多进制数字相位调制系统课程设计

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1、《武汉理工大学FPGA课程设计报告》目录摘要IAbstractII1引言12MPSK调制解调的原理22.1MPSK调制原理22.24PSK信号产生32.34PSK信号的解调原理33MPSK调制电路VHDL程序及仿真63.1FPGA中MPSK的实现63.2VHDL程序设计方法73.4仿真结果及分析84MPSK解调程序及仿真结果104.1解调VHDL程序104.2MPSK解调仿真结果125心得体会136参考文献14《武汉理工大学FPGA课程设计报告》摘要多进制数字相位调制也称多元调相或多相制。它利用具有多个相位状态的正弦波来代表多组二进制信息码元。本论文在FPGAP（Field-rogrammab

2、leGateArray，现场可编程门阵列）上实现MPSK（多进制相移键控）调制解调的功能。运用VHDL硬件描述语言进行编程，对整个MPSK系统进行仿真，得到仿真时序图，对程序代码进行XST综合，得到RTL视图。仿真结果表明该设计的正确性以及可行性，更清晰直观的了解到MPSK调制解调的原理。关键词：MPSK；FPGA实现；VHDL语言《武汉理工大学FPGA课程设计报告》AbstractMulti-banddigitalphasemodulation,alsoknownasmulti-phaseormultiphasesystem.Itisasinewavehavingapluralityofph

3、asestatestorepresentapluralityofsetsofbinaryinformationsymbols.Inthispaper,toachieveMPSK(M-aryPhaseShiftKeying)modulationanddemodulationfunctionsFPGAP(Field-rogrammableGateArray,afieldprogrammablegatearray)on.UsingVHDLhardwaredescriptionlanguageprogrammingfortheentireMPSKsystemsimulation,simulationt

4、imingdiagramoftheprogramcodeXSTsynthesis,getRTLview.Simulationresultsshowthecorrectnessandfeasibilityofthedesign,intuitivetounderstandmoreclearlytheprincipleofMPSKmodulationanddemodulation.Keywords:MPSK;FPGArealization;VHDLlanguageI《武汉理工大学FPGA课程设计报告》1引言FPGA(Field Programmable Gate Array)现场可编程逻辑门阵列，它

5、是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC) 领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。它是当今数字系统设计的主要硬件平台，其主要特点就是完全由用户通过软件进行配置和编程，从而完成某种特定的功能，且可以反复擦写。在修改和升级时，不需额外地改变PCB 电路板，只是在计算机上修改和更新程序，使硬件设计工作成为软件开发工作，缩短了系统设计的周期，提高了实现的灵活性并降低了成本。数字调制技术是现代通信系统中的关键技术之一，调制器性能的优劣将直接影响通信质阜的好坏。用可编程逻辑器件通过对器件内部

6、的设计来实现系统功能，是一种基于芯片的设计方法。将可编程逻辑器件应用于数字通信系统的调制解调，可大大减轻电路设计和电路板设计的丁作量和难度，有效地增强设计的灵活性，提高工作效率。本文研究了基于FPGA的MPSK调制电路的实现方法，并给出了仿真结果。13《武汉理工大学FPGA课程设计报告》2MPSK调制解调的原理2.1MPSK调制原理多进制数字相位调制也称多元调相或多相制。它利用具有多个相位状态的正弦波来代表多组二进制信息码元，即用载波的一个相位对应于一组二进制信息码元。如果载波有2^k个相位，它可以代表k位二进制码元的不同码组。多进制相移键控也分为多进制绝对相移键控和多进制相对（差分）相移键控

7、。在MPSK信号中，载波相位可取M个可能值，因此，MPSK信号可表示为假定载波频率是基带数字信号速率的整数倍，则上式可改写为:上式中，g(t)是高度为1，宽度为Tb的门函数，Tb为M进制码元的持续时间，亦即k（k＝）比特二进制码元的持续时间，为第n个码元对应的相位，共有M种不同取值，令：，这样可得:。13《武汉理工大学FPGA课程设计报告》上式表明，MPSK信号可等效为两个正交载波进行多电平双边带