《VLSI數字通信原理與設計》，上海交通大學提供的慕課課程，授課老師是賀光輝、劉婷、蔣劍飛。
基本介紹
- 中文名：VLSI數字通信原理與設計
- 提供院校：上海交通大學
- 類別：慕課
- 授課老師：賀光輝、劉婷、蔣劍飛
課程大綱,參考教材,
課程大綱
01
緒論
1. 學生可以描述VLSI數字通信的基本概念、組成與分類2. 學生可以闡述VLSI數字通信的設計流程
課時
1.1 課程介紹
1.2 VLSI數位訊號處理技術
1.3 VLSI數字通信系統
1.4 無線通信系統
02
疊代邊界
1. 學生可以闡述DSP算法的表示方式2. 學生可以描述疊代邊界的基本概念，闡述與關鍵路徑的關係3. 學生可以分析電路中的關鍵路徑，求解電路的疊代邊界
課時
2.1 DSP算法的表示方法
2.2 疊代邊界的基本概念
03
流水線和並行處理
1. 學生可以解釋流水線和並行處理技術的原理及其作用，分析其優缺點2. 學生可以闡述流水線和並行處理降低功耗基本原理，掌握流水線和並行處理降低功耗的方法3. 學生可以運用流水線和並行處理技術降低CMOS電路動態功耗
課時
3.1 並行處理技術
3.2 流水線技術
3.3 流水線技術降低功耗
3.4 並行處理技術降低功耗
04
重定時技術
1. 學生可以描述重定時的基本概念和作用，區分割集重定時、節點重定時和流水線重定時2. 學生可以運用k倍降速的割集重定時方法，提升系統的處理能力
課時
4.1 重定時的基本概念
4.2 重定時方法和數學求解
4.3 重定時的套用
05
展開技術
1. 學生可以描述展開的基本概念和性質，闡述展開的設計流程2. 學生可以運用展開技術對FIR濾波器進行並行處理，並能夠推廣到其它套用中
課時
5.1 展開的基本概念與性質
5.2 展開的套用
06
摺疊技術
1. 學生可以描述摺疊的基本概念和性質，闡述摺疊的設計流程2. 學生可以運用摺疊技術對FIR濾波器的面積進行最佳化，並能夠推廣到其它套用中
課時
6.1 摺疊的基本概念
6.2 摺疊變換
6.3 暫存器最小化技術
6.4 摺疊架構的暫存器最小化
07
脈動陣列
1. 學生可以描述脈動架構的基本概念和特點，闡述脈動架構的設計方法2. 學生可以運用脈動架構技術對FIR濾波器進行設計，並能夠推廣到其它套用中
課時
7.1 脈動陣列的基本概念
7.2 脈動架構的設計方法
7.3 脈動架構的套用
08
卷積硬體實現
1. 學生可以描述二維卷積設計的基本方法2. 學生可以運用脈動陣列架構設計二維卷積運算，提高數據處理能力同時節省數據訪問次數
課時
8.1 深度卷積神經網路
8.2 卷積硬體實現
09
VLSI設計關鍵問題
1. 學生可以描述闡述浮點轉定點設計流程2. 學生可以掌握RTL設計的關鍵要點
課時
9.1 有限字長量化
9.2 浮點轉定點量化
9.3 FIR濾波器設計
10
數字基帶調製解調
1. 學生可以解釋基帶調製和解調的原理，並分析基帶調製和解調系統2. 學生可以設計最佳接收機
課時
10.1 數字基帶傳輸
10.2 基帶信號解調與檢測+信號與噪聲
10.3 匹配濾波器
10.4 高斯噪聲干擾下的二進制信號檢測
10.5 碼間串擾
11
衰落信道
1. 學生可以解釋無線信道存在多徑衰落的原因，並引起頻率選擇性衰落2. 學生可以根據時延擴展計算相干頻寬，從而判斷信道類型3. 學生可以解釋無線信道都卜勒效應的原因和影響4. 學生可以根據都卜勒頻移計算相干時間，從而判斷信道快衰落或慢衰落
課時
11.1 信道的基本概念與電磁波的傳播方式
11.2 無線信道的多徑效應
11.3 無線信道的都卜勒效應
12
帶通調製與解調
1. 學生可以描述常見的數字帶通調製技術2. 學生可以闡述相干解調和非相干解調的基本概念，對比不同解調方式的抗噪聲性能3. 學生可以描述採用高效頻寬調製技術來提高頻譜效率的方法，以及能區分MPSK和MQAM調製，分析其誤碼率特性4. 學生可以描述OFDM技術的基本原理，並闡述其優缺點5. 學生可以描述調製解調硬體設計的基本原理
課時
12.1 基本概念
12.2 數字帶通調製技術
12.3 相干解調與非相干解調
12.4 M進制信號及其性能
12.5 高階調製與解調
12.6 OFDM調製與解調的原理
12.7 OFDM調製與解調的實現
12.8 調製解調硬體設計
13
信道編碼與解碼
1. 學生可以闡述線性分組碼基本原理，區分生成矩陣、監督矩陣和伴隨式2. 學生可以運用線性分組碼解碼方法，進行數據糾錯3. 學生可以闡述循環碼編解碼的基本原理4. 學生可以運用循環碼編解碼方法，進行數據糾錯5. 學生可以描述卷積編碼的原理，並舉例說明卷積編碼的套用場景6. 學生可以運用連線表示、多項式表示、狀態圖、樹狀圖和格線圖表示卷積編碼過程7. 學生可以描述維特比解碼原理，闡述維特比解碼的具體步驟，設計維特比解碼電路
課時
13.1 信道編碼的基本概念+線性分組碼
13.2 循環碼
13.3 卷積碼的基本概念
13.4 卷積碼的解碼方法
13.5 卷積碼的性能
13.6 線性分組碼與循環碼的編解碼器設計
13.7 卷積碼的編解碼器設計
14
通信系統設計與仿真
1. 學生可以運用Matlab、C++進行通信系統仿真
課時
14.1 用MATLAB進行通信系統仿真
14.2 數字調製與解調系統的MATALAB仿真
15
調製與編碼權衡
1. 學生可以闡述頻寬受限系統的特點，並可以運用調製和編碼技術的權衡方法，根據頻寬受限系統設計目標合理選取調製方式 2. 學生可以闡述功率受限系統的特點，並可以運用調製技術的權衡方法，根據功率受限系統設計目標合理選取調製方式 3. 學生可以描述頻寬和功率均受限系統特點，並可以運用調製和編碼技術的權衡方法，根據頻寬與功率均受限系統設計目標合理選取調製和編碼方式
課時
15.1 調製與編碼權衡1
15.2 調製與編碼權衡2
15.3 調製與編碼權衡3
16
多天線系統
1. 學生可以解釋多天線系統提高數據傳輸速率的原因，並可以闡述信號檢測的作用2. 學生 可以套用線性檢測方法在MIMO系統接收端恢復原始傳送信號
課時
16.1 多天線系統基本概念
16.2 多天線系統檢測
16.3 大規模MIMO系統檢測
參考教材
教材：
1、VLSI數位訊號處理系統——設計與實現，K.K.Parhi著，機械出版社，2004
2、數字通信—基礎與套用, Bernard Skalar著，電子工業出版社，2015
參考書：
1、無線通信(Wireless Communications)，Andrea Goldsmith著，人民郵電出版社，2007
2、OFDM Baseband Receiver Design for Wireless Communications，Tzi-Dar Chiueh / Pei-Yun Tsai，Wiley，2007.
