基于FPGA的QPSK OFDM调制解调器设计与实现

基于FPGA的QPSK OFDM调制解调器设
计与实现
OFDM（正交频分多路复用）是一种高效的调制解调技术，常用于
无线通信系统中。

本文将介绍基于FPGA的QPSK（四相移键控）OFDM调制解调器的设计与实现。

一、引言
OFDM技术在无线通信领域有着广泛的应用，其通过将高速数据流
分成多个低速子载波进行传输，有效提高了系统的传输效率和频谱利
用率。

而QPSK调制方式在OFDM系统中常被使用，能够传输两个比
特的信息。

二、系统设计
1. 系统框架
基于FPGA的QPSK OFDM调制解调器主要包括信号生成、调制、
多载波复用、通道传输、接收、解调等模块。

其中，信号生成模块负
责产生待发送的信息信号；调制模块将信息信号进行QPSK调制；多
载波复用模块将调制后的信号进行串行-并行转换；通道传输模块将并
行数据通过多个子载波进行传输；接收模块接收并处理接收到的信号；解调模块将接收到的信号进行QPSK解调，得到原始信息信号。

2. 信号生成
在信号生成模块中，我们可以使用伪随机序列发生器生成随机的数字信号作为待发送的信息源。

这里我们选择使用16位的二进制数字信号。

3. QPSK调制
QPSK调制模块将二进制信号映射到复平面上的四个相位，即正弦信号与余弦信号共同构成的星座图。

通过将两个比特的输入分别映射到正弦信号与余弦信号的相位上，得到QPSK调制信号。

4. 多载波复用
多载波复用模块将QPSK调制信号进行串行-并行转换，将多个并行的调制信号通过并行数据总线发送到通道传输模块。

5. 通道传输
通道传输模块将并行的调制信号通过多个子载波进行传输。

在传输过程中，可能会出现信道衰落、噪声等问题，需要引入信道估计和均衡技术进行处理。

6. 接收与解调
接收模块接收到经过信道传输后的信号，并进行信道估计和均衡处理，将接收到的信号进行QPSK解调，得到原始的二进制信息。

三、系统实现
本文使用基于FPGA的开发板进行系统的实现。

通过使用硬件描述语言进行电路的设计，将各个模块进行逻辑连接，实现QPSK OFDM 调制解调器的功能。

四、实验结果与分析
通过实验测试，我们得到了QPSK OFDM调制解调器的性能参数。

可以通过误比特率（BER）等指标对系统的性能进行评估。

五、结论
本文基于FPGA设计了一个QPSK OFDM调制解调器，并进行了实现和测试。

该调制解调器在无线通信系统中有着重要的应用，能够提高传输效率和频谱利用率。