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全固态波导激光材料的研究进展-引言
热度 1 lijiang1977 2016-7-7 09:50
随着现代光通信技术的快速发展,以光波导为基础的集成光学器件受到了越来越广泛的关注。关于波导激光器的构想,在世界上第一台固体激光器诞生之后不久就出现了。 1961 年, Snitzer 首次将光波导应用于激光增益介质中,成功制备了 Nd 3+ 掺杂的波导结构激光玻璃。此后,随着现代光通信技术的快速发展,以光波导为基础的集成光学器件受到了越来越广泛的关注。 固体、液体、气体等工作物质都可以做成波导激光器,其中较为成熟的是 CO 2 波导激光器。波导管只允许低阶模通过,输激光的光束质量好,同时它已实现了数千瓦级的激光输出,在军事、工业、医疗等领域得到了广泛的应用。然而, CO 2 激光器无法达到很高的转换效率,大部分能量都以热能的形式放出,产生热效应, 影响激光输出功率,同时其体积大、结构复杂、维护困难 。 经过 50 多年的探索与研究,全固态激光器取得了突飞猛进的发展,其体积较 小、效率高、可靠性强、输出谱覆盖率宽,科研人员已在固态激光材料中实现波导结构,并取得了一定成果 。 Torchia 等 利用飞秒激光写入技术制备的 Nd:YAG 条形波导激光陶瓷实现了单模输出,输出功率为 80 mW ,斜率效率高达 60% 。人眼安全 Er:YAG/YAG 条形波导激光的激光输出功率为 9.1 W ,斜率效率高达 92.8% 。同时,利用薄膜沉积 、离子注入 、热键合 以及飞秒激光写入 等技术已在稀土离子掺杂的 YVO 4 、 Y 3 Al 5 O 3 以及 Gd 3 Ga 5 O 12 等多种激光基质中制备出了光波导,并实现了激光输出。固态波导激光器之所以受到如此广泛的关注,是因为它有着传统块体激光器所无法比拟的优势,其结构紧凑,能够与泵浦激光二极管 (LD) 很好地匹配,同时有效地限制光束发散,提高增益介质中的光密度,从而实现低阈值、高功率的激光输出 。此外,将波导层包裹在热导率高的基质材料中,可及时传导激光发射中产生的废热,保证光束质量,在医疗、军事、工业等领域非常具有发展前景。美国 Raytheon 公司已制备出了高增益,输出功率为 16 kW 的 Yb:YAG 平面波导激光器 ,并预测平板波导结构激光陶瓷有望在小型、高效、固体激光武器上得到应用。随着近年来波导激光器的发展,针对不同的应用需求,波导结构的设计更加多元化,对于不同的激光材料,波导结构的制备技术各有千秋。 注 :摘选自“ 李江 ,葛琳,周智为,潘裕柏,冯锡淇,郭景坤 . 全固态波导激光材料的研究进展(综述) . 硅酸盐学报 , 2015, 43(1): 48-59. ”。 参考文献 : TZER E. Optical maser action of Nd 3+ ina barium crow glass . Phys Rev Lett, 1961, 7: 444–446. 姚淑娜 . 波导 CO 2 激光技术的发展概况和前景 . 北京联合大学学报, 2008,22(3): 8-12. YAO Suna. J Beijing Union Univ(inChinese), 2008, 22(3): 8-12. BOULON G. Fifty years of advances insolid-state laser materials . Opt Mater, 2012, 34(3): 499-512. TORCHIAG A, RODENASA, BENAYAS A, et al.Highly efficient laser action in femtosecond-written Nd:yttrium aluminum garnetceramic waveguides Appl Phys Lett, 2008, 92: 111103(1-3). TER-GABRIELYAN N, FROMZEL V, MU X, et al.Resonantly pumped single-mode channel waveguide Er:YAG laser with nearlyquantum defect limited efficiency . Opt Lett, 2013, 38(14): 2431-2433. JELINEK M. Functional planar thin filmoptical waveguide lasers . Laser Phys. Lett., 2012, 9(2): 91–99. MACKENZIE J I. Dielectric Solid-State PlanarWaveguide Lasers: A Review . IEEE J Sel Top Quantum Electron,2007, 13(3): 626-637. 胡智勇,孙伟成,王肇颖,等 . 热键合双包层平板波导激光器的研究进展 . 激光与光电子学进展, 2004,41(2): 21-23. HU Zhiyong, SUN Weicheng, WANG Zhaoying, et al. Laser Optoelectron Prog (inChinese), 2004, 41(2): 21-23. 董明明,林耿,赵全忠 . 飞秒激光在透明介质中制备波导器件进展 . 激光与光电子学进展 , 2013,50(1): 010002(1-20). DONG Mingming, LIN Geng, ZHAO Quanzhong. Laser Optoelectron Prog (in Chinese), 2013, 50: 010002(1-20). TANY, CHENF, VZQUEZ JR, et al. Continuouswave laser generation at 1064 nm in femtosecond laser inscribed Nd:YVO 4 channel waveguides . Appl Phys Lett, 2010, 97(3): 031119(1-3). 曾乐勇 . 边泵浦 Yb:YAG 平面波导激光器的进展 . 光机电信息 ,2009(3): 25-30. ZENG Leyong. Ome Inf (in Chinese), 22009(3): 25-30. GRIVAS C, MAY-SMITHT C, SHEPHERD D P, et al.Laser operation of a low loss (0.1 dB/cm) Nd:Gd 3 Ga 5 O 12 thick (40μm) plan ar waveguide grown by pulsed laser deposition . Opt Commun,2004, 229: 355-361. KONYUSHKIN V A, NAKLADOV A N,KONYUSHKIN D V, et al. Ceramic planar waveguide structures for amplifiers and lasers . QuantumElectron, 2013, 43(1): 60-62.
个人分类: 透明陶瓷|4372 次阅读|4 个评论
千奇百怪的通信技术‍
热度 1 l02891 2013-10-13 21:32
通信技术就是把信息从一个地方传送到另一个地方的技术,当前的通信技术主要有通过空口的无线电波传送、通过有线的电信号传送。但是大家可能不知道,根据不同的应用场景,有形式不同的千奇百怪的通信方式。 1 、水波通信 在海洋或者近海领域部署通信设备比较困难,另外水对电磁波吸收比较大。在一些特定的场景下,人们发明了水波通信。将要传播的信息,调制到水波上传递到目的地,目的地通过对水波波形的检测来接收信号。 水波通信技术可应用的特殊的场景。从技术上来说,主要的问题是只能传输低速的信号,例如几十 bps ,受环境的影响大,例如会受到包括海浪的影响。因此生产这类装置的公司和厂家非常少。 2 、泥浆通信 稀泥也能传播信息,其通信原理就是把要传播的信号,调制到泥浆振动上,接收端通过泥浆的振动波形来检测传播信号。泥浆通信的应用场景主要在矿井之中,传播距离一般在几十米以内,这些场景下由于电磁波传播将受到矿井轮廓影响传播波导而不易传播的时候采用。泥浆通信的特点仍然是低速信号,主要传递矿井作业指令以及安全等相关的信息。 3 、孤立子通信 孤立子是一种自然现象。指某些媒质会形成一个特殊的波,这个波不容易变形,遇到阻拦则像没有遇到一样,至多改变方向,仍然保持原来的形状我行我素的向前前进。很多媒质可以形成这类现象,例如水波,气流,光等媒质,这些媒质会形成所谓的 kdV 方程,通过解这个 kdV 方程,可以获得传播的信息,这就是孤立子通信的原理。 当前的孤立子通信一般指光孤立子通信,当然从原理上讲,也可以发明水波孤立子通信,风孤立子通信,只是技术难度很大罢了。 4 、可见光通信 通常通信的无线电波都是在 THz 以下,如下所示。现在研究的 THz 由于射频上的技术难度,比较难以发展,主要的问题是难以辐射出去,有些装置甚至只能辐射几厘米。但是作为更高频的可见光,大家都知道其波长非常小了,还能把信息调制上去吗?人们在上面取得了成功,以美国为首,包括日本,英国和韩国的科学家从 2002 年开始研究,并在近年来取得了突破,在 LED 灯上实现了可见光的传输,目前已经实现到可以传播近 Gbps 了,技术进步非常大。 可见光的特点是安全性比较高,由于其粒子性很强,不会像通常的无线电波可以绕墙传输,导致隔墙有耳的结果。不过由于 LED 灯可靠性和成本方面的原因,该技术的商用还需要一段时间。 5 、中微子通信 中微子是一种质量极小,又不带电的中性基本微粒。它能以近光速进行直线传播,并极易穿透钢铁、海水,以至整个地球,而本身能量损失很少,因此是一种十分诱人的理想信息载体。利用中微子能够穿透地球的本领 , 将为南北半球之间的通信找到一条捷径 ; 它还可以作为人类的信使 , 遨游太空 , 与宇宙飞船或别的星球建立联系。 2012 年 3 月,芝加哥费米实验室首次成功采用几乎无质量的一束中微子,以接近光的速度穿过 240 米厚的石头传递信息。 不过这项技术难度非常大,首先是使用了世界上最强大的粒子加速器,通过让质子沿着 2.5 英里周长的轨道加速,然后用碳靶碰撞它们而打出高强度的中微子束。其次中微子不容易被探测到,所以用这种探测器来探寻,会从大约上百亿个微粒中探测到一个。检测装置是是位于地下 100 米洞穴中被称作 MINERvA 的重达几吨重的探测器。 6 、激光通信 激光通信与无线电通信类似,即先将信息调制到激光束上发送出去,用接收装置把信息信号检出来。和普通的无线信号相比,激光通信具有以下特征: 1 ) 从普通光源发出的光是向四面八方传播的,传得越远,光束越分散.而激光具有很高的方向性.激光沿一定方向传播时几乎是不发散的,即使把激光束射到距地球 38 万千米的月球上,也只发散成一个直径为几千米的光斑. 2) 普通光源发出的光,如日光,是由多种不同的色光混合而成的.即使普遍认为很好的单色光源——氪灯发出的光,也是由相近的色光组成,颜色并不很纯.而激光具有很高的单色性,颜色很纯,这对检测接收非常有利,不容易受到干扰. 3) 激光具有很高的亮度,一台大功率激光器发出的激光,亮度可达太阳亮度的 107 ~ 1014 倍. 7 、声纳通信 利用声波进行水下通信联络的声纳,亦称水声通信机。主要装备在潜艇和水面舰艇上,用于相互间的话音通信或电报通信,有的还可进行敌我识别和合作测距。 由于海水的混浊、密度和传导等特性,电磁波和光线在海水中传输具有很严重的衰减性。声波的传播却能在这种媒质中得到保证和控制。 8 、量子通信 大部份通信技术都是把信息调制在一个波动方程上,这点量子通信从技术原理上和他们不一样,它利用光子等基本粒子的量子纠缠原理实现保密通信过程。 量子通信是由量子态携带信息的通信方式,量子通信是一种全新通信方式,它传输的不再是经典信息而是量子态携带的量子信息,是未来量子通信网络的核心要素。目前量子通信试验都是有线试验,未来可能将扩展到无线试验。 9 、 OAM (轨道角动量) OAM 技术是通过把用于搭载传输数据的电磁波扭曲成“涡流电波”( vortex beams) ,这些被扭曲的信号通过利用轨道角动量( OAM )来搭载更多数据。在现行的传输协议如 WiFi 、 LTE 和 COFDM 中,我们只调制了无线电波中的自旋角动量( SPM ),将轨道角动量( OAM )闲置一边。拿地球举例的话, SAM 就是地球的自转,而 OAM 则是地球绕着太阳的公转。简单的说此次突破在于研究者们研发出了一种同时使用 OAM 和 SAM 的无线网络协议。 2012 年,一个来自美国和以色列的研究团队开发 OAM 原型设备,传输速度达到了惊人的 2.5 兆兆位每秒。这一速度比目前美国宽带运营商 Verizon 最快的 FiOS 还要快 8000 倍,更形象一点的说,这一速度可以让你在一秒内传输 7 部高质量的蓝光影片。 到目前为止, OAM 最远传输距离还只有一米的距离,但相信不久之后应该能突破这一限制——虽然研究者也称这一技术的极限可能是一千米。 10 、流星余迹通信 流星在掠过空中时会发出大量的光和热,它会使周围的气体电离,并很快扩散形成以流星轨迹为中心的柱状电离云,这种电离云具有反射无线电波的特性 , 这就是所谓的“流星余迹” , 利用流星余迹反射无线电波而进行的远距离通信叫流星余迹通信。 流星余迹通信是一个很有创意,很大胆通信构想,技术原理和传统的一样,通过利用流星的 反射无线电波的特性,将无线电波传递到千里之外,流星相当于起了中继的功能。流星余迹通信常用的波段为 30 ~ 100 兆赫( MHz )。特点是( 1 )通信距离远。通信距离就可达 1500 - 2300 公里;( 2 )保密性强。由于电波反射具有非常明显的方向性,不易被窃听,而且容易防止干扰台的影响;( 3 )通信的稳定性好,不太受电离层骚扰和极光的影响,受核爆炸和太阳黑子活动的影响相对较小。( 4 )发送状态不能连续,信息有延迟,有时可达几分钟,因而不适应传送实时信息。 小结: 人类的智慧是无穷无尽的,随着对自然现象的认识不断深入,会发明越来越多的通信技术。总体上在两个方面进行创新:第一是使用新的通信媒质,例如使用光子量子通信,使用中微子的中微子通信,还有其他的基本物理粒子等;第二是在原来的通信媒质在技术原理进行创新,例如前一段时间比较轰动的 OAM (轨道角动量技术),虽然仍然是使用无线电波,但是在辐射电波的时候,将波面进行扭曲,以产生更多的传输通道,以此来传输信息。我们希望伴随技术的发展,能有一些绿色、节能、高速等更加符合人类健康特征的通信技术产生!
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[转载]为什么功分器(尤其腔体)不能替代合路器
Indoor 2012-2-25 01:28
作者:wanyuan072 如果要分上下行去分析的话,还是存在区别: mscbsc 移动通信论坛拥有30万通信专业人员,超过50万份GSM/3G等通信技术资料,是国内领先专注于通信技术和通信人生活的社区。9N:N$h:{P2w#|5e%_ 移动通信,通信工程师的家园,通信人才,求职招聘,网络优化,通信工程,出差住宿,通信企业黑名单5e$H)@9O/E/I 第一基于链路方向: 对于下行(功分):输入信号分配给输出信号,分配损耗3dB,并没有能量损失(不考虑插损); 对于上行(合路):输出端口输入信号时,将有25%的功率被反射,25%的功率进入另一输出端口,实际从输入端口输出的信号只有50%,能量损失的50%则是3dB信号损耗。 mscbsc 移动通信论坛拥有30万通信专业人员,超过50万份GSM/3G等通信技术资料,是国内领先专注于通信技术和通信人生活的社区。*h4j b6^5v*f www.mscbsc.com"S4I2[-k4V8H!`#IW 第二基于器件结构: 微带滤波器用微带线实现各种谐振及耦合单元,腔体滤波器由谐振腔、调谐螺钉等组成,腔体功分和微带的不同在于腔体没有端口隔离; 第三基于功能: 功分器虽然有些地方可以代替合路器,但仅限于同频合路而已,而且普通微带功分器承载功率为50W,而合路器最小为100W,因此即使用功分器代替合路器也仅能在较小功率下进行同频合路。对于双频合路器,由于需求隔离度较高,功分器是无法替代的(双频合路器隔离度≥ 80dB,而二功分隔离度仅≥ 25dB),如果仍坚持替代则易造成交调,杂散等指标恶化; |国内领先的通信技术论坛:a7s:b,}0I$B3v9r 第四基于作用: MSCBSC 移动通信论坛"Q%C#e`/`.D1G 首先功分器是对同一个信号的功率进行分配,反接也只是对同一信号的进行合并,而由于同一信号上行的时延及功率分配的原因,相同功率的信号反接入功分器后也不能达到1+1=2的效果。合路器是对不同系统不同频段信号的合路比如说GSM+CDMA信号的合路,和功分器的作用是两个作用。 窄带也一样的。当两路信号为不相干情况时,在合成输出端接匹配负载的情况下,反向传输损耗约等于功分器的正向插损,损耗的功率由隔离电阻消耗,对于窄带电路,可以选择合适的功率电阻,而对于宽带电路,由于多级大功率电阻的寄生参量无法在宽频带内得到有效的补偿,从而导致功分器不能满足频带内的技术指标要求。 作者:9fei 是的,我的同意你,以工分当合路是有很多问题的。我们再讨论一下好吗? MSCBSC 移动通信论坛%E(l;f4^!W2o4C MSCBSC 移动通信论坛/s/M,z6r'x H0N/B,Q 不过,也不代表就不行,例如在天线端我经常这样合路gsm dcs wcdma wlan。特别在有源系统。 50万份GSM/3G等通信技术资料,是国内领先专注于通信技术和通信人生活的社区。)L7X2h2Y$|;W7T |5J"V [ 基于进出链路,能量没有损耗,不理插损,能量守恒。 MSCBSC 移动通信论坛%|-{8P'a,q"eO'b/O 基于器件结构,我同意没有端口隔离,如果不牵涉到gsm cdma的系统就没有问题,可以用。指标差一点,成本低很多。 基于功能,如果是在天线端合路,上行功率很低,指标问题就不大。异频一样可以合路。 基于作用 我就干脆同意啦。 移动通信,通信工程师的家园,通信人才,求职招聘,网络优化,通信工程,出差住宿,通信企业黑名单)n.{$@ Q#Jy0\'H$T8{ 单 总的来说,如果在基站端或设备端、机房合路,特别是无缘分布,我会用合路器。数量不多,成本就没打区别。 移动通信,通信工程师的家园,通信人才,求职招聘,网络优化,通信工程,出差住宿,通信企业黑名单0T!f!|"H!a$k8X www.mscbsc.com j!R0O:Z!Y8H 如果在天线端合路,或是有源分布及数码系统,我会考虑用功分器做合路。一套省500 再 x 天线数量;就客观了。 另:再解析一下,有源分布在天线端把信号转换,隔离不过没关系,主机会做数码滤波。插损也没有关系,这是有源系统特点。 www.mscbsc.com;H4[\3w2j8L#m MSCBSC 移动通信论坛5E,y5~"C$ho2m 当然,最后都是成本+技术+市场的综合决定,没有绝对的对错。
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[转载]扩频通讯之母Hedy Lamarr--最美丽的女发明家
limingyang 2011-12-25 17:25
Hedy Lamarr 海蒂·拉玛1914年11月9日 - 2000年1月19日,曾在30年代初,10多岁的她因为惊人的美丽被一位美国导演发掘,从此便踏入好莱坞。作为出身显赫、与各国军方高层私交甚好的好莱坞巨星,曾被誉为是全世界最美丽的女人,她同时有另一项宝贵财富——为当今大热的通信技术LAN 和 手机移动通信技术奠定了基础,永远留给并造福于后人。 曾几何时,这个身高5.7英尺、有着一双近乎完美面庞的海蒂小姐人就是好莱坞的花瓶化身。因为被认为是花瓶,多数人忽略了她的聪明才智。“她有一个非常惊人的专利,人们通常都想不到电影明星有什么头脑,但她确实有。”高通公司联合创始人富兰克林·安东尼奥(Antonio Franklin)说。1997年,以CDMA为基础的3G技术开始走入人们视野,科学界才想起了这位已经83岁高龄的扩频之母。是互联网商业 专家 戴夫·休斯(Dave Hughes)偶然发现了她,“我当时研究技术和音乐关系,音乐家乔治·安泰尔(George Anteil)的自传中有提到海蒂 。” 随后,非营利性、非官方的电子前沿基金会授予海蒂小姐荣誉技术奖章,将她从尘封的档案中请出来。但此时,她的专利已经失效,终生未能因此而得利。就像她的儿子,美国电话局主席安东尼·罗德(Anthony Loder)对她的评价所说:“虽然她(海蒂小姐)已经被大家遗忘了,但她所做出的一切仍然影响着一代又一代的人。”全球电信和通讯技术行业著名工程师和分析师戴夫·莫克(Dave Mock)则在2005年出版的传记《高通方程式》中,以这样的文字来描述这个矛盾的天才人物:“扩频通信的内部探索来自一个全然意想不到的人物的早期发现,她就是美丽的、富有洞见的女明星海蒂·拉玛。只要你使用过移动电话,你就有必要了解并感谢她。要知道,这位性感女明星为全球无线通讯技术所做出的贡献至今无人能及。” 海蒂小姐,1914年9月9日出生于维也纳,当时的名字叫海德维希·爱娃·玛丽亚·基斯勒(Hedwig Eva Maria Kiesler)。她的父亲埃米尔·基斯勒(Emil Kiesler)是当地知名的犹太银行家,母亲格特鲁德·基斯勒(Gertrud Kiesler)是一名钢琴家。生活在这样一个显贵的家庭环境中,海蒂小姐却没有遵循大多数名媛成长的故事模本。 海蒂小姐迷上了表演,她甚至放弃选修的通信专业,跟随著名戏剧导演马克思·莱因哈特(Max Reinhardt)到柏林学习表演。最初她在影圈充当场记,凭着无以伦比的外表和表演欲,16岁的海蒂小姐就迎来了她的第一部电影《街上的钱》。1932年,一家捷克斯洛伐克电影公司邀请18岁的海蒂小姐担当《神魂颠倒》(Ecstacy)的女主角,并承诺将这部电影推向国际市场,唯一的条件是她必须全裸出镜。她答应了。1933年,《神魂颠倒》在捷克斯洛伐克首映,海蒂小姐成为世界上首位全裸出镜的明星。 在《神魂颠倒》中,海蒂小姐扮演一个老男人身边渴望爱情的年轻妻子,她绝美的面容和奔跑在树林中的曼妙胴体,在震惊观众之余也带来了铺天盖地的非议。但对于裸体,海蒂不认为有什么不好,她说,“如果你运用想象力,你可以看见任何女演员的裸体。我希望我能让你有想要运用这种想象力的欲望。”军火大亨弗里茨·曼德尔(Fritz Mandl)很快把想象的欲望化为行动,他将不满20岁的海蒂小姐娶回家。随后一掷千金,拼命收集这部影片的拷贝,不允许任何人对他的海蒂小姐再有任何的“想象”。 逃离奥地利 曼德尔和海蒂小姐在舞会上一见钟情,三个月后两人就举行了婚礼。曼德尔是奥地利的军火大亨,性格阴郁。24岁时接管了他父亲的军备工厂。曼德尔也是犹太人,但他支持纳粹,和希特勒、墨索里尼相交甚好。他向《凡尔赛条约》禁止出售武器的 国家 德国和奥地利贩卖武器,他甚至在波兰、荷兰,瑞士建立了子公司,成为纳粹主要军备的奥地利军队供应商。当然,不仅限于纳粹,只要给钱,他愿意与任何战争的任何一方的任何人做生意,正因为此,纳粹曾于1938年没收了他的工厂。 最初,曼德尔的主要产品是装甲和榴弹,后来他将注意力转向 飞机 和飞机上的控制系统,与此同时,他也很重视无线电信号遥控鱼雷和无线通信干扰技术。虽然无线通信技术在当时属于国家最高级别 军事 机密,但曼德尔与武器专家谈论相关技术时,不会避讳海蒂小姐,允许她旁听甚至记录。当然,曼德尔只不过把她看作一只漂亮的装饰物,无论如何也想不到,海蒂小姐学过通信专业,也想不到她会为这项技术深深地着迷,并在数月后基本掌握了这项技术。 曼德尔不介意既然海蒂小姐旁听国家最高机密,却不愿她在外抛头露面。她曾提过想继续拍电影,被曼德尔粗暴的拒绝了,并被警告不允许走出家门半步。这次冲突让海蒂小姐对曼德尔彻底死心。在她的回忆录中写到:“我不是一件物品,我不想做一名奴隶,最让我受不了的是,我连游泳和上街的自由都没有。” 1937年的一天,海蒂小姐陪同曼德尔出席晚宴,中途她以身体不适为由退席,用迷药迷昏随从侍女,跳出盥洗室的窗户,乘当天的火车连夜逃到了 法国 巴黎。独自在巴黎生活了一阵子,她又游走到伦敦。在伦敦,她遇见米高梅三巨头之一的路易·梅耶(LouisB.Mayer)。在梅耶的引荐下,她成功打入好莱坞,与米高梅签定了一份拍摄合同,并获得了一个后来她一直沿用的新名字海蒂·拉玛——这个名字来自于无声影片时期的一位大 美女 芭芭拉·拉玛(Barbara Lamarr)。 进入好莱坞后,海蒂小姐先后与诸如克拉克·盖博(Clark Gable)这样的顶级男星合作了25部戏,也因影片《Algiers》中所塑造的优雅的黑发美女形象打破了由金发女人统治银幕的惯例,但她仍是好莱坞著名设计师艾迪斯不喜欢合作的几位明星之一,而她的作品让人记住的,除了貌,还是美貌,她说过一句被广泛引用的话:“任何女孩都能够变得迷人,你作需要做的全部事情就是站在那儿并且看起来很蠢”。 随后,海蒂小姐错过了《煤气灯下》、《卡萨布兰卡》的角色,她的花瓶形象再无翻身的机会。整个演艺生涯都是在屏幕上做人肉背景,毫无经典作品。与米高梅的合约期满后,她创办了一家制片公司,也以失败告终。作为演员,没有经典形象留于世人是一个巨大的遗憾,所以海蒂小姐很快就投身科学界,她想证明,她除了脸蛋,还有其他更多的东西。 跳频技术诞生 在当时的战况下,如何提高鱼雷命中率成为各方争夺的焦点。实战中,通常是由战舰和潜水艇向打击目标发射鱼雷,指挥员在飞机或轮船上通过无线信号进行引导,以保证精准的命中。不幸的是,假设你是鱼雷的发射方,而非接收方——接收方经常使用这样的对策:对无线电信号进行干扰,使鱼雷偏离要到达并毁坏的目标。因为早期的通信是同时在一个单独的频道上传输,敌方只需简单地探察频道,之后制造足够的电磁噪声来有效地干扰信号。 恰巧此时美国政府和国家发明家委员会向各界名流发出邀请,希望每个有能力和想法的人加入支持 美军 参战的队伍中。海蒂小姐的机会来了。她正好了解遥控鱼雷和无线通讯干扰技术,她认为她能解决单独无线信号频道的技术瓶颈,与委员会主席查尔斯·凯特林(Charles F. Kettering)达成共识后,在美国政府和发明家委员会的支持下,她参与了设计军用无线通讯和鱼雷遥控系统。 此后,她每天花大量时间来设计和思考“不受干扰无线信号”概念,毫无进展。在一次支持美国参战的宴会上,她经朋友介绍,结识了当地非常有名的音乐家乔治·安泰尔(George Anteil)。 安泰尔1900年生于美国新泽西一个德国移民家庭,他在费城柯蒂斯学院(Curtis Institute)学习音乐,毕业后去 欧洲 发展,从柏林演到巴黎。他是当时先锋派作曲界的顶尖人物之一,创作并演奏了《飞机奏鸣曲》、《爵士奏鸣曲》、《机器之死》等曲目,名噪一时。 1933年安泰尔返回美国,为好莱坞进行电影音乐创作。同时,他担任《君子》(Esquire)杂志的专栏作家,写了很多关于风流韵事与人体内分泌的关系的文章,也发表一些政治评论,曾准确地预言过 二战 将由德国入侵波兰开始,以及随后的苏德战争和美国的介入。而后一项研究——人体内分泌则促成了他与海蒂小姐的发明故事。另外,安泰尔在第一次世界大战时做过 飞行员 ,他小心翼翼地将此经历隐藏起来。 海蒂小姐的设想是,在鱼雷发射和接收两端,同时用数个窄频信道传播信息,这些信号按一个随机的信道序列发射出去,接收端则按相同的顺序将离散的信号组合起来。这样一来,对于不知信道序列的接收方来说,接收到信号就是噪声。与此同时,由于接收端只需要对数个特殊频段的特定序列信号敏感,对一般的噪声免疫力很好。而敌方又不可能实现全频段的干扰。但怎么才能做到这一点呢?信号需要同步?如何同步呢?海蒂小姐百思不得其解,就想着出去散心,走着走着就遇上了安泰尔,他们是邻居。 起初,海蒂小姐只是把安泰尔看作腺体专家,向他请教怎样才能把她的胸部变得更大。后来的日子里,两人越谈越投机,话题从腺体转到武器。他们谈到鱼雷的无线电控制。拉玛尔说出了“跳频”的新颖设想,安泰尔则提出,可以用他在欧洲期间曾尝试过的对16部同步演奏的自动钢琴进行调节的类似方式来调节无线电频率。安泰尔确信海蒂小姐是聪明卓越的人物,但毫无疑问,他对同步性的看法影响了拉玛的离散无线电通信的概念。 当时还没有交响乐,安泰尔却能将所有这些非同寻常的乐器成功地同步演奏。安泰尔所说的自动钢琴很象老式计算机,通过读入编好码的打孔纸带来演奏,为了协调好这些同时演奏的自动钢琴,安泰尔着实在编码上费了一番心血才找到解决之道。因此,他和海蒂小姐最初实现跳频技术时也选用了类似自动钢琴上使用的打孔纸带来同步信道,甚至连信道数都参考了钢琴键的数目--88个。 在海蒂小姐的公寓内,安泰尔将自动钢琴演奏器、鼓、锣,甚至是任何能够派上用场的乐器组合在一起,在无线设备和自动机械的协调下,保证每一种不同的乐器都能够在工作中与整体达到同步。灵感瞬间涌现的同时,两人用数百根火柴棒和铅笔在地毯上摆出第一张关于“免干扰无线技术”原理图。然后,将鱼雷引导系统的最初概念,用铅笔潦草地逐字写在寄自安泰尔家的一个信封上。信封背面是这种通信方法的草图,正面是一段简短的描述。海蒂小姐和安泰尔用一张简单的图画和区区几百字,抓住了免干扰通信系统的主要原理,其基本思想就是为了避免干扰必须从一个频率跳到另一个频率。这一挑战设计将发送方和接收方的信号要想在管弦乐中一样达到同步。这个系统根据所需秘密等级一级使用技术的复杂程度,范围可以从相对简单的地步到极端复杂的程度。 经过了数月的辛勤工作,这个构思已经初具雏形。1940年12月,两人将一份说明送交至国家发明家委员会。当时的国家发明家委员会主席查尔斯·凯特林(Charles F. Kettering)看过手稿之后非常兴奋,并建议海蒂小姐和安泰尔继续完善其构思后申请专利。好心的主席还给他们介绍了加州理工学院(California Institute of Technology)的电气工程学教授,在这位教授的帮助下,他们精心剔除了导致故障的程序错误,终于在1942年8月,这项发明被授予美国专利。 在专利说明中,描述了一种引导鱼雷的通信方法,即在一段固定时间内,在载波频率之间发射方和接收方用一种同步的通信方式。被发射方(一架高处的飞机)和接收方(一枚运行的鱼雷)所采用载波频率的同步的编号,是由一种类似自动钢琴音乐筒的装置控制,该装置有一个独特的由88个可能的阶梯组成的序列。这就意味着,通过在每个频率上仅发送整个信息的一小部分,鱼雷能受到操纵。干扰通信的企图通常一次只能是一条信道失去作用,而在其他信道上的信息足以保证鱼雷作出必要的方向矫正,以击中目标。 也就是说,海蒂小姐和安泰尔打破了在一个单独频率上的常规的通信模式,而这种常规的模式自从无线电发端以来就一直被使用着。尽管海蒂小姐的专利是之后上百种专利的基础,今天的扩频通信技术就起源于“跳频”概念,但当时还没什么人能理解这一发现的深奥含义,也还没人能制造出具备专利所描述的功能的设备,美国军方也还是把这一专利归为官方机密一档,并且其概念数十年都被置于严格保密之中。 海蒂手机设计图 技术是永恒的 安泰尔和查尔斯想每个人说明这项专利的重要性,但发明家委员会的其它官员却对此抱以强烈的怀疑,一位官员甚至质疑类似磁带运作的打孔纸带能否精确的传递信息,也不认为可以将这种音乐机械置入鱼雷,尽管安泰尔一再解释这一装置可以做得象手表一样小巧。对此安泰尔后来自嘲道:“我们所犯的错误就是在解释这项技术时为了听众能更好地理解,引用了自动钢琴的原理。毫无疑问,这使得华盛顿那些审查我们发明的老爷们只读到了一个词儿--自动钢琴。‘My God’,我能想像到他们会说什么:‘我们要把自动钢琴放到鱼雷里?’”。 在安泰尔焦头烂额游走于 海军 部和发明者委员会官僚们之间的同时,海蒂小姐在干嘛呢,据说她通过其它方式作了更大的贡献——贩卖战争公债,利用她的美貌,轻而易举地募到了7,000,000美元的资金。之后,她和安泰尔又回归了到各自的艺术圈。而跳频技术则沉入了 历史 的故纸堆,只被当做一项军事机密严格保存。 对海蒂小姐在他们的专利中展现的跳频概念,早期军方的试验结果如何,就这一点,没什么公开的内容。许多人认为,机械的音乐筒不能做到同步并且快速转换,以产生可以信赖的通信。另外,安泰尔本人注意到,所描述的自动钢琴结构在把他们的概念投射到高水平的军事领域方面可能并非好的选择。他理解人们确实嘲笑他们将演奏器放进鱼雷的想法。正如任何人公开知道的那样,在战争中,美国人从来未能将鱼雷频跳中击中纳粹的巡洋舰。人们所能知道的对它最早实现是在20世纪50年代中期。它涉及在飞机和被称作声纳浮标设备之间的双向通信。 海军给霍夫曼无线电公司一份专利,让它生产声纳浮标以及伴随飞机的无线电,同时霍夫曼公司的技术人员还得到了海蒂小姐专利,根据它来进行设计。发明者的名字被从文件中抹去,给出的信息处于极度保密状态。因为该专利所标的日期是10多年前,霍夫曼公司的技术人员想象这个先进的概念来自军方或者国防部门的某些优秀的工程师。他们完全不知道,是一位美丽的女演员和一个富有创造性的作曲家智慧结晶的最早应用。 最终,霍夫曼无线电公司完成了这一跳频机械设备,与安泰尔帮海蒂小姐在他们的专利中使用音乐筒进行传输的想法实际上相差不大。后来,霍夫曼公司和其他地方的许多工程师使用跳频为军方研发了许多产品,其中包括一家在 越南 战争中使用的遥控无人驾驶飞机。还有,在1962年古巴 导弹 危机期间,“跳频”已隐蔽通信的形式在军舰之间构成了海军封锁。不过,这一在20世纪60年代研制出来的产品,对跳频不是用机械的方式,而是吸收了新的数字计算技术的长处。 80年代冷战结束,美国军方解除了对“跳频”技术的管制,允许其商业化。与此同时,电子晶体管的发展使“跳频”技术的实现越发简单。频率同步方法从机械到电子的转化,促进了它的普遍实现。电子通讯和无线技术得到了长足发展,手机、 卫星 通讯、无线 网络 等技术引领了信息时代。在“跳频”技术基础上,1985年美国的一家名不见经传小公司在圣迭戈成立,悄悄地研发出CDMA无线数字通信系统。这家公司就是高通。高通现在已成为全球500强的大公司,而它的理论来源的发明者海蒂小姐却差点给人遗忘。 2000年,海蒂小姐去世,在她去世后的第三年,波音公司进行了一系列的宣传广告纪念这位科技女性,其中毫不涉及她的演艺事业。2005年,德语国家举行了第一届发明者节,以纪念海蒂小姐的92岁诞辰。所有的这一切,仿佛在印证她的另一句妙语:“电影往往限于某一地区和时代,而技术是永恒的”。
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1998-10通信技术概论
lcj2212916 2011-11-13 20:14
http://radarew.5d6d.com/thread-502-1-1.html
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[转载]华为往事(二十)A8010接入服务器:数据通信产品打响第一炮
sunapple 2011-10-2 15:24
    北京研究所协议软件部聚集了一大批“洗沙子”的开发人员。他们大部分是来自国内知名大学的研究生和本科生,像来自西安电子科技大学的研究生王盛,来自北京大学的本科生吴钦明等。当时我在北研所大量招聘开发人员,但又没确定要开发什么产品,这些开发人员就放在协议软件部研究各种数据通信协议。这些小伙子对计算机通信技术充满了渴望,他们人手一套“红宝书”--“TCP/IP协议祥解”,共三册,比我们当年开发CC08时的“红宝书”要厚得多。他们从网络上搜索来所有能搜到的开源的TCP/IP协议软件,进行分析修改,自己开发一些协议软件模块,最终形成了华为数据通信产品的平台VRP(虚拟路由平台)。 后来Cisco状告华为,说华为的路由器产品剽窃Cisco的软件,当时正好我和华为也有股权纠纷。Cisco的一个律师给我打电话要我给他们当证人,被我拒绝。因为我非常清楚华为路由器的软件都是协议部的开发人员一行一行地编写并调试出来的。     对开发人员来说,在华为不做出一个成功的产品,只做平台,是很难得到上升的机会的,在工资,奖金,股票等方面都要比做成功产品的开发人员低得多。协议软件部的开发人员很清楚这一点。在协议软件开发到一定程度后,他们就开始琢磨开发什么产品。     1996年,是中国互联网开始迅速发展的一年。用户通过拨号的方式上网,既在计算机前面接一个“猫”(调制解调器),通过电话线接入互联网。在电信机房里,需要在电话交换机旁边安装一个接入服务器,用来把通过电话线上网的用户接入到互联网中。当时,国内网中使用的接入服务器主要是3COM公司的设备。     我在上海交大时的同事谈建中当时是3COM的中国区销售总监,我的师弟金欣是3COM华中区的销售经理。我把他们请到北京研究所来商讨双方在接入服务器上合作的可能。我认为,3COM在数据通信方面比较强,而华为在电信方面比较强,双方有互补性。比如,3COM接入服务器不支持七号信令,而华为可以提供等等。他们说要反馈给公司总部,后来就没有消息了。金欣骄傲地对我说:“3COM的接入服务器在中国已经占领了大部分市场,你们就不要进来了.”。     当时华为的数据通信行销部只有徐国祥带领的几个人。他们从市场上反馈回来电信局对接入服务器有潜在的需求,并且随着互联网用户的增加,这种需求还会放大。协议软件部的开发人员当然不会放过这个机会了。在赵燕光和王盛的带领下,提出了A8010接入服务器的立项申请。我批准了他们的申请,并上报中研部总体办。但总体办在评审项目申请时却否决了这个项目,理由是市场发展不明朗,产品规格不准确。     就在大家准备转去考虑其他产品的时候,事情发生了转机。李一男带队去广州与广东电信新业务发展部进行技术交流时,新业务发展部主任陈嫦娟(后来是广东电信局副局长)建议华为开发大容量的接入服务器。双方最后达成协议,共同开发接入服务器。这样,A8010接入服务器起死回生,顺利立项。协议软件部的一批技术骨干在王盛的带领下到了这个项目组。广东电信新业务发展部也派来了几个博士。双方共同制定了A8010接入服务器的产品规格。这个规格后来成为中国接入服务器的标准。     开发CC08的猛将,曾担任交换业务部总监的张云飞被派到北研所担任副所长,负责A8010接入服务器的开发。接入服务器是数据通信和电话交换的结合。协议软件部的开发人员比较熟悉数据通信的协议,张云飞比较熟悉电话交换并能调动交换业务部的资源,更重要的是,张云飞给那些年轻的开发人员带来了产品开发的理念和华为良好的开发作风和拼命的精神。就是这样的开发团队,确保了A8010产品的成功开发。     在张云飞的带领下,经过项目组全体人员的共同努力,A8010接入服务器用了不到一年的时间就开发出样机。第一个开局的地方早已经准备好了,就在广州电信的机房里。开局结束后,在广州举行了一个隆重的鉴定会。这是国内第一个成功开发的接入服务器。公司请来了邮电部科技司的司长闻库主持这个鉴定会。广东电信局局长也参加了鉴定会。A8010接入服务器是华为和广东电信共有的产品。后来接入服务器的市场打开后,华为给了广东电信3千万买断这个产品。     A8010接入服务器的市场突破是在上海电信。上海电信对产品的技术等各方面的要求是非常严格的。我和王盛多次到上海和上海电信的总工办的技术专家进行技术交流。在多家技术比较后,上海电信最后接受了华为提出的建立上海互联网接入平台的方案。同时,在交流过程中,上海电信提出的一些需求也帮助我们进一步完善了A8010产品的功能。上海电信互联网接入平台的成功建立,为A8010在以后各省的招投标项目中建立了良好的标杆。     在1997-1999年间,中国的互联网用户急剧增长。各地电信部门纷纷扩容接入服务器设备。像3COM这样的传统接入服务器,容量小,又不支持七号信令,很难满足电信的要求。而华为A8010的大容量,支持七号信令等特点正好符合电信的要求。再加上邮电部传输所在制定国家接入服务器标准时,就是参照华为A8010的规格来制定的。这样,在各省市接入服务器的招投标中,A8010所向披靡,战无不胜,最终占领了中国90%的接入服务器市场。这是华为市场占有率最高的产品。这也是数据通信产品线第一个盈利的产品。“洗沙子”终于洗到了一颗金子。     在和邮电部传输所总工蒋林涛交流接入服务器标准时,他说:“你们华为的步点真是踩得很准呀,接入服务器市场刚启动,你们的产品马上就出来了”。华为在国内的主要竞争对手中兴在A8010全面进入市场一年后才开始开发接入服务器。但由于中兴以前没有数据通信方面的积累,这个产品以失败告终。
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[转载]华为往事(十二)—C&C08鉴定会华为往事
sunapple 2011-10-2 15:15
    1994年10月25日,中国国际通信技术设备展在北京举办。华为带着刚刚开局成功的CC08交换机首次参展。在众多参展的国外厂商面前,华为的展台实在没什么可看的。华为在展台的两侧挂上两面大大的五星红旗,大打民族牌,以此来吸引眼球。华为就这样向电信界宣告:“我来了”。     这次电信展前,正好是任总的50岁生日。任总借此机会在北京宴请一些电信局的领导。一位电信局的领导恭维任总说:“任总,你看上去很年轻呀,一点都不像60岁的样子”。     电信展之后,我们一群参加展会的人员,穿着参加展会的统一制服,在西乡厂房的楼顶拍摄电视广告。这是华为唯一的一次电视广告。我们一群人排成几排,双拳一握,齐声说:“华为恭祝全体电信员工春节快乐!”。我们在寒风中站了3个多小时,说了无数遍恭祝以后,才拍好广告。广告在95年春节的时候在中央台新闻联播节目之后播出。我动员了全家人来观看,但只看到黑呼呼一片人,没看到我在哪里。     接下来的工作是开鉴定会。在中国,新的电信产品必须开2,3个试验局,然后由几个专家来开鉴定会,给出该产品达到xx先进水平的结论,才能申请到电信网的入网证。公司对鉴定会非常重视,专门腾出一个大房间来放测试用机,还从全国各地借来了十几台模拟呼叫器。任总骄傲地宣称:“我们把全国所有的呼叫器都借来了”。          当时我任交换业务部的副总工程师。万门机组的开发人员在洪天峰的带领下忙着做新的软件版本,就我一个人来准备鉴定会的测试工作。鉴定会的组长是北京邮电大学的程时端教授。在功能测试的时候,还能勉强混得过去。测到有问题的时候,接待人员就赶快把测试人员带去玩或者吃饭,我就赶快修改软件。晚上更是通宵达旦地修改白天测试时发现的问题。但测性能的时候,很多指标都过不去,像接通率,时延等指标都严重达不到国标的要求。这些指标都受限于硬件的处理能力,一时也改不好。我向李一男做了汇报,李一男说,你不会做一些手脚吗。于是,我在测试时,将主叫方和被叫方全部安排在一个模块中,还将一些连接设成永久连接。另外将终端上显示的CPU占有率减掉50%,从原来的90%CPU占有率减为40%。专家们也是睁一只眼闭一只眼。最后以达到国际先进水平的结论圆满地通过了鉴定。     在测试的一周时间里,我都没回去睡过觉,困了就在测试房间的沙发上睡一会。在鉴定会结束后,我没去参加庆祝晚宴,直接回家睡了两天两夜。
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现代应急管理:技术与系统
陈安博士 2011-7-4 13:31
  本书是“现代应急管理”系列丛书的第三册,也是最后一册。   就这一套三册书的关系而言,第一册介绍的理论与方法是现代应急管理这一学科方向的基础,第二册涉及的应用与实践是现代应急管理的目标和方向,本册的技术与系统则是联系两者的关键桥梁。也就是说,现代应急的理论与方法必须通过技术开发和系统设计及应用才能实现在行业、领域、区域中的应急实践。   日本2011年3月11日发生的九级大地震再次提示我们,即便已经有了一套完整的、久经考验的应急速报系统和响应系统,面对一次无法预测的突发事件,应对起来依然会显得慌乱。但是,从另外一个角度看,如果没有这套系统,则只会更糟。   现代应急技术与系统的内容可以包罗万象。事实上,几乎所有技术都可能在应急管理的不同阶段获得不同程度的应用,也因此,本书在遴选相关技术纳入本书进行介绍的过程中花费了很大的精力,最后,我们介绍了检测检测技术、通信技术、3S技术、事故调查分析技术、风险的矩阵分析技术以及数据处理技术;而从系统的角度看,每个行业、区域、领域都会有自己对于应急系统的独特需求,但是,共性需求是什么?却很难理清。本书介绍了物流系统、决策支持系统,并重点地给出了一个一般意义下的“现代应急信息系统”的设计思路,尤其是应急协调系统的设计,最后给。   全书共分十二章,各章主要内容如下:   第一章现代应急管理概论部分对比了突发事件的不同分类结果,再次探讨了传统与现代应急管理的差异与联系,介绍了安全科学作为一门独立学科的组成架构,同时就现代应急对于技术的需求进行了简要分析。   第二章对现代应急技术进行了定义和不同准则下的分类,就本书中介绍的七大类主要技术进行了简要层次分析,同时对现代应急系统的功能设计与子系统构成,以及应急平台的架构进行了介绍。   第三章的检测监测技术内容庞杂,它有些可以用在应急过程中,也可以用在事后的事故原因分析方面,既可以应用在自然灾害的应对上,也可以用于分析公众的各类激情情绪。   第四章所涉及到的“应急通信技术”广为大家所关注,但是,很多人所理解的应急通信是通信过程中的问题处置,而我们则更关注灾难中整个通信系统崩溃下的应对,偏重于快速恢复与重构,并认为这才更是“应急通信”的本真含义。   第五章介绍的全球定位、地理信息与遥感技术已经在现实中有了广泛的应用,而且多用于非应急的情形,比如GPS的汽车导航功能。而事实上,应急过程中对于这三类技术的需求更加强烈,因为它们是救援决策的信息主要来源,及时获取信息则救援会更加有力,而无法利用这些技术则会造成更加灾难性的后果。   第六章介绍的是应急“软技术”,也就是可以用于辅助决策的技术。我们基于风险矩阵分析方法,提出了扩展的风险矩阵技术,用于分析风险大小之外更广泛意义下的内容,包括应急资源的筹措与使用、状态恢复等。   由原因推结果容易,由结果分析原因却难上加难,因为事故过后再去寻找原本存在的因果关系,一方面会被各种表象所困扰,另外一方面则会因为证据在事件中的毁损加大调查的难度。但是,由于事故调查对于防范未来更多的突发事件有着深远的影响,还必须进行,而且要尽量准确和精确。本书的第七章介绍了一些常用的事故调查与分析技术。   第八章介绍了应急物流机制与系统设计,并具体到物资管理中多个阶段和层次的问题。   第九章的主要内容是数据数据技术,从数据挖掘等角度进行了简要介绍,并对正方兴未艾的物联网技术中将广泛深度使用的RFID技术的数据分析与挖掘进行了剖析,同时也就云计算技术与应急管理的关系进行了分析。   第十章给出了我们所认为的“现代应急信息系统”的基本模型,就一个“现代”而非“传统”的应急信息系统的功能、组成、开发逻辑、集成原理给予了具体阐述,并就我们自己开发的名为“晨曦”的现代应急系统进行了概要介绍。   第十一章原意是希望给出应急协调子模块的更为详尽的分析与设计,不过我们进行了不小的拓展,从刚刚出炉的“管理机制设计理论”出发做了更为一般性的介绍,并沿用这一思路设计了一个目标为全过程协调的应急协调系统。   第十二章的行业平台案例分析给出了当前开发出的四类风格不同的应急平台。如地震应急平台,防汛防洪预测预警平台、煤矿安全监控与灾害应急通信平台,公共卫生应急防疫平台。   应该说,本书的另外一个特色是介绍了“管理机制设计理论”,这是我们提出来的一套新的理论,它应该包括对于当前各类管理机制的分类梳理,七大核心组成模块的剖分与剖析,以及管理机制设计的基本模式,我们还希望能够给出“管理机制失效分析”的内容,完善整个理论,不过,这只能是下一本书的内容了。   中国科学院科技政策与管理科学研究所的陈安研究员设计了全书的结构、体例和内容,撰写了第一、二、十一等多个章节,并最后全面修订了全书。   陈宁博士撰写了本书的第五、九章的主要内容,并第一次审阅和修改了全书。   武艳南从本套丛书的第一册《现代应急管理理论与方法》就参与了研究和写作,在第二册《现代应急管理应用与实践》中承担了一章多的内容,在本书中则负责撰写了第十章和第十一章的大部分内容,并承担了部分组织工作。   感谢本书责任编辑,科学出版社的鞠丽娜老师,她促使我们把近6年在应急管理研究中最为精华的部分串成这一套三本的专著,使我们从一个体系化的角度撰写全部125万字的内容,甚至可以说,没有鞠丽娜老师的努力,就没有这第三本书的成稿。   感谢中国科学院研究生院的赵燕老师,从第一本开始,她就一直负责本套丛书的出版联络,并是第一个读者和提出修改意见的人。   正在或曾经在“应急管理”创新团队工作的迟菲博士,以及李季梅、王光辉、倪慧荟、张昊宇、亓菁晶、刘霞、张雪、郑晓洋、上官艳秋、王军梅等多位同学分别撰写或协助修改了本书的部分章节,这本书也是他们心血的结晶。   感谢北京劳动保护科学研究所姚晓晖主任和北京城市系统工程研究中心一直以来对我们的支持,书中关于密集人群监测技术及社区安全保障系统正是和她们共同探讨的结果。   本书的部分研究成果得到国家自然科学基金委员会“非常规突发事件应急管理”重大专项培育项目“非常规突发事件的‘事中’评价策略与动态研判方法研究”(91024004)和北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室开放课题“面向铁路非常规突发事件的多层次机理体系与机制设计研究”(RCS2009K002)的资助。   感谢中国科学院科学政策与管理科学研究所和河南大学应急管理研究所对我们在应急管理研究上的一贯支持,感谢Instituto Politechnico do Porto的GECAD实验室及其主任Vale Zita教授为本书的完成提供了很好的研究环境。   本书得以顺利完成还要感谢中国科学院计算技术研究所王桂玲博士,她向我们传授过云计算方面的知识,并在共同研究“应急云”过程中提供了很好的思路。   本书曾经在2011年6月举行的第四次“现代应急管理”课程班上赠阅给60位学员并敬请提出修改意见,来自上海工程技术大学的严小丽副教授,来自天津大学的杨秋波博士等老师提出了建设性意见,使本书在内容和写法上更臻完善,特此感谢她们。   最后还要感谢其研究论文或著述为本书提供了参考资料的各位学者、工程师和官员,他们在应急技术与系统方面的设计、开发和实践经验丰富了本书的内容。   限于作者的水平,书中的疏漏及错误之处在所难免,恳请读者批评指正。   作者 2011年7月1日
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2011届硕士杜英田论文——智能交通无线车载通信协议优化研究
热度 1 tmdvc 2011-3-17 05:05
基于IEEE802.11p-1609协议的智能交通无线车载通信协议优化研究(杜英田).pdf 杜英田硕士毕业论文答辩.pdf 题目:基于IEEE 802.11p/1609 协议的智能交通无线车载通信协议优化研究 摘 要 随着智能交通系统的发展,车载无线通信技术在近些年来备受关注。其 中,IEEE 802.11p/1609 系列协议作为车载无线通信的代表性协议,旨在为交 通安全相关的应用提供良好的通信保障,同时也可以在很大程度上满足传统 网络数据业务传输的需求。在IEEE 802.11p/1609 协议体系当中,控制信道 (CCH)用于与交通安全相关消息的传输,诸如交通事故避免、紧急刹车提 醒等;而业务信道(SCH)则负责传统网络数据业务的传输,如传统的网页 浏览、电子邮件、视频点播等,其目的在于使处在交通工具上的乘客获得尽 可能良好的旅行体验。 本文首先对仍处于草案阶段的IEEE 802.11p/1609 协议族进行了归纳和整 理,并着重分析了IEEE 802.11p 协议的媒体接入层针对智能交通系统相关应 用所引入的一些新特点。接下来,利用仿真结果阐释了控制信道(CCH)在 交通安全相关消息传输过程中,由于车辆密度的增加所带来的通信性能恶化 以及随之出现的公平性问题。同时,本文也指出了业务信道(SCH)上由于 信道强制切换所带来的带宽浪费问题。对于控制信道上可能出现的性能恶化 问题,本文提出了周期性交通安全消息发送间隔和发射功率的自适应联合调 整策略,该策略基于整合后的第三代移动通信网以及基于IEEE 802.11p/1609 的车载通信网,采用神经网络算法和梯度下降反向传播算法,在大幅提升周 期性安全消息传输质量的同时也很好的保证了通信系统的公平性。对于业务 信道上可能出现的带宽浪费问题,本文提出了帧长度选择发送策略,本策略 在每次数据帧发送前都尽量实现数据帧的预计发送时间与信道切换剩余时间 的匹配,从而实现对信道的最大限度利用。最后,通过基于NCTUns 网络仿 真软件所得到的大量仿真结果验证了本文所提出方案的有效性。 关键词 智能交通系统 802.11p/1609 控制信道 业务信道 神经网络
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应急通信技术的前言后语
热度 1 陈安博士 2011-3-15 07:59
  应急通信是应急体系的重要组成部分,是国家应急保障的关键基础设施之一,在应急管理中发挥着越来越重要的作用。应急通信可以为各类紧急情况提供及时有效的技术保障,直接决定了应急响应的效率。   应急通信技术并不是一种全新的技术,而是各种通信技术、通信手段在紧急情况下的综合运用。应急通信系统既涉及技术问题,也涉及管理问题。应急通信系统在网络和设备等方面提供技术保障。在管理方面,要针对不同场景建立快速响应机制,协调调度最合适的通信资源,提供及时有效的通信保障,以建立完善的应急通信管理体系。   应急通信可以定义为在发生自然的或人为的突发紧急情况时,综合利用各种通信资源,用来保障应急救援和必要通信所需的通信手段和方法。它是一种暂时性的、为应对自然或人为紧急情况而提供的特殊通信机制。   可靠的应急通信保障体系既要包括技术层次上的网络安全系统,又要包括管理层次上的应急组织保障体系。在应对公共安全和公共卫生事件、大型集会活动、救助自然灾害、抵御敌对势力攻击、预防恐怖袭击和其他众多突发情况的通信技术手段,均可以纳入应急通信的范畴。   突发事件的最大特征之一就是事件出现时伴随着多种相关信息的高度缺失,比如,事件影响的区域面积,受到事件负面影响的人群规模,事件以及影响的未来态势的发展路径,等等,都是很难快速获取的信息。这些信息的获取当然可以依赖下一章介绍的定位、地理与遥感的技术手段,当然,也应该包括一些传统的现场调查和统计等方法。   但是,即便可以采用不同的手段获得信息,总需要一个传输通道将这些信息汇总到不同层次的指挥中心,而“鸡毛信”这样的传统渠道显然已经不合时宜,必须有更加现代化的通信手段协助完成。   在大规模事件发生时,通信系统并不一定被完全破坏,此时应急对于通信的需求可能是暴涨的负荷,通信系统应该可以因应这个需求。而有的灾害则直接不可逆地破坏当地的通信系统,而如果无法恢复通信,则在有效救援进行时就有可能有不可弥补的人员伤亡与财务损失,此时应急对于通信的需求就是在规定的短时间内快速重建一套新的通信系统,一般要在一天之内或者更短时间内完成。   本章介绍的主要内容除了通信系统本身以及在应急时的作用与价值之外,更强调了通信系统重建的几个不同层次的工作,希望能够为区域或行业应急提供一个有益的启示。   事实上,我们在定义现代应急管理所以区别于传统应急管理的时候,也将现代技术手段作为二者的两大主要差异之一,而通信正是现代技术手段最有代表性的一种类型。   
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GMT+8, 2024-5-16 03:18

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