论文开题报告：MQAM全数字调制器的FPGA实现

大学本科毕业论文(设计)开题报告
学院：信息科学与工程学院 　　　　　　专业班级：09级电子A班

课题名称 MQAM全数字调制器的FPGA实现

1、本课题的的研究目的和意义：
目前通信技术正在日益不断的发展中，新的技术时时刻刻都在产生。同时人们对通信的要求也逐步提高，于是出现两个主要问题，一个是用户数量的增加，传统的通信容量已经不能满足如此数量的用户负荷。二是业务的增加，从最开始的语音业务，慢慢的发展到上网再到第三代通信的多媒体业务，这些业务不仅对通信系统的传输速率提出了很高的要求同时也庞大的数据量也对频谱利用造成了紧张的情况。面对这些问题如果我们再用传统的调制方式那么信号的带宽将会急剧增加，而进一步加剧频率资源紧张的情况，另外用户数增加也不能完全只靠增加载波数和小区数来解决。
因此，如何利用较窄的带宽尽量传输更多的数据，提高频谱的容量，达到传输多种业务数据就成了通信领域一个令人关注的课题。而解决问题的方式之一就是使用一种频谱利用率很高的调制方式。正交幅度调制QAM是一种振幅与相位相结合的高阶调制方式，具有较高的频带利用率和较好的功率利用率，现如今已在中、大容量数字微波通信系统、卫星通信等领域中得到广泛运用。随着第三代移动通信系统的日趋成熟，
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的信息，64QAM中一个码元携带6bit的信息，由此可知，MQAM中一个码元携带N bit( )的信息，这极大地提高了信道频谱利用率。因此，在通信传输领域，QAM调制方式得到了广泛的应用。而且，QAM得到了广泛应用还有一个重要原因，那即是QAM码间距比MASK，MPSK的要大，所以在提高频带利用率基础上，误码率更小。
2、 文献综述（国内外研究情况及其发展）：
QAM并不是一种新的调制方式，QAM在有线通信系统中的应用早在10多年前就已经开始了，但直到最近几年，它在无线信道中的应用才开始兴起，在数字电视这样的宽带通信系统中QAM应用较多，但在无线窄带通信系统中的应用还非常少。
在国际上，摩托罗拉公司最早将QAM调制应用于光线窄带通信系统，摩托罗拉公司的数字集群系统iDEN实现了在25KHz带宽的信道中的16QAM调制解调，但它依附在系统上，没有形成独立产品，而且考虑到商业利益的因素，摩托罗拉公司并未公开此系统调制解调部分的技术细节。如今市面上应用于无线信道的QAM调制解调芯片几乎全是应用于有线宽带通信系统上的，至今还很少有应用于无线窄带通信系统的QAM调制解调芯片面市。
QAM是数字电视设备中最重要的设备之一，它通常设置在电视台局端，将压缩后的数字节目进行信道编码调制后送人数字宽带网，其中有常见的有线电视同轴电缆网，在终端由用户机顶盒解调后观看，随着国内数字电视系统加快布局以及广电业务的双向展开，基于DVD的QAM调制器将从电视台局端向分前端转移，同时调制器的复杂度也将提高。
而如今，无线宽带数字通信的“软件无线电”设计方案越来越受到工程师们的青睐。所谓软件无线电，即在一个开放的、标准化的、模块化的通用硬件平台上，通信功能由软件完成。由于代码具有灵活性，开放性的特点，软件无线电系统的实现也具有高度的灵活性，开放性。调制解调器作为软件无线电技术研究的核心内容之一，如何实现调制解调器的软件化是实现软件无线电通用性、开放性的关键环节。多数传统的数字调制解调是利用专门的调制解调芯片实现的，固化的硬件极大限制了设计的灵活性。
3、 本课题的主要研究内容（提纲）和成果形式：
主要研究内容
1.QAM调制解调的原理与性能
1.1 QAM调制原理
1.2 QAM的解调原理和方法
1.3 QAM的误码率性能
2.伪随机序列发生器
2.1伪随机序列介绍
2.1.1伪随机序列理论的发展史
2.1.2伪随机序列的构造方法
2.1.3伪随机信号
2.1.4 m序列码发生器
2.2 m序列的性质
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 相关特性
2.2.5 伪随机特性
3.DDS原理分析和设计
2.1 DDS的基本原理
2.2基于FPGA 技术实现DDS的方案
成果形式
系统设计最终将在FPGA开发平台上实现，包括各功能模块的仿真测试及整个系统的仿真测试。仿真测试通过后将进行板级调试，最终在硬件上实现所要求的功能。
4、拟解决的关键问题：
本文主要采用FPGA实现的16QAM调制，包括随机噪声发生器部分，DDS部分，载波产生部分，调制部分和解调部分等。
4.1拟解决的关键问题：
4.1.1伪随机序列发生器的分析设计
伪随机信号并非随机生成的信号，而是通过相对复杂的一定算法得出的有规律可循的变化信号。
他具有良好的随机性和接近于白噪声的相关函数，并且有预先的可确定性和可重复性。这些特性使得伪随机序列得到了广泛的应用。
迄今为止，人们获得的伪随机序列仍主要是PC（相控）序列，移位寄存器序列（m和M序列），Gold序列，GMW序列，级联GMW序列，Kasami序列，Bent序列，No序列。其中m序列是最有名和最简单的,也是研究的最透彻的序列。m序列还是研究其它序列的基础，本次设计也采用m序列作为待发送的信号。
4.1.2 DDS模块
直接数字频率合成（DDS）是近年来发展起来的一种新的频率合成技术，其主要优点是相对带宽很大，频率转换时间极短（可小于20 ns），频率分辨率很高，全数字化结构便于集成，输出相位连续可调，且频率、相位和幅度均可实现程控。DDS 能够与计算机技术紧密结合在一起，克服了模拟频率合成和锁相频率合成等传统频率合成技术电路复杂、设备体积较大、成本较高的不足，因此它是一种很有发展前途的频率合成技术。DDS 技术现已在接收 ……（未完，全文共6840字，当前仅显示2402字，请阅读下面提示信息。收藏《论文开题报告：MQAM全数字调制器的FPGA实现》）