m基于FPGA的1024QAM调制信号产生模块verilog实现,包含testbench

发布时间 2023-07-16 22:17:16作者: 我爱C编程

1.算法仿真效果

 

本系统进行了Vivado2019.2平台的开发,Vivado2019.2仿真结果如下:

 

 

 

1024调制信号导入到matlab显示星座图

 

 

2.算法涉及理论知识概要

       本文将详细介绍基于FPGA1024QAM调制信号产生模块。本文将从以下几个方面进行介绍:1024QAM调制信号的基本原理、符号映射方式、并行化处理和FPGA实现等。

 

2.1. 1024QAM调制信号的基本原理

 

 

 

2. 2符号映射方式

 

      1024QAM调制信号的符号映射方式有多种选择,例如Gray映射、正交映射等。在本文中,我们选择Gray映射方式,其具有较好的错误容忍性和功率效率。

 

       Gray映射的思想是将相邻的符号在二进制比特上只有一个位不同。例如,当a_n0000000000时,其对应的符号为QAM调制图中的左下角点;当a_n0000000001时,其对应的符号为左下角点往上移动一个单位。

 

2.3 并行化处理

 

       由于1024QAM调制信号需要处理的数据量较大,因此需要采用并行化处理的方法,以提高运算速度和降低硬件资源消耗。

 

      并行化处理的方法包括时间并行和空间并行。在本文中,我们选择时间并行的方法,即将数据流划分为多个并行处理单元,每个处理单元负责处理一部分数据,以实现并行化处理。如图3所示,将10个二进制比特分为5组,每组包含两个比特,每个比特对应一个并行处理单元。

       在并行处理的过程中,需要考虑数据的同步和处理单元之间的数据传输。一种常用的方法是采用流水线处理,即将数据流分为多个处理阶段,每个阶段包含多个并行处理单元,相邻阶段之间通过寄存器进行数据传输和同步。

 

2.4. FPGA实现

 

      FPGA是一种灵活可编程的硬件平台,可以根据具体需求进行定制化设计和实现。在实现基于FPGA1024QAM调制信号产生模块时,需要根据具体硬件资源和运算速度要求进行设计和实现。通常,FPGA实现的步骤包括硬件描述语言编写、综合、布局布线、生成比特流和下载到FPGA芯片等。其中,硬件描述语言编写是实现的核心,可以采用VerilogVHDL等语言进行编写。

 

       基于FPGA1024QAM调制信号产生模块的实现方法,包括1024QAM调制信号的基本原理、符号映射方式、I并行化处理和FPGA实现等。通过合理的设计和优化,可以实现高效、稳定和可靠的1024QAM调制信号产生模块,适用于通信、雷达、信号处理等领域。

 

3.Verilog核心程序

 

module TEST;
 
	reg clk;
	reg rst;
	reg start;
 
    wire  [9:0] 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_1024QAM_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)
	   );
	   
	   
//wire signed[23:0]I_comcos2;
//wire signed[23:0]Q_comsin2;
//wire signed[7:0]o_Ifir;
//wire signed[7:0]o_Qfir;
//wire signed[7:0]o_sdout;
//tops_256QAM_demod  top2(
//	   .clk(clk),
//	   .rst(rst),
//	   .start(start),
//	   .I_comcos(I_comcos),
//	   .Q_comsin(Q_comsin),
//	   .I_comcos2(I_comcos2),
//	   .Q_comsin2(Q_comsin2),
//	   .o_Ifir(o_Ifir),
//	   .o_Qfir(o_Qfir),
//	   .o_sdout(o_sdout)
//	   );  
	   
 
	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