基于FPGA的通用调制解调器的设计【开题报告】.doc

1、 毕业论文开题报告 电子信息工程 基于 FPGA的通用调制解调器的设计 一、课题研究意义及现状 在当代通信领域内，通信技术与计算机技术，数字信号处理技术三者的结合是现代通信技术的标志，它在融入数字信号处理技术和计算机技术后发生了革命性的变化。一个世纪以来，通信的发展大致经历了三个阶段 :以发明电报 (莫尔斯电码 )为标志的通信初级阶段 ;以香农提出的信息论开始的近代通信阶段 ;以光纤通信为代表的协议综合业务数字网迅速崛起的现代通信阶段。 从广义上讲，通信是指使用各种方法，通过任何传输介质将有效消息进行空间 和时间上的传递，总而言之，通信的作用就是为了进行消息的交换及有效传递。 调制解调技术是通

2、信系统的灵魂 ,其性能直接影响到整个系统的通信质量 .由于数字技术的大量应用 ,数字调制解调技术得到了广泛的应用 .随着软件无线电思想的发展 ,将整个系统尽可能地集成于一个芯片的设计方法已经呈现出强大的发展潜力 ,成为当今系统设计发展的主要方向 .基于这种思想的调制解调器可通过基于 FPGA平台来设计实现。 现代通信技术发展趋势是发送与接收设备将变得更加紧凑，使成本和功耗不断降低，但提高了效率，并且不断提高设备的可靠性。 现代数字通信技术也进 入了一个新的发展阶段，在超高速、实时测控方面都有着非常广阔的应用前景。 随着电子信息技术的高速发展，微电子技术工艺水平在商用中己经达到微米级，在一个芯片

3、上可集成数百万乃至上千万只晶体管，在这个基础上，可以开发出规模更大、信息容量更大和速度更快的芯片系统， FPGA的出现就是超大规模数字集成电路技术和计算机辅助设计技术发展的结果。与传统的设计方法相比， FPGA具有许多优点，例如 功耗低， 功能强大，兼容性好，保密性能好， 设计周期短、开发费用低、风险小 软件无线电可编程能力强， 是小批量系统提高系统集成度、可靠性 的最佳选择之一。随着这种快速发展的趋势， FPGA己经为软件无线电数字信号处理的一种极为有效的实现平台。通过其内部结构不仅可以实现高速的信号处理，而且因其灵活的可重构性使系统具有了良好的通用性和高度的 灵活性。 当 今电子系统的设计

4、的一个趋势是以大规模 FPGA为物理载体，以硬件描述语言为主要设计手段，借助以计算机平台的 EDA工具来进行。特别是随着 FPGA技术的高速发展与大范围应用，通过与数字调制解调技术不断地紧密结合，进入了一个高速发展期，而 数字调制解调技术本身作为现代通信技术领域中极为重要的一个方面， 也得到了迅速发展。 二、课题研究的主要内容和预期目标 本课题主要内容： 1. 学习了解多功能调制解调器特别是数字调制解调技术的基本原理 2. 确定设计框架，编写程序代码。 3. 进行编译与调试，同时结合软件对各个电路模块进行仿真。 4. 在实现过程中，基于时延和资源利用率等因素的考虑，对其中的寄存器进行合理的优化

5、使用，使整个设计更为优化。 预期目标：了解二进制 振幅键控（ ASK)、二进制移频键控 (FSK)、二进制移相键控 (PSK)的解调和调制原理，对其进行 VHDL 建模，通过程序设计和仿真实现一个多功能调制调制器。 三、课题研究的方 法及措施 课题研究的方法：通过软件编程去实现。 实验措施：查找课题相关的资料，了解课题相关的内容。了解该课题研究的基本步骤，熟悉实现的基本原理，画出设计的流程图，并且对每一个步骤进行编程处理，以达到实验目的。主系统包括调制、解调单元，载波信号发生单元。 主系统框图如下所示 : 图 1 ASK调制器框图 基带信号 图 2 FSK 调制 框图 图 3 ASK、 FSK

6、解调器原理图 clk Start 分频器 载波 与门 输出信号 基带信号 clk start 分频器 1 分频器 2 载波 f1 载波 f2 2 选 1 选通开关 已调信号 clk 分频器 start 调制信号 寄存器 计数器 判决器 基带信号 图 4 CPSK调制器结构图 图 5 CPSK解调器框图 四、课题研究进度计划 2010/2011 第一学期第 1 周到第 13 周： 明确任务，收集资料，确定系统总体设计方案，完成外文翻译、文献综述及开题报告，并做好开题答辩 。 2010/2011 第一学期第 14 周到 16 周：完成程序代码的 的设计。 2010/2011 第一学期第 17 周到

7、第 18 周：完成程序的编译与调试进行仿真。 2010/2011 第二学期：完成毕业论文并修改毕业论文， 做好论文答辩的 PPT 资料，准备答辩，并提交所有电子文档材料 。 五、参考文献 1黄正瑾 .可编程逻辑器件设计 M.上海 : 复旦大学出版社 , 1997. 2段吉海 .基于 CPLD FPGA的数字通信建模与设计 M.北京：电子工业出版社， 2004 3牛耀利 .基于 FPGA的 QPSK解调器设计与实现 J.科技信息 ,2007. 4边计年 .用 VHDL设计电子线 路 M.薛宏熙译 .北京 :清华大学出版社 . clk 计数器 q start 已调信号 判决 基带信号 clk st

8、art 基带信号 计数器 0 相载波 相载波 2 选 1 开关 已调信号 5管立新 .帧同步系统的 FPGA设计 J.微计算机信息， 2006年 9月（： 177-178） 6王兰勋 ,张庆顺 ,黄亚丽 ,宋铁锐 .一种基于 CPLD 的二值数字化 4DPSK 解调器设计方案 J.河北大学学报 (自然科学版 ),2006,26(3):310-314. 7李静，田远富，黄华 .QPSK 数 传 调 制 解 调 器 的 设 计 J.四川大学学报 (自然 科学版 ),2004,41(Z1):602-604. 8 李 春 杰 , 郑 江 超 . 基于 FPGA 的 2DPSK 调 制 解 调 器 设

9、计 J. 大 连 民 族 学 院 学报 ,2010,12(3):217-219. 9苏青 ,张红 .基于 FPGA/CPLD技 术 的 数 字 频 率 计 设 计 J. 兰 州 石 化 职 业 技 术 学 院 学报 ,2007,(1):17 18 10段吉海 ,黄智伟 .基于 CPLD/FPGA的数字 通信系统建模与设计 M.北京 :电子工业出版社 ,2004. 11王轶 ,朱江 .基于 DDS+PLL技术的高频时钟发生器 J.现代电子技术 ,2004,27(14):123. 12 Stephen Brown,Zvonko Vranesic.Fundamentals of Digital Logic with Verilog Design(2nd Edition)M.New York:McGraw-Hill,2007,5. 13 Ming-Bo Lin.Digital System Designs and Practices: Using Verilog HDL and FPGAs M.New York:McGraw-Hill,2008,8.