時(shí)間:2023-04-10 15:30:32
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隨著人們對視頻和音頻信息的需求愈來愈強(qiáng)烈,追求遠(yuǎn)距離的視音頻的同步交互成為新的時(shí)尚。近些年來,依托計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)條件的發(fā)展,集音頻、視頻、圖像、文字、數(shù)據(jù)為一體的多媒體信息,使越來越多的人開始通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行各方面通訊,縮短了時(shí)區(qū)和地域的距離。
一、視頻通信概述
視頻通信實(shí)質(zhì)上是多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與現(xiàn)代通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。它通過多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的支持,為不同地域的人們提供了類似與面對面的交流方式,為身處異地的人們提供了一個(gè)相互討論問題并可協(xié)同工作的環(huán)境,它集計(jì)算機(jī)的交互性、通信的分布性,以及電視的真實(shí)性為一體,具有明顯的優(yōu)越性。
二、視頻通信的組成
(一)組成
一個(gè)視頻通信系統(tǒng)包括節(jié)點(diǎn)機(jī)和通信網(wǎng)絡(luò)兩部分。典型的會(huì)議節(jié)點(diǎn)機(jī)主要由音/視頻獲取設(shè)備、回放設(shè)備、媒體編解碼器、通信接口卡和會(huì)議功能模塊構(gòu)成。網(wǎng)絡(luò)部分主要指支持實(shí)時(shí)多點(diǎn)傳輸?shù)木W(wǎng)關(guān)和信道。完整的視頻會(huì)議系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)模型由六大模塊構(gòu)成:(1)人際交互模塊,即視頻會(huì)議系統(tǒng)的人機(jī)界面。(2)會(huì)議文檔部件,包括會(huì)議文檔的自動(dòng)生成、管理和查詢等功能模塊以及與數(shù)據(jù)庫的接口模塊。(3)媒體處理部件,包括音、視頻信息的獲取、編碼、回放等處理模塊。(4)共享空間部件,包括共享空間管理模塊、電子白板及應(yīng)用過程共享功能模塊。(5)會(huì)議管理部件,包括會(huì)議的發(fā)起、與會(huì)人員的管理(加入/退出)、會(huì)話建立以及會(huì)議結(jié)束等處理模塊。
(二)軟硬件與網(wǎng)絡(luò)條件
要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)視頻通信,需要一定的軟件和硬件設(shè)備作為支撐。
1.所需硬件環(huán)境。
要使用網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議,除了要有一臺(tái)較高性能的多媒體計(jì)算機(jī)或顯示屏外,還需要配備攝像頭、麥克風(fēng)、音箱或耳機(jī)等外部設(shè)備,其中最主要的設(shè)備為攝像頭,它是用來進(jìn)行視頻獲取的一個(gè)重要硬件,攝像頭分為模擬攝像頭和數(shù)字?jǐn)z像頭兩大類,前者捕獲的為模擬視頻信號(hào),需要將其輸入到視頻捕捉設(shè)備進(jìn)行數(shù)字化后方可轉(zhuǎn)換到計(jì)算機(jī)中使用。而數(shù)字?jǐn)z像頭可以直接捕捉影像,然后通過串、并口或者USB接口傳到計(jì)算機(jī)里。
2.所需軟件環(huán)境。
(1)操作系統(tǒng)軟件:目前絕大多數(shù)的網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議軟件都支持Windows98/Me/2000/XP/2003系統(tǒng),另外也可有一些視頻會(huì)議軟件支持在Linux等非Windows系統(tǒng)中運(yùn)行。
(2)網(wǎng)絡(luò)視頻軟件:要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議,必須借助于網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議軟件。網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議軟件支持點(diǎn)到多點(diǎn)的視頻會(huì)議應(yīng)用,即可以在用戶之間,也可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶進(jìn)行聯(lián)機(jī)視頻會(huì)議。
(3)其他軟件:音頻連接模塊、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、多媒體加速軟件、多媒體編碼/解碼軟件等。
3.承載網(wǎng)絡(luò)。
要在網(wǎng)絡(luò)視頻通信系統(tǒng)中使用視頻,用戶必須具有可供視頻流暢傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)鏈路,也就是說用戶必須具有足夠帶寬的局域網(wǎng)環(huán)境和寬帶接入Internet的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。
三、視頻通信系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
NetMeeting作為一款免費(fèi)網(wǎng)絡(luò)電話與協(xié)作辦公工具,它除了支持視頻、音頻的實(shí)時(shí)交流外,還提供了文檔與應(yīng)用程序共享、電子白板和遠(yuǎn)程桌面共享等多種功能,是一款用于網(wǎng)絡(luò)視頻通信的優(yōu)秀軟件,使用它我們可以輕松的進(jìn)行網(wǎng)上視頻通信。
(一)安裝視頻軟件
首先,檢查需要進(jìn)行視頻通信的系統(tǒng)中是否安裝了視頻軟件,如果沒有安裝,可以通過填加組件的形式進(jìn)行安裝。
(二)連接信息設(shè)置
確認(rèn)NetMeeting已經(jīng)安裝在系統(tǒng)后,單擊“開始”>“程序”>“附件”>“通信”>“NetMeeting”命令,啟動(dòng)程序。首次運(yùn)行NetMeeting,軟件會(huì)出現(xiàn)一個(gè)向?qū)?,要求用戶信息進(jìn)行簡單的設(shè)置,單擊“下一步”按鈕,輸入個(gè)人信息。接下來,向?qū)б笥脩粼O(shè)置網(wǎng)絡(luò)連接方式,可以根據(jù)具體的網(wǎng)絡(luò)連接情況選擇ADSL、局域網(wǎng)等。單擊“下一步”按鈕跳過NetMeeting服務(wù)器設(shè)置,此時(shí)向?qū)?huì)要求對計(jì)算機(jī)聲卡和麥克風(fēng)進(jìn)行測試。單擊“下一步”按鈕完成向?qū)е螅纯蛇M(jìn)入NetMeeting主界面。
(三)開始視頻通信
1.新建視頻通信。單擊“呼叫”“主持會(huì)議”命令新建一個(gè)視頻會(huì)議,在彈出的“主持會(huì)議”對話框中設(shè)置會(huì)議名稱(不能使用中文名)和密碼,然后,將“會(huì)議工具”中的“共享”、“聊天”、“白板”、“文件傳送”四個(gè)復(fù)選框全選上,單擊“確定”按鈕。
2.呼叫主機(jī)。建立會(huì)議后,與會(huì)的計(jì)算機(jī)即可呼叫主持會(huì)議的主機(jī),方法是單擊“呼叫”“新呼叫”命令,或單擊NetMeeting面板中的“呼叫”按鈕,打開發(fā)出“呼叫”的對話框,輸入IP地址,并單擊“呼叫”按鈕即可對主機(jī)進(jìn)行呼叫。3.接入驗(yàn)證。此時(shí),被呼叫方的計(jì)算機(jī)中會(huì)出現(xiàn)是否應(yīng)接呼叫的對話框,單擊“接受”按鈕。然后,撥入方計(jì)算機(jī)即可登錄會(huì)議,如果在“主持會(huì)議”對話框中設(shè)置了會(huì)議密碼,此時(shí)還會(huì)彈出一個(gè)對話框要求用戶提交驗(yàn)證密碼。
4.進(jìn)行視頻通信。各個(gè)不同地方的參與視頻通信的人員,只需要單擊主界面中的“開始視頻”按鈕,即可發(fā)送視頻流。將發(fā)言請求發(fā)送到中心站的服務(wù)器上,由主會(huì)場主持人來確定允許還是否定發(fā)言請求,一旦確定可以發(fā)言,即可實(shí)現(xiàn)通話。
(四)其他功能
NetMeeting界面下方有四個(gè)按鈕,分別對應(yīng)了“共享”、“聊天”、“白板”和“文件傳送”四項(xiàng)主要功能(這四項(xiàng)功能需要在會(huì)議屬性中啟用,否則在非會(huì)議中處于不可用狀態(tài)):
1.“共享”功能。通過共享功能可以便于同其他會(huì)議參加者在獲得授權(quán)后控制本地主機(jī)上的應(yīng)用軟件進(jìn)行演示與操作。
2.“聊天”功能。單擊“聊天”按鈕,NetMeeting會(huì)彈出一個(gè)聊天對話框,可以對所有或某一與會(huì)者發(fā)送聊天信息。
3.電子白板。系統(tǒng)提供多塊白板,與會(huì)人員都可通過白板進(jìn)行繪制矢量圖,可以進(jìn)行文字輸入、粘貼圖片等。在主控模式,主持可以禁止其他人使用白板。
4.傳送文件?!皞魉臀募惫δ苡脕碓谂c會(huì)者之間傳送與接收文件。使用方法比較簡單,只需單擊“文件傳送”按鈕并選擇需要傳送的文件即可。
四、結(jié)束語
隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和視頻通信技術(shù)的進(jìn)一步完善,視頻通信技術(shù)將越來越多地被人們利用到工作及生活中,甚至改變?nèi)藗兊纳詈凸ぷ鞣绞?。人們根?jù)自身對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量需求的不同,自由選擇傳輸方式及終端設(shè)備,更多的行業(yè)、企業(yè)、個(gè)人都將享受到視頻通信所帶來的便利。
2超寬帶無線接入技術(shù)
超寬帶是一類時(shí)域通信手段,其無線接入技術(shù)比普通科技手段的帶寬高,有著高速率、開支少、能耗少的優(yōu)勢。相比于傳統(tǒng)的無線通訊網(wǎng)絡(luò),這種技術(shù)無需載波,僅僅通過小周期的脈沖信號(hào)作為載體,以二進(jìn)制信號(hào)進(jìn)行傳輸。這種超寬帶信號(hào)的頻譜比較稀疏,信號(hào)強(qiáng)度是mW級別,能夠抵御強(qiáng)干擾信號(hào)。相比于CDMA框架,此通信系統(tǒng)更利于實(shí)現(xiàn),僅需較少的開支。
3未來無線通信領(lǐng)域的發(fā)展趨勢
3.1無線通信領(lǐng)域技術(shù)互補(bǔ)性日益明顯
無線通信技術(shù)種類逐漸增多,每種都有各自的優(yōu)劣勢與適用場合。3G相對適合于大范圍與城際漫游的數(shù)據(jù)傳輸需求,而無線局域網(wǎng)則適合于中距離范圍內(nèi)的信號(hào)傳輸,超寬帶技術(shù)適合于近距離、超高速的無線通訊。所以在發(fā)展無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的歷程中,我們應(yīng)當(dāng)依照不同消費(fèi)者的個(gè)性化需求,甄選出最適合的無線通訊手段,使得無線通信業(yè)務(wù)有著多元化未來,更好地處理移動(dòng)通信應(yīng)用中的各類難題。在不遠(yuǎn)的將來,無線寬帶接入技術(shù)仍會(huì)朝著高帶寬、大范圍傳輸?shù)姆较虿粩喟l(fā)展。未來仍有可能會(huì)孕育出更先進(jìn)的技術(shù)手段。現(xiàn)階段的無線寬帶接入技術(shù)應(yīng)用于受限條件下的高速度傳輸,其話音通訊性能仍然與公眾移動(dòng)通訊手段相距甚遠(yuǎn)。因此,我們應(yīng)著眼于未來,不斷挖掘其技術(shù)優(yōu)越性,彌補(bǔ)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用缺陷,以更好地服務(wù)大眾,同時(shí)避免資源浪費(fèi)。
3.2藍(lán)牙技術(shù)將革新無線通信業(yè)的發(fā)展
在藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展大潮中,眾多企業(yè)都在探究和制造以藍(lán)牙技術(shù)為主導(dǎo)的電子產(chǎn)品,譬如某集團(tuán)研制了以藍(lán)牙技術(shù)為基礎(chǔ)的無線耳機(jī)等。芯片設(shè)計(jì)研發(fā)團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)了在藍(lán)牙技術(shù)所需頻段內(nèi)的專用IC,同時(shí)配備了與之匹配的應(yīng)用硬件軟件套裝,便于其他客戶或應(yīng)用廠商可以快速掌握此芯片的應(yīng)用之道,并生產(chǎn)出以藍(lán)牙技術(shù)為本的新產(chǎn)品。除此之外,軟件開發(fā)企業(yè)研發(fā)出了大量適用于藍(lán)牙技術(shù)的軟件,被廣泛應(yīng)用于電腦、手機(jī)等。大部分電子產(chǎn)品都能借助藍(lán)牙技術(shù)以無線方式連接成網(wǎng)絡(luò),使人們可以自由地傳輸訊息。藍(lán)牙技術(shù)的產(chǎn)生推動(dòng)了無線通信業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展,計(jì)算機(jī)業(yè)和電器行業(yè)都得益于藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展,并加大了對藍(lán)牙技術(shù)開發(fā)的投資力度。
3.3無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的融合趨勢
3.3.1無線技術(shù)與蜂窩網(wǎng)技術(shù)的融合
為了完成其計(jì)費(fèi)與檢測功能,短距離無線通信技術(shù)被應(yīng)用于電子產(chǎn)品中。無線通信技術(shù)在近些年來迎來了更快速的發(fā)展,愈來愈多的短距離無線接入技術(shù)被應(yīng)用于社會(huì)生活的各個(gè)層面,譬如藍(lán)牙技術(shù)有效融合了短距離無線技術(shù)與蜂窩網(wǎng)技術(shù)。
3.3.2移動(dòng)通信技術(shù)和無線寬帶接入技術(shù)的融合
移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的發(fā)展成熟,與寬帶業(yè)務(wù)領(lǐng)域的拓寬,直接推動(dòng)了多種寬帶接入技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展。譬如無線局域網(wǎng)技術(shù)推動(dòng)了3G通訊技術(shù)的其他應(yīng)用。而且移動(dòng)通信技術(shù)和無線寬帶接入技術(shù)互惠互利,并在4G時(shí)代完美地融合成一個(gè)健全的系統(tǒng)。
本文作者:陳習(xí)權(quán)孫杰韓海林作者單位:浙江省計(jì)量科學(xué)研究院
反向射線跟蹤的三維路徑搜索
在建立城市小區(qū)地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,分別以基站天線和待測點(diǎn)所在位置為射線的起點(diǎn)和終點(diǎn),只要知道建筑物與建筑物上的鋁合金門窗及其外表面的長寬高等三維數(shù)據(jù)信息,并將其用作射線跟蹤算法中的相交測試,就可為輻射場強(qiáng)的計(jì)算提供所需的輻射射線的波程、角度和相位等信息??紤]到輻射信號(hào)的衰減,可忽略到達(dá)待測點(diǎn)幅值較小和對綜合場強(qiáng)影響較小的輻射射線,即忽略三次以上的反射及繞射傳播路徑的影響。反向射線跟蹤的三維路徑搜索算法主要包括直射、一次反射、一次繞射、一次反射加上一次繞射、一次繞射加上一次反射、二次反射、二次繞射。其中,直射是發(fā)射點(diǎn)到待測點(diǎn)間的視距傳播;一次反射是指發(fā)射點(diǎn)的射線遇到建筑物表面發(fā)生首次反射后剛好到達(dá)待測定點(diǎn);一次繞射是指發(fā)射點(diǎn)的射線遇到建筑物的邊緣棱線發(fā)生首次衍射后剛好到達(dá)待測點(diǎn);一次反射加上一次繞射是指發(fā)射點(diǎn)的射線遇到建筑物表面發(fā)生首次反射后剛好通過建筑物的邊緣棱線發(fā)生再次衍射后剛好到達(dá)待測點(diǎn);一次繞射加上一次反射是指發(fā)射點(diǎn)的射線遇到建筑物的邊緣棱線發(fā)生首次衍射后再通過建筑物表面發(fā)生反射并剛好到達(dá)待測定點(diǎn);二次反射是指發(fā)射點(diǎn)的射線連續(xù)兩次遇到建筑物表面發(fā)生兩次反射后剛好到達(dá)待測定點(diǎn);二次繞射是指發(fā)射點(diǎn)的射線連續(xù)兩次遇到建筑物的邊緣棱線發(fā)生兩次衍射后剛好到達(dá)待測點(diǎn)。運(yùn)用反向射線跟蹤算法進(jìn)行路徑搜索,最主要的是進(jìn)行射線與建筑物表面的求交運(yùn)算。采用基于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的二叉樹分區(qū)算法和八叉樹分區(qū)算法即可求得相應(yīng)的結(jié)果[9—13]。
結(jié)果和討論
以杭州市某小區(qū)移動(dòng)基站附近的輻射場強(qiáng)情況為例,首先對該小區(qū)的建筑物環(huán)境進(jìn)行三維系統(tǒng)建模,利用建筑物模型的三維數(shù)據(jù)信息進(jìn)行射線跟蹤的路徑搜索,并根據(jù)射線跟蹤搜索結(jié)果對小區(qū)不同空間分布點(diǎn)1—4進(jìn)行輻射場強(qiáng)的數(shù)值計(jì)算與仿真,合成場強(qiáng)計(jì)算結(jié)果如表2所示。為進(jìn)一步驗(yàn)證上述數(shù)值仿真計(jì)算的正確性,采用意大利PMM公司生產(chǎn)的PMM8053A型電磁輻射分析儀按測試標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行實(shí)測,實(shí)驗(yàn)期間天氣晴朗,測試時(shí)間為16:00—19:00,室外溫度13—21℃,相對濕度50%-70%,每個(gè)測試點(diǎn)重復(fù)測量10次,現(xiàn)場測量結(jié)果如下表2所示。軟件數(shù)值仿真計(jì)算結(jié)果和實(shí)地測量值的比較如圖3所示。通過上述軟件數(shù)值仿真計(jì)算結(jié)果和現(xiàn)場實(shí)測結(jié)果的對比分析,發(fā)現(xiàn)實(shí)測值與數(shù)值仿真計(jì)算結(jié)果較為接近,二者的變化趨勢也完全一致。該數(shù)值仿真計(jì)算方法可較好地滿足城市小區(qū)移動(dòng)通信基站附近電磁輻射場強(qiáng)理論預(yù)測的科學(xué)性要求,實(shí)踐證明其實(shí)用、正確、有效。該系統(tǒng)建模與數(shù)值仿真計(jì)算方法適合不同小區(qū)的輻射場強(qiáng)計(jì)算,但計(jì)算值與測量值有一定的誤差,可能由以下幾方面的原因造成:(1)在三維建模方面,考慮到計(jì)算時(shí)間和計(jì)算成本,忽略了建筑物表面的細(xì)節(jié)信息,可能會(huì)影響到系統(tǒng)的計(jì)算精度;(2)由于建筑物的材料比較復(fù)雜,而且分布不均勻,建筑物的等效電參數(shù)不易確定,也會(huì)影響到軟件預(yù)測的精確度;(3)忽略周圍汽車、電線桿等散射體影響也會(huì)給計(jì)算結(jié)果帶來一定的誤差;(4)天氣原因或者人為讀取數(shù)據(jù)的讀數(shù)誤差都可能造成測量值的誤差。但誤差是在允許范圍之內(nèi)(一般不超過±4dB),總體能很好地預(yù)測通信基站附近城市小區(qū)任意場點(diǎn)的電場強(qiáng)度。
我廠在2008年“5.12”特大地震發(fā)生后,微波站房屋損壞、電源中斷,蓄電池?fù)p壞,鐵塔傾斜;光纜全被打斷,通信機(jī)房倒塌等所有通信系統(tǒng)全部損壞。六月初首先在映站建立一個(gè)衛(wèi)星小站,在整個(gè)抗震救災(zāi)過程中,保障了通信暢通,使救災(zāi)工作得以順利進(jìn)行。但在使用過程中,該衛(wèi)星通信系統(tǒng)有明顯不足:①延時(shí)太大,無法及時(shí)進(jìn)行相互交流,讓人很難受;②經(jīng)常無故“死機(jī)”,需重新啟動(dòng)語音網(wǎng)關(guān)才能恢復(fù)正常通信;③小到中雨就中斷通信。雖然有這些缺點(diǎn),但是在震后,泥石流頻發(fā),通信線路經(jīng)常被打斷,或是道路被沖毀(故地埋通信光纜也不現(xiàn)實(shí)),危險(xiǎn)性太大根本無法架設(shè)線路,衛(wèi)星通信的優(yōu)勢就非常明顯地體現(xiàn)出來。在恢復(fù)重建中,這是一種不可或缺的重要通信手段,我們把缺點(diǎn)盡量進(jìn)行完善,來滿足人們的通信需求。比如延時(shí)大的問題,就可由雙跳改為單跳,延時(shí)就會(huì)明顯改善,讓人能夠接受。還有將天線尺寸加大,只要不是暴雨,通信還是能保障暢通。總之衛(wèi)星通信對震后恢復(fù)重建中的我廠來說,還是一種重要的通信方式,對及時(shí)了解災(zāi)情,指揮救災(zāi)能起到關(guān)鍵作用。
(1)通信和信息各自發(fā)展。上世紀(jì)60年代,電子計(jì)算機(jī)普及甚少,直到上世紀(jì)80年代才得到廣泛應(yīng)用。如電力網(wǎng)絡(luò)調(diào)度、電力網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化以及電力網(wǎng)絡(luò)控制等。電力企業(yè)信息系統(tǒng)也隨著通信系統(tǒng)的普及向網(wǎng)絡(luò)化和信息化發(fā)展。作為電力企業(yè)的首要發(fā)展戰(zhàn)略,信息化是進(jìn)一步融合管理、生產(chǎn)以及經(jīng)營的重要手段。在通訊領(lǐng)域方面,主要集中在數(shù)據(jù)通訊上,從由電力調(diào)度中心在承載網(wǎng)絡(luò)上尋找調(diào)度數(shù)據(jù)。隨著信息通信技術(shù)的大力推進(jìn),電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)承載了大量的業(yè)務(wù)信息。在不斷完善升級的同時(shí),以電力載波、衛(wèi)星通信以及無線通信等手段并存。
(2)信息通信融合發(fā)展迅猛。在電力行業(yè)內(nèi)部,信息通信發(fā)展成為支撐電力企業(yè)的重要支柱。但在客觀原則上也對電力企業(yè)提出了更多要求。在信息通信全球化融合的時(shí)代背景下,為電力信息通信提供契機(jī)的是智能網(wǎng)絡(luò),而智能網(wǎng)絡(luò)不能滿足電力企業(yè)的發(fā)展要求,這樣就進(jìn)一步促進(jìn)了信息通信融合。在此過程中,標(biāo)志信息通信融合的導(dǎo)火線是信息業(yè)務(wù)與光纖技術(shù)發(fā)展。
(3)信息通信深度融合是隨著外部信息通信融合而深度發(fā)展起來的。電力信息通信融合主要分三個(gè)階段,初步融合階段、深度融合階段以及智能企業(yè)階段。既能實(shí)現(xiàn)價(jià)值最大化,也能從根本上提升內(nèi)部管理能力。初步融合階段是建立投入信息調(diào)控中心的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)信息通信資源共享,完善搜索、錄入、輸出一體化的管理體系。建立統(tǒng)一的服務(wù)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)、客戶統(tǒng)一管理。提高故障反饋速度和應(yīng)變處理能力,更有效率地為客戶服務(wù)。在業(yè)務(wù)整合階段,實(shí)現(xiàn)通信信息專業(yè)管理,不僅繞實(shí)現(xiàn)管理專業(yè)化也要在整合信息通信業(yè)務(wù)資源的同時(shí)實(shí)現(xiàn)管理扁平化。因?yàn)榧夹g(shù)融合之后首先要考慮的問題就是如何管理新系統(tǒng)系,如何維持信息通信正常運(yùn)行。因此,信息通信專業(yè)融合是運(yùn)行體系上的優(yōu)勢與優(yōu)勢融合,逐步從協(xié)調(diào)配合向流程協(xié)作轉(zhuǎn)變。
(4)建立統(tǒng)一的信息通信調(diào)度室,讓監(jiān)控人員集中并實(shí)現(xiàn)監(jiān)控信息化、一體化。加強(qiáng)信息通信聯(lián)動(dòng)能力,當(dāng)信息系統(tǒng)由通信系統(tǒng)承載時(shí),應(yīng)及時(shí)向信息系統(tǒng)匯報(bào)。在統(tǒng)一運(yùn)行調(diào)度過程中,實(shí)現(xiàn)三級通信管理模式。做到統(tǒng)一指揮統(tǒng)一控制。加強(qiáng)信息通信系統(tǒng)檢修維護(hù)工作,增加控制系統(tǒng)的巡查時(shí)間,實(shí)現(xiàn)各個(gè)通信網(wǎng)點(diǎn)巡視可視化,做到可視化監(jiān)督,提升管理效率。
(2)對狀態(tài)檢修的評價(jià)不容忽視,需合理制定評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),建立健全設(shè)備運(yùn)行狀況評價(jià)體系,并實(shí)現(xiàn)與檢測、診斷系統(tǒng)的融合。
(3)實(shí)現(xiàn)電力通信設(shè)備故障輔助分析及檢修策略建議體系,故障發(fā)生后保證系統(tǒng)可自動(dòng)做出初步診斷,并利用診斷功能對故障進(jìn)行分析,最終得出處理方案,為工作人員提供有效的策略。
(4)為提供更強(qiáng)的技術(shù)支持,還應(yīng)建立起網(wǎng)絡(luò)專家?guī)?,將與系統(tǒng)有關(guān)的知識(shí)存入數(shù)據(jù)庫,包括設(shè)備的使用維護(hù)方法、典型問題及常見故障的處理方法、實(shí)際案例等內(nèi)容。在發(fā)生事故后,可查找類似案件,借鑒其解決方案,提高辦事效率。
2狀態(tài)檢修系統(tǒng)中的關(guān)鍵
狀態(tài)檢修是以狀態(tài)評價(jià)為前提,并結(jié)合設(shè)備分析診斷結(jié)果等因素加以考慮,然后做出時(shí)間及項(xiàng)目安排的一種主動(dòng)檢修方式。傳統(tǒng)的檢修方法只能反映檢修時(shí)設(shè)備的狀態(tài),比較片面。而狀態(tài)檢修則是對整個(gè)過程的監(jiān)測。某供電公司根據(jù)狀態(tài)檢修方式設(shè)計(jì)的信息通信設(shè)備系統(tǒng)狀態(tài)檢修流程圖,如圖1所示,包括了基本信息、巡視數(shù)據(jù)、在線監(jiān)測系統(tǒng)等諸多內(nèi)容,與傳統(tǒng)的檢修方式比自然更加科學(xué),但同時(shí)也帶來了新的問題,例如如何有效處理海量數(shù)據(jù)、如何將處理后得到的設(shè)備數(shù)據(jù)用于狀態(tài)評價(jià)服務(wù)等。為解決這兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn),在此建立相適應(yīng)的數(shù)據(jù)處理模型和評價(jià)模型,并對其可行性加以驗(yàn)證。假設(shè)狀態(tài)檢修周期是一個(gè)月,計(jì)算周期是一天。
3數(shù)據(jù)處理模型分析
針對不同的設(shè)備,評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也各有差異。為全面反映設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中含有多項(xiàng)指標(biāo),均有專家系統(tǒng)為其打出的分值。在此將指標(biāo)主要分為兩大類,一是連續(xù)變化型,二是開關(guān)型。
3.1面積法
先將周期內(nèi)采集的所有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為面積數(shù)據(jù),將其作為評價(jià)模型的輸入。此方法主要用于連續(xù)變化型指標(biāo)的處理。通過在線監(jiān)測系統(tǒng)將監(jiān)測數(shù)據(jù)生成統(tǒng)計(jì)曲線,可反映指在特定階段內(nèi)的運(yùn)行狀況;而后挑選設(shè)備的一個(gè)指標(biāo),將其評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)曲線置于同一個(gè)坐標(biāo)系中,以方便觀察分析。評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)會(huì)將曲線劃分為兩部分,只考慮能夠表示設(shè)備超標(biāo)運(yùn)行的異常面積。面積越大、異常時(shí)間越久,表明設(shè)備超標(biāo)越嚴(yán)重,則評價(jià)時(shí)給的分?jǐn)?shù)就低;相反,超標(biāo)越輕,得分越多??筛鶕?jù)實(shí)際運(yùn)行的異常面積在最大異常面積占的比重衡量設(shè)備指標(biāo)的異常程度。通常需要考慮兩種情況,即當(dāng)某一指標(biāo)有且只有一條評判標(biāo)準(zhǔn)線和某一指標(biāo)有多條評判標(biāo)準(zhǔn)線。此外,設(shè)備在實(shí)際工作時(shí),隨著時(shí)間的變動(dòng),電力系統(tǒng)負(fù)荷也在起伏變動(dòng)。這必然會(huì)影響到信息通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)流量,所以就同一個(gè)指標(biāo)而言,在其不同的運(yùn)行階段,應(yīng)制定相適應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)變化的幅值與時(shí)間區(qū)間可參考電力系統(tǒng)負(fù)荷曲線、系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)以及各通信設(shè)備運(yùn)行特點(diǎn)而具體確定。須注意的是,在求面積時(shí),還應(yīng)觀察設(shè)備指標(biāo)是否長時(shí)間運(yùn)行在規(guī)定的最高告警線上方。并根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)一個(gè)合理的值,一旦超過此值,必須提出緊急告警,并予以相應(yīng)的處理。
3.2統(tǒng)計(jì)方法
適用于開關(guān)型指標(biāo)。該方法具有離散性,所以不適宜采用曲線模型處理,可借助概率統(tǒng)計(jì)的方法加以處理。即將周期內(nèi)采集的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換為概率,作為評價(jià)模型的輸入。同時(shí)規(guī)定采集結(jié)果為真時(shí),其值為1,否則為0。該方法有兩個(gè)步驟,先求取參考值,然后確定處理結(jié)果。
4模型可行性的驗(yàn)證
采用的是自2012年05月20日到2012年06月20日的CPU利用率數(shù)據(jù)。已知評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為設(shè)備CPU平均利用率高于60%的部分越限越多扣越多,嚴(yán)重故障警戒為90%,該指標(biāo)滿分5分。經(jīng)過對所有指標(biāo)模型的實(shí)際校驗(yàn),本文提出模型均符合現(xiàn)有實(shí)際系統(tǒng),能夠滿足信息和通信系統(tǒng)狀態(tài)檢修的基本要求。但必須經(jīng)過長期實(shí)際運(yùn)行檢驗(yàn),不斷修正參數(shù)和完善模型,最終才能達(dá)到更加符合實(shí)際、更加精確的評價(jià)效果。
1.1OTE-DTR收發(fā)信機(jī)運(yùn)行注意事項(xiàng)
1)自檢完畢后校波檢查電臺(tái)接收、發(fā)射是否正常;2)機(jī)房應(yīng)配備交、直流電源或UPS供電(油機(jī)發(fā)電機(jī)可作為應(yīng)急手段);3)接地電阻:小于4Ω;4)避雷:根據(jù)傳輸情況進(jìn)行信號(hào)防雷,電源和天饋系統(tǒng)要采取防雷措施;5)電磁環(huán)境應(yīng)符合相關(guān)要求。
1.2VHF通信設(shè)備干擾分析
由于受本身技術(shù)指標(biāo)和電子元件及架設(shè)密度、周圍電磁環(huán)境影響,VHF通信設(shè)備會(huì)產(chǎn)生許多干擾,往往影響正常飛行通信。干擾主要有互調(diào)干擾、寄生輻射干擾、接收機(jī)寄生響應(yīng)干擾和電磁環(huán)境干擾等。
1.2.1消除或減輕互調(diào)干擾
1)提高輸入回路的選擇性,盡可能地不讓干擾信號(hào)進(jìn)入接收機(jī)的射頻放大級;2)接收機(jī)的射頻放大級的增益,不宜超過所必須的值;3)合理選擇射頻放大級,混頻級的工作狀態(tài)。
1.2.2消除或減輕寄生輻射干擾
1)選用濾波性能高的濾波器;2)在選擇電臺(tái)時(shí),注意其技術(shù)指標(biāo)應(yīng)選用寄生輻射衰減值高的電臺(tái);3)改善調(diào)制器的調(diào)制特性,選用高主振頻率減少倍頻次數(shù),在倍頻器后設(shè)置緩沖放大器。
1.2.3消除或減輕接收機(jī)寄生響應(yīng)干擾
1)改善接收機(jī)本振頻譜不純的毛病,以提高接收機(jī)的選擇性;2)使用高性能的螺旋濾波器來增加損耗,使干擾信號(hào)無法通過;3)架設(shè)電臺(tái)的間隔距離盡可能遠(yuǎn),試驗(yàn)表明當(dāng)寄生響應(yīng)50dB時(shí),出現(xiàn)50個(gè)寄生頻率響應(yīng)點(diǎn),如果干擾電臺(tái)和擾電臺(tái)進(jìn)一步靠近時(shí),干擾到擾電臺(tái)的電平大于50dB而為100dB時(shí)則出現(xiàn)的寄生頻率點(diǎn)有可能為100個(gè),雖然并不是成線性關(guān)系,但是無疑距離越近危害程度越大。
1.3VHF通信設(shè)備故障分析
VHF通信系統(tǒng)中出現(xiàn)故障時(shí),首先對其出現(xiàn)故障產(chǎn)生的原因和故障部位的準(zhǔn)確判定。主要根據(jù)是設(shè)備中所設(shè)置的各種告警指示,有的故障需要從多個(gè)告警指示中進(jìn)行綜合分析才能確定故障部位。以K/TGR143型對空臺(tái)為例,其設(shè)有機(jī)內(nèi)自檢測裝置,能查找到模塊級,各模塊均設(shè)置了一些檢測點(diǎn)。故障指示將以點(diǎn)號(hào)形式出現(xiàn)。但有時(shí)故障可能涉及一組模塊,這就要求作進(jìn)一步分析。根據(jù)長期以來故障現(xiàn)象及排故經(jīng)驗(yàn)積累,現(xiàn)總結(jié)如下:1)開機(jī)后頻率無法固定,跑頻。分析:頻合失鎖。措施:更換備用頻合板。2)發(fā)射功率為19W。分析:機(jī)內(nèi)自保護(hù)電路已啟動(dòng),判斷某功率放大器出現(xiàn)故障,引起電路平衡保護(hù)。措施:更換功放板。3)工作1小時(shí)后突然斷電且無任何指示,反復(fù)開啟電源依然無指示。分析:檢查保險(xiǎn)絲,無損壞;檢查交流開關(guān)輸入、輸出均正常;測試電源濾波器,輸出端無電壓輸出,短接后機(jī)器工作正常,為電源濾波器故障。措施:更換電源濾波器,維修后烤機(jī)三天,正常。4)轉(zhuǎn)換波道,電臺(tái)無反應(yīng)。分析:檢查“本控/遙控”設(shè)置,正確,判斷頻率合成器故障。措施:更換頻合板。5)電臺(tái)自檢測顯示3-4。分析:根據(jù)故障診斷表,判斷為頻合充電池故障。措施:更換新鋰電池。
1.4維護(hù)管理
通信設(shè)備維護(hù)是指現(xiàn)有通信設(shè)備功能性檢查和保養(yǎng)。首先要求維護(hù)人員對設(shè)備有充分的了解,切實(shí)掌握VHF通信系統(tǒng)工作原理、告警功能及引起的原因、各種基本參數(shù)數(shù)據(jù)正常數(shù)值等,以便在發(fā)生故障時(shí)能迅速判定故障部位,及時(shí)排除,保證通信設(shè)備正常運(yùn)行。其次,在維護(hù)現(xiàn)場必須配備有必要的維護(hù)儀表。例如萬用表、綜合測試儀等。在日常工作中,應(yīng)進(jìn)行設(shè)備所需的外部條件檢查巡視:機(jī)房溫度、濕度、電源電壓、設(shè)備環(huán)境衛(wèi)生等;利用收、發(fā)信機(jī)面板上的測試功能,檢查設(shè)備的功率、調(diào)制度等參數(shù),并向指揮員詢問設(shè)備使用情況。按各型號(hào)通信設(shè)備技術(shù)手冊要求,通信設(shè)備維護(hù)定義為月維護(hù)和季維護(hù)。月維護(hù)一般安排在當(dāng)月20日至30日,季維護(hù)一般安排在季度末20日至30日,具體時(shí)間視飛行任務(wù)具體情況來定。月維護(hù)主要對VHF通信設(shè)備進(jìn)行一般功能性檢查、清潔等工作,使設(shè)備無塵土、無污垢、無故障隱患,保持正常工作狀態(tài)。主要維護(hù)工作內(nèi)容有:1)對收發(fā)信機(jī)、遙控臺(tái)、濾波器表面進(jìn)行清潔;2)檢查主機(jī)、遙控臺(tái)、天線、電纜間交連是否良好;3)檢查收發(fā)信機(jī)及遙控臺(tái)保險(xiǎn)絲是否良好;4)檢查主機(jī)及遙控臺(tái)面板按鈕、旋鈕開關(guān)是否確實(shí)有效,話筒、耳機(jī)及揚(yáng)聲器是否良好;5)檢查主機(jī)及遙控臺(tái)面板顯示器、開關(guān)轉(zhuǎn)換、頻貯預(yù)置是否良好;6)相關(guān)指標(biāo)符合規(guī)定;7)試機(jī)校波是否正常。通信設(shè)備季維護(hù)工作由維護(hù)負(fù)責(zé)人制定維護(hù)方案、重點(diǎn)要領(lǐng)提示、風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)及其預(yù)防措施,包括月維護(hù)內(nèi)容及主要設(shè)備性能檢查,如發(fā)射功率、失真度、調(diào)制度、接地電阻等技術(shù)指標(biāo),主要維護(hù)工作內(nèi)容有:1)完成月維護(hù)工作內(nèi)容;2)電臺(tái)進(jìn)行自檢測(顯示正常);3)接地電阻的檢測(<10Ω);4)使用綜合測試儀,測試接收機(jī)靈敏度(一般<2μν);測試發(fā)射機(jī)功率、調(diào)制度(一般≥70%)、失真度(≤10%);試機(jī)校波是否正常。在維護(hù)過程中,要對設(shè)備重要參數(shù)數(shù)據(jù)做詳細(xì)記錄,與前次維護(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對,更好掌握每部設(shè)備性能的變化。通過對VHF通信設(shè)備進(jìn)行固定的月、季維護(hù)并將維護(hù)做到規(guī)范、高效,最大限度保證整個(gè)地空通信系統(tǒng)的正常工作及可靠運(yùn)行。
據(jù)中國移動(dòng)綜合部的孫佰介紹,中國移動(dòng)2006年保有基站約25萬個(gè),至2007年,基站數(shù)目就已達(dá)30.7萬個(gè)?;緮?shù)量的激增,加大了對能源的消耗,根據(jù)中國移動(dòng)內(nèi)部提供的耗能分析圖表顯示,目前基站耗能占據(jù)73%,這其中基站主設(shè)備耗電占據(jù)51%,基站空調(diào)耗電占據(jù)46%,其他配套設(shè)備耗電3%。
可見,若想從根本上降低基站耗電,節(jié)約運(yùn)營成本,只有從機(jī)房主設(shè)備和空調(diào)入手。目前,通過空調(diào)乙二醇雙冷等技術(shù)已經(jīng)可以充分降低空調(diào)耗能,所以,基站主設(shè)備節(jié)能成為最大的突破口,也是運(yùn)營商關(guān)注的重點(diǎn)。
節(jié)能不能只關(guān)注基站功耗
事實(shí)上,通過對移動(dòng)運(yùn)營商生產(chǎn)需求分析,設(shè)備制造商很早就意識(shí)到基站節(jié)能對于運(yùn)營商運(yùn)維成本降低的重要性,目前已經(jīng)出現(xiàn)了很多成熟產(chǎn)品。
由于實(shí)力和經(jīng)驗(yàn)相當(dāng),目前各大設(shè)備商使用的節(jié)能技術(shù)和節(jié)能方案差別不大,主要集中提升基站功放能效,采用節(jié)能軟件降低基站運(yùn)行能耗,各類綠色潔凈能源的采用(如風(fēng)能、太陽能、生物能源等)、改進(jìn)基站站點(diǎn)設(shè)計(jì)等。
目前,這三家設(shè)備制造商的最新主打基站產(chǎn)品都在采用較為先進(jìn)的多載波功放技術(shù)(MCPA),可以大幅度降低每載頻的能耗。根據(jù)資料顯示,通過采用雙密度載頻,S4/4/4配置的GSM基站能耗從1800W迅速降到1000W左右,能耗節(jié)省高達(dá)40%以上。據(jù)華為中國區(qū)無線Mar-keting部CTO周建國表示,目前華為已經(jīng)實(shí)現(xiàn)在單模塊內(nèi)最多支持6個(gè)載頻,正在四川、青海等地進(jìn)行測試和商用驗(yàn)證。愛立信也正在開發(fā)這樣的基站,據(jù)介紹,對比2載頻,這種新技術(shù)將節(jié)能40%以上。
目前運(yùn)營商在進(jìn)行節(jié)能測試時(shí),過多地將目光集中在單一設(shè)備功耗上,而沒有從基站整體考慮能耗。“這種方式是不合理的,有些時(shí)候盡管產(chǎn)品功放效率較高,但如果基站的整體設(shè)計(jì)不好,很可能要達(dá)到同樣的通信質(zhì)量和覆蓋范圍,設(shè)備能耗一樣很高。”愛立信無線解決方案專家章正珊表示。但好在目前,中國移動(dòng)設(shè)計(jì)院已經(jīng)意識(shí)到基站節(jié)能不能只關(guān)注功放,還要關(guān)注整體基站設(shè)計(jì)。
由于分布式基站4載頻配置下平均能耗僅550W,基帶與射頻單元之間采用光纖傳輸,無饋線損耗,覆蓋效果與傳統(tǒng)宏基站相當(dāng),自然散熱技術(shù)則省去了溫控能耗,且占地面積小,安裝快捷,能夠廣泛應(yīng)用于室內(nèi)覆蓋、城區(qū)選址困難區(qū)域、熱點(diǎn)覆蓋等場景。由于分布式基站具有如此多的優(yōu)勢,中國移動(dòng)已經(jīng)明確表示,會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大分布式基站的應(yīng)用場景,目前愛立信、華為正在內(nèi)蒙古、廣東、貴州、四川等地進(jìn)行測試和驗(yàn)證。
軟件節(jié)能優(yōu)于硬件
降低設(shè)備的載頻能夠有效降低功耗,于是出現(xiàn)很多運(yùn)維人員通過長時(shí)期觀測載頻使用情況,人為在“閑時(shí)”開關(guān)載頻來達(dá)到節(jié)能的現(xiàn)象,雖然效果顯著,但這樣既浪費(fèi)人力,同時(shí)也大大降低了基站的應(yīng)急能力。
目前各大廠商提供的節(jié)能軟件改變了這種情況,讓老舊基站煥發(fā)出新的節(jié)能活力。通過負(fù)載平衡能耗,在閑時(shí)將設(shè)備設(shè)定為節(jié)能狀態(tài),當(dāng)話務(wù)量突增時(shí),可以自動(dòng)轉(zhuǎn)化為正常狀態(tài)。章正珊表示,愛立信的“PowerSaving”軟件解決方案可以根據(jù)話務(wù)量的變化自動(dòng)對實(shí)際需要的載頻數(shù)量進(jìn)行控制,從而達(dá)到降低基站能耗的目的,該功能可以應(yīng)用于愛立信1994年后出產(chǎn)的所有基站產(chǎn)品上。而華為的綠色節(jié)能軟件已經(jīng)能夠達(dá)到時(shí)隙開關(guān),主要應(yīng)用在華為GSM3012、3006G等主打產(chǎn)品上。諾基亞的NetActServiceQualityManager也有相同的功效。
對于移動(dòng)運(yùn)營商來說,相對于硬件的投入,軟件的投入可以有效解決現(xiàn)有基站的節(jié)能問題,同時(shí)具有成本低,便于維護(hù)等特點(diǎn),可以說是運(yùn)營商最佳節(jié)能投入。另外,新能源的應(yīng)用對于基站的穩(wěn)定性提出了更高的要求,風(fēng)能和太陽能等不穩(wěn)定電力源,要求基站設(shè)備能夠有更強(qiáng)壯的生命力。具周建國介紹,目前中國移動(dòng)“綠色行動(dòng)計(jì)劃”已經(jīng)選擇了愛立信和華為在內(nèi)蒙古等省市,針對太陽能的基站展開測試,檢驗(yàn)基站設(shè)備的穩(wěn)定性。
網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)備功耗同等重要
在整體網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃上,專家提出了“需求-設(shè)計(jì)-研發(fā)-制造-供應(yīng)鏈-部署-回收-需求”等閉環(huán)周期節(jié)能系統(tǒng),如華為的“E2E綠色設(shè)計(jì)方案”、愛立信的LCA綠色計(jì)劃等計(jì)劃也都是全生命周期評估的典范。
有著豐富工程經(jīng)驗(yàn)的章正珊認(rèn)為,基站節(jié)能的重點(diǎn)不應(yīng)放在基站技術(shù)的升級上,而是應(yīng)該放在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中?!耙粋€(gè)好的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃,在不影響用戶通話質(zhì)量和減少覆蓋的基礎(chǔ)上,可以最大限度地減少基站數(shù)量。這對于運(yùn)營商來說,不但可以減少初期成本投入,同時(shí)也可以減少后期維護(hù)成本?!?/p>
據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)估計(jì),讓一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)專家從最初即參與整體網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃,可以將無線站點(diǎn)的數(shù)量減少30%~50%。
按目前網(wǎng)絡(luò)基站設(shè)備2.5KW(GSM、CDMA基站平均能耗)來計(jì)算,每減少一個(gè)基站,每年可以減少耗能21900度電。
但是目前運(yùn)營商還沒有完全認(rèn)識(shí)到網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃在節(jié)能減排工作中的重要性,曾有中國聯(lián)通地方運(yùn)維人員對記者抱怨:“節(jié)能減排不能光靠在后期運(yùn)維上下功夫,運(yùn)維能夠減少的能耗很少。節(jié)能減排要從新建基站網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃抓起。由于沒有良好的規(guī)劃,造成現(xiàn)在后期維護(hù)上能源消耗過多的現(xiàn)象還很多?!?/p>
在中國移動(dòng)“綠色行動(dòng)計(jì)劃”重點(diǎn)工作矩陣圖中,可以看出他們并沒有將網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃作為降低能耗的主要領(lǐng)域。業(yè)內(nèi)專家解釋說,由于這種方式的可實(shí)施難度大,投入規(guī)劃成本大等問題,還是需要市場的考驗(yàn)。
向無空調(diào)基站挑戰(zhàn)
據(jù)統(tǒng)計(jì),溫度從24度上調(diào)到28度時(shí),基站節(jié)能效果將提高3%~8%。但是在目前的基站內(nèi),都有最高溫度上限的設(shè)置,不能輕易調(diào)高基站溫度。
中國移動(dòng)綠色行動(dòng)計(jì)劃負(fù)責(zé)人秦光澤對記者表示,現(xiàn)在的基站設(shè)備已經(jīng)能夠適應(yīng)普通的高溫運(yùn)行,之所以設(shè)定基站頂限溫度——25℃,主要是考慮不影響基站內(nèi)蓄電池的壽命,蓄電池在高溫下不能正常運(yùn)行,如遇斷電等情況,會(huì)對網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行帶來威脅。
引言
鐵路部門的雨量監(jiān)測是有關(guān)鐵路安全的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。由雨量過多引起的洪水會(huì)影響鐵路路基,引發(fā)列車交通事故。因此,為了確保交通命脈的安全,應(yīng)及時(shí)將鐵路沿線的雨量反饋至鐵路管理部門。過去雨量監(jiān)測是由各站點(diǎn)人工抄記雨量監(jiān)測儀表數(shù)據(jù),再匯總鐵路管理部門。顯然信息傳送不及時(shí),且存在人為因素,備案困難。
微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的提高,使得各種信息采集的自動(dòng)化、實(shí)時(shí)性變?yōu)榭赡?。作者成功地運(yùn)用微型計(jì)算機(jī)和單片機(jī)組成主從式微機(jī)網(wǎng)絡(luò),將鐵路雨量監(jiān)測構(gòu)成一個(gè)分布式雨量監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)將單片機(jī)雨量監(jiān)測儀采集的數(shù)據(jù),自動(dòng)地由MODEM匯集到系統(tǒng)主計(jì)算機(jī),從而使幾百公里長的遠(yuǎn)程通信既經(jīng)濟(jì)又可靠,大大提高了鐵路部門抗災(zāi)的能力。
一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
雨量監(jiān)測系統(tǒng)是由微型計(jì)算機(jī)和單片機(jī)組成的主從式微機(jī)網(wǎng)絡(luò)。以單片機(jī)為核心的雨量監(jiān)測儀分布在鐵路各站點(diǎn)。該儀器功能有采集雨量、存儲(chǔ)雨量信息、雨量報(bào)警、現(xiàn)場雨量曲線打印以及通信。管理部門以個(gè)人計(jì)算機(jī)為系統(tǒng)主機(jī)。雨量監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
從圖1中看出系統(tǒng)主機(jī)直接與單片機(jī)建立通信聯(lián)系。由于各站點(diǎn)遠(yuǎn)離系統(tǒng)主機(jī),在不附加外部連線等硬件設(shè)施基礎(chǔ)上,利用單片機(jī)加MODEM方式以及電話線實(shí)現(xiàn)單片機(jī)遠(yuǎn)程。系統(tǒng)主機(jī)可對各站部的單片機(jī)雨量監(jiān)測儀進(jìn)行各種設(shè)置及數(shù)據(jù)采集,單片機(jī)雨量監(jiān)測儀根據(jù)雨量情況也可自動(dòng)向系統(tǒng)主機(jī)發(fā)送當(dāng)前雨量數(shù)據(jù),這樣就可做到及時(shí)提供現(xiàn)場的雨量情況。
二、單片機(jī)雨量監(jiān)測儀及其遠(yuǎn)程通信
各站點(diǎn)的雨量監(jiān)測儀以8051系列單片機(jī)為CPU,輔以定制的液晶顯示器、SRAM、熱敏式繪圖儀、雨量傳感器等,其原理框圖如圖2所示。圖中W87E58是MCU,它兼容MCS-51單片機(jī)并具有32KB片內(nèi)EEPROM。
單片機(jī)遠(yuǎn)程通信由ST16C450連接MODEM實(shí)現(xiàn)。ST16C450是一種通用異步接收發(fā)送器,內(nèi)部有10個(gè)寄存器,其中有MODEM控制寄存器和MODEM狀態(tài)寄存器。MCU通過這2個(gè)寄存器的操作實(shí)現(xiàn)對MODEM的控制并了解MODEM的工作狀態(tài),從而順利進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。ST16C450進(jìn)行通信前首先要對其進(jìn)行初始化,即設(shè)置波特率、通信數(shù)據(jù)格式、是否使用中斷等。ST16C450初始化后可采用程序查詢或中斷方式進(jìn)行通信。
MODEM的使用主要有以下4個(gè)操作:
①初始化MODEM;
②撥號(hào);
③應(yīng)答到來的呼叫;
④掛斷線路,使MODEM回到AT命令狀態(tài)。
MODEM的控制由HayesAT命令集完成,程序可直接發(fā)送(以AT字符開始再加命令和參)數(shù)給MODEM。但是,AT命令無法完成系統(tǒng)間的文件傳送,發(fā)送或接收文件必須由通信軟件按預(yù)先規(guī)定的通信協(xié)議完成。
MODEM初始化命令串"AT&FS0=3","&F"重置MODEM,"S0=3"表示應(yīng)答鈴響3次。雨量監(jiān)測儀MODEM初始化子程序如下:
MSTR:MOVR4,#0
MST0:MOVDPTR,#P3FE;MODEM狀態(tài)寄存器地址
MST1:MOVXA,@DPTR
ANLA,#30H
CJNEA,#30H,MST1
MOVDPTR,#P3FD;通信線狀態(tài)寄存器
MST2:MOVXA,@DPTR
JNBACC.5,MST2
MOVDPTR,#MTAB
MOVA,R4
MOVCA,@A+DPTR
JZMST3
MOVDPTR,#P3F3;數(shù)據(jù)發(fā)送保持寄存器
MOVX@DPTR,A
INCR4
SJMPMST0
MST3:RET
MTAB:DB41H,54H,26H,53H,30H,3DH,33H
DB0DH,0;AT&FS0=3
子程序執(zhí)行后MODEM應(yīng)答"OK",表示初始化完成。
MODEM撥號(hào)命令串"ATDTxxxxx",xxxxx是電話號(hào)碼;撥號(hào)成功時(shí)MODEM將應(yīng)答以"CONNECT"字符開始的字符串。單睡機(jī)與系統(tǒng)主機(jī)連接完成后,按通信協(xié)議所規(guī)定的數(shù)據(jù)串通信交換數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)通信結(jié)束后,程序發(fā)送掛斷線路命令串"+++ATH0",MODEM自動(dòng)斷線,從而完成1次通信。
三、系統(tǒng)主機(jī)與雨量監(jiān)測儀的通信
系統(tǒng)主機(jī)軟件用VB5.0編制,運(yùn)行于Windows95環(huán)境。整個(gè)軟件由通信、日報(bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表、設(shè)定、曲線圖、報(bào)警等模塊組成,操作平臺(tái)如圖3所示。主機(jī)可與30個(gè)站點(diǎn)的雨量監(jiān)測儀連接。
程序中使用MSComm控件,通過向連接在串行口上的MODEM發(fā)送AT命令來控制。主機(jī)通信狀況分為2類:主動(dòng)通信和被動(dòng)通信。下面分別加以介紹。
1.主動(dòng)通信
主機(jī)向站點(diǎn)雨量監(jiān)測儀傳送報(bào)警設(shè)定值及收集當(dāng)天或前天的雨量數(shù)據(jù)時(shí)稱為主動(dòng)通信。電話圖標(biāo)表示各站點(diǎn)的雨量監(jiān)測儀,一旦被選中,程序就發(fā)出"ATDTxxxxx"撥號(hào)命令,雨量監(jiān)測儀MDOEM處于自動(dòng)應(yīng)答方式被連接。MODEM連接成功后,主機(jī)會(huì)收到"CONNECT4800"信息,此時(shí),主機(jī)就可以向站點(diǎn)發(fā)送命令和數(shù)據(jù)串。如果站點(diǎn)接收到正確數(shù)據(jù),根
據(jù)命令代碼(由通信協(xié)議規(guī)定)就可知道主機(jī)是要設(shè)定參數(shù)還是要收集當(dāng)天或前天的雨量數(shù)據(jù)。若是收集雨量數(shù)據(jù),站點(diǎn)雨量監(jiān)測儀將雨量數(shù)據(jù)傳送給主機(jī);主機(jī)收到站點(diǎn)正確的雨量數(shù)據(jù)后,向MODEM發(fā)送"+++ATH0"離線掛機(jī)命令,結(jié)束本次通信。
主站發(fā)送的數(shù)據(jù)串里包括站點(diǎn)號(hào)、通信代碼、當(dāng)前日期和時(shí)間、警戒值及校驗(yàn)和等信息。用@K和@J作為開始和結(jié)束標(biāo)志。
下面是主動(dòng)通信的主要源程序:
PrivateSub主動(dòng)通信(發(fā)送代碼)
Dimi,j,ss,FsStr,ret
設(shè)置充許通信False
Fori=0T029''''工區(qū)數(shù)
If工區(qū)選中(i)Then
顯示信息"撥號(hào)到"+工區(qū)名(i)+"..."
FsStr="ATDT"+電話號(hào)碼(i)+vbCr
''''撥號(hào)的AT命令
ret=發(fā)送AT命令(FsStr,"CONNECT",60000)
''''發(fā)送撥號(hào)命令,限時(shí)60s
Ifret="正常"Then
FsStr=Format(i,"00")+發(fā)送代碼
''''發(fā)送字符串組合
FsStr=FsStr+Format(Now,"yymmddhhmmss")
FsStr=FsStr+設(shè)定值
FsStr=FsStr+計(jì)算累加和(FsStr)
FsStr="@K"+FsStr+"@J"
ret=發(fā)送AT命令(FsStr,"@J",5000)
''''發(fā)送數(shù)據(jù),等待接收串結(jié)束符@J
IfInStr(接收串,"@KCUO@J")Then
''''收到下位機(jī)的返回是"錯(cuò)"
顯示"返回有錯(cuò)."信息處理
Else
處理接收串''''下位機(jī)接收正確
EndIf
顯示"掛機(jī)..."信息處理
ret=發(fā)送AT命令("+++","OK",3000)
''''掛機(jī),等待OK,限時(shí)3S
ret=發(fā)送AT命令("ATH0"+vbCrLf,"OK",3000)
EndIf
EndIf
Nexti
EndSub
2.被動(dòng)通信
當(dāng)站點(diǎn)監(jiān)測到雨量超過警戒值時(shí),就主動(dòng)撥號(hào)給主機(jī),對主機(jī)而言就是被動(dòng)通信。平時(shí)主機(jī)MODEM也處于自動(dòng)應(yīng)答狀態(tài),隨時(shí)可以接收站點(diǎn)呼叫。主機(jī)程序接收到正確數(shù)據(jù)串后,將數(shù)據(jù)記錄到相應(yīng)文件中保存,點(diǎn)亮操作平臺(tái)上該站點(diǎn)的報(bào)警指示燈提醒用戶,同時(shí)向站點(diǎn)發(fā)送"接收正確"的信息。站點(diǎn)收到主機(jī)正確信息后向MODEM發(fā)送"+++ATH0"離線掛機(jī)命令,結(jié)束本次通信。站點(diǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)串里包括站點(diǎn)號(hào)、通信代碼、各種雨量數(shù)據(jù)、報(bào)警數(shù)據(jù)及校驗(yàn)和等信息。用@K和@J作為開始和結(jié)束標(biāo)志。
被動(dòng)通信部分的主要源程序如下:
PrivateSubMSComm1_OnComm()
DimstrSh,Shc
Shc=MSComm1.InBufferCount''''取接收字符個(gè)數(shù)
IfShc>0Then
strSh=MSComm1,Input''''取本次接收串
接收串=接收串+strSh
IfInStr(接收串,"RING")Then''''若是電話鈴響
顯示"接收數(shù)據(jù)..."信息算是''''顯示接收數(shù)據(jù)信息
接收串=""
EndIf
IfInStr(接收串,"@J")Then''''收到接收串結(jié)束答@J
處理接收串''''處理接收串
EndIf
EndIf
2性能評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
比較重要的協(xié)作通信系統(tǒng)的性能評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)包括:信道容量、頻譜利用率、分集階數(shù)、復(fù)用增益、能量增益、中斷概率、錯(cuò)誤概率以及協(xié)作通信的代價(jià)等[9]。
2.1信道容量:當(dāng)用戶間的信道質(zhì)量較好時(shí),通過協(xié)作可以顯著提高系統(tǒng)的信道容量,但如果用戶間的信道質(zhì)量變差,則協(xié)作的系統(tǒng)容量將逐漸趨近于非協(xié)作的情況。
2.2頻譜利用率:頻譜利用率指單位頻帶內(nèi)的信息速率。通過協(xié)作,可以提高系統(tǒng)的頻譜利用率。
2.3分集階數(shù):系統(tǒng)的分集階數(shù)d的定義如下:這里SNR為接收端的平均信噪比,Pe為系統(tǒng)的平均誤比特率。
2.4復(fù)用增益:復(fù)用增益r的定義如下:這里R為系統(tǒng)的頻譜利用率。
2.5能量增益:協(xié)作通信系統(tǒng)中用戶的能量增益定義為其中,PD和PCO分別為達(dá)到特定通信質(zhì)量要求,采取直接傳輸方式和協(xié)作方式所需的發(fā)射功率。
2.6中斷概率和錯(cuò)誤概率:研究表明,協(xié)作通信可以大大降低系統(tǒng)的中斷概率和錯(cuò)誤概率。
2.7協(xié)作通信的代價(jià):協(xié)作通信系統(tǒng)的性能提高是需要付出一定代價(jià)的,比如系統(tǒng)復(fù)雜度的增加、協(xié)作建立過程中額外占用的資源、協(xié)作造成的時(shí)延等。上述幾個(gè)性能指標(biāo)相互關(guān)聯(lián),是協(xié)作通信系統(tǒng)性能在不同方面的具體體現(xiàn)。