FPGA实现的16QAM调制解调技术

"这篇资源是关于16QAM(16阶正交幅度调制)在FPGA(现场可编程门阵列)上的实现方法，着重于通信系统接收端混频与解调器的设计。作者通过SystemView软件构建16QAM调制解调系统模型，并使用Verilog语言在Quartus II软件平台上实现各功能模块，最终在EP2C35F672C6N芯片上进行验证。" 16QAM调制技术是通信系统中的一种高效调制方式，它结合了幅度和相位信息，使得在相同带宽内可以传输更多的数据，从而提高了频谱利用率。与只使用幅度(ASK)或相位(PSK)的调制方式相比，16QAM在星座图上有更分散的星座点，这带来了更大的信号间隔，提高了抗干扰能力和传输性能。随着3G移动通信的发展，对传输容量的需求增加，16QAM等多进制正交幅度调制方式的应用变得越来越广泛。 文章详细阐述了QAM调制和解调的基本原理。调制过程是将数字信息转化为幅度和相位的变化，而解调则是逆过程，从接收到的信号中恢复出原始信息。其中，载波恢复是解调的关键步骤，它需要精确地恢复出原始的载波信号，以便对调制信号进行正交解调。正交相干解调利用载波与接收到的信号进行相乘，分离出幅度和相位信息。FIR（有限 impulse response）低通滤波器用于去除噪声和高频成分，平滑信号，提高解调的准确性。采样判决则是根据采样时刻的信号电平来决定输出的二进制数据。 在FPGA实现过程中，作者首先使用SystemView软件创建16QAM系统的仿真模型，验证设计的正确性。接着，利用Verilog硬件描述语言，在Quartus II环境下编写各功能模块的代码，包括调制、解调、滤波和采样判决等模块，并进行功能仿真和时序仿真，确保每个模块按预期工作。最后，将编写好的顶层原理图综合并下载到FPGA芯片上，通过手动输入基带信号，观察芯片处理后的输出，验证了16QAM调制解调系统的实际运行效果。 关键词涉及到的关键技术包括正交相干解调，混频技术，FPGA实现，QAM调制解调以及SystemView软件的使用。该研究对于理解16QAM在实际硬件中的实现具有重要的参考价值，同时也为其他多进制正交幅度调制技术的FPGA实现提供了思路。