时间：2023-04-06 18:48:45
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2蓝牙(Bluetooth)技术
“蓝牙(Bluetooth)”是一个开放性的、短距离无线通信技术标准，也是目前国际上最新的一种公开的无线通信技术规范。它可以在较小的范围内，通过无线连接的方式安全、低成本、低功耗的网络互联，使得近距离内各种通信设备能够实现无缝资源共享，也可以实现在各种数字设备之间的语音和数据通信。由于蓝牙技术可以方便地嵌入到单一的CMOS芯片中，因此特别适用于小型的移动通信设备，使设备去掉了连接电缆的不便，通过无线建立通信。
蓝牙技术以低成本的近距离无线连接为基础，采用高速跳频(FrequencyHopping)和时分多址(TimeDivisionMulti-access—TDMA)等先进技术，为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接。蓝牙技术使得一些便于携带的移动通信设备和计算机设备不必借助电缆就能联网，并且能够实现无线连接因特网，其实际应用范围还可以拓展到各种家电产品、消费电子产品和汽车等信息家电，组成一个巨大的无线通信网络。打印机、PDA、桌上型计算机、传真机、键盘、游戏操纵杆以及所有其它的数字设备都可以成为蓝牙系统的一部分。目前蓝牙的标准是IEEE802.15，工作在2.4GHz频带，通道带宽为lMb/s，异步非对称连接最高数据速率为723.2kb/s。蓝牙速率亦拟进一步增强，新的蓝牙标准2.0版支持高达10Mb/s以上速率(4、8及12～20Mb/s)，这是适应未来愈来愈多宽带多媒体业务需求的必然演进趋势。
作为一个新兴技术，蓝牙技术的应用还存在许多问题和不足之处，如成本过高、有效距离短及速度和安全性能也不令人满意等。但毫无疑问，蓝牙技术已成为近年应用最快的无线通信技术，它必将在不久的将来渗透到我们生活的各个方面。
3超宽带(UWB)技术
超宽带(Ultra-wideband—UWB)技术起源于20世纪50年代末，此前主要作为军事技术在雷达等通信设备中使用。随着无线通信的飞速发展，人们对高速无线通信提出了更高的要求，超宽带技术又被重新提出，并倍受关注。UWB是指信号带宽大于500MHz或者是信号带宽与中心频率之比大于25%的无线通信方案。与常见的使用连续载波通信方式不同，UWB采用极短的脉冲信号来传送信息，通常每个脉冲持续的时间只有几十皮秒到几纳秒的时间。因此脉冲所占用的带宽甚至高达几GHz，因此最大数据传输速率可以达到几百分之一。在高速通信的同时，UWB设备的发射功率却很小，仅仅是现有设备的几百分之一，对于普通的非UWB接收机来说近似于噪声，因此从理论上讲，UWB可以与现有无线电设备共享带宽。UWB是一种高速而又低功耗的数据通信方式，它有望在无线通信领域得到广泛的应用。UWB的特点如下：
(1)抗干扰性能强：UWB采用跳时扩频信号，系统具有较大的处理增益，在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中，输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。
(2)传输速率高：UWB的数据速率可以达到几十Mbit/s到几百Mbit/s，有望高于蓝牙100倍。
(3)带宽极宽：UWB使用的带宽在1GHz以上，高达几个GHz。超宽带系统容量大，并且可以和目前的窄带通信系统同时工作而互不干扰。
(4)消耗电能少：通常情况下，无线通信系统在通信时需要连续发射载波，因此要消耗一定电能。而UWB不使用载波，只是发出瞬间脉冲电波，也就是直接按0和1发送出去，并且在需要时才发送脉冲电波，所以消耗电能少。
(5)保密性好：UWB保密性表现在两方面：一方面是采用跳时扩频，接收机只有已知发送端扩频码时才能解出发射数据;另一方面是系统的发射功率谱密度极低，用传统的接收机无法接收。
(6)发送功率非常小：UWB系统发射功率非常小，通信设备可以用小于1mW的发射功率就能实现通信。低发射功率大大延长了系统电源工作时间。
(7)成本低，适合于便携型使用：由于UWB技术使用基带传输，无需进行射频调制和解调，所以不需要混频器、过滤器、RF/TF转换器及本地振荡器等复杂元件，系统结构简化，成本大大降低，同时更容易集成到CMOS电路中。
参考文献：
[1]方旭明，何蓉.短距离无线与移动通信网络[M].北京：人民邮电出版社，2004.
随着因特网、多媒体和无线通信技术的发展,人们与信息网络已经密不可分。当今无线通信在人们的生活中扮演着越来越重要的角色,低功耗、微型化是用户对当前无线通信产品尤其是便携产品的强烈追求,作为无线通信技术一个重要分支的短距离无线通信技术正逐渐引起越来越广泛的观注。
1短距离无线通信技术简介
近年来,由于数据通信需求的推动,加上半导体、计算机等相关电子技术领域的快速发展,短距离无线与移动通信技术也经历了一个快速发展的阶段,WLAN技术、蓝牙技术、UWB技术,以及紫蜂(ZigBee)技术等取得了令人瞩目的成就。短距离无线通信通常指的是100m以内的通信,分为高速短距离无线通信和低速短距离无线通信两类。高速短距离无线通信最高数据速率>100Mbit/s,通信距离<10m,典型技术有高速UWB、WirelessUSB;低速短距离无线通信的最低数据速率<1Mbit/s,通信距离<100m,典型技术有蓝牙、紫蜂和低速UWB。
2蓝牙(Bluetooth)技术
“蓝牙(Bluetooth)”是一个开放性的、短距离无线通信技术标准,也是目前国际上最新的一种公开的无线通信技术规范。它可以在较小的范围内,通过无线连接的方式安全、低成本、低功耗的网络互联,使得近距离内各种通信设备能够实现无缝资源共享,也可以实现在各种数字设备之间的语音和数据通信。由于蓝牙技术可以方便地嵌入到单一的CMOS芯片中,因此特别适用于小型的移动通信设备,使设备去掉了连接电缆的不便,通过无线建立通信。
蓝牙技术以低成本的近距离无线连接为基础,采用高速跳频(FrequencyHopping)和时分多址(TimeDivisionMulti-access—TDMA)等先进技术,为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接。蓝牙技术使得一些便于携带的移动通信设备和计算机设备不必借助电缆就能联网,并且能够实现无线连接因特网,其实际应用范围还可以拓展到各种家电产品、消费电子产品和汽车等信息家电,组成一个巨大的无线通信网络。打印机、PDA、桌上型计算机、传真机、键盘、游戏操纵杆以及所有其它的数字设备都可以成为蓝牙系统的一部分。目前蓝牙的标准是IEEE802.15,工作在2.4GHz频带,通道带宽为lMb/s,异步非对称连接最高数据速率为723.2kb/s。蓝牙速率亦拟进一步增强,新的蓝牙标准2.0版支持高达10Mb/s以上速率(4、8及12~20Mb/s),这是适应未来愈来愈多宽带多媒体业务需求的必然演进趋势。
作为一个新兴技术,蓝牙技术的应用还存在许多问题和不足之处,如成本过高、有效距离短及速度和安全性能也不令人满意等。但毫无疑问,蓝牙技术已成为近年应用最快的无线通信技术,它必将在不久的将来渗透到我们生活的各个方面。
3超宽带(UWB)技术
超宽带(Ultra-wideband—UWB)技术起源于20世纪50年代末,此前主要作为军事技术在雷达等通信设备中使用。随着无线通信的飞速发展,人们对高速无线通信提出了更高的要求,超宽带技术又被重新提出,并倍受关注。UWB是指信号带宽大于500MHz或者是信号带宽与中心频率之比大于25%的无线通信方案。与常见的使用连续载波通信方式不同,UWB采用极短的脉冲信号来传送信息,通常每个脉冲持续的时间只有几十皮秒到几纳秒的时间。因此脉冲所占用的带宽甚至高达几GHz,因此最大数据传输速率可以达到几百分之一。在高速通信的同时,UWB设备的发射功率却很小,仅仅是现有设备的几百分之一,对于普通的非UWB接收机来说近似于噪声,因此从理论上讲,UWB可以与现有无线电设备共享带宽。UWB是一种高速而又低功耗的数据通信方式,它有望在无线通信领域得到广泛的应用。UWB的特点如下:
(1)抗干扰性能强:UWB采用跳时扩频信号,系统具有较大的处理增益,在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中,输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。
(2)传输速率高:UWB的数据速率可以达到几十Mbit/s到几百Mbit/s,有望高于蓝牙100倍。
(3)带宽极宽:UWB使用的带宽在1GHz以上,高达几个GHz。超宽带系统容量大,并且可以和目前的窄带通信系统同时工作而互不干扰。
(4)消耗电能少:通常情况下,无线通信系统在通信时需要连续发射载波,因此要消耗一定电能。而UWB不使用载波,只是发出瞬间脉冲电波,也就是直接按0和1发送出去,并且在需要时才发送脉冲电波,所以消耗电能少。
(5)保密性好:UWB保密性表现在两方面:一方面是采用跳时扩频,接收机只有已知发送端扩频码时才能解出发射数据;另一方面是系统的发射功率谱密度极低,用传统的接收机无法接收。
(6)发送功率非常小:UWB系统发射功率非常小,通信设备可以用小于1mW的发射功率就能实现通信。低发射功率大大延长了系统电源工作时间。
(7)成本低,适合于便携型使用:由于UWB技术使用基带传输,无需进行射频调制和解调,所以不需要混频器、过滤器、RF/TF转换器及本地振荡器等复杂元件,系统结构简化,成本大大降低,同时更容易集成到CMOS电路中。
信道编码的译码算法是决定编码性能的一个重要因素。LDPC码的BP译码算法是一种基于编码因子图结构，采用软输出进行译码的技术，它通过进行多次迭代来改善译码纠错性能，使它最大限度地接近最大似然译码，其中初始消息对LDPC码的性能有着重要的影响［13］。
1BP译码算法
(1)初始化计算经过信道后接收到的初始对数似然比为。(2)校验节点更新。对每个校验节点m和n∈N(m)，计算:（略）。(3)变量节点更新。对每个变量节点n和m∈M(n)，计算:（略）。(4)译码判决。一次迭代完成后，进行译码判决。由此可以得到关于译码码字的一个估计值^y(k)，再计算伴随式s(s=^yT×H，其中^y为译码码字的估计值，T表矩阵转置，H为LDPC码的校验矩阵)，如果s=0，那么译码成功，结束译码，并将作为^y(k)有效输出值;否则转步骤(2)继续迭代，直至达到预定的最大迭代次数。
2译码消息初始化
在采用OOK调制的无线光通信系统中，假设:yi是接收信号;xi是发送的信息比特，x∈{0，1};α是信道状态信息，是大气湍流引入的乘性噪声。对于OOK调制，yi=αxi+n，并且发送的信息比特“0”和“1”的概率相等，n是均值为0，方差为σ12的高斯白噪声。则由Bayes公式可得基于OOK调制的BP译码算法的消息初始化值为:（略）。可以看出，LDPC译码利用接收信号、估计噪声值等作为软信息进行迭代译码。当无线光通信系统采用BPPM方式时，比特信号是在两个相邻时间间隔之一上进行脉冲发送，在接收端按如下方式处理［14］:设同一个符号内发射比特和接收比特分别为xk=(xk0，xk1)和yk=(yk0，yk1)，xk=(0，1)和xk=(1，0)分别表示发射“1”比特和“0”比特。设Xk=xk0－xk1，Yk=yk0－yk1，则通过大气传输后的比特信号表示为Yk=αXk+n2，α是信道状态信息，是大气湍流引入的乘性噪声，接收器件等引入的加性高斯白噪声n2=n(t1)－n(t2)，n(t1)和n(t2)是一帧中前后两时隙的加性噪声，假设它们相互独立，可得n2是均值为0，方差为σ22=2σ12的高斯白噪声。则相应的消息初始化值为:（略）。可以看出，对于BPPM，LDPC译码是利用每一帧中前后两时隙的信号差值作为软信息进行迭代译码。通过(9)式还可以证明，基于BPPM的光通信信道具有对称性的特点。(8)式和(9)式中，信道状态信息α在NCSI情况下可以用α的均值E［α］估计(方框表均值)，E［α］可以由(2)式计算得到;在CSI情况下，α由接收端进行信道估计得到。
仿真分析
1.1控制因素
对于通讯工程来说，会影响其质量的因素有很多种，其中较为重要的几种分别是材料、环境、人等。要想通讯工程的质量可以得到保障就必须对以下因素进行控制。1.1.1材料因素，通讯工程所使用的材料是通讯工程质量的保障。因此，施工人员要对通讯工程中所使用的材料的各种参数熟记在心，必须保证材料质量的过关。对于通讯工程建设过程中需要使用的器材要进行合理使用，尤其是线路方面的器材的选用上一定根据通讯工程建设处的地理环境差，气候特点等因素的影响。同时在材料的选择上一定要验证产品的“三证”是否齐全。严禁“三无产品”出现在通讯工程之中，避免因为一种材料甚至一个部件的质量问题而影响整个通讯工程的质量。1.1.2环境因素，由于受通讯工程本身特点决定，一般的通讯工程的工期都较长，且覆盖面积比较广，因此工程的质量在一定程度上会受到环境的影响，为了降低环境给通讯工程带来的影响，通讯工程在施工过程中要注意保持施工现场的整洁度，文明施工，保持施工现场的交通顺利，确保通讯工程的质量。1.1.3人为因素，在影响通讯工程质量三个因素之中最重要的一个就是人为因素，在整个通讯工程建设过程中人以操控者的身份在工程中出现。作为通讯工程建设过程中的操控者，人在通讯工程建设过程中要尽量减少建设过程中的失误，积极工作。因此在通讯工程施工队伍建设过程中要加强对是施工人员的思想道德教育、专业技术培养同时也要建立健全的管理制度，为了确保通讯工程的质量，还有依据通讯工程的自身特点，对于技术复杂、精度要求高的操作都要选用技术过硬经验丰富的人去完成。总之通讯工程在用人方面要从多方面进行考虑，严格控制。
1.2质量控制原则
质量控制指的就是为了确保通讯工程在竣工后能够达到合同上的质量标准而做出的一系列操作，在对通讯工程进行质量控制时需要坚持以下几项原则：1.2.1坚持“质量第一”，由于受通讯工程本身特点决定，通常情况下通讯工程一旦投入使用都会具有较长的使用年限，它也直接影响到用户的切身利益，如果通信工程在投入使用过程中出现质量问题那么带来的损失将是巨大的[6]。1.2.2以人为新，人在通讯工程建设过程中起着主导作用，因此要想对通讯工程质量进行控制首先要对人进行控制，不断加强工作人员的能力，提供工作人员的技术水平及业务能力。对于保证通讯工程质量来说至关重要。1.2.3以防为主，对于通讯工程质量的控制我们要以防为主，尽量在质量问题发生之前将隐患消除，因为这样所付出的代价将是最小的，一旦质量真的出现，那么带来的损失将会是预防费用的成百上千倍。1.2.4质量标准，通讯工程的质量评定标准是依据科学的论证后而指定的评定标准，一个通讯工程质量是否合格一定要经过严格检查，并通过以后的标准对其进行判定。
2质量控制、投资控制、进度控制三者之间的关系
质量控制、投资控制、进度控制是通讯工程项目需要控制的三项重大目标，它们之间相互制约同时也互相依靠。一般情况下对通讯工程加以控制的目的就是以最小的成本在合同期内满足工程质量需要的情况下完成工程建设。但在对通讯工程的建设中，如果一味的强调工程质量那么必然会影响到工程工期，提高工程的投资；但如果降低了对工程质量的要求，不但会降低工程的投资也可以加快工程的进度，但通讯工程会因质量问题而出现故障，那么必然带来严重的后果，这样不但会增加工程的总体投资同时也将延误工期。因此在通讯工程的建设过程中对于通讯工程的质量控制一定要结合实际情况，既不能过高，也不能过低。否则将会给通讯工程带来严重的影响。
二、通讯行业研发项目管理的优化
1、项目划分在通讯行业的企业项目实施之前，为了保证对其整个过程的优化管理，项目管理过程需要再项目立案形成之前，对项目本身进行一定的可行性评估，即首先进行项目内容的评价，如项目规划人员的大局观、营销人员的参与度、市场调查人员的具体调查水平等等。在综合这些内容之后，对项目的具体实施情况进行详细的了解，并最终确定项目的可实施性。这作为项目立项的基础，对于项目的整体过程具有一定的铺垫作用，同时也尽可能的保证了项目本身的实施。当然，这一过程出了对项目实施人员的了解之外，还包括对于项目内容的大致划分，即项目经理或者其他项目负责人需要从现有条件出发，对项目的前期、中期、后期的实施过程，项目实施的具体目标，项目各阶段的实施目标等明确，并对项目不同阶段的负责人以及工作人员进行大致的区分，让整个项目的资源和人力都有一个配置的合理空间，以保证项目能够完整的实施。另外，最为重要的是，项目管理的具体过程，即每一个项目实施阶段需要达成的目标和具体的评价标准等内容，也需要在前期工作过程中制定出来，这样更能有效的保证各项工作的有迹可循和有法可依，避免了因为责任不明确、任务分配不清等出现的工期拖延、工作质量下降等行为。
2、立项管理在前期的大致划分之后，项目管理需要进行再进一步的立项管理划分。项目本身是一个长期的过程，项目管理相应的也需要长久的监督和管控。因此，在通讯行业的项目管理过程中，项目管理的负责人在完整的了解自身工作并对工作进行大致划分之后，接下来需要对不同的产品规格，具体实施过程中的项目管理目标，长期的人力投入和物力投入要求等进行严格的制定。尤其重要的一点是，在前期的项目划分过程中所涉及到的人员配置、工作部门划分等工作需要再进一步的细化并最终组建项目团队。从整体的过程来说，这个过程首先涉及到项目规划的完善过程。假如一个通讯项目所涉及的工作过程分为四级，那第一个项目划分过程只设计到了项目的第一级、第二级人员安排，即项目总的管理人的安排以及项目的不同分类负责人的安排。而项目计划也大体只是制定到了项目可以分为几个阶段，不同的项目阶段可能会涉及到哪些内容。因此，为了更进一步的完善现有的工作结构，保证项目规划的人力、物力的合理配置，在立项阶段，项目负责人需要利用自身所了解到的工作情况，对项目规划进行完整的预估，并最终形成文书格式，交由产品或者项目经理人，并由其将此方案交予企业负责人。其次，涉及到项目实施过程中的人员配置过程。项目已经确定之后，最重要的便是人的实施问题，很多项目之所以夭折，与项目负责人的工作能力和管理能力有着巨大的关系，因此，项目负责人需要再充分了解公司的现状基础上，对公司的人员进行合理的分配。
3、实施管理项目执行阶段，作为项目实施的重要阶段，直接关系着项目本身的可持续性和可实现性，是项目目标形成的关键因素。所以从这一角度来说，以合理的方式进行项目的规划和确立，需要管理人员的多方配合以及管理资源的有效利用。从这一角度来说，首先，各个部门需要按照之前预定好的工作项目进行实施，无论是时间的配置、项目内容的确定、项目具体应用资源的确定等，都需要尽可能的按照原有的规划方案进行；其次，各部门在制定好项目之后，需要对项目的进展进行完整的报告。报告的内容包括项目现有的实施进度，项目具体的费用问题，当前的项目质量等等；最后，各项任务的负责人需要以成文的形式对不同阶段的工作进行交付，各阶段过程中的管理人员也需要对项目进度进行评估。在实施过程中，由于涉及到项目管理的内容，因此，为了保证最终的项目评估更具合理性和准确性，项目管理的负责人员需要对相关的内容进行节点监控。也就是说，从项目经理到具体的工作员工，都需要按照层级分布的结构对项目进行层级管理和控制，利用工作追踪工具，对不同阶段的工作质量、工作涉及的费用等进行查看，并根据具体情况进行方案的调整。这一过程中，也要定期举行会议进行工作内容的记录和整理，以便形成较好的危机意识和应急能力。
4、验收管理一般来说，通讯项目的工程都较长。因此，在整个项目完成之后，通讯行业的项目管理者需要一个具体的验收评估过程来了解当前的工作是否已经完成了，具体的目标是否已经实现，项目的分阶段目标在实施过程中遇到了什么困难等等。这个验收过程包括了对不同阶段工作内容的评估，也包括了对工作人员工作能力等的评估，因此需要分成对人员评估和对工作评估两个方面来进行。当然，最后，在产品验收阶段，工作人员还需要注意充分了解不同阶段计划变更的方式，并将其作为项目管理评估内容的重要一部分，以此来评价相关工作人员的应急态度和能力。
无衍射光通信系统采用强度调制／直接检测。其结构包括上位机、发送系统和接收系统，如图1所示。工作时上位机经过串口发送信号，经接口电路的电平转换，传输给微处理器，微处理器进行信号调制，把经过调制的信号传输给激光驱动器，激光驱动器驱动激光器发出光信号，经过无衍射光发生装置，以无衍射光的形式发送出去；光电接收把接收的光信号转换为电信号，经过放大电路、整形电路、解调模组和接口电路把收到的信号传送给上位机。上位机比较发送的数据和接收的数据，进而计算出误码率。
1无衍射光的产生
本系统采用结构简单、能量利用率高的圆锥透镜法产生无衍射光。如图2所示，激光器发出的激光通过准直透镜，之后入射圆锥透镜，圆锥透镜后的光场在最大无衍射距离内满足贝塞尔分布。无衍射距离zmax由圆锥透镜的孔径半径a和底角φ决定［4］。激光器输出波长为635nm，工作电流小于70mA，出瞳功率为2mW，工作温度范围为－10℃～40℃。准直透镜放大倍数为5×～10×，圆锥透镜的规格为Φ30，α＝0．5°。产生的无衍射光最大传输距离超过3000mm。
2调制解调设计
本系统采用微处理器进行双头脉冲间隔调制（DH－PIM）及其解调。DH－PIM的每个符号所包含的时隙数是变化的，并且采用两种起始脉冲。调制符号Sk（k为符号所表示的十进制数）由头部时隙和后续的m个空时隙组成。头部时隙由α＋1个时隙组成（α为整数），两种头部形式为H1和H2。H1起始脉冲宽度为α／2个时隙，其后为（α／2）＋1个保护时隙；H2脉冲宽度为α个时隙，其后为1个保护时隙。当k＜2M－1时，Sk符号的头部时隙为H1，反之为H2。DH－PIM调制不需要时钟的同步，具有较好的功率利用率、较高的传输容量、较小的误时隙率等优点［13］。
3激光驱动设计
激光驱动器选择MAXIM公司MAX3766，它为622MbpsLAN／WAN激光驱动器，包括激光调制器、自动功率控制、安全关闭等组件。激光驱动模块如图3所示，调整BIASMAX端口电阻阻值，设置激光器静态工作电流（即偏置电流），偏置电流要略小于激光器阈值电流；调整MOD端口电阻阻值，设置调制电流。
4接收系统设计
接收系统的作用是检测光信号，将受调制的光信号转换为电信号，再经放大、整形、解调等过程后发送给计算机。接收系统由光电探测器、放大电路、整形电路、解调模块等组成。光电探测器采用PIN光电二极管，其使用简单，灵敏度较高。本系统中采用KODENSHI公司生产的HPI－1KL5作为光电探测器，它属于硅PIN光电二极管，感光波长范围为450nm～1050nm。放大电路由两级集成运放组成。第一级为电压并联负反馈放大电路，其可以看作是电流－电压转换电路，把光电二极管的电流信号转换为电压信号；第二级同为电压并联负反馈放大电路，把第一级放大电路的输出反相并放大。由于光信号在大气中传播，造成的信号衰减及噪声，导致信号畸变，所以需要对经过放大电路的信号进行整形。经过整形的信号要满足TTL电平。整形电路由AD790电压比较器实现。AD790的响应时间为40ns。基准电压选择2V。当输入电压大于2V，输出4．7V，当电压小于2V，输出0．5V。经过整形的信号传输给信号解调模块，解调之后，通过串口传输给上位机。
实验验证
本系统示意图如图4所示，计算机通过串口发送数据，经过微处理器调制，激光驱动模块驱动半导体激光器，经过无衍射光发生光路后，由PIN光电二极管接收光信号并转换为电信号，再经放大整形及微处理器解调，最后又串口发送给计算机接收。计算机对发送的数据和接收的数据进行对比，计算出无衍射光通信系统的误码率。
1无衍射光产生实验
本系统产生的近似无衍射光的光斑如图5所示，在1000mm和2000mm处的无衍射光斑基本相同，表明无衍射光在传输过程中光场分布基本不变，光斑的略微变形是由于圆锥透镜加工误差、准直透镜的焦距误差、激光器输出不稳定等因素造成的。
2传输性能测试
2即时通讯技术应用方向分析
即时通讯技术作为网络技术的一个重要分支，目前在石油勘探开发领域已经得到了广泛的应用，如在本文引言中提到的石油仪器远程诊断等等。以下从即时通讯技术与石油勘探开发融合的角度出发，分析其在今后石油领域中的应用方向。
（1）远程技术支持随着即时通讯技术的发展，越来越多的油田引入即时通讯技术作为用户沟通、技术支持的重要手段。目前各大油田的技术支持手段除现场服务外主要为电话、短信、邮件，即时通讯手段主要为腾讯QQ，传统手段在即时性、直观性上有所欠缺，腾讯QQ在即时性上可胜任现有需求，但是在组织架构设置、企业用户分类管理、专业化形象建立方面有所欠缺。因此建立油田专属的即时通讯工具，丰富其远程技术支持手段将更为高效。该系统除具备基本的远程即时通讯功能外，也需具备专门的用户管理、组织架构设置调整功能。
（2）仪器远程服务对于各石油仪器制造商来说，随着石油勘探开发的不断提速，仪器维修的快速响应已经成为产品销售的重要保障。除常规的现场服务外，远程诊断与远程维修逐渐被油田用户接受和认可。石油仪器制造商可利用即时通讯技术实现各类仪器设备状态的监控，完成状态信息从钻井现场到仪修中心的实时传输。各类传感器或其他设备可提供对外的设备状态监测接口，通过即时通讯客户端可实时了解设备运行情况，在出现问题时可辅助判断症结所在。这将大大提高仪器维修效率，减少现场与仪修中心的频繁交互。
（3）远程辅助作业石油勘探开发远程化的终极目标将是实现井场的无人值守和自动化作业，这就要求各类设备操作的远程化和仪器维护的远程化。此两者的实现也可依靠远程即时通讯技术将现场的作业数据、设备信息实时传回油田基地或仪器技术支持中心，作业指令也将通过即时通讯技术实时发送到作业现场。目前来看，实现完全的勘探作业远程化从技术实现和管理手段上尚有较大差距，但即时通讯手段的加入将一定程度上实现远程辅助监控，减少现场操作人员和现场服务人员的工作量。
3即时通讯即时开发模式分析
（1）自主开发模式自主开发模式可实现底层代码控制，具有自主知识产权，但是开发难度较大，开发周期较长。即时通讯的普通文字聊天功能可以用Socket简单实现，满足几十人上百人的文字通讯，但若要商用，或者在互联网上运营，系统运行会碰到瓶颈。通过本阶段技术调研，主要存在以下较大的技术难点：复杂性互联网作为异构网络综合体，从底层物理传输介质上看具备光缆、无线、卫星等多种传输媒介，从网络结构上看多个运营商网络、多个自建网络互相交织，数据交换需跨越多种网关，解决此问题需多种技术综合应用。比如底层传输协议优化、网络地址转换协议研究、语音视频压缩算法研究、数据加密算法研究、中转服务器集群建立等。安全性在互联网上自建公网服务器在安全性上具有较高要求，需自建软硬防火墙、NAT地址转换服务器等网络设备。经济性自建公网服务器或者服务器集群成本较高，除中转服务器、数据库服务器及相关网络设备硬件成本外，也存在较高的日常运营成本。
（2）二次开发模式二次开发模式基于现有即时通讯产品对外接口完成，开发周期较短，基本功能已提供，稳定性较有保证，但是也存在一定的不确定性，主要集中在产品选择方面。开发必须基于一款成熟稳定长期的即时通讯产品，该产品必须具备较大的用户群基数，以备本项目的持续改进需要；产品二次开发接口需能够满足本项目的功能需求，服务器端、客户端均需具有对外接口；系统性能需有所保障；网络性能需适用于勘探开发现场地域分布较广的特点。基于以上对比分析，基于现有商用平台二次开发更为符合石油勘探开发领域的行业特点。例如可针对RTX、IMO或者目前一些较主流中小公司的远程即时通讯产品进行二次开发，在保证开发质量和降低研发成本的前提下，实现远程交互、远程维修、远程作业等具有油田特色的专属功能。
红外和蓝牙协议是两种较流行的短距离无线通信协议。但目前蓝牙协议各大厂商尚未有一个统一的标准规范，加之硬件价格较为昂贵的缺点，因此市场上红外通信在手机、笔记本电脑等小型移动设备中仍然应用广泛，在嵌入式系统中的实际应用有着较高实际意义。
1红外协议背景
红外线是波长在750nm至1mm之间的电磁波，其频率高于微波而低于可见光，是一种人的眼眼看不到的光线。目前无线电波和微波已被广泛应用在长距离的无线通信中，但由于红外线的波长较短，对障碍物的衍射能力差，所以更适合应用在需要短距离无线通信场合点对点的直接线数据传输。为了使各种设备能够通过一个红外接口进行通信，红外数据协议（InfraredDataAssociation，简称IRDA）了一个关于红外的统一的软硬件规范，也就是红外数据通讯标准。
2红外协议基本结构
红外数据通讯标准包括基本协议和特定应用领域的协议两类。类似于TCP-IP协议，它是一个层式结构，其结构形成一个栈，如图1所示。
其中基本的协议有三个：①物理层协议（IrPHY），制定了红外通信硬件设计上的目标和要求，包括红外的光特性、数据编码、各种波特率下帧的包括格式等。为达到兼容，硬件平台以及硬件接口设计必须符合红外协议制定的规范。②连接建立协议（IrLAP）层制定了底层连接建立的过程规范，描述了建立一个基本可靠连接的过程和要求。③连接管理协议（IrLMP）层制定了在单位个IrLAP连接的基础上复用多个服务和应用的规范。在IrLMP协议上层的协议都属于特定应用领域的规范和协议。④流传输协议（TingTP）在传输数据时进行流控制。制定把数据进行拆分、重组、重传等的机制。⑤对象交换协议（IrOBEX）制定了文件和其他数据对象传输时的数据格式。⑥模拟串口层协议（IrCOMM）允许已存在的使用串口通信的应用象使用串口那样使用红外进行通信。⑦局域网访问协议（IrLAN）允许通过红外局域网络唤醒笔记本电脑等移动设备，实际远程摇控等功能。
整个红外协议栈比较庞大复杂，在嵌入式系统中，由于微处理器速度和存储器容量等限制，不可能也没必要实现整个的红外协议栈。一个典型的例子就是TinyTP协议中数据的拆分和重组。它采用了信用片（creditcard）机制，这极大地增加了代码设计的复杂性，而实际在红外通信中一般不会有太大数据量的传输，尤其在嵌入式系统中完全可以考虑将数据放入单个数据包进行传输，用超时和重发机制保证传输的可靠性。因此可以将协议栈简化，根据实际需求，有选择地实现自己需要的协议和功能即可。
3红外协议数据基本传输原理
由于硬件接口限制，嵌入式系统中红外通信的速率基本在9600bps～115.2kbps之间。这里是通过硬件电路板上的异步通信收发器（UART）进行红外数据编码和无线传输。在115.2kbps速率下红外采用RZI的编码调制方案，脉冲周期为3/16位周期。数据校验采用CRC16。其基本思想是将要发送的数据按照CRC16算法（CRC算法可以参考相关资料）进行打包校验，在接收时进行CRC解包并与常数OXF0B8比较，若匹配即数据校验无误。红外数据传输以帧为基本单位。帧是一些特定域的组合，其中红外协议底层字节包格式如图2所示。
各个域含义如下：STA为开始标志，即0x7E、ADDR为8位的地址域；DATA为数据域；FSC为16们的CRC校验码；STO标志帧结束，在接收两个连续的帧时必须至少有3个以上的1后则标志该帧有错误，设备会放弃该帧。在红外数据实际传输过程中，为了延时控制考虑，一般在数据帧头添加多个STA域，通常采用连续11个0x7E达到延时目的。在接收时，当收到多个STA域时当作一个来处理，多余的STA域被忽略。红外数据传输的状态机流程如图3所示。
下面对图2作几点说明：（1）数据传输时首先进行AddressDiscovery过程，在此过程中发广播帧，等待对方设备响应，收到响应帧后可以取得对方设备地址。（2）取得对方地址后，进行Connct过程，在此过程中将与对方设备协商传输参数，如波特率、数据包大小、轮转时间片等，之后建立连接。（3）建立完连接即进入InformationTransfer过程，进行数据校验，传输。其中按照一定算法进行时间片数据帧收发控制。（4）数据传输完毕后进入Disconnect过程，断开连接。（5）在AddressDiscovery过程中，有可能发现对方设备地址与本机设备地址有冲突，此时进入AddressConflictResolution过程，解决完设备冲突后再返回。
图3是一个标准的红外数据传输状态机流程，但在一些嵌入式设计方案中，出于省电等目的，可以不进入AddressDiscovery过程，也就是简化掉AddressDiscovery过程而转入Sniff过程。在探查一定时间后，若未收到对方设备响应帧，自动进入休眠状态，若收到对方设备响应帧，则进入正常的连接过程。同时，在连接过程与对方协商传输参数的过程中有一项窗口大小（windowssize）参数，它是指定接收方可缓冲多少个帧后再进行接收确认，其数值为1～7。在嵌入式系统存储空间有限的情况下，可以采用默认值1进行数据的简单确认，也就是接收到一个数据帧后立即进行确认。这样既节省了资源又使代码量更小，运行速度更快。
4嵌入式系统中红外协议实现设计
笔者采用Sitronix公司的ST2204电路板为硬件平台，处理芯片内核为65C02。ST2204电路板使用了集成的8位处理器，寻址能力达到了44M字节，并提供了低电压检测功能。由于2204集成了上述这些功能，非常适合省电、支持长电池寿命的手持移动设备嵌入式设计实现方案。在固件设计、软件设计方面采用了汇编语言。65C02上的汇编采用存储器映象方式，并广泛使用了零页寻址，因此使用起来十分方便、高效。整个设计实现可分为硬件设计和软件设计两部分。硬件设计包括电路设计和固件程序（Firmware）的编写；软件设计包括CRC数据编码校验、数据收发及主站（Primary）、辅站（Slave）状态要流程实现等。
在硬件设计方面根据对设备的需求和硬件板芯片性能，可以设计出相应的电路在仿真板上进行实验。固件程序和编写可采用分块的方法，例如初始化（Initilize）模块、中断处理（Interrupt）模块、时钟（Timer）事件处理模块等。初始化模块可根据硬件板的指南说明（Specification）提供的各个寄存器值设备初始化参数；中断处理模块可按照中断向量表提供的入口地址编写，其基本要求短小精悍，运行的时钟周期与微处理器频率和设备需求的波特率紧密相关。时钟事情处理可根据硬件板提供的基本时钟设备不同的时钟精度，以满足不同的需求。在红外传输实际设计中定时器主要用于三个方向：第一是sniff探查过程中主站发广播帧后辅站超时未响应的处理；第二是超时重发控制；最后一个是数据传输过程中轮转时间片的控制。其中第三个方面要求的精度比较高，红外协议制定的标准是在25ms～85ms之间。因此有必要把超时处理放在中断处理。在程序编写时使用信号量和程序计数器进行时间控制。其基本思路得设备一个程序计数器进行累加计时，当各自事情时间到达时分别设置三个信号量来标志事件处理，当事件处理完毕后重置各自信号量，转入重新计时。
在软件设计方面，要对发送的数据进行帧包装（FrameWrapper），添加CRC16校验，用汇编实现CRC算法比C稍微复杂些。一个主要的技巧是将要进行校验的数据地址和CRC数据表的索引地址置入一个零页的内存地址中，采用通用寄存器对其进行间接寻址。这样就实现了C语言中的指针效果，可以比较方便地查询CRC表。在数据收发应用中，分为主站（Primarystation）和辅站（slavestation）两种角度。主站角度负责发起，建立连接，进行时间片轮转调度等。辅站主要负责应答，响应命令。在一定条件下主站辅站角度可以互换，主辅站均可收发数据。
收发数据的中断函数最重要也是底层的核心所在。在接收方首先公进行硬件初始化，设置UART接收初始化状态并进行中断允许标志设置（具体设置可以参考所选择的电路板说明）等。当红外数据到达后即会触发一个UART中断，系统处理完当前事件后便会根据中断向量表提供的入口地址调用接收中断处理接收数据。在接收过程中，UART会搜索匹配开始位和结束标志。接收完毕后，返回系统调用程序。在实际应用中，当接收完数据后，即可按装收帧控制域判断帧类型，并结合接收站所处的相应状态机进行流程处理。下面是红外接收数据的中断程序源码：
/*******************************************
*UARTReceiverInterruptServiceRoutine
********************************************/
ISR_URX:
pha
phx；压栈，保存通用寄存器值
cld；清空十进制标志位
ldx#00001100B；允许接收，并设置可以接收下一字节
stx<USTR
ldxmBagLen
cpx#IrDAb_BAG_LEN;一个包的长度
bcsferr_over;溢出否
lda<UDATA
stamReadBuff,x;写数据
lda<USTR
stamIrdaByteFlag;保存状态标志位
incmBagLen;计数器++
bra?exit
?err_over;
smb0<mzIrdaBagFlag;溢出标志位
?exit;
plx;出栈，恢复通用寄存器值
pla
（二）处置子公司中兴通讯继2012年出售两家子公司后，于2013年度内又连续处置两家控股子公司——深圳中兴力维技术有限公司、无锡市中兴光电子技术有限公司，获得投资收益866，677，000元。其中，深圳中兴力维技术有限公司（以下简称中兴力维）于2012年12月28日签订转让协议，中兴通讯对其投资成本为244，827，000元在所有子公司中排名第5，其盈利状况良好，并于2011年、2012年分别向母公司发放现金股利7，500，000元和104，148，000元。且在其转让年度，中兴通讯的持股比例由80%增持到91%，投资成本由6，000，000元激增到244，827，000元，而中兴力维的注册资本达到10，000，000元，然后在该年度内中兴力维发放大额现金股利后，中兴通讯及其全资子公司中兴香港分别向与基宇投资出售合计为81%的股份，处置对价为1，292，372，000元，处置收益为852，567，000元至此中兴通讯将通过中兴香港，间接保留中兴力维9%的股权。该事项过程中，中兴通讯先是增持了10%股份，该年度发放大额现金股利后，迅速与基宇投资签订出售协议，并于2013年1月16日完成工商变更登记。同一年度内增持、出售，看似矛盾的商业行为，再加上获得大量现金股利就不难理解了。2012年中兴通讯获得中兴力维发放的现金股利为其投资成本的42.54%，为上年度的13.88倍。由此我们不难看出，中兴通讯于2012年初已计划出售中兴力维，为能从前子公司中兴力维获取更多的收益，中兴通讯企图通过增持控股，以取得更大的控股权，并最终到达获取高额的现金股利的目的。2013年中兴通讯出售的另一家子公司无锡市中兴光电子技术有限公司（以下简称无锡中兴）于10月28日转让于广东中科白云创业投资有限公司。无锡中兴处置日净资产为134，293，000元、2012年度净利润为-8，500，000元，中兴通讯通过出售其65%的股份获得处置对价101，400，000元，处置收益为14，110，000元，而占其当年净利润0.98%，因此我们认为若对价公允，则该事项没有盈余管理的痕迹。
（三）营业外收入2013年度中兴通讯利润表中营业外收入达3，465，428，000元，较上年增长12.47%，相对于营业收入的负增长而言，营业外收入的高速增长缺乏可靠的依据。笔者认真分析营业外收入的主要构成，发现其中增值税即征即退金额为2，305，836，000元，其他项（包括政府补助、合同罚款收益及其他各类收益）为1，159，592，000元。有学者认为，地方官员的升迁机制常常与本地经济能否有良好地发展有着直接的关系。为了争夺市场资源，提高自身政绩，地方政府在自身利益的驱动下，常常通过减免税赋、提供税收返还、财政补贴等方式帮助企业提高业绩，满足监管部门制定的硬性指标要求。根据以上理论，我们认为本案例中值得注意的是中兴通讯2013年度的营业收入为68，951，943，000元，较上年同期下降了11.81%，营业亏损为-1，493，094，000元，而净利润仅为1，433，636，000元，因此我们推测，营业外收入中增值税退税、政府补贴的增长是有人为目的的——弥补中兴通讯的营业亏损并使其实现盈利，以使其符合监管部门的规定，避免被退市的后果。
2.网络编码在无线通信系统中的应用
(1)网络编码应用于无线自组织网络
用物理层和网络层来平衡供需是无线自组织网络中的重要战略，主要是利用网络的编码技术对路由算法进行优化，从而增加无线自组织网络的吞吐量。网络编码技术的运用增加了无线通信网络的成本，并使得无线通信更加复杂，因此良好的传输方案是提高网络信息吞吐量和降低无线通信技术复杂性的重要因素。根据相关文献，该作者将通信的链路分类为信宿节点链路和中间节点。由于中间节点经常接收来自各个信息源的信息，采用网络编码技术，增加信息的吞吐量，节约网络资源。信宿节点处在通信过程的末端，只需要采用传统的路由策略，降低无线通信技术的复杂性，节省网络成本。
(2)网络编码应用于无线传感网络
将网络编码用于无线传感网络中，通过将通信节点资源结合起来，能够加强通信网络的安全性。传感器的网络主要包含的是数据，通信节点通常能够接受到很多不同的信号，这样便可以采用网络编码技术。网络编码技术在无线传感网络中主要是在中继节点选择独立的编码系数，对接收到的信息进行相关的计算，再将运算之后的结果传播出来。在信宿节点上，主要是在知道编码节点在线性编码时使用的编码的系数之后，对需要的信息进行解码，得出想要的数据。
(3)网络编码应用于认知性无线网络
在认知性无线网络中，主要需要注意的问题在于解决主要用户和次要用户的无线通信网络资源的共享问题。其要求是，在无线通信的过程中，必须要保证在不影响主要用户的无线网络通信性能的前提下，为次要用户提供最好的通信性能。因此，在认知性的无线网络中，各节点必须进行充分的合作，合理整合信息从而充分提高通信性能，提高通信效率。网络编码技术恰好能够用于协调编码，在认知性无线网络中，不仅可以增加信息的吞吐量，节约网络资源，又可以避免干扰主要用户的通信质量，对认知无线网络的发展具有重要作用。
如图2所示的标准为例对高科PCM设备进行设置。建立网元，对地调端PCM进行配置。选择设备的设备号为22和IP地址为138.22.20.30，其设备IP的第二位与设备号对应一致。选择串口或网口进行通信连接，网口连接时还要保证网络的IP地址与设备号IP地址一致。首先进行系统参数设置，选择2M板，一台设备含8个2M接口，实现E1信号的帧同步及复用[4]；完成2Mb/s与16Mb/s信号之间的串/并、并/串转换，选择2M板中的BO，PCM4（第4个2M）。其次设置4WE&M板，4WE&M板是业务的承载板，远动信号需要通过该板进行发送和接收。一块4WE&M板含有8个通道，选择第4个通道（CH4）中的第7个时隙（TS7）。一个通道含有32个时隙，可用的只有30个时隙，TS0为帧同步时隙，TS16为控制信令时隙。需要将4WE&M板与2M板交叉连接，进而通过2M板将信号发送到变电站。配置完成后，仅是在软件中配置完成，还需要下载到设备中，所做的配置才能生效。如果用网口通信，则不需要对串口进行设置；如果用串口通信，则不需要对网口进行设置，两种接口是相互独立的。其次对网管参数进行设置，串口设置时，地调端设备选择下行网管，B0板的2M，PCM4即第4个2M，在串口设置中一般选择TS31即第31个时隙。设置完成后对网口通道进行设置，一般选择通道1，也可以选择通道2，这里通道选择是任意的；设置收发信电平，一般均选择0dB。时隙设置中，无论是串口还是网口设置，地调端和变电站侧的时隙必须对应一致，否则无法实现通信。在路由表中，目的网关为自定义的对端IP，目的IP为对端设备号。网口设置中，选择B0板的2M，PCM4即第4个2M，选择第29个时隙，此处的本端IP地址和对端IP地址可以自行设定，应打开通道设置。配置完成后，点击下载网管数据，可将设备下载到设备中。变电站端的配置方法与此相同，不再赘述。
