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自2003年中國地質學會工程地質專業委員會發起建立“全國工程地質專家庫”以來,得到全國各界工程地質(含巖土工程和地質工程相關專業)行業高科技人員的積極響應,已經收到420余份反饋回來的專家登記表,均已錄入數據庫。“全國工程地質專家庫”已初具規模,從針對服務的行業來說,包括水利電力、鐵路交通、礦山和工業民用建筑等;從專業領域來說,包括工程地質勘察、巖土工程施工、地質災害研究等;從遍及的單位來說,包括高等院校、科研院所、各部委直屬勘測設計院和公司等一百多家;從職稱分布來說,包括工程院院士、勘察大師、教授級高級工程師、高級工程師、教授、副教授、研究員、副研究員等;從工作職務來說,包括院長、副院長、總工程師、副總工程師、經理、校長、系主任等。
入庫的單位及其人數情況:北京國電華北電力工程有限公司14人;長安大學地質工程與測繪工程學院11人;成都理工大學環境與土木工程學院12人;國家電力公司成都勘測設計研究院43人;國家電力公司貴陽勘測設計研究院15人;國家電力公司昆明勘測設計研究院39人;建設綜合勘察研究設計院11人;水利部天津水利水電勘測設計研究院11人;中國科學院地質與地球物理研究所17人;中航勘察設計研究院39人(這里只列出了10人以上的單位)。
2軟件功能
2.1基本功能
①顯示工程地質(地質工程、巖土工程及相關專業)專家基本信息,包括姓名、性別、出生年月、技術職稱、工作職務、工作單位、單位性質、聯系方式。②顯示專家專業特長,工作領域。③打印專家表。④按照入庫序號、姓名和工作單位排序,方便檢索。⑤可隨時登記入庫。
2.2查詢
按照姓名、出生年月、工作單位、單位性質、技術職稱、專業特長、工作領域等單個字段查詢,查詢的結果可顯示專家基本信息、專業特長和工作領域,打印專家表。
2.3高級查詢
多個字段的組合條件查詢,查詢結果可制作報表。
2.4數據庫維護
數據庫管理員能夠輕松完成數據庫的日常維護工作,如添加、刪除、查詢等。
專家庫可用于人事檔案管理、查找工程咨詢專家、聘請工程項目評審專家、查找稿件評閱人、聘任學位論文審閱人等。
3系統界面及功能模塊
3.1主界面
全國工程地質專家庫系統主界面如圖1所示。界面包括菜單區、查詢區、信息管理區和信息顯示區。菜單包括記錄、查詢、管理員和幫助等項。查詢區包括單個字段的簡單查詢和高級查詢按鈕。信息管理區由基本資料、專業特長、工作領域、備注、全表瀏覽、打印、退出按鈕組成,點選不同的按鈕,信息顯示區將顯示不同的信息。
3.2高級查詢界面
點擊主界面窗口中查詢區的高級查詢按鈕會彈出高級查詢窗口,如圖2所示。通過該窗口可生成查詢條件、選擇結果中要顯示的字段、選擇排序字段、選擇組合查詢條件,并執行查詢。查詢結果由查詢結果窗口(圖3)顯示出來。
3.3查詢結果窗口
點擊高級查詢窗口中的開始查詢按鈕就可彈出查詢結果窗口。查詢結果窗口左上部分顯示符合查詢條件的記錄,右上部分是打印全部結果按鈕和打印選中結果按鈕。下部是選中專家的詳細信息,當點選左上部的不同專家,其詳細信息會改變。
3.4查詢結果報表打印窗口
點擊查詢結果窗口中的打印全部結果按鈕將彈出查詢結果報表打印窗口,如圖4所示。上部是打印按鈕、導出按鈕和縮放比例下拉列表框,中間是報表顯示區,下部是頁碼顯示和翻頁按鈕。
3.5選中結果報表打印窗口
點擊主界面信息管理區打印按鈕和查詢結果窗口中的打印選中結果按鈕將彈出選中專家資料報表打印窗口,如圖5所示。
3.6數據庫管理員界面
點擊主界面管理員菜單下的管理員登陸菜單項后,彈出管理員登陸對話框(圖6),輸入帳號和密碼后,點擊確定按鈕進入數據庫管理員界面(圖7)。
數據庫管理員界面由菜單、工具按鈕、專家信息編輯區和全表數據瀏覽和編輯區組成。工具按鈕包括移動記錄、添加、刪除等按鈕組成,專家信息編輯區用來編輯專家信息,全表數據瀏覽、編輯區瀏覽和編輯數據庫記錄。
4工程地質專家庫系統開發
4.1數據庫
(1)信息來源
通過學術會議、信件和網上下載(見/xwdt-040106.htm)等途徑分發“全國工程地質專家庫專家登記表”,收集反饋回來的原始登記表,錄入數據庫中。
(2)創建數據庫
在MicrosoftOfficeAccess軟件中建立專家數據庫。數據庫中包括的字段有:姓名、性別、出生年月、工作單位、技術職稱、工作職務、專家特長、工作領域、通信地址、郵政編碼、聯系電話、傳真和電子郵箱等,基本涵蓋了專家的基本信息、特長、工作領域和聯系方式。
(3)數據錄入
數據錄入方式有兩種方式:①在Access中錄入;②數據維護方式,即在數據庫管理員界面中輸入數據。
所有專家的信息存儲在一個數據表中,每位專家的信息在數據表中表現為一條記錄。
4.2系統功能的代碼實現
采用MicrosoftVisualBasic6.0作為開發工具,運用其集成開發環境和快速應用程序開發技術,根據軟件的功能模塊分別創建程序界面和窗口(圖1-圖7)。開發過程中使用了ADOData控件、DataGrid控件、DataEnviornment設計器、DataReport設計器等。
下面著重敘述高級查詢的實現。在高級查詢窗口中,用戶填寫的查詢條件包括查詢結果中顯示的字段、where子句查詢條件、字段排序子句,用字符串連接生成SQL查詢語句。然后在專家數據表中查找符合查詢條件的專家記錄并在查詢結果窗口中顯示給用戶。完成高級查詢功能的程序片段如下:
PrivateSubcmdQuery_Click()
DimstrKeyAsString
DimstrSQLAsString,strsqlAllAsString
DimstrOrderSQLAsString
DimstrOrderAsString
DimintLenKeyAsInteger
DimiAsInteger,jAsInteger
''''查詢結果至少要顯示一個字段
IflstKey.SelCount=0Then
MsgBox"查詢結果中至少要顯示一個字段!",vbMsgBoxSetForeground,"缺少字段"
ExitSub
EndIf
IftxtCondition.Text=vbNullStringThen
MsgBox"請加入查詢條件!",vbOKOnly+vbInformation,"提示"
ExitSub
EndIf
''''查詢結果中顯示的字段
strKey=vbNullString
strkeys=vbNullString
Fori=0TolstKey.ListCount-1
IflstKey.Selected(i)=TrueThen
strKey=strKey&lstKey.List(i)&","
EndIf
strkeys=strkeys&lstKey.List(i)&","
Next
strKey=Mid(strKey,1,Len(strKey)-1)
strkeys=Mid(strkeys,1,Len(strkeys)-1)
''''where子句查詢條件
strWhere=vbNullString
IfLen(Trim(strQuerySQL))>0Then
strWhere="where"&Trim(strQuerySQL)
Else
strWhere=vbNullString
EndIf
''''字段排序字句
IflstOrderKey.ListCount>0Then
mstrOrderSQLs=""
intLenKey=0
Forj=0TolstOrderKey.ListCount-1
strOrderSQL=lstOrderKey.List(j)
IfoptOrder(0).Value=TrueThen
intLenKey=InStr(1,strOrderSQL,"(升序)",vbTextCompare)
strOrder="ASC"
Else
intLenKey=InStr(1,strOrderSQL,"(降序)",vbTextCompare)
strOrder="DESC"
EndIf
IfintLenKey>0Then
strOrderSQL=Mid(strOrderSQL,1,intLenKey-1)
IfmstrOrderSQLs<>""Then
mstrOrderSQLs=mstrOrderSQLs&","
EndIf
mstrOrderSQLs=mstrOrderSQLs&strOrderSQL&strOrder
EndIf
Nextj
mstrOrderSQLs="orderby"&mstrOrderSQLs
Else
mstrOrderSQLs=""
EndIf
''''字符串連接生成SQL查詢語句
strSQL="select"&strKey&"from"&"專家庫"&strWhere&mstrOrderSQLs
strsqlAll="select"&strkeys&"from"&"專家庫"&strWhere&mstrOrderSQLs
adoconnection.ExecutestrSQL
adoconnection.ExecutestrsqlAll
IfErrThen
MsgBoxErr.Number&vbCrLf&Err.Description&Err.Source,vbCritical,"SQL語句錯誤"
Err.Clear
ExitSub
EndIf
SetrecResult=NewADODB.Recordset
SetrecKeyword=NewADODB.Recordset
frmQueryResult.strSQL=strSQL
frmQueryResult.strSQL=strsqlAll
recKeyword.OpenstrSQL,adoconnection,adOpenStatic,adLockOptimistic
recResult.OpenstrsqlAll,adoconnection,adOpenDynamic,adLockOptimistic
IfrecKeyword.RecordCount<=0Then
MsgBox"沒有您要查找的記錄!",vbInformation+vbOKOnly,"找不到記錄"
ExitSub
EndIf
''''查詢結果顯示
frmQueryResult.ShowvbModal
EndSub
Abstract: "Integration of Teaching" teaching is an effective way of modern vocational education. The research and discussion on "Integration of teaching" of "Optical Fiber Communication Technology" teaching model is a good attempt. This paper discussed and researched from teaching research content, conditions of research and exploration, and teaching and research results etc.
關鍵詞: 教學做一體化;光纖通信;教學模式;專業技能
Key words: integrated teaching learning;optical fiber communication;teaching;professional skills
中圖分類號:G42 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)35-0228-02
0引言
“教學做一體化”教學模式是現代高等職業教育的一種有效方式。“教、學、做”一體化的教學模式既發揮了教師的主導作用,又充分體現了學生的認知主體作用。整個教學進程中,教師有時處于中心地位,以便起主導作用,但更多時是幫助者、引導者、參與者,學生有時處于傳遞―接受的學習狀態,但更多時候是進行主動思考、探索、建構知識、發現問題、分析問題的過程。采取觀察、記錄、討論、作業、考試、技能測試多種評價方式相結合,真正將考核評價貫穿于整個教學過程中,使得學生每一節課都有成就感,激勵其不斷探索進步。教師所提供的知識不再是教師傳授的內容,而是學生主動建構的素材,用不用、用多少,根據學生已有的知識結構和做的過程中需要而定。設備、儀器不再是專供教師傳授知識的手段、工具,而是進行創設情景、進行合作學習、主動探索的工具。通過“教學做一體化”教學模式可以提高教師的實踐水平,也可提高職院校的辦學質量。
1光纖通信技術“教學做一體化”教學模式研究內容
光纖通信技術“教學做一體化”教學模式研究內容是為了提高高職高專學生的學習效率和實踐技能而提出的。《光纖通信技術》是通信專業主干課程之一,它是一門理論知識與實踐技能并重的專業課,光纖通信技術理論知識系統已趨完善。光纖通信技術已深入到各行各業,光纖到戶已走進祖國大地的各個角落。光纖與光纜隨處可見,為我們提供了廣闊的實習現場;精密的光纖儀器可快速熔接光纖和測試光纖,為學生展現了高科技新產品的無窮魅力;光纖的廣泛應用大大激發了學生的學習興趣。通信專業就業的基本工種主要有:光纖敷設、光纖測試、光纖維護,是通信技術專業學生就業的主題市場,因此學習光纖通信知識,掌握光纖技能有著十分重要的意義。對于高職高專學生采用“教學做”一體化教學模式是行之有效的教學方法。通信技術專業光纖通信技術“教學做”一體化教學模式研究課題組多年來一直嘗試這一教學模式,不斷積累教學經驗,不斷改進教學方法,不斷提高教學手段是《光纖通信技術》課程成為深受學生歡迎的課程之一,同時成為教學質量高,教學效果好的院級示范課程。2009年獲得陜西省省級精品課程。
《光纖通信技術》課程教學做一體化教學模式研究與探討主要內容是如下表:使用21世紀高職教材由田國棟主編,西安電子科技大學出版社出版,如表1。
通過“教學做一體化”教學模式在光纖通信技術課程中的研究與應用總結出我院教學做一體化”教學模式的成功經驗在通信專業乃至電子信息系起到示范作用。
2研究的條件與環境
光纖通信技術“教學做一體化”教學模式研究與探討,在我院進行研究與探索有著得天獨厚的有利條件。首先,我們擁有高質量的教學團隊;三位研究者有豐富的光纖理論知識和很高的實踐技能。作為教學團隊,先后開發了省級精品課;2009年,獲得學院組織的光纖說課比賽團體一等獎。團隊意識好,協作能力強,齊心協力共闖難關。
我們擁有兩個校外光纖實習和實訓基地,一個校內光纖演練教室,兩個電化教學教室,擁有OTDR、光纖熔接機、臺式光源、光功率計、光纖多用表等十幾臺光纖通信儀表;光纖切割刀、光纖切割機、光纜接頭盒、光纖連接器等上百種光纖工具;還擁有十幾盤光纖與光纜,總長度超過100km。學院的政策引導與支持,激發了教師的科研積極性,高職高專學生獲取專業技能證書也對科研工作起到促進作用。
根據高職高專通信技術專業《光纖通信技術》課程教學大綱,認真組織教學工作。在課題研究期間,課程組老師對通信技術三年制高職學生371505班、371506班和381301班進行為期一學期的光纖通信技術教學工作;對五年制高職學生051519班、051520班和051521班三個班進行為期一年的課程教學工作。我們嚴格按照教學計劃,對學生進行理論教學、實踐教學、實訓教學。通過互聯網、電化教室、實訓教室和普通教室等各種場所;通過啟發式、講授式、提問式等教學手段對學生進行光纖知識的傳授,取得了良好的教學效果和學習成績。三年制高職學生371505班、371506班和381301班考試成績超過85分,五年制高職學生051519班、051520班和051521班考試成績超過80分。《光纖通信技術》課程起到了骨干與示范作用。
3光纖通信技術“教學做一體化”教學模式研究與探討取得的成果
3.1 為學生獲得高職畢業證在研究期間,高職高專三年制06、07和08級四個教學班;高職高專五年制04、05級五個教學班。培養學生400余人,全部通過課程考試,優良率超過80%。
3.2 為學生獲得高、中級技能證2009年度參加西安市職業技能考核;2010年209人參加西安市職業技能考核,188人獲得四級證書,獲證率89.8%。
3.3 提高教師的專業技能2008/200年第一學期,學院組織教師技能大賽,通信專業舉辦了首屆教師 “光纖接續技能比賽”14名教師報名參加比賽,7名教師分獲一、二、三等獎。
3.4 借助網絡平臺在全國各地通過網絡可以學習陜西省省級精品課《光纖通信技術》,在院內完成了全套教材三十九個PPT課件(涵蓋了研究任務中的十二個教學場景),采用多媒體全程教學。
3.5 開展科技活動,普及光纖知識2010年4月,電子信息系在全院開展科技活動月,光纖通信技術課程組率先參加,取得了優異成績。
3.6 組織光纖技能競賽2007/2008學年第二學期,學院組織學生技能大賽,通信專業舉辦了首屆高職學生“光纖接續技能比賽”320名學生報名參加預賽,32名學生參加復賽,10名學生參加決賽并獲獎,受到學院教務處領導的好評。2009/2010學年第二學期,學院組織第二屆學生技能大賽,通信專業再次舉辦了高職學生“光纖接續技能競賽”。22名學生參加決賽并獲一、二、三等獎。
3.7 為校企合作工學結合,探索方法田國棟副教授、王超講師、張華實驗師于2008年9月和10月兩次到神華集團神朔公司參加通信職工光纖接續技能培訓和第八屆神華集團職工技能比武電務類裁判工作,取得圓滿成功。2009年6月,中國鐵通陜西省分公司崔振山高級工程師、中鐵電氣化工程局西安通號公司穆林選工程師先后兩次來學院為學生講學,向學生傳授光纖網絡知識施工技能,激發了學生的學習熱情。通過校企合作、工學結合實現學院與企業雙贏。
3.8 教學工作促進教學研究,并將研究成果撰寫論文在研究期間,我們按照研究進度正常進行,在課堂教學、實踐教學、校外實習以及指導學生動手能力訓練中,及時總結教學經驗,撰寫教學論文四篇,發表在中國科技核心期刊《現代電子技術》和《鐵路計算機應用》上。
4繼續研究的思路
4.1 進一步完善教學資源《光纖通信》課程在教學實踐過程中,始終致力于教學資源的不斷豐富和完善。其中實訓設備力求與企業發展同步(均有入網許可證);多媒體課件實現對教學內容的全覆蓋,實驗、實訓、專題講座、技能大賽、定崗實習的圖像、視頻資料涉及教學的各個環節;日常練習、考察測試、技能鑒定題庫已成系統,整體教學資源猶如知識的海洋,學生可以在其中自由遨游,各取所需。
4.2 采用立體化教學方式在教學實現過程中,以多媒體講授為基礎,以實驗、實訓教學為支撐,以網絡資源、教學資源庫依托的自學課堂來輔助,以職業技能競賽和專題講座方式的進階課堂來提高;以現場教學和頂崗實習方式的企業課堂來升華。
4.3 光纖設備與企業共享光纖設備儀表科技含量高、價格昂貴、更新換代很快。學院的光纖設備與企業共享,校企合作實現雙贏。
4.4 學院教師到現場,企業專家進課堂高職學院專任教師只有走下講臺、走出學校、走進現場才能成為名副其實的“雙師型”教師。《光纖通信》課題組三名教師走出學校,走進企業,收獲頗多。現場技術能手的高超技藝令人嘆服。我們將定期邀請現場技術能手進行光纜接續,還要長期聘請企業高級管理人員任兼課教師。
4.5 充分利用互連網網上新資源通信技術發展日新月異,先進技術、先進設備層出不窮。因此,經常探索光纖新技術,光纖新知識,光纖新設備,光纖新線路,光纖新規劃。不斷更新教學內容,補充教材,更新設備,更新觀念。
5結束語
《光纖通信》課程教學做一體化教學方式研究與探討在我院有得天獨厚的條件,人力資源、設備資源在我院、在電子信息系、在通信技術專業都起到了骨干和示范作用。對于通信專業的發展起到了促進作用;對于其它課程的建設起到了引導作用。我們也清醒地看到光纖通信技術飛速發展,我院良好的實驗設備也會落伍和過期,因此我們需要進一步利用網絡資源;進一步利用社會資源;進一步利用企業資源,使光纖通信處在高職高專學院的前沿。我們相信,有學院領導的支持;有電子信息系的關心與幫助;有科研處領導的關心與支持,我們的教學水平、科研水平會得到進一步的提高。
參考文獻:
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【論文摘要】文章回顧和分析了華為技術有限公司(以下簡稱“華為”)在不同發展階段所實施的薪酬戰略,可以說實施具有競爭性的薪酬戰略是華為快速發展,位于通訊設備行業領先地位的關健。這種頗具實踐指導意義的薪酬戰略研究啟示企業應當隨著組織內部條件和外部環境的變化而發展。企業應當重視薪酬戰略的適用性,有效運用薪酬戰略吸引、培育、保留、使用高“成長性”人才,提高組織的核心力。
薪酬管理作為人力資源管理的有機組成部分,其最大的作用在于有助于吸引和保留優秀的員工,激勵他們在實現自身價值的同時實現組織的目標。研究者們發現,薪酬與工作滿意度、組織忠誠度、激發工作動機方面、增強企業凝聚力方面有著極大的正相關。如何發揮薪酬在企業激勵機制中的重要作用,設計合理的適合公司發展的薪酬體系越來越得到企業高層管理者的重視!
華為公司從一個注冊資金僅有2萬元的小公司發展到現在銷售額220億元、利潤30億元的電子百強企業,10年的快速成長得到了世界各國的肯定,就連世界級企業思科也不得不將其視為競爭對手。思科公司CEO錢伯斯曾說道,“在今后幾年里,思科將只有一個競爭對手,就是華為。”華為的成功也引來了企業家、學者從不同的角度、切人點,采用不同的研究方法對華為作為案例研究和探索。
一、華為公司的薪酬戰略及特點
華為技術有限公司,1988年由幾名技術成員集資2萬元創立于中國深圳,目前是全球領先的下一代電信網絡解決方案供應商,致力于向客戶提供創新的滿足其需求的產品、服務和解決方案,為客戶創造長期的價值和潛在的增長。華為在全球建立了100多個分支機構,營銷及服務網絡遍及全球,能夠為客戶提供快速、優質的服務。目前,華為的產品和解決方案已經應用于全球100多個國家,以及31個全球前50強的運營商,服務全球超過10億用戶。
(一)華為薪酬戰略的發展階段
根據華為為適應企業發展戰略而進行的招聘思路的轉變,(參見《華為的人力資源管理》),筆者認為華為的薪酬戰略經歷了三個階段:
1、1988年到1996年:企業處于初創期,實力單薄,非經濟性薪酬發揮主導作用
該階段為華為初步涉人通信領域,企業處于創業階段。實行的是內部成長戰略,各種外部資源比較貧乏。企業在外部環境處于“不支持”狀態。企業的發展受到各種資源如人力、財力、物力的限制。企業對通信人才的急需與無法支付具有競爭性的薪酬成為矛盾。華為人將其稱為“亂世英雄的年代。”此時企業的薪酬水平和福利水平都低于市場平均水平,但創業的沖動和對成功的憧憬卻吸引了一批優秀的人才。此時企業薪酬的激勵效用主要是靠支付員工非經濟性薪酬貢獻,只要干出績效,畢業兩年的學生可以管理一個五六十人的部門,最年輕的高級工程師19歲,提升最快的高級工程師是在工作后的第7天。與此同時企業對雇員采用的是股權激勵的方式,以減少獎金激勵給企業帶來的現金流壓力。大約在1990年前后,華為就已經在企業內部建立全體職工內部持股制度。在2002年以前員工年終獎金的發放不是現金而是股權。
2、1997年到2002年:企業處于高速發展階段,實力相對雄厚,實靈必貞先薪酬戰略
1997年以后,華為開始進行多元化經營,華為的戰略也開始關注外部成長。除原有的電話交換機外,還介人了數據業務、無線通訊、GSM等通訊領域的主導產品。隨著進人快速擴張期,對優秀人才需求巨大。此時公司實力較以前相比雄厚,按照任正非的說法,當時華為平均每年招聘大約3000人。
此時華為主要是采用“壓力+補助+加班費+獎金,而每個薪酬要素又有自己的特色。
華為的基本工資實為薪酬內容強原則”,提供“有競爭性的薪酬”。華為的薪酬結構大體為:員工薪酬=基本工資+股票+福利。體系中的基本薪酬,通常是包括基礎薪酬、崗位薪酬、學歷薪酬、職務薪酬、技能薪酬等。如“應屆生:2000年華為本科起薪4000,碩士5000;社會招聘進人公司3個月左右有一次加薪,200到3000不等”。這個水平比深圳一般公司高出15-20%左右。高工資作為第一推動力發揮巨大作用。
華為的全員持股隨著企業的發展在方式上逐漸發生了轉變。華為從最初的人人配股的固定股票分紅逐漸轉變為今天的“虛擬受限股”,從“普惠”走向“重點激勵”。全員持股無疑是長期激勵的有效方式,它激勵華為人以狼的精神不懈奮斗。華為人職滿一年后,擁有內部職工股。股票以1元向公司購買,不得轉讓,離職時必須賣給公司。
華為的體貼福利待遇是讓許多研究者津津樂道的一環。華為的人力資源管理將其視為動態分配機制的體現。華為的福利不以身份和資力,而是以貢獻大小作為利益分配。這種體系有效克服了一切惰性。同時華為除了設計一些普通福利發放形式如培訓、分紅、職工小區外,有自己的特色。例如員工福利采用貨幣化,即打到職工的工卡里,這筆錢可以用于購買車票、在公司食堂就餐、在公司小賣部購物等,同時還擁有基本工資15%的退休基金。
華為將獎金發放視為一種藝術。在華為的薪酬體系里,獎金的數量占到所有報酬的25%。與此同時各種補助、加班費都體現了“人本管理”的思想。
3,2005年底至今:企業處于成熟發展期,企業需要配備國際化人才,薪酬戰略更加豐富化
華為2005年海外銷售首次超過國內,國際化發展路線逐漸明朗,3G產品簽單成功,海外業務發展迅猛,企業需要配備國際化人才。招聘的目標主要鎖定在財務總監、國際稅務經理、高級項目財務經理等。此時企業需要對內部薪酬的公平性和外部競爭力進行分析,體現效率和價值原則。根據《華為基本法》第四章基本人力資源政策,華為在工資分配上實行基于能力的職能工資制:獎金的分配與部門和個人的績效改進掛鉤;安全退休金等福利的分配,依據工作態度的考評結果;醫療保險按貢獻大小,對高級管理和資深專業人員與一般員工實行差別化待遇。公司薪酬戰略與經營戰略相匹配,效率優先,兼顧公平。
(二)華為薪酬戰略的模式分析
1、華為的薪酬戰略是基于發展階段的薪酬模式選擇
企業在初創、成長、成熟、衰退等不同的發展階段呈現出巨大的差異,企業需要采用不同的薪酬模式與之相匹配,選擇適合自身發展的方案。華為在創立初期,各種資源處于“不支持”狀態,企業對雇員多采用股權激勵的方式,薪酬發放以非經濟性薪酬和非貨幣化薪酬為主,以減少獎金激勵給企業帶來的現金流壓力。而在企業快速發展和成長的時期,華為采用“壓強原則”,提供有競爭性的薪酬,吸引“壟斷”人才。該薪酬模式適應企業發展的需要,對員工的激勵與約束效果不盡相同。
2、華為的薪酬戰略是基于經營戰略的薪酬模式選擇
企業在進行薪酬設計時必須考慮外部競爭性、內部公平性和員工公平感。而企業在薪酬水平的定位(外部競爭性)上一般選擇與企業的發展戰略類型相匹配。在華為的創業初期,由于受到資源的硬性約束,企業只能通過整合和利用組織所擁有的資源來強化組織優勢即實行內部成長戰略。雖然在貨幣薪酬上華為此時落后于市場平均水平,但是華為通過與員工共擔風險,體驗著創業和開發新市場的激情,分享著企業未來的成功。這些非貨幣性的激勵構成了華為早期薪酬戰略的重要內容。在進人高速發展階段之后,華為一直采用“有競爭性的薪酬”來吸引企業所需要的各種人才,采用市場領先型薪酬策略。薪酬體系中的各個部分基本上都處于行業領先水平,高薪酬作為第一推動力牽引公司成長。
3、華為的薪酬戰略體現效率優先,兼顧公平
華為堅決推行定崗、定員、定責、定酬的待遇系統,以績效作為競爭工具。1996年,華為從英國引進任職評價體系,又請美國HAY公司作薪酬顧間,從此建立了華為任職資格評價體系,并在此基礎上進行了合理的薪酬設計,從而解決了內部公平性問題。華為的戰略觀點是在薪酬體系構建匕要實現內部公平性和外部競爭性的辨證統一。
一、強勁的創建底蘊,為工作室提供優質平臺
勞動模范是工人階級中閃光的群體,民族的精英、人民的楷模,享有崇高的聲譽,備受人民尊敬。多年以來,桂林市自來水公司一直以創建“工人先鋒號”和“創建學習型組織,爭做知識型職工”活動為載體,把“創建一流團隊,創爭一流業績”作為班組的努力目標,將弘揚勞模精神、發揮勞模作用融入到勞動競賽中,廣泛宣傳勞模事跡,持續開展“節能減排”達標競賽,通過技術創新、強化管理、加大投資等措施,合理降低各能耗指標。積極探索水質監測、供水設備選型最佳方案,淘汰高耗能設備,提高機組運行效率。公司水質監測技術、生產技術、生產管理得到不斷創新和提升,取得突破性成果,
僅2010年以來,公司就研發了《離子色譜法測定水中鹵乙酸等消毒副產物》法及《電感耦合等離子體質譜儀測定聚鋁中金屬》法等多項創新成果,論文《離子色譜法測定飲用水中二氯乙酸、三氯乙酸》在第二屆廣西給水排水學術交流會上獲二等獎,并和論文《聚氯化鋁中砷、鎘、鉛、汞、六價鉻的ICP-MS法測定》一起在《廣西城鎮供水》上發表。實施了《瓦窯水廠加氯正壓系統改造》、《瓦窯水廠取水2#機組改造》、《萬福加壓站直供機組安裝》、《東江水廠取水1#機組改造》、《科學調度輔助系統建設》等一系列技術攻關改造,取水能力及取水安全保障性明顯提高,為公司節能降耗開辟了節能新途徑,改造后的機組設備一年可節約電費達40萬元左右,創造了可觀的經濟效益和社會效益。
公司亦連續三次榮獲全國文明單位、2012年第九次蟬聯全國“安康杯”競賽優勝企業、還被評為全國“安康杯”競賽示范單位,期間,2012還榮獲桂林市創建學習型組織標兵單位,全國廠務公開民主管理先進單位、廣西五一勞動獎狀等數十項榮譽,96332清流熱線班組榮獲全國工人先鋒號、水質監測中心榮獲全國五一勞動獎狀、瓦窯水廠運行二班榮獲廣西工人先鋒號、生產技術部被評為全國職工節能減排優秀合理化建議、生產技術部調度中心被評為廣西學習型組織先進班組、信息中心、客戶服務中心被評為桂林市學習型組織標兵班組、眾多班組的榮譽不勝枚舉,職工的主人翁意識得到加強,他們立足本職,干一行,愛一行,專一行,精一行,形成了強烈的勞模責任意識氛圍。強勁的創建底蘊,為工作室提供了優質平臺。
二、強化工作機制,為工作室夯實創建基礎
2013年元月,我公司開始籌建,9月正式建立了先模創新工作室,在創建過程中,公司領導班子高度重視,多次召開辦公會專題討論,緊密結合公司勞動競賽、安康杯活動,將創建規劃納入公司重要工作內容之一,為創建活動開辟了綠色通道,成立了以公司總經理為組長,工會主席、廣西五一勞動獎章獲得者、全國五一勞動獎章獲得者以及三名高級工程師為副組長,勞動模范及先進標兵為成員的領導小組,詳細制定了創建目標、創建任務、工作制度、管理辦法及工作流程,設置了固定的活動場所,有滿足工作需要及用于創新活動的專項經費,同時,明確設定全國五一勞動獎章獲得者為領軍人物,三名高級工程師副組長為技術攻關帶頭人,將工作室成員組合成“師帶徒”及培訓團隊、信息技術攻關團隊、供水生產管理及技術攻關團隊、水質監測技術攻關團隊等四個專項創新團隊,工作室凝聚各方力量,整合優質資源,形成了黨政支持、工會組織、先模參與的良好創建格局。
三、明確創新目標,強化創新任務,落實創新內容
為確保先模工作室工作順利開展,公司明確了每年至少有1個創新課題或攻關項目,每兩年至少有1-2項成果得到有關方面(企業或市以上科研機構)的認可或認定,并產生一定的經濟效益和社會效益和力爭入選市級優秀技協會員,入選先進技協品牌人物的創建目標;強化了工作室以弘揚先模精神,促進標兵團隊創新能力的增強,解決本單位的技術、管理發展瓶頸,圍繞企業生產經營管理的重點、難點問題,開展攻關創新活動;及發揮先模”傳幫帶“作用,開展技術培訓、業務交流、師帶徒等活動為主要任務;落實了工作室以技術創新和管理創新為主要內容,最終達到生產工藝創新、優化作業流程、提高生產效率、降低能耗和通過管理創新來達到節能降耗增效的目的,使而減輕勞動強度,使全體員工從中受益的目的。
四、廣泛宣傳,營造濃厚的創建氛圍
根據公司制定的《先模創新工作室創建方案》,工作室多次召開項目負責人會議,通過統一領導、分級負責、團隊合作,職工參與、合力推進的方式,確保工作室各項工作落到實處。同時,為加強活動的輿論宣傳,提高創新工作室的知曉率和參與率,公司通過OA辦公網創建方案,并舉行隆重揭牌儀式,在揭牌儀式上給力推出工作室創新項目之一“師帶徒活動”,公司所有勞模及技師均參與這項活動,以簽訂“師帶徒”合同書的方式將師帶徒活動落實到位,并將此項工作與公司技能提升和職工技能競賽相結合進行考核。我公司還充分利用OA辦公系統和《桂林供水》等媒介,對活動開展情況和取得的成果進行報道或專題報道,各創新團隊還根據活動開展情況在公司《桂林供水》上發表心得體會。以此營造濃厚的創建氛圍,激勵廣大職工參與活動的熱情。
五、建立工作室激勵機制,鼓勵先進,鞭策后進
為充分發揮先模創新工作室作用,我公司根據實際,建立了《先模創新工作室獎懲制度》,鼓勵先進,鞭策后進。獎懲制度主要從“師帶徒”和“技術創新”兩個方面,設定了特定獎項和懲處措施。其一:凡是在師帶徒期滿后,徒弟在理論和操作技能考核中達到預期的水平,在公司的技能考核和競賽中進入前15%的,無論是徒弟還是師傅,均給予一定的獎勵;反之,如徒弟在理論和操作技能考核中不合格,落于后10%的,根據考核結果,無論是徒弟還是師傅,均給予相應的處罰。二:凡是在開展技術攻關、技術改造、發明創造、管理創新等活動中,推進職工技術、管理創新成果轉化;成果得到有關方面(公司或市以上科研機構)的認可或認定,并產生一定的經濟效益和社會效益的,均給予相應的獎勵。
六、充分發揮先模示范引領作用,技術創新取得新突破
在短短的幾個月時間里,工作室充分發揮先模示范引領作用,按照創建工作計劃,積極開展技術攻關創新活動,2013年取得了兩項技術創新突破。
一是供水生產管理及技術攻關團隊開展的《聚鋁投加量關系曲線繪制》攻關項目,通過繪制聚鋁投加量關系曲線,明確投加量與流量、濁度、PH值的關系,繪制聚鋁投加量關系曲線后,將改變我公司自來水生產中聚鋁投加完全依靠經驗的傳統,將經驗轉化為數據,用數字指導生產,提高聚鋁投加準確度,提高出水合格率,提高水廠規范化管理水平,縮短員工培訓周期,保障安全優質供水。
二是信息技術攻關團隊開展的《具備實時冗余備份功能的生產辦公網絡互聯實施方案》攻關項目,通過軟路由技術,將DDN專線、ADSL寬帶撥號網絡、3G無線網絡進行整合,實現低成本、多網絡線路實時冗余備份,保障公司生產、經營和管理過程中基礎數據傳輸功能正常運行,在不大幅增加公司通信費用的前提下,可以實現生產、經營和管理過程數據傳輸網絡實時冗余備份,提高公司基礎數據傳輸安全,避免由于網絡故障引起的業務中斷。
先模創新工作室的創建,在一定程度上滿足了職工對創新的需求,實現了職工對自我價值的渴望,同事也體現了企業對職工需求的尊重和認可。我們體會到,在創建活動中,堅持“三個結合”尤為重要。一是將創建活動與職工素質提升活動緊密結合,以先模創新工作室為載體,組織職工技能競賽和勞動競賽,舉辦專業技能培訓,極大地發揮職工的積極性和創造性,形成濃郁的學習練兵氛圍,促進職工的全面發展。二是把創建活動與搞好企業科技創新緊密結合,緊貼生產中的難點,堅持開展群眾性技術攻關、技術核心活動。三是把創建活動與節能降耗活動緊密結合起來,通過對設備的改造,降低機器的能耗,力求有效解決企業生產中的難點推進企業降本增效,取得實效。
【關鍵詞】企業技術中心 網站 信息 技術交流
技術研發工作是企業核心事務,為貫穿企業價值鏈的關鍵因素,對增強企業的競爭力至關重要。近年來國家實施創新驅動戰略部署,國內各大企業紛紛成立企業技術中心,并積極申報國家認定,實現研發工作信息化管理,提高研發工作效率,提升企業創新能力成為企業技術研發管理工作的重要內容。建設企業技術中心網站,實現技術研發信息交流是企業技術研發信息化管理的重要部分。
1 企業技術中心信息化建設概況
《國家認定企業技術中心管理辦法》指出為推進企業技術中心建設,確立企業技術創新和科技投入的主體地位,對國民經濟主要產業中技術創新能力較強、創新業績顯著、具有重要示范作用的企業技術中心,國家予以認定,并給予相應的優惠政策,以鼓勵和引導企業不斷提高自主創新能力。
目前企業技術中心主要有兩種運營模式,一種是成立專業公司承攬企業內外部技術研發項目,進行商業化獨立運營;一種是成立專職部門管理企業創新工作,行使企業技術創新管理專業業務職能。目前企業技術中心大多為第二種運營模式。
企業信息化管理中企業內各專業均建有本專業信息管理平臺,技術中心作為本企業技術研發工作專業業務管理部門,也應建立相應管理信息管理系統作為本專業工作信息化管理工具。新礦集團提出企業技術中心管理信息系統應由信息管理、信息分析、信息報表、內部信息交流、外部信息交流、即時通信、研發輔助七大系統組成。其中內部信息交流系統通常以企業內部專業門戶網站形式建設,具備企業技術研發工作信息、交流功能;鏈接本專業各信息化系統入口實現快捷訪問。
2 企業技術中心網站建設相關技術
網站結構搭建一般采用HTML與XHTML組織建設;內容完成后可以通過CSS美化布局,獲得更好的內容表現效果;客戶端腳本語言一般采用目前最流行的JavaScript,如Ajax技術;應用ASP、PHP、JSP等服務器腳本語言編程在服務器端實現對內容的分析與操作;數據庫可以采用Access、MySQL、SQLServer、Oracle等用于存儲數據。網站建設的常用工具有Notepad++、EditPlus、DreamWeaver、PhotoShop等,目前許多網站建設采用仿站技術可以大大提高網站建設效率。企業內部技術中心網站服務器一般在內網私有ip環境下運行。
3 企業技術中心網站建設主要功能設定
企業技術中心網站應具備系統前臺、用戶主頁、系統管理、權限分級、留言回復、論壇交流、鏈接功能等主流網站技術功能,實現專業門戶、輔助辦公、信息、技術交流、鏈接訪問五大應用功能。
專業門戶功能實現企業技術中心信息集中,并作為本專業各應用系統的門戶系統;輔助辦公功能用做企業技術中心日常管理信息化渠道之一,作為企業辦公自動化系統功能補充;信息功能分類實現技術研發信息內部共享;技術交流功能實現各研發機構研發人員的網上交流,鏈接訪問功能實現企業內外部技術研發相關系統、網站的鏈接訪問。
按照上述功能要求,企業技術中心網站一般包括:中心簡介、通知公告、科技新聞、科技信息、技術供求、論文報告、創新工作、學習資料、榮譽展臺、文件匯編、公告板、交流論壇、留言板、管理鏈接、信息鏈接、聯系我們、用戶主頁、后臺維護等功能模塊,并具備單條信息留言評論,功能分述如下:
(1)中心簡介:作為網站封面,主要介紹中心體制建設、展示企業創新能力等內容。
(2)通知公告:作為專業通知渠道,企業技術中心日常工作中各類通知公告。
(3)科技新聞:運用多媒體手段展示國內外、企業內部科技新聞。
(4)科技信息:國內外、企業內部研發活動相關科技信息、科技情報及最新技術發展動態。
(5)技術供求:企業內外部研發資源、科技成果、推廣技術、研發課題、技術需求等。
(6)論文報告:相關重大技術研發論文報告。
(7)創新工作:各級技術研發工作安排部署,及各類創新工作方法。
(8)學習資料:研發管理、技術培訓資料。
(9)榮譽展臺:企業技術成果獲獎,個人、集體榮譽展示,激勵內部創新。
(10)文件匯編:各級文件按照法律法規、管理辦法、優惠政策、目錄文件、規程標準等分類,按照制定部門、年份順序顯示,方便查詢、下載。
(11)公告板:以滾動文字形式在首頁直接顯示重要信息。
(12)交流論壇:按照本企業研發機構分別設置論壇頻道,實現各專業研發人員線上交流。
(13)留言板:實現網站留言功能。
(14)管理鏈接:鏈接本專業及相關管理系統登錄入口。
(15)信息鏈接:按照政府部門、研發機構、科技團體、相關企業、公共查詢、企業站點等分類設置外部網站鏈接。
(16)聯系我們:顯示技術中心聯系方式。
4 應用實例
新汶礦業集團有限責任公司于2005年建立國家認定企業技術中心,設立專業管理部門。多年來中心不斷健全完善決策層,咨詢層,管理層,研發層的技術創新體系。并相繼投運了新礦集團國家認定企業技術中心網站、信息管理平臺、創新輔助系統三大企業技術中心核心管理系統。技術中心網站于2013年投入運行,設置按照系統維護、審核批準、訪問設置網站管理員、研發機構管理員、一般用戶三級權限,安排專人維護內容、完善結構、各類信息,并通過信息留言評論系統及時獲得反饋,各專業積極利用交流論壇進行線上交流,據統計網站日均訪問次數100次以上,取得了良好的應用效果。
5 結論
企業技術中心信息化管理工作中應用網站技術建立技術研發專業門戶,及時、交流技術信息,實現技術信息高效獲取;通過鏈接各管理系統、信息平臺入口,實現信息平臺集中管理,提高訪問、交流效率。網站建設應根據本單位特點,按照需求不斷完善內容、架構,持續提高技術中心信息化管理水平。
參考文獻
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作者簡介
鞏華剛(1979-),男,山東省費縣人。碩士學位。現任新礦集團技術研發部副主任、高級工程師,從事技術研發管理工作。
摘要:提出了建立一個統一的輸入器驅動器模型,處理來自不同硬件信號路徑和設備的輸入信號。論文實現了液晶電視接收機的主電路的結構以及控制軟件的設計。論文提出圖像處理的有關算法。研究和開發了液晶電視接收機的有關功能的實現技術,包括信號格式、圖像處理、音頻設計、軟件開發、通信接口和整機的白平衡調整等幾個部分。
關鍵詞:液晶電視;定標器;固件;微處理器
中圖分類號:TN949.192文獻標識碼:B
Study and Implementation on LCD Television Set
CHEN Wei-dong
(China Greatwall Computer Shenzhen Co.,Ltd., Shenzhen 518108)
Abstract: This paper is to proposed to establishes a unified inputer driver model, processes the input signal come from the different hardware signal path and device. We have implemented the design of main circuit structure and MCU software of the LCD TV set.This paper proposes some image processingalgorithm. Studied and develops the LCD TV set related function and to implemented it, including signal format, image processing, audio design, software development, communication and white balance adjustment and so on.
Keywords:LCD TV; scaler;firmware;microprocessor
引言
液晶電視接收機是近幾年來電視行業中出現的新產品,采用半導體技術研制而成,它有別于傳統的CRT(陰極射象管)電視。產品應用現代高新科技技術,是集顯示器、電視功能于一體的電子消費產品。采用高清晰度、高亮度、高對比度的動態液晶顯示屏,高保真度的音頻處理技術,能欣賞到原汁原味的影視圖像和聲音。整機線路均選用低功耗,高集成度,品質優良的集成電子線路和電子器件設計,具有新穎獨特的外觀造型,真正的高性價比、用戶滿意的環保綠色產品。
1各模塊結構及算法
液晶電視接收機的功能模塊包括交流-直流轉換電源、主電路板、升壓板、按鍵板、背光燈、液晶顯示屏。主電路板由調諧器、視頻處理器、音頻處理器、圖象處理器、圖象數據緩沖器SDRAM、MCU、閃速存儲器、調整數據存儲器EEPROM、復位電路、USB接口、USB處理器、S端子,AV端子、HDMI端子,SCART,YPbPr復合端子。液晶顯示屏顯示輸出的圖象,其內部結構由驅動芯片、源數據芯片、時序控制器、液晶陣列、偏光板等部件構成。
1.1 中頻(IF)補償
由于信號在空中傳播,或者出現音調不和諧的情況,必需對色彩載波中的高頻衰減或不對稱進行補償。IF補償有4種可能的設置:
平坦(沒有補償)、6dB/八度音階、12dB/八度音階、20dB/MHz
最后一個設置對于高頻有一個很大的推進。它是提供給SECAM信號,使用原來是PAL標準專用的鋸齒濾波器譯碼的。
1.2矩陣運算
通過以下的矩陣操作,RGB信號被轉換成YcrCb格式:
Y=0.299R+0.587G+0.114B
(R Y)=0.701R+0.587G+0.114B
(B Y)=0.299R+0.587G+0.886B
1.3 軟件混合器
在自動延遲匹配之后,混合信號和向上采樣主視頻信號被匯集到一個唯一的YcrCb通道,通過一個通用的4:4:4的軟件混合器來完成。
軟件混合器電路采用以下算法,提供一個混合因子k(0..64)給一個高質量的信號混合器達到輸出功能:
YcrCb_mix=(k*YcrCb_main+(64-k)*
YcrCb_cip)/64
1.4 計算垂直和東西方偏轉系數
查表可得到計算偏轉初始化參數,給出多項式系數a,b,c,d,e,用于計算垂直和東西方向偏轉。使用以下多項式計算:
a0..a3的初始化值用于垂直偏轉,a0..a4的初始化值用于東西方向偏轉。用于計算不同域頻率的初始值的系數可查表獲得。計算值除以128后為系數值,例如:50Hz垂直偏轉的a0值為:
a0=(a×128-b×1365.3+c×682.7-d×682.7)/128
1.5ADC輸入控制
ADC轉換器可以接收24位/48位圖形數據(RGB888)或者SDTV/HDTV(YPbPr444)視頻數據輸入。為了避免偽同步脈沖影響ADC數據輸入位置和時鐘頻率,主處理器將在MACROVISION的有效區間生成行同步脈沖。生成的Hsync脈沖頻率由以下公式計算:
F(hsync)= F(refclk) / (FROFFSET × 4)
其中:F(refclk)=12MHz
1.6同步處理器
其中,行同步的計算:HS_FREQ報告在4個行同步脈沖內計算的參考時鐘周期數。這樣,行同步可以從計數值中用如下公式計算:
Hsync_Freq=(4×reference_clock_frequency)/HS_FREQ
場同步的計算,按照以下公式:
Vsync_Freq=reference_clock_frequency/(VS_FREQ×512)
1.7向下定標的功能
為支持PIP、POP功能及不同的顯示格式,輸入處理模塊包含一個向下定標的操作,使輸入的視頻變小,以適合所需的類型。向下定標處理器提供兩個算法:下降像素方法或平均相鄰點方法,實現無級收縮功能。下降像素方法可以獲得一個銳利的向下定標圖象。但是,有個缺點,經過處理有些細線可能消失了。另一方面,平均算法的優點是可以避免假信號,在向下采樣之前提供一個低通濾波器。盡管向下定標后的圖象看起來更平滑,它可以包含更多的輸入圖象信息。
可以通過設置寄存器的信息來配置水平和垂直的定標參數。向下定標的因子定義為:
SDF=[65535 x (目標視頻型號 / 源視頻型號)]
1.8輸出的信號格式
輸出信號格式可以是RGB或者YPbPr 。
亮度Y:Y信號的峰值視頻振幅是消隱電平上714mV。負向的同步信號脈沖是286mV。黑電平設置可能是0,或者從消隱電平到參考白電平視頻范圍的-2.5%~ 7.5%之間。
色差信號:
Pb=(B-Y)/1.772
Pr=(R-Y)/1.402
通過以上的處理,Pb和Pr信號可以得到最大振幅為消隱電平的+350mV~-350mV。YUV域色彩調節(亮度、對比度、飽和度、色調)
亮度的調整是對信號亮度值加上或減去一個常數。對比度調整是對信號亮度數據乘以一個常數。色調是調整色彩的波長。飽和度是調整呈現的色度。
Y=(Y-128)*Yc(3 int,5fra)+Yb(-128~128)
U=Sat*(Uo*cos(h)+Vo*sin(h))
V=Sat*(Uo*cos(h)-Vo*sin(h))
1.9RGB域色彩調整
R={R-Rblack(-128~127)}*Rcontrast(0~2)+Rbrightness(-128~127)
G={G-Gblack(-128~127)}*Gcontrast(0~2)+Gbrightness(-128~127)
B={B-Bblack(-128~127)}*Bcontrast(0~2)+Bbrightness(-128~127)
1.10JPEG引擎
量子化或反量子化是在鋸齒形模塊完成的。量子化表是一個關鍵因素,以確定JPEG壓縮的質量。主處理器有一個內建的SRAM,用做量子化表。低位部分是用作亮度質量表,其余部分用作色彩質量表。這些表可以由開發人員進行編程以滿足不同的圖象質量等級。公共的量子化參數可以從以下的算法得到:
IF (quality
Else sf=200-quality*2;
Quantize value of Y=((std_luminance_table*sf)
+50)/100;
Quantize value of U,V=((std_chrominance_table
*sf)+50)/100;
1.11 音頻控制器
音頻模塊支持AC'97多媒體數字信號編解碼器接口(AC'97,其全稱為Audio CODEC '97 (音頻多媒體數字信號編/解碼器),是Intel公司聯合CREATIVELABS、NS、ANALOGDEVICE、YAMAHA共同提出并制定的音頻技術規范標準,目前的AC'97規范已經發展到2.3,AC'97規范的主要要求是在電路結構上將數字和模擬部分分開,以降低電磁串擾和提高性能),用于音頻錄音/重放和流功能。此外,音頻模塊中還包含一個向下采樣濾波器和IMA-ADPCM多媒體數字信號編解碼器,以減少數據存儲量。
1.12HDMI接口
目前,HDMI已升級到1.3版本,這是繼1.2版大幅擁抱PC平臺之后的又一新版,此一新版在支持規格上有著進一步的加強,主要的增強項目有以下幾項:高速傳輸、更高色數、支持無損音效。
1.13SCART接口
歐洲市場的視頻產品的視頻接口普遍采用SCART接口,作為接收機采用的是female的形式,male形式則作為連接線的插頭。其內部包含CVBS IN、R/G/B IN、AUDIO IN、CVBS OUT、AUDIO OUT及識別信號等。隨著大屏幕電視的發展,目前歐洲市場上的電視特別是大屏幕電視,普遍具有多組SCART接口,每組接口的標準有所區別。
2軟件開發
2.1 輸入器驅動器
TDAPI提供了一個統一的輸入器驅動器模型,處理來自不同硬件信號路徑和設備的輸入信號。由于使用了統一的輸入器驅動器模型,應用軟件或者一些API(應用程序接口)就不需要考慮輸入信號和其硬件路徑,而只需使用相同的方法或相同的編碼來操作。這大大簡化了應用軟件的結構,而且使應用軟件可以同時支持不同的譯碼器和設備。
資源創建者可以管理驅動器所需的所有寄存器設置。
體系結構如圖1。
TDAPI提供的功能有:輸入器驅動器接口、輸入器驅動器池、圖片槽及用法、設置輸入器驅動器屬性、TDAPI服務程序。
2.2MCU軟件的開發流程
MCU的軟件也稱為固件(Firmware)。其設計過程包含軟件系統設計階段、功能模塊設計階段、測試階段、修改階段、版本及控制階段。
(1)初始化程序:液晶電視接收機接上電源后,主程序執行以下的初始化子程序:初始化MCU、復位視頻譯碼器、初始化串行口、初始化按鍵、發出版本消息、檢查EEPROM是否為空、初始化全程變量、初始化圖象處理器、初始化OSD參數、初始化視頻譯碼器、初始化調諧器參數、初始化聲頻處理器、初始化梳形濾波器、初始化字幕/檢測暴力等級芯片、初始化中斷參數。
(2)主循環程序:完成初始化過程后,進入主循環程序,執行以下功能。
SlowTimerHandler():定時器計數處理。
uartDecodeCommand():異步通信譯碼命令檢測。
keyDetectHandler():按鍵的檢測和處理。
irDecodeCommand():紅外線遙控器按鍵命令檢測。
irDecodeNumKey():對于按下遙控器的數字按鍵的處理,切換到對應的頻道。
OsdHandler():控制OSD菜單的顯示。
PowerHandler( ) :MCU檢測如果無輸入信號,則顯示"無信號輸入"OSD提示信息。5秒之后,關閉系統,包括關閉定標器輸出、液晶顯示屏電源、背光燈、音頻電源,進入節電狀態,節電狀態下功耗小于2W。
TV_ChannelAutoScan() :當使用者在OSD菜單上選擇自動搜臺時,執行此項功能。
PollingInputSrc():查詢輸入源的輸入狀態。
usrVChipHandler():檢測輸入圖象信號的暴力等級。
msBurnInMode():在工廠模式下提供烤機的信號。
(3)主要的子程序模塊有:
設置液晶屏的開關時序子程序、按鍵檢測子程序、OSD菜單處理子程序等。
(4)中斷服務:微控制器需要完成的中斷服務有定時中斷和RS232中斷。
(5)USB總線接口:主處理芯片內部集成一個USB控制器。執行4個USB端點的控制。
(6)紅外遙控器的檢測和處理:包括以下的幾個子過程,啟動紅外遙控器、接收遙控器按鍵、讀每一個紅外接收字節信息、檢測 IR 的Start命令、IR 譯碼命令、IR 譯碼數字鍵、選擇頻道號、設置調諧器頻道、設置聲頻處理器選擇過程。
3通信和自動調整
3.1通信接口
MCU提供一個標準的RS232接口和I2C總線接口。這些接口還可提供在線編程和調試功能。
3.2基準校正與白平衡調整
在調整之前必須先校正輸入信號的基準電平和增益范圍,這些是通過調整電視接收機ADC信號轉換模塊的寄存器來完成的。然后再通過通信總線將調節數據送給該電視機中的微處理器,微處理器接收到調整數據后,改變相關控制寄存器的值,從而使液晶顯示屏控制器件的輸出模擬量大小發生變化,實現對驅動顯示屏的R、G、B三色信號的電壓調節,達到白平衡調整目的。
4總結
以上產品進入大批量生產。市場追蹤的數據顯示良好。這表明在圖象處理芯片組的支持下,微處理器控制系統能有效解決液晶電視接收機應用上的問題。
參考文獻
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【關鍵詞】LBS 電子地圖 GIS
一、擬實現內容及開發平臺搭建
擬實現基于智能移動終端的電子地圖查詢功能,主要是指用戶通過輸入需要的搜索信息,通過智能移動終端的電子地圖系統查詢到用戶所需地點經緯度并將地圖定位到該點。通過LBS平臺對智能移動終端定位并選取某地理位置后,如:“湖南省婁底市湖南人文科技學院”或其他,然后針對一定范圍內的特定場所進行經緯度查詢、地圖標注、距離測量、附近點路徑查詢等功能。開發平臺架構如下,開發工具采用Eclipse/JavaScript,后臺系統采用穩定成熟的Windows Server 2003,后臺數據庫服務器采用Oracle 11g,后臺GIS平臺采用ArcGIS;
二、架構與開發思路
(一)在開發中可在Eclipse的IDE集成開發環境中對所需實現的各個功能模塊進行編程、調試、編譯,在開發過程中可以大量利用各已有等類庫來減少編程的工作量。后臺數據庫中存儲地圖文件對應的空間數據信息,開發者可以在后臺提前用地圖上載工具將地圖文件轉成空間數據存入數據庫以便每次使用地圖查詢功能時從數據庫中調用載入地圖。
(二)最短路徑算法實現
電子地圖的路徑規劃、距離測量采用“最短路徑算法”。經典的路徑算法有Dijkstra 算法、分層搜索算法等,設計者可以根據產品需要與各算法特點擇優選擇。
(三)定位功能實現
定位功能是電子地圖系統核心功能和基礎,其他相關的服務必須基于定位功能。在各類文獻中已經介紹了許多成熟常用的定位技術和定位模塊的詳細設計方法,智能移動終端通過與特定的定位服務中心按照指定的接口進行交互即可取得智能移動終端的準確位置。定位功能的實現流程如下:首先與定位服務器建立連接;然后向定位服務器發送定位請求;最后接收定位服務器的相應。原則上定位功能接口的連接采用通用WEB協議,如超文本傳輸協議,將依據XML格式整合的需要定位的智能移動終端設備的有關信息Post到LSP服務器上,服務器接收信息后發送ACK信息給智能移動終端設備
三、電子地圖系統基本功能設計實現
(一)地圖基本操作實現
LBS平臺需要獲取各類電子地圖參數,如電子地圖文件所需存儲空間、分圖層地圖的控制參數等所需參數。智能移動終端根據所需服務類型發送相應請求指令,根據請求指令的不同向LBS平臺申請需要提供的服務類別,包括電子地圖顯示(Display) 、電子地圖二維平移(move)、電子地圖比例尺縮放(size)、智能移動終端定位等。用戶輸入搜索內容后,這些字段就會由相應指令整合并組成相應的指令字符串向LBS系統平臺發送請求指令,后臺LBS平臺內含的接口監聽線程監聽到用戶通過智能移動終端發出的指令即進行分析處理,獲取智能移動終端指令所申請的相應電子地圖數據并下發到智能移動終端上,用戶點擊打開電子地圖后可以進行電子地圖的比例尺改變、電子地圖二維平移及各種定位信息等操作。設計者基于Java實現了電子地圖操控的一些例程,這些例程包括電子地圖顯示(Display) 、電子地圖二維平移(move)、電子地圖比例尺縮放(size),首先獲得電子地圖寬度和高度、定義并初始化顯示的電子地圖的中文名。智能移動終端獲取后臺架設的LBS平臺的Web網址和監聽線程接口數據后,就可以實現上下行雙向數據通信。
(二)電子地圖獲取查詢點經緯度功能實現
在電子地圖上將城市切換到“婁底市”然后輸入詳細查詢信息點名稱如:“湖南人文科技學院”,點擊“查找”按鈕,地圖顯示界面就會顯示查詢點的經緯度信息。主要實現程序代碼如下:
(三)地圖查詢功能實現
基于智能移動終端地圖目前已有各種高效可行的電子地圖顯示及操控技術,第一種方案智能移動終端系統可以內嵌電子地圖顯示及操控模塊,第二種方案若終端系統采用低本地資源消耗瘦客戶機解決方法,即在用戶需要時才將電子地圖載入終端系統,則可以采用JDBC數據接口從胖服務端載入或者是通過三層架構的中間層載入以提高效率。顯而易見首個方案需要進行總體需求分析、概要設計、詳細分析地圖的數據結構和流程圖,接下來需要大量編寫軟件代碼,進行周密測試,開發周期比較耗時。因此本設計擬基于第二種方案來實現基于LBS的智能移動終端電子地圖系統,即在智能移動重點電子地圖系統中直接通過后臺架設的LBS平臺的Web網址和監聽線程接口數據調用LBS平臺,該LBS平臺整合了GIS系統和各種接口,借鑒云的理念,電子地圖文件的比例尺調整、電子地圖層操控以及計算并整合電子地圖的各種參數等均由后臺全部完成,對瘦客戶機即智能移動終端沒有計算能力要求。
由于針對電子地圖文件的比例尺調整、電子地圖層操控以及計算并整合電子地圖的各種參數等均由后臺胖服務端全部完成,后臺胖服務端即LBS平臺需要獲取各類電子地圖所需操控參數,如電子地圖文件所需存儲空間、分圖層電子地圖的操控參數等必須的操控數據。電子地圖為用戶提供的基本功能模塊應該包括:基于選定區域或地點如城市、街道、單位進行電子地圖查詢、智能移動終端所在準確位置電子地圖定位、智能移動終端1KM、2KM、3KM范圍內或者自選范圍各類商務信息查詢、同城市間公交交通方式路徑規劃和導航、同城市和不同城市間自駕交通方式路徑規劃和導航、同城市和不同城市間步行交通方式路徑規劃和導航等。基于模塊化開發的實現,將以上功能提煉如下:電子地圖查詢、智能移動終端定位、智能移動終端可選范圍內查詢和公交、自駕、步行路徑規劃和導航等。由于智能移動終端實現各個模塊功能的功能原則比較相似,上下行數據通信方式和顯示方式也是一致的。
點擊地圖后,在搜索輸入框中輸入準確的查詢中心點,比如“湖南人文科技學院”,然在查詢輸入框中輸入被檢索的對象,比如“飯店”,最后點擊“搜索”按鈕,系統將查詢的結果顯示在地圖上。同時,還可以選擇其他相關信息點再次查詢,查詢結果圖2如示。
(四)電子地圖測量功能實現
電子地圖距離測量用來測量地圖上任意兩點或多點組成線段間的實際距離,圖3所示是在電子地圖上測量隨機選定的兩點之間的距離。通過Cheliang()方法和End Cheliang()方法來實現地圖數據測量,測量距離的時候首先判斷測量是否結束,如果測量結束,調用map 類中的方法計算測量結果,方法的主要代碼如下:
測量距離
var map = new BMap.Map("allmap");
map.centerAndZoom("婁底",17); // 初始化電子地圖,設置城市和地圖級別
var pointA = new BMap.Point(106.486654,29.490295); // 創建起點坐標人行山公園
var pointB = new BMap.Point(106.581515,29.615467); // 創建終點坐標珠山公園
alert('距離為:'+map.getDistance(pointA,pointB)+' 米。'); //獲取兩點距離
var polyline = new BMap.Polyline([pointA,pointB], {strokeColor:"blue", strokeWeight:6,
strokeOpacity:0.5}); //定義線條
map.addOverlay(polyline); //添加線條到電子地圖上
四、小結
目前,該設計只是實現了電子地圖定位和查詢方面的一些基本功能,但它仍然有很大的二次開發的空間,在3G時代,基于GPS、GIS等先進技術,LBS將會發展成為基于移動網絡本身的核心應用。智能移動終端的迅猛發展,信息內容的不斷豐富,各方面條件的改善會促使LBS具備更加強大的實用性。
參考文獻:
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作者簡介:
劉建閩(1976-),男,漢族,湖南人文科技學院信息科學與工程系高級工程師,博士生,從事通信與地理信息系統方向教學科研工作。
【 關鍵詞 】 敏捷;指揮控制;模型
Analysis on the Agility Connotation of Command and Control System
Xiao Wei-dong 1 Cheng Shi-wen 2
[1.Hudong-Zhonghua Shipbuilding (Group) Co., Ltd Shanghai 200129;
2. Jiangsu Automation Institute JiangsuLianyungang 222061]
【 Abstract 】 How to construct highly effective and agile structure of Command and Control(C2)architecture in the uncertain battlefield, matching to operational environment is one of difficulties in the fields of command automatization at present. In this paper I outline the Alberts’s agility model, and on this basis, put forward the basic concepts, deep meaning and components of C2 agility and force agility, lastly analysis the agility of C2 system with an example, thereby deepening the understanding of C2 agility in the information age, in order to provide preliminary solutions for the construction of Agile C2 system.
【 Keywords 】 agility;command and control; model
1 引言
指揮自動化系統從20世紀的C2(指揮與控制),發展成C3(指揮、控制、通信)、C3I(指揮、控制、通信、情報)、C4ISR(指揮、控制、通信、計算機、情報及監視與偵察)乃至目前的C4KISR(指揮、控制、通信、計算機、情報及監視與偵察、打擊),其中C2一直是其神經中樞。如何在不確定的信息化戰場環境中,建立起高效的指控體系,使其與作戰環境相適應是目前指揮自動化領域研究的難點之一。現有大多數方法都試圖通過面向確定任務建立一個靜態視圖來描述C2,從目前的試驗研究來看,這樣的方法不具有完備性。另外,由于戰場環境的不確定性,必然導致先前獲得的任務環境將會發生變化,使得這樣設計的C2難以保持較高的性能,甚至可能會出現無法完成任務的情況。因此,需設計出面向變化的任務和環境的敏捷指控系統,動態整合戰場資源,使各作戰單元在任務上快速協作,從而獲得對抗優勢。
2 敏捷的基本概念
Alberts在其名著《The Agility Advantage》中給出敏捷的定義,即敏捷是成功應對戰場環境變化的一種能力,其由響應性、魯棒性、柔性、彈性、創新性及適應性組成。其中,響應性是指對外部影響及時做出調整的能力;魯棒性是指指控組織能夠承受戰場環境與作戰使命一定程度上的變化而維持較好的運作效能;柔性是指處理不可預測變化的能力;彈性是指快速地從致命打擊、中斷或退化中恢復的能力;創新性是指在沒有充分的備選響應方案時用新方法做事情的能力;適應性是指組織在面對非預期的激烈變化時,能夠快速有效進行結構和策略的調整以維持良好的效能。
3 指控敏捷性與部隊敏捷性的關系
指控系統的敏捷性是指指控系統在一個不斷變化、難以預測的戰場環境中具備駕馭變化,不斷進行自我調整能力,從而快速地響應戰場變化,滿足指揮需求。
指控系統的任務是將目標分解,然后分配給各作戰單元。從某種意義上來說,指控系統由指控本身和部隊行動構成。因此,將指控本身與部隊行動區分開來對研究指控系統的敏捷性非常重要,指控敏捷性是部隊敏捷性的基礎。指控本身與部隊行動是相互獨立的,指控系統的敏捷性不能單一地以任務的成敗來衡量。盡管己方的指控水平比敵方弱,但任務也是有可能完成的。相反,若部隊缺乏必要的資源,即使指控很敏捷,任務也會失敗。
4 指控系統敏捷性實例分析
下面以岸海聯合反導系統為作戰想定來研究指控系統敏捷性。岸海聯合反導系統的使命任務包括:(1)在來襲導彈發射前偵察到并將其摧毀;(2)在來襲導彈發射升空時將其摧毀;(3)在來襲導彈飛行途中或重回大氣層時予以攔截摧毀。
4.1 系統概述
對岸海聯合反導作戰建立預警管理、指揮控制和攔截作戰的功能節點樹模型,如圖1所示。而將指揮控制功能分解為作戰單元聯網、作戰任務規劃和作戰管理三個功能。根據岸海聯合反導任務需求,涉及的關鍵角色包括指揮員、情報分析人員、作戰任務規劃人員和反導部隊,基本涵蓋了戰術層面指揮控制的功能。
4.2 指控敏捷性分析
從某種意義上來說,指控系統是一種人工制品,而需求定義了產品,產品定義了功能。結合岸海聯合反導系統的指揮控制活動,可以勾勒出指控功能與Alberts敏捷模型各部分的關系,如圖2所示。
(1)響應性
響應性是指滿足時間需求的能力。對于岸海聯合反導系統而言,指控敏捷性則體現在對導彈來襲事件做出非常快速的響應,且存在一個明確的時間限制。因此,要有一個時間預算,包括情報分析人員收集情報、指揮員決策、作戰任務規劃人員籌劃及部隊執行反導所消耗的時間。指揮控制本身不消耗執行反導行動的時間。岸海聯合反導系統的指控必需的響應性是指除去部隊執行反導所占總時間預算的那部分用于指控的時間,可分為情報收集、決策和籌劃的限定時間,如圖2中的時間-情報、時間-所需行動、時間-行動請求。
(2)魯棒性
魯棒性是指處理關乎任務性質的重大變化的能力。岸海聯合反導系統的指控魯棒性是指其能夠提出多種攔截來襲導彈解決方案的能力。因此,岸海聯合反導系統的指揮控制必需的魯棒性可定義為岸海聯合反導系統能夠攔截的導彈范圍。它定義了“作戰任務規劃”功能的預期產品――所需行動,如圖2中的任務-所需行動、其他參與者-所需行動。
(3)柔性
柔性是使響應適應當前態勢的能力。如果魯棒性是指提出攔截來襲導彈解決方案的能力,那么柔性是指實際執行這些方案的能力。因此,柔性的程度取決于部隊。指揮控制什么樣的部隊取決于部隊能夠干什么。岸海聯合反導系統的指控柔性是指想出不同的方法部署反導部隊的能力,如圖2中的部隊-行動請求,其必需的柔性是指其能夠調用反導兵力的范圍。
(4)彈性
彈性是指從致命打擊、中斷或退化中恢復的能力。岸海聯合反導系統需要什么才具有復原能力取決于作戰背景,如圖2所示的“背景”。指揮控制的彈性是所有功能的前提。在某種態勢下,如果岸海聯合反導系統圓滿地實現了所有反導功能,那么它的彈性是足夠的。從某種意義上來說,對岸海聯合反導系統的指控功能提出彈性要求,是對需求的一種備份。
(5)協作
與其他參與者的協作能力不屬于Alberts敏捷模型的組成部分,但本文認為將其他參與者的潛在請求納入到“作戰管理”功能的產品中,是考慮不同兵種的反導部隊之間緊密協作才能完成整個反導任務。因此,反導部隊間所需的交互將確定指控必需的協作,如圖2的其他參與者-行動請求。
(6)信息
21世紀是信息時代,將信息納入到評估指控系統敏捷性是理所當然的,這也是Alberts敏捷模型未提及的。岸海聯合反導系統需要精確情報才能使部隊高效執行反導任務。因此,“作戰單元聯網”功能需要收集有關影響部隊敏捷的因素,如圖2中的背景-情報。
4.3 部隊敏捷性分析
反導部隊被認為是可以給戰場環境中帶來“效果”的外部因素。這些效果是反導部隊的主要“產品”,為了能夠產生“效果”,反導部隊必須能夠機動,從事軍事活動,并與他人協作。為了能夠持續地產生“效果”,反導部隊必須確保其能夠生存。結合岸海聯合反導系統的反導部隊作戰活動,可以勾勒出反導部隊與Alberts敏捷模型各部分的關系,如圖3所示。
(1)響應性
對反導部隊而言,它沒必要考慮全部的時間預算。反導部隊必需的響應性是指反導部隊必須以多快的速度才能完成兵力投送和武器部署,如圖3的時間-反導效果。如前所述,岸海聯合反導系統的指控任務就是估計反導部隊所需要的總時間和至少時間。
(2)魯棒性
反導部隊的魯棒性是指反導部隊能夠從事軍事活動的范圍,以及反導部隊自我決策的能力,如圖3中的任務-反導效果。岸海聯合反導系統的指控任務是意識到反導部隊的魯棒性,并避免分配給反導部隊的任務超出其能力。
(3)柔性
反導部隊的柔性是指反導部隊具備在大范圍執行反導任務的能力,如圖3中的背景-反導效果、軍事行動-反導效果。反導部隊必需的柔性由反導部隊所處的背景的范圍來決定。岸海聯合反導系統的指控功能必須考慮反導部隊的裝備是否足夠,訓練是否到位,從而確保他們順利完成任務。
(4)機動性
然而,反導部隊不僅僅是做出行動。它也必須在恰當的位置、恰當的時間帶來所需的反導效果。因此,機動性對于反導部隊來說是非常重要的。反導部隊必需的機動性由他們必須穿越的區域和所處的戰場環境決定,如圖3中的背景-反導效果、機動-反導效果。岸海聯合反導系統的指控功能必須考慮反導部隊是否具備完成任務所需的機動性。
(5)彈性
對于反導部隊來說,彈性就是生存。武器裝備必須保持工作,士兵必須保持健康。反導部隊必需的彈性依賴于反導部隊所能承受的各種威脅,如圖3中的背景-生存。岸海聯合反導系統的指控功能必須考慮如何掩護反導部隊,使他們可存活、補給和休整,并能為他們持續提供武器裝備。
(6)協作
與其他參與者協作不單單是指揮控制的問題。反導部隊本身也必須具備與其他參與者協作的能力。反導部隊必需的協作是指達到交互必需的程度。岸海聯合反導系統的指控功能必須考慮反導部隊的實際需求并確保反導部隊是否和如何滿足這些需求。
5 結束語
未來戰場環境中的指控功能不是傳統集中式、金字塔形的組織結構,而是一種扁平、分散的敏捷結構。這種結構中個體可進行自主決策而整體呈現自組織的特性,可極大地提高戰場空間各作戰平臺和兵力指揮的整合效能,它是高科技驅動下軍革的必然產物,是未來信息化戰爭中實現“網絡中心戰”關鍵技術之一,也是“不對稱戰爭”中以弱勝強的關鍵。
參考文獻
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作者簡介:
【關鍵詞】水聲信道;數學模型;仿真
1.引言
本文描述了一種測量和仿真水聲信道的方法,該方法能夠用來建立一個仿真信道數據庫。研究發現,特定信號的仿真信道響應(ECR)與真實信道響應具有典型的高相關性(大于80%)。適合測量信道沖激響應的波形,其自相關函數幾乎接近一個脈沖。這意味著所使用的測試信號應具有盡可能寬的帶寬。為了增加測試信號波形的功率,并使其超過極短單脈沖功率,需要用到一個帶有高時間帶寬積的信號波形。
對于特定信號的水聲信道仿真(EUAC),我們假定信道是線性時不變(LTI)系統,因此,在信道沖激響應評估前,應對所有信道的非線性和時變特征進行單獨評估和修正。隨后,這些特征將被加入到仿真信號。
本論文提出的信道仿真方法包括兩個階段:(1)沖激響應和信道特征評估,仿真處理和數據庫建立。(2)挑選及核查被仿真信道,在精選的仿真信道和在任何想要的信噪比的噪聲條件下發射一個特定信號。
2.水聲信道的特征
水下聲信道是具有時變、頻率選擇性、空間不相關特征的加性有色高斯噪聲信道,對特定頻率和距離的聲波具有較強的吸收,加之多途現象,從而導致信號衰減。水聲信道的特征在以下分節中進行描述。
2.1 多普勒頻移
接收機與發射機的相對運動或者介質運動(在不可忽略的流動條件下)可以改變聲波通過信道的頻率。這種在載波信號中頻域和時域的明顯改變就叫做多普勒頻移。
假設聲源和觀察者的相對速度(v)遠小于聲速(c),則被觀測的聲波頻率[1]由下式表示:
(1)
這里,f表示發射頻率。多普勒頻移效應將造成發射信號的長度(時域)壓縮或者擴展。接收信號的脈沖周期是:
(2)
這里TS是發射信號的周期。
2.2 多途
多途現象主要是由于海底和海面的反射造成的,信號反射的次數決定了多途的擴展。此外,信道還包括浮游生物和魚等聲反射體。假如發射機與接收機的距離足夠大,那么信號從發射機到接收機會經過各種路徑傳播,每條路徑的信號延遲取決于其幾何特征。信道的沖激響應可以建模如下:
(3)
這里表示每個路徑的能量損耗和相位移動,L是有效的路徑數,Tc是最小的路徑時延。信道的互功率密度函數定義如下:
(4)
這里多徑剖面強度(MIP)是,傳播延遲Tm被定義為時間間隔,。水下信道的MIP建模如下[2]:
(5)
MIP函數實現的條件是當時:,因此,建模為高斯隨機處理過程,其方差。傳播延遲涉及到帶寬一致性的使用:
當小于發射信號的帶寬時,信道就被認為具有頻率選擇性。
2.3 多普勒擴展
多普勒擴展,表示為接收信號的散布譜寬。信道的相干時間涉及到多普勒的擴展:
在淺水,來自水面的反射是信道時變的主要原因。水波運動是水面反射散布的主要原因,從而造成了多普勒擴展。多普勒擴展值依賴于水波的高度、頻率、風速、海面和海底的反射數目,以及理論沖擊角。
2.4 信道噪聲
信道噪聲被假定為一個加了有色的高斯環境噪聲,頻率響應為:
(6)
這里k0是一個經驗常量,它與頻帶和海況有關。在低頻(1KHz以下)噪聲中的主要成份是遠場的船只噪聲,在中頻帶是和音方面的噪聲,在高頻主要是熱噪聲[3]。在接收機和發射機處可能是白噪聲。
2.5 傳播損耗
聲波通過信道的傳播功率由于吸收損耗和散射損耗而減小。這些損耗可以建立如下模型:
(7)
這里k的范圍從10到20,r(m)是傳播距離,是依賴于發射波載波頻率的吸收系數[1]。
3.信道特征估計
信道沖激響應可以通過發射窄帶自相關信號來估計,該信號盡可能接近一個脈沖:,這里發射信號。因此,假設有線性時不變信道
(8)
這里h(t)是信道脈沖響應,這個運算表示卷積運算。
3.1 發射信號模塊
一個信號的自相關(或者匹配濾波器)主旁瓣寬度由下式決定[4]:
MFwidth=1/BW (9)
這里BW表示這個信號的寬度。因此,這個發射信號是寬帶信號。為了確保(8)式成立,發射信號應該對頻率選擇性信道具有免疫性。
3.1.1 同步信號
直接序列擴頻信號的匹配濾波器輸出易受多普勒頻移的影響。因此,一個同步信號需要先于直接序列擴頻塊發射。這個信號是線性調頻信號。通過發射一個“上行”的線性調頻信號和一個“下行”的線性調頻信號,多普勒頻移可以被估計。
3.1.2 DSSS同步
同步中的時間漂移可以通過DSSS信號碼同步來控制。同步放置點處被發現向四方展開處理輸出(也就說,隨著DSSS序列擴展器的乘法)的是窄帶信號(用頻譜分析算法可以檢測)。既然收到的信號發生了多普勒頻移,有必要在解擴前估計多普勒頻移值,目的是補償采樣的多普勒頻移。當載波頻率等于DSSS信號頻率時,在DSSS塊之后發送單個載波信號(CW)來估計信道的相干時間。
3.2 多普勒頻移估計
在同步信號和DSSS塊時需要進行多普勒頻移估計。
3.2.1 線性調頻信號的多普勒頻移估計
接收信號通過兩個匹配濾波器:一個為“正的線性調頻信號”,另一個為“負的線性調頻信號”。每一個匹配濾波器的輸出由每一個收到的線性調頻信號的主峰組成。多普勒頻移涉及到峰值處的區別在時域中表示如下:
(11)
這里是在匹配濾波器分別輸出的“正”和“負線性調頻信號”的峰峰間的差值。為了使定時誤差最小,值應該用匹配濾波器的輸出向中心集中的估計方法來測量。
3.2.2 DSSS信號多普勒漂移估計
對片同步解擴DSSS信號進行頻譜分析時會產生多普勒頻移估計。
(12)
為了減小估計誤差,需要用一個最佳擬合匹配多項式對被估多普勒頻移向量進行平滑處理。
3.3 相干時間估計
使用信號周期比信道的CT要短的信號進行信道估計,能夠得到較好的結果。假設CT的值在傳播期間改變不明顯,那么使用CW信號可能可以對它進行估計。在x,y向量之間規范的匹配濾波器被定義為:
(13)
這里N是信號周期[采樣率],是x的平均值。把CW信號分割成次信號,第一個次信號作為參考,一個規范匹配濾波器輸出峰值向量將被獲得。CT被提取作為帶有參考信號次信號的標準匹配濾波器的周期超出一定的門限。DSSS信號被分割成周期比短的次信號。
3.4 沖激響應矩陣(IRM)估計
每一個DSSS信號在用插值法修正多普勒頻移后進行碼元同步。每一個收到的DSSS信號與發射信號進行互相關運算(如3.3節分成次信號)。假設多普勒頻移得到精確補償,同時假設一個信號周期比CT的短,那么接收到的輸出是當前信號的信道沖激響應估計。這個連續的沖激響應矩陣描述了信道沖激響應的時變性。
水平軸表示信號沖激響應的時間。縱軸表示信道的時間變化。從該圖中可以看到3個重要的在矩陣周期里消退和增強的路徑。
4.特定信號經過被估信道的ECR
沖激響應矩陣在轉移到載波頻率的過程中被測量。特定仿真信號也應該在相同頻率范圍內被測量,否則被估計的信道響應是不準確的。給定信號和仿真IRM實現二維的卷積運算,然后,信號根據多普勒模型被再次采樣。這些運算的輸出產生了信號的ECR。
4.1 IRM擴展
如果信號比仿真IRM周期長,那么脈沖響應矩陣需要擴展。通過周期性的IRM擴展是實現該過程的一個方法。周期擴展的周期從IRM的二維互相關的最大值中萃取。在海上試驗中能獲得大于90%的互相關結果。一個更好的建模方法是把IRM進行Markov處理。在這個模型中每一行是一個最后狀態的函數和一組當前狀態參數。根據風速,波的周期,噪聲標準,波高,多徑數,以及在接收機處理論沖擊角等當前狀態值有望獲得精確的結果。
4.2 多普勒頻移向量擴展
多普勒頻移向量模型為了適應特定信號需要擴展,因為多項式擬合不適合周期性的擴展。假設多普勒頻移的產生來自DC部分(在發射機與接收機之間的相對速度)和AC部分(依靠波動周期)。假設該周期是兩個頻率的函數(連續起伏波和二度音譜線波),根據多普勒頻移向量采樣來估值二頻率正弦曲線波,可用Pisarenko諧波分解方法來實現。
4.3 傳播損耗估計
通過測量傳播信號(用一個在發射機的監視接收器)的聲源級(SL)和接收機處的接收聲級,可以來計算接收信號的傳播損耗。根據對傳播損耗的估計值計算仿真信號的功率要倍增。
4.4 環境噪聲增加
通過在信道加入噪聲進行信噪比仿真,有兩種可供選擇的方法:
(1)建立噪聲模型(見2.4節)以及根據預期信噪比設置噪聲標準。
(2)從信道里測量真實噪聲,并定期地擴大它以防信號周期比被測噪聲周期要大。
圖1 仿真和真實信道技術比較
圖2 比較結果
5.結果
該仿真方法的可信性通過從真實信道收到的信號與相應的ECR信號比較而進行評估。圖1中,該特定信號與被用去產生IRM和多普勒頻移向量的信號為同一信號。比較在每個系統的輸出端之間完成。
圖2顯示的是在淺水區信道的時域比較結果,可以看出互相關系數大約可達80%。在各種水下聲信道的海上試驗結果中這是個典型值。
6.結束語
本文提出一個水聲信道仿真設計方法,它由時變IRM估計、信道偏差補償與建模、沖激響應估計擴展和多普勒頻移等模塊組成;并探討了一種針對特定信號的仿真算法,相比真實水下信道測量達到80%的可信度。通過建立由幾個IRM和多普勒頻移向量組成的數據庫,可以得到一個在廣泛水聲通信算法評估中的有用工具。
參考文獻
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