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一种高速磁浮列车车地通信系统的误码测试方法研究与实现

张文相  
【摘要】:在通信系统中,误码率是衡量一个通信系统传输质量的重要指标,对待测设备接收端的误码测试可以评估其通信系统的传输质量。对于高速磁浮列车来说,其车地通信系统是列车与地面之间唯一的通信连接桥梁,车地数据传输的可靠性直接影响到行车安全,因此准确评估出通信系统的传输质量,具有重要意义。高速磁浮列车与地面需要交换多种业务信息,这些信息分别是通过多路同步RS-485和以太网接口进行通讯,其通讯协议是定制化协议,通用的误码测试设备不适用于测试高速磁浮列车车地通信系统,因此对其车地通信系统的误码测试方法研究与实现的工作具有实际工程意义。本文旨在设计一个专用于测试高速磁浮列车车地通信系统的误码测试系统,主要研究内容如下:1.基于无线通信系统所使用的测试模型以及误码测试基本原理,提出了专用于测试高速磁浮列车车地通信系统的误码测试方案。2.从误码测试系统的设计原理和系统架构考虑,确定了以ARM处理器和FPGA为核心的误码测试系统设计方案。ARM处理器具有处理速度快、兼容性强和低功耗等优点,主要完成以太网接口通信的误码测试以及数据处理和系统控制;FPGA具有灵活性强、并行运算和测试方便等优点,主要完成同步RS-485接口通信的误码测试以及数据处理。3.完成了误码测试系统的硬件设计。包括封装库绘制、器件选型、PCB版图绘制、原理图设计以及硬件调试等工作。4.完成了误码测试系统的软件设计。包括FPGA和ARM程序开发等工作。基于集成设计开发环境软件Vivado和Verilog HDL语言上进行FPGA程序开发,实现了码型发生、同步RS-485收发、误码检测和SPI通信等功能。基于Keil C51开发平台上进行ARM程序开发,实现了误码检测、网络数据收发和数据处理等功能。另外,本文还完成了触摸屏界面设计工作,实现了交互功能。5.对误码测试系统各模块进行了功能测试,并按照测试方案搭建了测试平台,进行了误码测试系统的整机测试。


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