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  • 标准化模块接口--统一消息

    点击上方「嵌入式大杂烩」,选择「置顶公众号」第一时间查看嵌入式笔记! 链接:https://www.cnblogs.com/hhao020/p/5018951.html 本来今晚想写如何搞动态加载和动态补丁的,但很不幸,翻遍了硬盘,也没找到以前的代码,连网盘里都没备份。这时候,才焕然大悟--半年前我换上现在的笔记本,淘汰了那台老掉牙的台式机。 所幸硬盘没丢,不过一时时也没法读里面的数据了。等过些日子,读出里面的数据再谈动态加载和动态补丁技术。今天说些简单的,能在软件设计中立即用得上的,模块间通信技术--统一消息。 统一消息模型,最早的启发是UT的Wacos SSI。那是一个很不错的通信模型,允许模块间的通信统一成队列通信;而在物理上,模块可能位于各种网络中的不同的实体,又或者是不同的进程,线程。 记得那会调试核心网的程序,在板卡上是没有什么调试环境的,除了WindShell(同CSHELL)外,就没什么支撑了。 于是我们就把软件用GDB加载到目标机(无盘工作站),然后开始测试。有人不理解了,这没啥啊!现实是这价值很大,大型系统的嵌入式开发,能争取到的机房空间、设备和板卡总是奇缺,就当时的情况来说,我们三四个人才能分到一套设备。 Wacos_SSI的队列通信技术,让我们可以把目标机做成功能板块,且只需要极少量的修改,就能和实际系统的主控板进行通讯联测,工作效率的提升自不待言。 再后来,哥在Nortel的时候知道了TIPC协议,好象是E///和IBM捣腾出来的东西。思路上,和Wacos SSI很接近。所不同的是,Wacos SSI在消息头里使用了IP地址,而TIPC则是自定义的节点地址,也因此包含了一个额外的节点地址和特定网络间的地址翻译过程。 另外一个区别是,Wacos SSI考虑了远程节点间通信和本地通信的差别,只有远程通信时才传递消息实体,而本地则是传递标识(Handle)来快速完成。TIPC则没讲述这个层次的程序设计问题,也因此在工程实践中应用寥寥。 现如今,UT没了,Nortel也没了。特别是UT,十多年过去了,哥特别怀念那段日子,和我的那个团队。无奈,哥就是灾星,跟喜欢的公司相克。很多局外人都说UT不咋的,就一个做小灵通的;可哥的眼里,那的许多软件开发团队,战斗力一点不比Huawei差。 就说哥做的网关城域交换机,才十来个人,而huawei是几十人,好几倍啊,最后市场表现还是平分秋色。当然,我还是蛮佩服huawei的,他们的东西真心做的漂亮,维护界面人性化,不像我们的,很多事情要命令行来实现。不过我们也有特点,就是架构做的非常好,以至于客户的需求,总是能很快实现,而且基本上对现有功能是0风险。呵呵,据说气死不少人! 这当中,有三大功臣: Wacos SSI; 状态机; 数据驱动模型。 状态机的代码,已经在昨晚的内存泄漏里的链接里提供了,有兴趣可以下载或是用在喜欢的地方,哥只希望它有更多机会发挥价值。 嗯,Wacos SSI排在第一!是的,Wacos SSI的消息通信让我们的系统变得非常柔性,模块与模块间几乎没有什么复杂的耦合。想想现在那些公司招聘需求里,要求什么多任务多线程编程能力,精通什么信号量和同步技术,哥就想哭,这就是我们的软件水平,时刻准备着处在玩死自己。 哥做程序,只考虑CPU有几个线程核,至于系统有几个进程线程,都是这个决定的,而且合并拆解任务,都是分分钟能改代码实现的事。 跟哥一起做软件,就只要记住几点:无论你和谁通信,你只要知道他的地址,然后发消息给他就好了;而你也只要看着自己的队列,有消息就干活,没消息就歇着。 至于发消息,就一个标准的函数,而消息封装格式,也是统一的。至于系统函数库里提供的什么信号量,管道啥的,千万别尝试在应用里面使用,否则,编译器会用编译错误来告诉你行不通。 有点扯远了,回到正题。 统一消息的定义,包含两个部分,消息标签和消息头,具体如下: typedef struct _MSG_TAG_TYPE_{zAddr_t srcAddr;zAddr_t dstAddr;zHandle_t msgHandle;} PACKED zMsg_t;typedef struct _MSG_HEAD_TYPE_{byte_t sysrsvd[8]; //reserved for adding src & dst addresses on network. word_t msgLen;word_t msgId; dword_t srcInst;dword_t dstInst;} PACKED zMsgHdr_t;typedef struct _MSG_HEAD_EX_TYPE_{zAddr_t srcAddr;zAddr_t dstAddr; word_t msgLen;word_t msgId; dword_t srcInst;dword_t dstInst;byte_t msgBuf[1];} PACKED zMsgHdrEx_t; zMsg_t结构是消息标签,应用程序收、发消息时,都是收发的这个数据结构,如下: int zMsgSend(zMsg_t *msg); 通常来说,我们应该把这个消息标签做的比较小,因为做的太大,来回复制它的内容是需要耗费CPU时间的。比如,你可以将zAddr_t定义成word,zHandle_t定义成dword,这样只需要8字节就够了。不过记得字节对齐,一般来说,要保证长度是4的倍数。 消息头就是消息内容的头部格式段,除了这个头部,剩下的就是应用自定义的payload部分。zMsgHdr_t和zMsgHdrEx_t实质上是一样的。这里面的地址部分,不是必须的,只有当消息透过网络或是总线传递时,才是必须的,否则没法由边界模块还原。而对于应用,如无特别约定,那几个字节是无意义且内容不确定的。 消息标签和消息间是通过msgHandle关联。这样,当消息在本地传递时,msgHandle指向的是一块普通内存;而当消息在本地进程间通信时,则指向共享内存;至于网络或是某个总线传递,边界模块负责本地内存数据和网络数据间的转换。如此一来,最大程度的减少实际消息体的拷贝开销,让消息传递变得高效,且细节处理对应用透明。 Wacos SSI的地址部分,填的是IP地址;当然,它还定义了一个模块号来配合这个地址使用。整个通信过程很简单,应用只需要申请一个队列,并告知SSI,这个队列和哪个目的模块号使用。 正常情况下,这个做法都能满足需求,但碰上程序模块重新规划或是特俗测试目的,就有点力不从心了。因此,哥在zMsg_t标签里彻底放弃了IP+module的地址组成,改为TIPC的地址方式。不过这也就让系统必须维护一个路由表,用来完成特定目的地址到队列的映射。 统一消息路由表定义如下: typedef struct Z_UDP_ADDR_TYPE{dword_t ip;word_t port;} zUDPAddr_t;typedef struct Z_MSGQ_ADDR_TYPE{void *qid;} zQueAddr_t;typedef struct Z_MSGQ_OUT_TYPE{zAddr_t addr; zUDPAddr_t udpAddr;zQueAddr_t queAddr; } zMsgRoute_t; 路由表项里首先是地址,对应的是消息的目的地址。接下来是网络地址和队列地址,可以有一个或是都有。 仅队列地址:说明是本地(或者是需要经隐形边界代理转发)的消息,目的地址为队列所有者; 仅网络地址:说明是远程消息,且应该直接网络发送,无需经过边界代理,目的地址为远端模块地址; 含两类地址:远程消息,应用发送时通过队列地址送入边界模块,再通过网络地址发送,,目的地址为远端模块地址。 总上面的关系可以看出,队列和地址间的关系是一对多的关系,即多个地址的消息可能被投送到同一个队列。 这就让模块合并变得异常容易,当然,不安规则出牌的模块什么时候什么方法都白搭。通常来说,如果有IP网络的通信要求,系统就需要创建一个基础的网络边界模块。 这个模块本身可能并不需要地址,而只需要提供一个消息聚合的队列。当然,在一个开放的网络环境下,这个边界模块可能还需要做些安全性的工作,比如过滤非法消息等,这可以通过在模块内额外配置源IP地址,端口或是源目的地址等实现。 如果远端并不支持zMsg_t工作,则这时候的边界模块就需要做好消息的翻译过程,为远端模块分配映射模块地址。当然,这些都是本地的,不属于路由表内容。 从地址映射到真实的目的队列或是网络地址,是个频繁的操作,设计上必须要非常高效。对于地址非常少的系统,比如总共才七八个模块,可以用一个紧凑的数据来做,简单且不妨碍效率。但对于有数十或是上百个地址的系统来说,遍历方法就不可取了。这时应该用二分搜索,或是平衡二叉树。 比如城域交换机,有十来块子功能卡,每张卡上有十来个模块,整个系统的地址空间有一百多,采用二分搜索,最多8次就够了!相比消息处理函数的指令数,这部分开销完全可以接受。而从另一个角度来说,统一消息让程序变得简单可控,系统内减少了消息的拷贝操作,所带来的系统效率和性能提升,远远大于查询路由表的开销。 当嵌入式世界有了统一消息后,哪些多线程的开发技巧还有很大价值么?一般应用开发者真的需要理解这些知识么? 温馨提示 由于微信公众号近期改变了推送规则,如果您想经常看到我们的文章,可以在每次阅读后,在页面下方点一个「赞」或「在看」,这样每次推送的文章才会第一时间出现在您的订阅列表里。 版权声明:本文来源网络,免费传达知识,版权归原作者所有。如涉及作品版权问题,请联系我进行删除。 猜你喜欢: 实践 | AP3216三合一整合型光感测器实验分享 实用 | 一个高性能通信库的简单使用分享 不按套路出牌,这么来写IIC驱动? 干货 | C语言实现面向对象编程(附代码) 2020年精选原创笔记汇总 在公众号聊天界面回复1024,可获取嵌入式资源;回复 m ,可查看文章汇总。 文章都看完了不点个吗 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2021-04-04 关键词: 嵌入式 软件设计 通信技术

  • NFC和RFID的区别?为什么有些NFC无法模拟门禁卡?

    来源:嵌入式Linux 1. NFC是什么 NFC(Near Field Communication) 技术由Philips、Nokia和Sony主推的一种近距离无线通信技术(NFCIP-1),是一种短距离非接触式的通信方式,通常有效通讯距离为4厘米以内。工作频率为13.65 兆赫兹,通信速率为106kbit/秒到 848kbit/秒。通过手机为载体,把非接触式IC卡应用结合于手机中,以卡、阅读器、点对点三种应用模式,实现手机支付、行业应用、积分兑换、电子票务、身份识别、防伪、广告等多种应用的服务产品。 NFC通信总是由个发起者(initiator)和一个接受者(target)组成。 NFC也支持点到一点的通信(peer to peer) 此时参与通信的双方都有电源支持。 NFC 与其他通信技术对比:   2. RFID是什么 RFID( Radio Frequency Identification),其原理为阅读器与标签之间进行非接触式的数据通信,达到识别目标的目的。RFID 的应用非常广泛,典型应用有动物晶片、汽车晶片防盗器、门禁管制、停车场管制、生产线自动化、物料管理。 3、NFC和RFID的区别和联系 NFC和RFID在本质上没有太多的区别,但是也有一些特点需要区分的,像工作频率不同,是否支持点对点通信技术。 3.1、 工作频率 NFC的工作频率为13.56MHz,而RFID的工作频率有低频,高频(13.56MHz)及超高频。 3.2. 工作距离 NFC的工作距离理论上为0~20cm,但是在产品的实现上,由于采用了特殊功率抑制技术,使其工作距离只有0~10cm,从而更好地保证业务的安全性。由于RFID具有不同的频率,其工作距离在几厘米到几十米不等。 3.3. 工作模式 NFC同时支持读写模式和卡模式。而在RFID中,读卡器和非接触卡是独立的两个实体,不能切换。 3.4. 点对点通信 NFC支持P2P模式,RFID不支持P2P模式。 3.5. 应用领域 RFID更多的应用在生产,物流,跟踪和资产管理上,而NFC则工作在门禁,公交卡,手机支付等领域。 3.6. 标准协议 NFC的底层通讯协议兼容高频RFID的底层通信标准,即兼容ISO14443/ISO15693标准。NFC技术还定义了比较完整的上层协议,如LLCP,NDEF和RTD等。综上,尽管NFC和RFID技术有区别,但是NFC技术,尤其是底层的通信技术是完全兼容高频RFID技术的。因此在高频RFID的应用领域中,同样可以使用NFC技术。 4、NFC卡片分类 NFC卡片主要分为两类,ID卡和IC卡,从名字可以知道,IC卡里面有专门处理卡片数据的芯片,ID卡主要用来给NFC读设备读取数据。 M1卡: 全称Mifare classic 1K,普通IC卡,0扇区不可修改,其他扇区可以反复擦写。通常我们使用的门禁卡、电梯卡都是M1卡。 M1卡是NXP(恩智浦半导体)公司研发的IC卡,执行标准是ISO/IEC14443 Type A,读写频率是13.56MHz。目前大多数手机厂商使用的NFC芯片都是NXP,另一部分则是BRCM(博通)方案,均执行同一标准,这是手机读写M1卡的技术基础。 UID卡: 普通复制卡,可以反复擦写所有扇区,门禁有防火墙则失效。 CUID: 升级复制卡,可以反复擦写所有扇区,可以穿透大部分防火墙。 FUID: 高级复制卡,0扇区只能写入一次,写入后变为M1卡。 UFUID: 超高级复制卡,0扇区只能写入一次,封卡后变为M1卡,不封卡变为UID卡。 复制卡均可在网上购买,有普通卡片、钥匙扣、滴胶卡等类型,CUID通常1.5元/张,越高级的卡越贵。 4.1、M1卡的结构 M1卡标准储存的数据使用16进制,简称HEX,即由0-9、A-F组成,也写作0xAA 4.1.1 存储结构 Mifare classic 1K,即存储容量1K=1024Byte,包括16个扇区,每个扇区含4个块,每个块16Byte. 第0扇区比较特殊,0区0块前8位为厂商UID码,可以理解为M1卡的识别码。 0-2块为储存内容区间。 3块为系统保留区间,用于存放卡密码和控制码,其中: 3块前12位为keyA(密码A),3块后12位为keyB(密码B),3块中间8位为控制码。 A/B密码的默认值为12个F或0,翻译为2进制即4*12个1或0 控制码默认值为FF078069,意思是A密码(非默认情况下)不可见,B密码可见,读写验证A密码。 4.1.2 读写权限 M1卡有4种主要权限:读、写、增量、减量。 以及2种附权限:读写控制码、读写A/B密码。 每种权限都要使用A或B密码、并在控制码约束下来操作。 基于M1卡的结构及读取权限特点,M1卡又可以分为非加密、半加密、全加密三种类型。 非加密:16个扇区的A/B密码均使用默认值。 半加密:0扇区外的某一个或多个数据扇区A/B密码不是默认值。 全加密:所有扇区A/B密码不是默认值。(由于M1卡的加密逻辑已经被公开,所以所有的M1加密卡都可以被破解,破解能力PN532 5、防伪系统的原理和破解 常见的防伪系统有三种, 一是加密型,通过对扇区进行加密实现防伪。单纯的加密型已经可以通过PN532、PM3等工具完成破解。 虽然卡A/B密码可以被破解,但真正破解的重头戏是在于如何找出卡信息的存储规律,从而进行自定义修改等操作。 二是篡改型,刷卡时系统尝试写入0扇区,如果成功,则卡片作废(CUID特性,0扇区可反复擦写)。 三是滚码型,每次刷卡,系统都从特定扇区读取验证一段校验码,并写入新的校验码。如果不能通过多次刷卡找到校验码的规律,则不可复制。 6、复制卡 支持NFC的手机可以模拟白卡,如果把可以使用的卡片数据读取出来,然后再写入到手机的卡片中,就可以完成卡片的复制。 比如正常的小区门禁卡,先用一个设备把小区门禁卡里面的数据读取出来,然后再写入手机生成的这张白卡中,就完成了卡片的复制。 但是也有问题,手机生成的白卡,并不是一定可以写入所有扇区的,我的小米手机就不行,0扇区有8个字节会一直保持不变。所以就不可能用我的小米手机来模拟门禁卡,但是天无绝人之路,可以购买那种贴纸大小的NFC卡贴,复制卡片后贴在手机上,同样可以完成这样的功能。 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2021-03-31 关键词: RFID NFC 通信技术

  • dB、dBm、dBw、dBi……到底有啥区别?

    dB是通信中最基本的一个概念。我们常说:“传播损耗是xx dB”、“发射功率是xx dBm”、“天线增益是xx dBi”…… 这些乱七八糟的dB,究竟有什么区别呢? 这事不得不先从 dB 说起。 说到dB,最常见的应该就是 3 dB 。 3 dB在功率图或误码率图中经常出现。为什么呢?因为下降3 dB,刚好就是指功率下降一半。3 dB点,也被称为半功率点。 +3 dB 表示增大为两倍, -3 dB 表示下降为 1/2 。 这是怎么来的呢? 其实很简单,让我们一起看下dB的计算公式: dB表示功率P 1 相对于参考功率P 0 的大小关系。如果P 1 是P 0 的2倍,那么: 如果P 1 是P 0 的一半,那么: 关于对数的基本概念及运算性质,大家可以自行回顾下高中数学。。。 现在出道题来检验下你的理解程度: 【问】功率增大为10倍,用?dB表示 点击下方空白区域查看答案 ▼ 这里请大家记住下面这个口诀: 记住了这个口诀,你基本就可以横着走路了。 + 3 dB,表示功率增加为 2 倍; + 10 dB,表示功率增加为 10 倍。 -3 dB,表示功率减小为 1/2 ;-10 dB,表示功率减小为 1/10 。 可见,dB是个相对值,它的使命就是把一个很大或者很小的数,用一个简短的形式表达出来。 这可以极大的方便我们计算和描述。尤其是绘制表格的时候,大家可以自行脑补下,没换算成dB前,这么多的0,坐标轴得拉到外太空了吧。。。 理解了dB,你只能横着走。But,理解了dB家族的其它成员,你就可以躺赢了。 我们还是从最常用的dBm、dBw来说。 dBm、dBw就是把dB公式中的参考功率P 0 分别换成1 mW、1 W: 1 mW、1 W都是确定的值,因此dBm、dBw都可以表示功率的绝对值。 直接上个功率换算表供大家参考。 watt dBm dBw 0.1 pW -100 dBm -130 dBW 1 pW -90 dBm -120 dBW 10 pW -80 dBm -110 dBW 100 pW -70 dBm -100 dBW 1 nW -60 dBm -90 dBW 10 nW -50 dBm -80 dBW 100 nW -40 dBm -70 dBW 1 μW -30 dBm -60 dBW 10 μW -20 dBm -50 dBW 100 μW -10 dBm -40 dBW 794 μW -1 dBm -31 dBW 1.000 mW 0 dBm -30 dBW 1.259 mW 1 dBm -29 dBW 10 mW 10 dBm -20 dBW 100 mW 20 dBm -10 dBW 1 W 30 dBm 0 dBW 10 W 40 dBm 10 dBW 100 W 50 dBm 20 dBW 1 kW 60 dBm 30 dBW 10 kW 70 dBm 40 dBW 100 kW 80 dBm 50 dBW 1 MW 90 dBm 60 dBW 10 MW 100 dBm 70 dBW 这里,我们要记住: 1 W = 30 dBm 。 简化口诀是“30是基准,等于1W整”。 记住了这条,再结合前面的“加3乘2,加10乘10;减3除2,减10除10”,你就可以进行很多口算了。 赶紧出道题来检验下。 【问】44 dBm=?W 点击下方空白区域查看答案 ▼ 你算对了吗? 这里我们需要注意,等式右侧除了30 dBm,其余的拆分项都要用dB表示。也就是说,用一个dBx减另一个dBx时,得到的结果用dB表示。 [例] 如果A的功率为46 dBm,B的功率为40 dBm,可以说A比B大6 dB。 [例] 如果A天线为12 dBd,B天线为14 dBd,可以说A比B小2 dB。 例如,46 dB表示P 1 为P 0 的4万倍,46 dBm则表示P 1 的值为40 W。符号中仅仅差了一个m,代表的含义可完全不同。 dB家族中常见的还有dBi、dBd、dBc。 它们的计算方法与dB的计算方法完全一样,表示的还是功率的相对值。 不同的是,它们的参考基准不同,即分母上的参考功率P 0 所代表的含义不同。 一般认为,表示同一个增益,用dBi表示出来比用dBd表示出来要大2.15。这个差值是两种天线的不同方向性导致的,这里咱们就不展开说了。 此外,dB家族不仅可以表示功率的增益和损耗,还可以表示电压、电流、音频等,大家要具体场景具体应用。 需要注意的是,对于功率的增益,我们用10lg(P o /P i ),对于电压和电流的增益,要用20lg(V o /V i )、20lg(I o /I i )。 多的这个2倍是怎么来的呢? 这个2来源于电功率转换公式的平方上。对数里面的n次方,计算后对应的就是n倍啦。 关于功率和电压、电流的转换关系,大家可以自行温习下初中物理。。。 最后,小编整理了一些主要的dB家庭成员,供大家参考。 相对值: 符号 全称 参考基准 dB decibel - dBc decibel carrier 载波功率 dBd decibe dipole 偶极子功率密度 dBi decibel isotropic 全向天线功率密度 dBFS decibel full scale 满刻度的量值 dBrn decibel reference noise 基准噪声 绝对值: 符号 全称 参考基准 dBm decibel milliwatt 1mW dBW decibel watt 1W dBμV decibel microvolt 1μVRMS dBmV decibel millivolt 1mVRMS dBV decibel volt 1VRMS dBu decibel unloaded 0.775VRMS dBμA decibel microampere 1μA dBmA decibel milliampere 1mA dBohm decibel ohms 1Ω dBHz decibel hertz 1Hz dBSPL decibel sound pressure level 20μPa 最最后,我们再来出两道题检验下大家的成果。 1. 30 dBm的功率是() A. 1 W B. 10 W C. 1 mW D. 10 mW 点击下方空白区域查看答案 ▼ 「A」 这个是送分题啊~记住口诀:30是基准,等于1 W整。 2. 假定小区输出总功率为46 dBm,在2天线时,单天线功率是( ) A. 46 dBm B. 43 dBm C. 23 dBm D. 40 dBm 点击下方空白区域查看答案 ▼ 「B」 记住口诀“减3除2”,两个天线是46 dBm,单天线就是功率减少一半,就是减3 dB哦:46 dBm -3 dB=43 dBm。 或者,你也可以先计算出46 dBm对应40W,那么单天线功率是20W,即10lg(20W/1mW)=43 dBm。 好了,以上就是今天文章的全部内容。告诉小编,你彻底晕了没?

    时间:2021-03-29 关键词: 通信技术

  • 芯讯通Cat.4模组SIM7600NA-H通过US Cellular认证

    原文转自

    时间:2021-03-29 关键词: 芯讯通 通信技术

  • 华为官宣开始收5G专利费,苹果三星都得交钱……

    本文来源:物联网智库 3月16日,华为在《创新和知识产权白皮书2020》发布会上表示,持续的创新投入使得华为成为全球最大的专利持有企业之一,其将从2021年开始收取5G专利费用。价格方面,将提供适用于5G手机售价的合理百分比费率,单台许可费上限2.5美元。 截至2020年底,华为全球共持有有效授权专利4万余组(超过10万件),其中5G相关专利占比超6%,90%以上为发明专利。华为预计,在其开始收取5G专利费后,公司2019-2021年知识产权收入在约为12-13亿美元,并将开放专利许可范围从电信基础设施、消费电子终端扩展至IoT及网联汽车领域。 此次论坛在华为园区的户外花园中举行,面向全球媒体发布。华为首席法务官宋柳平在演讲中谈道,美国政府的持续打压,让华为站在了聚光灯下,华为仍将继续加大与社会的开放沟通,同时希望通过2020版白皮书,展示华为公司30年来技术创新发展的历程。 华为知识产权部部长丁建新 华为知识产权部部长丁建新表示:“华为实际上从成立一开始就是一个非常重视创新的公司。华为今天的成功是长期自主创新研发投入的结果。” 华为为何此时开始收取5G专利费用? 对于华为而言,专利是其不可或缺的核心竞争力之一。据国际知名专利数据公司IPLytics发布2020年5G专利报告显示,华为以3147件排名第一,三星以2795件排名第二,中兴通讯以2561件排名第三,第四到第十分别是LG、诺基亚、爱立信、高通、英特尔、夏普、NTT Docomo。 由此可见,对于5G专利,华为具备非常大的竞争优势。其实,从1995年起,华为就开始申请了第一件中国专利,1999年申请第一件美国专利。2008年首次在世界知识产权组织PCT专利申请排名第一。2019年,华为在欧洲专利授权数量排名第二位,在美国排名第十位。华为同时也是累计获得中国授权专利最多的公司。 华为首席法务官宋柳平 巨大的成就背后,是巨大的投入作为代价。华为首席法务官宋柳平介绍道:“华为每年将收入的10%-15%投入到研究开发,过去十年累计研发投入约900亿美元。目前已经与美国欧洲日本韩国等主要ICT厂家,签署了100份以上的专利交叉许可。” 随着华为开始正式收取5G专利费,知识产权收入或将成为华为非常重要的收入来源。然而,宋柳平也对此表示,知识产权并不是华为的主要收入来源,他说道:“华为主要还是经营产品的公司,主要收入来源还是产品和服务,产品是我们长期收入的主要来源,对比华为整体收入,知识产权方面,我们并没有作为主要收入来源。4G和5G华为投入的金额和时间是有区别的,标准的贡献也不一样,根据这些变化会去调整对外许可的费率和情况。” 华为收取5G专利费的消息一出,网友纷纷感叹:“华为将成第二个高通,三星和苹果要开始向华为支付巨额费用。”事实真的如此吗? 华为在发布会上表示,将提供适用于5G手机售价的合理百分比费率,单台许可费上限2.5美元。对于华为依据何种标准来为其5G专利定价。华为副总裁、知识产权部部长丁建平解释道,标准主要来自两方面:一是要考虑华为历年的研发投入,二是要考虑购买专利的公司可以接受的价格程度。 具体而言,华为将针对每一家购买5G专利的公司都进行一对一谈判,根据双方专利交叉许可情况综合考虑。而在发布会后的采访中,华为也表示,将与包括苹果、三星等公司在内的企业谈判具体费率。 据了解,在2018年,高通就公布了5G收费标准,使用高通的核心专利,只支持5G的手机,将会收取2.275%的专利费用;使用高通核心专利,支持3G/4G/5G的手机,将会收取3.25%的专利费用;使用高通核心专利加非核心专利,只支持5G的手机,将会收取4%的专利费用;使用高通核心专利加非核心专利,支持3G/4G/5G的手机,将会收取5%的专利费用。 而爱立信当时的5G专利许可费标准是,高端手持设备,许可费为5美元/部,低端手持设备,许可费最低2.5美元/部。由此可见,相比高通、爱立信等来看,仅仅从数据上看,华为的2.5美元在价格上并不算高。 另外,由于华为坐拥全球数量最多的5G专利,外界担忧华为是否会擅自抬高价格。对此,华为在一份声明中写道,将一如既往遵守FRAND原则,绝不会敲诈任何其他公司或社会,尽可能降低5G专利的许可费。 与美国政府新的制裁有关? 对于华为收取5G专利费用的举措,有观点认为,其或也与美国政府的新一轮制裁政策有关。 据3月12日路透社有关消息指出,目前拜登政府已经表示,要继续加强美国对华为的制裁措施,与此同时还在本周重新修订了美国公司对华为出售产品的许可证,而这些举措无非是为了限制供货商对华为销售关于5G设备的产品。 除了美国再次加强对华为公司限制措施之外,印度也开始兴风作浪。据悉,莫迪政府正在准备制止本国移动运营商采购和使用华为所生产的电信设备,在今年6月份与此相关法案将正式生效。与此同时,巴尔干电信与媒体公司联合董事长在接受记者的采访时指出,会同样站队拜登政府,计划撤除欧洲网络中的华为设备。 此外,通过路透社消息显示,虽然美国政府已经重新修订了限制供货商对华为出售相关产品的法案,但是之前这些企业与华为公司所签署的合同是基于此前所获得的许可证之上。而在重新修订许可证之后,这些合同将无法被继续遵循。 毫无疑问,这一举措证明,华为遭受的危机并未缓解,仍然会是未来发展的主要挑战。为此,华为通过收取5G专利费用,或是又一有力的反击举措。 事实上,美国政府对华为的制裁也让自身蒙受巨大损失。据本月初美半导体协会发布的数据显示,受打压华为等中国企业行动的影响,美半导体企业损失累计超过2000亿美元,且造成了近6万人失业。 写在最后 随着华为收取专利费,有业内人士认为,这也将进一步促进更多国内公司进行研发投入和创新,参与标准制定。毫无疑问,随着技术得到越来越高的重视,我国相关产业也将走的更高、更远。 参考资料: 1.《2021年起将收取5G专利费用,华为这个举动有何深意?》,界面新闻 2.《华为将和苹果三星谈判5G专利使用费!预计3年收入知识产权超12亿美元》,21财闻社 3.《华为将与苹果、三星商议5G专利使用权》,财联社

    时间:2021-03-18 关键词: 华为 5G 通信技术

  • 21个真实案例看5G改变的16大行业!从看病到挖矿,影响每个人

    本文来源:智东西 截至 2020 年底,全球已经在 57 个国家和地区商用了 142 张5G 网络,全球 5G 终端连接数达到 2.3 亿。其中中国 5G 的发展尤其令人瞩目,2020 年中国累计建成 5G 基站将近 72 万座,实现了重点区域的连续覆盖,5G 终端连接规模全球占比超过了 85%。在这些数字的背后,5G 在行业市场的应用发掘和发展也是市场焦点。5G 走向行业的核心是 ICT 的数字要素与 OT 技术的深度融合和再次升级,生产要素的变化驱动生产力和生产关系的变化。未来 10 年,将是中国产业互联网最值得期待的 10 年。5G 技术作为驱动产业互联网发展的重要因素,这既是一个新的机遇,同时也存在着巨大的挑战。我们欣喜的注意到行业客户在从信息化、自动化向数字化、智能化转型的过程中都在积极的拥抱 5G 技术,也在思考如何利用新的连接和服务能力更好的为企业赋能,目前中国 5G 赋能行业方面的探索如火如荼,包括在商业化模式上,并取得了很多宝贵的经验。 一、5G智能电网 南方电网成立于 2002 年 12 月 29 日,供电范围包括广东、广西、云南、贵州、海南五省区,并与越南、泰国、缅甸、老挝等国家、地区电网相联。供电面积超 100 万平方公里,供电人口达 2.54 亿,占全国人口的 18.2%。 南方电网、中国移动、华为强强联合,从 2018 年开始开展了 5G+ 智能电网应用创新,从技术到业务等方面取得重大突破。5G 为智能电网带来安全隔离、高可靠的虚拟专网并实现 8 项全球第一: ▲南方电网8个全球第一 从顶层设计、国际标准、关键技术、现网试点到业务运营,全面打造 5G 行业应用标杆。提升电网自动化与巡检的效率,节省建设成本,同时为运营商增加行业收入,建立良好的行业生态,并持续孵化商用产品和商业模式。三方在“发 - 输 - 变 - 配 - 用”五大电力业务应用领域的 53 个场景持续探索应用,并在广深现网率先开通了全业务示范区,实现小规模试商用。计划 2021 在中国南方五省规模复制商用。 1、行业挑战 电力系统的流程并不复杂,从电厂发电,经过主电网大容量高电压输送到用电中心,然后分配到千家万户。未来的智能电网将向海量连接、安全高效、末梢延伸发展,主要应用业务场景为: 输电领域:输电网覆盖面积大,既有城市的地下电缆,又有高压线路,输电领域遇到的最大问题在于其广袤覆盖,监测故障非常困难,以前主要靠人力,工作效率非常低。比如南方电网全网有超过30万公里的线路,11万座以上的铁塔,多年来企业一直尝试如何用高新技术解决长线运维的问题,例如用红外线等方式实现无人机探测,采用通信手段将数据传送回来,无线高速传输可大幅度提高传输效率。5G技术可以实现数据及时高速回传,再通过边缘云 AI 进行判断,能够大幅度提高问题判断的准确性,大幅度提高运维效率。 变电领域:人们比较常见的变电站需要其具备在线监测和移动巡检功能,5G 能够提高其工作效率和实现设备运维状态的准确判断。 配电领域:面向智能电网发展需要实现海量连接、安全高效、向末梢延伸,配网环节面临的挑战最突出。配电网相当于通信网络中的接入和汇聚层,由于成本高企业自己很难实现全域的光纤覆盖。目前主网已经实现光纤覆盖,但是电网末梢神经的配网,目前属于“盲调”状态,因为数量大,光纤全覆盖成本高、时间长、维护难(15 万 /km)。 南方电网共有 30 万个电房,这些电房感知能力和控制水平主要受制于通信手段,特别是在控制方面,难以实现实时控制。南方电网在这方面做了大量工作,例如 PMU 和差动保护等, 这些技术对通信要求高,采用 5G 技术((10 毫秒时延和 1us 精准授时等)就可以极小地控制故障范围,并且快速恢复对用户的供电,大大提高了用户的供电可靠性,降低建网成本。 在用电方面,南方电网有超过 9000 万用户,需要进行抄表工作。今后的发展需要分布式能源接入具有互动能力,这是 4G 满足不了的,而 5G 就可以实现,为用户创造价值打开了一扇门。 2、解决方案和价值 5G+AI 为电网提供了安全灵活的智能虚拟专网服务,极大的助力了南方电网的数字化转型战略。在配电场景,通过 5G 高精度授时和低时延,实现配网差动保护,降低建网成本50%;在输变电场景,通过5G+AI实现智能巡检,工作效率提升80倍。通过端到端切片技术和芯片加密技术,保障了电网业务的安全隔离。 目前已经在广州深圳小规模商用,并将在 2021 年广泛推广至南网五省,规模千万级以上,社会效益、经济效益 50 亿元以上。未来,将进一步将 5G 推广至用电等其他综合环节,应用到千万乃至亿级电力终端,有效降低停电时长,全面提升供电效率,降低人民用电成本,避免社会经济损失、节省电网运营成本。 电网是一张无处不在的网络,需要运营商为其提供一张广域虚拟专网。本项目定义了运营商广域切片服务的标准,目前南方电网、移动和华为已经完成南方五省的切片顶层架构设计,并根据不同的服务等级设计出专有切片和通用切片计费模式。未来将向其他行业复制。 5G 是南方电网数字化转型战略的关键技术,经过近 3年的联合探索,三方联合项目工作组,针对每一个应用场景进行深入研究,明确网络和参数如何满足对业务场景的支持,尤其是网络切片的资源分配和性能表现在商用环境下对于电网业务的支持。目前在输 - 变 - 配 - 用等环节的小规模试点表明 5G 网络能够更好地满足电网业务的安全性、可靠性和灵活性需求,带来生产效率的提升和运维成本的降低。 依托国家新基建项目,南方电网、中国移动、华为将持续强强联合,采用 5G+AI+ 云助力南方电网数字化转型。三方将持续联手在广州南沙和深圳打造 5G+ 数字电网示范区,并在南方五省规模推广,努力推动从技术验证到规模化的应用,共同培育 5G+ 数字生态繁荣。 二、5G+MEC智慧商业数字孪生平台 商业综合体是现代城市商业新布局,是现阶段典型的城市人流和零售多业态聚集地,也是畅通国内大循环、促进新型信息消费和推广 5G 消费级应用的重要布局。中国电信积极推动“门店裂变、运营聚变、销售智变”渠道“三变”创新,以客户为中心加快构建线上线下一体化、数字化、生态化的新型营销服务渠道体系,2020 年率先发布 5G+MEC 智慧商业数字孪生平台,2021 年推出千家 5G+MEC 智慧商业综合体合作计划,加速打造数字化营销新场景,赋能流量一站式转化。中国电信愿与产业各方一道积极创新,共享渠道价值,共筑 5G 生态,共创智慧生活。 2020 年新冠疫情严重冲击传统商业经济,加速了商业综合体数字化转型步伐,重构商业场景、打造线上线下深度融合的新型信息消费模式成为行业共识。中国电信率先打造全国首个 5G+MEC 智慧商业数字孪生平台,为实体商业构筑 5G 新基建数字能力底座。平台依托中国电信全球领先的云边协同 5G SA 网络,拥有高精度点云地图及空间三维重建等核心技术,依托自主研发边缘计算平台将用户侧应用能力下沉到商业综合体就近边缘节点,提供低时延、高带宽、云渲染的算力保障。 平台现已落地赋能合肥万象城、北京西单大悦城、上海正大广场、广州正佳广场、苏州吾悦广场、杭州银泰广场、成都宽窄巷子、福州苏宁广场等 100 余家头部商业综合体、商业步行街和自贸港,惠及两万余家零售商户,助力实体商业加速新型基础设施建设和数字化转型,帮扶商户培育扩大线上线下融合的信息消费模式,推动客流回暖,加速消费复苏。 1、行业挑战 一方面,疫情之下商业综合体、商业步行街客流锐减、营收受到较大冲击,如何在做好疫情防控下提升客流和销售转化,实现营收回暖增长成为当务之急。另一方面,面对消费升级的时代,将文化气质、情感内涵、社交体验、生活情境融入消费场景,成为重构人与商业连接的关键。商业综合体作为匹配消费者需求场景化的连接点,纷纷加速全域数字化融合创新。通过新技术拓展数字触点,丰富消费场景、提升消费品质,与用户建立深度互动,产生情感共鸣和社交分享,持续提升用户满意度和客户精细化运营效率。 然而目前仍存在诸多挑战,如多数商业综合体缺乏数字化运营平台,综合体及商户数据未贯通,商户客流经营及精准营销能力弱;线上线下融合购物场景缺失,无法满足年轻客户消费需求,私域流量汇聚手段单一;商业综合体实体空间较大,但空间功能未充分挖掘,沉浸式消费场景不足,活动体验感知、迭代速度和消费转化效率低。 5G+MEC智慧商业综合体建设及应用探索实践表明,这些关键挑战性问题的解决,亟需 5G 赋能。中国电信与头部商业综合体强强合作,开展千兆 5G、千兆宽带、千兆WiFi “三千兆”网络建设,大幅升级基础连接能力,为商业综合体构建“数字孪生平行世界”,在虚拟现实空间成功部署 5G 云 XR 数字景观、5G 云 XR 虚拟导购、5G 云 XR 红包探宝、5G 云 XR 娱乐空间、5G AI 虚拟人直播、5G+AI 大数据分析等一系列 5G应用,为商业综合体及商户创造全新导流导购及数字化营销场景,加速实体商业人、货、场数字化升级,也为消费者带来全新的沉浸式、娱乐化购物体验。 2、解决方案和价值 5G 数字孪生空间。5G+MEC 智慧商业数字孪生平台通过对商业综合体等线下商业场景进行数字孪生基座的采集重建,将现实空间解析再编程,建立物理空间的数字孪生世界映射,进而在其中创作有趣的逛街、消费、社交、互娱体验,消费者通过手机、平板 APP、小程序及 AR 眼镜等 XR 交互终端,在真实场景访问虚实融合的商业互娱平行世界,打通会员积分、品牌营销与商业闭环,通过 XR 场景智能引擎让线下商业可以像游戏一样运营。 ▲为商业综合体打造 5G 数字孪生空间,通过点云地图部署虚拟景观道具,经过简单操作即可完成内容发布 平台基于中国电信自主研发的 MEC 平台,在天翼云进行“消息转发服务”、“定位解算服务”部署,依托边缘计算进行云网协同,针对数字孪生平台及丰富的 AR、VR、MR 应用提供了低时延、大带宽、高算力的业务保障能力;在应用架构设计中,基于云边协同将 XR 云渲染、云游戏等内容部署在 MEC 上,充分保证连接可靠性的同时降低时延和抖动,面向商业综合体运营方实现大空间、定制化场景的厘米级空间定位和小时级高效规模部署,面向消费者提供极致的沉浸式、高精度、高保真、大规模混合现实应用,将时延从 50ms 降至 10-20ms,行业率先实现 5G+MEC 商用场景在公众市场的落地。中国电信通过快速部署 5 步法,即网络 + 边缘机房部署、商业综合体和商户整体上云、数字孪生点云地图采集、5G 云 XR 定制化建模编辑和 5G 云 XR 各类部署落地,可实现一周内完成一个新商业综合体数字孪生建模、平台接入落地和定制化场景部署。 5G 云 XR 数字营销。5G 云 XR 数字营销包括 5G 云 XR 数字景观、5G云 XR 导航导览、5G 云 XR 红包探宝、5G+AI 智能停车、5G 超高清云直播,围绕商业综合体零售场景打造从“引流入场”到“场内停留”再到“离场后触达”全流程智慧解决方案,为消费者提供了全新游购体验。5G+AI 智能停车系统通过 3D 扫描建模和车辆智能识别,帮助顾客停车寻车,解决停车场管理痛点,结合大数据分析实现精准会员服务推送。消费者走近商场即可收到实时卡片推送,了解美食、停车及最新会员权益服务。中国电信 5G 未来大使将带消费者穿越时空旋转门进入 XR 数字孪生平行世界。 打开店铺 AR 导航导览,逛街沿途随心浏览千店千面的品牌视频广告和点评评分,扫码商户店招用 AR 探宝技能寻获超值大奖,抢 AR 红包赢取超级福利。身临其境与中华文化、宇宙星空、海底世界、艺术长廊等 AR 虚拟景观打卡合影。离开商场后,消费者可以通过服务号功能关注对应商家,了解商家最新的优惠活动信息,持续保持互动。用户还可以足不出户体验 5G 云 VR 超高清带来的云端音乐节、云端艺术周等,一切都将会是一场虚实交融的奇妙旅程。 5G 云 XR 娱乐空间。在汇集时空穿梭机、无人赛车、飞行影院等多款劲爆5G 云 VR 游戏的 5G 云 XR 娱乐空间,消费者争相感受5G XR 技术带来的沉浸式感官风暴。与 AI 偶像互动热舞,实时录制高燃酷炫短视频制作成视频彩铃;还有商业综合体定制版行业 5G 视频彩铃,为综合体运营方和零售商户量身定制。 5G 云 XR 虚拟导购。通过为零售商户实现 5G 云 XR 全景虚拟导购,用户足不出户利用手机便可随时随地享受云货架、云橱窗、云逛街等沉浸式购物体验,与心仪的商品深度互动,同时还可点击查询每款虚拟商品实时价格、限时特惠活动、会员权益信息等,在轻松自然的娱乐环境中完成线上下单购物。 在平台部署实践和规模推广中,实体商业将数字孪生空间作为线上流量入口,商户进行线下流量变现。通过基于 5G XR 应用的数字化活动、5G 直播等数字化传播、大数据 + 人工智能数字化营销,打造了“商业运营方 + 电信运营商 + 零售商户 + 顾客”的 B+B+b2C 商业新模式,形成了前后向一体化的变现流程,持续带来长效收益。 三个典型案例:在文旅行业,成都宽窄巷子打造 5GXR 全景宽窄,店铺全景体验日均人数超万人,街区客流增幅 33%,并荣膺商务部全国示范步行街。在贸易领域,打造海南自贸港酒店免税商品沉浸式购物新体验,为中免商城降低近 15% 的运营成本,使酒店客房价上涨近 50%。 在商业地产领域,合肥万象城打造国内首家5G+MEC 智慧商业综合体,全面升级数字化引流和沉浸式娱乐消费体验,客流增幅环比提升 15%,百余户商家营业额环比增长 30%。以上技术标准与应用场景已被编入2020 年 5G 应用产业方阵发布的《5G+ 五星购物中心行业白皮书》,并在加快推动 5G 在商业领域的标准化建设和深度融合。 平台 2021 年计划赋能全国千家商业综合体和 10 万家零售商户,深入探索在数字零售领域的应用场景,深度融入商业运营及营销流程,加快推动线上线下融合的信息消费扩容提质升级。 三、5G+智能矿山 新元煤矿隶属于华阳集团,煤碳年产量 270 万吨,可采储量 7.13 亿吨。5G 发展伊始,华阳集团就积极拥抱5G 应用,希望借助这个工具,合作探索基于 5G 技术的煤炭产业智能化发展之路,实现企业生产效率、生产能力的变革,提高企业盈利能力,不仅如此,通过行业标杆试点,也能从一点到面,未来推动煤炭行业装备升级改造。 2019 年 5 月 25 日,华阳集团、中煤协会组织多方专家召开 5G 技术矿井应用研讨会,项目启动。2019 年 9月 5 日,华阳集团、中国移动、华为公司成立“5G 通信煤炭产业应用创新联盟”,项目进入实质推动阶段。2019人工日常巡检多为了监测巷道的压力变化,煤矿部署了大量的矿压监测传感器,现在主要采用人工抄表,效率低实时性差,如何实现自动抄表。 另外,煤矿中的机械设备部署有传感器,一般每台机械上部署几个到十几个,数据传输对网络需求显著。2020年 11 月 18 日,实现全国首次 5G 基站煤矿井下测试,单基站井下覆盖距离 400 米。2020 年 4 月 29 日,华阳集团联合山西移动、上海山源、华为公司在江苏常州中国煤炭科工集团联合获取全国首个 5G 基站煤安认证。2020年 6 月 18 日,5G 智慧矿山联盟成立,山西省省长林武宣布我国首座 5G 煤矿在山西华阳集团新元公司正式落成。 目前新元矿与山西移动合作,采用隔爆和煤安认证的基站设备,第一期已经部署 14 台 RRU, 第二期部署 64 台RRU ,为保障煤矿数据安全,还在新元矿部署了 MEC/UPF,保障数据不出园。 1、行业挑战 安全生产:安全生产是煤炭企业的第一要务,针对井下生产环境中高瓦斯、高煤尘、水害渗水等情况,以及员工井下工作时间长、劳动强度大(24 小时 3 班倒)等问题,如何利用移动通信技术,改善劳动生产环境。 生产监控难:由于井下传统工业环网带宽限制,传统的井下监控系统只能通过有线解决少量视频上传,但对于井下少人化甚至无人化操作所需的海量视频上传是“杯水车薪”。另外,在综采面由于采煤机、电液压支架、刮板运输机时刻处于运动状态,传统的有线光纤经常扭断,如何保证视频监控满足生产要求。 人工日常巡检多:为了监测巷道的压力变化,煤矿部署了大量的矿压监测传感器,现在主要采用人工抄表,效率低实时性差,如何实现自动抄表。另外,煤矿中的机械设备部署有传感器,一般每台机械上部署几个到十几个,数据传输对网络需求显著。 烟囱式网络多:井下之前为配合不同生产系统建设了多种制式的网络,如何通过一张统一的 5G 网络承载不同类型的业务需求,同时也解决企业要求的数据不出园的安全问题。 2、解决方案和价值 基于统一的 5G 网络,该项目目前主要开展了以下 4 个方面的 5G 应用探索: (1)5G 巡检。通过 5G 连接硐室巡检机器人,把巡检数据、视频、音频信号传送到井上监控指挥中心,实现了新元矿井下变电所的无人巡检。 (2)综采面无人操作。60 路 4K 高清,利用“超千兆上行”大带宽,实现了海量的 4K 高清视频的回传。 (3)掘进面无人操作。利用 5G 网络的高可靠、大带宽、低时延的特点,通过井上对井下设备的远程控制,减少掘进岗位人员数量。 (4)数据采集。利用矿用 NB IoT 网络,实现水文、瓦斯等采集信息的无线回传,减少传输施工和维护难度。 由于煤炭行业安全生产对环境的严苛要求,项目组主要集中力量围绕以下三个方面开展课题攻坚工作: 1、定制矿用 5G 基站,针对井下煤矿防爆的要求,联合行业合作伙伴,打造全球首个 5G 矿用基站。 2、推出千兆上行特性,井下煤矿海量视频回传需求,与传统的地面以下行为主的个人移动截然不同,井下需要大上行,华为创造性地研发了 1:3 配比(DL:UL),实现了超千兆上行,满足井下视频回传需要。大上行的实现,已经成为 5G 煤矿的必选项,后续将写入到 5G 智能煤矿的标准中。核心网风筝模式,大网断,小网不断,满足矿山企业独立组网需求。 3、迅速推出矿用 5G 终端,联合行业伙伴快速推出基于 5G 网络的井下 4K 摄像头、 手机终端、 防爆CPE、5G通用模组、边缘网关、传感器。 ▲5G+智能矿山价值 首个5G煤矿落地,坚定了5G加速能源综改的决心,增强了企业应用5G的信心,凝聚了行业5G创新的恒心。作为“新动能推动中国经济新发展”的典型案例,改变了社会对煤矿员工传统工作环境的印象,煤矿工人可以在舒适的地面操作中心远程采煤,实现从黑领到白领的转变。 展望未来,以 5G 为基础的一张基础网络,结合云计算、AI 和行业应用的综合优势,多方还将持续在无人驾驶、AR 运维、精准定位等方面持续探索,从井下的煤炭生产逐步扩展至地面的洗煤,选煤,煤炭运输等领域,最终实现构建 5G+ 智能矿井的标准体系,进一步推动煤矿产业的智能化发展。 四、5G+AI技术的质检车间 2020 年,是 5G 规模建设的一年。江苏移动从本省实际出发,在工业制造领域积极探索“5G+ 工业互联网应用”。江苏省有发达的制造业产业集群,但也存在生产效率难提升,数字化水平不足,生产安全难保障等痛点。江苏移动以 5G 网络为基石,工业智能应用为切入点,已拓展了 200 多个 5G 垂直行业项目,其中与 72 个行业客户联合开展了“5G+ 工业互联网”的探索。中国移动通信江苏有限公司常州分公司(以下简称“常州移动”)联合常州微亿智造科技有限公司(以下简称“微亿智造”)和中兴通讯,打造 5G+AI 质检示范车间端到端方案,成功在江苏精研科技有限公司落地。 1、行业挑战 江苏精研科技有限公司,是一家专业的金属粉末注射成型(MIM)产品生产商和解决方案提供商,是国内 MIM行业内首家上市公司,主营业务为消费电子领域和汽车领域提供高复杂度、高精度、高强度的定制化 MIM 核心零部件,为该细分行业排名第一的企业。公司重视产品技术研发,副总裁邬均文先生参与完成的“高性能特种粉体材料近终形制造技术及应用”项目荣获 2019 年度国家技术发明二等奖。公司产品现已最终应用于微软、Fitbit、三星、VIVO、OPPO、联想和本田等国内外知名消费电子和汽车品牌。 在精研科技实际生产环节中,3C 产品零部件质检部分的工作需要投入大量的人力,客户对品质要求严格,每个零部件需要人工借助工业电子显微镜,耗费 30 秒至 1分钟才能完成质检,为此精研在质检车间投入近 3000 名工人,占全厂总人数二分之一,每月支出的人工成本超过2500 万元。而对于整个制造企业而言,工业质检领域一直面临人工检测质量不稳定、招工难、留人难、培训难、成本高等难以解决的痛点。尤其在 2020 年新冠疫情的形势下,招工尤为困难,另一方面企业面临着苹果等品牌天量订单交付的压力,如果不能按时交付,将会面临巨额的赔款。 为此,常州移动、微亿智造和中兴通讯等单位进行联合创新,立项开发“5G+AI 缺陷检测”解决方案。本项目依托微亿智造在国内 AI 缺陷检测领域领先的技术优势,联合常州移动和中兴通讯在精研科技质检车间部署5G+MEC 专用网络,共同开发 5G+AI 质检机产品、打造5G+ 工业大数据云平台,形成端到端解决方案,服务于制造企业质检,不断提升工作效率。 2、解决方案和价值 5G+AI 质检端到端方案。微亿智造是一家专注于研发工业视觉质检和工业大数据平台的公司,在国内 AI 质检领域具备领先优势。江苏移动常州分公司与生态合作伙伴微亿智造科技有限公司一起,通过深入精研科技生产车间调研,提炼质检需求。项目为精研科技定制开发的 AI 质检机,整合了工业相机,机械臂,PLC(可编程逻辑控制器)等元器件。AI 质检机连续拍摄多张超高清照片,传输到 AI 算力平台进行图像检测并给出检测结果。AI 算力平台基于图像识别技术,模拟生产线工人表面检测工序,通过样本进行机器学习,2000份数据样本的情况下可以达到 99.96% 查全率,质检效率是人工的 30 倍左右。 质检机回传多张高清照片到AI算力平台, 根据照片数量不同,需要网络提供的上行网络速率在150 ~ 300Mbps,传统基于 2.6GHz 的 4G 移动网络,由于上行时隙配比较小,不能满足质检机需求。中兴通讯根据实际业务需求,设计了 5G+MEC 专网方案。中国移动拥有 4.9G 100MHz 频谱资源,适用于专网部署。 另一方面,行业专网通常对上行速率要求远高于下行速率,通用的 2.5ms 双周期帧结构,上行时隙占比低,不能很好满足需求。针对这种超大上行的应用场景,中兴通讯研发实现了 2.5ms 单周期,3U1D 的时隙配比的 4.9G 基站版本,大大增强了上行传输速率,单用户峰值速率达700Mbps,满足质检机的上行速率需求。 在 AI 算力平台侧,中兴通讯提供了增强型一体化MEC 边缘云方案,边缘云系统基于 NFV 标准三层架构进行扩展,采用由多样化硬件和异构开放、轻量化管理的基础平台层、核心能力层和业务应用层组成的全栈式融合架构,与云端协同,提供边缘计算服务。 边缘网络云可在边缘位置提供计算、网络、存储、加速、安全等全面的云计算服务,并为网元、互联网 /IT 应用等提供部署、调度、运行等稳健的基础环境,可降低响应时延、减轻云端压力、降低带宽成本,满足多样化的边缘应用场景。质检照片流数据本地转发,不需要绕行大区 5G 核心网,保证企业数据的安全。另一方面,MEC提供强大的CPU,GPU算力,满足 AI 算力平台运行。 一期项目成效:智能化升级价值初现,前景广阔。5G+AI 质检系统一期项目落地运行后,商业价值逐步显现。第一,质检工作效率有了近 30 倍提升,单台质检机可以取代 30 个工人,可以节约大量的质检人工支出,同时也能解决招工难,人工质检不稳定的难题。整套系统的投资当年就可以收回成本,之后将持续创造价值。 精研科技质检车间项目抓住了金属粉末注射成型(MIM)行业质检流程中用工难,招工难的痛点,深度融合 5G+AI 新技术,将 5G 的大带宽、低时延的特性充分发挥,实现了 AI 质检机算力上云,大大节省了单机成本,为工业互联网给予了有力赋能。同时 5G+AI 的质检车间为企业节省了大量的用工支出,良好的投入产出比使得企业有意愿跟合作伙伴签订合同,最终实现多方共赢。一期项目总共投产 22 台质检机,累计可替换工人 600 个左右,当年即可回收投资。 从一期项目开始,微亿智造对于质检的瑕疵图片进行了大数据的实时分析,后续还将通过产品缺陷数据与生产参数建立关联,反向调整各项生产工艺。例如对注塑成型环节的模具尺寸公差进行精密调整,提升模具精度,减少经验总结与后续计划损耗。对烧结阶段温度、压力等工艺参数进行优化建议及分析,提高产品的良品率。通过 AI 对大量样本的训练,进一步优化生产工艺模型,相信在未来二,三期项目实施后,将为客户带来更大的价值。 此外,常州市钟楼区政府与江苏移动、微亿智造共同搭建5G+工业大数据云平台,平台主要由“制造执行大脑”、“弹性算力平台”两部分构成。计划在未来几年,为更多的生产制造企业会提供“弹性算力”的能力。企业无需购买任何设备,无需支付后续的维护升级费用,算力按需使用,费用按需支付,使得更多的中小企业也能用得起。同时结合中兴通讯提供的 5G 技术,为生产企业提供更快捷方便的弹性算力输出,降低生产企业使用人工智能及大数据技术的成本,加快企业的数字化转型,实现产业升级。 五、5G+智能制造 5G+智能制造项目主要在美的集团微清事业部展开。广东美的厨房电器制造有限公司(微清事业部)位于马龙的生产基地,规划总占地面积 50 万平方米,建筑面积 42万平方米,员工数量超过 9000 人,主要生产微波炉、大烤箱、小烤箱、蒸汽炉等产品群,现有总装线 59 条,年产能超过 4000 万台,2019 年实现营业收入 129 亿元。 项目主要面向美的微清事业部在柔性生产中面临的产线升级改造问题进行服务,整个项目共分为三个阶段建设实施: ▲美的集团5G项目三个阶段 1、行业挑战 企业柔性制造需求较大,产线调整频繁,设备技改及生产能力提升过程中会频繁发生产线、设备、物流布局的变动,网络部署也要随之改动,涉及的网络变动建设费用投入超过 600 万 / 年。 采集密集的产线、设备机台区,WiFi 网络易掉线,跨 AP 切换掉线严重,业务系统采集、刷新速度慢,用户体验不好。 ▲智能制造业务痛点 2、解决方案和价值 2020年6月起,项目针对美的微清事业部生产园区内智慧仓管/物流、5G的云化PLC、园区安全监控、生产巡检机器人、5G 机器视觉 AI、5G 产线设备 AR 辅助、扫码枪管理、生产 MES 看板、生产数据采集管理等业务场景进行深入研究,并根据场景需要进行 5G 网络覆盖,开展以上新应用场景的 5G 工业运用。 智慧仓管 / 物流。美的成品仓货架共有五层,需高位叉车用于货品的上架、下架,现有 20 多台高位叉车。因货物运输频繁,每台高位叉车需与 WMS(仓储管理系统)进行信息交互。叉车上配置定制化 PC 终端,通过 5G 网络实现叉车作业系统与WMS 通信,实现物流调度信息的实时同步。 仓库内 AGV 路径:从注塑车间到车间内的仓库,从仓库到车间门口,共需 AGV11 台。原使用企业内的 WiFi 需认证,同时考虑隔离,当前针对每个项目均独立部署一套WiFi 局域网络,并不便于 AGV 设备大范围、跨区域调配。目前应用 5G 网络,支撑 AGV 到调度系统服务器的实时信息同步(小车任务下发指令,小车状态管控,信息反馈),使 AGV 小车全作业区域运行具备先决条件。 ▲仓库内 AGV 路径 基于 5G 的云化 PLC。当前 PLC 现状“一高两难“:布线成本高,运维困难,工业控制协同难。以码垛机为例一层楼只有 2 个码垛机线,一出问题,导致整个生产停下来;5 个大机柜,工控 PC 机 4 台,连线复杂,成本高,散热困难,不敢关门;PLC-SCADA-MES 多级架构交互复杂,编程和调试都困难,容易出问题。 现在通过云化PLC,实现“无线自动化产线”,解决“一高两难”。无线化产线:布线简单,成本低,占用空间小;产线调整快:根据业务需求,快速调整产线布局;业务协同简单:云端统一 PLC 编程,效率高,数字化。 5G+ 园区安全监控。现有园区监控固定回传成本高:采用视频光端机 + 裸光纤或 XPON+ 光猫方式,12 芯光缆每公里平均 8-10 万元,其中挖沟成本 3 万元左右,节点扩展不灵活;PoE 供电在线率低,维护成本高;现有4G 上传带宽有限,难以支撑多路高清视频应用。 通过 5G+ 云实现了监控能力提升,具有如下价值:无线方式,可以随需部署视频监控节点,包括移动监控等模式;5G 提升上行带宽,支撑高清视频、更精细视觉识别等应用;云存储、GPU 等云服务能力支撑海量数据存储、视频 AI 分析。 ▲5G+ 园区安全监控 5G 生产巡检机器人。美的微清制造园区占地 50 万平米,厂区每次巡逻需30 分钟,夜晚或节假日期间,保安人员收到警报后需在最短时间内赶到现场确认警报真实性。工作量大;制造车间的生产设备和物流设备众多,需要定期安排巡检人员到各个制造车间现场巡检和维护,确保生产线和物流线的各类问题及时解决,潜在运行故障风险及时排除;另外,家电制造车间面临噪音大、异味、高温、空间狭小、设备多而复杂,视觉环境差、作业面积广等问题。 通过集成 5G 的巡检机器人实现了移动部署,利用巡检机器人代替工人对产线运行情况进行巡检,节省人力,同时可以保证 7*24 小时全天候巡检,提升车间故障解决效率,避免恶劣生产事故发生。 5G+ 机器视觉 AI。根据产品工艺要求,微波炉底板螺钉、微波炉面板冲压件有机器视觉质检要求,微波炉面板冲压件压制后,需对冲压件的外观进行检查,当前采用的是前后左右和顶部各放置一个相机进行视觉检查,目前存在人工周期抽检(30 分钟 / 次)质量无保障、不良返修率高(日均 @300-500PCS/2万)、高报废率(抽检期间冲压问题易批量报废)、工控机贵(本地AI计算机贵@1W5/点)等场景业务痛问题。 通过5G网络,可以满足产线机器视觉检测的以下要求:带宽要求:根据节拍速率、照片大小、数据传输、云端处理时间等因素计算得出,5 个工业相机检查图像信息实施传输(12MB+7MB*4=40MB=320Mb,假设 0.5s 传输完成,上行带宽需求 =640Mbps,通过叠加视频视频算法后需要 150Mbps); MEC 处理能力要求:假设 AI 图像推理计算时间为0.1s,MEC 上 GPU 算力需求要相应匹配;可靠性要求高。 ▲5G+ 机器视觉 AI 基于 5G 的 AR 辅助点检。美的集团微清事业部生产设备需定期点检,确保隐患和缺陷能够得到早期发现、早期预防、早期处理。 点检工作覆盖各个车间,每天例行进行两次。点检项目多(如钣金车间,设备 80 多台,每台设备点检项 10 多个,共有 800 多个点检项目),细节多,容易错检、漏检; 点检且存在环境恶劣、安全风险高、易疲劳问题,容易出现点检员疏忽或者随意应付的情况; 点检过程和结果基于传统工单,无流程记录,难以取证。 基于 5G 的 AR 点检实现了流程化和数字化:在每个点检项目位置贴条形码,AR 眼镜扫描条形码后,AR 眼镜显示该点检位置的所有点检项,以及每个点检项的描述、正常状态的图像,声音提示等。点检过程中,AR 眼镜在作业过程中解放双手并可以进行第一视角的视频和图片实时上传记录。通过以上手段从而实现点检的全流程标准化和数字化管理。 5G 低时延确保相关显示信息的实时反馈,大带宽确保相关点检视频实时上传。 基于 5G 的 AR 机器维修辅助。磁控管是微波炉的核心器件,磁控管厂的生产制造大量依赖于自动化设备。自动化设备故障率高(各类设备一天内故障的总数为 40 次),在晚上或周末时间,由于值班工程师数量有限,且同时负责其他工作内容,产线工人缺乏快速有效的指导对故障进行快速恢复,导致停线,影响生产效率。 现场问题 / 故障处理成本高时效性差:专家资源有限,无法快速满足现场支撑需求,且相应及时性差,现场人员无法及时准确获取被巡检设备的实时状态,同时专家到现场的差旅成本高,占用专家资源时间长。 5G AR 远程维护指导应用场景主要是产线工人佩戴AR 眼镜,将现场情况和设备情况第一视角传到不在现场的工程师,工程师实时看到现场画面,可通过实时标注方式,协助指导问题快速解决。相关数据实时上传记录,工程师可实现 1 对多的支持。 六、5G智慧工厂 华菱湘钢始建于 1958 年,产品涵盖宽厚板、线材和棒材三大类 400 多个品种,具备年产钢 1400 万吨的综合生产能力。目前已经发展成为了湖南单体规模最大的国有企业,也是全球最大的宽厚板制造基地。 华菱湘钢拥有钢铁全流程的先进技术装备和生产工艺,但在效率提升和降低能耗方面都遇到了瓶颈,同时钢铁厂的高温高危环境也让年轻人不愿意进入钢铁厂工作。为进一步提升生产力、降低能耗、改善工作环境,并提高员工的工作幸福感和获得感,华菱湘钢下定决心要充分利用 5G、AI、大数据、云计算等 ICT 技术进行全流程、全业务的数字化升级,打造钢铁行业的智能工业互联网平台。 一方面推动华菱湘钢的高质量发展,另一方面也推动钢铁行业向智慧钢铁、绿色钢铁方向发展。 2019年9月,湘钢、湖南移动、华为公司“拥抱 5G时代,共建智慧工厂”合作协议签约仪式在湘钢举行。湖南移动为湘钢实施“三大基础工程”,建设“三大智慧平台”,打造跨界合作智慧工厂标杆案例。2020 年 6 月,湘钢、湖南移动、华为公司三方在五米板厂二期项目中继续探索 5G 应用,充分证明了行业客户对 5G 在钢铁行业发挥的现实作用的认可,以及未来持续提升行业效能创造价值的信心。 1、行业挑战 华菱湘钢的主要生产线基本实现了自动化,但如果要进一步推进智慧钢厂的建设,受制于生产厂区范围大、生产环境苛刻、电磁屏蔽严重,传统无线信号存在干扰导致传输丢包严重,无法满足目前对网络带宽和实时性的要求,导致很多作业还是需要人工进行操作,推进智慧钢厂的5G智能制造建设已迫在眉睫。针对钢铁生产过程的特点,5G+ 行业智慧改造重点关注以下几方面: 一线操作自动化/无人化:钢铁生产流程中有很多岗位,环境恶劣、强度大、高温危险。对于这些操作岗位,实现机器替人,或者无人化,对于安全、人文关怀等方面都是有益的。 连接未连接:冶金核心设备对于生产的安全性和稳定性极为关键,常规采用的定修点检制,既降低了生产效率又增加了检修人员的工作强度。受限于传统安装条件和带宽所限,一些震动、旋转设备上并没有安装传感器,或者传感器信息量较少。若在核心设备都装上传感器,多设备的实时工作状态、参数都上平台进行集中监控,点检员可以通过手机等设备时时检查,及时准确了解设备的工作状态。 网络连接是工厂数字化、智慧化的前提:连接由有线为主向无线为主过渡,由多种接入方式整合为以 5G+ 光纤共存的模式为主,共同打造低时延、高可靠的基础网络。连接是实现全要素各环节深度互联的前提。 2、解决方案和价值 2019 年,项目首先在五米宽厚板厂区范围室外、室内转炉主控楼、炼钢废钢跨和渣跨区域实现 5G 全覆盖。通过摄像头的高清视频传输和 PLC 之间控制信号数据传输,优先开展了几种应用场景的验证,例如远程 / 无人天车的操控、高危区域高清视频监控。2020 年,在一期的基础,又增加了多元数据的采集、基于 AI 机器视觉的质检等几种应用。 5G+ 智慧天车。天车集装卸、搬运、运输功能于一身,是钢铁生产最主要的设备之一,也是决定钢厂高效运转的关键因素。天车经常运行在厂房内的高空,过去需靠人工在天车操作室里操作,不但效率低,且工作环境恶劣、危险。为了提高效率,消除作业风险,发展无人化天车系统已是必然趋势。 在无人天车远程操控中,通过天车上安装的 3D 扫描仪、测距仪、编解码器和多个高清摄像头,结合激光 3D轮廓扫描技术,获取周边物料、车辆、车斗高度及装卸位置信息画面,通过超大带宽超高速率超低时延的 5G 网络实时将数据传输至服务器端,进行数据处理并建立三维模型,计算出动作指令集,下发给天车执行,实现天车无人化自动装载运输。 5G 天车远程操控可解决工业 Wi-Fi 覆盖及容量不足、抗干扰能力差、光纤铺设困难、成本高、维护复杂等问题,同时极大改善了职工的工作环境,显著提高人工劳效。 5G+ 高清视频监控。基于保护厂区财产、人身安全和更方便的管理。智能视频监控系统可以针对重要特定区域、通道、出入口进行图象监控并通过存储设备保存,以便日后调查取证查看,是保存重要证据的有力手段;厂内视频监控是生产调度系统的重要组成部分,通过与调度终端、生产数据等子系统进行深度整合,满足生产企业对日常生产调度、安全事件监控和应急处置的需要。 ▲多场景视频监控 5G+ 多元工业数据采集。为了满足钢厂业务长期、稳定、可靠的运行,需要在钢厂各关键设备布放多种类型的传感器,实时监控震动、温度、湿度、气液体流量等关键信息,从而能够及时发现并且解决问题。不同的传感器采用不同的工业协议,网络传输方式和架构也不一致,很难对采集的数据进行统一的管理。 为此,采用 5G 数采方案,能够通过统一的边缘计算网关,基于丰富的工业接口,实现工业场景下多类型传感器数据的采集和协议转换,一站式解决企业 IoT 设备接入问题。利用 5G 低时延无线传输(

    时间:2021-03-09 关键词: 互联网 5G 通信技术

  • 5G无线演进技术白皮书发布

    本文来源:物联传媒 白皮书原版英文版部分展示: 白皮书中文(译文)版部分展示: ~END~ 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2021-03-01 关键词: 5G 通信技术

  • 电子、通信十大定律

    编排 | strongerHuang 微信公众号 | 嵌入式专栏 万物都会遵循一定规律,电子芯片这些也不列外。 1、摩尔定律 当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。 戈登·摩尔 2、梅特卡夫定律 1993年,乔治·吉尔德提出梅特卡夫定律:一个网络的价值等于该网络内的节点数的平方,而且该网络的价值与联网的用户数的平方成正比。 该定律表明,一个网络的用户数目越多,那么整个网络和该网络内的每台计算机的价值也就越大。 用公式再来说明一下: 网络设备之间可能连接数 网络可能连接数C可以表示为: C = n(n-1)/2 (1) 网络的经济价值V表示为: V=C2 (2) 互联性驱动经济价值,这就能明白万物互联对运营商等企业的价值了。 3、吉尔德定律 最为成功的商业运作模式是价格最低的资源将会被尽可能的消耗,以此来保存最昂贵的资源。 4、库梅定律 单位运算的电耗量,每一年半就降低一半,从计算机诞生开始,都会持续下去。 21世纪,摩尔定律和库梅定律具有同等重要的地位。 库梅定律 vs 摩尔定律 物联网的基础是数据,如何采集世界的数据? 其中一个解决方案是利用库梅定律,建立遍布于世界的传感器网络,和计算机进行连接,建立自动化获得世界信息的范式,更好地收集世界的数据。 我们要建立大思维,正如我们的五官等感官都在收集信息供给我们处理,你的大脑会不断比较,从而建立一个关于世界的图景。 1998年,嘉卡伯·尼尔森(Jakob Nielsen)提出互联网宽带的尼尔森定律: 6、库帕定律 无线网络容量每30个月增加一倍。 库帕大哥大的发明者,被称为移动电话之父。 马丁·库帕 菲尔·埃德霍尔姆(Phil Edholm)提出Edholm带宽定律: 在未来,无线网络的传输效率会和有线网络的传输效率逐渐趋同,无线网络和有线网络相互融合,是通信技术发展到一定阶段后必然会有的结果。 8、巴尔特定律 从一根光纤中导出的数据量,每9个月就会翻一倍,这也意味着在光纤网络中,数据传输成本每9个月的时间就会下降一半。 9、香农定律 如果把网络带宽比喻为车道宽度,那么网速就好比汽车在车道上行驶的速度;汽车在车道上行驶得快或者不快,要受限于车道宽度的大小,车道上正有多少辆汽车在行驶等诸多干扰性因素。 香农定律的数学公式 墨菲定律是一种心理学效应,由爱德华·墨菲(Edward A. Murphy)提出: 推荐阅读: 精选汇总 | 专栏 | 目录 | 搜索 精选汇总 | ARM、Cortex-M 精选汇总 | ST工具、下载编程工具 微信公众号『嵌入式专栏』,底部菜单查看更多内容,回复“加群”按规则加入技术交流群。 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-12-25 关键词: 集成电路 通信技术

  • 交织型ADC到底是个啥?今天咱们就科普一下~

    点击蓝字进入亚德诺半导体,然后右上角“设为星标”吧~ 在当今的许多细分市场,交错式模数转换器(ADC)在许多应用中都具有多项优势。在通信基础设施中,存在着一种推动因素,使ADC的采样速率不断提高,以便支持多频段、多载波无线电,除此之外满足DPD(数字预失真)等线性化技术中更宽的带宽要求。在军事和航空航天领域,采样速率更高的ADC可让多功能系统用于通信、电子监控和雷达等多种应用中——此处仅举数例。工业仪器仪表应用中始终需要采样速率更高的ADC,以便充分精确地测量速度更高的信号。 首先,一定要准确地了解交织型ADC是什么。要了解交错,最好了解一下实际发生的情况以及它是如何实现的。有了基本的了解后,再讨论交错的好处。当然,我们都知道,天下没有免费的午餐,因此需要充分评估和验证交织采样相关的技术难点。 关于交错 若ADC为交错式,则两个或两个以上具有固定时钟相位差关系的ADC用来同步采样输入信号,并产生组合输出信号,使得采样带宽为单个ADC带宽的数倍。利用m个ADC可让有效采样速率增加m倍。为简便起见并易于理解,我们重点考察两个ADC的情况。这种情况下,如果两个ADC的每一个采样速率均为fS, 且呈交错式,则最终采样速率为2× fS。这两个ADC必须具有确定的时钟相位差关系,才能正确交错。时钟相位关系由等式1给出,其中:n是某个特定的ADC,m是ADC总数。 举例而言,两个ADC采样速率均为100 MSPS且呈交错式,因此采样速率为200 MSPS。此时,等式1可用来推导出两个ADC的时钟相位关系,如等式2和等式3。 注意,如果已知时钟相位关系,便可确定不同量化值的组合输出。图1以图形说明时钟相位关系,以及两个100 MSPS交织型ADC的样本结构。注意180°时钟相位关系,以及样本是如何交 错的。输入波形也可由两个ADC进行采样。在这种情况下,采用经过2分频的200 MHz时钟输入,并所需的时钟相位发送至每个ADC,便可实现交错。 图1. 两个交错式100 MSPS ADC—基本原理图。 此概念还可以另一种方式表达,如图2所示。通过将这两个100MSPS ADC以交错方式组合,采样速率便能增加至200 MSPS。这样每个奈奎斯特区可以从50 MHz扩展到100 MHz,使工作时的可 用带宽翻倍。增加的工作带宽可为多个市场领域的应用带来诸多优势。无线电系统可以增加其支持的频段数;雷达系统可以增加空间分辨率;而测量设备可以实现更高的模拟输入带宽。 图2. 两个交错式100 MSPS ADC—时钟和样本。 交错的优势 交错结构的优势可惠及多个细分市场。交织型ADC最大好处是增加了带宽,因为ADC的奈奎斯特带宽更宽了。同样,我们举两个100 MSPS ADC交错以实现200 MSPS采样速率的例子。图3显示通过交错两个ADC,可以大幅增加带宽。这为多种应用场景产生了诸多收益。就像蜂窝标准增加了通道带宽和工作频段数一样,对ADC可用带宽的要求也越来越高。此外,在军事应用中,需要更好的空间识别能力以及增加后端通信的通道带宽,这些都要求ADC提供更高的带宽。由于这些领域对带宽的要求越来越高,因此需要准确地测量这些信号。因此,为了正确地获取和测量这些高带宽信号,测量设备也需要更高的带宽。很多设计中的系统要求其实领先于商用ADC技术。交错结构可以弥补这一技术差距。 图3. 两个交织型ADC——奈奎斯特区。 增加采样速率能够为这些应用提供更多的带宽,而且频率规划更轻松,还能降低通常在ADC输入端使用抗混叠滤波器时带来的复杂性和成本。面对这些优势,大家一定想知道需要为此付 出什么代价。就像大多数事情一样,天下没有免费的午餐。交织型ADC具有更高的带宽和其他有用的优势,但在处理交织型ADC时也会带来一些挑战。 交错挑战 在交错组合ADC时存在一些挑战,还有一些注意事项。由于与交错ADC相关的缺陷,输出频谱中会出现杂散。这些缺陷基本上是两个正在交错的ADC之间不匹配。输出频谱中的杂散导致的基本不匹配有四种。包括失调不匹配、增益不匹配、时序不匹配和带宽不匹配。 其中最容易理解的可能是两个ADC之间的失调不匹配。每个ADC都会有一个相关的直流失调值。当两个ADC交错并在两个ADC之间来回交替采样时,每个连续采样的直流失调会发生变化。图4 举例说明了每个ADC如何具有自己的直流失调,以及交错输出如何有效地在这两个直流失调值之间来回切换。输出以fS/2的速率在这些失调值之间切换,将导致位于fS/2的输出频谱中产生杂散。由于不匹配本身没有频率分量,并且仅为直流,因此出现在输出频谱中的杂散频率仅取决于采样频率,并将始终出现fS/2在2频率下。杂散的幅度取决于ADC之间失调不匹配的幅度。不匹配值越大,杂散值就越大。为了尽可能减少失调不匹配导致的杂散,不需要完全消除每个ADC中的直流失调。这样做会滤除信号中的所有直流成分,不适合使用零中频(ZIF)架构的系统,该架构信号成分复杂,DC量实际是有用信号。相反,更合适的技术是让其中一个ADC的失调与另一个ADC匹配。选择一个ADC的失调作为基准,另一个ADC的失调设置为尽可能接近的值。失调值的匹配度越高,在fS/2产生的杂散就越低。 图4. 失调不匹配。 交错时要注意的第二个不匹配是ADC之间的增益不匹配。图5显示了两个交错式转换器之间的增益不匹配。在这种情况下,有一个不匹配频率分量。为了观察这种不匹配,必须向ADC施加 信号。对于失调不匹配,无需信号即可查看两个ADC的固有直流失调。对于增益不匹配,如果不存在信号,就无法测量增益不匹配,因而无法了解增益不匹配。增益不匹配将会产生与输入频率和采样速率相关的输出频谱杂散,出现在fS/2 ± fIN处。为了最大程度地降低增益不匹配引起的杂散,采用了与失调不匹配类似的策略。选择其中一个ADC的增益作为基准,另一个ADC的增益设置为尽可能接近的值。每个ADC增益值的匹配度越高,输出频谱中产生的杂散就越小。 图5. 增益不匹配。 接下来,我们必须探讨两个ADC之间的时序不匹配。时序不匹配有两个分量:ADC模拟部分的群延迟和时钟相位偏差。ADC中的模拟电路具有相关的群延迟,两个ADC的群延迟值可能不同。此外还有时钟偏斜,它也包括两个分量:各ADC的孔径不确定性和一个与输入各转换器的时钟相位精度相关的分量。图6以图形说明ADC时序不匹配的机制和影响。与增益不匹配杂散相似,时序不匹配杂散也与输入频率和采样速率呈函数关系,出现在fS/2 ± fIN处。 图6. 时序不匹配 为了尽可能降低时序不匹配引起的杂散,需要利用合适的电路设计技术使各转换器模拟部分的群延迟恰当匹配。此外,时钟路径设计必须尽量一致以使孔径不确定性差异最小。最后,必须精确控制时钟相位关系,使得两个输入时钟尽可能相差180°。与其他不匹配一样,目标是尽量消除引起时序不匹配的机制。 最后一个不匹配可能最难理解和处理:带宽不匹配。如图7所示,带宽不匹配具有增益和相位/频率分量。这使得解决带宽不匹配问题变得更为困难,因为它含有另外两个不匹配参数的分量。然而,在带宽不匹配中,我们可在不同的频率下看到不同增益值。此外,带宽具有时序分量,使不同频率下的信号通过每个转换器时具有不同的延迟。出色的电路设计和布局布线实践是减少ADC间带宽失配的最好方法。ADC之间的匹配越好,则产生的杂散就越少。正如增益和时序不匹配会导致在输出频谱的fS/2 ± fIN处产生杂散一样,带宽不匹配也会在相同频率处产生杂散。 图7. 带宽不匹配。 现在我们已经讨论了交错ADC时引起问题的四种不同的不匹配,可以发现有一个共性。四个不匹配中有三个会在输出频谱的fS/2 ± fIN处产生杂散。失调不匹配杂散很容易识别,因为只有它位于fS/2处,并可轻松地进行补偿。增益、时序和带宽不匹配都会在输出频谱的fS/2 ± fIN 处产生杂散;因此,随之而来的问题是:如何确定它们各自的影响。图8以简单的图形方式指导如何从交织型ADC的不同不匹配中识别杂散来源。 图8. 交错式不匹配的相互关系。 如果只是考察增益不匹配,那么它就是一个低频(或直流)类型的不匹配。通过在直流附近执行低频增益测量,然后在较高的频率处执行增益测量,可将带宽不匹配的增益分量与增益不 匹配分离。增益不匹配与频率无函数关系,而带宽不匹配的增益分量与频率呈函数关系。对于时序不匹配,可以采用类似的方法。在直流附近执行低频测量,然后在较高的频率下执行后续测量,以便将带宽不匹配的时序分量与时序不匹配分离。 结论 最新通信系统设计、尖端雷达技术和超高带宽测量设备似乎始终领先于现有的ADC技术。在这些需求的推动下,ADC的用户和制造商都想方设法,试图跟上这些需求的步伐。与提高典型ADC转换速率的传统方式相比,交错ADC可以更快的速度实现更宽的带宽。将两个或更多ADC交错起来,可以增加可用带宽,并以更快的速度满足系统设计要求。然而,交错ADC并非没有代价,ADC之间的不匹配不容忽视。虽然不匹配确实存在,但了解其本质及如何正确处理它们,设计人员就能更加明智地利用这些交织型ADC,并满足最新系统设计不断增长的要求。 ↓↓↓ 三连一下,天天好心情! 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-12-21 关键词: 数字信号 通信技术

  • 电磁场与电磁波视频教程,电子科大的课程,47讲

    电子行业要学的那么多,无从下手怎么办?21ic家精心整理了电子科大的课程资料,让你一次看个够! [电子科大]电磁场与电磁波01.flv[电子科大]电磁场与电磁波02.flv[电子科大]电磁场与电磁波03.flv[电子科大]电磁场与电磁波04.flv[电子科大]电磁场与电磁波05.flv[电子科大]电磁场与电磁波06.flv[电子科大]电磁场与电磁波07.flv[电子科大]电磁场与电磁波08.flv[电子科大]电磁场与电磁波09.flv…………   以下是部分类别截图预览(是一小部分哦) ................  猛戳阅读原文 → 登录21ic账号 →回帖即可获得完整下载链接 说明:收集的资料均来自网络,版权归原作者或企业所有,仅供私下交流学习使用,我们不对任何资源负法律责任。 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-12-20 关键词: 电磁波 通信技术

  • 华为徐文伟:5.5G是无线通信产业的下一步

    华为徐文伟:5.5G是无线通信产业的下一步

    近日,华为董事、战略研究院院长徐文伟受邀在IEEE GLOBECOM 2020大会上发表了主题为“万物智联的未来愿景”的演讲。IEEE GLOBECOM年会是IEEE(电气电子工程师学会)的两个旗舰会议之一,是IEEE在通信领域的全球顶级学术会议,旨在共同探讨并致力于推动通信相关的全方位创新。 徐文伟在会上表示:“5.5G是无线通信行业的下一步愿景,以满足从万物互联到万物智联的需求”,并呼吁坚持学术多样性和开放性,继续开放升级、科研升级、合作升级,产业、学术界和研究机构持续共同协作,推动基础技术的发明和基础理论的突破。 (华为董事、战略研究院院长徐文伟) 5.5G是无线通信产业的下一步 5G的发展,短期看投资、中期看生态、长期看技术演进。5G在快速规模商用的过程中,产业和垂直行业的应用和需求,推动5G进一步升级扩展,提供更丰富的联接类型、更高的联接质量,“将人类社会从万物互联带入万物智联”。 “5.5G是无线通信产业的下一步”,徐文伟表示。5.5G愿景,是对5G场景的增强和扩展。首先是继续增强ITU所定义的eMBB、mMTC、URLLC三大标准场景。然后5.5G还要扩展3大新场景,包括上行超宽带UCBC(Uplink Centric Broadband Communication)、宽带实时交互RTBC(Real-time Broadband Communication)和通信感知融合HCS(Harmonized Communication and Sensing),把5G场景的“三角形”变成更为丰富的“六边形”。 徐文伟还阐述了5.5G发展的三个技术诉求,“5.5G来源于5G,需要兼容所有5G设备;5.5G需要实现sub-100GHz全频段按需灵活使用;5.5G需要与AI深度融合,实现Air Interface+AI、Network+AI、Service+AI,应对网络多样性需求、能耗管理等诉求。” 迎接新的挑战,突破理论框架的极限 到2030年,AI的需求驱动连接速度提升20倍,计算能力提升近100倍,如何持续提升连接和计算能力是一个挑战。此外,随着数字化转型的加速,数据中心的扩张和网络部署增长,电力节约和碳中和也是通信产业面临的迫切问题。 徐文伟表示,“突破理论框架的极限,在有限的带宽下传递更多的信息;以更高效的方式处理数据,提高计算和连接效率。迎接这些新的挑战,需要全新的理论,并建立相应的数学基础。我们已经看到语义传播、AI联合学习、近似计算等新技术的潜力”。 语义传播理论是一个70多年的梦想,在机器学习的使能下成为新兴领域。语义传播的“香农理论”一旦建立,通过少量比特传递海量信息将成为可能。AI联合学习可以将算法训练分布到海量节点,从而获得更高的性能,而且AI联合学习不需传输本地数据,可以保护数据隐私。随着5G的使用,通信和计算的进一步融合,AI联合学习将更加成熟。近似计算是平衡功耗和性能的一个新方向,采用与传统计算不同的设计思想,能够平衡精度和近似值,以提高能效。 以学术多样性和开放性,推动基础技术的突破和基础理论的发明 联接是ICT的基石,其力量永远不会被高估。今天,我们如此依赖连接,以至于它们超越了地理和空间界限,成为了我们日常生活的必需品,成为了我们社会的脉络。万物智联的未来,需要我们共同培育,通过产学研的协作,推动5.5G等技术的发展。 多样性和开放性,一直是技术进步的动力,我们需要继续坚持开放和多元化的学术精神,构建和共享数字社会生态圈,抓住数字化转型的机遇,共建智能世界。

    时间:2020-12-18 关键词: 5G 通信技术

  • 我不允许还有人不知道这些“黑话”!

    我们曾在《赌一包辣条,总有一些黑话你不懂!》中提到过尼古拉斯.古德猫宁(误)的名言“人在江湖飘,满口黑话才够撩~”,并顺带介绍了一波通信黑话。   但是,如此博大精深的通信行业,业内黑话岂能只有那么几句?要想在行业内混得好,还是得成为满口黑话的“老司机”才行啊~   小编已准备好小板凳、瓜子和凉茶,快来一起补课呀! ‍‍ 01. 鸳鸯线 你以为: 鸳鸯,也太浪漫了吧?通信汪的世界里居然也会有这么浪漫的词汇吗?确定不是写错了? 实际上: 是的!没错!通信汪的世界里确实有这么浪漫的词汇!毕竟通信汪也是渴望爱情的呀~ ‍‍‍‍‍‍‍‍‍ 鸳鸯线一般是指2 Mbit/s系统中多组中继电缆相互交叉,没有正确连接的情况。 什么意思呢?举个栗子: 正常情况下,A收、A发是一对正常的线,B收、B发是一对正常的线。如果连接错误,变成A收、B发,或者B收、A发这样的组合,那就出现了鸳鸯线。   因此,鸳鸯线听着浪漫,可不要错点鸳鸯谱哦~ ‍ 02.插花 你以为:插花,这么有艺术感的事情,色调能把握好吗?神韵能体现出来吗?通信汪们,审美在线吗? 实际上:此“插花”非彼“插花”哦,在通信汪的世界里,插花指的是移动通信中,不同厂家的基站发射台在一个区域内交叉布局的现象。相对应的,也就出现了“插花式组网”的说法,是指在现有运行的网络中进行插花式的补盲,使得与现有的基站共同完成对目标区域的覆盖。 所以,如果大楼里有个角度的信号突然变好了,就有可能是“插花”的效果哦~ 03. 补盲 你以为:刚刚讲“插花”的时候提到“补盲”,真是一环扣一环,现在插花知道了,那补盲又是什么操作呢? 实际上:补盲,从字面意思上看,就是给看不到的“盲区”加个补丁,补好之后,就能看得到,不会“盲”了。在通信中,由于基站建设或地形等原因,会出现网络信号很弱,甚至根本没有信号覆盖的“信号盲区”。 这时候,“补盲”就可以起到大作用啦~通信攻城狮们会在“信号盲区”采用建设微基站等方式,使得原本的“信号盲区”也被高强度的通信网络所覆盖。让“盲区”不再“盲”,也就是所谓的“补盲”啦~ 04. 吊死 你以为:这么吓人的吗?有话好好说,干嘛死不死的... 实际上:“吊死”和我们常说的“死机”有一点相似,但吊死一般指局部资源,而死机则一般指整个系统。举个栗子,“电脑死机”是很多人都遇到过的情况。但如果只是鼠标没有反应,键盘是正常的,系统也可以继续运行,那就可以说鼠标端口“吊死”。   “吊死”情况如果出现,一般会如何处理呢?淡定,遇到事情不要慌,先拿出手机,拍个照,发个朋友圈,再喝杯热水冷静冷静。再然后嘛,要不重启电脑试试? 05. 脑裂 你以为:刚刚才“吊死”,现在又“脑裂”,通信攻城狮的世界为啥这么可怕?说好的浪漫呢?鸳鸯呢?花呢? 实际上:莫慌莫慌,脑子不会裂开啦~在通信攻城狮的世界里,“脑裂”是这样子滴: 我们知道,运行于备用主机上的Heartbeat可以通过以太网连接检测主服务器的运行状态,一旦其无法检测到主服务器的“心跳”则自动接管主服务器的资源。 通常情况下,主、备服务器间的心跳连接是一个独立的物理连接,当该连接故障时,主备服务器可能会同时认为对方“已死”,自已才是唯一处于活动状态的服务器,从而出现争用资源的情况。 怎么才能防止“脑裂”发生呢?可以在主、备节点间建立一个冗余而可靠的物理连接,同时传送控制信息,避免单一连接故障时发生“脑裂”现象。而一旦“脑裂”现象 已经发生,则可以强制关闭其中一个节点,人为终止“脑裂”。 06. 下电 你以为:下雨、下雪、下冰雹,下电,应该是打雷吧? 实际上:No,No,No,此电非彼电。下电是指市电停电之后,切断对次要主设备的供电,从而延长蓄电池对重要主设备的供电时间。在给基站设备的蓄电池供电过程中,第一次切断给次要主设备供电的动作就叫一次下电。   相应的,如果蓄电池都已经接近放电深度警戒线了却还没有来电,就需要电源系统切断给重要主设备供电的供电分路,从而保证蓄电池不因过放而遭受巨大损害。这个第二次切断供电分路的动作,就叫二次下电。   想要了解更多关于下电的知识,请戳《基站停电怎么办???》。 07. 回退 你以为:回退,是要退回去吗?从哪里回到哪里去? 实际上:回退是指操作过程中退回到操作之前的状态,也叫“回滚”,一般用于操作过程中遇到问题 且无法解决的情况。   但是,如果已经回退了,还是解决不了问题,那又该怎么办? 那,大概只能祈祷了吧...寄希望于玄学,说不定会有奇效呢... 08. 开站 你以为:啥?要打仗了?哦不对,不是“开战”是“开站”。等等,“开站”是开个啥? 实际上:这里的“开站”和“开战”可是有着天壤之别的哦,毕竟我们都是热爱和平的通信汪。在《赌一包辣条,总有一些黑话你不懂!》里我们曾介绍过“开局”,不同于交换网络的“局”,我们一般称无线接入网中的节点为“站”。这里的“开站”是开通基站的意思,也就是完成一个基站的设备安装调测开通。 现在中国大概有近百万个基站,都是通信工程师一个个开站的哦~ 当然,要想在通信圈内如鱼得水,只知道这么几句黑话是远远不够滴。黑话路漫漫,诸君任重而道远。你还知道哪些黑话?快来评论区留言补充,大家一起成为“老司机”吧~ 我们是一群平均从业年限5+的通信专业工程师。关注我们,带你了解通信世界的精彩! 你点的每个在看,我都认真当成了喜欢 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-12-17 关键词: 互联网 通信技术

  • 它最终还是没有等来外星人的回信

    讣告 先镜 阿雷西沃·305米·球面·射电望远镜 于公元2020年11月19日正式宣布抢救无效,享年57岁,兹于日后进行退役拆除,并不一定举行追悼会,谨此在头七与广大小星星讣告。 阿雷西沃同志自建成以来,(在镜生中的前53年)作为世界上最大的单口径球面射电望远镜,一直工作负责,勤劳肯干。1964年,阿同志配合戈登·皮滕吉尔的研究小组修正了水星的轨道周期应为59天;1968年观测到蟹状星云中脉冲星的周期性,提供了中子星存在的可靠证据;1974年,赫尔斯和泰勒在阿雷西沃同志的帮助下发现了第一个脉冲双星系统PSR B1913+16,对其深入研究对引力波的存在提供了间接证据,两名发现者因此获得了诺贝尔物理学奖;1982年,阿同志又发现了第一颗毫秒脉冲星;1989年,阿雷西沃天文台首次实现了小行星4769 Castalia的直接成像;1990至1994年间,配合亚历山大·沃尔兹赞发现了脉冲星PSR B1257+12以及它的三个行星,这些是人类最早发现的太阳系外行星;1994年,阿同志成功绘制出了水星两极地区的冰分布图;进入21世纪后,阿同志又积极参与快速射电暴和引力波的相关科学观测,提供了大批可用数据。如今,阿雷西沃同志的退役,使我们失去了一个好同志。 —— 国小天哀告 2020年11月26日 2020年11月19日,美国国家科学基金会(NSF)正式宣布阿雷西沃射电望远镜(Arecibo Radio Telescope)退役。直到2016年7月FAST建成之前,阿雷西沃数十年一直独揽世界上最大的单口径射电望远镜桂冠,为射电天文学、大气科学等研究领域提供了海量的研究数据。如今,这座天文观测史上具有划时代意义的传奇天文台,最终在建成后的第57年迎来了谢幕。 2020年8月10日SkySat卫星拍摄的阿雷西沃天文台 / 悲剧是如何发生的? 今年8月10日阿雷西沃一条悬挂馈源舱的辅助钢缆发生断裂,在主镜面上砸出了一条100英尺(大约30.48米)长的裂隙,并同时损坏了馈源舱(正式名称为格里高利穹顶,英文为Gregorian Dome)的6-8个面板。美国国家科学基金会(NSF)紧急制定了修缮计划,对望远镜进行修理。【读过小天之前文章的小星星应该还记得】  八月电缆损坏后的照片 / UCF_AO 然而,屋漏偏逢连夜雨,修缮计划还没开始执行,11月6日,另一根用于支撑馈源舱的主要钢缆也出乎预料地发生了断裂。这意味着悬挂在镜面上方,重达900吨的馈源舱平台岌岌可危,随时有可能坠落下来。NSF的工程评估团队认为很难在保证安全的前提下完成对望远镜的维修,因此最终决定制定退役计划,让这台传奇望远镜寿终正寝。 / 阿雷西沃的荣光 虽然阿雷西沃是一台天文观测用途的射电望远镜,但鲜为人知的是,在建造之初,它是由美国国防部提供资金的,用以推动反弹道导弹防御系统的研究。  1962年_阿雷西沃天文台建造中 / NSF 阿雷西沃天文台始建于上世纪60年代,当时研究人员希望寻找一个靠近赤道的射电望远镜,用以研究大气电离层相关的极光等科学,然而由于设计阶段的计算错误,阿雷西沃的镜面直径达到了电离层研究所需的10倍——约305米(1000英尺),这使得它不仅可以用于监视电离层信息,也同样可以达到射电天文研究所需要的灵敏度。 在2016年中国500米单口径球面射电天文望远镜(FAST,Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope),也就是如今闻名于世的“天眼”建成之前,阿雷西沃一直都是世界上最大的单口径望远镜。  2019年春季的阿雷西沃天文台 / NSF_UCF 阿雷西沃在大气观测、脉冲星等射电天文学领域还有引力波方面做出了卓越的科研贡献,由于它有着巨大的反射面——这意味着这台望远镜不仅可以作为信号接收方,同样也可以作为发射方——阿雷西沃也被用来进行周边的行星科学探测,通过对临近行星发射射电信号并通过探测反射回的信号来对其进行研究(没错就是雷达天线的原理)。 阿雷西沃天文台夜景 / NSF 并且,阿雷西沃也拥有向近邻宇宙进行射电广播——给可能存在的外星人发送信息的能力。而且天文台的确在1974年向大约2.5万光年外的球状星团M13发送了一组图像信息,包含了数字、化学式、人类信息、太阳系状况和望远镜信息等粗略图像,这组信息也被称为“阿雷西沃信息”。 阿雷西沃信息/ 阿雷西沃天文台 作为一台大型科学设施,阿雷西沃也是影视作品中的网红演员,几次在电影中出镜,1995年的《007:黄金眼(GoldenEye)》和1997年Jodie Foster导演的《超时空接触(Contact)》都以这台望远镜作为取景地。 1995年James Bond的电影 GoldenEye 1997年Jodie Foster的电影 Contact 虽然作为一项科研设施,阿雷西沃已经完成了自己的使命,但濒临退役的它,仍旧是众多小生命的归宿。阿雷西沃天文台现在仍是很多猫咪的家园。 最初是因为飓风过后,当地居民接连迁徙离开小岛,遭到遗弃的宠物猫们只好来到天文台寻求庇佑,以躲避频繁发生的暴风雨。天文台站的工作人员并没有赶走这些可怜的小生命,他们治疗并收养了其中的一部分,并且用行星和小行星来命名它们。  三只在阿雷西沃天文台出生的猫咪 但由于这些流浪猫不断生下小猫,早在几年前就有工作人员担忧野猫的数量可能会失控,尤其是在这样一个可爱的猫窝(指阿雷西沃这口大锅)中。因此阿雷西沃天文台也随即建立了天文台的猫咪领养系统。 而阿雷西沃的退役和拆除,可能也会影响到一部分“原住居民”的起居,因此如何妥善安置它们也将是一个亟待解决的问题。 / 坎坷“镜”生 “年过半百”的阿雷西沃曾经屡次遭受自然灾害。2014年它就曾遭受6.5级地震的冲击,而这之后又经历了上百次大小地震,但它还是坚毅地挺了过来。 而对它破坏性更大的,其实是飓风。由于阿雷西沃上方依靠钢缆悬挂着80余吨重的馈源舱,风暴很有可能对其造成严重损坏。2017年飓风玛利亚袭击波多黎各,就对阿雷西沃造成了不小的损坏,而恰逢天文台资金告罄,一时间维修工作竟无法进行,不得不宣布长期关停进行修整,实际上直到今年钢缆发生损坏之前,仍旧有部分维修工作没有完成。 阿雷西沃天文台馈源舱夜景 / NSF / 再见,阿雷西沃 虽然在阿雷西沃之后,我们又建造了FAST这样的单口径射电望远镜和ALMA、SKA等射电干涉阵列,但阿雷西沃仍旧有着不可替代的作用,它的退役仍旧是射电天文领域的一个重大损失。不过阿雷西沃积累下的数据依然仍旧足够我们继续使用相当长的时间,它的科研产出在短时间内仍旧不会停止。 而作为下一代单口径射电望远镜中的明星,建造在中国贵州的天眼——FAST也已经正式进入观测状态,它将接过阿雷西沃的接力棒,为人类接下来的射电观测提供强有力的支持。   中国500米单口径球面射电天文望远镜(FAST,Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope) 作者简介 / 猫又,国家天文台星系宇宙学团组博士在读,研究方向为星系结构演化。 云云,一个想做科普的文科生。 我们是一群平均从业年限5+的通信专业工程师。关注我们,带你了解通信世界的精彩! 你点的每个在看,我都认真当成了喜欢 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-12-17 关键词: 射电观测 通信技术

  • “通信原理研讨会”之后的一些思考

    大家好,我是小枣君。 上周六,东南大学联合人民邮电出版社,在北京共同主办了一场“通信原理”课程研讨会。 该研讨会邀请了包括北邮、国防科大、成电、西电在内的国内众多高校通信原理课程一线教师,共同参与教学内容研讨、教学经验交流。 研讨会的演讲嘉宾,都是国内顶尖高校的顶级专家,相信很多同学都非常熟悉。 作为通信知识服务领域的创业者,我有幸受主办方邀请,全程参加了本次会议,获益颇多。 今天这篇文章,我主要想分享一下参会感悟,与大家进行探讨。 ▉ 产品思维 众所周知,通信原理是通信专业最核心的一门课程,也是难度最高的课程之一。 其实,不仅是学生觉得这门课“难学”,老师们也普遍认为这门课“难教”。 本次研讨会的几位与会专家,尤其是北邮的杨鸿文教授、东大的宋铁成教授,重点介绍了自己几十年教学工作的经验和心得。 我真切地感受到,他们作为一线资深教师,把教学当作一项伟大的事业在做。他们不仅有宏大的价值观,也有实用的方法论,非常令人敬佩。 我个人始终认为,真正想要把一门课做好,最有效的方法,就是引入产品思维。而做产品的最高境界,就是把它当作一项伟大的终身事业。 所谓产品思维,就是课程老师将自己定位为产品经理,将课程视为产品,将学生视为用户。 以用户为中心,着力打造优秀的产品,为用户创造更高的价值,带给用户极致的体验,是每一个产品经理的职责。 现在国内的高等教育,我觉得很多老师欠缺产品思维。他们对上课这件事的理解,还停留在几十年甚至上百年前。 他们或许认为,上课这件事,就应该以自己为中心——“我上课,你听课,你听不懂或者学不会,是你的问题,而不是我的问题”,“为什么别人都听得懂,你听不懂?”,“这个课,我的老师就是这么教我的,我也这么教你。”…… 思维方式决定工作态度。如果以自己为中心,而非以学生为中心,就容易造成责任心缺失、价值观扭曲。这种老师,根本不会在意自己的课程到底有多烂(产品质量),不会愿意认真改进课程(打磨产品),也不会关心学生对自己课程的意见看法(用户反馈)。 在这种情况下,课程效果差,学生无法掌握课程内容,是必然的结果。 是否具有产品思维,也有很多客观原因。 首先,它取决于学校、院系和老师本人对教学工作的重视程度。 现阶段,高校老师科研任务重,社会活动多,导致老师无法聚焦教学工作,无法投入足够的时间和精力。 研讨会上就有专家提到,自己的教研团队资源很难协调,经常出现“老师前脚走出教室,后脚直奔机场”的情况。 很多高校,表面上重视教学,实际上关心的是别的。 他们采用简单粗暴的管理方式,通过设立课时数的KPI指标,强制要求老师完成本科和研究生教学任务。这种方式,是治标不治本。 其次,产品思维的不足,和社会背景和环境有很大关系。 高等教育是典型的“卖方市场”。教育资源的不足和集中化,使得学生上大学(尤其是好大学)仍然是一件无法自主选择的事情。在这样的前提下,教育无法实现完全的市场化,高校和老师推动产品思维的动力就会不足(反正你求着上,我不愁没生源)。 即便是现在通信行业不景气,导致通信专业学生流失。在985/211、双一流这样的学校,也看不到老师对此表示忧虑和担心。 ▉ 演绎能力 如今,高校引进人才,对人才的学历和资历要求很高。但他们往往忽视了其它方面能力的要求。 上课和搞科研存在很大的不同。上课并不仅仅是技术能力的问题,还包括表达能力的问题。 一个优秀的老师,往往是技术和表达的完美结合。仅懂技术,当不了好老师。仅懂表达,也不行。 既懂技术又懂表达的人,往往非常稀缺。 我们的很多老师,技术上没有任何问题,论文发得也是溜溜的,但是表达能力不足。他们不具备把问题说清楚的能力。 我一直认为,老师这个职业,并不是流水线上面的工人,而是舞台上的演员。这种职业,是不可能进行批量复制的。我们应该鼓励老师向个性化的方向发展,形成自己鲜明的授课特点。 对于课程来说,内容(课件、大纲和教材)很容易复制,但演绎能力是复制不了的,这需要进行反复的刻意练习,也有一部分天赋因素。 知识储备是演绎能力的支撑,演绎能力是知识储备的升华。知识储备和演绎能力,是一位优秀老师的核心竞争力。 除了个人演绎能力之外,对于演绎使用的道具(课件、教具等),老师们也应该花更多的时间,按前面所说的产品思维,进行深度包装设计,帮助改善用户体验。 ▉ 实践课程 通信原理是一门理论性很强的基础课。课程的学习难度较大,学生很容易被枯燥的理论内容弄懵圈。 本次研讨会,来自西电的任光亮教授和来自成电的李晓峰教授,重点提到了学生实践能力的培养。 任教授提到,他们采购了大量低成本的软件无线电平台设备,让学生进行自主实践设计,以此达到培养学生实践能力的目的,取得了很好的效果。 搞过培训教育的人都知道,理论授课是最“简单轻松”的授课形式。 老师站在哪里不停地讲,看上去很辛苦,怎么会“简单轻松”呢? 这里所说的“简单轻松”,是站在课程交付的角度来说的。面对面的理论授课,噼里啪啦讲完就下课,45分钟完事,没有不确定因素,没有风险,不容易发生意外。 相比之下,引入实践课程,难度不在“课上”,而在“课后”。 引入实践,需要进行实践课程设计,需要购买设备仪器,需要自己搞懂设备仪器,需要搭建环境,准备软硬件工具,需要按小组甚至按个人进行指导。设备和环境使用之后,要回收、恢复、整理…… 总而言之,开设实践课程,投入的精力和时间,远远超过理论课程。 实践课程的不可控因素也很多,容易出现各种意外情况。设备损坏,人身安全伤害等,都有可能发生。老师和学校院系,都不愿意承担这样的风险。 实践课程对老师的能力要求也很高。如果老师搞不定,会引起学生对老师能力的质疑,影响个人权威。 对实践的考评,难度远远大于笔试阅卷(老师认真评审的话,很费脑子)。评分标准也存在很大的尺度差异,容易引起学生的质疑。 综上所述,大部分老师宁愿理论授课辛苦一些,也不愿意去设计和组织实践类课程。即使是搞,也是走走形式,点到为止。 但是实际上,理论授课是所有学习方式中,效率最低的一种。而实践,却是效率最高的一种。 理论授课,很多时候是一种单向沟通,很难吸引学生的注意力,也很难调动学生的参与性。可能学生听着听着,就走神了,等回过神来,已经跟不上课程节奏了。 理论授课也无法有效激发学生的思考,无法有效锻炼学生的提问能力、资料检索能力、问题解决能力。 对于学生来说,应对理论授课的方法非常简单——平时不需要那么努力,只要期末的时候拼命刷题,就可以了。如果大家都发现刷题更为有效,平时就很难再有人积极参与学习,更不会有人产生对课程的兴趣,进行主动地探索。 ▉ 线上课程 这些年来,线上课程(远程教育)变得越来越流行。 尤其是今年,因为疫情的原因,很多学校都组织进行了远程直播,制作了大量的视频录播课程(例如慕课)。 但是,根据实际反馈情况来看,不管是直播还是录播,效果都不甚理想。 这背后的原因是多方面的。 线上课程(远程)和线下课程(现场)存在很大的区别,并不仅是培训形式的不同。 站在学生的角度,主要区别在于氛围。 一个人对着电脑学习,和一群人坐在教室里一起学习,氛围完全不同。一个人学习,缺乏一种仪式感,更容易走神,更容易放弃,难以坚持。 站在老师的角度,主要区别在于情绪。 线上课程的授课难度,远远大于线下面授。老师对着电脑授课,没有办法借助肢体语言,没有来自对象的反馈。这样一来,老师很难调动情绪,“状态”出不来。 所以,一直以来我都认为,线上课程难以取代现场授课。即便是如今吹得天花乱坠的VR/AR,都无法克服上述问题。 线上课程并不是完全没用。它的优势在于,能够打破空间和时间的限制,在客观条件存在限制的情况下,起到补充的作用。 所以,开发一些高质量的视频课程,又有其必要性。至少便于传播和沉淀,有利于教育的公平。 前几年,高校将开发慕课(MOOC)搞成了一项“运动”。看似课程数量大幅增加,但实际上糟粕多于精华,有其形而无其神,实在是令人感到遗憾。 好了,以上就是我的一些个人看法。这些看法不一定准确,希望能够起到抛砖引玉的作用,欢迎大家在留言区进行讨论。 谢谢大家! —— 全文完 —— 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-12-17 关键词: 网络 通信技术

  • 通信十大定律,最后一个扎心了……

    01 摩尔定律 英特尔(Intel)创始人之一戈登·摩尔(Gordon Moore)提出摩尔定律:当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。 戈登·摩尔 摩尔定律的核心内容主要有三个: 一是集成更多的晶体管,每隔两年单芯片集成的晶体管数目翻一番; 二是实现更高的性能,每隔两年性能提高一倍; 三是实现更低的价格,单个晶体管的价格每隔两年下降一倍。 摩尔定律被称为“半导体行业的传奇定律”,它不仅揭示了信息技术进步的速度,更在接下来的半个世纪中,犹如一只无形大手般推动了整个半导体行业的变革。 02 梅特卡夫定律 1993年,乔治·吉尔德提出梅特卡夫定律:一个网络的价值等于该网络内的节点数的平方,而且该网络的价值与联网的用户数的平方成正比。 该定律表明,一个网络的用户数目越多,那么整个网络和该网络内的每台计算机的价值也就越大。 用公式再来说明一下: 网络设备之间可能连接数 网络可能连接数C可以表示为: C = n(n-1)/2 (1) 网络的经济价值V表示为: V=C2 (2) 互联性驱动经济价值,这就能明白万物互联对运营商等企业的价值了。 03 吉尔德定律 乔治·吉尔德(数字时代三大思想家之一)提出吉尔德定律(又称胜利者浪费定律):最为成功的商业运作模式是价格最低的资源将会被尽可能的消耗,以此来保存最昂贵的资源。 吉尔德定律被描述为:在未来25年,主干网的带宽每6个月增长一倍,其增长速度是摩尔定律预测的 CPU 增长速度的3倍并预言将来上网会免费。 网络速度提升、价格下降,这不就是提速降费的惠民政策吗? 摩尔定律、梅特卡夫定律和吉尔德定律的三大趋势,共同推动着通信网络和信息社会飞速发展。 04 库梅定律 2011年,斯坦福大学的教授乔纳森·库梅(Jonathan Koomey)发现了库梅定律:单位运算的电耗量,每一年半就降低一半,从计算机诞生开始,都会持续下去。 21世纪,摩尔定律和库梅定律具有同等重要的地位。 库梅定律 vs 摩尔定律 库梅指出,从1946年第一台电子计算机ENIAC诞生之日算起,相同的计算量所需能耗一降再降。 微软和英特尔曾经联手对ENIAC的峰值功耗进行了计算——每秒运行5000次加法,所需功耗为150千瓦。如今仅仅是ENIAC时期的四万分之一。 ENIAC (占地面积达170平方米,重30吨) 物联网的基础是数据,如何采集世界的数据? 其中一个解决方案是利用库梅定律,建立遍布于世界的传感器网络,和计算机进行连接,建立自动化获得世界信息的范式,更好地收集世界的数据。 我们要建立大思维,正如我们的五官等感官都在收集信息供给我们处理,你的大脑会不断比较,从而建立一个关于世界的图景。 05 尼尔森定律 1998年,嘉卡伯·尼尔森(Jakob Nielsen)提出互联网宽带的尼尔森定律:高端用户带宽将以平均每年50%的增幅增长,每21个月带宽速率将增长一倍。 这也是指数化增长的曲线,这也是为什么现在很多大的电信公司,价格一降再降,但是仍然可以从中获得丰厚利润的主要原因。回顾宽带用户的发展情况其增长趋势很好地与该定律吻合。 06 库帕定律 马丁·库帕(Martin Lawrence Cooper)提出库伯定律:无线网络容量每30个月增加一倍。 库帕大哥大的发明者,被称为移动电话之父。 马丁·库帕 有人说,“库伯定律”比“摩尔定律”更加经典,更加坚不可摧。 从1897 年吉列尔莫·马可尼( Guglielmo Marconi)用无线电报传递莫尔斯电码,到今天4G通信技术的应用,这个定律都被认为是正确的。 而且更酷的是,无线射频传递过程中的信息量,不同于芯片上的晶体管,它不存在物理空间的极限限制,只要架设更多的线路,更多的带宽,搭建更多的终端,信息传输量就会永无止境地向上递增。 07 Edholm带宽定律 菲尔·埃德霍尔姆(Phil Edholm)提出Edholm带宽定律:人们对于无线短距离通信的带宽需求基本每隔18个月翻一番;为了满足日益增长的带宽需求,可以采用更先进的调制技术提高频带利用率,或者通过采用多种复用方式来增加信道容量。 Edholm带宽定律 在未来,无线网络的传输效率会和有线网络的传输效率逐渐趋同,无线网络和有线网络相互融合,是通信技术发展到一定阶段后必然会有的结果。 08 巴尔特定律 巴特尔定律:从一根光纤中导出的数据量,每9个月就会翻一倍,这也意味着在光纤网络中,数据传输成本每9个月的时间就会下降一半。 09 香农定律 1948年,美国工程师克劳德·香农(Claude Elwood Shannon)提出香农定律:如果把网络带宽比喻为车道宽度,那么网速就好比汽车在车道上行驶的速度;汽车在车道上行驶得快或者不快,要受限于车道宽度的大小,车道上正有多少辆汽车在行驶等诸多干扰性因素。 香农定律的数学公式 克劳德·香农在工程和数学界是一位响当当的人物,在20世纪30-40年代的工作为他赢得了“信息时代之父”( father of the information age )的称号。 克劳德·香农 10 墨菲定律 墨菲定律是一种心理学效应,由爱德华·墨菲(Edward A. Murphy)提出:凡事只要有可能出错,那就一定会出错。 墨菲定律自被提出之日起便被广泛应用于各个行业的安全生产管理中,通信行业也不例外。 举几个扎心的例子: 凡是有可能停电的基站,那就一定会停电; 凡是有可能发生断网的日子,那就一定会断网; 凡是有可能发生安全事故的工程施工,那就一定会发生事故。 “墨菲定律”是通信行业的铁律,不要有侥幸心理,请保持敬畏之心。 版权归原作者所有,如有侵权,请联系删除。 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-12-16 关键词: 摩尔定律 通信技术

  • 创新无论大小,生态未来可期——华为ICT学院里的创新日常

    回顾过去10年,每个企业思考最多的事情是什么?不是大数据、不是AI、不是物联网,是创新!而大数据、AI、物联网则只是创新的手段。 经济的高速发展让每一个中国人都明白了一个道理:只有创新才能持续前进,只有创新才能拥有未来。而在这场持续进行的创新之旅当中,每个人,每个组织,每个企业也都在寻找自己的创新之路。 何为创新?发射火箭到月球是创新,用外卖平台订餐是创新,把加湿器从下加水改成上加水同样也是创新。创新有大小之分,其影响力也有多寡之别;惊天动地的大创新固然值得敬佩,但真正能够改变未来的则是让每个人都习惯创新,习惯思考,习惯于用更新更好的方法和技术去改变现状。 清华创客日,大小创新齐聚一堂 作为国内最知名的超一流学府,清华大学始终是国内顶尖人才的聚集地和摇篮。而让清华长青的,不仅是在响亮名号和优势的师资,更是这里浓厚的创新氛围。 2020年11月28日,一年一度的“清华创客日”如期举办。在这场活动中,清华大学表彰了刚刚在“互联网+”大赛上载誉而归学生们,在这项国家级高校创新评比中,清华大学凭借5G通讯氮化镓功放芯片和高效能工业边缘AI芯片及应用两个创新项目荣获大赛高教主赛道金奖。而从获奖的作品名称来看,这样的创新研究不仅站在了科技的前沿,更与行业发展方向紧密贴合;是产学研用紧密合作,打造从科研到应用再到价值链条的绝佳体现。 显然,无论对于获奖的博士和导师团队,还是对于参与联合研发的企业来说,这些创新的工作量和价值都是巨大的。与此同时,另一场清华iCenter-华为AIoT创新训练营的作品评比也在同一天、同一场馆举行。而相对于清华创客日主舞台上的大项目、大奖项,AIoT创新训练营作品评比中的项目都是更加短平快的“微创新”,创新的参与者也从博士、博导和企业变成了在读的本科生和研究生。但相对于之前获得大奖的芯片创新,AIoT训练营中的作品更贴近生活,也更日常。 华为AIoT创新,同样精彩 如果说博士教育要求具备领域内的领先性,那么当代的本科教育则更贴近通才培育。既然培养通才是目标,那么人才之间的区别便在于发现和解决实际问题的能力。而利用IoT和AI技术发现并解决实际生活中的问题正是本次清华iCenter-华为AIoT创新训练营所关注的核心问题。 有的项目组发现放在宿舍楼下的外卖经常被拿错,而且很快就会变冷,影响口感。于是,项目组便利用华为IoT开发板和云端技术制作了能够自动下发取件码和扫码开箱的外卖保存柜。 有的项目组发现,同学因为课业繁重,经常忘记不同作业和活动的时间表和进度。于是便利用华为IoT开发板和华为云端语义分析模块开发了专门针对课程、作业和活动进度提醒的语音助手。 有的项目组发现清华食堂门口时刻都会有保安在提醒同学必须戴口罩进入食堂,费时费力且枯燥。于是便利用华为IoT开发板和华为云上的机器视觉功能开发了自动识别人员口罩佩戴情况的入口闸机和语音提醒系统。 诸如此类,不一而足。 作为一项使用华为IoT物联网开发板和华为云端AI能力的综合应用开发评比,项目评审不仅要考察参赛项目组的创意、编程和动手能力,更会要求参赛项目组从一开始便将作品的商业用途纳入考量。 而通过这样的创新训练和评比,同学们不仅熟悉了目前主流的物联网和云端AI技术的使用方法,更完整经历了一个项目从发现痛点、解决痛点到商业路演的全部流程;让同学们在校园当中便意识到技术、应用于产业之间的关系。为毕业之后再更大舞台上的持续创新埋下了种子、积累了经验。 华为中国区政企培训与认证部长张驰为训练营结业致辞 对此,华为中国区政企培训与认证部长张驰也在赛后的结业与颁奖环节中对清华师生表示:技术是华为的强项,但要让技术发挥它应有的价值还需要更多生态的力量。在从技术创新到应用创新的漫长链条中,生态是发现痛点的眼睛、是将技术活学活用的大脑和双手、是价值落地的实践者、是所有此次参赛项目组当中的每一个人。无论同学们毕业之后走向怎样的研究和工作岗位,请不要忘记技术的力量,更不要忘记动手实践创新所带来的快乐与收获。 ICT创新,从学生开始 2020年,华为提出“懂行”战略,强调将华为所具备的产品技术优势与海量生态伙伴所具备的行业视角、产业洞察相结合,以创造更多满足企业生产场景需求的解决方案;进而为企业和用户创造更多、更大的价值。 而在更大的图景中,华为所要打造的生态则不仅是分布在全国千行百业当中的公司型合作伙伴,更是一个拥有足够多、足够优秀人才储备的产学研用庞大生态。只有更多认同生态理念、习惯技术创新、善于发现痛点的人才加入这一体系,整个生态才能在创新的道路上持续前进。 华为ICT学院校企合作项目启动于2013年,7年多以在海内外数千所高校内建立华为ICT学院,而未来五年,华为计划培养200万学生,使其具备基本的ICT技术能力和创新思维模式,为技术创新和应用创新提供更庞大的生态储备。 之于华为,技术与产品的创新是日常工作;之于生态伙伴,将产品与技术转化成为用户需要的产品化解决方案是日常;而在更大范围的高效内,更多学生正在将学习、ICT技术与创新实践相连,而这正是新一代ICT人才的创新日常。 【IT葡萄皮】(公众号:itopics)由资深媒体人张垞运营。从业十二年的深度观察,只为一篇不吐不快的科技评论。 联系方式 电话:18612920630 电子邮件:69240891@163.com 微信:z87136954 QQ:87136954 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-12-16 关键词: 华为 通信技术

  • 意法半导体工业峰会:瞄准更精准、更高能效、更强通信

    意法半导体2020年工业峰会于12月2盛大开幕!ST共带来 50多场技术推介会,展出100多个演示装置,并请专家现场为大家解答问题、提供建议。2020年工业峰会依然聚焦电机控制、电力能源、自动化三大应用领域。ST不仅想要展示产品和解决方案,还想要揭示决定创新方向的工业趋势。本次活动将让观众见证我们在推进更精准、更高能效、更强通信方面的最新动作。 2020年工业峰会:让电机控制更精准 用新评估板解决振动和噪声问题 在2020年工业峰会上,意法半导体将帮助工程师探索更高的电机控制精准度。许多人都知道,精准度在这类设计中至关重要。例如,在风扇中,知道转子的初始角度可以确保电机平稳起动。高精准度将有助于减少噪音和振动,还能提高系统工作可靠性,并降低故障几率,因此,在设计空调、吊扇、空气净化器或抽油烟机等产品时,开发团队设法提高系统控制的精准度。但是,寻找转子初始角度是很棘手的,并且可能需要昂贵的元器件。 在峰会上,ST将展出我们的技术创新中心新开发的一个评估板,这块评估板能够检测转子的角度。板子的开放式固件(X-CUBE-MCSDK)可以将源代码直接插入应用程序中,赢得了参观者的一致好评。另外,整个解决方案基于STSPIN32F0601,还集成一个STM32F031低功耗微控制器,为应用带来更高的能效和成本效益。此外,逆变器级使用与STGD5H60DF类似的IGBT沟栅场截止IGBT。设计人员可以查看我们的实现方法,并了解如何降低开关损耗。这块定制板不仅仅是一个简易开发工具,对于希望开发更安静、更可靠的产品的工程师,它也是一个值得借鉴的实例。 用多轴位置控制克服成本挑战 ST团队还将用实体交互式迷宫游戏向工程师演示如何取得更高的电机控制精准度。迷宫安放在一个较大的桌面上(60厘米x 35厘米47厘米或24英寸x 14英寸x 19英寸),然后,我们的工程师在每个桌角放置一台电机,用于倾斜桌面。用户将有机会控制电机,移动桌面,控制小球穿行迷宫。在四个电机中,每一个都由一个PCB控制,在PCB上有一个STDRIVE601栅极驱动器、一个STH270N8F7功率MOSFET和一个STM32F767ZI微控制器,这是一个物料成本较低的完整系统设计。这块板子的销售版(我们称为STEVAL-ETH001V1)使用的是STDRIVE101而不是STDRIVE601。 用户通过操纵杆控制系统。操纵杆内置惯性传感器,位置数据无线发送到X-NUCLEO-IDB05A蓝牙Shield板,也可以通过有线连接发送到Hilscher网络控制器。简而言之,操纵杆将位置数据发送到控制板。然后,控制板通过逆运动学算法计算每个电机应移动的位置,再把位置数据通过EtherCAT Real Time link发送到电机。这个演示装置解决了电机之间的互连问题,并演示了开发团队如何使用实时通信在工厂自动化环境中应用位置控制技术。 Efficiency 2020年工业峰会:让电力能源更高效 用碳化硅破解决汽车充电难题 在工业峰会上,我们将聚焦一个困扰电动车市场的新挑战。随着电动汽车的人气越来越高,逐渐成为主流交通工具,消费者希望充电更快。汽车厂商可以提供直观的手机应用、更好的电量显示器和快速充电器。然而,在谈到公共和私家充电站的尺寸时,工程师面临一个新的挑战:城市不想要体积庞大的充电桩,因为拥挤的市中心无法容纳它们。同样,市民希望充电器尽可能少占车库空间。市场既想要充电桩能拥有大功率,又希望它能保持小身材。 STDES-PFCBIDIR电动汽车三相双向功率变换器可以破解这个进退两难的困境。得益于SCTW35N65G2V碳化硅MOSFET,这款芯片可以用于开发能效更高的电源变换器。凭借其宽带隙材料,SiC MOSFET具有更高的开关频率,可以显著改进高压电源的能效。因此,工程师可以开发尺寸更小而功率更大的充电器。STDES-PFCBIDIR还使用了STM32G474微控制器,别的不说,就它的高分辨率定时器意味着工程师可以更轻松地驱动SiC MOSFET,并使用更小的无源元件,从而降低了材料清单成本。 用氮化镓升级手机充电器 随着USB PD充电技术的出现,消费电子产品也面临着类似的充电问题。新一代手机和平板电脑一般都支持功率需求更高的快充技术。然而,兼容这些新规格的充电器又大又贵,这解释了为什么厂家没有在产品附件清单中附赠快充适配器,用户只得另购功率更高的充电器,这种现象已经引起一些消费者的意见。移动设备制造商正在积极寻求更高效的快速充电器,然而硅半导体的技术极限阻碍了他们的努力。 为克服这一挑战,意法半导体将在2020年工业峰会上展出一个65 W快充参考设计。得益于我们的MasterGaN1芯片,演示充电器的功率密度将达到30 W /英寸。GaN晶体管的带隙甚至比SiC还宽,使其成为解决这个问题的主要候选技术。而且,MasterGaN1 系统级封装意味着 使用这种新材料比以前简单多了。最终,GaN充电器与小功率充电器差不多一般大,可以为当今的大多数手机和平板电脑快速充电。这项技术意味着产品厂商可以在产品附件清单中增加大功率充电器,而不会导致快递费上涨或换用更大的包装盒,从而可以降低运营成本和环境影响。 Communication 2020年工业峰会:自动化需要更强的通信技术 智慧树液收取让世界更美好 当人们想到自动化时,不一定会想到通信。在本届工业峰会上,ST将揭示更强的通信如何助力自动化。现场的一款演示中,两个机械臂彼此靠近,却不会发生碰撞问题,这是因为他们都有通信系统。ST还将展出LoRa智能橡胶采集装置。它可以安放在树上收取树液,当容器快满时,MCU向云端发送提示信息,优化橡胶厂的运营效率。最后,我们还将展示城市如何通过像 Nextent Tag一样的手环自动跟踪病毒接触者。展出的可穿戴设备将使用Bluetooth LE和Sigfox传播数据,同时保护人们的隐私。 来源:OFweek维科号 21IC电子网 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-12-15 关键词: 汽车电子 消费电子 通信技术

  • 突破!华为超高速光传输研究刷新业界纪录

    突破!华为超高速光传输研究刷新业界纪录

    日前,华为在超高速信号处理技术方向实现了突破,首次实现220 GBaud超高速信号传输(业界商用能力最高仅为95GBaud,学术研究最高水平为192 GBaud),奠定了未来向单波速率超Tbit级别传输的技术基础。 据悉,华为的此项研究成果是在ECOC 2020(欧洲光纤通讯展览会)上作为PDP(Post-deadline paper,在截稿日期之后被接收的论文)论文发表时披露的。本届ECOC大会共有460篇论文参与评审,PDP文章仅有7篇,而华为的论文是唯一1篇来自中国设备商的研究成果! 在超高速传送领域,通过提高信号的符号速率是利用数字相干技术实现大容量传输系统的重要研究方向之一,尤其在单波速率向超Tbit级别演进,基于高符号速率的传输系统往往可以实现更好的传输效果。当前,业界商用最顶尖的单波800G传输技术采用95 GBaud 左右的信号,业界同类研究中最高速率纪录是2019年由日本NTT研究人员报道的192 GBaud。 此次华为慕尼黑光通信研发团队研发人员,借助新型大带宽IQ调制器以及神经元网络的非线性数字信号处理算法,首次突破200GBaud的关卡,首次实现220 GBaud超高速信号传输,刷新业界纪录;同时也为未来单波速率向超Tbit级别的技术演进奠定基础。 华为慕尼黑光与量子通信实验室主任Maxim Kuschnerov博士表示:“我们的实验标志着光纤通信研究的一个重要里程碑。在第一代以每秒28GBaud为基础的相干光产品问世10年后,我们利用AI驱动的先进信号处理技术和最新的大带宽光器件,将速率提高了近8倍,奠定了未来城域和骨干网Tbit级别超高速光传输的基础。 图:华为在ECOC2020(欧洲光纤通讯展览会)发表的PDP论文 得益于在超高速领域的长期研究和投入,华为超高速光传输取得一系列成果。2020年2月,华为在伦敦率先发布业界800G超高速光模块,实现单纤容量48T的业界商用能力世界纪录,并被应用于全系列的华为OptiXtrans光传送产品中,涵盖骨干传输、城域传输、数据中心互联等多种应用场景,大幅提升光网络的传输性能,进一步降低单比特传输成本。 据了解,华为超高速传送解决方案已在全球获得广泛应用。根据全球电信产业最具权威性的电信咨询机构Omdia分析报告显示,截止2020年Q2,华为超高速延续了超100G高速传输市场份额的领先优势,全球出货份额占比高达39.1%。 华为方面表示,未来也将持续加大在超高速传输技术方面的投入,持续提供业界最大的光纤传输能力,帮助客户更好地应对F5G时代下网络流量的快速增长,助力各行各业实现商业成功。

    时间:2020-12-14 关键词: 数字信号 通信技术

  • 移远通信5G模组支持小米电视『大师』82”至尊纪念版量产

    大师登场,至尊感受。近日,小米推出小米电视『大师』82”至尊纪念版,支持8K超高清分辨率,搭载移远通信RM500Q 5G模组,采用全新的Mini LED显示技术,配备了声动之翼自动伸缩式音响系统,可为消费者带来影院级视听盛宴,用实力推动世界走向5G+8K超高清时代。目前,该款电视已在小米官网等平台正式开售。 得益于5G无线网络的加持,小米电视『大师』82”至尊纪念版启用5G模式,无论是观影还是游戏都可享受至尊的使用体验,完美规避超高清视频播放卡顿现象,无惧无线网络欠缺或者堵塞等情况。 5G高速连接,告别播放卡顿 在传输层面,想要完美呈现8K超高清视频内容,需要高速的网络连接给予强有力的支撑。当前,家庭无线网络因连接设备太多经常会出现网络拥堵的情况,还有一些无线网络根本无法匹配8K超高清视频的需求,甚至还有一些家庭没有安装无线网络。 作为小米首款支持5G+8K的电视,小米电视『大师』82”至尊纪念版搭载了移远通信RM500Q 5G模组,凭借5G技术高速率、低时延、大容量等优势,完全可满足8K超高清视频实时传输的高带宽需求。 5G网络接入的灵活性进一步拓宽了应用范围,除家庭外,这款电视还可适用于展会、商场等商用场景,随时随地都可享受8K超高清视频的美好。 畅想极限画质,全屋智能互联 小米电视『大师』82”至尊纪念版采用82英寸8K超高清屏幕,搭载8K电视主芯片,分辨率高达7680x4320,是4K的四倍、2K的16倍,搭配178°可视角度及120Hz流速屏,能极速捕捉每一个精彩瞬间,即使近距离观看也能保持细腻的画面。 在智能化方面,小米电视『大师』82”至尊纪念版向前迈进了一大步。该电视可与所有接入小米AIoT生态的智能设备实现联动,通过遥控器和语音两种控制方式,在电视端形成控制、显示、交互。其不仅可以接收智能设备的消息推送,还支持画中画、一触投屏等功能,播放期间也能查看智能门铃和摄像头的监控画面。 强强联合,使能5G+8K时代 小米电视『大师』82”至尊纪念版内置移远RM500Q 5G模组,支持5G NR sub-6GHz频段以及5G独立组网(SA)和非独立组网(NSA)两种运行模式,并兼容4G、3G网络,可覆盖世界范围内的主流运营商,全球通用。RM500Q模组采用M.2封装,可与多款移远模组实现兼容,方便客户终端的升级换代。 作为移远首批推出的5G模组,RM500Q已陆续通过CCC、SRRC、CTA等多项认证。目前,RM500Q模组已支持数百家行业客户进行5G产品设计开发,并在超高清视频直播等领域实现了规模化量产。 在产业链各方的共同努力下,超高清视频产业走向了快速发展的轨道。当下,超高清时代已正式开启,随着5G和8K技术的不断深入融合,超高清行业拥有广阔的发展前景。大力推进超高清视频的发展,可满足人们对美好生活的需求,改变人们的生活方式。 未来,移远通信将继续携手小米,在超高清电视等领域不断取得突破,持续为5G商用及超高清产业发展做出贡献。 近期精彩 移远通信佛山研发中心正式开业 移远通信受邀在5G+工业互联网大会演讲 移远通信5G客户终端实力吸睛 5G终端先行者产业联盟第二届理事会会议 不再低调,QuecPython横空出世 ↓点击“阅读原文”,了解移远5G模组 关于移远通信 上海移远通信技术股份有限公司(上海证券交易所股票代码:603236)是全球领先的物联网模组供应商,拥有涵盖5G、车载前装、LTE/LTE-A、NB-IoT/LTE-M、安卓智能、WCDMA/HSPA(+)、GSM/GPRS和GNSS模组的完备产品线以及丰富的行业经验,可提供包括蜂窝通信模组、物联网应用解决方案及云平台管理在内的一站式服务。公司产品主要应用于车载运输、无线支付、智慧能源、智慧城市、无线网关、工业应用、医疗健康和农业环境等领域。更多信息,敬请访问移远官网https://www.quectel.com/cn/,关注微信公众号“移远通信”或发送邮件至marketing@quectel.com。 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-12-11 关键词: 5G 通信技术

  • 三大巨头合力刷新世界纪录!远距离通信速率达1Gbps

    三大巨头合力刷新世界纪录!远距离通信速率达1Gbps

    近日,TIM、爱立信和高通技术公司将5G技术应用于5G固定无线接入(FWA),创造了超宽带远距离通信速率的全新世界纪录。基于TIM现网下的26GHz毫米波频段,在距离基站6.5千米的距离,实现了1Gbps的通信速率(UDP协议下为1Gbps,Ookla TCP Speedtest测速为700Mbps)。 这一记录证实了5G毫米波频段不仅适用于城市、高速或高密度地区的部署,而且同样适用于更广泛的5G FWA覆盖。该记录的实现,以TIM九月份在毫米波上取得的成功为基础,当时在TIM的5G现网环境下,其下行链路连接速率稳定地达到了4Gbps以上。 这一里程碑式的成果为向TIM的用户提供增强型超宽带连接铺平了道路,尤其是在光纤网络尚未覆盖的区域;同时,它还确保通过这些全新的名为“光纤到无线”的5G FWA解决方案,面向全国提供日益广泛且高效的宽带网络覆盖。 (资料图) 全新爱立信5G毫米波高功率天线集成无线电AIR 5322,帮助该创新解决方案在现网中进行了测试。该无线电设备安装在罗马奥廖洛·罗马诺的移动站址,并配备了爱立信增程软件。同时,此次测试还采用了已上市的新一代5G终端,包括Casa Systems的全新AurusAI——业界首款高功率5G毫米波CPE,该CPE搭载了高通骁龙™ X55 5G调制解调器及射频系统和高通QTM527增程毫米波天线模组。 据悉,该解决方案不久后还将在都灵省卡纳韦塞区弗龙特镇进行测试。在这个传统光纤网络还未覆盖到的地区,5G毫米波基站将提供大容量无线电链路连接,让部分用户体验每秒数千兆比特的FWA 5G毫米波速度。而可供商业客户试用这一新技术的其他工业区域,也将陆续确定。

    时间:2020-12-10 关键词: 5G 通信技术

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