基于FPGA的通信协议芯片的设计

提出了一种新的以FPGA模块化来实现代替传统的Profibus总线通信协议芯片的方法.将FPGA分为物理层、数据链路层和用户层等三个子模块,同时,在分析了Profibus-DP通信协议后,用FPGA给出了具体的功能划分.进行了功能仿真和VHDL语言的设计,从而实现通信功能.试验仿真证明,FPGA模块化可以实现协议功能,具有一定的可行性.     

基于IEC61850标准的自动化技术和通信一致性分析研究

IEC61850标准为我国变电站自动化系统的发展提供了统一的通讯标准协议。本文在分析IEC61850四个技术特点的基础上,从物理层/数据链路层、网络层/传输层、应用层三个方面论述了基于IEC61850标准的变电站通信系统结构。同时对基于IEC61850标准的通信一致性要求进行了分析,最后提出了IEC61850标准在变电站以外领域的应用发展,对无缝通信扩展和相关研究工作进行了有益探讨。     

串口远动通信网络化改造方案

设计了常规远动终端(RTU)进行网络化改造方案.该方案通过在RTU外部增加串口/网络转换器将其串口转换成网络口接入调度数据网.介绍了网络化改造方案,网络化DNP3.0规约是基于0SI 7层协议模式,其中物理层、数据链路层、应用层为增强协议结构(EPA).物理层定义RS-232或RS-485界面,数据链路层定义信息格式,应用层定义规约的功能性.论述了站端网络接入配置(常规远动终端RTU的设置、串口/网络转换器的设置、设备的联接等).该方案无需对常规RTU的硬件及通信规约做任何修改,测试结果表明,该方案是可行的.     

利用电力线组网的监控网络协议分析

利用电力线实现电力设备集中管理技术,因其省时省力,有助于实现电力设备的全程全网监控而受到普遍的欢迎。目前,物理层的通信调制方式已成为研究的热点,从以前的ＦＳＫ调制方式转向了新一代扩展频谱通信技术,并已取得了很大的进展。因此,数据链路层及网络层的技术研究也应得到一定的重视。电力线的传输特性不同于普通的通信电缆,如何才能有效地实现电力线传输信道共享呢？１　两类计算机网络的结构１１　受控接入网络结构在计算机网络中,信道共享技术已经比较成熟。一般可划分为两类,即受控接入和随机接入。受控接入又可分为集中…     

适于电能质量监测系统的IT800D电力线通信模块

提出在电能质量监测系统中以低压电力线载波通信专用芯片IT800D设计通信模块.电能质量监测系统采用ARM(S3c2410X)和DSP(TMS320C6713)双核结构的总体设计方案.IT800D通信模块主要包含外围接口电路、ROM、RAM、数据链路层、物理层、模拟前端、滤波器和耦合器.给出了通信模块的结构图;论述了该模块的通信过程.为测试通信模块的性能设计了ARM和PC机的通信测试平台,给出了主程序、IT800D初始化程序和通信处理程序的流程图.通过对不同距离、不同速率的通信检测结果表明:所设计的通信模块速率在1～3 Kbit/s的范围内.能满足电能质量监测系统的要求.     

面向并发多业务的宽带电力线载波通信跨层资源分配算法研究

宽带电力线载波通信采用自适应正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)技术有效提升了通信速率,为实现电力多业务应用提供了丰富的通信资源保证。现有研究多是基于单一层级的网络状态进行资源划分,各业务所需速率多为静态预先设定且为固定值,因此会导致各子载波信噪比存在明显差异性的情况下,系统无法根据业务的不同QoS需求及网络中实时队列长度对所需资源进行自适应调整。抑或缺乏依据当前网络状态的动态调配灵活性,导致通信资源的浪费或通信需求无法满足。文章针对并发多业务的资源分配问题,通过应用层、数据链路层、物理层间的数据映射,建立了跨层资源分配模型。根据应用层电力多业务的QoS需求、数据链路层缓存区内队列长度以及底层物理层子载波和系统功率,将数据分组等待时延以及分组损耗映射为实时/非实时类用户的最低传输速率,进而提出基于效用函数的MAC层用户调度和物理层资源分配算法。最后通过典型电力线信道环境仿真实验发现:所提算法比现有2个电力线载波资源分配算法在多业务并发场景下单用户的吞吐量最高可提升47.62%,分组等待时延缩短37.25%,分组损耗降低72.04%。更好的资源分配使得文章所提算法能够在保证QoS需求情况下,允许更多的用户同时接入系统,有效提升了基于OFDM的宽带电力线载波通信资源利用率。     

从IEC 60870-5-103规约到EtherNet/IP网络的实现

介绍了工业网络技术的发展继电保护设备的应用状况和EtherNet/IP网络技术.通过具体分析IEC 60870-5-103规约的物理层、数据链路层和应用层的情况,提出了IEC 60870-5-103规约到EtherNet/IP网络的转换方法.     

无线网络中基于能量有效性的吞吐量跨层控制协议

针对无线网络中ARQ协议的传输能耗,建立了每比特有效数据的等效能耗数学模型和设定了以链路最低能耗为能量有效性的优化目标。并依据传输能耗的研究结论将数据链路层的子包传输机制与物理层的自适应调制编码技术（AMC）相结合,提出了一种基于能量有效性的吞吐量跨层控制协议。该协议以最大化系统吞吐量为目的,并实现了AMC和子包机制的能量有效性控制。仿真结果显示该协议可以使系统吞吐量的性能达到整体最佳和使数据传输能耗达到能量有效性的目标。     

基于计算机网络通信TCP/IP参考模型的电力载波机设计

传统基于数字化理论的电力载波机,无法满足实际电力信号的大距离以及稳定性传输需求。因此,设计基于计算机网络通信TCP/IP参考模型的电力载波机,依据计算机网络通信TCP/IP参考模型,基于网络接口层设计载波机总体硬件电路,包括网络层、传输层及应用层。网络层通过探索父节点组网算法以及路由选择策略等方案,解决载波信号衰减问题,提高载波机的有效通信距离。传输层采用可靠性传输算法通过ACK应答模式,获取丢失的数据,使用OFDM技术实现载波信号的解调,提高载波通信的稳定性。应用层采用数据处理线程调用网络层和传输层算法,实现载波数据的有效处理。实验结果说明,所设计的载波机实现了数据传递以及采集,网络层组网算法能够高效率组建网络,降低了通信丢包率,提高了通信平稳性,信号调制能力增强。     

多跳中继宽带电力线通信网络中的OFDM跨层资源分配

为保障宽带电力线通信网络的有效性和可靠性,提出一种综合多跳中继宽带电力线通信网络的业务层、网络层、介质访问控制(Media Access Control,MAC)层和物理层信息的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)跨层资源分配方法。首先建立综合跨层信息的MAC层数据包调度效用值模型和基于公平性阈值控制的物理层子载波分配模型。提出为满足各用户服务质量需求的MAC层高效用值数据包优先调度准则。再将该模型和准则应用于宽带电力线通信网络各交叉节点的资源分配过程中。最后在典型电力线信道环境下对所提算法及对比算法进行仿真。仿真结果表明所提算法能够保证实时用户与非实时用户的通信速率和时延的服务质量需求,且具有较大的系统吞吐量和较好的时延特性,有效解决了多跳中继宽带电力线通信网络的OFDM资源分配问题。     

基于SoPC的高速通信接口设计

基于FPGA的可编程片上系统（SoPC）以其设计灵活、可裁剪、软硬件可在线编程等特点和优势,成为嵌入式系统设计,乃至电子领域发展的一个重要方向。用户IP核的设计是SoPC设计的重要组成部分,介绍了通信系统的SoPC系统架构,提出利用IPIF将用户IP核挂载到PLB总线上的方法,给出了RLC和物理层接口的IP核的设计与实现。设计中首先把IPIF信号转换成用户逻辑的内部信号,同时对不同速率的接口进行数据缓存,实现流水线传输,从而提高传输速率。     

基于SystemC的三维片上网络仿真器设计

多处理器片上系统对通信带宽的要求与日俱增,结合三维集成电路和片上网络的优点,三维片上网络(3DNoC)被提出以满足高性能、多功能、缩小芯片面积等设计要求。为了在设计初期进行系统的性能仿真,建立1个周期精确的可配置仿真器显得尤为重要。基于SystemC环境设计了1个系统级三维片上网络仿真器,该仿真器包括处理器模块、存储器模块和互联结构模块,并且支持并行程序在仿真器上运行,能够在设计初期对加载了应用程序后的系统性能进行仿真。使用该仿真器,可以进行三维片上网络的互联结构,路由算法和程序运行性能等方面的探索和研究。     

基于LabVIEW的以太网数据监听与通信

为增强LabVIEW平台对以太网底层数据的访问能力,基于WinPcap函数库中的函数编写动态链接库(DLL),采用CLF调用DLL的方法实现LabVIEW平台对底层数据的获取。通过对网络数据包的捕获和对EthernetⅡ数据帧、IP报文、TCP报文及HTTP报文等的解析、显示与储存,实现了基于LabVIEW平台对以太网数据的监听与解析,在此基础上提出了基于LabVIEW平台实现以太网通信的新方式。     

On the complexity and manageability of Internet infrastructure

The ever increasing complexity of the Internet has made it impossible to effectively manage the Internet infrastructure. In this paper, we argue that the increased complexity was due to the “random accidents” introduced throughout the evolution of the Internet, such as ad-hoc based routing, cross-layer optimizations. These ad-hoc events increased the vulnerability and degraded the manageability of Internet. We also propose a new framework for network design and deployment, termed “assurable communication networks (ACNs)” that places the manageability in the center in network architecture. We suggest that rigorous mathematical model be developed for the measurement on the impact of manageability and accountability.     

嵌入式以太网在变电站自动化系统智能化电气设备上的实现

介绍了基于IEC61850体系的变电站自动化系统结构，并指出其主要的实现目标及倡导的基于以太网技术的“无缝通信体系”，阐述了将NET ARM以太网控制器及收发器芯片集成到现有的智能化电气设备(IED)上的实现方案和IED直接上以太网的设计思想。同时指出应用基于TCP／IP的IEC60870—5—104应用层协议在变电站自动化系统内及与调度自动化系统间实现无缝通信是当前非常实际的办法。     

A new fast‐lock,low‐jitter,and all‐digital frequency synthesizer for DVB‐T receivers

Lock time and convergence time are the most important challenges in delay‐locked loops (DLLs). In this paper we cover French very high frequency band with a novel all‐digital fast‐lock DLL‐based frequency synthesizer. Because this new architecture uses a digital signal processing unit instead of using phase frequency detector, charge pump, and loop filter in conventional DLL, therefore, it shows better jitter performance, lock time, and convergence speed than previous related works. Optimization methods are used to make input and output signals of the proposed DLL in phase. The proposed architecture is designed to cover all channels of French very high frequency band by choosing number of delay cells in signal path. Simulation has been done for 22–27 delay cells, and f_REF = 16 MHz, which can produce output frequency in range of 176–216 MHz. Locking time is approximately 0.3 µs, which is equal to five clock cycles of reference clock. All of the simulation results show superiority of the proposed structure. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

高阶QAM实时多域测试多模式自适应盲均衡技术研究

提出了一种全新的宽带通信信号实时多域分析通用架构,详细介绍了该架构下信号分析的基本原理。在这种架构的基础上,通过加载不同的算法,不仅能够实现各种宽带通信信号高精度实时宽带频谱分析,而且还能同时实现宽带通信信号时域、调制域等多域联合分析。针对宽带高阶正交幅度调制（QAM）通信信号实时多域分析,详细讨论了面向测试的基于GMMA和DDLMS双模自适应盲均衡算法。系统仿真结果证明：相比GMMA自适应盲均衡算法,双模自适应盲均衡算法收敛速度明显提高,256QAM信号均衡后输出残余码间串扰（ISI）改善提高了10dB;同时通过实验验证,采用20MHz实时分析带宽对码率为6.4MSps的宽带256QAM信号进行实时多域分析,误差矢量幅度（error vectorm agnitude,EVM）测试误差小于2%。     

DLL在PC机多路通信卡中的应用

给出了ＰＣ机多路通信卡的电路框图,为了ＰＣ机能够及通信卡之间进行良好的信息交换,提出了动态链接库（ＤＬＬ）的设计方法。     

基于MS.NET的多层分布式继电保护图模一体化系统研究

提出了一种新的基于MS.NET的多层分布式继电保护图模一体化系统架构,采用MS.NET最新的GD I+技术绘制设备图元和ADO.NET技术访问数据库,从根本上解决了传统的C/S、B/S或单机应用架构的用户界面与业务逻辑的紧耦合,系统易于扩展,维护方便和代码重用率高,该系统的开发可为基于网络的图形化继电保护综合计算和信息管理提供更先进、有效和灵活的管理工具,展示了.NET先进技术在电力系统企业级应用的广阔前景。