РЕФЕРАТ 2
ВВЕДЕНИЕ 4
1 Описание структурной схемы модели приемника и передатчика системы цифровой связи с QPSK модуляцией 6
1.1 Основные сведения о QPSKмодуляции 6
1.2 Структурная схема приемника и передатчика 11
2Моделирование функциональных узлов системы цифровой связи с QPSK модуляции 12
2.1 Кодирующее устройство 12
2.2 Модулятор 14
2.3 Демодулятор 17
2.4 Декодирующее устройство 18
3 УПОЕописание модели приемника и передатчика системы цифровой связи с QPSK модуляцией 20
3.1 VHDL описание кодирующего устройства 20
3.2VHDL описание модулятора 22
3.3VHDL описание демодулятора 23
3.4 VHDL описание декодирующего устройства 24
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 26
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 27
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
В настоящее время современные достижения радиоэлектроники обеспечивают возможность реализовать в передатчике и приемнике системы связи достаточно сложные алгоритмы цифровой обработки электрических сигналов. В результате качество передачи практически любых сообщений в цифровых системах оказывается выше, чем качество передачи этих сообщений с помощью аналоговых систем связи. Например, оказалось возможным передавать сообщения в присутствии шума и помех с большей точностью или передавать больше сообщений при прочих равных условиях. При использовании цифровых технологий очень низкая частота ошибок делает возможным высокую точность сигнала. Так же цифровые каналы надежнее, допускают более гибкую реализацию. Технологии не стоят на месте и чем стремительнее развиваются компьютеры, тем сложнее они становятся. На одном кристалле могут размещаться тысячи, а то и миллионы элементов, и разработка таких устройств не может осуществляться на уровне изображенной на бумаге схемы. Поэтому были созданы специальные языки описания аппаратуры, включающие в себя основные понятия, существенные для проектирования цифровых систем.
В настоящее время существует проблема о наличие в свободном доступе VHDL кодов, которые необходимы для проектирования цифровых систем на программированных логических интегральных схемах (ПЛИС). Для решения данной проблемы был разработан код на языке VHDL для реализации приемника и передатчика цифровой связи на базе ПЛИС.
Цель выпускной квалификационной работы состоит в разработке приемника и передатчика системы цифровой связи с QPSK модуляцией на базе программируемой логической интегральной схемы. QPSK модуляция широко применяется в беспроводных профессиональных сетях (IEEE 802.15.4c и IEEE 802.15.4d), в автоматизации технологических процессов и жилья, идентификация товаров на складе и отслеживание движения товара, в различных технологиях, включая ZigBee, WiFi и радиочастотную идентификацию. Данный вид модуляции является основным в стандарте спутникового цифрового телевидения. А также особое значение QPSK модуляция имеет в радиолокации.
Для достижения этой цели необходимо выполнить ряд задач и решить последовательно вопросы проектирования данных элементов в программно-инструментальной среде MATLAB Simulink.
Simulink - это графическая среда имитационного моделирования, позволяющая при помощи блок-диаграмм в виде направленных графов, строить динамические модели, включая дискретные, непрерывные и гибридные, нелинейные и разрывные системы. Дополнительные пакеты расширения Simulink позволяют решать весь спектр задач от разработки концепции модели до тестирования, проверки, генерации кода и аппаратной реализации. Simulink интегрирован в среду MATLAB, что позволят использовать встроенные математические алгоритмы, мощные средства обработки данных и научную графику.
Задачи:
а) разработка отдельных функциональных компонентов, входящих в состав приемника и передатчика;
б) тестирование отдельных компонентов;
в) сборка и тестирование полной готовой модели;
Исследование устройств в данном случае подразумевает под собой схемотехническое решение проблемы, выбор элементной базы, моделирование разрабатываемого устройства и экспериментальное измерение его параметров. Данный процесс можно считать итерационным, поскольку на каждом этапе возможно возвращение к этапу предыдущему для внесения изменений в концепцию или конструкцию устройства.
Пояснительная записка состоит из трех разделов. В первом разделе рассматриваются основные теоретические сведения, а также описана структурная схема модели приемника и передатчика системы цифровой связи. Во втором описываются отдельные функциональные схемы и результаты моделирования. Третий раздел посвящен VHDL описанию модели и результатам компиляции.
В данной выпускной квалификационной работе решается проблема о наличие в свободном доступе VHDL кодов, которые необходимы для проектирования цифровых систем на программированных логических интегральных схемах (ПЛИС).
Практическая значимость данной работы заключается в разработке таких кодов на языке VHDL для реализации приемника и передатчика цифровой связи на базе ПЛИС.
В ходе решения поставленной проблемы, были выполнены задачи в полном объеме. Изучены основные теоретические сведения, проанализирована модель приемника и передатчика системы цифровой связи с QPSK модуляцией. Описана структурная схема модели приемника и передатчика системы цифровой связи. Разработаны и подробно описаны отдельные функциональные компоненты, входящих в состав приемника и передатчика.
Полученные результаты позволяют сделать вывод, что для реализации приемника и передатчика системы цифровой связи с QPSK модуляцией необходимы следующие логические ресурсы ПЛИС: 1083 ALUTs, 8 DSP
Elements.
На следующем этапе предполагается дальнейшая работа в разработке, моделирование и отладке схемы синхронизации, также разработать и произвести отладку программного обеспечения для ПЛИС в составе макета на базе отладочной платы.
