【正文】 figure。上述 MQAM 表達式還可以寫成正交表示形式 tnTtgAtnTtgASCnSn nn SnM Q A M ???? s i n]s i n)([c os]c os)([ ???? ?? () 從 ()式可以看出， MQAM 已調(diào)信號有兩路相互正交的載波疊加而 成，每路載波都被離散振幅調(diào)制。b010) //只要 m 計數(shù)器超過 3，就判決為 1 y=139。 濟南大學畢業(yè)設(shè)計 21 input x。 //carriers 是要調(diào)制的載波信號，將輸入信號 clk 經(jīng)過 4 分頻得到 reg carriers。 X=[H(N/2+1:N),H(1:N/2)]*dt end 圖 2ASK 的調(diào)制解調(diào)波形示意圖 其中的子程序 F2T 如下 : function x=F2T(X) global dt df t f T N %x 為時域的取樣值矢量， X 為 x 的傅氏變換， X 與 x 長度相同并為 2 的整冪 X=[X(N/2+1:N),X(1:N/2)]。,) title(39。 Lpfil=LPF(fc)。 dt=。 圖 ASK 信號波形圖 圖 2ASK 的雙邊功率譜密度 2ASK 解調(diào)及誤比特率 2ASK 信號的解調(diào)有兩種方式：一種是相干解調(diào)；另一種是包絡(luò)檢波的非相干解調(diào) [1]。如今，隨著 FPGA 向更高密度、更大容量、更低功耗和集成更多IP 的方向發(fā)展，系統(tǒng)設(shè)計工程師在從這些優(yōu)異性能獲益的同時，不得不面對由于 FPGA 前所未有的性能和能力水平而帶來的新的設(shè)計挑戰(zhàn)。FPGA/CPLD 軟件包中有各種輸入 工具 和仿真工具及版圖設(shè)計工具和編 程器等全線產(chǎn)品，電路設(shè)計人員在很短的時間內(nèi)就可完成電路的輸入、編譯、優(yōu)化、仿真，直至最后芯片的制作。因此，我們將在研究中使用FPGA， 利用 Verilog HDL 語言和 Xinlinx ISE、 Synplify Pro 和 Quartus 軟件開發(fā)平臺對各種數(shù)字調(diào)制方法進行仿真和實現(xiàn) 研究。 MATLAB 具有功能豐富的工具箱和強大的運算、文字處理功能。OFDM 的 正交指各個載波的 信號頻譜是正交的 ，它的 全部載波頻率有相等的頻率間隔，它們是一個基本振蕩頻率的整數(shù)倍 。對二進制的頻移鍵控調(diào)制方式，其有效帶寬為 B=2Fa+2Fb,Fa 是二進制基帶信號的 帶寬 ， 也是 FSK 信號的最大頻偏，由于 數(shù)字信號 的帶寬即 Fb 值大，所以二進制頻移鍵控的信號帶寬 B 較大，頻帶利用率小?？梢灶A(yù)期，在移動信道中使用多電平 QAM調(diào)制和多載波技術(shù)將成為主要的調(diào)制技術(shù)。對數(shù)字調(diào)制技術(shù)的主要要求是：已調(diào)信號的頻譜窄和帶外衰減快（即所 占頻帶窄，或者說頻譜利用率高）；易于采用相干或非相干解調(diào)；抗噪聲和抗干擾的能力強；以及適宜在衰落信道中傳輸。數(shù)字通信中的信息是包含在脈沖的有無之中的，只要噪聲絕對值不超過某一門限值，接收端便可判別脈沖的有無，以保證通信的可靠性。已調(diào)信號通過信道傳輸?shù)浇邮斩?，然后通過解調(diào)把頻帶數(shù)字信號還原成基帶數(shù)字信號，這種數(shù)字信號的反變換過程稱為數(shù)字解調(diào)。 終端 接口 射頻收 發(fā) RF轉(zhuǎn)換 A/D D/A 數(shù)字中頻 DSP 用戶或 計算機 濟南大學畢業(yè)設(shè)計 3 軟件無線電技術(shù)的核心思想是將寬帶的 A/D 轉(zhuǎn)換器盡可能的靠近射頻天線，即盡可能早的將接收到的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，最大程度的通過 DSP 軟件來實現(xiàn)通信系統(tǒng)的各種功能。 軟件無 線電技術(shù)的基本思想是將寬帶的 A/D 轉(zhuǎn)換器盡可能的靠近射頻天線，即盡可能早的將接收到模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，在最大程度上通過 DSP 軟件來實現(xiàn)通信系統(tǒng)的各種功能，其基本的結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示。 關(guān)鍵詞： 數(shù)字調(diào)制；軟件無線電； FPGA； OFDM 濟南大學畢業(yè)設(shè)計 II ABSTRACT Digital modulation technology is an important guarantee for effective and highspeed mobile munication. With the development of the software radio technology, people can realize the conversion between different means of munication through loadIing different software on mon munication hardware platforms. As the main part of software radio, digital modulation is of great importance . In this paper, I learn and reserch the basic principle of digital modulation methods , such as 2ASK, MQAM, QPSK and OFDM , then I simulate them by using Verilog HDL language and Quartus software development platform in MATLAB and FPGA and get their simulation map, so that I can make a parison of wave difference between before modulation and after demodulation and analysis the differences deeply. Finally I try my best to find out the real cause of these results and e up with reasonable ways to avoid and resolve the problems bad for wireless munication, deepen the lowIF digital modulation methods of understanding through it and lay important foundations for design the wireless munication system in my future. Through various digital modulation methods of parison I know: to design a reasonable modulation system, several factors must be taken into account in making digital modulation system design, such as error rate, bandwidth, bandwidth efficiency, signal to noise ratio, spectrum overflow. Key words： digital modulation。軟件無線電技術(shù)一經(jīng)提出，就得到了廣泛的關(guān)注并成為未來通信系統(tǒng)的發(fā)展方向。軟件無線電是 近幾年在無線通信領(lǐng)域提出的一種新的通信系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，其基本思想是以開發(fā)性、可擴展、結(jié)構(gòu)最簡的硬件為通用平臺，把盡可能多的通信功能用可升級、可替換的軟件來實現(xiàn)。由于頻率資源的有限性，限制了我們無法用開路信道傳輸信息。 選題的創(chuàng)新之處 作為移動通信核心技術(shù)之一的數(shù)字調(diào)制技術(shù)是實現(xiàn)高速、高效的移動通信系統(tǒng)的重要保證。近年來，隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)備復(fù)雜程度和技術(shù)難度大大降低，同時高效的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)以及光纖等大容量傳輸介質(zhì)的使用正逐步使帶寬問題得到了解決。顯 然，這種要求在制造移動通信設(shè)備中會增大難度和成本，但是這類調(diào)制方式可獲得較高的頻譜利用率。 ASK (Amplitude Shift Keying) 指的是振幅鍵控方式 ,它 根據(jù)信號的不同，調(diào)節(jié)正弦波的幅度 ，其 載波幅度是隨著調(diào)制信號而變化的 ,但它只是一種低效的傳輸方式。 相移鍵控 (PSK)技術(shù) 是 通過改變載波信號的相位來表示二進制數(shù) 0、 1， 在 相位改變的同時，最大振幅和頻率則保持不變 。 但是 OFDM 卻存在下面一些缺點： （ 1） OFDM 對頻偏和相位噪聲比較敏感，容易帶來衰耗； （ 2） OFDM 的峰值平均功率比較大，會導(dǎo)致射頻放大器的功率效率比較低。這些大大減輕了編程和調(diào)試的工作量，提高了編程效率。與門陣列等其他 ASIC（ Application Specific IC）相比，它們又具有設(shè)計開 發(fā)周期短、設(shè)計制造成本低、 開發(fā)工具 先進、標準產(chǎn)品不需測試、質(zhì)量穩(wěn)定以及可實時在線檢驗等優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品的原型設(shè)計和產(chǎn)品生產(chǎn)（一般在 10 000 件以下）之中。因此，工作時需要對片內(nèi)的 RAM 進行編程。不久以前， Synplicity 與 Xilinx 宣布成立超大容量時序收斂聯(lián)合工作小組，旨在最大程度幫助地系統(tǒng)設(shè)計工程師以更快、更高效的方式應(yīng)用 65nm FPGA 器件。當發(fā)送信息比特為“ 0”時，輸入的信號為 0，則輸出信號為 )()( tnty c? 。 %頻域橫坐標 fm=1。 %發(fā)送比特 yr(yr0)=0。) ylabel(39。 x2=(Bs+fc/2)*N/(2Bs)。b11) begin t=239。 //記錄 x 的脈沖數(shù) always (posedge clk) begin //完成 t 的循環(huán)計數(shù) if(!reset) begin t=339。b000。同步模塊也是所有想干解調(diào)器的關(guān)鍵模塊。甚至 BPSK信號來保證傳輸?shù)恼_性 [5]。 y=modulate((M),x)。因此傳統(tǒng)的數(shù)字調(diào)制方式已不能滿足應(yīng)用的需求，需要采用新的調(diào)制方式以減小信道對所傳信號的影響，以便在有限的帶寬資源條件下獲得更高的傳輸速率。 else t=t+1。 endmodule 上述程序經(jīng)過綜合，就可以得到如圖 所示的 RTL 結(jié)構(gòu)示意圖。 input clk。]) xlabel(39。t (ms)39。 %正弦載波信號 s=m.*c。 接收濾波器 載波提取電路 低通濾波器 時鐘同步電路 判決 相干解調(diào) 采樣 定時 包絡(luò)檢波器 判決 r（ t） 采樣 輸出 y（ t） 濟南大學畢業(yè)設(shè)計 16 在以上兩種解調(diào)方案中，相干解調(diào)器的性能相對要好。 2ASK 調(diào)制解調(diào)方法 2ASK 調(diào)制 /解調(diào)的實現(xiàn) 2ASK 又稱為二進制啟閉鍵控（ OOK,OnOff Keying），它是以單極性不歸零碼來控制載波的開啟和關(guān)閉的，其調(diào)制方式出現(xiàn)的比模擬調(diào)制方式還早。當需要修改 FPGA 功能時，只需換一片 EPROM 即可。 (1)隨著超大規(guī)模集成電路（ VLSI， Very Large Scale IC）工藝的不斷提高，單一芯片內(nèi)部可以容納上百萬個晶體管， FPGA/CPLD 芯片的規(guī)模也越來越大，其單片邏輯門數(shù)已達到上百萬門，它所能實現(xiàn)的功能也越來越強，同時也可以實現(xiàn)系統(tǒng)集成。 MATLAB 的函數(shù)大多為 ASCII 文件，可以直接編程、修改， MATLAB 的工具箱可以任意增減。 MATLAB 開始應(yīng)用于數(shù)學界。 在現(xiàn)代電話系統(tǒng)所使用的數(shù)字傳輸方式中， TDM(時分多路復(fù)用 ,TimeDivision Multiplexing)代替了 FDM 技術(shù)。與其 它 調(diào)制技術(shù)相比， QAM 調(diào)制技術(shù)具有充分利用帶寬、抗噪聲強等特點。目前， 4電平、 16 電平、 64 電平以及 256 電平的 QAM 都已在微波通信中獲得成功應(yīng)用。 對于大多數(shù)的數(shù)字傳輸系統(tǒng)來說，數(shù)字基帶信號往往具有豐富的低頻成分，而實際的 通信信道又具有帶通特性，因此，必須用數(shù)字信號來調(diào)制某一高頻率的正弦或脈信 源 信道編碼 調(diào)制器 信道 受信者 解調(diào)器 信道解碼 信源解碼 信源編碼 噪聲源 濟南大學畢業(yè)設(shè)計 6 沖載波，使已調(diào)信號能通過帶限信道傳輸。 所以 ，用 FPGA 實現(xiàn)軟件無線電發(fā)射機 和接收機 ，不僅降低了產(chǎn)品成本，減小了設(shè)備體積，滿足了系統(tǒng)的需要，而且比專用芯片具有更大的靈活性和可控性。 調(diào)制的目的是把基帶信號變換成適合信號傳輸?shù)男盘枺庹{(diào)是調(diào)制的逆過程；無線通信系統(tǒng)設(shè)計的一個目標是實現(xiàn)系統(tǒng)