目录
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：
将基带导入到MATLAB显示星座图：
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
256QAM调制信号可以表示为：
$$
s(t)=\sum_{i=1}^{N}I_i(t)cos(2\pi f_ct)-Q_i(t)sin(2\pi f_ct)
$$
其中，N=256是调制符号的数量，I_i(t)和Q_i(t)分别是第i个调制符号的实部和虚部，f_c是载波频率。
我们的目标是产生256QAM调制信号，使得每个调制符号的实部和虚部都是pm\frac{1}{\sqrt{42}}、pm\frac{3}{\sqrt{42}}、pm\frac{5}{\sqrt{42}}、pm\frac{7}{\sqrt{42}}或pm\frac{9}{\sqrt{42}}。
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
reg [4:0]dcnt=5'd0;
always @(posedge clk) begin
if(rst == 0) begin
dcnt <= 0;
end
begin
dcnt <= dcnt+5'd1;
end
end
always @ (posedge dcnt[4])
begin
if(rst==1)
begin
$fwrite(fout1,"%d\n",I_com);
$fwrite(fout2,"%d\n",Q_com);
end
end
endmodule
00_023m
4.完整算法代码文件
V