复用方法（共11篇）
复用方法 篇1
摘要：本文通过介绍传输网络建设中波分复用系统的测试项目, 浅析工程建设中的测试方法。
关键词：波分设备,测试方法
随着当今网络向宽带化、扁平化、接入多样化和多媒体化等方向演进和发展，大颗粒业务需求不断增加。为适应各种新兴业务的发展和需求，汕头地区的移动通信运营商通过新建城域波分系统，构建本地网城域波分承载平台，进一步提升传输承载网的支撑和保障能力。作为整个建设项目的一部分，光波分复用系统的测试要求也越来越高。本文参考ITU-T相关建议及中兴公司的相关资料，列举出波分复用系统的测试项目和测试方法。
一、波分复用系统的测试项目概述
传输网中单波长的SDH系统的测试要求是比较简单的，而以SDH终端设备为基础的多波长光波分复用系统的测试要求则很复杂，系统中有很多波长、很多光路，要分别测出系统中每个光路的波长值与光功率大小，才能判断出是哪个波长，哪个光路系统出了问题，测试要求更加细致、全面。这里，首先列出光波分复用系统的测试点，如图1所示。
1、网元设备的输出光功率
网元设备的输出光功率是一项重要参数，是建设和维护的一项重要指标。
1)测出各发射机在Sn点的输出光功率;
2) 测出光合波器输出口S′点的输出光功率;
3) 测出光放大器Sd′点的输出光功率;
4)测出光合波器和光放大器监测口的输出光功率。
2、网元设备的接收光功率
不同厂家的设备对接收光功率的要求是不一样的。在波分复用系统中，要对各网元设备的接收光功率进行测试。性能要求必须小于设备光板接收的过载点和大于设备光板接收的灵敏度。
1) 测出光合波器的接收口Rn点的接收光功率;
2) 测出光放大器的接收口R′点的接收光功率;
3) 测出光分波器的接收口Rd′点的接收光功率;
4) 测出光接收机的接收口Rdn点的接收光功率。
3、信道波长及其稳定性
信道波长的准确性和稳定性是保证不同厂家的设备在物理层互联时能够相互兼容的重要参数。因此必须测试信道波长是否符合ITU-T的建议(以193.1THz为标准频率，信道间隔100GHz)。
1)在发射机的输出口Sn点测试各个信道的中心波长及波长漂移;
2)在合波器的输出口S′点和光放大器的输出口Sd′点测试各个信道的中心波长及信道间隔;
3)在光合波器的监测口M点和光放大器的监测口M′点测试各个信道的中心波长及信道间隔。
4、各信道的功率及功率稳定性
在波分复用系统中，除了测量总的光功率外，还需要测试各信道的功率。同时，由于光放大器增益稳定度等参数的影响，我们也对各信道的功率稳定度进行测试。在一个或几个信道的输入功率发生变化甚至输入中断时，剩下的信道功率不能发生跃变，否则可能会引起线路阻塞。信道的功率稳定度应<5dB，即某些信道输入功率变化甚至中断时，其它信道的功率变化应控制在5dB以下。
1)光合波器输出口S′点测各信道的光功率;
2)光放大器输出口Sd′点测试各信道的光功率及功率稳定度;
3)光分波器输出口Sdn点测试各信道的光功率及功率稳定度;
4)光合波器监测口M点和光放大器的监测口M′点测试各信道的光功率及功率稳定度。
5、信噪比
在波分复用系统中，使用了光合波器、光放大器和光分波器等多种光器件，导致了信道串扰、多径反射等多种噪声。因此，波分复用系统中必须在收信光口上测量每个信道的信噪比(信噪比应≥18dB，光放大器的噪声增益应<5dB)。
1)在光放大器的接收口R′点测试各信道的信噪比;
2)在光分波器的接收口Rd′点测试各信道的信噪比;
3)在光接收机的接收口Rdn点测试各信道的信噪比。
6、
测试误码性能
7、
测试光通路保护功能
8、
GE业务测试
二、测试方法浅析
1、测试网元设备的输出光功率
每通路输出光功率
测试环境：测试所需仪表有光谱仪等。测试配置如图2所示。
测试方法：
1) 如上图连接好测试配置，设置光谱仪的等效滤波器带宽为0.1nm;
2) 调整光谱仪的显示波长范围，将需要测试的通路波长显示在屏幕的中间;
3) 将光标定位在波长脉冲的峰值处，根据仪表的数字显示，记录下该波长的光功率值;
4) 重复2) 、3) 步骤，测试并记录另外多路通路的输出光功率。
总发送光功率
测试环境：测试所需资源有光功率计、光衰减器等。测试配置如图3所示。
测试方法：
1) 如上图连接好测试配置;
2) 选择合适的固定光衰减器，使光功率计的输入功率处于它的动态范围内;
3) 待光功率计的读数稳定之后，读出功率值;
4) 与光衰减器的衰减值相加，即得总输出功率值。
2、测网元设备的接收光功率
同测试发送光功率的方法，在光合波器的接收口Rn点、光放大器的接收口R′点、光分波器的接收口Rd′点、光接收机的接收口Rdn点用光功率计(测分路)、光谱仪(测合路)测出接收光功率。
3、信道波长测试及其稳定性（每通路中心波长偏差）
测试环境：测试所需资源有多波长计等。测试配置如图4所示。
测试方法：
1) 如上图连接好测试配置;
2) 调整多波长计的波长范围，使所有通路波长都可显示在屏幕上;
3) 每通路标称中心波长与测试中心波长之差即为最大中心波长偏差。
测试结果输出：波道、标称中心频率 (THz) 、中心频率 (THz) 、中心频率偏差 (GHz) 。测试指标要求：(100GHz波长间隔)的波分系统要求偏差值在?12.5Ghz内，(50GHz波长间隔)的波分系统要求偏差值在?5GHz内。
4、各信道的功率及功率稳定性 (输入抖动的输出抖动容限)
输入抖动测试
测试环境：测试需有SDH网络分析仪(ANT-20E)等。测试配置见图5。
测试方法：
1)如图5连接配置，SDH分析仪发送测试信号，经系统传输后将信号返回给SDH分析仪;
2)通过加衰减器，使SDH分析仪和设备的接收光功率在正常工作范围内;
3)进入SDH分析仪的输出抖动测试功能，选择适当的测量滤波器B1和B2，注意测试时输入的应是无抖动的信号(频偏设置为0);
4) 在每一滤波器下，连续进行不少于60秒的测量，读出测到的最大抖动峰-峰值。
输入抖动容限测试
测试方法:
1)和上图连接配置一致，SDH分析仪发送测试信号，经系统传输后将信号返回给SDH分析仪;
2)通过加衰减器，使SDH分析仪和设备的接收光功率在正常工作范围内;
3)在SDH分析仪上选择抖动容限的测试选项，选择模板ITU-TG.825，选择合适的测试频率点数目(建议为15个测试点)，选择开始自动测试;
4)将测试所得的抖动容限测试结果与该被测端口速率的抖动容限模板进行比较，得出测试结果。
5、测信噪比（每通路）
测试环境：测试所需资源有光谱仪等。测试配置如图6所示。
测试方法：
1) 如上图连接好测试配置;
2) 设置光谱仪的滤波器等效噪声带宽为0.1nm，调整光谱仪的显示波长范围，将需要测试的通路波长和ASE噪声的功率显示在屏幕的中间;
3) 将光标定位在需测试的通路波长脉冲的峰值处，根据仪表的数字显示，记录下该波长的光功率值;
4) 将在中心波长左右Δλ处测得一个左边带ASE噪声值和一个右边带ASE噪声值，Δλ=(通路间隔/2)，将两个值平均即得该处ASE噪声功率;
5) 3) 和4)测得的两个光功率值(单位为dBm)的差值即为该处的光信噪比;
6) 重复2) 、3) 、4) 和5) 步骤，测试并记录另外多路通路的光信噪比。测试指标要求≥20dB。
6、测试误码性能
测试环境：测试所需资源有SDH分析仪(ANT-20E)、可变衰减器、光纤跳线、被测WDM系统。测试配置如图7所示。
测试方法：
1)如上图红色线和蓝色线连接配置，SDH分析仪发送测试信号，经系统传输后将信号返回给SDH分析仪;
2)通过加衰减器，使SDH分析仪接收光功率在正常工作范围内;
3)进行24小时误码性能测试，测试结束记录结果。
7、测试光通路保护功能
测试环境：测试所需资源有SDH分析仪等。测试配置如下图所示。
测试方法：
1)按上图连接测试配置;
2)激活SDH分析仪表的APS时间或业务受损时间测试项;
3) 断开SDH分析仪监测通路的光纤, 模拟倒换条件, 检查是否发生保护倒换, 并记录相应的保护倒换时间 (对于SDH信号, 测试要求保护倒换时间≤50ms) 。
8、GE业务测试
GE业务吞吐量测试
测试环境：图中用IP分析仪(SmartBits600)连接相应的测试通路。
测试方法：
1)如上图连接配置，IP数据业务分析仪发送测试信号，经系统传输后将信号返回给IP数据业务分析仪;
2)设置仪表进行吞吐量测试;
3)进行10s吞吐量测试，测试结束，读出测试结果，并记录。
GE业务时延测试
测试方法：
1)同上图连接配置，IP数据业务分析仪发送测试信号，经系统传输后将信号返回给IP数据业务分析仪;
2)测试采用7个典型字节：64, 128, 256, 512, 1024, 1280, 1518。
3)测试的流量设置为90%吞吐量。
4)测试时间设置为10秒。
5)执行时延测试，记录测试结果。
三、小结
通过实施以上介绍的较全面的测试项目，对波分复用设备进行试运行前的测试，较好地保障了组网互联的可靠性和稳定性。在设备维护阶段，也可以用于故障定位和故障处理，对于波分系统建设的测试工作具有一定的参考意义。
参考文献
[1]中兴通讯ZXMP M800波分设备技术手册.
[2]王文凯, 郑敏钦.密集波分复用系统的测试项目.
超密集波分复用 篇2
波分复用(WDM)又称波长多路复用，是在一根光纤中同时传输多个波长的光信号的一种超高速光缆数据传输新技术，由多路光信号复用一条光纤，其中每路以一个特定波长传输。利用此技术可以同时传输互相有一定波长间隔的多路不同类型的信号，极大地扩充了光纤的数据传输速率和传输容量。其基本原理是：充分利用单模光纤的低损耗区的巨大带宽资源，采用合波器，在发送端将不同波长的光载波进行合并(复用)，然后传入单模光纤；在接收端再由分波器将不同波长的光载波分开(解复用)。由于不同波长的载波是相互独立的，所以双向传输问题迎刃而解，可以实现单纤全双工传输，在光纤用户网络中增加组网的灵活性。WDM技术对网络的扩容升级，发展宽带业务，充分挖掘和利用光纤带宽能力，实现超高速通信等方面应用都具有十分重要的意义。
根据信号数目、类型和速率的不同，WDM容量的范围在40 Gbit/s到1 000 Gbit/s甚至更高。按一条光纤中波道数量的多少可分为：稀疏波分复用、密集波分复用和超密集波分复用等类别，各有其特点和适用的市场范围。
复用方法 篇3
三维(3D)信息的获取与显示一直是人们研究的热点。在3D显示技术中,全息显示技术[1,2,3,4,5]是一种理想的真3D显示技术。它可以完整记录下真实物体的振幅和相位信息,能在一定条件下再现出与原物完全相同的立体图像[6],使观看者具有观看真实物体的感觉,因此全息显示被认为是3D显示的终极目标。在光学全息中,使用红绿蓝三色相干光分别照明物体,采用卤化银、重铬酸盐明胶和光致抗蚀剂等制成感光胶片来记录全息图。这种全息图彩色还原性好,但操作繁琐费时,设备昂贵,更不能实现虚拟3D场景的彩色全息记录[7]。随着计算机技术、光敏电子元器件以及SLM等相关软硬件技术的迅速发展,计算全息图的真彩色显示成为人们研究的重要内容。2003年,日本千叶大学的T.Shimobaba等人[8]提出了时分复用的方法,通过三次切换全息图实现单片LCD的真彩色全息显示,但是这种方法再现的图像会出现闪烁效应。随后,他们又利用FPGA芯片生成计算全息图[9,10],结合时分复用的方法生成了彩色再现像,但是该系统只能再现静态的图像,动态图像的再现则需要具有更高帧频速率的LCD。2009年,西班牙的JoseLuisMartinez等[11]利用铁电LCoS和彩色滤光轮,设计了一个简单的彩色全息显示装置,它通过步进电机控制彩色滤光轮的转动获得分时的三色激光光源。该装置利用单片铁电液晶的快速响应特性,分时加载三色分量对应的全息图,最终得到了良好的彩色全息显示效果。此后,波兰的MichalMakowski等[12,13,14]建立了傅里叶计算全息图真彩色显示投影系统。此系统采用一个SLM的空间复用方法,把单片SLM等分成三块区域,将分别记录着红绿蓝三单色场景信息的三幅全息图同时加载到SLM上对应的三分之一区域。这种方法利用光阑的作用,保证再现激光的颜色和全息图记录场景的颜色相同,最终得到真彩色全息再现像。
本文提出了一种改进的时分复用方法,根据此方法设计了一种新型的再现系统,制作了两幅包含彩色场景信息的合成相位计算全息图。该方法以白光LED[15]为再现光源,通过转动两段式彩色滤光轮和两次切换全息图,实现了全息图的真彩色再现。
1原理
1.1合成相位全息图
本文首先对彩色场景进行红绿蓝分色,采用迭代傅里叶算法生成对应的三幅计算全息图。每次迭代都要经过一次傅里叶变换和傅里叶逆变换,初始化相位是随机的。经过多次迭代,直到输出面得到的振幅分布与所期望得到的振幅分布的相似程度达到预期为止,则此时输入面上的位相分布则为所求的全息图。每一成分的全息图利用SLM的1/2区域进行再现,将三幅全息图进行排列重组,最后得到两幅合成相位计算全息图,其结构如图1所示。图1(a)是红、绿合成相位计算全息图结构,图1(b)是红、蓝合成相位计算全息图结构。
设傅里叶全息图再现像的尺寸为hx×hy,则有
式中λ为再现光的波长,d为再现距离,mx、my分别为再现像的横向和纵向像素数,Δξ、Δη分别为SLM的横向和纵向像素间隔,M、N分别为空间光调制器的横向和纵向像素数。当再现距离d一定时,由于λr,λg,λb的红绿蓝三色再现光波长不同,其红绿蓝再现像的横向尺寸不一致,导致图像不能完全重叠而产生色差。通过调整再现像所占的像素数来消除色差,且三色再现像的像素数量之比为:
式中mxr,mxg,mxb分别为红 绿蓝再现 像横向像 素数,myr,myg,myb为红绿蓝再现像纵向像素数。当三色再现像的像素数量满足式(3)时,通过改进的时分复用方法,结合再现系统光路,对图1(a)和图1(b)结构的合成相位全息图进行再现,则R、G、B部分分别再现出的红绿蓝三色再现像尺寸相同,可完全重叠,实现全息真彩色再现。
1.2再现光路
实验再现系统光路如图2所示,它利用同步控制电路控制两段式彩色滤光轮的转动,结合红色的分色棱镜的使用获得分时的三基色光源,红色分光镜的底部与SLM的中心在同一水平线上,其中红色光线一直照射SLM的上半部分,绿色和蓝色光线交替照射SLM的下半部分。反射镜与红色的分色棱镜平行放置,保证了三色再现光能顺利到SLM各自对应的表面。两段式彩色滤光轮由洋红色和黄色两色块组成,它能实现更高的光利用率,在色轮的转动过程中,红色再现光一直存在,从而弥补红色光源能量的不足。T1时刻,LED光线通过色轮中的黄色色块,光线中的红色和绿色光可以通过,而蓝色光被滤掉。经过准直透镜后,得到平行光束,红色和绿色光经红色的分色棱镜被分开,红色光到达SLM的红色区域表面,其面积占SLM表面的1/2,而绿色光经过反射镜 到达绿色 和蓝色共 用的SLM表面,其面积也占SLM表面的1/2,同时加载结构如图1(a)的全息图到SLM上,彩色场景的红色信息和绿色信息也就呈现在再现像的平面上。T2时刻,LED光线通过色轮中的洋红色色块,光线中的红色和蓝色光可以通过,而绿色光被滤掉。经过准直透镜后,得到平行光束,红色和蓝色光经红色的分色棱镜分离,分别到达SLM上各自对应的区域表面,同时加载结构如图1(b)的全息图到SLM上,就会再现出红色再现像和蓝色再现像,利用人眼的视觉残留效应就可以观察到一幅全彩色图像。如果要实现彩色动态显示,传统的时分复用方法要切换三次全息图实现彩色再现,对红绿蓝三基色图像的刷新率都要达到25HZ,这就要求SLM的刷新率为75Hz。而改进的方法只需要切换两次全息图,实现彩色动态只需要SLM的刷新率为50 Hz。这就使其对SLM的刷新率降低了1/3。
2实验
实验彩色场景源信息如图3所示,图片尺寸设置为1cm×1cm,首先利用Matlab程序对彩色图片进行分色处理得到三色信息,红绿蓝三色再现光的波长分别为λr=632.8nm,λg=514.5nm,λb=488.5nm,根据公式 (4),以蓝色场景为基准,按照0.772、0.949的比例分别对红色场景和绿色场景进行缩放处理,得到如图4(a)、4(b)、4(c)所示的结果。
实验采用迭代傅 里叶算法,迭代次数 设为50次,在计算机中记录三色场景的傅里叶频谱信息,对应的频谱值分别存放在矩阵imager(m,n)、imageg(m,n)、imageb(m,n)中。按照以下公式(5)、(6)建立两个新矩阵image1(m,n)、image2(m,n),x为整数,且n=2×x,
以image1(m,n)、image2(m,n)编码制作的合成相位计算全息图如图5(a)、5(b),通过同步控制电路控制色轮的转动速度与两幅全息图输入到SLM的时序相一致,全息图切换时间设置为20ms,以白光LED作为再现光源,其再现像的模拟结果如图6所示,再现像中消除再现光波长不同产生的色差。
3结论
本文提出了一种改进的全息真彩色显示的时分复用方法。该方法以白光LED作为再现光,通过同步控制电路控制两段式彩色滤光轮的转动,结合红色的分色棱镜的使用获得分时的三基色光源,采用时分复用的方法两次切换全息图,实现傅里叶计算全息图的真彩色再现。它提高了光的利用率,减少了传统时分复用方法加载全息图的次数,同时降低了对SLM的刷新率的要求,对以后彩色全息实时动态的显示提供了参考。
摘要：提出了一种改进的时分复用方法,采用同步控制电路控制两段式彩色滤光轮的转动速度与全息图的切换速度一致,通过两次切换全息图,即可实现傅里叶计算全息图的真彩色显示。该方法通过缩放处理来消除再现像的色差,并采用迭代傅里叶算法制作了两幅包含有彩色信息的合成相位全息图,使记录着单一颜色场景信息的全息图再现时只占用空间光调制器(SLM)的1/2区域。此方法实现了白光LED真彩色全息显示,减少了传统时分复用方法加载全息图的次数,对SLM刷新率的要求也降低了1/3。实验验证了此方法的可行性。
血透室复用材料探讨 篇4
(一)必须使用经依法批准可重复使用的透析器，由主管血液透析的医师决定复用的透析器；医疗单位应对此负责。
复用前应向患者或其委托人说明复用的意义及可能遇到的不可预知的危害，可选择是否复用并签署知情同意书；
(二)复用透析器限定条件：乙型肝炎病毒标志物阳性患者使用过的透析器不能复用；丙型肝炎病毒标志物阳性患者使用过的透析器不得复用于他人；艾滋病病毒携带者及其患者使用过的透析器不能复用；其他可能通过血液传播传染病的患者使用过的透析器不能复用；对所用消毒剂过敏的患者不能复用透析器。(三)运送和处置
透析结束后血液透析器应在清洁卫生的环境中运送，并立即处置。如有特殊情况，2小时内不准备处置的血液透析器可在冲洗后冷藏，但在24小时内必须完成血液透析器的消毒和灭菌程序。
(四)透析器复用技术问题：初次使用后必须在透析器上作标签，标明各种使用时间和次数以及消毒措施等资料；每次使用结束之前必须用生理盐水将透析器内血液赶回病人体内，越干净越好；每次用后去除管路，立即将血路两端保护塞住；尽快在清洗室用反渗水冲洗，正冲和反冲；用消毒剂冲洗消毒；灌满消毒液保存至下次使用；使用前将消毒液冲洗干净；作使用前处理。
（3）血液透析器标识 血液透析器复用只能用于同一患者，标签必须能够确认使用该血液透析器的患者，复用及透析后字迹应不受影响，血液透析器标签不应遮盖产品型号、批号、血液及透析液流向等相关信息。标签应标有患者的姓名、病历号、使用次数、每次复用日期及时间。（4）水冲洗和反超滤
选用符合标准的冲洗和清洁血液透析器的血室和透析液室，包括反超率冲洗。稀释后的过氧化氢，次氯酸钠，过氧乙酸和其他化学试剂均可作为血液透析器的清洁剂。透析结束，血液回输给透析患者后，在透析机上开始用生理盐水冲洗透析器，如用肝素生理盐水冲洗效果更好，同时用透析器反超滤，尽量清除残余血，这样可保持纤维通畅性和减少凝血。
透析器从机器上卸下后应立即送复用室，用水冲洗血室和透析液室，避免拖延。透析器冲洗包括正冲和反冲：正冲是水源接透析器血路，冲洗血室，水压为1.45kg/cm2,冲洗至清洁为止；反冲是水源接透析器的透析液入口，塞紧透析液出口，水压1.45kg/cm2，使水从血室两端口流出，冲洗3~10分钟。冲洗的目的是洗去残余血，保持纤维的有效性及减少易于生长细菌的有机物质。
用于冲洗透析器和制备消毒剂的水须符合透析用水标准（推荐美国AAMI RD62标准），细菌数应少于200CFU/ml，内毒素少于1mg/ml,以减少复用时炎症因子的产生。
透析结束后若无法做到立即冲洗，应在透析结束2小时内将透析器冷藏保存，保存的最长的时间不能超过透析结束后36~48小时，否则应废弃透析器。(5)血液透析器整体纤维检测
检测血液透析器的血室容量（Total Cell Volume,TCV）间接测试膜对小分子物质如尿素的清除率变化。用空气将充满血室的液体驱出，测定所得容量。该容量包括纤维容量和两端腔容量。没种透析器第一次使用前均应测定TCV，作为此类透析器的TCV基础值，以后每次复用后测定TCV的变化，如TCV下降20%，相当于尿素清除率下降10%，则透析器不应继续使用。TCV测试不能用于平板型透析器，因其血室容量会随跨膜压得增加而改变。如果某一透析患者的透析器反复发生因TCV测试失败而无法复用，提示透析中有大量凝血，应检查肝素用量。当透析器的TCV大于等于原有TCV的80%时方能进行下一步的复用程序。
（6）透析膜完整性试验
血液透析器复用时应进行破膜试验，如空气压力试验。
复用人员资格与培训 资格：从事血液透析器复用的人员必须是护士、技术员或经过培训的专门人员。复用人员经过充分的培训及继续教育，能理解复用的每个环节及意义，能够按照每个程序进行操作，并符合复用技术资格要求。培训内容：透析基本原理，血液透析器性能及评价，消毒剂的理化特性及贮存、使用方法、残存消毒剂导致的副作用，透析用水标准及监测，透析充分性，复用对血液透析器的影响，以及评价血液透析器能否复用的标准。培训资料档案：记录有关培训内容，包括题目，参加者姓名，培训的日期和时间以及考核结果。血液透析治疗单位负责人对复用人员的技术资格负责。
复用用水管理制度
1.水处理系统
复用使用反渗水。供复用的反渗水符合水质的生物学标准，有一定的压力和流速，必须满足高峰运行状态下的设备用水要求。
2.消毒：水处理系统的设计应易于整个系统的清洁和消毒，消毒程序应包括冲洗系统的所有部分，以确保消毒剂残余量控制在安全标准允许的范围内。3.水质要求：应定期检测复用用水细菌和内毒素的污染程度。应在血液透析器与复用系统连接处或尽可能接近此处进行水质检测。细菌水平不得超过200 CFU/ml，干预限度为50 CFU/ml；内毒素含量不得超过2 EU/ml，干预限度为1 EU/ml。当达到干预限度时，继续使用水处理系统是可以接受的，但应采取措施（如消毒水处理系统），防止系统污染进一步加重。
4.水质细菌学、内毒素检测时间：最初应每周检测1次，连续2次检测结果 符合要求后，细菌学检测应每月1次，内毒素检测应每3个月至少1次。
复用系统管理制度
1复用设备：复用设备确保以下功能：使血液透析器处于反超状态能反复冲洗血室和透析液室；能完成血液透析器性能及膜的完整性试验；用至少3倍血室容积的消毒液冲洗血液透析器血室及透析液室后，可用标准消毒液将其充满，以确保血液透析器内的消毒液达到有效浓度。维护：血液透析器复用设备的维护应遵循复用设备厂家和销售商的建议，并与之制定书面维修程序及保养计划。厂家和销售商有责任承诺设备在安装正确的条件下运行正常。我院选用伦拿创自动复用设备。
复用间环境管理制度 复用间环境：复用间保持清洁卫生，通风良好，排水能力充足。贮存区：已处理的血液透析器存放在肯格王透析器储存柜内，与待处理的血液透析器分开放置,以防混淆导致污染甚至误用。3 个人防护：每一位可能接触患者血液的工作人员均采取预防感染措施。在复用过程中操作者穿戴防护手套和防护衣，遵守感染控制预防标准，从事已知或可疑毒性或污染物溅洒的操作步骤时，戴面罩及口罩。
4复用间设紧急眼部冲洗水龙头，复用工作人员一旦被化学物质飞溅损伤时即刻有效地冲洗。
血液透析器复用程序
血液透析器复用前必须先给血液透析器贴标签，然后按复用程序操作 运送和处置：透析结束后血液透析器应在清洁卫生的环境中运送，并立即处置。如有特殊情况，2小时内不准备处置的血液透析器可在冲洗后冷藏，但24小时之内必须完成血液透析器的消毒和灭菌程序。冲洗和清洁：使用符合标准的反渗水冲洗和清洁血液透析器的血室和透析液室，包括反超滤冲洗。稀释后的过氧化氢、次氯酸钠、过氧乙酸和其他化学试剂均可作为血液透析器的清洁剂。
注意: 加入一种化学品前必须清除前一种化学物质。在加入福尔马林之前，必须清除次氯酸钠。次氯酸钠不能与过氧乙酸混合。血液透析器整体纤维容积（Total Cell Volume，TCV）检测：检测血液透析器的TCV，复用后TCV应大于或等于原有TCV的80%。透析膜完整性试验：血液透析器复用时应进行破膜试验，如空气压力试验。5 消毒和灭菌：清洗后的血液透析器必须消毒，以防止微生物污染。血液透析器的血室和透析液室必须无菌或达到高水平的消毒状态，血液透析器应注满消毒液，消毒液的浓度至少应达到规定浓度的90%。血液透析器的血液出入口和透析液出入口均应消毒，然后盖上新的或已消毒的透析器端口保护帽。按照卫生部《血液透析器复用操作规范》中的要求允许使用的消毒剂有福尔马林、过氧乙酸、Renalin，根据透析膜性质允许使用的清洁剂有次氯酸钠、过氧化氢或Renalin。注意：消毒程序不能影响血液透析器的完整性。为防止膜损伤，不要在血液透析器内混合次氯酸钠和福尔马林等互相发生反应的物质。血液透析器外壳处理：使用1%伦拿灵浸泡或清洗血液透析器外部的血迹及污物。废弃血液透析器处理：废弃的血液透析器毁形，并按医用废弃物处理规定处理。8 复用血液透析器贮存：复用血液透析器经性能检验、符合多次使用的检验标准后，在指定区域内存放，以防止与待复用血液透析器或废弃血液透析器混淆。9 复用后外观检查： 9.1.外部无血迹和其他污物。9.2.外壳、血液和透析液端口无裂隙。9.3.中空纤维表面未见发黑、凝血的纤维。9.4.血液透析器纤维两端无血凝块。9.5.血液和透析液的出入口加盖，无渗漏。9.6.标签正确，字迹清晰。复用次数：根据血液透析器TCV、膜的完整性试验和外观检查来决定血液透析器可否复用，三项中有任一项不符合要求，则废弃该血液透析器。采用自动复用程序，低通量血液透析器推荐复用次数不超过10次，高通量血液透析器推荐复用次数不超过20次。
血液透析器自动复用机复用程序
包括反超滤冲洗、清洁、血液透析器容量及压力检测、消毒等。每种机器使用特定的清洁剂及消毒剂，具体操作程序遵循厂家及销售商建议。1．结束血液透析，首次复用前贴上血液透析器复用标签。
2．用生理盐水500 ml冲洗血液透析器血室，夹闭血液透析器动脉及静脉端，关闭透析液出口，开始自动复用程序（如复用程序不能立即进行，应将血液透析器进行冷藏）。3．自动清洗
3.1将血液透析器血室及透析液室出口分别连接于机器上。3.2使用清洗液冲洗血室一侧（从动脉到静脉）。3.3反超滤冲洗透析膜。3.4冲洗透析液室部分。
3.5再次冲洗血室部分（分别从动脉到静脉及从静脉到动脉，共2次）。4．自动检测：包括TCV检测及压力检测。5．自动消毒
5.1用消毒液冲洗透析液室部分； 5.2用消毒液冲洗血室部分（从静脉到动脉）； 5.3将消毒液充满透析液室； 5.4将消毒液充满血室。6．准备下一次透析
复用透析器使用程序
1外观检查： 1.1标签字迹清楚。
1.2血液透析器无结构损坏和堵塞。
1.3血液透析器端口封闭良好、充满消毒液（由血液透析器颜色、用试纸或化学试剂确认 该血液透析器已经过有效浓度消毒液的消毒和处理）、无泄漏。1.4存储时间在规定期限内。1.5血液透析器外观正常。核对患者资料：确保血液透析器上的姓名和患者记录中身份信息一致，血液透析器上的标签和患者的治疗记录确保无误。冲洗消毒液：冲洗程序经验证能确保将血室和透析液室填充的消毒液浓度降至安全水平。消毒剂残余量检测：根据消毒剂厂商的说明，采用敏感的方法（如试纸法等），检测消毒剂残余量，确保消毒剂残余量低于允许的最高限度。消毒剂残余量检测：血液透析器中残余消毒剂水平要求：福尔马林<5 ppm(5 µg/L)、过氧乙酸<1 ppm(1 µg/L)、Renalin <3 ppm(3 µg/L)。
注意：消毒剂残余量检测后15分钟内开始透析，防止可能的消毒液浓度反跳。如果等待透析时间过长，重新清洁、冲洗、测定消毒剂残余量，使之低于允许的最高限度。血液透析器使用中监测
5.1透析中监测：观察并记录患者每次透析时的临床情况，以确定由复用血液透析器引起的可能的并发症。5.2 与复用有关的综合征：
5.2.1 发热和寒颤：体温高于37.5℃或出现寒颤，应报告医师。不明原因的发热和/或寒颤常发生在透析开始时，应检测透析用水或复用水的内毒素含量及消毒液残余量。
5.2.2其他综合征：若透析开始时出现血管通路侧上肢疼痛，医师应分析是否由于已复用血液透析器中残余的消毒液引起。若怀疑是残余消毒剂引起的反应，应重新评估冲洗程序并检测消毒剂残余量。
5.3 血液透析器失效处理原则：如血液透析器破膜或透析中超滤量与设定值偏离过多，应评估并调整复用程序；如患者出现临床状况恶化，包括进行性或难以解释的血清肌酐水平升高，尿素下降率（URR）或Kt/V（K：血液透析器尿素清除率，t: 透析时间，V：体内尿素分布容积）降低，应检查透析操作程序，包括复用程序。
5.4临床监测：定期检测URR或Kt/V，如果结果不能满足透析处方的要求，应加以分析并评估。6 透析结束后处理
回冲程序：回冲生理盐水，使血液透析器中的残留血液返回患者体内，不应使用空气回冲血液。患者脱离透析管路后，用剩余的生理盐水反复循环冲洗血液透析器数分钟。
软件测试的复用策略研究 篇5
【关键词】软件测试；复用；策略
软件复用作为一种新技术，近年来越来越受到软件业和科研工作者的重视。软件复用是提高软件的生产效率、解决软件危机问题的一个重要途径。测试用例是软件测试过程中的核心资产，软件测试成本的大部分就是用于测试用例的设计，而测试用例的优劣往往取决于测试工程师的经验和水平，并且直接影响软件测试的效率。
1.测试用例复用的研究现状
测试用例复用的研究主要分成两个方面：可复用测试用例的生成和可复用测试用例的管理。可复用测试用例的生成主要研究使生成的测试用例可供多次使用，具有可复用的特性。测试用例的生成是测试用例复用的先决条件，只有拥有足够多的可供利用的测试用例，才有复用的可能。可复用测试用例的管理，包括测试用例的存储、检索、复用、维护等。国内外对测试用例的管理和共享机制，大部分仅限于组织内部，甚至仅仅限制于一个项目内部。例如部分单元测试用例在集成测试中重用，部分集成测试用例在系统测试中重用，系统测试用例在回归测试中重用等。这些测试用例的复用对组织、项目的依赖性高，因而复用程度低。因此，大规模的可复用测试用例库成为复用的必要支撑，由此引入的测试用例库的建设和管理。
2.软件测试用例的复用策略
软件产品的功能和性能依赖于采用的软件开发技术、系统的运行环境和软件应用领域的三维体系，因此，一个软件测试用例的设计是离不开其软件的周境（Context）的，也就是说，软件测试用例的设计是因系统运行环境和应用领域不同而不相同的。
2.1 测试样式实例
测试样式是对特定的、可重复使用的软件测试问题提供一个通解，它包括决定样式应用系统环境的上下文（即：周境），以及由相关因素组成的部件。软件测试样式描述了测试设计中最基本的问题，也是软件测试设计的最佳实践。样式作了测试用例一个隐含的断言：假定满足了在样式中的上下文和组成因素的条件表达式，这将是一种很好的解决问题的方式。因此，样式是针对特定需要解决问题的一种通解，样式的种类多种多样，千变万化，但可以根据测试的实际需要量身订做。针对不同的被测项目对象，软件测试的着重点也不一样，因此会有非常多的类型测试样式。V.Binder提出了32种测试样式，测试样式简化了软件构造框架，关注为完成某种测试所必须的问题，因为样式是求得特定问题一个通解，在软件测试过程中是完全可以复用的，软件测试样式的具体实现就是一个测试包，由多个软件测试用例组成。
然而，不管软件测试需求怎么变化，一个测试样式可以形式化的描述为一个十元组：
即：{样式名称，样式目标，测试周境，故障类型，策略，入口准则，出口准则，结论，己知应用，相关样式}。
（l）样式名称Na：表示能标识该测试样式的名称和短语；
（2）样式目标ob：每个样式都有其需要实现的目标，即满足软件测试设计所期望的某个特定的测试功能；
（3）周境Ct：强调软件测试设计的基本问题，描述样式解决的测试设计问题，使用的范围和时间，针对的软件实体范围设定其运行环境；
（4）故障类型Fm：阐述样式所采用的故障模型以及采用的该模型的理由，故障模型对发现存在的缺陷非常重要，有效的测试必须致力于在几乎很好的代码中能发现隐藏的极少的故障或缺陷；
（5）策略St：给出软件测试设计和实现的最好测试用例的算法、技术路线和系统应有的提示；
（6）入口准则Ey：定义使用该样式的前提条件和所做的必要准备工作；
（7）出口准则Et：定义满足样式的测试目标必须获得的条件，及测试样式的输出条件；
（8）结论Cl：介绍采用此样式的优点和缺点，包括测试开销、获得的利益、需要承担的风险以及相关情况的说明；
（9）己知应用Ka：介绍此样式的应用的成功案例和取得的测试经验；
（10）相关样式Cp：与此样式相类似的样式，并对样式加以补充资料说明。
2.2 可复用测试样式
可复用测试样式是对可复用的软件测试问题提出一个通解，它包括决定样式应用的周境，以及相关因素组成的部件。软件测试用例的复用有三个基本的条件：一是必须有可以复用的软件测试用例，二是复用的软件测试用例对将来软件测试是非常有用的，三是复用者应该知道如何去使用被复用的测试用例。正确地刻画、描述和管理可复用的测试用例是实现测试用例复用的关键技术。可复用测试用例模式是在通用软件测试用例属性的基础上，增加可复用的属性与特征，如测试接口描述、功能粒度、复用频度和版本信息等，以便利用已有的软件测试用例资源来支持软件测试用例的复用。可复用测试样式是对可复用的软件测试问题提出一个通解，它包括决定样式应用的周境，以及相关因素组成的部件。可复用测试样式具体的内容如下：
（1）样式名称Na：可复用软件测试样式；
（2）样式目标Ob：采用该样式设计的测试用例，可以用黑盒测试方法进行复用；
（3）周境Ct：测试用例应该以测试类型、被测试领域、测试方法、测试目的进行分类；
（4）故障模型Fm：可以采用数据域的边值分析、因果图和错误推测法；
（5）策略St：从黑盒测试的角度出发，只关心软件的行为，最大限度地屏蔽软件系统运行环境和开发技术的因素，让测试用例具有独立性；每个测试用例只需与一个特定测试场景和唯一的结果相关联，一旦软件测试用例失败，不会造成对其他软件测试用例执行的影响；
（6）入口准则Ey：使用该样式的前置条件是符合复用条件和分类条件的；
（7）出口准则Et：需要达到软件测试目标而设定的复用要求；
（8）结论Cl：采用该样式开发的可复用软件测试用例，可以提高测试用例的复用力，极大地提高软件测试用例设计的效率，推动测试用例的共享；
（9）己知应用Ka：在《软件测试管理公共服务平台》软件中已得到应用；
（10）相关样式Cp：共用测试样式。
2.3 测试用例的复用策略与知识共享实现
在编写测试方案时，首先根据被测的功能点，定义需要的测试用例类型，在测试用例库中选择，如果存在相应的软件测试用例并且合理有效，则复用到软件测试方案中去，如果不存在相应的可复用软件测试用例，则创建一个新的软件测试用例加入到软件测试方法中，当该测试方案被执行，新的测试用例得到了实际应用系统的检验，并确定无误后，则将新的软件测试用例添加到用例库中，这样便可以保证软件测试用例的收集和积累，从而创造了软件测试用例知识库的共享。
3.结束语
软件测试的复用不仅可以从软件测试的管理工程中复用，同时也可以有效的管理测试用例，实现测试用例的不同软件项目之间的复用，也可以在同一项目不同测试类型之间复用。本研究分析和研究了软件测试技术中的复用所采用策略，将有助于软件测试复用技术的发展，同时可以指导软件测试的实践过程。
参考文献
[1]宫云战.软件测试[M].国防工业出版社，2006.
复用方法 篇6
关键词：核心资产库,复用性,度量,跟踪矩阵
0引言
软件产品线是一种新的软件开发方式,它是一组具有公共的、可管理的特征集的软件密集系统的集合[1]。软件产品线的开发是围绕核心资产库进行的,核心资产库的性能直接体现了软件产品线的能力成熟度。因此对核心资产库的度量是实现对其管理的重要手段。
目前,Jin等人从核心资产的属性出发,对它的功能相同性、非功能相同性、变化丰富性、应用能力以及可裁剪性等方面提出了若干度量方法[2];Zubrow等人也提出了若干核心资产的度量指标[3,4,5,6],但度量方法涉及较少。产品线开发方式的本质是实现最大化的复用,因此核心资产的复用性是衡量资产库质量的一项重要指标[7]。本文从管理角度出发,利用复用跟踪矩阵对核心资产的复用性进行度量,此方法易理解易操作;在度量结果的基础上,给出了核心资产库的复用分类标准,最后通过实例进行说明。
1复用跟踪矩阵
核心资产的复用性是对资产的一种质量度量,描述的是核心资产在新产品开发中被使用的频繁程度。核心资产的复用性与产品线的建立时间与资产入库的时间都是相关的。
假设在某个时间,核心资产库中包含m个资产r1,r2,…,rm它们按照入库时间排序,并且每个资产的入库时间、使用记录、所属开发阶段、类型、特征、应用范围都是已知的。产品线已生产n个产品p1,p2,…,pn。它们按生产的时间先后排序。
定义1 复用跟踪矩阵U=(uij)n×m,如果产品pi使用了核心资产rj,则uij=1,否则uij=0。
复用跟踪矩阵满足下列性质:
性质1:随着产品线的开发,矩阵大小动态变化。
性质2:uij的行标越小,表示产品pi开发的时间相对越早,列标越小,表示核心资产rj的入库时间相对越早。
性质3:矩阵越稀疏,表明核心资产库的整体复用率越低。
2复用性相关度量
根据复用跟踪矩阵,可给出下列度量定义:
度量1:核心资产rj的当前复用次数uj=
度量2:核心资产rj的当前复用率Rj=
度量3:当前复用频率最高的核心资产rk,rk的当前复用率Rk满足:
Rk=max(R1,R2,…,Rm)
度量4:当前复用频率最低的核心资产rk,rk的当前复用率Rk满足:
Rk=min(R1,R2,…,Rm)
度量5:核心资产库当前的平均核心资产复用率
R′=
复用率是核心资产质量的一个重要属性,核心资产在入库以后并不是一成不变的,可动态跟踪它的复用率,正常情况下应是逐步上升达到比较稳定的数值。如果某个核心资产的复用率总是维持在较低的数值或出现急剧下降的情况,需要探寻其原因:如果是最近开发产品比较频繁,可视为正常;如果是产品线开发范畴作了调整等其他原因,导致核心资产的使用受限,就需要对其重新评估,判定是否需要采取修改或删除活动。
3核心资产分类标准
因此,对核心资产库中的所有资产都需要动态跟踪它的复用率,以便进一步对其进行管理与开发。下面给出了利用复用率将核心资产分类的标准:
1类核心资产C1,rk∈C1,当且仅当rk的当前复用率满足Rk≥0.5;
2类核心资产C2,rk∈C2,当且仅当rk当前复用率满足0.2≤Rk<0.5;
3类核心资产C3,rk∈C3,当且仅当rk当前复用率满足0.05≤Rk<0.2;
4类核心资产C4,rk∈C4,当且仅当rk当前复用率满足Rk<0.05。
进一步的,根据各类核心资产在核心资产库中所占的比例,我们将核心资产库分为高度复用、中度复用、低度复用以及极低度复用的核心资产库:
高度复用核心资产库:当|C1|/n+|C2|/n≥0.8,即核心资产库中1类加2类资产占总资产80%以上;
中度复用核心资产库:当0.5≤|C1|/n+|C2|/n<0.8,即核心资产库中1类加2类资产占总资产的50%到80%之间;
低度复用核心资产库:当0.2≤|C1|/n+|C2|/n<0.5,即核心资产库中1类加2类资产占总资产的20%到50%之间;
极低度复用核心资产库:当|C1|/n+|C2|/n<0.2,即核心资产库中1类加2类资产占总资产20%以下。
4实例
西安某家软件公司在工作流产品方面已有十多年的开发经验,产品已涉及电信、能源以及金融行业。由于产品更新以及新开发技术的出现,需要重新建立核心资产库以便适应产品线开发方式。该公司去年共开发相关产品10项,新建核心资产库中资产12项。由开发记录建立了下列复用跟踪矩阵:
根据度量1与度量2,核心资产rj的当前复用次数uj和复用率Rj(j=1,2,…,12)参见表1。
根据表中的数据以及度量3和度量4,当前复用率最高的是r5,复用率最低的是r2和r11,根据定义5,核心资产库当前的平均核心资产复用率R'=56/120=0.47。
根据本文中的分类标准,各类核心资产统计如下:
1类核心资产C1={r1,r4,r5,r6,r7,r8,r9};
2类核心资产C2={r3,r10,r12};
3类核心资产C3={r2,r11}。
|C1|/n+|C2|/n=7/12+3/12=0.83,根据分类标准,属于高度复用核心资产库。
5结语
核心资产库的复用性是产品线性能的一项重要指标,寻找清晰易操作的度量方法能保证度量任务的完成。本文提出的复用跟踪矩阵可用来记录核心资产的复用过程。在跟踪矩阵的基础上,给出了核心资产的复用次数、复用率、整体复用率等度量定义。另外根据复用率建立了核心资产的分类标准,并通过实例进行说明,这些工作对核心资产库的复用性评价提供了指导。
参考文献
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[3]Zubrow D,Chastek G.Measures for Software Product Lines[J].Tech-nical Note,CMU/SEI-2003-TN-031.http://www.sei.cmu.edu/pub-lications/pubweb.html.
[4]宁安良,侯红,鱼滨,等.软件产品线度量及应用研究[J],计算机应用与软件,2007,24(9).
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[6]蒋涛,应晶,吴明晖,等.一种面向特征增量的软件产品线分析方法[J].浙江大学学报:工学版,2009(12).
复用方法 篇7
在波分复用WDM(Wavelength Division Multiplexing)光网络中,每条光通道往往都承载着大量的高速业务,一旦网元失效将给用户带来巨大的损失。保护机制通过为工作业务预留备份资源,可以减轻网络故障的影响,是提高网络生存性的有效手段。在WDM光网络中,保护可以有多种实现方式:按资源预留方式,可分为专用保护和共享保护;按被保护对象,可以分为链路保护和通道保护。其中,由于有较高的资源利用率和较快的保护速度,共享通道保护一直是研究的热点[1,2,3,4]。
通道保护是指网络在为一个业务请求分配工作光通道的同时也分配一个路由不相关的保护光通道,当工作通道故障时,业务被切换到保护通道中。因为网络正常时,保护通道并不承载业务流量,所以不同的工作通道可以共享备份资源,前提是工作通道间必须满足故障分离,即网络故障时这些工作通道不会同时失效。通常假设网络只能同时存在一个链路故障,即单链路故障模型[4,5]。在此模型下,不同的工作通道只要链路不相关就可以实现故障分离。WDM光网络的业务可以分为静态业务和动态业务。静态业务是需要建立连接的业务需求是预知的,而且一旦这些业务建立,将“永久”地维持连接关系。动态业务是指业务按一定时间间隔依次到达,并且如果能够成功分配连接,经过一段业务连接时间后,该业务将撤销,同时释放连接所用的网络资源[6]。工作和保护通道分配算法是共享通道保护研究的重点,其目的是通过使用最小的网络资源来提供最大程度的保护。文献[3]提出利用整数线性规划解决静态业务模型下的路由和波长分配RWA(Routing and Wavelength Assignment)问题。文献[4]证明了动态业务时,在不影响已有连接的前提下,寻找一对合适的工作和保护通道对是一个NP-C问题。文献[1]提出通过列举候选工作路径来减少网络资源消耗。
本文研究单链路故障模型下的WDM光网络的动态共享通道保护方法。
1 共享通道保护模型
考虑到全光波长转换器以及可调谐的光收发机技术还没成熟,未大规模商用,本文假设在WDM网络中没有配备两者。这意味着工作通道和保护通道必须使用相同的波长。
1.1 WDM网络波长分层图模型
设WDM光网络的拓扑为有向图G(V,E,W),其中V代表网络节点集合,E代表网络中链路集合,W代表光纤中的可用波长数。文献[7]提出用分层图模型来描述网络中的波长资源:网络拓扑G被复制成相同的W份,每份都是一个分层图LG(V,E,i),1≤i≤W。LG(V,E,i) 也就是波长层,代表了波长i在网络各链路中的使用情况。 图1(b)即为由图1所示的网络拓扑得到的分层图结构。光网络的分层图模型使业务的路由和波长的选择在不同的波长层完成,即在同一个波长层完成路由的选择,从而消除了波长连续性限制条件,简化了路由和波长分配算法的分析。
(a) 光网络拓扑 (b) 光网络分层图 (c) 网络状态示意图
下面利用分层图模型描述WDM光网络的资源利用状态。对于波长为i的分层图LG(V,E,i),采用文献[8]提出的基于邻接链表的有向图类数据结构。对于图中每条链路的使用状态,使用以下的Edge类结构记录:
其中edgeColor描述链路的使用状态,可以是FREE、WORK及BACKUP,分别表示空闲状态、被工作通道占用及被保护通道占用;sNode和eNode分别为链路的源宿节点索引;Flag为链路不相关标记;weight为链路的权重,可以是跳数、链路距离等;cost为链路的代价值,用于在网络中寻找最短路径;flagSet为使用该链路的保护通道各自对应的工作通道所经过的所有链路的不相关标记集合。使用以上的数据结构描述网络状态,只需记录各链路的使用状态,而不用记录网络中承载的光通道,与传统的链路-通道矩阵结构[6]相比,数据结构的大小只与网络的拓扑有关,而不再随网络中的通道数目动态变化,这就提高了计算效率。
1.2 工作和保护通道分配算法
工作和保护通道分配算法采用文献[9]提出的最具代表性的两步通道选择方法:首先遍历所有波长,在每个波长层中利用最短路径法(例如,Dijkstra法)计算一条工作代价最小的路径作为候选工作路径;接着在所有候选工作路径中,选择工作代价最小的路径作为工作通道路径,其所在的波长作为工作通道波长;然后在工作通道所在的波长层选择一条保护代价最小的路径作为保护通道路径。
为了满足共享通道保护条件,设每个链路e的工作代价函数CWork(e)和保护代价函数CProtection(e)分别为[4]:
式(1)中Cweight(e)为链路额e的权重,ε1为负载均衡系数(例如,10-3),W为总波长数,λ为链路e的剩余可用波长数,color(e)为链路e的状态。式(2)中ε2为空闲代价系数,一般为很小的值,例如10-4,Setbackup(e)代表经过链路e的保护通道各自所对应的工作通道经过的所有链路的不相关标记集合,Setwork(p)代表第一步选好的工作通道p经过的链路的不相关标记集合。
工作和保护通道算法的流程图见图2。
2 模拟仿真及性能评估
(a) 类Cernet (b) 5×5 Mesh_Torus
为了评估工作和保护通道分配算法的性能,本文采用类Cernet和5×5 Mesh_Torus两种典型的网络拓扑结构进行仿真实验,如图3所示。用距离作为链路权重。每个链路由两根相反方向的单向光纤组成。假设业务请求按照均值为1/λ的指数分布间隔时间到达,如果能够成功分配工作和保护通道对,则连接的维持时间满足均值为1/μ的指数分布,定义网络的负载为ρ=λ/μ(Erlang)。同时假定所有的节点对间等概率地产生业务请求,即均匀分布业务量。仿真实验研究不同的网络负载或波长数对连接请求阻塞率的影响,每次仿真都产生106次业务请求。当业务请求到达时,如果能够找到合适的工作和保护通道对,则为该请求分配连接;否则阻塞该请求。
图4为类Cernet和5×5 Mesh_Torus两种网络拓扑的仿真结果。
(1) 随着网络负载的增加,阻塞率增加;随着光纤波长数的增加,阻塞率减少。
(a) 类Cernet (b) 5×5 Mesh_Torus
(2) 在相同的网络负载和波长数前提下,类Cernet拓扑的阻塞率高于5×5 Mesh_Torus拓扑。从拓扑图可知类Cernet拓扑的顶点数为10,边数为16,平均顶点度为3.2;而5×5 Mesh_Torus拓扑的顶点数为25,边数为50,平均顶点数为4。因此5×5 Mesh_Torus拓扑比类Cernet拓扑更容易找到链路不相关的两条路径,故而阻塞率较低。
(3) 在图4(a)中,当100≤ρ≤240时,阻塞率高于0.1,此时网络处于重载状态,增加波长数可以显著降低阻塞率;在图4(b)中,在60≤ρ≤120时,阻塞率低于0.04,此时网络处于轻载状态,增加波长数基本不改变网络阻塞率,主要原因可能是文献[4,10]提到的“保护陷阱”问题,即由于最短路径方法倾向于寻找代价最短的链路,造成过度使用某些链路,从而形成瓶颈。而如果工作路径能够避开这些链路,反而可以更加容易地找到链路不相关的保护路径。
3 结 论
本文主要研究了WDM光网络的动态共享通道保护方法,利用分层图模型来记录网络波长利用状态,提出了链路状态描述模型。给出了动态工作和保护通道分配算法,先在所有波长层中寻找一条工作代价最小的路径作为工作通道,然后在该波长层寻找保护代价最小的路径作为保护通道。对类Cernet和5×5 Mesh_Torus两种网络拓扑进行了仿真。模拟结果表明,随着网络负载的增加,阻塞率增加;随着波长数的增加,阻塞率减少。在相同的网络负载和波长数时,类Cernet拓扑的阻塞率高于5×5 Mesh_Torus拓扑。当网络处于重载状态,增加波长数可以显著降低阻塞率;而网络处于轻载状态,增加波长数基本不改变阻塞率。
参考文献
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复用方法 篇8
为解决网络数据流的流速控制,滑动窗口技术已被大量采用,而传统的滑动窗口技术多数是窗口在流数据上不断滑动,窗口内的数据则不断得到处理,随着窗口的滑动,需要移动窗口内的数据,把新数据移入窗口,旧数据移出窗口,且无法处理应答状态变化等复杂环境下导致的窗口变化情况。
本文提出一种基于无锁状态控制的可复用滑动窗口方法,该方法采用无锁算法对窗口中的状态进行更新,然后根据状态变化更新滑动窗口中的数据信息,在窗口更新时并不需要移动数据,从而提供系统的处理效率。
1无锁可复用滑动窗口的原理
1.1无锁的状态变化控制
多线程程序设计中,线程之间的同步十分关键,尤其在通信网关的设计中体现的尤为重要,同步主要的目的是为了解决如下两方面的问题:
1.1.1限制对资源的访问(网关报文的状态信息)
系统中有些资源同时只能被一个线程访问,多个线程同时运行时,有可能出现同时要求访问该资源的情况就会造成冲突。线程同步机制用来控制对该资源的访问,在同一时间只有一个线程该资源进行访问。
1.1.2保证程序按照特定的规则执行
例如通信网关的请求报文在滑动窗口中状态为未接收应答状态,那么此时只有应答接收线程或者超时监控线程才可以修改该状态位。
本文采用的状态变化的无锁控制主要以比较并交换原子操作为基础。比较并交换(Compare And Swap,或是Compare And Set),是原子操作的一种,可用于在多线程编程中实现不被打断的数据交换操作,从而避免多线程同时改写某一数据时由于执行顺序不确定性以及中断的不可预知性产生的数据不一致问题。
1.2可复用滑动窗口
传统数据流上的滑动窗口都是基于向量模型实现,该向量模型将滑动窗口建模为一个向量,随着窗口的移动,靠近向量末端的数据向前移,覆盖前面的数据,新的数据则加入到向量末端,从而完成数据更新。
如图1所示,在窗口为空的情况下,来了新数据T1。数据T1就放在窗口的最前端。
在窗口中只有数据T1,窗口未存满数据的情况下,随着窗口的滑动,来了新数据T2。窗口不需要移出数据,新数据T2会被存放在数据T1的后面。
在窗口未满的情况下,随着窗口的滑动,窗口不移出数据,新数据进入窗口的前端。
在窗口已满的情况下,随着窗口的滑动,窗口内的第一个数据被移出,其他数据则前移,覆盖前面的数据,新数据进入窗口的末端位置。
基于以上的描述可发现,在窗口已满的情况下,新数据进入窗口内将导致其他已在窗口内的数据发生相应的移动,这样就会造成内存复制的开销,性能上会受到影响。因此本文设计一种利用窗口数据的状态变化来控制滑动窗口的逻辑格局状态,在有新数据要进入滑动窗口时,先扫描窗口中可用状态的窗口位置,若存在则覆盖要移出的数据,避免了窗口内数据的移动,以此达到可复用滑动窗口的理念。
从图2中可以看出,在滑动窗口未满的情况下,处理模式跟传统的滑动窗口无异,新数据直接选取第一个空闲的位置。
在窗口已满的情况下,新请求数据到来时,先扫描滑动窗口中状态,如果状态为空闲或已完成,则直接填充该位置,覆盖掉原有数据,其他位置的滑动窗口数据保持不变。
在对可复用滑动窗口和传统滑动窗口进行比较后可发现,可复用滑动窗口能够提升通信网关的处理效率,主要体现在下面两个方面:
(1)同样的存储空间消耗的基础上,不需要移动数据而是直接采用覆盖即将移出窗口的数据的策略,对于宽度为Len的窗口,每次新数据到来,可复用滑动窗口可以节省Len-1次数据平移的开销。
(2)在采用无锁的状态控制变化的基础上,可复用的滑动窗口可以采取更细粒度的并发控制,如可并发处理多个请求报文插入滑动窗口、接收到应答报文修改窗口状态、超时控制线程修改窗口超时状态等多个服务请求。
2无锁可复用滑动窗口的流量控制方法的应用
整个通信网关中,无锁可复用滑动窗口处于核心位置,负责通信数据的并发流量控制功能,整个系统的功能简图3所示。
流量控制方法的处理过程简述为:
业务处理服务提交请求数据给滑动窗口,若滑动窗口所有位置的状态均为已发送状态,则拒绝该笔请求;若滑动窗口数据存在状态为空闲、已完成以及已超时,则将该笔请求数据覆盖到可用状态的窗口位置,调用请求发送服务将该笔报文发送出去,并修改状态为已发送。
应答更新服务收到应答报文时,根据报文中的唯一信息查找滑动窗口,若找到相应记录,即修改当前位置的状态为已完成;若查找不到,即认为此笔报文为非预期应答或已超时应答。
超时监控服务根据超时轮询周期定时检查滑动窗口中处于已发送状态位置的数据,根据发送时间判断是否超时,若超时则将该位置状态修改为已超时;若均无超时情况,则进入下一轮询周期。
3结语
本文提出了无锁可复用滑动窗口的流量控制方法的原理,与传统的网关流量制方法进行了比较分析,并分别针对无锁的状态控制以及可复用窗口的分解介绍,最后得出结论,无锁可复用滑动窗口的流量控制方法主要优点在于效率高、可很好的处理多线程并发控制,以及由于采用无锁操作,避免了死锁等一系列问题的出现。在实际工作项目中应用该技术方法编写了通信网关中相应的流量控制手段,印证了无锁可复用滑动窗口的应用,是流量控制中的一种切实可行的解决方案。
摘要：滑动窗口是一种重要的流量控制技术。针对传统滑动窗口机制存在滑动过程中需要移动过多数据,从而导致传输效率不高,以及控制状态变化时采用同步锁机制而带来的性能问题,提出一种可无锁状态变化控制的可复用滑动窗口技术。该技术在窗口滑动过程中不移动数据,而是采用重写的方式来进行数据更新,并且它采用无锁算法更新窗口中的状态变化。通过理论分析和在实际应用中表明,该技术能够高效地应用于实际的数据传输流量控制中。
关键词：无锁算法,可复用,滑动窗口,流量控制
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复用方法 篇9
OFDM系统中,基于导频的信道估计方法因其具有较低的复杂度被普遍应用,如最小二乘、最小均方误差估计方法等[1]。但传统的信道估计方法并没有充分利用信道的稀疏特性,信道估计的准确性不高。事实上,许多无线信道的冲激响应多呈现稀疏性,如UWB系统[2]。即具有较少的携带重要能量的抽头系数,大部分抽头系数为零或接近零。
近年来,由DONOHO D、CANDES E等人提出的压缩感知理论CS(Compressed Sensing)引起了人们广泛关注,它允许从非常有限的采样值中有效地重构原稀疏信号[3,4]。信道估计的问题在很大程度上也属于信号重建问题。将压缩感知理论应用于稀疏信道估计可获得很好的效果[5]。利用无线信道冲激响应的稀疏性,本文重点研究了FOCUSS(Focal Underdetermined System Solver)[6,7]算法进行OFDM信道估计,并与传统LS估计、正交匹配追踪OMP(Orthogonal Matching Pursuit)[8]信道估计方法比较。仿真结果表明,基于压缩感知的信道估计性能明显优于传统最小二乘的估计性能,并且本文所用算法的估计性能最好。
1 压缩感知理论
压缩感知理论是针对稀疏信号提出的抽样和压缩同时进行的技术[3,4]。在实际应用中,常会遇到如下的欠定方程:
其中,y∈Rm是已知向量,Φ∈Rm×n是已知测量矩阵,m
压缩感知理论证明了如果x是稀疏的,且稀疏度s
其中,‖x‖l0表示x中的所有非零个数。但是式(2)属于非多项式难度问题,在实际情况中常转化为用l1范数,正交匹配追踪等算法来求解最优化问题。
2 OFDM系统模型
OFDM系统基本模型如图1所示。
图1中,系统模型接收端信号可以表示为:
其中,X表示发送端数据;R表示接收端数据;H=Fh是信道频域响应,F是DFT变换矩阵,h为信道冲激响应;n为加性高斯白噪声。
在高速无线通信数据传输中,信道通常呈现稀疏性。假设信道的相干时间远大于OFDM的符号周期,则在一个OFDM符号里,信道冲激响应可以认为是不变的,考虑离散时间信道模型为:
其中,L为信道冲激响应抽头个数。
对于接收端,提取导频信号可以表示为:
其中,S为导频选择矩阵,则式(3)可以表示为:
将上式简写为:
式(6)中,Rp为接收导频信号,Xp为已知导频信号,Fp为傅里叶变换矩阵。
3 信道估计方法
3.1 LS信道估计方法
LS信道估计算法结构简单,计算量小,是一种比较通用的方法。根据式(7)可以得到LS估计值为:
由于LS信道估计没有利用信道的稀疏性,使得频谱利用率低,估计误差大。
3.2 OMP信道估计方法
正交匹配追踪算法是一种局部优化的压缩感知方法。其具体步骤如下[8]:
(1)首先进行初始化:迭代次数k=0,残差e0=y,正交基原子库D0=准。
(2)迭代过程,第k次迭代的步骤:
(1)计算内积,取最大的一个为AnK+1,可表示为:
其中,A/Ak表示基本原子库A中去除已选中的原子后剩余的原子库。
(2)将所选取的原子进行正交化:令u1=AnK+1,当k>0时,有:
其中,ui∈Dk,(i=1,2,…,k),Dk为前k次迭代选取的原子的正交基的原子库。
(3)对残差进行更新
(3)由以上步骤可知,第k次迭代所求信道的非零抽头系数估计值为:
(4)重复上面的步骤(2),直至满足停止准则,可依次求出信道冲激响应的非零抽头系数。迭代次数可以预先设为信道的稀疏度,信道稀疏度为已知量,或者使残差‖ek+1‖2小于某一指标时停止迭代。
3.3 FOCUSS信道估计方法
FOCUSS算法是一种全局优化的压缩感知方法,它实际上是一类迭代加权最小二乘方法。通过迭代,利用前面得到的结果构造加权函数,使得下次迭代得到的新结果能量更加集中[6,7]。
FOCUSS算法可以通过对下面的代价函数进行最小化来实现:
其中,λ是一个正则化参数,与噪声能量有关,它可以用来平衡稀疏性与拟合误差;p是用来对稀疏性的度量,取p值为0
取,令式(14)为零,可以得到:
上式的参数没有闭式解,可以使用迭代方法,令L(h)中h的值为上次迭代得到的h值,,即加权矩阵W为:
则式(15)可以转化为:
式(17)可以转化为:
其中,AW=AW,h=Wq,I为单位矩阵,通过迭代可以得到稀疏解h。
于是FOCUSS算法的基本步骤如下:
(1)首先初始化加权矩阵W0:好的初始化有利于迭代算法的收敛,这里将LS信道估计的值作为W的初始值,即W0=diag(hls(1),hls(2),…,hls(L))。
(2)第k次迭代,当k>0时,Wk=diag(|hk-1(1)|1-p2,|hk-1(2),所求稀疏信道的估计值为。
(3)重复步骤(2),直至满足停止准则,输出稀疏信道的估计结果。
可以看出,p值的选取将影响稀疏性的度量。当相继两次迭代结果基本不变时,此时能量得到最大程度的集中,迭代停止。
4 仿真与性能分析
假设OFDM系统中,子载波数为256,导频数为32,信道为瑞利多径信道,信道长度为80,稀疏度为6,即包含6个非零抽头系数,其大小和位置是随机的。这里采用均方误差和正确检测率作为信道估计的性能指标。
(1)在相同条件下,值的选取,影响FOCUSS信道估计的性能。以下仿真在同一信噪比下,p分别取1,0.8,0.4,0时,随着迭代次数的增加,信道估计性能的比较,仿真结果如图2、图3所示。
从图中可知,p值对信道估计性能的影响较大。其中p=0.8时,经过15次迭代算法收敛,且均方误差最小,正确检测率最高。
(2)仿真LS信道估计中导频数取不同值时,随信噪比的增加,其估计性能与压缩感知性能的情况如图4、图5所示。
从图中可以看出,随导频数的增加,LS信道估计的性能逐渐变好。但是,由于利用了信道的稀疏性,FO-CUSS算法在导频数为32时,其估计性能与LS算法在导频数为90时的估计性能相当。
针对OFDM系统,利用信道的稀疏特性,提出了基于FOCUSS压缩感知的信道估计方法,它是一种全局优化的过程。仿真结果表明了利用信道的稀疏特性后,压缩感知的信道估计算法比传统的LS算法的均方误差小,正确检测率高,并且可以在使用较少导频的情况下,获得比LS算法更好的信道估计性能。其中,FOCUSS算法的估计性能最好。
摘要：传统的信道估计方法未充分利用信道的稀疏性。利用信道冲激响应的稀疏特性,提出了将FOCUSS(Focal Underdetermined System Solver)压缩感知算法应用到信道估计中,从均方误差和正确检测率方面分别与传统最小二乘估计和正交匹配追踪压缩感知信道估计相比较。仿真结果表明,本文算法的均方误差较小,正确检测率较高,能够以较少的导频信号获得好的估计性能。
关键词：正交频分复用,压缩感知,FOCUSS,正交匹配追踪,信道估计
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复用方法 篇10
最近，笔者接待了一位老区医院的院长，她讲到治疗先天性心脏病儿童的费用，如何从目前每例治疗费3万元至4万元，控制到不超过1万元，而且医院还可以很好发展的设想，其中一个重要措施，就是重复使用相关的医疗器具。
然而，由于一些现有的医疗管理规定不允许重复使用这些器具，这位院长为减少治疗费用使更多患儿及早告别疾病，可谓用心良苦。谈话间她告诉我，她把复用器具的操作委托给专业的医疗器具消毒企业，并心存顾虑地嘱咐我千万别对外讲这些事情。
实际上，心血管治疗使用的导管与相关配件中95%以上可以安全有效地多次重复使用，消毒和复用时器具的功能质控都不存在技术问题。我多次在德国柏林等地参观到发达国家重复使用心血管相关器具的情况，比如导管等。
值得一提的是，一些心血管诊疗器具除从以往允许复用，到现在改为一次性使用，而器具材料、制作工艺、质控标准并没有任何实质性改变。同时，据不完全统计，在早期医疗管理规定允许器具复用时，也就是这些手术技术尚处于发展早期，医生的经验也还较少的时期，手术操作的并发症与感染率，也不高于近年来医生经验更丰富状况下的器具一次性使用的危险。同时，同一时期对比不同医院复用和一次性使用，也未发现复用器具存在感染和并发症的风险。
医疗器具，尤其是价格昂贵的消耗品的合理复用，将大幅度降低医疗成本，使更多经费困难的人获救，并且有益于减少医疗垃圾，推动环保经济和节约型社会的建立。今天，发达国家都在大力推动全面复用，我们尚处在医疗资源匮乏、城市农村医疗资源分配极不均衡的状况下，为什么不能下大力气推动这一进程？为什么不能让许多老区和贫困地区一直在复用的“地下”状态走到地上，名正言顺、光明正大地让更多患者及早获治？
要做到这一点，首先，政府相关管理部门可以积极制定和推动复用的管理规范，组织相关学术机构制定消毒和质控标准(包括消毒、感染控制和相关临床学会的组建)，同时建立负责复用的企业网络，生产企业也应从公众利益和长远利益出发。医院和广大临床医生是支持器具合理复用的，我们期望医疗器具合理复用这一利国利民的举措，能早日合法化、公开化。合理节约医疗资源，推动这一进程在今天的中国势在必行。
复用方法 篇11
中国移动多媒体广播(CMMB),主要面对的是手持式终端或车载电视系统。CMMB系统的复用是将各种多媒体业务如音频、视频和数据等排列封装在一起,使其能在该系统的信道上传送[1,2]。终端解复用的实质是将接收到的数据码流按照发射端的封装形式和帧,一层一层解析出来。由于终端接收的码流可能出错,所以在设计解复用程序时,必须设计码流的差错处理方法。
2 CMMB解复用差错处理方法
对收到的CMMB复用码流解复用的原理如图1所示,实际上就是将码流分离的过程[3],CMMB解复用时的差错处理分为2个部分,一部分是对码流进行CRC_32解码,由于复用之前很多部分用到了CRC_32编码,所以在终端解复用时都要进行CRC_32解码;另外一部分是对CRC_32不能进行纠错的采用有限自动机进行差错处理,对里面部分无关紧要的码流允许出错。
2.1 CRC＿32解码
CRC_32解码器由32个延时单元Z(i)(i=0,1,2,…,31)和14个加法器组成,按比特操作。具体过程是将延时单元Z(31)的输出送进CRC解码器的输入端,再将CRC解码器的输出送至延时单元Z(0)和13个加法器的一个输入端,如图2所示,当i=0,1,3,4,6,7,9,10,11,15,21,22,25时,将每个延时单元Z(i)的输出结果送入加法器的一个输入端,而加法器的输出又连接到下一个延时单元Z(i+1)的输入端,其余延时单元Z(i)输出端直接连接到延时单元Z(i+1)输入端。
CRC_32计算的多项式为x32+x26+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1。当CRC解码器接收到输入端送来的字节数据时,采用最高位优先原则,将接收数据每次移入一位进入解码器。比如,接收到的数据为0x11时,先移入3个“0”进入CRC_32解码器,然后是1个“1”,再是3个“0”,最后是1个“1”。在对CRC_32解码器进行初始化时,将每个延时单元里的值设为“1”,设置完成后,按照前面的送入数据原则,将数据的每一个字节(包括CRC_32的4个字节)一起输入到CRC_32的解码器。当最后一个字节的最后一位输入CRC_32解码器后,读出32个延时单元里面的输入数据,若没有错误,则每一个延时单元的输出端数据为“0”;若出现错误,且在CRC_32纠错范围内则根据CRC_32原理将错误码流恢复,超出CRC_32纠错的能力就需要进行差错处理。
2.2 差错处理有限自动机的设计
用有限自动机来处理有错误的码流,首先定义状态和转换条件。
S为起始状态;A为解复用帧头;B为解控制信息帧;C为解业务复用帧;D为解有错误的复用帧头;E为解有错误的某一个控制信息表;F为解有错误的复用子帧头;H为解复用子帧头;N为解具体的某一个控制信息表;V为解音频、视频或者数据信息;“。”为解复用结束;“·”为当前广播信道帧解复用结束;“×”为无法解复用;f0为从S开始,进入A;f1为当没有错时,且MF_ID=0,解控制信息帧;f2为当没有错时,且MF_ID≠0,解业务信息帧;f3为当有错误时,进入D,之后进行串行处理A;f4为当解码结束时,跳出递归,进入下一个广播信道帧解复用;f5为当一直出错的复用码流到达很多个广播信道帧时,或者无法输入待解复用的码流,提示终端接收信号错误;f6为当没有错误时,控制信息表解复用;f7为当有错误时,进入E,之后进行串行处理B;f8为当没有错误时,解复用子帧头;f9为当有错时,进入F,之后进行串行处理C;f10为复用帧头长度、复用子帧长度有错误,结束解复用;f11为复用帧头解复用结束,将有错误的信息抛去,但无影响;f12为进入业务数据解复用;f13为表标识号有错误,解复用结束;f14为控制信息表解复用完成,抛弃有错误的信息,但无影响;f15为复用子帧头长度、视/音频数据段长度有错误,结束解复用;f16为子帧头解复用完成,抛弃有错误的信息,但无影响;f17为当没有错误,或者音/视频信号有错误,不影响播放;f18为当有错误,无法播放,解复用结束;f19为当当前广播信道帧音/视频数据有错误,只要没有达到无法播放的极限,丢弃该帧的音/视频数据,返回到A继续解码;f20为解完音/视频信号后返回到A继续解码。
根据定义的状态和转换的条件,可画出该自动机的状态转换图,如图3所示。
在该状态转换图中,箭头上面是转换的条件,例如Af1≠B,当没有错时,且MF_ID=0,解控制信息帧,即当条件满足的时候,B=A,B状态代替A状态,从A状态转换到B状态[4,5,6]。另外,在该规则中,有形如Af3≠DA的转换,它的转换规则是当有错误时,进入D,然后又从D进入A,可称为DA的串行处理[7],在A状态中解析到有错误,从A状态进入D状态,D状态就是对A状态的错误进行处理,在处理错误时,可能一些错误无影响,或将无关紧要的错误抛弃,又进入A状态进行解析。
在图3中,虚线框内的状态N设计成一个小的自动机,其状态、转换条件定义和转移的描述如下:N1为解控制信息表1(NIT);N2为解控制信息表2(CMCT);N3为解控制信息表3(CSCT);N4为解控制信息表4(SMCT);N5为解控制信息表5(CMCT);N6为解电子业务指南基本描述表(ESGT);N7为解CAT表;N8为解紧急广播数据。
Bf21≠N1,f21为当没有错误时,TAB_ID(表标识号)=1;Bf22≠N2,f22为当没有错误时,TAB_ID=2;Bf23≠N3,f23为当没有错误时,TAB_ID=3;Bf24≠N4,f24为当没有错误时,TAB_ID=4;Bf25≠N5,f25为当没有错误时,TAB_ID=5;Bf26≠N6,f26为当没有错误时,TAB_ID=6;Bf27!N7,f27为当没有错误时,TAB_ID=7;Bf28!N8,f28为当没有错误时,TAB_ID=16。
N2[N3,N4,N5,N6,N7,N8]F0!N1,F0:CMCT[SMCT,CSCT,SSCT,电子业务指南基本描述表,条件接收表,紧急广播数据]解复用完成,且TAB_ID=1,解NIT。
N1[N3,N4,N5,N6,N7,N8]F1!N2,F1:NIT[SMCT,CSCT,SS-CT,电子业务指南描述表,条件接收表,紧急广播数据]解复用完成,且TAB_ID=2,解CMCT。
N1[N2,N4,N5,N6,N7,N8]F2!N3,F2:NIT[CMCT,CSCT,SSCT,电子业务指南描述表,条件接收表,紧急广播数据]解复用完成,且TAB_ID=3,解SMCT。
N1[N2,N3,N5,N6,N7,N8]F3!N4,F3:NIT[CMCT,SMCT,SSCT,电子业务指南描述表,条件接收表,紧急广播数据]解复用完成,且TAB_ID=4,解CSCT。
N1[N2,N3,N4,N6,N7,N8]F4!N5,F4:NIT[CMCT,SMCT,CSCT,表电子业务指南描述表,条件接收表,紧急广播数据]解复用完成,且TAB_ID=5,解SSCT短时间业务配置表。
N1[N2,N3,N4,N5,N7,N8]F5!N6,F5:NIT[CMCT,SMCT,CSCT,SSCT,条件接收表,紧急广播数据]解复用完成,且TAB_ID=6,解ESG基本描述表。
N1[N2,N3,N4,N5,N6,N8]F6!N7,F6:NIT[CMCT,SMCT,CSCT,SSCT,电子业务指南描述表,紧急广播数据]解复用完成,且TAB_ID=7,解条件接收表。
N1[N2,N3,N4,N5,N6,N7]F7!N8,F7:NIT[CMCT,SMCT,CSCT,SSCT,电子业务指南描述表,条件接收表,]解复用完成,且TAB_ID=10,解紧急广播数据。
:当各个控制信息表解复用完成,进入业务信息帧解复用。
该自动机里面的状态N1,N2,N3,N4,N5,N6,N7,N8可互相转换,从B状态进入该自动机,进入时可能是这8个状态中的任意一个,在里面处理时,若里面的状态有错误,但不影响下一个状态,仍可进行下一个状态的处理。即F0,F1,F2,F3,F4,F5,F6,F7规则中无论是错误的码流还是正确的码流,都可以转换到下一个状态。该自动机完成后,存储相关信息,分析解复用出来的信息是否能满足终端的要求,不满足则结束解复用,否则进入C状态。
由图3可知,C状态的转换就是H或FC,转换到H,H又转换到V时,与前面正确码流处理时相同,将各自对应的内容存储在buffer里;转换到FC时,遇到了复用子帧中有错误的信息,此时,buffer里就不存储该错误的信息,只要这种错误的信息不是连续不断的或错误不是很长,丢弃该段信息,接着转换到C继续解复用。虽然在buffer里面的数据可能中间有断掉的数据,但对终端播放无影响,视觉可能不会察觉。最后,一个广播信道帧的数据解复用完成后,又转换到A继续下一个广播信息帧解复用。
3 仿真测试结果
将前面设计的有限自动机用C代码实现后,输入离线的、有错误的CMMB码流,解复用出来的试验结果如图4、图5所示,其输入码流为CMMB一个网络2个频点的测试码流(OneNetTwoFrequencyAlloutput_0927.mfs),码流下载地址为http://www.cmmb.org.cn,由于下载的码流是正确的码流,所以人为破坏码流的正确性,增加、减少或者删去码流中的部分信息。
图4是控制信息表的表标识号发生错误时的解析结果,从图4中可以看出,根据前面设计的有限自动机,一个控制信息表的表标识号发生错误(画方框处),不会影响其他控制信息表的解析,仍然能得到其他信息,错误的控制信息表可参照前一个广播信道帧或后面一个广播信道帧。
图5中网络信息表内的具体内容发生错误(画方框处),可以看作是帧内信息发生错误,只要不是连续错误或不起决定作用,同样继续解析。这个错误通过CRC_32可以得到部分纠正。
4 小结
笔者设计的有限自动机能较好地处理CMMB解复用时接收到的错误码流,用C代码实现后,通过仿真测试分析,能满足CMMB码流解析的要求。由于是采用C代码实现的,该方法的灵活性非常好,改变参数或者用于其他系统都非常方便,代码的升级或者优化也比较容易。
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