基于無線局域網(wǎng)的分布式測試系統(tǒng)實時性及時鐘同步研究.pdf

1、基于無線局域網(wǎng)(Wireless Local Area Networks，WLAN)的分布式測試系統(tǒng)的實時性和時鐘同步是當前分布式測試系統(tǒng)研究的熱點課題。無線分布式測試系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性是系統(tǒng)性能的重要指標，保持數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)难訒r是很多無線分布式應用系統(tǒng)的基本要求。時鐘同步是無線分布式測試系統(tǒng)的核心技術之一，時鐘同步的實現(xiàn)將使得各個分布式測試終端能夠實現(xiàn)自主的數(shù)據(jù)采集，減少測試總線的控制信息傳輸，顯著的提高測試的效率

2、和精度。論文的主要研究工作及成果如下：
　　 (1)基于無線局域網(wǎng)的分布式測試系統(tǒng)的實時性研究。論文提出了基于WLAN的分布式測試系統(tǒng)模型，分析了影響分布式系統(tǒng)實時通訊的性能指標。針對系統(tǒng)實時性的要求建立了網(wǎng)絡仿真場景，研究了無線分布式測試系統(tǒng)的不同MAC層接入機制的在數(shù)據(jù)流量遞增的情況下實時性通訊的具體性能變化，并且研究了不同的物理層對系統(tǒng)的實時性能和丟包率的影響，為基于無線局域網(wǎng)的分布式測試系統(tǒng)設計提供了參考數(shù)據(jù)。
　

3、　 (2)基于IEEE802.11 DCF(Distributed Coordination Function)的無線分布式測試系統(tǒng)實時性研究。DCF是無線局域網(wǎng)最常用的媒介接入機制，論文分析了IEEE802.11的DCF基本接入機制和RTS/CTS(Require To Send/Clear To Send)機制以及分片機制的工作原理。針對不同的MAC(Media Access Control)層接入機制分析了影響分布式系統(tǒng)性能的指

4、標，研究了不同MAC層接入機制的無線分布式測試系統(tǒng)的實時性。論文在改進的MARKOV模型基礎上，引入了Z變換，分析了IEEE802.11的DCF機制MAC延時性能，研究了從非飽和到飽和信道狀態(tài)的延時性能。通過MATLAB數(shù)值分析和OPNET10.0網(wǎng)絡仿真，基于MARKOV模型的MAC延時分析能夠和網(wǎng)絡仿真的MAC延時很好的吻合，驗證了分析模型的在預測媒介接入延時方面的有效性，為進一步的系統(tǒng)設計提供了理論依據(jù)。
　　 (3)基于

5、IEEE1588的無線分布式系統(tǒng)時鐘同步應用問題研究。論文分析了IEEE1588網(wǎng)絡拓撲的選擇及域的劃分對PTP(Precision Time Protocol)時鐘同步的影響，提出了在無線分布式測試系統(tǒng)中應用IEEE1588協(xié)議的兩種典型網(wǎng)絡拓撲，研究了不同無線分布式網(wǎng)絡拓撲下以及不同調度機制下PTP時鐘同步精度，通過引入偏移估計和斜率補償提高了無線分布式測試系統(tǒng)中PTP時鐘同步的精度。研究結果對IEEE1588在無線分布式測試系統(tǒng)中

6、的應用有重要的參考價值。
　　 (4) SPTP（Simplified Precision Time Protocol）時鐘同步機制的研究。針對PTP時鐘同步過程在無線分布式網(wǎng)絡中應用面臨問題，提出了一種新的無線分布式測試系統(tǒng)SPTP時鐘同步機制。SPTP吸收了PTP同步機制的優(yōu)勢，同時又利用了RBS和PBS算法的優(yōu)點。通過仿真比較了SPTP與PTP時鐘同步精度差異，指出了SPTP時鐘同步機制在無線分布式測試系統(tǒng)中的顯著應用優(yōu)勢

7、。
　　 (5) MBBS(Management and Boundary Broadcast Synchronization)時鐘同步機制研究。針對無線分布式網(wǎng)絡時鐘同步中誤差及信息的數(shù)目隨層數(shù)增長過快的問題，提出了基于管理和邊界時鐘廣播的MBBS時鐘同步算法，詳細介紹了MBBS的思想來源以及實現(xiàn)步驟。MBBS算法與PBS算法相比，雖然在每輪同步中增加一條同步信息，但是同步的從時鐘數(shù)目增加了一層。實驗結果表明，在多層網(wǎng)絡拓撲下