时分多址范文（精选11篇）
时分多址 第1篇
无线技术存在多种制式, 不同制式下对同步有不同的需求, 表1是常见的一些无线制式对同步的需求。
总的来看, 以GSM/WCDMA为代表的欧洲标准采用的是FDD (频分双工) 制式, 只需要频率同步, 频率精度要求5×10-8。而以TD-SCDMA (时分同步码分多址, 以下简称TD) /CDMA2000代表的TDD (频分双工) 制式, 同时需要频率同步和时间同步。无线基站之间在软切换时, 如果基站管理器 (RNC:无线网络控制器) 和基站 (node B) 没有时间同步, 可能导致在选择器中发生邮件指令不匹配, 从而使通话连接不能建立起来。时间和频率的偏差还会影响移动台在基站间切换的成功率。另外, 时间同步能够有效提高无线空间频谱利用率, 即使是传统GSM (全球移动通信系统) , 在增加时间同步后, 频谱利用率可以大幅提高。因此, 时间同步将成为未来无线系统发展的趋势。
传统的时间同步链路是采用NTP (分组传送网) 传送方式实现, 该协议最大的缺点只能满足ms (毫秒) 级别的时间传递精度, 这对于无线时间同步基站所需的μs (微秒) 级时间精度是远远不够的。而在基站侧, 目前是采用GPS (全球定位系统) 解决频率和时间同步问题。现有GPS时间同步解决方案见图1。
采用GPS进行时间同步存在诸多问题:
1) 安装选址难:TD基站的安装位置千差万别, 有些站址很难满足GPS天线的望空角要求, 室内覆盖基站的问题更加突出;
2) 施工难度大:GPS天线对安装环境有特殊要求, 馈线较长时需要加装放大器并考虑馈电, 室内覆盖基站馈线长;
3) 可维护性差:GPS故障率高, 超过了1%, 出现故障时需要上站维护;
4) 安全隐患风险高:这种方法依赖于美国GPS, 紧急情况下整网可能因失步而瘫痪, 且GPS目前存在失效的可能;
5) 总体成本高:每一个基站均需要配置一套GPS, 安装、维护成本更高。
针对无线时间同步基站高精度时间的需求以及现有GPS解决方案的种种弊端, 中国移动迫切希望能够有一种高精度的地面传送时间同步方案, 以满足TD-SCDMA网络的时间同步需求, 更为后期TD-LTE (分时长期演进) 网络演进提供部署经验。
为了解决时间同步的问题, IEEE协议组织提出了IEEE Std1588–2008 (以下简称1588v2) 精确时间传送协议, 该协议可以实现亚微秒级精度的时间同步, 精度与当前的GPS实现方案类似, 但是在成本、维护、安全等方面有一定的优势, 成为业界最热门的时间传递协议。
图2是一个典型的1588V2同步传送方案, 时间源通过GPS/北斗/GLONASS (全球卫星导航系统) 等多种方式注入, 承载设备通过1588V2协议传送时间信息, 基站可通过1588V2或1PPS (秒脉冲) 加TOD (日时间) 接口从承载设备获取时间信息, 达到与时间源同步的目的, 精度可达到ns (纳秒) 级, 完全能满足无线基站要求。
基于1588V2精确时间传送协议的主要优势有:
1) 空间本地化:应用于支持多播消息的局域网 (包括但不限于以太网) 通信;
2) 同步精度高:ns级别, 免管理, 协议有完善的状态机和管理消息, 减少人工干预;
3) 低成本:最小化网络资源和处理器计算资源, 以实现低成本应用;
4) 符合网络转型趋势:IP网络—承载未来的融合网络。
2 1588V 2协议原理
2.1 1588V 2协议介绍
1588V2是网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准, 基本功能是使分布式网络内的最精确时钟与其他时钟保持同步, 它定义了一种精确时间协议 (PTP) , 用于对标准以太网或其他采用多播技术的分布式总线系统中的传感器、执行器以及其他终端设备中的时钟进行亚微秒级同步, 可实现频率同步和时间 (相位) 同步。
2.2 频率同步和时间同步概念
频率同步, 一般指源端和宿端的时钟在一定精度内保持相同的频率, 如传统SDH (同步数字体系) 同步网、同步以太网等, 都是频率同步网络。两个时钟的频率同步, 其相位不一定对齐或者保持恒定。
时间同步, 即相位同步, 不但两个时钟的频率要同步, 其相位也要对齐或者相位差保持恒定。
在基于PTN传送的分组网络中, 频率同步可以通过物理层同步和1588V2报文同步两种方式来实现;时间同步通过1588V2协议报文实现, 从而替代传统的GPS同步方案。
2.3 频率同步原理
在基于PTN的时间同步网中, 频率同步既可以通过物理层同步来实现, 也可以通过1588V2报文来实现。无论采用哪种频率恢复方式, 单站性能指标都应该满足ITU-TG.8262/G.813标准, 组网性能指标应该满足ITU-TG.823标准。
2.4 时间同步原理
1588V2通过记录主从设备之间事件报文交换时产生的时间戳, 计算出主从设备之间的路径延迟和时间偏移, 实现主从设备之间的时间同步。
1588V2报文分为两类:事件报文和通用信息。事件报文是时间概念报文, 进出设备端口时需要打上精确的时戳, 而通用报文则是非时间概念报文, 进出设备不会产生时戳。
图3是1588V2计算主从之间路径延时和时间偏移的过程和原理。
通过上述报文传递过程, 从设备获取t1、t2、t3、t4等4个时间, 并利用这4个时间计算出主从设备之间的路径延迟Td, 进而计算出时间偏移To;然后利用这个时间偏移修正本地时间, 使主从设备之间的时间实现同步。
路径延时:Td=[ (t4-t1) - (t3-t2) ]/2, 则t2=t1+Td+To=t1+[ (t4-t1) - (t3-t2) ]/2+To, 于是
时间偏移:To=[ (t2-t1) + (t3-t4) ]/2。
从设备计算出时间偏移后就可以修正本地时间, 使其和主设备时间同步了。总之, 1588V2采用主从时钟方案, 周期时钟发布, 接收方利用网络链路的对称性进行时钟偏移测量和延时测量, 实现主从时钟的频率、相位和绝对时间的同步。
1588V2协议传送机制的目标精度为:
1) 局域网内小于0.1μs;
2) 广域网内小于1μs;
3) 频率信号也可以时间参考信号为基准采用PTP进行恢复, 频率信号能满足TD基站频率5×10-8要求。
3 1588V 2部署配置要求
按照1588V2协议要求, 工程部署中需要注意以下内容。
3.1 时间偏差的分配
本次1588V2部署是为了给TD基站提供高精度时间同步信号, 故在此我们称之为TD时间同步系统。该系统由4个部分组成:时间源、高精度时间同步设备、传送网络和TD基站。
根据TD基站的时间同步需求, 两个基站间最大时间偏差为±3μs, 每个基站的基准偏差为±1.5μs, 其含义为由时间源头至基站空口间的最大累积时间偏差不超过±1.5μs。
根据《中国移动TD无线系统高精度时间同步总体技术要求》, TD无线系统时间偏差分配见图4, 按照最差情况, 同步系统各部分分配的时间偏差最大值如下:
时间源引入偏差△T1<250 ns
传输网引入偏差△T2<1 000 ns
基站时间接口到空口的时间偏差△T3<250 ns
3.2 TD时间同步节点设置
结合1588V2协议及南京移动传送网络现状, 本次试点部署工作选择在雨花片区配置一主一备两个高精度时间同步节点 (应天西路和江宁综合楼) , 为TD基站提供时间同步信号。
卫星正常时, 各时间同步节点均由卫星获得时间信息, 具有相同的时间精度。本地网内均同步于主用时间同步设备, 在主用时间同步设备失效的情况下, 本地网全网自动切换到备用时间同步设备。
3.2.1 1588V 2传递对传输设备的要求
为了保证TD基站的高精度时间信号, 用于地面传输时间同步的节点均需支持1588V2;在部署工作之前, 南京本地网雨花片区的OTN (光传送网) 和PTN设备都已进行了相应的改造工作, 完全支持1588V2协议。
3.2.2 传送网频率同步设置原则
1588V2时间同步前提是频率先同步。目前采用的是同步以太方式。OTN/PTN其频率同步的规划方式与传统SDH网络的频率同步规划方式相同。具体的设置原则为:
1) 本地网内, 全网统一引入时钟频率源, 一般采用和BITS (通信楼综合定时系统) 同机房的核心节点引入外接频率同步源, 再逐级传递到各个节点。
2) 全网启用扩展SSM (同步状态信息) 协议, 避免产生频率同步环, 并增强频率同步的保护能力。扩展SSM协议要为每一个从时钟子网外部引入的时间源分配一个独立的时钟源ID。
3) 在核心层、汇聚层、接入层要合理规划时钟同步网, 避免时钟互锁、时钟环的形成。线路时钟跟踪遵循最短路径要求。
4) 对于时钟长链要考虑给予时钟补偿:传送链路中的ITU-T G.812从时钟数量不超过7个, 两个G.812从时钟之间的G.813时钟数量不超过20个, ITU-TG.811、G.812之间的ITU-TG.813的时钟数量也不能超过20个, G.813时钟总数不超过60个。
3.2.3 传送网时间同步设置原则
时间同步信息通过主节点注入相应的传送网络, 其注入原则是:在同一个本地网内, 设置一主一备两个时间同步源 (即时间服务器) , 凡是通过地面传递获取时间信号的TD基站, 都应能传递此区域内一主一备两个时间源信息;正常情况下, TD基站均同步于主用时间源, 当主用时间源或与主用时间源相连的PTN设备出现故障情况下, TD基站则均同步于备用时间源。
据此, 在选择时间同步信号的注入传送网络时, 应保证PTN内任一套设备都可获取主、备两个时间同步设备的信号。为了保证时间信号有序地传递, 且为了维护管理方便, 在进行时间同步传递时, 需遵循以下原则:
1) 按照网络层次从上至下的方式进行时间同步, 即时间服务器—核心—汇聚—接入—基站, 依次同步于上层的时间源;避免时间同步倒流的方式 (如核心节点的设备同步于汇聚节点) ;
2) 区域内所有节点在同一时刻均同步于一个时间源, 当主用时间源失效时, 所有节点均倒换到备用时间源;
3) 区域内参与传递时间同步的所有传输设备均启用1588V2协议, 采用最佳主时钟 (BMC) 算法;
4) 为了保证时间精度, 凡是经过长距离传输的段落, 均需进行时延补偿, 例如, 和BITS相连的传输设备;
5) 由于采用1588V2进行时间传递, 要求系统双向对称, 故在地面传递过程中, 传输网络需进行光纤不对称的时延补偿。
4 1588V 2部署测试
南京移动按照以上部署配置要求, 通过本地网PTN/OTN为TD基站传送高精度时间同步信号, 选取南京本地华为OTN和中兴PTN部分区域的少量TD基站进行时间同步信号部署和测试, 见图5。OTN和PTN对接采用带外方式, 其他部分全部采用带内方式传递, 主要目的是验证更加复杂的现网网络环境下采用1588V2地面传输技术替代基站GPS的可行性, 以及多厂家环境下端到端时间传送的稳定性。
根据1588V2原理可知, 光缆不对称性是对1588V2开通的重要影响。为了保证时间的精度, 必须对不对称的光纤进行时延补偿。进行时延补偿时, 必须按照从上到下的顺序逐点逐段进行, 乱序后, 就不能保证时间的精度。因此在南京试点部署的区域, 对1588V2信号经过的OTN和PTN进行所有段落的不对称性补偿。部署完成后进行了系统模拟现网故障、网络割接、网络调整等测试工作。
4.1 基站时间输出的偏差量并设置补偿
利用带GPS接收机的同步测试仪测试选定基站输出的时间精度, 制定固定时延补偿方案, 对该基站节点设定合适的时延补偿值, BITS通过1PPS加TOD注入参考源, 基站通过带内 (1588V2) 获取时间同步。
4.2 时间同步倒换对TD基站时钟的影响
测试部署完成后进行了3项倒换测试, 均倒换成功, 倒换后和倒换前对比, 时间偏差值未发生明显变化。
4.2.1 主备时间服务器倒换
使OTN时间源从应天西路主时间服务器倒换到江宁备时间服务器。
4.2.2 P TN时间源倒换
关闭OTN时光皓韵网元上的1PPS和TOD的时间输出口, 使PTN从时光皓韵主时间源倒换到汇景家园备时间源, 完成切换。
4.2.3 主备保护路径倒换
切断仙林公墓和古雄PTN之间的光路, 使仙林公墓和格林化工PTN设备时间源从工作路径倒换到保护路径。
4.3 P TN加节点对TD基站时钟性能的影响
本次测试在格林化工和仙林公墓两端6200PTN设备之间插入一端6100PTN设备, 调通光路对6100PTN设备做了基础配置和时间源配置后, 观察到加节点前后对比, 时间偏差值未发生明显变化。 (测试时, 时间传递方向是时光皓韵→油坊→友谊桥→格林化工→ (6100PTN设备) →仙林公墓)
5 1588V 2部署效果和展望
经过上述部署工作, 验证了南京移动本地网采用时间服务器加华为OTN加中兴PTN加华为TD基站这种不同厂家复杂组网方式下传递1588V2的性能, 性能指标均符合相关标准, TD基站在切换到1588 V2时间源后整体运行良好。部署过程中发现了以下问题, 值得后期参考和改进:
1) 工作量巨大:目前光缆不对称性必须通过人工上站测量, 从本次试点部署工作可看出, 这部分测试工作量巨大。虽然只测试了现网传输设备总量的1/200, 但整个不对称性补偿工作却用了15天。为了简化光缆不对称性测试的工作量, 设备厂商正在研发设备的自动测试补偿功能, 将来就不需要人工上站进行测试了。
2) 仪表短缺且性能差:1588时间分析仪表国内数量有限, 虽然各设备厂商有自研仪表, 但未通过相关部门和检测机构的认可, 这也给将来全网部署带来的困难。同时仪表跟踪卫星和测试保持时间相当有限, 一般仪表只能保持3 h, 仪表附带的GPS天线布放也不方便, GPS接收信号易受天气和地形等影响。如果从故障定位抢修角度看, 仪表的性能还需改进。
3) 各厂家设备包括OTN、PTN以及基站的时间同步信号部分字节默认设置不同, 导致对接不成功等问题, 需要在后期的全网部署中注意。
梦醒时分作文 第2篇
我总是躲在梦与季节的深处，唱尽繁华，唱断所有记忆的来路，为的是逃避现实，摆脱压力。回到现实，才体会到身不由已。
是谁曾说过把试卷折成飞机是最真实的浪漫?我曾把一张泪水洗过的试卷折成一只精美的飞机，当飞机划过弧线降落的瞬间，我的心猛然一惊：仿佛我就是那只纸飞机，永远也不可能飞上蓝天。难道我真的这么狂野不羁?难道我注定要庸庸碌碌地度过一生?
我从此觉醒了，从那个美丽的蓝色梦幻中。
我懂得了“不经风雨，怎能见彩虹”，体会到了真正的快乐，感受到了前所未有的充实。我懂得了李白“天生我材必有用，千金散尽还复来”的自信，懂得了“笑看亭前花开花落，淡观长空云卷云舒”的悠然自得。
安格尔说：“所有坚忍不拔的努力，终有一天会得到报酬。”我坚信，风雨过后眼前会是鹰翔鱼游的水天一色。走出荆棘，前方会是铺满鲜花的康庄大道。努力过后会有步汀洲者揽芳草，戏沙滩者拾贝壳般的快感。
不要奢求花团锦簇，阳光铺路。磕磕绊绊，举步维艰才是对成功之路最好的诠释。
大海如果失去了巨浪的翻滚，就会失去雄浑;沙漠如果失去了风沙的狂舞，就会失去壮观;人生如果只求一帆风顺，就会失去独有的魅力。
尴尬时分／益智游艺 第3篇
你要多大才会结婚
走在路上，你突然看见地上有钱，却发现路上还有三四个路人，要弯腰去捡有点不好意思，这时，你觉得路上至少是多少钱，你会弯腰去捡呢？
Ａ、１０元以下；Ｂ、１１元到１００元；Ｃ、１０１元到９９９元；Ｄ、１０００元以上；Ｅ、多少钱都不捡。
选Ａ你一点儿也不在乎别人怎么说、怎么想、怎么看，完全只相信自己的感觉和判断，你一旦爱上了，很快就会跳入婚姻中，你可能在20岁出头就会结婚。
选Ｂ你是一个很踏实的人，你的眼光不会很高，也不会有不切实际的幻想，这样的你，大概会在25岁左右结婚。
选Ｃ你很有自己的想法，但却也很在乎世俗的眼光，你结婚的年龄大约在25岁到30岁之间。
选Ｄ你眼光很高，或者说你宁缺毋滥，一定要找到一个和自己各方面都契合的对象，才会考虑结婚，你结婚可能会在30岁到35岁之间。
选Ｅ你是一个非常忠于自己的人，绝对不会因为外在因素而破坏自己的原则，你结婚也许在35岁以后，当然你也有可能会当个永远的快乐单身贵族。
湖北 韩玉乐 供稿
奇妙的对联
一年春节前夕，清代书画家、文学家郑板桥去郊外办事，路过一家人门前，看见门上贴着一副对联：上联是：二三四五。下联是：六七八九。
郑板桥读后，掉头就往自己家里跑。不一会儿，他扛来一袋粮食，还拿着几件衣服和一块肉，急匆匆地走进那户人家。只见屋里的人缺吃少穿，愁眉苦脸，送来的粮食、衣物正好救了他们的急，一家老小十分感激郑板桥。奇怪的是，郑板桥和这家人素不相识，却从门前的对联里看出了这家人的急需。聪明的读者，你心中能猜出什么？
春节时分侃物流 第4篇
一件事令我非常振奋,那就是我国的物流正经历着前所未有的发展局面。十几年前,我们这么大的国家仅仅只有一个以“物流”为主题的媒体——《中国物流》杂志,它刚出刊便随即停办。人们都说,刊物是被旧的部门经济体制所扼杀。时间过了十多年,现在我国以“物流”为称谓的和在称谓中包含“物流”的,还有在称谓上虽然没有“物流”两个字,但却是以其为主要内容的报刊、杂志,算起来已有十多种。就在一年前,我曾经下决心全面收集和阅读这些刊物,花了相当大精力最后不得不放弃,原因是力所不能及。这反映了我国物流发展的广泛程度,在社会上“物流”几乎已人尽皆知,这当然会令一个物流人高兴。
另外一件事却让我非常担心,那就是发展基础的薄弱和对这个问题认识的不足。从大的时间范围来看,虽然物流的概念进入我国的学术界和经济界已经有三十年的历史,但是,真正被认识和接纳,并且筹划其发展,也不过是十年的事情。在前二十年,发展困难重重很不畅顺。虽然我们看到当时李鹏总理给“中国物流研究会”的成立大会发了贺词,中国物流研究会出版了《中国物流》杂志,同时期,也掀起一轮研究和应用“配送”的高潮,乃至反映在《政府工作报告》之中,李鹏总理提出“试办为企业服务的原材料配送中心”。可以看出,当时接受的只是“物流”的一个小领域:“配送”。而且,中国物流研究会和《中国物流》杂志的短命,在一定意义上说明,“物流”进入到我国之后,面临着在计划经济体制下生存问题的巨大压力。生存问题是主要问题,根本没有能力也来不及做更多的基础建设和基本建设,从而为中国物流发展打下基础。从这些方面可以说明,“物流”在那个时候并没有被我们真正认识和接纳,并且筹划其发展。所以,本人和一直经历了这三十年发展的人总是有一个担心,我国现代物流发展的基础薄弱会对物流的发展产生不利影响,应当引起我们的关注。
当然,如果我们对“基础”作广义的理解,曲折的道路乃至失败和挫折也是基础的一部分,但是,把它们变成我们的智慧,并且成为以后发展的一种基础,这需要首先正视所历经的曲折道路乃至失败和挫折,从中吸取经验和教训,总结和升华,成为我们的智慧,才能把这些东西真正变成能够支持以后发展的一种基础。但遗憾的是,事实远非如此,我们没有正视我国物流发展的历史,没有认真地总结,没有认真地分析经验和教训,没有认真地查找错误,更没有认真地改变我们的体制和领导方式,当然,这个基础不但没有变成坚强的支持力量,反而是有问题的。
回首我国“改革开放”以来的发展历程,各个领域都是在薄弱的基础上发展起来的,这是客观现实,我们的担心并不完全在于基础薄弱,更重要的是对这个问题认识不足、措施不够或者甚至有时候做出相反的导向。
基础薄弱一个非常重要的反映是,一直到今天,物流领域没有一个完全致力于以发展物流为己任的国家部门或者行业组织。有人说,不是有一个协会性组织吗?是的,确实有这样一个组织,但是,用不着作深度的剖析,单从它的名称来看,就反映了有关部门对物流的信心不足。将庞大复杂的物流产业和繁杂的采购全部纳入到一个机构之下,这种不但肩负“物流”这个功能,还要承担“采购”这个“行业性组织”,能专心地搞好物流吗?难怪国家制定的《物流术语》标准,远远超出了物流的范畴。
时分秒教学反思 第5篇
在本节课开始时我利用课件出示学生熟悉的新年联欢晚会钟声即将敲响的倒计时的场景，立刻吸引了学生的注意力，提高了学生学习的兴趣，使学生直观认识了生活中“秒”的存在，初步感受了“1秒”的长短，帮助学生认识抽象的时间概念，达到了创设情境激发学生学习兴趣的目的。我抓住契机出示钟表来让学生认识秒，通过课件认识秒等时间，让学生动手拨一拨，感受1小格是1秒，接着感受1秒有多长，加深了对1秒的体验。1秒看不见，摸不着，1秒到底有多长，只有让学生经历丰富的活动，才能形成自己的体验，我让学生看着钟面秒针的走动拍手、数数，学生的眼、耳、口、手等多种感官都能同时参与活动，全方位地感受1秒，充分体验了1秒的长短，用“体验”的方法来学习数学，充分发挥了学生的主体作用，感受了数学与现实生活的联系，是培养学生创新意识和实践能力的重要途径。
一、创设情境，激发学习兴趣。
根据低年级儿童的年龄特点和心理特征，创设生动有趣的活动情境。课一开始就通过一个小谜语的活动，一下子就吸引了学生的注意力，调动了他们强烈的学习兴趣。然后通过出示两个钟表复习整时和整时半，又出示一个8时31分的钟表，自然过渡到新课题《时分的认识》，并强调通过这节课的学习，大家一定会准确地说出钟 面的时间。这样设计，自然、简洁、紧扣知识点，也有效地激发了学生的求知欲望与学习动力。
二、充分利用多媒体课件，化静为动，突破教学重难点。为了让学生建立清晰的时分的概念，利用多媒体课件演示，变静态为动态，化抽象为具体，让学生在声像静观和动态结合的情景中，自主的探索新知，成功的突破教学 重点，提高了教学效果。如教师先让学生认识钟面，特别是认识了钟面上有12个大格，每个大格间又有5个小格，钟面上一共有60个小格，通过课件的动态操作 一一让学生去数一数。使学生通过具体的观察、操作，在已有知识的基础上，更全面地认识了钟面，并且也为这节课的学习打下了扎实的基础。
又如在时分关系的演 示中，让学生观察感知，时针和分针同时开始走，同时结束，明白时针走一大格与分钟走一圈的时间是一样的，得出结论：1分＝60秒。
三．让学生经历知识形成的全过程
“数学知识、思想、方法必须由学生在实践活动中理解、感悟、发展，而不是单纯依靠教师的讲解去获得的。”根据这一理念，李老师在教学中充分地利用好了学具 ———闹钟，在探索时与分的时，不仅仅让学生观察课件中时针和分针的走动，还让学生现场拨动指针，最后得出结论：1分＝60秒。在这个环节中为学生提供了动手实践、自主探索、观察与思 考、发现和表达的机会，激发了学生的参与意识和积极性，同时又培养了学生动手实践能力及表达能力。让学生在观察、操作、思考中理解和感悟。
三、渗透德育思想
这节课有着丰富的德育渗透素材，挖掘教材本身蕴藏着德育素材，揭示其内在的思想性，有的放矢地向学生进行珍惜时间的教育。这节课无时无处不设计到珍惜时间的 教育。在教学中，她向学生发出邀请，想让他们来体会“1分钟有多长”和1分钟内你能做哪些事情等等。学生都深切的体会到了一分钟时间虽然很短，但是却能做 很多有意义的事情，所以一定要珍惜时间。学生是教师教学中巨大的财富，由于他们呈现出不同的生活背景与智力特点，决定了要有与之相适应的教学方法，让不同 的学生都有不同的发展。
《时间的计算》教学反思
教学过程中，我以游戏的形式，让学生了解时钟：矮子走一步，高个走一圈；矮子走一圈，高个走半天。通过游戏知道哪根是时针，哪根是分针。同时老师拿出一个钟面模型，让学生数一数钟表上有多少大格，多少小格，思考一大格表示几时（几分），一小格表示几秒。通过有关经过时间的计算，使学生掌握了时间计算的几种方法，知道一节课40分钟有多长，知道了时间的重要性，明白时间就像金子那样宝贵，因此要惜时如金。新课标教材中有关时间的内容安排都比较靠前，因此，相对于学生来说，掌握就有一定的困难，在三年级上册教材中安排了有关时、分、秒的认识及简单计算等内容。时、分、秒的认识倒还不算太难，至于时间的简单计算对于学生来说就有一定的困难，因为时间的进率是60，而我们平时的计算一般是退一做十的。
在上了这个单元的内容后，学生可能会有以下几点困惑： 1.“时间”和“时刻”是两个不同的概念，如2时指的就是2：00，也就是我们平时说的2点，这是一个时刻，而2小时指的就是2个小时，这是一段时间。而书本上的2时=（）分却没有这样的区分。
2.“计算经过时间”，这部分知识的教学我感到很疑惑。学生对于几时~几时的经过时间掌握没有问题，但对于几时几分~几时几分中分不够减（如4:20~5:00、4:45~6:10等）的情况掌握得不够好，只有少数思维好的同学能够掌握，其他同学的眼睛里流露出来的都是茫然。如何能让每位学生都能懂呢？老师可以把这一知识结合到生活实际中去，让学生每天算一算如做作业所用的时间、在校的时间等。如教学时间的计算时我辅以钟面，始终在钟面的帮助下让学生进行计算。这样，学生是不是依赖习惯了，脑子里没有钟面，形不成表象，无疑，对他的学习是有障碍的。所以，应该慢慢淡化出来，直至脱离直观的钟面，要在脑海中形成钟面。在反馈时，我没有抓住一些典型的错例在反馈。一般，这样的学生是有一定的想法的，如果没有反馈出来，没有进行引导、纠正，那么对他的这堂课的学习是有阻碍的。
《时间的单位换算及计算》教学反思
时分秒的认识及简单的时间的计算是人教版三年级上册的内容，经过时间的计算对于三年级的学生来说有一定的难度，为了让大多数学生容易接受，我在这节课上是这样设计的：
在教学经过时间的计算时，教材出现了数格子和列式计算的方法。这是课前有所预设的。从整堂课讲，基本达到了教学目标，较好地激发了学生的学习兴趣，教学节奏把握适当。例1是时间单位的换算。
我在处理教材的时候，先让学生复习1时=60分，1分=60秒。通过复习1时=60分，让学生自己想一想，有没有其他这样的算式。先让学生探究，再进行反馈交流，然后进行说想法（自己说、互相说）这样能更好地激发学生学习的兴趣和找到学生最初的想法。在这阶段的学习，学生能很好的掌握知识，学习兴趣也很浓厚。
尴尬时分／益智游艺 第6篇
公交车上的尴尬
有一回，一位老大爷给我让座，他说：“孩子啊，你坐下吧。”我很感激地问：“您是不是要下车？”他摇摇头：“不是。是因为你吃的点心渣总是掉在我的脑袋上、脖子里。”
一日，我旁边坐着个漂亮女孩。车开了一站，上来一个老婆婆。这时我矛盾了：让吧，就要和美女远距离；不让吧，失去一次表现的机会。正在犹豫时，我前面一个小伙子站起来招呼：“老婆婆，过来坐吧！”我心里一阵懊恼。他们推让一会儿，然后老婆婆终于坐下了：“谢谢你，那么——你到后边去坐吧！”小伙子往后一瞧，后头还空着好几个座位呢！
一日我终于有机会跟当老师的女朋友一起逛街，我们在公交车上依偎着窃窃私语。女朋友和我说起学校里的小男生怎么调皮捣蛋，怎么早熟直白地讨她欢心。一路谈得很兴奋，忽然车到了一个站，从后边的座位走来了两个她的学生：“老师好，这么巧！”
天津柳林独客
[益智游艺]
巧猜灯谜
1.恭贺新年（打历史年号一）；
２.明日岁华新（打出版名词一）；
３.百鸟啼春（打物理名词一）；
４.春色满园关不住（打成语一）；
５.岁岁除夕团圆（打字一）；
６.百般红紫斗芳菲（打体育名词一）；
７.人人平安（打我国民族名二）；
８.劝君更尽一杯酒（打鲁迅笔名二）；
９.生财有道（打出版名词一）；
１０.笑语声中喜相逢（打文艺名词一）；
１１.犬迹遍四方（字一）；
１２.二犬对话（字一）。
广西黎淑宜供稿
挨着的数字
狗大王给森林学校的孩子们出了这样一道“填数字”题：这道算式中只有一个数字1。请你在空格内填入3、4、5、6、7、8、9这几个数字，使它们成为一道等式。要求是，3和4要挨着（可以上下挨着，也可以左右挨着）；4和5、5和6、6和7、7和8、8与9均分别要挨着。你能很快完成吗？
山东吴长顺 供稿
[益智游艺答案]
灯谜： １.嘉庆；２.转载；３.共 鸣；４.花枝招展；５.出；６.精英赛；７.侗、傣；８.巴人、家干；９.发行；１０.音乐会；１１.器；１２.狱。
“时分的认识”教学设计与意图 第7篇
苏教版小学数学教科书二年级上册88页
教学目标
1.让学生通过对钟面的观察, 知道钟面上一共有12个大格, 60个小格, 认识时间单位时与分, 知道1时=60分。
2.使学生在熟悉的活动中, 具体感受1分与1时的持续时间, 初步建立时分的时间观念, 养成珍惜时间的良好习惯。
3.培养观察能力、语言表达能力以及与同伴合作交流的能力, 体会数学来源于生活、又应用于生活, 增强数学应用意识。
教学重点
了解钟面上的时针与分针是如何计时的, 理解时与分的关系。
教学难点
建立时分观念, 能通过看钟表准确地说出经过的时间。
教具学具的准备
钟的模型、材料纸、课件。
教学过程
1.引入钟表。
教师在钟面上拨出7时30分时, 提问:你知道这是什么时间吗?你是怎样知道这一时间的?
看来要知道时间, 就要学会看钟表, 我们今天就来研究它。
2.观察钟面。
投影钟面, 引导学生仔细观察, 教师提问, 学生个别回答。
教师根据学生的回答相机引导:这个钟面上较长的这根针叫分针, 较短的那根针叫时针, 还有一根针叫秒针, 这节课我们先不研究它。这上面有许多格子, 像我们用的尺子上的一个个刻度。 (教师介绍大格与小格。)
师:钟面上有几个大格?每个大格里有几个小格?钟面上共有几个小格?你是怎么数的?
学生交流, 可能有以下几种数法。
(1) 一个一个地数。
(2) 五个五个地数。
(3) 十个十个地数。
(4) 半圈是30个, 整圈就是60个。
学生交流后, 带领学生5个5个或是10个10个地数小格子。相机引导:这里可以用到一句乘法口诀, 是哪一句呢?
3.引入时分。
投影:时针走一大格, 你知道经过的时间是多少吗? (板书:1小时)
课件演示并提问:时针从12走到3是几小时?走到8呢?
课件演示分针走一小格。你知道经过的时间是多少吗? (板书:1分钟)
教具演示分针从12走到1是多少分钟?从12走到4是多少分钟?分针从12起走到9, 经过了多长时间?如果从12开始再回到12, 经过了多长时间? (可能有学生会说1小时)
对比:时针从12走到1是多长时间呢?分针从12走到1是多长时间呢?
4.认识时分的关系。
刚才我们分别转动钟表的分针与时针, 实际上钟表在正常运转时, 分针与时针是同时在转动的, 它们之间到底有什么关系呢?课件演示, 教师边演示边提问:现在分针走了60个格子, 经过了多长时间?时针走了几个大格呢?时针与分针同时出发, 又同时停止, 一个走了60分, 一个走了1小时, 这说明了什么?
生:60分与1时相等。
板书:1时=60分。课件再演示两遍, 以加深印象。
小结:分针走60个小格, 是60分。同时, 时针走了一个大格, 是1小时, 说明1小时=60分。
5.感受1分钟。
(1) 1分钟到底有多长呢?让我们来体验一下。闭上眼睛听1分钟的音乐:
师:1分钟到了, 你感觉如何?
生:很短, 一会儿就过去了。
(2) 师:那在这么短的1分钟内能做些什么呢?
学生分成两组, 一组跳绳, 一组做口算题, 。
教师统计:大家跳了多少次, 做了多少道口算题?
小结:一分钟虽然短, 但可以做出许多事情, 因此我们要珍惜每一分钟。
(3) 估计分钟。
课件演示电子钟1分钟 (60秒) , 组织学生闭上眼睛, 感觉到了一分钟就睁开眼睛, 对比屏幕上的时间, 然后交流自己的估计。
放一段音乐, 组织学生估计大约是多少分钟, 然后与实际时间相对比。
6.回顾1小时。
提问:你知道一小时有多长吗?引导学生做“想想做做”的第3题:一节课是 ( ) 分钟, 课间休息 ( ) 分钟, 再加上 ( ) 分钟是1小时。
你估计自己在1小时内能做哪些事情?回家去问问爸爸妈妈, 他们在1小时里能做哪些事, 我们下一节课交流。
7.课堂小结。
提问:今天我们学习了什么内容?你有什么收获?是怎样获得呢?还有什么疑问?
课堂作业:
分针从12走到4是 ( ) , 从12走到7是 ( )
时针从12走到4是 ( ) , 从12走到7是 ( )
设计意图
1.让学生通过观察、自主探索来获取知识
给每个学生发一张印有钟面的材料纸, 让学生自己观察合作找出钟面上有多少大格, 每个大格里有多少小格, 钟面上一共有多少小格, 通过点拨交流优化如何快速地数共有多少个小格, 为以后快速地指认时间打下基础。
对于时分的关系, 以往教学往往让学生通过操作学具钟来发现时分之间的关系, 对于二年级的小学生使用这种方式往往会使班级陷入混乱。从方便操作的角度出发, 教学设计没有给每个学生准备学具钟, 而主要是通过课件演示的方式使学生发现时分的关系, 这样做可以有效地利用有限的课堂教学时间, 避免学生在操作学具钟时浪费宝贵的教学时间。
2.丰富亲身体验, 建立清晰的时间观念
基于码分多址的视频水印 第8篇
近年来，由于计算机网络和多媒体技术的迅速发展，越来越多的数字作品开始在网络上传播，Internet的发展为数字作品的广泛传播创造了条件，但由于网络多媒体作品极易被高速、低成本地复制，这就容易被盗版者所利用，因此研究保护网络多媒体作品版权的各种技术和方法已迫在眉睫。数字水印(Digital Watermark)技术[1]，是指在数字化的数据内容中嵌入不明显的记号。被嵌入的记号通常是不可见或不可察觉的，但是通过一些计算操作可以被检测或被提取。水印与源数据(如图像、音频、视频数据)紧密结合并隐藏其中，成为不可分离的一部分，并可以经历一些不破坏原数据使用价值的操作而存活下来。视频数字水印是当前水印研究中的一个热点[2]并提出了一些著名的视频水印方案[3,4]，主要是随着大量的数字视频产品和网络视频流的出现，如数字电视、DVD等，对数字视频产品的版权保护显得迫切需要。同时，视频水印还可以应用在监视特定的电视和无线电广播是否播放的场合。码分多址技术[10]在通信领域是一种有效的技术，被广泛的应用于通信领域，而水印过程也可以等价于一个通信过程，因此也能有效的应用在水印领域，本文正是基于这样一个思想，设计了一种新的水印方案。
本章首先在第2部分给出数字水印的通信模型，把数字水印过程等价于一个通信过程，然后在第3部分介绍视频水印的主要特征和不同于图像水印的方面，在第4部分本文应用通信领域一种有效的技术码分多址技术来设计视频水印系统，给出算法描述，第5部分给出了基于码分多址的视频水印系统的实验结果，通过该方法嵌入的水印不影响视频的播放效果，能有效的检测出每帧所嵌入的水印，该水印系统可以应用在视频版权保护和监视特定视频是否播放的场合。
2 数字水印的通信模型
传输水印本质上说是一种通信过程，从水印嵌入器向水印接受器传输信息。很自然，我们会希望套用传统的通信模型来研究水印过程[8]。本部分介绍两个水印模型，简单的含辅助信息检测器的水印模型和盲检测器的水印模型，本文设计的基于码分多址视频水印是一个盲检测器水印方案。给出以下是本节用到的几个量：
输入信息：m
水印密钥：key
附加模板：将水印信息m经过水印编码器映射成的模板Wa
载体作品：Co
噪声：n
水印作品：Co嵌入水印以后的作品Cw
输出信息：Mn
接收到的作品：Cw加入噪声得到的作品Cwn
带噪声的水印模板：含辅助信息检测器中，接收到的作品Cwn减去未加水印的载体作品Co得到带噪声的水印模板Wn
图1和图2显示了两个水印模型，图1的系统采用含辅助信息的检测器，图2的系统采用盲检测器。这两个水印过程中，把水印系统看成是某种传输信道，水印信息在信道里传输，载体作品也是系统的一部分。
不管采用的是含辅助信息的检测器还是盲检测器，嵌入过程都包括两个基本步骤。首先将信息映射为附件模板Wa，它和载体作品Co的类型一致，维度相等。接下来把Wa加到载体作品Co上，便产生了水印作品Cw。在嵌入附加模板以后，假设水印作品Cw还经历了某些处理过程，其结果相当于在作品中加入了噪声，最后接收到的作品为Cwn。
如果采用含辅助信息的水印检测器(图1)，检测过程包括两个步骤。首先，从接受到的作品Cwn中减去未加水印的载体作品，得到带噪声的水印模板Wn，然后在在水印解码器中使用水印密钥对其解码。在如图2所示的水印盲检测器中，我们并不知道未加水印的载体作品的具体形式，因此不能在解码前从已加水印的作品中减去它。
3 视频数字水印技术主要特征
由于数字视频是连续播放的，相邻画面之间内容有高度相关性，并且还存在动态编解码的过程。因此视频水印与图像水印在某些要求上有明显的不同，它还有一些图像水印不具备的特征，但总的特征可以概括为：
1)安全性：即水印被嵌入视频后，非授权人不能将其删除掉。只要不知道确定的参数，即使知道水印算法也不能将水印移除。
2)计算复杂性：计算复杂性的核心是确保水印的实时性和可操作性。计算复杂性越低，水印的可实用性越强，但必须要保证水印有合乎要求的健壮性。
3)视频速率的不变性：即水印加入后不能增加视频比特流的速率，必须服从传输信道规定的宽带限制。如果嵌入水印后增加了播放速率，解码出的声音和视频画面则有可能不同步，引起失真，这是应当避免的。
4)快速嵌入/检测：因为视频的数据量大而且有实时性的要求，所以算法必须在很短时间内完成。
5)盲检测：水印检测原则上不能用原始视频数据，这是因为在检测时使用原始视频会大大增加运算复杂度，而且利用原始视频来检测水印也是不现实的。
6)水印载荷：对于视频水印，我们规定水印载荷为在单位时间内嵌入水印信息的数据量，通常我们要求能够有尽量高的嵌入水印速率。一个水印系统能够嵌入水印信息的最大理论值可以从信息论的角度计算出来。
4 基于码分多址的视频水印算法
本部分根据通信领域一种有效技术也既码分多址技术设计了一种新的视频水印方案，表1介绍基于码分多址的视频水印嵌入算法，表2介绍基于码分多址的视频水印提取算法。
4.1 水印嵌入算法
4.2 水印提取算法
5 实验结果
本文对图3所示的视频文件进行实验，原始视频文件名fishTank.avi，嵌入水印以后所得视频文件为wmFishTank.avi，该视频共96帧，每帧图像尺寸：240×320，被嵌入的水印结构为wmStruct=struct('text',{'love','yang','life','neu'})，按照顺序在每帧嵌入四条信息中的一条，依次循环。图3显示结果，人的感官系统不能分辨出嵌入水印以后的视频和原始视频之间的区别。对嵌入水印的视频文件进行提取水印的运算，能依顺序循环显示四条信息{'love','yang','life','neu'}。
(a)原视频fishTank.avi(b)嵌入水印以后的图像视频wmFishTank.avi
6 结束语
随着大量数字视频产品的出现，视频数字水印技术已经成为当前数字水印研究的热点和难点。码分多址技术在通信领域是一种有效的技术，被广泛的应用于通信领域，而水印过程也可以等价于一个通信过程，本文正是利用通信领域的码分多址技术来设计视频水印方案，待嵌入的水印信息使用循环码编码以后，使用码分多址技术对视频每一帧中Blue分量进行水印嵌入操作。提取水印过程进行相关检测，不需要原始视频文件，是盲检测水印方案，嵌入和提取算法描述简单明了。通过仿真实验，使用该方法嵌入水印信息不影响视频流的完整性和一致性，人的感官系统不能分辨出嵌入水印以后的视频和原始视频之间的区别。该水印系统可以应用在视频版权保护和监视特定视频是否播放的场合。
参考文献
[1]Schyndel R G,Tirkel A Z,Osbome C F.A Digital Watermark Proc[C].IEEE Int Conf Image Processing,1994:86-90.
[2]Gwenael D,Dugelay J L.A guide tour of video watermarking[C].Signal Processing:Image Communication,2003,18(4):263-282.
[3]Hartung F,Girod B.Watermarking of Uncompressed and Compressed Video[C].Signal Processing,Special issue on Watermarking,1998,66(3):283-301.
宽带接入网的多址接入 第9篇
进入21世纪以来, 信息时代的飞速发展, 造就了网络时代的今天, 基于网络的Internet应用在当前社会已经不再是单一业务的发展, 逐渐正在向综合性业务方向的发展。信息通信网络的发展过程中, 窄带用户环路已经成为了其发展壮大的一个绊脚石, 因此在通信网络技术中, 引入宽带接入网的多址接入已经成为当前社会的焦点, 实现其互通网络已经是至关重要的, 对信息通信网络具有关键性的意义。
本文主要是通过介绍多址接入协议的基本概念, 同时介绍了一些比较有特征的多址接入方法, 主要针对ALOHA和CDMA两种接收机能的方式, 同时结合两者的优点, 研究分析了其性能, 这两者相互之间结合的应用具有十分广阔的前景。
一、基本概述
1.1宽带接入网
当前信息社会中, 互联网发展的现在, 最主要的宽带接入技术有以下几种方式:接口技术, 便是通常所说的V5接口;;纤接入方式, 这种方式现在已经普遍应用于现实生活当中了, 现代社会中, 光纤已经应用在各个主要网络中了, 宽带接入网的一种最终端形式就是光纤接入, 不过由于光纤费用较贵, 在好多不发达地区不能大面积采用;混合接入的方式, 这种方式主要指的是混合了光纤、同轴 (HFC) 的一种接入方式, 利用HFC这种方式接入网络的话, 具有一个极大的优势便是可以利用已经存在的CATV网, 网络成本可以得到较大幅度的降低;铜线接入的方式, 这种方式主要是通过当前的电话线, 作为一种传输信息数据的媒介, 不过由于铜线材质的原因, 传送的宽带数据比较有限;无线接入的方式, 该种方式主要是利用无线技术进行宽带接入, 主要是通过固定无线接入的方式, 由于无线技术比较复杂, 目前并不能大面积的推广使用。
1.2多址接入协议
在我国的现代通信技术当中, 多址接入方式已经在这个方面有着至关重要的意义, 在当前的信息沟通过程中, 多个用户吆喝其他的用户进行沟通通信的时候, 就需要利用多址技术, 多址协议技术主要分为以下几种,
第一种是固定分配多址接入协议, 即固定分配多址接入协议即信道带宽资源事先静态地分配给各个用户。
第二种是按需分配多址协议, 即在许多网络中, 通信业务量随时间变化, 且这种变化又难以预测。第三种是随机接入多址协议, 即随机接入的特点是所有的用户都可以根据自己的意愿随机地发送信息。
二、ALOHA和CDMA多址接入
2.1 ALOHA多址接入
ALOHA多址接入通信方式, 主要指的是利用这种多址信道的通信方式, 目前来说主要存在三种方式, 第一种就是纯ALOHA, 主要就是能利用同一条高速通道, 向信息台发送信息编码, 这种方式的主要优势是实现方式很简单, 缺点主要就是吞吐量很大, 容易发生碰撞, 另外一个缺点就是多台发射机的应用会产生不稳定的影响;第二种是时隙ALOHA, 为了提高纯ALOHA的吞吐率, Rboesrt提出了一种改进型协议, 称之为时隙ALOHA。根据这一协议, 将信道时间划分成等长的时隙, 时隙宽度恰好等于传输一个信息包所需的时间。第三种是预约ALOHA, 这种方式是根据第二种方式发展而来的, 主要是利用了每帧之间的发送时隙, 以此来保障每帧之间不会发生碰撞。
2.2 CDMA多址接入
CDMA多址接入技术主要指的是, 码分多址技术, 指的是扩频通信技术, 在多种用户通信系统中的应用, 便是可以提高其不受干扰的能力, 目前情况来看, 世界各国大部分地区都是在研究此项技术, 不久之后, 此项接入技术会得到飞速的发展。在CDMA的多码系统中, 用户在传输数据的时候, 可以凭借任一种通道进行发送, 区分不同用户的信号, 主要是还是通过分配的不同扩频码进行判别;CDMA系统中, 在用户较少的情况下, 多码系统和单码系统都工作得很好。只是多码系统中用户间的干扰小一点, 而单码系统的实现则更简单。
2.3两种接入方式的结合
为了结合ALOHA和CDMA两种接入方式的优点, 现在研究了一项新的接入方式, 包含了两者的优点, 称之为SAMA接入方式, 即是扩展ALOHA多址, 扩展ALOHA是通过扩频与扩时来实现的。扩频时仍采用纯 (或分隙) ALOHA信道, 且保持原来的信息包格式, 但带宽大大扩展了。
三、结语
在当今的信息时代, 人们对于通信速度的要求已经越来越高, 当前的通信网络接入方式及回路已经渐渐满足不了需要, 所以需要研究新型的接入方式来提高效率。宽带接入网的多址接入协议, 多元化综合宽带业务的多址协议已经成为了当前的研究热点, 结合ALOHA和CDMA两种接入方式的优点, 推广SAMA的应用, 对今后的发展有着积极的重要意义, 具有非常广阔的前景。
摘要：宽带接入网的接入方式已经成为当前通信方面研究的焦点, 本文主要是通过对当前研究背景的介绍, 阐述了宽带接入网的概念, 介绍了几种宽带接入的方式, 同时概述了两种多址接入协议, 结合两者的优点, 引入一种新型的接入方式, 进行了研究分析。
码分多址网络海面覆盖问题分析 第10篇
1 海面覆盖需求
海面覆盖的目的就是满足离海岸线足够远的移动台正常通话的需求, 海面覆盖主要是增加海面覆盖距离和提高覆盖质量。
1.1 覆盖距离
一般海面覆盖通过陆地基站进行覆盖, 海面覆盖的最重要目标是达到尽量远的覆盖距离。
要达到远距离良好覆盖要求, 涉及以下几个重点问题:
1) 地球曲率的影响;
2) 信号时延;
3) 信号的空间损耗;
4) 站点的选择 (高度、位置) ;
5) 参数设置。
1.2 覆盖质量
在扩展海面覆盖距离的同时, 也须注重海面覆盖质量, 保证在尽可能远的地方, 移动台能正常起呼、被护及保持通话。
由于海面对无线电波存在镜面反射, 要达到良好的覆盖质量, 涉及以下几个问题:
1) 导频污染问题;
2) 上下行链路平衡问题;
3) 邻接省市海面切换问题。
2 海面覆盖距离分析
在技术条件允许的前提下, 用户自然希望海面覆盖的距离越远越好。海面覆盖距离的受限条件有很多, 诸如地球曲率、信号时延、信号空间损耗, 等等。如何克服这些受限因素, 就成为提升海面覆盖距离的关键。
下面介绍几种克服这些受限因素的手段。
2.1 站址选择
对于海面覆盖, 由于无线电波传输的损耗很小, 无线信号的传播距离很远。此时必须考虑地球曲率对海面传播的影响, 而不能继续把海面视作平面。要克服地球曲率影响, 首先要保证天线挂高。
对于基站高度的选择, 一般采用平滑地球的无线视距的理论计算方法。
如图1所示, 对于一个无任何地形特征的“平滑地球” (如海平面) 模型, 设天线的有效高度为h, 则从该天线发出或接收到的射线所经过的曲线路径是和地球相切的。从天线到切点的距离即为平滑地球无线视距, 在图标示为d。
在通信路径的分析中, 处理直线路径要方便一些。因此可以设计一个与原有系统在几何上等效的新系统, 使得射线看起来是直线。出于此目的, 图右给出了修改后的几何模型, 其中虚拟地球的半径a=k r (地球半径r=6 370 km) , 平滑地球无线视距仍为d, 为了保证结果的等价性, 参数k的解受下列约束条件的限制, 即地球上射线通道的高度h在两个模型中须保持一致。在此约束条件下, 当k (等效地球半径系数) 为4/3时, 计算出虚拟地球半径应为a=4r/3=8 493 km。当射线路径与地球表面的距离在1 km以内时, 可将其看作直线传播, 此时可利用有效的地球半径公式a=4r/3。
运用几何学知识, 可以计算出平滑地球的无线视距, 它是天线高度的函数。注意到d和虚拟地球半径a是直角三角形的两条直角边, 斜边为a+h, 2a>>h, 由此解得
当h=100 m, 则d=41.2 km。
天线高度与辐射距离关系见表1。
因此, 海面覆盖站点在选址时, 应尽量选择有高度优势的山峰, 在海拔高度不高的沿海地区, 需架设较高的铁塔, 以满足覆盖需求。
2.2 天线选择
海面覆盖设备一般采取宏蜂窝基站, 天线选择一般有以下几个要求:
1) 极化方式建议选用垂直极化天线;
2) 为远距离广覆盖, 建议不预置天线下倾角;
3) 选择有零点填充的天线, 避免在近端形成盲区;
4) 选择高增益的天线, 建议天线增益在18 dBi以上;
5) 一般要求天线具有比较宽的水平波瓣宽度, 以保证良好的水平覆盖面。
2.3 减少天馈系统损耗
信号在空中传播产生的损耗是很难进行规避的, 但是我们可以通过减少天馈系统的损耗, 来增强信号的发射功率, 从而提升覆盖距离。在减少天馈系统损耗方面, 可以从以下几个方面进行考虑:
1) 采用射频基带分离的设备, 减少馈线损耗;
2) 加塔放, 增强反向信号接收;
3) 减少馈线长度;
4) 采用低损耗馈线;
5) 增大基站发射功率, 增加导频增益等。
2.4 参数优化设置
后台参数是沿海覆盖站点的重点考虑方面, 与常规站点的参数设置是不相同的, 需针对各个对覆盖距离有影响的参数进行调整设置, 并多次优化调整对比, 以找到最合适的参数配置。在我们的系统当中, 影响小区覆盖范围的无线参数有:
1) 小区设计发射功率;
2) 导引集搜索窗口 (SRCH_WIN_A、SRCH_WIN_N和SRCH_WIN_R) ;
3) 接入信道捕获搜索窗口宽度 (ACC_AC-QUISIT_SCH_W) ;
4) 基站半径 (radius) ;
5) 接入的初始功率偏置 (INIT_PWR) ;
6) 接入信道前缀长度 (PAM_SZ) ;
7) 控制信道发射功率和业务信道发射功率等。
对于超远覆盖, 按照覆盖100 km来考虑, 建议采用表2中的参数取值。
3 海面覆盖质量分析
在重点解决海面覆盖距离的同时, 需重视海面覆盖的质量。影响海面覆盖质量的因素主要有:海面导频污染、前反向链路不平衡及在海面上与邻接地市的切换问题等。
针对这些制约因素, 主要采用以下方法进行优化。
3.1 天馈调整
由于信号沿水面传播, 且海面存在镜面反射, 在距海岸线近中距离范围内, 往往存在接收功率尚可, 但Ec/Io (载干比) 已严重恶化导致掉话的现象, 这就说明岸边海面最大的问题并不是信号少了或弱了, 而是海面导频污染情况的严重程度。针对这种情况, 一般采取天馈调整结合功率调整的方法, 控制只覆盖近海站点的覆盖范围, 从而保证海面覆盖质量, 例如:
1) 下压近海覆盖站点天线下倾角;
2) 降低近海覆盖站点发射功率及导频增益;
3) 将近海覆盖站点天线更换为小增益天线等。
3.2 异频覆盖
若海面覆盖始终以基本频点进行覆盖, 极易产生信号杂乱、导频污染等问题, 此时可以考虑采用异频海面覆盖方案, 即采用与普通站点不同的频点对海面进行覆盖, 从而减少海面导频污染情况, 提高覆盖质量。同时由于异频比较干净, 也可提升覆盖距离。
采用异频海面覆盖方案, 有以下几点注意事项:
1) 频点设置采用异频 (单载异频) , 初定为160, 若发现160在海面RSSI (接收信号强度) 偏高, 可考虑使用201或242频点;
2) 为避免海面异频载波间的导频污染, 保证异频载波的Ec/Io良好, 异频载波应隔站开启;
3) 近海站点伪导频设置, 以保证远近海覆盖站点之间跨频切换;
4) 保证异频海面覆盖站点天线高度, 控制天线下倾角, 尽量不让海边及近海用户接入, 以保证远海用户使用需求;
5) 相关参数设置, 如PN (伪随机码) 最小间隔pilot_Inc可设置为12, 即时延为64×12=768 chip (187 km) , 以满足要求。其余参数参见覆盖距离里关于参数的调整建议。
3.3 增强前反向信号质量
通过增强前反向信号质量, 可以克服前反向链路不平衡导致的覆盖缩水或通话质量不能保证的问题, 可以采用的方法有:
1) 在上行, 通过采用4天线收分集, 可以降低对解调所需Eb/No (信噪比) 的要求;
2) 在下行, 可通过同PN RRU, 来提升前向的接收电平, 但不会带来信噪比的降低;
3) 异频覆盖方式, 也可增强前反向信号质量。
3.4 切换参数及邻区调整
由于信号沿海面传播距离较远, 海面上的切换问题就显得难以控制, 如果邻接省市也同样做了海面超远覆盖的话, 相互之间的切换问题将会显得更为重要;否则, 就算覆盖很好, 出现切换掉话, 也会影响用户感知度。因此海面覆盖站点的切换参数设置和邻区配置就显得尤为重要, 分以下几种情况说明。
1) 若远海覆盖采用异频, 则需重视近海基本载频与远海异频之间的跨频切换问题, 数据库方式和伪导频方式两种跨频切换方式均可, 建议使用切换健壮性更强的伪导频方式;
2) 若与周边省市在海面有重叠覆盖, 建议通过实测比较强弱, 控制弱者的覆盖, 加强强者的覆盖, 并做好二者之间的切换关系, 协同覆盖;
3) 在海面上与周边省市有跨厂家或跨频之间的切换关系, 也可通过伪导频方式和数据库方式进行解决, 建议使用切换健壮性更强的伪导频方式。
海面覆盖, 特别是远海覆盖, 由于其信号不强, 切换比较困难, 所以通过实测, 有针对性地进行切换参数调整、优化邻区配置是非常有必要的。
4 结论
虽然海面覆盖受限于地球曲率、信号时延、信号空间损耗、导频污染等多种因素, 但仍可在不增加过多建站投资的前提下, 以最小的投资、最快的方式, 通过分层覆盖 (同频为主, 异频补充) 、参数调整、天馈调整、天线更换、安装塔放、邻区优化等手段, 快速完善C网的海域覆盖。
提升覆盖距离, 就能提升信号质量, 从而提高覆盖质量;同样, 提升覆盖质量, 也能在一定程度上扩展覆盖距离。
摘要：从站址选择、天线选择、减少天馈系统损耗、参数优化设置等方面对海面覆盖距离进行分析, 从天馈调整、异频覆盖、增强前反向信号质量、切换参数及邻区调整等方面对海面覆盖质量进行分析, 探讨C网海面覆盖的方法。
基于时分复用的E1中继单元设计 第11篇
TDM是指多路信号在同一个信道中传输而没有相互干扰,即各个信号在同一个信道内占用不同的时隙[1]。在通信系统中,E1链路是最基本、最普遍的通信传输线路,既可以传送话音信息,也可以传送数据。
传统的E1接口设计采用国外专用E1处理芯片实现E1接口处理和E1收发处理[2],缺点是成本高,对国外专用芯片依赖性强。E1中继单元采用分立元件搭建E1接口模块,采用FPGA实现E1收发处理,既节约了成本降低了功耗又摆脱了对国外专用芯片的依赖。
1总体设计
E1中继单元的功能是进行多路E1数据和以太网数据之间的接口转换,并进行信令、业务和协议处理,E1中继单元总体设计框图如图1所示。
从线路接收的多路E1数据,通过E1接口模块接入并送到FPGA模块;FPGA模块完成时钟恢复和帧同步之后,将提取的时钟、数据以及帧头送给中央处理器(Central Processing Unit,CPU)模块的时分复用接口;由CPU模块完成TDM数据流到网际(Internet Protocol,IP)数据包的转换,从以太网接口发送到交换模块。反向的数据处理流程与上述流程相反。
1.1硬件设计
E1中继单元硬件设计功能框图如图2所示。E1接口模块采用比较器实现,完成E1差分信号与数字信号间的转换。FPGA模块完成E1接口成帧解帧以及帧同步检测功能,TDM收发处理功能,定时时基检测与传送功能,全局控制功能。CPU模块完成TDM数据流与IP数据包之间的转换以及对其他模块的初始化和配置等。以太网接口模块完成介质无关接口(Media Independent Interface,MII)到双绞线差分信号之间的转换,是E1中继单元与交换模块之间的接口。
E1中继单元需要使用CPU的5个TDM接口和2个MCC;使用1个快速通信控制器(Fast Communications Controller,FCC)实现以太网功能;使用1个串行管理控制器(Serial Management Controller,SMC)和1个串行通信控制器(Serial Communications Controller,SCC)完成调试功能[3]。由于使用了CPU的多个接口,所以,在管脚功能复用上要进行认真规划。
1.2软件设计
软件设计包括FPGA设计和驱动程序设计,驱动程序设计主要是针对MCC的驱动程序。
1.2.1 FPGA设计
FPGA模块包括E1收发处理模块、TDM处理模块、定时时基处理模块和全局处理模块。FPGA设计框图如图3所示。
E1收发处理模块完成3阶高密度双极性码(High Density Bipolar of Order 3 Code,HDB3)编解码功能,E1成帧解帧处理[4]。TDM处理模块完成与CPU的5个TDM之间的通信。定时时基处理模块完成对定时信号的检测以及定时信息的插入。全局处理模块完成复位控制、时钟管理和维护配置功能。
1.2.2 驱动程序设计
MCC完成TDM数据流的接入处理,包括MCC的初始化以及收发处理[5]。MCC的工作原理是每个MCC能通过相应的串行接口(Serial Interface,SI)连接到TDM接口上。一旦SI的某个TDM被配置为包含有MCC通道的时隙并且TDM开始工作,CPU的通信处理器就将MCC通道发送缓存区内的数据复制到发送先进先出存储器(First In First Out,FIFO)内,然后SI在时钟驱动下将MCC通道的发送FIFO内的数据发送到TDM接口;或者将数据从TDM接口接收下来并存入到MCC通道的接收FIFO内,然后通信处理器再将接收FIFO内的数据复制到MCC通道的接收缓存区内。
MCC收发处理是驱动程序的关键,既要实现功能,又要保证程序运行的速度,从而获得所需的性能。
2需要解决的问题
E1中继单元的软硬件设计与传统的设计方案不同:传统的E1设计采用国外专用E1处理芯片实现E1接口处理和E1收发处理,虽然易于开发,但缺点是成本高,对国外专用芯片依赖性强;传统的软件收发设计采用轮询方式,虽然设计简单,易于控制,但缺点是既增加了系统开销,浪费了CPU资源,又不能及时响应事件。该设计需要解决的问题包括E1接口模块设计、E1收发处理设计和MCC收发处理设计。
2.1E1接口模块及收发处理设计
为了设计出与国外专用E1处理芯片同样功能的模块,在硬件电路设计中需要设计符合波形要求和信号特性要求的E1接口模块;在FPGA设计中需要实现HDB3编解码功能、E1成帧解帧处理功能和E1接口状态显示功能。在与采用国外专用E1处理芯片的设备通过E1接口互连时,可以正常互通业务,并且可以正确显示E1的线路状态。
2.2MCC收发处理设计
由于设计了5路E1接口,为了减少对系统资源的开销并且能够及时响应事件,在驱动程序设计中, MCC的收发处理需要解决在保证最大业务量的情况下提高CPU效率的问题。
3技术实现
针对E1中继单元软硬件设计需要解决的问题,在实现上涉及到E1接口模块实现、E1收发处理实现和MCC收发处理实现等关键技术。
3.1E1接口模块及收发处理实现
常用的国外专用E1处理芯片有PM4354和PM4359,PM4359为最新芯片型号。PM4359集成了4路E1收发器和成帧解帧器,完成E1接口时钟和数据信号提取与恢复、HDB3编解码、基本帧以及复帧的成帧解帧、线路状态检测等功能。E1中继单元采用比较器MAX962、FPGA EP2C35、线路驱动芯片LVT16245以及线路收发网络实现E1信号的收发处理。
接收网络、MAX962和FPGA实现E1接收处理。完成HDB3解码、时钟数据恢复和解帧功能。从线路接收的E1差分信号通过接收网络送给比较器产生正电压的信号,此信号送给FPGA的HDB3解码模块,按照HDB3解码规则把归零码转换成非归零码并得到时钟、数据和信号丢失指示;时钟、数据经过解帧模块恢复出满足ITU-T G.704标准的E1帧结构,完成基本帧同步和复帧同步,数据送给CPU进行处理。为了检测线路上的误码状况,解帧模块中还有循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check,CRC)模块。解帧模块还完成告警检测功能,进行远端告警等指示。
FPGA、LVT16245和发送网络实现E1发送处理。完成E1成帧和HDB3编码功能。成帧模块把CPU要发送的数据按照ITU-T G.704标准组成E1帧结构。为了检测传输线路上的误码状况,成帧模块还有CRC校验模块。按照HDB3编码规则编码后的数据经过线路驱动器以提高输出波形的质量,通过发送网络产生适合在E1信道中传输的符合国际标准的信号波形。接收网络和发送网络需要选用合适的元件来得到幅度、过冲、周期都符合要求的信号波形和信号特性。
另外,时钟选择模块完成E1发送时钟的选择,有时钟板送来的统一时钟、本板产生的本地时钟、线路接收的E1时钟,可以满足不同应用对时钟同步的要求。环回处理模块完成内环和外环功能,内环可以用来定位FPGA以及CPU之间的问题;外环可以用来定位线路以及对端设备的问题。定时时基处理模块,当检测到定时设备送来的定时信号后,把定时信息插入到随后发送的7个E1帧的1时隙中。
采用PM4359的优点是,经过程序配置就可以实现多路E1收发处理,缩短了开发周期。该设计的优点如下:单路E1的典型功耗不超过100 mW,PM4359的单路功耗为165 mW;实现5路E1模块占用的电路板尺寸比采用PM4359要小;E1接口模块及电装价格远低于采用PM4359的设计;E1接口模块元件的供货周期也低于PM4359。采用该实现方案可以降低设计成本,采用FPGA实现具有自主知识产权,移植方便,通用性强。
3.2MCC收发处理实现
MCC收发处理是通过中断处理程序、消息队列、任务共同配合完成的。数据的收发操作产生中断,中断向消息队列发送消息,任务接收消息完成数据的收发处理。中断处理程序的设计力求简洁,尽可能减少占用CPU的操作,否则会影响其他模块通信甚至引起CPU重启;由于处理5路E1数据,消息队列的长度需要设置合理;任务优先级的设置需要整体考虑[6],MCC的收发处理任务需要及时响应设置为较高优先级,对数据内容的处理任务设置为较低优先级,该设计能够及时响应多路E1数据的处理请求,并且使CPU有能力处理其他业务请求。
4性能测试结果分析
通过示波器测试E1接口波形,验证收发网络的特性,示波器测得的波形的幅度、过冲、周期均在模板要求范围内。与采用国外专用E1处理芯片实现的设备通过E1接口互连互通业务来进行性能测试。当互通话音业务时,话音清晰,没有明显的回声、延时和杂音;使用呼叫模拟器进行通过E1中继的4路话音呼叫4路话音的测试,呼叫5 000次,间隔时间5 s,保持时间60 s,呼损为99.8%。当互通数据业务时,以计算机ping包为测试手段,对于32 bytes的短包和1 500 bytes的长包分别进行1 800 s测试,丢包率≤5‰。当设备互连时,通过拔插连接电缆的操作或者当连接电缆出现问题时,可以正确显示信号丢失与同步状态;当对端设备的E1接口出现异常或者当连接电缆出现问题时,可以正确显示远端告警状态。通过设置外环看对端设备是否同步,可以定位连接电缆以及对端设备的E1接口是否出现问题。具有传送定时功能的2路E1接口均可以及时收到定时设备提供的定时信息并能够正确传送给对端设备。
通过接口波形测试、业务互通测试和线路状态指示测试证明该设计实现了国外专用E1处理芯片的相关功能;通过大量业务测试证明了驱动程序运行稳定,软件能够调度实现多路E1数据处理。
5结束语
E1中继单元采用比较器和FPGA实现,具有成本低、功耗小的优点,有利于降本增效并提高设计的可靠性。硬件和软件设计实现了通用化和模块化,摆脱了对国外专用芯片的依赖,具有较强的通用性和可移植性。通过测试,验证了E1中继单元的功能;长时间的数据收发测试,验证了E1中继单元的稳定性和可靠性。
参考文献
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[3]朱建军.MPC8260通用处理平台的设计与实现[D].郑州:中国人民解放军信息工程大学,2003:8-23.
[4]祝媛.基于FPGA的E1/E2准同步数字复接技术的研究[D].西安:西安理工大学,2010:40-43.
[5]王炼,刘喜古,徐子平,等.基于MPC8270的MCC接口HDLC驱动程序开发[J].军事通信技术,2009,30(2):48-52.