一种高性能QAM解调器的设计与实现
高速数传QAM解调器设计及应用
第32卷第3期遥 测 遥 控Vo.l32, .3 2011年5月Journal of Te le m etry,Tracking and Comm and M ay2011收稿日期:2011 03 26高速数传QAM解调器设计及应用郭晓峰, 郑雪峰, 卢满宏, 李艳华(北京遥测技术研究所 北京 100076)摘 要:为满足国内外对高速数传设备的迫切需求,研究QAM体制在高速数传环境下的解调算法。
采用并行滤波器架构及FFT架构对高速数据进行降速,并研究多种鉴相算法,以应对QAM信号在高速环境下的跟踪需求。
经过实物设计验证,该解调器最高支持1.5G b/s码率16QAM信号的解调,高斯白噪声下解调损失可控制在1d B以内。
关键词:高速数传; 全数字架构; 正交幅度调制; 载波跟踪中图分类号:TN92文献标识码:A文章编号:CN11 1780(2011)03 0021 05引 言随着软件无线电技术的飞速发展,卫星数传业务的需求不断增长,目前,卫星通信数传领域正朝着更高码率、更宽带宽、更高频谱利用率的方向发展。
传统的QPSK体制尽管有较好的稳定性和抗干扰特性,但由于频谱利用率较低,已经不能满足更高速的数传要求。
高阶调制体制可以满足日益增长的数传需求,其中QAM(正交幅度调制)体制在移动通信、遥感、侦查、中继等领域都有广阔的应用前景,因而针对高速数传QAM体制的研究有重大的实际意义。
同时,QAM信号的正确解调与传统BPSK、QPSK信号的解调有很多不同之处,尤其在高速数传环境下,解调架构需要进行新的变化。
针对这些不同,本文采用了一些适用的解决方法,并在实物上进行了设计验证。
经测试,无论就解调门限,还是解调损失而言,本文提出的算法和架构均可以较好地完成高速数传环境下QAM信号的解调。
1 并行接收机并行接收机[1]主要执行基带解调、符号判决的匹配滤波以及载波同步等功能。
国际上较为成熟的高速数传接收机均采用全数字架构,全数字架构相比模拟架构或模数混合架构更为灵活、可靠,一套设备可适用多颗卫星的通信需求,而如果要支持新的数传通信需求或新的调制体制只需要更新软件即可,非常方便,本文研究的解调器正是基于全数字架构。
高性能数字电视QAM初始解调器的VLSI结构设计
设计、结构实 现和仿 真性 能 比较 。而数 字乘法 器 的 设 计 采 用 了 成 熟 的 Ｂ ｕ ｈｗｌｌｖ算 法 【，所 ａｇ ． ｏ ｅｓ ｏ ¨
收藕 日期 ｔ ０ ５０ —４ ２ ０ —５２ 修订 日期 ：２ ０ —７１ ０ ５０ —４ 基 金 项 目 ・江 苏 省 科 技 项 目 （ Ｅ ０ ４ ０ ） Ｂ ２ ０ ０ ４
摘 要 ｔ本文 设计 了一 种适 用于 高清 晰数字 电视 （ Ｄ Ｖ）接收 芯 片 的全 数字 正交 幅度 （ Ａ ）解 调器 结构 。该 解 Ｈ Ｔ Ｑ Ｍ
调 器 由数字 混频器 、数 字频 率合 成器 （ ＤＤＦ ）和低 通滤 波器 构成 。提 出采 用最 佳平 方逼 近算 法优 化 ＤＤＦ 的输 出正 Ｓ Ｓ
图２ 半 带滤波 器 结构 图
维普资讯
第 ２期
邓青等 ：高性能数字 电视 ＱＡ 初始解调器 的 ＶＬ Ｉ Ｍ Ｓ 结构设计
１ ７
以 不再 在 本 文 中讨 论 。在 本 文 的 第 二 部 分 ，对 于 低 通 滤 波 器 的 实现 结构 ，提 出 了采 用 系数 扩 展和 信 号 复用 优 化 ，减 少 了 一 半 系 数 乘 法 所 需 的 全 加 器 。在 本 文 的第 三 部 分 ，对 于 数 字 频 率 合 成 器 的设 计 算 法 ， 提 出 了采 用 最 佳平 方 逼 近 方 法 【（ Ｓ 设 计 。 用 此 方 法 设 计 ， 仅 不 需 要 通 常 相 位 一幅 度 查 表 法 （ ＵＴ） ２Ｌ ） ］ 采 不 Ｌ ［ １ 计 所 必 须 的ＲＯ ，而 且 还 可 以得 到 比 其 他 近 似算 法 更 好 的频 率 纯 度 。 ３设 ， ４ Ｍ
ｅ 正交信号 ，通过Ｉ 交织结构来降低硬件要求 ，如 图２ ／ Ｑ 所示 。图中 为系统时钟２ ． ｚ Ｑ ｓｌ ｔ ８８ ＭＨ ，Ｉ ｅ ｃ 为 Ｉ ／ 择 信 号 １．ＭＨｚ Ｑ选 ４４ 。数 字 乘 法 器 输 出 的 正 交 Ｉ Ｑ两 路 信 号 输 入 至 滤 波 器 的 二 选 一 选 择 器 ， 经 过 、
：正交幅度调制信号(QAM)调制解调系统的性能分析
摘要正交幅度调制技术（QAM）是一种功率和带宽相对高效的信道调制技术，因此在大容量数字微波通信系统、有线电视网络高速数据传输、卫星通信系统等领域得到了广泛使用。
由于信道资源越来越紧张，许多数据传输场合二进制数字调制已无法满足需要。
为了在有限信道带宽中高速率地传输数据，可以采用多进制(M进制，M>2)调制方式，MPSK则是经常使用的调制方式，由于MPSK的信号点分布在圆周上，没有最充分地利用信号平面，随着M值的增大，信号最小距离急剧减小，影响了信号的抗干扰能力。
MQAM称为多进制正交幅度调制，它是一种信号幅度与相位结合的数字调制方式，信号点不是限制在圆周上，而是均匀地分布在信号平面上，是一种最小信号距离最大化原则的典型运用，从而使得在同样M值和信号功率条件下，具有比MPSK更高的抗干扰能力。
关键词：QAM 调制解调星座图误码率目录摘要 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。
前言 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。
一基本原理 .................................................................................................. 错误！未定义书签。
1.1硬件方面 ......................................................................................... 错误！未定义书签。
基于FPGA的16QAM调制解调器设计与实现
基于FPGA的16QAM调制解调器设计与实现随着无线通信技术的发展，调制解调器在通信系统中起着至关重要的作用。
本文将介绍基于FPGA的16QAM调制解调器的设计与实现。
首先，我们将简要介绍16QAM调制解调器的基本原理，然后详细阐述设计过程，最后通过实验结果进行验证。
一、基本原理16QAM调制解调器是采用16进制的星座图为基础的调制解调器。
在调制过程中，将每个符号映射到星座图的不同点上。
具体而言，16QAM将4个比特位视为一组，分为实部和虚部两个4QAM信号，然后通过串行并行转换将信号映射为星座图上的点。
在解调过程中，采用最小距离法将接收到的信号重新映射到星座图中的最近点，并通过并行串行转换恢复原始信号。
二、设计过程（一）信号生成在FPGA中，通过数字信号发生器生成16QAM的调制信号是必要的。
设计中，我们可以使用DDS（Direct Digital Synthesis，直接数字合成）技术生成16QAM信号的I路和Q路的调制信号。
通过设定合适的相位和幅度，可以生成星座图上的16个不同点的信号。
（二）星座图映射设计中，我们需要将生成的信号映射到星座图上。
我们可以使用查找表的方法，将每个4比特组合对应到一个星座点，然后通过串行并行转换将映射后的信号转化为并行格式。
（三）调制器实现调制器的实现可以使用乘法器和加法器来完成。
将映射后的I路和Q路调制信号与载波信号相乘，并将得到的结果相加即可得到调制后的信号。
最后将得到的信号进行滤波，以去除高频部分。
（四）解调器实现解调器的实现相对复杂一些。
首先，接收到的信号需要经过一低通滤波器，以去除高频部分。
然后，使用最小距离法将滤波后的信号重新映射到星座图上的最近点。
最后，通过对解调后的I路和Q路信号进行串行并行转换，恢复原始信号。
三、实验验证为了验证设计的正确性，我们使用FPGA开发板进行实验。
将设计好的16QAM调制解调器烧录到FPGA中，并通过示波器观察输出信号的波形和星座图。
QAM调制与解调系统的设计方案
《通信原理及系统课程设计》报告二○一一～二○一二学年第二学期学号091603048姓名张薇班级通信Q0941电子工程系设计任务书【设计题目】16QAM调制与解调系统的设计【设计目的】通过此综合设计，加深基本理论知识的理解，加强理论联系实际，增强动手能力，提高通信系统仿真的设计技能。
【设计内容】1.设计任务：利用所学通信知识，设计一个16QAM调制与解调系统，并用SystemVIEW进行仿真和分析，从而实现理论联系实际的作用。
2.基本要求：（1）用码元速率为19.2Kb/s的随机序列作为实验系统的信号源；（2）用频率为76.8kHz的正交信号作为实验系统的载波信号；（3）用9.6Kb/s的方波信号及其正交信号，作为抽样判决的时钟信号，抽样频率为384kHz；（4）保证串/并变换、并/串变换的正确性；（5）对完成的系统进行性能仿真，加入噪声电压，分析其输出性能。
【提交要求】1.打印设计报告，内容包括：（1）设计思路及设计方案；（1）系统的基本原理框图以及每一个模块的作用；（2）系统设计过程中，每一个用到的图符中主要参数的意义；（3）每一个用到的图符主要参数的设定和设定的依据；（4）仿真系统参数改变时，给仿真结果带来的影响（如高斯白噪声信道的信噪比增加，则误码率减小）；（5）仿真的结果（波形截图，总体分析评价等）。
2.仿真程序（需要加注释）。
目录一、设计思路3二、总体方案设计41、调制方案42、解调方案4三、总体电路图5四、模块设计及主要参数设置61、串/并转换62、低通滤波63、抽样判决74、并/串转换8五、仿真结果及分析81．仿真参数设置82、仿真结果93、仿真结果分析12六、小结13一、设计思路16QAM即16进制正交振幅调制，它是一种振幅/相位联合键控（APK)体制。
16QAM的产生有2种方法：（1）正交调幅法，它是有 2 路正交的四电平振幅键控信号叠加而成；（2）复合相移法：它是用2路独立的四相位移相键控信号叠加而成。
基于FPGA的QAM调制解调器设计与实现
基于FPGA的QAM调制解调器设计与实现随着通信技术的快速发展，QAM（Quadrature Amplitude Modulation）调制技术在数字通信系统中得到了广泛的应用。
QAM调制技术通过同时调制正交载频信号的幅度和相位来传输更多的信息，提高了信号传输的效率和可靠性。
本文将探讨基于FPGA的QAM调制解调器的设计与实现过程。
一、概述QAM调制解调器的设计主要包括两个关键部分：调制器和解调器。
调制器负责将数字信号转换为QAM信号进行传输，解调器则将接收到的QAM信号还原为原始的数字信号。
二、硬件设计1. FPGA的选择在设计基于FPGA的QAM调制解调器时，选取适合的FPGA芯片非常重要。
较高的时钟频率和足够的片内资源是选择FPGA的两个主要考虑因素。
例如，Xilinx公司的Spartan系列或Artix系列FPGA都是不错的选择。
2. QAM调制器设计QAM调制器的主要任务是将数字信号转换为QAM信号。
具体步骤如下：（1）将输入的数字信号进行二进制编码，得到对应的二进制序列。
（2）将二进制序列按照一定的方式进行映射，得到对应的复数序列。
（3）将复数序列通过QAM调制器实现正交载波调制，得到QAM 信号。
3. QAM解调器设计QAM解调器的主要任务是将接收到的QAM信号还原为原始的数字信号。
具体步骤如下：（1）利用QAM解调器将接收到的QAM信号转换为复数序列。
（2）通过反映射的方式，将复数序列还原为二进制序列。
（3）将二进制序列解码，得到原始的数字信号。
三、软件设计1. VHDL编程基于FPGA的QAM调制解调器的实现主要依赖于硬件描述语言VHDL的编写。
通过编写VHDL代码，可以定义电路的结构和功能，并实现各个模块之间的连接和通信。
2. 时序分析在设计过程中，需要进行时序分析，确定各个信号的传输时刻、延迟和相位关系。
时序分析可以保证设计的稳定性和可靠性，避免信号冲突和传输错误。
四、实现与测试在设计完成后，需要将代码烧录到FPGA芯片中进行实现。
一种qam软判决解映射的fpga实现方法与流程
一种qam软判决解映射的fpga实现方法与流程QAM（Quadrature Amplitude Modulation）是一种常见的调制解调技术，通过调制多个正弦波信号的幅度和相位来表示数字信号。
软判决（Soft Decision）是一种解调方法，通过对接收到的信号进行采样和比较，得到对应的比特流。
下面是一种QAM软判决解映射的FPGA实现方法和流程：1. 信号接收：接收到QAM调制的信号，并进行采样和量化。
采样频率要满足Nyquist采样定理，即采样频率大于信号带宽的两倍。
2. 软判决：对于采样到的信号进行软判决，将信号分为实部和虚部，每个部分都对应一个AM demodulator。
通过将信号与本地振荡器相乘，并对结果进行低通滤波，得到软判决值。
软判决值可以采用零均值高斯噪声假设进行估计。
3. 解映射：将软判决值映射到对应的比特流。
QAM调制有多种解映射方式，例如Gray映射、圆映射等。
根据需求选择合适的解映射方式，并在FPGA中实现解映射逻辑。
4. 解调器设计：根据解映射得到的比特流重构数字信号。
解调器可以采用一些纠错算法或调制解调器结构，例如Viterbi解码、滑动窗口解码等。
5. FPGA实现：根据设计需求，在FPGA中实现软判决解映射的逻辑。
可以使用HDL（硬件描述语言）如Verilog或VHDL编写逻辑代码，并通过综合、布局布线和时序约束生成比特流。
6. 验证和测试：在FPGA上运行仿真和测试，确保软判决解映射实现的正确性和性能。
可以使用FPGA开发板和信号发生器进行硬件验证，或使用仿真工具进行软件验证。
7. 优化和改进：根据测试结果和性能需求，对FPGA实现的软判决解映射进行优化和改进。
可以通过调整算法、调整参数或优化逻辑代码来提高性能和效率。
以上是一种QAM软判决解映射的FPGA实现方法和流程，具体实现过程会根据需求和硬件平台的不同而有所差异。
课程设计1---正交幅度调制(QAM)的设计与仿真
目
录
1 课题描述 .................................................................. 1 2 多进制正交幅度（M-QAM）调制及相干解调原理框图 ............................. 7 3 基于 MATLAB 的多进制正交幅度（M-QAM）调制及相干解调设计与仿真 .............. 8 4 仿真结果及分析 ........................................................... 15 5 总结与体会 ............................................................... 19 参考文献 ................................................................... 20
课程设计评阅
评语：
指导教师签名： 年 月 日
摘
要
正交幅度调制技术(QAM)是一种功率和带宽相对高效的信道调制技术,因此在自适应信道调制技术 中得到了较多应用.利用 MATLAB/Simulink 对 QAM 调制系统进行仿真,并给出了 16QAM 在加性高斯白噪 声条件下的误码率。实验及仿真的结果证明，多进制正交幅度调制解调易于实现，且性能良好，是未 来通信技术的主要研究方向之一，并有广阔的应用前景。 关键词：正交幅度调制系统图
图1.5
256QAM信号矢量图
16QAM 信号的产生方法主要有两种。第一种是正交调幅法，即用两路独立的正交 4ASK 信号叠加，形成 16QAM 信号，如图 1.6 所示。第二种方法是复合相
（1—2）
qam软解调原理
qam软解调原理
QAM（Quadrature Amplitude Modulation，正交幅度调制）是一种数字调制方式，其原理是将多路信号调制到正交载波上，从而实现高速数据传输。
QAM软解调的原理如下：
1. 信号解调：QAM信号首先经过解调器进行解调，将QAM信号还原为基带信号。
解调过程中，解调器会分别对I路和Q路信号进行解调，得到对应的基带信号。
2. 信号均衡：由于在传输过程中，信号可能会受到各种干扰和失真，导致信号的质量下降。
为了消除这些影响，需要对基带信号进行均衡处理。
均衡器会对基带信号进行滤波和整形，使其恢复到原始信号的形状和质量。
3. 符号映射：在QAM软解调中，还需要进行符号映射操作。
符号映射是指将解调后的基带信号映射为对应的二进制数据流。
这个过程中，需要确定每个符号对应的二进制数据，以确保正确的数据解调。
4. 误码检测和纠正：为了确保数据的正确传输，还需要对解调后的数据进行误码检测和纠正操作。
误码检测可以通过比较发送端和接收端的校验和来进行，如果校验和不一致，则说明数据传输过程中出现了误码。
纠正操作用于对误码进行纠正，以保证数据的正确传输。
总之，QAM软解调通过以上步骤实现数据的正确解调，并还原出原始的二进制数据流。
这种解调方式具有较高的数据传输速率和抗干扰能力，因此在通信系统中得到了广泛应用。
正交幅度调制(qam)信号解调方案原理及实现
正交幅度调制(qam)信号解调方案原理及实现1. 引言1.1 概述本文主要探讨正交幅度调制(QAM)信号解调方案的原理及实现。
随着通信技术的快速发展，QAM已成为一种重要的数字调制方式，被广泛应用于无线通信、光纤通信以及数字电视等领域。
QAM具有高可靠性与高传输效率的优势，因此对于了解其解调原理以及实际应用具有重要意义。
1.2 文章结构本文包括以下几个部分：首先，我们将介绍QAM信号的基础知识，包括其特点、调制原理和解调原理。
然后，我们将详细讨论QAM信号解调方案的实现方法，包括直接检测法、匹配滤波器法和软判决法。
接下来，我们将进行实验验证，并对结果进行比较分析。
最后，在结论部分总结全文，并展望未来QAM技术的发展方向。
1.3 目的本文旨在深入探讨正交幅度调制(QAM)信号解调方案的原理和实现方法，帮助读者更好地理解QAM技术并能够应用于实际工程中。
通过对不同解调方案的比较与分析，读者将能够选择最适合自己应用场景的解调方法，并对未来QAM技术的发展有所展望。
2. 正交幅度调制(qam)基础知识：2.1 QAM信号特点:正交幅度调制(QAM)是一种常见的数字调制技术，它能够在有限的频谱资源中有效地传输多个数据位。
QAM信号的主要特点包括以下几点：首先，QAM信号是一种复合调制技术，它同时利用了载波的相位和幅度来传输信息。
其次，QAM信号由两个正交载波分量组成，一般被称为I路与Q路。
这意味着QAM信号可以提供更高的数据传输率，因为每一个载波上都可以携带独立的信息。
第三，QAM信号通过改变正弦波的相位和幅度来表示数字数据。
具体来说，将不同电平的比特映射到不同的相位角和能量水平上。
最后，QAM信号具有抗噪声和抗干扰能力强的优势。
由于不同相位角之间存在较大差异，并且存在着很多可选的相位和幅度组合方式，使得接收端可以根据接收到的信号选择最佳策略以抵御噪声和干扰。
2.2 QAM调制原理:正交幅度调制(QAM)的调制原理基于将数字数据映射到一组离散的复平面点上。
基于FPGA的QAM OFDM调制解调器设计与实现
基于FPGA的QAM OFDM调制解调器设计与实现随着通信技术的不断发展，QAM（Quadrature Amplitude Modulation）OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）调制解调器在无线通信领域中扮演着重要的角色。
本文将介绍一种基于FPGA的QAM OFDM调制解调器的设计与实现。
通过该调制解调器，可以实现高效的数据传输和频谱利用率。
下面将分为几个部分来详细讲解。
一、QAM OFDM调制解调器的原理QAM OFDM调制解调器是一种将QAM调制与OFDM技术相结合的通信系统。
QAM调制是一种多级振幅调制技术，能够通过改变振幅和相位来传输多个比特。
OFDM技术则是一种将高速数据流分成多个低速数据流进行传输的技术，通过正交子载波之间的无干扰传输，提高了信号的可靠性和抗干扰能力。
二、QAM OFDM调制解调器的设计与实现1. 硬件设计QAM OFDM调制解调器的硬件设计主要包括前端基带处理模块、调制解调模块和射频模块。
前端基带处理模块负责对输入信号进行滤波、采样和量化处理；调制解调模块实现QAM调制和OFDM调制解调功能；射频模块负责信号的射频前端处理和发射接收功能。
2. 软件设计QAM OFDM调制解调器的软件设计主要包括算法设计和FPGA编程。
算法设计涉及到QAM调制算法和OFDM调制解调算法的设计与优化；FPGA编程则是将算法实现在FPGA芯片上，包括时钟控制、逻辑电路设计和I/O接口设计等。
三、QAM OFDM调制解调器的性能优化为了提高QAM OFDM调制解调器的性能，可以采用以下几种优化措施：1. 信道估计和均衡：通过估计信道的频率响应和时延等参数，对接收到的信号进行均衡处理，提高信号的抗噪声性能和传输质量。
2. 错误控制编码：采用前向纠错编码技术，通过添加冗余信息来检测和纠正传输中的错误，提高信号的可靠性和抗干扰能力。
通信电子中的同步解调器设计与实现
通信电子中的同步解调器设计与实现同步解调器是一种在通信电子中使用的设备，主要用于解调数字信号。
在设计和实现同步解调器时，需要考虑多个因素，包括信号调制方式、频谱特性和时钟同步等。
以下是同步解调器设计与实现的一般步骤。
首先，需要确定信号的调制方式。
常见的调制方式包括频移键控（FSK）、相移键控（PSK）和正交振幅调制（QAM）等。
选择适当的调制方式取决于通信系统的需求和性能要求。
其次，需要了解信号的频谱特性。
频谱特性包括信号的中心频率、带宽和谱形等。
根据频谱特性，可以选择合适的滤波器和混频器等组件来处理信号。
接下来，需要考虑时钟同步问题。
在数字通信中，发送端和接收端的时钟需要保持同步，以确保信号正确解调。
常见的时钟同步方法包括基于传输信号中的时钟信息和基于外部时钟源的同步等。
设计同步解调器时，需要考虑信号的采样问题。
采样率的选择与信号的带宽相关。
过高的采样率会增加系统的计算负担，而过低的采样率会造成信号失真。
因此，需要根据信号的带宽选择适当的采样率。
在实现同步解调器时，可以采用数字信号处理（DSP）技术。
DSP技术可以对信号进行精确的采样和处理，实现高质量的解调效果。
常见的DSP算法包括滤波、混频和解调等。
最后，需要进行系统测试和性能优化。
通过测试可以评估同步解调器的性能，包括误码率、信噪比和频谱效益等。
根据测试结果，可以对系统进行优化，提高解调器的性能。
总结起来，同步解调器设计与实现需要考虑信号调制方式、频谱特性和时钟同步等因素。
通过选择合适的组件和采用DSP技术，可以实现高质量的解调效果。
通过系统测试和性能优化，可以进一步提高解调器的性能。
基于FPGA的16QAM OFDM调制解调器设计与实现
基于FPGA的16QAM OFDM调制解调器设计与实现OFDM调制（正交频分复用调制）是一种用于高速数据传输的调制技术，其通过将信号分成多个子载波进行传输，显著提高了频谱利用率和抗多径干扰能力。
而16QAM（Quadrature Amplitude Modulation）是一种常用的调制方案，通过在I和Q信道上调制正交载波，实现高效率的数据传输。
本文将基于FPGA进行16QAM OFDM调制解调器的设计与实现。
FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，具有灵活性强、可重构性好等特点，适合用于数字信号处理应用。
一、系统设计在设计过程中，我们将分为三个阶段来实现16QAM OFDM调制解调器，分别是：OFDM信号生成、16QAM调制和解调。
1. OFDM信号生成OFDM信号生成是通过将数据块分成多个子载波进行调制来实现的。
在这里，我们将采用128个正交子载波，其中包括64个实部载波和64个虚部载波。
每个子载波的调制方式是QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）调制，将4个bit的数据映射为一个复数点。
同时，还需要添加循环前缀以增加系统的抗多径干扰能力。
2. 16QAM调制在16QAM调制中，将每两个子载波看作一个复数点，通过映射的方式将每个复数点对应的16种不同幅度和相位的情况表示为一个符号值。
因此，对于128个子载波，将会有64个符号值。
3. 解调解调的过程与调制过程相反，首先需要将接收到的信号进行16QAM解调，得到对应的符号值。
然后，将符号值映射回原始的子载波上，再进行16QAM解调，最后恢复出原始的数据块。
二、实现方案在FPGA中，可以使用硬件描述语言（例如Verilog）来实现16QAM OFDM调制解调器。
下面我们将分别介绍三个阶段的实现。
1. OFDM信号生成使用Verilog语言编写一个生成128个子载波的模块，每个子载波使用QPSK调制，并添加循环前缀。
QAM调制及解调系统的设计
目录1.QAM概述 (2)1.1引言 (2)1.2 QAM简介 (2)1.3 QAM的具体实现 (4)1.4 QAM的解调和判决 (6)1.5 QAM的误码率性能 (7)2.基于Systemview的QAM系统的研究与设计 (8)2.1串并转换模块 (9)2.2二四进制转换 (10)2.3门限判决四二电平转换子系统 (11)2.4并串子系统 (12)2.5锁相环实行载波同步模块 (12)2.6波形图 (13)2.7小结 (17)3.调试过程及分析 (17)4.参考文献.....................................................................错误!未定义书签。
1.QAM概述1.1引言随着通信业迅速的发展，传统通信系统的容量已经越来越不能满足当前用户的要求，而可用频谱资源有限，业不能靠无限增加频道数目来解决系统容量问题。
另外，人们亦不能满足通信单一的语音服务，希望能利用移动电话进行图像等多媒体信息的通信。
但由于图像通信比电话需要更大的信道容量。
高效、可靠的数字传输系统对于数字图像通信系统的实现很重要，正交幅度调制QAM是数字通信中一种经常利用的数字调制技术，尤其是多进制QAM具有很高的频带利用率，在通信业务日益增多使得频带利用率成为主要矛盾的情况下，正交幅度调制方式是一种比较好的选择。
1.2 QAM简介QAM（Quadrature Amplitude Modulation）为正交幅度调制的简称。
它是一种将两种调幅信号汇合到一个信道的方法，因此会双倍扩展有效带宽。
正交调幅被用于脉冲调幅，特别是在无线网络应用。
正交调幅信号有两个相同频率的载波，但是相位相差90度（四分之一周期，来自积分术语）。
一个信号叫I信号，另一个信号叫Q信号。
从数学角度将一个信号可以表示成正弦，另一个表示成余弦。
两种被调制的载波在发射时已被混和。
到达目的地后，载波被分离，数据被分别提取然后和原始调制信息相混和。
QAM调制解调的仿真实现报告-
一、设计任务任务：使用 MATLAB 软件，实现对 QAM 系统调制与解调过程的仿真，并分析系统的可靠性。
二、实验内容（1）对原始信号分别进行 4QAM 和 16QAM 调制，画出星座图；（2）采用高斯信道传输信号，画出信噪比为 13dB 时，4QAM 和 16QAM 的接收信号星座图；（3）画出两种调制方式的眼图；（4）解调接收信号，分别绘制 4QAM 和 16QAM 的误码率曲线图，并与理论值进行对比；（5）提交详细的设计报告和实验报告。
三、设计原理QAM 调制原理：QAM 调制是把 2ASK 和 2PSK 两种调制技术结合起来的一种调制技术，使得带宽得到双倍扩展。
QAM 调制技术用两路独立的基带信号对频率相同、相位正交的两个载波进行抑制载波双边带调幅，并将已调信号加在一起进行传输。
nQAM 代表 n 个状态的正交调幅，一般有二进制（4QAM）、四进制（16QAM）、八进制（64QAM）。
我们要得到多进制的 QAM 信号，需将二进制信号转换为 m 电平的多进制信号，然后进行正交调制，最后相加输出。
正交调制及相干解调原理框图如下：QAM 调制说明：MQAM 可以用正交调制的方法产生，本仿真中分别取 M=16 和 4。
M=16 时，进行的是幅度和相位相结合的 16 个信号点的调制。
M=4 时，进行的是幅度和相位相结合的 4 个信号点的调制。
为了观察信道噪声对该调制方式的影响，我们在已调信号中又加入了不同强度的高斯白噪声，并统计其译码误码率。
为了简化程序和得到可靠的误码率，我们在解调时并未从已调信号中恢复载波，而是直接产生与调制时一模一样的载波来进行信号解调。
四、实验步骤：（1）我们整个代码编写为 MQAM 格式，在刚开始时，会询问选择 4QAM 还16QAM，然后开始运行。
（2）首先生成一个随机且长度为 n*k 的二进制比特流。
（3）在 MATLAB 中 16QAM 调制器要求输入的信号为 0~M-1 这 1M 个值，所以需要用函数 reshape 和 bi2de 将二进制的比特流转换为对应的十进制这 M 个值。
QAM传输系统的设计与实现
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qam调制解调技术在数字通信领域的应用优势以wcdmacdma2000和tdscdma为代表的第三代移动通信网络除了支持传统的话音业务以外还推出了大容量的宽带数据服务与以gsmcdma1595标准为代表的第二代移动通信系统相比在技术上3g系统的上下行速率理论上可以达到2mbits左右的水平它可以提供包括视频在内的各种多媒体宽带应用服务诸如下载或流媒体类业务需要系统提供更高的传输速率和更多的延迟
QAM调制解调技术在数字通信领域的应用优势
以WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA为代表的第三代移动通信网络除了支持传统的话音 业务以外，还推出了大容量的宽带数据服务，与以GSM、CDMA1595标准为代表的第二代移动 通信系统相比，在技术上，3G系统的上下行速率理论上可以达到2Mbit/s左右的水平，它可以提 供包括视频在内的各种多媒体宽带应用服务，诸如下载或流媒体类业务，需要系统提供更高的 传输速率和更多的延迟。为了满足此要求，WCDMA对空口接口作了改进，引入了HSDPA技术， 使之可支持高达10Mbit/s的峰值速率。在HSDPA系统中引进了AMC技术，在HSDPA系统中 AMC的调制选择了低阶的QPSK和高阶的16QAM，作为其调制方式。同样，作为宽带无线接入 技术，韩国引入了WIBro技术，它可采用三种调制方式，包括QPSK、16QAM、64QAM等。而 目前作为中国国内唯一拥有自主知识产权的高速率无线宽带接入技术—McWiLL，McWiLL终端 接入设备CPE亦采用QPSK/8PSK/QAM16/QAM64自适应调制技术。IEEE802.16a标准即 WiMAX有很强的的市场竞争力，真正成为城域网的无线接入手段。为了抵抗多径效应等， WIMAX协议中引入了新的物理层技术，而WiMAX协议物理层的OFDM符号的构造方案亦采用 QAM调制方式[4-5]。 移动通信系统中的另一研究热点即数字集群移动通信系统，也采用QAM数字调制技术[4-5]。与 频率调制MSK、GMSK，相位调制OQPSK、π/4-QPSK等相比， QAM是一种相位和振幅联合 控制的数字调制技术。它不仅可以得到更高的频谱效率，而且可以在限定的频带内传输更高速 率的数据。 在数字广播电视传输中，QAM成为DVB-C系统标准的调制方式。QAM除了是 DOCSISl.1标准 中规定的调制方式之外，而且成为现代CATV双向网、宽带接入技术ADSL、VADSL中规定的调 制方式[4-5]。
高阶QAM数字快速解调及电路设计的开题报告
高阶QAM数字快速解调及电路设计的开题报告一、选题背景及意义在现代通信领域中，高阶QAM（Quadrature Amplitude Modulation）调制技术被广泛应用，可实现高速、高带宽、高效率的数据传输。
然而，传统的解调方法及电路设计均存在着复杂度高、计算量大、信号处理时间长等问题。
为此，我们提出并拟研究一种基于复数分离技术的高阶QAM数字快速解调方法及相应的电路设计，旨在优化解调性能，提高解调速度，降低解调成本，推进高阶QAM通信技术的发展。
二、研究内容及方法本研究主要包括以下两大部分：1.基于复数分离技术的高阶QAM数字快速解调方法研究。
首先，对高阶QAM信号进行理论分析，得到其模拟信号及数字信号的数学表达式。
然后，引入复数分离技术，将高阶QAM信号拆分成两个复数信号，进而引入锁定环路（PLL）进行快速解调。
最后，利用仿真软件验证该方法的解调效果和速度，与传统的解调方法进行比较。
2.高阶QAM数字快速解调电路设计。
根据上述方法，设计出符合实际应用要求的电路，并利用EDA（Electronic Design Automation）软件进行电路模拟、布局和优化。
在此基础上，考虑实际工艺条件以及成本等因素，提出合理的实现方案，并进行电路测试和调试。
三、预期成果及意义预期成果如下：1.设计出一种高效、简单的基于复数分离技术的高阶QAM数字快速解调方法，具有较高的解调精度和速度，且相比传统解调方法具有更低的计算复杂度，更短的处理时间。
2.设计出一种高阶QAM数字快速解调电路，可应用于高速、高带宽的数据传输系统中，具有高度集成、低功耗、快速响应等特点，满足实际应用要求。
3.推进高阶QAM通信技术的发展，提高通信系统的性能和可靠性，促进信息化建设和社会经济发展。
总之，本研究对于优化高阶QAM数字通信系统的性能和降低系统成本，具有重要的实际意义和应用价值。
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文 献［】 出的 Ｑ Ｍ解调 器支持 符号 率间隔和 分数 间隔 ３ 提 Ａ 两种均衡模 式 ， 载波频 偏捕 获范 围为 ８ Ｈ ， ０ｋ ｚ但其 电路实现 面
续可调 ， 具有高灵敏度以及可捕获最大达士 ０ ｋ ｚ ７ ０ Ｈ 的载波频偏。实现结果表明该文设计的解调器非常适合于低成本的有线电缆 系统 。
关键词 ：Ａ 解调器 ；ＬＩ Ｑ Ｍ Ｖ Ｓ 实现 ； 波 恢 复 ； 载 自适 应 均 衡
文 章 编 号 ：０ ２ ８３ （０ ８ １－ ０ ５ ０ 文 献 标 识 码 ： 中 图 分 类号 ：Ｎ ３ １０ — ３ ｌ２ ０ ）２ ０ ８ — ３ Ａ Ｔ ４２
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Ｃ ｍ ｕ ｎｉｅｒ ｇａｄ Ａ ｐｉ ｔ ｎ 计算机 工程与应用 ｏ ｐ ￣ｒＥ ｇｎｅ ｎ ｎ ｐ ｌａｉ ｓ ｉ ｃ ｏ
２ ０ ，４ １ ） ０ ８４ （２
８ ５
一
种高性能 ＱＡ 解 调器 的设 计 与实现 Ｍ
李 庆 ， 吴 川 ， 邓运松 ， 曾晓洋
ｕａｏ ｅ ｔｒｓ ｌｒｅ ｃ ｒｉｒ ｏｆｅ ｃ ｕｓｔ ｎ ｒｎ ｅ ￣ ０ Ｈｚ ａ ｄ ｈｇ ｅ ｓｔ ｉ ．ｘ ｅｉ ｎａ ｅｕｔ ｅ ｎ ｔａｅ ｔｅ ｒｂ ｓ ｅｓ ｌｔｒｆａｕ ｅ ａｇ ａｒ ｆ ｔａ ｑ ｉｉｏ ａ ｇ （ ７ ０ｋ ） ｎ ｉｈ ｓ ｎｉ ｖｔ Ｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｉ ｉ ｙ ｍｅ ｔｌｒｓ ｌ ｄ ｍｏ ｓｒｔ ｈ ｏ ｕ ｔ ｓ ｓ ｎ
广泛应用于高清晰度 电视广播 （ Ｄ Ｖ）ｌ Ｈ Ｔ ［ 电缆调制／ 调器［ １ 、 解 ２ １ 以 及其它许多高速数字通信收发器 中。 为了满足有线 电缆 系统应 用中低成 本及 高可靠 性 的要求 ， 高性能 Ｑ Ｍ解 调器 的 Ｖ Ｉ Ａ Ｉ ｓ
设 计实现显得尤为重要 。
２ 解 调器 结构
ｏ ｈｅ ｆ ｔ ｐｒｐｏ ｅ ｄｅ ｏ ｕｌｔ ｒ ｏ ｓｄ ｍ ｄ ａｏ．
Ｋｅ ｏｄ ：Ｑ Ｍ ｄｍｏｕａ ｒＶ Ｓ ｍ ｌ ｅ ｔ ｉ ；ａｒ ｒｒ ｏｅｙ ａａ ｔ ｅｅｕ ｌａｉ ｙ ｗ ｒｓ Ａ ｅ ｄｌｔ ； Ｌ Ｉｉ ｐｅ ｎａ ｏ ｃｒｅ ｅ ｖｒ；ｄｐｉ ｑ ａ ｚｔ ｎ ｏ ｍ ｔｎ ｉ ｃ ｖ ｉ ｏ
Ｅ－ｍａｉ： ｙ ｅ ＠ ｆ ｄａ ．ｄｕａ ｌ ｘ ｚ ｎｇ ｕ ｎｅ ．ｎ
ＬＩＱｉｇ， Ｕ ｕ ｎ， ｎ Ｗ Ｃｈ ａ ＤＥＮＧ ｎ ｓ ｎ ，ｔａ￣ ｅｉｎ ａ ｄ ｉ ｌｍｅ ｔｔｏ ｆｈ ｇ － ｅ ｆｒ ｎ ｅ ＤＶＢ ｅ ｄ ｌｔｒＣｏ ｕｅ Ｙｕ － ｏ ｇ ｅ ｌ ｓｇ ｎ ｍｐｅ ｎ ａｉｎ ｏ ｉｈ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ －Ｃ ｄ ｍｏ ｕａｏ ． ｍｐ ｔｒ Ｅｎ ｉｅ ｒｎ ｎ ｐｉａ ｏ ｓ，０ ８，４ １ ： ５ ８ ． ｇｎ ｅ ｉ ｇ ａ ｄ Ａｐ ｌ ｔ ｎ ２ ０ ４ （ ２）８ － ７ ｃｉ
Ｌ ｉｇ ＷＵ Ｃ ｕ ｎ Ｄ Ｎ ｕ －ｏ ｇ Ｚ Ｎ ｉｏ ｙ ｎ ＩＱ ｎ ， ｈ ａ ， Ｅ Ｇ Ｙ ｎ ｓｎ ， Ｅ Ｇ Ｘ ａ－ ａ ｇ
复旦大学 专用集成电路 与系统国家重点实验室 ， 上海 ２ １０ ０２３
Ｓ ａｅ Ｋｅ ａ ｆ ＡＳ Ｃ ａ ｄ Ｓ ｓｅ ， ｕ ａ ｉ ｅｓ ｔ ， ｈ ｎ ｈ ｉ ２ １ ０ Ｃ ｉ ａ ｔ ｔ－ ｙ Ｌ ｂ ｏ Ｉ ｎ ｙ ｔｍ Ｆ ｄ ｎ Ｕｎ ｖ ｒｉ Ｓ ａ ｇ ａ ０ ２ ３， ｈ ｎ ｙ
ｌ ａｄ ａ ｏｔＩ ｓｐ ｏ ｓ４１／２６／２ ／５ Ｑ Ｍ ｃｎｔｌｔ ｎ ｉ ｙ ｂ ｌ ａｅｒｎ ｉｇｆ ｍ １ ｐ ｏ ７ＭＳｓ ｈ ｅ ｄ ｏ ｈ ｒｗ ｒ ｃｓ ． ｕ ｐ ｒ ／６３ ／４１８２ ６ Ａ ｏｓ ｌ ｉ ｓｗｔ ｓｍ ｏ ｒｔ ａ ｇ ｒ ｗ ｅ ｓｔ ｔ ｅ ａｏ ｈ ｎ ｏ ＭＳ ｓｔ ｐ． ｅ ｄｍｏ— Ｔ
ｏ ｉ ａ ｄｅ ｄｕ ａｉｎ ｌ ｏｉｈｍ ａ ｄ ｐｔ ｉｉ ＶＬＳ ｉ ｐ ｅ ｎｔｔｏ ａ ｃ ｉｅ ｔ ｒ ｔ ｉ ｄｅ ｄｕ ａｏ ａ ｉ ｅ ｈｇ ｐｅ ｏ ａ ｃｅ ｔ ｐｔ ｌ ｍ ｍｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｒｔ ｏ ｎ ｏ ｉ ｚｎｇ ｍ Ｉ ｍ ｌ ｍｅ ａｉ ｎ ｒ ｈ ｔｃ ｕ ｅ，ｈｓ ｍｏ ｌ ｔｒ ｃｈｅｖ ｓ ｉｈ ｆ ｍ ｒ ｒ ｎ ａ
１ 引ห้องสมุดไป่ตู้
Ｑ Ｍ（ ｕｄａｕｅ Ａ ｐｉ ｄ ｄ ｌ ｉ ） 即 正 交 幅 度 调 Ａ Ｑ ａ ｒ ｒ ｍ ｌｕｅ Ｍｏｕａ ｏ ， ｔ ｔ ｔｎ
构 ，并详细描述了其 中各个控制环路 ；第 ３章给 出该解调器
Ｖ Ｓ 实现与现场验证结果 ； 后是文章的总结。 ＬＩ 最
制， 是一种频谱利用率较高的调制 方式 。因此这种调制方式被
Ａ ｓ ａ ｔ ｉ － ｅ ｏｍ ｎ ｅ Ｄ Ｂ Ｃ Ｑ ａ ｒｔｒ Ａ ｐｉ ｄ ｄ ｌｔｎ （ Ａ ｂｔ ｃ：Ａ ｈｇ ｐ ｒ ｒ ａ ｃ Ｖ － ｕｄａ ｅ ｍ ｌｕ ｅ Ｍｏ ｕａｏ Ｑ Ｍ）ｄ ｍ ｄ ｌｔ ａ ｅｎ ｐｅｅｔ ．ｙ ａ ｏｔ ｇ ｒ ｈ ｆ ｕ ｔ ｉ ｅ ｏ ｕａ ｒｈ ｓｂ ｅ ｒｓｎ ｄＢ ｄｐｉ ｏ ｅ ｎ
摘
要 ： 出了一种适用于 Ｄ Ｂ Ｃ标 准的高性能 Ｑ Ｍ 解调 器。 提 Ｖ— Ａ 通过采用改进 的解调 算法并优化其 Ｖ Ｓ 实现 结构 ， ＬＩ 该设计在现场
测 试 中不仅 取得 良好 的性 能 并且 节约 了硬 件 资 源 。该 解调 器 支持 ４１／２６／２ ／５ Ｑ Ｍ 六 种调 制模 式 ， 号 率 １ ７ ｐ 范 围 内连 ／６３／４１８ ６ Ａ ２ 符 ～ ＭＳ ｓ