一种提高LVDS可靠性通信方法的研究（英文）

为保证远程测试系统中基于低振幅差分信号技术(low voltage differential signaling,LVDS)串行数据传输的可靠性与准确性,提出了一种(7,4)线性分组码。该方法以牺牲一定有效带宽为代价,通过对线上传输的有效数据增加监督码元极大地降低了数据传输的误码率,提高了数据传输的可靠性。采用驱动器CLC001和自适应均衡器CLC012补偿信号在长线传输中的衰减,提高了信号的完整性,保证了数据传输的可靠性。经仿真验证,在总长为100m的屏蔽双绞线上,该系统以240Mbit/s的码率实现了串行数据的零误码率传输。     

工业机器人控制器与伺服驱动器LVDS通讯设计

针对工业机器人运动控制器伺服系统与驱动器装置间传输的信号通信所存在的远距离、高数据率传输的局限性,提出了由TI公司生产的DM3730和Xilinx FPGA芯片作为主控元件,利用其接口技术和内部逻辑资源实现低压差分信号(LVDS)的异步串行数据传输,满足了远距离串行数据传输通信,同时也降低了整个控制器的功耗和噪声。经仿真结果表明,该系统具有高效零延迟、高精度,能够使LVDS差分对达到100Mb/s传输数据率。     

基于LVDS的石油管道检测系统

石油管道检测系统在运行中需要对大量传感器进行数据采集和实时传输,传统总线接口速度往往不能满足要求.提出了一种利用低压差分信号技术LVDS传输传感器输出信号和采用FPGA作为高速数据缓存的方法,使数据传输速率可达几十Mbit/s.LVDS信号低摆幅和低电流驱动输出的特性也使系统具有低功耗和低误码率,从而保证了检测结果的精确性和有效性.     

基于国产FPGA的射频数据采集及处理系统设计

为保证雷达射频信号数据采集及处理系统可靠性，提高数据传输速率，简化系统设计，设计了一款基于国产可编程逻辑门阵列（FPGA）和国产模数转换芯片（ADC）的射频数据采集及处理系统。系统核心器件为国产器件，能实现从雷达射频接收组件接收输入中频信号，在ADC中完成信号下变频、模数转换及数据采集功能；FPGA实现了ADC数据的接收、存储及上传功能。为解决LVDS协议传输数据较慢的问题，采用JESD204B串行传输协议，提高了数据传输速率。以N5166B信号发生器作为系统输入，对本系统进行验证和分析。结果表明：所开发的射频数据采集及处理系统可实现采样精度9位、采样频率400 Mbps/s、数据传输速率4 Gbit/s，提升了整体传输速率，满足功能和性能要求。     

基于PCI9054与FPGA的高速低电压差分信号接收器设计

在图像处理和一些特殊应用中,需要在较远距离上高速传输数据,现有的标准串行接口无法同时满足传输距离和传输速率的要求,因此需要设计一种新的高速串行通信方案。本文基于PCI总线较高的数据吞吐率,设计了一种以PCI9054为桥接芯片,FPGA为局部总线控制器,高速双端口RAM为接收缓冲器并采用中断与DMA传输方式相结合的高速低电压差分信号(LVDS)实现方案,通过实验验证,该方案通信速率达到了50Mb/s。     

基于FPGA的数字化光纤传输方案

针对复杂电力电子系统在实时控制和高隔离性能上的要求,提出了一种新颖高效的数字化光纤传输方案,以A/D转换器加现场可编程门阵列(FPGA)为简单架构,先将模拟信号数字化,再进行编码等数据处理,使信号能够通过光纤进行隔离传输,最后在光纤接收端将有效数字信号提取出来。该方案解决了复杂环境下系统对多路、多点采样数据实时性、可靠性及远距离传输的问题,其优点是系统稳定,误码率低,抗干扰能力好,实时性强。实验结果证明了该方案的可行性。     

适于高速CCD图像数据光纤传输的纠错技术

提出了一种适于高速CCD图像数据光纤传输的纠错算法用于提高大视场时间积分延迟(TDI)CCD相机中图像数据传输的可靠性。首先,分析了大视场空间相机图像数据光纤传输特点和光纤信道加性高斯白噪声(AWGN)模型下的数据传输差错,在此基础上提出了(16,8)纠错编码算法。阐述了(16,8)纠错编码算法思想以及纠错原理,说明了(16,8)纠错编码器的超大规模集成电路(VLSI)实现方法和编码器电路。然后,从不同角度分析了(16,8)纠错编码算法在大视场空间相机中应用的可行性。最后,在一空间多光谱相机样机的传输系统上进行了试验验证。结果表明:(16,8)纠错编码算法纠错能力强、易于硬件实现、占用资源少,在3 043Byte内可以纠正191bit错误,编码器资源占用率小于5%。提出的算法提高了空间相机中图像数据光纤传输的可靠性。     

基于RS422+LVDS高速长线通信的设计与实现

为了改善高速数据长距离传输时可靠性低的问题,文中提出了一种软硬件相结合的数据传输方案。该设计在指令下发和状态返回的电路中采用RS422接口电路,并选用ADM2682E磁隔离芯片,在保证可靠性的前提下极大简化电路;在数据传输中采用LVDS接口电路,选用SN65LV1023A串化器以及SN65LV1224B解串器,并配合驱动器和均衡器进行驱动和补偿,使得信号能够进行高速远距离传输。为了提高抗干扰性能,还在嵌入式软件的指令模块增加校验字环节,提高指令识别的可靠性;数据传输中采用半字节CRC校验的方法,降低误码率。经验证,此方案能够在90 m长的电缆中实现240 Mbit/s的零误码传输,稳定可靠,满足任务要求。     

大容量水下声学采集数据的高速远距离传输系统的研制

本文针对航空声呐要求远距离实时传输多通道水下声数据的实际需要,研制了一种利用Manchester码实现的高速数据传输系统。其误码率小于10(-7),数据传输率为3Mb／S,最高可达13Mb／S,传输距离超过500米,并可用于1000米以上的远距离传输。该系统已成功地用于某型航空声呐的数据传输中,并可推广应用于其它需要远距离高速传输多种数据的场合。     

数字集群通信技术在自动气象观测系统中的应用

自动气象观测系统(Automatic Weather Observing System,简称AWOS)是机场空管气象重要而且必备的助航保障设施。AWOS系统配备的传感器沿机场跑道分布范围广,站点多。因此,如何提高自动气象观测系统的数据传输可靠性,尤其是在有线传输的基础上,研究和实现以无线数据传输作为备份或主用手段提高AWOS数据传输的可靠性、安全性和工程实践上都有着十分重要的实际意义。本文给出了如何利用数字集群通信技术实现AWOS系统设备数据传输的解决方案,并对其技术细节和具体实现过程进行了详细论述。     

显示信息高速串行传输的差错控制

提出了差错控制编码方法来解决LED大屏幕远程通信系统显示信息高速率串行传输数据可靠性降低的问题.考虑到显示信息发送端和接收端的硬件基础及实现要求不同,提出在发送端采用并行算法结构,并构造了生成矩阵进行编码运算来提高算法的实时性;在接收端采用双时钟串行循环译码电路结构,在伴随式计算后采用高速时钟进行纠错,使得码字较长的编码仍旧能够获得较低的硬件开销并具备较好的实时译码能力.实验及理论分析表明,提出的方案能够实现高效率的编解码运算,编码效率达到98.2％.该方案也有效地降低了误码率,实际应用中误码率至少降低了1个数量级.使用提出的方案实现了显示信息的高速率、高效率串行传输.     

电潜泵采油井下电力线载波通信系统设计

为同时实现电潜泵井下供电以及数据传输的目的,采用一种基于电力线载波通信的井下仪器数据传输技术,以满足在不增添通信线路的情况下保证信号的高速传输.由于井内高温高压会对通信模块造成严重影响,因此传统的电力线通讯设备不易实现.经研究分析传输模块采用ST8500片上系统以减少外部电路,在物理层使用OFDM调制解调方式,传输层利...     

光纤陀螺数字化光学开环检测系统

为了能高速稳定方便地接收并处理光纤陀螺开环信号,实现友好的人机界面,开发了GP IB并口总线和U SB通用串口总线相互转换的数字化系统。GP IB总线的各种接口功能和硬件系统的逻辑用FPGA实现,采用VC 在W indow s平台下设计的数据采集处理系统,能实时控制进程、高速收发数据并实时显示结果。系统的设计灵活,可靠性稳定性高,误码率小于1-0 11,最高数据传输速率8M B/s,同时光纤陀螺光学开环检测系统也实现了标准化和全数字化。     

An 802.11 n wireless local area network transmission scheme for wireless telemedicine applications

In this paper, an 802.11 n transmission scheme is proposed for wireless telemedicine applications. IEEE 802.11n standards, a power assignment strategy, space-time block coding (STBC), and an object composition Petri net (OCPN) model are adopted. With the proposed wireless system, G.729 audio bit streams, Joint Photographic Experts Group 2000 (JPEG 2000) clinical images, and Moving Picture Experts Group 4 (MPEG-4) video bit streams achieve a transmission bit error rate (BER) of 10-7, 10-4, and 103 simultaneously. The proposed system meets the requirements prescribed for wireless telemedicine applications. An essential feature of this proposed transmission scheme is that clinical information that requires a high quality of service (QoS) is transmitted at a high power transmission rate with significant error protection. For maximizing resource utilization and minimizing the total transmission power, STBC and adaptive modulation techniques are used in the proposed 802.11 n wireless telemedicine system. Further, low power, direct mapping (DM), low-error protection scheme, and high-level modulation are adopted for messages that can tolerate a high BER. With the proposed transmission scheme, the required reliability of communication can be achieved. Our simulation results have shown that the proposed 802.11 n transmission scheme can be used for developing effective wireless telemedicine systems.     

基于Camera Link的高可靠性图像数据传输设计

针对高速图像数据在传输时可靠性低的问题,分别从硬件和逻辑两方面对图像传输接口进行优化设计.在硬件上,采用Camera Link为高速图像数据传输接口;在逻辑上,采用FPGA为主控制器,通过对Camera Link接口时序优化设计,保证了数据传输的准确性,并且通过采用CRC+ECC双校验结合的方法实现了图像数据在高速传输...     

分布式气象数据采集系统

提出了分布式气象数据采集系统的实现方案。阐述了PC机与单片机之间多机通讯的原理及实现方法。其中的单片机是针对应用最广泛的MCS-51系列中的8031单片机设计的。利用8031单片机串行口的多机通讯模式和PC机的奇偶校验位,构成分布式气象数据采集系统。分布式气象数据采集系统是一个多机系统,它以PC机为主机,以其奇偶校验位为多机通讯标志位,以单片机为从机。从单片机进行数据采集及初级处理,而PC主机则汇总数据并完成综合处理,同时还能根据情况随时向各个从单片机发出操作命令。采用的RS-422A标准串行接口代替了常用的RS-232C标准串行接口,它采用差动接收、差动发送的工作方式,提高了通讯可靠性。在软件上,把通讯数据分为数据帧和命令帧,按照主从机之间的通讯协议分别传送,这有利于程序的模块化设计。该方法可以推广应用于其他系统,对硬件电路设计及程序设计具有一定的参考价值。     

Bit error rate performance of multicarrier CDMA system with application to image transmission

In this paper, we proposed and analyzed a multicarrier CDMA system with application to image signal transmission over wireless communication channels. Instead of the conventional method of transmitting signal with one carrier frequency, the image signal is partitioned into subsets and a different subband carrier modulates each subset. By so doing, the probability that all the subcarrier will simultaneously fade and be in error is minimized. The performance of the proposed system is evaluated in terms of the average bit error rate in the presence of multipath fading and thermal noise and as a function of data rate, bandwidth, delay range, and space diversity. The effectiveness of multicarrier modulation in resisting fading is demonstrated for a maximal ratio combining space diversity system. Results reveal considerable performance improvement using multicarrier modulation, compared to single carrier modulation.     

基于相关自适应器的EM-MWD信号检测系统设计

经EM-MWD(electromagnetic method measurement while drilling)电磁通道传输至地表的信号很微弱并且极易受到白噪声、奇异噪声、工频噪声及其谐波等干扰,导致信号特征参数提取的准确度降低,为了解决这一难题,通过对电磁波传输信道的研究,根据接收初始信号强度以及自适应检测和相关检测的特点,研究并设计了相关自适应器,并基于此设计了电磁随钻地表信号检测系统。然后用Hilbert变换求信号包络,完成了数据拟合和残差分析,并计算了信噪比、均方根误差和误码率,最后做了实验。仿真和实验结果表明,利用该检测系统,能够提高信号特征参数的准确度,达到有效降噪目的,对后续分析和研究提供了保证。     

适合于大气激光通信的双空间调制

相对于传统的光空间调制,光广义空间调制在传输速率和频谱效率上虽然有了较大的提升,但其误码性能不够理想。本文利用脉冲位置调制(PPM)和脉冲幅度调制(PAM),通过每次同时激活两个激光器而提出了一种双空间调制(DSM)。采用联合界技术推导出了DSM的误码率理论上界,分析了其频谱效率、传输速率和复杂度的影响因素,并与已有光空间调制的性能进行了对比。仿真结果表明:DSM不仅提升了系统的频谱效率和传输速率,而且有效地改善了系统的误码性能。在相同的传输速率下,当误码率为1×10-3时,相对于(4,4)-8PPM SPPM和(3,4)-4PPM GSPPM方案,(3,4)-8PPM-2PAM DSM的信噪比分别改善了约2.5 dB和6 dB,频谱效率分别提高了2.335 bits/(s·Hz)和0.375 bits/(s·Hz)。DSM方案为未来大气激光通信传输速率的提高提供了一种有效手段。