【正文】 大的飛躍，必將在未來對電子技術(shù)的發(fā)展及設(shè)計(jì)思想的變革產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，并且在軍用與民用兩個(gè)方面都將有著廣泛的應(yīng)用 [1]。軟件無線電臺的實(shí)現(xiàn)采用了全數(shù)字技術(shù)，但其與第二代全數(shù)字接收機(jī)有著根本的不同。這將極大的縮短通信系統(tǒng)開發(fā)的時(shí)間和成本，可以說未來采用軟件無線電技術(shù)的軟件無 線電臺在通信系統(tǒng)中的作用完全可以同通用 PC（個(gè)人電腦）在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域所起的作用相提并論。 軟件無線電的概念 軟件無線電思想是 20 世紀(jì) 90 年代以后逐漸興起的一種 全新的設(shè)計(jì)思想，其完整的概念和體系結(jié)構(gòu)是由 MITRE 公司的美國科學(xué)家 Joseph Mitola 于 1992 年 5 月在NTC（ National Telesystems Conference）上明確提出，其核心是在通用的通信硬件平臺上加載不同的通信軟件，以實(shí)現(xiàn)不同的通信方式間的轉(zhuǎn)換。許多傳統(tǒng)的模擬設(shè)計(jì)方法已被淘汰，而基于專用集成芯片（ ASIC）的開發(fā)模式又總是落后于無線通信技術(shù)前進(jìn)的步伐。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。 OFDM 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) III 目 錄 摘 要 ................................................................................................................................ I ABSTRACT .......................................................................................................................... II 1 前言 ................................................................................................................................... 1 軟件無線電的概念 ................................................................................................. 1 理想的軟件無線電及其限制的解決思路 ............................................................. 2 研究數(shù)字調(diào)制方法的目的和意義 ......................................................................... 3 實(shí)施方案及主要研究手段 ..................................................................................... 3 選題的創(chuàng)新之處 ..................................................................................................... 4 2 數(shù)字調(diào)制方法 ................................................................................................................... 5 數(shù)字調(diào)制技術(shù)簡介 ................................................................................................. 5 低中頻數(shù)字調(diào)制方法的研究現(xiàn)狀及存在的問題 ................................................. 7 3 中低頻數(shù)字調(diào)制方法仿真所需技術(shù)和軟件簡介 ........................................................... 9 MATLAB 介紹 ......................................................................................................... 9 MATLAB 簡介 ............................................................................................... 9 MATLAB 的基本特點(diǎn) ................................................................................... 9 FPGA 介紹 ............................................................................................................. 10 FPGA 簡介 ................................................................................................... 10 FPGA 的基本特點(diǎn) ....................................................................................... 10 FPGA 的配置方式 ....................................................................................... 11 4 低中頻數(shù)字調(diào)制方法的 FPGA 實(shí)現(xiàn) ............................................................................. 13 2ASK 調(diào)制解調(diào)方法 ............................................................................................. 13 2ASK 調(diào)制 /解調(diào)的實(shí)現(xiàn) .............................................................................. 13 2ASK 調(diào)制 /解調(diào)的 MATLAB 實(shí)現(xiàn) ............................................................ 16 2ASK 調(diào)制 /解調(diào)的 FPGA 實(shí)現(xiàn) .................................................................. 19 MQAM 調(diào)制 /解調(diào)的實(shí)現(xiàn) ..................................................................................... 22 QAM 調(diào)制 /解調(diào)的基本原理 ....................................................................... 22 QAM 調(diào)制 /解調(diào)的 MATLAB 實(shí)現(xiàn) ............................................................ 24 QAM 全數(shù)字調(diào)制器的 FPGA 實(shí)現(xiàn) ............................................................ 25 QPSK 調(diào)制 /解調(diào)的實(shí)現(xiàn) ........................................................................................ 30 QPSK 調(diào)制 /解調(diào)的基本原理 ...................................................................... 31 QPSK 調(diào)制 /解調(diào)的 MATLAB 實(shí)現(xiàn) ........................................................... 35 QPSK 調(diào)制 /解調(diào)的 FPGA 實(shí)現(xiàn) .................................................................. 36 OFDM 調(diào)制 /解調(diào)的實(shí)現(xiàn) ....................................................................................... 40 正交頻分復(fù)用（ OFDM）的基本原理 ...................................................... 40 OFDM 調(diào)制 /解調(diào)的 MATLAB 實(shí)現(xiàn) .......................................................... 44 OFDM 調(diào)制 /解調(diào)的 FPGA 實(shí)現(xiàn) ................................................................ 45 結(jié) 論 ............................................................................................................................. 48 參 考 文 獻(xiàn) ....................................................................................................................... 49 致 謝 ............................................................................................................................. 50 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 1 前言 軟件無線電（ Software Radio）技術(shù)是 20 世紀(jì)末提出的一種設(shè)計(jì)思想，它突破了傳統(tǒng)電臺以硬件為核心的設(shè)計(jì)模式，將寬帶 A/D 轉(zhuǎn)換器盡可能靠近射頻天線，盡可能早的將接收到的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，在通用的硬件平臺上最大程度的通過軟件來實(shí)現(xiàn)不同的通信方式。 software radio。 并通過對各種數(shù)字調(diào)制方法的比較得出：在進(jìn)行數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須綜合考慮若干因素，如誤碼率，傳輸帶寬，頻帶利用率，信噪比，頻譜溢出等，才能設(shè)計(jì)出一個(gè)合理的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)。本文通過對 2ASK、 MQAM、 QPSK、 OFDM 等數(shù)字調(diào)制方法的基本原理進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究，并利用 MATLAB 和 FPGA,用 Verilog HDL 語言和 Quartus 軟件開發(fā)平臺對它們進(jìn)行仿真，得到其仿真圖，認(rèn)真比較調(diào)制前和解調(diào)后的波形的差別情況，并對其差別進(jìn)行深入的分析。濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) I 摘 要 數(shù)字調(diào)制技術(shù)是移動(dòng)通信中實(shí)現(xiàn)高速、高效通信的重要保證。隨著 軟件無線電技術(shù)的發(fā)展，人們可以通過在通用的通信硬件平臺上加載不同的通信軟件，來實(shí)現(xiàn)不同的通信方式間的轉(zhuǎn)換 .而數(shù)字調(diào)制作為軟件無線電的主要環(huán)節(jié)，其重要性不言而喻。最 后我會努力找出出現(xiàn)這些結(jié)果的真正原因，并想出合理方法來避免和解決其中不利于無線通信的情況，從而加深對低中頻數(shù)字調(diào)制方法的認(rèn)識 ,為自己今后從事無線通信系統(tǒng)的開發(fā)奠定重要的基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞： 數(shù)字調(diào)制；軟件無線電； FPGA； OFDM 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 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