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（一）項(xiàng)目背景 在實(shí)際應(yīng)用中，一些油氣管線的閥門與增壓設(shè)備安裝在偏遠(yuǎn)地區(qū)，沒有 4G/5G 基站信號(hào)覆蓋，無法對(duì)設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，是當(dāng)前面臨的一個(gè)主要問題。項(xiàng)目采用北斗短報(bào)文通信技術(shù)，其直接依靠衛(wèi)星通信來實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備遠(yuǎn)程控制，可以大大彌補(bǔ)這一短板，解決實(shí)際需求。 （二）項(xiàng)目簡(jiǎn)介 油氣管線的閥門通常分為開關(guān)閥與調(diào)節(jié)閥，其中開關(guān)閥只能進(jìn)行閥門的開閉操作，調(diào)節(jié)閥又叫做氣動(dòng)執(zhí)行器，它可以控制閥門的開度大小。此外工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境以及閥門的狀態(tài)信息還需要對(duì)各種傳感設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。用戶針對(duì)閥門或傳感器的控制或查詢指令需要通過北斗短報(bào)文或 4G/5G 的無線通信方式傳遞到控制系統(tǒng)。 項(xiàng)目研制的控制系統(tǒng)由一個(gè)微型控制單元（MCU）結(jié)合 RS232、RS485 通信端口，北斗收發(fā)機(jī)與 4G/5G 通信模塊、電磁繼電器，電流轉(zhuǎn)換電路，液晶屏，按鍵等硬件外設(shè)組成，相互協(xié)調(diào)共同實(shí)現(xiàn)了對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)閥門及傳感器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制、查詢與實(shí)時(shí)監(jiān)控的功能。 （三）關(guān)鍵技術(shù) 基于北斗短報(bào)文通信的指令收發(fā)與控制技術(shù) 一個(gè)控制系統(tǒng)可以同時(shí)控制兩路開關(guān)閥，一路調(diào)節(jié)閥和八個(gè)傳感器，每個(gè)閥門與傳感器在一個(gè)控制系統(tǒng)下都有唯一的 ID 號(hào)，而一個(gè)用戶又能夠同時(shí)對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的多個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制與查詢操作，針對(duì)北斗短報(bào)文自定義字段部分進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì)，形成三種功能的報(bào)文格式，包括指令發(fā)送報(bào)文，返回信息報(bào)文和定位信息報(bào)文。結(jié)合報(bào)文中的“設(shè)備卡號(hào)”、“閥門號(hào)”與“傳感器號(hào)”字段即可實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)同多個(gè)閥門與傳感器設(shè)備的協(xié)議組網(wǎng)；結(jié)合基于北斗短報(bào)文的閥門遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的多路電磁繼電器與電流控制設(shè)備，既能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)多路開關(guān)閥與調(diào)節(jié)閥進(jìn)行精確控制，還能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)閥門或傳感器的狀態(tài)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)或預(yù)警，對(duì)設(shè)備所在地經(jīng)緯度信息進(jìn)行查詢，實(shí)現(xiàn)了用戶對(duì)多設(shè)備的雙向通信。 整個(gè)控制系統(tǒng)的指令接收，識(shí)別，處理，控制信號(hào)的生成，信息回傳等功能均是通過微型控制單元（MCU）的軟件部分實(shí)現(xiàn)的。閥門的反饋信號(hào)會(huì)通過控制系統(tǒng)的 IO 口進(jìn)行檢測(cè)，形成閉環(huán)控制，以防止指令的失效或是二次執(zhí)行，增加了控制系統(tǒng)的可靠性。

本發(fā)明申請(qǐng)要解決的問題是，改進(jìn)預(yù)測(cè)技術(shù)，提高預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度。本專利利用高階馬爾科夫模型的原理提出HM-gMTD模型的一種改進(jìn)，即高階HM-gMTD模型，并通過EM算法給出相應(yīng)的參數(shù)估計(jì)方法和相應(yīng)的計(jì)算方法，并能夠快速進(jìn)行參數(shù)估計(jì)，以提高模型預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度。

一、產(chǎn)品簡(jiǎn)介     本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)覆蓋了光纖光學(xué)、 光纖通信和光纖傳感器等相關(guān)領(lǐng)域。是學(xué)生學(xué)習(xí)并了解光纖傳輸信息和光纖傳感信息的基本原理和相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，通過實(shí)驗(yàn)掌握相關(guān)的基本原理和基本操作，為以后的學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。涉及的專業(yè)：信息類專業(yè)、通信專業(yè)、光學(xué)專業(yè)、物理專業(yè)、計(jì)量測(cè)試專業(yè)和儀器科學(xué)專業(yè)等。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 光纖光學(xué)基本知識(shí) 1）光纖激光器與光纖的耦合實(shí)驗(yàn)； 2）光纖傳輸損耗性質(zhì)及測(cè)量實(shí)驗(yàn)； 3）光纖數(shù)值孔徑（NA）測(cè)量實(shí)驗(yàn)； 半導(dǎo)體激光器特性實(shí)驗(yàn) 1）半導(dǎo)體激光器閾值實(shí)驗(yàn)； 2）半導(dǎo)體激光器效率、串聯(lián)電阻和背光電流的測(cè)量； 3）半導(dǎo)體激光器的調(diào)制特性實(shí)驗(yàn)； 4） 半導(dǎo)體激光器的結(jié)發(fā)熱效應(yīng)實(shí)驗(yàn)； 光纖無源器件 1）光纖轉(zhuǎn)換器測(cè)試實(shí)驗(yàn)； 2）光纖變換器測(cè)試實(shí)驗(yàn)； 3）光纖耦合器測(cè)試實(shí)驗(yàn)； 4）光纖隔離器特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)； 5）波分復(fù)用器和解復(fù)用器測(cè)試實(shí)驗(yàn)； 6）可調(diào)光纖衰減器測(cè)試實(shí)驗(yàn)； 7）光纖機(jī)械光開關(guān)特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)； 光纖傳感實(shí)驗(yàn) 1）M-Z光纖干涉實(shí)驗(yàn)； 2）光纖溫度傳感實(shí)驗(yàn)； 3）光纖壓力傳感實(shí)驗(yàn)； 光纖通信實(shí)驗(yàn) 1）多模光纖特性測(cè)量； 2）單模光纖特性測(cè)量； 3）法蘭盤特性測(cè)量； 4）衰減器特性測(cè)量； 5）光分路器特性測(cè)量； 6）光波分復(fù)用器特性測(cè)量； 7）回波反損測(cè)量； 8）光波長(zhǎng)測(cè)量； 9）擾模器制作； 10）PI特性測(cè)量； 11）光源穩(wěn)定性測(cè)量； 12）模擬信號(hào)光調(diào)制； 13）模擬信號(hào)光接收； 14）圖像信號(hào)傳輸； 15）CMI碼型變換實(shí)驗(yàn)； 16）接收定時(shí)恢復(fù)電路實(shí)驗(yàn)； 17）消光比測(cè)量； 18）加擾碼實(shí)驗(yàn)； 19）5B6B碼型變換實(shí)驗(yàn)； 20）光時(shí)域反射測(cè)試儀； 21）CDMA擴(kuò)頻調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)； 22）AMI／HDB3終端接口實(shí)驗(yàn)； 23）同步數(shù)據(jù)接口實(shí)驗(yàn)； 24）異步數(shù)據(jù)接口實(shí)驗(yàn)； 25）CMI傳輸系統(tǒng)測(cè)試； 26）5B6B線路編碼通信系統(tǒng)綜合測(cè)試； 27）CDMA傳輸系統(tǒng)測(cè)試； 28）在線誤碼測(cè)試； 29）計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)測(cè)試； 30）光纖傳輸系統(tǒng)抗干擾性能測(cè)量； 31）同步數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)測(cè)試； 6、智能語音光纖通信設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 本實(shí)驗(yàn)主要涉及語音識(shí)別，光纖通信，和智能燈控三部分，利用語音識(shí)別電路將語音口令轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，信號(hào)通過遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓饫w發(fā)送給主控電路，最終主控電路根據(jù)解析出的口令來實(shí)現(xiàn)控制LED燈的開關(guān)、亮度的切換以及顏色的切換。本實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了聲音信號(hào)-電信號(hào)-光信號(hào)-電信號(hào)的一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸與轉(zhuǎn)化的過程，通過本實(shí)驗(yàn)，能夠讓學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)聲光電的數(shù)字傳輸與轉(zhuǎn)化應(yīng)用，以及光纖通信的優(yōu)勢(shì)。  三、實(shí)驗(yàn)配置參數(shù) 1、 激光器波長(zhǎng)：650±20nm， 功率：≤5mw，輸出端口：FC/PC ； 1310/1550±20nm，功率：1-2.5mw，連續(xù)可調(diào)；輸出端口：FC/PC； 2、可見光功率探頭：中心波長(zhǎng)：650nm，最大輸入功率5.5mw； 3、紅外探頭：響應(yīng)波長(zhǎng)范圍：800-1700nm； 最大輸入功率：4mw，校準(zhǔn)波長(zhǎng)：1550nm/1310nm； 4、光纖數(shù)值孔徑參數(shù)：多模光纖跳線：纖芯直徑62.5um；長(zhǎng)：1米； 5光纖機(jī)械光開關(guān)：插入損耗：1310/1550  P1→P2 0.56/0.54 dB ，P1→P3 0.53/0.47 dB ;回波損耗＞50dB ；開關(guān)速度：≦8ms ； 6、高隔離度光纖隔離器：最大插入損耗：0.35dB ；回波損耗：≧50dB ；隔離度：≧30dB ； 7、光纖耦合器：分光比：50% : 50% ；最大插入損耗1310/1550: 3.3dB ; 8、光纖波分復(fù)用器：隔離度：1310nm ：31.8% ；1550nm ：34%；插入損耗：1310nm ：0.30%；1550nm ：0.34% ； 9、光纖可調(diào)衰減器：0-30db可調(diào)； 10、光纖溫度傳感器：測(cè)溫范圍：-40°~260°，精度1%； 11、光檢測(cè)靈敏度高，實(shí)際測(cè)試指標(biāo)約-40dBm； 12、可建立臨時(shí)應(yīng)急通信系統(tǒng)（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)距離大于50公里），可傳輸PCM電話、同步數(shù)據(jù)（速率：2.048Mbps），計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)、模擬圖像等業(yè)務(wù)。 13、語音識(shí)別/聲控芯片：內(nèi)置單聲道m(xù)ono 16-bit A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換；內(nèi)置雙聲道stereo 16-bit D/A 數(shù)模轉(zhuǎn)換；內(nèi)置 20mW 雙聲道耳機(jī)放大器輸出；內(nèi)置 550mW 單聲道揚(yáng)聲器放大器輸出；支持并行接口或者 SPI 接口；內(nèi)置鎖相電路 PLL，輸入主控時(shí)鐘頻率為 2MHz - 34MHz；工作電壓：(VDD: for internal core) 3.3V；48pin 的 QFN 7*7 標(biāo)準(zhǔn)封裝；省電模式耗電：1uA； 14、TF卡(MICRO SD 卡)：存儲(chǔ)空間512M； 15、喇叭：直徑5CM；負(fù)載電阻8歐；額定功率1W；厚度1.1CM ； 16、麥克風(fēng)：3.5mm迷你麥克風(fēng)；靈敏度52DB； 17、光纖收發(fā)器：額定電壓:DC 5V; 物理接口：DB9串口接口與SC接頭；RS-232數(shù)據(jù)傳輸速率： DC-250Kbps； 18、單模光纖跳線：接口：SC-SC單模光纖跳線；類型：?jiǎn)文＃还ぷ鞑ㄩL(zhǎng)：1310-1550nm；纖芯直徑：9μm。 四、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、了解光連接器及其原理、種類，實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行連接器參數(shù)測(cè)量； 2、掌握光纖偏振控制器工作原理，實(shí)驗(yàn)操作單模光纖偏振狀態(tài)控制； 3、了解光纖耦合器用途及其性能參數(shù)，實(shí)驗(yàn)操作測(cè)量耦合器特性參數(shù)測(cè)量； 4、了解光纖隔離器用途及其性能參數(shù)，實(shí)驗(yàn)操作光纖隔離器特性參數(shù)測(cè)量； 5、了解光纖光開關(guān)用途及其性能參數(shù)，實(shí)驗(yàn)操作光纖光開關(guān)特性參數(shù)測(cè)量； 6、了解光波分復(fù)用器（WDM）原理與意義，操作雙波長(zhǎng)波分復(fù)用（WDM）原理性實(shí)驗(yàn)； 7、實(shí)現(xiàn)聲音信號(hào)-電信號(hào)-光信號(hào)-電信號(hào)的一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸與轉(zhuǎn)化的過程，通過本實(shí)驗(yàn)，能夠讓學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)聲光電的數(shù)字傳輸與轉(zhuǎn)化應(yīng)用，以及光纖通信的優(yōu)勢(shì)。

本發(fā)明公開了一種基于全雙工多中繼系統(tǒng)的通信方法，屬于無線協(xié)作通信技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明在信源和信宿之間部署多個(gè)全雙工中繼節(jié)點(diǎn)對(duì)信源信號(hào)進(jìn)行接收并解碼，從能夠正確解碼的中繼節(jié)點(diǎn)中選擇一個(gè)最優(yōu)中繼節(jié)點(diǎn)將已解碼的信源信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給信宿；同時(shí)，信源發(fā)送一個(gè)新的信號(hào)。由于工作于全雙工模式，最優(yōu)中繼節(jié)點(diǎn)會(huì)受到環(huán)路自干擾影響；而其余中繼節(jié)點(diǎn)會(huì)受到中繼間干擾影響，鑒于此，本發(fā)明設(shè)計(jì)了相應(yīng)的干擾消除技術(shù)并分析了在不同剩余環(huán)路自干擾強(qiáng)度下的系統(tǒng)性能。本發(fā)明通過實(shí)驗(yàn)仿真分析結(jié)果顯示，在正常傳輸速率和信噪比情況下，本發(fā)明具有信號(hào)中斷概率低，系統(tǒng)的頻譜效率高，系統(tǒng)魯棒性強(qiáng)的綜合表現(xiàn)。

中信科移動(dòng)公司作為中國(guó)信科本次5G產(chǎn)業(yè)落地湖北的實(shí)施主體，是2018年武漢郵科院與電信科研院融合重組成立中國(guó)信科集團(tuán)后，整合武漢北京兩地?zé)o線通信科技產(chǎn)業(yè)資源，于2020年10月重組成立的無線通信核心骨干企業(yè)。

本技術(shù)設(shè)計(jì)了高效功率控制算法，實(shí)現(xiàn)了低功耗低延時(shí)的無線傳輸。同時(shí)，由于計(jì)算任務(wù)在數(shù)據(jù)量和計(jì)算量上的差異，本技術(shù)實(shí)現(xiàn)合理高效的卸載決策，利于有效降低計(jì)算延時(shí)。可以為未來的通信網(wǎng)絡(luò)中，計(jì)算卸載物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通信節(jié)能提供底層的技術(shù)支持。

無線通信的突出問題：頻率資源嚴(yán)重不足 。 我國(guó)無管會(huì)允許在這一頻段進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，如地質(zhì)礦產(chǎn)、水利、 能源、國(guó)家地震局、建設(shè)部、氣象局、軍隊(duì)等部門的專用無線通信系 統(tǒng)。 調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前這些部門迫切需要系統(tǒng)能夠同時(shí)傳送數(shù)據(jù)、語音 和圖象。現(xiàn)有無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)：小于 0.5bps/Hz 。 本項(xiàng)目提出的解決方案是采用 OFDM 及自適應(yīng)變速率 MQAM技術(shù)，建立一個(gè)多載波無線通信系統(tǒng)。這一系統(tǒng)可以在 25KHz 帶寬 內(nèi)，有效頻帶利用率達(dá)到 3.2 －6.4bps /Hz；而且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本 低的特點(diǎn)，可以很好地解決頻帶資源不足的問題,具有廣闊的應(yīng)用前 景

1.開發(fā)背景 隨著去年新型冠狀病毒的爆發(fā)，全國(guó)各地各個(gè)場(chǎng)所的消毒任務(wù)顯得尤為必要，現(xiàn)在在醫(yī)院等場(chǎng)所，依舊是采用背負(fù)式噴霧機(jī)進(jìn)行噴霧消毒，人力消耗大、效率慢且很辛苦，因此需要解決噴霧的效率問題。 2.開發(fā)思路 立式雙筒噴霧機(jī)器人，包括底座，固定支架，兩個(gè)噴霧設(shè)備，中間裝有雙目攝像頭，底座上分離式安裝有立體式水箱，水箱頂部周邊的支架上固定安裝有水泵，電氣箱。應(yīng)用了5G通信技術(shù)進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)傳輸，應(yīng)用QT實(shí)現(xiàn)遙控界面的開發(fā)，通過機(jī)器人上方的高清攝像頭采集到的視頻，然后轉(zhuǎn)換、壓縮反饋到遙控界面，由反饋得到的視頻信息，通過遙控遠(yuǎn)程控制機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)、噴霧等功能。 3.主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn) （1）立式機(jī)器人創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （2）基于雙目測(cè)距的智能噴霧設(shè)計(jì) （3）基于5G通信模塊的遠(yuǎn)程操控 4.市場(chǎng)應(yīng)用 （1）江蘇淮安賓館有限公司 （2）江蘇臻隆生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司

解決 NFC（Near Field Communication）天線在金屬環(huán)境下的失效問題。

本發(fā)明采用的模型將協(xié)同組播通信的每個(gè)組播分為兩個(gè)時(shí)隙。在第一時(shí)隙，基于在第一個(gè)時(shí)隙中是否成功接收到數(shù)據(jù)，將均勻分布的N個(gè)用戶劃分為兩個(gè)集合S和F，其中，S代表成功用戶集，F(xiàn)代表失敗用戶集。在第二時(shí)隙，成功用戶將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給失敗用戶。與傳統(tǒng)方法相比，本發(fā)明設(shè)計(jì)的最佳中繼概率Pa*和最佳中繼功率值p11*，能實(shí)現(xiàn)協(xié)同組播通信支持任意數(shù)據(jù)傳輸率的能效最大化。