16QAM Modem Design and FPGA Implementation

This paper combines the efficient digital modulation method QAM with software radio technology to implement the 16QAM algorithm on a large-scale programmable logic device FPGA. It has great practical significance in today\'s increasingly scarce spectrum resources. The paper derives and analyzes the basic theory of 16QAM software implementation, bandpass sampling theory, and variable rate digital signal processing related extraction and interpolation technology; deeply studies the digital down-conversion principle and its implementation structure of the core technology of software radio; studies the principle structure and performance of efficient digital filters such as CIC and half-band; adopts the self-design idea for the design of 16QAM modulation and demodulation system; uses the hardware description language VerilogHDL to implement code input in the EDA tool QuartusII environment; and uses a combination of algorithm simulation and in-system actual test debugging for system debugging. The paper first simulates the 16QAM modulation and demodulation algorithm at the system level, and simulates and verifies the feasibility of each module. On this basis, the clock frequency division module, serial-to-parallel conversion module, constellation mapping, 8-fold zero-value interpolation, low-pass filtering, and FPGA and AD9857 interface modules of the modulation end 16QAM signal are completed; the demodulator mainly completes the bandpass sampling, 16-fold CIC extraction filtering, raised cosine roll-off filtering, and 16QAM decoding modules, and realizes the 16QAM modulator; the intermediate frequency signal time domain test waveform and spectrum diagram are given. This system realizes 512Kbps high-speed data rate transmission at a bandwidth of 200KHz. The paper also studies the implementation structure and performance analysis of the enhanced digital phase-locked loop EPLL.