基于FPGA的8PSK+卷积编码Viterbi译码通信系统,包含帧同步,信道,误码统计,可设置SNR

1.引言

基于FPGA的8PSK+卷积编码Viterbi译码通信系统开发,包含帧同步,高斯信道,误码统计,可设置SNR。系统包括8PSK调制模块，8PSK解调模块，217卷积编码模块，维特比译码模块，AWGN信道模块，误码统计模块，帧同步模块，数据源模块等。

2.算法仿真效果

3.算法涉及理论知识概要

整体系统结构如下所示：

8PSK调制是一种相位调制方式，其基本原理是通过改变载波的相位来传递信息。在8PSK中，一个符号周期内的相位变化有8种可能的状态，分别对应3个比特的信息。因此，8PSK调制可以看作是一种将3个比特映射到一个符号的映射方式。

4.Verilog程序接口

`timescale 1ns / 1ps
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Company: 
// Engineer: 
// 
// Create Date: 2023/05/03 06:21:37
// Design Name: 
// Module Name: TEST
// Project Name: 
// Target Devices: 
// Tool Versions: 
// Description: 
// 
// Dependencies: 
// 
// Revision:
// Revision 0.01 - File Created
// Additional Comments:
// 
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
X
module TEST();
 
 
 
reg i_clk;
reg i_rst;
reg signed[7:0]i_SNR;
wire signed[1:0]o_en;
wire            o_msg;
wire dat_clk;
wire dat_2clk;
signal signal_u(
.i_clk (i_clk),
.i_rst (i_rst),
.o_en(o_en),
.o_bits(o_msg),
.dat_clk(dat_clk),
.dat_2clk(dat_2clk)
);
 
 
reg signed[7:0]i_SNR;
 
wire [1:0]o_enc;
wire      o_encs;
wire[2:0]o_ISET;
wire signed[15:0]o_I8PSK;
wire signed[15:0]o_Q8PSK;
wire signed[15:0]o_I8PSKs;
wire signed[15:0]o_Q8PSKs;
wire signed[31:0]o_mod_T;
wire signed[15:0]o_Nmod_T;
wire signed[31:0]o_modc_R;
wire signed[31:0]o_mods_R;
wire signed[31:0]o_Ifir_R;
wire signed[31:0]o_Qfir_R;
wire  [2:0]o_wbits;
wire       o_bits;
wire [1:0]o_bits_head;
wire [7:0]o_peak;
wire  o_en_data;
wire  o_en_pn;
wire  o_frame_start;
wire o_dec_enable;
wire o_dec;
wire signed[31:0]o_error_num;
wire signed[31:0]o_total_num;  
 
TOPS_8PSK TOPS_8PSK_u(
.i_clk        (i_clk),
.i_clkdx      (dat_clk),
.i_clkd2x     (dat_2clk),
.i_rst        (i_rst),
.i_SNR        (i_SNR),
.i_en         (o_en),
.i_dat        (o_msg),
.o_enc        (o_enc),
.o_encs       (o_encs),
.o_ISET       (o_ISET),
.o_I8PSK      (o_I8PSK),
.o_Q8PSK      (o_Q8PSK),
.o_I8PSKs     (o_I8PSKs),
.o_Q8PSKs     (o_Q8PSKs),
.o_mod_T      (o_mod_T),
.o_Nmod_T     (o_Nmod_T),
 
.o_modc_R     (o_modc_R),
.o_mods_R     (o_mods_R),
.o_Ifir_R     (o_Ifir_R),
.o_Qfir_R     (o_Qfir_R),
.o_wbits      (o_wbits),
.o_bits       (o_bits),
.o_bits_head  (o_bits_head),
.o_peak       (o_peak),
.o_en_data    (o_en_data),
.o_en_pn      (o_en_pn),
.o_frame_start(o_frame_start),
.o_dec_enable (o_dec_enable),
.o_dec        (o_dec),
.o_error_num  (o_error_num),
.o_total_num  (o_total_num)
);
 
 
initial
begin
    i_clk = 1'b1;
    i_rst = 1'b1;
    i_SNR =7;//这个地方可以设置信噪比，数值大小从0~50，
    #1200
    i_rst = 1'b0;
end
always #5 i_clk=~i_clk;
 
 //显示发射端带相位旋转的星座图
integer fout1;
integer fout2;
integer fout0;
initial begin
 fout0 = $fopen("en.txt","w");
 fout1 = $fopen("It.txt","w");
 fout2 = $fopen("Qt.txt","w"); 
end
always @ (posedge dat_clk)
 begin
     if(i_rst==0)
     begin
     $fwrite(fout0,"%d\n",o_en);
        $fwrite(fout1,"%d\n",o_Ifir_R);
     $fwrite(fout2,"%d\n",o_Qfir_R);
     end
     else begin
     $fwrite(fout1,"%d\n",0);
        $fwrite(fout1,"%d\n",0);
     $fwrite(fout2,"%d\n",0);
     end
end
endmodule
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