无线通信系统的DSP实现 (2009 年度畅销榜NO.6214 )

随着数字技术的迅速发展和市场需求的强劲推动，基于数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）的实时信号处理技术得到了越来越广泛的应用。本书在简要介绍典型无线通信信号处理算法原理的基础上，以目前国内外广泛使用的TI公司的DSP芯片为代表，讨论了无线通信中数字滤波、数字调制、信道编码、同步、均衡和分集接收等算法的设计、DSP实现，以及工程实际中可能遇到的问题，同时给出了许多算法的MATLAB仿真程序和DSP汇编程序。最后还介绍了软件无线电的基本概念、发展概况和关键技术，并以一种实用的短波软件无线电台为例，分析了该电台数字处理的关键算法及其DSP实现。\r\n\r\n 本书可作为高等院校电子短波学和通信类各专业本科高年级学生和研究生的教材或参考书，也可供相关专业的教师和工程技术人员阅读参考。\r\n
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第1章　DSP系统导论 \r\n\r\n 　1. 1　概述 \r\n\r\n 　1. 1. 1　DSP芯片及其特点 \r\n\r\n 　1. 1. 2　DSP芯片种类 \r\n\r\n 　1. 1. 3　DSP芯片的应用 \r\n\r\n 　1. 2　几种不同厂家的DSP芯片 \r\n\r\n 　1. 2. 1　AD公司 \r\n\r\n 　1. 2. 2　AT＆T公司 \r\n\r\n 　1. 2. 3　Motorola公司 \r\n\r\n 　1. 2. 4　NEC公司 \r\n\r\n 　1. 2. 5　TI公司 \r\n\r\n 　1. 3　DSP系统设计概要 \r\n\r\n 　1. 3. 1　典型的DSP系统构成 \r\n\r\n 　1. 3. 2　DSP系统设计过程 \r\n\r\n 第2章　TMS320C5000系列 \r\n\r\n 　2. 1　引言 \r\n\r\n 　2. 2　TMS320C54X的基本结构 \r\n\r\n 　2. 2. 1　TMS320C54X的总线结构 \r\n\r\n 　2. 2. 2　中央处理单元 \r\n\r\n 　2. 2. 3　C54X的存储器组织 \r\n\r\n 　2. 2. 4　C54X的寄存器 \r\n\r\n 　2. 2. 5　C54X的片内外设 \r\n\r\n 　2. 2. 6　外部总线接口 \r\n\r\n 　2. 2. 7　IEEE　1149. 1标准扫描逻辑 \r\n\r\n 　2. 3　TMS320C55X信号处理器 \r\n\r\n 　2. 3. 1　TMS320C55X的描述 \r\n\r\n 　2. 3. 2　TMS320C55X的结构 \r\n\r\n 　2. 3. 3　TMS320C55X的CPU内部总线结构 \r\n\r\n 　2. 3. 4　TMS320C55X的中央处理单元 \r\n\r\n 　2. 3. 5　C55X的存储器组织 \r\n\r\n 　2. 3. 6　C55X的寄存器 \r\n\r\n 　2. 3. 7　C55X的片内外设 \r\n\r\n 　2. 4　TMS320C54X系列芯片的硬件设计 \r\n\r\n 　2. 4. 1　TMS320C54x芯片的电源设计 \r\n\r\n 　2. 4. 2　DSP系统的硬件复位和看门狗电路 \r\n\r\n 　2. 4. 3　3. 3V和5V混合逻辑设计 \r\n\r\n 　2. 4. 4　TMS320VC5410系统的信号输入输出 \r\n\r\n 　2. 5　TMS320VC54X的软件设计 \r\n\r\n 　2. 5. 1　编程时需注意时序问题 \r\n\r\n 　2. 5. 2　软件编程中的一些技巧的运用 \r\n\r\n 　2. 5. 3　TMS320VC5410的BOOT设计 \r\n\r\n 　2. 6　DSP芯片的开发工具 \r\n\r\n 　2. 6. 1　引言 \r\n\r\n 　2. 6. 2　代码生成工具 \r\n\r\n 　2. 6. 3　系统集成与调试工具 \r\n\r\n 　2. 6. 4　系统调试和评估工具 \r\n\r\n 第3章　数字滤波器的DSP实现 \r\n\r\n 　3. 1　数字滤波的基本概念 \r\n\r\n 　3. 1. 1　离散信号 \r\n\r\n 　3. 1. 2　线性时不变系统 \r\n\r\n 　3. 1. 3　卷积 \r\n\r\n 　3. 2　FIR滤波器 \r\n\r\n 　3. 2. 1　FIR滤波器的基本原理和设计方法 \r\n\r\n 　3. 2. 2　FIR滤波器的MATLAB实现 \r\n\r\n 　3. 2. 3　FIR滤波器的DSP实现 \r\n\r\n 　3. 3　IIR滤波器的DSP实现 \r\n\r\n 　3. 3. 1　IIR滤波器的基本原理和设计方法 \r\n\r\n 　3. 3. 2　IIR滤波器的MATLAB设计 \r\n\r\n 　3. 3. 3　IIR滤波器的DSP实现 \r\n\r\n 第4章　数字调制的DSP实现 \r\n\r\n 　4. 1　无线通信中的数字调制 \r\n\r\n 　4. 1. 1　影响选择数字调制方式的因素 \r\n\r\n 　4. 1. 2　数字信号的带宽和功率谱密度 \r\n\r\n 　4. 2　脉冲成形器的设计方法 \r\n\r\n 　4. 2. 1　脉冲成形器的基本原理和设计方法 \r\n\r\n 　4. 2. 2　脉冲成形器的MATLAB设计 \r\n\r\n 　4. 3　QPSK调制解调的DSP实现 \r\n\r\n 　4. 3. 1　QPSK调制解调的基本原理和设计方法 \r\n\r\n 　4. 3. 2　QPSK调制解调的MATLAB设计 \r\n\r\n 　4. 3. 3　QPSK调制解调的DSP实现 \r\n\r\n 第5章　同步功能模块的DSP实现 \r\n\r\n 　5. 1　同步分类 \r\n\r\n 　5. 1. 1　按同步功用分类 \r\n\r\n 　5. 1. 2　按同步方式分类 \r\n\r\n 　5. 2　载波同步 \r\n\r\n 　5. 2. 1　平方变换法和平方环法 \r\n\r\n 　5. 2. 2　同相正交环法 \r\n\r\n 　5. 2. 3　同相正交杯法的MATLAB设计 \r\n\r\n 　5. 3　位同步 \r\n\r\n 　5. 3. 1　位同步和载波同步的区别 \r\n\r\n 　5. 3. 2　插入导频位同步法 \r\n\r\n 　5. 3. 3　直接位同步法 \r\n\r\n 　5. 4　群同步法 \r\n\r\n 　5. 4. 1　群同步法分类 \r\n\r\n 　5. 4. 2　群同步性能 \r\n\r\n 　5. 4. 3　PN码产生器的MATLAB设计 \r\n\r\n 　5. 5　载波同步. 位同步和群同步的DSP实现 \r\n\r\n 第五章　信道编码器的DSP实现 \r\n\r\n 　6. 1　线性分组码的DSP实现 \r\n\r\n 　6. 1. 1　线性分组码的基本原理和设计方法 \r\n\r\n 　6. 1. 2　（7, 4）汉明码的MATLAB实现 \r\n\r\n 　6. 1. 3　线性分组码编译码的DSP实现 \r\n\r\n 　6. 2　里德－索罗码的DSP实现 \r\n\r\n 　6. 2. 1　里德－索罗码的基本原理和设计方法 \r\n\r\n 　6. 2. 2　里德－索罗码的MATLAB设计 \r\n\r\n 　6. 2. 3　里德－索罗码编／译码的DSP实现 \r\n\r\n 　6. 3　卷积码的DSP实现 \r\n\r\n 　6. 3. 1　卷积码的基本原理和设计方法 \r\n\r\n 　6. 3. 2　卷积码的MATLAB实现 \r\n\r\n 　6. 3. 3　维特比泽码的MATLAB实现 \r\n\r\n 　6. 3. 4　卷积码的DSP实现 \r\n\r\n 第7章　均衡器的DSP实现 \r\n\r\n 　7. 1　概述 \r\n\r\n 　7. 2　无线通信中的自适应均衡技术 \r\n\r\n 　7. 2. 1　无线通信中的均衡器 \r\n\r\n 　7. 2. 2　均衡技术分类 \r\n\r\n 　7. 3　自适应均衡器的基本原理 \r\n\r\n 　7. 3. 1　自适应均衡器的结构体系 \r\n\r\n 　7. 3. 2　自适应均衡器算法 \r\n\r\n 　7. 4　自适应均衡器的DSP实现 \r\n\r\n 　7. 4. 1　LMS算法的MATLAB实现 \r\n\r\n 　7. 4. 2　LMS算法的DSP实现 \r\n\r\n 第8章　分集接收的DSP实现 \r\n\r\n 　8. 1分集技术 \r\n\r\n 　8. 1. 1　分集接收的基本概念 \r\n\r\n 　8. 1. 2　分集方式 \r\n\r\n 　8. 1. 3　分集合并技术 \r\n\r\n 　8. 2　RAKE接收机的设计基础 \r\n\r\n 　8. 2. 1　多径信号的分离与合并 \r\n\r\n 　8. 2. 2　RAKE接收机的工作原理 \r\n\r\n 　8. 2. 3　RAKE接收机的设计考虑 \r\n\r\n 　8. 2. 4　RAKE接收的几种方式 \r\n\r\n 　8. 3　RAKE接收机的实现 \r\n\r\n 　8. 3. 1　RAKE接收机性能的理论分析 \r\n\r\n 　8. 3. 2　RAKE接收机的MATLAB实现 \r\n\r\n 　8. 3. 3　RAKE接收的DSP实现 \r\n\r\n 　8. 4　交织器的DSP实现 \r\n\r\n 　8. 4. 1　块交织的实现方法 \r\n\r\n 　8. 4. 2　块交织的MATLAB实现 \r\n\r\n 　8. 4. 3　块交织的DSP实现 \r\n\r\n 第9章　软件无线电的DSP技术 \r\n\r\n 　9. 1　软件无线电概述 \r\n\r\n 　9. 2　软件无线电的基本结构 \r\n\r\n 　9. 3　软件无线电的关键技术 \r\n\r\n 　9. 3. 1　开放结构 \r\n\r\n 　9. 3. 2　宽带／多频段天线与RF模块 \r\n\r\n 　9. 3. 3　模数转换部分 \r\n\r\n 　9. 3. 4　高速数字信号处理器 \r\n\r\n 　9. 3. 5　软件无线电中的数字上／下变频器 \r\n\r\n 　9. 4　软件无线电中的数字变频及DSP实现 \r\n\r\n 　9. 4. 1　正交变频及DSP实现 \r\n\r\n 　9. 4. 2　多抽样率信号处理及DSP实现 \r\n\r\n 　9. 4. 3　软件无线电中高效的数字滤波 \r\n\r\n 　9. 5　软件无线电中的调制解调算法及DSP实现 \r\n\r\n 　9. 5. 1　调频（FM）及DSP实现 \r\n\r\n 　9. 5. 2　调幅波（AM）及DSP实现 \r\n\r\n 　9. 5. 3　单边带（SSB）及数字化实现 \r\n\r\n 参考文献 \r\n
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近年来, 随着微电子技术和数字信号处理技术的飞速发展, 数字信号处理器（Digital Signal Processor, DSP）有了日新月异的发展, 在处理速度. 运算精度. 处理器结构. 指令系统和指令流程等诸多方面都有了较大提高, 并迅速在语音. 雷达. 声纳. 地震. 图像. 通信系统. 系统控制. 生物医学工程. 遥感遥测. 地质勘测. 航空航天. 电力系统. 故障检测和自动化仪表等众多领域获得了极其广泛的应用. 当前, 以DSP芯片及外围设备为主, 正在形成具有较大潜力的产业和市场.

数字化是当今无线通信系统的主流发展方向, 而DSP的重要特点在于其信号处理速度远远高于一般的微处理器, 适合于实时数据处理. 因此, DSP在无线通信系统的实现中发挥着越来越重要的作用——无论是基地台. 终端设备, 还是手机. 背负式电台, 都要依靠高性能的DSP来实现. DSP技术已逐步成为现代无线通信系统的核心技术之一.

伴随着无线通信和数字信号处理技术的发展, 国内外出版了大量有关无线通信或数字信号处理的著作和教材, 但综合无线通信和数字信号处理器两方面技术的专著和教材还甚少, 而且国内缺乏系统介绍数字信号处理方法与无线通信应用的书籍. 本书拟在填补这一空白, 为从事无线通信和数字信号处理应用的工程科研人员. 本科高年级学生. 研究生和教师提供一本富有使用和参考价值的教材和参考书.

本书由9章组成. 第1章为DSP系统导论, 第2章介绍TMS320C5000系列DSP的基本结构. 软硬件设计方法及开发工具, 第3～8章在介绍典型无线通信信号处理算法原理的基础上, 分析了数字滤波器. 数字调制. 信道编码. 同步. 均衡. 分集接收等算法的DSP设计. 实现及实践中可能遇到的问题, 同时给出了许多算法的MATLAB仿真程序, 第9章简要介绍了软件无线电的基本原理. 发展概况和关键技术, 并以一种实用的短波软件无线电台为例, 分析了该电台数字处理的关键算法及DSP实现.

本书由王金龙编写第1章, 沈良编写第2章, 任国春编写第3～6章, 陈瑾编写第7章, 蔡跃明编写第8章, 吴启晖编写第9章. 蔡跃明. 吴启晖和陈瑾校阅了全书初稿, 王金龙对全书进行了统稿和审定. 在编写过程中, 我校研究生龚玉萍. 高瞻. 童晓兵. 程云鹏. 李悦. 李琳和汤宏伟等做了许多工作, 在此表示感谢.

由于作者水平有限, 错误和疏漏之处在所难免, 敬请广大读者批评指正.