基于小波包变换的多载波调制系统的FPGA实现

FPGA(Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)在现代数字电路设计中发挥着越来越重要的作用.从设计简单的接口电路到设计复杂的状态机,甚至设计"System On Chip(片上系统)",FPGA所扮演的角色已经不容忽视.FPGA所具有的静态可重复编程和动态在系统重构的特性,使得硬件的功能可以像软件一样通过编程来修改,这样就极大地提高了电子系统设计的灵活性和通用性,缩短了产品的上市时间并降低了电子系统的开发成本.基于此,本课题利用VHDL语言进行基于小波包多载波调制技术的FPGA设计实现.小波理论是近二十年来发展起来的新的数学理论与方法,它在很多领域都得到了广泛深入地应用,与傅立叶变换、短时傅立叶变换相比,小波变换在分析时变信号与非平稳随机信号方面具有显著的优势.基于小波/小波包变换的多载波调制(简称小波包调制)是小波/小波包理论与多载波调制技术相结合而产生的一种新的调制技术.它采用具有良好的正交性和时频局域性的小波包函数作为载波,可通过快速小波/小波包变换实现传输信号的多载波调制.在本论文中是对基于小波包变换的多载波调制系统进行了基于FPGA的设计.作为一个完整的通信系统,从信源编码、信道编码以及在传输过程中要进行的交织运算和插值处理进行了设计.完成了针对快速小波包Mallat算法的小波综合和小波分解的过程.但是,只是分级完成了基本的功能,对于不同的码制,可以进行相应的设计. 大量理论分析与仿真结果表明,基于小波包变换的多载波调制技术作为一种新的调制技术,在提高通信系统的性能方面具有很大的优势和潜力,并且实现方案灵活多样,适用通信环境.通过实践证明,FPGA在信道编解码方面有其独特的优势,在数字信号处理方面值得更深入地研究和应用.