ISA100.11a协议栈研究与开发——确定性调度与跳信道关键技术的研究与实现

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ISA100.11a标准是三大工业无线网络标准之一,对工业无线网络的发展及大范围应用都有重要的推动作用。ISA100.11a数据链路层的主要作用是实现设备之间确定、可靠和安全的数据通信。ISA100.11a数据链路层的关键技术主要包括时间同步、确定性调度、自适应跳信道和子网路由等。确定性调度技术和自适应跳信道技术决定着无线信道的使用方式和网络性能,是保证整个网络稳定运行的关键技术。因此研究该项技术对于工业无线网络的实际应用和发展都有重要意义。   本文针对ISA100.11a网络的数据链路层进行研究,主要研究和实现了ISA100.11a数据链路层的确定性调度和自适应跳信道关键技术。首先在分析了ISA100.11a标准数据链路层协议和功能的基础上,详细介绍了ISA100.11a标准数据链路层的整体框架设计;然后在该框架下实现了ISA100.11a标准的确定性调度和自适应跳信道关键技术;同时在深入理解和分析ISA100.11a标准的前提下,提出了一种适应于工业无线网络的信道评估时间选取机制。该机制通过信道的使用频率计算每一条信道的评估时间,可有效提高ISA100.11a网络信道评估效率。   最后,通过搭建测试平台对所实现的ISA100.11a数据链路层的关键技术进行了验证和测试,其中包括确定性调度测试,时隙周期精度测试和自适应跳信道测试,并对所提出的信道评估时间选取机制进行了测试。测试结果表明,本文所实现的ISA100.11a网络的确定性调度和自适应跳信道技术完全达到ISA100.11a标准的要求,验证了ISA100.11a标准数据链路层的可行性和实用性,推动了标准的制定和发展工作;所提出的信道评估时间选取机制可有效评估网络中的信道质量,提高了ISA100.11a网络的抗干扰性能,具有较好的应用前景。
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