基于FPGA的OPSK调制电路设计与仿真.pdf

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1、电子测量与仪器学报2008年增刊基于FPGA的QPSK调制电路设计与仿真于晓刚王卫东(桂林电子科技大学信息与通信学院桂林541004)摘要：数字调制解调技术在数字通信中占有非常重要的地位，数字通信技术与FPGA的结合是现代通信系统发展的一个必然趋势。文中介绍了QPSK调制解调原理，并基于FPGA实现了QPSK调制电路。仿真结果表明了该设计的正确性。关键词：QPSK，FPGA，调制，解调中图分类号：7N402文献标识码：BDesignandSimulationofQPSKModulationCircuitBasedonFP

2、GAYuXiaogangWangWeidong(GuilinUniversityOfElectronicTechnology,Guilin541004)Abstract：Technologyofdigitalmodulationanddemodulationplaysaimportantroleindigitalcommunicationsystem，thecombinationofdigitalcommunicationtechnologyandFPGAiscertainlytrend．thepaperintroduc

3、etheprincipleofQPSKmodulationanddemodulation,themodulationcircuitarcalsoberealized011FPGA．Thesimulationresultprovidesthecorrectionofthedesign．Keywords：QPSK，FPGA，modulation，demodulation在数宁信号的频带传输中，最重要的技术就是调制解调技术。数字调制是数字符号转换成与信道特性相匹配的波形的过程。数字信号对载波的调制与模拟信号对载波的调制类似。它

4、同样足用输入的数字信号控制(键控)载波的幅度、频率和相位，因而有三种基本调制技术：幅移键控AsK(A坤1itude-ShiftKeying)、频移键控FSK(Frequency-ShiftKeying)、相移键控PSK(Phase-ShiftKeying)。随着技术的发展又演变出多种多样的数字调制技术。相移键控是用数字基带信号控制载波的相位，使载波的相位发生跳变的一种调制方式。由于PSK系统抗噪声性能优于ASK和FSK，而且频带利用率高，所以，在中、高速数字通信中被广泛应用。本文研究了基于FPGA的QPSK调制电路的实现

5、方法，并给出了QuartusII环境下的仿真结果。1数字信号的频带传输1．1相移键控调制原理相移键控是利用载波相位的变化来传递数字信息的。它可分为二进制和多进制形式，二进制称为2PSK或BPSK，多进制用MPSK表示，在MPSK信号中，载波相位可取M个可能的值，9玎=等笋(／7=0，l，⋯，M一1)。因此胛sK信号可表示为：XMPSK(f)=Acos(咿¨=知s(彬害)(1一1)假定载波频率coO是基带数字信号数率的整数倍缈s=孚，则上式(1_1)可写成为：

6、fJoOXMPSK(t)=彳∑g(t-nTs)cos(c00+

7、On)刀=—∞基金项目：广西科学研究与技术开发计划项目(0731021)。598电子测量与仪器学报2008年增刊∞00=Acosc00t∑(cos0刀)g(t-．rs)-Asincoot∑(sin8刀)g(t-nTs)0-2)刀=—∞rl--'"00式(1—2)中，MPSK信号可等效为两个正交载波进行多电平双边带调幅所得已调波之和。相移键控相位个数通常符合M=2t(，为正整数)的关系，当l=t时，为BPSK；当，=2是，为QPSK；当Z=3时，为8PSK。常用的M值有4相和8相制。本文采用相位选择法产生QPSK信号，如图

8、1-1所示为相位选择法的QPSK调制原理框图。其基本原理是将输入的二进制信号，以2bit为一组，经串一并变换，分成速率减半的两路，四相载波发生器是产生0、万／2、万、一z／2四种不同的相位，选相电路是通过以I、Q当作地址信号，以四相载波产生电路产生的四种相位作为数据信号的一个数据选择电路，数据选择电路根据输入信息每次选择其中一种作为输出，然后经带通滤波器滤除高频分量。这种方法比较适合于载频较高的场合。图1相位选择法2基于选相法的OPSK调制系统的具体实现2．1基于选相法的OPSK调制系统总体框图基于选相法的QPSK调制系

9、统完成将1024kbit／s速率的数字信号调制到频率为16．384MHz的中频上。在系统中，包含了扰码电路和差分编码电路。能够减少抖动和码间干扰，方便接收端的时钟提取。其实现的总体框图如图2-1所示。J无差分编码l扰码H鬟．E]。靠’l兰!!r差分编码数据选择0’器载波四o790相一r·—--—-—--—．．180发