基于FPGA的QPSK调制解调器设计与实现

QPSK调制解调器的设计及FPGA实现 QPSK调制解调器是移动通信和卫星通信中常用的调制解调技术，具有频谱利用率高、传输速率快、抗干扰性能强、频谱特性好的突出特点。基于FPGA的全数字QPSK调制解调器的研究具有重要的意义。下面是对QPSK调制解调技术的详细介绍和基于FPGA的实现。 一、QPSK调制解调技术的现状 QPSK调制解调技术是 modulation 和 demodulation 的组合，包括 RS 编译码、卷积码、维特比译码、交织等差错编码的基本原理，以及 QPSK 解调的中频数字下变频、载波同步和位同步。 二、QPSK调制解调系统的基本原理 QPSK调制解调系统的基本原理包括调制和解调两个部分。调制部分包括信息编码、调制和频率上变频；解调部分包括频率下变频、解调和信息译码。其中，调制部分使用 RS 编译码和卷积码对信息进行编码，接着使用 QPSK 调制对信息进行调制；解调部分使用 QPSK 解调对信息进行解调，然后使用维特比译码和交织对信息进行译码。 三、基于 MATLAB 的仿真 在设计 QPSK 调制解调器之前，需要对调制解调系统的各模块进行仿真，以验证系统的正确性。基于 MATLAB 的仿真可以对 QPSK 调制解调器的各模块进行仿真，包括调制和解调系统的资源消耗费。 四、基于 FPGA 的实现 基于 FPGA 的 QPSK 调制解调器的实现需要对调制解调系统的各模块进行硬件语言描述、时序仿真和 FPGA 实现。在 FPGA 实现中，使用 VHDL 语言对调制解调系统的各模块进行描述，然后使用 FPGA 开发板对系统进行实现。 五、调制器的设计 在设计 QPSK 调制器时，需要对 D/A 芯片配置进行详细的介绍。包括对 D/A 芯片的选择、配置和测试。 六、性能分析 在设计 QPSK 调制解调器时，需要对系统的性能进行分析，包括对调制端的资源消耗费和解调端的错误率。 七、基于内码快速估计解相位模糊算法 基于内码快速估计解相位模糊算法可以成功取代差分编解码的解相位模糊方案，从而采用软判决维特比译码提高了系统的编码增益。 八、结论 QPSK 调制解调器的设计及 FPGA 实现是移动通信和卫星通信中常用的调制解调技术。基于 FPGA 的全数字 QPSK 调制解调器的研究具有重要的意义。本文设计的调制器已成功应用于某雷达系统数据传输的 QPSK 中频调制解调软件设计项目中，符号速率为 8M SPS、中频频率为 60M Hz，达到了项目的技术指标要求。