m基于FPGA的256QAM调制信号产生模块verilog实现,包含testbench

简介: m基于FPGA的256QAM调制信号产生模块verilog实现,包含testbench

1.算法仿真效果

本系统进行Vivado2019.2平台的开发,其中Vivado2019.2仿真结果如下:

7cf3cd351c7c2fcb21981d03bdfdfbf6_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.png

将基带导入到MATLAB显示星座图:

d59bd56616077c8b864dc82d5a7a6bc6_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.png

2.算法涉及理论知识概要
256QAM调制是一种高阶调制方式,具有较高的传输速率和频谱效率。在数字通信系统中,如何产生256QAM调制信号是一个重要的问题。本文介绍了一种基于FPGA的256QAM调制信号产生方法,该方法通过将基带信号映射到256QAM调制符号上来生成256QAM调制信号。

2.1、问题描述
7a95583226e883710b6c9bb0ed6e6cdf_watermark,size_14,text_QDUxQ1RP5Y2a5a6i,color_FFFFFF,t_100,g_se,x_10,y_10,shadow_20,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk=.png

2.2、算法原理

    为了将基带信号映射到256QAM调制符号上,我们可以采用常用的格雷映射方式。具体而言,我们可以将基带信号划分为两个部分:实部和虚部。然后,我们可以将实部和虚部分别映射到5个离散的幅度值中,如下表所示:

幅度值 实部值 虚部值
1 1 1
3 1 3
5 3 1
7 3 3
9 5 1
然后,我们可以将实部和虚部的幅度值组合成256QAM调制符号,如下图所示:

2.3 调制方式

   为了产生256QAM调制信号,我们可以将映射后的调制符号通过带通滤波器进行滤波,然后将滤波后的信号进行混频,得到带载波的256QAM调制信号。具体而言,我们可以使用I、Q两路正弦波作为本地振荡器,将映射后的调制符号乘以相应的正弦波,然后将结果相加,得到带载波的256QAM调制信号。

2.4、实现步骤
将基带信号进行格雷映射,得到实部和虚部的幅度值。

将实部和虚部的幅度值组合成256QAM调制符号。

将256QAM调制符号通过带通滤波器进行滤波。

将滤波后的信号进行混频,得到带载波的256QAM调制信号。

   基于FPGA的256QAM调制信号产生方法,该方法通过将基带信号映射到256QAM调制符号上来生成256QAM调制信号。实验结果表明,该算法可以有效地产生256QAM调制信号,具有较高的传输速率和频谱效率。该算法的实现步骤简单,易于实现,适用于数字通信系统中高速数据传输的场景。未来,我们将进一步探究该算法在实际应用中的性能表现,以期能够更好地满足数字通信系统的需求。

3.Verilog核心程序
```module TEST;

reg clk;
reg rst;
reg start;

wire  [7:0] parallel_data;
wire [15:0]sin;
wire [15:0]cos;
wire signed[19:0]  I_com;
wire signed[19:0]  Q_com;
wire signed[15:0]I_comcos;
wire signed[15:0]Q_comsin;


// DUT
tops_256QAM_mod  top(
   .clk(clk),
   .rst(rst),
   .start(start),
   .parallel_data(parallel_data),
   .sin(sin),
   .cos(cos),
   .I_com(I_com),
   .Q_com(Q_com),
   .I_comcos(I_comcos),
   .Q_comsin(Q_comsin)
   );




initial begin
    clk = 0;
    rst = 0;
    start = 1;
    #10;
    rst = 1;
end

always #5
clk <= ~clk;

integer fout1;
integer fout2;
initial begin
fout1 = $fopen("II.txt","w");
fout2 = $fopen("QQ.txt","w");
end

```

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