移动台操作系统

移动台操作系统（精选7篇）

移动台操作系统 篇1

1 概述

EFP移动箱载直播系统是将视音频设备组装在不同规格的标准飞行箱内, 运用汽车、飞机等运输工具运送至现场, 进行节目制作的一种手段, 其机动性灵活性非常强, 可以在转播车难以到达的情况下进行现场节目的录制、直播或传输。相比转播车而言, EFP移动箱载系统具有操作方式方便灵活, 调整简单直观, 运输方便快捷等优势。

2 总体系统设计原则和思路

(1) 系统设计的先进性:目前高清电视已基本普及, 系统在设计方面力求着眼于现代节目制作需求与未来广播电视业技术的发展方向。

(2) 系统设计的安全性:视频系统的输出链具备多种输出格式, 保证在不同链路上的使用;采用双机备份录制方式, 保证系统安全记录。

(3) 系统功能的完备性:系统应能够独立的完成相应节目的制作、播出任务, 应具有摄像机系统、摄像机控制系统、技术监测系统、同步系统、节目记录系统、监看系统、TALLY指示系统、内部通话系统、音频系统、视音频输出接口系统等分系统功能。

(4) 系统连接的扩展性:在外来信号接口方面提供了充分的冗余量, 多种格式的输入、输出接口。包括:模拟/数字视频接口、同步接口、音频输入卡侬接口、通话级联等。输出方面包括:模拟/数字/数字嵌入PGM视频信号BNC接口、模拟/数字PGM音频信号XLR接口、同步信号接口等。

(5) 灵活机动性:EFP移动直播系统因需承担突发事件的报道的责任, 系统设计必须考虑灵活性、机动性。搬运、转运方便灵活、系统连接简单, 可在极短的时间内完成整个系统的安装和调试工作。

3 系统设计

EFP移动现场直播系统的主要组成有:摄像机控制系统、视频切换台、录制播放系统、音频系统、监看系统、同步系统、电源转换单元等组成 (如图1) 。

3.1 EFP摄像机控制系统主要组成

(1) 信号控制处理系统。信号控制处理系统由信号控制主站和摄像机适配器组成, 需完成数据编织, 系统通话, 提示译码, tally等功能。由于移动直播系统采用移动箱载方式, 要求信号处理主站为标准机架式结构总高度不超过1U高度, 满足1-6讯道摄像机信号控制处理, 配置内部通话系统, 通过接在面板上的头戴耳机, 鹅颈话筒及内置高质量喇叭进行通话, 监听及操作。须具有信号控制处理系统需配置相应数量摄像机技术控制模块, 满足对摄像机光圈、白平衡、电子快门、彩色增益等指标的技术控制处理。

(2) 摄像机适配器要求:摄像机适配器使用12-15V电源, 安装在电池卡座上, 主要任务是传输和转换视频, 控制通讯信号, 传输距离达到100米以上, 通话接口、通话音量调节, 需支持调节数字数码显示功能, tally提示灯信号输出。

(3) 摄像机控制面板。配备相应数量的控制面板能够对摄像机的白平衡、黑平衡、增益、电子快门、同步电子扫描、主黑电平调节、光圈、彩色增益等技术参数进行调整。

(4) 通话耳机。单耳或双耳全包型通话耳机, 指向性通话咪头, 接口要求与摄像机适配器及信号处理主站通话接口匹配。

(5) tally灯。提供相应数量tally显示, 能够安装于摄像机全端的热靴接口上, 接口与摄像机适配器匹配

(6) 传输电缆。采用进口综合电缆, 综合电缆之视频 (HD SDI) 不低于100M, (SDSDI) 不低于200米, 电源传输不低于200米。摄像机控制信号传输距离不低于200米。

3.2 视频切换台及信号路由

视频切换台所有视频接口全部采用数字SDI接口, 配备多路预留通道, 满足系统的扩展与其它系统级联。每路输入需带有帧同步, 保证所有输入信号源的同步.切换台还需带有REF in/out (参考输入/输出) 接口, 切换台输出的参考信号送给系统内的其他设备, 系统处于内同步工作状态, 整个移动直播系统锁定在切换台上;当系统与其它系统 (例如转播车、演播室系统) 级联工作时, 主控的REF信号通过电缆送至切换台REF输入接口, 使切换台外锁相, 此时整个系统与主控系统同步。

高清切换台的PVW监看、PGM监看以及所有输入信号源都通过画面分割器显示在一个高清专业监视器上, 节省使用空间, 运输简单, 使整体工作方式简捷化, 减少系统所需高清监视器的成本 (如图2) 。

切换台PGM节目数字输出信号分别输出至主、备录像机、上/下变换器、D/A转换器等, 其中一路信号输出通过数字视频分配器输出至EFP摄像机控制系统的RET接口, 实现信号返送。

3.3 音频监听设备

EFP直播系统的音频传输方式分为一级调音和二级调音方式:一级调音即现场配置多路拾音话筒, 通过有线或者无线传输方式, 直接进入系统调音台, 所有系统要求配置一台6路机架式模拟调音台。二级调音方式即将现场调音台输出的PGM信号接入系统调音台, 此时只需根据系统音频要求调节。

3.4 电源转换单元

为保障用电安全, 系统需配置机架式电源转换单元, 高度不超过2U, 提供稳压电源输出及应急供电, 要求应急供电能保证系统全负载正常工作30分钟以上。

3.5 周边设备

为保证现场节目制作需要, 系统配置足够数量信号分配器、信号转换器及视频隔离器、音频隔离器等。

3.6 箱载EFP系统箱体制作

(1) 箱载系统箱体设计首先考虑系统灵活和便捷, 箱体的尺寸及重量要便于运输和安装。要求箱体重量轻, 密封性好, 防渗透性好, 箱体内衬应有良好的减震作用。

(2) 采用固定切换台设计, 使用时不会影响后部连接电缆, 固定面板设计类似于演播室的导控台, 略有倾斜, 使切换操作时更为舒适、方便, 系统稳定可靠。

(3) 系统专业高清液晶监视器设计时尽量避免信号传输电缆的拖拽及移动, 采用置顶屏设计, 避免翻盖式或者抽拉式监视器给系统监看系统带来的故障风险。

(4) 为了系统的连接方便, 在系统的中设计了视音频连接板, 系统配备视音频信号分配器, 信号转换器, 及音频加/解嵌设备, 来完善系统的全面性。

4 结语

由于箱载EFP系统设计没有固定模式、规律可循, 在设计时尽量考虑系统便携灵活、易操作性, 真正实现移动录、直播。

移动台混合定位方法的研究 篇2

自E-911[1]法规颁布以来, 定位服务的研究日益得到重视, 各大通信公司、大学和研究所均投入此项技术的研究。人们日常生活中, 有60%的信息与地理位置有关, 能够提供精确地理位置的移动定位技术是一个非常有意义的研究领域。

1混合移动定位技术

移动通信的移动台定位技术通常有以下几种方法:基于场强测量的定位方法、基于电波传播时间的定位方法、基于电波入射角度的定位法, 还有混合定位法。混合定位法中由于每种算法的目的不同, 所以混合方式也不尽相同。

为了得到高精度的目标用户位置信息, 在现有的移动通信系统中引入一个专门处理所有有关目标用户地理位置信息的辅助系统MPS (MobilePositionSystem) 。MPS系统由SMPC (ServingMobilePositioningCenter) 和GMPC (GatewayMobilePositioningCenter) 两部分构成。SMPC节点的主要功能是协助MS向移动网络提供目标用户的地理位置信息SMPC就像MS的一个辅助定位工具, 通过基于空中接口参数与GPS卫星定位混合的方法得到当前用户的位置信息。

在目标移动用户的地理位置定位过程中, SMPC通过分布在无线接入子系统BSS中的LMU来接收和测量目标MS的位置信息, 同时通过GPS来获取标准的参照地理位置信息。

在接收到MS、LMU和GPS传送的所有关于目标移动用户的地理位置信息以后, SMPC通过一定的算法完成具体的定位计算, 并将计算结果发送给GMPC作为一个目标移动用户的参考地理位置信息。这样GMPC不光收到从MS反馈的目标用户位置信息, 还可以从SMPC得到更多目标位置信息。大大地增加GMPC可以获得的目标位置信息量。通过使用GPS辅助工具, SMPC计算得到的MS地理位置在精度上可以达到误差100m之内, 此定位结果基本可以满足日常的需求。

GMPC是LBS功能实现的核心模块, 是定位操作处理流程的控制管理中心和位置信息的控制管理中心。它负责对其所管辖区域中全部MSC覆盖范围内的MS进行定位, 包括发起对目标用户的地理定位流程以及响应由移动用户发起的涉及位置信息的服务流程;处理和计算从MS和SMPC传送来的有关目标移动用户的地理位置信息;通过SS7信令网与MSC和HLR交互, 确定用户权限、移动台状态、移动台当前的服务等用户属性, 把得到的目标位置信息传送给MSC和HLR以供所有位置信息流程的查询和使用。同时GMPC又充当了一个网络接口, 更多辅助实现LBS功能的附加模块可以通过GMPC接入到移动网络当中。

2 定位算法

在基于电波传播时间的定位方法中, TOA (Time Of Arrival) 需要保持BS和终端之间时钟精确同步, 以保证BS到MS的测量距离足够精确近似实际距离。目前很多蜂窝网络标准只是强制要求BS时钟严格同步, 而MS则可能有几毫秒的漂移, 这种漂移会导致极大的误差, 于是引入了TDOA[2]定位算法。

考虑平面定位, 设 (x, y) 为MS的待估计位置, (Xi, Yi) 为第i个基站的位置, MS与第i个基站间的真实距离为

$d{}_i=\sqrt{(X{}_i-x){}^2+(Y{}_i-y){}^2}$。

令di, 1表示MS与基站BSi和BS1的距离差, 则

对上式进行整理, 得到

$X{}_{i,1}^{}x+Y{}_{i,1}^{}y+d{}_{i,1}^{}d{}_1=\frac{1}{2}({\rm K}{}_i-{\rm K}{}_1-d{}_{i,1}^2)$。

式中Ki=X${}_i^2$+Y${}_i^2$。而相对于测量值, 则上式两边不相等, 存在误差

$\Phi {}_i=X{}_{i,1}^{}x+Y{}_{i,1}^{}y+R{}_{i,1}^{}d{}_1-\frac{1}{2}({\rm K}{}_i-{\rm K}{}_1-R{}_{i,1}^2)=n{}_{i,1}^{}d{}_1+\frac{1}{2}n{}_{i,1}^2$

写成矩阵形式为

$\phi =B{\rm N}+\frac{1}{2}{\rm N}{\rm N}$。

则 Ψ=E[φφT]=c2BQB。

其中 B=diag{d2, d3, …, dM}, Q为TDOA协方差矩阵, c为电磁波传播速度。

令θ=[x, y, d1]T。

$A=\left[\begin{array}{ccc}X{}_{2,1}& Y{}_{2,1}& R{}_{2,1}\\ X{}_{3,1}& Y{}_{3,1}& R{}_{3,1}\\ ⋮& ⋮& ⋮\\ X{}_{{\rm M},1}& Y{}_{{\rm M},1}& R{}_{{\rm M},1}\end{array}\right]$

,

$b=\frac{1}{2}\left[\begin{array}{l}{\rm K}{}_2-{\rm K}{}_1-R{}_{2,1}^2\\ {\rm K}{}_3-{\rm K}{}_1-R{}_{3,1}^2\\ ⋮\\ {\rm K}{}_{{\rm M}}-{\rm K}{}_1-R{}_{{\rm M},1}^2\end{array}\right]$

。

利用加权LS可得θ的估计值为

$\stackrel{⌣}{\theta }=\arg \min (A\stackrel{⌣}{\theta }-b){}^{\text{Τ}}\psi {}^{-1}(A\stackrel{⌣}{\theta }-b)=$

(ATψ-1A) -1ATψ-1b。

其中:$\stackrel{⌣}{\theta }=[\stackrel{⌣}{x},\stackrel{⌣}{y},\stackrel{⌣}{d}{}_1]{}^{\text{Τ}}$为最优化估计。

这里使用拉格朗日数乘因子, 考虑到$\stackrel{⌣}{d}{}_1^2=\stackrel{⌣}{x}{}^2+\stackrel{⌣}{y}{}^2$, 则矩阵形式为

$\stackrel{⌣}{\theta }{}^{{\rm T}}{\rm P}\stackrel{⌣}{\theta }=0$ (1)

(1) 式中

${\rm P}=\left[\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 0& 1& 0\\ 0& 0& -1\end{array}\right]$

, 则

$L(\stackrel{⌣}{\theta },\lambda )=(A\stackrel{⌣}{\theta }-b){}^{\text{Τ}}\psi {}^{-1}(A\stackrel{⌣}{\theta }-b)+\lambda \stackrel{⌣}{\theta }{}^{\text{Τ}}{\rm P}\stackrel{⌣}{\theta }$。

再利用式$\frac{\partial L(\stackrel{⌣}{\theta },\lambda )}{\partial \stackrel{⌣}{\theta }}=0$, 可以解得

$\stackrel{⌣}{\theta }=(A{}^{{\rm T}}\psi {}^{-1}A+\lambda {\rm P}){}^{-1}A{}^{{\rm T}}\psi {}^{-1}b$ (2)

把式 (2) 代入式 (1) 中并整理可得

(bTψ-1A) (ATψ-1A+λP) -1P (ATψ-1A+λP) -1ATψ-1b=0 (3)

由于 (ATψ-1A) -1P可被对角化为UΛU-1, 其中

Λ=diag (γ1, γ2, γ3) , γi (i=1, 2, 3) 是 (ATψ-1A) -1P的特征值, 所以

(ATψ-1A+λP) -1=U (I+λΛ) -1U-1 (ATψ-1A) -1 (4)

把式 (4) 代入式 (3) 有

eT (I+λΛ) -1Λ (I+λΛ) -1f=0 (5)

(5) 式中: eT=bTψ-1AU=[e1, e2, e3],

f=U-1 (ATψ-1A) -1ATψ-1b=[f1, f2, f3]T

式 (5) 的代数形式为

${\displaystyle \sum _{i=1}^3\frac{e{}_{i}f{}_i\gamma {}_i}{(1+\lambda \gamma {}_i){}^2}}=0$ (6)

解出式 (6) 中的λ, 并把λ代入式 (2) 可得到$\overline{\theta }$。

对于第一次估计$\overline{\theta }{}_1=(A{}^{\text{Τ}}\psi {}^{-1}A){}^{-1}A{}^{\text{Τ}}\psi {}^{-1}b$中, $\overline{\theta }$1由真实值和误差值组成, 即

$\overline{\theta }{}_1=\theta +\Delta \theta$ (7)

代入到$\frac{\partial L(\theta ,\lambda )}{\partial \theta }=0$可得

Δθ=λ (ATψ-1A) -1Pθ (8)

把式 (8) 代入式 (7) 中

$\stackrel{⌢}{\theta }{}_1=[{\rm I}+\lambda (A{}^{\text{Τ}}\psi {}^{-1}A){}^{-1}{\rm P}]\theta$。

即$\stackrel{⌢}{\theta }{}_2=[{\rm I}+\lambda (A{}^{\text{Τ}}\psi {}^{-1}A){}^{-1}{\rm P}]{}^{-1}\stackrel{⌢}{\theta }{}_1$ (9)

如果式$\underset{n\to \infty }{{\displaystyle \lim }}(\lambda (A{}^{\text{Τ}}\psi {}^{-1}A){}^{-1}{\rm P}){}^n=0$成立, 则$\stackrel{⌢}{\theta }{}_2$可展开为诺埃曼序列, 即

$\stackrel{⌢}{\theta }{}_2=\stackrel{⌢}{\theta }{}_1+{\displaystyle \sum _{n=1}^{\infty }(}-\lambda (A{}^{\text{Τ}}\psi {}^{-1}A){}^{-1}{\rm P}){}^n\stackrel{⌢}{\theta }{}_1$。

上式中的第二项是对第一项的线性修正。说明为了不使误差很大, 拉格朗日乘数因子λ应取接近于0的很小的值。

4 性能仿真

为了验证上述算法的性能, 需在同等条件下把他和其他算法以及克拉美罗下限 (CRLB) 进行比较。另外两种算法 (即QCLS和LCLS) 在文献[3,4]中有详细阐述。假定在具有7个基站的蜂窝网络中, 参与TDOA测量的基站为服务基站和6个相邻的基站, 小区半径为5 000 m。所有结果都是1 000次独立运行后的平均值。

如图3所示画出了移动台在坐标为 (3 500, 4 500) m的位置时各种算法所得到的估计位置的均方误差在不同噪声平均功率下的比较曲线。由图3中可以看出CWLS已经基本达到了CRLB, 而且性能优于其他两种算法。图4可以看出各种算法都有一定的偏差, 在多数情况下CWLS优于其他两种算法。

5 结束语

本文提出混合定位的方法。在MPS的辅助下, 利用GPS辅助和TDOA方法, 实现快速高精的定位方法。经过仿真验证, 可以确定满足定位服务的要求, 具有一定的实际意义。

参考文献

[1]Reed J, Rappaport T.An overview of the challenges and Progress in meeting the E-911requirement for location service.IEEE Communi-cation Magazine, 1998:30—37

[2]Juang R T, Hybrid D B.SADOA/TDOAmobile positioning for cellu-lar networks.IETCommun, 2007;1, (2) :282—287

[3] Chan Y T. Ho K C A. Simple and efficient estimator for heperbolic location.IEEE Trans on Signal Processing, 1994; 42 (8) : 1905—1915

[4]Huang Y, Benesty J, Elko G W, et al.Real time passive source lo-calization:a practical linear correction least squares approach.IEEE Trans Speech, Audio Processing, 2001; (9) :943—956

[5] Fan Pingzhi, Deng Ping, Liu Lin. Wireless location in cellular net . Beijing: Publishing House of Electronics Industry, 2002: 46—47

移动台操作系统 篇3

关键词：PRL,NV,MRU

1 概要

当多个CDMA运营商使用同一频段的不同频点覆盖同一区域时, 部分CDMA移动台可能会附着到其它网络上。通过对CDMA协议和高通终端代码的深入分析, 可以通过在移动台上设置特定的PRL来解决。

2 问题分析

2.1 相关协议分析

2.1.1 移动台PRL及其中的重要参数简介

PR L中主要参数分为三大类, 分别是Properties、Acquisition Records、System Records。重要字段主要有:

PREF_ONLY:设置为1, 只能使用在SYS_TABLE中定义且PREF_NEG为1的网络;如果设置为0, 可以使用PREF_NEG不为0的其它网络。

ACQ_TABLE:该表格用于设置移动台上网频点信息。

ACQ_TY PE:需要用户指定多个频点, 则一般该值用‘0011’。

SYS_TABLE:该表格用于设置每一组网络的信息。SID:系统SID。NID:系统NID。

PREF_NEG:如果为0, 则移动台不能使用该组记录定义的网络。

PRI:移动台应该优先选择前面一条记录中定义的网络, 则设置为1。

ACQ_INDEX:频点列表记录索引。

ROAM_IND:0显示漫游标志, 1不显示漫游标志, 2显示闪烁的漫游标志。

2.1.2 移动台NV中存储的选网相关参数

NAM:存储移动台号码的一组数据。如果移动台使用R-UIM卡, 则如果相当于使用R-UIM卡中的NAM和R-UIM卡中对应的PRL。Enable PRL:重要参数, 是否使用PRL。如果使用PRL, 必须设置为1。

2.1.3 移动台选网规则

⑴移动台首先要搜索到一个CDMA频点, 需要搜索的频点由以下部分组成:

1) MRU存储的频点;

2) Enable PRL为0, 移动台NV中设置的频点信息。

3) Enable PRL为1, 移动台会按照PRL中ACQ_TABLE的频点进行搜索。

⑵移动台在一个频点捕获到CDMA网络后会判断该CDMA网络是否能够使用, 并根据优先级确定使用的网络:

1) PRL Enable为0, 如果为Home Only, 只能使用HOME SID NID定义的网络;如果为A Pref、B Pref、Home Pref, 则能够使用Lockout SID NID定义之外的网络;

2) PRL Enable为1, 如果PREF_ONLY为1, 则只能使用在SYS_TABLE中定义且PREF_NEG为1的网络;如果PREF_ONLY为0, 则可以使用PREF_NEG不为0的其它网络;

2.1.4 结论

通过对网络的规划, 对移动台参数 (PRL) 的合理设置, 并保证其选网行为的规范性, 可以满足同一地区、同一频段多个CDMA网络共存的要求。通过PRL列表的维护和更新, 也可以满足各个CDMA网络之间漫游的需求。

3 解决方案

PRL是解决多CDMA网络混合覆盖区域移动台选网问题的根本方式。

3.1 组网的要求

(1) 每个CDMA运营商需要有分配给自己网络的SID/NID (2) 同一地区不同运营商的CDMA网络必须使用不同频点。 (3) 如果需要支持漫游, 则运营商需要获取签订漫游协议网络的相关信息 (4) 如果运营商在更新PRL希望通过向移动台发送消息的方式进行, 则系统侧要支持OTASP/OPAPA功能, 或提供UTK服务器。

3.2 对移动台/R-UIM卡的要求和设置建议

(1) 移动台要遵循IS-683-A协议。 (2) Enable PRL设置为1。 (3) 移动台只使用自己网络, PREF_ONLY设置为1。 (4) 移动台存储量必须达到运营商需要设置的最大PRL信息。 (5) 为了不影响漫游, 建议将移动台Preferred Serving System设置为Home preferred, 将HOME SID NID设置为通配符。 (6) 通过向移动台发送消息的方式更新PRL, 移动台要支持OTASP/OPAPA, 或UTK功能。

3.3 网络规划可能造成的问题

由于本网信号覆盖不好, 移动台可能会出现掉网现象。当几家运营商使用同一频段内的不同频点重叠覆盖时, 尽量做到共站址;如不共站址, 注意保护带宽和异系统站间距。

3.4 终端规范性测试建议

对终端进行严格入网测试, 从源头确保移动台能够正常选网。

参考文献

[1]《3GPP2 C.S0005-A-1》.[1]《3GPP2 C.S0005-A-1》.

一种移动式三轴旋转测试台研制 篇4

关键词：三轴旋转测试台,结构设计优化,伺服控制,数字化制造

0 引言

随着移动通信的飞速发展和应用, 检测移动通讯信号, 成为保障通讯稳定的必要环节。但现有产品存在自动化程度低、结构运动柔性差、装拆不便且装配后难以移动等诸多问题, 使得测试工作需要大量的人工干预, 难以满足精度和实时性要求[1]。设计一种可实现高度方向垂直升降、三轴旋转的伺服测试台, 将具有方向性的监测装置安装其上, 根据测试台的三轴旋转实现监测装置监测方向的自动空间任意角度变换和定位, 达到全方位监测的需求, 可很好地解决通讯测试工作的现有问题, 并能保证全方位大行程监测和实时性要求。

本文根据主要设计技术指标进行深入调研, 充分考虑测试台的体积、响应速度、材质、轴系、转动性能以及外部环境等因素, 完成对测试台的机械结构和控制模块设计, 相关零部件、驱动元器件的选取等, 通过在虚拟仿真软件中进行测试台的装配及运动仿真, 验证测试系统的总体功能要求。

1 机械结构设计及优化

1.1 结构设计

根据测试台的设计需求, 为提高在不同测试环境下的适应性, 确保后期测试台的整体升级能力, 同时兼顾整体便携性, 便于折叠、拆卸及运输。在分析了系统测试工作原理的基础上, 确定测试台整体采用模块化设计思路。并按照测试台的具体需求功能, 将结构划分为云台模块、升降模块、支撑模块、附件模块、控制模块。

按照功能技术指标, 云台模块整体选用立式半框式[2], 根据受力及载荷等相关研究分析, 对方位轴方向添加相应的行星轮系减速器, 最后设计三轴轴系结构。使其满足测试台的基本设计要求, 实现了在方位角0°~360°、俯仰角±45°、姿态角0°~90°范围内, 以回转精度达0.5°的转动能力。同时符合测试台整体便携性及多适应性的测试要求。云台模块整体结构如图1所示。

升降模块主要用于支撑云台模块, 承载云台的天线重量, 并提供云台模块在竖直调节行程1.7~5 m内的升降能力, 调节精度到1 cm。经过滚珠丝杆导轨、液压升降台、气动升降杆多方案对比, 最终选取全闭环压力控制升级杆作为升降模块的主要机构, 如图2所示。

支持模块采用三点定位系统, 由于其独特的定位特性及折叠收缩功能, 能很好地满足测试台对稳定性及便携性的使用需求。附件模块主要容纳相关设备及电池, 提供配套设备的安装位, 并保证设备散热和防雨。最终确定测试台整体机械结构, 能实现多角度的精确定位、大行程的高度调节、整体移动并固定, 并满足整体便携性及适应性要求, 如图3所示。

1.2 结构优化

通过有限元分析方法, 在Creo Simulate有限元分析软件中对测试台的重要零件及结构进行动静态应力和应变的分析, 评估设计的合理性, 并提出对结构设计不完善部分的改进意见和实施方案。通过分析得知, 中框支架的变形量超过实际设计要求, 故对其在软件下进行参数优化设计研究, 在定义最大点位移量Max_Disp_mag≤0.25mm, 设计优化参数选择定义为零件的壁厚, 同时满足其它相关设计参数的前提下, 进行优化设计计算。结果发现在壁厚为7.91 mm时满足变形量的要求, 再验证其优化结果得出变形量分析图 (图4) , 满足优化要求。故最终将其壁厚确定为8 mm。

2 控制系统设计

本文设计的控制系统是测试台的核心控制中枢, 是测试台系统整体性能检测。操作控制、安全保护等专用电子设备的集合, 主要包括伺服控制电路、逻辑保护电路、输入输出接口等。

该高精度测试台的内框、中框、外框分别对应姿态角、俯仰角、方位角。以测试台云台模块的内框总成为例, γc为仿真控制系统给出的指令信号, 由主控经过伺服控制卡校正后, 送入内框总成驱动控制器, 由内框总成电机驱动控制器放大后驱动云台模块的姿态轴旋转。作为测角元件的角度位置传感器测出姿态轴的角度位置, 再将其传入主控制系统, 实现完整闭环控制[3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15]。测试台由四个独立的控制通道组成, 其中三个旋转控制通道负责云台模块三轴的回转定位运动, 一个升降控制通道负责升降模块的高度升降定位控制。最后集中于基于单片机处理的工控器进行处理。测试台伺服控制部分, 其实质就是伺服电机的高精度位置伺服闭环控制。故确定了测试台的总体设计方案后, 给出测试台的基本数学理论模型, 即进行控制系统的设计及实现。测试台电控系统控制模块基本控制原理, 如图5所示。本测试台以经典的PID控制方法满足测试台对控制模块的伺服控制要求, 并对其进行校正, 得到了满意的控制效果。

3 复杂零件数字化制造

对测试台中重要复杂结构零件的数字化制造加工过程进行研究, 首先分析了零件的数控加工工艺, 然后利用CAM软件Mastercam X3进行数控自动编程, 最后在加工中心上进行数控加工, 通过满足主要关键复杂结构零件的精度要求, 以保证整个测试系统的回转定位精度要求。

方位轴底座承载了测试云台的主要载荷, 它的精度将直接影响整个系统的稳定性, 故对其进行详细结构分析, 根据结构特性完成数控加工工艺分析及制定。按照零件工艺分析过程, 进入Mastercam X3系统进行刀路的编写, 按照模型轮廓绘制必要的加工模型曲线, 选取机床类型, 编写零件的加工刀路程序。刀路如图6所示。通过Mastercam软件进行仿真加工, 初步验证了刀路的正确性。实际加工中, 选用45钢, 在立式铣削加工中心上对该零件进行加工, 其零件的结构形状及尺寸精度都满足设计需求。

4 结语

移动台操作系统 篇5

TETRA数字集群通信系统是一种基于数字时分多址 (TDMA) 技术的无线集群移动通信系统, 可在同一技术平台上提供指挥调度、数据传输和电话服务, 它不仅提供多群组的调度功能, 而且还可以提供短数据信息服务、分组数据服务以及数字化的全双工移动电话服务。自从1997年开始供应TETRA数字集群系统以来, TETRA系统在国外发展非常迅速, 已经取得了很好的市场业绩。而我国对TETRA技术的研究起步较晚, 现在只有为数不多的厂商能够自行生产终端设备。因此开发具有完全自主知识产权的TETRA系统具有重要意义。MAC层是TETRA空中接口协议栈的重要组成部分, 在移动台侧正确实现下行链路突发到逻辑信道的映射是正确接收解析基站消息、顺利实现双方通信的基础。

1 TETRA移动台侧MAC层工作原理

V+D空中接口协议共分为三层, 其中第二层为数据链路层 (DLL) , 主要进行协议的处理, 该层可以分为逻辑链路控制子层 (LLC, 主要完成数据传输/重传、分段、逻辑链路管理等) 和媒体接入控制子层 (MAC) 。本部分主要介绍TMO模式下, TETRA系统中MS侧MAC层的工作原理。

MAC层子系统主要包括业务和信令功能、系统广播功能和层管理功能;业务和信令功能、系统广播功能和层管理功能主要通过集群空中接口来实现。MAC层的结构如图1所示。LLC和MAC通过三个业务接入点 (SAP) 进行通信:TMA-SAP (用于通过控制接口传输控制面信令消息和数据包) 、TMB-SAP (用于传输广播信息) 、TMC-SAP (用于传输本层层管理信息) 。同时, MAC层通过TMD-SAP接入点 (用于传输电路方式的业务和用户信令) 对用户面提供服务, 使基站 (BS) 和移动台 (MS) 、MS和MS间的通话和数据传输得以顺利进行。从上MAC层产生的各种信令和业务数据通过各种逻辑信道在虚拟业务接入点 (TMV-SAP) 与下MAC层进行数据交换, 这些数据再经过信道编解码之后通过TP-SAP点与物理层进行数据交换。而通过TMC-SAP点的层管理信息则通过TPC-SAP点与物理层进行通信。

为实现系统的各种功能, TETRA系统定义了多种类型的突发。总体分为上行突发和下行突发。而下行突发又分为下行不连续突发、线性化下行突发以及下行连续突发。线形化下行突发用于线性化功放的补偿, 下行不连续突发用于低功耗工作模式;在正常工作模式下, 采用下行连续突发。下行连续突发又分为下行链路正常连续突发 (NDB) 和下行链路同步连续突发 (SB) 两种。

下行链路正常连续突发 (NDB) :基站在连续发射模式下用该突发向移动台发送用户业务信息或控制信息, 占510比特, 其结构如图2所示, 包括训练序列N/P、训练序列{qi}、BBK和净荷BKN1、BKN2。

训练序列N或者P用来标识NDB, 其中N (n1, n2, ..., n22) = (1, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 1, 0, 0) , 表示NDB是第一种类型 (SCH/F或者TCH) , P (p1, p2, ..., p22) = (0, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 0) , 表示NDB是第二种类型 (STCH+TCH、STCH+STCH、SCH/HD+SCH/HD、SCH/HD+BNCH) 。

训练序列 (q1, q2, ..., q22) = (1, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 1, 1, 0, 1) 。相位调整比特具体算法和取值见文献[2]。

下行链路同步连续突发 (SB) :基站在连续发射模式下用该结构向移动台发送同步信息和控制信息, 占510bits, 其结构如图3所示, 包括训练序列Y、训练序列q、频率校正序列、BBK和净荷BKN1、BKN2。

训练序列Y (y1, y2, ..., y38) = (1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 1) 用来标识SB。频率校正f1-f80的取值为: (f1, f2, ......, f8) = (f73, f74, ..., f80) = (1, 1, ...., 1) , (f9, f10, ...., f72) = (0, 0, ...., 0) 。

训练序列 (q1, q2, ..., q22) 以及相位调整比特与NDB中的相同。

移动台判断出来自基站的突发类型后, 根据各种突发结构, 取出封装在各突发中的BBK、BKN1和BKN2, 判断出相关的逻辑信道。由逻辑信道再调用对应的信道差错控制方案进行信道译码。各个逻辑信道对应的译码方案如图4所示。各模块具体的实现方案详情参照文献[2]。

AACH:接入分配信道。出现在每个发送下行时隙, 用来指示每个物理信道上上行和下行时隙的分配。仅仅用于MAC内部;

BSCH:广播同步信道。用于传送移动台与基站同步时所需的时间、色码等广播消息;

BNCH:广播网络信道。仅用于下行的广播网络消息;

SCH:信令信道。由同一个基站内的所有MS用户共享, 其传输的很多消息也可以是针对某一个或者某一组MS用户的。一个基站至少有一个SCH。根据长度不同, 下行信令信道分为以下两种:

SCH/HD:半时隙信令信道;

SCH/F:全时隙信令信道;

TCH:业务信道。用于传送用户信息;根据不同的数据速率, 电路模式的业务信道分为:

TCH/7.2、TCH/4.8、TCH/2.4;

STCH:挪用信道。通过暂时性地挪用部分TCH容量来传输控制信息。

在进行译码前, 判断出逻辑信道类型是实现下MAC层的关键步骤。

2 突发到逻辑信道映射方案的实现

为了充分利用信道资源, 每个突发以及突发的每个块 (block) 都可以承载多个不同的逻辑信道。表1给出了TMO模式下行逻辑信道、连续突发与块 (block) 之间的映射。

上述表1的映射关系是从基站的角度来描述的。基站在下行链路上有消息通过空中接口发给移动台时, MAC层就需要将上层下发的或者本层产生的消息通过信道编码, 形成特定的下行链路突发, 最后由物理层的发射机发送出去。移动台通过接收机接收到基站经过空中接口下发的突发之后, 就需要正确完成从下行链路突发到逻辑信道的映射过程以正确解码消息内容, 从而为上层提供各种服务。

从突发到逻辑信道的映射过程即为表1的逆过程。具体过程如下:

(1) 判断突发类型

由于本文只讨论TMO正常模式的下行链路, 因此只涉及到两种突发类型, NDB和SB。由NDB和SB训练序列的长度决定了需要在某一特定的搜索范围内, 构造一个38bits的滑动窗口, 用于接收连续的38bits, 然后将其与Y (SB的训练序列) 进行相关运算, 如果相关运算结果落在允许的容错范围之内, 则认为接收的突发为SB。如果相关度不高, 则取出前端连续的22bits分别与N (NDB的第一种训练序列) 或P (NDB的第二种训练序列) , 若与N或P进行相关运算的结果落在允许的容错范围之内, 则可认为接收到的突发为NDB。否则将滑动窗口往后移动1个比特位置, 再重复前述步骤直至该窗口移出了搜索范围, 此时认为比特流不符合要求, 即没有接收到合理的突发。

(2) 分离出突发中的block净荷

在得知接收的突发类型之后, 根据突发的结构以及训练序列所处的位置分离出各个block块。如图2所示, NDB训练序列前14bits和后16bits组合成BBK。训练序列前230位开始的连续216bits为BKN1, 后17位开始的连续216bits为BKN2。图3所示, SB训练序列前218位开始的连续218bits为BKN1, 后30bits为BBK, 后31位开始的连续216bits为BKN2。

(3) 调用对应的信道译码方案进行信道译码

针对突发中各个block, 根据上述表1中所示的映射关系, 分别调用不同的信道译码方案, 得出不同的逻辑信道。不管是NDB还是SB, 若得到BBK, 那么其承载的逻辑信道必然是AACH。SB的BKN1只能承载BSCH, 因此只要当前的block是SB的BKN1, 就可以调用BSCH的译码方案, 逻辑信道也已经得到。

S B的B K N 2可以承载BNCH, STCH/HD以及STCH, 这三者的译码方案完全相同。这三种逻辑信道具体是怎样区分的, 在第四步中详细说明。

对NDB, 若训练序列为N, 则考虑U面是否开启, 用来区分SCH/F和TCH。U面未开启, 那么逻辑信道为SCH/F。若开启了, 再判断Circuit mode type (该值在信道分配时通过TMC-CONFIGURE请求原语进行配置的, 详见参考文献[2]14.8.17a) 的取值, 若为1, 则逻辑信道是TCH/7.2;若为2/3/4, 那么逻辑信道是TCH/4.8, 交织深度N分别为1/4/8;若为5/6/7, 那么逻辑信道为TCH/2.4, 交织深度N分别为1/4/8。

(4) 正确区分逻辑信道SCH/HD、BNCH和STCH

SCH/HD, BNCH, STCH的信道译码方式完全相同。在信道译码完成之后, 首先判断U面是否开启。在U面开启时, 如果当前为第18帧, 则可以判断该逻辑信道是SCH/HD, 否则为STCH。如果U面没有开启, 那么需要通过判断译码数据的前4个头部比特来判断具体的逻辑信道类型。当前4个bits为1 000时, 逻辑信道为BNCH, 否则为SCH/HD。

由此得到的移动台MAC层下行链路突发到逻辑信道映射的实现流程如图5所示。

3 结束语

MAC层主要功能是信道的接续控制, 无线资源控制、数据传输差错检测与控制。突发到逻辑信道的映射是MAC层工作的起始, 是研究数字集群系统的基础。

我们按上述方法, 在OMAP5912双核处理器的DSP侧 (TMS320 55x系列) 和CCS集成环境下, 正确地实现了移动台下行链路突发到逻辑信道的映射, 并应用到车载数字集群终端的产品开发中。

摘要：集群通信系统是多个用户或部门群体共用一组无线电信道, 并动态地使用这些信道的专用移动通信系统, 主要用于指挥调度通信。文章首先简要介绍了TETRA系统中移动台 (MS) 侧MAC层基本工作原理, 然后详细阐述了移动台接收下行突发到逻辑信道映射方案的实现。

关键词：数字集群,TETRA,下行突发,逻辑信道

参考文献

[1]郑祖辉.数字集群移动通信系统.电子工业出版社, 2002

[2]ETSI EN300392-2V2.5.2 (2005-11)

[3]孙昕, 黄清, 王淑范, 武玉福.几种数字集群系统标准的分析与比较[J].仪器仪表标准化与计量, 2001 (3)

[4]邓新民, 范平志.泛欧数字集群系统TETRA的差错控制.四川省通信学会1997年学术年会论文集, 1997年

[5]Richard Dewey, Remi Sfez.Design of the tetra mobile radio air interface protocol.IEE Conference Publication, 1993, 387:38-43

[6]徐俊华, 黄杰.TETRA数字集群系统协议分析.无线通信技术, 2002, (3) :47249

[7]郑祖辉.数字集群通信在中国的回顾现状和发展。移动通信2008年Z1期

[8]徐亮.对我国数字集群通信发展的前景分析及若干思考.移动通信, 2007年Z1期

[9]席永利.全球数字集群市场发展概况.电信技术, 2005年08期

移动台操作系统 篇6

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黄山701台防雷接地系统 篇7

新建黄山发射台地处黄山风景区海拔1820米高山上, 地质条件以中风化花岗岩为主, 表层覆盖约十几厘米厚的土夹石岩土, 土壤电阻 (ρ) 在数百至一千多欧姆米, 有的位置最高达数千欧姆米。根据黄山风景区气象资料统计, 这一区域地处空旷山峰, 年平均雷暴日数为49.6天, 年最高雷暴日数可达71天, 平均闪电强度在40KA左右, 最大闪电强度360KA。因此, 非常容易受直击雷、雷电感应和雷电波侵入, 设备受雷击危害极大。这就对我台的防雷接地系统提出了更高的要求。

综合以上自然条件, 我们采用长效降阻剂与离子棒相结合, 通过与扁铁、角铁组成综合接地网, 利用山势水系, 向植被茂盛的远处延伸, 解决 (中生代) 中风化花岗岩、土夹石岩土层电阻率高、强风雷电多雨雪等恶劣自然环境下防雷接地难题。

高频接地

首先, 在机房下方其中东侧做一个长宽高分别为5m×2.5m×1.5m的基坑 (1号避雷坑) , 在基坑底部回填500KG接地增强材料, 在接地增强材料20cm处安装3根长和高分别为2米和1.5米L型EST-L3000电解离子接地棒。在离基坑底部1.3米处用EST-120S30cc镀铜钢绞线做成50*50的网格并与电解离子接地棒的三根引上线可靠连接;然后, 在1号基坑右侧10m×7m的山体斜坡上回填, 每间隔1.5米打一根EST-1421200的镀铜接地棒, 在接地棒打到岩层后, 利用EST-120S30cc镀铜钢绞线把所有接地棒连接成一个网 (1号地网) , 在这个网上回填60cm厚度的土层夯实;再在1号基坑和1号右侧地网用EST-120S30cc镀铜钢绞线可靠连接, 两个地网分别用PVCEST-120S30cc镀铜钢绞线与机房接地预留端子可靠连接。

工频接地

首先, 在机房左侧做一个长宽高分别为5m×2.5m×1.5m的基坑 (2号避雷坑) , 基坑底部回填500KG接地增强材料, 接地增强材料20cm处安装3根长和高分别为2米和1.5米L型EST-L3000电解离子接地棒。在离基坑底部1.3米处用EST-120S30cc镀铜钢绞线做成50*50的网格并与电解离子接地棒的三根引上线可靠连接;然后, 在机房左侧用6m×7m土层挖土60cm, 每间隔2米打入一组EST-16300的镀铜接地棒, 并利用EST-120S30cc镀铜钢绞线可靠连接成一个地网 (2号地网) , 在这个网上回填60cm厚度的土层夯实;再在两个工频接地网之间利用EST-120S30cc镀铜钢绞线可靠连接, 两个地网分别用PVCEST-120S30cc镀铜钢绞线与机房接地预留端子可靠连接。如图一所示:

强化降阻

为有效降低接地电阻, 在山头上只能靠增加接地网面积, 通过避雷坑向外延伸成网, 采用长效降阻剂强化降阻。在四个避雷坑内用4.5cm×4.5cm (共70根) 扁铁按照下图方式焊接, 扁铁之间间隔60cm, 在扁铁上裹上降阻剂埋入坑中, 然后使用某公司生产的快装标准接地极JD-200×1000 (共30个) 向避雷坑外山体延伸。标准接地极采用螺栓与扁铁可靠连接, 再在扁铁上方回填60cm厚度的土层。其中在2号避雷坑还特别使用两根废80馈管 (90米左右) 剥去外皮后与扁铁可靠连接向山体延伸, 使扁铁与机房接地预留端子可靠连接。通过以上强化降阻后, 经黄山风景区防雷中心接地电阻测试:1号和4号避雷坑接地电阻为1欧姆, 2号和3号避雷坑接地电阻为0.8欧姆。