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2藍牙(Bluetooth)技術
“藍牙(Bluetooth)”是一個開放性的、短距離無線通信技術標準，也是目前國際上最新的一種公開的無線通信技術規范。它可以在較小的范圍內，通過無線連接的方式安全、低成本、低功耗的網絡互聯，使得近距離內各種通信設備能夠實現無縫資源共享，也可以實現在各種數字設備之間的語音和數據通信。由于藍牙技術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通信設備，使設備去掉了連接電纜的不便，通過無線建立通信。
藍牙技術以低成本的近距離無線連接為基礎，采用高速跳頻(FrequencyHopping)和時分多址(TimeDivisionMulti-access—TDMA)等先進技術，為固定與移動設備通信環境建立一個特別連接。藍牙技術使得一些便于攜帶的移動通信設備和計算機設備不必借助電纜就能聯網，并且能夠實現無線連接因特網，其實際應用范圍還可以拓展到各種家電產品、消費電子產品和汽車等信息家電，組成一個巨大的無線通信網絡。打印機、PDA、桌上型計算機、傳真機、鍵盤、游戲操縱桿以及所有其它的數字設備都可以成為藍牙系統的一部分。目前藍牙的標準是IEEE802.15，工作在2.4GHz頻帶，通道帶寬為lMb/s，異步非對稱連接最高數據速率為723.2kb/s。藍牙速率亦擬進一步增強，新的藍牙標準2.0版支持高達10Mb/s以上速率(4、8及12～20Mb/s)，這是適應未來愈來愈多寬帶多媒體業務需求的必然演進趨勢。
作為一個新興技術，藍牙技術的應用還存在許多問題和不足之處，如成本過高、有效距離短及速度和安全性能也不令人滿意等。但毫無疑問，藍牙技術已成為近年應用最快的無線通信技術，它必將在不久的將來滲透到我們生活的各個方面。
3超寬帶(UWB)技術
超寬帶(Ultra-wideband—UWB)技術起源于20世紀50年代末，此前主要作為軍事技術在雷達等通信設備中使用。隨著無線通信的飛速發展，人們對高速無線通信提出了更高的要求，超寬帶技術又被重新提出，并倍受關注。UWB是指信號帶寬大于500MHz或者是信號帶寬與中心頻率之比大于25%的無線通信方案。與常見的使用連續載波通信方式不同，UWB采用極短的脈沖信號來傳送信息，通常每個脈沖持續的時間只有幾十皮秒到幾納秒的時間。因此脈沖所占用的帶寬甚至高達幾GHz，因此最大數據傳輸速率可以達到幾百分之一。在高速通信的同時，UWB設備的發射功率卻很小，僅僅是現有設備的幾百分之一，對于普通的非UWB接收機來說近似于噪聲，因此從理論上講，UWB可以與現有無線電設備共享帶寬。UWB是一種高速而又低功耗的數據通信方式，它有望在無線通信領域得到廣泛的應用。UWB的特點如下：
(1)抗干擾性能強：UWB采用跳時擴頻信號，系統具有較大的處理增益，在發射時將微弱的無線電脈沖信號分散在寬闊的頻帶中，輸出功率甚至低于普通設備產生的噪聲。
(2)傳輸速率高：UWB的數據速率可以達到幾十Mbit/s到幾百Mbit/s，有望高于藍牙100倍。
(3)帶寬極寬：UWB使用的帶寬在1GHz以上，高達幾個GHz。超寬帶系統容量大，并且可以和目前的窄帶通信系統同時工作而互不干擾。
(4)消耗電能少：通常情況下，無線通信系統在通信時需要連續發射載波，因此要消耗一定電能。而UWB不使用載波，只是發出瞬間脈沖電波，也就是直接按0和1發送出去，并且在需要時才發送脈沖電波，所以消耗電能少。
(5)保密性好：UWB保密性表現在兩方面：一方面是采用跳時擴頻，接收機只有已知發送端擴頻碼時才能解出發射數據;另一方面是系統的發射功率譜密度極低，用傳統的接收機無法接收。
(6)發送功率非常?。篣WB系統發射功率非常小，通信設備可以用小于1mW的發射功率就能實現通信。低發射功率大大延長了系統電源工作時間。
(7)成本低，適合于便攜型使用：由于UWB技術使用基帶傳輸，無需進行射頻調制和解調，所以不需要混頻器、過濾器、RF/TF轉換器及本地振蕩器等復雜元件，系統結構簡化，成本大大降低，同時更容易集成到CMOS電路中。
參考文獻：
[1]方旭明，何蓉.短距離無線與移動通信網絡[M].北京：人民郵電出版社，2004.
隨著因特網、多媒體和無線通信技術的發展,人們與信息網絡已經密不可分。當今無線通信在人們的生活中扮演著越來越重要的角色,低功耗、微型化是用戶對當前無線通信產品尤其是便攜產品的強烈追求,作為無線通信技術一個重要分支的短距離無線通信技術正逐漸引起越來越廣泛的觀注。
1短距離無線通信技術簡介
近年來,由于數據通信需求的推動,加上半導體、計算機等相關電子技術領域的快速發展,短距離無線與移動通信技術也經歷了一個快速發展的階段,WLAN技術、藍牙技術、UWB技術,以及紫蜂(ZigBee)技術等取得了令人矚目的成就。短距離無線通信通常指的是100m以內的通信,分為高速短距離無線通信和低速短距離無線通信兩類。高速短距離無線通信最高數據速率>100Mbit/s,通信距離<10m,典型技術有高速UWB、WirelessUSB;低速短距離無線通信的最低數據速率<1Mbit/s,通信距離<100m,典型技術有藍牙、紫蜂和低速UWB。
2藍牙(Bluetooth)技術
“藍牙(Bluetooth)”是一個開放性的、短距離無線通信技術標準,也是目前國際上最新的一種公開的無線通信技術規范。它可以在較小的范圍內,通過無線連接的方式安全、低成本、低功耗的網絡互聯,使得近距離內各種通信設備能夠實現無縫資源共享,也可以實現在各種數字設備之間的語音和數據通信。由于藍牙技術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通信設備,使設備去掉了連接電纜的不便,通過無線建立通信。
藍牙技術以低成本的近距離無線連接為基礎,采用高速跳頻(FrequencyHopping)和時分多址(TimeDivisionMulti-access—TDMA)等先進技術,為固定與移動設備通信環境建立一個特別連接。藍牙技術使得一些便于攜帶的移動通信設備和計算機設備不必借助電纜就能聯網,并且能夠實現無線連接因特網,其實際應用范圍還可以拓展到各種家電產品、消費電子產品和汽車等信息家電,組成一個巨大的無線通信網絡。打印機、PDA、桌上型計算機、傳真機、鍵盤、游戲操縱桿以及所有其它的數字設備都可以成為藍牙系統的一部分。目前藍牙的標準是IEEE802.15,工作在2.4GHz頻帶,通道帶寬為lMb/s,異步非對稱連接最高數據速率為723.2kb/s。藍牙速率亦擬進一步增強,新的藍牙標準2.0版支持高達10Mb/s以上速率(4、8及12~20Mb/s),這是適應未來愈來愈多寬帶多媒體業務需求的必然演進趨勢。
作為一個新興技術,藍牙技術的應用還存在許多問題和不足之處,如成本過高、有效距離短及速度和安全性能也不令人滿意等。但毫無疑問,藍牙技術已成為近年應用最快的無線通信技術,它必將在不久的將來滲透到我們生活的各個方面。
3超寬帶(UWB)技術
超寬帶(Ultra-wideband—UWB)技術起源于20世紀50年代末,此前主要作為軍事技術在雷達等通信設備中使用。隨著無線通信的飛速發展,人們對高速無線通信提出了更高的要求,超寬帶技術又被重新提出,并倍受關注。UWB是指信號帶寬大于500MHz或者是信號帶寬與中心頻率之比大于25%的無線通信方案。與常見的使用連續載波通信方式不同,UWB采用極短的脈沖信號來傳送信息,通常每個脈沖持續的時間只有幾十皮秒到幾納秒的時間。因此脈沖所占用的帶寬甚至高達幾GHz,因此最大數據傳輸速率可以達到幾百分之一。在高速通信的同時,UWB設備的發射功率卻很小,僅僅是現有設備的幾百分之一,對于普通的非UWB接收機來說近似于噪聲,因此從理論上講,UWB可以與現有無線電設備共享帶寬。UWB是一種高速而又低功耗的數據通信方式,它有望在無線通信領域得到廣泛的應用。UWB的特點如下:
(1)抗干擾性能強:UWB采用跳時擴頻信號,系統具有較大的處理增益,在發射時將微弱的無線電脈沖信號分散在寬闊的頻帶中,輸出功率甚至低于普通設備產生的噪聲。
(2)傳輸速率高:UWB的數據速率可以達到幾十Mbit/s到幾百Mbit/s,有望高于藍牙100倍。
(3)帶寬極寬:UWB使用的帶寬在1GHz以上,高達幾個GHz。超寬帶系統容量大,并且可以和目前的窄帶通信系統同時工作而互不干擾。
(4)消耗電能少:通常情況下,無線通信系統在通信時需要連續發射載波,因此要消耗一定電能。而UWB不使用載波,只是發出瞬間脈沖電波,也就是直接按0和1發送出去,并且在需要時才發送脈沖電波,所以消耗電能少。
(5)保密性好:UWB保密性表現在兩方面:一方面是采用跳時擴頻,接收機只有已知發送端擴頻碼時才能解出發射數據;另一方面是系統的發射功率譜密度極低,用傳統的接收機無法接收。
(6)發送功率非常小:UWB系統發射功率非常小,通信設備可以用小于1mW的發射功率就能實現通信。低發射功率大大延長了系統電源工作時間。
(7)成本低,適合于便攜型使用:由于UWB技術使用基帶傳輸,無需進行射頻調制和解調,所以不需要混頻器、過濾器、RF/TF轉換器及本地振蕩器等復雜元件,系統結構簡化,成本大大降低,同時更容易集成到CMOS電路中。
信道編碼的譯碼算法是決定編碼性能的一個重要因素。LDPC碼的BP譯碼算法是一種基于編碼因子圖結構，采用軟輸出進行譯碼的技術，它通過進行多次迭代來改善譯碼糾錯性能，使它最大限度地接近最大似然譯碼，其中初始消息對LDPC碼的性能有著重要的影響［13］。
1BP譯碼算法
(1)初始化計算經過信道后接收到的初始對數似然比為。(2)校驗節點更新。對每個校驗節點m和n∈N(m)，計算:（略）。(3)變量節點更新。對每個變量節點n和m∈M(n)，計算:（略）。(4)譯碼判決。一次迭代完成后，進行譯碼判決。由此可以得到關于譯碼碼字的一個估計值^y(k)，再計算伴隨式s(s=^yT×H，其中^y為譯碼碼字的估計值，T表矩陣轉置，H為LDPC碼的校驗矩陣)，如果s=0，那么譯碼成功，結束譯碼，并將作為^y(k)有效輸出值;否則轉步驟(2)繼續迭代，直至達到預定的最大迭代次數。
2譯碼消息初始化
在采用OOK調制的無線光通信系統中，假設:yi是接收信號;xi是發送的信息比特，x∈{0，1};α是信道狀態信息，是大氣湍流引入的乘性噪聲。對于OOK調制，yi=αxi+n，并且發送的信息比特“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調制的BP譯碼算法的消息初始化值為:（略）。可以看出，LDPC譯碼利用接收信號、估計噪聲值等作為軟信息進行迭代譯碼。當無線光通信系統采用BPPM方式時，比特信號是在兩個相鄰時間間隔之一上進行脈沖發送，在接收端按如下方式處理［14］:設同一個符號內發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)分別表示發射“1”比特和“0”比特。設Xk=xk0－xk1，Yk=yk0－yk1，則通過大氣傳輸后的比特信號表示為Yk=αXk+n2，α是信道狀態信息，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)是一幀中前后兩時隙的加性噪聲，假設它們相互獨立，可得n2是均值為0，方差為σ22=2σ12的高斯白噪聲。則相應的消息初始化值為:（略）?？梢钥闯?，對于BPPM，LDPC譯碼是利用每一幀中前后兩時隙的信號差值作為軟信息進行迭代譯碼。通過(9)式還可以證明，基于BPPM的光通信信道具有對稱性的特點。(8)式和(9)式中，信道狀態信息α在NCSI情況下可以用α的均值E［α］估計(方框表均值)，E［α］可以由(2)式計算得到;在CSI情況下，α由接收端進行信道估計得到。
仿真分析
1.1控制因素
對于通訊工程來說，會影響其質量的因素有很多種，其中較為重要的幾種分別是材料、環境、人等。要想通訊工程的質量可以得到保障就必須對以下因素進行控制。1.1.1材料因素，通訊工程所使用的材料是通訊工程質量的保障。因此，施工人員要對通訊工程中所使用的材料的各種參數熟記在心，必須保證材料質量的過關。對于通訊工程建設過程中需要使用的器材要進行合理使用，尤其是線路方面的器材的選用上一定根據通訊工程建設處的地理環境差，氣候特點等因素的影響。同時在材料的選擇上一定要驗證產品的“三證”是否齊全。嚴禁“三無產品”出現在通訊工程之中，避免因為一種材料甚至一個部件的質量問題而影響整個通訊工程的質量。1.1.2環境因素，由于受通訊工程本身特點決定，一般的通訊工程的工期都較長，且覆蓋面積比較廣，因此工程的質量在一定程度上會受到環境的影響，為了降低環境給通訊工程帶來的影響，通訊工程在施工過程中要注意保持施工現場的整潔度，文明施工，保持施工現場的交通順利，確保通訊工程的質量。1.1.3人為因素，在影響通訊工程質量三個因素之中最重要的一個就是人為因素，在整個通訊工程建設過程中人以操控者的身份在工程中出現。作為通訊工程建設過程中的操控者，人在通訊工程建設過程中要盡量減少建設過程中的失誤，積極工作。因此在通訊工程施工隊伍建設過程中要加強對是施工人員的思想道德教育、專業技術培養同時也要建立健全的管理制度，為了確保通訊工程的質量，還有依據通訊工程的自身特點，對于技術復雜、精度要求高的操作都要選用技術過硬經驗豐富的人去完成?？傊ㄓ嵐こ淘谟萌朔矫嬉獜亩喾矫孢M行考慮，嚴格控制。
1.2質量控制原則
質量控制指的就是為了確保通訊工程在竣工后能夠達到合同上的質量標準而做出的一系列操作，在對通訊工程進行質量控制時需要堅持以下幾項原則：1.2.1堅持“質量第一”，由于受通訊工程本身特點決定，通常情況下通訊工程一旦投入使用都會具有較長的使用年限，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程中出現質量問題那么帶來的損失將是巨大的[6]。1.2.2以人為新，人在通訊工程建設過程中起著主導作用，因此要想對通訊工程質量進行控制首先要對人進行控制，不斷加強工作人員的能力，提供工作人員的技術水平及業務能力。對于保證通訊工程質量來說至關重要。1.2.3以防為主，對于通訊工程質量的控制我們要以防為主，盡量在質量問題發生之前將隱患消除，因為這樣所付出的代價將是最小的，一旦質量真的出現，那么帶來的損失將會是預防費用的成百上千倍。1.2.4質量標準，通訊工程的質量評定標準是依據科學的論證后而指定的評定標準，一個通訊工程質量是否合格一定要經過嚴格檢查，并通過以后的標準對其進行判定。
2質量控制、投資控制、進度控制三者之間的關系
質量控制、投資控制、進度控制是通訊工程項目需要控制的三項重大目標，它們之間相互制約同時也互相依靠。一般情況下對通訊工程加以控制的目的就是以最小的成本在合同期內滿足工程質量需要的情況下完成工程建設。但在對通訊工程的建設中，如果一味的強調工程質量那么必然會影響到工程工期，提高工程的投資；但如果降低了對工程質量的要求，不但會降低工程的投資也可以加快工程的進度，但通訊工程會因質量問題而出現故障，那么必然帶來嚴重的后果，這樣不但會增加工程的總體投資同時也將延誤工期。因此在通訊工程的建設過程中對于通訊工程的質量控制一定要結合實際情況，既不能過高，也不能過低。否則將會給通訊工程帶來嚴重的影響。
二、通訊行業研發項目管理的優化
1、項目劃分在通訊行業的企業項目實施之前，為了保證對其整個過程的優化管理，項目管理過程需要再項目立案形成之前，對項目本身進行一定的可行性評估，即首先進行項目內容的評價，如項目規劃人員的大局觀、營銷人員的參與度、市場調查人員的具體調查水平等等。在綜合這些內容之后，對項目的具體實施情況進行詳細的了解，并最終確定項目的可實施性。這作為項目立項的基礎，對于項目的整體過程具有一定的鋪墊作用，同時也盡可能的保證了項目本身的實施。當然，這一過程出了對項目實施人員的了解之外，還包括對于項目內容的大致劃分，即項目經理或者其他項目負責人需要從現有條件出發，對項目的前期、中期、后期的實施過程，項目實施的具體目標，項目各階段的實施目標等明確，并對項目不同階段的負責人以及工作人員進行大致的區分，讓整個項目的資源和人力都有一個配置的合理空間，以保證項目能夠完整的實施。另外，最為重要的是，項目管理的具體過程，即每一個項目實施階段需要達成的目標和具體的評價標準等內容，也需要在前期工作過程中制定出來，這樣更能有效的保證各項工作的有跡可循和有法可依，避免了因為責任不明確、任務分配不清等出現的工期拖延、工作質量下降等行為。
2、立項管理在前期的大致劃分之后，項目管理需要進行再進一步的立項管理劃分。項目本身是一個長期的過程，項目管理相應的也需要長久的監督和管控。因此，在通訊行業的項目管理過程中，項目管理的負責人在完整的了解自身工作并對工作進行大致劃分之后，接下來需要對不同的產品規格，具體實施過程中的項目管理目標，長期的人力投入和物力投入要求等進行嚴格的制定。尤其重要的一點是，在前期的項目劃分過程中所涉及到的人員配置、工作部門劃分等工作需要再進一步的細化并最終組建項目團隊。從整體的過程來說，這個過程首先涉及到項目規劃的完善過程。假如一個通訊項目所涉及的工作過程分為四級，那第一個項目劃分過程只設計到了項目的第一級、第二級人員安排，即項目總的管理人的安排以及項目的不同分類負責人的安排。而項目計劃也大體只是制定到了項目可以分為幾個階段，不同的項目階段可能會涉及到哪些內容。因此，為了更進一步的完善現有的工作結構，保證項目規劃的人力、物力的合理配置，在立項階段，項目負責人需要利用自身所了解到的工作情況，對項目規劃進行完整的預估，并最終形成文書格式，交由產品或者項目經理人，并由其將此方案交予企業負責人。其次，涉及到項目實施過程中的人員配置過程。項目已經確定之后，最重要的便是人的實施問題，很多項目之所以夭折，與項目負責人的工作能力和管理能力有著巨大的關系，因此，項目負責人需要再充分了解公司的現狀基礎上，對公司的人員進行合理的分配。
3、實施管理項目執行階段，作為項目實施的重要階段，直接關系著項目本身的可持續性和可實現性，是項目目標形成的關鍵因素。所以從這一角度來說，以合理的方式進行項目的規劃和確立，需要管理人員的多方配合以及管理資源的有效利用。從這一角度來說，首先，各個部門需要按照之前預定好的工作項目進行實施，無論是時間的配置、項目內容的確定、項目具體應用資源的確定等，都需要盡可能的按照原有的規劃方案進行；其次，各部門在制定好項目之后，需要對項目的進展進行完整的報告。報告的內容包括項目現有的實施進度，項目具體的費用問題，當前的項目質量等等；最后，各項任務的負責人需要以成文的形式對不同階段的工作進行交付，各階段過程中的管理人員也需要對項目進度進行評估。在實施過程中，由于涉及到項目管理的內容，因此，為了保證最終的項目評估更具合理性和準確性，項目管理的負責人員需要對相關的內容進行節點監控。也就是說，從項目經理到具體的工作員工，都需要按照層級分布的結構對項目進行層級管理和控制，利用工作追蹤工具，對不同階段的工作質量、工作涉及的費用等進行查看，并根據具體情況進行方案的調整。這一過程中，也要定期舉行會議進行工作內容的記錄和整理，以便形成較好的危機意識和應急能力。
4、驗收管理一般來說，通訊項目的工程都較長。因此，在整個項目完成之后，通訊行業的項目管理者需要一個具體的驗收評估過程來了解當前的工作是否已經完成了，具體的目標是否已經實現，項目的分階段目標在實施過程中遇到了什么困難等等。這個驗收過程包括了對不同階段工作內容的評估，也包括了對工作人員工作能力等的評估，因此需要分成對人員評估和對工作評估兩個方面來進行。當然，最后，在產品驗收階段，工作人員還需要注意充分了解不同階段計劃變更的方式，并將其作為項目管理評估內容的重要一部分，以此來評價相關工作人員的應急態度和能力。
無衍射光通信系統采用強度調制／直接檢測。其結構包括上位機、發送系統和接收系統，如圖1所示。工作時上位機經過串口發送信號，經接口電路的電平轉換，傳輸給微處理器，微處理器進行信號調制，把經過調制的信號傳輸給激光驅動器，激光驅動器驅動激光器發出光信號，經過無衍射光發生裝置，以無衍射光的形式發送出去；光電接收把接收的光信號轉換為電信號，經過放大電路、整形電路、解調模組和接口電路把收到的信號傳送給上位機。上位機比較發送的數據和接收的數據，進而計算出誤碼率。
1無衍射光的產生
本系統采用結構簡單、能量利用率高的圓錐透鏡法產生無衍射光。如圖2所示，激光器發出的激光通過準直透鏡，之后入射圓錐透鏡，圓錐透鏡后的光場在最大無衍射距離內滿足貝塞爾分布。無衍射距離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℃。準直透鏡放大倍數為5×～10×，圓錐透鏡的規格為Φ30，α＝0．5°。產生的無衍射光最大傳輸距離超過3000mm。
2調制解調設計
本系統采用微處理器進行雙頭脈沖間隔調制（DH－PIM）及其解調。DH－PIM的每個符號所包含的時隙數是變化的，并且采用兩種起始脈沖。調制符號Sk（k為符號所表示的十進制數）由頭部時隙和后續的m個空時隙組成。頭部時隙由α＋1個時隙組成（α為整數），兩種頭部形式為H1和H2。H1起始脈沖寬度為α／2個時隙，其后為（α／2）＋1個保護時隙；H2脈沖寬度為α個時隙，其后為1個保護時隙。當k＜2M－1時，Sk符號的頭部時隙為H1，反之為H2。DH－PIM調制不需要時鐘的同步，具有較好的功率利用率、較高的傳輸容量、較小的誤時隙率等優點［13］。
3激光驅動設計
激光驅動器選擇MAXIM公司MAX3766，它為622MbpsLAN／WAN激光驅動器，包括激光調制器、自動功率控制、安全關閉等組件。激光驅動模塊如圖3所示，調整BIASMAX端口電阻阻值，設置激光器靜態工作電流（即偏置電流），偏置電流要略小于激光器閾值電流；調整MOD端口電阻阻值，設置調制電流。
4接收系統設計
接收系統的作用是檢測光信號，將受調制的光信號轉換為電信號，再經放大、整形、解調等過程后發送給計算機。接收系統由光電探測器、放大電路、整形電路、解調模塊等組成。光電探測器采用PIN光電二極管，其使用簡單，靈敏度較高。本系統中采用KODENSHI公司生產的HPI－1KL5作為光電探測器，它屬于硅PIN光電二極管，感光波長范圍為450nm～1050nm。放大電路由兩級集成運放組成。第一級為電壓并聯負反饋放大電路，其可以看作是電流－電壓轉換電路，把光電二極管的電流信號轉換為電壓信號；第二級同為電壓并聯負反饋放大電路，把第一級放大電路的輸出反相并放大。由于光信號在大氣中傳播，造成的信號衰減及噪聲，導致信號畸變，所以需要對經過放大電路的信號進行整形。經過整形的信號要滿足TTL電平。整形電路由AD790電壓比較器實現。AD790的響應時間為40ns?；鶞孰妷哼x擇2V。當輸入電壓大于2V，輸出4．7V，當電壓小于2V，輸出0．5V。經過整形的信號傳輸給信號解調模塊，解調之后，通過串口傳輸給上位機。
實驗驗證
本系統示意圖如圖4所示，計算機通過串口發送數據，經過微處理器調制，激光驅動模塊驅動半導體激光器，經過無衍射光發生光路后，由PIN光電二極管接收光信號并轉換為電信號，再經放大整形及微處理器解調，最后又串口發送給計算機接收。計算機對發送的數據和接收的數據進行對比，計算出無衍射光通信系統的誤碼率。
1無衍射光產生實驗
本系統產生的近似無衍射光的光斑如圖5所示，在1000mm和2000mm處的無衍射光斑基本相同，表明無衍射光在傳輸過程中光場分布基本不變，光斑的略微變形是由于圓錐透鏡加工誤差、準直透鏡的焦距誤差、激光器輸出不穩定等因素造成的。
2傳輸性能測試
2即時通訊技術應用方向分析
即時通訊技術作為網絡技術的一個重要分支，目前在石油勘探開發領域已經得到了廣泛的應用，如在本文引言中提到的石油儀器遠程診斷等等。以下從即時通訊技術與石油勘探開發融合的角度出發，分析其在今后石油領域中的應用方向。
（1）遠程技術支持隨著即時通訊技術的發展，越來越多的油田引入即時通訊技術作為用戶溝通、技術支持的重要手段。目前各大油田的技術支持手段除現場服務外主要為電話、短信、郵件，即時通訊手段主要為騰訊QQ，傳統手段在即時性、直觀性上有所欠缺，騰訊QQ在即時性上可勝任現有需求，但是在組織架構設置、企業用戶分類管理、專業化形象建立方面有所欠缺。因此建立油田專屬的即時通訊工具，豐富其遠程技術支持手段將更為高效。該系統除具備基本的遠程即時通訊功能外，也需具備專門的用戶管理、組織架構設置調整功能。
（2）儀器遠程服務對于各石油儀器制造商來說，隨著石油勘探開發的不斷提速，儀器維修的快速響應已經成為產品銷售的重要保障。除常規的現場服務外，遠程診斷與遠程維修逐漸被油田用戶接受和認可。石油儀器制造商可利用即時通訊技術實現各類儀器設備狀態的監控，完成狀態信息從鉆井現場到儀修中心的實時傳輸。各類傳感器或其他設備可提供對外的設備狀態監測接口，通過即時通訊客戶端可實時了解設備運行情況，在出現問題時可輔助判斷癥結所在。這將大大提高儀器維修效率，減少現場與儀修中心的頻繁交互。
（3）遠程輔助作業石油勘探開發遠程化的終極目標將是實現井場的無人值守和自動化作業，這就要求各類設備操作的遠程化和儀器維護的遠程化。此兩者的實現也可依靠遠程即時通訊技術將現場的作業數據、設備信息實時傳回油田基地或儀器技術支持中心，作業指令也將通過即時通訊技術實時發送到作業現場。目前來看，實現完全的勘探作業遠程化從技術實現和管理手段上尚有較大差距，但即時通訊手段的加入將一定程度上實現遠程輔助監控，減少現場操作人員和現場服務人員的工作量。
3即時通訊即時開發模式分析
（1）自主開發模式自主開發模式可實現底層代碼控制，具有自主知識產權，但是開發難度較大，開發周期較長。即時通訊的普通文字聊天功能可以用Socket簡單實現，滿足幾十人上百人的文字通訊，但若要商用，或者在互聯網上運營，系統運行會碰到瓶頸。通過本階段技術調研，主要存在以下較大的技術難點：復雜性互聯網作為異構網絡綜合體，從底層物理傳輸介質上看具備光纜、無線、衛星等多種傳輸媒介，從網絡結構上看多個運營商網絡、多個自建網絡互相交織，數據交換需跨越多種網關，解決此問題需多種技術綜合應用。比如底層傳輸協議優化、網絡地址轉換協議研究、語音視頻壓縮算法研究、數據加密算法研究、中轉服務器集群建立等。安全性在互聯網上自建公網服務器在安全性上具有較高要求，需自建軟硬防火墻、NAT地址轉換服務器等網絡設備。經濟性自建公網服務器或者服務器集群成本較高，除中轉服務器、數據庫服務器及相關網絡設備硬件成本外，也存在較高的日常運營成本。
（2）二次開發模式二次開發模式基于現有即時通訊產品對外接口完成，開發周期較短，基本功能已提供，穩定性較有保證，但是也存在一定的不確定性，主要集中在產品選擇方面。開發必須基于一款成熟穩定長期的即時通訊產品，該產品必須具備較大的用戶群基數，以備本項目的持續改進需要；產品二次開發接口需能夠滿足本項目的功能需求，服務器端、客戶端均需具有對外接口；系統性能需有所保障；網絡性能需適用于勘探開發現場地域分布較廣的特點。基于以上對比分析，基于現有商用平臺二次開發更為符合石油勘探開發領域的行業特點。例如可針對RTX、IMO或者目前一些較主流中小公司的遠程即時通訊產品進行二次開發，在保證開發質量和降低研發成本的前提下，實現遠程交互、遠程維修、遠程作業等具有油田特色的專屬功能。
[關鍵詞]數字微波通信微波光纖特點比較
數字微波通信則在微波傳輸中,采用了數字訊號處理技術,不僅具備了微波通訊建線快,投資小應用靈活的特點,還具有傳輸質量可靠,抗干擾能力強,傳輸線路長等多種優點。目前數字微波通訊已經成為我國國民經濟建設中,重要通訊手段中發揮著巨大的作用。
一、我國數字微波通訊發展歷史
我國數字微波通訊發展先后經歷了模擬微波發展階段、中小容量數字微波發階段和大容量數字微波發展階段。
上世紀80年代中后期,我國的數字微波發展受阻。主要原因是由于光纖通訊技術的興起,數字微波的干線傳輸功能,已被光纖逐步取代。光纖通訊以其巨大的帶寬超低損耗和較低成本而成為干線傳輸的主要手段,并對數字微波形成巨大沖擊。自上世紀90年代以來,以大容量光纖傳輸,作為國家信息高速公路建設的主要傳輸手段,已經成為無法阻擋的歷史潮流。在這種情況之下,數字微波何去何從,怎樣發展是從事該領域研發和使用的單位及人員十分關心的問題。
二、微波與光纖相比主要優點
1.抵御自然災害的能力強。如在1976年的唐山大地震,90年代的特大洪災中,在其他通訊手段失效的情況下,微波保證了通訊和廣播訊號的暢通。
2.受地理環境的限制小,應對突發事件的能力強。微波信號即可翻山又可跨海,與光纜相比,受地理條件的限制小,隨著微波設備集成度提高,使用攝像微波傳送一體機,和容易在突發事件現場實現信號的實時傳輸。
3.建設和維護成本相對較低。特別是在山區,人煙稀少的地區。鋪設光纜非常困難,而且成本會很高。由于數字微波是采用無線電傳輸因此基本的設備架設簡單,安裝起來也相當簡易快速。在網絡規劃上,較光纖和光纜之類的有線傳輸容易,并且能降低施工和維修上的成本。
4.運用靈活。如果有移動性的需要,較光纖無論軍用或是商用數字微波通訊裝備,架設起來都十分方便,且通訊效率也非常高,
目前數字微波發展主要用于光纖干線傳輸信號的互相備份和特殊不適合光纖地段和場合的應用,如:點對點SDH微波,PDH微波,主要作用是在光纖傳輸,遇到自然或者人為破壞時,緊急修復的備份。也用于農村,海島等邊遠地區和專用通訊網。
高頻段微波,可以用于城市內的短距離支線,如13,15.18,GHZ幾個頻段的點對點微波,通訊系統和移動通訊基站的連接。
由于微波頻帶寬廣保密性高,且不易被竊聽,所以軍事價值相當高,一般軍方所稱為區域網絡通訊系統,是以作戰地區劃分的,在作戰地區內設置通訊中繼站,彼此依靠微波相互連接形成網絡。
在區域網絡通信系統中,各級指揮單位,可靠著部隊所在位置附近的中繼站連接進入網絡,指揮官可以透過區域網絡直接傳達密令。同時一般區域網絡通常具有搜尋,使用者設定,轉移,取消用戶號碼及網絡其他功能。由于數字科技之運用,各種通訊皆可透過數字技術轉成數字信號。因此,數字微波系統始終讓軍方愛不釋手,未來軍方還將朝向高頻率高功率及高方向性的發展方向,向研發更新的數字微波系統。
三、數字微波通信關鍵技術
當今光纖通信和移動通信成為通信網的兩大主流,有著巨大的產業和用戶市場。在這種情況下,數字微波逐漸淡出原有的領域,這是技術的競爭,是不以人們意志為轉移的。在這種情況下,數字微波要得到發展,必須擺正位置,當好光纖通信和移動通信的配角。數字微波如果突破一些關鍵技術,還會有很好的前景。
1.高頻段傳輸技術。這里說的高頻段,是指10GHz以上的頻段,包括毫米波頻段。根據電信主管部門的規劃,3GHz以下頻段要分配給移動和個人通信,而3—10GHz的頻段也十分擁擠。因此,數字微波要及時調整發展方向,向高頻段進軍。
2.在現有頻段上的兼容技術。由于10GHz以下的頻段傳播條件較好,器件比較成熟,主管部門也劃分了某些頻段給數字微波使用。因此,現有的頻段也不要輕易放棄,但在技術上要較好解決兼容問題。如:擴頻及跳頻以及抗干擾技術等。
3.適用于各種用戶的組網及接口技術。采用軟件無線電技術,使數字微波通信系統成為一個較為通用的平臺,能夠根據用戶的不同要求進行組網,兵完成各種借口功能。提高可靠性及降低成本的技術。如:全數字化處理、數字專用集成電路等。
四、數字微波技術的提高空間
隨著微波通信技術的發展,高性能高速多狀態調制解調技術、自適應交叉極化干擾抵消(XPIC)技術、前向糾錯技術、專用大規模集成電路(ASIC)設計仿真技術都應用到SDH數字微波通信中,大大提高了微波通信的容量和可靠性。
SDH數字微波接力系統出現后,為了提高頻譜效率出現了64QAM、128QAM、512QAM等高狀態調制方式,頻譜效率提高到1Obit/HZ。SDH系統采用了同步復用和靈活映射結構,可以從高階支路直接分插低階支路信號,避免了逐級分復接過程,使設備簡化,而且SDH系統安排了大量的開銷字節,使網絡的操作、管理、維護的配置能力大大加強。
在數字微波系統中,多徑衰落是微波信道中頻譜失真的主要原因,因此需要各種各樣的對抗多徑衰落的措施,在數字微波系統中自適應均衡和空間分集接收成了不可缺少的設備。
1.調制器。數字調制過程的基本原理是把比特率為R(bits/s)的二進制數字序列變換為適當的中頻或射頻信號的處理過程,其中包括數字信號處理(如狀碼、信號編碼和微波幀開銷插入等),頻譜成型,信號映射和調制過程。
2.中頻放大器。它的作用就是將已調制的中頻信號進行放大。
3.本地振蕩器:本振產生適當的射頻頻段內的本地振蕩信號,與已調制的中頻信號進行混頻產生出所要發射的微波信號,對于本振,除了要達到一定的功率電平,以滿足必信混頻器的需要,還要求頻率穩定度高和相位噪聲低。
4.功率放大器。它是用以將發射混頻器輸出的微弱信號電平(常為一dBm～一50dBm)放大到所需要的電平。常用的射頻功率放大器為砷化稼FET器件,由于SDH系統一般采用高狀態調制方式,對放大器的線性要求很高,故一般采用預失真來對放大器的殘余非線性進行補償。
5.自動發信功率控制(ATPC)。ATPC是微波接力系統中能得到許多好處的一個實用措施,與固定工作條件下相反,微波發射機工作時輸出功率是可變的,最大值為Pmax,最小值或正常值為Pnom。在絕大多數時間內,發射機工作于Pnom,只有當遠端接收機檢測到不利衰落條件時,即接收信號電平低時才達到Pmax,它是利用反向通道業務信道來控制反饋環配置中的發射機。
0引言
目前，最先進的嵌入式工業計算機PC/l04，以其優良的品質、高可靠性及模塊化，廣泛應用于工業控制、航空航天、軍事、醫療、消防設備、智能儀器儀表、導航、通訊、數控、自動化生產設備的數據采集、便攜式計算機等領域。而在實際的應用中，有時需要借助微機的數據處理能力和豐富的軟件資源，使組成的系統功能更為強大。這樣必須實現PC機與PC104之間的通訊，在通常實時性要求不高，數據量不大的情況下，可以采用串口進行通訊，但通常一般的PC機只配有兩個串口，在控制領域有時候是不夠的，而基于PC/104結構的嵌入式系統可以根據實際的要求通過簡單的搭積木的方法進行配置，其功能模塊比較豐富，當進行多串口控制時可以選用基于PC104的多串口卡（一般擴展4~6個串口）。
本文采用的是HXL-COM4A的4串口擴展板，該板上集成了高性能的16C554控制芯片（相當于4個16C550），每個通道有獨立的16字節接收緩沖器和16字節發送緩沖器，可以達到更高的通訊速率而無需占用過多的CPU資源，并且每個串口可配制成RS232\RS422\RS485模式。
1多串口通訊軟件的設計：
由于大部分的基于PC/104軟件的設計都是在DOS平臺上的，所以本文以BRAODLORDC為編譯環境進行設計多串口通訊軟件的設計。程序框圖見圖1
一般情況下串口的地址是：COM1:3F8COM2:2F8COM3:3E8COM4:2E8COM5:3A8COM6:2A8,如有區別參照多串口卡的手冊。
1．1串口波特率和數據格式的設置：
首先向LCR（線路設置寄存器）的高位寫入1，然后在設置波特率：在基地址和基地址+1的地方寫入的數據為1843200/（16*波特率）。然后設置LCR，最后設置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);//數據格式：8個數據位,一個停止位,奇校驗
outportb(com_X+4,0x0b);//允許將中斷信號送到系統總線
outportb(com_X+1,0x01);}//允許接收產生中斷
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生中斷，發送不產生中斷。在PC/104上的設計可以參照PC機的設計方式，中斷控制器為兩片8259，一片為主片，另一片為從片。當串口所用的中斷為8以下時，設置主片8259的IMR(中斷屏蔽寄存器)。當中斷為8以上時，要設置從片的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，進行跳線設計。
1．3串口通訊的中斷向量設置：
當中斷小于8時，中斷向量地址為中斷號加8，當中斷大于8時，中斷向量地址為中斷號加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control為1時是串口的初始化，為0時是恢復系統狀態
{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，并設置新的中斷向量地址
OpenInterrupt(comPort);}
else
{CloseInterrupt(comPort);
setvect(baseAdd+comPort,old_int);}//恢復中斷向量地址
enable();}
1．4串口數據的發送和接收：
當串口需要發送數據時，只要將待發送的數據以字符串的形式依次寫入基地址中即可。當接收數據時，由于每接收到一個字符便產生一個中斷，因此要在中斷服務子程序的最后向8259寫入20H到地址20H即可，如果中斷號大于8，還要向從片8259寫入20H到地址A0H。
2串口的硬件設計
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(<12m)，可以用電纜線直接連接標準RS232端口。若距離較遠，需附加調制解調器（MODEM）。最為簡單且常用的是三線制接法，即地、接收數據和發送數據三腳相連，只需要如圖2進行連接即可。
2.網絡編碼在無線通信系統中的應用
(1)網絡編碼應用于無線自組織網絡
用物理層和網絡層來平衡供需是無線自組織網絡中的重要戰略，主要是利用網絡的編碼技術對路由算法進行優化，從而增加無線自組織網絡的吞吐量。網絡編碼技術的運用增加了無線通信網絡的成本，并使得無線通信更加復雜，因此良好的傳輸方案是提高網絡信息吞吐量和降低無線通信技術復雜性的重要因素。根據相關文獻，該作者將通信的鏈路分類為信宿節點鏈路和中間節點。由于中間節點經常接收來自各個信息源的信息，采用網絡編碼技術，增加信息的吞吐量，節約網絡資源。信宿節點處在通信過程的末端，只需要采用傳統的路由策略，降低無線通信技術的復雜性，節省網絡成本。
(2)網絡編碼應用于無線傳感網絡
將網絡編碼用于無線傳感網絡中，通過將通信節點資源結合起來，能夠加強通信網絡的安全性。傳感器的網絡主要包含的是數據，通信節點通常能夠接受到很多不同的信號，這樣便可以采用網絡編碼技術。網絡編碼技術在無線傳感網絡中主要是在中繼節點選擇獨立的編碼系數，對接收到的信息進行相關的計算，再將運算之后的結果傳播出來。在信宿節點上，主要是在知道編碼節點在線性編碼時使用的編碼的系數之后，對需要的信息進行解碼，得出想要的數據。
(3)網絡編碼應用于認知性無線網絡
在認知性無線網絡中，主要需要注意的問題在于解決主要用戶和次要用戶的無線通信網絡資源的共享問題。其要求是，在無線通信的過程中，必須要保證在不影響主要用戶的無線網絡通信性能的前提下，為次要用戶提供最好的通信性能。因此，在認知性的無線網絡中，各節點必須進行充分的合作，合理整合信息從而充分提高通信性能，提高通信效率。網絡編碼技術恰好能夠用于協調編碼，在認知性無線網絡中，不僅可以增加信息的吞吐量，節約網絡資源，又可以避免干擾主要用戶的通信質量，對認知無線網絡的發展具有重要作用。
如圖2所示的標準為例對高科PCM設備進行設置。建立網元，對地調端PCM進行配置。選擇設備的設備號為22和IP地址為138.22.20.30，其設備IP的第二位與設備號對應一致。選擇串口或網口進行通信連接，網口連接時還要保證網絡的IP地址與設備號IP地址一致。首先進行系統參數設置，選擇2M板，一臺設備含8個2M接口，實現E1信號的幀同步及復用[4]；完成2Mb/s與16Mb/s信號之間的串/并、并/串轉換，選擇2M板中的BO，PCM4（第4個2M）。其次設置4WE&M板，4WE&M板是業務的承載板，遠動信號需要通過該板進行發送和接收。一塊4WE&M板含有8個通道，選擇第4個通道（CH4）中的第7個時隙（TS7）。一個通道含有32個時隙，可用的只有30個時隙，TS0為幀同步時隙，TS16為控制信令時隙。需要將4WE&M板與2M板交叉連接，進而通過2M板將信號發送到變電站。配置完成后，僅是在軟件中配置完成，還需要下載到設備中，所做的配置才能生效。如果用網口通信，則不需要對串口進行設置；如果用串口通信，則不需要對網口進行設置，兩種接口是相互獨立的。其次對網管參數進行設置，串口設置時，地調端設備選擇下行網管，B0板的2M，PCM4即第4個2M，在串口設置中一般選擇TS31即第31個時隙。設置完成后對網口通道進行設置，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；設置收發信電平，一般均選擇0dB。時隙設置中，無論是串口還是網口設置，地調端和變電站側的時隙必須對應一致，否則無法實現通信。在路由表中，目的網關為自定義的對端IP，目的IP為對端設備號。網口設置中，選擇B0板的2M，PCM4即第4個2M，選擇第29個時隙，此處的本端IP地址和對端IP地址可以自行設定，應打開通道設置。配置完成后，點擊下載網管數據，可將設備下載到設備中。變電站端的配置方法與此相同，不再贅述。
