論文開題報告：MQAM全數(shù)字調(diào)制器的FPGA實現(xiàn)

大學本科畢業(yè)論文(設計)開題報告
學院：信息科學與工程學院 　　　　　　專業(yè)班級：09級電子A班

課題名稱 MQAM全數(shù)字調(diào)制器的FPGA實現(xiàn)

1、本課題的的研究目的和意義：
目前通信技術(shù)正在日益不斷的發(fā)展中，新的技術(shù)時時刻刻都在產(chǎn)生。同時人們對通信的要求也逐步提高，于是出現(xiàn)兩個主要問題，一個是用戶數(shù)量的增加，傳統(tǒng)的通信容量已經(jīng)不能滿足如此數(shù)量的用戶負荷。二是業(yè)務的增加，從最開始的語音業(yè)務，慢慢的發(fā)展到上網(wǎng)再到第三代通信的多媒體業(yè)務，這些業(yè)務不僅對通信系統(tǒng)的傳輸速率提出了很高的要求同時也龐大的數(shù)據(jù)量也對頻譜利用造成了緊張的情況。面對這些問題如果我們再用傳統(tǒng)的調(diào)制方式那么信號的帶寬將會急劇增加，而進一步加劇頻率資源緊張的情況，另外用戶數(shù)增加也不能完全只靠增加載波數(shù)和小區(qū)數(shù)來解決。
因此，如何利用較窄的帶寬盡量傳輸更多的數(shù)據(jù)，提高頻譜的容量，達到傳輸多種業(yè)務數(shù)據(jù)就成了通信領(lǐng)域一個令人關(guān)注的課題。而解決問題的方式之一就是使用一種頻譜利用率很高的調(diào)制方式。正交幅度調(diào)制QAM是一種振幅與相位相結(jié)合的高階調(diào)制方式，具有較高的頻帶利用率和較好的功率利用率，現(xiàn)如今已在中、大容量數(shù)字微波通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信等領(lǐng)域中得到廣泛運用。隨著第三代移動通信系統(tǒng)的日趨成熟，
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的信息，64QAM中一個碼元攜帶6bit的信息，由此可知，MQAM中一個碼元攜帶N bit( )的信息，這極大地提高了信道頻譜利用率。因此，在通信傳輸領(lǐng)域，QAM調(diào)制方式得到了廣泛的應用。而且，QAM得到了廣泛應用還有一個重要原因，那即是QAM碼間距比MASK，MPSK的要大，所以在提高頻帶利用率基礎上，誤碼率更小。
2、 文獻綜述（國內(nèi)外研究情況及其發(fā)展）：
QAM并不是一種新的調(diào)制方式，QAM在有線通信系統(tǒng)中的應用早在10多年前就已經(jīng)開始了，但直到最近幾年，它在無線信道中的應用才開始興起，在數(shù)字電視這樣的寬帶通信系統(tǒng)中QAM應用較多，但在無線窄帶通信系統(tǒng)中的應用還非常少。
在國際上，摩托羅拉公司最早將QAM調(diào)制應用于光線窄帶通信系統(tǒng)，摩托羅拉公司的數(shù)字集群系統(tǒng)iDEN實現(xiàn)了在25KHz帶寬的信道中的16QAM調(diào)制解調(diào)，但它依附在系統(tǒng)上，沒有形成獨立產(chǎn)品，而且考慮到商業(yè)利益的因素，摩托羅拉公司并未公開此系統(tǒng)調(diào)制解調(diào)部分的技術(shù)細節(jié)。如今市面上應用于無線信道的QAM調(diào)制解調(diào)芯片幾乎全是應用于有線寬帶通信系統(tǒng)上的，至今還很少有應用于無線窄帶通信系統(tǒng)的QAM調(diào)制解調(diào)芯片面市。
QAM是數(shù)字電視設備中最重要的設備之一，它通常設置在電視臺局端，將壓縮后的數(shù)字節(jié)目進行信道編碼調(diào)制后送人數(shù)字寬帶網(wǎng)，其中有常見的有線電視同軸電纜網(wǎng)，在終端由用戶機頂盒解調(diào)后觀看，隨著國內(nèi)數(shù)字電視系統(tǒng)加快布局以及廣電業(yè)務的雙向展開，基于DVD的QAM調(diào)制器將從電視臺局端向分前端轉(zhuǎn)移，同時調(diào)制器的復雜度也將提高。
而如今，無線寬帶數(shù)字通信的“軟件無線電”設計方案越來越受到工程師們的青睞。所謂軟件無線電，即在一個開放的、標準化的、模塊化的通用硬件平臺上，通信功能由軟件完成。由于代碼具有靈活性，開放性的特點，軟件無線電系統(tǒng)的實現(xiàn)也具有高度的靈活性，開放性。調(diào)制解調(diào)器作為軟件無線電技術(shù)研究的核心內(nèi)容之一，如何實現(xiàn)調(diào)制解調(diào)器的軟件化是實現(xiàn)軟件無線電通用性、開放性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。多數(shù)傳統(tǒng)的數(shù)字調(diào)制解調(diào)是利用專門的調(diào)制解調(diào)芯片實現(xiàn)的，固化的硬件極大限制了設計的靈活性。
3、 本課題的主要研究內(nèi)容（提綱）和成果形式：
主要研究內(nèi)容
1.QAM調(diào)制解調(diào)的原理與性能
1.1 QAM調(diào)制原理
1.2 QAM的解調(diào)原理和方法
1.3 QAM的誤碼率性能
2.偽隨機序列發(fā)生器
2.1偽隨機序列介紹
2.1.1偽隨機序列理論的發(fā)展史
2.1.2偽隨機序列的構(gòu)造方法
2.1.3偽隨機信號
2.1.4 m序列碼發(fā)生器
2.2 m序列的性質(zhì)
2.2.1 均衡特性
2.2.2 游程特性
2.2.3移位相加性

2.2.4 相關(guān)特性
2.2.5 偽隨機特性
3.DDS原理分析和設計
2.1 DDS的基本原理
2.2基于FPGA 技術(shù)實現(xiàn)DDS的方案
成果形式
系統(tǒng)設計最終將在FPGA開發(fā)平臺上實現(xiàn)，包括各功能模塊的仿真測試及整個系統(tǒng)的仿真測試。仿真測試通過后將進行板級調(diào)試，最終在硬件上實現(xiàn)所要求的功能。
4、擬解決的關(guān)鍵問題：
本文主要采用FPGA實現(xiàn)的16QAM調(diào)制，包括隨機噪聲發(fā)生器部分，DDS部分，載波產(chǎn)生部分，調(diào)制部分和解調(diào)部分等。
4.1擬解決的關(guān)鍵問題：
4.1.1偽隨機序列發(fā)生器的分析設計
偽隨機信號并非隨機生成的信號，而是通過相對復雜的一定算法得出的有規(guī)律可循的變化信號。
他具有良好的隨機性和接近于白噪聲的相關(guān)函數(shù)，并且有預先的可確定性和可重復性。這些特性使得偽隨機序列得到了廣泛的應用。
迄今為止，人們獲得的偽隨機序列仍主要是PC（相控）序列，移位寄存器序列（m和M序列），Gold序列，GMW序列，級聯(lián)GMW序列，Kasami序列，Bent序列，No序列。其中m序列是最有名和最簡單的,也是研究的最透徹的序列。m序列還是研究其它序列的基礎，本次設計也采用m序列作為待發(fā)送的信號。
4.1.2 DDS模塊
直接數(shù)字頻率合成（DDS）是近年來發(fā)展起來的一種新的頻率合成技術(shù)，其主要優(yōu)點是相對帶寬很大，頻率轉(zhuǎn)換時間極短（可小于20 ns），頻率分辨率很高，全數(shù)字化結(jié)構(gòu)便于集成，輸出相位連續(xù)可調(diào)，且頻率、相位和幅度均可實現(xiàn)程控。DDS 能夠與計算機技術(shù)緊密結(jié)合在一起，克服了模擬頻率合成和鎖相頻率合成等傳統(tǒng)頻率合成技術(shù)電路復雜、設備體積較大、成本較高的不足，因此它是一種很有發(fā)展前途的頻率合成技術(shù)。DDS 技術(shù)現(xiàn)已在接收 ……（未完，全文共6840字，當前僅顯示2402字，請閱讀下面提示信息。收藏《論文開題報告：MQAM全數(shù)字調(diào)制器的FPGA實現(xiàn)》）