基于無線局域網(wǎng)的分布式測試系統(tǒng)實(shí)時(shí)性及時(shí)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(shí)時(shí)性和時(shí)鐘同步是當(dāng)前分布式測試系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)課題。無線分布式測試系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性是系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)，保持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)难訒r(shí)是很多無線分布式應(yīng)用系統(tǒng)的基本要求。時(shí)鐘同步是無線分布式測試系統(tǒng)的核心技術(shù)之一，時(shí)鐘同步的實(shí)現(xiàn)將使得各個分布式測試終端能夠?qū)崿F(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(shí)時(shí)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(shí)時(shí)通訊的性能指標(biāo)。針對系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求建立了網(wǎng)絡(luò)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(jī)制的在數(shù)據(jù)流量遞增的情況下實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)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(shè)計(jì)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(shí)時(shí)性研究。DCF是無線局域網(wǎng)最常用的媒介接入機(jī)制，論文分析了IEEE802.11的DCF基本接入機(jī)制和RTS/CTS(Require To Send/Clear To Send)機(jī)制以及分片機(jī)制的工作原理。針對不同的MAC(Media Access Control)層接入機(jī)制分析了影響分布式系統(tǒng)性能的指

4、標(biāo)，研究了不同MAC層接入機(jī)制的無線分布式測試系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。論文在改進(jìn)的MARKOV模型基礎(chǔ)上，引入了Z變換，分析了IEEE802.11的DCF機(jī)制MAC延時(shí)性能，研究了從非飽和到飽和信道狀態(tài)的延時(shí)性能。通過MATLAB數(shù)值分析和OPNET10.0網(wǎng)絡(luò)仿真，基于MARKOV模型的MAC延時(shí)分析能夠和網(wǎng)絡(luò)仿真的MAC延時(shí)很好的吻合，驗(yàn)證了分析模型的在預(yù)測媒介接入延時(shí)方面的有效性，為進(jìn)一步的系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
　　 (3)基于

5、IEEE1588的無線分布式系統(tǒng)時(shí)鐘同步應(yīng)用問題研究。論文分析了IEEE1588網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞倪x擇及域的劃分對PTP(Precision Time Protocol)時(shí)鐘同步的影響，提出了在無線分布式測試系統(tǒng)中應(yīng)用IEEE1588協(xié)議的兩種典型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌芯苛瞬煌瑹o線分布式網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎乱约安煌{(diào)度機(jī)制下PTP時(shí)鐘同步精度，通過引入偏移估計(jì)和斜率補(bǔ)償提高了無線分布式測試系統(tǒng)中PTP時(shí)鐘同步的精度。研究結(jié)果對IEEE1588在無線分布式測試系統(tǒng)中

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

7、。
　　 (5) MBBS(Management and Boundary Broadcast Synchronization)時(shí)鐘同步機(jī)制研究。針對無線分布式網(wǎng)絡(luò)時(shí)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(shí)鐘廣播的MBBS時(shí)鐘同步算法，詳細(xì)介紹了MBBS的思想來源以及實(shí)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(shí)鐘數(shù)目增加了一層。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在多層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎?/p>