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基于FPGA的QAM调制解调技术研究

作　者: 马娅娜
导　师: 杜栓义
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 16QAM FPGA 基带成形滤波器载波恢复定时同步
分类号: TN76
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 1251次
引　用: 12次
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内容摘要

众所周知,信息传输的核心问题是有效性和可靠性,调制解调技术的发展正是体现了这一思想。从最早的模拟调幅调频技术的日益完善,到现在数字调制技术的广泛运用,使得信息的传输更为有效和可靠。QAM调制作为一种新的调制技术,因其具有很高的频带利用率而得到了广泛的应用。本文对基于FPGA的16QAM调制解调进行了讨论和研究。首先对16QAM调制解调原理进行了阐述,建立了16QAM调制解调系统的数学模型,然后通过分析提出了基于FPGA的16QAM调制解调系统的设计方案。最后编写Verilog代码实现了算法仿真。FPGA芯片采用的是Altera公司的大规模集成电路芯片Cyclone系列的EP1C20F324I7,并通过软件编程对其进行了相关调试。文中详细介绍了基带成形滤波器、载波恢复和定时同步的基本原理及其设计方法。首先用Matlab对整个16QAM系统进行了软件仿真;然后用硬件描述语言VerilogHDL在QuartusII环境下完成了系统关键算法的编写、行为仿真和综合,最后详细阐述了异步串口(UART)的FPGA实现,把我们编写的Verilog程序下载到EP1C20F324I7芯片上效果很好。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-11
  1.1 课题背景和意义  7-8
  1.2 QAM技术发展概要及应用现状  8-9
  1.3 本文内容和结构  9-11
第二章 QAM 调制解调技术  11-17
  2.1 QAM调制技术  11-14
    2.1.1 QAM调制的基本原理  11-12
    2.1.2 QAM映射的实现方法  12
    2.1.3 QAM调制的性能  12-14
  2.2 QAM解调技术  14-15
    2.2.1 QAM的解调方法及原理  14-15
    2.2.2 QAM抗噪声性能  15
  2.3 16QAM的Matlab仿真  15-17
第三章基带成形滤波器设计  17-25
  3.1 基于时域分析的分布式滤波算法  17-23
    3.1.1 分布式算法  17-20
    3.1.2 时域成形的原理  20-21
    3.1.3 滤波器参数设计  21-23
  3.2 基带成形滤波器的Matlab仿真  23-25
第四章载波恢复环路设计  25-33
  4.1 载波恢复原理  25-26
  4.2 载波恢复各个模块的设计  26-30
    4.2.1 数字二阶锁相环设计  26-28
    4.2.2 用CORDIC算法实现DD算法的鉴相器  28-29
    4.2.3 数字压控振荡器的设计  29-30
    4.2.4 环路滤波器设计  30
  4.3 载波恢复的性能  30-33
第五章定时恢复设计  33-41
  5.1 定时恢复简介  33-34
  5.2 定时同步原理  34-41
    5.2.1 定时同步目的及结构  34-35
    5.2.2 内插器  35-38
    5.2.3 时钟误差提取模块  38-39
    5.2.4 控制器模块  39-41
第六章 FPGA 电路实现及软件仿真  41-55
  6.1 基于FPGA的设计工具与方法  41-44
    6.1.1 FPGA芯片简介  41-42
    6.1.2 QuartusII工具介绍  42-43
    6.1.3 基于FPGA的设计方法  43
    6.1.4 FPGA开发流程  43-44
  6.2 各个功能模块的实现  44-51
    6.2.1 基带成形滤波器  44-45
    6.2.2 载波恢复模块  45-49
    6.2.3 定时同步模块  49-51
  6.3 UART模块在FPGA的实现  51-55
    6.3.1 UART结构  51-52
    6.3.2 UART通信数据格式  52
    6.3.3 UART设计与实现  52-55
结束语  55-57
致谢  57-59
参考文献  59-63
研究成果  63

基于FPGA的QAM调制解调技术研究

内容摘要

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