FPGA实现的高阶QAM调制器设计

"基于FPGA的高阶QAM调制器的实现" 本文主要探讨了在数字微波通信系统中，如何利用现场可编程门阵列（FPGA）实现高阶正交幅度调制（QAM）的技术。QAM是一种高效的数字调制方式，能在一个载波上同时传输多个数据流，提高频谱效率。文章以64QAM为例，详细介绍了全数字实现的调制系统结构方案。 首先，QAM调制技术在数字通信系统中扮演着关键角色，特别是在无线通信和有线电视广播等领域。64QAM是其中的一种，它能在一个信号周期内传输64个不同的信息点，相比低阶QAM（如16QAM）提供了更高的数据速率。256QAM则进一步提高了数据传输密度，但对信噪比的要求也更高。 文章指出，设计了一个基于FPGA的64QAM调制器。FPGA因其灵活性、高速度和低功耗特性，常被用于实现复杂的数字信号处理算法。在设计过程中，采用了Quartus II作为硬件描述语言（HDL）开发环境，结合Matlab进行系统级仿真和验证。Quartus II支持Verilog HDL语言，这种语言被用来描述和实现调制器的各个功能模块。 设计中，QAM调制器包括了以下几个关键模块： 1. **星座映射**：将二进制数据流转换为对应的星座点，64QAM的星座图由64个等间距的点构成，这些点均匀分布在单位圆上。 2. **成形滤波**：为了降低信号的带外辐射，提高信号质量，通常会在调制前进行成形滤波。这一步骤可以使用各种类型的滤波器，如滚降滤波器。 3. **数字直接合成（DDS）**：DDS技术用于生成所需的载波信号，通过快速傅里叶变换（FFT）和相位累加器等方法产生精确的频率和相位控制。 4. **I/Q调制**：调制过程包括将I（In-phase）和Q（Quadrature）两个分量的模拟信号与星座点的坐标值相乘，然后相加得到最终的QAM信号。 作者还提到，由于256QAM和64QAM具有相同的矩形星座布局，只需对Verilog HDL程序做适当修改，就可以将设计应用于256QAM调制。这显示了该设计方案的可扩展性和通用性。 文章最后，给出了设计的中图分类号、文献标识码和文章编号，表明其在学术交流中的位置，并且使用了英文标题和摘要，以便于国际学术界理解。 总结起来，这篇论文详细介绍了如何利用FPGA实现高阶QAM调制器，特别是64QAM和256QAM的全数字设计方法，为数字微波通信系统的设计提供了宝贵的参考。