基于OFDM信道估计的长距离数控机床通信方法的研究

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21世纪是信息时代逐渐发展成为CIMS集成中的关键时期,随着科学的不断发展,技术的不断进步,人们对数控设备相互之间通信的要求也越来越高,无论是通信的距离还是通信的容量。在数控机床长距离光传输系统中,尤其是干线系统,速率的提高意味着对系统性能提出更高的要求,同时对于各类线路损伤,如色度色散、偏振模色散、非线性效应等的抑制和处理难度也大大增加。解决好长距离数控机床的通信对数控技术的发展具有重要意义。  本论文主要对数控机床通信进行了研究,并首次将OFDM(正交频分复用)信道估计技术应用于数控机床通信中,OFDM信道估计技术应用于长距离数控通信中,可以有效地抑制长距离数控数据传输中信道对信号的干扰和影响,提高数控通信系统的可靠性。并对信道估计技术进行了研究,主要解决未来数控机床高速通信中限制器发展的光通信的不可靠性,这种不可靠性主要是由光纤信道的损耗,色散,非线性引起的,对其进行信道估计,是有效地降低光纤信道传输缺陷的必要条件。在数控机床传输所涉及的光纤正交频分复用系统中还存在着许多关键技术:这其中包括降低峰均比、编码OFDM、同步技术、以及分集技术等众多领域,也对其进行了研究。  其次本论文主要所研究的是在数控机床程序传输系统中采用光纤OFDM中的信道估计的方法解决长距离数控机床之间信息的传递共享。对于正交频分复用(OFDM)来说,它本身是将串行数据变为多路并行载波的方法,OFDM技术具有强大的数据传输速率和抗多径衰落能力,成为数控通信传输技术中最被看好的技术之一。其中,信道估计技术是正交频分复用系统研究的热点之一。基于数控机床的正交频分复用系统信道估计一般分三类:半盲信道估计,盲信道估计和基于导频的信道估计。文中我们主要是采用基于导频的信道估计技术。对常见的最小二乘(LS)、最小均方误差(MMSE)、线性最小均方误差(LMMSE)进行研究,并对这些算法进行了改进。  最后在理论研究的基础上进行了仿真实验,实验结果表明,将信道估计技术应用于长距离数控通信中,可以有效的提高长距离数控机床的程序传输及信息交换系统的性能。在未来高速率、长距离数控通信系统中将有广阔的应用前景。
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