基于VxWorks阵列天线主控系统多节点网络通信的研究
随着技术的快速发展，天线在通信、广播、电视、雷达和导航等无线电系统中被广泛地应用。阵列天线是一种含有较多的天线单元有规律或无序的组合组成的，有很好的辐射特性。研究显示，阵列天线包括很多优点，但因为阵列天线具有单元数量较多、工作环境比较特殊以及要求其有较强的稳定性等特征，这对其控制系统提出了很高的要求。本文根据某阵列天线的控制要求，对基于VxWorks阵列天线主控系统快速、高实时、稳定的多节点网络通信进行了研究。 为实现阵列天线主控系统与其他系统之间的多节点网络通信，对软件结构进行了设计。首先，在充分调研的基础上，采用UDP通信模式来实现多节点网络通信过程;其次，对通信软件结构进行研究和设计实现，包括双缓冲队列、多任务、任务间同步通信、内存保护等内容;最后，为提高数据在网络传输过程中的可靠性，对网络监测过程进行了分析，并设计了相关程序。软件结构集成调试结果表明，阵列天线主控系统可以实现与其他多个系统之间的实时、稳定的通信，达到了设计目的。 在已建立的多节点网络通信架构上，针对某阵列天线主控系统与其他多个系统之间的实际通信需求，制定了专用的应用层通信协议，并进行了软件设计实现和实验验证。首先，根据实际控制需要，给出了VxWorks主控系统与其他系统之间的通信内容和控制时序;其次，定义了适合于该系统的专用应用层通信协议，该应用层协议具有简单、快捷、实时性高等特点;最后，对VxWorks主控系统和其他系统之间的网络通信功能进行了调试，主要包括与天线控制界面系统、总控数据下发系统、总控任务设置系统的调试以及网络性能之间的测试。调试结果表明，VxWorks主控系统与其他系统之间能够实现应用层协议的通信要求，且数据传输速度快，抖动较小，但存在少量的丢包情况，基本满足了控制系统的需求。 针对上述通信过程中丢包问题进行了分析研究，采用了基于UDP的可靠协议(UDT)来解决UDP通信过程中的丢包问题，并完成了该部分的优化设计。优化后的通信系统丢包率接近于零，通信的可靠性得到了显著的提高。设计完成的基于VxWorks阵列天线主控系统的网络多节点网络通信软件，已在某阵列天线主控系统中得到了实际的应用。
阵列天线;主控系统;多节点通信协议;双缓冲队列
西南交通大学
硕士
物理电子学
张政权
2016
中文
TN820.15
65
2016-11-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）