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流星余迹通信基带硬件平台设计及编码性能分析

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流星余迹通信基带硬件平台设计及编码性能分析

作者：王达丰西安电子科技大学

学位级别：硕士

流星余迹通信是一种突发通信方式,其利用流星电离余迹对无线电波的反射和散射实现通信,具有保密性好、抗干扰能力强、通信距离远等优点,但其信道突发性强,持续时间短,因此设计功能完善且性能稳定的基带信号处理硬件平台对于支持流星余... 详细信息

流星余迹通信是一种突发通信方式,其利用流星电离余迹对无线电波的反射和散射实现通信,具有保密性好、抗干扰能力强、通信距离远等优点,但其信道突发性强,持续时间短,因此设计功能完善且性能稳定的基带信号处理硬件平台对于支持流星余迹通信中各种关键技术的实现至关重要,同时寻找一种兼顾运算复杂度和译码性能的信道编码方式对于提升流星余迹通信性能同样具有重要的意义。论文首先对流星余迹通信的基本原理和信道特性进行了介绍,然后对流星余迹通信系统基带硬件平台信号处理过程进行了分析和说明,在此基础上对基带信号处理硬件平台进行了详细的设计和研究,包括原理图设计、印制电路板设计以及调试等工作,并在设计过程中对信号完整性和电磁兼容方面进行了考虑。测试结果显示,所设计的流星余迹通信系统基带信号处理硬件平台很好地满足了系统中各种关键技术对硬件平台的要求。最后,对低密度奇偶校验码(LDPC)多种译码算法进行了仿真和分析,仿真结果显示改进的加权比特翻转算法(IMWBF)在运算复杂度为O ( n 2)的条件下,能够获得较好的误比特性能,因而在流星余迹通信中具有一定的实用价值。

关键词：流星余迹通信硬件平台设计基带信号处理低密度奇偶校验码

IEC 61850一致性闭环测试系统硬件平台设计

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四川电力技术 2016年第1期39卷 51-53,81页

作者：魏博渊郑永康蔡钢付毅东陆承宇孟雷陈迟国网四川省电力公司电力科学研究院四川成都610072 西南交通大学电气工程学院四川成都610031 国网浙江省电力公司电力科学研究院浙江杭州310000

IEC 61850一致性测试是保证智能变电站内部设备之间互操作性的重要环节。随着智能电网的发展,智能变电站内部的智能设备数量大幅增加,传统的一致性开环测试具有操作繁琐、缺乏闭环测试、效率较低等缺点。采用闭环测试的方法,使测试平台... 详细信息

IEC 61850一致性测试是保证智能变电站内部设备之间互操作性的重要环节。随着智能电网的发展,智能变电站内部的智能设备数量大幅增加,传统的一致性开环测试具有操作繁琐、缺乏闭环测试、效率较低等缺点。采用闭环测试的方法,使测试平台采用SV、GOOSE、MMS等报文,自动逐条运行测试例,并对受测设备的对应反馈进行分析,给出判断结果,可提高效率和灵活性。一致性闭环测试系统的软件平台通常运行于PC等同架构设备下,其报文通信能力和测试环境的模拟能力均有所不足。根据一致性闭环测试的要求,针对测试系统所需硬件辅助平台进行了基于多处理器ARM架构的硬件平台设计,并通过算例验证证明了硬件平台的可靠性和实用性。

关键词： IEC 61850 一致性测试智能变电站硬件平台设计闭环测试

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列车监视及显示系统硬件平台设计

中国新通信 2021年第1期23卷 75-76页

作者：苗仲海钱委欧阳旭阳苏州长风航空电子有限公司特种显示事业部苏州长风航空电子有限公司

一、所属技术领域本方案属于信息显控系统的系统设计,涉及一种轨道交通信息显控系统的通用设计系统。二、背景技术近年来,我国的城市轨道交通呈现了快速发展态势,速度超出了世界上任何国家的高峰期。作为城市公共交通的重要组成部分,城... 详细信息

一、所属技术领域本方案属于信息显控系统的系统设计,涉及一种轨道交通信息显控系统的通用设计系统。二、背景技术近年来,我国的城市轨道交通呈现了快速发展态势,速度超出了世界上任何国家的高峰期。作为城市公共交通的重要组成部分,城市轨道交通满足人民群众的基本出行,与人民群众生产生活息息相关。

关键词：城市轨道交通城市公共交通显控系统通用设计快速发展态势硬件平台设计列车高峰期

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基于IA现场控制系统的硬件平台设计

自动化与仪表 2000年第6期15卷 27-29页

作者：刘正权许维胜岳继光萧蕴诗上海同济大学电气工程系 200092

本文在有关基于 IA现场控制系统研究的基础上 ,就如何实现该控制系统的硬件平台进行了探讨 ,设计出了该控制系统中各个智能代理的硬件电路原理图 ,并且就通信电路的设计 ,从软、硬件两个方面进行了分析。

关键词：智能代理现场总线控制系统硬件平台设计

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无人机舵机自动测试系统硬件平台设计

兵工自动化 2009年第1期28卷 62-64页

作者：赖国平胡延霖梁存真于克振防空兵指挥学院研究生16队河南郑州450052 防空兵指挥学院信息控制系河南郑州450052 河南预备役高炮师河南郑州450052

无人机舵机自动测试系统硬件平台的方案设计,其测试硬件系统采用基于PXI总线的测试系统,选择所需要的数据采集模块、输入/输出模块等,同时采用LabVIEW技术设计数据采集、数据分析、数据显示、数字量的输入/输出等功能模块。实际运行中,... 详细信息

无人机舵机自动测试系统硬件平台的方案设计,其测试硬件系统采用基于PXI总线的测试系统,选择所需要的数据采集模块、输入/输出模块等,同时采用LabVIEW技术设计数据采集、数据分析、数据显示、数字量的输入/输出等功能模块。实际运行中,舵机系统性能综合自动测试硬件设备,工作稳定,性能良好,且为研制新型舵机产品提供了技术支持。

关键词：舵机自动测试硬件平台设计 PXI总线

基于国产器件的MIMO-SCFDE系统硬件平台的设计与实现

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基于国产器件的MIMO-SCFDE系统硬件平台的设计与实现

作者：李溪野北京邮电大学

学位级别：硕士

以多输入多输出技术(Multiple Input Multiple Output,MIMO)与单载波频域均衡技术(Single Carrier Frequency Domain Equalization,SCFDE )为基本架构的通信系统在宽带无线通信中得到了越来越多的应用。本文旨在设计一种面向MIMO-SCFDE系统的通用硬件平台,该平台可以灵活地承载各种通信系统的物理层调制解调算法,作为样机对算法进行硬件层面上的实际验证。该平台以灵活性、高性能和低成本为目标进行设计。这些指标彼此制约,难以同时满足,在设计中根据实际情况进行取舍,以达到三者间的最佳平衡。平台主要分为以FPGA为主体的核心处理模块,以DAC和ADC为主体的收发链路模块,以时钟管理芯片为主体的时钟系统模块,电源系统模块,以ARM为主体的总体控制模块。其中核心处理模块作为平台功能与设计的关键点,巧妙地利用了某些FPGA的multi-boot功能,对于多模系统实现了“用Flash存储空间换取FPGA电路面积”的设计方式,在保证性能的同时降低了平台的复杂度与成本,是本平台设计方案的创新点之一,突出地体现了对这三项设计指标的兼顾。这种思想还广泛地体现在平台具体设计中的其它方面。此外,平台设计中还力求实现器件的国产化,提高整个平台的国产化率。由于国产化器件种类相对较少,性能相对较低,因而这既是本平台的一大设计难点,又是本平台的一个创新之处。为了使平台保证基本的灵活性与高性能指标,在整个平台设计中,给出了除了FPGA,AD/DA和时钟芯片以外全部器件国产化的设计方案。基于所设计的方案,实现了 MIMO-SCFDE系统硬件平台,进行了各种性能的全面测试。最后,平台在承载了某一实际通信系统后,通过了实验室以及野外外场的实际测试,证明了平台设计的合理性与可靠性。本文还给出了 FPGA与ADC的国产化替代方案,用于平台的下一步演进。

关键词： MIMOSCFDE 硬件平台设计国产化

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高速散射通信系统硬件实现平台设计

高速散射通信系统硬件实现平台设计

作者：陈国庆北京邮电大学

学位级别：硕士

散射通信是指利用大气层中传播媒介的不均匀性对电磁波产生的散射作用所进行的超视距通信。散射通信单跳跨距大、抗核爆能力强、通信保密性好,具有跨越山丘、海面、沙漠等复杂地形进行全天候可靠通信的特点,在军事通信以及应对自然灾害... 详细信息

散射通信是指利用大气层中传播媒介的不均匀性对电磁波产生的散射作用所进行的超视距通信。散射通信单跳跨距大、抗核爆能力强、通信保密性好,具有跨越山丘、海面、沙漠等复杂地形进行全天候可靠通信的特点,在军事通信以及应对自然灾害的通信中有着广泛的应用。由于未来信息化作战对大容量散射通信系统的紧迫需求,研发高速率的对流层散射通信系统具有极大的必要性。高速率通信系统需要具有更强处理能力的硬件支持,本文基于软件无线电的思想理论,设计了一套最高可支持100MHz带宽的高速散射通信系统硬件平台。本文基于模块化的设计思想对硬件平台进行了详细的设计,平台的主要模块包括以Zynq7100为主体的核心处理模块,以AD9371为主体的射频收发模块,以SFP光接口为主体的10G Ethernet数据传输模块,以及时钟系统、电源系统。本文对于平台各主要模块的设计方案进行了详细的介绍。本文设计的硬件平台采用的是零中频架构,基带信号与射频信号之间通过AD9371射频收发芯片直接进行转换,射频参数可以灵活配置,为散射通信系统的开发人员提供了传输速率高、适用范围广的硬件平台。散射通信系统的通信距离一般在100km以上最远可达1000km,系统研发过程中需要进行频繁的测试,如果每次测试都在野外进行的话极为不便。与此同时,市面上的信道模拟器价格又极为高昂。为了便于通信系统开发人员测试、验证通信系统性能,本文对散射信道的特性进行了研究,对散射通信信道进行了建模分析与仿真,然后分别基于时域滤波模型和正弦波叠加模型设计了可由本硬件平台搭载的低成本散射通信信道模拟器,并对基于两种不同模型实现的信道模拟器进行了性能分析与功能测试。

关键词：散射通信硬件平台设计信道模拟器 FPGA

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基于WIA-PA工业无线网络的硬件平台

仪表技术与传感器 2011年第4期 60-62页

作者：蒲晓湘刘珍杰重庆电力高等专科学校重庆400053

基于当前正在研究的一种用于工业控制的新兴工业无线网络标准WIA-PA,介绍了WIA-PA网络的硬件平台设计,重点研究双处理机的强射频低功耗路由硬件设计,利用双处理器提高通信效率,解决了通信负荷大,内存不足的问题,并在此硬件测试平台上测... 详细信息

基于当前正在研究的一种用于工业控制的新兴工业无线网络标准WIA-PA,介绍了WIA-PA网络的硬件平台设计,重点研究双处理机的强射频低功耗路由硬件设计,利用双处理器提高通信效率,解决了通信负荷大,内存不足的问题,并在此硬件测试平台上测试了WIA-PA网络,验证了平台的可行性。

关键词： WIA-PA 硬件平台设计强射频低功耗

MEMS-INS的双轴旋转调制技术研究与实现

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MEMS-INS的双轴旋转调制技术研究与实现

作者：王刚哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

随着MEMS惯性器件精度的不断提升和旋转调制技术的逐渐成熟,基于旋转调制技术的MEMS惯性导航系统已经广泛应用到各个领域。基于MEMS的惯性导航系统多采用单轴旋转调制方案,由于该方案只能抑制与旋转轴垂直方向的惯性器件偏差,无法抑制... 详细信息

随着MEMS惯性器件精度的不断提升和旋转调制技术的逐渐成熟,基于旋转调制技术的MEMS惯性导航系统已经广泛应用到各个领域。基于MEMS的惯性导航系统多采用单轴旋转调制方案,由于该方案只能抑制与旋转轴垂直方向的惯性器件偏差,无法抑制旋转轴方向的器件偏差。因此,其对载体导航精度提升能力较为有限。为了设计更高精度的旋转MEMS惯导系统,本文首先对MEMS惯性器件相对载体系和地理系下的调制技术进行研究,分别分析了在上述两种不同参考坐标系下载体角运动对系统导航精度的影响。仿真实验表明,当转位方案相同时,MEMS惯性器件相对地理系下进行旋转调制对误差的抑制效果优于相对载体下进行旋转调制。针对相对地理系下单轴旋转调制导航系统误差仍相对较大的问题,提出了一种相对地理系下的MEMS双轴旋转调制方案,在该方案的基础上,对MEMS陀螺仪输出误差模型进行建模,并对该方案产生的误差累积进行分析,提出了一种最优转停时间分配方法。最后将本文方案与文献[42]中方案进行对比,仿真结果表明,本文设计的方案对惯性器件的误差抑制效果全面优于文献中方案。为了实际验证所提出的双轴旋转调制方案的有效性,对双轴旋转MEMS惯导系统软硬件平台进行了设计。首先,基于OMAPL138处理器完成了系统的外围电路原理图设计,主要包括电源模块、抗干扰SPI通信模块等。改良后的抗干扰SPI通信模块解决了SPI总线通信只适用于板卡级别的短距离通信的问题,有效地拓展了SPI通信的使用范围。其次,基于原理图完成了系统PCB板的层叠设计和布局布线设计,并完成PCB制板。最后,基于加工完毕的系统板完成了嵌入式软件环境搭建、MEMS惯性器件数据采集程序设计、转位机构控制程序设计、双核数据交换程序设计。为了对所提出的双轴旋转调制方案和最优转停时间分配方法进行测试,搭建了双轴旋转MEMS惯导系统原理样机,并完成了整个系统的硬件和软件功能测试。利用该原理样机和三轴转台分别开展了半物理仿真实验和三轴转台实验,实验结果表明,本文设计的方案与文献[42]中方案相比,系统的姿态角RMS指标降低了40%以上,速度RMS指标降低了60%以上,经纬度RMS指标降低了45%以上。本文提出的相对地理系下基于MEMS的双轴旋转方案和最优转停时间分配方法可以明显提高双轴旋转MEMS惯导系统的导航性能。

关键词： MEMS 惯性导航系统旋转调制转停时间硬件平台设计