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【 完成人 】
金德鹏
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李晨
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裴玉奎
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李志强
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王小松
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王云峰
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陈曦
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苏厉
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杨宁国
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李博华
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张家琦
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张海英
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葛宁
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朱亮
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陆希玉
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【完成单位】清华大学
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【 关键词 】总线超宽带定义单载波
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【摘 要】
总线作为基础性通信技术,决定系统组织架构。工业自动化、通信控制、多媒体处理等系统往往围绕CAN、cPCI、USB等总线构建。常规有线总线固定连接严重阻碍灵活配置,接插件连接可靠性已接近极限,线缆人工插拔易出现连接问题导致如WH2303航班机毁人亡的重大空难。 软定义总线根据任务需求,灵活改变多模块连接关系,支持系统动态重构、灵活演进。软件定义系统依靠软定义总线才能摆脱线缆束缚与人工插拔干预,充分发挥其智能化、自动化的作用。 该项目在国家863计划、科技重大专项等支持下,提出基于短距无线通信技...
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总线作为基础性通信技术,决定系统组织架构。工业自动化、通信控制、多媒体处理等系统往往围绕CAN、cPCI、USB等总线构建。常规有线总线固定连接严重阻碍灵活配置,接插件连接可靠性已接近极限,线缆人工插拔易出现连接问题导致如WH2303航班机毁人亡的重大空难。 软定义总线根据任务需求,灵活改变多模块连接关系,支持系统动态重构、灵活演进。软件定义系统依靠软定义总线才能摆脱线缆束缚与人工插拔干预,充分发挥其智能化、自动化的作用。 该项目在国家863计划、科技重大专项等支持下,提出基于短距无线通信技术实现软定义总线的创新思路,围绕WiFi、LTE等常规宽带无线通信技术难以满足软定义总线低延时大容量、高集成度实现以及动态重构应用等核心挑战,开展信号处理、电路结构、总线协议等技术研究,形成单载波超宽带无线总线技术体系,获授权发明专利29项、集成电路布图5项和计算机软著1项。主要技术发明点如下： 1、发明低延时大容量的无线总线信号设计与处理方法：针对复杂多径环境下常规处理延时代价大的难题,提出改造无线信道的创新思路,发明扩维信号抗多径方法、循环编码层次化同步序列等方法。设计超宽带基带芯片,数据吞吐率达500Mbps,延时低至4.7 s,相比WiFi延时降低三个数量级,实现超低延时技术突破。 2、发明高集成度的单载波超宽带电路实现结构：针对高频段大带宽芯片实现难题,从系统视角创新电路结构,发明数控结构与模拟电压协同调整方法、高低频协同补偿电路,有效拓宽工艺适用范围。设计CMOS工艺下的超宽带射频芯片,将通信有效带宽从100MHz(常规通信射频芯片)拓展至500MHz,该类超宽带芯片未见报道。 3、发明支持动态连接的高效无线总线协议：针对动态系统重构面临的运动部件高精度强实时测控难题,发明以固定节点为空间基准与时间同步实时无线校准相结合的方法,构建局部时空基准;提出融合位置测量与通信控制的动态时隙分配多址方案。相比基于WiFi技术的室内定位方式,可将精度从米级提升至厘米级,为动态连接、灵活配置提供先进局域测控手段。 基于上述发明,形成国标GB/T 32396-2015,研制核心芯片组与模块,获得系列应用： 1、可穿戴系统方面：应用于某型综合单兵终端,支持超低时延态势信息采集、显示,突破线缆对机动作战的束缚;应用于广州天河看守所,监押人员佩戴防拆手环实现体征、位置的高精度实时监视,有效防范意外事件;应用于智能化医疗,采集日常活动下心电、脑电多路信号,得到人民日报报道; 2、无缆化系统方面：应用于东北证券、广州国税等高端行业多媒体系统,解决线缆安装、维护难题;应用于中国移动、国家电网等通信机架设备,实现无缆升级、功能快速重构,并得到俄罗斯、印尼等海外推广应用。 上述应用取得直接经济效益超千万元,累计经济效益过亿元,社会效益显著,在穿戴式特种终端、监所物联网、智能化医疗、工业自动化等领域应用前景广阔。
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【文献类型】
科技成果
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