無(wú)線擴(kuò)展儀器關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)測(cè)試?yán)碚?、測(cè)試儀器和測(cè)試系統(tǒng)提出了更高的要求。目前，橋梁、軌道、爆破、地震勘探等野外中遠(yuǎn)程分布式測(cè)試應(yīng)用越來(lái)越多，無(wú)線集散型分布式測(cè)試系統(tǒng)(WSG-DTS，Wireless Scatter/Gather Distributed Testing System)是最適合這種應(yīng)用的，然而目前用于WSG-DTS的儀器存在數(shù)據(jù)傳輸率低、定時(shí)與同步精度差等問(wèn)題，因而對(duì)適合野外中遠(yuǎn)程分布式測(cè)試應(yīng)用的無(wú)線擴(kuò)展儀器的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行

2、研究，對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)有著重要意義。主要研究?jī)?nèi)容和成果如下： 1.對(duì)目前各種現(xiàn)代通用測(cè)試儀器和測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行較為全面的總結(jié)與分類，分析其發(fā)展的內(nèi)在動(dòng)因和發(fā)展趨勢(shì)，給出儀器發(fā)展樹，為新型總線儀器奠定正確的研究方向。 2.根據(jù)儀器的發(fā)展規(guī)律和現(xiàn)代儀器的關(guān)鍵技術(shù)研究，針對(duì)當(dāng)前野外DTS存在的數(shù)據(jù)傳輸率低、定時(shí)與同步精度較差等問(wèn)題，提出適合無(wú)線集散型分布式測(cè)試系統(tǒng)(WSG-DTS)應(yīng)用的無(wú)線擴(kuò)展儀器(WXI，Wireless eX

3、tensions for Instrumentation)，對(duì)無(wú)線總線、定時(shí)與同步等關(guān)鍵技術(shù)的深入研究是解決上述問(wèn)題的的關(guān)鍵。 3.針對(duì)中頻數(shù)字化無(wú)線通信系統(tǒng)(中頻帶通采樣軟件無(wú)線電)，從理論上指出抽樣誤差實(shí)質(zhì)上是載波累積誤差的一個(gè)因素，從而使得載波同步同步算法大為簡(jiǎn)化。針對(duì)萊斯信道，給出突發(fā)OFDM系統(tǒng)一種基于恒包絡(luò)連續(xù)相位導(dǎo)頻符號(hào)的載波捕獲和定時(shí)的聯(lián)合算法，研究表明基于這種導(dǎo)頻符號(hào)的定時(shí)偏差成隨機(jī)分布，最大偏差為亞納秒。研究

4、了無(wú)線通信技術(shù)的儀用擴(kuò)展性，選擇固定突發(fā)OFDM無(wú)線鏈路為無(wú)線總線，研究表明無(wú)線總線的數(shù)據(jù)傳輸率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前一些SG-DTS和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN，Wireless Sensor Network)的數(shù)據(jù)傳輸率，可以滿足大多數(shù)DTS的應(yīng)用。 4.建立基于固定突發(fā)OFDM無(wú)線總線的WSG-DTS和模塊化WXI的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型。基于SOPC和軟件無(wú)線電，給出了WXI總線橋的實(shí)現(xiàn)方法。針對(duì)多通道測(cè)試，提出一種基于模塊化高速SCSI磁盤實(shí)

5、時(shí)記錄儀的海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)策略，并給出了這種海量實(shí)時(shí)數(shù)字化記錄儀的實(shí)現(xiàn)方法。 5.分析研究了固定突發(fā)OFDM無(wú)線總線的傳輸延遲因素，研究表明延遲的抖動(dòng)范圍為亞納秒。對(duì)LXI同步協(xié)議進(jìn)行了改進(jìn)，給出了一種WXI定時(shí)與同步協(xié)議(WTSP)。在這個(gè)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究了WXI的定時(shí)與同步，給出了基于最大傳輸延遲、最小傳輸延遲的兩種觸發(fā)同步方法，以及基于GPS秒脈沖和DDS、本地時(shí)鐘與WTSP聯(lián)合的兩種采樣時(shí)鐘同步算法。針對(duì)野外分布式測(cè)試應(yīng)用