Modulator 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation) 1. Modulator

Modulator 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)
1. Modulator 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation).
Modulacji mogą podlegać równocześnie dwa, a nawet wszystkie trzy parametry: amplituda,
częstotliwość i faza. Szczególne znaczenie praktyczne ma równoczesna modulacja amplitudy
At  i fazy t  . Ze wzoru na kosinus sumy wynika wówczas możliwość przedstawienia
takiego sygnału sinusoidalnego w postaci sumy dwóch składowych: kosinusowej i sinusowej
x I Q t=x I tcos t−Q t sin t=ℜ{x t exp j t}
gdzie składowe
x I = At  cos t ,
synfazową i kwadraturową, natomiast
x Q =At sin t  nazywamy odpowiednio składowymi
x t =x I t jx Q t = At exp j t sygnałem
równoważnym w paśmie podstawowym. O obu czynnikach cos ωt, sin ωt mówimy że są w
kwadraturze. Taki rodzaj modulacji nazywamy więc modulacją kwadraturową(QAM-Quadrature
Amplitude Modulation).
Wzór opisujący modulację QAM jest następujący:
si t=


2 E0
2 E0
a i cos 2  f c t 
b sin 2 f c t
T
T i
gdzie:
si-sygnał zmodulowany
E0 – energia sygnału o najniższej amplitudzie
ai, bi – pary niezależnych liczb całkowitych pobranych z tablicy konstelacji
fc – częstotliwość nośnej
t – czas
1
Modulator 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)
Powyższy diagram konstelacji można przedstawić w postaci macierzy:
[
]
−3,3
−1,3
1,3
3,3
−3,1
−1,1
1,1
3,1
{a i , bi }=
−3,−1 −1,−1 1,−3 3,−1
−3,−3 −1,−3 1,−3 3,−3
2
Modulator 16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)
2. Zadania:
•
zaimplementować modulator 16QAM, obudować modulator w komponenty niezbędne do
generowania sygnału (pamięć z danymi, przetwornik C/A)
•
dokonać syntezy układu dla płyty prototypowej Spartan-3E Starter Kit (Xilinx XC3S500-E
Spartan-3E FPGA)
•
przeprowadzić symulację behawioralną oraz Post-Route Simulation
•
zaobserwować na oscyloskopie przebieg zmodulowanego sygnału
•
zaobserwować w sygnale składową synfazową(I) oraz kwadraturową(Q)
•
wyniki przedstaw prowadzącemu
3. Sprawozdanie
W sprawozdaniu należy zamieścić:
•
informacje jakie zasoby układu i w jakich ilościach wykorzystane są przez projekt
•
kod VHDL opisujący modulator 16QAM wraz z komponentami opisanymi w języku VHDL
•
przebiegi symulacji behawioralnej oraz Post-Route kodera/dekodera
•
przebiegi otrzymane z oscyloskopu
•
opis wprowadzania danych do zaimplementowanego układu i odczytywania wyników
3