物理上行控制信道PUCCH,用于承載上行鏈路控制信息,根據所承載的上行控制信息的不同,LTE物理層支持不同的PUCCH格式,采用不同的發送方式。
上傳時間: 2018-01-04
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電子式互感器與傳統電磁式互感器相比,在帶寬、絕緣和成本等方面具有優勢,因而代表了高電壓等級電力系統中電流和電壓測量的一種極具吸引力的發展方向。隨著信息技術的發展和電力市場中競爭機制的形成,電子式互感器成為人們研究的熱點;越來越多的新技術被引入到電子式互感器設計中,以提高其工作可靠性,降低運行總成本,減小對生態環境的壓力。本文圍繞電子式互感器實用化中的關鍵技術而展開理論與實驗研究,具體包括新型傳感器、雙傳感器的數據融合算法、數字接口、組合式電源、低功耗技術和自監測功能的實現等。 目前電子式電流互感器(ECT)大多數采用單傳感器開環結構,對每個環節的精度和可靠性的要求都很高,嚴重制約了ECT整體性能的提高,影響其實用化。本文介紹了新型傳感器~鐵心線圈式低功率電流傳感器(LPET)和印刷電路板(PCB)空心線圈及其數字積分器,在此基礎上設計了一種基于LPCT和PCB空心線圈的組合結構的新型電流傳感器。該結構具有并聯的特點,結合了這兩種互感器的優點,采用數據融合算法來處理兩路信號,實現高精度測量和提高系統可靠性,并探索出辨別LPET飽和的新方法。試驗和仿真結果表明,這種新型電流傳感器可以覆蓋較大的電流測量范圍,達到IEC 60044-8標準中關于測量(幅值誤差)、保護(復合誤差)和暫態響應(峰值)的準確度要求,能夠作為多用途電流傳感器使用。 在電子式電壓互感器方面,基于精密電阻分壓器的新型傳感器在原理、結構和輸出信號等方面與傳統的電壓互感器有很大不同,本文設計了一種可替代10kV電磁式電壓互感器的精密電阻分壓器。通過試驗研究與計算分析,得出其性能主要受電阻特性和雜散電容的影響,并給出了減小其誤差的方法。測試結果表明,設計的10kV精密電阻分壓器的準確度滿足IEC 60044-7標準要求,可達0.2級。 電子式互感器的關鍵技術之一是內部的數字化以及其標準化接口,本文以10kV組合型電子式互感器為對象設計了一種實用化的數字系統。以精密電阻分壓器作為電壓傳感器,電流傳感器則采用基于數據融合算法的LPCT和PCB空心線圈的組合結構。本文首先解決了互感器間的同步與傳感器間的內部同步問題,進而依照IEC61850-9-1標準,實現了組合型電子式互感器的100M以太網接口。 電子式電流互感器在高電壓等級的應用研究中,ECT高壓側的電源問題是關鍵技術之一。論文首先分析了兩種電源方案:取電CT電源和激光電源。取電CT電源通過一個特制的電流互感器(取電CT),直接從高壓側母線電流中獲取電能。在取電CT和整流橋之間設計一個串聯電感,大大降低了施加在整流橋上的的感應電壓并限制了取電CT的輸出電流,起到了穩定電壓和保護后續電路的作用。激光電源方案以先進的光電轉換器、半導體激光二極管和光纖為基礎,單獨一根上行光纖同時完成供能和控制信號的傳輸,在不影響光供能穩定性的情況下,數據通信完成在短暫的供能間隔中。在高電位端控制信號通過在能量變換電路中增加一個比較器電路被提取出來。本文還提出了一種將兩種供能方式結合使用的組合電源,并設計了這兩種電源之間的切換方法,解決了取電CT電源的死區問題,延長了激光器的使用壽命。作為綜合應用實例,設計并完成了以LPCT為傳感器、由組合電源供能、采用低功耗技術的高壓電子式電流互感器。互感器高壓側的一次轉換器能夠提供兩路傳感器數據通道,并且具有溫度補償和采集通道的自校正功能,在更寬溫度、更大電流范圍內保證了極高的測量精度:互感器低電位端的二次轉換器具有數字和模擬接口,可以接收數據并發送命令來控制一次轉換器,包括同步和校正命令在內的數據信號可以通過同一根供能光纖傳送到一次轉換器。該互感器具有在線監測功能,這種預防性維護和自檢測功能夠提示維護或提出警告,提高了可靠性。系統測試表明:具有低功耗光纖發射驅動電路的一次轉換器平均功耗在40mw以下:上行光纖中通信波特率可以達到200kb/s,下行光纖中更是高達2Mb/s;系統準確度同時滿足IEC6044-8標準對0.2S級測量和5TPE級保護電子式互感器的要求。
上傳時間: 2013-06-09
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當今,移動通信正處于向第四代通信系統發展的階段,OFDM技術作為第四代數字移動通信(4G)系統的關鍵技術之一,被包括LTE在內的眾多準4G協議所采用。IDFT/DFT作為OFDM系統中的關鍵功能模塊,其精度對基帶解調性能產生著重大的影響,尤其對LTE上行所采用的SC_FDMA更是如此。為了使定點化IDFT/DFT達到較好的性能,本文采用數字自動增益控制(DAGC)技術,以解決過大輸入信號動態范圍所造成的IDFT/DFT輸出信噪比(SNR)惡化問題。 首先,本文簡單介紹了較為成熟的AAGC(模擬AGC)技術,并重點關注近年來為了改善其性能而興起的數字化AGC技術,它們主要用于壓縮ADC輸入動態范圍以防止其飽和。針對基帶處理中具有累加特性的定點化IDFT/DFT技術,進一步分析了AAGC技術和基帶DAGC在實施對象,實現方法等上的異同點,指出了基帶DAGC的必要性。 其次,根據LTE協議,搭建了從調制到解調的基帶PUSCH處理鏈路,并針對基于DFT的信道估計方法的缺點,使用簡單的兩點替換實現了優化,通過高斯信道下的MATLAB仿真,證明其可以達到理想效果。仿真結果還表明,在不考慮同步問題的高斯信道下,本文所搭建的基帶處理鏈路,采用64QAM進行調制,也能達到在SNR高于17dB時,硬判譯碼結果為極低誤碼率(BER)的效果。 再次,在所搭建鏈路的基礎上,通過理論分析和MATLAB仿真,證明了包括時域和頻域DAGC在內的基帶DAGC具有穩定接收鏈路解調性能的作用。同時,通過對幾種DAGC算法的比較后,得到的一套適用于實現的基帶DAGC算法,可以使IDFT/DFT的輸出SNR處于最佳范圍,從而滿足LTE系統基帶解調的要求。針對時域和頻域DAGC的差異,分別選定移位和加法,以及查表的方式進行基帶DAGC算法的實現。 最后,本文對選定的基帶DAGC算法進行了FPGA設計,仿真、綜合和上板結果說明,時域和頻域DAGC實現方法占用資源較少,容易進行集成,能夠達到的最高工作頻率較高,完全滿足基帶處理的速率要求,可以流水處理每一個IQ數據,使之滿足基帶解調性能。
上傳時間: 2013-05-17
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智能電表、水表、煤/燃氣表、熱量表等大量地出現在人們的生活中,同時這些儀表的抄錄工作變得越來越煩瑣,工作量大,工作效率低,不僅給用戶帶來不便,而且會存在漏抄、誤抄、估抄的現象。隨著電子技術、通信技術和計算機技術的飛速發展,人工抄表已經逐步被自動抄表所代替。 集中器是一個數據集中處理器,是多對象自動抄表系統的通信橋梁,負責對各智能表的數據進行采集、存儲和管理,及時有效地向上位機傳輸數據并執行上位機發送的指令。提高多對象集中器數據處理能力,有效完成上下行通信是多對象自動抄表系統AMRS(Automation Meter Reading System)目前需要解決的關鍵問題。 本文針對多對象集中器這樣一個較復雜的通信與控制系統,提出采用32位的高性能嵌入式微處理器。32位ARM9微處理器處理速度快、硬件性能高、低功耗、低成本,集成了相當多的硬件資源,硬件的擴展和設計大大簡化,ARM9(S3C2410)為工業級芯片,抗干擾能力強,能夠適應運行現場的較惡劣環境,8/16位微控制器運算能力有限,對于較復雜的通信與控制算法難以順利完成;硬件平臺依賴性強,不利于軟件的開發、升級與移植;在缺乏多任務調度機制的情況下,應用軟件不僅實現難度大,且可靠性難以保證。 本文首先對多對象遠程抄表系統的總體結構進行研究,主要研究了多對象遠程抄表系統中集中器的軟件和硬件實現,對硬件資源進行了外圍擴展,對S3C2410微處理器芯片的外圍硬件進行了擴展設計,使之具備了滿足使用需求的最小系統硬件資源,包括時鐘、復位、電源、外圍存儲、LCD、RS-485通信模塊、CAN通信模塊等電路設計。實時時鐘為多對象集中器定時抄表提供時間標準;電源電路為多對象集中器系統提供穩定電源;看門狗電路的設計保證多對象集中器系統可靠運行,防止系統死機;數據存儲器主要用于存儲參數、變量、集中器自身的參數,負責智能表的參數以及智能表用量等。上行通道即多對象集中器與上位機之間的通信線路,采用CAN現場總線進行通信;下行通道即多對象集中器與智能表之間的通信,采用RS-485總線進行通信。軟件設計上,主要針對多對象集中器的數據存儲功能和串行通訊功能進行程序編寫。基于ARM的多對象遠程抄表系統集中器可以實現多對象遠程抄表,提高了數據處理能力,有效完成了上下行通信,可靠性強,穩定性高,結構簡單。
上傳時間: 2013-06-07
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隨著全球經濟不斷增長和信息技術持續發展,越來越多用戶提出了對數據、語音和視訊等寬帶接入業務的需求。傳統的接入網技術己成為新一代寬帶通信網絡建設的瓶頸,通信網絡的寬帶化成為一個必然的趨勢。在眾多新興的接入技術中,寬帶無線接入技術以其特有的優勢成為近年來通信技術市場的最大亮點。基于IEEE802.16e的WiMAX技術作為一種面向無線城域網(WMAN)的寬帶接入方案,正以其優異的性能和廣闊的市場前景而倍受關注。 本文是基于WiMAX技術的網絡終端的設計,根據IEEE802.16e協議,物理層需要對收發信息進行編解碼、調制解調等的處理,其中包含很多運算密集的算法;這些處理有些適合硬件邏輯實現,有些適合數字信號處理器實現,所以設計采用了FPGAs+DSPs的實現方式。考慮對接收和發送數據的不同處理,在詳細分析上行和下行鏈路的工作過程的基礎上,對模塊的進行了詳細劃分,并對系統的FPGA部分進行了詳細設計。 設計中本文充分考慮了FPGA和DSP之間處理的優缺點,并注意避免器件之間通信的復雜化,在滿足器件之間數據流量的同時,盡量使數據流向簡單化,避免了延時增加和接口帶寬調度的復雜化。最終整個設計完成完整的802.16e網絡終端的物理層基帶處理功能。
上傳時間: 2013-06-01
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隨著計算機和網絡技術應用的擴展,電能的遠程自動監測、計算與收費的方案逐步被采用,能源計量儀表的數據自動抄收及遠傳系統的建設成為智能化住宅的基本配置之一。 本文針對校園的學生宿舍的電表收費進行了探討,到目前為止、按照收費方式電子式電能表可以分為:接觸式和非接觸式的IC卡預付費電表、復費率電表、和分時預付費的復費率電表。針對這幾種電表的抄表方式也各不相同,預付費電表主要是應用IC卡充值的方法付費、而復費率的電表主要是采用人工抄表和布線抄表的方法、而分時預付費復費率的電表主要是使用IC卡充值之后,利用實時時鐘在用電峰谷時對存儲在電表能的金額進行扣除。文中設計的自動抄表系統可以實現對上述三種電表的抄錄工作,尤其是針對校園學生宿舍等應用場所具用重要的意義。 文章提出了整體的方案設計,三級網絡分別應用了無線傳輸和網絡傳輸的方案,解決了遠程電能計量計費系統的由集中器和采集器(采集終端)以及通信信道與抄表軟件組成的部分即:集中器到抄表中心的上行信道、集中器至采集器(采集終端)或水電氣表間的下行信道。在整體設計思路介紹之后,文章花主要篇幅分章節介紹了復費率電能計量儀表、基于arm和uclinux的無線收發集中控制器的軟硬件,上位機的主控界面的設計。其中電能表的開發分塊介紹了軟硬件的各個部分,集中控制器由于嵌入了實時操作系統uclinux,著重講述了基于操作系統的應用程序的開發,主站界面介紹了簡單的測試程序。然后通過測試的結果說明了課題設計的系統實現了數據的基本采集和控制的情況,最后本文總結了研究的成果,并提出了改進的方向。
上傳時間: 2013-07-04
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隨著人們對無線通信需求和質量的要求越來越高,無線通信設備的研發也變得越來越復雜,系統測試在整個設備研發過程中所占的比重也越來越大。為了能夠盡快縮短研發周期,測試人員需要在實驗室模擬出無線信道的各種傳播特性,以便對所設計的系統進行調試與測試。無線信道仿真器是進行無線通信系統硬件調試與測試不可或缺的儀器之一。 本文設計的無線信道仿真器是以Clarke信道模型為參考,采用基于Jakes模型的改進算法,使用Altera公司的StratixⅡ EP2S180模擬實現了頻率選擇性衰落信道。信道仿真器實現了四根天線數據的上行接收,每根天線由八條可分辨路徑,每條可分辨路徑由64個反射體構成,每根天線可分辨路徑和反射體的數目可以獨立配置。通過對每個反射體初始角度和初始相位的設置,并且保證反射體的角度和相位是均勻分布的隨機數,可以使得同一條路徑不同反射體之間的非相關特性,得到的多徑傳播信道是一個離散的廣義平穩非相關散射模型(WSSUS)。無線信道仿真器模擬了上行數據傳輸環境,上行數據由后臺產生后儲存在單板上的SDRAM中。啟動測試之后,上行數據在CPU的控制下通過信道仿真器,然后送達基帶處理板解調,最后測試數據的誤碼率和誤塊率,從而分析基站的上行接收性能。 首先,本文研究了3GPP TS 25.141協議中對通信設備測試的要求和無線信道自身的特點,完成了對無線信道仿真器系統設計方案的吸收和修改。 其次,針對FPGA內部資源結構,研究了信道仿真器FPGA實現過程中的困難和資源的消耗,進行了模塊劃分。主要完成了時延模塊、瑞利衰落模塊、背板接口模塊等的RTL級代碼的開發、仿真、綜合和板上調試;完成了FPGA和后臺軟件的聯合調試;完成了兩天線到四天線的改版工作,使FPGA內部的工作頻率翻了一倍,大幅降低了FPGA資源的消耗。 最后,在完成無線信道仿真器的硬件設計之后,對無線信道仿真器的測試根據3GPP TS 25.141 V6.13.0協議中的要求進行,即在數據誤塊率(BLER)一定的情況下,對不同信道傳播環境和不同傳輸業務下的信噪比(Eb/No)進行測試,單天線和多天線的測試結果符合協議中規定的信噪比(Eb/No)的要求。
上傳時間: 2013-04-24
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PCA9545 是NXP 公司生產的I2C 總線擴展器件,通過它可以將1 路I2C 總線擴展為4路。在對內部控制寄存器進行相應配置后,可同時選擇1 路或多路下行I2C 總線與上行I2C總線連接。具有4 個中斷輸入和1 個中斷輸出引腳,增加了I2C 器件實時處理能力。通過外部的硬件復位可使器件恢復到默認狀態——斷開上下行總線之間的連接,提高系統的可靠性。經過對器件工作電壓的選擇,可使1.8V、2.5V、3.3V 與5V 的總線電壓之間互通信。每個I2C 接口和中斷輸入輸出口均為開漏,所有I/O 口都可承受5V 的輸入電壓。工業級的溫度范圍,小封裝:SO20、TSSOP20、HVQFN20。
上傳時間: 2013-11-14
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PCA9544 是NXP 公司生產的I2C 總線擴展器件,通過它可以將1 路I2C 總線擴展為4路。在對內部控制寄存器進行相應配置后,可選擇4 路下行I2C 總線中的任1 路與上行I2C總線連接。具有4 個中斷輸入和1 個中斷輸出引腳,增加了I2C 器件實時處理能力。經過對器件工作電壓的選擇,可使1.8V、2.5V、3.3V 與5V 的總線電壓之間相互通信。每個I2C 接口和中斷輸入輸出口均為開漏,所有I/O 口都可承受5V 的輸入電壓。工業級的溫度范圍,小封裝:SO20、TSSOP20、HVQFN20。
上傳時間: 2013-10-10
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PCA9548 是NXP 公司生產的I2C 總線擴展器件,通過它可以將1 路I2C 總線擴展為8路。在對內部控制寄存器進行相應配置后,可同時選擇1 路或多路下行I2C 總線與上行I2C總線連接。通過外部的硬件復位可使器件恢復到默認狀態——斷開上下行總線之間的連接,提高系統的可靠性。經過對器件工作電壓的選擇,可使1.8V、2.5V、3.3V 與5V 總線之間相互通信。每個I2C 接口和中斷輸入輸出口均為開漏,所有I/O 口都可承受5V 的輸入電壓。工業級的溫度范圍,小封裝:SO24、TSSOP24、HVQFN24。
上傳時間: 2013-11-23
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