QPSK的FPGA实现毕业设计

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1、河南科技大学毕业设计（论文）开题报告（学生填表）学院：电子信息工程学院2010年04月02日课题名称QPSK的FPGA实现学生姓名专业班级电信课题类型硬件设计指导教师职称讲师课题来源生产1.设计（或研究）的依据与意义近几十年来，卫星通信由于具有覆盖地域广、通信距离远、通信容量大、传输质量好和具有地址连接能力等优点，已成为现在信息社会的一种重要通信手段。数字调制技术作为这个领域极为重要的一个方面，也得到了迅速的发展。数字调制信号又称为键控信号，调制过程可用键控的方法由基带信号对载频信号的振幅、频率及相位进行调制，其中QPSK(即4PSK)是MPSK(

2、多进制相移键控)中应用较广泛的一种调制方式。QPSK(四相相移键控)具有较高的频谱利用率和较好的误码性能，并且实现复杂度小，解调理论成熟，已成为新一代无线接入网物理层和B3G通信中使用的基本调制方式。QPSK调制技术与FSK、BPSK等调制技术相比，不但抗干扰能力强，而且能更经济有效地利用频带。目前，QPSK调制技术已广泛应用于数字电视、IEEE802.11的2Mbps数据传输机制、数字微波通信系统、军事通信、卫星数据传输、有线电视的上行传输、宽带接入与移动通信等领域。3数字调制解调技术在数字通信中占有非常重要的地位，而数字通信技术与FPGA的结合

3、是现代通信系统发展的一个必然趋势。FPGA器件（FieldprogrammableGateArray）是八十年代中期出现的一种新概念。利用FPGA技术设计的产品具有重量轻、体积小、速度快、保密程度高、功耗低等特点，极大地提高了产品的性价比和竞争力，大大缩短了设计周期，减少了设计费用，降低了设计风险。本设计主要对QPSK调制技术的FPGA实现进行研究，这不仅有助于学习和提高本人的专业知识和技能，而且可以为以后进一步为现代通信事业贡献自己的力量打下坚实的基础，因而具有重要的现实意义。32.国内外同类设计（或同类研究）的概况综述。目前，随着数字通信系统的

4、发展，数字信号的调制识别技术在军事、民用领域都有十分广泛的应用价值。近年来，各种调制技术层出不穷，一直受到人们的关注。由于QPSK能够非相干解调并且频谱利用率高，所以已用于很多国家的无线通信中，如北美移动/个人无线标准IS-54和IS-136以及欧洲私人商务无线电的TETRA标准等等。在这些应用中，一些高性能的QPSK调制/解调芯片相继问世。国外已经有一些关于全数字QPSK调制解调器方面的研究成果和芯片问世，如ST公司ST55、ST5518，比利时NEWTEC公司的NTC-2077/FT、美国休斯公司的BCD4C-M5000，美国HARRTS公司和

5、德国HISRSCHMANN赫曼公司也都有相关的芯片。又如INTEL公司的STEL-2176是一款全数字调制解调芯片，兼容IEEE802.14、MCNS和DAVIC等标准。解调部分可直接输入高达50MHZ的中频模拟信号，信号宽带可达8MHZ,可解调16/64/256QAM的连续信号；调制部分，可输出SMHZ-65mhz的连续/突发信号，调制方式可以是BPSK/QPSK/QAM,速率最高可高达40mbps（16QAM）。与此同时，国内也有一些成果，比如北京海尔集成电路设计有限公司研制的符合DVB-S标准的卫星信号解码器HQPSK-DV。该芯片包括载波恢

6、复、符号同步、解调、前向纠错和码流解扰等功能。FPGA技术在许多领域均有广泛的应用，特别是在无线通信领域里，由于具有极强的实时性，使其对话音进行实时处理成为可能。3由于它是通过面向芯片结构指令的软件编程来实现其功能的，因而仅修改软件而不需改硬件平台就可以改进系统原有设计方案或原有功能，因而具有极大的灵活性；又由于FPGA芯片并非专门为某种功能设计的，因而使用范围广、产量大、价格可以降到很低。就FPGA而言，由于亚微米工艺的采用，其速度更快，门数更多。目前Lucent和XILINX公司均有10万门以上的产品，并且集成了一些新的功能，如Systemon

7、Chip，ProgrammingonSystem等，使其更加灵活。所以FPGA在无线通信系统中大量应用，促进了无线通信的发展；而无线通信的蓬勃发展又促进了FPGA技术的不断进步。3.课题设计（或研究）的内容1．查阅相关文献资料，了解串行通信的一般知识(如：其通信的方式、通信数据帧的格式以及波特率等)，了解FPGA的一般设计的方法；2．重点掌握QPSK调制和解调原理；根据其功能进行模块的确定；根据其原理对QPSK实现FPGA进行调制和解调状态的划分。3．完成QPSK调制和解调的FPGA设计；实现调制和解调每个模块功能，并对其进行单独测试；将模块整合并

8、对其进行测试以及硬件调试，以实现其功能。34.设计（或研究）方法1.对整个设计的要求进行需求分析,对QPSK实现FPGA进