的FPGA实现 254

6.3 相关接收机的实现 257

6.3.1 相关接收机的原理 257

6.3.2 相关接收机的MATLAB仿真 258

6.3.3 相关接收机的FPGA实现 258

6.4 限带基带信道收发机的实现 261

6.4.1 基带传输及码间干扰 261

6.4.2 基带传输的奈奎斯特准则与升余弦滤波器 264

6.4.3 升余弦滤波器和根号下升余弦滤波器的FPGA实现 266

6.5 本章小结 271

6.6 本章参考文献 271

第7章 分集.均衡和干扰抵消的实现 272

7.1 分集技术的基本原理 272

7.1.1 无线信道的分析 272

7.1.2 分集技术的概念和分类 273

7.1.3 均衡技术的概念和分类 275

7.1.4 干扰抵消技术的概念和分类 276

7.2 Rake接收机的实现 279

7.2.1 Rake接收机原理 279

7.2.2 Rake接收机的MATLAB实现 280

7.2.3 Rake接收机的FPGA实现 283

7.3 智能天线的实现 285

7.3.1 智能天线的基本原理 286

7.3.2 智能天线的MATLAB实现 288

7.3.3 智能天线的FPGA实现 290

7.4 基于横向滤波器的均衡的实现 292

7.4.1 基于横向滤波器的均衡技术的原理 292

7.4.2 基于横向滤波器的均衡技术的MATLAB实现 293

7.4.3 基于横向滤波器的均衡技术的FPGA实现 295

7.5 频域干扰抵消算法的实现 297

7.5.1 频域干扰抵消算法的基本原理 297

7.5.2 频域干扰抵消算法的MATLAB实现 299

7.5.3 频域干扰抵消算法的FPGA实现 300

7.5.4 频域块LMS算法和时域LMS算法的比较 311

7.6 本章小结 312

7.7 本章参考文献 312

第8章 同步的实现 313

第9章 数字前端技术的实现 340

第10章 WCDMA系统关键技术的实现 384

《无线通信的MATLAB和FPGA实现》以无线通信关键技术的原理及其MATLAB和FPGA实现为主题，通过大量的MATLAB和FPGA开发实例，较为详尽地描述了无线通信中的常用模块和原理及实现流程，具体内容包括：无线通信开发简介、数字处理基础、DSP处理基础、数字调制、信道编码、最佳接收机、均衡、同步、数字前端技术以及WCDMA系统的关键技术。《无线通信的MATLAB和FPGA实现》概念明确、思路清晰，追求全面、系统、实用，使读者能够在较短的时间内具备无线通信领域的MATLAB和FPGA开发能力。
　　《无线通信的MATLAB和FPGA实现》可供从事无线通信和数字信号处理的应用工程师和工程科研人员阅读，也可作为通信及相关专业的研究生、高年级本科生的教材或参考书。

无线通信：同步、数字前端、分集与均衡、最佳接收机、信道编/解码、调制解调。