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正文摘录:

子技术}2007年第4期总第243期》新型元器件q16QAM基带成形滤波器的FPGA实现马娅娜，杜栓义，畅通，陈立娜(西安电子科技大学ISN国家重点实验室陕西西安710071)摘要：根据16QAM的调制原理，提出一种采用现场可编程门阵列(FPGA)实现16QAM成形的FIR数字滤波器硬件电路的方案。该方案基于分布式算法的思想，利用FPGA丰富的查找表资源，从时域上对基带信号直接进行成形。因为所采用的成形方法运算量小、精度高，所以适用于实时系统。关键词：16QAM；FPGA；基带信号成形；分布式算法；查找表中图分类号：TN911文献标识码：B文章编号：1004—373X(2007)04—01l—03ABasebandShapingFilterImplementionof16QAMwithFPGAMAYana，DUShuanyi，CHANGTong，CHENLina(NationalKeyLabofISN，XidianUniversity，Xi’an，71007l，China)Abstract：Withtheprincipleof16QAM，thetextputsforwardoneschemewhichadoptsFPGAtOrealizethehardwarecir—cuitof16QAMtakingshapeFIRdigitalwavefilter.Basedontheideaofdistributedarithmetic，usingtherichlook—uptableofFPGA.，theprogrammeshapestOthebasebandsignalfromthe24一hourdirectly.Thecomputationalmethodsissmallinvol—umeandhighinaccuracy，SOtheschemeisfitforreal—timesystems.Keywords：16QAM；FPGA；basebandsignalshaping；distributedarithmetic；look—uptable随着超高速数字集成电路的发展，成形滤波器已经由过去的基带频域模拟成形滤波器变成现在的基带时域数字成形滤波器。与基带模拟成形滤波器相比，基带数字成形滤波器具有高精度、高可靠性和高灵活性等优点；同时还具有便于大规模集成、易于实现线性相位等特点。实现基带数字成形的方法很多，与传统算法相比，分布式算法可以极大地减少硬件电路的规模，提高电路的执行速度。本文采用基于分布式算法思想的时域成形方法来实现16QAM信号成形。116QAM调制原理QAM正交振幅调制是用两个独立的信号分别去调制同相与正交两个载波，QAM已调信号可以表示为：S。(￡)一Re[(A。+jA。)g(￡)ej。“，‘]一A。g(f)COS2n-厂ff—A。sin27[Lt(1)式中A。和A。是承载信息的正交载波的信号幅度，g(￡)是信号脉冲。16QAMModem发送端经过16QAM映射得到I，Q两路信号，送到脉冲成形滤波器限制发送信号的带宽，并有效地消除符号间干扰。2分布式算法的基本原理一个线性时不变网络的输出可以用下式表示：收稿日期：2006—07—15y(n)一∑A而(”)(2)设A。是已知常数(如滤波器系数、FFT中的正弦／余弦基本函数等)；z。(，z)是变量，可以看作是”时刻的第k个采样输入数据；y(n)代表7“1时刻的系统响应。仔细观察式(2)可以看出，输出单个y(n)需要将志个乘积累加，这种累加可以通过查找表实现，大大提高了运算的效率。为了使乘法之后的数据宽度不至于展宽，先把数据源数据格式规定为浮点数2的补码形式。变量z。(”)可用下式表示：.B—lz。(”)一∑z。·2。(3)式中，B为数据格式的字长；z。是变量的二进制位，只有“0”和“1”两种状态。将式(3)代入式(2)得：NⅣ一lB—ly(n)一∑A。z；(”)一∑∑A。z。2。k一1女=06—0一(A1210+A2220+…+A～T№)2。+(A1zll+A222】+…+ANzNl)2。+(4)(Alzl2+A222z+…+ANzN2)2。十…+(Ajzl(pI】+A222(『}_1)+…+ANz～(B_l】)2‘…’从式(4)可以看出，每个方括号中进行的是输入变量的某一个数据位和所有常量A，～A。的每一位进行位相“与”然后求和，而指数部分则说明了求和结果的位加权，这种加权可以通过移位来实现。而括号中的计算可以通过建立查找表来实现，具体的操作通过所有输入变量的同】1