通信与网络中的基于FPGA的16QAM调制器设计与实现
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2020-12-09
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通信与网络中的基于通信与网络中的基于FPGA的的16QAM调制器设计与实现调制器设计与实现
0 引言 为了满足现代通信系统对传输速率和带宽提出的新要求。人们不断地推出一些新的数字调制解调技术。
正交幅度调制解调(quadrature ampli-tude modulation and demodulation)就是一种高效的数字调制解调方式。与
其它调制技术相比，这种调制解调技术能充分利用带宽，且具有抗噪声能力强等优点。因而在中、大容量数字
微波通信系统、有线电视网络高速数据传输、卫星通信等领域得到广泛应用。 1 16QAM调制原理 一般情况下，
正交振幅调制的表达式为： 在式(1)的两个相互正交的载波分量中，每个载波被一组离散的振幅{Am}、{Bm}所调
制，故称这
0 引言引言
为了满足现代通信系统对传输速率和带宽提出的新要求。人们不断地推出一些新的数字调制解调技术。正交幅度调制解调
(quadrature ampli-tude modulation and demodulation)就是一种高效的数字调制解调方式。与其它调制技术相比，这种调制解
调技术能充分利用带宽，且具有抗噪声能力强等优点。因而在中、大容量数字微波通信系统、有线电视网络高速数据传输、卫
星通信等领域得到广泛应用。
1 16QAM调制原理调制原理
一般情况下，正交振幅调制的表达式为：
在式(1)的两个相互正交的载波分量中，每个载波被一组离散的振幅{Am}、{Bm}所调制，故称这种方式为正交振幅调制。Tb是
码元宽度，m=1、2、…、M(M为Am和Bm的电平数)。
16QAM中的振幅Am和Bm可以表示成：
式中，A是固定振幅，(dm，cm)可由输入信号确定。(dm，cm)则可决定已调QAM信号在信号空间中的坐标点。16QAM正交
振幅调制系统组成框图如图1所示。基带信号经过串并变换后转化为IQ两路并行数据流，该并行数据流的宽度为4 bit，其中高
位的1 bit映射到内外圆，低位的3bit映射到内(外)圆上，这样就形成如图2所示的星型星座图。差分编码后的数据经过成型滤波
器后和相互正交的正弦或余弦载波进行调制，被调制后的IQ路正交信号再进行矢量相加，即可形成调制信号输出。
2 16QAM调制器的调制器的FPGA实现实现
16QAM调制器可在ALTERA公司的CYCLONE系列芯片EPlC6Q240C8上实现，EDA工具是与之配套的QUARTUS II 4.2软
件。在设计中，底层设计可使用Verilog HDL语言来实现，顶层设计则采用原理图方式实现，其顶层设计图如图3所示。
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