64qam高阶数字调制的解调系统研究及其fpga实现

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1、分类号TN92学校代码10590UDC621.3密级公开深圳大学硕士学位论文64QAM高阶数字调制的解调系统研究及其FPGA实现学位申请人姓名张雅勤专业名称信息与通信工程学院（系、所）信息工程学院指导教师姓名周小安副教授原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文64QAM高阶数字调制的解调系统研究及其FPGA实现是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律

2、后果由本人承担。论文作者签名：日期：年月日64QAM高阶数字调制的解调系统研究及其FPGA实现摘要软件无线电技术，也称软件定义无线电技术，近些年来已经成为通信领域中一个相当重要的体系结构。软件无线电是通过软件来实现通信系统的硬件设计，现场可编程门阵列（FieldProgrammingGateArray,FPGA）技术是其实现的一种重要手段。基于软件无线电思想搭建的通信系统，能够适应各种通信方式，具有良好的通用性、可编程性和灵活性。FPGA技术作为良好的技术手段，其硬件资源丰富，拥有独特的硬件描述语言可对各个部分的功能模

3、块化，具有良好的可读性便于用户修改，且其芯片具有可重复读写性便于设计。然而，在工程实现过程中并不是所有的算法都适用于硬件实现，因此有必要对通信系统中的调制解调算法进行研究和优化，并验证可实现性。本课题来源于深圳清华大学研究院宽带无线通信研究所自立项目。本文基于全数字64阶正交振幅调制（64QuadratureAmplitudeModulation,64QAM）解调系统FPGA平台，对64QAM解调系统中的载波同步技术、定时同步技术和软解调算法作了详细研究。主要研究内容如下：1）利用Matlab软件平台，研究了64QAM

4、数字调制解调技术的软信息计算方法，并改进了基于FPGA实现的软信息算法，降低了算法的复杂度和对硬件资源的需求量。实验结果表明，与传统计算软信息对数似然比的方法相比，本文的改进方案不需要使用乘法器，只需要进行少数的比较和加法运算，节约了硬件资源成本。2）研究了解调系统中的同步技术并进行了Matlab实验，利用FPGA实现了同相正交环和定时同步环。在这两种环路的基础上，利用锁相环路的自动调整原理，在解调端采用功率增益控制环路，从而使得系统有稳定的功率增益，进一步降低由码间干扰、功率增益不够导致的解调系统误码率。同时使用si

5、mulink工具搭建了一套完整的具有自动增益控制的64QAM解调系统。3）运用verilog硬件描述语言，实现对64QAM信号的解调算法，并在全数字高阶调制解调系统FPGA平台上，结合上位机调试平台、网络分析仪、频谱仪等设备测试了硬件系统的误码率，验证了算法的实用性以及系统的性能。关键词：解调系统；软信息对数似然比；64QAM；FPGA；软件无线电ITheResearchofDemodulationSystemof64QAMHighOrderDigitalModulationanditsImplementationwi

6、thFPGAAbstractInrecentyears,softwareradio,alsocalledsoftwaredefinedradiotechnologyhasbecomeanimportantarchitectureinthefieldofcommunication.Softwareradioisachievedthroughsoftwaretoimplementthehardwaredesignofcommunicationsystem,ofwhichFieldProgrammingGateArray(F

7、PGA)technologyisanavailablemeans.Basedonsoftwareradio,acommunicationsystemcanbeadapttoavarietyofcommunicationmethodsandhasgoodflexibility,compatibilityandprogrammability.Asanadvancedtechnologymethod,FPGAtechnologynotonlyownsrichhardwareresourcesbutalsoownsunique

8、hardwaredescriptionlanguagetomodulefunctionsofeachpartandhasgoodreadabilityforuser-friendlymodification.However,notallalgorithmsaresuitableforhardwareimplementationin