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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线通信,具体为一种基于uwb通信时间对准的传输时延测量方法和装置。
技术介绍
1、近年来,由于uwb(超宽带通信)通信的优点,研究uwb通信的人员越来越多。uwb信号具有的低延时,共存性能好,信道容量大,传输速率高,低功耗,信号衰减小,穿透能力强,保密和安全性能好等优点。传输时延可以用来评估系统的传输速率和实时响应能力等,是通信系统中重要的指标。uwb系统可应用于低延时和实时性好的通信场景中,传输时延的测量可用于评估系统的实时性和可靠性。传输时延的评估涉及到整个系统的工作时间,uwb系统复杂且传输时延低,传输时延的测量一直是研究的重点和难点。
2、专利号为cn116980062a(对比文件)的中国专利公开了一种时延补偿方法以及相关设备,该方法可以应用于小颗粒业务场景,包括:第一通信装置确定第一传输时延,第一传输时延指示小颗粒业务在第一通信装置中的传输时延;第一通信装置向第二通信装置发送第一传输时延。通过上述方法,确保宿节点发出的业务比特流满足时延补偿要求。本专利技术给出uwb系统传输时延的一种测量方法,与对比文件的区别为:对比文件应用于小颗粒业务,传输速率大于10mbps,而本专利用于速率在1mbps左右的无线数据传输;对比专利的通信制式多为小颗粒帧,带宽小;而本专利的通信制式为uwb,带宽大;对比专利用于城域传送网的电路交换技术,而本专利用于短距离狭缝传输、视距遮挡(非完全金属密闭)并存在吸波介质遮挡等极端苛刻的情况下点对点通信。本专利在完成时延补偿的时延对准后,测量了从机到主机可变的传输时延和通信
技术实现思路
1、为了解决上述问题,本专利技术的技术方案为:
2、一种基于uwb通信时间对准的传输时延测量方法,包括:
3、获取传输时延数据,所述获取传输时延数据指:测量从机b发送处理到主机a接收处理的传输时延;
4、利用所述传输时延数据的测量结果计算系统总时延,根据所述系统总时延计算传输速率。
5、所述主机a和从机b包括无线数据传输模型,所述模型由主处理器mcu、无线uwb通信模块、串口通信模块rs422和电源变换模块组成。
6、所述测量从机b发送处理到测量主机a接收处理的传输时延指:从机b自发数程序发送的数据中插入从机当前时间作为从机发送时间,通过无线uwb通信模块天线发送到空中;所述主机a解析接收数据,提取出从机b的从机发送时间,主机a在uart-dma处读取主机的当前时间,减去所述从机b发送时间值即为传输时延。
7、利用所述传输时延数据的测量结果计算系统总时延,根据所述系统总时延计算传输速率的方法为:
8、测试的传输时延值为t延,数据结构为异步,差分422电平,发送波特率为b发,配置串口rs422为:固定起始位1位,数据位8位,奇校验位1位,停止位1位;
9、单个字节传输时间为:
10、t延=(1+8+1+1)/b发,
11、传输1个字节的时间t延,理论传输n个字节需要的时间为:
12、tn=n×t延,
13、计算主机a和从机b通过串口rs422收发用户数据的时间,总的串口时间为:
14、t串=tn×2,
15、从机自发数程序发送的数据中插入当前时间t1,从机的数据发送给主机,主机在uart-dma处读取主机的当前时间t2,单点时延为:t0=t2-t1,总传输时延为:
16、t总=t0+t串,
17、传输速率:
18、b传=n×(1+8+1+1)÷t总。
19、从机b向主机a传输数据时,触发测量传输时延。
20、所述获取传输时延数据前,进行时间对准,具体步骤如下:
21、主机a将当前时间写入发送帧数据中,将发送帧数据写spi,通过无线uwb通信模块天线发送到空中;
22、从机b端解析数据帧的时间信息后,补偿传输时延,更新所述从机b当前时间;
23、预设时间间隔,根据时间间隔进行周期对准;
24、所述从机b补偿的传输时延包括:主机spi写入所需的时间、数据在空中的传播时间、从机接收校验通过产生中断状态读取时间、清除接收标志时间、读取帧信息时间、读帧控制时间、从机端spi读数据所需的时间和其他操作时间。
25、所述主处理器mcu用于接收数据并进行处理,所述无线uwb通信子模块用于主机a与从机b间无线数据传输,所述串口通信子模块rs422用于接收用户数据传输至主处理器mcu,所述电源变换子模块用于将输入电压进行降压整流操作为产品供电。
26、本专利技术的有益效果为:
27、本专利技术基于uwb系统的短距离通信,点对点通信系统传输时延短(小于1ms)。本专利技术通过周期性的发送固定长度短数据帧,数据帧中包含主机当前时间发送给从机,在从机侧补偿传输时延,周期性传输提高了时间对准的准确性。在时间对准的基础上,从机发送可变长度数据给主机,数据中包含从机的时间信息,实时的测试从机到主机的传输时延。基于实时的传输时延,可以进一步估计传输速率,可用于评估系统的应用场景是否合适。对于uwb系统来说,若其通信速率在1mbps左右时,可以用无线uwb系统替代传统的有线线缆传输,如1553b、rs422/485和can总线等。
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1.一种基于UWB通信时间对准的传输时延测量方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述基于UWB通信时间对准的传输时延测量方法,其特征在于,所述主机A和从机B包括无线数据传输模型,所述模型由主处理器MCU、无线UWB通信模块、串口通信模块RS422和电源变换模块组成。
3.根据权利要求1所述基于UWB通信时间对准的传输时延测量方法,其特征在于:
4.根据权利要求1所述基于UWB通信时间对准的传输时延测量方法,其特征在于,利用所述传输延时数据的测量结果计算系统总时延,根据所述系统总时延计算传输速率的方法为:
5.根据权利要求1所述基于UWB通信时间对准的传输时延测量方法,其特征在于,从机B向主机A传输数据时,触发测量传输时延。
6.根据权利要求3所述基于UWB通信时间对准的传输时延测量方法,其特征在于,所述获取传输时延数据前,进行时间对准,具体步骤如下:
7.根据权利要求2所述基于UWB通信时间对准的传输时延测量方法,其特征在于,所述主处理器MCU用于接收数据并进行处理,所述无线UWB通信子模块用于主机A
...【技术特征摘要】
1.一种基于uwb通信时间对准的传输时延测量方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述基于uwb通信时间对准的传输时延测量方法,其特征在于,所述主机a和从机b包括无线数据传输模型,所述模型由主处理器mcu、无线uwb通信模块、串口通信模块rs422和电源变换模块组成。
3.根据权利要求1所述基于uwb通信时间对准的传输时延测量方法,其特征在于:
4.根据权利要求1所述基于uwb通信时间对准的传输时延测量方法,其特征在于,利用所述传输延时数据的测量结果计算系统总时延,根据所述系统总时延计算传输速率的方法为:
5.根...
【专利技术属性】
技术研发人员:袁兰杰,谭伟,杨鑫,
申请(专利权)人:贵州航天电器股份有限公司,
类型:发明
国别省市:
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