从 MATLAB 到 FPGA：一本系统讲透无线通信工程实现的实战之书

在无线通信系统设计中，算法验证与硬件实现始终是工程师绕不开的两大核心问题。如何将 MATLAB 中验证成熟的算法，真正落地到 FPGA 这样的硬件平台？

《无线通信的 MATLAB 和 FPGA 实现》正是围绕这一工程主线展开的一本系统性著作。

一、全景式梳理：无线通信与 FPGA 的结合

全书从无线通信系统总体架构出发，首先介绍无线通信的发展概况、系统组成以及未来趋势，并重点分析 FPGA 在无线通信中的应用优势，包括并行处理能力、高性能与灵活可重构特性。

在此基础上，书中结合 Xilinx FPGA 平台，对无线通信基站中常见的 FPGA 实现架构进行了系统说明，为后续章节打下工程背景基础。

二、从数制到 DSP：硬件实现的数学与算法基础

在进入具体通信算法前，作者专门用多个章节系统讲解了 FPGA 实现中不可回避的基础问题，包括：

定点与浮点表示方法

量化误差与舍入误差分析

A/D 转换中的字长效应

加法、乘法、除法及 CORDIC 算法的 FPGA 实现

随后，围绕无线通信中最核心的 DSP 模块，详细展开了：

DDS 数控振荡器

FFT / IFFT

FIR 滤波器

多速率滤波（CIC、HB）

自适应滤波（LMS）

这些内容不仅给出算法原理，还同步提供 MATLAB 仿真思路与 FPGA 硬件实现方法，形成完整闭环。

三、调制解调：从原理到可综合硬件结构

在调制解调部分，书中系统覆盖了无线通信中常见的数字调制方式，包括：

ASK

PSK / QPSK

MSK / GMSK

QAM

OFDM

每一种调制方式都按照统一逻辑展开： 原理分析 → MATLAB 实现 → FPGA 硬件实现结构，强调全数字化、低中频架构下的工程实现方法。

四、信道编解码：从 CRC 到 LDPC

信道编码是无线系统可靠性的核心保障。本书在该部分几乎覆盖了现代通信系统中所有典型编码技术，包括：

线性分组码

CRC 校验

RS 码

卷积码

Turbo 码

LDPC 码

每一类编码算法均同时给出 MATLAB 仿真与 FPGA 实现思路，体现出明显的工程实战导向。

五、接收机、同步与数字前端

在系统级实现层面，书中进一步深入到接收端关键模块，包括：

最佳接收机与匹配接收机

相关接收机

分集、均衡与干扰抵消

载波同步、符号同步与帧同步

数字上变频 / 下变频

多速率数字前端结构

这些内容紧密贴合软件无线电（SDR）与基站数字前端（DFE）的实际工程结构。

六、面向标准：WCDMA 系统完整实现示例

在书的后半部分，作者以 WCDMA 系统为实例，系统性讲解了：

扩频与加扰

小区搜索算法

多载波 WCDMA

消峰技术

将前文介绍的算法与模块，真正落地到一个完整通信系统中。

七、适合谁阅读？

这本书整体呈现出明显的工程取向，特别适合：

• 从事 无线通信 FPGA 设计 的工程师

• 需要从 MATLAB 过渡到硬件实现 的算法工程师

• 从事 软件无线电、基站、数字前端 相关研究的研究生与高校教师

结语

《无线通信的 MATLAB 和 FPGA 实现》并不是一本只停留在理论层面的通信教材，而是围绕“算法 → 仿真 → 硬件实现”这一完整工程链路，对无线通信系统进行了系统拆解和实现说明。

对于希望真正理解无线通信如何在 FPGA 上跑起来的读者而言，这是一本具有长期参考价值的工程型工具书。

图书链接

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