紫外临边成像光谱仪时间同步系统的优化

为了提高紫外临边成像光谱仪的系统在轨时间同步精度,提出了采用参考时钟源计算时钟漂移率的方法。对光谱仪的时间系统工作原理进行了分析,利用光谱仪系统中的1553 B 接口芯片的时标单元作为参考时钟源,获得连续的样本数据,确定了线性拟合计算时钟漂移率,实现对时钟漂移进行动态补偿和光谱仪时间系统优化。给出了基于GPS 时钟源的实时检测方法,采用高速FPGA 芯片设计了时间同步系统;应用仿真测试设备,记录光谱仪时间同步误差的动态变化,实现了动态测量优化后的光谱仪时间同步误差的目的。实验结果表明:优化后的系统实际测量开始时间误差13 ms,不同测量持续时间下的测量结束误差466.8 ms,不同积分时间下的测量结束误差362.5 ms,满足光谱仪数据反演精度时间系统误差512 ms 的要求。     

基于LED的紫外无线光通信系统研究

为了提高紫外无线通信中数据传输速率并降低数据误码率,用紫外LED代替传统的气体放电灯光源,采用FPGA设计实现了脉冲位置调制技术,帧同步技术和循环冗余校验信道编码。实验采用波长范围为380～385nm的紫外LED作为光源,以光电倍增管作为光电探测器件,完成了室内准视距通信。实验结果表明:采用LED作为光源,能够实现通信距离为5m以内的115.2kbps的数据传输;与未编码情况相比,采用信道编码的系统能够实现检错功能和单比特的数据位纠错,降低数据误码率。     

拉曼光谱仪多路通信交互系统

为解决激光拉曼光谱仪的高精度交互控制问题,本文提出了一种可靠、稳定的多路通 信交互系统。为增强拉曼光谱仪操作的便捷性,本系统通过人机交互技术将所需功能集成于 可视化界面,在多路拉曼光谱仪的通信技术中采用稳定可靠的通信技术与锁相环技术。针对 实际通信过程由于晶振老化和电磁干扰产生的时钟漂移问题,本文使用时钟卡尔曼滤波算法 对误差进行估计,最后在程序设计中进行误差补偿,极大地提升信息数据传输精度。实验表 明本通信交互系统具有稳定可靠的数据传输与便捷的控制功能。     

准分子激光低抖动延时同步系统

准分子激光放大技术可将固体掺钛蓝宝石飞秒激光器通过频率转换后得到的小能量深紫外飞秒脉冲放大为大能量深紫外飞秒脉冲。为了满足准分子激光器与固体飞秒激光器之间同步工作的需要,设计了一种准分子激光低抖动延时同步系统。该系统采用现场可编程门阵列(FPGA)数字延时和可编程延时芯片延时相结合的方法,利用时间测量芯片实现对延时时间的闭环控制从而提高系统延时的稳定性,最终实现对外触发脉冲信号的精确延时。验证实验表明，该系统在1～100 Hz频率下运行稳定,输出触发脉冲信号延时范围为56 ns～2.4μs,理论延时步进为10 ps,抖动在±1 ns内,完全满足飞秒激光器与准分子激光器同步工作的需要。     

机载紫外DOAS成像光谱仪CCD成像电路的设计及实施

机载紫外DOAS成像光谱仪通过获取大气与地表的折射或散射的紫外光辐射,监测大气痕量气体的分布与变化,其电子学部件的重要组成部分为CCD成像电路。采用帧转移型面阵CCD-47-20为图像传感器,以现场可编辑门阵列（FPGA）为核心控制器的成像电路模块,设计并实现了一套完整的机载紫外光谱仪成像系统。CCD成像电路完成包括CCD驱动时序电路、CCD数据采集电路,接收CCD模拟图像信号产生数字图像信号,将数字图像信号通过差分芯片驱动以低压差分信号（LVDS）传输给机载通讯系统等功能。讨论了机载紫外成像光谱仪的设计过程,并重点讨论了CCD成像电路的设计过程。设计的机载紫外DOAS成像光谱仪系统成像分辨率为0.286。实验证明满足大气污染气体的观测需求。     

基于ZeroMQ的分布式系统

为了实现小型的分布式系统内部的高效通讯,利用ZeroMQ（Zero Message Queue零消息队列）来实现分布式系统,并提出了把系统中央单元的数据传输功能分离出来,仅保留其目录服务功能,让客户机与服务器之间直接通讯的方案。中央单元manager为每一种服务创建一个消息队列来存储这种服务对应的所有服务器,并利用最近最少使用算法为每个客户机选择合适的服务器。manager与服务器、manager与客户机以及服务器与客户机之间的通讯都选用套接字对XREQ—XREP实现异步的双向通讯。由于Delphi2007能够方便地实现人机交互界面,选择其为开发平台。这个分布式系统用于轮轨检测实验中,大大提高了数据的传输效率,解决了实验中存储难的问题。     

远方集控监控系统光纤通信案例分析

本文所研究的远方集控监控系统光纤通信SDH设备光纤通讯通道传输带宽为2.5Gbps,通讯延时小于1ms,丢包率小于1译;PTN设备光纤通讯通道传输带宽为10Gbps,通讯延时小于0.5ms,采用双通道冗余配置,丢包率小于1译;目前两套设备工作稳定正常,无论从生产用专用链路,还是从办公内网表现都非常出色,保证了监控系统、水调系统数据的实时性,集控现场应用表现与现地采集一致,两路稳定高效的光纤通讯通道为集控建设奠定了坚实的基础。     

直接测风激光雷达频率跟踪技术及对流层平流层大气风场观测

为了实现高精度连续探测对流层和平流层大气风场,搭建了一台直接测风激光雷达系统对对流层和平流层大气风场进行探测。该系统基于双边缘法布里-珀罗标准具的瑞利散射多普勒测风原理,使用转台式探测结构,通过频率跟踪的手段对频率漂移进行跟踪,确保测风的精度。实验结果表明,该系统对对流层和平流层大气风场探测效果良好,频率跟踪的范围为±50 MHz,可以大大减小频率漂移带来的风速误差。经过系统的稳定运行和长时间的观测,在40 km处测得的径向风速随机误差为8 m/s。径向风速合成为水平风速后,随机误差在38 km处最大为10 m/s左右。该系统白天探测高度为25 km,夜晚探测高度为38 km。与探空数据对比,风速误差均小于10 m/s,其中风速误差在±5 m/s的范围内的数据量约占75.8%,探测的风向误差与探空气球的趋势基本一致,误差范围在10°～20°之间,在15°范围内的数据量约占58.6%。将实测数据与探空数据进行统计分析,结果具有良好的一致性。该系统可以为对流层和平流层大气风场的探测提供数据支撑。     

高频通信可用频率现报与预报方法

提出了基于斜向探测数据进行高频通信最大可用频率实时现报和短期预报的一种实用方法.该方法以实时斜向探测的MUF及其短期预报数据为基础,利用经验反演和等比加权重构方法进行电离层参数分析,并基于ITU高频频率预报方法实现了高频通信链路可用频率的实时现报和短期预报.通过预报实例验证了方法的实用性：实时现报统计均方根误差为1.41 MHz、相对误差为10.09％;短期预报统计均方误差为1.48 MHz、相对误差11.90％;对比长期预报结果,实时现报和短期预报有较大的精度提升.     

在轨超高分辨率傅里叶光谱仪仪器线型函数更新方法研究

仪器线型函数是傅里叶光谱仪重要的物理表征参数之一,影响仪器测量光谱的精度.随着空间测量和大气探测等遥感应用在高精度上的需求,如何实时在轨测量并更新星载光谱仪的仪器线型函数,成为当前提高在轨超高分辨率光谱仪测量精度的重要手段.以傅里叶型光谱仪为例,根据仪器线型函数的原理,利用在轨超高分辨率光谱仪实测太阳光谱定标数据不受大气气溶胶影响且具有独立太阳弗朗和费线的特征,来对在轨超高分辨率光谱仪的仪器线型函数进行监督和更新.实验以Kurucz太阳光谱模型作为参考光谱,在对应波段范围内分别选取多条实测太阳定标光谱和参考光谱的特征峰,通过调整光谱仪的狭缝模型,对特征峰残差进行迭代对比,演算出仪器ILS参数变化.最后,用更新的仪器线型函数与临边理论光谱卷积,与实测临边定标光谱比较验证,误差范围在-6%~8%.结果表明,该方法可为在轨超高分辨率光谱仪仪器线型函数的监督更新提供参考依据.     

基于HARQ机制的数据链通信性能分析

利用JTIDS数据链现有的编码体制提出了一种基于HARQ机制的数据链通信模式,以提高报文传输的可靠性.首先对JTIDS系统的时隙结构进行改进,建立了HARQ机制的反馈信道,以保证该通信模式的实现;然后分析了JTIDS数据链系统在莱斯信道环境下的符号误码率,并在此基础上采用Markov模型对基于HARQ机制的数据链通信模式进行性能分析,评估了在该机制下通信的吞叶量、报文到达率、报文服务率和报文传输服务时延;最后,利用GSPN网对基于HARQ机制的数据链通信模式进行仿真分析,仿真结果表明采用HARQ机制的数据链通信系统能够很好地改善在恶劣信道环境下的报文传输能力,提高报文传输的可靠性.     

基于北斗卫星的车载移动站可靠通信链路设计

为建立可靠的车载移动站数据传输系统,设计了一种基于BDS短报文协议的可靠通信链路.针对BDS短报文通信的不可靠性和通信容量有限的缺陷,通过自定义通信协议,采用增强型数据握手机制加强数据传输的可靠性和多卡协同传输数据机制增大数据传输的效率.经实验表明,采用提出的可靠通信链路设计比传统方式的传输成功率平均提高了35％,能提...     

多源融合的数据链网络性能评估方法研究

针对无线通信条件下数据链网络性能测试和评估难题,设计了数据链网络性能评估方法。首先,采集数据链的记录数据;然后,通过对战术数据系统(Tactical Data System, TDS)数据的消息协议解析,按照数据链消息标准格式化TDS数据,提取时间、消息类型、数据链平台和收发消息四维变量;最后,结合集合映射理论,分析通信网络连通性,生成连通性评估报告和战术消息时序图。基于数据链网络实际业务数据,分析了测试样本经过传输造成的丢包、误码和时延抖动等影响,验证了多源融合方法的可行性和有效性。     

自主安全的智能家居服务器系统设计

为实现实时对家居环境的监控以及满足人们对家居环境安全性的要求,设计一种结合ARM,Android,ZigBee,GSM,Redis以及BOA技术的安全智能家庭系统。家电节点传感器负责家电设备信息收集,ZigBee网络负责传输这些信息,ARM服务器进行处理,GSM模块发送报警信息,Android客户端进行信息显示并控制。针对实时性以及安全性要求,重点研究服务器的硬件通信、守护进程、数据接收以及解析、消息队列管理等。实验结果表明,系统通过手机端可随时随地对家居环境进行监控,操作几乎无延迟;服务器自主安全运行,无需人工干预;数据存储在本地服务器,不经过第三方;手机端每次登录比对号码,密码以及IMEI,安全性得到保障。     

基于时延感知的5G通信链路映射算法

现有5G通信算法存在兼容性差,误码率高等问题,导致数据传输频谱效率和峰值速率较低。因此提出基于时延感知的5G通信链路映射算法。该算法通过线性预编码技术传输数据,对数据预先处理,进而设计5G通信链路的层映射模式,完成数据到端口的处理,最后基于时延感知优化映射算法感知层,实现对5G通信链路映射算法的优化。实验结果表明,与传统算法相比,数据传输的频谱效率和峰值速率均有所提升,总体数据传输效果提升19.8%。由此可见,基于时延感知的5G通信链路映射算法具有更高效的数据传输效果。     

VoIP transmission mechanism based on TCP

As the widespread employment of firewalls on the Internet, user datagram protocol (UDP) based voice over Internet protocol (VoIP) system will be unable to transmit voice data. This paper proposed a novel method to transmit voice data based on transmission control protocol (TCP). The method adopts a disorder TCP transmission strategy, which allows discontinuous data packets in TCP queues read by application layer directly without waiting for the retransmission of lost data packets. A byte stream data boundary identification algorithm based on consistent overhead byte stuffing algorithm is designed to efficiently identify complete voice data packets from disordered TCP packets arrived so as to transmit the data to the audio processing module timely. Then, by implementing the prototype system and testing, we verified that the proposed algorithm can solve the high time delay, jitter and discontinuity problems in standard TCP protocol when transmitting voice data packets, which caused by its error control and retransmission mechanism. We proved that the method proposed in this paper is effective and practical.     

高空间分辨率大视场遥感相机图像的高速高可靠传输系统研究

提出一种适于高空间分辨率大视场遥感相机的图 像高速高可靠传输系统。首先,分析了TLK2711的通信链路,提出 了基于同步控制字的高速串行传输策略;深入分析了噪声对传输可靠性的影响,进而提出(17,6)纠错编码算法,分析了纠错编码在大视场空间相机中应用的可行性; 最后,在某大视场TDICCD空间相 机样机上进行了系统测试。实验表明,本文系统可以实时传输80路高 量化数据,整个系统有 效数据吞吐率可达13.02Gbit/s;所 提出的(17,6)纠错编码算法纠错能力强,运算速度快,易于硬件 实现,每512Byte数据可纠正32bit的错误,提高了空间 相机高速串行传输的可靠性;系统在不同的传输速度下工作均表现出令人满意的效果。     

基于北斗短报文的野外光谱观测设备通信系统设计

为解决偏远地区野外光谱设备通讯盲区问题,设计了一种基于北斗卫星通信的远程数据传输系统。通过仪器通信电路板、北斗终端和室内数据中心软件的配合,实现设备远程通信功能。在该系统的配合下观测设备无人值守工作,避免人工频繁跑场,去除人为测量误差。针对北斗通信丢包,设计了数据重传功能,解决数据丢失问题。目前,该设计已应用于自动化场地观测辐射计,并在敦煌辐射校正场实地工作,满足数据通信要求。同时,该系统也可应用于其他需要远程无线通信的仪器设备。     

一种VSAT数据通信网络报文传输协议的分析

本文描述并分析了一种适用于多信道ＶＳＡＴ卫星数据通信网的报文传输协议，特别是考虑了无线信道误码率对传输协议的影响，分析表明利用Ｓ－ＲＥ－ＡＬＯＨＡ作为预订信道的多址方式及按报文占用数据信道方法可以减小报文传输延时并增加系统吞吐量。