【摘 要】
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随着4G时代的到来,通信多媒体业务量急速增长的需求与可用于移动通信的频谱资源紧缺之间的矛盾日渐深化,急需从成熟理论和热门技术的紧密结合中寻求突破点,从而在保证通信质
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随着4G时代的到来,通信多媒体业务量急速增长的需求与可用于移动通信的频谱资源紧缺之间的矛盾日渐深化,急需从成熟理论和热门技术的紧密结合中寻求突破点,从而在保证通信质量的前提下,使无线通信系统的频谱利用率、移动用户容量有显著的提高。基于此,本文将高效数字调制方式QAM和软件无线电技术相结合,在大规模现场可编程逻辑器件FPGA上设计实现了 64QAM调制解调器。本文以软件无线电中的带通采样定理、多速率数字信号处理等为理论基础,并对相应部分理论做出推导和分析;深入研究了软件无线电的核心技术数字下变频的原理及其FPGA实现结构;对里索编译码的原理和过程展开了推导说明;对高效数字滤波器的FPGA实现方法作了扼要阐述;对采用锁相环结构的载波同步技术的原理及其FPGA实现进行了认真研究。本文采用自顶向下设计思想对64QAM调制和解调系统进行设计,使用Verilog硬件描述语言在EDA工具ISE 14.3和Modelsim 10.1环境下对系统编程进行实现,采用结合算法仿真和系统实测调试的软硬件协同的方法对系统调试和验证。论文又对64QAM调制解调算法进行了理论阐释,通过对64QAM通信系统各部分收发模块的仿真验证了本设计方案的可行性,并在此基础上,分别用simulink和ISE设计实现了发送端的m序列加扰、RS编码、串并转换与格雷差分编码、64QAM星座映射、内插成形滤波、正交上变频以及模拟高斯白噪声信道等功能模块;接收端则主要完成带通采样、正交数字下变频、相干解调、匹配滤波以及64QAM解码等功能模块的设计;最后,在simulink和modelsim中均给出了系统中重要通信模块的波形、频谱,以及表征系统误码特性的仿真结果,分析表明仿真结果达到预期设计要求,从而在FPGA通用硬件平台上实现了基于SDR的64QAM调制解调器。
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