數字通信同步技術的MATLAB與FPGA實現 杜勇 ..

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    • ISBN:9787121198878
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    圖書簡介

    品牌:圖書
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    商品名稱:  數字通信同步技術的MATLAB與FPGA實現
    作者:  杜勇
    市場價:  59元
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    ISBN號:  9787121198878
    出版社:  電子工業出版社
    商品類型:  圖書

      其他參考信息(以實物為準)
      隨書附贈:光盤1張
      裝幀:平裝  開本:16開  語種:中文
      出版時間:2013-04-01  版次:1  頁數:324
      印刷時間:2013-04-01  印次:1  字數:518.00千字

       主編推薦
        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困惑:如何將教材中所學的理論與實際中的工程設計結合起來?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些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。FPGA技術因其快速的并行運算能力,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臺之一。杜勇編著的《數字通信同步技術的MATLAB與FPGA實現(附光盤)》的目的正是架起這樣一座橋梁,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,以便于工程技術人員盡快掌握和利用FPGA平臺實現通信同步技術的方法。 

       內容簡介
        本書以Xilinx公司的FPGA為開發平臺,采用MATLAB及VHDL語言為開發工具,詳細闡述數字通信同步技術的FPGA實現原理、結構、方法以及仿真測試過程,并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FPGA實現數字信號處理基礎、鎖相環技術原理、載波同步、自動頻率控制、位同步、幀同步技術的設計與實現等內容。
        本書思路清晰、語言流暢、分析透徹,在簡明闡述設計原理的基礎上,追求對工程實踐的指導性,力求使讀者在較短的時間內掌握數字通信同步技術的FPGA設計知識和技能。本書的配套光盤收錄了完整的MATLAB及VHDL實例工程代碼,有利于工程技術人員學習參考。

       目錄
    第1章 同步技術的概念及FPGA基礎 1
    1.1 數字通信中的同步技術 2
    1.2 同步技術的實現方法 4
    1.2.1 兩種不同的實現原理 4
    1.2.2 常用的工程實現途徑 5
    1.3 FPGA概念及其在信號處理中的應用 6
    1.3.1 基本概念及發展歷程 6
    1.3.2 FPGA的結構和工作原理 8
    1.3.3 FPGA在數字信號處理中的應用 14
    1.4 Xilinx器件簡介 15
    1.4.1 Xilinx器件概況 15
    1.4.2 Spartan系列器件 17
    1.4.3 Virtex系列器件 18
    1.5 設計語言及環境簡介 19
    1.5.1 VHDL語言 19
    1.5.2 ISE環境及綜合仿真工具 22
    1.5.3 FPGA設計流程 28
    1.5.4 MATLAB軟件 31
    1.5.5 MATLAB與ISE的數據交互 34
    1.6 小結 35
    第2章 FPGA實現數字信號處理基礎 37
    2.1 FPGA中數的表示 38
    2.1.1 萊布尼茲與二進制 38
    2.1.2 定點數表示 39
    2.1.3 浮點數表示 40
    2.2 FPGA中數的運算 43
    2.2.1 加/減法運算 43
    2.2.2 乘法運算 46
    2.2.3 除法運算 48
    2.2.4 有效數據位的計算 49
    2.3 有限字長效應 51
    2.3.1 字長效應的產生因素 51
    2.3.2 A/D變換的字長效應 52
    2.3.3 系統運算中的字長效應 53
    2.4 FPGA中的常用處理模塊 55
    2.4.1 乘法器模塊 55
    2.4.2 除法器模塊 60
    2.4.3 浮點運算模塊 62
    2.4.4 濾波器模塊 64
    2.4.5 數字頻率器模塊 67
    2.5 小結 68
    第3章 鎖相技術原理及應用 71
    3.1 鎖相環的工作原理 72
    3.1.1 鎖相環路的模型 72
    3.1.2 鎖定與跟蹤的概念 73
    3.1.3 環路的基本性能要求 74
    3.2 鎖相環的組成 75
    3.2.1 鑒相器 75
    3.2.2 環路濾波器 76
    3.2.3 壓控振蕩器 77
    3.3 鎖相環路的動態方程 77
    3.3.1 非線性相位模型 77
    3.3.2 線性相位模型 79
    3.3.3 環路的傳遞函數 80
    3.4 鎖相環路的性能分析 82
    3.4.1 暫態信號響應 82
    3.4.2 環路的頻率響應 84
    3.4.3 環路的穩定性 86
    3.4.4 非線性跟蹤性能 87
    3.4.5 環路的捕獲性能 89
    3.4.6 環路的噪聲性能 90
    3.5 鎖相環路的應用 92
    3.5.1 環路的兩種跟蹤狀態 92
    3.5.2 調頻解調器 93
    3.5.3 調相解調器 94
    3.5.4 調幅信號的相干解調 94
    3.5.5 鎖相調頻器 95
    3.5.6 鎖相調相器 95
    3.6 小結 96
    第4章 載波同步的FPGA實現 97
    4.1 載波同步的原理 98
    4.1.1 載波同步的概念及實現方法 98
    4.1.2 鎖相環的工作方式 99
    4.2 鎖相環路的數字化模型 100
    4.2.1 數字鑒相器 100
    4.2.2 數字環路濾波器 101
    4.2.3 數字控制振蕩器 102
    4.2.4 數字環路的動態方程 103
    4.3 輸入信號建模與仿真 104
    4.3.1 工程實例需求 104
    4.3.2 輸入信號模型 105
    4.3.3 輸入信號的MATLAB仿真 107
    4.4 載波同步環的參數設計 109
    4.4.1 總體性能參數設計 110
    4.4.2 數字鑒相器設計 111
    4.4.3 環路濾波器及數控振蕩器設計 114
    4.5 載波同步環的FPGA實現 116
    4.5.1 頂層模塊的VHDL實現 116
    4.5.2 IIR低通濾波器的VHDL實現 119
    4.5.3 環路濾波器的VHDL實現 123
    4.5.4 同步環路的FPGA實現 125
    4.6 載波同步環的仿真測試 126
    4.6.1 測試激勵的VHDL設計 126
    4.6.2 單載波輸入信號的仿真測試 129
    4.6.3 調幅波輸入信號的仿真測試 133
    4.6.4 關于載波環路參數的討論 136
    4.7 小結 138
    第5章 抑制載波同步的FPGA實現 139
    5.1 抑制載波同步的原理 140
    5.1.1 平方環工作原理 140
    5.1.2 同相正交環工作原理 141
    5.1.3 判決反饋環工作原理 142
    5.2 輸入信號建模與仿真 144
    5.2.1 工程實例需求 144
    5.2.2 DPSK調制原理及信號特征 144
    5.2.3 DPSK信號傳輸模型及仿真 145
    5.3 平方環的FPGA實現 147
    5.3.1 改進的平方環原理 147
    5.3.2 環路性能參數設計 148
    5.3.3 帶通濾波器設計 149
    5.3.4 頂層模塊的VHDL實現 151
    5.3.5 帶通濾波器的VHDL實現 155
    5.3.6 其他模塊的VHDL實現 159
    5.3.7 FPGA實現后的仿真測試 160
    5.4 同相正交環的FPGA實現 162
    5.4.1 環路性能參數設計 162
    5.4.2 低通濾波器VHDL實現 163
    5.4.3 其他模塊的VHDL實現 165
    5.4.4 頂層模塊的VHDL實現 165
    5.4.5 FPGA實現后的仿真測試 168
    5.4.6 同相支路的判決及碼型變換 169
    5.5 判決反饋環的FPGA實現 171
    5.5.1 環路性能參數設計 171
    5.5.2 頂層模塊的VHDL實現 172
    5.5.3 積分判決模塊的VHDL實現 176
    5.5.4 FPGA實現后的仿真測試 178
    5.6 小結 179
    第6章 自動頻率控制的FPGA實現 181
    6.1 自動頻率控制的概念 182
    6.2 最大似然頻偏估計的FPGA實現 183
    6.2.1 最大似然頻偏估計的原理 183
    6.2.2 最大似然頻偏估計的MATLAB仿真 185
    6.2.3 頻偏估計的FPGA實現方法 187
    6.2.4 CORDIC核的使用 189
    6.2.5 頂層文件的VHDL實現 192
    6.2.6 頻偏估計模塊的VHDL實現 195
    6.2.7 FPGA實現及仿真測試 198
    6.3 基于FFT載頻估計的FPGA實現 200
    6.3.1 離散傅里葉變換 200
    6.3.2 FFT算法原理及MATLAB仿真 202
    6.3.3 FFT核的使用 204
    6.3.4 輸入信號建模與MATLAB仿真 207
    6.3.5 基于FFT載頻估計的VHDL實現 208
    6.3.6 FPGA實現及仿真測試 211
    6.4 FSK信號調制解調原理 212
    6.4.1 數字頻率調制 213
    6.4.2 FSK信號的MATLAB仿真 214
    6.4.3 FSK相干解調原理 217
    6.4.4 AFC環解調FSK信號的原理 218
    6.5 AFC環的FPGA實現 220
    6.5.1 環路參數設計 220
    6.5.2 頂層模塊的VHDL實現 222
    6.5.3 鑒頻器模塊的VHDL實現 225
    6.5.4 FPGA實現及仿真測試 226
    6.6 小結 227
    第7章 位同步技術的FPGA實現 229
    7.1 位同步的概念及實現方法 230
    7.1.1 位同步的概念 230
    7.1.2 濾波法提取位同步 231
    7.1.3 數字鎖相環位同步法 232
    7.2 微分型位同步的FPGA實現 234
    7.2.1 微分型位同步的原理 234
    7.2.2 頂層模塊的VHDL實現 235
    7.2.3 雙相時鐘信號的VHDL實現 238
    7.2.4 微分鑒相模塊的VHDL實現 240
    7.2.5 單穩觸發器的VHDL實現 241
    7.2.6 控制及分頻模塊的VHDL實現 243
    7.2.7 位同步形成及移相模塊的VHDL實現 244
    7.2.8 FPGA實現及仿真測試 246
    7.3 積分型位同步的FPGA實現 248
    7.3.1 積分型位同步的原理 248
    7.3.2 頂層模塊的VHDL實現 250
    7.3.3 積分模塊的VHDL實現 254
    7.3.4 鑒相模塊的VHDL實現 255
    7.3.5 FPGA實現及仿真測試 256
    7.4 改進位同步技術的FPGA實現 258
    7.4.1 正交支路積分輸出門限判決法 258
    7.4.2 數字式濾波器法的工作原理 260
    7.4.3 隨機徘徊濾波器的VHDL實現 260
    7.4.4 隨機徘徊濾波器的仿真測試 262
    7.4.5 改進的數字濾波器工作原理 263
    7.4.6 改進濾波器的VHDL實現 264
    7.5 小結 266
    第8章 幀同步技術的FPGA實現 267
    8.1 異步傳輸與同步傳輸的概念 268
    8.1.1 異步傳輸的概念 268
    8.1.2 同步傳輸的概念 269
    8.1.3 異步傳輸與同步傳輸的區別 269
    8.2 起止式同步的FPGA實現 270
    8.2.1 RS-232串口通信協議 270
    8.2.2 頂層模塊的VHDL實現 272
    8.2.3 時鐘模塊的VHDL實現 274
    8.2.4 數據接收模塊的VHDL實現 276
    8.2.5 數據發送模塊的VHDL實現 278
    8.2.6 FPGA實現及仿真測試 280
    8.3 幀同步碼組及其檢測原理 283
    8.3.1 幀同步碼組的選擇 283
    8.3.2 間隔式插入法的檢測原理 284
    8.3.3 連貫式插入法的檢測原理 285
    8.3.4 幀同步的幾種狀態 286
    8.4 連貫式插入法幀同步的FPGA實現 287
    8.4.1 實例要求及總體模塊設計 287
    8.4.2 搜索模塊的VHDL實現及仿真 290
    8.4.3 校核模塊的VHDL實現及仿真 293
    8.4.4 同步模塊的VHDL實現及仿真 298
    8.4.5 幀同步系統的FPGA實現及仿真 303
    8.5 小結 304
    參考文獻 305


    目錄

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