FPGA-based Digital Convolution for Wireless Applications

این کتاب دیدگاه‌های ضروری را در مورد پیچیدگی‌های دیجیتال در سیستم‌های ارتباطات بی‌سیم ارائه می‌کند و پیاده‌سازی‌های آرایه دروازه‌ای قابل برنامه‌ریزی میدانی در زمان واقعی (FPGA) را نشان می‌دهد.

FPGA یا همه دستگاه‌های قابل برنامه‌ریزی عمومی به زودی فراگیر می‌شوند و به عنوان «مغز» همه انواع سیستم‌های پردازش سیگنال هوشمند بلادرنگ، مانند شبکه‌های هوشمند، خانه‌های هوشمند و شهرهای هوشمند عمل می‌کنند. این کتاب پیچیدگی دیجیتال را با گردآوری عناصر اصلی زیر بررسی می‌کند: نظریه بنیادی پشت فرمول‌های ریاضی همراه با پدیده‌های فیزیکی مربوطه. شبیه‌سازی الگوریتم مجازی همراه با پیاده‌سازی FPGA در زمان واقعی. و مطالعات موردی دقیق و پیشرفته در مورد برنامه های کاربردی بی سیم، از جمله پیچیدگی خطی محبوب در قسمت های جلویی دیجیتال (DFEs). پیچیدگی غیرخطی در پیش اعوجاج دیجیتال (DPD) فرستنده‌های فرستنده RF بی‌سیم را با کارایی بالا فعال می‌کند. و کانولوشن خطی سریع در سیستم‌های عظیم چند ورودی چند خروجی (MIMO).

پس از مطالعه این کتاب، دانش‌آموزان و متخصصان می‌توانند: اطلاعات خارج: کشف کنید که پیچیدگی چیست، چرا مهم است و چگونه کار می‌کند.

· مهارت‌های طراحی FPGA خود را تقویت کنند، به عنوان مثال، قابلیت نمونه‌سازی مرتبط با FPGA را با مثال‌های عملی مبتنی بر مدل افزایش دهند.

· بلوک‌های پردازش سیگنال دیجیتال (DSP) خود را به سرعت گسترش دهید: برای بررسی نحوه ایجاد سریع و کارآمد بلوک‌های عملکردی (DSP) روی یک تراشه FPGA قابل برنامه‌ریزی به عنوان هسته مالکیت معنوی (IP) قابل استفاده مجدد.

· تخصص خود را به عنوان «متفکران» و «انجام‌دهنده» ارتقا دهید: شکاف بین معادلات ریاضی و پیاده‌سازی FPGA را برای برنامه‌های بی‌سیم موجود و در حال ظهور به حداقل برسانید/ببندیم.

This book presents essential perspectives on digital convolutions in wireless communications systems and illustrates their corresponding efficient real-time field-programmable gate array (FPGA) implementations.

FPGAs or generic all programmable devices will soon become widespread, serving as the “brains” of all types of real-time smart signal processing systems, like smart networks, smart homes and smart cities. The book examines digital convolution by bringing together the following main elements: the fundamental theory behind the mathematical formulae together with corresponding physical phenomena; virtualized algorithm simulation together with benchmark real-time FPGA implementations; and detailed, state-of-the-art case studies on wireless applications, including popular linear convolution in digital front ends (DFEs); nonlinear convolution in digital pre-distortion (DPD) enabled high-efficiency wireless RF transceivers; and fast linear convolution in massive multiple-input multiple-output (MIMO) systems.

After reading this book, students and professionals will be able to:

· Understand digital convolution with inside-out information: discover what convolution is, why it is important and how it works.

· Enhance their FPGA design skills, i.e., enhance their FPGA-related prototyping capability with model-based hands-on examples.

· Rapidly expand their digital signal processing (DSP) blocks: to examine how to rapidly and efficiently create (DSP) functional blocks on a programmable FPGA chip as a reusable intellectual property (IP) core.

· Upgrade their expertise as both “thinkers” and “doers”: minimize/close the gap between mathematical equations and FPGA implementations for existing and emerging wireless applications.