DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 2. 网络信息普及化所受到的挑战 毋庸讳言的是，伴随着网络信息普及化的进程，也出现了网络安全问题： 2.1. 网络信息的垄断化使得中国政府的话语权受到挑战 由于霸权主义国家占领着网络技术的制高点，因此他们凭借先进的网络资源，一方面以保障自由、民主、人权为口号，要求别国实行网络自由，放松网络监管；另一方面他们利用自身的技术优势和信息垄断地位，对他国不断进行情报战、信息战、意识形态渗透，妄图达到不战而瓦解和削弱战略对手的目的。 如：现行普遍电脑自带软件系统win8具有侵犯隐私的嫌疑，严重影响到使用者的生活和工作，美国国家安全局利用这种系统普及到中国大陆中来，偷窃和窥视中国官员的生活隐私和工作中的机密内容，借此偷取了我国大量的高等机密文件，探视我国的发展现状并趁机予以阻挠，严重违反了国际安全法并且严重侵害了我国国家安全和社会发展。 又如：美国国家安全局对部分中国企业进行攻击和监听。为了追踪中国军方，美国国家安全局入侵了中国两家大型移动通信网络公司。因为担心华为在其设备中植入后门，美国国家安全局攻击并监听了华为公司网络，获得了客户资料、内部培训文件、内部电子邮件、甚至还有个别产品源代码。 再如：美国国家安全局还对中国顶尖高等学府清华大学的主干网络发起大规模的黑客攻击。在2013年1月的一次攻击中，至少63部电脑和服务器被黑。中国六大骨干网之一的“中国教育和科研计算机网”就设在清华大学，清华的主干网络被黑，意味着数百万中国公民的网络数据可能失窃。 这样，由于我国缺少自主创新意识，严重依赖他国的网络信息技术，网络安全能力、管理措施能力、防范技术均不及他国。从而使得我国在网络信息普及化的问题上缺少主导权和话语权。 2.2. 网络信息的从众化使得和谐社会的构建遭到挑战 网络信息的多样化冲击了我国的主流意识形态，使得主流意识形态与非主流意识形态并存的局面出现。与此同时出现的是：人性越来越冷漠，缺少和身边朋友的交流，只知道和互联网联系；民众越来越淡漠，没有主见，便随波逐流，认为大家都做的事情就是对的，即便有错那么多人做也不会怪罪在自己头上，从而形成了可怕的从众心理。从众心理使得民众没有一个正确的价值观，没有捍卫主流意识形态的决心和勇气，只是随声附和网络里的多数声音。 近年来，公众不仅对信息化社会带来的公开信息和正确信息开始怀有怀疑的态度，而且还将这些态度带入现实的社会，从而严重地影响到和谐社会的构建。如：由于目前我国网络监管力度还有待加强，一些不法分子渗透进入了互联网，他们入侵电脑，在公共平台上传一些不雅视频或是不雅图片，教唆民众，散步谣言来以假乱真，私下进行一些非法活动，传播不良风气。公众在这样的情况下很容易误入歧途，或是受到不良影响，反之去崇魅一些歪曲的现象。又如：随着互联网骗局的愈演愈烈，现在的公众没有辨别是非的能力，只有一味的从众心理，在群殴，绑架，勒索，谣言，假新闻等的大量出现后，持有从众心理的公众往往就一窝蜂的模仿和传播，或者是在事端面前作为一个看热闹者，极少数者还会盲目地跟随“主流”去制造事端。其往往成为产生社会安全隐患的源头。 2.3. 网络信息的多样化使得我国的主流意识形态受到挑战 信息世界的发达、普及和多样化，使我国的主流意识形态面临着严峻挑战，其主要表现为：敌对势力的文化渗透威胁我国意识形态安全；各种社会思潮影响我国主流意识形态的权威认同；我国主流意识受到外国负面意识的冲击；发展主题与现代化目标淡化了意识形态之间的对立；多方位的意识形态和价值观冲击我国主流意识观；信息化的便捷与多元化打破我国传统意识形态。 特别是在多元化的网络社会，由于许多公众缺少一种辨别是非的能力，再加上敌对势力的文化渗透和从众心理的泛滥，往往易使得一部分年轻人觉得西方的普世价值是真理，自觉或者不自觉的去模仿学习渗透进来的西方文化价值观，并逐渐排斥自己国家的治国理念和意识形态。其正如习近平所指出：“近些年来，国内外有些舆论提出中国现在搞的究竟还是不是社会主义的疑问，有人说是‘资本社会主义’，还有人干脆说是‘国家资本主义’、‘新官僚资本主义’”[ 1 ] 。这些思想和观点的盛行，一方面固然是敌对势力的有意为之，但另一方面缺乏网络安全意识却是一个重要的原因。
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user: 3. 加强网络信息安全的若干对策 3.1. 加强自主信息网络产业的发展，提高中国的信息安全管理能力 所谓网络信息安全主要是指网络的机密性、完整性、抵赖性、真实性及其隐私性。而忽视网络信息安全则会导致窃听、假冒、重放、流量分析、破坏完整性、拒绝服务、资源的非授权使用、特洛伊木马、病毒及其诽谤，这些都会导致国家信息安全的流失，和国家机密性丧失。为此必须认识到，“网络安全和信息化是事关国家安全和国家发展、事关广大人民群众工作生活的重大战略问题”、“没有网络安全就没有国家安全，没有信息化就没有现代化”[ 2 ] 。 今天，在网络信息化普及的现代化社会里，中国还相当缺少自主研发的能力。中国自主品牌在本土没有竞争能力，从根本上说就是自主研发技术的落后，导致市场被他国品牌占领，这是非常可悲的。特别是由于在网络信息技术上的依赖性，使得他国可以利用先进技术来对我国进行网络侵略和袭扰。为了防止西方敌对势力不友好的进攻和威胁，我们必须加强信息安全管理，保护本土产业链，以及人民财产安全、信息安全、隐私安全。我们要加强自主研发能力。加大对自主研制产品方面的投入，争取在尽可能短的时间内生产出以自主知识产权技术为核心的产品，取代外国产品。即使不得已采用国外的产品，也应该走引进、消化、吸收的道路，加快产品的本地化步伐，最终用国内产品替代国外产品。 3.2. 缩小与发达国家的“数字鸿沟”、摆脱“信息依附”的处境 数字鸿沟是我们在致力世界和平与发展、国家经济持续发展过程中不得不面对的严峻事实。因特网的使用能力的差距，一定程度上反映着不同国家、人群在数字化经济时代发展的差距，在这方面的差距将导致数字鸿沟。数字鸿沟体现了当代信息技术领域中存在的差距现象。为了尽快消除这种差距，我们： 必须加强信息技术的开发领域，信息技术的应用领域，特别是由网络技术，同时要加强网络安全、网络自主创新、区域和城乡差异，改善人均带宽与国际先进水平、网络不自由、信息化不成熟等一系列问题的建设，提高自主创新能力，摆脱信息依附，脱离西方资本主义的控制，制定关于网络信息安全和数字鸿沟经济的方针政策，去缩小“数字鸿沟”，重要的是确保人们能够平等地享用现代通信和网络基础设施，拥有大体平等的教育机会。在这方面，为国际社会作出了一些努力。缩小“数字鸿沟”必须加强信息安全管理制度，建设健全的国家网络信息安全管理体系。制定出一部属于我们自己的“安全制定方案”，加强组织和人员管理，提高预警、通报能力和人员管理素质，加强管理质量。加强高等信息安全人才的培训，提高信息安全意识，加强信息安全防范工作。 必须加快培养高等信息安全人才和高等信息管理人才，并且通过他们抓住互联网的多元化意识的点，进行规整和分析，使他们把一些分散的点聚集到一个点上去，做到统一意志，但又不能打破互联网中自由、开放的意识形态，做到张弛有度。 总之，在实现中华民族伟大复兴的进程中，我们不仅要加快网络信息化的建设，而且还要特别注意网络安全问题，以为早日实现中国梦奠定坚实的信息基础。
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user: 摘 要 主要采用实践调查法中的问卷调查法，并且通过对新型有缝塑料乒乓球与传统赛璐珞球的比较，探索新型有缝塑料球的特点，包括：气味、耐打性、速度、弧线、旋转等。根据不同打法的专业运动员的试打体验分析新型有缝塑料球对各种打法运动员在技、战术方面的影响。调查结果显示，参加调查的运动员对新材料球基本持肯定态度，愿意根据自己的打法特点积极适应新球，充分展现了我国乒乓球运动员勇于接受新事物、敢于面对挑战的崇高体育精神。 关键词 :新型有缝塑料球，特点，速度，弧线，旋转，技、战术
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user: 1. 前言 乒乓球被尊为我国的“国球”，承载着十几亿中国人对体育运动的梦想和激情。80年代以来，国乒一枝独秀，独霸乒坛数十载，几乎包揽了国际上各种赛事的金、银牌。随着乒乓球运动的蓬勃发展和科学技术的日益完善，人们对乒乓球运动提出了更高的要求。国际乒联为了打破金牌垄断的局面、缩小强弱差距，除了不断致力于全面完善竞赛规则上，更多的是对乒乓器材的大胆创新和突破。乒乓球改革经历了11分制替代21分制、无遮挡发球、禁用有机胶水、38 mm的小球改用40 mm的大球等重大规则的变革，每一次变革都无一例外地导致乒乓球技、战术训练体系发生改变[ 1 ] 。 为了秉承“科学与平衡发展”的改革准则、坚持可持续发展的环保理念，国际乒联在2012年多特蒙德世乒赛期间最终决定：从2014年7月1日开始，在国际乒联举办的赛事中全面启用非赛璐珞新材料塑料球 [ 2 ] 。2014年1月26日，我国生产乒乓器材的龙头企业红双喜和双鱼在微博先后发布了各自推出的新材料有缝乒乓球正式通过国际乒联新T3技术检测的消息，从而正式拉开了新材料乒乓球改革元年的序幕。这标志着120余年历史的赛璐珞乒乓球即将推出历史舞台，取而代之的是用高分子聚合物制成的绿色、环保、不可燃的新型有缝乒乓球。但是赛璐珞乒乓球并不会立马消失，国际乒联给出了两年的过渡期，也就是说在2016年6月30日之前赛璐珞乒乓球和新材料乒乓球可以同时在市面上合法销售，但是从2016年7月1日开始，赛璐珞乒乓球将被迫全面退出历史舞台 [ 3 ] 。 由于赛璐珞乒乓球的有毒性以及它易燃易爆的特性，不管是对生产者、运输者还是使用者都存在着一定的安全、健康隐患。这一次乒乓球材质的变化一方面体现了国际乒联的人本主义精神，密切关注运动员的健康；另一方面材料的改变势必会导致乒乓球技、战术训练发生巨大的改变，比如：旋转、速度、主流打法、配套器材等方面与之相应发生改变。本文运用调查研究法，对新材料有缝乒乓球的牢度、速度、旋转以及运动员的试打体验等多方面进行了解分析，以探索新材料有缝乒乓球的基本特点。
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user: 2. 研究对象与方法 2.1. 研究对象 新型有缝塑料乒乓球的特点及对技、战术的影响。 2.2. 研究方法——问卷调查法 为了更加深入的了解新型有缝塑料乒乓球的特点以及对不同打法类型的影响，并且给研究问题提供必要数据资料和事实依据，于2014年11月1号走访了位于江苏省南京市栖霞区仙林大学城的江苏省体育局训练中心乒乓球训练基地。对正在用新型有缝塑料乒乓球进行训练的省队二线队员们发放了自制的调查问卷进行调查。 调查问卷除了了解被调查者基本信息题(如：年龄、性别、握拍方式、打法类型)外，共有13道题，其中12道为封闭式选择题，最后一道为开放式论述题。问题主要涉及新型有缝塑料球与赛璐珞球相比在气味、耐打性、稳定性、节奏、旋转、弧线速度以及回合数等方面的区别，并且询问了调查者对新型有缝塑料球的态度，即：“您对新型有缝塑料球的态度是什么？适应吗？”和“用新型有缝塑料球后，您现在用的还是原来的底板和胶皮吗？是否考虑更换配套器材？”，最后的开放式问题“您进行新型有缝塑料球的试打体验以及新球对自己打法的影响”给了调查者更多的创造性空间以便自由地表达对新型有缝塑料球的看法。 问卷实际发放23份，收回23份，有效率达100%。其中男队员14名，女队员9名，平均年龄12.48岁，平均球龄6年。虽然本次研究调查的运动员都是青少年，年龄略小，但都是从小接受专业、正规的集训式训练并且每天练习时间可以达到8小时的专业球员。所以调查结果具有一定的说服力。
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user: 3. 研究结果分析 调查结果显示，总人数23人，若按握拍方式进行分类，分为：右手横拍12人、右手直拍4人、左手横拍5人、左手直拍2人，所占比例分别为：52%、17%、22%、9%。若按胶皮类型进行分类，则正手反胶22人，正手正胶仅1人；反手反胶22人，反手正胶仅1人。这说明，横拍两面反胶的打法是当代乒乓球的主流打法 [ 4 ] 。与之相应的，调查显示在三段指标中相持段的使用率最高，其次是发抢段，分别占总人数的57%和43%；并且相持段的得分率也是最高的，其次是发抢段和接抢段，分别占总人数的：52%、39%和9%。参与调查的大多数运动员认为，换成新型有缝塑料乒乓球后，虽然新球的运行轨迹不规则、不太稳定，有种“飘”或者“乱跳”的感觉，对自身的打法产生了一定的影响并且需要一段时间去适应，但普遍表示还是可以接受的。 3.1. 新型有缝塑料乒乓球的气味变化(图1) 新型有缝塑料乒乓球秉承着健康、环保的创新制作理念，运用高分子聚合物代替制作赛璐珞球的硝化纤维塑料。赛璐珞球的材质构成是：硝化纤维、樟脑和乙醇，从而导致赛璐珞球最明显的三个缺点就是：1) 有毒，有刺激性气味。不利于生产者和使用者的身体健康。2) 高度的易燃易爆性。存在着严重的社会安全隐患。3) 运输和贮存困难。干燥久贮不仅会变质，而且若温度超过40度会分解自燃，这无疑增加了运输和贮存的难度和成本。 然而新型有缝塑料乒乓球采用不可燃塑料，不仅气味明显小于赛璐珞球，变得更加环保，而且不易燃不易爆，大大降低了运输和贮存的风险系数，可以随身携带。充分体现了国际乒联的人文主义精神和可持续发展的环保理念。 3.2. 新型有缝塑料乒乓球的耐打性变化(图2) 参加问卷调查的运动员们普遍认为赛璐珞球更加耐打，新型有缝塑料乒乓球特别容易坏。在训练过程中，特别容易出现打破或者打碎的现象 [ 5 ] 。训练场地外的垃圾桶里，满满的都是被打碎的新球。这说明新型有缝塑料乒乓球更脆，不比赛璐珞球结实。 3.3. 新型有缝塑料乒乓球的速度变化 从图3中可以明显地看出，参与调查的多数运动员感觉新型有缝塑料球的球速整体呈减慢的趋势。 图1. 新型有缝塑料乒乓球与赛璐珞球关于气味的比较 图2. 新型有缝塑料乒乓球与赛璐珞球关于耐打性的比较 图3. 新型有缝塑料乒乓球与赛璐珞球关于速度的比较(单位：人) 这是由于新型有缝塑料乒乓球比赛璐珞球的直径细微变大为40+，导致其在飞行过程中阻力变大，从而导致球速变慢。然而这一结果是参与调查的运动员的主观感受，而非客观实测的结果。 一方面，新型有缝塑料球球速的降低会对发球的质量产生直接的影响，导致发球速度变慢、发球质量下降，从而使得发球抢攻的威胁下降，发抢段的得分率降低，对擅长“前三板”发球抢攻得分的运动员不利。 另一方面，新型有缝塑料球速度的降低，对于训练有素、基础扎实的专业运动员来说必将导致回合数的增多。用新型有缝塑料球后，在通常情况下运动员的相持变多，训练和比赛得分的重点将放在相持段。运动员普遍表示，一场比赛下来，运动强度较之以前明显增大。新球对运动员的体能提出了更高的要求，但是从另一方面来说，回合数的增多使得比赛更加激烈和精彩，从而导致乒乓球比赛的吸引力和观赏性进一步提高。 3.4. 新型有缝塑料乒乓球的弧线变化 图4可以清晰地显示出，有74%的运动员认为新型有缝塑料球的弧线降低了。通过询问教练员和运动员，发现其弧线的降低主要表现在新球的不稳定和落台后弹跳不规则上，运动员普遍觉得来球很飘但是球落台后变沉、不往前走不容易出台，因此教练员指出在接球时击球点要前移，需要有迎前意识并且主动发力。 3.5. 新型有缝塑料乒乓球的旋转变化 图5明显的呈现出，在摩擦新型有缝塑料球时旋转较之以前的赛璐珞球而言降低了。有92%的运动员表示新型有缝塑料乒乓球的旋转制造能力变弱了，从而削弱了自己发球直接得分的几率以及使得“前三板”的杀伤力大大降低。为了发出高质量的球必须改变原有的发球习惯，增大球在拍面上的摩擦面积并且尽量击球与拍面的中上部以加长摩擦距离。然而，从另一方面来看，新型有缝塑料球虽然降低了击球的旋转，但是却降低了防守的难度系数，使得防御力不降反升。这种变化导致的结果与速度的变慢造成的影响殊途同归：使得相持变多，增加了比赛的观赏性。 3.6. 运动员对新型有缝塑料乒乓球的态度(表1) 江苏省体育局训练基地乒乓球项目的负责人表示，半年来运动员断断续续地在使用新型有缝塑料乒乓球，期间还使用过传统的赛璐珞球和无缝塑料乒乓球。因此，运动员们全面接触并且系统训练新型有缝塑料乒乓球的时间还不长，还并不是十分适应新球的运行规律和运动轨迹，还需要时间去磨合和感受。但是值得高兴的是，大部分运动员还是可以接受新型有缝塑料乒乓球的，这不仅表明我们的运动员们勇于接受新事物、敢于面对挑战，这也是为什么我国乒乓球在国际上的霸主地位无法撼动的原因之一。 3.7. 运动员对使用新型有缝塑料乒乓球后配套器材的态度(表2) 有趣的是，参与本次问卷调查的运动员对于是否应该更换新器材的态度是1:1，即支持更换新器材与不支持更换新器材的人数相当。其原因可能是运动员们刚刚全面接触新型有缝塑料球时间不长，还处于适应和摸索阶段，所以对于配套器材的态度还存在着分歧。 然而，一种器材的变革必将引起整个器材产业的变化发展。使用新型有缝塑料乒乓球后，由于速度的降低和旋转的减弱，缩小了胶皮之间的差距，从而即将导致整个套胶市场的变革，与之相应的底板市场也将根据新球的特点发生翻天覆地地变化。生厂商们已经在争先恐后地研制可以与新型有缝塑料球相配套的各类器材，胶皮黏性更强、底板变得更硬，使得各国运动员能够更好地适应新型有缝塑料球。 图4. 新型有缝塑料乒乓球关于弧线的高低变化 图5. 新型有缝塑料乒乓球关于旋转制造能力的变化 Table 1 Athletes’ attitude towards the new seamed plastic bal 态度 人数 可以接受并且可以适应 10 可以接受但是还需要时间适应 12 不接受并且不适应新球 0 不接受但是可以适应新球 1 表1. 本研究运动员对新型有缝塑料乒乓球的主观态度一览表 Table 2 Athletes’ attitude with using the new seamed plastic bal 态度 人数 已换新的配套器材以更好地适应新球 4 暂时使用就拍子但有考虑换新球拍 8 仍用旧球拍并且不考虑换拍子 5 球拍跟新球无关 6 表2. 本研究运动员对使用新型有缝塑料乒乓球后配套器材的态度一览表
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user: 4. 新型有缝塑料乒乓球对技、战术的影响 国际乒联决定从2000年10月1日起，即悉尼奥运会后，乒乓球比赛将全面使用直径为40 mm、重量为2.7 g的打球以取代之前38 mm的小球，自此乒乓球进入了大球时代 [ 4 ] 。40 mm赛璐珞大球实际生产出的尺寸几乎都在39.5 mm左右，而新型有缝塑料乒乓球的直径标注为40+，也就是说赛璐珞球的直径误差40毫米是上限，新材料球的直径误差40毫米是下限。新材料乒乓球体积的增大，势必会增大飞行阻力，从而导致旋转、速度的下降。因此，新材料有缝塑料乒乓球的诞生将会对现阶段运动员技、战术的运用造成影响 [ 5 ] 。 4.1. 新材料有缝塑料乒乓球对技、战术的影响在发球上的体现 发球技术作为比赛中抑制对手、为自己创造抢攻机会的第一技术，在比赛中至关重要。然而，新材料球由于明显的旋转和速度的损失，使得发出高质量球变得更加困难，大大降低了发球的威胁，对擅于利用各种旋转变化发球制造上手机会的运动员产生了较大的影响。因此，通过增大球在拍面上的摩擦距离、加快出手速度等方法来提高发球质量等方法，加强对发球的训练和研究。 4.2. 新材料有缝塑料乒乓球对技、战术的影响在接发球上的体现 新材料有缝乒乓球飞行速度的减慢、旋转的降低，使得上旋球几率增大，为接发球抢攻创造了更多的机会，反手拧拉和正、反手挑打将更有作为。这种影响是双方面的，一方面对于自己发球而言，要时刻警惕对手的快速上手，做好攻防转换和防御；另一方面而言，对手发球时，可以提高自己在接抢段的使用率和得分率。因此，运动员应加强攻防转换和对抗的能力，把握接发球抢攻机会的同时做好对手接发球抢攻的防御。 4.3. 新材料有缝塑料乒乓球对技、战术的影响在相持段上的体现 新材料塑料乒乓球使得前三板的得分机会变小，相持段的使用率大大提高。除了回合数的增多直接导致运动员在比赛中更加消耗体能外，新材料球由于体积增大，回弹能力受到影响，使得球不易出台、运动员更需主动发力。因此，新材料塑料乒乓球的使用对运动员的体能素质提出了更高的要求。在平时的训练中，应更加注重全台进攻意识的培养以及加强步法的训练。 综上所述，新材料有缝塑料乒乓球对运动员技、战术的影响是全方面的，表现在发球、发球抢攻、接发球抢攻以及相持段上。运动员在训练、比赛中不仅要结合自身的打法特点继续发挥自己的长处外，更加积极应对新材料球的特点导致地技、战术方面运用的差异，通过改进发球技术、提高相持能力、加强体能训练等方面，更好地适应新材料有缝塑料乒乓球。
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user: 5. 新型有缝塑料乒乓球对国乒的影响 有些球迷表示新材料有缝塑料乒乓球的出现是国际乒联制约国乒的策略之一，担心会影响国乒在世界乒坛上的霸主地位。对此，现任中国乒乓球队男队主教练、原世界冠军刘国梁做出正面回应：“这次球的改革在我看来并不是对中国队的制约，因为国际乒联主席沙拉拉先生是从健康和安全的角度来推进这次改革。赛璐珞的易燃性存在安全隐患，运输上也有很大的麻烦。从体育运动发展的层面来看这次改革是积极、正面的。对于中国队来说，水平越高的球队面临的挑战也越大，本身不改革中国队是最强的，但有变数就存在着未知，但反过来说，未知的出现本身也是对于运动的一个推进。” 乒乓球作为我国的“国球”，具有广泛的群众基础和高度的认同感 [ 6 ] 。中国乒乓球的优秀在于体制，我国乒乓球训练采用科学系统化的集训制，每天练习时间长，不论是教练、运动员还是管理、技术人员都对乒乓球项目投入了大量的时间和精力。其次，这次新材料球是由中国厂商率先负责研制，这无疑使中国乒乓队能够更早、更好地适应新型有缝塑料乒乓球。
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user: 6. 结论与建议 6.1. 结论 1) 新型有缝塑料乒乓球在材料上的创新使得速度和旋转均不如赛璐珞乒乓球强，并且耐打性降低。球速的降低和旋转的变弱直接导致了发球优势的不明显，大大降低了“前三板”的杀伤力，对优势在发球抢攻和擅于制造高质量旋转的运动员受到较大的影响。 2) 新型有缝塑料乒乓球直径的细微增大导致上旋球和相持的几率增大，导致击打新材料球回合数增多。一方面，这是对运动员的体能提出了更高的要求，步伐的训练显得愈发重要；另一方面，球速的减慢、回合的增多，提高了乒乓球项目的观赏性，有助于提高观众的热情和兴趣，从而促进乒乓球运动不断地蓬勃发展。 3) 新型有缝塑料乒乓球的改革势必会带动整个器材产业的发展。根据新材料球的特性，底板、套胶市场将发生巨大的变革。木质较硬的底板、粘性更大的套胶可能成为器材市场新的热卖点。 6.2. 建议 1) 打法特点重于“前三板”和制造强烈旋转的运动员要注重自我心理的引导，积极应对新材料的特性，进一步研究和调整适应自身打法需要的技、战术研究。在继续发挥自己发抢段优势的同时，更加注意第四、第五板等之后动作的衔接，全面发展自己的技能，增强相持能力和纠缠能力。 2) 新型有缝塑料球的特点使相持段在整场比赛中的重要性愈发突出，相持段的使用率大大增加直接导致击球回合数的增多。运动员要加强自身的体能训练以应对未来高强度的“持久战”，比如：下肢和腰腹部的力量训练、专项速度和耐力训练等；此外，新材料球运行弧线降低，落台后“变沉”的特点对运动员的体能也是一种考验，这使得运动员在击球时需要有迎前意识并且主动发力。 3) 器材的性能与运动员的打法特点紧密相连，不同打法的运动员使用的配套器材也不经相同。比如就底板的厚度而言，快攻选手往往会选择适合撞击的较厚的底板，而弧快型选手则倾向于选择吃球深、能够更好地制造旋转的薄、透的底板。新材料球降低了旋转和速度，缩小了底板和胶皮之间的差距，因此运动员在选购配套器材时不仅要结合自身打法的需要，而且要尽量旋转黏性较大的胶皮以更好地制造旋转。 面对新型有缝塑料乒乓球的新挑战，运动员除了调整好自身的心态、努力适应新材料球的运行特点和运动轨迹外，有针对性、有重点地训练自己薄弱环节的同时全面提高技术和相持能力，并且辅之以既符合自己打法特点又适应新型有缝塑料乒乓球的特性的配套器材，这将使得运动员技、战术的发挥如虎添翼，国乒的霸主地位终将无法撼动。
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user: 摘 要 智能家居网关是相关功能设备接入智能家居网络的关键设备。鉴于KNX已成为智能楼宇领域唯一的国际标准，综合网络通信技术和嵌入式技术，提出了基于KNX总线的智能家居网关设计方案，阐述了主控制器、KNX模块、以太网接口和无线通信接口的设计与实现过程。 关键词 :智能家居，KNX总线，嵌入式系统，主控制器，网关
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user: 1. 引言 智能家居起源于国外，在国内已有十几年的发展时间了。目前智能家居行业尚无统一的国际国内标准，生产智能家居产品的厂商各自为政，执行着各异的协议端口[ 1 ] ，主要研究方向有基于ZigBee、WiFi、RF、CAN总线等组网方式的智能家居系统，然而，即使采用基于相同的组网技术的智能家居系统也不能实现互连互通，因此滞后了智能家居的进一步普及。KNX总线技术具有良好的开放性、交互性在有线智能家居设备组网中得到广泛应用。然而，由KNX总线组成的智能家居网络不能直接与以太网和各种无线网络互联互通，不能充分纳入众多无线终端设备和以太网终端设备，以构成基于互联网的智能家居控制网络。设计一种基于KNX总线的智能家居网关很有必要。该智能家居网关是外部接入网络与智能家居网络连接的关键设备，它可以进行TCP/IP协议到KNX协议的转换，从而实现KNX网络与以太网和各种无线网络的互联互通，达到智能家居设备网络化控制的目的。
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user: 2. 智能家居网关总体设计方案 2.1. KNX总线技术 KNX是家居和楼宇控制领域唯一的开放式国际标准[ 2 ] ，有良好的互操作性和开放性。KNX总线协议是简化了的OSI模型协议规范，采用五层结构，由物理层、数据链接层、网络层、传输层和应用层组成。KNX支持双绞线、电力线、射频等多种通信介质，其中双绞线应用最广泛。所设计的系统智能家居采用双绞线组网。KNX采用CSMA/CA技术检测和避免当两个或两个以上的网络设备需要同时进行数据传输时网络上的冲突。 2.2. 智能家居网关组成 现场总线技术的引入促使智能家居控制系统向网络化方向快速发展，智能信息处理与智能控制也成为构建智能家居网络系统的关键技术[ 3 ] 。嵌入式系统因集成度高、可靠性强、使用灵活，在智能家居控制设备以及通信网络中得到了广泛应用[ 4 ] ，基于KNX总线的智能家居网关由ARM9微处理器S3C2440 (主控制器)、KNX模块TP-UART-IC、以太网接口、无线通信模块等组成。系统组成如图1所示。其中，KNX总线与KNX执行器、KNX传感器以及相应的智能家居设备组成KNX智能家居网络系统。KNX模块负责将KNX智能家居网络与主控制器连接起来，接收并处理来自KNX智能家居网络设备的各种信息，通过以太网接口传输至PC机乃至互联网进行处理；智能终端设备的请求通过无线通信模块传输至主控制器。传感器将家庭环境信息上传到主控制器，执行器接受总线信息并根据主控制器的控制信息使相应的智能家居设备处于相应的工作状态。
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user: 3. 智能家居网关硬件设计 智能家居网关是家庭内部网络与外部以太网和各种无线网络交换信息的中转站，网关硬件平台主要由ARM9S3C2440主控制器、以太网接口、KNX模块和无线网通信模块组成。 图1. 基于KNX总线的智能家居网关组成示意图 3.1. 主控制器 主控制器是智能家居网关的核心，其主要功能是与KNX模块进行通信，管理KNX网络终端家居设备，完成家庭网络和KNX家居网络之间的信息交互等。所设计的系统选择三星公司的S3C2440微处理器(ARM9系列)，S3C2440可扩展LCD显示器、USB接口、触摸屏以及多个UART，为智能家居网关硬件设计提供了很好的硬件支持。智能家居网关硬件设计主要就是利用S3C2440微处理器的扩展功能，设计KNX模块接口电路、以太网接口电路、无线通信接口电路等。 3.2. 以太网接口 以太网接口的功能是将主控制器连接到以太网上，以方便用户的远程控制管理。DM9000与S3C2440的连接如图2所示。该模块不仅要实现KNX智能家居网关主控制器与以太网的数据通信，而且要能支持高速的突发数据转移和突发的访问量。由于S3C2440已集成了一个10/100 Mb自适应的以太网MAC控制器，大大简化了以太网模块的设计[ 5 ] 。因此系统选择了10/100 Mbps兼容的自适应以太网控制芯片DM9000。DM9000的工作频率最高能达200 MHZ，总线位宽高达32位，完全能满足100 Mbps的以太网数据传输。 3.3. KNX模块 KNX模块的功能是将KNX智能家居网络与主控制器相连实现主控制器与KNX智能家居网络的通信。所设计的系统KNX模块选用西门子公司的TP-UART-IC，TP-UART-IC是针对双绞线设计的通用异步收发器，TP-UART-IC为UART提供多种服务完成主控制器与KNX智能家居网络的通信，通过TP-UART-IC传感器、执行器、微处理制器等连接到KNX总线上实现数据收发。TP-UART-IC与KNX总线、S3C2440连接如图3所示。TP-UART-IC主要特性：TP-UART-IC由UATR数字接口和模拟电路接口组成；通过设置引脚TSTIN，可以配置9600 bps或者19，200 bps的传输波特率；掉电时SAVE引脚通知微处理器进行处理；TP-UART-IC提供的服务主要有：复位服务、请求通信状态服务、应答服务、数据服务。 图2. DM9000与S3C2440的连接示意图 图3. TP-UART-IC与KNX总线、S3C2440连接示意图 3.4. 无线网通信模块 无线网模块不仅要实现KNX智能家居网关主控制器与无线网络的数据通信，而且要能支持并发访问。无线通信模块选用TP-LINK公司的USB无线网卡TL-WN721N。利用主控制器S32440和TL-WN721N搭建无线AP，无线AP的覆盖范围广，支持多用户接入，同时具有很强的信号收发能力，家庭环境中的各种智能终端通过无线AP与KNX智能家居网络通信，这样即能够避免布线的麻烦，同时既节省成本，又能迅速的搭建起无线控制网络。
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user: 4. 智能家居网关软件设计 4.1. 软件系统层次架构 网关主控制器S3C2440支持Linux，winCE等多种嵌入式操作系统[ 6 ] 。所设计的智能家居网关选择嵌入式Linux，构建软件平台，通过裁剪得到适合该系统的嵌入式Linux内核[ 7 ] ，从而在其上完成主控制器软件设计(软件架构如图4所示)。应用程序层完成网络通信、数据存储、串行通信等功能，实现TCP/IP协议到KNX协议的转换，从而完成以太网、无线网控制智能家居设备的目的，并且存储智能家居网络中的各种信息，便于查询和控制；硬件驱动层完成以太网驱动、无线网驱动、串口驱动、SD卡驱动等为Linux操作系统运行建立合适的环境，按照应用程序的设计与Linux内核交互操作相应的硬件设备实现KNX智能家居网络与以太网等网络的数据交互。 4.2. 应用软件主程序设计 主控制器软件流程如图5所示。主控制器启动之后，首先完成软硬件的初始化，同时打开串口和开启网络服务，程序分为两个分支，第一个分支处理串口数据，也就是从KNX家居网络传来的数据，KNX家居网络传来的数据存储至SD卡和NandFlash中的本地数据库；第二个分支处理网络数据，网络数据包括控制、设置、查询请求，根据相应的请求进行相应的处理。 4.3. TP-UART-IC通信程序 TP-UART-IC通信程序步骤如下： 1) 打开串口，判断串口是否打开正常。 2) 上行模块的主要功能是接收并处理来自KNX家居网络的数据信息，对KNX报文数据进行正确性分析，而后交由S3C2440处理。 3) 下行模块在接收到S3C2440要传送到KNX智能家居网络的后，首先验证报文数据包的正确性，验证正确后，KNX报文数据包经串口发送给TP-UART-IC。 4.4. 以太网通信程序 主控制器与以太网通信步骤如下： 1) 创建socket通信套接字。 图4. 主控制软件层次架构 图5. 主控制器软件流程图 2) 调用connect系统调用向服务器发出通信连接请求。 3) 服务器端和客服端的通信连接成功建立后，调用send和recv系统调用交互接收和发送服务器端、客服端数据。 4) 数据处理分为两部分，一部分接收以太网数据，将来自以太网的数据送S3C2440，一部分是发送以太网数据，将来自S3C2440的数据发送到以太网上。 4.5. 无线通信程序 主控制器与无线网络之间的通信步骤如下：主控制器与无线网络通信连接建立后，通过socket系统调用建立TCP/IP通信连接，通信过程这里不再详述。在客户端与服务器端通信过程中利用线程池技术解决大量智能终端并发访问，服务器资源有限的问题[ 8 ] ，使只有经服务器授权过的用户才能与服务器进行通信。
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user: 5. 结束语 智能家居是目前国内外的研究热点，具有广阔的应用前景，而智能家居网关作为智能家居网络与外部有线、无线网络通信的桥梁，在整个智能家居系统中起着重要作用。基于KNX总线的智能家居网关以S3C2440微处理器为核心、利用嵌入式Linux技术，采用KNX模块TP-UART-IC、以太网适配器DM9000设计完成，实现KNX智能家居网络与以太网和多种无线网络的数据通信，从而实现智能家居设备的远程控制、信息查询等。
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user: 摘 要 研究了EBPSK信号在冲击滤波器下的软解调的可行性与性能。在EBPSK解调端，一般使用冲击滤波器。由于其非线性以及IIR的特性，所以EBPSK的软解调一直是个难题。本文参照BPSK解调的软解调，在高斯信道下，从理论上给出了其软信息的形式，并将接收端的冲击幅度减去门限的绝对值作为接受信号的可靠性度量，验证了其可行性，并采用Chase-3方案仿真了此软解调方案的性能，结果比硬解调性能提高了0.5 dB左右。 关键词 :EBPSK，冲击滤波器，软解调，Chase算法
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user: 1. 引言 随着移动互联网时代的到来，新兴的多媒体业务对无线通信速率的要求越来越高，有限的无线频谱资源成为现代无线通信领域的争夺焦点，在有限的频带内获得更高频谱效率是当今无线通信发展的方向之一。在此背景下，扩展的二元相移键控(Extended Binary Phase Shift Keying， EBPSK) [ 1 ] 应运而生，它是一种二元不对称调制，相较于传统的调制方式，具有更高的频谱利用率。 目前EBPSK的解调方案主要是通过特殊的冲击滤波器将相位跳变转化为幅度冲击，然后利用幅度判决的方法进行解调。然而在一般应用的情况下，接收端一般是有8位以上精度的AD对冲击信号采样，如果简单的采用硬解调，其波形中携带额外的软信息就被浪费了。如果能提取到接收信号的软信息，则可以进一步提高其解调性能，具有一定的理论和实际意义。对于有些应用场合，比如电力线抄表，码率只有几kbps的时候，运算的性能大大过剩，这样就可以把剩余的性能用于软解调，以提升误码率性能。 本文首先介绍了EBPSK调制与解调原理，软解调原理，然后根据文献[ 2 ] 中推导所得EBPSK信号在加性高斯白噪声下通过冲击滤波器所得响应，再参考BPSK信号在加性高斯白噪声下推导接收信号的可靠性度量，近似给出了基于冲击滤波器的EBPSK信号的可靠性度量，验证了其可行性并采用Chase-3软解调方案仿真得出其性能提高了大约0.5 dB。
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user: 2. 基本原理 2.1. EBPSK调制 EBPSK的统一表达式[ 1 ] 如下： (1) 其中， 为载波频率，数据信息的符号宽度(即码元时间长度)T持续了 个载波周期，即 。跳变波形的时间长度 持续了K个载波周期，且 ；0和1的调制波形分别为 和 。 2.2. 冲击滤波器 冲击滤波器是一类特殊的无限冲击响应(Infinite Impulse Response， IIR)数字滤波器，在通带内具有极窄的“陷波–选频”特性[ 3 ] ，在滤除噪声的同时，可将EBPSK调制信号的相位跳变转化为幅度过冲，然后利用简单的幅度判决来进行解调。 冲击滤波器由D对共轭零点和G对共轭极点组成，其系统函数如下[ 4 ] ： (2) 其中(参数解释)D < G，M为常数，z d ( )为冲击滤波器的零点，p g ( )为冲击滤波器的极点。典型的冲击滤波器由1对共轭零点和3对共轭极点组成，其中心频率处具有很窄的通带，且呈现出“陷波–选频”特性。可以将相位跳变转化为幅度冲击。图1给出EBPSK调制信号以及其通过冲击滤波器之后的波形。 2.3. EBPSK信号通过冲击滤波器 在高斯信道下，设接收端含噪信号经过冲击滤波器的输出信号为： (3) 式中， 为加性高斯白噪声通过冲击滤波器后的时域响应，由于冲击滤波器的带宽很窄，所以可以将其建模为窄带高斯白噪声[ 5 ] 。 根据文献[ 5 ] -[ 7 ] ，发送0码元时，通过冲击滤波器之后收到信号为： (4) (5) (6) 由于 建模为窄带高斯白噪声，所以 服从广义瑞利分布[ 8 ] (莱斯分布)，其概率密度函数为： (7) (8) 发送码元1时，通过冲击滤波器后的信号为： 1) 在 范围内： (9) 2) 在 范围内： (10) (11) (12) 找到使信号1冲击最高的时刻，记为 ，由于 描述的是正弦振荡的建立过程，所以 在 内，其包络服从改进的广义瑞利分布： 图1. EBPSK调制波形与冲击滤波器的输出波形 (13) (14) 再对样本集回归拟合分析，修正为： (15) 图2是冲击滤波后含噪EBPSK信号理论和仿真的概率密度函数。 2.4. Chase-3软解调算法 一般用于EBPSK的解调算法都是基于冲击滤波器幅度判决，或者是基于匹配滤波器的硬判决输出。它们的输出都量化为两个电平，即0和1。如果经过匹配滤波器或者冲击滤波器的输出不经过量化，或者量化多于两个电平，我们则说解调器作了软解调。由于多级量化或未经量化的接受采样值中提供了额外的信息，所以软解调相对于硬解调的性能一般能提供2~3 dB的增益。然而，为了获得更好的误码性能，软解调的复杂度大大高于硬解调，有些算法的复杂度甚至是指数级，这就是典型的用复杂度换取误码性能。 软判决译码算法总体分两大类：基于可靠性的译码算法与基于码结构的译码算法。本文主要讨论的Chase算法[ 7 ] 是基于可靠性的软判决译码算法。 Chase算法有3种，这里选用复杂度最低的Chase-3算法。其实现步骤如下： 根据接收序列r得到硬判决接收序列z，并对z中的每一个符号分配一个可靠性值。 通过修改硬判决接收序列z生成一个至多 个序列的列表。若 为偶，修正z的方法为： 图2. 冲击滤波后EPBSK信号的概率密度函数图 不对任何位置取补，对最不可靠位取补，对最不可靠的三位取补，…，对最不可靠的 位取补。若 为奇，修正z的方法为：不对任何符号取补，对最不可靠的两位取补，对最不可靠的四位取补…，对最不可靠的 位取补。 使用只纠错的代数译码器将每一个修正的z译成候选码字v。 计算每一个候选码字的软判决译码量度，选择最可能的候选码字作为译码的结果。 Chase-2算法是对上面的改进，它产生更大的候选码字列表，在这个算法里，z的 个最不可靠位置所有可能错误的集合E用来修正z。 Chase-1算法是通过取补硬判决接收序列z中 位所有可能组合而产生的候选码字列表。 复杂度分析：Chase-3算法相对于普通硬解调的复杂度为 倍，而Chase-2和Chase-1则为 倍，由于在电力线载波通信中都采用冗余比较大的编码，所以这里的 会比较大，以BCH(127， 8)为例， ，Chase-2的复杂度是硬解调的32倍，而Chase-2和Chase-1的复杂度约为40亿倍，这已经无法接受，所以只考虑Chase-3算法的实现。 这里的复杂度，在冗余度不高时，也就是 比较小的时候，Chase-2，Chase-3的复杂度相对于硬解调不算很高。比如采用BCH (15， 7)， ，Chase-2的复杂度也就是硬解调的4倍，而Chase-3的复杂度也就是3倍，对于实际应用来说都是可以接受的。
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user: 3. 基于幅度的软解调算法的可行性 3.1. 软解调原理 以BPSK为例，以高斯信道为例，其噪声幅度符合高斯分布，如果发送信号序列为c，匹配滤波后接收序列r被译作码字 ，则根据高斯概率密度函数[ 9 ] 即可得： (16) 可知使接收序列r和发送序列c误码最小化与使 最大是等价的。并且，已知 可以求得 和 ，根据对数似然比(Log-Likelihood Ratio， LLR) 可以求得使 最大的发送码字，这就是MLD(软判决最大似然译码)原理。 在BPSK中，因为 ，即与硬判决关联的对数似然比的绝对值正比，所以 越大，硬判决的可靠性越高，故在BPSK软解调中，以幅度的绝对值作为其软判决可靠性度量。 推广到EBPSK中，同理可以计算其 ，得出其对数似然比与接收所得幅度z有何种函数关系以给出EBPSK的软判决可靠性度量表达式。 (17) 此函数形式较为复杂，实际运算复杂度较大，故考虑使用数值解法，画出其图形，再进行近似，以降低复杂度便于实际应用。由于此式相关参数如信噪比等是随实际应用情况变化的，这里取 仅具参考意义。将此式在MATLAB中仿真得图3。 如图可见，将所得图形向左移动L个单位，则LLR与 近似成正比关系。这里的L选取与实际应用有关，一般情况下为硬判决的门限Vd。 故参照BPSK在高斯白噪声下的可靠性度量的形式，将 作为基于冲击滤波器的EBPSK软解调的可靠性度量合情合理。可以看出这里得出的软判决公式与BPSK很相似，其实将EBPSK的概率密度函数图(图2)向左移动10个单位，与典型的BPSK的概率密度函数也很相似，这也就解释了为什么这里所得可靠性度量公式与BPSK的十分相似，而下一节将仿真证明此法的可行性以及效果。 图3. LLR与幅度的关系图 3.2. 幅度作为软判决度量的可行性分析 基于上一节的分析，得出软判决中的可靠性度量公式如下： (18) 其中Reliability为可靠度，Envelope为EBPSK信号经过冲击滤波器后取绝对值之后的包络峰值，Vd为硬判决的门限。 基于如上公式，可将接收序列中的符号根据其可靠性大小重新排序。重新排序后，如果此可靠性公式有效，则在可靠性高的位置上判错的概率比可靠性低的位置上判错的概率低。 仿真以127个码元为一个测试单元，然后把这127个位置按照可靠性排序，再统计每个位置上的错误数。这里取127个位置，采用256级量化，SNR = −8 dB，共152，400个点。 由图4可见，随着可靠度的递增，错误数呈指数形式递减，因此 确实能根据幅度反映出判决的可靠性大小。
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user: 4. 仿真结果与结论 上一节已经验证了 的可行性，下面就其进行进一步的系统仿真以验证其性能。 这里选取的具体参数为：EBPSK采用K = 2，N = 10，信道编码为BCH(127， 8)，AD为8位量化，采用Chase-3算法。 仿真的具体实现流程为： 1) 硬判决得到序列z，并计算每一位的可信度。 2) 按照Chase-3里的方法修正z，得到试探序列集合T。 3) 对修正后的序列进行BCH解码，并计算其软判决度量C的大小。 4) C中最小的值对应的序列即为解调结果。 5) 计算误码率。 仿真所得误码率曲线如图5。 图4. 错误数和可信度的关系 图5. EBPSK软解调与硬解调的误码率曲线 由图5可见此软解调方案和传统硬解调相比，软解调的误码性能提升了0.5 dB左右，证明了将 作为软解调的可靠性度量是有效的、可行的，也表明了本文提出的方法在EPBSK通信系统解调算法中的优越性。
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user: 5. 结束语 本文提出了一种软解调算法用于提高EPBSK系统解调性能。误码率对比仿真结果表明，相较于传统的硬判决方法，本文提出的方法在误码率性能上有了一定提高。但这里提升的性能虽然没有达到理想的2~3 dB，以后还有两点可以改进：一是可靠性度量的公式的选取，本文采用的公式是粗略近似的，从而造成性能上的损失。二是软解调算法的选取，Chase-3算法是一种追求计算简单的算法，是以性能为代价的。
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user: 摘 要 无线传感器网络(Wireless Sensor Networks， WSN)节点是物联网构成的关键部分，其中电池的使用寿命是制约其发展的重要因素。脉冲MPPSK调制比连续MPPSK调制拥有更高的能量利用率，非常适合作为WSN节点的通信方式。本文通过对基于改进型脉冲MPPSK调制的WSN节点进行建模，推导出了每单位比特能耗的公式，并按照节点间距离进行了仿真验证。 关键词 :改进型脉冲MPPSK调制，WSN节点建模
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user: 1. 引言 随着移动互联网和物联网的发展，越来越多的设备会被接入到网络之中，这就需要更多的频谱资源。而频谱资源十分宝贵，欧洲国家对此采用了拍卖的方式，而我国则花钱也买不到有利的频段和带宽。在这种情况下，能否充分利用有限的频谱资源来获得最大的传输效率，就是无线通信要研究的重点[ 1 ] 。而WSN [ 2 ] -[ 4 ] 是一种分布式传感网络，其末梢是可以感知和检测外部世界的传感器，具有无线通信功能，可接入互联网，是物联网的重要组成，其中单个传感器节点的价格和电池的使用寿命是制约其发展的两大因素。 多元位置相移键控(MPPSK)调制[ 5 ] 是一种可对位置和相位都进行键控的二维多进制调制，信息速率高，频谱利用率高，是解决空间频谱资源短缺的一个有效途径。而脉冲MPPSK调制，是在MPPSK调制的基础上去除载波，以适当牺牲频谱利用率来极大提升能量利用率，以适应对电池寿命要求很高的无线传感网络节点。改进型脉冲MPPSK调制[ 6 ] 又通过改变码元集合提升了解调性能，简化了解调器结构，进一步减少了系统能耗。文献[ 7 ] 给出了基于MIMO的WSN的功耗和延迟公式；文献[ 8 ] 针对传统调制方式MQAM和MFSK提出了建模方法，给出了单位比特能耗公式并进行了仿真验证；文献[ 9 ] [ 10 ] 研究低占空比WSN节点的调度和控制算法。目前没有针对改进型脉冲MPPSK调制的节点建模方法，这给后续能耗分析带来了困难。 本文首先介绍常规和改进型脉冲MPPSK调制的定义，同时导出改进型脉冲MPPSK调制的符号差错概率；然后分析了WSN节点模型；接着在模型中引入改进型脉冲MPPSK调制，得到理论公式；最后，根据公式和设置的参数进行仿真验证，并和常规MPPSK调制进行对比。结果表明，仿真结果符合理论分析，并且改进型脉冲MPPSK调制在能耗方面优于常规MPPSK调制。
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user: 2. 常规和改进型脉冲MPPSK调制 2.1. 脉冲MPPSK调制 如果不考虑保护间隔，则简化的、满位置的脉冲MPPSK调制在一个码元周期 内发送 种数据符号 ，其调制波形可以定义为： (1) 式中T为载波周期。如要求满位置调制，则可令 。从式(1)可见，脉冲MPPSK和常规MPPSK调制相比，未调制的位置均为零电平，从而载波分量和能耗大为降低。 2.2. 改进型脉冲MPPSK调制 无论是常规MPPSK调制还是脉冲MPPSK调制，码元“0”的调制波形都不存在相位跳变，因而产生不了类似非“0”码元的幅度冲击，对两者的区分完全依赖于这种幅度类型的门限判决。由于无线信道的衰落影响[ 11 ] ，固定门限难以最优，而自适应门限又增加了系统的复杂性，也会加大节点的能耗。因此，在文献[ 12 ] 中提出了改进的MPPSK调制，将原来的码元集合从 调整为 ，使得MPPSK调制无需专门设置判决门限来区分“0”和“非0”码元，不仅取得了更优的解调性能，而且简化了解调器结构。 本文的改进脉冲MPPSK调制表达式如下： (2) 文献[ 13 ] 提到了改进的MPPSK调制符号差错概率(SER)的推导过程，我们据此可导出改进型脉冲MPPSK的SER为： (3) 其中， ，信噪比为 。 为接收信号功率， 为AWGN信道的噪声功率， 是接收机噪声系数，定义为 ， 是在接收机前端引入噪声的功率，N表示码元中的载波周期数目。
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user: 3. WSN系统模型分析[ 14 ] WSN节点之间的通信，可建模为短距离无线通信[ 15 ] 。根据实际应用，此种网络都是低速网络，并且系统结构也相对简单，即数据处理不会很复杂，所以我们先忽略其能耗，而把分析重点放在传输能耗和电路能耗上。因此，发射端我们需要考虑的部件有：DAC、滤波器、混频器、本振、功率放大器，电路模型如图1；接收端则有：滤波器、低噪声放大器、混频器、本振、中频放大器和ADC，电路模型如图2。 假设要求在T时间内传输L位数据，发射机和接收机需要 ( )时间完成通信， 是一个可以优化的参量。在 时段电路在工作状态，其它时间则分为两部分，分别是转换时间 和休眠时间 。休眠时间表示节点在非工作时段进入省电模式，而转换时间则是指WSN节点在另外两个状态间切换，是一个过渡状态，存在这个状态主要是因为锁相环(PLL)需要一定的建立时间。由上述规定，总的能耗我们可以表示为： (4) 其中， 表示工作功率， 表示睡眠功率，而 则是转换状态功率，另外 是传输时的功率， 是电路功率。 图1. 发射机电路组成 图2. 接收机电路组成 由于WSN节点在非工作状态是为了降低能耗，以保证工作寿命，所以此时电路全部处于待机状态，只有电路内部一些极小的漏电消耗，我们可以认为 。而在转换状态我们可以认为只有两个频率合成器在工作，因此 ， 表示频率合成器的功率。此时，我们可以看到式(2)中就剩下了最后一项，其中包括了DAC、ADC、滤波器、低噪声放大器、功率放大器等。其中除了功率放大器，其它器件与传输功率没有直接关系，可认为其是定值。而功率放大器所消耗的功率则与传输速率、调制方式和通信距离紧密相关，其与信号传输功率的关系为 ，其中 ， 是漏极效率， 是峰均比(PAR)， 与调制方式和星座图相关。由此可以得出： (5) 是除去功率放大器的电路能耗。至此，我们就可以得到每单位比特的能耗： (6)
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user: 4. 基于改进型脉冲MPPSK的WSN节点分析 考虑改进的脉冲MPPSK，如果近似考虑，我们可以认为： (7) 其中 即为式(3)。继续假设一个K阶的路径衰减，通过以下关系可以算出发射端所需的功率： (8) 其中 ， 是链路补偿系数， 是当距离为1 m时的系数，其数值由天线增益、载波频率及其它参数共同决定。由此，发射的总能量可以写为： (9) 可见 是 的单调递减函数。最终，我们得到 的表达式： (10)
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user: 5. 仿真与分析 针对我们实际使用的改进型脉冲MPPSK调制进行仿真分析，仿真参数如表1。 本文针对1 m、5 m、30 m和100 m进行了仿真，结果如图3。在距离近时，单位比特能耗与 不是单调关系，存在非边界的最优点，但随着传输距离变大，最佳能效的工作方式趋向于系统全部时间都处于工作状态这种方式。 从式(10)中，我们可以看到传输能耗取决于传输距离，而电路能耗却与此无关。因此，当节点彼此靠近时，电路能耗占比高，此时缩短电路工作时间将是减少单位比特能耗的重要方法。随着传输距离的增加，传输能耗逐渐占据主导，此时减少单位比特传输能耗则成为了减少总单位比特能耗的重要方法。 图4给出了改进型脉冲MPPSK调制和常规MPPSK调制在相同的距离下单位比特能耗的对比图，仿 Table 1 Improved pulse MPPSK simulation parameter 表1. 改进型脉冲MPPSK仿真参数 图3. 改进型脉冲MPPSK在不同距离下对于 的仿真图 图4. 常规MPPSK调制与改进型脉冲MPPSK调制相同距离时仿真图 真参数和表1中相同。根据图4，相同 情况下，改进型脉冲MPPSK调制的单位比特能耗少于常规MPPSK调制。其中原因是，改进型脉冲MPPSK调制可以在 时间段借助波形占空进一步缩短电路工作时间，另外，其解调性能的提升也有利于减少单位比特传输能耗。
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user: 6. 结束语 1) 本文根据传统WSN节点建模分析方式，对基于改进型脉冲MPPSK调制的WSN节点进行了系统建模，导出了单位比特能耗表达式； 2) 根据导出表达式进行了仿真验证，得到如下结论：当WSN节点彼此靠近时，缩短电路工作时间将是减少单位比特能耗的重要方法，而随着传输距离的增加，减少单位比特传输能耗则成为减少总单位比特能耗的重要方法，与公式相一致； 3) 改进型脉冲MPPSK调制的波形占空比有助于缩短电路工作时间，更好的解调性能则有利于减少单位比特传输能耗，比传统MPPSK更适于WSN节点的无线通信。
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user: 摘 要 CAN总线是现场总线的一种，目前在汽车电子和船舶电子中广泛应用。针对CAN通信网络中低优先级数据传输延迟较大、存在稳定性较差的问题，提出了基于时间触发的TTCAN协议。本基于时间触发的双路CAN总线系统是由ARM工控机控制，是具有一个主节点和n个从节点的系统，并在后续作出错误率检测与现有的总线结构作比较以证明该总线结构的可行性。 关键词 :双CAN总线，TTCAN，传输系统
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user: 1. 引言 CAN总线具有稳定性好，实时性强的优点，但在挂载多个从节点的时候，它的性能会大大减弱[ 1 ] 。在一些实时性要求高的应用中，比如工业生产流水线，迫切需要提供一种服务以保障安全相关的消息传输不受总线上其他待传消息的影响，TTCAN协议(time-triggered CAN)正是应这种需求而提出并发展起来的。TTCAN对CAN协议进行了扩展，提供时间触发机制以提高通信实时性。TI'CAN的研究始于2000年，现已成为CAN标准的第4部分ISO 11898-4，该标准目前处于CD (委员会草案)阶段。我们所用的ARM开发板为TQ3358系列，具有10.7寸的显示器和双CAN的硬件设备是作为本设计上位机的最佳选择[ 2 ] -[ 4 ] 。
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user: 2. 智能工业生产流水线系统结构 图1为本控制系统的总体结构图，包括一个主控节点模块和多个从节点模块。系统选用STM 32F 105作为系统的从节点主控芯片。此单片机含有CAN0和CAN1模块，并且可以支持本系统的控制协议TTCAN (时间触发CAN协议) [ 5 ] 。采用该芯片可以节约开发成本，简化电路。上位机由广州天嵌计算机科技有限公司的TQ3358开发板和Linux系统及自主使用QT编写的显示\控制客户端软件组成，主要任务是完成TTCAN协议网络中各节点的通信调度，作为一个时间主机发送参考报文，同步系统时间。人机界面的操作都集中在主节点中，使用时，上位机在每个周期的开始通过CAN总线向各从节点发出参考报文并接收从节点的反馈的各种状态信息并显示，实现远程监测。当从节点的CAN控制器收到参考报文时，根据已设置的调度信息，在相应的时间窗口内执行相应的功能。 从节点的CAN控制器TJA1050是CAN的高速收发器，在本设计中，TJA1050的应用如图2所示，其中协议输出器通过一条串行输出线(TXD)和一条串行输入线(RXD)连接到收发器。而收发器则通过他们有差动接收和发送能力的总线终端传输数据。