课程概述

本门课是微电子专业的主要专业课，系统地阐述超大规模集成电路（Very Large Scale Integration，VLSI）数字信号处理技术的原理和设计方法，以及无线通信系统基本原理和电路设计方法。同样适合电子和计算机相关专业的学生，也适合需要重温专业基础知识的工程师。

课程内容分为两部分，第一部分阐述VLSI数字系统的基本概念，以及VLSI数字信号处理相关的技术，第二部分讨论数字通信中的调制解调、信道编解码技术以及相应的集成电路设计方法。课程着重基础原理与实践问题相结合，帮助同学立足于系统的层面去加深对所学理论基础的理解，通过搭建系统仿真平台，使学生熟练掌握通信系统的理论，培养学生综合运用数字通信领域的基础理论对典型的通信系统进行设计、仿真的能力；通过对系统中关键模块和关键算法进行VLSI设计，使学生掌握通信算法到硬件电路映射的技巧，浮点到定点运算的转化和硬件设计能力。

课程经过10年的发展与改革，在理论、实践内容建设上有良好的基础。本课程为上海市教委重点建设课程、上海交通大学优质课程和优秀特色实验课程。依托“VLSI数字通信原理与设计”课程，主讲老师先后获得第三届上海高校青年教师教学竞赛特等奖、上海市教学能手、第四届全国高校青年教师教学竞赛一等奖、上海交通大学教书育人一等奖，上海交通大学教学成果一等奖等荣誉。



证书要求

为积极响应国家低碳环保政策， 2021年秋季学期开始，中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书，仅提供电子版的认证证书服务，证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证，可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询，或者访问 https://www.icourse163.org/verify，通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核，成绩达到课程考核标准的学生（每门课程的考核标准不同，详见课程内的评分标准），具备申请认证证书资格，可在证书申请开放期间（以申请页面显示的时间为准），完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项：

1. 根据国家相关法律法规要求，认证证书申请时要求进行实名认证，请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后，系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


预备知识

数学知识：微积分，线性代数，概率论与数理统计

专业基础：数字逻辑、数字集成电路、信号与系统


授课大纲

01 绪论

1.1 课程介绍

1.2 VLSI数字信号处理技术

1.3 VLSI数字通信系统

1.4 无线通信系统

02 迭代边界

2.1 DSP算法的表示方法

2.2 迭代边界

第二章单元测验

第二章单元作业

03 流水线和并行处理

3.1 并行处理技术

3.2 流水线技术

3.3 流水线技术降低功耗

3.4 并行处理技术降低功耗

第三章单元测验

第三章单元作业

第四章 重定时

4.1 重定时的基本概念

4.2 重定时的数学求解

4.3 重定时的应用

第四章单元测验

第四章单元作业

第五章 展开

5.1 展开（上）

5.2 展开（下）

第五章单元测验

第五章单元作业

第六章 折叠

6.1 折叠的基本概念

6.2 折叠变换

6.3 寄存器最小化技术

6.4 折叠架构的寄存器最小化

第六章单元测验

第六章单元作业

第七章 脉动阵列

7.1 脉动阵列的基本概念

7.2  脉动阵列的设计方法

7.3 脉动阵列的应用

第七章单元测验

第七章单元作业

第八章 卷积神经网络硬件设计

8.1 深度卷积神经网络

8.2 卷积神经网络硬件设计

第八章单元测验

第九章 VLSI设计关键问题

9.1 有限字长量化

9.2 FIR滤波器设计

9.3 FIR滤波器实现

第九章单元测验

第十章 数字基带调制解调

10.1 数字基带传输

10.2 基带信号解调与检测+信号与噪声

10.3 匹配滤波器

10.4 高斯噪声干扰下的二进制信号检测

10.5 码间串扰

第十章单元测验

第十章单元作业

十一章 衰落信道

11.1 信道的基本概念与电磁波的传播方式

11.2 无线信道的多径效应

11.3 无线信道的多普勒效应

第十一章单元测验

第十一章单元作业

第十二章 带通调制与解调 （一）

12.1 基本概念

12.2 数字带通调制技术

12.3 相干解调与非相干解调

12.4 M进制信号及其性能

第十二章单元测验 （一）

第十二章单元作业  (一）

第十二章 带通调制与解调 （二）

12.5 高阶调制与解调

12.6 OFDM调制与解调的原理

12.7 OFDM调制与解调的实现

12.8 调制解调硬件设计

第十二章单元测验（一）

第十二章单元作业（二）

第十三章 信道编码与解码

13.1 信道编码的基本概念+线性分组码

13.2 循环码

13.3 卷积码的基本概念

13.4 卷积码的译码方法

13.5 卷积码的性能

13.6 线性分组码与循环码的编解码器设计

13.7 卷积码的编解码器设计

第十三章单元测验

第十三章单元作业

第十四章 通信系统设计与仿真

14.1 用MATLAB进行通信系统仿真

14.2 数字调制与解调系统的MATALAB仿真

第十四章单元测验

第十五章 调制与编码权衡

15.1 调制与编码权衡1

15.2 调制与编码权衡2

15.2 调制与编码权衡3

第十五章单元测验

第十六章 多天线系统

16.1 多天线系统基本概念

16.2 多天线系统检测

16.3 大规模MIMO系统检测

第十六章单元测验

参考资料

教材：

1、VLSI数字信号处理系统——设计与实现，K.K.Parhi著，机械出版社，2004

2、数字通信—基础与应用, Bernard Skalar著，电子工业出版社，2015


参考书：

1、无线通信(Wireless Communications)，Andrea Goldsmith著，人民邮电出版社，2007

2、OFDM Baseband Receiver Design for Wireless Communications，Tzi-Dar Chiueh / Pei-Yun Tsai，Wiley，2007.