基于VHDL的qpsk调制实现

时间: 2023-08-26 22:07:17 浏览: 98
QPSK调制是数字通信中常用的调制方式之一,它可以将两个二进制比特映射到一个符号上进行传输。在VHDL中实现QPSK调制需要以下步骤: 1. 定义输入输出端口 首先,需要在代码中定义输入输出端口,包括时钟信号、复数输入信号和QPSK调制输出信号。具体代码如下: ```vhdl entity qpsk_modulation is port ( clk : in std_logic; -- 时钟信号 in_i : in std_logic_vector(7 downto 0); -- 实部输入信号 in_q : in std_logic_vector(7 downto 0); -- 虚部输入信号 out_qpsk: out std_logic_vector(1 downto 0) -- QPSK调制输出信号 ); end entity; ``` 2. 定义内部信号 接下来,需要定义一些内部信号,包括正弦余弦值、相位值和QPSK调制输出信号。具体代码如下: ```vhdl architecture behavioral of qpsk_modulation is signal i_sine : std_logic_vector(7 downto 0); signal i_cosine : std_logic_vector(7 downto 0); signal q_sine : std_logic_vector(7 downto 0); signal q_cosine : std_logic_vector(7 downto 0); signal phase : std_logic_vector(7 downto 0); signal out_i : std_logic_vector(7 downto 0); signal out_q : std_logic_vector(7 downto 0); signal qpsk : std_logic_vector(1 downto 0); begin ``` 3. 生成正弦余弦值 为了生成正弦余弦值,可以使用查找表或DSP模块。这里采用查找表的方式实现。具体代码如下: ```vhdl i_sine <= x"00", x"19", x"32", x"4B", x"64", x"7D", x"96", x"AF", x"C8", x"E1", x"FA", x"13", x"2C", x"45", x"5E", x"77"; i_cosine <= x"77", x"5E", x"45", x"2C", x"13", x"FA", x"E1", x"C8", x"AF", x"96", x"7D", x"64", x"4B", x"32", x"19", x"00"; q_sine <= x"00", x"F3", x"E6", x"D9", x"CC", x"BF", x"B2", x"A5", x"98", x"8B", x"7E", x"71", x"64", x"57", x"4A", x"3D"; q_cosine <= x"3D", x"4A", x"57", x"64", x"71", x"7E", x"8B", x"98", x"A5", x"B2", x"BF", x"CC", x"D9", x"E6", x"F3", x"00"; ``` 4. 计算相位值 根据输入信号的实部和虚部计算相位值。具体代码如下: ```vhdl process(clk) begin if rising_edge(clk) then phase <= std_logic_vector(unsigned(in_i)*unsigned(q_cosine)-unsigned(in_q)*unsigned(i_cosine)); end if; end process; ``` 5. 计算QPSK调制输出信号 根据相位值计算QPSK调制输出信号。具体代码如下: ```vhdl out_i <= std_logic_vector(unsigned(phase) > 127); out_q <= std_logic_vector(unsigned(phase(7 downto 0)) > 127); qpsk <= out_i(0) & out_q(0); out_qpsk <= qpsk; ``` 6. 完整代码 最终的VHDL代码如下: ```vhdl entity qpsk_modulation is port ( clk : in std_logic; -- 时钟信号 in_i : in std_logic_vector(7 downto 0); -- 实部输入信号 in_q : in std_logic_vector(7 downto 0); -- 虚部输入信号 out_qpsk: out std_logic_vector(1 downto 0) -- QPSK调制输出信号 ); end entity; architecture behavioral of qpsk_modulation is signal i_sine : std_logic_vector(7 downto 0); signal i_cosine : std_logic_vector(7 downto 0); signal q_sine : std_logic_vector(7 downto 0); signal q_cosine : std_logic_vector(7 downto 0); signal phase : std_logic_vector(7 downto 0); signal out_i : std_logic_vector(7 downto 0); signal out_q : std_logic_vector(7 downto 0); signal qpsk : std_logic_vector(1 downto 0); begin i_sine <= x"00", x"19", x"32", x"4B", x"64", x"7D", x"96", x"AF", x"C8", x"E1", x"FA", x"13", x"2C", x"45", x"5E", x"77"; i_cosine <= x"77", x"5E", x"45", x"2C", x"13", x"FA", x"E1", x"C8", x"AF", x"96", x"7D", x"64", x"4B", x"32", x"19", x"00"; q_sine <= x"00", x"F3", x"E6", x"D9", x"CC", x"BF", x"B2", x"A5", x"98", x"8B", x"7E", x"71", x"64", x"57", x"4A", x"3D"; q_cosine <= x"3D", x"4A", x"57", x"64", x"71", x"7E", x"8B", x"98", x"A5", x"B2", x"BF", x"CC", x"D9", x"E6", x"F3", x"00"; process(clk) begin if rising_edge(clk) then phase <= std_logic_vector(unsigned(in_i)*unsigned(q_cosine)-unsigned(in_q)*unsigned(i_cosine)); end if; end process; out_i <= std_logic_vector(unsigned(phase) > 127); out_q <= std_logic_vector(unsigned(phase(7 downto 0)) > 127); qpsk <= out_i(0) & out_q(0); out_qpsk <= qpsk; end behavioral; ```

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