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在本课程中，系统的调制解调，是直接通过仿真来实现的，没有通过AD,DA进行实际的发射和接收，因此，系统的发射端，即调制度，我们省略了成型滤波。即不考虑吉布斯现象。

1.BPSK/QPSK/16QAM调制解调模块；4.基于BPSK的双向反馈链路；4.SNR信噪比估计模块；2.调制识别码插入模块；3.AWGN信道模块；1.AD,DA模块；

oybit表示的是解调后恢复的二进制数据。o_mod_type表示识别到的调制方式。关于仿真内容的解析，可以参考视频讲解。i_x表示的是发射所用的二进制数据。o_Nmod表示加入噪声的调制数据。o_mod_adap表示调制数据。o_SNR表示估算的信噪比值。

本小节，我们完成了自适应调制解调系统的解调模块的设计，在下一章节，我们将设计自适应调制解调系统的顶层设计，并完成系统的仿真与分析。

那么在接收端，对接收信号的识别码进行检测，从而提取当前帧的调制方式，同时，计算SNR，将SNR反馈给发射端，发射端根据前一帧反馈的SNR，确认下一帧的数据调制方式。2.双向反馈链路，一般使用窄带BPSK扩频模式，反馈指令，目的是为了保证指令参数高质量反馈，在本课程，这条链路暂时不考虑，我们直接将计算的SNR赋值给调制端。其中ix为每一帧数据，然后SNR从4逐渐增加到18，然后数据依次发射BPSK，QPSK，16QAM三种调制数据。其中第一个BPSK，用于三种调试方式的识别码的调制，剩下三个为三种调制模块。

从上述的MATLAB程序可知，在FPGA中，实现SNR计算，可以通过对信号进行平方运算，然后对一段时间内的平方值进行累加，得到信号的平均功率。同样，可以对噪声进行类似的处理，得到噪声的平均功率。例如，可以对一段时间内的信号进行采样，然后计算信号的均方值作为信号功率的估计值；同样，可以对噪声进行采样，计算噪声的均方值作为噪声功率的估计值。可以看到，通过这种方法，估计得到的SNR，具有较高的精度，且容易在FPGA中实现。上述程序中，调用了两个IP核，分别是乘法器用于计算功率，除法器，计算信噪比值。

根据上两个课程的学习，我们知道，基于双向链路的自适应调制解调通信链路的基本结构如下图所示：整个系统的FPGA模块，包括BPSK调制解调模块，QPSK调制解调模块，16QAM调制解调模块，SNR计算模块，。下面我们对该系统的各个模块进行设计。

信噪比是信号功率与噪声功率之比，通常用分贝（dB）表示。在通信系统中，信噪比是衡量信号质量的重要指标之一。较高的信噪比表示信号质量较好，而较低的信噪比则表示信号受到噪声的干扰较大。这个仿真结果可以看到，当采用BPSK调制时，其传输效率较低，但是可以克服低信噪比带来的干扰。而当信噪比较高时，则自动切换到16QAM，从而提升数据传输效率。SNR8启动QPSK。我们将这个程序命名为Runme.m。SNR>14启动QAM16。SNR

在本小节中，我们初步了解了双向通信链路的基本构架，在后续章节，我们将学习如何开发该系统。

在上一个课程，我们完成了64QAM软解调各个子模块的设计，下面我们将定义一个顶层模块，调用64QAM调制模块以及软解调模块。[2]赵潇宇,李少谦.64QAM信号的软解调算法及其定点实现[C]//中国西部青年通信学术会议.2004.[1]刘文龙,王丹志.TD-LTE物理层64QAM软解调算法的研究实现[J]. 2013.

完成上述操作之后，我们就得到了64QAM软解调部分程序：在下一个课程中，我们将编写一个顶层模块，调用64QAM调制和软解调模块，完成整个系统的仿真测试。

通过上面的几个小节，我们得到了如下子模块：再下一个课程中，我们将定义64QAM软解调顶层函数调用这些子模块。

64QAM（Quadrature Amplitude Modulation）即64状态正交幅度调制，是一种高效的数字调制技术，它利用载波的幅度和相位来携带信息。在64-QAM中，每个符号可以代表6个比特的信息，因此相比传统的BPSK或QPSK调制，它在同一频带宽度内提供了更高的数据传输速率。64QAM软解调是指在接收端对接收到的信号进行处理时，不仅估计出最可能的符号值，还给出每个符号的概率或可靠性度量，这些度量在后续的信道编码和解码过程中非常重要，特别是当采用前向纠错编码如turbo码或LDPC码时。

在本课程中，采用的是硬判决的方式实现64QAM的解调过程，判决条件如下：endendendendendendendend[endif][endif][endif]endendendendendendendend[endif][endif][endif]endendendendendendendend[endif][endif][endif]endendendendend。

64QAM（Quadrature Amplitude Modulation，正交幅度调制）是一种数字调制技术，它通过同时改变载波信号的幅度和相位来传输信息。在64QAM中，每个符号可以代表6个比特的信息，因为2^6 = 64。这种调制方式在现代通信系统中非常常见，因为它能够在相同的带宽内提供比较低阶调制如QPSK或16QAM更高的数据速率。64QAM结合了幅度调制（ASK）和相位调制（PSK）。在这种调制中，一个复数平面上定义了64个不同的点，这些点称为星座点。

在本课程中，采用的是硬判决的方式实现32QAM的解调过程，判决条件如下：endendendend[endif][endif]endendendendendend[endif]endendendendendend[endif]endendendendendend[endif]endendendendendend[endif][endif]endendendend。

32QAM（Quadrature Amplitude Modulation）是一种高级的调制技术，它结合了幅度调制和相位调制，以实现更高的数据传输效率。在32QAM中，每个符号可以表示5比特的信息（因为2^5=32），这比较低阶的QAM调制如16QAM或64QAM提供了一个折中的方案，在频谱效率和误码率之间取得平衡。32QAM的基本思想是在I（同相）和Q（正交）两个维度上同时对载波进行调制。I轴和Q轴上的信号都采用了幅度调制，而这两个分量之间是正交的，即它们之间存在90度的相位差。

16PSK是一种多相位调制技术，其中每个符号代表4个比特信息。在调制过程中，输入的二进制数据流被分割成4位一组的数据块，然后映射到复平面上的16个相位位置之一。假设输入的4位比特为b1​b2​b3b4​，它们可以映射到16个相位之一：0000:00001:22.50010:450011:67.50100:900101:112.50110:1350111:157.51000:1801001:202.51010:2251011:247.51100:2701101:292.5。

16点正交相移键控（16-Phase Shift Keying，简称16PSK）是一种数字通信调制技术，它利用载波的不同相位来传输信息。相比于其他类型的PSK调制（如BPSK或QPSK），16PSK可以在相同的带宽内传输更多的信息比特，但代价是复杂性和对信噪比的要求更高。16PSK调制技术通过将信息编码为载波的不同相位来实现数据传输。具体来说，它使用16个不同的相位来表示4比特的信息，因此可以看作是4比特PSK调制技术的一种实现。

8PSK是一种多相位调制技术，其中每个符号代表三个比特信息。在调制过程中，输入的二进制数据流被分割成三位一组的数据块，然后映射到复平面上的八个相位位置之一。假设输入的三位比特为b1​b2​b3​，它们可以映射到八个相位之一：而在8PSK解调过程中，其主要包含去载波和低通滤波两个步骤。该模块的是利用已知的发送端载波频率的正弦波信号和接收采样所得的信号进行相乘，所得的结果包括两部分，即载波的倍频部分和基带部分，其中不考虑接收信号在传输过程中由于干扰导致的频率变化。

8PSK (8-Phase Shift Keying) 调制是一种数字通信技术中的相位调制方式，它利用不同的相位来表示不同的信息符号。与传统的BPSK（二进制相移键控）和QPSK（四相移键控）相比，8PSK能够在一个符号内传输更多的比特信息，从而提高数据传输速率。下面详细介绍8PSK调制的原理、数学描述及其实现。8PSK调制使用八个不同的相位来表示三个比特的信息。在星座图中，这八个相位均匀分布在单位圆周上，每个相位对应于一个三比特的码字。

8FSK通过改变载波信号的频率来传输数据。对于每一对比特（000, 001, 010, 011，100, 101, 110, 111），会对应一个特定的载波频率。8FSK信号的解调可以通过多种方法实现，包括非相干解调和相干解调。非相干解调较为简单，通常使用滤波器将信号分为四个通道，然后通过比较每个通道的能量来确定接收到的比特对。相干解调则需要恢复载波相位，通常使用匹配滤波器等技术。在本课程中，我们实现8FSK非相干解调。

8FSK调制系统的FPGA开发与matlab验证

4FSK通过改变载波信号的频率来传输数据。对于每一对比特（00, 01, 10, 11），会对应一个特定的载波频率。这四个频率通常按照两对来选择，每对中的两个频率是接近的，但两对之间的频率差较大，以便于接收端区分它们。假设我们有两个中心频率f1​ 和f2​，且 f1​

【教程4＞第3章＞第6节】4FSK调制系统的FPGA开发与matlab验证

在8ASK调制过程中，原始的二进制数据流被分组，每三个二进制位形成一个符号，总共有8种可能的符号组合，即000、001、010、011、100、101、110、111。这八个组合分别对应载波信号的八个不同幅度级别，通常选择等间距的幅度值。设载波的基带信号为s(t)，载波频率为fc​，幅度等级分别为A1​,A2​,A3​,A4​​,A5​,A6​,A7​,A8​，且A1​

【教程4＞第3章＞第4节】8ASK调制系统的FPGA开发与matlab验证

在4ASK调制过程中，原始的二进制数据流被分组，每两个二进制位形成一个符号，总共有22=422=4种可能的符号组合，即00、01、10、11。这四个组合分别对应载波信号的四个不同幅度级别，通常选择等间距的幅度值。设载波的基带信号为s(t)，载波频率为fc​，幅度等级分别为A1​,A2​,A3​,A4​，且A1​

而在4ASK中，每个符号代表两位二进制信息。因此，有四种可能的振幅水平，通常与二进制序列00、01、10、11一一对应。这些振幅水平对应着载波信号幅度的不同值，例如，通过改变幅度的高低来编码不同的二进制组合。

高阶调制（High Order Modulation）是一种先进的数字调制技术，旨在通过增加每个符号携带的信息比特数来提高无线通信系统的数据传输速率和频谱效率。这种技术特别适用于具有较高信噪比（Signal-to-Noise Ratio, SNR）的通信环境，例如卫星通信、光纤通信以及一些高质量的无线通信链路。在数字通信中，调制是将数字信号（比特流）转换为适合在物理信道上传输的模拟信号的过程。高阶调制通过使用更多的信号状态或星座点来表示不同的比特组合，从而在一个符号周期内传输更多的信息。