一、以太网与控制网的MAC层仿真评估（论文文献综述）
简捷[1]（2020）在《基于以太网的列车通信网络多业务调度优化策略研究》文中研究指明随着信息技术的发展,人工智能、大数据、云计算、物联网等先进技术与轨道交通装备不断深度融合,高速动车组体现出智能化和信息化的核心特征。列车通信网络（Train Communication Network,TCN）在承载控制数据之外,需要产生、整合、传输、处理更多源、更大量、更高维的运行及服务数据,实现多业务数据的融合传输。虽然实时以太网技术的引入大大扩展了TCN的带宽,但目前多业务数据在网络中所采用的仍是多网并存、低流量运行的实时性保障方法。在新的业务需求迅速扩展的要求下,为保证多种类型数据的实时性、安全性、可靠性,提升网络资源的利用率,需要对基于以太网的TCN多业务通信的传输模型与调度机制进行深入研究。本文从实时周期数据、实时非周期数据和流媒体数据三种类型业务的传输需求出发,分别讨论了数据的通信模型、网络资源调度算法以及实时性分析方法,主要研究成果如下:1、基于时间触发的实时周期数据调度优化。建立基于时间触发机制的TCN周期数据调度模型;分析以太网TCN的时延构成,并在此基础上形成实时周期数据调度的统一时态约束条件;为兼顾控制与调度性能,构建基于数据抖动和负载均衡的周期调度表优化模型;针对优化模型,提出基于模糊控制的量子粒子群自适应优化算法和基于可调度性排序的可满足性模块理论约束规划算法,进行周期数据时间触发调度表的计算;在TCN拓扑下,基于随机流量进行调度表的性能评估,证明算法的有效性。2、实时非周期数据队列调度优化。依据TCN优先级业务特点,建立实时非周期数据与时间触发数据的融合传输机制,并在此基础上提出实时非周期数据的动态平滑加权轮询-最小截止期优先两级调度方案,综合考虑业务排队长度、优先级、差错丢包数量等因素对轮询权重的影响,避免高优先级业务数据长时间阻塞端口;通过平滑调整轮询顺序,保证子队列轮询公平性与均衡性,提高网络业务整体的时延性能;通过二级截止期调度,保证在同一优先级队列内,紧急数据的优先转发。3、实时非周期数据队列时延的理论计算与实测估计方法优化。在理论时延计算方法上,建立实时非周期数据随机网络演算模型,允许业务在规定的概率下超出统计边界,推导在基于多跳交换机网络的周期、非周期数据融合传输机制下,多优先级队列轮询的理论时延上限。在现场测试方法上,建立实时业务数据端到端递交延误率的先验概率分布,通过统计有限时间内,测试样本中超过截止期的延误帧数量,建立基于贝叶斯规则的延误率后验概率模型,将时延测试问题转化为统计学的置信度问题,为TCN现场实时性指标的测试时间及样本数量的选择提供理论依据。4、基于定价机制与纳什均衡的流媒体数据带宽分配策略。在时间触发周期模型的基础上,建立TCN控制系统与流媒体数据融合传输的模型,分析业务传输的实时性保障性能。结合TCN带宽资源及流媒体数据业务特点,提出一种基于业务体验质量、网络传输性能和缓存要求的流媒体数据网络效用综合评价模型。基于经济学的执行理论与定价机制,将流媒体数据带宽分配问题转换为非合作博弈纳什均衡的求解问题;针对流媒体数据系统效用私密性、决策分散性特点,设计分布式策略定价机制进行码率与带宽的协商与定价,并通过实验验证了算法的有效性。5、搭建基于列车实时数据协议的TCN多业务传输验证平台。以典型的以太网TCN的两级结构与网络拓扑为原型,完成验证平台的设计。通过列车实时控制系统,以太网TCN状态感知系统及列车流媒体播放系统进行平台组网实验,对不同网络负载下的列车通信质量进行时延、抖动及业务平稳性的测试,验证本文所提算法的有效性。
李隆胜[2]（2020）在《面向5G移动前传的数字与模拟光纤传输关键技术》文中研究说明2018年,3GPP Release 15的冻结标志着第一个可商用的5G标准正式确立。随后,于2020年冻结的Release 16进一步丰富了5G应用场景,加快了全球5G部署进程。传统分布式无线接入网（D-RAN）基于宏基站组网,基站具有完整的基带处理功能。为节省无线接入网建设与运维成本,5G独立组网对集中化无线接入网架构（C-RAN）进行了重构,基带处理功能被解耦并分配到中央单元（CU）、分布单元（DU）和射频单元（RU）,其中DU与RU之间的数据传输由光纤前传链路（fronthaul）承载。“5G部署,承载先行”,前传需提供大容量、高谱效率、低时延与高保真的传输性能且保持低成本,是5G组网中极具挑战的关键环节。前传解决方案可分为基于通用公共无线接口（CPRI）或演进版CPRI（e CPRI）的数字传输、模拟光载无线电（Ro F）传输以及数字模拟集成传输三类技术。本文围绕前传传输性能需求,针对上述三类前传技术方向开展了研究,其关键问题、主要学术贡献及创新点如下:一、面向CPRI数字前传的跃变四电平幅度调制技术基于下一代无源光网络（NG-PON）承载的CPRI链路中,低成本、低带宽器件的使用会造成高带宽信号的畸变,且PAM4等高阶调制格式的引入也会导致链路抗噪声能力降低。CPRI对传输链路的10-12误码率要求给NG-PON带来了巨大的挑战。本文提出了跃变四电平幅度调制（T-PAM4）的光调制格式以提升高速PON传输的可靠性与功率预算并满足CPRI的严苛误码率要求。T-PAM4符号由工作在2倍过采样的数模转换器（DAC）结合特殊设计的电平映射产生,接收端基于2倍过采样对T-PAM4进行二维判决以提升信号的抗噪声性能。实验验证了T-PAM4相较PAM4有5-d B的灵敏度提升。此外,该方案具有较低的硬件实现成本与计算复杂度。二、面向e CPRI数字前传的弹性量化技术相较于CPRI标准,5G前传最新标准e CPRI中传输的数据主要为量化后的频域无线IQ信号,具有更低的带宽开销。然而,采用e CPRI将导致前传数据量随无线网络负载的波动而动态变化。在满足前传峰值请求速率的前提下,过大的负载波动将导致前传带宽部署的冗余,影响了传输效率。此外,无线信道具有时变与频率选择性的功率衰落,加剧了上行IQ信号的量化噪声。针对以上问题,本文进行了如下研究:1)理论分析了频域IQ信号量化后的数据冗余度,提出了一种新型的弹性量化精度方案以缓解e CPRI前传流量的动态特性,减少冗余带宽部署。利用e CPRI功能划分的优势,该方案根据IQ信号的无线信号质量与前传实时负载,自适应地调整IQ信号的量化精度。本工作主要贡献为搭设了符合3GPP标准的无线接入仿真系统,其结果为方案的实际应用提供了可靠的参考价值。系统实现了Low-MAC层与物理层基带功能及无线信道的传输,实验实现了前传IQ信号数据通过光链路的传输。结果表明仅以满载时牺牲1.2～1.9%的终端速率为代价,方案降低了～40%的前传峰值速率,提升了传输效率并节约了链路带宽。此外,本方案基于5G前传广泛部署的e CPRI,比基于CPRI的传输与压缩技术更具实际应用价值。2)理论分析了无线信道衰落对e CPRI前传量化噪声的影响,并据此提出了利用无线系统已有的信道估计结果或解调参考信号对IQ信号进行补偿的方案。该方案在低计算复杂度的基础上能够抑制前传量化噪声高达6.5 d B,可显着提升e CPRI对无线信号的保真度,该效果优于现有针对CPRI的时域补偿方案。三、基于模拟前传的片段时分复用传输技术相较于数字前传,模拟Ro F前传具有更高的传输谱效率。将多路无线IQ信号合并为单路高速模拟信号的复用技术是模拟前传中的关键问题,其中低复杂度的模拟TDM技术是备受业界青睐的候选方案。综合考虑5G多天线（MIMO）场景与低时延要求,TDM方案可采用MIMO信号采样点交织排列的技术以缩短复用时延。该技术依靠大量保护间隔时隙和变频结构来消除光纤传输后采样点间的干扰,分别导致链路传输效率的下降和复杂度上升。本文相应工作如下:1)理论分析了模拟TDM光纤传输对MIMO信号损伤,并针对MIMO交织TDM中采用过多保护时隙导致传输带宽浪费的问题,提出以信号片段为时分复用粒度的改进方案（Se-TDM）。该方案拥有低复杂度的系统结构,在传输谱效率与时延性能间取得平衡。在等效162-Gbps CPRI速率的模拟TDM传输实验中,该方案将传输谱效率提升21%,且支持的QAM阶数从64提升至256。2)提出了一种无变频操作的MIMO交织方案,进一步简化了前传复用结构,并通过理论分析和实验证明了该方案能够实现相同于现有技术的干扰消除效果。该方案直接复用基带IQ信号,更易于减小复用后的信号带宽,提升频谱效率。四、面向数字模拟集成传输的频谱零点填充技术单波长集成共传数字、模拟信号能够实现二者优势互补。集成传输面临硬件结构复杂、谱效率低和信号参数不兼容行业标准等问题。为此,本文开展如下研究:提出了频谱零点填充的集成传输方案,其创新点在于利用56-Gbps PAM4信号在28 GHz处固有的频谱零点,插入5G毫米波射频信号以实现无频谱间隔的高谱效率集成传输;方案中数字信号只需低成本低精度DAC产生,且数字和模拟射频信号分别遵从NG-EPON和5G标准;理论推导了光纤色散对集成传输系统中模拟射频信号质量的影响,并实验演示了频段选择策略以最大化模拟信号传输带宽;基于首次提出的发射机结构,实现了56-Gbps PAM4叠加10×400-MHz模拟射频信号的25-km传输,为目前报道的强度调制直检集成传输方案中最高的容量。综上所述,本文通过理论分析、仿真与实验验证对前传传输中的关键技术开展了一系列研究,为促进光纤承载的5G移动前传演进提供可行的参考方案。
孙晓康[3]（2020）在《实时以太网POWERLINK在加速器控制系统中的应用研究》文中提出加速器控制系统一般是基于网络的分布式控制系统,遵循所谓的“标准模型”（Standard Models）,由三部分组成:the Operator Interface、Data Communication、the Front-end Computers。数据通信在加速器控制系统中起着纽带的作用。随着加速器规模的增大和复杂度的提高,对数据通信性能的要求越来越高,而实时性是影响控制系统的关键因素,开展这方面的应用研究具有非常重要的工程应用价值。Ethernet POWERLINK（简称POWERLINK）作为一种开源实时以太网技术已广泛应用于工业控制领域,特别是有高实时性需求的场合,例如高性能的同步运动控制应用,但是在加速器控制领域,与POWERLINK相关的研究和应用还很少。EPICS作为加速器控制领域中应用最广泛的开发平台,目前还未见与POWERLINK相关的应用与研究。本论文将POWERLINK实时以太网技术和EPICS结合起来,开展了一系列的应用研究工作。首先对POWERLINK通信协议进行了分析和性能测试。基于POWERLINK协议栈的开源实现版本openPOWERLINK,我们分别搭建了基于RT-Linux PC和FPGA软核的两套测试系统。采用网络分析仪netANALYZER和Wireshark软件抓取并分析了 POWERLINK数据帧,掌握了 POWERLINK协议的数据帧结构和通信机制,并测试了两套系统的通信周期。我们还根据测试系统的实测通信参数,发展了理论计算和仿真建模两种方法来估算POWERLINK系统的通信周期。其次设计了 EPICS环境下基于千兆POWERLINK的分布式IO系统。系统从站采用基于Zynq的控制器,主站是一台RT-Linux PC,PC上运行了 IOC应用程序和内核空间下的openPOWERLINK主站程序,基于进程间Socket通信开发了相应的EPICS设备驱动程序。我们搭建了 1个主站和10个从站组成的测试系统,测试系统的通信周期最快可到275μs,控制器本地响应时间约为400μs,系统全局响应时间为870μs。通过对系统测试结果的分析,发现从站的光耦延时和主站响应延时是影响系统性能的主要因素。针对这两点,我们设计了相应的改进方案,改进方案的主从站均采用Zynq控制器来实现,从站控制器的输入/输出接口电路采用ADuM1400高速数字隔离器。基于改进方案我们搭建了由1个主站和5个从站组成的测试系统,系统的通信周期最快可到50μs,从站的本地响应时间为5μs,系统全局响应时间为160μs,测试结果表明改进方案的实时性能明显得到了提升。根据改进方案的实测结果,我们进一步完善了理论计算和仿真建模方法,从而为POWERLINK的应用设计提供了依据。最后基于千兆POWERLINK设计了合肥先进光源设备保护系统（Hefei Ad-vanced Light Facility Equipment Protection System,HALF EPS）。HALF 是由国家同步辐射实验室提出的第四代基于衍射极限储存环的同步辐射光源,目前正在开展HALF预研工程建设。HALF EPS由注入器分总体EPS和储存环分总体EPS组成,各分总体EPS基于独立的千兆POWERLINK设计,联锁控制器采用Zynq控制器。我们对HALF EPS的联锁保护逻辑进行了描述,统计了联锁信号的数量。通过理论计算和仿真建模两种方法估算了注入器EPS的响应时间分别为802.100μs和798.184μs,储存环EPS的响应时间分别为1.643ms和1.634ms,均满足10ms响应时间的设计指标。最后基于Archive Appliance设计了 HALF EPS的历史数据存档与查询系统,基于Phoebus/Alarms设计了 HALF EPS报警系统。
冯然[4]（2020）在《5G NR前传通道的设计与FPGA实现》文中进行了进一步梳理5G虽然已经进入商用阶段,但目前部署的网络都是成本较高的宏蜂窝基站,而未来5G的高速率、广覆盖必将依赖小基站。一体化小基站在5G阶段受到了巨大的挑战,基于集中基带单元（Base Band Unit,BBU）、射频拉远单元（Radio Remote Unit,RRU）的云接入网（Cloud Radio Access Network,C-RAN）必将得到越来越广泛的应用。前传通道是C-RAN架构中连接BBU和RRU的重要组成部分,本论文为基于C-RAN的小基站提供一套实用化的前传通道解决方案。论文分析5G小基站中上下行链路的物理层信号处理任务,综合考虑处理复杂度、数据流向、传输数据数据量等主要因素界定了前传通道需要实现的功能;在此基础上,以FPGA为开发平台设计并实现前传通道的关键模块,论文的具体工作包括:第一,全面梳理了小基站系统的物理层上下行数据处理流程,界定了需要在前传FPGA实现的基带算法,主要包括下行信号的频域转时域、上行信号的时域转频域和随机接入信道前导接收处理。第二,研究了 5G随机接入过程,用MATLAB搭建链路级仿真对随机接入前导码的接收算法进行了仿真,为在FPGA上实现随机接入算法的处理提供了设计支撑。第三,利用英特尔A10 FPGA的万兆以太网硬核实现了与RRU之间的数据传输接口;利用PCIE硬核实现了与CPU之间的数据接口,设计并实现了与其匹配的模块。第四,设计并实现了下行频域到时域转换的处理、上行时域到频域的处理和随机接入信道信号处理等核心功能模块,并与万兆以太网和PCIE接口相连,形成完整的前传通道。前传FPGA可支持三小区四天线的数据,理论传输速率可达到47Gbps,仿真结果显示下行链路的处理时延为0.014ms,上行链路的处理时延为0.048ms,满足设计要求。
戴松[5]（2020）在《软件定义移动自组织网络组网技术研究》文中研究指明移动自组织网络（Mobile Ad Hoc Network,MANET）是一种能够在无网络基础设施的环境下,以自组织方式进行动态组网的无线网络形式,在军事、民用等领域得到了广泛应用。随着无线通信技术及多媒体技术的不断发展,网络中的通信量越来越大,业务需求也越来越复杂。目前MANET大多使用分布式组网方法,受制于节点的局部可见性,在提升网络服务质量与负载均衡等方面遇到了瓶颈。因此,一些研究学者将软件定义网络（Software Defined Network,SDN）的集中控制思想引入MANET,提出了软件定义移动自组织网络（Software Defined Mobile Ad Hoc Network,SDMANET）的概念。目前,SDMANET的研究尚处于起步阶段,存在着诸多亟待解决的关键技术问题,比如现有的组网方法不能很好地适应大规模高速移动网络、组网稳定性差、路由控制开销大等问题。这些问题会导致SDMANET的基础架构运行不可靠,因此很难在其基础上进行Qo S优化。针对上述问题,本文以SDMANET中的组网技术作为研究切入点,主要研究工作及创新点如下:首先,本文提出了一种基于带外控制和骨干网优化的SDMANET组网方法（简称B-SDMANET）,该方法结合MANET分布式特性和SDN集中控制的特点,使用具有双信道的多模电台作为底层通信单元,在其中分配数据信道和带外控制信道进行组网,利用带外集中控制提高网络的稳定性,使其适应高速移动的MANET网络。本文利用支配集算法选择网络中具有支配地位的节点作为骨干节点,只由骨干节点直接和SDN控制器进行通信,减少网络中直接和控制器通信的节点个数,从而减少路由控制开销。实验表明该方法在大规模MANET网络中可以极大程度上减少网络的路由控制开销。其次,本文提出了一种基于骨干网的集中式动态TDMA协议（简称BTDMA）,该协议结合SDN集中控制的特点,使用SDN控制器作为TDMA的中心节点,统一为带外控制的网络节点进行时间同步和时隙分配,从而减少带外控制网络中的信道干扰。本文提出了基于骨干网的动态时隙分配算法,通过骨干节点减少带外控制网络分配的时隙数量,从而减少MAC接入时延,提高带外信道利用率。在该方法中,针对MANET能量有限的特点,关闭非骨干节点的控制信道,节省能量消耗。最后,由于目前没有可供实验的开源SDMANET仿真平台,因此本文使用RYU控制器和Riverbed仿真软件搭建B-SDMANET仿真平台,并设计了无线Open Flow协议（Wireless Open Flow,W-Open Flow）作为控制器和交换机通信的南向接口。本文在仿真软件中实现B-SDMANET网络节点、B-TDMA进程模型和W-Open Flow进程模型,并设计多个仿真场景对本文方法进行可行性验证和性能分析。仿真结果表明本文方法对网络规模不敏感,可以有效降低大规模网络中的网络开销控制和MAC接入时延,提升网络稳定性和MAC吞吐量。
钱之博[6]（2020）在《机舱综合监控网络设计与实时性研究》文中进行了进一步梳理船舶机舱智能化作为目前船舶行业的主要发展趋势,对船舶机舱中数据采集的全面性与实时性提出了更高的要求。但是目前机舱监控系统采集数据量少且数据传输时延较长,限制了船舶机舱智能化的应用与发展。因此本课题以机舱综合监控系统作为研究对象,旨在通过完善网络结构设计解决数据采集全面性的问题;通过对数据的合理分类,使用调度算法降低数据传输的时延,进一步提高机舱管理智能化。首先,通过对机舱数据流向的分析,建立综合监控数据传输模型。结合“海洋石油301”设备类型及接口,搭建以现场控制网络与上层以太网管理网络组成的星型拓扑综合监控网络,并以电力推进系统为例进行了详细设计。其次,通过对数据链路时延计算得出交换机为时延产生的主要节点。将机舱数据分为即时周期数据、即时偶发数据与非即时数据,并使用固定优先级调度对传输时延进行优化。通过网络演算对使用优先级分类后的数据时延进行了理论计算。在此基础上引入截止时间戳对数量较多的即时周期数据进行二次调度,以熵权分类法对其进行优先级分类计算。然后,通过OPNET对搭建的多节点综合监控网络进行网络建模,分别对比不使用优先级分类、使用不同类型数据作为最高优先级时数据的传输时延与稳定性。最后,设计了网络实时性测试程序用于时延可视化测试。通过搭建以轮机模拟器界面端与监测板卡组成的局域网络,对比同一终端数据优先级对数据发送的影响以及数据在不同网络负载下采用不同交换节点所产生的时延,测试并验证了优先级调度对数据的实时性影响以及不同的交换节点对数据传输的实时性影响。根据上述理论计算与网络仿真的结果,表明在所设计的监控网络中采用以即时周期数据作为最高优先级的分级调度可以降低即时周期数据时延,又不影响即时偶发数据时延。测试实验的结果表明在配置数据优先级并使用支持数据分级的全双工交换机时,可以保证监控网络中最高优先级数据的优先传输。
杨俊杰[7]（2020）在《面向工业物联网的无线局域网精准时间同步》文中认为工业物联网技术在“中国制造2025”战略中承担着重要的角色,在工业物联网中IEEE 802.11无线局域网（wireless local area network,WLAN）技术已受到广泛关注。工业应用特别地要求确定性和实时性,实时性系统的基础是时间同步。而无线网络存在不确定的传输延迟和丢包等问题,导致时间同步误差增加,因此精确的时间同步是WLAN能否在工业物联网中有效运行的关键。IEEE 1588精确时间同步协议（precision time protocol,PTP）旨在实现分布式测控系统中的高精度时间同步,但却是针对有线网络设计的。为了更好地实现WLAN中的精准时间同步,本文开展了以下研究工作:1)从以太网芯片和无线网卡芯片硬件结构出发,分析无线局域网中使用PTP协议的时间戳问题。在现有无线网卡芯片无法像以太网解决方案一样支持硬件时间戳的情况下,实现了一种基于驱动层的软件时间戳,保证WLAN中应用PTP的时间戳精度。2)由于时间同步的误差主要由不对称时延造成,通过对时间同步过程中引入的时延组成进行分析,确定了随机时延是对时间同步影响最大部分。此后重点讨论导致随机时延的原因——IEEE 802.11ac MAC层接入时延,基于马尔科夫链原理建立MAC层接入时延的理论模型,并通过MATLAB进行仿真分析。此外,本文还给出了实际WLAN应用中减少PTP报文随机时延的具体实现方法,并在本文的实验平台中进行验证。3)通过分析实际应用中节点晶振的频偏、抖动以及软件时间戳等因素造成的误差,对PTP协议的主、从时钟进行建模。在此基础上,给出两种PTP时钟伺服系统设计,分别为基于比例积分（proportional-integral,PI）控制器和基于加权线性回归的时钟伺服。4)结合上述所有研究工作,选用NXP公司的LS1043A-RDB ARM开发板和Broadcom公司的WiFi网卡搭建实验平台,对无线局域网中应用PTP协议实现时间同步的精度进行测量。分别对基于PI控制器的时钟伺服和基于加权线性回归的时钟伺服进行实验和分析。实验结果表明,本文提出的方法时间同步精度可达60?s,能满足大多数工业物联网应用的要求,有良好的应用前景。
武靖飞[8]（2020）在《基于TDMA的无线Mesh网络跨层协议研究与实现》文中研究表明随着无线通信技术的迅速发展,基于IEEE 802.16标准的无线Mesh网络凭借组网灵活、传输速率高、成本低、覆盖面积广等优点,已成为下一代无线网络发展的关键技术和研究热点,在军事、医疗、物联网等领域都有极佳的应用前景。本篇论文研究内容的背景源于课题组与中国电子科技集团某研究所合作的项目“新一代宽带自组网系统关键技术研究”。项目的主要目标是设计新一代宽带移动接入与自组织互联无线网络,并保证网络节点间多类业务的稳定通信。本文主要从无线Mesh自组网链路层组网协议的设计与实现、应用层业务客户端程序的设计与实现以及业务的接入与资源编排等方面对无线Mesh跨层协议进行研究,具体包括以下方面:首先,本文对整个无线Mesh跨层协议所参照和应用的技术进行深入研究与分析。主要包括对IEEE 802.16标准下无线Mesh网络的网络结构、标准协议栈以及网络帧结构的研究与分析,并结合项目业务数据量大、时隙调度要求迅速且稳定的特性,基于TDMA规划设计了满足项目场景的超帧结构;为解决网络协议中节点入网冲突问题,对二进制指数退避算法进行研究与分析;为在规避邻节点干扰的前提下完成有限时隙资源的高效分配,对图的着色问题进行研究、分析与设计应用;在数据链路层差错控制方面采用了混合自动重传请求的方案。其次,本文完成对无线Mesh自组网环境下节点入网、单簇组建、网络同步融合和退网流程的网络协议设计,并为各网络状态下的节点设计和实现了相应的主体API。还确定了项目当前采用基于Dijkstra算法的多跳路由协议方案,并为维持网络的拓扑状态规划和设计了多种网络结构信息表。本文结合图的着色理论和实际业务的Qo S需求,设计了固定分配与动态分配相结合的时隙资源分配策略,并在业务接入成功率与带宽占用方面对该策略同纯固定分配和纯动态分配进行仿真对比,确定了该时隙资源分配策略的可行性。为满足项目对多种类型业务的应用需求,本文于Cent OS虚拟机的Qt开发环境下,设计并实现了具备短消息传输、文件传输和音视频多媒体通信三种业务的应用程序,并为各业务设计了相应的数据帧结构。同时,为更直接有效的解决设备节点多业务接入以及相应数据处理资源的控制管理,本文结合Java Script、My SQL等技术为项目设计了基于软件定义的可视化业务接入管理系统。最后,我们在由Xilinx Zynq-7000 So C ZC706硬件开发板和AD9361射频开发板组建的无线通信平台上,对所设计的无线Mesh自组网协议相关内容进行测试验证,其中包括单节点入网和多节点入网效果的测试,并且在由PC端Cent OS虚拟机与无线通信平台所搭建的整体数据通路上,进行了应用端多种业务稳定性与实时性的测试与分析。
王威[9]（2020）在《数据采集系统中TCP/IP硬件协议栈的研究与FPGA实现》文中进行了进一步梳理数据采集系统广泛地应用于工业控制等诸多领域,随着精细化、智能化、多路采集的待测设备和场景越来越多,对采集传输系统的能力提出了越来越高的要求。传统的货架数据采集系统很难满足特定的需求,而非标准产品的采集系统有很强的针对性,且价格昂贵、结构复杂,难以适用于普遍的采集应用场景。因此,实现一个具备高性能、高灵活性和低成本的数据采集系统,是当前社会、工业发展的迫切需求。随着集成电路与信息科学技术的快速发展,为数据采集系统的高性能、集成化设计提供了新思路。借助网络卸载引擎思想,基于FPGA实现TCP/IP协议栈的逻辑设计,实现一种具备高传输速率、高可靠性、灵活性和低成本的以太网传输链路。旨在研究基于硬件可编程器件实现软件协议硬件化的实施方案,为分布式数据采集领域的高速数据卸载和传输链路加速提供一种可行性方案。本文首先结合数据采集系统和TCP/IP协议的功能特点,提出TCP/IP协议族裁剪方案,只保留保证数据高速传输和可靠性的必要协议。采用分层处理、模块化的设计方法,按照“接收解析-数据处理-组帧发送”的顺序,实现了以太网TCP/IP协议通信的基本功能。在此基础上,深入研究TCP关键技术,在FPGA中采用标准算法实现超时与重传;基于RAM设计TCP发送窗口;基于拥塞窗口包计数改进拥塞控制算法,让其在硬件逻辑处理和批量数据高速传输的过程中具备更高的调控效率。除此之外,提出请求应答队列管理机制、校验和预计算算法、CRC32超前计算算法,提高网络数据的卸载和封装速率。其次,基于真实的以太网通信数据编写测试激励源,建立全面的仿真。结合仿真波形详细分析了TCP/IP协议栈的设计细节和功能实现,保证设计在逻辑上的正确性,为实际的测试和应用提供了大量的实例。最后,搭建千兆以太网实物平台,测试结果表明,TCP/IP硬件协议栈的ARP应答,ICMP回显应答,UDP数据接收与发送,TCP服务器的连接建立、数据通信、连接终止、超时重传与恢复等功能均正确实现。针对TCP高速传输性能进行测试,结果表明,在容量为千兆的通用以太网信道中,可达到63%的网络使用率;在TCP传输稳定阶段,可达300Mbit/s速率,性能稳定。本设计相比于传统的和基于ASIC芯片的实现方式,在传输处理速度、灵活性、普适性和成本方面具备很好的优势,适用于广泛的数据采集传输系统,具有良好的实际应用价值。
戴观权[10]（2020）在《基于IEC61850的配用电保护控制通信建模及其通信组网适应性分析》文中认为现阶段,我国电网正处于综合能源服务转型的历史进程之中,面临着高比例可再生清洁能源接入、用户侧用能需求多样化的时代背景,配用电系统正逐渐朝着网格化、多源化的配用电物联网方向演进,由传统单源单向电能提供模式向多源双向电能流动模式转变,电网拓扑结构和运行环境日益复杂,传统基于本地信息的配用电保护控制技术逐渐暴露不足,难以适应新形势下配用电系统可靠稳定运行需求,其供电可靠性问题日益突出。近年来,随着IEC 61850标准的不断完善和拓展,将其相关方法应用于配用电领域,并依托先进通信技术实现多个保护控制类智能电子设备的灵活接入、网络集成和信息共享,研发高级别、高性能的配用电保护控制方案,成为解决新形势下配用电保护控制性能差、可靠性低、智能化不足等难题的有效手段。然而,基于IEC 61850标准的配用电保护控制方案能否得到有效的工程化应用,依赖于通信规范,受通信网络性能制约。现阶段尚缺乏基于IEC 61850标准的配用电保护控制通信网络性能分析手段,通信网络的实时性和可靠性无法得到定量化的数据支撑和论证,严重阻碍其工程化应用。为此,本文在国家自然科学基金重点项目“智能电网保护控制信息流的定量分析与优化方法研究”（51577073）的资助下,以基于IEC 61850标准的配用电保护控制业务为研究对象,针对通信网络建模和通信组网适应性等问题按照需求分析→模型搭建→仿真分析的思路展开研究:1)需求分析:本文首先分析新形势下电力系统配电侧和用电侧的保护控制业务新需求,剖析其应用领域、关联对象、通信需求等方面的差异性,以通信架构及其信息流组成为切入点,概述设备组成及其通信特点,探讨面向实时可靠的配电侧保护控制光纤网络通信方案和面向灵活接入的用电侧保护控制WLAN无线网络通信方案,并从实时性和可靠性的角度分析通信网络的性能指标及通信需求。2)模型搭建:针对当前基于IEC 61850通信标准在网络仿真应用中的缺失,依托OPNET通信仿真平台,提出了基于IEC 61850的配用电保护控制通信网络仿真建模方法,建立遵循IEC 61850标准的信息模型、设备模型和网络模型,能够适应于配电侧的光纤交换网络和用电侧的WLAN无线网络仿真需求,为进一步仿真分析基于IEC 61850标准的配用电保护控制通信网络性能提供强而有力的模型工具。3)仿真分析:基于以上开发的模型工具,依托OPNET仿真平台,分别实现基于光纤交换网络的配电侧保护控制以及基于WLAN无线网络的用电侧保护控制的通信组网研究及其适应性分析,在综合考虑配用电保护控制通信网络性能仿真分析中多个关键影响因素的基础上,实现多种场景的通信网络性能仿真,获取报文的端对端延时、丢包情况等网络性能,定量化分析和论证通信网络的实时性和可靠性,评判不同通信组网应用于配用电保护控制业务的适应性,为配电侧和用电侧保护控制业务的组网策略、设备选型和规划建设提供科学有效的指导依据。
二、以太网与控制网的MAC层仿真评估（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、以太网与控制网的MAC层仿真评估（论文提纲范文）
（1）基于以太网的列车通信网络多业务调度优化策略研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 背景与意义 |
| 1.2 基于以太网的列车通信网络 |
| 1.2.1 列车通信网络的基本要求 |
| 1.2.2 实时以太网的研究现状 |
| 1.2.3 基于以太网的列车通信网络应用 |
| 1.3 基于以太网的列车通信网络多业务调度 |
| 1.3.1 TCN多业务数据分类 |
| 1.3.2 TCN多业务数据调度 |
| 1.3.3 相关问题研究现状 |
| 1.4 论文整体结构 |
| 2 基于FQPSO和 SMT理论的实时周期业务调度优化 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 周期任务调度优化建模 |
| 2.2.1 时间触发通信机理 |
| 2.2.2 列车通信网络建模 |
| 2.2.3 任务调度约束条件 |
| 2.2.4 抖动与负载均衡目标 |
| 2.3 模糊控制量子粒子群算法 |
| 2.3.1 量子粒子群算法 |
| 2.3.2 收缩-扩张系数与势阱长度关系 |
| 2.3.3 基于模糊控制的量子粒子群自适应优化算法 |
| 2.4 基于可调度性排序SMT的时间触发调度 |
| 2.4.1 可满足性模块理论 |
| 2.4.2 周期业务可调度性排序 |
| 2.5 调度表性能评估 |
| 2.5.1 算法流程 |
| 2.5.2 网络环境 |
| 2.5.3 算例分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 实时非周期业务调度与分析优化方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实时非周期数据融合调度模型 |
| 3.2.1 实时非周期数据传输特征 |
| 3.2.2 实时非周期数据融合传输机制 |
| 3.2.3 动态平滑加权轮询—最小截止期优先两级调度 |
| 3.3 基于随机网络演算的实时非周期数据时延计算 |
| 3.3.1 随机网络演算理论 |
| 3.3.2 TCN实时非周期数据到达与服务过程 |
| 3.3.3 TCN实时非周期数据积压与时延边界计算 |
| 3.4 基于贝叶斯规则的实时非周期业务时延估计方法 |
| 3.4.1 业务端到端时延测试 |
| 3.4.2 数据帧延误先验与后验概率分布 |
| 3.4.3 基于目标置信度的端到端数据延误率估计算法 |
| 3.5 算例仿真与分析 |
| 3.5.1 随机网络演算算例分析 |
| 3.5.2 DSRR-EDF调度仿真 |
| 3.5.3 贝叶斯时延测试方法分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于定价机制与纳什均衡的流媒体数据带宽分配策略 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 列车通信网络流媒体数据融合传输模型 |
| 4.2.1 流媒体数据业务传输特征 |
| 4.2.2 流媒体数据融合调度模型 |
| 4.2.3 流媒体数据带宽决定因素 |
| 4.2.4 流媒体数据综合效用评价模型 |
| 4.3 基于策略定价机制与纳什均衡的流媒体数据码率竞争策略 |
| 4.3.1 执行理论与定价机制 |
| 4.3.2 基于纳什均衡的流媒体数据码率策略定价机制 |
| 4.3.3 策略定价机制设计及求解 |
| 4.3.4 纳什均衡解的有效性 |
| 4.3.5 基于策略定价机制的调度算法设计 |
| 4.4 仿真分析 |
| 4.4.1 仿真平台结构 |
| 4.4.2 流媒体QoE性能参数拟合 |
| 4.4.3 基于策略定价机制的码率竞争仿真 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于以太网的列车通信网络多业务传输验证平台 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 验证平台总体设计 |
| 5.2.1 TCN多业务系统结构 |
| 5.2.2 总体设计 |
| 5.3 基于TCN的多业务子系统设计 |
| 5.3.1 基于TRDP的实时通信子系统 |
| 5.3.2 基于TRDP-MIB的以太网TCN状态感知子系统 |
| 5.3.3 基于MPEG DASH的 PIS视频播放子系统 |
| 5.4 平台组网实验 |
| 5.4.1 实时周期数据调度实验 |
| 5.4.2 实时非周期数据调度实验 |
| 5.4.3 流媒体数据调度实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论 |
| 6.1 全文工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）面向5G移动前传的数字与模拟光纤传输关键技术（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光纤承载的无线接入网研究背景 |
| 1.2 光纤前传关键问题及研究现状 |
| 1.3 本论文的研究内容和创新点 |
| 1.4 本文的结构安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 高可靠CPRI数字传输与压缩技术 |
| 2.1 基于跃变PAM4 调制格式的低误码传输技术 |
| 2.2 基于椭圆滤波重采样的前传数据压缩 |
| 2.3 CPRI前传FPGA系统仿真及时延验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 针对e CPRI数字前传的弹性量化精度技术 |
| 3.1 针对无线信号质量多样性的灵活量化精度技术 |
| 3.2 负载自适应的链路弹性容量方案 |
| 3.3 基于无线衰落补偿的量化噪声抑制技术 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 承载MIMO信号的模拟光纤传输技术 |
| 4.1 基于片段时分复用的模拟前传传输技术 |
| 4.2 无中频变换的基带MIMO交织时分复用方案 |
| 4.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 数字与模拟前传集成传输 |
| 5.1 零点填充技术原理及信号质量分析 |
| 5.2 实验系统与结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 附录 缩略语 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间已发表的论文 |
| 攻读博士学位期间申请的发明专利 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
（3）实时以太网POWERLINK在加速器控制系统中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.1.1 加速器控制系统简介 |
| 1.1.2 实时性分类和实时以太网 |
| 1.1.3 加速器控制系统中的实时性需求 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 基于POWERLINK的ALBA设备保护系统 |
| 1.2.2 CERN在辐射区域关于POWERLINK的应用研究 |
| 1.2.3 上海光源的光束线前端真空泄漏快保护系统 |
| 1.3 论文工作的主要内容及创新点 |
| 第2章 POWERLINK通信协议研究 |
| 2.1 POWERLINK协议介绍 |
| 2.1.1 POWERLINK协议的基本特性 |
| 2.1.2 POWERLINK协议的网络模型 |
| 2.2 POWERLINK协议的实现 |
| 2.2.1 基于Linux系统实现POWERLINK协议 |
| 2.2.2 基于FPGA实现POWERLINK协议 |
| 2.2.3 测试小结 |
| 2.3 POWERLINK通信周期的理论计算 |
| 2.4 POWERLINK通信协议的仿真建模 |
| 2.4.1 OMNeT++仿真器 |
| 2.4.2 POWERLINK通信节点建模 |
| 第3章 EPICS环境下基于POWERLINK的分布式IO系统 |
| 3.1 主站PC方案的系统设计与开发 |
| 3.1.1 系统架构设计 |
| 3.1.2 主站程序的开发 |
| 3.1.3 从站控制器的设计与开发 |
| 3.1.4 测试系统搭建 |
| 3.1.5 系统性能测试与分析 |
| 3.2 全站FPGA方案的系统设计与开发 |
| 3.2.1 系统架构设计 |
| 3.2.2 从站控制器的设计与开发 |
| 3.2.3 EPICS设备驱动程序的开发 |
| 3.2.4 测试系统搭建 |
| 3.2.5 系统性能测试与分析 |
| 3.3 全站FPGA方案通信周期的理论计算 |
| 3.4 全站FPGA方案的仿真建模 |
| 第4章 HALF设备保护系统的设计 |
| 4.1 HALF预研工程 |
| 4.2 加速器中的设备保护系统 |
| 4.2.1 设备保护系统的任务 |
| 4.2.2 国内外加速器的机器保护系统调研 |
| 4.3 HALF设备保护系统设计 |
| 4.3.1 HALF设备保护系统任务 |
| 4.3.2 HALF设备保护系统设计原则 |
| 4.3.3 HALF设备保护系统运行模式 |
| 4.3.4 HALF设备保护系统总体结构 |
| 4.3.5 联锁输入信号的预处理 |
| 4.4 注入器EPS设计 |
| 4.4.1 电子枪联锁系统 |
| 4.4.2 真空联锁系统 |
| 4.4.3 冷却水联锁系统 |
| 4.4.4 注入器分总体EPS联锁信号总结 |
| 4.4.5 注入器设备保护系统实时性能评估 |
| 4.5 储存环分总体EPS设计 |
| 4.5.1 真空联锁系统 |
| 4.5.2 冷却水联锁系统 |
| 4.5.3 真空部件温度联锁系统 |
| 4.5.4 高频联锁系统 |
| 4.5.5 注入联锁系统 |
| 4.5.6 储存环分总体EPS联锁信号总结 |
| 4.5.7 储存环设备保护系统实时性能评估 |
| 4.6 HALF设备保护系统的信息报警 |
| 4.7 HALF设备保护系统的历史数据存档与查询 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（4）5G NR前传通道的设计与FPGA实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 5G基站 |
| 1.1.2 前传通道研究现状 |
| 1.2 研究内容 |
| 1.3 论文结构 |
| 第二章 5G物理层关键技术概述 |
| 2.1 OFDM技术 |
| 2.1.1 OFDM调制解调 |
| 2.1.2 NR的OFDM参数集 |
| 2.2 物理层传输信道 |
| 2.2.1 传输信道类型 |
| 2.2.2 传输信道到物理信道映射 |
| 2.3 物理共享信道 |
| 2.3.1 比特级处理 |
| 2.3.1.1 编码准备 |
| 2.3.1.2 LDPC编码 |
| 2.3.1.3 速率匹配 |
| 2.3.1.4 加扰 |
| 2.3.2 符号级处理 |
| 2.3.2.1 调制 |
| 2.3.2.2 层映射 |
| 2.3.2.3 天线端口映射 |
| 2.3.2.4 资源映射 |
| 2.4 随机接入信道 |
| 2.4.1 随机接入过程 |
| 2.4.2 随机接入信道序列 |
| 2.4.3 随机接入信道格式 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 前传通道设计与仿真 |
| 3.1 基于C-RAN架构的小基站处理流程 |
| 3.2 随机接入信道算法仿真 |
| 3.2.1 随机接入信道发送端仿真 |
| 3.2.2 随机接入信道接收端仿真 |
| 3.3 OFDM信号定点实现方案 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 前传通道的FPGA实现 |
| 4.1 基于数据传输协议的前传系统设计架构 |
| 4.1.1 基于PCIE硬核的设计 |
| 4.1.2 基于万兆以太网硬核的设计 |
| 4.1.3 前传系统设计架构 |
| 4.2 下行链路 |
| 4.2.1 时间控制 |
| 4.2.1.1 帧计数 |
| 4.2.1.2 符号计数 |
| 4.2.2 OFDM调制 |
| 4.2.2.1 频域数据补零 |
| 4.2.2.2 IFFT运算 |
| 4.2.2.3 添加CP |
| 4.2.2.4 组帧输出 |
| 4.3 上行链路 |
| 4.3.1 上行共享信道 |
| 4.3.1.1 解帧 |
| 4.3.1.2 去除CP |
| 4.3.1.3 FFT运算 |
| 4.3.1.4 写入PCIE端口 |
| 4.3.2 随机接入信道 |
| 4.3.2.1 接入参数解析 |
| 4.3.2.2 接入参数处理 |
| 4.3.2.3 采样数据处理 |
| 4.4 系统验证和性能分析 |
| 4.4.1 数据共享信道上下行链路回环测试 |
| 4.4.2 随机接入信道误差分析 |
| 4.4.3 性能分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）软件定义移动自组织网络组网技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 MANET的发展与挑战 |
| 1.1.2 SDN的发展 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 MANET研究现状 |
| 1.2.2 SDMANET研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 1.4 本文组织结构 |
| 2 相关技术的研究与概述 |
| 2.1 SDN体系架构概述 |
| 2.1.1 SDN控制器 |
| 2.1.2 Open Flow协议 |
| 2.1.3 SDN交换机 |
| 2.2 MANET组网方法概述 |
| 2.2.1 路由协议 |
| 2.2.2 接入控制协议 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 基于多模电台的B-SDMANET组网方法 |
| 3.1 研究思路 |
| 3.2 B-SDMANET整体架构设计 |
| 3.2.1 SDN控制器设计 |
| 3.2.2 网络节点设计 |
| 3.2.3 通信信道划分 |
| 3.2.4 W-Open Flow协议设计 |
| 3.3 组网方法及运行流程 |
| 3.3.1 构造骨干网算法 |
| 3.3.2 建立控制通道 |
| 3.3.3 数据通信 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于骨干网的B-TDMA协议 |
| 4.1 研究思路 |
| 4.2 B-TDMA帧结构 |
| 4.3 时间同步 |
| 4.3.1 时间同步协议 |
| 4.3.2 保护时隙计算 |
| 4.4 基于骨干网的动态时隙分配算法 |
| 4.4.1 跨层拓扑感知 |
| 4.4.2 时隙分配 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 仿真实现及结果分析 |
| 5.1 仿真实验平台 |
| 5.1.1 Riverbed Modeler18.6 |
| 5.1.2 RYU4.34 |
| 5.2 仿真模型实现 |
| 5.2.1 B-SDMANET网络模型实现 |
| 5.2.2 B-SDMANET网络节点模型实现 |
| 5.2.3 B-SDMANET进程模型实现 |
| 5.2.4 RYU控制器实现 |
| 5.3 仿真验证与结果分析 |
| 5.3.1 仿真参数设置 |
| 5.3.2 评价指标 |
| 5.3.3 仿真结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（6）机舱综合监控网络设计与实时性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与研究意义 |
| 1.2 机舱监控网络发展及研究现状 |
| 1.2.1 机舱监控网络发展 |
| 1.2.2 国外机舱监控网络研究现状 |
| 1.2.3 国内机舱监控网络研究现状 |
| 1.3 论文的主要工作 |
| 2 综合监控网络设计 |
| 2.1 机舱综合监控网络分析 |
| 2.2 工业网络设备与拓扑结构 |
| 2.2.1 现场总线与以太网 |
| 2.2.2 工业网络拓扑结构 |
| 2.3 综合监控网络设计 |
| 2.3.1 船舶机舱设备与综合监控网络拓扑设计 |
| 2.3.2 电力推进系统拓扑设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 网络实时性分析与调度算法 |
| 3.1 综合监控网络时延计算与实时性优化方法 |
| 3.1.1 监控网络传输链路时延计算 |
| 3.1.2 实时性优化方式 |
| 3.2 综合监控网络数据分类 |
| 3.3 实时性调度算法 |
| 3.3.1 固定优先级调度 |
| 3.3.2 网络演算 |
| 3.3.3 截止时间调度 |
| 3.4 数据权重计算 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 OPNET网络建模 |
| 4.1 OPNET仿真软件 |
| 4.2 综合监控网络拓扑建模 |
| 4.3 DPU单元建模 |
| 4.3.1 DPU单元节点建模 |
| 4.3.2 DPU单元进程建模 |
| 4.4 交换机单元建模 |
| 4.4.1 交换机单元节点建模 |
| 4.4.2 交换机单元进程建模 |
| 4.5 网络仿真参数设置 |
| 4.6 仿真结果分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 实时性测试程序设计与验证 |
| 5.1 测试程序功能 |
| 5.2 测试程序设计 |
| 5.2.1 程序设计模式 |
| 5.2.2 控件设计 |
| 5.2.3 主界面设计 |
| 5.2.4 实时性测试界面设计 |
| 5.3 测试系统间通信 |
| 5.3.1 通信协议 |
| 5.3.2 Socket通信实现 |
| 5.4 实时性测试验证 |
| 5.4.1 响应测试 |
| 5.4.2 优先级配置测试 |
| 5.4.3 交换节点配置测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果 |
（7）面向工业物联网的无线局域网精准时间同步（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 常用时间同步技术 |
| 1.3 时间同步研究现状 |
| 1.4 选题来源与主要工作安排 |
| 第2章 IEEE1588协议介绍分析 |
| 2.1 PTP时钟类型 |
| 2.1.1 普通时钟 |
| 2.1.2 边界时钟 |
| 2.1.3 透明时钟 |
| 2.2 IEEE1588协议同步原理 |
| 2.2.1 建立主从结构 |
| 2.2.2 时间同步 |
| 2.3 IEEE1588报文 |
| 2.4 报文时间戳 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 WLAN中 IEEE1588 应用研究 |
| 3.1 WLAN中的时间戳问题 |
| 3.1.1 PTP时间戳 |
| 3.1.2 WLAN驱动层软件时间戳方案 |
| 3.1.3 软件时间戳的实现 |
| 3.2 延时分析 |
| 3.3 WLAN MAC层接入机制分析 |
| 3.3.1 IEEE802.11ac MAC层接入机制 |
| 3.3.2 MAC层接入时延分析模型 |
| 3.3.3 模型仿真及分析 |
| 3.3.4 PTP报文的优先级设置 |
| 3.4 同步周期 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 PTP时钟伺服设计 |
| 4.1 PTP时钟建模 |
| 4.2 基于PI控制器的PTP时钟伺服系统 |
| 4.3 基于加权线性回归的PTP时钟伺服系统 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 实验结果与分析 |
| 5.1 硬件平台及开发环境搭建 |
| 5.1.1 系统硬件 |
| 5.1.2 软件环境搭建 |
| 5.2 时间同步结果与分析 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 指导教师对学位论文的学术评语 |
| 学位论文答辩委员会决议书 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
（8）基于TDMA的无线Mesh网络跨层协议研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文的主要工作及组织结构 |
| 第二章 无线Mesh网络跨层协议相关技术概述 |
| 2.1 基于IEEE802.16 标准的Mesh网络 |
| 2.1.1 IEEE802.16标准的网络结构概述 |
| 2.1.2 基于IEEE802.16 标准的Mesh协议栈结构 |
| 2.1.3 Mesh网络帧结构 |
| 2.2 二进制指数退避算法 |
| 2.3 无线Mesh网 MAC层调度机制 |
| 2.3.1 集中式调度机制 |
| 2.3.2 分布式调度机制 |
| 2.4 图的着色理论 |
| 2.4.1 着色理论相关概念 |
| 2.4.2 图的着色流程 |
| 2.5 链路差错控制技术 |
| 2.5.1 前向纠错控制 |
| 2.5.2 自动重传请求 |
| 2.5.3 混合自动重传请求 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于TDMA的无线Mesh网络跨层协议设计 |
| 3.1 系统超帧结构设计 |
| 3.1.1 网络控制子帧 |
| 3.1.2 数据子帧 |
| 3.2 定位授时自组网协议设计 |
| 3.2.1 自组网拓扑结构 |
| 3.2.2 网络节点入网及单簇网络的创建 |
| 3.2.3 网络同步融合 |
| 3.2.4 退网 |
| 3.2.5 网络优化 |
| 3.3 多跳路由协议 |
| 3.3.1 网络结构表规划设计 |
| 3.3.2 路由协议 |
| 3.4 业务端帧结构设计 |
| 3.4.1 短消息传输业务帧结构 |
| 3.4.2 FTTP文件传输业务帧结构 |
| 3.4.3 音视频多媒体通信业务帧结构 |
| 3.5 时隙资源调度与分配 |
| 3.5.1 NENT时隙资源分配与调度机制 |
| 3.5.2 NCFG时隙资源分配与调度机制 |
| 3.5.3 业务数据UE时隙资源分配与调度机制 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 无线Mesh网络跨层协议设计仿真与分析 |
| 4.1 开发平台 |
| 4.1.2 硬件开发平台 |
| 4.1.3 软件开发平台 |
| 4.2 软件部分的框架构建与性能仿真 |
| 4.2.1 软件架构 |
| 4.2.2 节点网络状态转换 |
| 4.2.3 节点各网络状态的功能描述 |
| 4.2.4 业务的产生与传输 |
| 4.2.5 业务的接入与控制管理 |
| 4.2.6 网络性能测试与仿真 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 结束语 |
| 5.1 本文完成的主要工作 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）数据采集系统中TCP/IP硬件协议栈的研究与FPGA实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文主要工作 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 第2章 以太网TCP/IP协议 |
| 2.1 TCP/IP协议族 |
| 2.1.1 TCP/IP协议 |
| 2.1.2 TCP/IP通信过程 |
| 2.2 硬件TOE技术 |
| 2.3 TCP/IP硬件协议栈 |
| 2.3.1 以太网MAC帧 |
| 2.3.2 ARP协议 |
| 2.3.3 IP协议 |
| 2.3.4 ICMP协议 |
| 2.3.5 UDP协议 |
| 2.3.6 TCP协议 |
| 2.4 TCP关键技术理论 |
| 2.4.1 滑动窗口 |
| 2.4.2 超时与重传 |
| 2.4.3 拥塞控制 |
| 2.5 其他重要技术 |
| 2.5.1 Internet校验和 |
| 2.5.2 CRC校验和 |
| 2.5.3 RAM缓存IP核 |
| 2.5.4 千兆以太网接口 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 TCP/IP硬件协议栈的研究与设计 |
| 3.1 TCP/IP硬件协议栈总体设计 |
| 3.2 MAC接收与解析模块 |
| 3.3 ARP、IP、ICMP接收模块 |
| 3.3.1 ARP接收与应答 |
| 3.3.2 IP接收与解析 |
| 3.3.3 ICMP接收与应答 |
| 3.4 UDP设计与实现 |
| 3.4.1 UDP接收解析模块 |
| 3.4.2 UDP发送组帧模块 |
| 3.5 TCP服务器逻辑设计 |
| 3.5.1 TCP服务器状态机 |
| 3.5.2 校验和预计算算法 |
| 3.5.3 超时与重传控制 |
| 3.5.4 改进拥塞控制算法 |
| 3.5.5 请求应答队列管理 |
| 3.6 报文封装与仲裁设计 |
| 3.6.1 CRC32 超前计算算法 |
| 3.6.2 顶层发送仲裁控制 |
| 3.7 TCP/IP协议栈综合结果 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 TCP/IP硬件协议栈的仿真与实现 |
| 4.1 纯逻辑TCP/IP协议栈仿真方法 |
| 4.2 ARP应答仿真与实现 |
| 4.3 ICMP回显应答仿真与实现 |
| 4.3.1 ICMP接收仿真分析 |
| 4.3.2 ICMP发送仿真分析 |
| 4.4 UDP功能仿真与实现 |
| 4.5 TCP功能仿真与实现 |
| 4.5.1 TCP连接建立 |
| 4.5.2 TCP数据接收与发送 |
| 4.5.3 TCP超时与重传 |
| 4.5.4 请求应答队列管理 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 系统功能测试与评估 |
| 5.1 硬件测试平台 |
| 5.2 TCP/IP功能测试 |
| 5.2.1 ARP请求与应答测试 |
| 5.2.2 ICMP回显请求与应答测试 |
| 5.2.3 UDP传输性能测试 |
| 5.2.4 TCP通信基本功能测试 |
| 5.3 TCP性能分析 |
| 5.3.1 TCP超时与重传功能测试 |
| 5.3.2 TCP拥塞控制功能测试 |
| 5.3.3 TCP最大速率测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
（10）基于IEC61850的配用电保护控制通信建模及其通信组网适应性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 配电网保护控制方法及其通信研究现状 |
| 1.2.2 用电侧保护控制方法及其通信研究现状 |
| 1.3 本文主要研究工作及章节安排 |
| 第二章 配用电保护控制业务需求与通信性能分析 |
| 2.1 配用电保护控制业务需求分析 |
| 2.2 面向实时可靠通信的配电侧保护控制实现方式与通信需求 |
| 2.2.1 通信架构与信息流 |
| 2.2.2 通信规约与通信方案分析 |
| 2.2.3 通信性能需求分析 |
| 2.3 面向灵活接入通信的用电侧保护控制实现方式与通信需求 |
| 2.3.1 通信架构与信息流 |
| 2.3.2 通信规约与通信方案分析 |
| 2.3.3 通信性能需求分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于IEC61850的配用电保护控制通信仿真建模 |
| 3.1 基于OPNET的配用电保护控制通信建模内容与方法 |
| 3.1.1 建模内容 |
| 3.1.2 建模方法 |
| 3.2 基于IEC 61850 标准的配用电保护控制业务信息模型 |
| 3.2.1 适用于有线通信网络的信息模型搭建 |
| 3.2.2 适用于无线通信网络的信息模型搭建 |
| 3.3 面向配用电保护控制业务设备模型 |
| 3.3.1 适用于光纤交换网络的设备模型搭建 |
| 3.3.2 适用于WLAN无线网络的设备模型搭建 |
| 3.4 考虑不同通信配置的网络模型 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于光纤交换网络的配电侧保护控制通信组网研究与适应性分析 |
| 4.1 研究案例 |
| 4.2 仿真场景设置 |
| 4.3 仿真模型搭建 |
| 4.4 通信网络的运行状态及流量特征分析 |
| 4.5 通信性能分析 |
| 4.5.1 端对端延时 |
| 4.5.2 丢包率 |
| 4.5.3 适应性分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于WLAN无线网络的用电侧保护控制通信组网研究与适应性分析 |
| 5.1 研究案例 |
| 5.2 仿真场景设置 |
| 5.3 通信仿真分析 |
| 5.3.1 端对端延时 |
| 5.3.2 丢包率 |
| 5.3.3 吞吐量 |
| 5.3.4 适应性分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
四、以太网与控制网的MAC层仿真评估（论文参考文献）
- [1]基于以太网的列车通信网络多业务调度优化策略研究[D]. 简捷. 北京交通大学, 2020(03)
- [2]面向5G移动前传的数字与模拟光纤传输关键技术[D]. 李隆胜. 上海交通大学, 2020(01)
- [3]实时以太网POWERLINK在加速器控制系统中的应用研究[D]. 孙晓康. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [4]5G NR前传通道的设计与FPGA实现[D]. 冯然. 北京邮电大学, 2020(05)
- [5]软件定义移动自组织网络组网技术研究[D]. 戴松. 北京交通大学, 2020(03)
- [6]机舱综合监控网络设计与实时性研究[D]. 钱之博. 大连海事大学, 2020(01)
- [7]面向工业物联网的无线局域网精准时间同步[D]. 杨俊杰. 深圳大学, 2020(10)
- [8]基于TDMA的无线Mesh网络跨层协议研究与实现[D]. 武靖飞. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [9]数据采集系统中TCP/IP硬件协议栈的研究与FPGA实现[D]. 王威. 西南科技大学, 2020(08)
- [10]基于IEC61850的配用电保护控制通信建模及其通信组网适应性分析[D]. 戴观权. 华南理工大学, 2020(02)