《數字通信同步技術的MATLAB與FPGA實現——Xilinx/VHDL版》是2017年9月電子工業出版社出版的圖書，作者是杜勇。
基本介紹
- 書名：數字通信同步技術的MATLAB與FPGA實現——Xilinx/VHDL版
- 作者：杜勇
- 出版社：電子工業出版社
- 出版時間：2017年9月1日
- 頁數：388 頁
- 定價：79 元
- 開本：16 開
- 裝幀：平裝
- ISBN：9787121326431
內容簡介,圖書目錄,作者簡介,
內容簡介
本書以Xilinx公司的FPGA為開發平台，採用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，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FPGA實現數位訊號處理基礎、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，在簡明頸煮永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。
圖書目錄
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 常用的工程鑽拘熱實現途徑 （5）
1．3 FPGA概念及其在信號處理中的套用 （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 （7）
1．3．3 FPGA在數位訊號處理中的套用 （13）
1．4 Xilinx器件簡介 （14）
1．4．1 Xilinx器件概況 （14）
1．4．2 Spartan系列器件 （16）
1．4．3 Virtex系列器件 （17）
1．5 VHDL語言簡介 （19）
1．整芝烏碑6 FPGA設計工具及開發流程 （22）
1．6．1 ISE開發套件 （22）
1．6．2 ModelSim仿真軟體 （25）
1．6．3 Synplicity綜合軟體 （27）
1．6．4 FPGA設計流程 （29）
1．7 MATLAB軟體 （31）
1．8 MATLAB與ISE的數據雅煮習元互動 （34）
1．9 FPGA信號處理板CXD301 （35）
1．10 小結 （36）
第2章 FPGA實現數位訊號處理基礎 （39）
2．1 FPGA中數的表示 （40）
2．1．1 萊布尼茲與二進制 （40）
2．1．2 定點數表示 （41）
2．1．3 浮點數表示 （42）
2．2 FPGA中數的運算 （45）
2．2．1 加/減法運算 （45）
2．2．2 乘法運算 （48）
2．2．3 除法運算 （芝店故50）
2．2．4 有效數據位的計算 （51）
2．3 有限字長效應 （54）
2．3．1 字長效應的產生因素 （54）
2．3．2 A/D變換的字長效應 （54）
2．3．3 系統運算中的字長效應 （55）
2．4 FPGA中的常用處理模組 （57）
2．4．1 加法器模組 （57）
2．4．2 乘法器模組 （60）
2．4．3 除法器坑道殃模組 （65）
2．4．4 浮點運算模組 （68）
2．4．5 濾波器模組 （70）
2．4．6 數字頻率器模組 （72）
2．5 小結 （74）
第3章 鎖相技術原理及套用 （75）
3．1 鎖相環的工作原理 （76）
3．1．1 鎖相環路的模型 （76）
3．1．2 鎖定與跟蹤的概念 （77）
3．1．3 環路的基本性能要求 （78）
3．2 鎖相環的組成 （78）
3．2．1 鑒相器 （79）
3．2．2 環路濾波器 （79）
3．2．3 壓控振盪器 （81）
3．3 鎖相環路的動態方程 （81）
3．3．1 非線性相位模型 （81）
3．3．2 線性相位模型 （83）
3．3．3 環路的傳遞函式 （83）
3．4 鎖相環路的性能分析 （85）
3．4．1 暫態信號回響 （85）
3．4．2 環路牛抹的頻率回響 （87）
3．4．3 環路的穩定性 （89）
3．4．4 非線性跟蹤性能 （91）
3．4．5 環路的捕獲性能 （92）
3．4．6 環路的噪聲性能 （93）
3．5 鎖相環路的套用 （95）
3．5．1 環路的兩種跟蹤狀態 （95）
3．5．2 調頻解調器 （96）
3．5．3 調相解調器 （97）
3．5．4 調幅信號的相干解調 （97）
3．5．5 鎖相調頻器 （98）
3．5．6 鎖相調相器 （98）
3．6 小結 （99）
第4章 載波同步的FPGA實現 （101）
4．1 載波同步的原理 （102）
4．1．1 載波同步的概念及實現方法 （102）
4．1．2 鎖相環的工作方式 （103）
4．2 鎖相環路的數位化模型 （104）
4．2．1 數字鑒相器 （104）
4．2．2 數字環路濾波器 （105）
4．2．3 數字控制振盪器 （106）
4．2．4 數字環路的動態方程 （106）
4．3 輸入信號建模與仿真 （108）
4．3．1 工程實例需求 （108）
4．3．2 輸入信號模型 （109）
4．3．3 輸入信號的MATLAB仿真 （110）
4．4 載波同步環的參數設計 （113）
4．4．1 總體性能參數設計 （113）
4．4．2 數字鑒相器設計 （114）
4．4．3 環路濾波器及數控振盪器設計 （117）
4．5 載波同步環的FPGA實現 （119）
4．5．1 頂層模組的VHDL實現 （119）
4．5．2 IIR低通濾波器的VHDL實現 （123）
4．5．3 環路濾波器的VHDL實現 （127）
4．5．4 同步環路的FPGA實現 （129）
4．6 載波同步環的仿真測試 （131）
4．6．1 測試激勵的VHDL設計 （131）
4．6．2 單載波輸入信號的仿真測試 （134）
4．6．3 調幅波輸入信號的仿真測試 （138）
4．6．4 關於載波環路參數的討論 （141）
4．7 載波同步環的板載測試 （143）
4．7．1 硬體接口電路 （143）
4．7．2 板載測試程式 （143）
4．7．3 板載測試驗證 （147）
4．8 小結 （148）
第5章 抑制載波同步的FPGA實現 （149）
5．1 抑制載波同步的原理 （150）
5．1．1 平方環工作原理 （150）
5．1．2 同相正交環工作原理 （151）
5．1．3 判決反饋環工作原理 （152）
5．2 輸入信號建模與仿真 （154）
5．2．1 工程實例需求 （154）
5．2．2 DPSK調製原理及信號特徵 （154）
5．2．3 DPSK信號傳輸模型及仿真 （155）
5．3 平方環的FPGA實現 （157）
5．3．1 改進的平方環原理 （157）
5．3．2 環路性能參數設計 （158）
5．3．3 帶通濾波器設計 （159）
5．3．4 頂層模組的VHDL實現 （161）
5．3．5 帶通濾波器的VHDL實現 （165）
5．3．6 其他模組的VHDL實現 （171）
5．3．7 FPGA實現後的仿真測試 （171）
5．3．8 平方環的板載實驗 （173）
5．4 同相正交環的FPGA實現 （176）
5．4．1 環路性能參數設計 （176）
5．4．2 低通濾波器VHDL實現 （177）
5．4．3 其他模組的VHDL實現 （179）
5．4．4 頂層模組的VHDL實現 （179）
5．4．5 FPGA實現後的仿真測試 （182）
5．4．6 同相支路的判決及碼型變換 （184）
5．4．7 同相正交環的板載實驗 （186）
5．5 判決反饋環的FPGA實現 （191）
5．5．1 環路性能參數設計 （191）
5．5．2 頂層模組的VHDL實現 （191）
5．5．3 積分判決模組的VHDL實現 （195）
5．5．4 FPGA實現後的仿真測試 （198）
5．6 小結 （199）
第6章 自動頻率控制的FPGA實現 （201）
6．1 自動頻率控制的概念 （202）
6．2 最大似然頻偏估計的FPGA實現 （203）
6．2．1 最大似然頻偏估計的原理[1] （203）
6．2．2 最大似然頻偏估計的MATLAB仿真 （205）
6．2．3 頻偏估計的FPGA實現方法 （207）
6．2．4 CORDIC核的使用 （209）
6．2．5 頂層檔案的VHDL實現 （212）
6．2．6 頻偏估計模組的VHDL實現 （216）
6．2．7 FPGA實現及仿真測試 （220）
6．3 基於FFT載頻估計的FPGA實現 （221）
6．3．1 離散傅立葉變換 （221）
6．3．2 FFT算法原理及MATLAB仿真 （223）
6．3．3 FFT核的使用 （226）
6．3．4 輸入信號建模與MATLAB仿真 （228）
6．3．5 基於FFT載頻估計的VHDL實現 （229）
6．3．6 FPGA實現及仿真測試 （233）
6．4 FSK信號調製解調原理 （234）
6．4．1 數字頻率調製 （234）
6．4．2 FSK信號的MATLAB仿真 （236）
6．4．3 FSK相干解調原理 （238）
6．4．4 AFC環解調FSK信號的原理 （240）
6．5 AFC環的FPGA實現 （242）
6．5．1 環路參數設計 （242）
6．5．2 頂層模組的VHDL實現 （244）
6．5．3 鑒頻器模組的VHDL實現 （248）
6．5．4 FPGA實現及仿真測試 （249）
6．5．5 AFC環的板載測試 （250）
6．6 小結 （254）
第7章 位同步技術的FPGA實現 （255）
7．1 鎖相環位同步技術原理 （256）
7．1．1 位同步技術概念及分類 （256）
7．1．2 數字鎖相環位同步技術 （257）
7．2 微分型位同步的FPGA實現 （259）
7．2．1 微分型位同步的原理 （259）
7．2．2 頂層模組的VHDL實現 （261）
7．2．3 雙相時鐘信號的VHDL實現 （264）
7．2．4 微分鑒相模組的VHDL實現 （266）
7．2．5 單穩觸發器的VHDL實現 （267）
7．2．6 控制及分頻模組的VHDL實現 （269）
7．2．7 位同步形成及移相模組的VHDL實現 （270）
7．2．8 FPGA實現及仿真測試 （272）
7．2．9 微分型位同步環的板載實驗 （274）
7．3 積分型位同步的FPGA實現 （276）
7．3．1 積分型位同步的原理 （276）
7．3．2 頂層模組的VHDL實現 （278）
7．3．3 積分模組的VHDL實現 （282）
7．3．4 鑒相模組的VHDL實現 （283）
7．3．5 FPGA實現及仿真測試 （284）
7．4 改進位同步技術的FPGA實現 （286）
7．4．1 正交支路積分輸出門限判決法 （286）
7．4．2 數字式濾波器法的工作原理 （288）
7．4．3 隨機徘徊濾波器的VHDL實現 （288）
7．4．4 隨機徘徊濾波器的仿真測試 （290）
7．4．5 改進的數字濾波器工作原理 （291）
7．4．6 改進濾波器的VHDL實現 （292）
7．5 小結 （294）
第8章 插值算法位同步技術的FPGA實現 （295）
8．1 插值算法位同步技術原理 （296）
8．1．1 插值算法總體結構 （296）
8．1．2 內插濾波器原理及結構 （296）
8．1．3 Gardner誤差檢測算法 （298）
8．1．4 環路濾波器與數控振盪器 （300）
8．2 插值算法位同步技術的MATLAB仿真 （301）
8．2．1 設計環路濾波器係數 （301）
8．2．2 分析位定時算法MATLAB仿真程式 （302）
8．2．3 簡化後的插值位同步算法仿真 （306）
8．3 插值算法位同步技術的FPGA實現 （310）
8．3．1 頂層模組的VHDL設計 （310）
8．3．2 插值濾波模組的VHDL設計 （312）
8．3．3 誤差檢測及環路濾波器模組的VHDL設計 （315）
8．3．4 數控振盪器模組的VHDL設計 （317）
8．3．5 FPGA實現後的仿真測試 （318）
8．4 插值算法位同步環的板載測試 （319）
8．4．1 硬體接口電路 （319）
8．4．2 板載測試程式 （320）
8．4．3 板載測試驗證 （320）
8．5 小結 （321）
第9章 幀同步技術的FPGA實現 （323）
9．1 異步傳輸與同步傳輸的概念 （324）
9．1．1 異步傳輸的概念 （324）
9．1．2 同步傳輸的概念 （325）
9．1．3 異步傳輸與同步傳輸的區別 （325）
9．2 起止式同步的FPGA實現 （326）
9．2．1 RS-232串口通信協定 （326）
9．2．2 頂層模組的VHDL實現 （328）
9．2．3 時鐘模組的VHDL實現 （330）
9．2．4 數據接收模組的VHDL實現 （331）
9．2．5 數據傳送模組的VHDL實現 （334）
9．2．6 串口通信的板載測試 （335）
9．3 幀同步碼組及其檢測原理 （337）
9．3．1 幀同步碼組的選擇 （337）
9．3．2 間隔式插入法的檢測原理 （339）
9．3．3 連貫式插入法的檢測原理 （339）
9．3．4 幀同步的幾種狀態 （341）
9．4 連貫式插入法幀同步的FPGA實現 （342）
9．4．1 實例要求及總體模組設計 （342）
9．4．2 搜尋模組的VHDL實現及仿真 （345）
9．4．3 校核模組的VHDL實現及仿真 （349）
9．4．4 同步模組的VHDL實現及仿真 （353）
9．4．5 幀同步系統的FPGA實現及仿真 （358）
9．4．6 幀同步電路的板載測試 （359）
9．5 小結 （363）
參考文獻 （365）
作者簡介
2．4 FPGA中的常用處理模組 （57）
2．4．1 加法器模組 （57）
2．4．2 乘法器模組 （60）
2．4．3 除法器模組 （65）
2．4．4 浮點運算模組 （68）
2．4．5 濾波器模組 （70）
2．4．6 數字頻率器模組 （72）
2．5 小結 （74）
第3章 鎖相技術原理及套用 （75）
3．1 鎖相環的工作原理 （76）
3．1．1 鎖相環路的模型 （76）
3．1．2 鎖定與跟蹤的概念 （77）
3．1．3 環路的基本性能要求 （78）
3．2 鎖相環的組成 （78）
3．2．1 鑒相器 （79）
3．2．2 環路濾波器 （79）
3．2．3 壓控振盪器 （81）
3．3 鎖相環路的動態方程 （81）
3．3．1 非線性相位模型 （81）
3．3．2 線性相位模型 （83）
3．3．3 環路的傳遞函式 （83）
3．4 鎖相環路的性能分析 （85）
3．4．1 暫態信號回響 （85）
3．4．2 環路的頻率回響 （87）
3．4．3 環路的穩定性 （89）
3．4．4 非線性跟蹤性能 （91）
3．4．5 環路的捕獲性能 （92）
3．4．6 環路的噪聲性能 （93）
3．5 鎖相環路的套用 （95）
3．5．1 環路的兩種跟蹤狀態 （95）
3．5．2 調頻解調器 （96）
3．5．3 調相解調器 （97）
3．5．4 調幅信號的相干解調 （97）
3．5．5 鎖相調頻器 （98）
3．5．6 鎖相調相器 （98）
3．6 小結 （99）
第4章 載波同步的FPGA實現 （101）
4．1 載波同步的原理 （102）
4．1．1 載波同步的概念及實現方法 （102）
4．1．2 鎖相環的工作方式 （103）
4．2 鎖相環路的數位化模型 （104）
4．2．1 數字鑒相器 （104）
4．2．2 數字環路濾波器 （105）
4．2．3 數字控制振盪器 （106）
4．2．4 數字環路的動態方程 （106）
4．3 輸入信號建模與仿真 （108）
4．3．1 工程實例需求 （108）
4．3．2 輸入信號模型 （109）
4．3．3 輸入信號的MATLAB仿真 （110）
4．4 載波同步環的參數設計 （113）
4．4．1 總體性能參數設計 （113）
4．4．2 數字鑒相器設計 （114）
4．4．3 環路濾波器及數控振盪器設計 （117）
4．5 載波同步環的FPGA實現 （119）
4．5．1 頂層模組的VHDL實現 （119）
4．5．2 IIR低通濾波器的VHDL實現 （123）
4．5．3 環路濾波器的VHDL實現 （127）
4．5．4 同步環路的FPGA實現 （129）
4．6 載波同步環的仿真測試 （131）
4．6．1 測試激勵的VHDL設計 （131）
4．6．2 單載波輸入信號的仿真測試 （134）
4．6．3 調幅波輸入信號的仿真測試 （138）
4．6．4 關於載波環路參數的討論 （141）
4．7 載波同步環的板載測試 （143）
4．7．1 硬體接口電路 （143）
4．7．2 板載測試程式 （143）
4．7．3 板載測試驗證 （147）
4．8 小結 （148）
第5章 抑制載波同步的FPGA實現 （149）
5．1 抑制載波同步的原理 （150）
5．1．1 平方環工作原理 （150）
5．1．2 同相正交環工作原理 （151）
5．1．3 判決反饋環工作原理 （152）
5．2 輸入信號建模與仿真 （154）
5．2．1 工程實例需求 （154）
5．2．2 DPSK調製原理及信號特徵 （154）
5．2．3 DPSK信號傳輸模型及仿真 （155）
5．3 平方環的FPGA實現 （157）
5．3．1 改進的平方環原理 （157）
5．3．2 環路性能參數設計 （158）
5．3．3 帶通濾波器設計 （159）
5．3．4 頂層模組的VHDL實現 （161）
5．3．5 帶通濾波器的VHDL實現 （165）
5．3．6 其他模組的VHDL實現 （171）
5．3．7 FPGA實現後的仿真測試 （171）
5．3．8 平方環的板載實驗 （173）
5．4 同相正交環的FPGA實現 （176）
5．4．1 環路性能參數設計 （176）
5．4．2 低通濾波器VHDL實現 （177）
5．4．3 其他模組的VHDL實現 （179）
5．4．4 頂層模組的VHDL實現 （179）
5．4．5 FPGA實現後的仿真測試 （182）
5．4．6 同相支路的判決及碼型變換 （184）
5．4．7 同相正交環的板載實驗 （186）
5．5 判決反饋環的FPGA實現 （191）
5．5．1 環路性能參數設計 （191）
5．5．2 頂層模組的VHDL實現 （191）
5．5．3 積分判決模組的VHDL實現 （195）
5．5．4 FPGA實現後的仿真測試 （198）
5．6 小結 （199）
第6章 自動頻率控制的FPGA實現 （201）
6．1 自動頻率控制的概念 （202）
6．2 最大似然頻偏估計的FPGA實現 （203）
6．2．1 最大似然頻偏估計的原理[1] （203）
6．2．2 最大似然頻偏估計的MATLAB仿真 （205）
6．2．3 頻偏估計的FPGA實現方法 （207）
6．2．4 CORDIC核的使用 （209）
6．2．5 頂層檔案的VHDL實現 （212）
6．2．6 頻偏估計模組的VHDL實現 （216）
6．2．7 FPGA實現及仿真測試 （220）
6．3 基於FFT載頻估計的FPGA實現 （221）
6．3．1 離散傅立葉變換 （221）
6．3．2 FFT算法原理及MATLAB仿真 （223）
6．3．3 FFT核的使用 （226）
6．3．4 輸入信號建模與MATLAB仿真 （228）
6．3．5 基於FFT載頻估計的VHDL實現 （229）
6．3．6 FPGA實現及仿真測試 （233）
6．4 FSK信號調製解調原理 （234）
6．4．1 數字頻率調製 （234）
6．4．2 FSK信號的MATLAB仿真 （236）
6．4．3 FSK相干解調原理 （238）
6．4．4 AFC環解調FSK信號的原理 （240）
6．5 AFC環的FPGA實現 （242）
6．5．1 環路參數設計 （242）
6．5．2 頂層模組的VHDL實現 （244）
6．5．3 鑒頻器模組的VHDL實現 （248）
6．5．4 FPGA實現及仿真測試 （249）
6．5．5 AFC環的板載測試 （250）
6．6 小結 （254）
第7章 位同步技術的FPGA實現 （255）
7．1 鎖相環位同步技術原理 （256）
7．1．1 位同步技術概念及分類 （256）
7．1．2 數字鎖相環位同步技術 （257）
7．2 微分型位同步的FPGA實現 （259）
7．2．1 微分型位同步的原理 （259）
7．2．2 頂層模組的VHDL實現 （261）
7．2．3 雙相時鐘信號的VHDL實現 （264）
7．2．4 微分鑒相模組的VHDL實現 （266）
7．2．5 單穩觸發器的VHDL實現 （267）
7．2．6 控制及分頻模組的VHDL實現 （269）
7．2．7 位同步形成及移相模組的VHDL實現 （270）
7．2．8 FPGA實現及仿真測試 （272）
7．2．9 微分型位同步環的板載實驗 （274）
7．3 積分型位同步的FPGA實現 （276）
7．3．1 積分型位同步的原理 （276）
7．3．2 頂層模組的VHDL實現 （278）
7．3．3 積分模組的VHDL實現 （282）
7．3．4 鑒相模組的VHDL實現 （283）
7．3．5 FPGA實現及仿真測試 （284）
7．4 改進位同步技術的FPGA實現 （286）
7．4．1 正交支路積分輸出門限判決法 （286）
7．4．2 數字式濾波器法的工作原理 （288）
7．4．3 隨機徘徊濾波器的VHDL實現 （288）
7．4．4 隨機徘徊濾波器的仿真測試 （290）
7．4．5 改進的數字濾波器工作原理 （291）
7．4．6 改進濾波器的VHDL實現 （292）
7．5 小結 （294）
第8章 插值算法位同步技術的FPGA實現 （295）
8．1 插值算法位同步技術原理 （296）
8．1．1 插值算法總體結構 （296）
8．1．2 內插濾波器原理及結構 （296）
8．1．3 Gardner誤差檢測算法 （298）
8．1．4 環路濾波器與數控振盪器 （300）
8．2 插值算法位同步技術的MATLAB仿真 （301）
8．2．1 設計環路濾波器係數 （301）
8．2．2 分析位定時算法MATLAB仿真程式 （302）
8．2．3 簡化後的插值位同步算法仿真 （306）
8．3 插值算法位同步技術的FPGA實現 （310）
8．3．1 頂層模組的VHDL設計 （310）
8．3．2 插值濾波模組的VHDL設計 （312）
8．3．3 誤差檢測及環路濾波器模組的VHDL設計 （315）
8．3．4 數控振盪器模組的VHDL設計 （317）
8．3．5 FPGA實現後的仿真測試 （318）
8．4 插值算法位同步環的板載測試 （319）
8．4．1 硬體接口電路 （319）
8．4．2 板載測試程式 （320）
8．4．3 板載測試驗證 （320）
8．5 小結 （321）
第9章 幀同步技術的FPGA實現 （323）
9．1 異步傳輸與同步傳輸的概念 （324）
9．1．1 異步傳輸的概念 （324）
9．1．2 同步傳輸的概念 （325）
9．1．3 異步傳輸與同步傳輸的區別 （325）
9．2 起止式同步的FPGA實現 （326）
9．2．1 RS-232串口通信協定 （326）
9．2．2 頂層模組的VHDL實現 （328）
9．2．3 時鐘模組的VHDL實現 （330）
9．2．4 數據接收模組的VHDL實現 （331）
9．2．5 數據傳送模組的VHDL實現 （334）
9．2．6 串口通信的板載測試 （335）
9．3 幀同步碼組及其檢測原理 （337）
9．3．1 幀同步碼組的選擇 （337）
9．3．2 間隔式插入法的檢測原理 （339）
9．3．3 連貫式插入法的檢測原理 （339）
9．3．4 幀同步的幾種狀態 （341）
9．4 連貫式插入法幀同步的FPGA實現 （342）
9．4．1 實例要求及總體模組設計 （342）
9．4．2 搜尋模組的VHDL實現及仿真 （345）
9．4．3 校核模組的VHDL實現及仿真 （349）
9．4．4 同步模組的VHDL實現及仿真 （353）
9．4．5 幀同步系統的FPGA實現及仿真 （358）
9．4．6 幀同步電路的板載測試 （359）
9．5 小結 （363）
參考文獻 （365）
