BWA-WiFi技术 1

主要内容
IEEE 802.11标准
WiFi技术
IEEE 802.11基本结构和服务 IEEE 802.11物理层技术 IEEE 802.11MAC层技术 IEEE 802.11的增强技术 WiFi组网技术
张天魁 zhangtiankui@https://www.wendangku.net/doc/6a6462873.html, 北京邮电大学 信息与通信工程学院
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IEEE 802 系列标准
802.11协议栈
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802.11协议族
PHY
802.11(1/2 Mbps)
802.11物理层协议分类
802.11物理层协议 MAC
802.11/11a/11b/11g MAC 802.11e — QoS
802.11 2.4GHz频段 (1/2Mbps)
802.11b 2.4GHz频段 (1/2/5.5/11Mbps)
802.11a 5GHz频段 (~54Mbps)
802.11g 2.4GHz频段 （~54Mbps)
802.11n 2.4G/5GHz频段 (~300+Mbps)
802.11b(5.5/11 Mbps) 802.11h —动态调整 802.11g(54 Mbps) 802.11a(54 Mbps) 802.11n(300 Mbps) 802.11i —安全增强 802.11f —漫游和切换 FHSS：跳频扩频（Frequency Hopping Spread Spectrum） 802.11s — mesh DSSS：直接序列扩频（ Direct Sequence Spread Spectrum ） IR：红外（ Infrared ） CCK：补码键控（Complementary Code Keying） OFDM：正交频分复用（ Orthogonal Frequency Division Multiplexing ）
FHSS DSSS
IR
DSSS+CCK
OFDM DSSS+CCK OFDM
OFDM
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802.11的技术演变
270+ Mbps (802.11n) 54+ Mbps
IEEE 802.11标准
IEEE 802.11, 1999 Edition (ISO/IEC 8802-11: 1999) Information technology – Telecommunications and information exchange between systems – Local and metropolitan area networks – Specific requirements – Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications 下载: https://www.wendangku.net/doc/6a6462873.html,/getieee802/802.11.html
20 Mbps
(802.11a/g)
传 输 速 率
230 Kbps 19.2 Kbps
11 Mbps 1 -2 Mbps (802.11)
(802.11g)
(802.11b)
Narrow DSSS Band
FHSS
DSSS
OFDM
OFDM+MIMO
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IEEE 802.11标准（续）
MAC层技术基于CSMA/CA和四次握手机制 物理层使用2.4GHz频段 – 跳频扩频技术（Frequency Hopping spread spectrum, FHSS）
? 速率：1 , 2 Mbps ? 调制：2-GFSK，4-GFSK
IEEE 802.11b标准
IEEE 802.11b-1999 Supplement to 802.111999,Wireless LAN MAC and PHY specifications: Higher speed Physical Layer extension in the 2.4 GHz band IEEE 802.11b 工作在2.4GHz频段
– 调制：直接序列扩频（DSSS），补码键控 （Complementary Code Keying，CCK） – 速率：动态传输速率，允许数据速率根据噪音状况在1 Mbps、2 Mbps、5.5 Mbps、11 Mbps等范围内自行调整
– 直接序列扩频技术（Direct sequence spread spectrum， DSSS）
? 速率：1, 2 Mbps ? 调制：DBPSK， DQPSK
– 红外技术（Infrared)
? 速率：1，2Mbps ? 调制：16- PPM，4- PPM
早期广泛应用的WiFi技术就是指802.11b技术 9 10
IEEE802.11a标准
IEEE 802.11a-1999 Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications : High-speed Physical Layer in the 5 GHz band 扩充了标准的物理层
– 5GHz 的频段 – 调制：正交频分调制（Orthogonal Frequency Division Multiplexing， OFDM） – 速率：6、9、12、18、24、36、48和54Mb/s共8种不同的 速率 – 覆盖范围约50米
IEEE802.11g标准
IEEE 802.11g-2003 Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications Amendment 4: Further Higher Data Rate Extension in the 2.4 GHz Band 工作在2.4GHz频段 不同速率采用不同调制方式:
– DSSS/CCK – OFDM – PBCC （Packet Binary Convolutional Coding，分组二进制 卷积码）（可选） – DSSS-OFDM（可选）
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速率：支持IEEE 802.11b和a的所有速率
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IEEE802.11g标准（续）
与IEEE802.11b兼容
– IEEE802.11g与IEEE802.11b的 设备可以在同一个接入点内互通
使用频段的影响
覆盖范围
– 5GHz的覆盖范围小 – 覆盖同样区域需更多接入点
传输速率高
– 可达IEEE802.11a的54Mbps的 速率
802.11g
干扰
– 工作于2.4GHz频段的系统多，如微波炉、无绳电话、蓝牙 等 – 5GHz频段的干扰较少
20–50 Mbps 11 Mbps
覆盖范围比IEEE802.11a大
802.11g
802.11b
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IEEE 802.11n标准
11n = Next Generation of 802.11 工作频段：2.4GHz，5GHz 目标：
– 显著增加吞吐量，可达300+Mbps – 扩大覆盖范围 – 后向兼容性 频带
IEEE 802.11的标准比较
802.11b 标准颁布时间
Sept. 1999
802.11a
Sept. 1999
802.11g
Jun. 2003
802.11n
Sept. 2009
2.4 GHz
5 GHz
2.4 GHz
2.4/5 GHz
关键技术：OFDM，MIMO 现状
– 2009年9月批准通过 – WiFi联盟版的802.11n
? 2007年6月开始对802.11n设备进行互操作性认证
不重叠的子信道数 数据速率 调制类型
3 1 – 11 Mbps
12 6 – 54 Mbps
3
3/12
1 – 54 Mbps 1 – 300 Mbps DSSS, CCK, OFDM 与802.11b 兼容 DSSS, CCK, OFDM, MIMO 与802.11b/g 兼容
DSSS, CCK
OFDM
– WiFi联盟认证的802.11n的产品早有供货 兼容性
无 无
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其他IEEE802.11x标准
802.11c: Bridge Operation 802.11d: Specification for Operation in Additional Regulatory Domains 802.11e: Medium Access Control (MAC) Quality of Service Enhancements 802.11F: Inter-Access Point Protocol（撤销） 802.11h: Spectrum and Transmit Power Management Extensions in the 5GHz band in Europe 802.11i: Medium Access Control (MAC) Security Enhancements 802.11j: 4.9 GHz–5 GHz Operation in Japan
其他IEEE802.11x标准（续）
已完成标准化：
– IEEE 802.11k-2008: Radio Resource Measurement of Wireless LANs – IEEE 802.11n-2009：Enhancements for Higher Throughput – IEEE 802.11p-2010：Wireless Access in Vehicular Environments – IEEE 802.11r-2008: Fast Basic Service Set（BSS） – IEEE 802.11w-2009：Protected Management Frames – IEEE 802.11y-2008: 3650-3700 MHz Operation in USA
已发布的802.11-2007将802.11a, b, d, e, g, h, i, j 整合为一个统一的标准
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其他IEEE802.11x标准（续）
正在进行标准化：
– 802.11s: Mesh Networking – 802.11T: Wireless Performance – 802.11u: Inter-working with External Networks – 802.11v: Wireless Network Management – 802.11z: Direct Datalink Setup (DLS) – 802.11aa : Robust Audio Video Stream Transport – 802.11ac: Very High Throughput <6GHz – 802.11ad: Very High Throughput in 60 GHz – 802.11ae, QoS Management – 802.11af, TV Whitespace
主要内容
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Reference: https://www.wendangku.net/doc/6a6462873.html,/groups/802/11/QuickGuide_IEEE_802_ WG_and_Activities.htm
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802.11的基本结构
BSS的拓扑结构
有基础架构（Infrastructure）的集中式拓扑
– 由无线接入点AP（Access Point）提供
? 到有线网络的连接 ? 各站通信的中继 ? 相当于蜂窝网中的基站
– 各站不能直接通信，需经AP转发
STA2 STA4
能互相进行无线通信的STA（Station）组成一个基本服务组BSS （Basic Service Set） BSS是IEEE802.11网络的基本单元
AP
STA1 STA3
BSS 22
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BSS的拓扑结构（续）
分布对等式拓扑
– 在没有预先存在的基础通信设施的环境下，各个无线节点 彼此直接进行通信 – 网络中没有接入点AP设备 – 构成一种独立（Independent）BSS，IBSS – 也称为自组织（Ad Hoc）模式
STA2
802.11的扩展服务组
扩展服务组ESS （Extended Service Set）是由多个BSS通过 分布式系统DS （Distributed System） 相互联接起来的 DS可以是有线的也可以 是无线的
STA4 STA1 STA3
每个BSS都分配了一个 标识Identifier，BSSID
IBSS 23 24

802.11组网模式
802.11的逻辑服务
站服务SS（Station Services）
由站点提供的服务
Ad Hoc
– Authentication – Deauthentication – Data confidentiality – MSDU（MAC Service Data Unit,MAC服务数据单元 ）delivery – DFS（Dynamic Frequency Selection） – TPC（Transmit Power Control） – Higher layer timer synchronization（QoS facility only） – QoS traffic scheduling（QoS facility only）
单个BSS
多个BSS
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802.11的逻辑服务（续）
分布式系统服务DSS（Distribution System Services）
由分布式系统提供的服务 – Association – Disassociation – Reassociation – Distribution – Integration – QoS traffic scheduling（QoS facility only）
DS的数据分发服务
Distribution
– 用在节点间交换MAC帧 – 从一个BSS的节点发送到另一个BSS的节点
Integration
– 当数据交换双方一个位于802.11局域网中而另一个位于非 802.11局域网时 – 涉及地址转换、传输介质变换逻辑和帧格式转换
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关联服务
Association
– 节点必须与所在BSS的AP建立关联，AP才能将此信息通 报给ESS内的其他AP，以便进行路由和帧的传递
安全性服务
Authentication
– 802.11支持多种认证模式，并允许对此进行扩充 – 标准没有强制要求任何特定认证模式
Reassociation
– 关联可从一个AP转换到另一个AP，允许节点从一个BSS 移动到另一个BSS
De-authentication
– 一个原先已通过认证的站点离开网络时需要解除认证
Privacy
– 用来防止消息内容被非指定接收者阅读 – 标准支持可选的加密手段
Diassociation
– 站点在离开ESS或者关机之前发送该通告 – MAC管理机制防止没通告的节点消失
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IEEE 802.11物理层技术
IEEE 802.11物理层概述 DSSS物理层 HR/DSSS物理层 FHSS物理层 IR物理层 OFDM物理层
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802.11物理层分类
802.11基本物理层（2.4 GHz频段）
– DSSS：1, 2 Mbps – FHSS：1, 2 Mbps – IR：1, 2 Mbps
802.11协议分层模型
802.11b物理层（2.4 GHz频段）
– HR/DSSS（High Rate DSSS）
? 1, 2 Mbps ? 采用CCK时，5.5, 11 Mbps
物理层
802.11a物理层（5GHz频段）
– OFDM： 6,9,12,18,24,36,48,54 Mbps
802.11g物理层（2.4GHz频段）-- ERP（Extended Rate PHY）
– ERP- DSSS/CCK： 1, 2, 5.5, 11 Mbps – ERP- OFDM： 6,9,12,18,24,36,48,54 Mbps – ERP- PBCC（可选）：22, 33 Mbps – DSSS- OFDM（可选）： 6,9,12,18,24,36,48,54 Mbps
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802.11物理层分层结构
物理层管理实体PLME（Physical Layer Management Entity）
– 与MAC层管理相连，执行本地物理层的管理功能
DSSS物理层
直接序列扩频DSSS（Direct Sequence Spread Spectrum）
– 发送端：把要传送的信息直接由高码率 的扩频码序列编码后，对载波进行调制 以扩展信号的频谱 – 接收端：用相同的扩频码序列进行解 扩，利用扩频码良好的自相关性，把展 宽的扩频信号还原成原始信号
物理层汇聚过程PLCP（Physical Layer Convergence Procedure）子层
– 规定如何将MAC层协议数据单元（MPDU）映射为合适的 物理层帧格式，用于收发用户数据和管理信息，以及相反 操作
DSSS物理层特点
– 有较强的抗干扰能力，802.11中要求扩 频增益不小于10dB – 扩频信号的频谱具有近似于噪声频谱的 特性，具有很强的抗截获和防侦查和窃 听的能力 – 抗多径干扰的能力强
物理媒体相关PMD（Physical Medium Dependent）子 层
– 定义了两点和多点间通过无线媒体收发数据的特性和方法
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DSSS物理层规定
扩频码：伪噪声PN（Pseudo Noise）码
– 11位Barker序列：+1, –1, +1, +1, –1, +1, +1, +1, –1, –1, –1 – 11Mchip/s
DSSS物理层的信道划分
工作在2.4GHz ISM频段
– 频率范围：2.400GHz~2.4835GHz – 划分为14个信道
? 每个信道带宽为22MHz ? 相邻信道中心频率间隔为5MHz
Ch Ch Ch 12 13 14
调制：
– 1Mbps – DBPSK（差分二相移相键控）调制 – 2Mbps - DQPSK （差分正交移相键控）调制
空闲信道估计CCA（Clear Channel Assessment）
– 模式1：能量超过门限时报告信道忙 – 模式2：检测到DSSS信号时报告信道忙（载波检测CS） – 模式3：检测到DSSS信号，且其能量超过门限
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2.484GHz
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各个国家授权使用的ISM频段
DSSS物理信道
只有3个互不重叠的信道 在多小区网络中，为避免临道干扰，应使用无频率交叉的信道，如： 1,6,11信道（美国），或1,7,13（欧洲） 适当调整发射功率，避免跨区域同频干扰
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DSSS PLCP帧格式
PLCP前导码（Preamble）
– 同步（Synchronization）：用于物理层同步、能量检测、频偏补偿等 – 帧定界符SFD（Start Frame Delimiter）：1111001110100000
HR/DSSS物理层
高速直接序列扩频HR/DSSS
– 802.11b支持 – 可实现5.5 Mbps和11 Mbps的传输速率
? 补码键控CCK（Complementary Code Keying）调制 ? 分组二进制卷积码PBCC（Packet Binary Convolutional Code）（可选）
PLCP头（Header）
– Signal：指示净荷速率（0xA：1 Mbps DBPSK；0x14：2Mbps DQPSK） – Service：保留 – Length：指示净荷长度 – HEC（Header Error Check）：保护Signal、Service、Length域的 CRC校验 PLCP前导码和帧头使用1 Mbps DBPSK调制
CCK调制
– 利用互补码良好的自相关特性进行扩频 – 扩展码字长度为8，码片速率为11 Mchips/s，符号速率为 1.375 Ms/s – 可与基本DSSS兼容 – 5.5 Mbps，11 Mbps两种模式
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CCK调制
CCK码字由下面公式得到：
CCK调制（续）
C为8个码片的复码字，C= { c0,…,c7 }
φn ∈ { 0, π/2, π, ?π/2 }, 根据不同模式由数据比特产生
ck ∈ { 1, j, -1, -j }
-1 -j Q j 1 I
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HR/DSSS PLCP帧格式
长PLCP PDU（PPDU）（必选）
FHSS物理层
利用伪随机码序列进行频移键控，使载波频率不断地、 随机地跳变
– 快跳频：每个用户比特有不止一个频率跳变，即跳频速率 大于信息速率，可有效抵抗窄带干扰
短PLCP PDU（可选） – 短同步码，只有前导码以1 Mbps发送，使头部开销减少50%
– 慢跳频：每个频率传送多个用户比特，即信息速率大于跳 频速率，频带利用率高
特点：
– 较强的抗干扰能力 – 具有频率分集功能 – 可实现频谱共享
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FHSS Using MFSK
FHSS Using MFSK

快跳频与慢跳频图示
FHSS物理层（续）
FHSS物理层规定
– 频率范围：
– 信道间隔：1 MHz
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FHSS物理层（续）
– 跳频信道数
IR物理层
采用红外线进行传输，无需对准，依靠直射和反射红外 能量进行通信 只能适用于室内应用 调制编码：
– 格雷码 – 1 Mbps – 16-PPM（Pulse Position Modulation） – 2 Mbps – 4-PPM
– 跳频速率：不小于2.5跳/秒 – 调制：
? 1 Mbps – 2GFSK（Gaussian frequency shift key） ? 2 Mbps – 4GFSK
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OFDM物理层
OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）正交频分复用
– 一种特殊的多载波技术
? 数据流分为N个子数据流，数据流分别调制在不同的载波 ? 每一路信号的带宽小于信道的相干带宽，意味着每个子载波都是平 坦衰落，可以有效克服频率选择性衰落带来的符号间干扰 ? 采用保护间隔可以进一步抵抗符号间干扰 ? 各子载波间正交
OFDM的特点
采用并行正交窄带信道→有效抵抗频率选择性衰落 正交子载波 → 提高频谱利用率 快速傅立叶变换→有效实现大量子载波 和编码技术结合→有效减少信道衰落造成的连续误码 频谱资源分配灵活→充分利用频率分集和多用户分集 每个子载波内是平坦衰落信道→实现MIMO技术较简单 缺点：
– 对频偏和相位噪声很敏感 – 峰均比PAR大 – 自适应调制下的系统复杂度较高 – 要求信道时延扩展小于CP，造成能量损失
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OFDM物理层（续）
OFDM物理层规定
– 5GHz频段：5.15~5.25GHz，5.25~5.35GHz， 5.725~5.825GHz
? 相邻信道中心频率间隔为20MHz ? 信道中心频率=5GHz+5×nch(MHz), nch=0~200
OFDM物理层（续）
? 有12个互不重叠的信道
? 我国已开放高U-NII频段的149，153，157，161
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OFDM物理层（续）
信道间隔 子载波数 子载波间隔 FFT积分周期 保护间隔 OFDM符号时间 调制方式 编码方式 占用带宽 传输速率 16.6MHz 20MHz 10MHz 数据子载波：48 导频子载波：4 0.3125 MHz 3.2μs 0.8μs 4.0μs 0.15625 MHz 6.4μs 1.6μs 8.0μs 0.078125MHz 12.8μs 3.2μs 16.0μs 5MHz
OFDM PLCP帧格式
PLCP帧格式
BPSK，QPSK，16QAM，64QAM 卷积码，1/2，2/3或3/4码率 8.3MHz 4.15MHz
PLCP前导码
6, 9, 12, 18, 24, 3, 4.5, 6, 9, 12, 18, 1.5, 2.25, 3, 4.5, 6, 36, 48, 和54Mbps 24和27 Mbps 9, 12和13.5Mbps
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主要内容
WiFi与IEEE 802.11 IEEE 802.11基本结构和服务 IEEE 802.11物理层技术 IEEE 802.11 MAC层技术 IEEE 802.11的增强技术 WiFi组网技术
IEEE 802.11 MAC层技术
MAC层功能 802.11 MAC帧结构 无线MAC协议面临的问题 802.11 MAC接入协议
– CSMA/CA – 使用CSMA/CA的基本DCF – 带RTS/CTS的扩展DCF – PCF
802.11网络接入 59 60

802.11协议分层模型
MAC层
MAC层的功能
媒体访问控制（Medium Access Control）
– 对于共享信道，确定采用何种有效机制来分配信道的使用
可靠的数据传送 安全
– 源地址识别、MAC帧过滤… – 认证、加密
其他
– 网络接入 – 漫游
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802.11 MAC帧
MAC数据帧
– 用户的数据报文
802.11 MAC帧（续）
数据
Data Data+CF-ACK Data+CF-Poll Data+CF-ACK+CF-Poll Null Function CF-ACK (nodata) CF-Poll (nodata) CF-ACK+CF+Poll
控制
RTS CTS ACK PS-Poll CF-End & CF-End ACK
Beacon
管理
Probe Request & Response Authentication Deauthentication Association Request & Response Reassociation Request & Response Disassociation Announcement Traffic Indication Message (ATIM)
MAC控制帧
– 协助发送数据帧的控制报文，例如：RTS、CTS、ACK等
MAC管理帧
– 负责STA和AP之间的能力集的交互，认证、关联等管理工 作，例如：Beacon、Probe、Association、 Authentication等
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MAC帧格式
持续时间，表示该帧和其确认帧所占用时间
Bytes: 2
Frame Control
MAC帧基本字段
分片编号
6 Addr 3 2
Sequence Control
2
Duration ID
6 Addr 1
6 Addr 2
6 Addr 4
0-2312 Frame Body
4 CRC
802.11 MAC Header
Frame control – 两个字节的控制字段具有多种用途 Duration/ID – 表示成功发送一帧可能要占用信道的时间（以μs为单位） – 在某些控制帧中，表示关联ID或连接ID Address 1~4 – 每个地址的含义由Frame control中的DS解释 Sequence control – 4比特分段号用来标识分段，以便进行分段号重组 – 12比特序列号给帧编号 Data – 包含任意长度的数据（0~2312字节） Checksum – 802.11采用4个字节的校验码
加密？
Bits: 2 Protocol Version 2 Type 4 SubType 1 To DS 1 From DS 1 More Frag 1 Retry 1 Pwr Mgt 1 More Data 1 WEP 1 Order
Frame Control Field
?Control Frames ?Management Frames ?Data Frames
RTS or CTS ……
重发帧？
休眠or 唤醒
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MAC帧控制字段
Protocol version
– 当前版本号是0
MAC帧控制字段（续）
More fragments – 1表示在当前的MSDU后面还有另一个fragment Retry – 1表明当前帧是以前帧的重传 Power management – 表明站的模式：1表示省电；0表示激活 More data – 1向处于省电模式的站表明，AP有为该站缓存的数据 Wired equivalent privacy (WEP) – 1表明帧体（Frame Body）部分用WEP算法进行加密 Order – 1指示接收者必须严格按照顺序处理该帧
Type/ Subtype
– 确定帧的功能
? 管理(00) ? 控制(01) ? 数据(10) ? 保留(11)
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地址域
四个地址字段分别标识
– BSSID： BSS标识符（BSS Identification）是IEEE802.11 WLAN中 BSS的唯一标识符
? 对有基础架构的BSS，就是这个BSS中AP的MAC地址 ? 对于独立BSS，BSSID就是一个只具备本地管理属性的、由建立这个BSS站 随意分配的单独地址
地址域（续）
To DS，From DS: 1bit，仅用在数据帧中
– To DS=1：此帧为送交给AP向DS转发的 – From DS=1： 此帧是从DS送出的
To DS From DS 地址1 RA=DA 地址2 TA=SA 地址3 BSSID 地址4 --
– TA：发送站地址（ Transmitter Address ）：指的是将数据发送到 WLAN的无线媒体上的STA的MAC地址 – RA：接收站地址（Receiver Address）：指的是从无线媒体上接收数 据的STA的MAC地址。这个地址可以是单独地址也可以是组地址 – SA：源端地址子域（ Source Address ）：指的是产生待发送的 MSDU的MAC实体的MAC地址。这个地址一般是单播地址 – DA：目的端地址子域（ Destination Address ）：指的是传送的 MSDU的最终接收地址（不仅仅局限在WLAN中），可以是播地址也可 以是组播地址
Ad hoc模式 适用 AP → STA STA → AP 无线DS AP → AP
0
0
0 1 1
1 0 1
RA=DA RA=BSSID RA
TA=BSSID TA=SA TA
SA DA DA
--SA
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地址域的使用举例（1）
ESS内，通过以太网分发
– BSS1/2均为AP模式 – STA1发数据到STA5 （1）STA1 -> AP3 （2）AP3网桥-> AP6网桥 （3） AP6 -> STA5 To/FrDS STA1 -> AP3 AP3桥->AP6桥 AP6 -> STA5 1 0 Addr1 BSSID1 MAC3 DA MAC5 DA MAC5
AP3
地址域的使用举例（2）
ESS内，通过WDS分发
BSS2
STA5 Wireless DS AP3 AP6 AP6
Ethernet BSS1
STA2 STA4 STA1
– BSS1/2均为AP模式 – 通过无线DS分发 – STA1发数据到STA5 （1）STA1发到AP3 （2） AP3发到AP6 （3）AP6发到STA5 To/FrDS STA1 -> AP3 AP3桥->AP6桥 AP6 -> STA5 1 1 0 0 1 1
BSS1
STA2
BSS2
STA5
STA4 STA1
Addr2 SA MAC1 SA MAC1 BSSID2 MAC6
Addr3 DA MAC5 N/A SA MAC1
Addr4 N/A N/A N/A
Addr1 BSSID1 MAC3 RA MAC6 DA MAC5
Addr2 SA MAC1 TA MAC3 BSSID2 MAC6
Addr3 DA MAC5 DA MAC5 SA MAC1
Addr4 N/A SA MAC1 N/A
802.3帧 0 1

802.11 MAC控制帧
ACK
– 来自接收端的立即确认
802.11 MAC控制帧（续）
PS-poll（ Power Save- poll)
– 发自某个处于睡眠状态节点 – 请求AP发送为其缓存的帧
CF-end（Contention-Free end） RTS/CTS
– 4次握手交换的前两个帧 – 通知发送端和接收端附近的节点
– 通告无竞争阶段的结束
CF-end + CF-ack
– 确认CF-end
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省电管理
使站点在空闲时工作于省电模式 站点的两种工作模式：
– 激活模式（Active Mode）
? 任何时刻均可正常接收帧
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
802.11 MAC管理帧举例——Beacon帧
信息 Timestamp Beacon interval Capability Service Set Identifier (SSID) Supported rates FH Parameter Set DS Parameter Set CF Parameter Set IBSS Parameter Set Traffic indication map (TIM) Country FH Parameters 序号 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 信息 FH Pattern Table Power Constraint Channel Switch Announcement Quiet IBSS DFS TPC Report ERP Information Extended Supported Rates RSN BSS Load EDCA Parameter Set QoS Capability
– 省电模式PS（Power Save Mode）
? 缓存发送给处于PS模式下的站点的包 ? AP在信标帧中广播缓存有包的站点列表：Traffic Indication Map（TIM） ? 如果TIM中指示有包缓存在AP，该站点发送PS-Poll给AP， AP返回缓存的包予以响应
由帧控制头中的power mgmt比特控制模式切换 75
76

媒体访问控制（MAC）
功能
– 对于共享信道，确定采用何种有效机制来分配信道的使用
无线MAC面临的问题
无线信道的特点
– 时变、差错、共享
分类
– 固定分配类
? 频分多址FDMA，时分多址TDMA，码分多址CDMA，空分多 址SDMA
无线资源的特点
– 有限、资源感知问题
移动用户的需求
– 公平性、低功耗、移动性
– 随机分配或竞争类
? Aloha，CSMA
– 按需分配类
? Token Ring，DAMA
– 实际的MAC协议通常是以上多种协议的综合
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78
以太网CSMA/CD协议回顾
IEEE 802.3的以太网采用载波侦听/冲突检测 （CSMA/CD）进行媒体访问控制
– CS： Carrier Sense，先进行载波侦听，只在媒体空闲时 发送 – MA：Multiple Access – CD：Collision Detection，发送的同时监测信道，检测到 冲突后立刻停止发送
CSMA/CD协议
是一种随机争用的 媒体访问控制方法
1
Two nodes transmit at the same time
2
Node detect there has been a collision
3
Nodes transmit a jamming signal
4
Nodes wait a random period before retransmitting
All computers have access to a common bus at the same time
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80

资源数据采集技术方案.

资源数据采集技术方案 公司名称 2011年7月二O一一年七月

目录 第 1 部分概述 (3) 1.1 项目概况 (3) 1.2 系统建设目标 (3) 1.3 建设的原则 (4) 1.3.1 建设原则 (4) 1.4 参考资料和标准 (5) 第 2 部分系统总体框架与技术路线 (5) 2.1 系统应用架构 (6) 2.2 系统层次架构 (6) 2.3 关键技术与路线 (7) 第 3 部分系统设计规范 (9) 第 4 部分系统详细设计 (9)

第 1 部分概述 1.1 项目概况 Internet已经发展成为当今世界上最大的信息库和全球范围内传播知识的主要渠道，站 点遍布全球的巨大信息服务网，为用户提供了一个极具价值的信息源。无论是个人的发展还 是企业竞争力的提升都越来越多地依赖对网上信息资源的利用。 现在是信息时代，信息是一种重要的资源，它在人们的生活和工作中起着重要的作用。 计算机和现代信息技术的迅速发展，使Internet成为人们传递信息的一个重要的桥梁。网络 的不断发展，伴随着大量信息的产生，如何在海量的信息源中查找搜集所需的信息资源成为 了我们今后建设在线预订类旅游网重要的组成部分。 因此，在当今高度信息化的社会里，信息的获取和信息的及时性。而Web数据采集可以通过一系列方法，依据用户兴趣，自动搜取网上特定种类的信息，去除无关数据和垃圾数据，筛选虚假数据和迟滞数据，过滤重复数据。直接将信息按照用户的要求呈现给用户。可 以大大减轻用户的信息过载和信息迷失。 1.2 系统建设目标 在线预订类旅游网是在线提供机票、酒店、旅游线路等旅游商品为主，涉及食、住、行、游、购、娱等多方面的综合资讯信息、全方位的旅行信息和预订服务的网站。 如果用户要搜集这一类网站的相关数据，通常的做法是人工浏览网站，查看最近更新的信息。然后再将之复制粘贴到Excel文档或已有资源系统中。这种做法不仅费时费力，而且 在查找的过程中可能还会遗漏，数据转移的过程中会出错。针对这种情况，在线预订类旅游网信息自动采集的系统可以实现数据采集的高效化和自动化。

录音技术基础知识

录音技术基础知识

录音技术基础知识 基本录音/多轨录音 无论是盒式磁带录音机、数码多轨录音机、硬盘录音机，还是其它录音媒体，其录音过程大致相同，目的都是将声音获取到缩混带上。 做此工作，录音工程师采用两个步骤： 1、多轨录音——各种乐器和人声的录音与叠加录音的过程，每种录音都有各自的“音轨”。 2、多轨缩混——将这些多轨内容同步录在一组立体声轨上（“母带录音”），可以用某种播放系统如CD播放机或磁带卡座等进行再制作。 录音基础/多轨录音 多轨录音指多种乐器或人声的互相“叠加”，以便在播放任意一种音色时，同时听到其它的音色。有的录音设备具备将不同乐器录在每个“轨”上的能力。多轨录音好比将16个盒带录音机的磁带并列在一起。就成为16轨磁带（实际32轨，因为盒式磁带是立体声，有两个轨），从而具备了每轨录制不同乐器的潜力。 换言之，假如您为一个鼓手、一个贝司和一

个伴奏吉他手弹奏的曲子录音，用一台多轨录音机将每种乐器录在各自轨上。由于是一起演奏的曲子，音符要互相合拍，播放时，听起来仍好象几个乐手在一起演奏一般。如果您要在歌曲中加入一个主音吉他，既然每个乐器都录在各自音频上，就要先播放前三个轨，使吉他手在第四轨上录制主音吉他时，能与其它乐器“合拍”。这个过程就叫叠加。 按传统方式，录音师要先录制“节奏轨”，包括：鼓、贝司、伴奏吉他、键盘以及一个将被替换的主音人声，所有都录在一起。下一步，录音师开始做叠加，加入其它节奏，主声部，背景人声，所有其它乐器，最后录制主音人声。而现代录音方式通常是一次制作一个轨，按排序的乐器、鼓的循环，或者人声开始录音。 关键点是最终你的乐器必须被同时录制在一起。一旦完成后，混音过程才能开始。 录音基础/多轨缩混 缩混的目的是将你所录制的轨道缩到两个轨道（立体声）上或一个轨（单声）上。这样就可以在传统的播放系统如卡带或CD播放机上

认识快速成型技术

教学难点与重点： 难点： 《产品逆向工程技术》教案 共 页 第 页 授课教师: 教研室： 备课日期： 年 月 日 课 题： 教 学 准 备： 教学目的与要求： 授 课 方 式： 项目四 快速成型技术认识 任务一 认识快速成型技术 PPT 掌握快速成型技术的原理、工作流程和特点。 讲授（90＇） 重点：快速成型技术的原理、工作流程和特点。 教 学 过 程： 上节课回顾→讲授课题→课堂小结

“ “ 张家界航院教案 第 页 上节课回顾： 讲授课题： 项目四 快速成型技术认识 通过前面的几节课我们学习了什么是逆向工程。通过逆向工程技术， 企业可以迅速的设计出符合当前流行趋势，以及符合人们消费需求的产品， 快速抢占市场。市场这块蛋糕就那么大，谁先抢到谁先吃，后来的就只能 看别人吃。现在的企业发展战略已经从以前的“如何做的更多、更好、更 便宜”转变成了“如何做的更快”。所以快速的响应市场需求，已经是制 造业发展的必经之路。 但是一件产品是不是设计出来就完事了？从设计到产品，中间还有一 个制造的过程，逆向工程解决了快速设计的问题，但是如果在制造加工阶 段耗费太长的时间，最后依然是无法快速的响应市场。尤其是在加工复杂 薄壁零件的时候，往往加工一件零件的周期要好几周，甚至几个月才能完 成，比如飞机发动机上的涡轮，加工周期要 90 天。 怎么解决这个问题呢？这就要用到今天我们这节课要讲的内容：快速 成型技术。快速成型技术就是在这种背景需求下发展起来的一种新型数字 化制造技术，利用这项技术可以快速的将设计思想转化为具有结构和功能 的原型或者是直接制造出零部件，以便可以对设计的产品进行快速评价、 修改。按照以往的技术，在生产一件样品的时候，要么开模、要么通过复 杂的机加工艺来生产，这样不管是从成本的角度还是时间的角度来讲，都 会带来成本的提高。而快速成型技术可以极大地缩短新产品的开发周期， 降低开发成本，最大程度避免产品研发失败的风险，提高了企业的竞争力。 任务一 认识快速成型技术 快速成型技术（Rapid Prototype ，简称 RP)有许多不同的叫法，比如 “3D 打印”( 3D printing)、分层制造”( layered manufacturing ，LM) 、增材制 造”（ additive manufacturing ，AM) 等。同学们最熟悉的应该就是“3D 打 印”，其实刚开始的时候，3D 打印本是特指一种采用喷墨打印头的快速成 型技术，演变至今，3D 打印成了所有快速成型技术的通俗叫法，但是现在 在学术界被统一称为“增材制造”。 增材制造是一种能够不使用任何工具（模具、各种机床），直接从三 维模型快速地制作产品物理原型也就是样件的技术，可以使设计者在产品 的设计过程中很少甚至不需要考虑制造工艺技术的问题。使用传统机加的 方法来加工零件时，在设计阶段设计师就需要考虑到零件的工艺性，是不 是能够加工出来。对于快速成型技术来讲，任意复杂的结构都可以利用它 的三维设计数据快速而精确的制造出来，解决了许多过去难以制造的复杂 结构零件的成型问题，实现了“自由设计，快速制造”。 一、物体成型的方式 之所以叫“增材制造”很好理解就是通过“堆积”材料的方式进行制 造。与之相应的还有“减材制造”和“等材制造”。在现代成型学的观点 中，物体的成型方式可分以下几类：

音频、视频技术基础习题3

《音频、视频技术基础》习题3 一、单项选择题 1.压缩编码技术，就是指用某种方法使数字化信息的（）降低的技术。 A、采样率 B、传输速率 C、数据量 D、编码率 2.（）决定了声音的动态范围。 A、声音大小 B、量化位数大小 C、采样频率 D、压缩技术 3.人类听觉的声音频率是（）。 A、0～20Hz B、20Hz～20KHz C、20Hz～340Hz D、20KHz以上 4.人类接受的信息约70%来自于（）。 A、阅读 B、听觉 C、视觉 D、触觉 5.Premiere Pro中输出视频的快捷键是（）。 A、ctrl+Alt+M B、Shift+M C、ctrl+shift+M D、ctrl+M 6.构成视频信息的基本单元是（）。 A、帧

B、画面 C、幅 D、像素 7.关于声音数字化技术中的量化位数叙述正确的是（）。 A、量化位数是指一秒种内对声波模拟信号采样的次数 B、量化位数是指每个采样点十进制数据的位数 C、量化位数是指每个采样点十六进制数据的位数 D、量化位数是指每个采样点二进制数据的位数 8.一般来说，要求声音的质量越高，则（）。 A、量化级数越低采样频率越高 B、量化级数越低采样频率越低 C、量化级数越高采样频率越低 D、量化级数越高采样频率越高 9.波形文件是采集各种声音的机械振动而得到的数字文件，其后缀是（）。 A、wav B、mpga C、mp3 D、voc 10.超声波的频率范围是（）。 A、高于20KHz B、低于20Hz C、低于20KHz D、高于20Hz，低于20KHz 11.以下软件中不是声音编辑软件的是（）。 A、Windows“录音机” B、Winamp C、SoundForge D、Cool Edit Pro 12.用（）软件可以将自己需要的VCD片段从VCD光盘中截取出来。 A、超级解霸

数字音频基础知识

第一章数字音频基础知识 主要内容 ?声音基础知识 ?认识数字音频 ?数字音频专业知识 第1节声音基础知识 1.1 声音的产生 ?声音是由振动产生的。物体振动停止，发声也停止。当振动波传到人耳时，人便听到了声音。 ?人能听到的声音，包括语音、音乐和其它声音（环境声、音效声、自然声等），可以分为乐音和噪音。 ?乐音是由规则的振动产生的，只包含有限的某些特定频率，具有确定的波形。 ?噪音是由不规则的振动产生的，它包含有一定范围内的各种音频的声振动，没有确定的波形。 1.2 声音的传播 ?声音靠介质传播，真空不能传声。 ?介质：能够传播声音的物质。 ?声音在所有介质中都以声波形式传播。 ?音速 ?声音在每秒内传播的距离叫音速。 ?声音在固体、液体中比在气体中传播得快。 ?15oC 时空气中的声速为340m/s 。 1.3 声音的感知 ?外界传来的声音引起鼓膜振动经听小骨及其他组织传给听觉神经，听觉神经再把信号传给大脑，这样人就听到了声音。 ?双耳效应的应用：立体声 ?人耳能感受到（听觉）的频率范围约为20Hz~ 20kHz，称此频率范围内的声音为可听声(audible sound)或音频(audio)，频率<20Hz声音为次声，频率>20kHz声音为超声。 ?人的发音器官发出的声音（人声）的频率大约是80Hz～3400Hz。人说话的声音（话音voice / 语音speech）的频率通常为300Hz～3000 Hz（带宽约3kHz）。 ?传统乐器的发声范围为16Hz (C2)～7kHz(a5)，如钢琴的为27.5Hz (A2)～4186Hz(c5)。 1.4 声音的三要素 ?声音具有三个要素： 音调、响度（音量/音强）和音色 ?人们就是根据声音的三要素来区分声音。 音调（pitch ） ?音调：声音的高低（高音、低音），由―频率‖（frequency）决定，频率越高音调越高。 ?声音的频率是指每秒中声音信号变化的次数，用Hz 表示。例如，20Hz 表示声音信号在1 秒钟内周期性地变化20 次。?高音：音色强劲有力，富于英雄气概。擅于表现强烈的感情。 ?低音：音色深沉浑厚，擅于表现庄严雄伟和苍劲沉着的感情。 响度（loudness ） ?响度：又称音量、音强，指人主观上感觉声音的大小，由―振幅‖（amplitude）和人离声源的距离决定，振幅越大响度越大，人和声源的距离越小，响度越大。（单位：分贝dB） 音色（music quality） ?音色：又称音品，由发声物体本身材料、结构决定。 ?每个人讲话的声音以及钢琴、提琴、笛子等各种乐器所发出的不同声音，都是由音色不同造成的。 1.5 声道

录音技术基础知识

录音技术基础知识基本录音/多轨录音 无论是盒式磁带录音机、数码多轨录音机、硬盘录音机，还是其它录音媒体，其录音过程大致相同，目的都是将声音获取到缩混带上。 做此工作，录音工程师采用两个步骤： 1、多轨录音——各种乐器和人声的录音与叠加录音的过程，每种录音都有各 自的“音轨”。 2、多轨缩混——将这些多轨内容同步录在一组立体声轨上（“母带录音”），可 以用某种播放系统如CD播放机或磁带卡座等进行再制作。 录音基础/多轨录音 多轨录音指多种乐器或人声的互相“叠加”，以便在播放任意一种音色时，同时听到其它的音色。有的录音设备具备将不同乐器录在每个“轨”上的能力。多轨录音好比将16个盒带录音机的磁带并列在一起。就成为16轨磁带（实际32轨，因为盒式磁带是立体声，有两个轨），从而具备了每轨录制不同乐器的潜力。 换言之，假如您为一个鼓手、一个贝司和一个伴奏吉他手弹奏的曲子录音，用一台多轨录音机将每种乐器录在各自轨上。由于是一起演奏的曲子，音符要互相合拍，播放时，听起来仍好象几个乐手在一起演奏一般。如果您要在歌曲中加入一个主音吉他，既然每个乐器都录在各自音频上，就要先播放前三个轨，使吉他手在第四轨上录制主音吉他时，能与其它乐器“合拍”。这个过程就叫叠加。 按传统方式，录音师要先录制“节奏轨”，包括：鼓、贝司、伴奏吉他、键盘以及一个将被替换的主音人声，所有都录在一起。下一步，录音师开始做叠加，加入其它节奏，主声部，背景人声，所有其它乐器，最后录制主音人声。而现代

录音方式通常是一次制作一个轨，按排序的乐器、鼓的循环，或者人声开始录音。 关键点是最终你的乐器必须被同时录制在一起。一旦完成后，混音过程才能开始。 录音基础/多轨缩混 缩混的目的是将你所录制的轨道缩到两个轨道（立体声）上或一个轨（单声）上。这样就可以在传统的播放系统如卡带或CD播放机上今昔播放了。 按传统方法，多轨录音机连在多通道的调音台上，这样每一个轨在调音面板上都可以被单独进行处理了。换句话说，多轨录音机的每一个输出都连接到调音台的每一个输入通道上，从那里再进行合并，成为单一的立体声输出。这个立体声的输出可以连接到母带处理机上录制立体声信号。 在合并许多通道到两个通道时，调音台还处理其它一些重要工作，如： -调节乐器的频率内容，一般称为EQ。 -给乐器增加效果，如混响，回声或合唱。 -调节每一轨的音量，保证不会有单独的乐器音量太过于大或者小。 如今，多轨录音机，多通道调调音台，均衡和效果器上的所有功能都可以集中在一个装置上。而且还可以用光盘刻录机、数码录音机或硬盘作为母带处理机。当然重要的是您的曲子中的所有的乐器都被录音、加工、缩混最后成为一种媒介而被大众听到。 一般连接端子 输入端子 在开始录音之前，你需要将乐器或者是话筒连接到录音机或调音台的输入部分。可能你会注意到有一些不同的连接类型，如：RCA型（在家用的立体声设备上也可

数据采集与处理技术

数据采集与处理技术 参考书目： 1．数据采集与处理技术马明建周长城西安交通大学出版社 2．数据采集技术沈兰荪中国科学技术大学出版社 3．高速数据采集系统的原理与应用沈兰荪人民邮电出版社 第一章绪论 数据采集技术(Data Acquisition)是信息科学的一个重要分支,它研究信息数据的采集、存贮、处理以及控制等作业。在智能仪器、信号处理以及工业自动控制等领域，都存在着数据的测量与控制问题。将外部世界存在的温度、压力、流量、位移以及角度等模拟量（Analog Signal）转换为数字信号（Digital Signal）, 在收集到计算机并进一步予以显示、处理、传输与记录这一过程，即称为“数据采集”。相应的系统即为数据采集系统（Data Acquisition System,简称DAS）数据采集技术以在雷达、通信、水声、遥感、地质勘探、震动工程、无损检测、语声处理、智能仪器、工业自动控制以及生物医学工程等领域有着广泛的应用。 1．1 数据采集的意义和任务 数据采集是指将温度、压力、流量、位移等模拟量采集、转换为数字量后，再由计算机进行存储、处理、显示或打印的过程。相应的系统称为数据采集系统。 数据采集系统的任务：采集传感器输出的模拟信号并转换成计算机能识别的数字信号，然后送入计算机，根据不同的需要由计算机进行相应的计算和处理，得出所需的数据。与此同时，将计算得到的数据进行显示或打印，以便实现对某些物理量的监视，其中一部分数据还将被生产过程中的计算机控制系统用来控制某些物理量。 数据采集系统的好坏，主要取决于精度和速度。 1．2 数据采集系统的基本功能 1.数据采集：采样周期

几种常见的快速成型技术

几种常见的快速成型技术 一、FDM 丝状材料选择性熔覆（Fused Deposition Modeling）快速原型工艺是一种不依靠激光作为成型能源、而将各种丝材加热溶化的成型方法，简称FDM。 丝状材料选择性熔覆的原理室，加热喷头在计算机的控制下，根据产品零件的截面轮廓信息，作X-Y平面运动。热塑性丝状材料（如直径为1.78mm的塑料丝）由供丝机构送至喷头，并在喷头中加热和溶化成半液态，然后被挤压出来，有选择性的涂覆在工作台上，快速冷却后形成一层大约0.127mm厚的薄片轮廓。一层截面成型完成后工作台下降一定高度，再进行下一层的熔覆，好像一层层"画出"截面轮廓，如此循环，最终形成三维产品零件。 这种工艺方法同样有多种材料选用，如ABS塑料、浇铸用蜡、人造橡胶等。这种工艺干净，易于操作，不产生垃圾，小型系统可用于办公环境，没有产生毒气和化学污染的危险。但仍需对整个截面进行扫描涂覆，成型时间长。适合于产品设计的概念建模以及产品的形状及功能测试。由于甲基丙烯酸ABS（MABS）材料具有较好的化学稳定性，可采用加码射线消毒，特别适用于医用。但成型精度相对较低，不适合于制作结构过分复杂的零件。 FDM快速原型技术的优点是： 1、制造系统可用于办公环境，没有毒气或化学物质的危险。 2、工艺干净、简单、易于材作且不产生垃圾。 3、可快速构建瓶状或中空零件。 4、原材料以卷轴丝的形式提供，易于搬运和快速更换。 5、原材料费用低，一般零件均低于20美元。 6、可选用多种材料，如可染色的ABS和医用ABS、PC、PPSF等。 FDM快速原型技术的缺点是： 1、精度相对国外SLA工艺较低，最高精度0.127mm。 2、速度较慢。 二、SLA 光敏树脂选择性固化是采用立体雕刻（Stereolithography）原理的一种工艺，简称SLA，也是最早出现的、技术最成熟和应用最广泛的快速原型技术。 在树脂液槽中盛满液态光敏树脂，它在紫外激光束的照射下会快速固化。成型过程开始时，可升降的工作台处于液面下一个截面层厚的高度，聚焦后的激光束，在计算机的控制下，按照截面轮廓的要求，沿液面进行扫描，使被扫描区域的树脂固化，从而得到该截面轮廓的塑料薄片。然后，工作台下降一层薄片的高度，以固化的塑料薄片就被一层新的液态树脂所覆盖，以便进行第二层激光扫描固化，新固化的一层牢固的粘结在前一层上，如此重复不已，知道整个产品成型完毕。最后升降台升出液体树脂表面，即可取出工件，进行清洗和表面光洁处理。 光敏树脂选择性固化快速原型技术适合于制作中小形工件，能直接得到塑料产品。主要用于概念模型的原型制作，或用来做装配检验和工艺规划。它还能代替腊模制作浇铸模具，以及作为金属喷涂模、环氧树脂模和其他软模的母模，使目前较为成熟的快速原型工艺。 SLA快速原型技术的优点是： 1、需要专门实验室环境，维护费用高昂。 2、系统工作相对稳定。 3、尺寸精度较高，可确保工件的尺寸精度在0.1mm（但，国内SLA精度在0.1——0.3mm之间，并且存在一定的波动性）。 4、表面质量较好，工件的最上层表面很光滑，侧面可能有台阶不平及不同层面间的曲面不平。 5、系统分辨率较高。

简单完全的以太网数据采集

简单完全的以太网数据采集 从2006 年开始，NI CompactDAQ 就一直在不牺牲性能和灵活性的前提下，不断地简化在实验室、工业现场以及生产线上的测试测量应用项目的开发。 有了新的带有千兆以太网接口的NI cDAQ-9188 底座后，NI CompactDAQ 使得基于PC 的数据采集技术可以应用在远程传感器和电信号的测量上面，从而将其应用范围从实验室扩展到了全球范围。 NI CompactDAQ 的性能十分强大，一台NI CompactDAQ 底座可以支持对最多256 路的电信号、物理信号、机械信号或者音频信号进行测量。在超过50 种针对不同传感器的NI C 系列I/O 模块和NI 专利的信号流传输技术的配合下，NI CompatDAQ 拥有高速数据传输特性，从而能够很容易地满足高度灵活的混合测试系统的要求，并且能够极大地降低其开发难度。 远距离数据采集 以太网技术的方便性和可靠性与USB 技术的基本相同。对于数据采集 来说，以太网有着两个其他普通PC 外部总线所没有的优势：极长的电缆长度 和分布式的网络设施。测量位置的距离超过了USB 电缆5 米的最大长度时， 以太网是一个非常理想的选择。一条CAT 5E 电缆在长度超过100 米后，才会需要交换机或路由器将信号中继延伸到更远的地方。除此之外，很多公司的IT 部门已经将千兆以太网(IEEE 802.3ab 标准)作为其企业网络的基础设施。使用NI CompactDAQ，用户可以直接利用已有的网络设施和带宽搭建远程或分布式测量系统。一台上位机可以同时管理处于同一子网或多个子网的多个测试设备。 超过50 种的C 系列模块

音视频技术基本知识一

https://www.wendangku.net/doc/6a6462873.html, 音视频技术基本知识一 网易视频云是网易倾力打造的一款基于云计算的分布式多媒体处理集群和专业音视频技术，为客户提供稳定流畅、低时延、高并发的视频直播、录制、存储、转码及点播等音视频的PaaS服务。在线教育、远程医疗、娱乐秀场、在线金融等各行业及企业用户只需经过简单的开发即可打造在线音视频平台。现在，网易视频云总结网络上的知识，与大家分享一下音视频技术基本知识。 与画质、音质等有关的术语 这些术语术语包括帧大小、帧速率、比特率及采样率等。 1、帧 一般来说，帧是影像常用的最小单位，简单的说就是组成一段视频的一幅幅图片。电影的播放连续的帧播放所产生的，现在大多数视频也类似，下面说说帧速率和帧大小。 帧速率，有的转换器也叫帧率，或者是每秒帧数一类的，这可以理解为每一秒的播放中有多少张图片，一般来说，我们的眼睛在看到东西时，那些东西的影像会在眼睛中停留大约十六分之一秒，也就是视频中只要每秒超过15帧，人眼就会认为画面是连续不断的，事实上早期的手绘动画就是每秒播放15张以上的图片做出来的。但这只是一般情况，当视频中有较快的动作时，帧速率过小，动作的画面跳跃感就会很严重,有明显的失真感。因此帧速率最好在24帧及以上，这24帧是电影的帧速率。 帧大小，有的转换器也叫画面大小或屏幕大小等，是组成视频的每一帧的大小，直观表现为转换出来的视频的分辨率的大小。一般来说，软件都会预置几个分辨率，一般为320×240、480×320、640×360、800×480、960×540、1280×720及1920×1080等，当然很多转换器提供自定义选项，这里，不得改变视频长宽比例。一般根据所需要想要在什么设备上播放来选择分辨率，如果是转换到普通手机、PSP等设备上，视频分辨率选择与设备分辨率相同，否则某些设备可能会播放不流畅，设备分辨率的大小一般都可以在中关村在线上查到。 2、比特率 比特率，又叫码率或数据速率，是指每秒传输的视频数据量的大小，音视频中的比特率，是指由模拟信号转换为数字信号的采样率；采样率越高，还原后的音质和画质就越好；音视频文件的体积就越大，对系统配置的要求也越高。 在音频中，1M以上比特率的音乐一般只能在正版CD中找到，500K到1M的是以APE、FLAC等为扩展名的无损压缩的音频格式，一般的MP3是在96K到320K之间。目前，对大多数人而言，对一般人而言192K就足够了。 在视频中，蓝光高清的比特率一般在40M以上，DVD一般在5M以上，VCD一般是在1M 以上。（这些均是指正版原盘，即未经视频压缩的版本）。常见的视频文件中，1080P的码率一般在2到5M之间，720P的一般在1到3M，其他分辨率的多在一M一下。 视频文件的比特率与帧大小、帧速率直接相关，一般帧越大、速率越高，比特率也就越大。当然某些转换器也可以强制调低比特率，但这样一般都会导致画面失真，如产生色块、色位不正、出现锯齿等情况。

录音技术基础知识

录音技术基础知识 基本录音/多轨录音 无论是盒式磁带录音机、数码多轨录音机、硬盘录音机，还是其它录音媒体，其录音过程大致相同，目的都是将声音获取到缩混带上。 做此工作，录音工程师采用两个步骤： 1、多轨录音——各种乐器和人声的录音与叠加录音的过程，每种录音都有各自的“音轨”。 2、多轨缩混——将这些多轨内容同步录在一组立体声轨上（“母带录音”），可以用某种播 放系统如CD播放机或磁带卡座等进行再制作。 录音基础/多轨录音 多轨录音指多种乐器或人声的互相“叠加”，以便在播放任意一种音色时，同时听到其它的音色。有的录音设备具备将不同乐器录在每个“轨”上的能力。多轨录音好比将16个盒带录音机的磁带并列在一起。就成为16轨磁带（实际32轨，因为盒式磁带是立体声，有两个轨），从而具备了每轨录制不同乐器的潜力。 换言之，假如您为一个鼓手、一个贝司和一个伴奏吉他手弹奏的曲子录音，用一台多轨录音机将每种乐器录在各自轨上。由于是一起演奏的曲子，音符要互相合拍，播放时，听起来仍好象几个乐手在一起演奏一般。如果您要在歌曲中加入一个主音吉他，既然每个乐器都录在各自音频上，就要先播放前三个轨，使吉他手在第四轨上录制主音吉他时，能与其它乐器“合拍”。这个过程就叫叠加。 按传统方式，录音师要先录制“节奏轨”，包括：鼓、贝司、伴奏吉他、键盘以及一个将被替换的主音人声，所有都录在一起。下一步，录音师开始做叠加，加入其它节奏，主声部，背景人声，所有其它乐器，最后录制主音人声。而现代录音方式通常是一次制作一个轨，按排序的乐器、鼓的循环，或者人声开始录音。 关键点是最终你的乐器必须被同时录制在一起。一旦完成后，混音过程才能开始。 录音基础/多轨缩混 缩混的目的是将你所录制的轨道缩到两个轨道（立体声）上或一个轨（单声）上。这样就可以在传统的播放系统如卡带或CD播放机上今昔播放了。 按传统方法，多轨录音机连在多通道的调音台上，这样每一个轨在调音面板上都可以被单独进行处理了。换句话说，多轨录音机的每一个输出都连接到调音台的每一个输入通道上，从那里再进行合并，成为单一的立体声输出。这个立体声的输出可以连接到母带处理机上录制立体声信号。 在合并许多通道到两个通道时，调音台还处理其它一些重要工作，如： -调节乐器的频率内容，一般称为EQ。 -给乐器增加效果，如混响，回声或合唱。 -调节每一轨的音量，保证不会有单独的乐器音量太过于大或者小。 如今，多轨录音机，多通道调调音台，均衡和效果器上的所有功能都可以集中在一个装置上。而且还可以用光盘刻录机、数码录音机或硬盘作为母带处理机。当然重要的是您的曲子中的所有的乐器都被录音、加工、缩混最后成为一种媒介而被大众听到。 一般连接端子 输入端子 在开始录音之前，你需要将乐器或者是话筒连接到录音机或调音台的输入部分。可能你会注

四种常见快速成型技术

四种常见快速成型技术 FDM 丝状材料选择性熔覆（Fus ed Dep osi tion Mod eling）快速原型工艺是一种不依*激光作为成型能源、而将各种丝材加热溶化的成型方法，简称FDM。 丝状材料选择性熔覆的原理室，加热喷头在计算机的控制下，根据产品零件的截面轮廓信息，作X-Y平面运动。热塑性丝状材料（如直径为1.78m m的塑料丝）由供丝机构送至喷头，并在喷头中加热和溶化成半液态，然后被挤压出来，有选择性的涂覆在工作台上，快速冷却后形成一层大约0.127mm厚的薄片轮廓。一层截面成型完成后工作台下降一定高度，再进行下一层的熔覆，好像一层层"画出"截面轮廓，如此循环，最终形成三维产品零件。 这种工艺方法同样有多种材料选用，如ABS塑料、浇铸用蜡、人造橡胶等。这种工艺干净，易于操作，不产生垃圾，小型系统可用于办公环境，没有产生毒气和化学污染的危险。但仍需对整个截面进行扫描涂覆，成型时间长。适合于产品设计的概念建模以及产品的形状及功能测试。由于甲基丙烯酸ABS（M AB S）材料具有较好的化学稳定性，可采用加码射线消毒，特别适用于医用。但成型精度相对较低，不适合于制作结构过分复杂的零件。 FD M快速原型技术的优点是： 1、操作环境干净、安全可在办公室环境下进行。 2、工艺干净、简单、易于材作且不产生垃圾。 3、尺寸精度较高，表面质量较好，易于装配。可快速构建瓶状或中空零件。 4、原材料以卷轴丝的形式提供，易于搬运和快速更换。 5、材料利用率高。 6、可选用多种材料，如可染色的A BS和医用A BS、PC、PP SF等。 FDM快速原型技术的缺点是： 1、做小件或精细件时精度不如SLA，最高精度0.127mm。 2、速度较慢。 SL A 敏树脂选择性固化是采用立体雕刻（Stereo litho gra phy）原理的一种工艺，简称SLA，也是最早出现的、技术最成熟和应用最广泛的快速原型技术。 在树脂液槽中盛满液态光敏树脂，它在紫外激光束的照射下会快速固化。成型过程开始时，可升降的工作台处于液面下一个截面层厚的高度，聚焦后的激光束，在计算机的控制下，按照截面轮廓的要求，沿液面进行扫描，使被扫描区域的树脂固化，从而得到该截面轮廓的塑料薄片。然后，工作台下降一层薄片的高度，以固化的塑料薄片就被一层新的液态树脂所覆盖，以便进行第二层激光扫描固化，新固化的一层牢固的粘结在前一层上，如此重复不已，知道整个产品成型完毕。最后升降台升出液体树脂表面，即可取出工件，进行清洗和表面光洁处理。 光敏树脂选择性固化快速原型技术适合于制作中小形工件，能直接得到塑料产品。主要用于概念模型的原型制作，或用来做装配检验和工艺规划。它还能代替腊模制作浇铸模具，以及作为金属喷涂模、环氧树脂模和其他软模的母模，使目前较为成熟的快速原型工艺。 SL A快速原型技术的优点是： 1、成形速度较快。 2、系统工作相对稳定。 3、尺寸精度较高，可确保工件的尺寸精度在0.1m m（但，国内SL A精度在——0.3mm之间，

音频基本知识

音频基本知识 第一部分 模拟声音-数字声音原理 第二部分 音频压缩编码 第三部分 和弦铃声格式 第四部分 单声道、立体声和环绕声 第五部分 3D环绕声技术 第六部分数字音频格式和数字音频接口 第一部分 模拟声音-数字声音原理 一、模拟声音数字化原理 声音是通过空气传播的一种连续的波，叫声波。声音的强弱体现在声波压力的大小上，音调的高低体现在声音的频率上。声音用电表示时，声音信号在时间和幅度上都是连续的模拟信号。 图1 模拟声音数字化的过程 声音进入计算机的第一步就是数字化，数字化实际上就是采样和量化。连续时间的离散

化通过采样来实现。 声音数字化需要回答两个问题：①每秒钟需要采集多少个声音样本，也就是采样频率(f s)是多少，②每个声音样本的位数(bit per sample，bps)应该是多少，也就是量化精度。 ?采样频率 采样频率的高低是根据奈奎斯特理论(Nyquist theory)和声音信号本身的最高频率决定的。奈奎斯特理论指出，采样频率不应低于声音信号最高频率的两倍，这样才能把以数字表达的声音还原成原来的声音。采样的过程就是抽取某点的频率值，很显然，在一秒中内抽取的点越多，获取得频率信息更丰富，为了复原波形，一次振动中，必须有2个点的采样，人耳能够感觉到的最高频率为20kHz，因此要满足人耳的听觉要求，则需要至少每秒进行40k 次采样，用40kHz表达，这个40kHz就是采样率。我们常见的CD，采样率为44.1kHz。电话话音的信号频率约为3.4 kHz，采样频率就选为8 kHz。 ?量化精度 光有频率信息是不够的，我们还必须纪录声音的幅度。量化位数越高，能表示的幅度的等级数越多。例如，每个声音样本用3bit表示，测得的声音样本值是在0～8的范围里。我们常见的CD位16bit的采样精度，即音量等级有2的16次方个。样本位数的大小影响到声音的质量，位数越多，声音的质量越高，而需要的存储空间也越多。 ?压缩编码 经过采样、量化得到的PCM数据就是数字音频信号了，可直接在计算机中传输和存储。但是这些数据的体积太庞大了！为了便于存储和传输，就需要进一步压缩，就出现了各种压缩算法，将PCM转换为MP3,AAC,WMA等格式。 常见的用于语音(Voice)的编码有：EVRC (Enhanced Variable Rate Coder) 增强型可变速率编码，AMR、ADPCM、G.723.1、G.729等。常见的用于音频(Audio)的编码有：MP3、AAC、AAC+、WMA等 二、问题 1、为什么要使用音频压缩技术？ 我们可以拿一个未压缩的CD文件(PCM音频流)和一个MP3文件作一下对比： PCM音频：一个采样率为44.1KHz，采样大小为16bit，双声道的PCM编码CD文件，它的数据速率则为 44.1K×16×2 =1411.2 Kbps，这个参数也被称为数据带宽。将码率除以8 bit,就可以得到这个CD的数据速率，即176.4KB/s。这表示存储一秒钟PCM编码的音频信号，需要176.4KB的空间。 MP3音频：将这个WAV文件压缩成普通的MP3，44.1KHz，128Kbps的码率，它的数据速率为128Kbps/8=16KB/s。如下表所示： 比特率 存1秒音频数据所占空间 CD(线性PCM) 1411.2 Kbps 176.4KB MP3 128Kbps 16KB AAC 96Kbps 12KB mp3PRO 64Kbps 8KB 表1 相同音质下各种音乐大小对比 2、频率与采样率的关系 采样率表示了每秒对原始信号采样的次数，我们常见到的音频文件采样率多为44.1KHz，这意味着什么呢？假设我们有2段正弦波信号，分别为20Hz和20KHz，长度均为一秒钟，以对应我们能听到的最低频和最高频，分别对这两段信号进行40KHz的采样，我们可以得到一个什么样的结果呢？结果是：20Hz的信号每次振动被采样了40K/20=2000次，而20K的信号每次振动只有2次采样。显然，在相同的采样率下，记录低频的信息远比高频

大数据采集技术概述

智慧IT 大数据采集技术概述 技术创新，变革未来

大数据中数据采集概念 数据采集(DAQ)：又称数据获取，是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动及被动采集信息的过程。 数据分类新一代数据体系中，将传统数据体系中没有考虑过的新数据源进行归纳与分类，可将其分为线上行为数据与内容数据两大类。 在大数据领域，数据采集工作尤为重要。目前主流以实时采集、批量采集、ETL相关采集等

大数据的主要来源数据 ?线上行为数据：页面数据、交互数据、表单数据、会话数据等。 ?内容数据：应用日志、电子文档、机器数据、语音数据、社交媒体数据等。 ?大数据的主要来源： 1）商业数据 2）互联网数据 3）传感器数据 4）软件埋点数据等

数据源 分析数据、清洗数据时候。首先弄清除数据的来源。 数据的所有来源是程序。比如：web程序、服务程序等。 数据的形态 两种：日志文件、数据流。 对比： 由于数据流的接口要求比较高。比如有些语言不支持写入kafka。 队列跨语言问题。所以日志文件是主要形态。数据流的用于实时分析较好。 日志文件好处：便于分析、便于跨平台、跨语言。 调试代码注意。 常用的日志文件输出工具log4j。写程序时尽量别写system.out。

互联网日志采集统计常见指标 1、UGC : User Generated Content，也就是用户生成的内容。 2、UV:(unique visitor)，指访问某个站点或点击某条新闻的不同IP地址 的人数。现已引申为各个维度的uv泛称。 3、PV：（pageview），即页面浏览量，或点击量。 4、DAU : daily active user，日活跃用户数量、MAU : 月活跃用户量 5、ARPU : Average Revenue Per User 即每用户平均收入，用于衡量 电信运营商和互联网公司业务收入的指标。 6、新增用户数、登录用户数、N日留存（率）、转换率。

快速成型技术及其发展综述

计算机集成制造技术与系统——读书报告 题目名称： 专业班级： 学号： 学生姓名： 指导老师

快速成型技术及其发展 摘要：快速成型技术兴起于20世纪80年代，是现代工业发展不可或缺的一个重要环节。本文介绍了快速成型技术的产生、技术原理、工艺特点、设备特点等方面，同时简述快速成型技术在国内的发展历程。 关键词：快速成型烧结固化叠加发展服务 1 快速成形技术的产生 快速原型（Rapid Prototyping，RP）技术，又称快速成形技术，是当今世界上飞速发展的制造技术之一。快速成形技术最早产生于二十世纪70年代末到80年代初，美国3M公司的阿伦赫伯特于1978年、日本的小玉秀男于1980年、美国UVP公司的查尔斯胡尔1982年和日本的丸谷洋二1983年，在不同的地点各自独立地提出了RP的概念，即用分层制造产生三维实体的思想。查尔斯胡尔在UVP的继续支持下，完成了一个能自动建造零件的称之为Stereolithography Apparatus (SLA)的完整系统SLA-1，1986年该系统获得专利，这是RP发展的一个里程碑。同年，查尔斯胡尔和UVP的股东们一起建立了3D System公司。与此同时，其它的成形原理及相应的成形系统也相继开发成功。1984年米歇尔法伊杰提出了薄材叠层（Laminated Object Manufacturing，以下简称LOM）的方法，并于1985年组建Helisys 公司，1992年推出第一台商业成形系统LOM-1015。1986年，美国Texas大学的研究生戴考德提出了选择性激光烧结(Selective Laser Sintering，简称SLS)的思想，稍后组建了DTM 公司，于1992年开发了基于SLS的商业成形系统Sinterstation。斯科特科瑞普在1988年提出了熔融成形(Fused Deposition Modeling，简称FDM)的思想，1992年开发了第一台商业机型3D-Modeler。 自从80年代中期SLA光成形技术发展以来到90年代后期，出现了几十种不同的RP技术，但是SLA、SLS和FDM几种技术，目前仍然是RP技术的主流，最近几年LJP（立体喷墨打印）技术发展迅速，以色列、美国、日本等国的RP设备公司都力推此类技术设备。 2基本原理 快速成形技术是在计算机控制下，基于离散、堆积的原理采用不同方法堆积材料，最终完成零件的成形与制造的技术。 1、从成形角度看，零件可视为“点”或“面”的叠加。从CAD电子模型中离散得到“点”或“面”的几何信息，再与成形工艺参数信息结合，控制材料有规律、精确地由点到面，由面到体地堆积零件。 2、从制造角度看，它根据CAD造型生成零件三维几何信息，控制多维系统，通过激光束或其他方法将材料逐层堆积而形成原型或零件。 3快速成型技术特点 RP技术与传统制造方法（即机械加工）有着本质的区别，它采用逐渐增加材料的方法（如凝固、焊接、胶结、烧结、聚合等）来形成所需的部件外型，由于RP技术在制造产品的过程中不会产生废弃物造成环境的污染，（传统机械加工的冷却液等是污染环境的），因此在当代讲究生态环境的今天，这也是一项绿色制造技术。 RP技术集成了CAD、CAM、激光技术、数控技术、化工、材料工程等多项技术，解决了传统加工制造中的许多难题。 RP技术的基本工作原理是离散与堆积，在使用该技术时，首先设计者借助三维CAD或者

(完整版)音频基础知识及编码原理

一、基本概念 1 比特率：表示经过编码（压缩）后的音频数据每秒钟需要用多少个比特来表示，单位常为kbps。 2 响度和强度：声音的主观属性响度表示的是一个声音听来有多响的程度。响度主要随声音的强度而变化，但也受频率的影响。总的说，中频纯音听来比低频和高频纯音响一些。 3 采样和采样率：采样是把连续的时间信号，变成离散的数字信号。采样率是指每秒钟采集多少个样本。 Nyquist采样定律：采样率大于或等于连续信号最高频率分量的2倍时，采样信号可以用来完美重构原始连续信号。 二、常见音频格式 1. WAV格式，是微软公司开发的一种声音文件格式，也叫波形声音文件，是最早的数字音频格式，被Windows平台及其应用程序广泛支持，压缩率低。 2. MIDI是Musical Instrument Digital Interface的缩写，又称作乐器数字接口，是数字音乐/电子合成乐器的统一国际标准。它定义了计算机音乐程序、数字合成器及其它电子设备交换音乐信号的方式，规定了不同厂家的电子乐器与计算机连接的电缆和硬件及设备间数据传

输的协议，可以模拟多种乐器的声音。MIDI文件就是MIDI格式的文件，在MIDI文件中存储的是一些指令。把这些指令发送给声卡，由声卡按照指令将声音合成出来。 3. MP3全称是MPEG-1 Audio Layer 3，它在1992年合并至MPEG规范中。MP3能够以高音质、低采样率对数字音频文件进行压缩。应用最普遍。 4. MP3Pro是由瑞典Coding科技公司开发的，其中包含了两大技术：一是来自于Coding 科技公司所特有的解码技术，二是由MP3的专利持有者法国汤姆森多媒体公司和德国Fraunhofer集成电路协会共同研究的一项译码技术。MP3Pro可以在基本不改变文件大小的情况下改善原先的MP3音乐音质。它能够在用较低的比特率压缩音频文件的情况下，最大程度地保持压缩前的音质。 5. MP3Pro是由瑞典Coding科技公司开发的，其中包含了两大技术：一是来自于Coding 科技公司所特有的解码技术，二是由MP3的专利持有者法国汤姆森多媒体公司和德国Fraunhofer集成电路协会共同研究的一项译码技术。MP3Pro可以在基本不改变文件大小的情况下改善原先的MP3音乐音质。它能够在用较低的比特率压缩音频文件的情况下，最大程度地保持压缩前的音质。 6. WMA (Windows Media Audio)是微软在互联网音频、视频领域的力作。WMA格式是以减少数据流量但保持音质的方法来达到更高的压缩率目的，其压缩率一般可以达到1:18。此外，WMA还可以通过DRM（Digital Rights Management）保护版权。 7. RealAudio是由Real Networks公司推出的一种文件格式，最大的特点就是可以实时传输音频信息，尤其是在网速较慢的情况下，仍然可以较为流畅地传送数据，因此RealAudio 主要适用于网络上的在线播放。现在的RealAudio文件格式主要有RA(RealAudio)、RM （RealMedia，RealAudio G2）、RMX(RealAudio Secured)等三种，这些文件的共同性在于随着网络带宽的不同而改变声音的质量，在保证大多数人听到流畅声音的前提下，令带宽较宽敞的听众获得较好的音质。 8. Audible拥有四种不同的格式：Audible1、2、3、4。https://www.wendangku.net/doc/6a6462873.html,网站主要是在互联网上贩卖有声书籍，并对它们所销售商品、文件通过四种https://www.wendangku.net/doc/6a6462873.html, 专用音频格式中的一种提供保护。每一种格式主要考虑音频源以及所使用的收听的设备。格式1、2和3采用不同级别的语音压缩，而格式4采用更低的采样率和MP3相同的解码方式，所得到语音吐辞更清楚，而且可以更有效地从网上进行下载。Audible 所采用的是他们自己的桌面播放工具，这就是Audible Manager，使用这种播放器就可以播放存放在PC或者是传输到便携式播放器上的Audible格式文件