基于VHDL的16QAM信号发生器设计与实现

吴华+王辉+温俊青+张小真

摘要：基于VHDL与MAX+PLUSⅡ软件开发平台，采用层次化、模块化与参数化的设计方法，设计并验证了一种性能良好的16QAM信号发生器。介绍了VHDL语言与16QAM原理，阐述了16QAM信号调制与解调的理论方法，设计并实现了正余弦载波产生、16QAM调制、解调等功能模块，给出整体调制解调的模块图与仿真波形。性能分析结果表明该系统设计可行。

关键词：VHDL；16QAM；调制；解调

DOIDOI：10.11907/rjdk.172188

中图分类号：TP319

文献标识码：A文章编号文章编号：1672-7800（2018）001-0113-03

Abstract：Based on VHDL and MAX+PLUS II software development platform， a 16QAM signal generator with good performance is designed and verified by using hierarchical， modular and parametric design methods. The VHDL and 16QAM principle are discussed firstly， and then the theory of 16QAM signal modulation and demodulation is analyzed， and multiple functional modules， such as the sine and cosine carrier waves generation， 16QAM modulation and demodulation， are designed and implemented. Finally， the whole modulation and demodulation module chart and the simulation profiles are achieved， and the performance analysis shows that the design of the system is feasible.

Key Words：VHDL； 16QAM； modulation； demodulation

0引言

數字通信系统一般需要满足两个标准：①高效并不失真地传输有用信息；②在传输过程中尽可能减少或抑制干扰信息。数字通信系统之所以能持续高速发展并成为当代通信系统主流，这与其自身具有易于加密传输、高度集成化的特点密不可分；新的调制技术不仅减小了信道对信号传输的影响，而且在大容量传输、高速率、节省频谱并有效利用带宽等方面均有进展[1]。数字基带信号一般需经过调制后在无线与有线信道传输，这个过程实质上是将信号的频谱从低频迁移到高频，调制后的信号更便于实现远距离传输。幅移键控、频移键控和相移键控是数字调制的基础，然而这3种数字调制方式都存在不足，如频谱利用率低、抗多径衰落能力差、功率谱衰减慢、带外辐射严重等[2]。正交振幅调制QAM（Quadrature Amplitude Modulation） 具有频谱利用率高、抗干扰能力强等优点，QAM编码是一种振幅和相位联合键控，作为一种高效的数字调制方式，在大、中容量数字微波通信系统、有线电视网络高数据传输、卫星通信等领域应用广泛。……