時間：2023-04-01 10:30:29
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異步延遲采樣（ADS）
ADS通過加入延遲線對光信號在一個比特周期內(nèi)進行兩次采樣，獲取信號的相圖［10］，即二維幅度直方圖，并進行傳輸損傷分析。采用ADS技術(shù)的OPM模塊結(jié)構(gòu)如圖1（a）所示，待測的WDM光信號以帶寬為1nm的光帶通濾波器（BPF）進行選通，濾除相鄰信道光信號功率，但不影響選通信道的被監(jiān)測光信號的波形狀態(tài)；光電探測器（PD）輸出電信號經(jīng)帶寬為0．8倍信號符號率的低通電濾波器（LPF）消除帶外噪聲干擾；再進行3dB分路，一路以可調(diào)電延遲線（VDL）引入Δt延遲；最后以外部圖1ADS原理。（a）ADS光性能監(jiān)測器結(jié)構(gòu)圖；（b）10Gb／sNRZ－OOK半比特ADS示意圖Fig．1PrincipleofADS．（a）StructureofthedelaytapsamplingOPMmonitor；（b）halfbitdelaytapsamplingof10Gb／sNRZ－OOK時鐘驅(qū)動的低采樣速率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）對兩路電信號進行采樣并對采樣后數(shù)據(jù)做進一步處理。以10Gb／sNRZ－OOK信號為例說明半比特ADS原理，如圖1（b）所示。其中Tb＝100ps為信號比特周期；以可調(diào)電延遲線設(shè)定3dB分路之后的一路電信號延遲時間為Δt＝50ps，即半比特延遲；如采用80MSPS的14－bit分辨率雙輸入ADC，例如AD9644，進行異步降頻采樣，則采樣周期Ts＝12．5ns，Ts與Tb無關(guān)，且TsTb；雙路ADC的每次采樣包含兩個采樣點E（xi）和E（yi），對應(yīng)的時間差為Δt，將兩路采樣點進行幅度值的歸一化，之后再以X－Y模式做二維散點圖可得ADS相圖。在NRZ－OOK半比特ADS相圖中，沿45°對角線的兩端代表0、1電平的不同組合狀態(tài)（0，0）和（1，1）；其間的過渡點對應(yīng)眼圖中波形的上升和下降沿，沿－45°對角線的最大寬度反映其斜率。ADS相圖中包含被測信號相同或相鄰比特周期間的過渡態(tài)信息，能夠反映信號波形受傳輸損傷影響的狀態(tài)，可用作OPM。
OPM仿真驗證
對光信號速率、碼型調(diào)制格式透明，并能同時監(jiān)測多種傳輸損傷是OPM技術(shù)的核心要求。在10Gb／s及更低速率系統(tǒng)中，NRZ－OOK為代表的強度調(diào)制直接檢測（IM－DD）系統(tǒng)因調(diào)制和接收器件簡單、成本低而占據(jù)主導(dǎo)地位。但在40Gb／s及更高速率的系統(tǒng)中，由于CD和PMD容限的降低和對頻譜效率要求的提高，NRZ－OOK調(diào)制不再適用于長距離傳輸。而以相位輔助強度調(diào)制，如ODB，也稱相位整形二進制傳輸（PSBT）和相位調(diào)制，如RZ－DPSK等為代表的先進調(diào)制格式由于損傷閾值高、頻譜效率高而受到重視［20］。以上述三種碼型調(diào)制格式為監(jiān)測對象，基于OptiSIM4．0商業(yè)仿真軟件平臺構(gòu)建采用ADS和ANN技術(shù)的OPM仿真系統(tǒng)，驗證所提出方案的透明性和損傷參數(shù)集總監(jiān)測能力。
110Gb／sNRZ－OOK
10Gb／sNRZ－OOK光性能監(jiān)測系統(tǒng)如圖3（a）所示，1550nm連續(xù)光源（CW）經(jīng)工作于正交傳輸點的無啁啾馬赫－曾德爾調(diào)制器（MZM）進行外調(diào)制產(chǎn)生NRZ信號，數(shù)據(jù)源為10Gb／s偽隨機二進制序列（PRBS），其序列長度為27－1。級聯(lián)的摻鉺光纖放大器（EDFA）和可調(diào)光衰減器（VOA）用于調(diào)整系統(tǒng)的OSNR值，通過設(shè)置不同單模光纖（SMF）的傳輸距離和CD、PMD系數(shù)來模擬不同程度的CD和DGD傳輸損傷，入纖光功率保持為0以消除非線性效應(yīng)影響。包含損傷的光信號一部分經(jīng)PD光電轉(zhuǎn)換后以示波器（OSC）顯示眼圖作為參考，另一部分經(jīng)ADS監(jiān)測器進行Δt＝50ps，即半比特延遲采樣和數(shù)據(jù)采集，最后通過提取相圖特征參量對ANN模型進行多損傷監(jiān)測的訓(xùn)練和測試。光通信性能監(jiān)測系統(tǒng)圖中的細實線代表電路連接，粗實線代表光路，而虛線代表信號數(shù)據(jù)，下同。NRZ信號在不同損傷條件下的眼圖與相圖如圖3（b）所示，OSNR導(dǎo)致信號1電平和過渡點幅度分布展寬；CD和DGD均導(dǎo)致信號時域展寬，但CD導(dǎo)致信號消光比降低，相圖點沿45°對角線外擴，而DGD導(dǎo)致信號波形三角化，相圖出現(xiàn)非對稱性。根據(jù)不同損傷參數(shù)特點，提取相圖特征參數(shù)，其中珡m和σm分別為相圖采樣點到原點距離的均值和標準差；珋θ為相圖采樣點角度平均值；Qd＝（μ1－μ0）／（σ1＋σ0）類似眼圖中Q值的定義，以相圖中沿45°對角線上采樣點區(qū)分0、1電平，求其均值和標準差得對角線Q值。以上述4個參數(shù)構(gòu)成如圖3（c）所示ANN模型的輸入向量，OSNR，CD，DGD參數(shù)構(gòu)成輸出向量，MLP－3包含26個隱元，采用擬牛頓（Quasi－Newton）算法作為訓(xùn)練算法，ANN的訓(xùn)練使用張齊軍教授開發(fā)的NeuroModeler軟件包。為了驗證ANN模型監(jiān)測傳輸損傷的性能，以125組不同損傷條件下相圖參數(shù)構(gòu)成訓(xùn)練樣本，其中OSNR分別為40，36，32，28，24dB；CD分別為0，200，400，600，800ps／nm；DGD分別為0，12，24，36，48ps，對ANN進行訓(xùn)練。在訓(xùn)練完成后，以另外的64組不同損傷參數(shù)，其中OSNR分別為38，34，30，26dB；CD分別為100，300，500，700ps／nm；DGD分別為6，18，30，42ps，構(gòu)成測試樣本對ANN的預(yù)測輸出進行測試。10Gb／sNRZ－OOK光性能監(jiān)測結(jié)果如圖4所示，其中ANN模型在200次迭代之后的訓(xùn)練誤差Etrain＝0．008，ANN模型預(yù)測輸出與測試樣本相關(guān)系數(shù)Rc＝99．3％，損傷參數(shù)監(jiān)測的均方根誤差分別為EOSNR＝0．1dB，ECD＝8．34ps／nm和EDGD＝0．92ps，在監(jiān)測損傷參數(shù)的測量范圍內(nèi)，監(jiān)測誤差小于5％。
240Gb／sODB
40Gb／s光通信系統(tǒng)與10Gb／s系統(tǒng)相比，CD容限減小16倍，PMD容限減小4倍，NRZ－OOK調(diào)制的無電中繼再生可傳輸距離大大縮短。ODB調(diào)制格式采用三電平調(diào)制，非連續(xù)的相鄰1電平之間相位相差π，在CD、PMD或濾波器效應(yīng)引入波形展寬時，產(chǎn)生干涉相消，使0電平保持低電位，從而大幅提高其對色散損傷的閾值，而且其頻譜較NRZ－OOK調(diào)制更窄，有利于窄信道間隔的WDM傳輸［20］。同時，ODB調(diào)制格式只需改動發(fā)射機，而接收機不變，在性能和復(fù)雜度之間實現(xiàn)折中。40Gb／sODB光性能監(jiān)測系統(tǒng)如圖5（a）所示，信號源產(chǎn)生40Gb／sPRBS，其序列長度為27－1，首先進行雙二進制預(yù)編碼，之后經(jīng)帶寬為10GHZ的低通濾波器產(chǎn)生三電平驅(qū)動信號，在工作于傳輸零點的MZM中對1550nm的CW光源進行外調(diào)制得ODB信號，入纖功率保持為0，消除非線性效應(yīng)影響。光纖鏈路中OSNR、CD和PMD三種傳輸損傷的模擬與眼圖監(jiān)測部分與4．1中相同，ADS監(jiān)測器的延遲為半比特，即Δt＝12．5ps。不同損傷條件下的ODB信號眼圖與ADS相圖如圖5（b）所示，OSNR降低導(dǎo)致0、1電平和過渡點幅度值均勻展寬；CD導(dǎo)致波形三角化，相圖中第3象限采樣點外擴；DGD導(dǎo)致波形斜率降低，消光比減小，相圖點沿對角線方向閉合。根據(jù)相圖變化特點提取特征參數(shù)，其中珡m、σm、珋θ和Qd與4．1中相同，σm3為相圖第3象限采樣點到原點距離的標準差。以相圖特征參數(shù)為輸入向量，監(jiān)測損傷參數(shù)為輸出向量構(gòu)造ANN模型如圖5（c）所示，采用擬牛頓訓(xùn)練算法，隱元數(shù)目為32個。以125組不同的傳輸損傷組合構(gòu)成訓(xùn)練樣本，其中有OSNR分別為42，38，34，30，26dB；CD分別為0，40，80，120，160ps／nm；DGD分別為0，4，8，12，16ps，對ANN進行訓(xùn)練。以64組不同的傳輸損傷組合構(gòu)成測試樣本對訓(xùn)練完成的ANN模型進行預(yù)測輸出的檢驗，其中有OSNR分別為40，36，32，28dB；CD分別為20，60，100，140ps／nm；DGD分別為2，6，10，14ps。監(jiān)測結(jié)果如圖6所示，ANN模型訓(xùn)練誤差Etrain＝0．031，預(yù)測輸出與測試樣本相關(guān)系數(shù)Rc＝97．6％，損傷監(jiān)測均方根誤差為EOSNR＝0．72dB，ECD＝3．24ps／nm和EDGD＝0．49ps，測量范圍內(nèi)的監(jiān)測誤差小于5％。
340Gb／sRZ－DPSK
在RZ－DPSK調(diào)制格式中，由于采用了平衡光電探測（BPD），其達到相同誤碼率所需的OSNR值要求比OOK調(diào)制格式要低3dB，即接收機靈敏度提高一倍。對于受到光放大器自發(fā)輻射噪聲限制的長距傳輸系統(tǒng)而言，使用RZ－DPSK調(diào)制可使無電再生中繼可傳輸距離增加一倍，2003年以后的陸基和海纜長距大容量光通信系統(tǒng)中，DPSK和差分四相移鍵控（DQPSK）調(diào)制逐漸取代OOK而成為主流［21］。40Gb／sRZ－DPSK光性能監(jiān)測系統(tǒng)如圖7（a）所示，序列長度為27－1的40Gb／sPRBS經(jīng)差分預(yù)編碼后在工作于傳輸零點的MZM1中對CW光源進行相位信息加載，再采用40GHz正弦時鐘信號在工作于正交傳輸點的MZM2中進行RZ碼型調(diào)制，最終獲得50％占空比的RZ－DPSK信號。光纖鏈路中OSNR、CD和PMD三種傳輸損傷的模擬與4．1中相同，在加入傳輸損傷之后，部分光信號經(jīng)過延遲干涉儀（DLI）解調(diào)和BPD平衡探測后，在OSC1中顯示解調(diào)信號眼圖；部分光信號直接PD檢測，在OSC2中顯示線路傳輸眼圖；部分光信號進入ADS監(jiān)測器，其延遲量設(shè)置為1bit，即Δt＝25ps。不同損傷條件下的RZ－DPSK信號的解調(diào)后眼圖、線路傳輸傳輸眼圖和ADS相圖如圖7（b）所示，OSNR降低導(dǎo)致信號波形和相圖點幅度值的展寬；CD導(dǎo)致波形幅度值和消光比降低，相圖點局部外擴；DGD導(dǎo)致兩偏振態(tài)的信號產(chǎn)生相位差，在PD檢測中干涉相消，使信號波形幅度值降低，相圖點沿對角線方向縮短。根據(jù)相圖變化的特點，提取與傳輸損傷變化有關(guān)的特征參量，其中珡m和σm與4．1中相同，珋θhalf為相圖45°對角線以上采樣點到原點的角度平均值，σθ為全部采樣點到原點角度值的標準差，M為采樣點到原點幅度最大值與最小值之差。以上述特征參數(shù)為輸入向量，損傷參數(shù)為輸出向量構(gòu)造ANN模型如圖7（c）所示，隱元數(shù)目為30，采用擬牛頓訓(xùn)練算法。以125組傳輸損傷組合構(gòu)成訓(xùn)練樣本，包括OSNR分別為36，32，28，24，20dB；CD分別為0，12，24，36，48ps／nm；DGD分別為0，3，6，9，12ps，對ANN進行訓(xùn)練。以64組不同的傳輸損傷組合構(gòu)成測試樣本對訓(xùn)練完成的ANN模型進行預(yù)測輸出的檢驗，包括OSNR分別為34，30，26，22dB；CD分別為6，18，30，42ps／nm；DGD分別為1．5，4．5，7．5，10．5ps。監(jiān)測結(jié)果如圖8所示，ANN模型訓(xùn)練誤差Etrain＝0．06，預(yù)測輸出與測試樣本相關(guān)系數(shù)Rc＝95．8％，監(jiān)測均方根誤差為EOSNR＝0．15dB、ECD＝1．74ps／nm和EDGD＝0．61ps，測量范圍內(nèi)的監(jiān)測誤差小于5％。
論文摘要：通過Bluetooth和UWB的技術(shù)對比及多角度的分析，證實了藍牙+UWB作為下一代高速無線通訊技術(shù)的可能。
隨著因特網(wǎng)、多媒體和無線通信技術(shù)的發(fā)展，人們與信息網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)密不可分。當(dāng)今無線通信在人們的生活中扮演著越來越重要的角色，低功耗、微型化是用戶對當(dāng)前無線通信產(chǎn)品尤其是便攜產(chǎn)品的強烈追求，作為無線通信技術(shù)一個重要分支的短距離無線通信技術(shù)正逐漸引起越來越廣泛的觀注。
1短距離無線通信技術(shù)簡介
近年來，由于數(shù)據(jù)通信需求的推動，加上半導(dǎo)體、計算機等相關(guān)電子技術(shù)領(lǐng)域的快速發(fā)展，短距離無線與移動通信技術(shù)也經(jīng)歷了一個快速發(fā)展的階段，WLAN技術(shù)、藍牙技術(shù)、UWB技術(shù)，以及紫蜂(ZigBee)技術(shù)等取得了令人矚目的成就。短距離無線通信通常指的是100m以內(nèi)的通信，分為高速短距離無線通信和低速短距離無線通信兩類。高速短距離無線通信最高數(shù)據(jù)速率>100Mbit/s，通信距離<10m，典型技術(shù)有高速UWB、WirelessUSB;低速短距離無線通信的最低數(shù)據(jù)速率<1Mbit/s，通信距離<100m，典型技術(shù)有藍牙、紫蜂和低速UWB。
2藍牙(Bluetooth)技術(shù)
“藍牙(Bluetooth)”是一個開放性的、短距離無線通信技術(shù)標準，也是目前國際上最新的一種公開的無線通信技術(shù)規(guī)范。它可以在較小的范圍內(nèi)，通過無線連接的方式安全、低成本、低功耗的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，使得近距離內(nèi)各種通信設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)無縫資源共享，也可以實現(xiàn)在各種數(shù)字設(shè)備之間的語音和數(shù)據(jù)通信。由于藍牙技術(shù)可以方便地嵌入到單一的CMOS芯片中，因此特別適用于小型的移動通信設(shè)備，使設(shè)備去掉了連接電纜的不便，通過無線建立通信。
藍牙技術(shù)以低成本的近距離無線連接為基礎(chǔ)，采用高速跳頻(FrequencyHopping)和時分多址(TimeDivisionMulti-access—TDMA)等先進技術(shù)，為固定與移動設(shè)備通信環(huán)境建立一個特別連接。藍牙技術(shù)使得一些便于攜帶的移動通信設(shè)備和計算機設(shè)備不必借助電纜就能聯(lián)網(wǎng)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)無線連接因特網(wǎng)，其實際應(yīng)用范圍還可以拓展到各種家電產(chǎn)品、消費電子產(chǎn)品和汽車等信息家電，組成一個巨大的無線通信網(wǎng)絡(luò)。打印機、PDA、桌上型計算機、傳真機、鍵盤、游戲操縱桿以及所有其它的數(shù)字設(shè)備都可以成為藍牙系統(tǒng)的一部分。目前藍牙的標準是IEEE802.15，工作在2.4GHz頻帶，通道帶寬為lMb/s，異步非對稱連接最高數(shù)據(jù)速率為723.2kb/s。藍牙速率亦擬進一步增強，新的藍牙標準2.0版支持高達10Mb/s以上速率(4、8及12～20Mb/s)，這是適應(yīng)未來愈來愈多寬帶多媒體業(yè)務(wù)需求的必然演進趨勢。
作為一個新興技術(shù)，藍牙技術(shù)的應(yīng)用還存在許多問題和不足之處，如成本過高、有效距離短及速度和安全性能也不令人滿意等。但毫無疑問，藍牙技術(shù)已成為近年應(yīng)用最快的無線通信技術(shù)，它必將在不久的將來滲透到我們生活的各個方面。
3超寬帶(UWB)技術(shù)
超寬帶(Ultra-wideband—UWB)技術(shù)起源于20世紀50年代末，此前主要作為軍事技術(shù)在雷達等通信設(shè)備中使用。隨著無線通信的飛速發(fā)展，人們對高速無線通信提出了更高的要求，超寬帶技術(shù)又被重新提出，并倍受關(guān)注。UWB是指信號帶寬大于500MHz或者是信號帶寬與中心頻率之比大于25%的無線通信方案。與常見的使用連續(xù)載波通信方式不同，UWB采用極短的脈沖信號來傳送信息，通常每個脈沖持續(xù)的時間只有幾十皮秒到幾納秒的時間。因此脈沖所占用的帶寬甚至高達幾GHz，因此最大數(shù)據(jù)傳輸速率可以達到幾百分之一。在高速通信的同時，UWB設(shè)備的發(fā)射功率卻很小，僅僅是現(xiàn)有設(shè)備的幾百分之一，對于普通的非UWB接收機來說近似于噪聲，因此從理論上講，UWB可以與現(xiàn)有無線電設(shè)備共享帶寬。UWB是一種高速而又低功耗的數(shù)據(jù)通信方式，它有望在無線通信領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。UWB的特點如下(1)抗干擾性能強：UWB采用跳時擴頻信號，系統(tǒng)具有較大的處理增益，在發(fā)射時將微弱的無線電脈沖信號分散在寬闊的頻帶中，輸出功率甚至低于普通設(shè)備產(chǎn)生的噪聲。
(2)傳輸速率高：UWB的數(shù)據(jù)速率可以達到幾十Mbit/s到幾百Mbit/s，有望高于藍牙100倍。
(3)帶寬極寬：UWB使用的帶寬在1GHz以上，高達幾個GHz。超寬帶系統(tǒng)容量大，并且可以和目前的窄帶通信系統(tǒng)同時工作而互不干擾。
(4)消耗電能少：通常情況下，無線通信系統(tǒng)在通信時需要連續(xù)發(fā)射載波，因此要消耗一定電能。而UWB不使用載波，只是發(fā)出瞬間脈沖電波，也就是直接按0和1發(fā)送出去，并且在需要時才發(fā)送脈沖電波，所以消耗電能少。
(5)保密性好：UWB保密性表現(xiàn)在兩方面：一方面是采用跳時擴頻，接收機只有已知發(fā)送端擴頻碼時才能解出發(fā)射數(shù)據(jù);另一方面是系統(tǒng)的發(fā)射功率譜密度極低，用傳統(tǒng)的接收機無法接收。
(6)發(fā)送功率非常?。篣WB系統(tǒng)發(fā)射功率非常小，通信設(shè)備可以用小于1mW的發(fā)射功率就能實現(xiàn)通信。低發(fā)射功率大大延長了系統(tǒng)電源工作時間。
(7)成本低，適合于便攜型使用：由于UWB技術(shù)使用基帶傳輸，無需進行射頻調(diào)制和解調(diào)，所以不需要混頻器、過濾器、RF/TF轉(zhuǎn)換器及本地振蕩器等復(fù)雜元件，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化，成本大大降低，同時更容易集成到CMOS電路中。
參考文獻：
要與新電能表進行通訊，除了要保證硬件回路沒問題，通訊規(guī)約也要符合新電能表的要求，這主要體現(xiàn)在通信報文的正確識別上。要讀取電能表的讀數(shù)主要有以下通訊報文：（1）向電能表發(fā)出通訊請求西門子PLC發(fā)出的報文如下：（報文都以16進制ASCII碼表示，下同）1B0203（1B代表ESC的ASCII碼，02為電能表識別的報文開始位，03代表報文停止位。下面的所有報文都是以02開頭，以03結(jié)尾）電能表接到請求信息后，返回一個確認報文如下：020606A403（其中第二位06代表ACK的ASCII碼，跟著的06A4是這個報文的CRC校驗碼。（2）向電能表發(fā)送用戶名和密碼中調(diào)規(guī)定廣蓄B廠所有的電能表一般用戶的名稱和密碼如下：USERID:settime（不區(qū)分大小寫）Password:cxb032（不區(qū)分大小寫）PLC要登陸電能表必須向它發(fā)送正確用戶名稱和密碼，報文如下：024C53455454494D452C43584230333200C02A03其中：02代表報文的開始位：4C代表登陸電能表的命令L（load）；53455454494D45代表settime；2C代表逗號；435842303332代表cxb032；00為密碼結(jié)束的中止位；C02A為計算出的CRC校驗碼；03為停止位；這個報文轉(zhuǎn)換為字母就是：02LSETTIME,CXB03200C02A03。待電能表收到報文并確認密碼正確后，回復(fù)報文跟前面一樣為：020606A403（3）讀取電能表中的寄存器由于新電能表采用CRC校驗，CRC校驗中規(guī)定，如發(fā)現(xiàn)在除了頭02，尾03的其他報文中，有02，03，10，11，13，就把此報文變?yōu)閮蓚€字節(jié)10，40+這個字節(jié)數(shù)據(jù)，這樣做的目的是在數(shù)據(jù)體中區(qū)分一些特殊字符。因此要讀取這些值，要依次發(fā)出4個報文給電能表，報文如下：0252016910537803025200692049030252104369751A030252104269462B03其中報文開頭和結(jié)尾的02和03還是分別代表報文的開始和停止位。52代表電能表讀取命令“R”（read）。接下來的0169/0069/104369/104269則分別代表0169、0069、0369和0269四個電能表寄存器號。105378/2049/751A/462B分別為4個報文的CRC校驗碼。電能表在依次收到讀取報文后，也依次發(fā)出4個包含有寄存器數(shù)據(jù)的報文給RTU。報文格式大致舉例如下：0252016900000000789A03等等其中00000000即為所需要0169寄存器中的電度值，它是一個4個字節(jié)的浮點數(shù)，采用IEEE浮點數(shù)表示形式，789A為假設(shè)的CRC校驗碼。
2西門子CP544的通訊協(xié)議
CP544卡是西門子S5系列的專門的點對點串口通訊卡。它有3種通訊協(xié)議，分別是RK512、3964和OPENDRIVER協(xié)議。其中前兩種協(xié)議因為需要設(shè)置西門子PLC能識別的目的地址，所以只能在西門子系列的設(shè)備中使用。要與電能表進行通訊，只能采用OPENDRIVER協(xié)議。該協(xié)議的特點是不管通訊設(shè)備的地址，只需確定西門子PLC側(cè)的發(fā)送地址和接收地址即可。圖3為西門子PLC通過CP544卡與電能表通訊的示意圖。在圖3中，PLC程序?qū)⒅付ǖ陌l(fā)送數(shù)據(jù)塊通過SEND發(fā)送程序塊，在物理上經(jīng)CP544通訊卡與新電能表進行串口通訊，將請求報文發(fā)送給電能表。而電能表中的數(shù)據(jù)報文也通過串口通訊方式經(jīng)CP544卡再經(jīng)過RECEIVE－ALL接收程序塊存放到指定的接收數(shù)據(jù)塊中。串口通訊一個最基本的要求就是通訊雙方的通訊參數(shù)設(shè)置必須一致。根據(jù)電能表的要求，CP544卡有以下設(shè)置。通訊基本參數(shù)：通訊模式選擇：MODE2Variableusefuldatalength（endcharacter）波特率：2400b/s數(shù)據(jù)位：8位停止位：1位奇偶校驗：無流量控制：無字節(jié)傳送監(jiān)控時間：20ms第一個結(jié)束識別字節(jié)（endcharacter1）：03H（這個非常關(guān)鍵，設(shè)置03是為了與電能表的報文終止位相適應(yīng)，否則通訊不能成功）第二個結(jié)束識別字節(jié)（endcharacter2）：00H另外數(shù)據(jù)接收地址也在CP544卡設(shè)置軟件中進行設(shè)置如表2：在表2中，分別設(shè)置了CP544卡兩個通訊接口的接收地址分別為DB11和DB12，接收字長最大為64個字。通訊接口從CP544卡到RS485/232轉(zhuǎn)換器，再到電能表的通訊鏈路的通訊接口接線如圖4所示。
3通訊程序編寫
按照前面部分所述的報文收發(fā)格式及CP544的相關(guān)協(xié)議要求，對西門子PLC與電能表通訊的控制程序進行了重新編寫和調(diào)試，在程序的編寫調(diào)試過程中，解決了電能表報文應(yīng)答式收發(fā)存儲、電能表數(shù)據(jù)CRC校驗碼解碼、不同數(shù)制格式的轉(zhuǎn)換和臨界數(shù)據(jù)顯示不穩(wěn)定等幾個技術(shù)難點，實現(xiàn)了新的電能表與PLC的數(shù)據(jù)通訊，使得電度值在上位機上得以重新顯示并自動打印。
4總結(jié)
（1）通訊構(gòu)架圖系統(tǒng)通訊采用組件式開發(fā)，面向?qū)ο笤O(shè)計，代碼接口簡單，可擴展，便于多系統(tǒng)公用，事件驅(qū)動方式支持應(yīng)用層直接使用（獨立線程），應(yīng)用層只需要關(guān)心業(yè)務(wù)邏輯即可。系統(tǒng)通訊除了具有暫停、恢復(fù)功能，還具有停止、重啟功能。通訊構(gòu)架如圖3所示。與同類產(chǎn)品橫向?qū)Ρ?，系統(tǒng)的通訊結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)勢：①對通訊具有暫停、停止和重啟功能；②事件驅(qū)動方式支持應(yīng)用層直接使用（獨立線程），應(yīng)用程序可在此線程中作任何業(yè)務(wù)邏輯開發(fā)，而不影響通訊組件通訊，而且各相應(yīng)事件之間也是相互獨立的；應(yīng)用開發(fā)人員編寫代碼時，只需要在此事件中填充相應(yīng)業(yè)務(wù)邏輯即可，無需考慮如何觸發(fā)調(diào)用該處業(yè)務(wù)邏輯代碼，通訊組件在運行時會自動觸發(fā)；③面向?qū)ο笤O(shè)計，可擴展。（2）雙通道并發(fā)通訊單進程雙通道并發(fā)通訊技術(shù)是通訊系統(tǒng)的特色。當(dāng)前各系統(tǒng)通訊以單一通訊方式、單一通道為主，如可采用485通訊方式、一個通道的半雙工通訊；或者采用環(huán)網(wǎng)通訊方式、一個通道的半雙工通訊。本系統(tǒng)可以實現(xiàn)2種通訊方式、雙通道并發(fā)通訊，例如可以采用雙串口雙通道并發(fā)通訊；雙環(huán)網(wǎng)雙通道并發(fā)通訊；串口加環(huán)網(wǎng)雙通道并發(fā)通訊等，對于大型礦井極大提高通訊巡檢周期。在系統(tǒng)巡檢容量變大后，若巡檢周期過長，可以通過啟用雙通道并發(fā)通訊來縮短通訊周期，而且并發(fā)通訊可以是并發(fā)串口通訊、并發(fā)串口+環(huán)網(wǎng)、并發(fā)環(huán)網(wǎng)+環(huán)網(wǎng)通訊?？梢愿鶕?jù)礦上實際情況來擴展系統(tǒng)容量，比如礦方本身使用的是環(huán)網(wǎng)通訊，后期若系統(tǒng)容量過大后，可以采用環(huán)網(wǎng)+環(huán)網(wǎng)通訊模式；若礦方當(dāng)初使用的是串口通訊，并且礦方?jīng)]有布置環(huán)網(wǎng)線路，可以采用雙串口通訊模式，只需多接一個硬件接口。通訊配置界面如圖4所示。
2數(shù)據(jù)庫的優(yōu)化設(shè)計
數(shù)據(jù)庫優(yōu)化，提高系統(tǒng)響應(yīng)能力一直是數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)的研究課題。通常是通過設(shè)計較好的關(guān)系數(shù)據(jù)表、采用存儲過程、增加索引等手段來提高數(shù)據(jù)響應(yīng)能力，但是當(dāng)數(shù)據(jù)過于龐大時，這些常規(guī)的手段已經(jīng)不能適應(yīng)需求，系統(tǒng)響應(yīng)效率低，當(dāng)前其他各系統(tǒng)都采用人為分表的原始方式來解決這一問題，人為將本來屬于一個邏輯表的分成若干個邏輯表，從而達到提高數(shù)據(jù)響應(yīng)效率的目的，但會帶來了許多問題，開發(fā)人員需要維護創(chuàng)建該邏輯表，同時存儲數(shù)據(jù)時還要開發(fā)人員區(qū)分存入邏輯表，增加了故障點，降低系統(tǒng)的可靠性，由于生硬的將一個概念模型分成了若干個相同的模型，數(shù)據(jù)庫表的概念模型設(shè)計可讀性差。數(shù)據(jù)庫表分區(qū)技術(shù)解決了以上問題，數(shù)據(jù)庫通過表分區(qū)技術(shù)不改變邏輯表的結(jié)構(gòu)和數(shù)量，通過邏輯表和若干個物理表的內(nèi)部映射將邏輯表分成若干個物理表存儲區(qū)；且這些物理表可以分布在不同磁盤分區(qū)下，歷史數(shù)據(jù)文件易于分離，而現(xiàn)有分表的方式不易分離，因為都是存儲在一個物理文件里面的；如果是磁盤陣列，各物理表的查詢響應(yīng)將實現(xiàn)并行讀取，提高查詢效率和系統(tǒng)響應(yīng)速度；將本來不屬于開發(fā)人員維護的任務(wù)獨立由數(shù)據(jù)庫維護，降低開發(fā)人員難度，同時也消除了若干個可能的故障點，提高了系統(tǒng)的可靠性。圖5形象說明了表分區(qū)的優(yōu)勢。
3結(jié)語
光強概率分布
通常認為在弱湍流條件下，光強起伏的概率密度滿足對數(shù)正態(tài)分布，而在中、強湍流條件下則服從Gamma－Gamma分布［9］。對于通信距離幾千米以內(nèi)的無線光通信系統(tǒng)，考慮到孔徑平均效應(yīng)，光強起伏一般都看作弱起伏，服從對數(shù)正態(tài)分布。饒瑞中等［11］曾提出：根據(jù)湍流大氣中激光對數(shù)強度的最低幾階中心矩，可以建立一種能準確地描述實際概率分布的最大似然概率分布模型。通常，實驗數(shù)據(jù)的高階矩的精度是較低的，只有較低級次的矩比較可靠。它應(yīng)滿足歸一化條件，即μ0等于1。由歸一化條件和4個矩方程構(gòu)成5個未知系數(shù)λ0、λ1、λ2、λ3和λ4的非線性積分方程組。借助于五階矩μ5和六階矩μ6，再根據(jù)（9）式的形式推斷它在無窮大時以指數(shù)趨于零，使用分部積分法可以得到λi的方程組，解得此方程組后系數(shù)λ0可以通過數(shù)值積分求得。
實驗結(jié)果
本文的實驗使用波長為670nm的半導(dǎo)體激光器作為發(fā)射光源，使用口徑100mm的卡塞格倫望遠鏡作為接收天線，APD探測器被安放在望遠鏡焦點附近；探測器輸出的信號被接入8位數(shù)據(jù)采集卡，由計算機軟件進行采集和閾值判決。激光水平傳輸距離為1km，傳輸路徑距離地面約10m，水面和陸地約各占一半。在提取數(shù)據(jù)過程中，時鐘信號的累計誤差可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)的錯位，因此使用連續(xù)激光來模擬一段時間的全“1”信號，而使用光闌阻斷光路來模擬一段時間的全“0”信號，將兩組數(shù)據(jù)的誤碼累加起來作為最終誤碼結(jié)果。實驗時間選擇在9月份的晴朗天氣，持續(xù)進行24h，信號采集頻率為10MHz，每次采集2×108個樣本點，相鄰兩次采集相隔30min。由于經(jīng)歷了全天的變化，對數(shù)光強起伏方差跨越了近兩個數(shù)量級，但是仍然滿足弱起伏條件。由于誤碼率中虛警概率Pfalse不受湍流影響，使用正態(tài)分布計算的結(jié)果與擬合分布沒有差別，因此本文主要研究光強起伏對漏警概率Pmiss的影響。計算中使用的參數(shù)i0、i1（1）和σ20是通過實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理獲得，其中i0和σ20分別為全“0”數(shù)據(jù)的統(tǒng)計均值和方差，而i1（1）在忽略光束擴展的影響時可以認為與全“1”數(shù)據(jù)的統(tǒng)計均值〈i1〉相等。（5）式中的參數(shù)2eBMF可以通過事先的系統(tǒng)標定得到，具體做法是：在無湍流影響的實驗室環(huán)境中，使用探測器接收高穩(wěn)定度激光器輸出的連續(xù)激光并采集數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計均值和方差進行線性擬合，所得擬合直線的斜率即可作為參數(shù)2eBMF進行計算。對于實際大氣湍流，單純根據(jù)對數(shù)起伏方差σ2lnI衡量起伏強度并不可靠。由（6）式可知，除了平均信噪比和對數(shù)起伏方差，光強概率分布函數(shù)對系統(tǒng)性能的影響也有較大的影響。圖1為在平均信噪比〈R1SN〉＝6、對數(shù)起伏方差σ2lnI＝0．035的條件下，同一天內(nèi)兩個不同時刻實測的漏警概率曲線。圖中縱坐標為漏警概率Pmiss，橫坐標為歸一化判決閾值iT／〈i1〉，空心圓點對應(yīng)的樣本采集于凌晨3：00，實心圓點對應(yīng)的樣本采集于中午12：00?？梢钥闯黾词蛊骄旁氡群蛯?shù)起伏方差相同，系統(tǒng)性能仍然會由于光強概率分布的變化而產(chǎn)生幾個數(shù)量級的波動。圖2是實測數(shù)據(jù)以及使用（7）式和（10）式計算得到的概率分布直方圖。圖中橫坐標為S，縱坐標代表S值落在某一區(qū)間內(nèi)的概率，空心圓點代表從2×108個實測樣本點直接獲得的概率分布直方圖，實線代表用極大似然擬合分布計算的結(jié)果，虛線代表使用對數(shù)正態(tài)分布計算所得結(jié)果，其中圖2（a）和（b）所用樣本對應(yīng)的σ2lnI都為0．014。通過對大量數(shù)據(jù)的分析，可以看出大部分情況下正態(tài)分布和擬合分布與實際分布都比較接近，但是在某些情況下正態(tài)分布與實際分布的偏差較大，這也將導(dǎo)致漏警概率計算中的較大偏差。圖3是24h內(nèi)正態(tài)分布、擬合分布的計算結(jié)果與實測樣本之間的相關(guān)系數(shù)變化曲線。圖中實線代表正態(tài)分布與實測樣本之間的相關(guān)系數(shù)，虛線代表擬合分布與實測樣本之間的相關(guān)系數(shù)。總的來說，大部分情況下正態(tài)分布模型可以較好地描述實際分布，但是在某些時刻實際分布明顯偏離正態(tài)分布，而擬合分布具有更高的相關(guān)性，以此分布模型進行仿真計算可以得到更準確的結(jié)果。圖4為不同起伏強度條件下根據(jù)（6）式分別按照正態(tài)分布和擬合分布計算的漏警概率曲線。圖中空心圓點代表從2×108個實測樣本點直接獲得的漏警概率，實線代表按照擬合分布計算的結(jié)果，虛線代表按照正態(tài)分布計算的結(jié)果。由于采樣數(shù)據(jù)總量的限制，實測漏警概率的精度無法超出10－9量級，圖中漏警概率實測值在個別點上顯示為0，而采集卡的精度限制也導(dǎo)致實測漏警概率出現(xiàn)階梯狀。可以看出，隨著對數(shù)起伏方差的增大和平均信噪比的減小，漏警概率的計算值和實測值都迅速升高，這與之前的研究相吻合；在測量精度范圍內(nèi)，使用擬合分布計算的結(jié)果基本上都與實測值相吻合，而使用正態(tài)分布計算的結(jié)果則在某些情況下偏差相對較大。正態(tài)分布計算結(jié)果與實測值之間的偏差可以通過光強概率分布的偏斜度和陡峭度反映出來。偏斜度和陡峭度的絕對值越小，偏差程度越小，反之亦然；當(dāng)偏斜度為負時，實測值通常大于正態(tài)分布計算結(jié)果；當(dāng)偏斜度為正時，實測值通常小于正態(tài)分布計算結(jié)果。對此現(xiàn)象可做出如下可能的解釋：通信系統(tǒng)的歸一化判決閾值一般都會被設(shè)置為0．5或更小。偏斜度和陡峭度的絕對值越小，實際概率分布與正態(tài)分布越接近，計算結(jié)果與實測值之間的偏差自然越小；當(dāng)偏斜度為負時，實測光強低于判決閾值的概率大于正態(tài)分布，實測漏警概率也自然大于正態(tài)分布計算結(jié)果。
強度調(diào)制格式在高速光傳輸系統(tǒng)中的性能
對NRZ、RZ、CS-RZ、DRZ、MD-RZ這幾種強度調(diào)制格式在高速單通道光傳輸系統(tǒng)中抗色散性能和抗非線性性能進行研究和分析，比較五種碼型調(diào)制格式在色散容限，非線性容限，傳輸距離上的優(yōu)勢及不足，有利于光纖傳輸系統(tǒng)中選擇合適的碼型調(diào)制格式，降低系統(tǒng)的傳輸損傷，提高系統(tǒng)的傳輸性能。不同強度調(diào)制格式的抗非線性效應(yīng)研究主要是通過改變?nèi)肜w光功率，改變非線性效應(yīng)對信號傳輸?shù)挠绊?，通過眼圖張開度代價和Q因子這兩個指標來評價系統(tǒng)性能。而研究強度調(diào)制格式的色散容忍度，則是通過增大色散系數(shù)，增強色散對信號傳輸?shù)挠绊?，通過眼圖張開度代價來表征抗色散能力[4]。非線性效應(yīng)對高速光纖通信傳輸系統(tǒng)中信號傳輸?shù)挠绊懯謬乐兀饕且驗殡S著傳輸速率的增高和傳輸距離的加長，光信號在光纖傳輸中受到的非線性效應(yīng)會越顯著。調(diào)制格式的非線性容忍度在很大程度上決定了各種調(diào)制格式的傳輸性能，研究不同相位調(diào)制格式在高速傳輸系統(tǒng)中的抗非線性能力很重要。由于光纖的非線性效應(yīng)和色散關(guān)系緊密，因此采用的色散補償方式不同，信號受到非線性效應(yīng)的影響也不相同，引入較好的色散補償方式可以減小非線性效應(yīng)對信號的影響。我們忽略光纖的偏振模色散和光放大器的自發(fā)輻射對信號的影響，保留色散，在色散完全補償?shù)那闆r下，比較采用對稱色散補償時各種相位調(diào)制格式的抗非線性能力。利用OptiSystem光通信仿真軟件對幾種強度調(diào)制格式在高速單通道光傳輸系統(tǒng)中的抗非線性能力、抗色散能力進行仿真和比較，對強度調(diào)制格式的實現(xiàn)以及傳輸性能進行仿真分析，建立合理的光纖傳輸系統(tǒng)是關(guān)鍵。將幾種強度調(diào)制格式分別在40Gb/s單信道光纖傳輸系統(tǒng)進行傳輸實驗，具體分析NRZ、RZ、CSRZ、DRZ、MD-RZ調(diào)制格式的抗非線性效應(yīng)能力、抗色散能力，具體的系統(tǒng)配置如圖1所示。此系統(tǒng)包括光發(fā)送端、傳輸線路和光接收端三部分。光發(fā)送端主要包括不同調(diào)制格式的產(chǎn)生裝置；傳輸線路包括50km標準單模光纖和10km色散補償光纖以及光放大器；光接收端主要包括光濾波器、PIN檢測器和分析儀。調(diào)制后的信號首先經(jīng)過摻鉺光纖放大器（EDFA）進行預(yù)放大，送入一個可調(diào)的衰減器，此衰減器用來控制光纖的入纖功率。每一跨段傳輸線路傳輸50km標準單模光纖，采用10km色散補償光纖（DCF）進行色散補償。采用的是對稱補償方式，即每一跨段用到三個EDFA補償SMF和DCF的衰減，DCF位于兩段SMF之間，兩段SMF的距離相等。此系統(tǒng)中激光器的頻率為193.1THz，傳輸鏈路由n個跨段組成。可以通過改變跨段數(shù)目來改變光纖傳輸距離。摻鉺光纖放大器EDFA的增益指數(shù)為5dB，噪聲指數(shù)為6dB。接收端采用的濾波器有貝塞爾光濾波器和低通貝塞爾濾波器兩種：貝塞爾光濾波器是一個160GHz帶寬，0dB插入損耗，深度100dB的一階濾波器；低通貝塞爾濾波器的截止頻率為32GHz，插入損耗0dB，深度100dB，階數(shù)為4。PIN檢測器響應(yīng)率為1A/W，暖電流為10nA。接收端可通過3R再生器，直接連接到誤碼率分析儀，從分析儀中可以得到仿真數(shù)據(jù)，如誤碼率、Q因子、眼圖等。
強度調(diào)制格式在高速光傳輸系統(tǒng)中的仿真
在高速光纖傳輸系統(tǒng)中，光信號會受到色散和非線性效應(yīng)的雙重影響，所以合理而有效地選擇光纖參數(shù)對傳輸系統(tǒng)來說是非常重要的[5]。設(shè)置光纖的參數(shù)需要多次調(diào)試和完善，方可達到所需效果。通過衰減器控制光纖的入纖光功率，改變其大小引起光纖非線性的大小發(fā)生變化，然后測量受非線性影響的接收信號的眼圖張開度，與背靠背情況下的眼圖張開度進行比較，從而得到眼圖張開度代價。通過比較達到規(guī)定的1dB眼圖張開度代價時所允許的最大入纖光功率來比較NRZ、RZ、CSRZ、DRZ、MD-RZ調(diào)制格式的非線性容限。由于光纖的非線性效應(yīng)和色散關(guān)系緊密，采用的色散補償方式不同，信號受到非線性效應(yīng)的影響也不相同，引入較好的色散補償方式可以減小非線性效應(yīng)對信號的影響。忽略光纖的偏振模色散和光放大器的自發(fā)輻射對信號的影響，保留色散，在色散完全補償?shù)那闆r下，比較采用對稱色散補償?shù)那闆r下各種相位調(diào)制格式的抗非線性能力。從強度調(diào)制格式的眼圖張開度代價隨入纖光功率變化的仿真結(jié)果可以看出，這幾種強度調(diào)制格式的眼張開代價都隨著入纖光功率的增大而緩慢增加，其中MDRZ和DRZ有比較良好的抗非線性效應(yīng)能力，達到1dB眼圖張開度代價時，入纖光功率分別達到了5.6dBm和5dBm。這幾種強度調(diào)制格式中，MD-RZ的非線性容限最大,抗非線性能力最好；DRZ次之；RZ和CSRZ的非線性容忍度相當(dāng)；NRZ的非線性容限最小?？傊瑲w零調(diào)制格式的抗非線性能力比非歸零調(diào)制格式抗非線性能力要好。因為RZ和CSRZ調(diào)制格式受色散影響會導(dǎo)致光脈沖快速展寬和脈沖峰值功率迅速降低,所以受非線性的影響相對于NRZ碼要小。通常用Q因子表征系統(tǒng)的誤碼率，來反映光傳輸系統(tǒng)的性能，在測試中，通過仿真比較，當(dāng)入纖光功率為0dBm時，NRZ、RZ、CSRZ、DRZ和MD-RZ這五種強度調(diào)制格式的Q因子隨傳輸距離的改變而變化。從強度調(diào)制格式的Q因子隨傳輸距離變化的仿真結(jié)果顯示，各種強度調(diào)制格式Q因子都隨著傳輸距離的增加而減小，只是不同強度調(diào)制格式Q因子減小的幅度不同。入纖光功率較低，不會引起大的非線性效應(yīng)，而且光纖的色散已經(jīng)通過對稱補償方式完全補償，該條件下主要是由于光放大器的自發(fā)輻射噪聲限制了傳輸距離。在這幾種強度調(diào)制格式中DRZ和MD-RZ的傳輸性能最好，因為它們的Q因子隨傳輸距離的增加而下降地比較緩慢，比較適合長距離高速率系統(tǒng)傳輸；CSRZ調(diào)制格式的Q因子變化趨勢小于RZ的Q因子變化趨勢，說明CSRZ比RZ更適合長距離的傳輸。很明顯可以看出，NRZ傳輸距離為600多千米時，Q因子已經(jīng)下降到了6dB以下，所以NRZ調(diào)制格式不適合高速率長距離傳輸。我們比較了強度調(diào)制格式NRZ、RZ、CSRZ、DRZ和MD-RZ在高速單通道光傳輸系統(tǒng)中抗色散性能和抗非線性性能，以及這五種調(diào)制格式在色散容忍度、非線性容忍度、傳輸距離上的優(yōu)勢及不足。CSRZ、RZ抗非線性效應(yīng)能力均強于NRZ碼；在單信道傳輸系統(tǒng)中，DRZ和改進型的MDRZ調(diào)制格式的抗非線性性能比較好，適合長距離的傳輸。RZ的色散容忍度最小，NRZ比RZ有更高的頻譜效率，因而有更好的色散容忍度。CSRZ碼比RZ碼有更高的頻譜效率，更高的色散容忍度和非線性容忍度，更適合長距離傳輸。
由于現(xiàn)在市面上新出一款單片機SPCE061A，它非常有特色。本文主要介紹，利用SPCE061A和USB接口芯片PDIUSBD12來開發(fā)USB設(shè)備。SPCE061A單片機由臺灣凌陽公司制造，SPCE061A單片機款式新穎，而且性價比極高。SPCE061A在2.6V~3.6V工作電壓范圍內(nèi)的工作速度范圍為0.32MHz~49.152MHz；2K字SRAM和32K字FLASH僅占一頁存儲空間；32位可編程的多功能I/O端口；兩個16位定時器/計數(shù)器；低電壓復(fù)位/監(jiān)測功能；8通道10位模/數(shù)轉(zhuǎn)換輸入功能并具有內(nèi)置自動增益控制功能的麥克風(fēng)輸入方式；雙通道10位DAC方式的音頻輸出功能；指令系統(tǒng)提供具有較高運算速度的16位×16位的乘法運算指令和內(nèi)積運算指令，為其應(yīng)用增添了DSP功能.....。較高的處理速度使SPCE061A能夠非常容易地、快速地處理復(fù)雜的數(shù)字信號。開發(fā)數(shù)字聲音和語音識別產(chǎn)品，選擇SPCE061A是一種最經(jīng)濟的選擇。
本文所設(shè)計的USB設(shè)備系統(tǒng)的功能比較簡單，它主要實現(xiàn)SPCE061A與PC機之間的簡單通訊，是SPCE061A單片機的一種基本應(yīng)用。這篇文章的主要目的是希望能夠給讀者起拋磚引玉的作用,開發(fā)者可以在這個基礎(chǔ)上修改程序，輕松實現(xiàn)USB設(shè)備系統(tǒng)開發(fā)。本文所設(shè)計的系統(tǒng)具有三種簡單功能：1.檢測USB外設(shè)是否連接成功。2.通過點擊PC端的應(yīng)用軟件上的按鈕，可以點亮或熄滅與SPCE061A單片機IO口相連的LED燈。3.應(yīng)用軟件發(fā)送任意字符串到SPCE061A，SPCE061A接受、回送字符串，應(yīng)用軟件接受到字符串時，能夠?qū)⑺@示出來。
4.1系統(tǒng)組成
本USB通訊系統(tǒng)，主要由凌陽十六位單片機SPCE061A，Philips公司的USB接口芯片PDIUSBD12組成，系統(tǒng)框圖如圖3.10所示。
這個系統(tǒng)的基本工作流程為：PC端應(yīng)用軟件，發(fā)送ID0（為了使主機和設(shè)備方能同步，該系統(tǒng)定義了三個握手ID：ID0,ID1,ID2。）給PDIUSBD12，PDIUSBD12接收數(shù)據(jù)，產(chǎn)生中斷通知SPCE061A單片機讀取數(shù)據(jù)。SPCE061A如果讀取的數(shù)據(jù)為ID0，那么發(fā)送ID0給PDIUSBD12；PC機端應(yīng)用軟件發(fā)送完數(shù)據(jù)后，讀取外設(shè)發(fā)送的數(shù)據(jù)，如果讀到的數(shù)據(jù)為ID0,那么彈出一個提示框，提示USB外設(shè)連接成功。此后PC機端的應(yīng)用軟件和USB外設(shè)之間的通訊都是通過ID來進行的。
4.2硬件設(shè)計
系統(tǒng)電路原理圖如圖3.11所示。其中PDIUSBD12用作實現(xiàn)PC機與SPCE061A單片機進行通信的高速通用并行接口。USB協(xié)議層的相關(guān)通訊協(xié)議通過PDIUSBD12來實現(xiàn)，它由硬件實現(xiàn)不需要固件的參與。SPCE061A單片機的主要作用：1.windows系統(tǒng)配置、枚舉USB外設(shè)時，SPCE061A發(fā)送、接收相關(guān)的USB設(shè)備信息。2.windows系統(tǒng)配置、枚舉USB外設(shè)成功后，根據(jù)接收到的ID,進行相應(yīng)的操作，起控制作用。
SPCE061A內(nèi)嵌32K的FLASH的存儲空間、14個中斷源,它在2.6~3.6V的工作電壓范圍內(nèi)的工作速率范圍為0.32MHz～49MHz，這使得它有較高的速率和存儲空間來應(yīng)付USB通訊。單片機SPCE061A與PDIUSBD12之間通訊采用中斷方式，數(shù)據(jù)交換主要是靠SPCE061A單片機給PDIUSBD12發(fā)命令和數(shù)據(jù)來實現(xiàn)的。
PDIUSBD12通過這種方式來識別命令和數(shù)據(jù)：在ALE信號的下降沿時鎖定地址，如果是奇地址，那么它接收的是命令；如果是偶地址，那么它發(fā)送或接收的是數(shù)據(jù)。PDIUSBD12的中斷寄存器只要不為0,它的中斷輸出引腳（INT_N）就保持低電平，所以系統(tǒng)初始化時可將SPCE061A單片機的外部中斷（下降沿觸發(fā)）引腳IOB2設(shè)置為帶上拉電阻輸入。當(dāng)PDIUSBD12的中斷寄存器由零變?yōu)榉橇銜r，馬上觸發(fā)SPCE061A的外部中斷，SPCE061A單片機在中斷處理時，讀取PDIUSBD12芯片的狀態(tài)寄存器以清除中斷寄存器中對應(yīng)位，使得中斷引腳變?yōu)楦唠娖健＿@樣使得SPCE061A可以在退出中斷后，可隨時響應(yīng)外部中斷。
圖3.11中的LED1燈非常有用，它是PDIUSBD12的GOODLINK指示燈，在系統(tǒng)枚舉時會根據(jù)通信的狀況間歇閃爍，當(dāng)PDIUSBD12被枚舉和配置成功后，將一直點亮。隨后在USB通信時會閃爍，這對調(diào)試非常有用。
4.3軟件設(shè)計
USB設(shè)備的軟件設(shè)計主要包括兩部分：一、USB設(shè)備端的單片機軟件，主要完成USB協(xié)議處理與數(shù)據(jù)交換。二、PC端的程序，由USB驅(qū)動程序和用戶服務(wù)程序兩部分組成，用戶服務(wù)程序通過USB驅(qū)動程序通信，由系統(tǒng)完成USB協(xié)議的處理與數(shù)據(jù)傳輸。
該系統(tǒng)單片機端的軟件流程如圖3.12所示。SPCE061A單片機控制程序由三部分組成：第一、初始化SPCE061A和PDIUSBD12。第二、主循環(huán)部分，主要任務(wù)是判斷標志位是否改變，如果改變則執(zhí)行相應(yīng)的程序，否則一直循環(huán)等待中斷。第三、中斷服務(wù)程序，主要任務(wù)是接收、發(fā)送數(shù)據(jù)，設(shè)置相應(yīng)的標志位。主機首先要發(fā)令牌包給PDIUSBD12，PDIUSBD12接收到令牌包后就給單片機發(fā)中斷，單片機進入中斷服務(wù)程序，首先讀PDIUSBD12的中斷寄存器，判斷USB令牌包的類型，然后執(zhí)行相應(yīng)的操作。因此，單片機程序主要就是中斷服務(wù)程序的編寫。在USB單片機程序中要完成對各種令牌包的響應(yīng)，其中比較難處理的是SETUP包，主要是端點0的編程。
系統(tǒng)初始化部分包括系統(tǒng)時鐘，IO口，中斷設(shè)置（開外部中斷），PDIUSBD12芯片軟件復(fù)位、初始化。該主流程的核心部分是協(xié)議層的請求處理，它關(guān)系到PC機枚舉USB外設(shè)成功與否。所以在調(diào)試單片機程序的時候，要特別注意Window對USB設(shè)備的枚舉順序。如果枚舉成功，主機將找到新的設(shè)備，提示安裝驅(qū)動程序；否則找到未知設(shè)備，USB外設(shè)不可用。
中斷服務(wù)子程序的編寫，采用混合編程，也就是說，在匯編程序中調(diào)用C函數(shù)，這樣可以提高代碼的可讀性。中斷服務(wù)子程序的流程如圖3.13所示，有好幾個地方，只做清中斷處理，這是因為有些端點沒有用到。它只作為一個程序接口，為擴展系統(tǒng)功能用。
目前編寫主機的USB驅(qū)動程序主要采用三種方法。第一，使用WindowsDDK來編寫驅(qū)動程序，難度很大，但是非常靈活；第二，使用DriverStudio開發(fā)工具來生成驅(qū)動程序；第三，使用Windriver開發(fā)工具來生成驅(qū)動程序。用后面兩種方法來開發(fā)驅(qū)動程序的周期短，但是不靈活。本系統(tǒng)的驅(qū)動程序采用DDK編寫，用戶服務(wù)程序能夠通過驅(qū)動程序與PDIUSBD12芯片中任意端點通訊，因此編寫用戶服務(wù)程序也是非常靈活的。
4.4總結(jié)
關(guān)鍵詞：紅外通訊協(xié)議嵌入式系統(tǒng)異步通信收發(fā)器狀態(tài)機
紅外和藍牙協(xié)議是兩種較流行的短距離無線通信協(xié)議。但目前藍牙協(xié)議各大廠商尚未有一個統(tǒng)一的標準規(guī)范，加之硬件價格較為昂貴的缺點，因此市場上紅外通信在手機、筆記本電腦等小型移動設(shè)備中仍然應(yīng)用廣泛，在嵌入式系統(tǒng)中的實際應(yīng)用有著較高實際意義。
1紅外協(xié)議背景
紅外線是波長在750nm至1mm之間的電磁波，其頻率高于微波而低于可見光，是一種人的眼眼看不到的光線。目前無線電波和微波已被廣泛應(yīng)用在長距離的無線通信中，但由于紅外線的波長較短，對障礙物的衍射能力差，所以更適合應(yīng)用在需要短距離無線通信場合點對點的直接線數(shù)據(jù)傳輸。為了使各種設(shè)備能夠通過一個紅外接口進行通信，紅外數(shù)據(jù)協(xié)議（InfraredDataAssociation，簡稱IRDA）了一個關(guān)于紅外的統(tǒng)一的軟硬件規(guī)范，也就是紅外數(shù)據(jù)通訊標準。
2紅外協(xié)議基本結(jié)構(gòu)
紅外數(shù)據(jù)通訊標準包括基本協(xié)議和特定應(yīng)用領(lǐng)域的協(xié)議兩類。類似于TCP-IP協(xié)議，它是一個層式結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)形成一個棧，如圖1所示。
其中基本的協(xié)議有三個：①物理層協(xié)議（IrPHY），制定了紅外通信硬件設(shè)計上的目標和要求，包括紅外的光特性、數(shù)據(jù)編碼、各種波特率下幀的包括格式等。為達到兼容，硬件平臺以及硬件接口設(shè)計必須符合紅外協(xié)議制定的規(guī)范。②連接建立協(xié)議（IrLAP）層制定了底層連接建立的過程規(guī)范，描述了建立一個基本可靠連接的過程和要求。③連接管理協(xié)議（IrLMP）層制定了在單位個IrLAP連接的基礎(chǔ)上復(fù)用多個服務(wù)和應(yīng)用的規(guī)范。在IrLMP協(xié)議上層的協(xié)議都屬于特定應(yīng)用領(lǐng)域的規(guī)范和協(xié)議。④流傳輸協(xié)議（TingTP）在傳輸數(shù)據(jù)時進行流控制。制定把數(shù)據(jù)進行拆分、重組、重傳等的機制。⑤對象交換協(xié)議（IrOBEX）制定了文件和其他數(shù)據(jù)對象傳輸時的數(shù)據(jù)格式。⑥模擬串口層協(xié)議（IrCOMM）允許已存在的使用串口通信的應(yīng)用象使用串口那樣使用紅外進行通信。⑦局域網(wǎng)訪問協(xié)議（IrLAN）允許通過紅外局域網(wǎng)絡(luò)喚醒筆記本電腦等移動設(shè)備，實際遠程搖控等功能。
整個紅外協(xié)議棧比較龐大復(fù)雜，在嵌入式系統(tǒng)中，由于微處理器速度和存儲器容量等限制，不可能也沒必要實現(xiàn)整個的紅外協(xié)議棧。一個典型的例子就是TinyTP協(xié)議中數(shù)據(jù)的拆分和重組。它采用了信用片（creditcard）機制，這極大地增加了代碼設(shè)計的復(fù)雜性，而實際在紅外通信中一般不會有太大數(shù)據(jù)量的傳輸，尤其在嵌入式系統(tǒng)中完全可以考慮將數(shù)據(jù)放入單個數(shù)據(jù)包進行傳輸，用超時和重發(fā)機制保證傳輸?shù)目煽啃?。因此可以將協(xié)議棧簡化，根據(jù)實際需求，有選擇地實現(xiàn)自己需要的協(xié)議和功能即可。
3紅外協(xié)議數(shù)據(jù)基本傳輸原理
由于硬件接口限制，嵌入式系統(tǒng)中紅外通信的速率基本在9600bps～115.2kbps之間。這里是通過硬件電路板上的異步通信收發(fā)器（UART）進行紅外數(shù)據(jù)編碼和無線傳輸。在115.2kbps速率下紅外采用RZI的編碼調(diào)制方案，脈沖周期為3/16位周期。數(shù)據(jù)校驗采用CRC16。其基本思想是將要發(fā)送的數(shù)據(jù)按照CRC16算法（CRC算法可以參考相關(guān)資料）進行打包校驗，在接收時進行CRC解包并與常數(shù)OXF0B8比較，若匹配即數(shù)據(jù)校驗無誤。紅外數(shù)據(jù)傳輸以幀為基本單位。幀是一些特定域的組合，其中紅外協(xié)議底層字節(jié)包格式如圖2所示。
各個域含義如下：STA為開始標志，即0x7E、ADDR為8位的地址域；DATA為數(shù)據(jù)域；FSC為16們的CRC校驗碼；STO標志幀結(jié)束，在接收兩個連續(xù)的幀時必須至少有3個以上的1后則標志該幀有錯誤，設(shè)備會放棄該幀。在紅外數(shù)據(jù)實際傳輸過程中，為了延時控制考慮，一般在數(shù)據(jù)幀頭添加多個STA域，通常采用連續(xù)11個0x7E達到延時目的。在接收時，當(dāng)收到多個STA域時當(dāng)作一個來處理，多余的STA域被忽略。紅外數(shù)據(jù)傳輸?shù)臓顟B(tài)機流程如圖3所示。
下面對圖2作幾點說明：（1）數(shù)據(jù)傳輸時首先進行AddressDiscovery過程，在此過程中發(fā)廣播幀，等待對方設(shè)備響應(yīng)，收到響應(yīng)幀后可以取得對方設(shè)備地址。（2）取得對方地址后，進行Connct過程，在此過程中將與對方設(shè)備協(xié)商傳輸參數(shù)，如波特率、數(shù)據(jù)包大小、輪轉(zhuǎn)時間片等，之后建立連接。（3）建立完連接即進入InformationTransfer過程，進行數(shù)據(jù)校驗，傳輸。其中按照一定算法進行時間片數(shù)據(jù)幀收發(fā)控制。（4）數(shù)據(jù)傳輸完畢后進入Disconnect過程，斷開連接。（5）在AddressDiscovery過程中，有可能發(fā)現(xiàn)對方設(shè)備地址與本機設(shè)備地址有沖突，此時進入AddressConflictResolution過程，解決完設(shè)備沖突后再返回。
圖3是一個標準的紅外數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)機流程，但在一些嵌入式設(shè)計方案中，出于省電等目的，可以不進入AddressDiscovery過程，也就是簡化掉AddressDiscovery過程而轉(zhuǎn)入Sniff過程。在探查一定時間后，若未收到對方設(shè)備響應(yīng)幀，自動進入休眠狀態(tài)，若收到對方設(shè)備響應(yīng)幀，則進入正常的連接過程。同時，在連接過程與對方協(xié)商傳輸參數(shù)的過程中有一項窗口大?。╳indowssize）參數(shù)，它是指定接收方可緩沖多少個幀后再進行接收確認，其數(shù)值為1～7。在嵌入式系統(tǒng)存儲空間有限的情況下，可以采用默認值1進行數(shù)據(jù)的簡單確認，也就是接收到一個數(shù)據(jù)幀后立即進行確認。這樣既節(jié)省了資源又使代碼量更小，運行速度更快。
4嵌入式系統(tǒng)中紅外協(xié)議實現(xiàn)設(shè)計
筆者采用Sitronix公司的ST2204電路板為硬件平臺，處理芯片內(nèi)核為65C02。ST2204電路板使用了集成的8位處理器，尋址能力達到了44M字節(jié)，并提供了低電壓檢測功能。由于2204集成了上述這些功能，非常適合省電、支持長電池壽命的手持移動設(shè)備嵌入式設(shè)計實現(xiàn)方案。在固件設(shè)計、軟件設(shè)計方面采用了匯編語言。65C02上的匯編采用存儲器映象方式，并廣泛使用了零頁尋址，因此使用起來十分方便、高效。整個設(shè)計實現(xiàn)可分為硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩部分。硬件設(shè)計包括電路設(shè)計和固件程序（Firmware）的編寫；軟件設(shè)計包括CRC數(shù)據(jù)編碼校驗、數(shù)據(jù)收發(fā)及主站（Primary）、輔站（Slave）狀態(tài)要流程實現(xiàn)等。
在硬件設(shè)計方面根據(jù)對設(shè)備的需求和硬件板芯片性能，可以設(shè)計出相應(yīng)的電路在仿真板上進行實驗。固件程序和編寫可采用分塊的方法，例如初始化（Initilize）模塊、中斷處理（Interrupt）模塊、時鐘（Timer）事件處理模塊等。初始化模塊可根據(jù)硬件板的指南說明（Specification）提供的各個寄存器值設(shè)備初始化參數(shù)；中斷處理模塊可按照中斷向量表提供的入口地址編寫，其基本要求短小精悍，運行的時鐘周期與微處理器頻率和設(shè)備需求的波特率緊密相關(guān)。時鐘事情處理可根據(jù)硬件板提供的基本時鐘設(shè)備不同的時鐘精度，以滿足不同的需求。在紅外傳輸實際設(shè)計中定時器主要用于三個方向：第一是sniff探查過程中主站發(fā)廣播幀后輔站超時未響應(yīng)的處理；第二是超時重發(fā)控制；最后一個是數(shù)據(jù)傳輸過程中輪轉(zhuǎn)時間片的控制。其中第三個方面要求的精度比較高，紅外協(xié)議制定的標準是在25ms～85ms之間。因此有必要把超時處理放在中斷處理。在程序編寫時使用信號量和程序計數(shù)器進行時間控制。其基本思路得設(shè)備一個程序計數(shù)器進行累加計時，當(dāng)各自事情時間到達時分別設(shè)置三個信號量來標志事件處理，當(dāng)事件處理完畢后重置各自信號量，轉(zhuǎn)入重新計時。
在軟件設(shè)計方面，要對發(fā)送的數(shù)據(jù)進行幀包裝（FrameWrapper），添加CRC16校驗，用匯編實現(xiàn)CRC算法比C稍微復(fù)雜些。一個主要的技巧是將要進行校驗的數(shù)據(jù)地址和CRC數(shù)據(jù)表的索引地址置入一個零頁的內(nèi)存地址中，采用通用寄存器對其進行間接尋址。這樣就實現(xiàn)了C語言中的指針效果，可以比較方便地查詢CRC表。在數(shù)據(jù)收發(fā)應(yīng)用中，分為主站（Primarystation）和輔站（slavestation）兩種角度。主站角度負責(zé)發(fā)起，建立連接，進行時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度等。輔站主要負責(zé)應(yīng)答，響應(yīng)命令。在一定條件下主站輔站角度可以互換，主輔站均可收發(fā)數(shù)據(jù)。
收發(fā)數(shù)據(jù)的中斷函數(shù)最重要也是底層的核心所在。在接收方首先公進行硬件初始化，設(shè)置UART接收初始化狀態(tài)并進行中斷允許標志設(shè)置（具體設(shè)置可以參考所選擇的電路板說明）等。當(dāng)紅外數(shù)據(jù)到達后即會觸發(fā)一個UART中斷，系統(tǒng)處理完當(dāng)前事件后便會根據(jù)中斷向量表提供的入口地址調(diào)用接收中斷處理接收數(shù)據(jù)。在接收過程中，UART會搜索匹配開始位和結(jié)束標志。接收完畢后，返回系統(tǒng)調(diào)用程序。在實際應(yīng)用中，當(dāng)接收完數(shù)據(jù)后，即可按裝收幀控制域判斷幀類型，并結(jié)合接收站所處的相應(yīng)狀態(tài)機進行流程處理。下面是紅外接收數(shù)據(jù)的中斷程序源碼：
/*******************************************
*UARTReceiverInterruptServiceRoutine
********************************************/
ISR_URX:
pha
phx；壓棧，保存通用寄存器值
cld；清空十進制標志位
ldx#00001100B；允許接收，并設(shè)置可以接收下一字節(jié)
stx<USTR
ldxmBagLen
cpx#IrDAb_BAG_LEN;一個包的長度
bcsferr_over;溢出否
lda<UDATA
stamReadBuff,x;寫數(shù)據(jù)
lda<USTR
stamIrdaByteFlag;保存狀態(tài)標志位
incmBagLen;計數(shù)器++
bra?exit
?err_over;
smb0<mzIrdaBagFlag;溢出標志位
?exit;
plx;出棧，恢復(fù)通用寄存器值
pla
rti
關(guān)鍵詞：戰(zhàn)略管理資本運作企業(yè)文化治理結(jié)構(gòu)
華為在20年前還是作坊式的小企業(yè)，如今銷售額達到160億美元；中興通訊由一間300萬元成立的小公司成長為年收入510億元人民幣的大型企業(yè)。為什么這兩個曾經(jīng)不起眼的企業(yè)卻創(chuàng)造了驚人的業(yè)績？如何能使這些初步獲得成功的企業(yè)基業(yè)常青？本文對此進行了分析和探討。
一、中國通訊設(shè)備制造企業(yè)成功的因素分析
1、華為技術(shù)。（1）清晰的戰(zhàn)略定位。從華為公司的發(fā)展歷程可以看出，華為多年來一直堅持專業(yè)化戰(zhàn)略，在產(chǎn)品開發(fā)上一直實施業(yè)內(nèi)聞名的“壓強戰(zhàn)略”，在決定成功的關(guān)鍵技術(shù)上“以超過主要競爭對手的強度配置資源，要么不做，要做就極大地集中人力、物力和財力，實現(xiàn)重點突破”。20多年的發(fā)展中，“壓強戰(zhàn)略”始終貫穿于華為的研發(fā)、營銷和企業(yè)文化建設(shè)等多各環(huán)節(jié)，這種清晰的專業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略定位讓華為心無旁鶩地致力于基礎(chǔ)通訊設(shè)備的研發(fā)，最終被思科列為未來最具競爭力的對手。
（2）強大的技術(shù)研發(fā)能力。中國沒有哪一家通信企業(yè)能像華為這樣每年都拿出超過銷售額10%的資金用于專門的產(chǎn)品研發(fā)，對一個前途未卜的3G持續(xù)投資上百億美元進行開發(fā)。華為這個在中國土生土長的民營企業(yè)在NGN網(wǎng)絡(luò)的研發(fā)上達到世界領(lǐng)先水平，順利實現(xiàn)由中低端路由器向高端路由器的轉(zhuǎn)換，最終擁有和國際通訊巨頭同場競技的實力。
（3）強勢企業(yè)文化。華為公司奉行的是“狼性文化”，狼的三大特性：敏銳的嗅覺；不屈不撓、奮不顧身的進攻精神；群體奮斗。“狼性文化”的主要表現(xiàn)是：華為在產(chǎn)品研發(fā)上大手筆投入，為開發(fā)產(chǎn)品而不計成本；為了企業(yè)持續(xù)發(fā)展，積極進行像狼一樣的市場攻伐?！度A為基本法》第一條就寫道：“通過無依賴的市場壓力傳遞，使內(nèi)部機制永遠處于激活狀態(tài)”。狼性文化促使華為始終為了自身的進步不停奮斗著。
（4）強大的市場營銷能力。華為的營銷戰(zhàn)在業(yè)界歷來以快、狠、準著稱，不管是在創(chuàng)業(yè)初期推行的“農(nóng)村包圍城市”還是在發(fā)展過程中令對手嘆為觀止的客戶關(guān)系經(jīng)營，華為的目標只有一個：拿到訂單，占領(lǐng)市場。作為公認的“營銷帝國”，華為總能采用最有效的營銷模式快速占領(lǐng)市場。
2、中興通訊。（1）明確的戰(zhàn)略定位。與華為的專業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略不同，中興一貫將自己的戰(zhàn)略定位在多元化、差異化上。20多年來中興通訊一向采取低成本穩(wěn)定發(fā)展戰(zhàn)略，至今成為惟一擁有全套自主開發(fā)、自主品牌基站及交換系統(tǒng)的中國廠商。在研發(fā)與營銷投入上，中興并不像華為那么大手筆，中興租用的辦公樓都是不顯眼的辦公樓。
（2）市場導(dǎo)向，而非產(chǎn)品導(dǎo)向。2003年中興的銷售額曾歷史性地超過了華為。中興超越華為主要在CDMA和小靈通兩個產(chǎn)品上，表面上這只是兩個產(chǎn)品的問題，但實際卻是戰(zhàn)略的問題。中國聯(lián)通最開始選擇IS-95A增強型CDMA技術(shù)而放棄CDMA1X這種更為先進的技術(shù)，其重要原因是建設(shè)經(jīng)營CDMA網(wǎng)絡(luò)的國家大都采用IS-95A技術(shù)。中興認準中國必然會采用成熟的技術(shù)而非最先進的技術(shù)才能保證網(wǎng)絡(luò)的安全可靠。
中興通訊開發(fā)小靈通產(chǎn)品可說是運用了“藍海戰(zhàn)略”。雖然小靈通被認為是被淘汰的技術(shù)，但中興通訊還是決定專門從事小靈通產(chǎn)品的設(shè)計和研發(fā)。在中興看來，中國農(nóng)村面積廣闊，固定電話需求較少，用戶分布零散，但仍然需要鋪設(shè)大量的線路，纜線維護成本較高，小靈通通信可以解決有線通信實施過程中的難題。事實證明中興通訊公司的決策是正確的，小靈通為中興創(chuàng)造了豐厚的利潤。
（3）“中庸之道”的企業(yè)文化。從中興的發(fā)展歷程可以看出，中興一直采取穩(wěn)中求進、低成本開發(fā)的戰(zhàn)略，這與中興的“中庸文化”有著密切關(guān)系。首先，中興能夠把握國內(nèi)市場的每一個熱點。從GSM、CDMA到小靈通以及到現(xiàn)在的TD-SCDMA，中興幾乎能夠把握每一個國內(nèi)市場的熱點。如在手機終端產(chǎn)品呈爆發(fā)性增長的2002年，中興通訊也沒被落下。中興通訊是國內(nèi)唯一提供GSM、CDMA和PHS三大系列產(chǎn)品的手機生產(chǎn)企業(yè)，在CDMA、PHS手機上獲利豐厚。其次，中興擁有齊全的產(chǎn)品線。據(jù)說中興擁有世界上最齊全的產(chǎn)品線，“不將雞蛋都放在一個籃子里”是中興始終堅持的做法。
二、中國電信設(shè)備制造企業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的問題分析
1、性價比優(yōu)勢喪失。華為、中興在海外市場的成功，很大程度上歸于利用國內(nèi)的人力成本優(yōu)勢，向電信市場提供更具性價比的電信解決方案，挑戰(zhàn)成本極限。據(jù)統(tǒng)計，歐洲企業(yè)研發(fā)人員的年均工作時間只有1300—1400小時，而華為研發(fā)人員的年均工作時間卻達到了2750小時，是歐洲同行的兩倍。與此同時，華為研發(fā)的人均費用只有2.5萬美元/年，而歐洲企業(yè)研發(fā)的人均費用大約為12—15萬美元/年，是華為的6倍。正是依靠不計多干、苦干，華為在產(chǎn)品響應(yīng)速度和客戶服務(wù)方面反應(yīng)較快，研發(fā)投入產(chǎn)出比接近大多數(shù)西方公司的10倍，這就是華為低成本的核心所在。
電信設(shè)備企業(yè)的幾次大兼并，愛立信兼并馬可尼、阿爾卡特與朗訊合并、諾基亞與西門子合并，除了增強產(chǎn)品線和擴大市場覆蓋范圍的考慮以外，最大的希望還是節(jié)省成本。當(dāng)華為還在奮力追趕北電、朗訊等二流電信設(shè)備商時，全球的電信設(shè)備市場只剩下愛立信、阿爾卡特—朗訊、諾基亞—西門子、思科和摩托羅拉等五大玩家，華為以前產(chǎn)品的性價比優(yōu)勢逐步消失，而完成整合的巨頭們下一步的目標則必然會對準華為。
2、缺乏市場應(yīng)變的戰(zhàn)略管理能力。國際電信巨頭在短時間內(nèi)完成合并使我們看到了他們優(yōu)秀的戰(zhàn)略管理和實施的能力。這種能力體現(xiàn)在對市場的清晰和完整的認識，對行業(yè)發(fā)展趨勢的有效把握，對市場挑戰(zhàn)和威脅的及時預(yù)警，對企業(yè)自身定位和戰(zhàn)略的理性的思考。
中國企業(yè)剛剛進入國際化競爭，在靈敏度和企業(yè)戰(zhàn)略應(yīng)變上還需要加強。雖然華為也曾與馬可尼談判過收購，也曾同西門子商量過兼并，但是都沒有成功。由于中國企業(yè)應(yīng)對變化的戰(zhàn)略不夠明確和肯定，在落實的細節(jié)上過多地糾纏、猶豫不定，并且缺少跨國并購經(jīng)驗的經(jīng)驗，導(dǎo)致了落實行動的遲緩。
3、技術(shù)研發(fā)能力不足。由于外國企業(yè)申請的專利太多，目前在許多領(lǐng)域已經(jīng)形成了堅實的技術(shù)壁壘，如當(dāng)前移動通信領(lǐng)域大部分專利仍掌握在日、美、韓等國手中，而且這些國家都擁有移動通信領(lǐng)域的世界級企業(yè)，如三星、松下、愛立信、日本電氣、高通等，專利的申請人也多是這些企業(yè)?，F(xiàn)在由中國提交并被采納為國際標準的數(shù)量較少，領(lǐng)域狹窄。在20世紀90年代以前，國外的大制造企業(yè)的科研投入一般為年銷售額的4%左右，進入90年代后這種投入明顯加大，為10%左右。近年為了研究和開發(fā)3G移動技術(shù)和其他新技術(shù)，國外有的大公司對移動通信的科技投入提升到16%。就科研投入的比例而言，中國一些大的通信設(shè)備制造商的科研投入比例也相當(dāng)大，但由于中國通信設(shè)備制造商的生產(chǎn)規(guī)模無法與國外大型制造商相比，所以從絕對值看，目前國內(nèi)通信設(shè)備制造商的科研投入仍然很少，與國外存在較大的差距?？萍纪度氲蛯?dǎo)致了中國通信制造企業(yè)自主開發(fā)創(chuàng)新能力的薄弱，
三、結(jié)論
經(jīng)過20多年的發(fā)展，中興和華為這樣的中國電信設(shè)備制造企業(yè)通過自己不懈的努力，已經(jīng)在很多重要技術(shù)領(lǐng)域取得重大突破，但在規(guī)模、技術(shù)、品牌等方面與跨國企業(yè)的差距依然很大。中國的電信設(shè)備制造企業(yè)在成功地實現(xiàn)了優(yōu)秀到卓越的跨越之后，下一個關(guān)鍵的挑戰(zhàn)是如何使企業(yè)能基業(yè)常青。中國的電信設(shè)備制造企業(yè)必須進一步加強技術(shù)實力、市場運營能力和資本運營能力，這樣才能在激烈的國際市場競爭中保證企業(yè)的長久生存和發(fā)展。
【參考文獻】
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