TS-NMT在无线信道上的试验研究
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摘要
由梁德群教授提出的时移-非正交多重调制技术(Time Shift-Non-orthogonal Modulation Technology,TS-NMT)是一种多载波的调制方式,与传统的多载波调制技术相比,它不再受子波正交性的限制,在数字通信中显现出了巨大的优越性。十多年来,时移-非正交多重调制技术得到了很大的发展,从理论研究到计算机仿真,以及物理样机的研制,都取得了很好的效果。其中,TS-NMT技术在有线信道和无线信道上都做了计算机仿真,并且研制了物理样机,在以太网5#双绞线上进行了试验,取得了良好的效果。
为了验证TS-NMT技术在无线信道上的可行性,本人在前两届师兄的基础上,进行无线信道试验研究。第一,利用SignalWave开发板和无线射频机搭建无线通信系统,并进行无线信道试验,目的是为了测试无线信道模型。把测试出的无线信道模型与理论无线信道模型进行对比,发现测试的无线信道模型是正确的。第二,基于FPGA的TS-NMT调制解调算法的开发。为了验证NMT在无线信道上的可行性,将TS-NMT的调制解调算法在FPGA中实现,这是基于TS-NMT编解码的复杂性和并行性确定的。
Time Shift-Non-orthogonal Multi-modulation Technology (TS-NMT) is a digital multicarrier modulation technology which was invented by professor of Liang Dequn. Compared with traditional multicarrier modulation technology, it is not limited by orthogonality between subwaves, so it shows large advantage. In the last ten years, TS-NMT has obtained large development. Its feasibility and advanced characteristics have proved in theory and computer simulation. The physical testing in the LAN-channel of 5# twicepair 100 meters length has also complemented successful. But the teasting in wireless channel hasn't been done yet, which is a important imperfection for Practical applications.
The study on physical testing in wireless channel for TS-NMT is introduced in this thesis. On the first, for testing wireless channel model, using SignalWave board and radio frequency machine construct wireless communication system and make experiment. Comparing wireless channel model tested with theory wireless channel model,we found that the wireless channel model tested is right.On the second, I developed algorithm of TS-NMT modulation and demodulation based on FPGA. For proving the feasibility of TS-NMT on wireless channel, I had completed the algorithm of TS-NMT modulation and demodulation on the FPGA,which is determined by the complexity and parallelism of algorithm of TS-NMT modulation and demodulation.
为了验证TS-NMT技术在无线信道上的可行性,本人在前两届师兄的基础上,进行无线信道试验研究。第一,利用SignalWave开发板和无线射频机搭建无线通信系统,并进行无线信道试验,目的是为了测试无线信道模型。把测试出的无线信道模型与理论无线信道模型进行对比,发现测试的无线信道模型是正确的。第二,基于FPGA的TS-NMT调制解调算法的开发。为了验证NMT在无线信道上的可行性,将TS-NMT的调制解调算法在FPGA中实现,这是基于TS-NMT编解码的复杂性和并行性确定的。
Time Shift-Non-orthogonal Multi-modulation Technology (TS-NMT) is a digital multicarrier modulation technology which was invented by professor of Liang Dequn. Compared with traditional multicarrier modulation technology, it is not limited by orthogonality between subwaves, so it shows large advantage. In the last ten years, TS-NMT has obtained large development. Its feasibility and advanced characteristics have proved in theory and computer simulation. The physical testing in the LAN-channel of 5# twicepair 100 meters length has also complemented successful. But the teasting in wireless channel hasn't been done yet, which is a important imperfection for Practical applications.
The study on physical testing in wireless channel for TS-NMT is introduced in this thesis. On the first, for testing wireless channel model, using SignalWave board and radio frequency machine construct wireless communication system and make experiment. Comparing wireless channel model tested with theory wireless channel model,we found that the wireless channel model tested is right.On the second, I developed algorithm of TS-NMT modulation and demodulation based on FPGA. For proving the feasibility of TS-NMT on wireless channel, I had completed the algorithm of TS-NMT modulation and demodulation on the FPGA,which is determined by the complexity and parallelism of algorithm of TS-NMT modulation and demodulation.
引文
[1]王兴亮,寇宝明.数字通信原理与技术.西安：西安电子科技大学出版社,2009.
[2]李婵娟.NMT在ADSL线路上的工程仿真：(硕士学位论文).大连：大连海事大学,2007.
[3]龙腾,Cioffi. J. m,刘峰.XDSL技术与应用.北京：电子工业出版社,2002.
[4]谭泽富,OFDM的关键技术及其应用.西南交通大学出版社,2005.
[5]童瑞君.离散多音频调制技术的研究.CNKI:CDMD:2.2005.145843
[6]彭木根,王文博等.下一代宽带无线通信系统——OFDM与WiMAX.北京：机械工业出版社,2007.
[7]Wiegandt D A, Wu Zhiqiang, Nassar C R. High-throughout, high-performance OFDM via pseudo-orthogonal carrier interferometry spreading codes. IEEE Trans on Communications,2003,51(7):1123-1134.
[8]Goeckel D L, Ananthaswamy G. On the design of multidimensional signal sets for OFDM systems.442-452.
[9]Cyrille S, Pierre S, Didier P. Analysis and design of OFDM/QAM and BFDM/QAM oversampled orthogonal and biorthogonal multicarrier modulations. ICASSP, IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing-Proceedings, v4,2002:p IV/4181.
[10]WiliamC.Y.Lee著.宋维模,姜焕成等译.移动通信工程理论和应用(第二版).北京：人民邮电出版社,2002.
[11]佟学俭,罗涛.OFDM移动通信技术原理与应用.北京：人民邮电出版社,2003.
[12]李国起.NMT-S3B样机的试验软件及FPGA模块的开发：(硕士学位论文).大连：大连海事大学,2009.
[13]曹祁生,梁德群.突破正交约束的调制技术研究.中国科学(E辑),2007,08：1066-1072
[l4]Liang. D. Q, Liang. W. H, Sun C N..The Phase-Offset Overlapped Wave Technique[J]. Journal of Electronics (China),2003.
[15]曹祁生,梁德群.非正交多重调制的研究[J].电子学报,vol.34(1),2006.19-23.
[16]梁德群,梁蔚华,孙昌年.移相重叠载波技术[J].电子科学学刊,2003,20(2)：121-127.
[17]江学峰.数字用户环路传输技术研究：(博士学位论文).西安：西安交通大学,2000.
[18]梁德群,代守群,刘播雨,周竹青.移相重叠调制方法及其在有线宽带接入中的应用.科学技术与工程,2005.
[19]周竹青.面向工程实现的LDSL计算机仿真：(硕士学位论文).大连：大连海事大学,2005.
[20]李瑛.移相重叠载波技术在无线通信中应用的研究：(硕士学位论文).大连：大连海事大学,2006.
[21]张艳枚.非正交多重调制在无线通信：(硕士学位论文).大连：大连海事大学,2007.
[22]刘向凤.非正交频分复用在无线信道上的仿真研究：(硕士学位论文).大连：大连海事大学,2008.
[23]陈舒瑜.NMT在5类线信道上的计算机仿真和物理线路实验：(硕士学位论文).大连：大连海事大学,2007.
[24]曾重阳.NMT物理样机调制解调及控制模块的开发：(硕士学位论文).大连：大连海事大学,2008.
[25]孟宪元,钱伟康.FPGA嵌入式系统设计.北京：电子工业出版社,2007.
[26]罗力凡,常春藤等.基于VHDL的FPGA快速入门·技巧·实例.北京：人民邮电出版社,2009.
[27]Lyrtech Inc. SignalWAVE user's guide,2006.
[28]Lyrtech Inc. SignalWAVe tutorial,2006.
[29]Lyrtech Inc. SignalWAVe hardware technical reference guide, May 2006.
[30]赵加祥,佟吉钢等.DSP系统设计和BIOS编程及其应用实例.北京：机械工业出版社,2008.
[31]Lyrtech Inc. SignalWAVE Technical reference guide,2006.
[32]Lyrtech Inc. SignalWAVe FPGA reference design technical reference guide,2006.
[33]纪志成,高春能.FPGA数字信号处理设计教程—system generator入门与提高.西安：西安电子科技大学出版社,2007.
[34]Lyrtech Inc. DSPLink technical reference guide,2006.
[35]Lyrtech Inc. FPGALink technical reference guide,2006.
[36]廖义奎.ARM与FPGA综合设计及应用.北京：中国电力出版社,2008.
[37]石英,李新新,姜宇柏.ISE应用与开发技巧.北京：机械工业出版社,2007.
[38]http://www. mculy. com/html/63/n-4363. html.
[39]贺明妍.分数频Fourier级数的信号分解：光电子·激光第17卷第11期.2006.121-127.
[40]曹祁生.基于非正交思想的数字通信调制方法的研究：(博士学位论文).大连：大连海事大学,2008.
[41]郑君里.信号与系统.北京：高等教育出版社,2002.
[42]钱甜甜.频时相移非正交多重调制(NMT／FTPS)的仿真研究：(硕士学位论文).大连：大连海事大学,2008.
[43]夏博.非正交多重调制用于WiMax的分析与研究(硕士学位论文).大连：大连海事大学,2006.
[44]张传福,彭灿,胡敖等.移动通信网络规划设计与优化.北京：人民邮电出版社.2006.
[45]彭林.第三代移动通信技术.北京：电子工业出版社.2003.
[46]Theodore S. Rappaport著,周文安,付秀花,王志辉等译.无线通信原理与应用.北京：电子工业出版社.2007.
[47]北京合众达电子技术有限责任公司.SEED-DEC6416用户指南,2005.
[48]http://pdf. ic-trade. com/ZAD-6. pdf.
[49]Tektronix公司AFG3000系列任意波形／函数发生器用户使用说明书,2006.
[50]Tektronix Inc. Tektronix 4000 Series Oscilloscopes Product Documentation,2007.
[51]http://www. baidu. com/s?tn=site888_pg & lm=-1 & word=Arbexpress.
[52]姜宇柏,游思晴等.软件无线电原理与工程应用.北京：机械工业出版社.2007.
[53]程佩青.数字信号处理教程.北京：清华大学出版社.2001.
[54]袁亚湘.非线性优化计算方法.北京：科学出版社.2008年.
[2]李婵娟.NMT在ADSL线路上的工程仿真：(硕士学位论文).大连：大连海事大学,2007.
[3]龙腾,Cioffi. J. m,刘峰.XDSL技术与应用.北京：电子工业出版社,2002.
[4]谭泽富,OFDM的关键技术及其应用.西南交通大学出版社,2005.
[5]童瑞君.离散多音频调制技术的研究.CNKI:CDMD:2.2005.145843
[6]彭木根,王文博等.下一代宽带无线通信系统——OFDM与WiMAX.北京：机械工业出版社,2007.
[7]Wiegandt D A, Wu Zhiqiang, Nassar C R. High-throughout, high-performance OFDM via pseudo-orthogonal carrier interferometry spreading codes. IEEE Trans on Communications,2003,51(7):1123-1134.
[8]Goeckel D L, Ananthaswamy G. On the design of multidimensional signal sets for OFDM systems.442-452.
[9]Cyrille S, Pierre S, Didier P. Analysis and design of OFDM/QAM and BFDM/QAM oversampled orthogonal and biorthogonal multicarrier modulations. ICASSP, IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing-Proceedings, v4,2002:p IV/4181.
[10]WiliamC.Y.Lee著.宋维模,姜焕成等译.移动通信工程理论和应用(第二版).北京：人民邮电出版社,2002.
[11]佟学俭,罗涛.OFDM移动通信技术原理与应用.北京：人民邮电出版社,2003.
[12]李国起.NMT-S3B样机的试验软件及FPGA模块的开发：(硕士学位论文).大连：大连海事大学,2009.
[13]曹祁生,梁德群.突破正交约束的调制技术研究.中国科学(E辑),2007,08：1066-1072
[l4]Liang. D. Q, Liang. W. H, Sun C N..The Phase-Offset Overlapped Wave Technique[J]. Journal of Electronics (China),2003.
[15]曹祁生,梁德群.非正交多重调制的研究[J].电子学报,vol.34(1),2006.19-23.
[16]梁德群,梁蔚华,孙昌年.移相重叠载波技术[J].电子科学学刊,2003,20(2)：121-127.
[17]江学峰.数字用户环路传输技术研究：(博士学位论文).西安：西安交通大学,2000.
[18]梁德群,代守群,刘播雨,周竹青.移相重叠调制方法及其在有线宽带接入中的应用.科学技术与工程,2005.
[19]周竹青.面向工程实现的LDSL计算机仿真：(硕士学位论文).大连：大连海事大学,2005.
[20]李瑛.移相重叠载波技术在无线通信中应用的研究：(硕士学位论文).大连：大连海事大学,2006.
[21]张艳枚.非正交多重调制在无线通信：(硕士学位论文).大连：大连海事大学,2007.
[22]刘向凤.非正交频分复用在无线信道上的仿真研究：(硕士学位论文).大连：大连海事大学,2008.
[23]陈舒瑜.NMT在5类线信道上的计算机仿真和物理线路实验：(硕士学位论文).大连：大连海事大学,2007.
[24]曾重阳.NMT物理样机调制解调及控制模块的开发：(硕士学位论文).大连：大连海事大学,2008.
[25]孟宪元,钱伟康.FPGA嵌入式系统设计.北京：电子工业出版社,2007.
[26]罗力凡,常春藤等.基于VHDL的FPGA快速入门·技巧·实例.北京：人民邮电出版社,2009.
[27]Lyrtech Inc. SignalWAVE user's guide,2006.
[28]Lyrtech Inc. SignalWAVe tutorial,2006.
[29]Lyrtech Inc. SignalWAVe hardware technical reference guide, May 2006.
[30]赵加祥,佟吉钢等.DSP系统设计和BIOS编程及其应用实例.北京：机械工业出版社,2008.
[31]Lyrtech Inc. SignalWAVE Technical reference guide,2006.
[32]Lyrtech Inc. SignalWAVe FPGA reference design technical reference guide,2006.
[33]纪志成,高春能.FPGA数字信号处理设计教程—system generator入门与提高.西安：西安电子科技大学出版社,2007.
[34]Lyrtech Inc. DSPLink technical reference guide,2006.
[35]Lyrtech Inc. FPGALink technical reference guide,2006.
[36]廖义奎.ARM与FPGA综合设计及应用.北京：中国电力出版社,2008.
[37]石英,李新新,姜宇柏.ISE应用与开发技巧.北京：机械工业出版社,2007.
[38]http://www. mculy. com/html/63/n-4363. html.
[39]贺明妍.分数频Fourier级数的信号分解：光电子·激光第17卷第11期.2006.121-127.
[40]曹祁生.基于非正交思想的数字通信调制方法的研究：(博士学位论文).大连：大连海事大学,2008.
[41]郑君里.信号与系统.北京：高等教育出版社,2002.
[42]钱甜甜.频时相移非正交多重调制(NMT／FTPS)的仿真研究：(硕士学位论文).大连：大连海事大学,2008.
[43]夏博.非正交多重调制用于WiMax的分析与研究(硕士学位论文).大连：大连海事大学,2006.
[44]张传福,彭灿,胡敖等.移动通信网络规划设计与优化.北京：人民邮电出版社.2006.
[45]彭林.第三代移动通信技术.北京：电子工业出版社.2003.
[46]Theodore S. Rappaport著,周文安,付秀花,王志辉等译.无线通信原理与应用.北京：电子工业出版社.2007.
[47]北京合众达电子技术有限责任公司.SEED-DEC6416用户指南,2005.
[48]http://pdf. ic-trade. com/ZAD-6. pdf.
[49]Tektronix公司AFG3000系列任意波形／函数发生器用户使用说明书,2006.
[50]Tektronix Inc. Tektronix 4000 Series Oscilloscopes Product Documentation,2007.
[51]http://www. baidu. com/s?tn=site888_pg & lm=-1 & word=Arbexpress.
[52]姜宇柏,游思晴等.软件无线电原理与工程应用.北京：机械工业出版社.2007.
[53]程佩青.数字信号处理教程.北京：清华大学出版社.2001.
[54]袁亚湘.非线性优化计算方法.北京：科学出版社.2008年.