數字調製解調技術的MATLAB與FPGA實現 Xilinx/VHDL版 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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杜勇 著

圖書標籤:

• 數字調製
• 數字解調
• MATLAB
• FPGA
• Xilinx
• VHDL
• 通信係統
• 信號處理
• 無綫通信
• 調製解調技術

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121326424

版次：1

商品編碼：12193981

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2017-09-01

用紙：膠版紙

頁數：496

字數：790000

正文語種：中文

內容簡介

本書以Xilinx公司的FPGA為開發平颱，采用MATLAB及VHDL語言為開發工具，詳細闡述數字通信調製解調技術的FPGA實現原理、結構、方法以及仿真測試過程，並通過大量工程實例分析FPGA實現過程中的具體技術細節。主要包括設計語言及環境介紹、FPGA實現數字信號處理基礎、濾波器的FPGA實現、ASK調製解調技術的FPGA實現、FSK調製解調技術的FPGA實現、PSK調製解調技術的FPGA實現、QAM調製解調技術的FPGA實現以及DSSS信號調製解調技術的FPGA實現等內容。

作者簡介

杜勇，四川省廣安市人，高級工程師。1999年於湖南大學獲電子工程專業學士學位，2005年於國防科學技術大學獲信息與通信工程專業碩士學位。主要從事數字信號處理、無綫通信以及FPGA應用技術研究。發錶學術論文十餘篇，齣版數字濾波器的MATLAB與FPGA實現、數字通信同步技術的MATLAB與FPGA實現、數字調製解調技術的MATLAB與FPGA實現、鎖相環技術原理及FPGA實現等多部著作。

目錄

第1章　數字通信及FPGA概述 （1）
1．1　數字通信係統概述 （2）
1．1．1　數字通信的一般處理流程 （2）
1．1．2　本書討論的通信係統模型 （4）
1．1．3　數字通信的特點及優勢 （5）
1．1．4　數字通信的發展概述 （7）
1．2　數字通信中的幾個基本概念 （9）
1．2．1　與頻譜相關的概念 （9）
1．2．2　帶寬是如何定義的 （12）
1．2．3　采樣與頻譜搬移 （15）
1．2．4　噪聲與信噪比 （19）
1．3　FPGA的基礎知識 （21）
1．3．1　從晶體管到FPGA （21）
1．3．2　FPGA的發展趨勢 （24）
1．3．3　FPGA的組成結構 （26）
1．3．4　FPGA的工作原理 （30）
1．4　FPGA與其他處理平颱的比較 （31）
1．4．1　ASIC、DSP及ARM的特點 （32）
1．4．2　FPGA的特點及優勢 （33）
1．5　Xilinx器件簡介 （34）
1．5．1　Xilinx器件概況 （34）
1．5．2　Spartan係列器件 （36）
1．5．3　Virtex係列器件 （37）
1．6　FPGA信號處理闆CXD301 （39）
1．7　小結 （40）
參考文獻 （40）
第2章　設計語言及環境介紹 （43）
2．1　HDL語言簡介 （44）
2．1．1　HDL語言的特點及優勢 （44）
2．1．2　選擇VHDL還是Verilog （45）
2．2　VHDL語言基礎 （46）
2．2．1　程序結構 （47）
2．2．2　數據類型 （49）
2．2．3　數據對象 （52）
2．2．4　運算符 （52）
2．2．5　VHDL語句 （57）
2．3　FPGA開發工具及設計流程 （63）
2．3．1　ISE開發套件 （63）
2．3．2　ModelSim仿真軟件 （67）
2．3．3　Synplicity綜閤軟件 （69）
2．3．4　FPGA設計流程 （70）
2．4　MATLAB軟件 （72）
2．4．1　MATLAB軟件簡介 （72）
2．4．2　常用的信號處理函數 （75）
2．5　MATLAB與ISE的數據交換 （81）
2．6　小結 （82）
參考文獻 （82）
第3章　FPGA實現數字信號處理基礎 （83）
3．1　FPGA中數的錶示 （84）
3．1．1　萊布尼茲與二進製 （84）
3．1．2　定點數錶示 （85）
3．1．3　浮點數錶示 （86）
3．2　FPGA中數的運算 （89）
3．2．1　加/減法運算 （89）
3．2．2　乘法運算 （92）
3．2．3　除法運算 （94）
3．2．4　有效數據位的計算 （95）
3．3　有限字長效應 （97）
3．3．1　字長效應的産生因素 （97）
3．3．2　A/D轉換的字長效應 （98）
3．3．3　係統運算中的字長效應 （99）
3．4　FPGA中的常用處理模塊 （101）
3．4．1　乘法器模塊 （101）
3．4．2　除法器模塊 （106）
3．4．3　浮點運算模塊 （109）
3．4．4　濾波器模塊 （111）
3．4．5　數字頻率器模塊 （113）
3．5　小結 （115）
參考文獻 （116）
第4章　濾波器的MATLAB與FPGA實現 （117）
4．1　濾波器概述 （118）
4．1．1　濾波器的分類 （118）
4．1．2　濾波器的特徵參數 （120）
4．2　FIR與IIR濾波器的原理 （120）
4．2．1　FIR濾波器原理 （120）
4．2．2　IIR濾波器原理 （122）
4．2．3　IIR與FIR濾波器的比較 （122）
4．3　FIR濾波器的MATLAB設計 （123）
4．3．1　采用fir1函數設計 （123）
4．3．2　采用kaiserord函數設計 （126）
4．3．3　采用fir2函數設計 （126）
4．3．4　采用firpm函數設計 （128）
4．4　IIR濾波器的MATLAB設計 （130）
4．4．1　采用butter函數設計 （130）
4．4．2　采用cheby1函數設計 （131）
4．4．3　采用cheby2函數設計 （132）
4．4．4　采用ellip函數設計 （132）
4．4．5　采用yulewalk函數設計 （133）
4．4．6　幾種設計函數的比較 （133）
4．5　濾波器設計分析工具 （135）
4．6　FIR濾波器的FPGA實現 （136）
4．6．1　量化濾波器係數 （136）
4．6．2　FIR濾波器的實現結構 （138）
4．6．3　采用IP核實現FIR濾波器 （142）
4．6．4　MATLAB仿真測試數據 （148）
4．6．5　測試激勵的VHDL設計 （149）
4．6．6　FPGA實現後的仿真測試 （151）
4．7　IIR濾波器的FPGA實現 （152）
4．7．1　IIR濾波器的結構形式 （152）
4．7．2　量化級聯型結構的係數 （155）
4．7．3　級聯型結構的FPGA實現 （158）
4．7．4　FPGA實現後的測試仿真 （162）
4．8　濾波器的闆載測試 （162）
4．8．1　硬件接口電路 （162）
4．8．2　闆載測試程序 （163）
4．8．3　闆載測試驗證 （169）
4．9　小結 （170）
參考文獻 （170）
第5章　ASK調製解調技術的實現 （171）
5．1　ASK信號的調製解調原理 （172）
5．1．1　二進製振幅調製信號的産生 （172）
5．1．2　二進製振幅調製信號的解調 （173）
5．1．3　二進製振幅調製係統的性能 （175）
5．1．4　多進製振幅調製 （175）
5．2　ASK調製信號的MATLAB仿真 （176）
5．3　ASK調製信號的FPGA實現 （179）
5．3．1　FPGA實現模型及參數說明 （179）
5．3．2　ASK調製信號的VHDL設計 （181）
5．3．3　FPGA實現後的仿真測試 （182）
5．4　ASK解調技術的MATLAB仿真 （184）
5．5　ASK解調技術的FPGA實現 （186）
5．5．1　FPGA實現模型及參數說明 （186）
5．5．2　ASK信號解調的VHDL設計 （186）
5．5．3　FPGA實現後的仿真測試 （188）
5．6　符號判決門限的FPGA實現 （190）
5．6．1　確定ASK解調後的判決門限 （190）
5．6．2　判決門限模塊的VHDL設計 （191）
5．6．3　FPGA實現後的仿真測試 （193）
5．7　鎖相環位同步技術的FPGA實現 （194）
5．7．1　位同步技術的工作原理 （194）
5．7．2　位同步頂層模塊的VHDL設計 （196）
5．7．3　雙相時鍾信號的VHDL設計 （198）
5．7．4　鑒相模塊的VHDL設計 （199）
5．7．5　控製模塊的VHDL設計 （201）
5．7．6　分頻模塊的VHDL設計 （203）
5．7．7　FPGA實現後的仿真測試 （204）
5．8　ASK解調係統的FPGA實現及仿真 （204）
5．8．1　完整解調係統的VHDL設計 （204）
5．8．2　完整係統的仿真測試 （207）
5．9　ASK調製解調的闆載測試 （209）
5．9．1　硬件接口電路 （209）
5．9．2　闆載測試程序 （209）
5．9．3　闆載測試驗證 （214）
5．10　小結 （215）
參考文獻 （215）
第6章　FSK調製解調技術的實現 （217）
6．1　FSK信號的調製解調原理 （218）
6．1．1　FSK信號的時域錶示 （218）
6．1．2　相關係數與頻譜特性 （219）
6．1．3　非相乾解調原理 （221）
6．1．4　相乾解調原理 （222）
6．1．5　解調方法的應用條件分析 （224）
6．2　FSK調製解調的MATLAB仿真 （225）
6．2．1　不同調製度的FSK信號仿真 （225）
6．2．2　非相乾解調FSK仿真 （226）
6．2．3　相乾解調FSK仿真 （231）
6．3　FSK調製信號的FPGA實現 （234）
6．3．1　FSK信號的産生方法 （234）
6．3．2　FSK調製信號的VHDL設計 （235）
6．3．3　FPGA實現後的仿真測試 （237）
6．4　FSK解調的FPGA實現 （238）
6．4．1　解調模型及參數設計 （238）
6．4．2　解調FSK信號的VHDL設計 （239）
6．4．3　FPGA實現後的仿真測試 （243）
6．5　MSK信號産生原理 （246）
6．5．1　MSK信號時域特徵 （246）
6．5．2　MSK信號頻譜特性 （246）
6．5．3　MSK信號的産生方法 （248）
6．6　MSK調製信號的FPGA實現 （249）
6．6．1　實例參數及模型設計 （249）
6．6．2　MSK調製信號的VHDL設計及仿真 （250）
6．7　MSK解調原理 （255）
6．7．1　延遲差分解調 （255）
6．7．2　平方環相乾解調 （257）
6．8　MSK解調的MATLAB仿真 （258）
6．8．1　仿真模型及參數說明 （258）
6．8．2　平方環解調MSK的MATLAB仿真 （258）
6．9　平方環的FPGA實現 （261）
6．9．1　鎖相環的工作原理 （261）
6．9．2　平方環的工作原理 （264）
6．9．3　平方環路性能參數設計 （265）
6．9．4　平方環的VHDL設計 （268）
6．9．5　FPGA實現後的仿真測試 （272）
6．10　MSK解調的FPGA實現 （273）
6．10．1　MSK解調環路參數設計 （273）
6．10．2　頂層模塊的VHDL設計 （275）
6．10．3　脈衝成形及解調模塊的VHDL設計 （279）
6．10．4　FPGA實現後的仿真測試 （281）
6．11　MSK調製解調的闆載測試 （283）
6．11．1　硬件接口電路 （283）
6．11．2　闆載測試程序 （283）
6．11．3　闆載測試驗證 （287）
6．12　小結 （288）
參考文獻 （289）
第7章　PSK調製解調技術的實現 （291）
7．1　DPSK信號的調製解調原理 （292）
7．1．1　DPSK信號的調製原理 （292）
7．1．2　Costas環解調DPSK信號 （293）
7．1．3　DPSK調製解調的MATLAB仿真 （295）
7．2　DPSK解調的FPGA實現 （298）
7．2．1　環路性能參數設計 （298）
7．2．2　Costas環的VHDL設計 （300）
7．2．3　FPGA實現後的仿真測試 （303）
7．3　DQPSK信號的調製解調原理 （303）
7．3．1　QPSK信號的調製原理 （303）
7．3．2　雙比特碼元差分編解碼原理 （305）
7．3．3　DQPSK信號解調原理 （306）
7．3．4　DQPSK調製解調的MATLAB仿真 （309）
7．4　DQPSK調製信號的FPGA實現 （313）
7．4．1　差分編/解碼的VHDL設計 （313）
7．4．2　DQPSK調製信號的VHDL設計 （316）
7．5　DQPSK解調的FPGA實現 （321）
7．5．1　極性Costas環的VHDL設計 （321）
7．5．2　FPGA實現後的仿真測試 （326）
7．5．3　調整跟蹤策略獲取良好的跟蹤性能 （327）
7．5．4　完整的DQPSK解調係統設計 （328）
7．5．5　DQPSK解調係統的仿真測試 （331）
7．6　?/4 QPSK調製解調原理 （332）
7．6．1　?/4 QPSK信號的調製原理 （332）
7．6．2　匹配濾波器與成形濾波器 （334）
7．6．3　?/4 QPSK信號的差分解調原理 （339）
7．6．4　?/4 QPSK調製解調的MATLAB仿真 （340）
7．7　?/4 QPSK調製解調的FPGA實現 （344）
7．7．1　基帶編碼的VHDL設計 （344）
7．7．2　差分解調的VHDL設計 （346）
7．7．3　FPGA實現後的仿真測試 （351）
7．8　PSK調製解調電路的闆載測試 （352）
7．8．1　Costas環電路的闆載測試 （352）
7．8．2　DQPSK電路的闆載測試 （359）
7．8　小結 （360）
參考文獻 （361）
第8章　QAM調製解調技術的FPGA實現 （363）
8．1　QAM信號的調製解調原理 （364）
8．1．1　QAM調製解調係統組成 （364）
8．1．2　差分編碼與星座映射 （365）
8．1．3　QAM調製解調的MATLAB仿真 （367）
8．2　QAM編/解碼的FPGA實現 （371）
8．2．1　編碼映射的VHDL設計 （371）
8．2．2　解碼模塊的VHDL設計 （373）
8．2．3　FPGA實現後的仿真測試 （375）
8．3　QAM載波同步的FPGA實現 （375）
8．3．1　QAM載波同步原理 （375）
8．3．2　極性判決法載波同步的FPGA實現 （378）
8．3．3　DD算法載波同步的FPGA實現 （383）
8．4　插值算法位同步技術原理 （390）
8．4．1　位同步技術分類及組成 （390）
8．4．2　內插濾波器原理及結構 （392）
8．4．3　Gardner誤差檢測算法 （394）
8．4．4　環路濾波器與數控振蕩器 （395）
8．5　插值算法位同步技術的MATLAB仿真 （396）
8．5．1　設計環路濾波器係數 （397）
8．5．2　分析位定時算法MATLAB仿真程序 （397）
8．5．3　完整的QAM位定時算法仿真 （402）
8．6　插值算法位同步技術的FPGA實現 （403）
8．6．1　頂層模塊的VHDL設計 （403）
8．6．2　插值濾波模塊的VHDL設計 （406）
8．6．3　誤差檢測及環路濾波器模塊的VHDL設計 （408）
8．6．4　數控振蕩器模塊的VHDL設計 （411）
8．6．5　FPGA實現後的仿真測試 （412）
8．7　插值算法位同步電路的闆載測試 （417）
8．7．1　硬件接口電路 （417）
8．7．2　闆載測試程序 （418）
8．7．3　闆載測試驗證 （421）
8．8　小結 （422）
參考文獻 （423）
第9章　擴頻調製解調技術的FPGA實現 （425）
9．1　擴頻通信的基本原理 （426）
9．1．1　擴頻通信的概念 （426）
9．1．2　擴頻通信的種類 （427）
9．1．3　直擴係統工作原理 （429）
9．2　直擴調製信號MATLAB仿真 （431）
9．2．1　僞碼序列的産生原理 （431）
9．2．2　MATLAB仿真直擴調製信號 （432）
9．3　直擴信號調製的FPGA實現 （436）
9．3．1　僞碼模塊的VHDL設計 （436）
9．3．2　擴頻調製模塊的VHDL設計 （437）
9．4　僞碼同步的一般原理 （440）
9．4．1　滑動相關捕獲原理 （441）
9．4．2　延遲鎖相環跟蹤原理 （442）
9．5　僞碼同步算法設計及仿真 （443）
9．5．1　同步算法設計 （443）
9．5．2　捕獲及跟蹤門限的MATLAB仿真 （445）
9．6　僞碼同步的FPGA實現 （447）
9．6．1　頂層模塊的VHDL設計 （447）
9．6．2　僞碼産生模塊的VHDL設計 （451）
9．6．3　相關積分模塊的VHDL設計 （453）
9．6．4　僞碼相位調整模塊的VHDL設計 （454）
9．6．5　FPGA實現後的仿真測試 （456）
9．7　直擴解調係統的FPGA實現 （458）
9．7．1　Costas載波環的VHDL設計 （458）
9．7．2　FPGA實現後的仿真測試 （463）
9．８　直擴調製解調的闆載測試 （465）
9．8．1　硬件接口電路 （465）
9．8．2　闆載測試程序 （466）
9．8．3　闆載測試驗證 （472）
9．9　小結 （473）
參考文獻 （473）

前言/序言

為什麼要寫這本書

為什麼要寫這本書？或者說，為什麼要寫數字通信的MATLAB與FPGA實現技術相關內容的書？記得幾年前電子工業齣版社首次齣版《數字濾波器的MATLAB與FPGA實現》一書時，我在前言中提到寫作的原因主要有三條：其一，是FPGA技術在電子通信領域得到瞭越來越廣泛的應用，並已逐漸成為電子産品實現的首選方案；其二，是國內市場上專門討論如何采用FPGA實現數字通信技術的書籍相對欠缺；其三，是數字通信技術本身十分復雜，關鍵技術較多，在一本書中全麵介紹數字通信技術的FPGA實現難免有所遺漏，且內容難以翔實。因此，根據作者的從業經驗，將數字通信技術的關鍵技術大緻分為濾波器技術、同步技術和解調技術三種，並嘗試著先寫濾波器技術，再逐漸完成其他兩項關鍵技術的寫作。在廣大讀者的支持和鼓勵下，總算完成瞭《數字通信同步技術的MATLAB與FPGA實現》、《數字調製解調技術的MATLAB與FPGA實現》兩本書。後來又根據讀者的反饋要求，先後齣版瞭數字濾波器、數字通信同步技術、數字調製解調技術幾本書的Altera/Verilog版，以及專門討論鎖相環技術的《鎖相環技術原理及FPGA實現》。

數字通信的MATLAB與FPGA實現的係列著作齣版後，陸續通過郵件或博客的方式收到廣大讀者的反饋意見。一些讀者直接通過郵件告知書中的內容對工作中提供的直接或間接的幫助；一些讀者提齣瞭很多中肯的有建設性的意見和建議；更多的讀者通過郵件交流書中的相關設計問題；還有一些讀者直接指齣瞭書中一些描述不準確的地方，以及部分文字上的錯誤（這些勘誤都已在我的技術博客中發布）。

由於最初用Xilinx /VHDL平颱（相對於Altera/Verilog，我更早熟悉Xilinx /VHDL平颱）寫數字通信的MATLAB與FPGA實現的係列著作時，並沒有規劃要寫這個係列的Altera/Verilog版本，因此並沒有在書名上增加“Xilinx/VHDL版”的字樣，後來寫Altera/Verilog版本時，為以示區彆，在書名上增加瞭“Altera/Verilog版”的字樣。時間過得很快，五年多的時間過去瞭，應讀者需求，為進一步提高廣大讀者學習的效率，作者精心設計瞭與Xilinx/VHDL版本係列圖書配套使用的FPGA信號處理闆CXD301，並利用這次改版的時機增加瞭書中實例的闆載測試內容，同時將書名增加瞭“Xilinx/VHDL版”的字樣。

與《數字調製解調技術的ＭATLAB與FPGA實現》前一版相比，此次改版主要涉及以下幾個方麵：

（1）對有FPGA工程實例的章節，增加瞭主要工程實例的CXD301闆載測試內容。

（2）FPGA工具更換為ISE 14.7，仿真工具更換為ModelsimSE 10.1，MATLAB軟件更換為Matlab_R2014a版本。

（3）為便於在CXD301處理闆上進行闆載測試驗證，對部分工程實例參數進行瞭適當調整。

（4）在編寫闆載測試內容時，發現原書中的部分程序還有需要完善的地方，改版過程中對配套開發資源包中的程序文件進行瞭補充及優化。

（5）改寫瞭第6章MSK調製信號的FPGA實現方法。

（6）更正瞭書中一些敘述不當的地方，大多是讀者反饋迴來的問題。

（7）對讀者提問較多的地方敘述得更加詳細。

通常來講，一名電子通信專業的技術人員，在從業之初都會遇到類似的睏惑：如何將從教材中學到的理論與實際中的工程設計結閤起來？如何能夠將這些教材中的理論轉換成實際的電路？絕大多數數字通信類教材對通信的原理講解十分透徹，但理論與實踐之間顯然需要有一座可以順利通過的橋梁。一個常用的方法是通過采用MATLAB等工具進行軟件仿真的方法來加深對理論的理解，但更好的方法顯然是直接參與工程的設計與實現。

然而，剛畢業的工科院校學生極少有機會參加實際工程設計，工作中往往感到學校所學的理論知識很難與實際工程産品的實現聯係起來。教科書上多是講解通信原理性的內容，即使可以很好地解答教材後麵的習題，或者說能夠熟練地對書中的基本公式進行推導，在實際進行産品設計時，如何將這些理論及公式用具體的電路或硬件平颱實現齣來，仍然是擺在廣大工程師麵前的一道難關。尤其對於數字通信專業來講，由於涉及的理論知識比較復雜，真正進行工程設計時纔發現根本無從下手。采用MATLAB、System View等軟件對通信理論進行仿真，雖然可以直觀地驗證算法的正確性，並查看仿真結果，但這類軟件的仿真畢竟隻停留在算法或模型的仿真上，與真正的工程設計及實現完全是兩個不同的概念。FPGA技術很好地解決瞭這一問題。FPGA技術本來就是基於工程應用的技術，其仿真技術可以很好地仿真産品實際的工作情況，尤其是時序仿真技術，在計算機上通過瞭時序仿真的程序設計，幾乎不再需要修改就可以直接應用到工程中。這種設計、驗證、仿真的一體化方式可以極好地將理論與工程應用結閤起來，從而提高學習的興趣。

FPGA技術因其快速的並行運算能力，以及獨特的組成結構，在電子通信領域已成為必不可少的實現平颱之一。本書的目的正是架起一座教科書理論與工程設計實踐之間的橋梁，通過具體的設計實例，詳細講解從理論到工程實現的方法、步驟和過程，以便於工程技術人員盡快掌握利用FPGA平颱實現數字通信技術的方法。

目前，市場上已有很多介紹ISE、QuartusⅡ等FPGA開發環境，以及VHDL、Verilog HDL等硬件編程語言的書籍。當然，我們僅僅使用FPGA來實現一些數字邏輯電路，或者理論性不強的控製電路設計，掌握FPGA開發工具及VHDL語法就可以開始工作瞭。但是數字通信技術的理論性要強得多，采用FPGA平颱實現數字通信技術的前提條件是對理論知識首先要有深刻的理解。在理解理論知識的基礎上，關鍵的問題是根據這些通信理論或公式，利用FPGA的特點，找到閤適的算法實現結構，理清工程實現的思路，並采用VHDL等硬件編程語言對其進行正確的實現。因此，要順利地讀懂本書，掌握用FPGA實現數字通信技術的知識和技能，讀者還需要對FPGA的開發環境和設計語言有一定的瞭解。

作者在寫作本書的過程中，兼顧數字通信技術的基礎理論，以及工程設計過程的完整性，重點突齣FPGA設計方法、結構、實現細節和仿真測試方法。在講解理論知識的時候，重點從工程應用的角度進行介紹，主要介紹工程設計時必須掌握和理解的知識點，並且結閤FPGA的特點進行討論，便於讀者盡快地找到理論與工程實現之間的結閤點。在講解實例的FPGA實現時，不僅絕大多數實例給齣瞭完整的VHDL程序代碼，並且從思路和結構上對每段代碼均進行瞭詳細的分析和說明。根據作者的理解，針對一些似是而非的概念，結閤工程實例的仿真測試加以闡述，希望能夠對讀者提供更多有用的參考。相信讀者按照書中講解的步驟完成一個個工程實例時，會逐步感覺到理論與工程實現之間完美結閤的暢快。隨著讀者掌握的工程實現技能的提高，對數字通信技術理論知識的理解也必將越來越深刻，重新閱讀以前學過的數字通信原理時，頭腦裏就更容易構建起理論與工程實現之間的橋梁。

本書的內容安排

第1章首先對數字通信技術的概念及FPGA基礎知識進行瞭簡要介紹。本章耗費一些筆墨來講述一些最基本的概念，一則是為瞭使全書所講述的內容更成體係，二則想重申一個老掉牙的理由—基本的概念永遠是最重要的。在介紹這些基本概念時，盡量避免使用一些復雜的公式及理論推導，更多地從直觀角度來討論。根據作者自身的經曆和對數字通信的理解，對頻譜、帶寬、采樣、信噪比等最基本的定義做瞭較為全麵的闡述，希望能夠對讀者加深數字通信係統原理的理解有所幫助。大概是由於職業的原因，長期以來都對那些偉大的技術創新者備感敬意，因此在寫FPGA發展曆程時，更多地從人物的角度去描述那些科技創新的故事，這些故事確實非常有趣，那些偉大的科學傢和技術創新者從來都不缺乏鮮明的個性。

采用MATLAB及FPGA來實現數字通信的相關技術，設計工程師首先需要熟練掌握一整套設計工具。設計語言及開發環境就是工程師手中的裝備，要設計齣完美的産品需要很多因素之間的相互配閤，而掌握好手中的開發工具無疑是最基本的因素之一。第2章主要對本書所使用的設計語言和開發環境進行簡要介紹。之所以說是簡要介紹，因為這一整套的開發工具本身的功能十分強大，每一種工具都有種類繁多的專門著述進行詳細闡述。隨著工程師設計經驗的積纍，設計水平的提高，越能更全麵地掌握設計工具的特點，從而更好地發揮設計工具的性能，以最小的代價設計齣理想的産品。好比一把寶劍，隻有握在高手的手中纔能發揮齣最大的威力。

第3章介紹FPGA中數的錶示方法、數的運算、有限字長效應及常用的數字信號處理模塊。數字信號在FPGA等硬件係統中實現時，因受寄存器長度的限製，不可避免地産生瞭有效字長效應。設計工程師必須瞭解字長效應對數字係統可能帶來的影響，並在實際設計中通過仿真來確定最終的量化位數、寄存器長度等內容。本章最後對幾種常用的運算模塊IP核進行介紹，詳細闡述瞭各IP核控製參數的設置方法，並給齣瞭幾個簡單的模塊應用實例。IP核的應用在FPGA設計中十分普遍，尤其在數字信號處理領域，采用設計工具提供的IP核進行設計，不僅可以提高設計效率，而且可以保證設計的性能。在進行FPGA工程設計時，工程師可以先瀏覽一下選定目標器件所能提供的IP核，便於通過使用IP核來減少設計工作量並提高係統性能。當然，工程師也可以根據設計需要，根據是否具有相應的IP核來選擇目標器件。這一章討論的都是一些非常基礎的知識，但正因為是基礎，所以顯得尤其重要。其中討論的有效數據位運算，以及字長效應等內容在後續的工程實例講解中都會多次涉及，因此建議讀者不要急於閱讀後續章節的工程實例講解，先切實練好基本功，纔可以達到事半功倍的效果。

對於從事電子通信行業的技術人員來說，濾波器是一個再普通不過的概念瞭。數字濾波器本身已成為一個專業性很強的研究方嚮，第4章所要講述的僅僅是最常用的FIR（Finite Impu

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