在现代通信技术中，FPGA（现场可编程门阵列）作为一种非常灵活的硬件资源，被广泛用于各种信号处理的实现中。这篇文章讨论了如何使用FPGA实现高阶QAM（Quadrature Amplitude Modulation，正交幅度调制）调制器，特别以64QAM调制为例，详细描述了设计过程和工作原理。
文章介绍了MQAM，即多电平正交幅度调制的概念。MQAM是一种高效的调制方式，它结合了振幅和相位两个维度的信息传输，提高了频带利用率和功率利用率。在振幅和相位分别携带信息的情况下，信号平面的利用率并不高，而MQAM通过合理分布信号矢量端点，能在保证最小距离不变的情况下增加信号端点数，或者在相同端点数的情况下增大最小距离，从而提高传输效率。
文章进一步探讨了MQAM调制原理。正交振幅调制是指使用两个独立的基带波形对两个正交的同频载波进行调制，从而在相同带宽内实现两路信息的并行传输。在MQAM中，每个载波的振幅由一组离散值决定，通过改变振幅和相位来实现不同信息的传输。信号的每一坐标点代表一种编码组合，并且每个坐标点都是由特定的振幅和相位来确定的。
接着，文章以64QAM为例，详细阐述了基于FPGA实现全数字调制系统结构的设计方案。系统中包含多个功能模块，如扰码器、串并转换器、差分编码器、电平转换器和星座图映射器。这些模块大多利用查找表（LUT）的方法实现。设计中的难点在于成形滤波器和正交调制器的实现。文章强调了成形滤波器的重要性，其作用是在带限信道中传输信号，提升频谱利用率，并减少码间干扰。通过共轭匹配收发基带滤波器可以有效降低码间干扰。设计中采用了均方根升余弦滚降滤波器，其系数可以通过Matlab软件生成，并利用分布式算法（DA）原理，通过查找表来替代传统乘法器实现FIR滤波器。
分布式算法（DA）是FPGA实现中的一种关键算法，它通过查找表技术减少了乘法器的需求。该算法的核心在于将滤波器的乘加运算转换为查找表操作。这种方法特别适合FPGA实现，因为它能够有效地利用FPGA的查找表和逻辑单元资源。
文章通过仿真结果展示了基于FPGA实现的64QAM调制器的性能。仿真结果证明了码元速率为25.92Mbaud的基带信号在经过成形滤波后，频谱被限制在20MHz范围内，满足设计要求。
通过阅读这篇文章，我们可以了解如何利用FPGA的强大功能来实现一个高阶的QAM调制器，以及在设计过程中需要考虑的关键技术和算法。此外，文章对于理解数字信号处理中的MQAM调制原理，以及基于FPGA的硬件设计实现提供了宝贵的参考。
