nmt物理样机的设计与实现

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1、NMT物理样机的设计与实现第1章绪论1．1论文背景及来源随着Internet飞速发展，数据、话音和视频传输各类应用随之兴起，当前的接入技术越来越无法满足人们对高性能数字通信服务持续增长的迫切需求，为应对这种发展需求，多种数字通信方式被相继提出，如有线宽带接入的ADSL和VDSL，无线宽带接入的蓝牙、3G、4G、WiFi、WiMax和UWB等。但是，尽管通信方式在飞速发展，调制方法的发展却显得缓慢，如用于有线的DMT和用于无线的OFDM所基于的多载波原理早在1971年就被提出，其它更早期的调制方法如PAM、MASK、FSK、PS

2、K和QAM仍在使用。从一定意义上讲，调制方法已经成为现代数字通信发展中的瓶颈之一，因为既没有新的思想指导，也没有突破性的技术被提出。我的导师梁德群教授提出了矗非正交多重调制技术(Non-orthogonalMulti-modulationTechnology，NMT)一，它突破了传统载波调制中的正交性的限制，丰富和发展了数字通信的调制理论和方法，为发展新的高性能的调制技术提出了新的思路。基于非正交多重调制技术(黼)的原创性，为了将NMT推向实用化，需要从理论研究、计算机仿真和物理实验3个方面来验证NMT的可行性。经过多年的理论

3、和大量的计算机仿真(包括ADSL、VDSL、5类线局域网、无线、卫星等信道的计算机仿真)研究，证明了NMT在提高传输速率及传输距离方面比现有调制方法有很大的优势降121，特别是曹祁生博士的理论研究证明，非正交多重调制技术的频带利用率可以突破理想系统的奈奎斯特(Nyquist)速率【¨21，因此，需要研制NMT物理样机，以进一步验证NMT的可行性。一般来说，一种创新技术从发明到产品化大致要经历如下几个阶段：(1)概念阶段(ConceptualStage)；根据研发项目技术创新程度，可称第一阶段为理论探讨，原理研究(Researc

4、h)，可行性研究(FeasibilityStudy)，方案设计(ProjectProposal)或架构设计(ArchitectureDesign)，这一阶段的工作是比较高层、抽象、概念或行为级的研究和架构设计工作，越是创新技术，研究和分析第2章非正交多重调制技术的成分就越多。国内外对此阶段的定义随项目研发内容不同而不同．(2)计算机仿真(Comp咖Simulation)阶段；通过计算机仿真验证上一阶段的方案和理论的正确性，考虑到后面的物理和工程实现，通常要求计算机仿真验证使用C或Matlab语言编写程序。(3)物理验证(Phy

5、sicalVerification)阶段；通常采用DSP、FPGA芯片搭建物理验证样机，验证计算机仿真结果的正确性。国内通常称此阶段为实验验证。在此验证阶段中，为了验证理论或创新原理的可行性，在样机的设计中一般都尽量设法简化或去除与验证目的无关的环节，从而使得物理验证样机的工程特性比较薄弱，物理验证样机与以后的技术样机或产品样机在软、硬件和系统结构上都有较大区别。这个验证过程往往会揭示出理论或概念设计过程中没有考虑或考虑不周的弱点、盲点、错误甚至颠覆性的缺陷。(4)原型机(Prototype)研发阶段；在物理验证成功的基础上，

6、在包含基本的工程应用系统环节和模块基础上研制原型机，原型机的目的不是研究、探讨或验证，而是界定、开发、检测新原理或新概念在工程应用中实际可用或可达到的功能和性能。绝大部分原型机也是用DSP、FPGA等芯片搭建的。物理验证样机是与理论或概念靠近，原型机则向工程应用发展。国内称原型机为技术样机。原型机在专注技术的工程可行性时往往忽略样机的商业特性，即不考虑用户需求。这个阶段是新项目研发过程中技术性最强和最困难的阶段，难题、挑战、失败和挫折比比皆是，在克服了这些困难后，会出现大量的工程技术创新及相应的专利技术。新概念和新理论在工程应

7、用中的技术关键和难题主要在这个阶段获得发现、认知和解决，也正是在这个阶段中，人们完成对新概念和新技术更深层次的理解和认知。(5)产品开发(ProductDevelopment)阶段；这是新概念和新技术从原型机走入商品的过程，在原型机的基础上，根据市场的要求制定产品样机的产品规范并开发产品样机。国内称此阶段为样机研制。以前的NMT的研究工作只完成了上述的第l、2阶段，本论文的工作是完成上述第3个阶段的任务，即完成物理验证，这阶段的任务可称为物理样机的研制M盯物理样机的设计与实现和物理线路的实验。物理样机可能有如下几种形式：(1)

8、按物理线路实验要求，用分立元器件构成一个基本完整的双向系统。(2)用外购模块构成一个基本完整的双向系统。(3)用外购模块构成一个基本完整的单向系统。(4)数字部分用外购开发板，自制模拟前端(AnalogFrontEnd，AFE)。(5)数字部分和AFE全部用外购开发板，自己开