[发明专利]一种高速总线系统的增益调节方法及装置

说明书

本申请提出一种高速总线系统的增益调节方法及装置，所述高速总线系统采用星型拓扑网络结构，所述高速总线系统包括控制节点和用户节点，所述增益调节方法用于所述用户节点，所述增益调节方法包括以不同接收增益分别接收所述控制节点发送的测试数据，并计算评价指标数据，所述评价指标数据包括错包数、信号幅度和信噪比；比较多个接收增益的评价指标数据，选择所述评价指标数据最好的接收增益作为最终接收增益。根据本申请的实施例，基于星型拓扑网络结构，通过固定控制节点的增益不变，调整用户节点的接收增益和发射增益，保证了信号质量，使得控制节点和用户节点能够稳定通信。

技术领域

本申请涉及具有星型拓扑网络结构的工业通信领域，具体而言，涉及一种高速总线系统的增益调节方法及装置

背景技术

目前，当前流程工业现场总线的通信速率以低速为主，这些广泛应用于流程工业现场的总线通信技术起源于上个世纪九十年代，反映了当时的数据通信的技术水平。由于流程工业的自身原因，工业现场总线发展缓慢。随着智能工厂和工业4.0要求的现场数据越来越多，目前工业现场总线技术已不能满足要求。将高速现场总线应用于工业现场成为目前技术发展的迫切要求。目前，具有长距离宽带传输、实时性、高抗扰低误码率、基于IPV6寻址等特点的AUTBUS总线被应用于新的工业总线中。

AUTBUS是一种采用两线非桥接媒介，具有多节点、高带宽、时间敏感的工业现场总线，常用于过程控制和离散控制等自动化控制工业现场的实时数据和非实时数据的传输与应用，且兼容ISO/IEC/IEEE8802-3以太网、IPv6等应用。AUTBUS总线具有高带宽高实时、远距离高可靠性传输等特性，布线和安装简单，且便于网络维护，支持对现有线缆资产的利用。AUTBUS使用总线方式组网，通过总线预配置或动态申请的方式，提供固定带宽数据服务和支持突发数据的可变带宽数据服务。AUTBUS总线针对周期性采样数据，突发性的控制、告警以及ISO/IEC/IEEE 8802-3以太网格式的IPv4/IPv6数据均能提供可靠和确定性的承载，且具有高精度时钟同步的功能，能够基于时间触发提供对时间敏感性和非时间敏感性业务提供确定性的数据传输服务。因此，AUTBUS被广泛应用于工业控制、汽车电子、航空、智能城市等领域。

一个AUTBUS总线系统可支持254个有效节点，其中一个为控制节点、其他为终端用户节点。控制节点负责管理、分配、回收各系统资源，并实时给所有节点推送系统配置、分配通信带宽等。用户节点使用分配获得的带宽资源进行信息交换。

现有技术中，现场总线通常采用单载波技术，例如CAN，其传输带宽比较低，传输速率也比较低。本申请人在工业现场总线中使用OFDM技术，即正交频分复用(OrthogonalFrequency Division Multiplexing：缩写OFDM)。OFDM是多载波传输方案的实现方式之一。通过OFDM技术，可以使不同节点设备通过互不干扰的多个子载波传输数据，减少了传输时间，避免了多个节点设备在使用单载波技术时容易出现的传输延迟和阻塞的问题。

AUTBUS总线系统中的控制节点配置成生成资源调度信息，并将其发送给至少一个从节点。资源调度信息用于指定各节点所使用的固定时隙。在资源调度信息中，一个固定时隙对应一个OFDM符号资源。一个OFDM符号资源是资源调度的最小粒度。在有线物理介质上基于OFDM技术不仅提高了数据带宽，也能确保数据传输的安全可靠。

不同的两线环境，比如线长、材质等因素都会导致信号不同程度的衰减。自动增益控制(AGC，Automatic Gain Control)是通信系统重要的组成部分，可以动态调整接收机的增益以适应接收不同强度的信号，发射机产生的射频信号经过信道传输到接收机，由于多径及阴影衰落等影响，接收机接收到的信号会在一个很大的范围内变化，为了使进入接收机中模数转换器(ADC，Analog-to-Digital Converter)的信号在一个可以接收的范围内，需要合理设置射频中放大器的接收增益和发射增益。

发明内容