CC2530无线通信丢包率测试.

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实践教学

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兰州理工大学

计算机与通信学院

2013年春季学期

嵌入式系统开发技术课程设计

题目： CC2530无线通信丢包率测试

专业班级：通信工程4班

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摘要

随着后PC机时代的到来，计算机的发展已经从以PC机为中心转向了以嵌入式系统为中心的方向：嵌入式系统的迅猛发展和IA（信息电器）的不断成熟使得其应用越来越广泛。其中，嵌入式系统与网络的结合也是当今发展的一大趋势，而嵌入式网络技术的产生正好迎合了这个趋势。由于嵌入式系统的专用性强、体积小且价格低廉，因此嵌入式设备已经开始应用于智能家居系统、工业智能化从站系统、LED网络控制显示屏系统、网络安全加密系统等各个网络相关领域。本设计是使用两个CC2530模块利用其板载无线天线，测试在不同环境或不同通信距离内，CC2530无线通信数据包丢失率。

关键词：嵌入式无线通信丢包率

前言 (2)

一、基本原理 (1)

1.1 无线通信概述 (1)

1.2 CC2530 配置 (1)

1.3 丢包率的测试与分析 (2)

二、系统分析 (4)

2.1 程序流程图 (4)

2.2 具体步骤 (5)

三、详细设计 (6)

3.1 CC2530介绍 (6)

四、设计总结 (9)

五、附录 (10)

六、参考文献 (16)

七、致谢 (17)

我国的无线通信产业通过短短几十年的发展，已经发展到第三代和第四代移动通信技术，多种无线通信技术都得到了广泛的应用是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式，由于无线通信技术具有成本廉价、建设工程周期短、适应性好、扩展性好、设备维护上更容易实现等诸多优点，所以近些年来是信息通信领域中，发展最快、应用最广的通信技术。本课设设计一个简单无线通信的应用，该设计可以用来测试不同环境或不同通信距离的误码率以及信号的强弱。完成本实验需要两个模块，一个设置为发送模块，一个设置为接收模块；其中发送模块主要是通过板上按键设置不同的发送参数，然后发送数据包。接收模块接收发送模块的数据包，然后计算误码率和信号的强度。

一、基本原理

1.1 无线通信概述

通信按传输媒体分为无线通信和有线通信两大类。移动通信、卫星、微波、无线接入等都是无线通信，无线通信信号以电磁波的形式通过空间传送，具有信道不可预见性大，使用灵活、方便等特点。无线通信是通过无线信道来实现的，所以无线信道质量的好坏直接影响通信的质量。新一代的个人通信对通信时的传输速率和误码率有很高的要求，因此对于无线信道的研究有助于提高传输速率并降低误码率。无线信道是一个充满复杂干扰的信道。由环境中的各种障碍物所引起的信号多径传播是其主要特点之一。同一发射机发射的电磁波向各个方向辐射，不同的波遇到不同的障碍物发生反射折射以及散射衍射等作用会使得波束到达接收机时的时间、幅度和相位均发生延迟与畸变，比如若发射一个窄脉冲经过无线信道后将在接收端收到一连串幅度和相位均不同的脉冲串，如果在这个期间内连续发射多个脉冲，将在接收端产生混叠发生误码的几率大大提高。另一个特点是多普勒效应。无线通信中的终端基本处于移动的状态，这就导致了电磁波的多普勒效应。由于到达接收机的杂散波的方向相位均不同所引起的多普勒效应也不尽相同，更加恶化了接收信号。

1.2 CC2530配置

本设计主要是在学会了配置CC2530 RF功能基础上，一个简单无线通信的应用，该设计可以用来测试不同环境或不同通信距离的误码率以及信号的强弱。完成本设计需要两个模块，一个设置为发送模块，一个设置为接收模块；其中发送模块主要是通过板上按键设置不同的发送参数，然后发送数据包。接收模块接收发送模块的数据包，然后计算误码率和信号的强度。

其中按键功能分配如下：

SW1 --- 开始测试（进入功能选择菜单）

SW2 --- 设置功能加

SW3 --- 设置功能减

SW4 --- 确定按钮

在每完成一个参数设置或选择，都是通过SW4来确定，然后进入下一个参数设置，其中发送模式下的发送开始和停止也是通过SW4控制的。在测试中，接收模块可以通过SW4来复位测试结果。

发送模块需设置的参数有：

1、信道选择，802.15.4中2.4G频段信道有16个。为信道11-26，对应的频率为2405MHz

到2480MHz。通过SW2和SW3可以对16个信道进行选择。（注意，测试时要与接收模块选择相同的信道）。

2、发射功率设置，CC2530提供的发送功率有-3dBm、0dBm和4dBm三种，通过SW2和SW3可以选择发送模块的不同发射功率。

3、发送数据包数量设置，程序中提供的数据包数量有：1000、10000、100000和1000000四种，推荐测试时，选择1000或10000即可。其中也是通过SW2和SW3来选择的。

4、发送速度设置，发送速度即1s中发送数据包的个数。程序中提供5/S、10/S、20/S 和50/S四种速度。通过SW2和SW3来选择。

接收模块只需要设置和发送模块相同的信道即可。

接收模块测量时显示的信息有：

1.数据包丢失率（显示为x/1000）。

2.信号强度（RSSI）。

3.收到的数据包个数。

其中LED1为工作指示灯，当工作不正常时，LED2将为亮状态。

1.3 丢包率的测试与分析

在我们网络上形成的数据包通过途径传输到另一个数据库上面，一般通过网络传输的过程中会因为一些原因比如距离过大而产生小部分数据包被丢失，而大部分数据包被成功传输到终端数据库上。这样就形成了一个网络丢包的过程。而其中丢包的大小和传输数据包的大小就是网络丢包率。比如工厂在A地买了一车货，然后运送到B地，其中因为搬运工搬运和其他原因造成这批货和在A地的所测量的数值要少一些，这个过程就是被丢失的货物，也就是网络中网络丢包，而丢失的货物和货物的总量的比值就是网络丢包率。通常这些只是磨损消耗，属于很正常的。网络丢包率怎样解决呢？主要有以下几个方面。

1、物理线路故障

如果是物理线路故障所造成网络丢包现象，则说明故障是由线路供应商提供的线路引起的，需要与线路供应商联系尽快解决问题。联系你的服务商来解决网络丢包很严重的情况。

2、设备故障

设备方面主要包括软件设置不当、网络设备接口及光纤收发器故障造成的。这种情况会导致交换机端口处于死机状态。那么可以将你的光纤模块更换掉，换一条新的模块替换掉。

3、网络被堵塞、拥堵

当网络不给力的时候，在通过网络传输数据，就会将网络丢包更多，一般是路由器被占用大量资源造成的。解决方法就是这时应该show process cpu和show process mem，一般