發布時間:2023-03-23 15:13:21
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們為您精選了8篇的技術技術論文樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發,請盡情閱讀。
數據挖掘技術是近些年發展起來的一門新興學科,它涉及到數據庫和人工智能等多個領域。隨著計算機技術的普及數據庫產生大量數據,能夠從這些大量數據中抽取出有價值信息的技術稱之為數據挖掘技術。數據挖掘方法有統計學方法、關聯規則挖掘、決策樹方法、聚類方法等八種方法,關聯規則是其中最常用的研究方法。關聯規則算法是1993年由R.Atal,Inipusqi,Sqtm三人提出的Apriori算法,是指從海量數據中挖掘出有價值的能夠揭示實體和數據項間某些隱藏的聯系的有關知識,其中描述關聯規則的兩個重要概念分別是Suppor(t支持度)和Confi-dence(可信度)。只有當Support和Confidence兩者都較高的關聯規則才是有效的、需要進一步進行分析和應用的規則。
二、使用Weka進行關聯挖掘
Weka的全名是懷卡托智能分析環境(WaikatoEnviron-mentforKnowledgeAnalysis),是一款免費的、非商業化的、基于JAVA環境下開源的機器學習以及數據挖掘軟件[2]。它包含了許多數據挖掘的算法,是目前最完備的數據挖掘軟件之一。Weka軟件提供了Explorer、Experimenter、Knowledge-Flow、SimpleCLI四種模塊[2]。其中Explorer是用來探索數據環境的,Experimenter是對各種實驗計劃進行數據測試,KnowledgeFlow和Explorer類似,但該模塊通過其特殊的接口可以讓使用者通過拖動的形式去創建實驗方案,Simple-CLI為簡單的命令行界面。以下數據挖掘任務主要用Ex-plorer模塊來進行。
(一)數據預處理
數據挖掘所需要的所有數據可以由系統排序模塊生成并進行下載。這里我們下載近兩年的教師科研信息。為了使論文總分、學術著作總分、科研獲獎總分、科研立項總分、科研總得分更有利于數據挖掘計算,在這里我們將以上得分分別確定分類屬性值。
(二)數據載入
點擊Explorer進入后有四種載入數據的方式,這里采用第一種Openfile形式。由于Weka所支持的標準數據格式為ARFF,我們將處理好的xls格式另存為csv,在weka中找到這個文件并重新保存為arff文件格式來實現數據的載入。由于所載入的數據噪聲比較多,這里應根據數據挖掘任務對數據表中與本次數據任務不相關的屬性進行移除,只將學歷、職稱、論文等級、學術著作等級、科研獲獎等級、科研立項等級、科研總分等級留下。
(三)關聯挖掘與結果分析
WeakExplorer界面中提供了數據挖掘多種算法,在這里我們選擇“Associate”標簽下的Apriori算法。之后將“lowerBoundMinSupprot”(最小支持度)參數值設為0.1,將“upperBoundMinSupprot”(最大支持度)參數值設為1,在“metiricType”的參數值選項中選擇lift選項,將“minMetric”參數值設為1.1,將“numRules”(數據集數)參數值設為10,其它選項保存默認值,這樣就可以挖掘出支持度在10%到100%之間并且lift值超過1.1且排名前10名的關聯規則。其挖掘參數信息和關聯挖掘的部分結果。
三、挖掘結果與應用
以上是針對教師基本情況和科研各項總分進行的反復的數據挖掘工作,從挖掘結果中找到最佳模式進行匯總。以下列出了幾項作為參考的關聯數據挖掘結果。
1、科研立項得分與論文、科研總得分關聯度高,即科研立項為A級的論文也一定是A。這與實際也是相符的,因為科研立項得A的教師應該是主持了省級或是國家級的立項的同時也參與了其他教師的科研立項,在課題研究的過程中一定會有國家級論文或者省級論文進行發表來支撐立項,所以這類教師的論文得分也會很高。針對這樣的結果,在今后的科研工作中,科研處要鼓勵和幫助教師搞科研,為教師的科研工作提供精神上的支持和物質上的幫助,這樣在很大程度上能夠帶動整個學校科研工作的進展。
2、副教授類的教師科研立項得分很高,而講師類教師和助教類教師的科研立項得分很低,這樣符合實際情況。因為副教授類的教師有一定的教學經驗,并且很多副教授類的教師還想晉職稱,所以大多數副教授類教師都會申請一些課題。而對于講師類和助教類的教師,由于教學經驗不足很少能進行省級以上的課題研究,因此這兩類教師的科研立項分數不高。針對這樣的結果,在今后的科研工作中,科研處可以采用一幫一、結對子的形式來幫助年輕教師,這樣可以使青年教師參與到老教師的科研課題研究工作中去,在課題研究工程中提高科研能力和教學能力。
關鍵詞:納米科學納米技術納米管納米線納米團簇半導體
NanoscienceandNanotechnology–theSecondRevolution
Abstract:Thefirstrevolutionofnanosciencetookplaceinthepast10years.Inthisperiod,researchersinChina,HongKongandworldwidehavedemonstratedtheabilitytofabricatelargequantitiesofnanotubes,nanowiresandnanoclustersofdifferentmaterials,usingeitherthe“build-up”or“build-down”approach.Theseeffortshaveshownthatifnanostructurescanbefabricatedinexpensively,therearemanyrewardstobereaped.Structuressmallerthan20nmexhibitnon-classicalpropertiesandtheyofferthebasisforentirelydifferentthinkinginmakingdevicesandhowdevicesfunction.Theabilitytofabricatestructureswithdimensionlessthan70nmallowthecontinuationofminiaturizationofdevicesinthesemiconductorindustry.Thesecondnanoscienceandnantechnologyrevolutionwilllikelytakeplaceinthenext10years.Inthisnewperiod,scientistsandengineerswillneedtoshowthatthepotentialandpromiseofnanostructurescanberealized.Therealizationisthefabricationofpracticaldeviceswithgoodcontrolinsize,composition,orderandpuritysothatsuchdeviceswilldeliverthepromisedfunctions.Weshalldiscusssomedifficultiesandchallengesfacedinthisnewperiod.Anumberofalternativeapproacheswillbediscussed.Weshallalsodiscusssomeoftherewardsifthesedifficultiescanbeovercome.
Keywords:Nanoscience,Nanotechnology,Nanotubes,Nanowires,Nanoclusters,“build-up”,“build-down”,Semiconductor
I.引言
納米科學和技術所涉及的是具有尺寸在1-100納米范圍的結構的制備和表征。在這個領域的研究舉世矚目。例如,美國政府2001財政年度在納米尺度科學上的投入要比2000財政年增長83%,達到5億美金。有兩個主要的理由導致人們對納米尺度結構和器件的興趣的增加。第一個理由是,納米結構(尺度小于20納米)足夠小以至于量子力學效應占主導地位,這導致非經典的行為,譬如,量子限制效應和分立化的能態、庫侖阻塞以及單電子邃穿等。這些現象除引起人們對基礎物理的興趣外,亦給我們帶來全新的器件制備和功能實現的想法和觀念,例如,單電子輸運器件和量子點激光器等。第二個理由是,在半導體工業有器件持續微型化的趨勢。根據“國際半導體技術路向(2001)“雜志,2005年前動態隨機存取存儲器(DRAM)和微處理器(MPU)的特征尺寸預期降到80納米,而MPU中器件的柵長更是預期降到45納米。然而,到2003年在MPU制造中一些不知其解的問題預期就會出現。到2005年類似的問題將預期出現在DRAM的制造過程中。半導體器件特征尺寸的深度縮小不僅要求新型光刻技術保證能使尺度刻的更小,而且要求全新的器件設計和制造方案,因為當MOS器件的尺寸縮小到一定程度時基礎物理極限就會達到。隨著傳統器件尺寸的進一步縮小,量子效應比如載流子邃穿會造成器件漏電流的增加,這是我們不想要的但卻是不可避免的。因此,解決方案將會是制造基于量子效應操作機制的新型器件,以便小物理尺寸對器件功能是有益且必要的而不是有害的。如果我們能夠制造納米尺度的器件,我們肯定會獲益良多。譬如,在電子學上,單電子輸運器件如單電子晶體管、旋轉柵門管以及電子泵給我們帶來諸多的微尺度好處,他們僅僅通過數個而非以往的成千上萬的電子來運作,這導致超低的能量消耗,在功率耗散上也顯著減弱,以及帶來快得多的開關速度。在光電子學上,量子點激光器展現出低閾值電流密度、弱閾值電流溫度依賴以及大的微分增益等優點,其中大微分增益可以產生大的調制帶寬。在傳感器件應用上,納米傳感器和納米探測器能夠測量極其微量的化學和生物分子,而且開啟了細胞內探測的可能性,這將導致生物醫學上迷你型的侵入診斷技術出現。納米尺度量子點的其他器件應用,比如,鐵磁量子點磁記憶器件、量子點自旋過濾器及自旋記憶器等,也已經被提出,可以肯定這些應用會給我們帶來許多潛在的好處。總而言之,無論是從基礎研究(探索基于非經典效應的新物理現象)的觀念出發,還是從應用(受因結構減少空間維度而帶來的優點以及因應半導體器件特征尺寸持續減小而需要這兩個方面的因素驅使)的角度來看,納米結構都是令人極其感興趣的。
II.納米結構的制備———首次浪潮
有兩種制備納米結構的基本方法:build-up和build-down。所謂build-up方法就是將已預制好的納米部件(納米團簇、納米線以及納米管)組裝起來;而build-down方法就是將納米結構直接地淀積在襯底上。前一種方法包含有三個基本步驟:1)納米部件的制備;2)納米部件的整理和篩選;3)納米部件組裝成器件(這可以包括不同的步驟如固定在襯底及電接觸的淀積等等)。“build-up“的優點是個體納米部件的制備成本低以及工藝簡單快捷。有多種方法如氣相合成以及膠體化學合成可以用來制備納米元件。目前,在國內、在香港以及在世界上許多的實驗室里這些方法正在被用來合成不同材料的納米線、納米管以及納米團簇。這些努力已經證明了這些方法的有效性。這些合成方法的主要缺點是材料純潔度較差、材料成份難以控制以及相當大的尺寸和形狀的分布。此外,這些納米結構的合成后工藝再加工相當困難。特別是,如何整理和篩選有著窄尺寸分布的納米元件是一個至關重要的問題,這一問題迄今仍未有解決。盡管存在如上的困難和問題,“build-up“依然是一種能合成大量納米團簇以及納米線、納米管的有效且簡單的方法。可是這些合成的納米結構直到目前為止仍然難以有什么實際應用,這是因為它們缺乏實用所苛求的尺寸、組份以及材料純度方面的要求。而且,因為同樣的原因用這種方法合成的納米結構的功能性質相當差。不過上述方法似乎適宜用來制造傳感器件以及生物和化學探測器,原因是垂直于襯底生長的納米結構適合此類的應用要求。
“Build-down”方法提供了杰出的材料純度控制,而且它的制造機理與現代工業裝置相匹配,換句話說,它是利用廣泛已知的各種外延技術如分子束外延(MBE)、化學氣相淀積(MOVCD)等來進行器件制造的傳統方法。“Build-down”方法的缺點是較高的成本。在“build-down”方法中有幾條不同的技術路徑來制造納米結構。最簡單的一種,也是最早使用的一種是直接在襯底上刻蝕結構來得到量子點或者量子線。另外一種是包括用離子注入來形成納米結構。這兩種技術都要求使用開有小尺寸窗口的光刻版。第三種技術是通過自組裝機制來制造量子點結構。自組裝方法是在晶格失配的材料中自然生長納米尺度的島。在Stranski-Krastanov生長模式中,當材料生長到一定厚度后,二維的逐層生長將轉換成三維的島狀生長,這時量子點就會生成。業已證明基于自組裝量子點的激光器件具有比量子阱激光器更好的性能。量子點器件的飽和材料增益要比相應的量子阱器件大50倍,微分增益也要高3個量級。閾值電流密度低于100A/cm2、室溫輸出功率在瓦特量級(典型的量子阱基激光器的輸出功率是5-50mW)的連續波量子點激光器也已經報道。無論是何種材料系統,量子點激光器件都預期具有低閾值電流密度,這預示目前還要求在大閾值電流條件下才能激射的寬帶系材料如III組氮化物基激光器還有很大的顯著改善其性能的空間。目前這類器件的性能已經接近或達到商業化器件所要求的指標,預期量子點基的此類材料激光器將很快在市場上出現。量子點基光電子器件的進一步改善主要取決于量子點幾何結構的優化。雖然在生長條件上如襯底溫度、生長元素的分氣壓等的變化能夠在一定程度上控制點的尺寸和密度,自組裝量子點還是典型底表現出在大小、密度及位置上的隨機變化,其中僅僅是密度可以粗糙地控制。自組裝量子點在尺寸上的漲落導致它們的光發射的非均勻展寬,因此減弱了使用零維體系制作器件所期望的優點。由于量子點尺寸的統計漲落和位置的隨機變化,一層含有自組裝量子點材料的光致發光譜典型地很寬。在豎直疊立的多層量子點結構中這種譜展寬效應可以被減弱。如果隔離層足夠薄,豎直疊立的多層量子點可典型地展現出豎直對準排列,這可以有效地改善量子點的均勻性。然而,當隔離層薄的時候,在一列量子點中存在載流子的耦合,這將失去因使用零維系統而帶來的優點。怎樣優化量子點的尺寸和隔離層的厚度以便既能獲得好均勻性的量子點又同時保持載流子能夠限制在量子點的個體中對于獲得器件的良好性能是至關重要的。
很清楚納米科學的首次浪潮發生在過去的十年中。在這段時期,研究者已經證明了納米結構的許多嶄新的性質。學者們更進一步征明可以用“build-down”或者“build-up”方法來進行納米結構制造。這些成果向我們展示,如果納米結構能夠大量且廉價地被制造出來,我們必將收獲更多的成果。
在未來的十年中,納米科學和技術的第二次浪潮很可能發生。在這個新的時期,科學家和工程師需要征明納米結構的潛能以及期望功能能夠得到兌現。只有獲得在尺寸、成份、位序以及材料純度上良好可控能力并成功地制造出實用器件才能實現人們對納米器件所期望的功能。因此,納米科學的下次浪潮的關鍵點是納米結構的人為可控性。
III.納米結構尺寸、成份、位序以及密度的控制——第二次浪潮
為了充分發揮量子點的優勢之處,我們必須能夠控制量子點的位置、大小、成份已及密度。其中一個可行的方法是將量子點生長在已經預刻有圖形的襯底上。由于量子點的橫向尺寸要處在10-20納米范圍(或者更小才能避免高激發態子能級效應,如對于GaN材料量子點的橫向尺寸要小于8納米)才能實現室溫工作的光電子器件,在襯底上刻蝕如此小的圖形是一項挑戰性的技術難題。對于單電子晶體管來說,如果它們能在室溫下工作,則要求量子點的直徑要小至1-5納米的范圍。這些微小尺度要求已超過了傳統光刻所能達到的精度極限。有幾項技術可望用于如此的襯底圖形制作。
—電子束光刻通常可以用來制作特征尺度小至50納米的圖形。如果特殊薄膜能夠用作襯底來最小化電子散射問題,那特征尺寸小至2納米的圖形可以制作出來。在電子束光刻中的電子散射因為所謂近鄰干擾效應(proximityeffect)而嚴重影響了光刻的極限精度,這個效應造成制備空間上緊鄰的納米結構的困難。這項技術的主要缺點是相當費時。例如,刻寫一張4英寸的硅片需要時間1小時,這不適宜于大規模工業生產。電子束投影系統如SCALPEL(scatteringwithangularlimitationprojectionelectronlithography)正在發展之中以便使這項技術較適于用于規模生產。目前,耗時和近鄰干擾效應這兩個問題還沒有得到解決。
—聚焦離子束光刻是一種機制上類似于電子束光刻的技術。但不同于電子束光刻的是這種技術并不受在光刻膠中的離子散射以及從襯底來的離子背散射影響。它能刻出特征尺寸細到6納米的圖形,但它也是一種耗時的技術,而且高能離子束可能造成襯底損傷。
—掃描微探針術可以用來劃刻或者氧化襯底表面,甚至可以用來操縱單個原子和分子。最常用的方法是基于材料在探針作用下引入的高度局域化增強的氧化機制的。此項技術已經用來刻劃金屬(Ti和Cr)、半導體(Si和GaAs)以及絕緣材料(Si3N4和silohexanes),還用在LB膜和自聚集分子單膜上。此種方法具有可逆和簡單易行等優點。引入的氧化圖形依賴于實驗條件如掃描速度、樣片偏壓以及環境濕度等。空間分辨率受限于針尖尺寸和形狀(雖然氧化區域典型地小于針尖尺寸)。這項技術已用于制造有序的量子點陣列和單電子晶體管。這項技術的主要缺點是處理速度慢(典型的刻寫速度為1mm/s量級)。然而,最近在原子力顯微術上的技術進展—使用懸臂樑陣列已將掃描速度提高到4mm/s。此項技術的顯著優點是它的杰出的分辨率和能產生任意幾何形狀的圖形能力。但是,是否在刻寫速度上的改善能使它適用于除制造光刻版和原型器件之外的其他目的還有待于觀察。直到目前為止,它是一項能操控單個原子和分子的唯一技術。
—多孔膜作為淀積掩版的技術。多孔膜能用多種光刻術再加腐蝕來制備,它也可以用簡單的陽極氧化方法來制備。鋁膜在酸性腐蝕液中陽極氧化就可以在鋁膜上產生六角密堆的空洞,空洞的尺寸可以控制在5-200nm范圍。制備多孔膜的其他方法是從納米溝道玻璃膜復制。用這項技術已制造出含有細至40nm的空洞的鎢、鉬、鉑以及金膜。
—倍塞(diblock)共聚物圖形制作術是一種基于不同聚合物的混合物能夠產生可控及可重復的相分離機制的技術。目前,經過反應離子刻蝕后,在旋轉涂敷的倍塞共聚物層中產生的圖形已被成功地轉移到Si3N4膜上,圖形中空洞直徑20nm,空洞之間間距40nm。在聚苯乙烯基體中的自組織形成的聚異戊二烯(polyisoprene)或聚丁二烯(polybutadiene)球(或者柱體)可以被臭氧去掉或者通過鋨染色而保留下來。在第一種情況,空洞能夠在氮化硅上產生;在第二種情況,島狀結構能夠產生。目前利用倍塞共聚物光刻技術已制造出GaAs納米結構,結構的側向特征尺寸約為23nm,密度高達1011/cm2。
—與倍塞共聚物圖形制作術緊密相關的一項技術是納米球珠光刻術。此項技術的基本思路是將在旋轉涂敷的球珠膜中形成的圖形轉移到襯底上。各種尺寸的聚合物球珠是商業化的產品。然而,要制作出含有良好有序的小尺寸球珠薄膜也是比較困難的。用球珠單層膜已能制備出特征尺寸約為球珠直徑1/5的三角形圖形。雙層膜納米球珠掩膜版也已被制作出。能夠在金屬、半導體以及絕緣體襯底上使用納米球珠光刻術的能力已得到確認。納米球珠光刻術(納米球珠膜的旋轉涂敷結合反應離子刻蝕)已被用來在一些半導體表面上制造空洞和柱狀體納米結構。
—將圖形從母體版轉移到襯底上的其他光刻技術。幾種所謂“軟光刻“方法,比如復制鑄模法、微接觸印刷法、溶劑輔助鑄模法以及用硬模版浮雕法等已被探索開發。其中微接觸印刷法已被證明只能用來刻制特征尺寸大于100nm的圖形。復制鑄模法的可能優點是ellastometric聚合物可被用來制作成一個戳子,以便可用同一個戳子通過對戳子的機械加壓能夠制作不同側向尺寸的圖形。在溶劑輔助鑄模法和用硬模版浮雕法(或通常稱之為納米壓印術)之間的主要差異是,前者中溶劑被用于軟化聚合物,而后者中軟化聚合物依靠的是溫度變化。溶劑輔助鑄模法的可能優點是不需要加熱。納米壓印術已被證明可用來制作具有容量達400Gb/in2的納米激光光盤,在6英寸硅片上刻制亞100nm分辨的圖形,刻制10nmX40nm面積的長方形,以及在4英寸硅片上進行圖形刻制。除傳統的平面納米壓印光刻法之外,滾軸型納米壓印光刻法也已被提出。在此類技術中溫度被發現是一個關鍵因素。此外,應該選用具有較低的玻璃化轉變溫度的聚合物。為了取得高產,下列因素要解決:
1)大的戳子尺寸
2)高圖形密度戳子
3)低穿刺(lowsticking)
4)壓印溫度和壓力的優化
5)長戳子壽命。
具有低穿刺率的大尺寸戳子已經被制作出來。已有少量研究工作在試圖優化壓印溫度和壓力,但顯然需要進行更多的研究工作才能得到溫度和壓力的優化參數。高圖形密度戳子的制作依然在發展之中。還沒有足夠量的工作來研究戳子的壽命問題。曾有研究報告報道,覆蓋有超薄的特氟隆類薄膜的模板可以用來進行50次的浮刻而不需要中間清洗。報告指出最大的性能退化來自于嵌在戳子和聚合物之間的灰塵顆粒。如果戳子是從ellastometric母版制作出來的,抗穿刺層可能需要使用,而且進行大約5次壓印后需要更換。值得關心的其他可能問題包括鑲嵌的灰塵顆引起的戳子損傷或聚合物中圖形損傷,以及連續壓印之間戳子的清洗需要等。盡管進一步的優化和改良是必需的,但此項技術似乎有希望獲得高生產率。壓印過程包括對準、加熱及冷卻循環等,整個過程所需時間大約20分鐘。使用具有較低玻璃化轉換溫度的聚合物可以縮短加熱和冷卻循環所需時間,因此可以縮短整個壓印過程時間。IV.納米制造所面對的困難和挑戰
上述每一種用于在襯底上圖形刻制的技術都有其優點和缺點。目前,似乎沒有哪個單一種技術可以用來高產量地刻制納米尺度且任意形狀的圖形。我們可以將圖形刻制的全過程分成下列步驟:
1.在一塊模版上刻寫圖形
2.在過渡性或者功能性材料上復制模版上的圖形
3.轉移在過渡性或者功能性材料上復制的圖形。
很顯然第二步是最具挑戰性的一步。先前描述的各項技術,例如電子束光刻或者掃描微探針光刻技術,已經能夠刻寫非常細小的圖形。然而,這些技術都因相當費時而不適于規模生產。納米壓印術則因可作多片并行處理而可能解決規模生產問題。此項技術似乎很有希望,但是在它能被廣泛應用之前現存的嚴重的材料問題必須加以解決。納米球珠和倍塞共聚物光刻術則提供了將第一步和第二步整合的解決方案。在這些技術中,圖形由球珠的尺寸或者倍塞共聚物的成分來確定。然而,用這兩種光刻術刻寫的納米結構的形狀非常有限。當這些技術被人們看好有很大的希望用來刻寫圖形以便生長出有序的納米量子點陣列時,它們卻完全不適于用來刻制任意形狀和復雜結構的圖形。為了能夠制造出高質量的納米器件,不但必須能夠可靠地將圖形轉移到功能材料上,還必須保證在刻蝕過程中引入最小的損傷。濕法腐蝕技術典型地不產生或者產生最小的損傷,可是濕法腐蝕并不十分適于制備需要陡峭側墻的結構,這是因為在掩模版下一定程度的鉆蝕是不可避免的,而這個鉆蝕決定性地影響微小結構的刻制。另一方面,用干法刻蝕技術,譬如,反應離子刻蝕(RIE)或者電子回旋共振(ECR)刻蝕,在優化條件下可以獲得陡峭的側墻。直到今天大多數刻蝕研究都集中于刻蝕速度以及刻蝕出垂直墻的能力,而關于刻蝕引入損傷的研究嚴重不足。已有研究表明,能在表面下100nm深處探測到刻蝕引入的損傷。當器件中的個別有源區尺寸小于100nm時,如此大的損傷是不能接受的。還有就是因為所有的納米結構都有大的表面-體積比,必須盡可能地減少在納米結構表面或者靠近的任何缺陷。
隨著器件持續微型化的趨勢的發展,普通光刻技術的精度將很快達到它的由光的衍射定律以及材料物理性質所確定的基本物理極限。通過采用深紫外光和相移版,以及修正光學近鄰干擾效應等措施,特征尺寸小至80nm的圖形已能用普通光刻技術制備出。然而不大可能用普通光刻技術再進一步顯著縮小尺寸。采用X光和EUV的光刻技術仍在研發之中,可是發展這些技術遇到在光刻膠以及模版制備上的諸多困難。目前來看,雖然也有一些具挑戰性的問題需要解決,特別是需要克服電子束散射以及相關聯的近鄰干擾效應問題,但投影式電子束光刻似乎是有希望的一種技術。掃描微探針技術提供了能分辨單個原子或分子的無可匹敵的精度,可是此項技術卻有固有的慢速度,目前還不清楚通過給它加裝陣列懸臂樑能否使它達到可以接受的刻寫速度。利用轉移在自組裝薄膜中形成的圖形的技術,例如倍塞共聚物以及納米球珠刻寫技術則提供了實現成本不是那么昂貴的大面積圖形刻寫的一種可能途徑。然而,在這種方式下形成的圖形僅局限于點狀或者柱狀圖形。對于制造相對簡單的器件而言,此類技術是足夠用的,但并不能解決微電子工業所面對的問題。需要將圖形從一張模版復制到聚合物膜上的各種所謂“軟光刻“方法提供了一種并行刻寫的技術途徑。模版可以用其他慢寫技術來刻制,然后在模版上的圖形可以通過要么熱輔助要么溶液輔助的壓印法來復制。同一塊模版可以用來刻寫多塊襯底,而且不像那些依賴化學自組裝圖形形成機制的方法,它可以用來刻制任意形狀的圖形。然而,要想獲得高生產率,某些技術問題如穿刺及因灰塵導致的損傷等問題需要加以解決。對一個理想的納米刻寫技術而言,它的運行和維修成本應該低,它應具備可靠地制備尺寸小但密度高的納米結構的能力,還應有在非平面上刻制圖形的能力以及制備三維結構的功能。此外,它也應能夠做高速并行操作,而且引入的缺陷密度要低。然而時至今日,仍然沒有任何一項能制作亞100nm圖形的單項技術能同時滿足上述所有條件。現在還難說是否上述技術中的一種或者它們的某種組合會取代傳統的光刻技術。究竟是現有刻寫技術的組合還是一種全新的技術會成為最終的納米刻寫技術還有待于觀察。
另一項挑戰是,為了更新我們關于納米結構的認識和知識,有必要改善現有的表征技術或者發展一種新技術能夠用來表征單個納米尺度物體。由于自組裝量子點在尺寸上的自然漲落,可信地表征單個納米結構的能力對于研究這些結構的物理性質是絕對至關重要的。目前表征單個納米結構的能力非常有限。譬如,沒有一種結構表征工具能夠用來確定一個納米結構的表面結構到0.1À的精度或者更佳。透射電子顯微術(TEM)能夠用來研究一個晶體結構的內部情況,但是它不能提供有關表面以及靠近表面的原子排列情況的信息。掃描隧道顯微術(STM)和原子力顯微術(AFM)能夠給出表面某區域的形貌,但它們并不能提供定量結構信息好到能仔細理解表面性質所要求的精度。當近場光學方法能夠給出局部區域光譜信息時,它們能給出的關于局部雜質濃度的信息則很有限。除非目前用來表征表面和體材料的技術能夠擴展到能夠用來研究單個納米體的表面和內部情況,否則能夠得到的有關納米結構的所有重要結構和組份的定量信息非常有限。
V.展望
在利用激光進行的三維測量中應用最廣泛的測量方法主要有三種:干涉法、飛行時間法和三角法。1.1干涉法干涉法測量是利用激光的干涉原理來完成對物體測量的一種方法,其原理是將一束相干光通過分光系統分成測量光和參考光,通過測量光波與參考光波相干疊加產生的干涉條紋變化量來獲得物體表面的深度信息。干涉法的測量精度高,在100m范圍內可以獲得0.1mm的分辨率。1.2飛行時間法飛行時間法是通過測量脈沖光束的飛行時間來測量距離的一種測量方法,其原理是通過測量發射和接收激光脈沖信號的時間差來間接獲得被測目標的距離。飛行時間法以時間分辨率來換取距離測量精度,精度相對較低,一般在1mm左右,精度高的測量頭可達亞毫米級,常用于大尺度遠距離測量。1.3三角法三角法是光學測量中最常見的一種測量方法。它是將待測點的深度坐標,通過不同的檢測元件,利用幾何三角關系轉換為相對于光學基準的偏移量進而計算出該點深度值。根據具體照明方式的不同,光學三角法可分為兩大類:被動三角法和主動三角法。激光三角法測量是基于激光的主動三角法,是近年來研究較多、發展比較成熟的一種測距方法。其測量原理是:由光源發出的光照射到被測物體表面上,反射后在檢測器(如:CCD)上成像,物體表面的位置改變,檢測器上成的像也隨之改變,由幾何三角關系即可通過對像移的檢測和計算出實際高度。激光三角法測量的精度取決于感光設備的敏感程度、與被測表面的距離、被測物表面的光學特性等,適合于近距測量,精度一般在絲米級。
2測量方法的選擇
船板的形狀尺寸測量是一個典型的外表面三維曲面測量。由于船板是一個連續而光滑的曲面,因此,可以將整個曲面離散成m×n個點,通過測量得到這些點的坐標值后,即可通過軟件擬合出整個曲面。由于傳統的接觸式測量,存在探頭易磨損,需要人工干預,價格昂貴,對使用環境有一定要求,測量速度慢,效率低等問題,因此,雖然其有較高的測量精度,但確并不適合應用在船板多點成形在線測量中。對比三種常用的激光測量方法,測量精度均能滿足船板的測量要求。本著實用而不浪費的原則,由于干涉法測量所需的測量設備成本較另外兩種方法高出很多,并且使用時需反射鏡,現場在線使用不方便,速度慢效率低,因此,采用飛行時間法或三角法的激光測量傳感器比較適合船板三維測量,其設備價格較低,對測量表面的要求不高,并且可直接測量,使用靈活方便。
3掃描裝置
掃描裝置是激光測量頭的安裝平臺,其作用是帶動激光測量頭沿X軸和Y軸運動,完成對整個測量表面的掃描,并在測量的同時給出測量點的X方向和Y方向的坐標值。為了提高測量效率,最終確定掃描裝置采用多點方式,這樣可以大大提高船板多點成形的生產效率。由于多點測量方式使用的激光測量頭數量較多,因此,在滿足測量精度要求的前提下,選擇了價格相對較低的飛行時間法激光測量頭。掃描系統由電動滑臺、聯軸器、接軸、減速機、伺服電機、測量架、測頭等部分組成(見圖1)。電動滑臺和減速機通過架子固定在上模座上,伺服電機與減速機相連,并通過接軸與電動滑臺連接,測量架固定在電動滑臺上。測量時,在伺服電機驅動下,電動滑臺帶動測量架沿X方向移動,每走一個步長測頭測量當前X坐標下各點的Z坐標值,直到測量完整個板材表面點陣(見圖2)。
4結束語
在方法層面,傳統研究漢代燈具主要側重考古、考證以及設計技術與文化等領域研究,在方法論上較少涉及燈具的裝飾與仿生科學考察,尤其是對漢代燈具的研究。近代對中國古代燈具的研究達到了相當高的水平,特別近幾年很多以研究古代燈具作為碩、博士學位論文為選題。研究者分別從考古學、文化學、藝術學等學科進行單學科或多學科交叉。從現有關于漢代銅燈的研究成果中可以看到,不同專業的研究者都會不約而同的提到漢代燈具的裝飾,但幾乎沒有研究者專以漢代燈具裝飾藝術作仿生學意義上的科學系統性研究。但是,隨著漢代燈具的不斷出土,以及現代設計科學的進步,漢代燈具研究的未來研究趨勢顯示:從傳統的考古研究轉向設計研究;從傳統的文化裝飾研究轉向科學裝飾研究。
二、研究空間及價值
“裝飾與仿生”是漢代燈具設計研究的一個可開掘空間。通過研究漢代燈具裝飾制作工藝及其仿生科學,調查與梳理相關資料,發現與整理漢代燈具工藝技術,通過科技考古與藝術復原實驗的現代技術手段,還原漢代燈具的裝飾工藝技術,揭示漢代燈具仿生科技發展水平及其技術文化內涵,從而填補漢代燈具制作工藝研究之不足,向世人展示中國漢代燈具裝飾技術與科學文化水平,力求在技術層、裝飾層與文化層等維度上弘揚中國優秀工藝文化。在裝飾層面,研究漢代燈具制作裝飾的藝術手段,復原漢代燈具裝飾藝術風格,包括工藝、造型、紋飾、繪畫、色彩等。漢代燈具裝飾技術文化,主要揭示其技術歷史之嬗變與演進;漢代燈具制作裝飾材料文化,揭示其物質文明;漢代燈具裝飾文化,主要揭示其圖案、紋飾、色彩背后的時代與歷史文化如何滲透到裝飾制作之中。在仿生層面,通過燈具的仿生造型分析漢代人的審美的需求,以及漢代大簡的造物形態和“守約以治廣”“規天矩地”“自然相生”等美學思想的命題;深究仿生造型的潛在含義,佐證漢代神學思想、視死如生的喪葬觀以及封建初期等級的劃分;對仿生燈具的實證分析,探討漢代環保、節能、調光等先進的科學性。對漢代燈具的研究,再現漢代燈具的可視化物質形式、工藝流程與技術發展為微觀特色,其優勢在于再現與復原漢代燈具工藝技術的同時,還側重開掘漢代燈具工藝的載體、材料、工具與技術等內容,為我國燈具技術文化史的建構發展助推,為我國工藝技術文化提升軟實力;通過對漢代燈具藝術發的復原,以再現、實驗、傳承、利用漢代燈具仿生技術遺產為宏觀特色,其優勢在于運用現代技術、科學實驗傳承與再現漢代燈具制作工藝,繪制漢代燈具工藝技術圖譜。
三、結語
1育苗
育苗溫室棚及育苗材料的選擇:育苗棚座北朝南,東西走向,有水源,棚內實用面積在1.2畝左右,棚膜應選擇聚乙烯無滴膜,保溫材料最好選擇棉被,大棚中間建一標有刻度的水池,起蓄水、補肥、增加水溫的作用。
2溫室扣棚及棚內消毒
扣棚及棚內消毒。扣棚:11月中旬及時扣棚,提高棚溫,以利于棚內保暖。選用扣三道膜方式;在播種前一周進行棚內消毒。方法:一是每個標準棚用45%的百菌清煙霧劑200~300g,均勻放置,分別點燃,密閉煙熏。二是硫磺煙熏法,選晴天進行,每m3空間用硫磺4g,鋸末8g,于晚上7時每2m一個點堆放鋸末,攤平后上層撒一層硫磺粉,倒入少量酒精,逐個點燃,24h后放風排煙。
3溫室苗床的準備
苗床要整成中間略高3~5cm、兩邊略低的斜面,兩側開小溝,以便苗期噴水的時候苗床不積水。
4育苗材料的選擇
育苗秧盤:秧盤選用長540mm,寬280mm,高48mm的128穴黑色盤。基質和蛭石:選用養分全面、豐富、肥效期較長的基質。蛭石要求顆粒均勻、中等大小(直徑在3~5mm),基質和蛭石的比例為3:1。5裝盤、點種、摞盤、淋盤2月下旬初將按比例混合好的營養土裝入盤中,用平板刮平后,每20個一摞擺好,由于重力的作用,每穴均有等深的孔;在裝盤之前先把基質拌濕(60~70%水份,即手捏面團,碰之即散),放置一天后裝盤點種,然后輕淋水,催芽。
6種子及播量
種子要選擇優良品種,一個棚應做到只育一個品種,以便管理;純度大于98%,凈度大于99%,發芽率大于85%,播量每穴2~3粒;點好后上面用營養土覆蓋,刮平,將四周清理干凈淋水。摞盤時每兩盤并排為一垛,垛高為20~30個盤,摞盤時要注意穴盤的孔要錯開,以免影響出芽,盤的下面要用磚塊和木板騰空20cm左右,以免下層秧盤由于溫度低、空氣不流通、氧氣不足而出芽不整齊,摞好后用薄膜整體覆蓋,增溫、保濕,覆蓋時,最上層用葦桿把膜與營養土隔開,以免出芽時頂到膜而燒芽。
7番茄育苗方法有三種
一是苗床育苗,出苗后再假植到秧盤.適用于抗災苗的準備。苗床育苗技術難度較小,但假植到秧盤時用工較多,增加育苗成本,秧苗假植后有一個緩苗期,人為傷口也較多,為病菌侵入提供了機會。二是用催芽室集中催芽,出苗后直接擺盤。出苗期短易出全苗,但緩苗時間短,人工接觸少,病害也少,但催芽室育苗技術難度大。我團生產以催芽室育苗為主,在棚中間用大棚膜或化纖布隔成一個小溫室,約相當于大棚面積的1/10,摞盤催芽。三是整棚催芽。利于出壯苗,但加溫消耗煤多,一個標準棚須有8個爐子。
8苗期管理
早春氣溫低,達不到種子發芽的溫度,應用爐子加溫,夜間要及時觀察溫度。第一天溫度低一點,白天22~23℃,24h后白天增溫到28~30℃,晚上溫度不低于15℃。加溫第三天及時倒盤,同時檢查種子發芽情況,當種子露白后適當降溫到20~25℃,見芽后擺盤。出苗前7天是育好壯苗的關鍵時期。育苗要點:熱(溫度)、水、光照。溫度:擺盤后夜溫最低不低于8℃,白天20~25℃,如遇寒潮,則應整棚加溫,待芽整齊后,應把握“低溫育苗”的原則進行調控。正常天氣條件下,下午5點放棉被保溫,早上9~10點拉開升溫,育苗期由于春風較多,應做好防風的準備。水分:擺盤后要及時噴水,噴水要注意噴透,切忌表濕里干。噴水前應把水抽到蓄水池中在棚內升溫,以免井水溫度太低,噴水后造成營養土溫度急速下降,影響根系的生長。幼苗出土后的管理:隨著外界氣溫升高必須增大棚面上部放風口的寬度并設置底部放風口進行溫度調節。底部放風口的進風位置要高于苗盤80~100cm。具體方法:一種是在覆蓋大棚膜時預留。另一種是在大棚內距膜30~40cm處垂直設一風障高度80~100cm。苗盤濕度的控制主要靠勤觀察,一般中午幼苗出現萎焉或苗盤表層5mm以下表現干燥時就要及時灑水。盡量避免控水過度干旱死苗和水分過多造成幼苗徒長誘發病害。灑水時間要避開高溫時段,每次灑水要做到足量,均勻。光照:由于早春日照時間短,為促使秧苗葉片盡早進行光合作用,在溫度容許的條件下,應盡量延長大棚見光時間,培育壯苗。促、控結合:番茄的壯苗標準:苗齡45天,株高12cm左右,莖桿粗壯,幼莖紫紅,長勢均勻,4~5片真葉,葉色深綠,根系發達呈白色無病害。為了培育適齡壯苗,必須做到促、控結合,2~3葉期可用奇麗施、氨基酸、福施壯進行葉面噴施。3~4葉期可用0.2%的尿素加福施壯1000~1500倍進行噴施。對一些僵苗,可用0.2%尿素+0.1%硫酸鋅+30ppm的天然蕓苔素進行促苗。出棚前做到帶藥、帶肥移栽,噴施福施壯1000~1500倍和普力克800~1000倍。
9煉苗
關鍵詞:CDMA;AAA服務器;Internet;Intranet
CharacteristicsandFunctionsforCDMATechnology
Abstract:Thisissuemainlysetsforththecharacterandstrongpowerofthe3thgenerationmobiletelecommunicationtechnology-CDMA.Telecommunicationaltermshavetranseredfromnarrowservices,suchastelephone,sendingorreceivingmessages,tomultimediumofbroadband.PDSNisentrygateway,whitchlinkingwirelessnetandpackagenettogether.PDSNalsoservingforusers`enteringpackagedatenet.AAAservercanprovideusers`identificationbyprobingpre-registedlogininformation,thendecidewhetherpermittingmobileusersusingsomenetworkresourse,atthesametimeitcalculatingfee,audittin,allottingofcostoranalysisingoftrend.CDMAprovidingpowerfulguaranteefordevelopmentofmobilecommunication.
Keywords:CDMA;AAAserver;Internet;Intranet
1引言
CDMA(CodeDivisionMultipleAccess碼分多址)是近年來被應用于商業的一種數字接口技術。他擁有頻率利用率高、手機功耗低等優點。CDMA手機是指基于CDMA網絡的移動通信終端。目前,19家企業被批準有資格生產CDMA終端產品。
CDMA手機除了能夠提供GSM手機的通話功能和信息服務外,還具有高速無線數據傳輸和多媒體功能。能提供的服務主要有:
(1)基本增值服務,如呼叫轉移、信息提示等。
(2)語音郵件服務,如郵件、傳真、新聞等語音信息。
(3)短信息服務,如天氣、交通、證券、廣告等。
(4)無線智能網服務,如虛擬網絡、個人號碼識別等。
(5)無線互聯網服務,如網絡瀏覽、電子商務、電子郵箱、網絡游戲等。
2CDMA所具有的優點
與GSM手機相比,CDMA手機具有以下優點:
(1)CDMA手機發射功率小(2mw)。
(2)CDMA手機采用先進的切換技術——軟切換技術(即切換是先接續好后再中斷),使得CDMA手機的通話可與固定電話媲美,而且不會有GSM手機的掉線現象。
(3)使用CDMA網絡,運營商的投資相對減少,這就為CDMA手機資費的下調預留了空間。
(4)因采用以拓頻通信為基礎的一種調制和多址通信方式,其容量比模擬技術高10倍,超過GSM網絡約4倍。
(5)基于寬帶技術的CDMA使得移動通信中視頻應用成為可能,從而使手機從只能打電話和發送短信息等狹窄的服務中走向寬帶多媒體應用。
在第三代移動通信的無線接口國際提案中,WCDMA和CDMA2000都是極為重要的技術。這兩種寬帶CDMA方案,除了碼片速率、同步方式、導頻方式等有所不同外,其他如功率、軟切換等基本技術并無大的區別。
CDMAOne是基于IS-95標準的各種CDMA產品的總稱,即所有基于CDMAOne技術的產品,其核心技術均以IS-95作為標準。CDMA2000是美國向ITU提出的第三代移動通信空中接口標準的建議,是IS-95標準向第三代演進的技術體制方案,這是一種寬帶CDMA技術。CDMA2000室內最高數據速率為2Mb/s以上,步行環境時為384kb/s,車載環境時為144kb/s以上。
CDMA2000-1X原意是指CDMA2000的第一階段(速率高于IS-95,低于2Mb/s),可支持308kb/s的數據傳輸,網絡部分引入分組交換,可支持移動IP業務。
CDMA2000-1XEV是在CDMA2000-1X基礎上進一步提高速率的增強體制,采用高速率數據(HDR)技術,能在1.25MHz(同CDMA2000-1X帶寬)內提供2M/s以上的數據業務,是CDMA2000-1X的邊緣技術。3GPP已開始制訂CDMA2000-1XEV的技術標準,其中用高通公司技術的稱為HDR。
與CDMAOne相比,CDMA2000有下列技術特點:多種信道帶寬,前向鏈路上支持多載波和直擴兩種方式;反向鏈路僅支持直擴方式;可以更加有效地使用無線資源;可實現系統平滑過渡;核心網協議可使用IS-41,GSM-MAP以及IP骨干網標準;前向發送分集;快速前向功率控制;使用Turbo碼;輔助導頻信道;靈活幀長;反向鏈路相干解調;可選擇較長的交織器。CDMA2000-1X采用擴頻速率為SR1,即指前向信道和反向信道均用碼片速率1.2288Mb/s的單載波直接序列擴頻方式。因此他可以方便地與IS-95(A/B)后向兼容,實現平滑過渡。運營商可在某些需求高速數據業務而導致容量不夠的蜂窩上,用相同載波部署CDMA2000-1X系統,從而減少了用戶和運營商的投資。由于CDMA2000-1X采用了反向相干解調、快速前向功控、發送分集、Turbo編碼等新技術,其容量比IS-95大為提高。在相同條件下,對普通話音業務而言,容量大致為IS-95系統的兩倍。
3CDMA關鍵技術所在
CDMA2000-1X關鍵技術包括以下幾個方面。
(1)前向快速功率控制技術CDMA2000采用快速功率控制方法。即移動臺測量收到業務信道的Eb/Nt,并與門限值比較,根據比較結果,向基站發出調整基站發射功率的指令,功率控制速率可以達到800b/s。由于使用快速功率控制,可以達到減少基站發射功率、減少總干擾電平,從而降低移動臺信噪比要求,最終可以增大系統容量。
(2)前向快速尋呼信道技術此技術有2個用途。一是尋呼或睡眠狀態的選擇。因基站使用快速尋呼信道向移動臺發出指令,決定移動臺是處于監聽尋呼信道還是處于低功耗的睡眠狀態,這樣移動臺便不必長時間連續監聽前向尋呼信道,可減少移動臺激活時間和節省移動臺功耗。二是配置改變。通過前向快速尋呼信道,基地臺向移動臺發出最近幾分鐘內的系統參數消息,使移動臺根據此新消息作相應設置處理。
(3)前向鏈路發射分集技術CDMA2000-1X采用直接擴頻發射分集技術,有2種方式:一種是正交發射分集方式,方法是先分離數據流再用不同的正交Walsh碼對2個數據流進行擴頻,并通過2個發射天線發射。另一種是空時擴展分集方式,使用空間兩根分離天線發射已交織的數據,使用相同原始Walsh碼信道。使用前向鏈路發射分集技術可以減少發射功率,抗瑞利衰落,增大系統容量。
(4)反向相干解調基站利用反向導頻信道發出擴頻信號捕獲移動臺的發射信號,再用梳狀(Rake)接收機實現相干解調,與IS-95采用非相干解調相比,提高了反向鏈路性能,降低了移動臺發射功率,提高了系統容量。
(5)連續的反向空中接口波形在反向鏈路中,數據采用連續導頻,使信道上數據波形連續,此措施可減少外界電磁干擾,改善搜索性能,支持前向功率快速控制以及反向功率控制連續監控。
(6)Turbo碼使用Turbo碼具有優異的糾錯性能,適于高速率對譯碼時延要求不高的數據傳輸業務,并可降低對發射功率的要求、增加系統容量,在CDMA2000-1X中Turbo碼僅用于前向補充信道和反向補充信道。Turbo編碼器由2個RSC編碼器(卷積碼的一種)、交織器和刪除器組成。每個RSC編碼器有兩路校驗位輸出,2個輸出經刪除復用后形成Turbo碼。Turbo譯碼器由2個軟輸入、軟輸出的譯碼器、交織器、去交織器構成,經對輸入信號交替譯碼、軟輸出多輪譯碼、過零判決后得到譯碼輸出。7)靈活的幀長與IS-95不同,CDMA2000-1X支持5ms,10ms,20ms,40ms,80ms和160ms多種幀長,不同類型信道分別支持不同幀長。前向基本信道、前向專用控制信道、反向基本信道、反向專用控制信道采用5ms或20ms幀,前向補充信道、反向補充信道采用20ms,40ms或80ms幀,話音信道采用20ms幀。較短幀可以減少時延,但解調性能較低;較長幀可降低對發射功率的要求。
(8)增強的媒體接入控制功能媒體接入控制子層控制多種業務接入物理層,保證多媒體業務的實現。他實現話音、分組數據和電路數據業務同時處理,提供發送、復用和Qos控制,提供接入程序。與IS-95相比,他可以滿足更高寬帶和更多業務的要求。CDMA1X網絡的關鍵設備,分組數據服務節點(PDSN)、鑒權、授權、計費服務器(AAA)、本地(HA)是CDMA1X系統支持分組數據業務的關鍵設備,為此對他們進行專門的介紹。PDSN是連接無線網絡和分組數據網的接入網關,為移動Internet/Intranet用戶提供分組數據接入服務。除了使點到點協議(PPP)封裝的IP包能在無線網絡和IP網絡間正確傳輸外,PDSN還與其他各種接入服務商的IP分組網絡連接,從而為終端用戶提供諸如互聯網接入、電子商務、WAP應用等多種業務。PDSN同時還完成AAA服務器所需的合并的分組會話計費數據和無線會話計費數據搜集功能,并且支持移動IP的外部(FA)和用戶設備的85認證功能,同時還能提供移動IP業務,滿足終端用戶豐富多彩的移動互聯網業務需求。
AAA服務器完成的功能有:用戶注冊信息的認證,即通過驗證一些預先登記的信息來提供用戶身份認證;數據業務的授權,即決定是否授權移動用戶訪問特定的網絡資源;計費信息的處理,即搜集資源使用信息,用于進行計費、審計、成本分配或趨勢分析等。此外,他還須實現與PDSN,HA及其他AAA服務器的交互功能,向移動用戶提供分組數據業務。AAA服務器具有下列特征:使用RADIUS協議,支持大規模的外部和漫游業務,RADIUS能向外部的RADIUS服務器提供可靠的AAA功能;通過目錄支持功能和程序化的配置接口,完成配置、計費和其他業務管理部件的集成,從而降低運營成本和加快業務推出速度;通過支持集中化的IP地址分配和對跨多地理區域接入設備會話的限制,高效使用管理資源。
只有使用“移動IP”時才需要HA。作為一個獨立的網絡單元,HA用來完成對移動IP和移動IP用戶的移動性管理功能。HA通過移動終端登記來定位移動用戶,同時把分組數據轉發到用戶當前所登記的FA(位于PDSN內)。HA同時支持動態的IP地址分配和反向隧道。HA具有冗余備份功能,可由一個HA替代另一個HA。這樣,新的HA可以用原有IP地址和轉換地址維護關聯表,保證移動關聯表處于同步狀態。此外,這種方式還能保證解決方案的可用性和可擴展性。
近一段時間以來,聯通開始大舉推廣CDMA1X網絡,并明確宣稱將把重心放在無線互聯的移動數據業務上。而目前,無線局域網成熟的標準可達到11Mb/s的速率,新的標準最高達54Mb/s的速率,這對移動用戶具有非常大的吸引力。
早在2003年4月的博鰲亞洲論壇首屆年會上,海南聯通在當地建了3個CDMA1X的基站,并向前來采訪年會的記者分發了近300張的無線上網卡,CDMA1X+WLAN方案的數據業務更是引起了廣泛關注。按照設想,海南聯通甚至要為沿海漁民以及鉆井平臺上的工作人員提供包括天氣預報等在內的移動數據服務。
WLAN這種早已被電信網通普遍采納的無線接入技術,一經與CDMA1X融合,就顯示出其獨特的魅力。一般說來,雖然WLAN可以提供高速的數據業務,但WLAN卻缺少對用戶進行鑒權與計費的成熟機制,而且無線局域網的覆蓋范圍較小,一般都在熱點地區,用戶使用時受到地點的限制。而CDMA1X網絡經過了幾十年的研究與實驗,不僅有成熟鑒權與計費機制,并且具有覆蓋廣的特點。CDMA1X網絡可以利用WLAN高速數據傳輸的特點以彌補自己數據傳輸速率受限的不足,而無線局域網不僅充分利用了CDMA1X網絡完善的鑒權與計費機制,而且可結合CDMA1X網絡覆蓋廣的特點,進行多接入切換功能。這樣就可實現WLAN用戶與CDMA1X用戶統一的管理。
為了獲得無線局域網提供的數據業務,終端必須處于無線局域網的信號覆蓋范圍內,即首先要連接到AP。當終端發起數據業務的呼叫時,先在APGW和PDSN之間建立RP連接,然后到PDSN進行分組網絡的注冊,才可進行數據業務,其具體連接過程如下:
(1)終端在WLAN網絡系統中檢測WLAN的信號,并連接到AP。
(2)當終端有數據業務的需求時,發起連接請求,在AP/APGW收到連接消息后,APGW向PDSN發送Au注冊請求消息。若注冊請求消息有效,則PDSN通過返回帶接收指示的Au注冊應答消息接收該連接,PDSN和APGW均產生關于A10連接的綁定記錄。
(3)終端和PDSN建立PPP的連接,在建立PPP連接的過程中,如果是SimpleIP用戶,PDSN會分配給終端一個IP地址(對MobileIp用戶,還需進行MIP的注冊)。
(4)PPP連接建立成功,終端可以通過GRE幀在A10連接上發送或接收數據。
(5)在Au注冊生存期超過前,APGW發送Au注冊請求消息以更新A10連接的注冊。Au注冊請求消息也用于向PDSN傳送與計費相關的信息以及其他信息,這些信息在系統定義的觸發點上傳送。
(6)對于有效的注冊請求,PDSN返回帶接受指示和生存期值的A11注冊應答消息。PDSN和APGW均更新A10連接的綁定記錄。PDSN在返回注冊應答消息之前保存與計費相關的信息(如果收到的話)用于進一步處理。
(7)如果用戶或PDSN終止數據業務,則PDSN將終止和用戶PPP連接,并拆除與APGW的RP連接。
WLAN網絡,其中無線接入點(AccessPoint,AP)是無線終端接入固定電信網的連接設備,為用戶提供無線接入功能,可提供話音和數據的接入服務。AP完成簡單的對無線用戶的管理和對無線信道的動態分配,并完成802.11與802.3協議的轉換,經過AP轉換后的數據包是以太網包。
接入點網關(AccessPointGateway,APGW)是將AP轉換出的以太網數據包封裝成IP包,并發送到PDSN的設備。一般PDSN設備放置的位置與無線網絡側設備AP、APGW離得比較遠,要實現PDSN接入網關的作用經常需要將AP轉換的二層數據包穿越三層網絡以到達PDSN。因此,APGW功能實體就是為了完成此功能的轉換設備。
參考文獻
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玄參又名元參、黑參、角參、烏元參,為玄參科多年生草本,以塊根供藥用,具有涼血滋陰、瀉火解毒之功效。用于熱病傷陰、舌體煩渴、溫毒發斑、津傷便秘、白喉、癰腫瘡毒等癥,是我國傳統常用中藥之一。玄參在恩施州栽培歷史悠久,主產建始、巴東等地。藥材呈紡錘狀、個體大,且香氣濃、品質優。現將玄參的高產栽培技術介紹如下。
1生長習性
玄參是深根性植物,喜溫暖濕潤氣候,耐旱耐寒。種子發芽率為70%~80%,溫度在20℃左右,在足夠濕度的條件下,播后約15d出苗。地上部分生長期3~11月,3~5月生長遲緩,6~7月生長較快,8月中旬至9月下旬為地下塊根迅速膨大時期,11月以后地上部分枯萎。7~8月為花期,8~9月為果期。地下部分有多數肥壯的越冬芽,具有較強的繁殖能力,稱為“子芽”。
2栽培技術
2.1選地整地
玄參對土壤適應性強,平原、丘陵、低坡地均可栽培,宜選用土層深厚、疏松、肥沃、排水良好的沙質壤土栽植。玄參是深根植物,在前作收獲后,深翻土地,施用有機肥30.0~37.5t/hm2或復合肥2250~3000kg/hm2作基肥。土壤整平耙細后,作成寬1.3m的高畦。
2.2繁殖方法
2.2.1子芽繁殖。一般在12月中下旬至翌年1月上中旬種植為宜,早種根系發達,植株健壯,產量高。栽前挑選粗壯、色白、無病蟲害、長3~4cm的子芽頭,從蘆頭上掰下作種栽。選好芽頭后,在室外向陽處地勢高燥、排水良好的地方挖窖貯藏。窖深50cm左右,大小視種栽量而定。窖底整平,先鋪10cm厚的細砂,將種栽平鋪入窖里,厚約30cm,窖上蓋土10cm厚,使呈龜背形,以防積水。冬季可再加蓋細土或柴草,防止芽頭受凍。翌春3月,取出芽頭,在整好的畦面上按行株距50cm×25cm挖穴,穴深10cm,每穴栽芽頭1個,芽頭向上,覆土與畦面平,約30d萌發苗。栽9萬個/hm2左右。
2.2.2宿根分離繁殖。一般在秋季收獲或翌春化凍后栽種。將挖起的根莖分成若干帶芽的種根,大的塊根擘下作藥用,使每株種根帶芽1~2個,種植方法同芽頭繁殖。宿根分離繁殖的缺點是用種量大,遠途運輸不便。
2.3田間管理
2.3.1中耕除草。幼苗出土后,要注意中耕除草。中耕不宜過深,以免傷根。從4月中旬至6月中旬進行3~4次。6月中旬以后,植株生長茂盛,雜草不易生長,不必除草。
2.3.2追肥。一般追肥3次。第1次在齊苗后,施人糞0.75~11.25t/hm2;第2次在苗高30cm時,施人糞尿15.0~22.5t/hm2或硫酸銨150~225kg/hm2;第3次在7月中旬,施過磷酸鈣750kg/hm2、草木灰3750~4500kg/hm2。
2.3.3培土。7月中旬,將畦溝中的泥土鏟起雍于植株旁邊。培土可保護子芽,使白色子芽增多,芽瓣閉緊,同時減少開花芽、青芽、紅芽,以提高子芽質量。培土還有固定植株,防止倒伏,保濕抗旱和保肥作用。
2.3.4排灌。干旱時需灌溉,使土壤保持濕潤,以利生長。多雨而造成田間積水時應及時排水,可減少爛根。
2.3.5打頂。玄參開花時應將植株頂部花序摘除,使其不開花結籽,使養分集中供給根部生長,促進根部膨大。
2.4病蟲害防治
2.4.1斑枯病。4月中旬開始發生,6~8月發病嚴重,危害上部莖葉。防治方法:①玄參收獲后,集中處理殘株落葉,減少越冬病源;②加強田間管理,增施磷鉀肥,增強抗病能力;③發病初期噴1∶1∶100波爾多液,連續3~4次。
2.4.2白絹病。4月下旬發生,7~8月嚴重危害根部。防治方法:①發病初期噴霧50%甲基托布津800倍液,連續3~4次;②發現病株及時拔除,病穴用石灰水消毒。
2.4.3蟲害。有紅蜘蛛、蝸牛等。①紅蜘蛛5月下旬開始發生,7~8月進入危害盛期。防治方法:用40%樂果或氧化樂果乳油2000倍液噴霧;②蝸牛3月中旬開始危害,4~5月危害較重。防治方法:清晨進行人工捕殺,5月間蝸牛產卵盛期,及時中耕除草,消滅卵粒,清除地面雜草,噴灑1%石灰水。
3采收加工
玄參為一年產藥材,種植當年10月底至11月初,莖葉枯萎時收獲。采收時先挖松玄參根際泥土,然后將玄參挖起,剪去莖葉,取下芽頭,切下根部進行加工。
1.1種子育苗。采用種子育苗法進行育苗,具體流程主要包括:①采種。在秋季,刺槐莢果的顏色由綠色轉變為赤褐色,并且莢皮變硬,同時呈干枯狀,在這種情況下,即可進行采種。在采種過程中,為了確保所取種子的純凈性,通常情況下需要對莢果進行曝曬處理,進一步將果皮、秕粒、夾雜物等去除。②浸種催芽。對于刺槐來說,由于其種皮比較厚,并且比較堅硬,同時透水性比較差,在進行播種前,需要樹種進行浸種催芽處理。在處理過程中,先用60℃的熱水浸泡24h,當種子浸泡膨脹后將催芽撈出,對于未膨脹的種子需要繼續浸泡24h。在浸泡種子的過程中,為了確保超過90%的種子能夠吸水膨脹,通常需要連續浸種2~3次。按照1:3的比例,將膨脹的種子與沙進行均勻的混合,將混合物堆放在背風向陽處或者草袋內進行催芽,同時每天進行適當的噴水(通常每天1~2次),進而在一定程度上達到保溫、保濕的效果。
1.2扦插育苗。對于刺槐來說,可以通過2種方式實施扦插育苗:①插根育苗。在進行插根育苗時,需要選擇0.5~2.0cm的粗根,并且將根截成10~15cm的小段,將其插入苗床,并對其進行覆土覆膜處理,進而在一定程度上便于增溫保墑催芽。②插條育苗。當樹木進入休眠后,選擇一年生枝條的中下部,將其截成20cm的小段,進行沙藏處理,插條經過冬季沙藏處理后,春季進行整地,同時施入底肥,并覆膜,在扦插過程中,需要將插條下部用200mg/kgABT生根粉溶液浸泡2~12h,同時按照3~5cm的株距進行扦插。
2苗期管理。
在苗長到3~4cm時,在雨后或灌溉后進行間苗,將病弱的小苗去除,在間苗過程中進行第1次除草。當苗高達到15cm時,按照“去弱留強,去小留大”的原則進行定苗,同時進行第2次中耕除草。
3移栽。
移栽刺槐時,通常在萌芽前、樹液已流動時(通常4月下旬至5月初)進行,進而在一定程度上提高栽植的成活率。栽植前,需要用水浸苗3~5d,進一步使苗木吸收足夠的水分,通過上述處理,其成活率可達90%。
4撫育管理。
①幼苗撫育。對刺槐幼林進行撫育,通常情況下主要包括:松土鋤草、擴穴培土、踩穴、抹芽修枝、間苗等。其中,通過抹芽可以進一步培養優良的干形,同時有利于截干造林。②整形修剪。對于刺槐來說,由于具有較強的分枝力,其生長非常旺盛。如果不進行修剪,任其自然生長,進而很容易形成廣卵形的樹冠,進而在一定程度上影響樹形的美觀和生長速度。刺槐經過正確的修剪后,平均每年可以長高180cm,與未修剪的刺槐相比,高出100cm左右。③病蟲害防治。刺槐病蟲害有刺槐蚜、刺槐種子小蜂、褐斑病等。病害用三唑酮1000倍液葉面噴霧防治,每7d噴1次,連噴2~3次。
5結束語