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以太网与MVB相结合的TCN网关的设计与实现
| 论文题名： | 以太网与MVB相结合的TCN网关的设计与实现 |
| 关键词： | 列车通信网络;网关设计;以太网;多功能车辆总线;访问机制 |
| 摘要： | 我国列车网络大多采用基于多功能车辆总线(MVB)和绞线式列车总线(WTB)的TCN标准，传统TCN总线在通信的确定性和实时性方面具有一定优势。随着我国铁路现代化的推进，列车上车载设备间的通信更加频繁，多媒体服务更加丰富，对设备通信速率的要求逐步提高。传统TCN网络中总线通信速率相对较低，MVB总线的通信速率为1.5MBit/s，WTB总线的通信速率为1MBit/s，这些都无法满足列车上网络通信流量大幅增长的需求。加上组网不够灵活、无法直接与地面网络通信、硬件通信板卡长期被国外垄断造成设备成本高昂，这些因素都制约了我国列车通信网络的发展。 以太网作为如今应用最为广泛的局域网网络，具备通信速率快、组网灵活以及安装成本低等优势。然而由于受到其总线介质访问机制的制约，使得网络通信的确定性和实时性无法保证，这也成为了以太网应用于列车通信网络中的最大障碍。通过分析传统以太网通信实时性不足的原因，提出了一种改进式的以太网协议，在传统以太网的数据链路层之中增加了一个实时调度模块，总线访问机制改为主从模式，并采用基于优先级的分时调度。提出了列车级总线上引入以太网技术后的实时性解决方案，从根本上解决了TCN中引入以太网的通信确定性问题。 把以太网作为列车级总线，MVB作为车辆级总线，设计出以太网与MVB相结合的TCN网关。通过搭建网络通信平台，对网关的各个模块进行功能测试，并从整体角度对网关在数据传输的准确性、帧信号的应答延时、数据跨节点传输的时延要求等方面进行测试与分析。测试结果表明在列车级总线上引入以太网后，采用本文提出的以太网实时性解决方案，使得帧间应答延时明显缩短，实时性得到较大提高，解决了列车级总线上引入以太网后的实时性问题。 |
| 作者： | 余健 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 何衍 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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