1. 研究目的与意义
随着时代的发展，通信已经成为人们日常生活中至关重要的一个环节，在现代通信系统中，根据传输信号的不同分为模拟通信与数字通信两大类，目前人们已经越来越广泛的使用数字通信的方式，因此研究数字通信及其相关技术是十分有意义的。在数字通信系统中，信号的调制与解调是至关重要的一个环节，单纯的基带信号或低频信号并不适合传播与接收，调制的目的就是把低频或零频信号加载至一个载波信号上，使之成为适合传输的带通信号，在接收端对信号的恢复过程称为解调。
根据调制的信号类型不同可划分为模拟调制与数字调制，在数字调制中，按照调制方式可划分为振幅键控，频移键控，相移键控以及在此三大类基础上进一步拓展研究的众多子类。在数字调制解调方式中，相移键控因其误码率相对低，占用带宽相对小，频带利用率高，对判决门限偏移不敏感等众多优点受到人们广泛的使用，因此，研究数字调制解调，尤其是PSK（相移键控）有着十分重要的意义。本课题正是在FPGA平台上实现PSK与MPSK的调制解调过程，无论从理论或实践上，对于理解熟悉数字通信系统都有十分重要的意义。
2. 国内外研究现状分析
1934年美国学者李佛西提出脉冲编码调制（pcm）的概念，开启了通信数字化时代，数字通信的高速发展开始于20世纪70年代。随着时代在发展，人们对于通信速率，稳定性，有效性等方面的要求越来越高，调制技术正是影响这些指标的一项重要环节。
常用的数字调制技术有2ask（amplitudeshiftkeying，幅移键控）、4ask、8ask、bit/sk（phaseshiftkeying，相移键控）、qpsk、8psk、2fsk、4fsk等，频带利用率从1bit/s/hz～3bit/s/hz。更有将幅度与相位联合调制的正交振幅调制。近年来，四维调制等高维调制技术的研究也得到了迅速发展，并已应用于高速modem中，为进一步提高传输效率奠定了基础。本次课题研究的psk(相移键控)技术也在不断的发展与完善。最初单纯的psk调制相比于ask能量谱更集中（稳定），解调后误码率更低；相比于fsk，其占用带宽更小。可以说是集合了有效性与可靠性综合优势的一项技术，可是其自身也有缺陷，因为在信号恢复过程中，存在着180的相位模糊即恢复的相干载波与所需相干载波可能同相也可能反向，这种相位关系的不确定性将会造成解调出的信号与发送时的数字基带信号相反，因此实际中很少使用，在psk基础上，人们发明了差分相移键控的方式，通过将输入的绝对码转化为相对码（相干码），有效的克服了相位模糊的问题。为了满足现代通信技术对传输速率日益增高的需求，人们已经不再局限于传输单纯的二进制符号，而是开始研究高进制传输方式，如qpsk(四进制相移键控)，8psk等等，以上两者的传输速率分别为2bit/s,3bit/s，明显优于psk的1bit/s。而psk作为这些技术研究的基础，研究与实现其本身也是十分有意义的。
fpga在近年来得到了快速发展，在短短二十多年中从电子设计的外围器件逐渐演变为数字系统的核心，随着集成电路密度不断提高，fpga几乎可以实现所有的数字电路功能，工作频率可达300mhz以上，因此基于fpga平台的产品设计应用十分广泛由于实用性与可靠性的要求，在现代通信中广泛采用的宽带数字调制,可以由数字信号处理技术与fpga硬件平台来实现,性能优越、移植性好,可以用在全数字发射接收机中,可实现mpsk/gmsk及多进制正交幅度调制。
3. 研究的基本内容与计划
本次课题研究的主要问题是如何在fpga平台上稳定，有效的实现2psk与mpsk调制解调过程。即如何在输入一路数据的情形下，将其分流成两路信号来对四路相位相隔90的中频信号进行选择，来实现数组系统的qpsk调制实现。当调制实现后，研究的主要问题转化为如何有效的把调制后的四种相位信号恢复成最初输入的数据信号。在硬件平台上，还需要研究延时分析，误差分析等众多实际影响，最终实现数字调制解调的方案。下面是具体的研究方案
研究方案：
本次课题为基于fpga的psk/mpsk调制解调技术，本次设计将会从对2psk的研究出发，即首先实现2psk的调制解调过程，利用理论分析的方法研究2psk与mpsk信号的相关性，再以四进制相移键控为例，拓展研究其调制解调过程。设计将采用quartusii软件实现程序编译下载，采用飓风2的fpga芯片作为硬件平台以实现信号调制解调。信号的调制与解调的实现分作两个独立过程进行实现，然后将调制端信号接入解调端的输入口处，观察解调器输出端是否恢复出了原本的输入数据，并进行逐步调试。
4. 研究创新点
在本次设计中，我的特色和创新点在于利用具有模块化Verilog语言进行软件控制，这样做的好处在于逻辑结构清晰，易于实现比较复杂的功能实现，其功能拓展性也更加方便，在频率产生电路中，经过步步分析，最终选定了DDS以及查找表的方法实现了频率产生，在QPSK中，我选用正交的小m序列作为输入序列进行试验，这是因为小m序列，作为一种为随机序列，具有严格的封闭性，周期性与严格的游程特性，QPSK信号进行串并转换后通过一个两路信号选择器对序列信号进行选择，交替输出相互正交的两种小m序列。
本设计主要研究基于FPGA器件实现PSK的调制解调，并在此基础上发展，进行MPSK的调制解调研究，并通过QuartusII软件进行仿真模拟。通过对2PSK的原理逻辑分析，设计VHDL程序，并得到仿真结果。在此基础上，通过对2PSK的演化研究，实现MPSK，DPSK的研究实现。
