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用FPGA实现数据远距离的高精度传输

资料介绍
EDAPLD论文


用FPGA实现数据远距离的高精度传输
摘要:详细阐述一种利用交错编码的思想,来改远距离通信质量的新设计。设计由FPGA
芯片实现,能很方便加载到各种单片机有线或无线通信系统的收发接口中。通过对发、
收信息的编、解码处理,增强信息在传输过程的抗干扰能力,以达到远距离高精度传输
目的。
    关键词:FPGA 远距传输 高精度 交错 编码 解码
1 意义
简单的多机间数据通信在我们的设计中很普遍,一般情况下数据传输距离很短,不
会超过百十m,因此仅采用双绞线加RS232或RS485标准就可以有效传输。但有时多机之间
的距离也会很远,如我们所设计的一个气象项目,就要求子站遍布在基站1km范围内。因
此在考虑成本、不增加很多设备的前提下,有效防止噪声干扰,保证子站与基站的数据
高精确传输就很重要。

图1 方案框图

   
通常多机短距通信中,可以在收发端加入奇校验、累加和校验等出错就重发的防噪声措
施;但以上措施都只能检错,不能纠错,也就是说传输过程中不能容错。在远距离、干
扰大、出错概率非常高的情况下,单纯的出错就重发措施会失去工作效率和意义。因此
,我们需要一种能容错的数据传输方式,就要对数据编码。因此,不同传输环境的噪声
性质不相同,对应的编码方式也不一样,所以我们设计编码时强调更多位的纠错冗余,
以适合较多的环境,但相应地就降低了传输速率。另外,出于通用性和简易性的考虑,
我们的设计应可直接加载于原有的有线或无线通信系统上,除数据连线外,不需对原有
系统做任何改变。
在此,我们采用了交错编码技术来增加数据传输过程的容错能力。编解码设备插入
加载到通信系统原来的数据收发端口。因此,微处理器要发送的数据由原先的直接经发
送端(无线通信为调制器和发送器)发送,变为先经编码设备编码,然后再经原有的发
送端发送;同理,接收端(无线通信为接收器和解调器)收到信息……
用FPGA实现数据远距离的高精度传输
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