無線擴展儀器關鍵技術研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科學技術的進步，對測試理論、測試儀器和測試系統(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程分布式測試應用越來越多，無線集散型分布式測試系統(tǒng)(WSG-DTS，Wireless Scatter/Gather Distributed Testing System)是最適合這種應用的，然而目前用于WSG-DTS的儀器存在數(shù)據(jù)傳輸率低、定時與同步精度差等問題，因而對適合野外中遠程分布式測試應用的無線擴展儀器的關鍵技術進行

2、研究，對于國民經(jīng)濟建設有著重要意義。主要研究內(nèi)容和成果如下： 1.對目前各種現(xiàn)代通用測試儀器和測試系統(tǒng)進行較為全面的總結與分類，分析其發(fā)展的內(nèi)在動因和發(fā)展趨勢，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)代儀器的關鍵技術研究，針對當前野外DTS存在的數(shù)據(jù)傳輸率低、定時與同步精度較差等問題，提出適合無線集散型分布式測試系統(tǒng)(WSG-DTS)應用的無線擴展儀器(WXI，Wireless eX

3、tensions for Instrumentation)，對無線總線、定時與同步等關鍵技術的深入研究是解決上述問題的的關鍵。 3.針對中頻數(shù)字化無線通信系統(tǒng)(中頻帶通采樣軟件無線電)，從理論上指出抽樣誤差實質上是載波累積誤差的一個因素，從而使得載波同步同步算法大為簡化。針對萊斯信道，給出突發(fā)OFDM系統(tǒng)一種基于恒包絡連續(xù)相位導頻符號的載波捕獲和定時的聯(lián)合算法，研究表明基于這種導頻符號的定時偏差成隨機分布，最大偏差為亞納秒。研究

4、了無線通信技術的儀用擴展性，選擇固定突發(fā)OFDM無線鏈路為無線總線，研究表明無線總線的數(shù)據(jù)傳輸率遠遠超過目前一些SG-DTS和無線傳感器網(wǎng)絡(WSN，Wireless Sensor Network)的數(shù)據(jù)傳輸率，可以滿足大多數(shù)DTS的應用。 4.建立基于固定突發(fā)OFDM無線總線的WSG-DTS和模塊化WXI的系統(tǒng)結構模型?；赟OPC和軟件無線電，給出了WXI總線橋的實現(xiàn)方法。針對多通道測試，提出一種基于模塊化高速SCSI磁盤實

5、時記錄儀的海量數(shù)據(jù)存儲策略，并給出了這種海量實時數(shù)字化記錄儀的實現(xiàn)方法。 5.分析研究了固定突發(fā)OFDM無線總線的傳輸延遲因素，研究表明延遲的抖動范圍為亞納秒。對LXI同步協(xié)議進行了改進，給出了一種WXI定時與同步協(xié)議(WTSP)。在這個基礎上，進一步研究了WXI的定時與同步，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、本地時鐘與WTSP聯(lián)合的兩種采樣時鐘同步算法。針對野外分布式測試應用