時(shí)間：2023-04-06 18:48:45
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2藍(lán)牙(Bluetooth)技術(shù)
“藍(lán)牙(Bluetooth)”是一個(gè)開放性的、短距離無(wú)線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，也是目前國(guó)際上最新的一種公開的無(wú)線通信技術(shù)規(guī)范。它可以在較小的范圍內(nèi)，通過(guò)無(wú)線連接的方式安全、低成本、低功耗的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，使得近距離內(nèi)各種通信設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)縫資源共享，也可以實(shí)現(xiàn)在各種數(shù)字設(shè)備之間的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通信。由于藍(lán)牙技術(shù)可以方便地嵌入到單一的CMOS芯片中，因此特別適用于小型的移動(dòng)通信設(shè)備，使設(shè)備去掉了連接電纜的不便，通過(guò)無(wú)線建立通信。
藍(lán)牙技術(shù)以低成本的近距離無(wú)線連接為基礎(chǔ)，采用高速跳頻(FrequencyHopping)和時(shí)分多址(TimeDivisionMulti-access—TDMA)等先進(jìn)技術(shù)，為固定與移動(dòng)設(shè)備通信環(huán)境建立一個(gè)特別連接。藍(lán)牙技術(shù)使得一些便于攜帶的移動(dòng)通信設(shè)備和計(jì)算機(jī)設(shè)備不必借助電纜就能聯(lián)網(wǎng)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)線連接因特網(wǎng)，其實(shí)際應(yīng)用范圍還可以拓展到各種家電產(chǎn)品、消費(fèi)電子產(chǎn)品和汽車等信息家電，組成一個(gè)巨大的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)。打印機(jī)、PDA、桌上型計(jì)算機(jī)、傳真機(jī)、鍵盤、游戲操縱桿以及所有其它的數(shù)字設(shè)備都可以成為藍(lán)牙系統(tǒng)的一部分。目前藍(lán)牙的標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.15，工作在2.4GHz頻帶，通道帶寬為lMb/s，異步非對(duì)稱連接最高數(shù)據(jù)速率為723.2kb/s。藍(lán)牙速率亦擬進(jìn)一步增強(qiáng)，新的藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)2.0版支持高達(dá)10Mb/s以上速率(4、8及12～20Mb/s)，這是適應(yīng)未來(lái)愈來(lái)愈多寬帶多媒體業(yè)務(wù)需求的必然演進(jìn)趨勢(shì)。
作為一個(gè)新興技術(shù)，藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用還存在許多問(wèn)題和不足之處，如成本過(guò)高、有效距離短及速度和安全性能也不令人滿意等。但毫無(wú)疑問(wèn)，藍(lán)牙技術(shù)已成為近年應(yīng)用最快的無(wú)線通信技術(shù)，它必將在不久的將來(lái)滲透到我們生活的各個(gè)方面。
3超寬帶(UWB)技術(shù)
超寬帶(Ultra-wideband—UWB)技術(shù)起源于20世紀(jì)50年代末，此前主要作為軍事技術(shù)在雷達(dá)等通信設(shè)備中使用。隨著無(wú)線通信的飛速發(fā)展，人們對(duì)高速無(wú)線通信提出了更高的要求，超寬帶技術(shù)又被重新提出，并倍受關(guān)注。UWB是指信號(hào)帶寬大于500MHz或者是信號(hào)帶寬與中心頻率之比大于25%的無(wú)線通信方案。與常見(jiàn)的使用連續(xù)載波通信方式不同，UWB采用極短的脈沖信號(hào)來(lái)傳送信息，通常每個(gè)脈沖持續(xù)的時(shí)間只有幾十皮秒到幾納秒的時(shí)間。因此脈沖所占用的帶寬甚至高達(dá)幾GHz，因此最大數(shù)據(jù)傳輸速率可以達(dá)到幾百分之一。在高速通信的同時(shí)，UWB設(shè)備的發(fā)射功率卻很小，僅僅是現(xiàn)有設(shè)備的幾百分之一，對(duì)于普通的非UWB接收機(jī)來(lái)說(shuō)近似于噪聲，因此從理論上講，UWB可以與現(xiàn)有無(wú)線電設(shè)備共享帶寬。UWB是一種高速而又低功耗的數(shù)據(jù)通信方式，它有望在無(wú)線通信領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。UWB的特點(diǎn)如下：
(1)抗干擾性能強(qiáng)：UWB采用跳時(shí)擴(kuò)頻信號(hào)，系統(tǒng)具有較大的處理增益，在發(fā)射時(shí)將微弱的無(wú)線電脈沖信號(hào)分散在寬闊的頻帶中，輸出功率甚至低于普通設(shè)備產(chǎn)生的噪聲。
(2)傳輸速率高：UWB的數(shù)據(jù)速率可以達(dá)到幾十Mbit/s到幾百M(fèi)bit/s，有望高于藍(lán)牙100倍。
(3)帶寬極寬：UWB使用的帶寬在1GHz以上，高達(dá)幾個(gè)GHz。超寬帶系統(tǒng)容量大，并且可以和目前的窄帶通信系統(tǒng)同時(shí)工作而互不干擾。
(4)消耗電能少：通常情況下，無(wú)線通信系統(tǒng)在通信時(shí)需要連續(xù)發(fā)射載波，因此要消耗一定電能。而UWB不使用載波，只是發(fā)出瞬間脈沖電波，也就是直接按0和1發(fā)送出去，并且在需要時(shí)才發(fā)送脈沖電波，所以消耗電能少。
(5)保密性好：UWB保密性表現(xiàn)在兩方面：一方面是采用跳時(shí)擴(kuò)頻，接收機(jī)只有已知發(fā)送端擴(kuò)頻碼時(shí)才能解出發(fā)射數(shù)據(jù);另一方面是系統(tǒng)的發(fā)射功率譜密度極低，用傳統(tǒng)的接收機(jī)無(wú)法接收。
(6)發(fā)送功率非常?。篣WB系統(tǒng)發(fā)射功率非常小，通信設(shè)備可以用小于1mW的發(fā)射功率就能實(shí)現(xiàn)通信。低發(fā)射功率大大延長(zhǎng)了系統(tǒng)電源工作時(shí)間。
(7)成本低，適合于便攜型使用：由于UWB技術(shù)使用基帶傳輸，無(wú)需進(jìn)行射頻調(diào)制和解調(diào)，所以不需要混頻器、過(guò)濾器、RF/TF轉(zhuǎn)換器及本地振蕩器等復(fù)雜元件，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，成本大大降低，同時(shí)更容易集成到CMOS電路中。
參考文獻(xiàn)：
[1]方旭明，何蓉.短距離無(wú)線與移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)[M].北京：人民郵電出版社，2004.
隨著因特網(wǎng)、多媒體和無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展,人們與信息網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)密不可分。當(dāng)今無(wú)線通信在人們的生活中扮演著越來(lái)越重要的角色,低功耗、微型化是用戶對(duì)當(dāng)前無(wú)線通信產(chǎn)品尤其是便攜產(chǎn)品的強(qiáng)烈追求,作為無(wú)線通信技術(shù)一個(gè)重要分支的短距離無(wú)線通信技術(shù)正逐漸引起越來(lái)越廣泛的觀注。
1短距離無(wú)線通信技術(shù)簡(jiǎn)介
近年來(lái),由于數(shù)據(jù)通信需求的推動(dòng),加上半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)等相關(guān)電子技術(shù)領(lǐng)域的快速發(fā)展,短距離無(wú)線與移動(dòng)通信技術(shù)也經(jīng)歷了一個(gè)快速發(fā)展的階段,WLAN技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、UWB技術(shù),以及紫蜂(ZigBee)技術(shù)等取得了令人矚目的成就。短距離無(wú)線通信通常指的是100m以內(nèi)的通信,分為高速短距離無(wú)線通信和低速短距離無(wú)線通信兩類。高速短距離無(wú)線通信最高數(shù)據(jù)速率>100Mbit/s,通信距離<10m,典型技術(shù)有高速UWB、WirelessUSB;低速短距離無(wú)線通信的最低數(shù)據(jù)速率<1Mbit/s,通信距離<100m,典型技術(shù)有藍(lán)牙、紫蜂和低速UWB。
2藍(lán)牙(Bluetooth)技術(shù)
“藍(lán)牙(Bluetooth)”是一個(gè)開放性的、短距離無(wú)線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),也是目前國(guó)際上最新的一種公開的無(wú)線通信技術(shù)規(guī)范。它可以在較小的范圍內(nèi),通過(guò)無(wú)線連接的方式安全、低成本、低功耗的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),使得近距離內(nèi)各種通信設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)縫資源共享,也可以實(shí)現(xiàn)在各種數(shù)字設(shè)備之間的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通信。由于藍(lán)牙技術(shù)可以方便地嵌入到單一的CMOS芯片中,因此特別適用于小型的移動(dòng)通信設(shè)備,使設(shè)備去掉了連接電纜的不便,通過(guò)無(wú)線建立通信。
藍(lán)牙技術(shù)以低成本的近距離無(wú)線連接為基礎(chǔ),采用高速跳頻(FrequencyHopping)和時(shí)分多址(TimeDivisionMulti-access—TDMA)等先進(jìn)技術(shù),為固定與移動(dòng)設(shè)備通信環(huán)境建立一個(gè)特別連接。藍(lán)牙技術(shù)使得一些便于攜帶的移動(dòng)通信設(shè)備和計(jì)算機(jī)設(shè)備不必借助電纜就能聯(lián)網(wǎng),并且能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)線連接因特網(wǎng),其實(shí)際應(yīng)用范圍還可以拓展到各種家電產(chǎn)品、消費(fèi)電子產(chǎn)品和汽車等信息家電,組成一個(gè)巨大的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)。打印機(jī)、PDA、桌上型計(jì)算機(jī)、傳真機(jī)、鍵盤、游戲操縱桿以及所有其它的數(shù)字設(shè)備都可以成為藍(lán)牙系統(tǒng)的一部分。目前藍(lán)牙的標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.15,工作在2.4GHz頻帶,通道帶寬為lMb/s,異步非對(duì)稱連接最高數(shù)據(jù)速率為723.2kb/s。藍(lán)牙速率亦擬進(jìn)一步增強(qiáng),新的藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)2.0版支持高達(dá)10Mb/s以上速率(4、8及12~20Mb/s),這是適應(yīng)未來(lái)愈來(lái)愈多寬帶多媒體業(yè)務(wù)需求的必然演進(jìn)趨勢(shì)。
作為一個(gè)新興技術(shù),藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用還存在許多問(wèn)題和不足之處,如成本過(guò)高、有效距離短及速度和安全性能也不令人滿意等。但毫無(wú)疑問(wèn),藍(lán)牙技術(shù)已成為近年應(yīng)用最快的無(wú)線通信技術(shù),它必將在不久的將來(lái)滲透到我們生活的各個(gè)方面。
3超寬帶(UWB)技術(shù)
超寬帶(Ultra-wideband—UWB)技術(shù)起源于20世紀(jì)50年代末,此前主要作為軍事技術(shù)在雷達(dá)等通信設(shè)備中使用。隨著無(wú)線通信的飛速發(fā)展,人們對(duì)高速無(wú)線通信提出了更高的要求,超寬帶技術(shù)又被重新提出,并倍受關(guān)注。UWB是指信號(hào)帶寬大于500MHz或者是信號(hào)帶寬與中心頻率之比大于25%的無(wú)線通信方案。與常見(jiàn)的使用連續(xù)載波通信方式不同,UWB采用極短的脈沖信號(hào)來(lái)傳送信息,通常每個(gè)脈沖持續(xù)的時(shí)間只有幾十皮秒到幾納秒的時(shí)間。因此脈沖所占用的帶寬甚至高達(dá)幾GHz,因此最大數(shù)據(jù)傳輸速率可以達(dá)到幾百分之一。在高速通信的同時(shí),UWB設(shè)備的發(fā)射功率卻很小,僅僅是現(xiàn)有設(shè)備的幾百分之一,對(duì)于普通的非UWB接收機(jī)來(lái)說(shuō)近似于噪聲,因此從理論上講,UWB可以與現(xiàn)有無(wú)線電設(shè)備共享帶寬。UWB是一種高速而又低功耗的數(shù)據(jù)通信方式,它有望在無(wú)線通信領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。UWB的特點(diǎn)如下:
(1)抗干擾性能強(qiáng):UWB采用跳時(shí)擴(kuò)頻信號(hào),系統(tǒng)具有較大的處理增益,在發(fā)射時(shí)將微弱的無(wú)線電脈沖信號(hào)分散在寬闊的頻帶中,輸出功率甚至低于普通設(shè)備產(chǎn)生的噪聲。
(2)傳輸速率高:UWB的數(shù)據(jù)速率可以達(dá)到幾十Mbit/s到幾百M(fèi)bit/s,有望高于藍(lán)牙100倍。
(3)帶寬極寬:UWB使用的帶寬在1GHz以上,高達(dá)幾個(gè)GHz。超寬帶系統(tǒng)容量大,并且可以和目前的窄帶通信系統(tǒng)同時(shí)工作而互不干擾。
(4)消耗電能少:通常情況下,無(wú)線通信系統(tǒng)在通信時(shí)需要連續(xù)發(fā)射載波,因此要消耗一定電能。而UWB不使用載波,只是發(fā)出瞬間脈沖電波,也就是直接按0和1發(fā)送出去,并且在需要時(shí)才發(fā)送脈沖電波,所以消耗電能少。
(5)保密性好:UWB保密性表現(xiàn)在兩方面:一方面是采用跳時(shí)擴(kuò)頻,接收機(jī)只有已知發(fā)送端擴(kuò)頻碼時(shí)才能解出發(fā)射數(shù)據(jù);另一方面是系統(tǒng)的發(fā)射功率譜密度極低,用傳統(tǒng)的接收機(jī)無(wú)法接收。
(6)發(fā)送功率非常小:UWB系統(tǒng)發(fā)射功率非常小,通信設(shè)備可以用小于1mW的發(fā)射功率就能實(shí)現(xiàn)通信。低發(fā)射功率大大延長(zhǎng)了系統(tǒng)電源工作時(shí)間。
(7)成本低,適合于便攜型使用:由于UWB技術(shù)使用基帶傳輸,無(wú)需進(jìn)行射頻調(diào)制和解調(diào),所以不需要混頻器、過(guò)濾器、RF/TF轉(zhuǎn)換器及本地振蕩器等復(fù)雜元件,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化,成本大大降低,同時(shí)更容易集成到CMOS電路中。
信道編碼的譯碼算法是決定編碼性能的一個(gè)重要因素。LDPC碼的BP譯碼算法是一種基于編碼因子圖結(jié)構(gòu)，采用軟輸出進(jìn)行譯碼的技術(shù)，它通過(guò)進(jìn)行多次迭代來(lái)改善譯碼糾錯(cuò)性能，使它最大限度地接近最大似然譯碼，其中初始消息對(duì)LDPC碼的性能有著重要的影響［13］。
1BP譯碼算法
(1)初始化計(jì)算經(jīng)過(guò)信道后接收到的初始對(duì)數(shù)似然比為。(2)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)更新。對(duì)每個(gè)校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)m和n∈N(m)，計(jì)算:（略）。(3)變量節(jié)點(diǎn)更新。對(duì)每個(gè)變量節(jié)點(diǎn)n和m∈M(n)，計(jì)算:（略）。(4)譯碼判決。一次迭代完成后，進(jìn)行譯碼判決。由此可以得到關(guān)于譯碼碼字的一個(gè)估計(jì)值^y(k)，再計(jì)算伴隨式s(s=^yT×H，其中^y為譯碼碼字的估計(jì)值，T表矩陣轉(zhuǎn)置，H為L(zhǎng)DPC碼的校驗(yàn)矩陣)，如果s=0，那么譯碼成功，結(jié)束譯碼，并將作為^y(k)有效輸出值;否則轉(zhuǎn)步驟(2)繼續(xù)迭代，直至達(dá)到預(yù)定的最大迭代次數(shù)。
2譯碼消息初始化
在采用OOK調(diào)制的無(wú)線光通信系統(tǒng)中，假設(shè):yi是接收信號(hào);xi是發(fā)送的信息比特，x∈{0，1};α是信道狀態(tài)信息，是大氣湍流引入的乘性噪聲。對(duì)于OOK調(diào)制，yi=αxi+n，并且發(fā)送的信息比特“0”和“1”的概率相等，n是均值為0，方差為σ12的高斯白噪聲。則由Bayes公式可得基于OOK調(diào)制的BP譯碼算法的消息初始化值為:（略）?？梢钥闯?，LDPC譯碼利用接收信號(hào)、估計(jì)噪聲值等作為軟信息進(jìn)行迭代譯碼。當(dāng)無(wú)線光通信系統(tǒng)采用BPPM方式時(shí)，比特信號(hào)是在兩個(gè)相鄰時(shí)間間隔之一上進(jìn)行脈沖發(fā)送，在接收端按如下方式處理［14］:設(shè)同一個(gè)符號(hào)內(nèi)發(fā)射比特和接收比特分別為xk=(xk0，xk1)和yk=(yk0，yk1)，xk=(0，1)和xk=(1，0)分別表示發(fā)射“1”比特和“0”比特。設(shè)Xk=xk0－xk1，Yk=yk0－yk1，則通過(guò)大氣傳輸后的比特信號(hào)表示為Yk=αXk+n2，α是信道狀態(tài)信息，是大氣湍流引入的乘性噪聲，接收器件等引入的加性高斯白噪聲n2=n(t1)－n(t2)，n(t1)和n(t2)是一幀中前后兩時(shí)隙的加性噪聲，假設(shè)它們相互獨(dú)立，可得n2是均值為0，方差為σ22=2σ12的高斯白噪聲。則相應(yīng)的消息初始化值為:（略）?？梢钥闯?，對(duì)于BPPM，LDPC譯碼是利用每一幀中前后兩時(shí)隙的信號(hào)差值作為軟信息進(jìn)行迭代譯碼。通過(guò)(9)式還可以證明，基于BPPM的光通信信道具有對(duì)稱性的特點(diǎn)。(8)式和(9)式中，信道狀態(tài)信息α在NCSI情況下可以用α的均值E［α］估計(jì)(方框表均值)，E［α］可以由(2)式計(jì)算得到;在CSI情況下，α由接收端進(jìn)行信道估計(jì)得到。
仿真分析
1.1控制因素
對(duì)于通訊工程來(lái)說(shuō)，會(huì)影響其質(zhì)量的因素有很多種，其中較為重要的幾種分別是材料、環(huán)境、人等。要想通訊工程的質(zhì)量可以得到保障就必須對(duì)以下因素進(jìn)行控制。1.1.1材料因素，通訊工程所使用的材料是通訊工程質(zhì)量的保障。因此，施工人員要對(duì)通訊工程中所使用的材料的各種參數(shù)熟記在心，必須保證材料質(zhì)量的過(guò)關(guān)。對(duì)于通訊工程建設(shè)過(guò)程中需要使用的器材要進(jìn)行合理使用，尤其是線路方面的器材的選用上一定根據(jù)通訊工程建設(shè)處的地理環(huán)境差，氣候特點(diǎn)等因素的影響。同時(shí)在材料的選擇上一定要驗(yàn)證產(chǎn)品的“三證”是否齊全。嚴(yán)禁“三無(wú)產(chǎn)品”出現(xiàn)在通訊工程之中，避免因?yàn)橐环N材料甚至一個(gè)部件的質(zhì)量問(wèn)題而影響整個(gè)通訊工程的質(zhì)量。1.1.2環(huán)境因素，由于受通訊工程本身特點(diǎn)決定，一般的通訊工程的工期都較長(zhǎng)，且覆蓋面積比較廣，因此工程的質(zhì)量在一定程度上會(huì)受到環(huán)境的影響，為了降低環(huán)境給通訊工程帶來(lái)的影響，通訊工程在施工過(guò)程中要注意保持施工現(xiàn)場(chǎng)的整潔度，文明施工，保持施工現(xiàn)場(chǎng)的交通順利，確保通訊工程的質(zhì)量。1.1.3人為因素，在影響通訊工程質(zhì)量三個(gè)因素之中最重要的一個(gè)就是人為因素，在整個(gè)通訊工程建設(shè)過(guò)程中人以操控者的身份在工程中出現(xiàn)。作為通訊工程建設(shè)過(guò)程中的操控者，人在通訊工程建設(shè)過(guò)程中要盡量減少建設(shè)過(guò)程中的失誤，積極工作。因此在通訊工程施工隊(duì)伍建設(shè)過(guò)程中要加強(qiáng)對(duì)是施工人員的思想道德教育、專業(yè)技術(shù)培養(yǎng)同時(shí)也要建立健全的管理制度，為了確保通訊工程的質(zhì)量，還有依據(jù)通訊工程的自身特點(diǎn)，對(duì)于技術(shù)復(fù)雜、精度要求高的操作都要選用技術(shù)過(guò)硬經(jīng)驗(yàn)豐富的人去完成?？傊ㄓ嵐こ淘谟萌朔矫嬉獜亩喾矫孢M(jìn)行考慮，嚴(yán)格控制。
1.2質(zhì)量控制原則
質(zhì)量控制指的就是為了確保通訊工程在竣工后能夠達(dá)到合同上的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)而做出的一系列操作，在對(duì)通訊工程進(jìn)行質(zhì)量控制時(shí)需要堅(jiān)持以下幾項(xiàng)原則：1.2.1堅(jiān)持“質(zhì)量第一”，由于受通訊工程本身特點(diǎn)決定，通常情況下通訊工程一旦投入使用都會(huì)具有較長(zhǎng)的使用年限，它也直接影響到用戶的切身利益，如果通信工程在投入使用過(guò)程中出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題那么帶來(lái)的損失將是巨大的[6]。1.2.2以人為新，人在通訊工程建設(shè)過(guò)程中起著主導(dǎo)作用，因此要想對(duì)通訊工程質(zhì)量進(jìn)行控制首先要對(duì)人進(jìn)行控制，不斷加強(qiáng)工作人員的能力，提供工作人員的技術(shù)水平及業(yè)務(wù)能力。對(duì)于保證通訊工程質(zhì)量來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。1.2.3以防為主，對(duì)于通訊工程質(zhì)量的控制我們要以防為主，盡量在質(zhì)量問(wèn)題發(fā)生之前將隱患消除，因?yàn)檫@樣所付出的代價(jià)將是最小的，一旦質(zhì)量真的出現(xiàn)，那么帶來(lái)的損失將會(huì)是預(yù)防費(fèi)用的成百上千倍。1.2.4質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，通訊工程的質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù)科學(xué)的論證后而指定的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)通訊工程質(zhì)量是否合格一定要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格檢查，并通過(guò)以后的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行判定。
2質(zhì)量控制、投資控制、進(jìn)度控制三者之間的關(guān)系
質(zhì)量控制、投資控制、進(jìn)度控制是通訊工程項(xiàng)目需要控制的三項(xiàng)重大目標(biāo)，它們之間相互制約同時(shí)也互相依靠。一般情況下對(duì)通訊工程加以控制的目的就是以最小的成本在合同期內(nèi)滿足工程質(zhì)量需要的情況下完成工程建設(shè)。但在對(duì)通訊工程的建設(shè)中，如果一味的強(qiáng)調(diào)工程質(zhì)量那么必然會(huì)影響到工程工期，提高工程的投資；但如果降低了對(duì)工程質(zhì)量的要求，不但會(huì)降低工程的投資也可以加快工程的進(jìn)度，但通訊工程會(huì)因質(zhì)量問(wèn)題而出現(xiàn)故障，那么必然帶來(lái)嚴(yán)重的后果，這樣不但會(huì)增加工程的總體投資同時(shí)也將延誤工期。因此在通訊工程的建設(shè)過(guò)程中對(duì)于通訊工程的質(zhì)量控制一定要結(jié)合實(shí)際情況，既不能過(guò)高，也不能過(guò)低。否則將會(huì)給通訊工程帶來(lái)嚴(yán)重的影響。
二、通訊行業(yè)研發(fā)項(xiàng)目管理的優(yōu)化
1、項(xiàng)目劃分在通訊行業(yè)的企業(yè)項(xiàng)目實(shí)施之前，為了保證對(duì)其整個(gè)過(guò)程的優(yōu)化管理，項(xiàng)目管理過(guò)程需要再項(xiàng)目立案形成之前，對(duì)項(xiàng)目本身進(jìn)行一定的可行性評(píng)估，即首先進(jìn)行項(xiàng)目?jī)?nèi)容的評(píng)價(jià)，如項(xiàng)目規(guī)劃人員的大局觀、營(yíng)銷人員的參與度、市場(chǎng)調(diào)查人員的具體調(diào)查水平等等。在綜合這些內(nèi)容之后，對(duì)項(xiàng)目的具體實(shí)施情況進(jìn)行詳細(xì)的了解，并最終確定項(xiàng)目的可實(shí)施性。這作為項(xiàng)目立項(xiàng)的基礎(chǔ)，對(duì)于項(xiàng)目的整體過(guò)程具有一定的鋪墊作用，同時(shí)也盡可能的保證了項(xiàng)目本身的實(shí)施。當(dāng)然，這一過(guò)程出了對(duì)項(xiàng)目實(shí)施人員的了解之外，還包括對(duì)于項(xiàng)目?jī)?nèi)容的大致劃分，即項(xiàng)目經(jīng)理或者其他項(xiàng)目負(fù)責(zé)人需要從現(xiàn)有條件出發(fā)，對(duì)項(xiàng)目的前期、中期、后期的實(shí)施過(guò)程，項(xiàng)目實(shí)施的具體目標(biāo)，項(xiàng)目各階段的實(shí)施目標(biāo)等明確，并對(duì)項(xiàng)目不同階段的負(fù)責(zé)人以及工作人員進(jìn)行大致的區(qū)分，讓整個(gè)項(xiàng)目的資源和人力都有一個(gè)配置的合理空間，以保證項(xiàng)目能夠完整的實(shí)施。另外，最為重要的是，項(xiàng)目管理的具體過(guò)程，即每一個(gè)項(xiàng)目實(shí)施階段需要達(dá)成的目標(biāo)和具體的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容，也需要在前期工作過(guò)程中制定出來(lái)，這樣更能有效的保證各項(xiàng)工作的有跡可循和有法可依，避免了因?yàn)樨?zé)任不明確、任務(wù)分配不清等出現(xiàn)的工期拖延、工作質(zhì)量下降等行為。
2、立項(xiàng)管理在前期的大致劃分之后，項(xiàng)目管理需要進(jìn)行再進(jìn)一步的立項(xiàng)管理劃分。項(xiàng)目本身是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，項(xiàng)目管理相應(yīng)的也需要長(zhǎng)久的監(jiān)督和管控。因此，在通訊行業(yè)的項(xiàng)目管理過(guò)程中，項(xiàng)目管理的負(fù)責(zé)人在完整的了解自身工作并對(duì)工作進(jìn)行大致劃分之后，接下來(lái)需要對(duì)不同的產(chǎn)品規(guī)格，具體實(shí)施過(guò)程中的項(xiàng)目管理目標(biāo)，長(zhǎng)期的人力投入和物力投入要求等進(jìn)行嚴(yán)格的制定。尤其重要的一點(diǎn)是，在前期的項(xiàng)目劃分過(guò)程中所涉及到的人員配置、工作部門劃分等工作需要再進(jìn)一步的細(xì)化并最終組建項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)。從整體的過(guò)程來(lái)說(shuō)，這個(gè)過(guò)程首先涉及到項(xiàng)目規(guī)劃的完善過(guò)程。假如一個(gè)通訊項(xiàng)目所涉及的工作過(guò)程分為四級(jí)，那第一個(gè)項(xiàng)目劃分過(guò)程只設(shè)計(jì)到了項(xiàng)目的第一級(jí)、第二級(jí)人員安排，即項(xiàng)目總的管理人的安排以及項(xiàng)目的不同分類負(fù)責(zé)人的安排。而項(xiàng)目計(jì)劃也大體只是制定到了項(xiàng)目可以分為幾個(gè)階段，不同的項(xiàng)目階段可能會(huì)涉及到哪些內(nèi)容。因此，為了更進(jìn)一步的完善現(xiàn)有的工作結(jié)構(gòu)，保證項(xiàng)目規(guī)劃的人力、物力的合理配置，在立項(xiàng)階段，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人需要利用自身所了解到的工作情況，對(duì)項(xiàng)目規(guī)劃進(jìn)行完整的預(yù)估，并最終形成文書格式，交由產(chǎn)品或者項(xiàng)目經(jīng)理人，并由其將此方案交予企業(yè)負(fù)責(zé)人。其次，涉及到項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中的人員配置過(guò)程。項(xiàng)目已經(jīng)確定之后，最重要的便是人的實(shí)施問(wèn)題，很多項(xiàng)目之所以夭折，與項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的工作能力和管理能力有著巨大的關(guān)系，因此，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人需要再充分了解公司的現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，對(duì)公司的人員進(jìn)行合理的分配。
3、實(shí)施管理項(xiàng)目執(zhí)行階段，作為項(xiàng)目實(shí)施的重要階段，直接關(guān)系著項(xiàng)目本身的可持續(xù)性和可實(shí)現(xiàn)性，是項(xiàng)目目標(biāo)形成的關(guān)鍵因素。所以從這一角度來(lái)說(shuō)，以合理的方式進(jìn)行項(xiàng)目的規(guī)劃和確立，需要管理人員的多方配合以及管理資源的有效利用。從這一角度來(lái)說(shuō)，首先，各個(gè)部門需要按照之前預(yù)定好的工作項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)施，無(wú)論是時(shí)間的配置、項(xiàng)目?jī)?nèi)容的確定、項(xiàng)目具體應(yīng)用資源的確定等，都需要盡可能的按照原有的規(guī)劃方案進(jìn)行；其次，各部門在制定好項(xiàng)目之后，需要對(duì)項(xiàng)目的進(jìn)展進(jìn)行完整的報(bào)告。報(bào)告的內(nèi)容包括項(xiàng)目現(xiàn)有的實(shí)施進(jìn)度，項(xiàng)目具體的費(fèi)用問(wèn)題，當(dāng)前的項(xiàng)目質(zhì)量等等；最后，各項(xiàng)任務(wù)的負(fù)責(zé)人需要以成文的形式對(duì)不同階段的工作進(jìn)行交付，各階段過(guò)程中的管理人員也需要對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度進(jìn)行評(píng)估。在實(shí)施過(guò)程中，由于涉及到項(xiàng)目管理的內(nèi)容，因此，為了保證最終的項(xiàng)目評(píng)估更具合理性和準(zhǔn)確性，項(xiàng)目管理的負(fù)責(zé)人員需要對(duì)相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行節(jié)點(diǎn)監(jiān)控。也就是說(shuō)，從項(xiàng)目經(jīng)理到具體的工作員工，都需要按照層級(jí)分布的結(jié)構(gòu)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行層級(jí)管理和控制，利用工作追蹤工具，對(duì)不同階段的工作質(zhì)量、工作涉及的費(fèi)用等進(jìn)行查看，并根據(jù)具體情況進(jìn)行方案的調(diào)整。這一過(guò)程中，也要定期舉行會(huì)議進(jìn)行工作內(nèi)容的記錄和整理，以便形成較好的危機(jī)意識(shí)和應(yīng)急能力。
4、驗(yàn)收管理一般來(lái)說(shuō)，通訊項(xiàng)目的工程都較長(zhǎng)。因此，在整個(gè)項(xiàng)目完成之后，通訊行業(yè)的項(xiàng)目管理者需要一個(gè)具體的驗(yàn)收評(píng)估過(guò)程來(lái)了解當(dāng)前的工作是否已經(jīng)完成了，具體的目標(biāo)是否已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，項(xiàng)目的分階段目標(biāo)在實(shí)施過(guò)程中遇到了什么困難等等。這個(gè)驗(yàn)收過(guò)程包括了對(duì)不同階段工作內(nèi)容的評(píng)估，也包括了對(duì)工作人員工作能力等的評(píng)估，因此需要分成對(duì)人員評(píng)估和對(duì)工作評(píng)估兩個(gè)方面來(lái)進(jìn)行。當(dāng)然，最后，在產(chǎn)品驗(yàn)收階段，工作人員還需要注意充分了解不同階段計(jì)劃變更的方式，并將其作為項(xiàng)目管理評(píng)估內(nèi)容的重要一部分，以此來(lái)評(píng)價(jià)相關(guān)工作人員的應(yīng)急態(tài)度和能力。
無(wú)衍射光通信系統(tǒng)采用強(qiáng)度調(diào)制／直接檢測(cè)。其結(jié)構(gòu)包括上位機(jī)、發(fā)送系統(tǒng)和接收系統(tǒng)，如圖1所示。工作時(shí)上位機(jī)經(jīng)過(guò)串口發(fā)送信號(hào)，經(jīng)接口電路的電平轉(zhuǎn)換，傳輸給微處理器，微處理器進(jìn)行信號(hào)調(diào)制，把經(jīng)過(guò)調(diào)制的信號(hào)傳輸給激光驅(qū)動(dòng)器，激光驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)激光器發(fā)出光信號(hào)，經(jīng)過(guò)無(wú)衍射光發(fā)生裝置，以無(wú)衍射光的形式發(fā)送出去；光電接收把接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大電路、整形電路、解調(diào)模組和接口電路把收到的信號(hào)傳送給上位機(jī)。上位機(jī)比較發(fā)送的數(shù)據(jù)和接收的數(shù)據(jù)，進(jìn)而計(jì)算出誤碼率。
1無(wú)衍射光的產(chǎn)生
本系統(tǒng)采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能量利用率高的圓錐透鏡法產(chǎn)生無(wú)衍射光。如圖2所示，激光器發(fā)出的激光通過(guò)準(zhǔn)直透鏡，之后入射圓錐透鏡，圓錐透鏡后的光場(chǎng)在最大無(wú)衍射距離內(nèi)滿足貝塞爾分布。無(wú)衍射距離zmax由圓錐透鏡的孔徑半徑a和底角φ決定［4］。激光器輸出波長(zhǎng)為635nm，工作電流小于70mA，出瞳功率為2mW，工作溫度范圍為－10℃～40℃。準(zhǔn)直透鏡放大倍數(shù)為5×～10×，圓錐透鏡的規(guī)格為Φ30，α＝0．5°。產(chǎn)生的無(wú)衍射光最大傳輸距離超過(guò)3000mm。
2調(diào)制解調(diào)設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)采用微處理器進(jìn)行雙頭脈沖間隔調(diào)制（DH－PIM）及其解調(diào)。DH－PIM的每個(gè)符號(hào)所包含的時(shí)隙數(shù)是變化的，并且采用兩種起始脈沖。調(diào)制符號(hào)Sk（k為符號(hào)所表示的十進(jìn)制數(shù)）由頭部時(shí)隙和后續(xù)的m個(gè)空時(shí)隙組成。頭部時(shí)隙由α＋1個(gè)時(shí)隙組成（α為整數(shù)），兩種頭部形式為H1和H2。H1起始脈沖寬度為α／2個(gè)時(shí)隙，其后為（α／2）＋1個(gè)保護(hù)時(shí)隙；H2脈沖寬度為α個(gè)時(shí)隙，其后為1個(gè)保護(hù)時(shí)隙。當(dāng)k＜2M－1時(shí)，Sk符號(hào)的頭部時(shí)隙為H1，反之為H2。DH－PIM調(diào)制不需要時(shí)鐘的同步，具有較好的功率利用率、較高的傳輸容量、較小的誤時(shí)隙率等優(yōu)點(diǎn)［13］。
3激光驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)
激光驅(qū)動(dòng)器選擇MAXIM公司MAX3766，它為622MbpsLAN／WAN激光驅(qū)動(dòng)器，包括激光調(diào)制器、自動(dòng)功率控制、安全關(guān)閉等組件。激光驅(qū)動(dòng)模塊如圖3所示，調(diào)整BIASMAX端口電阻阻值，設(shè)置激光器靜態(tài)工作電流（即偏置電流），偏置電流要略小于激光器閾值電流；調(diào)整MOD端口電阻阻值，設(shè)置調(diào)制電流。
4接收系統(tǒng)設(shè)計(jì)
接收系統(tǒng)的作用是檢測(cè)光信號(hào)，將受調(diào)制的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再經(jīng)放大、整形、解調(diào)等過(guò)程后發(fā)送給計(jì)算機(jī)。接收系統(tǒng)由光電探測(cè)器、放大電路、整形電路、解調(diào)模塊等組成。光電探測(cè)器采用PIN光電二極管，其使用簡(jiǎn)單，靈敏度較高。本系統(tǒng)中采用KODENSHI公司生產(chǎn)的HPI－1KL5作為光電探測(cè)器，它屬于硅PIN光電二極管，感光波長(zhǎng)范圍為450nm～1050nm。放大電路由兩級(jí)集成運(yùn)放組成。第一級(jí)為電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路，其可以看作是電流－電壓轉(zhuǎn)換電路，把光電二極管的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)；第二級(jí)同為電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路，把第一級(jí)放大電路的輸出反相并放大。由于光信號(hào)在大氣中傳播，造成的信號(hào)衰減及噪聲，導(dǎo)致信號(hào)畸變，所以需要對(duì)經(jīng)過(guò)放大電路的信號(hào)進(jìn)行整形。經(jīng)過(guò)整形的信號(hào)要滿足TTL電平。整形電路由AD790電壓比較器實(shí)現(xiàn)。AD790的響應(yīng)時(shí)間為40ns?；鶞?zhǔn)電壓選擇2V。當(dāng)輸入電壓大于2V，輸出4．7V，當(dāng)電壓小于2V，輸出0．5V。經(jīng)過(guò)整形的信號(hào)傳輸給信號(hào)解調(diào)模塊，解調(diào)之后，通過(guò)串口傳輸給上位機(jī)。
實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
本系統(tǒng)示意圖如圖4所示，計(jì)算機(jī)通過(guò)串口發(fā)送數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)微處理器調(diào)制，激光驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體激光器，經(jīng)過(guò)無(wú)衍射光發(fā)生光路后，由PIN光電二極管接收光信號(hào)并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再經(jīng)放大整形及微處理器解調(diào)，最后又串口發(fā)送給計(jì)算機(jī)接收。計(jì)算機(jī)對(duì)發(fā)送的數(shù)據(jù)和接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算出無(wú)衍射光通信系統(tǒng)的誤碼率。
1無(wú)衍射光產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)
本系統(tǒng)產(chǎn)生的近似無(wú)衍射光的光斑如圖5所示，在1000mm和2000mm處的無(wú)衍射光斑基本相同，表明無(wú)衍射光在傳輸過(guò)程中光場(chǎng)分布基本不變，光斑的略微變形是由于圓錐透鏡加工誤差、準(zhǔn)直透鏡的焦距誤差、激光器輸出不穩(wěn)定等因素造成的。
2傳輸性能測(cè)試
2即時(shí)通訊技術(shù)應(yīng)用方向分析
即時(shí)通訊技術(shù)作為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一個(gè)重要分支，目前在石油勘探開發(fā)領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，如在本文引言中提到的石油儀器遠(yuǎn)程診斷等等。以下從即時(shí)通訊技術(shù)與石油勘探開發(fā)融合的角度出發(fā)，分析其在今后石油領(lǐng)域中的應(yīng)用方向。
（1）遠(yuǎn)程技術(shù)支持隨著即時(shí)通訊技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的油田引入即時(shí)通訊技術(shù)作為用戶溝通、技術(shù)支持的重要手段。目前各大油田的技術(shù)支持手段除現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)外主要為電話、短信、郵件，即時(shí)通訊手段主要為騰訊QQ，傳統(tǒng)手段在即時(shí)性、直觀性上有所欠缺，騰訊QQ在即時(shí)性上可勝任現(xiàn)有需求，但是在組織架構(gòu)設(shè)置、企業(yè)用戶分類管理、專業(yè)化形象建立方面有所欠缺。因此建立油田專屬的即時(shí)通訊工具，豐富其遠(yuǎn)程技術(shù)支持手段將更為高效。該系統(tǒng)除具備基本的遠(yuǎn)程即時(shí)通訊功能外，也需具備專門的用戶管理、組織架構(gòu)設(shè)置調(diào)整功能。
（2）儀器遠(yuǎn)程服務(wù)對(duì)于各石油儀器制造商來(lái)說(shuō)，隨著石油勘探開發(fā)的不斷提速，儀器維修的快速響應(yīng)已經(jīng)成為產(chǎn)品銷售的重要保障。除常規(guī)的現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)外，遠(yuǎn)程診斷與遠(yuǎn)程維修逐漸被油田用戶接受和認(rèn)可。石油儀器制造商可利用即時(shí)通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)各類儀器設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)控，完成狀態(tài)信息從鉆井現(xiàn)場(chǎng)到儀修中心的實(shí)時(shí)傳輸。各類傳感器或其他設(shè)備可提供對(duì)外的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)接口，通過(guò)即時(shí)通訊客戶端可實(shí)時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行情況，在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)可輔助判斷癥結(jié)所在。這將大大提高儀器維修效率，減少現(xiàn)場(chǎng)與儀修中心的頻繁交互。
（3）遠(yuǎn)程輔助作業(yè)石油勘探開發(fā)遠(yuǎn)程化的終極目標(biāo)將是實(shí)現(xiàn)井場(chǎng)的無(wú)人值守和自動(dòng)化作業(yè)，這就要求各類設(shè)備操作的遠(yuǎn)程化和儀器維護(hù)的遠(yuǎn)程化。此兩者的實(shí)現(xiàn)也可依靠遠(yuǎn)程即時(shí)通訊技術(shù)將現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)數(shù)據(jù)、設(shè)備信息實(shí)時(shí)傳回油田基地或儀器技術(shù)支持中心，作業(yè)指令也將通過(guò)即時(shí)通訊技術(shù)實(shí)時(shí)發(fā)送到作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。目前來(lái)看，實(shí)現(xiàn)完全的勘探作業(yè)遠(yuǎn)程化從技術(shù)實(shí)現(xiàn)和管理手段上尚有較大差距，但即時(shí)通訊手段的加入將一定程度上實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程輔助監(jiān)控，減少現(xiàn)場(chǎng)操作人員和現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)人員的工作量。
3即時(shí)通訊即時(shí)開發(fā)模式分析
（1）自主開發(fā)模式自主開發(fā)模式可實(shí)現(xiàn)底層代碼控制，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，但是開發(fā)難度較大，開發(fā)周期較長(zhǎng)。即時(shí)通訊的普通文字聊天功能可以用Socket簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)，滿足幾十人上百人的文字通訊，但若要商用，或者在互聯(lián)網(wǎng)上運(yùn)營(yíng)，系統(tǒng)運(yùn)行會(huì)碰到瓶頸。通過(guò)本階段技術(shù)調(diào)研，主要存在以下較大的技術(shù)難點(diǎn)：復(fù)雜性互聯(lián)網(wǎng)作為異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)綜合體，從底層物理傳輸介質(zhì)上看具備光纜、無(wú)線、衛(wèi)星等多種傳輸媒介，從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上看多個(gè)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)、多個(gè)自建網(wǎng)絡(luò)互相交織，數(shù)據(jù)交換需跨越多種網(wǎng)關(guān)，解決此問(wèn)題需多種技術(shù)綜合應(yīng)用。比如底層傳輸協(xié)議優(yōu)化、網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換協(xié)議研究、語(yǔ)音視頻壓縮算法研究、數(shù)據(jù)加密算法研究、中轉(zhuǎn)服務(wù)器集群建立等。安全性在互聯(lián)網(wǎng)上自建公網(wǎng)服務(wù)器在安全性上具有較高要求，需自建軟硬防火墻、NAT地址轉(zhuǎn)換服務(wù)器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。經(jīng)濟(jì)性自建公網(wǎng)服務(wù)器或者服務(wù)器集群成本較高，除中轉(zhuǎn)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備硬件成本外，也存在較高的日常運(yùn)營(yíng)成本。
（2）二次開發(fā)模式二次開發(fā)模式基于現(xiàn)有即時(shí)通訊產(chǎn)品對(duì)外接口完成，開發(fā)周期較短，基本功能已提供，穩(wěn)定性較有保證，但是也存在一定的不確定性，主要集中在產(chǎn)品選擇方面。開發(fā)必須基于一款成熟穩(wěn)定長(zhǎng)期的即時(shí)通訊產(chǎn)品，該產(chǎn)品必須具備較大的用戶群基數(shù)，以備本項(xiàng)目的持續(xù)改進(jìn)需要；產(chǎn)品二次開發(fā)接口需能夠滿足本項(xiàng)目的功能需求，服務(wù)器端、客戶端均需具有對(duì)外接口；系統(tǒng)性能需有所保障；網(wǎng)絡(luò)性能需適用于勘探開發(fā)現(xiàn)場(chǎng)地域分布較廣的特點(diǎn)?；谝陨蠈?duì)比分析，基于現(xiàn)有商用平臺(tái)二次開發(fā)更為符合石油勘探開發(fā)領(lǐng)域的行業(yè)特點(diǎn)。例如可針對(duì)RTX、IMO或者目前一些較主流中小公司的遠(yuǎn)程即時(shí)通訊產(chǎn)品進(jìn)行二次開發(fā)，在保證開發(fā)質(zhì)量和降低研發(fā)成本的前提下，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程交互、遠(yuǎn)程維修、遠(yuǎn)程作業(yè)等具有油田特色的專屬功能。
紅外和藍(lán)牙協(xié)議是兩種較流行的短距離無(wú)線通信協(xié)議。但目前藍(lán)牙協(xié)議各大廠商尚未有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，加之硬件價(jià)格較為昂貴的缺點(diǎn)，因此市場(chǎng)上紅外通信在手機(jī)、筆記本電腦等小型移動(dòng)設(shè)備中仍然應(yīng)用廣泛，在嵌入式系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用有著較高實(shí)際意義。
1紅外協(xié)議背景
紅外線是波長(zhǎng)在750nm至1mm之間的電磁波，其頻率高于微波而低于可見(jiàn)光，是一種人的眼眼看不到的光線。目前無(wú)線電波和微波已被廣泛應(yīng)用在長(zhǎng)距離的無(wú)線通信中，但由于紅外線的波長(zhǎng)較短，對(duì)障礙物的衍射能力差，所以更適合應(yīng)用在需要短距離無(wú)線通信場(chǎng)合點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的直接線數(shù)據(jù)傳輸。為了使各種設(shè)備能夠通過(guò)一個(gè)紅外接口進(jìn)行通信，紅外數(shù)據(jù)協(xié)議（InfraredDataAssociation，簡(jiǎn)稱IRDA）了一個(gè)關(guān)于紅外的統(tǒng)一的軟硬件規(guī)范，也就是紅外數(shù)據(jù)通訊標(biāo)準(zhǔn)。
2紅外協(xié)議基本結(jié)構(gòu)
紅外數(shù)據(jù)通訊標(biāo)準(zhǔn)包括基本協(xié)議和特定應(yīng)用領(lǐng)域的協(xié)議兩類。類似于TCP-IP協(xié)議，它是一個(gè)層式結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)形成一個(gè)棧，如圖1所示。
其中基本的協(xié)議有三個(gè)：①物理層協(xié)議（IrPHY），制定了紅外通信硬件設(shè)計(jì)上的目標(biāo)和要求，包括紅外的光特性、數(shù)據(jù)編碼、各種波特率下幀的包括格式等。為達(dá)到兼容，硬件平臺(tái)以及硬件接口設(shè)計(jì)必須符合紅外協(xié)議制定的規(guī)范。②連接建立協(xié)議（IrLAP）層制定了底層連接建立的過(guò)程規(guī)范，描述了建立一個(gè)基本可靠連接的過(guò)程和要求。③連接管理協(xié)議（IrLMP）層制定了在單位個(gè)IrLAP連接的基礎(chǔ)上復(fù)用多個(gè)服務(wù)和應(yīng)用的規(guī)范。在IrLMP協(xié)議上層的協(xié)議都屬于特定應(yīng)用領(lǐng)域的規(guī)范和協(xié)議。④流傳輸協(xié)議（TingTP）在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)進(jìn)行流控制。制定把數(shù)據(jù)進(jìn)行拆分、重組、重傳等的機(jī)制。⑤對(duì)象交換協(xié)議（IrOBEX）制定了文件和其他數(shù)據(jù)對(duì)象傳輸時(shí)的數(shù)據(jù)格式。⑥模擬串口層協(xié)議（IrCOMM）允許已存在的使用串口通信的應(yīng)用象使用串口那樣使用紅外進(jìn)行通信。⑦局域網(wǎng)訪問(wèn)協(xié)議（IrLAN）允許通過(guò)紅外局域網(wǎng)絡(luò)喚醒筆記本電腦等移動(dòng)設(shè)備，實(shí)際遠(yuǎn)程搖控等功能。
整個(gè)紅外協(xié)議棧比較龐大復(fù)雜，在嵌入式系統(tǒng)中，由于微處理器速度和存儲(chǔ)器容量等限制，不可能也沒(méi)必要實(shí)現(xiàn)整個(gè)的紅外協(xié)議棧。一個(gè)典型的例子就是TinyTP協(xié)議中數(shù)據(jù)的拆分和重組。它采用了信用片（creditcard）機(jī)制，這極大地增加了代碼設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，而實(shí)際在紅外通信中一般不會(huì)有太大數(shù)據(jù)量的傳輸，尤其在嵌入式系統(tǒng)中完全可以考慮將數(shù)據(jù)放入單個(gè)數(shù)據(jù)包進(jìn)行傳輸，用超時(shí)和重發(fā)機(jī)制保證傳輸?shù)目煽啃浴Ｒ虼丝梢詫f(xié)議棧簡(jiǎn)化，根據(jù)實(shí)際需求，有選擇地實(shí)現(xiàn)自己需要的協(xié)議和功能即可。
3紅外協(xié)議數(shù)據(jù)基本傳輸原理
由于硬件接口限制，嵌入式系統(tǒng)中紅外通信的速率基本在9600bps～115.2kbps之間。這里是通過(guò)硬件電路板上的異步通信收發(fā)器（UART）進(jìn)行紅外數(shù)據(jù)編碼和無(wú)線傳輸。在115.2kbps速率下紅外采用RZI的編碼調(diào)制方案，脈沖周期為3/16位周期。數(shù)據(jù)校驗(yàn)采用CRC16。其基本思想是將要發(fā)送的數(shù)據(jù)按照CRC16算法（CRC算法可以參考相關(guān)資料）進(jìn)行打包校驗(yàn)，在接收時(shí)進(jìn)行CRC解包并與常數(shù)OXF0B8比較，若匹配即數(shù)據(jù)校驗(yàn)無(wú)誤。紅外數(shù)據(jù)傳輸以幀為基本單位。幀是一些特定域的組合，其中紅外協(xié)議底層字節(jié)包格式如圖2所示。
各個(gè)域含義如下：STA為開始標(biāo)志，即0x7E、ADDR為8位的地址域；DATA為數(shù)據(jù)域；FSC為16們的CRC校驗(yàn)碼；STO標(biāo)志幀結(jié)束，在接收兩個(gè)連續(xù)的幀時(shí)必須至少有3個(gè)以上的1后則標(biāo)志該幀有錯(cuò)誤，設(shè)備會(huì)放棄該幀。在紅外數(shù)據(jù)實(shí)際傳輸過(guò)程中，為了延時(shí)控制考慮，一般在數(shù)據(jù)幀頭添加多個(gè)STA域，通常采用連續(xù)11個(gè)0x7E達(dá)到延時(shí)目的。在接收時(shí)，當(dāng)收到多個(gè)STA域時(shí)當(dāng)作一個(gè)來(lái)處理，多余的STA域被忽略。紅外數(shù)據(jù)傳輸?shù)臓顟B(tài)機(jī)流程如圖3所示。
下面對(duì)圖2作幾點(diǎn)說(shuō)明：（1）數(shù)據(jù)傳輸時(shí)首先進(jìn)行AddressDiscovery過(guò)程，在此過(guò)程中發(fā)廣播幀，等待對(duì)方設(shè)備響應(yīng)，收到響應(yīng)幀后可以取得對(duì)方設(shè)備地址。（2）取得對(duì)方地址后，進(jìn)行Connct過(guò)程，在此過(guò)程中將與對(duì)方設(shè)備協(xié)商傳輸參數(shù)，如波特率、數(shù)據(jù)包大小、輪轉(zhuǎn)時(shí)間片等，之后建立連接。（3）建立完連接即進(jìn)入InformationTransfer過(guò)程，進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)，傳輸。其中按照一定算法進(jìn)行時(shí)間片數(shù)據(jù)幀收發(fā)控制。（4）數(shù)據(jù)傳輸完畢后進(jìn)入Disconnect過(guò)程，斷開連接。（5）在AddressDiscovery過(guò)程中，有可能發(fā)現(xiàn)對(duì)方設(shè)備地址與本機(jī)設(shè)備地址有沖突，此時(shí)進(jìn)入AddressConflictResolution過(guò)程，解決完設(shè)備沖突后再返回。
圖3是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的紅外數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)機(jī)流程，但在一些嵌入式設(shè)計(jì)方案中，出于省電等目的，可以不進(jìn)入AddressDiscovery過(guò)程，也就是簡(jiǎn)化掉AddressDiscovery過(guò)程而轉(zhuǎn)入Sniff過(guò)程。在探查一定時(shí)間后，若未收到對(duì)方設(shè)備響應(yīng)幀，自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài)，若收到對(duì)方設(shè)備響應(yīng)幀，則進(jìn)入正常的連接過(guò)程。同時(shí)，在連接過(guò)程與對(duì)方協(xié)商傳輸參數(shù)的過(guò)程中有一項(xiàng)窗口大?。╳indowssize）參數(shù)，它是指定接收方可緩沖多少個(gè)幀后再進(jìn)行接收確認(rèn)，其數(shù)值為1～7。在嵌入式系統(tǒng)存儲(chǔ)空間有限的情況下，可以采用默認(rèn)值1進(jìn)行數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單確認(rèn)，也就是接收到一個(gè)數(shù)據(jù)幀后立即進(jìn)行確認(rèn)。這樣既節(jié)省了資源又使代碼量更小，運(yùn)行速度更快。
4嵌入式系統(tǒng)中紅外協(xié)議實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)
筆者采用Sitronix公司的ST2204電路板為硬件平臺(tái)，處理芯片內(nèi)核為65C02。ST2204電路板使用了集成的8位處理器，尋址能力達(dá)到了44M字節(jié)，并提供了低電壓檢測(cè)功能。由于2204集成了上述這些功能，非常適合省電、支持長(zhǎng)電池壽命的手持移動(dòng)設(shè)備嵌入式設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方案。在固件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)方面采用了匯編語(yǔ)言。65C02上的匯編采用存儲(chǔ)器映象方式，并廣泛使用了零頁(yè)尋址，因此使用起來(lái)十分方便、高效。整個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)可分為硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分。硬件設(shè)計(jì)包括電路設(shè)計(jì)和固件程序（Firmware）的編寫；軟件設(shè)計(jì)包括CRC數(shù)據(jù)編碼校驗(yàn)、數(shù)據(jù)收發(fā)及主站（Primary）、輔站（Slave）狀態(tài)要流程實(shí)現(xiàn)等。
在硬件設(shè)計(jì)方面根據(jù)對(duì)設(shè)備的需求和硬件板芯片性能，可以設(shè)計(jì)出相應(yīng)的電路在仿真板上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。固件程序和編寫可采用分塊的方法，例如初始化（Initilize）模塊、中斷處理（Interrupt）模塊、時(shí)鐘（Timer）事件處理模塊等。初始化模塊可根據(jù)硬件板的指南說(shuō)明（Specification）提供的各個(gè)寄存器值設(shè)備初始化參數(shù)；中斷處理模塊可按照中斷向量表提供的入口地址編寫，其基本要求短小精悍，運(yùn)行的時(shí)鐘周期與微處理器頻率和設(shè)備需求的波特率緊密相關(guān)。時(shí)鐘事情處理可根據(jù)硬件板提供的基本時(shí)鐘設(shè)備不同的時(shí)鐘精度，以滿足不同的需求。在紅外傳輸實(shí)際設(shè)計(jì)中定時(shí)器主要用于三個(gè)方向：第一是sniff探查過(guò)程中主站發(fā)廣播幀后輔站超時(shí)未響應(yīng)的處理；第二是超時(shí)重發(fā)控制；最后一個(gè)是數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中輪轉(zhuǎn)時(shí)間片的控制。其中第三個(gè)方面要求的精度比較高，紅外協(xié)議制定的標(biāo)準(zhǔn)是在25ms～85ms之間。因此有必要把超時(shí)處理放在中斷處理。在程序編寫時(shí)使用信號(hào)量和程序計(jì)數(shù)器進(jìn)行時(shí)間控制。其基本思路得設(shè)備一個(gè)程序計(jì)數(shù)器進(jìn)行累加計(jì)時(shí)，當(dāng)各自事情時(shí)間到達(dá)時(shí)分別設(shè)置三個(gè)信號(hào)量來(lái)標(biāo)志事件處理，當(dāng)事件處理完畢后重置各自信號(hào)量，轉(zhuǎn)入重新計(jì)時(shí)。
在軟件設(shè)計(jì)方面，要對(duì)發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行幀包裝（FrameWrapper），添加CRC16校驗(yàn)，用匯編實(shí)現(xiàn)CRC算法比C稍微復(fù)雜些。一個(gè)主要的技巧是將要進(jìn)行校驗(yàn)的數(shù)據(jù)地址和CRC數(shù)據(jù)表的索引地址置入一個(gè)零頁(yè)的內(nèi)存地址中，采用通用寄存器對(duì)其進(jìn)行間接尋址。這樣就實(shí)現(xiàn)了C語(yǔ)言中的指針效果，可以比較方便地查詢CRC表。在數(shù)據(jù)收發(fā)應(yīng)用中，分為主站（Primarystation）和輔站（slavestation）兩種角度。主站角度負(fù)責(zé)發(fā)起，建立連接，進(jìn)行時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度等。輔站主要負(fù)責(zé)應(yīng)答，響應(yīng)命令。在一定條件下主站輔站角度可以互換，主輔站均可收發(fā)數(shù)據(jù)。
收發(fā)數(shù)據(jù)的中斷函數(shù)最重要也是底層的核心所在。在接收方首先公進(jìn)行硬件初始化，設(shè)置UART接收初始化狀態(tài)并進(jìn)行中斷允許標(biāo)志設(shè)置（具體設(shè)置可以參考所選擇的電路板說(shuō)明）等。當(dāng)紅外數(shù)據(jù)到達(dá)后即會(huì)觸發(fā)一個(gè)UART中斷，系統(tǒng)處理完當(dāng)前事件后便會(huì)根據(jù)中斷向量表提供的入口地址調(diào)用接收中斷處理接收數(shù)據(jù)。在接收過(guò)程中，UART會(huì)搜索匹配開始位和結(jié)束標(biāo)志。接收完畢后，返回系統(tǒng)調(diào)用程序。在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)接收完數(shù)據(jù)后，即可按裝收幀控制域判斷幀類型，并結(jié)合接收站所處的相應(yīng)狀態(tài)機(jī)進(jìn)行流程處理。下面是紅外接收數(shù)據(jù)的中斷程序源碼：
/*******************************************
*UARTReceiverInterruptServiceRoutine
********************************************/
ISR_URX:
pha
phx；壓棧，保存通用寄存器值
cld；清空十進(jìn)制標(biāo)志位
ldx#00001100B；允許接收，并設(shè)置可以接收下一字節(jié)
stx<USTR
ldxmBagLen
cpx#IrDAb_BAG_LEN;一個(gè)包的長(zhǎng)度
bcsferr_over;溢出否
lda<UDATA
stamReadBuff,x;寫數(shù)據(jù)
lda<USTR
stamIrdaByteFlag;保存狀態(tài)標(biāo)志位
incmBagLen;計(jì)數(shù)器++
bra?exit
?err_over;
smb0<mzIrdaBagFlag;溢出標(biāo)志位
?exit;
plx;出棧，恢復(fù)通用寄存器值
pla
0引言
目前，最先進(jìn)的嵌入式工業(yè)計(jì)算機(jī)PC/l04，以其優(yōu)良的品質(zhì)、高可靠性及模塊化，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、航空航天、軍事、醫(yī)療、消防設(shè)備、智能儀器儀表、導(dǎo)航、通訊、數(shù)控、自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、便攜式計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域。而在實(shí)際的應(yīng)用中，有時(shí)需要借助微機(jī)的數(shù)據(jù)處理能力和豐富的軟件資源，使組成的系統(tǒng)功能更為強(qiáng)大。這樣必須實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與PC104之間的通訊，在通常實(shí)時(shí)性要求不高，數(shù)據(jù)量不大的情況下，可以采用串口進(jìn)行通訊，但通常一般的PC機(jī)只配有兩個(gè)串口，在控制領(lǐng)域有時(shí)候是不夠的，而基于PC/104結(jié)構(gòu)的嵌入式系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)際的要求通過(guò)簡(jiǎn)單的搭積木的方法進(jìn)行配置，其功能模塊比較豐富，當(dāng)進(jìn)行多串口控制時(shí)可以選用基于PC104的多串口卡（一般擴(kuò)展4~6個(gè)串口）。
本文采用的是HXL-COM4A的4串口擴(kuò)展板，該板上集成了高性能的16C554控制芯片（相當(dāng)于4個(gè)16C550），每個(gè)通道有獨(dú)立的16字節(jié)接收緩沖器和16字節(jié)發(fā)送緩沖器，可以達(dá)到更高的通訊速率而無(wú)需占用過(guò)多的CPU資源，并且每個(gè)串口可配制成RS232\RS422\RS485模式。
1多串口通訊軟件的設(shè)計(jì)：
由于大部分的基于PC/104軟件的設(shè)計(jì)都是在DOS平臺(tái)上的，所以本文以BRAODLORDC為編譯環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)多串口通訊軟件的設(shè)計(jì)。程序框圖見(jiàn)圖1
一般情況下串口的地址是：COM1:3F8COM2:2F8COM3:3E8COM4:2E8COM5:3A8COM6:2A8,如有區(qū)別參照多串口卡的手冊(cè)。
1．1串口波特率和數(shù)據(jù)格式的設(shè)置：
首先向LCR（線路設(shè)置寄存器）的高位寫入1，然后在設(shè)置波特率：在基地址和基地址+1的地方寫入的數(shù)據(jù)為1843200/（16*波特率）。然后設(shè)置LCR，最后設(shè)置Modem控制寄存器和中斷允許寄存器。
代碼如下：
voidinit_com(intcom_X)
{outportb(com_X+3,0x80);
outportb(com_X,0x06);
outportb(com_X+1,0x00);//波特率為19200
outportb(com_X+3,0x0b);//數(shù)據(jù)格式：8個(gè)數(shù)據(jù)位,一個(gè)停止位,奇校驗(yàn)
outportb(com_X+4,0x0b);//允許將中斷信號(hào)送到系統(tǒng)總線
outportb(com_X+1,0x01);}//允許接收產(chǎn)生中斷
1．2中斷的允許和禁止：
一般情況下，串口通常配置成接收產(chǎn)生中斷，發(fā)送不產(chǎn)生中斷。在PC/104上的設(shè)計(jì)可以參照PC機(jī)的設(shè)計(jì)方式，中斷控制器為兩片8259，一片為主片，另一片為從片。當(dāng)串口所用的中斷為8以下時(shí)，設(shè)置主片8259的IMR(中斷屏蔽寄存器)。當(dāng)中斷為8以上時(shí)，要設(shè)置從片的8259的IMR。
代碼如下：
voidOpenInterrupt(unsignedcharIntNum)//開中斷
{
intmask;
charControlWord[8]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};
mask=inportb(0x21);
if(IntNum<8)outportb(0x21,mask&ControlWord[IntNum]);
else
{outportb(0xa1,inportb(0xa1)&ControlWord[IntNum-8]);
outportb(0x21,inportb(0x21)&0xfb);
}
}
voidCloseInterrupt(unsignedcharIntNum)file://關(guān)中斷
{
char
ControlWord[8]={0x1,0x2,0x4,0x8,0x10,0x20,0x40,0x80};
if(IntNum<8){outportb(0x21,inportb(0x21)|ControlWord[IntNum]);}
elseoutportb(0xa1,inportb(0xa1)|ControlWord[IntNum-8]);
}
串口的中斷可以在PC/104的板子上參照手冊(cè)，進(jìn)行跳線設(shè)計(jì)。
1．3串口通訊的中斷向量設(shè)置：
當(dāng)中斷小于8時(shí)，中斷向量地址為中斷號(hào)加8，當(dāng)中斷大于8時(shí)，中斷向量地址為中斷號(hào)加0x68。
下面是完整的串口初始化程序（以COM1為例）
voidint_setup(unsignedcharcomPort,charcontrol)
{
staticvoidinterrupt(*old_int)(void);
staticvoidinterrupt(*new_int)(void);
intbaseAdd;
if(comPort<8)baseAdd=8;
elsebaseAdd=0x68;
disable();
if(control!=0)//當(dāng)control為1時(shí)是串口的初始化，為0時(shí)是恢復(fù)系統(tǒng)狀態(tài)
{init_com(comBaseAddr[comPort]);
switch(comPort)
{case4:old_int=oldhandler_com1;
new_int=handler_com1;
break;}
old_int=getvect(baseAdd+comPort);
setvect(baseAdd+comPort,new_int);file://保存舊中斷向量地址，并設(shè)置新的中斷向量地址
OpenInterrupt(comPort);}
else
{CloseInterrupt(comPort);
setvect(baseAdd+comPort,old_int);}//恢復(fù)中斷向量地址
enable();}
1．4串口數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收：
當(dāng)串口需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，只要將待發(fā)送的數(shù)據(jù)以字符串的形式依次寫入基地址中即可。當(dāng)接收數(shù)據(jù)時(shí)，由于每接收到一個(gè)字符便產(chǎn)生一個(gè)中斷，因此要在中斷服務(wù)子程序的最后向8259寫入20H到地址20H即可，如果中斷號(hào)大于8，還要向從片8259寫入20H到地址A0H。
2串口的硬件設(shè)計(jì)
目前較為常用的串口有9針串口（DB9）和25針串口（DB25），通信距離較近時(shí)(<12m)，可以用電纜線直接連接標(biāo)準(zhǔn)RS232端口。若距離較遠(yuǎn)，需附加調(diào)制解調(diào)器（MODEM）。最為簡(jiǎn)單且常用的是三線制接法，即地、接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)三腳相連，只需要如圖2進(jìn)行連接即可。
2.網(wǎng)絡(luò)編碼在無(wú)線通信系統(tǒng)中的應(yīng)用
(1)網(wǎng)絡(luò)編碼應(yīng)用于無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)
用物理層和網(wǎng)絡(luò)層來(lái)平衡供需是無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)中的重要戰(zhàn)略，主要是利用網(wǎng)絡(luò)的編碼技術(shù)對(duì)路由算法進(jìn)行優(yōu)化，從而增加無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的運(yùn)用增加了無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的成本，并使得無(wú)線通信更加復(fù)雜，因此良好的傳輸方案是提高網(wǎng)絡(luò)信息吞吐量和降低無(wú)線通信技術(shù)復(fù)雜性的重要因素。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，該作者將通信的鏈路分類為信宿節(jié)點(diǎn)鏈路和中間節(jié)點(diǎn)。由于中間節(jié)點(diǎn)經(jīng)常接收來(lái)自各個(gè)信息源的信息，采用網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)，增加信息的吞吐量，節(jié)約網(wǎng)絡(luò)資源。信宿節(jié)點(diǎn)處在通信過(guò)程的末端，只需要采用傳統(tǒng)的路由策略，降低無(wú)線通信技術(shù)的復(fù)雜性，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)成本。
(2)網(wǎng)絡(luò)編碼應(yīng)用于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)
將網(wǎng)絡(luò)編碼用于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)將通信節(jié)點(diǎn)資源結(jié)合起來(lái)，能夠加強(qiáng)通信網(wǎng)絡(luò)的安全性。傳感器的網(wǎng)絡(luò)主要包含的是數(shù)據(jù)，通信節(jié)點(diǎn)通常能夠接受到很多不同的信號(hào)，這樣便可以采用網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)在無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中主要是在中繼節(jié)點(diǎn)選擇獨(dú)立的編碼系數(shù)，對(duì)接收到的信息進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算，再將運(yùn)算之后的結(jié)果傳播出來(lái)。在信宿節(jié)點(diǎn)上，主要是在知道編碼節(jié)點(diǎn)在線性編碼時(shí)使用的編碼的系數(shù)之后，對(duì)需要的信息進(jìn)行解碼，得出想要的數(shù)據(jù)。
(3)網(wǎng)絡(luò)編碼應(yīng)用于認(rèn)知性無(wú)線網(wǎng)絡(luò)
在認(rèn)知性無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，主要需要注意的問(wèn)題在于解決主要用戶和次要用戶的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)資源的共享問(wèn)題。其要求是，在無(wú)線通信的過(guò)程中，必須要保證在不影響主要用戶的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信性能的前提下，為次要用戶提供最好的通信性能。因此，在認(rèn)知性的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，各節(jié)點(diǎn)必須進(jìn)行充分的合作，合理整合信息從而充分提高通信性能，提高通信效率。網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)恰好能夠用于協(xié)調(diào)編碼，在認(rèn)知性無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，不僅可以增加信息的吞吐量，節(jié)約網(wǎng)絡(luò)資源，又可以避免干擾主要用戶的通信質(zhì)量，對(duì)認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展具有重要作用。
如圖2所示的標(biāo)準(zhǔn)為例對(duì)高科PCM設(shè)備進(jìn)行設(shè)置。建立網(wǎng)元，對(duì)地調(diào)端PCM進(jìn)行配置。選擇設(shè)備的設(shè)備號(hào)為22和IP地址為138.22.20.30，其設(shè)備IP的第二位與設(shè)備號(hào)對(duì)應(yīng)一致。選擇串口或網(wǎng)口進(jìn)行通信連接，網(wǎng)口連接時(shí)還要保證網(wǎng)絡(luò)的IP地址與設(shè)備號(hào)IP地址一致。首先進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置，選擇2M板，一臺(tái)設(shè)備含8個(gè)2M接口，實(shí)現(xiàn)E1信號(hào)的幀同步及復(fù)用[4]；完成2Mb/s與16Mb/s信號(hào)之間的串/并、并/串轉(zhuǎn)換，選擇2M板中的BO，PCM4（第4個(gè)2M）。其次設(shè)置4WE&M板，4WE&M板是業(yè)務(wù)的承載板，遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)需要通過(guò)該板進(jìn)行發(fā)送和接收。一塊4WE&M板含有8個(gè)通道，選擇第4個(gè)通道（CH4）中的第7個(gè)時(shí)隙（TS7）。一個(gè)通道含有32個(gè)時(shí)隙，可用的只有30個(gè)時(shí)隙，TS0為幀同步時(shí)隙，TS16為控制信令時(shí)隙。需要將4WE&M板與2M板交叉連接，進(jìn)而通過(guò)2M板將信號(hào)發(fā)送到變電站。配置完成后，僅是在軟件中配置完成，還需要下載到設(shè)備中，所做的配置才能生效。如果用網(wǎng)口通信，則不需要對(duì)串口進(jìn)行設(shè)置；如果用串口通信，則不需要對(duì)網(wǎng)口進(jìn)行設(shè)置，兩種接口是相互獨(dú)立的。其次對(duì)網(wǎng)管參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，串口設(shè)置時(shí)，地調(diào)端設(shè)備選擇下行網(wǎng)管，B0板的2M，PCM4即第4個(gè)2M，在串口設(shè)置中一般選擇TS31即第31個(gè)時(shí)隙。設(shè)置完成后對(duì)網(wǎng)口通道進(jìn)行設(shè)置，一般選擇通道1，也可以選擇通道2，這里通道選擇是任意的；設(shè)置收發(fā)信電平，一般均選擇0dB。時(shí)隙設(shè)置中，無(wú)論是串口還是網(wǎng)口設(shè)置，地調(diào)端和變電站側(cè)的時(shí)隙必須對(duì)應(yīng)一致，否則無(wú)法實(shí)現(xiàn)通信。在路由表中，目的網(wǎng)關(guān)為自定義的對(duì)端IP，目的IP為對(duì)端設(shè)備號(hào)。網(wǎng)口設(shè)置中，選擇B0板的2M，PCM4即第4個(gè)2M，選擇第29個(gè)時(shí)隙，此處的本端IP地址和對(duì)端IP地址可以自行設(shè)定，應(yīng)打開通道設(shè)置。配置完成后，點(diǎn)擊下載網(wǎng)管數(shù)據(jù)，可將設(shè)備下載到設(shè)備中。變電站端的配置方法與此相同，不再贅述。
