兩種信道散射函數的測量方法

㈠ 請教常用的細胞篩選的方法~~

應該是流式細胞儀了 這個東西很管用
以下是部分內容 其實去網路一搜就好了

流式細胞計是對細胞進行自動分析和分選的裝置。它可以快速測量、存貯、顯示懸浮在液體中的分散細胞的一系列重要的生物物理、生物化學方面的特徵參量，並可以根據預選的參量范圍把指定的細胞亞群從中分選出來。多數流式細胞計是一種零解析度的儀器，它只能測量一個細胞的諸如總核酸量，總蛋白量等指標，而不能鑒別和測出某一特定部位的核酸或蛋白的多少。也就是說，它的細節 解析度為零。

流式細胞計可同時進行多參數測量，信息主要來自特異性熒光信號及非熒光散射信號。測量是在測量區進行的，所謂測量區就是照射激光束和噴出噴孔的液流束垂直相交點。液流中央的單個細胞通過測量區時，受到激光照射會向立體角為2π的整個空間散射光線，散射光的波長和入射光的波長相同。散射光的強度及其空間分布與細胞的大小、形態、質膜和細胞內部結構密切相關，因為這些生物學參數又和細胞對光線的反射、折射等光學特性有關。未遭受任何損壞的細胞對光線都具有特徵性的散射，因此可利用不同的散射光信號對不經染色活細胞進行分析和分選。經過固定的和染色處理的細胞由於光學性質的改變，其散射光信號當然不同於活細胞。散射光不僅與作為散射中心的細胞的參數相關，還跟散射角、及收集散射光線的立體角等非生物因素有關。
在流式細胞術測量中，常用的是兩種散射方向的散射光測量：①前向角（即0角）散射（FSC）；②側向散射（SSC），又稱90角散射。這時所說的角度指的是激光束照射方向與收集散射光信號的光電倍增管軸向方向之間大致所成的角度。一般說來，前向角散射光的強度與細胞的大小有關，對同種細胞群體隨著細胞截面積的增大而增大；對球形活細胞經實驗表明在小立體角范圍內基本上和截面積大小成線性關系；對於形狀復雜具有取向性的細胞則可能差異很大，尤其需要注意。側向散射光的測量主要用來獲取有關細胞內部精細結構的顆粒性質的有關信息。側向散射光雖然也與細胞的形狀和大小有關，但它對細胞膜、胞質、核膜的折射率更為敏感，也能對細胞質內較大顆粒給出靈敏反映。
在實際使用中，儀器首先要對光散射信號進行測量。當光散射分析與熒光探針聯合使用時，可鑒別出樣品中被染色和未被染色細胞。光散射測量最有效的用途是從非均一的群體中鑒別出某些亞群。
熒光信號主要包括兩部分：①自發熒光，即不經熒光染色細胞內部的熒光分子經光照射後所發出的熒光；②特徵熒光，即由細胞經染色結合上的熒光染料受光照而發出的熒光，其熒光強度較弱，波長也與照射激光不同。自發熒光信號為雜訊信號，在多數情況下會干擾對特異熒光信號的分辨和測量。在免疫細胞化學等測量中，對於結合水平不高的熒光抗體來說，如何提高信噪比是個關鍵。一般說來，細胞成分中能夠產生的自發熒光的分子（例核黃素、細胞色素等）的含量越高，自發熒光越強；培養細胞中死細胞/活細胞比例越高，自發熒光越強；細胞樣品中所含亮細胞的比例越高，自發熒光越強。
減少自發熒光干擾、提高信噪比的主要措施是：①盡量選用較亮的熒光染料；②選用適宜的激光和濾片光學系統；③採用電子補償電路，將自發熒光的本底貢獻予以補償。

樣品分選原理

流式細胞計的分選功能是由細胞分選器來完成的。總的過程是：由噴嘴射出的液柱被分割成一連串的小水滴，根據選定的某個參數由邏輯電路判明是否將被分選，而後由充電電路對選定細胞液滴充電，帶電液滴攜帶細胞通過靜電場而發生偏轉，落入收集器中；其它液體被當作廢液抽吸掉，某些類型的儀器也有採用捕獲管來進行分選的。
穩定的小液滴是由流動室上的壓電晶體在幾十KHz的電信號作用下發生振動而迫使液流均勻斷裂而形成的。一般液滴間距約距約數百μm。實驗經驗公式f=v/4.5d給出形成穩定水滴的振盪信號頻率。其中v是液流速度，d為噴孔直徑。由此可知使用不同孔徑的噴孔及改變液流速度，可能會改變分選效果。使分選的含細胞液滴在靜電場中的偏轉是由充電電路和偏轉板共同完成的。充電電壓一般選+150V，或-150V；偏轉板間的電位差為數千伏。充電電路中的充電脈沖發生器是由邏輯電路控制的，因此從參數測定經邏輯選擇再到脈沖充電需要一段延遲時間，一般為數十ms。精確測定延遲時間是決定分選質量的關鍵，儀器多採用移位寄存器數字電路來產生延遲。可根據具體要求予以適當調整。
（50）數據處理原理：FCM的數據處理主要包括數據的顯示和分析，至於對儀器給出的結果如何解釋則隨所要解決的具體問題而定。
①數據顯示：FCM的數據顯示方式包括單參數直方圖、二維點圖、二維等高圖、假三維圖和列表模式等。
直方圖是一維數據用昨最多的圖形顯示形式，既可用於定性分析，又可用於定量分析，形同一般X—Y平面描圖儀給出的曲線。根據選擇放大器類型不同，橫座標可以是線性標度或對數標度，用「道數」來表示,實質上是所測的熒光或散射光的強度。縱座標一般表示的是細胞的相對數。圖10-2給出的是直方圖形式。只能顯示一個參數與細胞之間的關系是它的局限性。
二維點圖能夠顯示兩個獨立參數與細胞相對數之間的關系。橫座標和縱座標分別為與細胞有關的兩個獨立參數，平面上每一個點表示同時具有相應座標植的細胞存在（圖10-3）。可以由二維點圖得到兩個一維直方圖，但是由於兼並現象存在，二維點圖的信息量要大於二個一維直方圖的信息量。所謂兼並就是說多個細胞具有相同的二維座標在圖上只表現為一個點，這樣對細胞點密集的地方就難於顯示它的精細結構。

圖10-2 直方圖 圖10-3 二維點圖
二維等高圖類似於地圖上的等高線表示法。它是為了克服二維點圖的不足而設置的顯示方法。等高圖上每一條連續曲線上具有相同的細胞相對或絕對數，即「等高」。曲線層次越高所代表的細胞數愈多。一般層次所表示的細胞數間隔是相等的，因此等高線越密集則表示變化率越大，等高線越疏則表示變化平衡。圖10-4給出了二維等高圖的樣式。
假三維圖是利用計算機技術對二維等高圖的一種視覺直觀的表現方法。它把原二維圖中的隱座標—細胞數同時顯現，但參數維圖可以通過旋轉、傾斜等操作，以便多方位的觀察「山峰」和「谷地」的結構和細節 ，這無疑是有助於對數據進行分析的。圖10-5為假三維圖的示意圖。

圖10-4 二維等高圖 圖10-5 假三維圖
列表模式其實只是多參數數據文件的一種計算機存貯方式，三個以上的參數數據顯示是用多個直方圖、二維圖和假三維圖來完成的。可用ListMode中的特殊技術，開窗或用游標調出相關部分再改變維數進行顯示。例如，「一調二」就是在一維圖上調出二維圖來；「二調一」就是從二維圖中調出一維圖來。圖10-6給出了從二維圖等高圖中調出相應窗口的直方圖的示意圖。

圖10-6 從二維圖設窗調出直方圖示意
上面簡要地介紹了幾種數據顯示形式，在實際應用中，可根據需要選擇匹配，以便了解和獲得盡可能多的有用信息。
②數據分析：數據分析的方法總的可分為參數方法和非參數方法兩大類。當被檢測的生物學系統能夠用某種數學模型技術時則多使用參數方法。數學模型可以是一個方程或方程組，方程的參數產生所需要的信息來自所測的數據。例如在測定老鼠精子的DNA含量時，可以獲取細胞頻數的尖銳波形分布。如果採用正態分布函數來描述這些數據，則參數即為面積、平均值和標准偏差。方程的數據擬合則通常使用最小二乘法。而非參數分析法對測量得到的分布形狀不需要做任何假設，即採用無設定參數分析法。分析程序可以很簡單，只需要直觀觀測頻數分布；也可能很復雜，要對兩個或多個直方圖逐道地進行比較。
逐點描圖（或用手工，或用描圖儀、計算機系統）是大家常用的數據分析的重要手段。我們常可以用來了解數據的特性、尋找那些不曾預料的特異徵兆、選擇統計分析的模型、顯示最終結果等。事實上，不經過先對數據進行直觀觀察分析就決不應該對這批數據進行數值分析。從這一點來看，非參數分析是參數分析的基礎。
逐道比較工作量較大，但用直觀法很容易發現明顯的差異，特別是對照組和測試組。考慮到FCM的可靠性，要注意到對每組測量，都要有對照組，對照組可以是空白對照組、陰性對照組、或零時刻對照組等，具體設置應根據整體實驗要求而定。對照組和測試組的逐道比較往往可以減少許多不必要的誤差和錯誤解釋。順便指出，進行比較時對曲線的總細胞數進行歸一化處理，甚至對兩條曲線逐道相減而得到「差結果曲線」往往是適宜的。
因為數據分析往往和結果解釋關系十分密切，也就是說和生物學背景相關，因此具體的分析法和原理將在後面結合實例再介紹。

㈡ 求現代通信網概論 周圍異地通信的網路拓撲圖 此題為期末考試綜合題 如有合適的回答者 我會追加500積分

第一章概述

1.1現代通信網基本構成

1.2現代通信網的分類

1.3現代通信網的主要特點

1.4現代通信網的發展

1.1現代通信網基本構成

從圖1.1中我們可以看到，一個通信系統主要包括：信源、變換器、信道、雜訊源、反變換器和信宿等六部分。

一、信源

信源是指發出信息的基本設施。在人與人之間進行通信時，信源指的就是直接發出信息的人。

二、變換器

變換器是將信源發出的信息按一定的目的進行變換的設備。通過變換器的變換，信源發出的信息被變換成適合在信道上傳輸的信息。

三、信道

信道是信息傳輸介質的總稱。如前所述，不同的信源形式所對應的變換處理方式不同，與之對應的信道形式也會不同。通常的情況下，信道的劃分標准有兩種方式。

其一，信道按傳輸介質的不同可分為無線信道和有線信道。

其二，信道按傳輸信號形式的不同可分為模擬信道和數字信道。

四、反變換器

反變換器的工作過程是變換器的逆工作過程。

五、信宿

信宿是信息傳輸的終點，也就是信息的接收者。

六、雜訊源

雜訊源並不是人為實現的實體，但在實際通信過程中又是實際存在的。

通信的基本形式是在信源和信宿之間建立一個傳輸（包括信息轉移）信息的通道，即傳輸信道。

1.2現代通信網的分類

現代通信網從各個不同的角度出發，可有各種不同的分類。常見的有：

（1）按通信的業務類型進行分類：電話通信網、電報通信網、電視網、數據通信網、計算機通信網（區域網、城域網和廣域網）、多媒體通信網和綜合業務數字網等。

（2）按通信的傳輸手段進行分類：長波通信網、載波通信網、光纖通信網、無線電通信網、衛星通信網、微波接力網和散射通信網等。

（3）按通信服務的區域進行分類：農話通信網、市話通信網、長話通信網和國際通信網或區域網、城域網和廣域網等。

（4）按通信服務的對象進行分類：公用通信網、專用通信網等。

（5）按通信傳輸處理信號的形式分：模擬通信網和數字通信網等。

（6）按通信的活動方式分：固定通信網和移動通信網等。

1.3現代通信網的主要特點

一、使用方便

功能強大的通信終端可為用戶提供方便的使用條件。

二、安全可靠

現代通信網是社會的神經系統，已成為社會活動的主要機能之一，人們迫切希望現代通信網傳遞信息安全、可靠。

三、靈活多樣

在現代通信網路中，雙方既可以進行文字的交流，也可以交換和共享數據信息；既可以進行真誠的語音交流，也可以進行富有感情色彩的多媒體信息交流。

四、覆蓋范圍廣

「海內存知己，天涯若比鄰」，現代通信網拉近了人與人之間的距離。

1.4現代通信網的發展

目前的通信網還存在許多問題，如容量有限、轉移效率不高等。最重要的問題是：現有各種通信網在技術上過於個性化，即為保障實時通信，通信網採用了電路交換技術，因而不能充分有效地利用傳輸資源；為適應非實時數據通信，計算機通信網採用分組交換，這樣又不能有效支持實時通信的要求；為適應電視點對面的廣播性質，採用了單向傳輸技術，這又不利於實現互動和交互的雙向通信。

一、現代通信網的發展過程

現代通信網的發展過程，大體可分為以下四個階段。

1．第一階段

現代通信網發展的第一階段是19世紀中葉至20世紀40年代。從有線通信的角度來看，1844年有線電報的發明人莫爾斯（SamuelMorse）親自從華盛頓向他的大學發出第一份電報；1854年美國軍隊在克里米亞戰爭中，建立了從司令部到下屬部隊的電報通信網；美國在內戰中，聯邦政府共架設了2.4萬公里的電報線。

2．第二階段

現代通信網發展的第二階段是在20世紀50～70年代。晶體管、半導體集成電路和計算機等技術的發展，為通信網的發展起到了關鍵作用。

3．第三階段

現代通信網發展的第三階段大致在20世紀的70～80年代。1970年一根塗有二氧化硅的光導纖維的傳輸損耗達到了20dB/km，而1959年激光的發明導致光通信技術的起步。

4．第四階段

現代通信網發展的第四階段開始於20世紀80年代中期。1972年原CCITT（現為ITU-T）在G.703建議中初步定義了綜合業務數字網（ISDN）的概念，1984年通過了ISDN的I系列建議，被稱為ISDN發展的第一個里程碑。

二、現代通信網的發展趨勢

1．網路業務數據化

100多年來，通信網的主要業務一直是電話業務，因而通信網一般稱為電話通信網。傳統的電話網設計都是以恆定對稱的話務量為對象的，網路呈資本密集型，通信網容量與話務容量高度一致，業務和網路均呈穩定低速增長。

2．網路信道光纖化

鑒於光纖的巨大帶寬、小重量、低成本和易維護等一系列優點，從20世紀80年代中期以來，通信網的光纖化一直是包括中國在內的世界各國通信網發展的主要趨勢之一。

3．網路容量寬頻化

隨著數據業務量特別是IP業務量的飛速增長，主要有下面三大類應用對以電話業務量為主的傳統通信網形成越來越大的壓力：

（1）大量低延時數據業務應用（諸如Web瀏覽、LAN）需要高帶寬。

（2）本身帶寬窄，但通信量極大的業務應用（諸如電話、E-mail）也需要很高的網路帶寬。

（3）固有的寬頻應用（諸如圖像、文件備用）更需要高帶寬。

從核心網看，這幾年SDH已成燎原之勢，全世界已敷設了大約80萬個獨立網，其速率已高達10Gbit/s。

從長遠看，僅有波分復用鏈路而不消除節點「電瓶頸」是無法真正實現通信網路容量寬頻化的。

從接入網看，各種寬頻接入技術爭奇斗妍。ADSL和HFC的下行速率分別可達6Mbit/s（獨占）和10Mbit/s（共享），而窄帶PON（無源光網路）系統每戶可獲得2Mbit/s帶寬，以ATM為基礎的寬頻PON（APON）的下行速率和上行速率分別可達622Mbit/s和155Mbit/s。

從現代通信網處理的具體業務上來看，隨著信息技術的發展，用戶對寬頻新業務的需求開始迅速增加。光纖傳輸、計算機和高速數字信號處理器件等關鍵技術的進展，使寬頻綜合業務數字網（B-ISDN）的實現成為可能。

B-ISDN以靈活的速率為用戶提供所希望的幾乎所有業務，如高解析度電視、音樂、可視電話、電視會議、視頻圖像、語音、電子函件、信息檢索、遠程教育和商務、高速數據傳輸、區域網互連等。

4．網路接入無線化

100多年來，無論是核心網，還是接入網，通信網基本上是有線通信業務的一統天下。只有在一些特殊的時期和特殊的地區，無線才有過短暫的輝煌。

5．網路傳輸分組化

具有100年歷史的電路交換技術盡管有其不可磨滅的歷史功勛和內在的高質量、嚴管理優勢，但其基本設計思想是以恆定對稱的話務量為中心，採用了復雜的分等級時分復用方法，語音編碼和交換速率為64kbit/s。

分組化通信網具有傳統電路交換通信網所無法具備的優勢。

所謂分組化趨勢目前主要是指IP化。

三、未來通信網管理新技術及其發展

近幾年來，通信技術獲得了迅猛的發展，通信網正向智能化、個人化、標准化發展，通信體制正由模擬網向全數字網發展，通信業務由單一的電話網向綜合業務數字網（ISDN）方向發展。

1．網路管理綜合化

現有的通信網一般是由許多獨立管理的專用網和公用交換網互連組成的。它們大多採用各自的管理協議，互不兼容，這樣導致了即使是在一個通信網中也有多個不同管理功能和服務設施與通信網管理系統的共存。

2．網路管理智能化

現代通信網已經發展到使網路的維護和操作相當復雜的程度。本地中心受控於遠地的監控中心，維護工作需要預先安排。網路維護對操作人員提出了更高的要求：要會使用多種設備或網路實體；能夠在隔離故障的同時協調多種資源的運作狀態；拷貝大量的網路管理數據；識別各種事件的優先順序，並快速反應；與其他操作員或維護機構協作等。

對未來的網路管理來說，人工智慧在現代通信網中的應用可以分成四類：

（1）在網路規劃和設計（包括網路配置）中用在線分析、實時互動式專家系統可支持網路配置的動態修改和網路操作中的故障檢測、故障診斷和路由選擇。

（2）診斷專家系統用於解釋網路運行中差錯信息、診斷故障，並提供處理建議。

（3）有人工智慧的支持，將能實現用戶可剪裁的服務特性，必要時可以輕松地重構服務配置。

（4）開發環境中的人工智慧可以提高網路管理軟體的質量。

3．網路管理的標准化

在選用通信網路設備時，應考慮它具有開放性，設備可以和其它設備兼容，並與其他用戶連通。

㈢ 信號調制常用的三種方法是

信號調制常用的三種基本方法是：調幅、調頻和調相。

1、振幅調變，簡稱為調幅，，通過改變輸出信號的振幅，來實現傳送信息的目的。一般在調制端輸出的高頻信號的幅度變化與原始信號成一定的函數關系，在解調端進行解調並輸出原始信號。

2、調頻就是對無線電進行信息載入，得到調制波。它是一種以載波的瞬時頻率變化來表示信息的調制方式，通過利用載波的不同頻率來表達不同的信息。

3、調相是載波的相位對其參考相位的偏離值隨調制信號的瞬時值成比例變化的調制方式相。調相和調頻有密切的關系。調相時，同時有調頻伴隨發生；調頻時，也同時有調相伴隨發生，不過兩者的變化規律不同。

(3)兩種信道散射函數的測量方法擴展閱讀

1984年，Liedtke F F提出了運用信號幅度、頻率、差分相位直方圖和幅度、頻率方差等特徵參數進行數字信號的調制識別方法。1988年，DeSimio M P等人使用從信號偶數次冪、頻譜和包絡中提取的特徵參數，運用自適應的方法來進行信號的調制識別。

在無線傳輸中，信號是以電磁波的形式通過天線輻射到空間的。為了獲得較高的輻射效率，天線的尺寸一般應大於發射信號波長的四分之一。而基帶信號包含的較低頻率分量的波長較長，致使天線過長而難以實現。

通過調制，把基帶信號的頻譜搬至較高的載波頻率上，可以大大減少輻射天線的尺寸。另外，調制可以把多個基帶信號分別搬移到不同的載頻處，以實現信道的多路復用，提高信道利用率。

最後，調制可以擴展信號帶寬，提高系統抗干擾、抗衰落能力，提高傳輸的信噪比。信噪比的提高是以犧牲傳輸的帶寬為代價的。因此，在通信系統中，選擇合適的調制方式是關鍵。

㈣ 有誰知道快衰落無線信道的特性

快衰落

義項指多義詞的不同概念，如李娜的義項：網球運動員、歌手等；非誠勿擾的義項：馮小剛執導電影、江蘇衛視交友節目等。查看詳細規范>>

快衰落（Fast Fading）：移動台附近的散射體（地形，地物和移動體等）引起的多徑傳播信號在接收點相疊加，造成接收信號快速起伏的現象。主要由於多徑傳播而產生的衰落，由於移動體周圍有許多散射、反射和折射體，引起信號的多徑傳輸，使到達的信號之間相互疊加，其合成信號幅度表現為快速的起伏變化，其變化率比慢衰落快。

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概述

快衰落

快衰落主要由於多徑傳播而產生的衰落，由於移動體周圍有許多散射、反射和折射體，引起信號的多徑傳輸，使到達的信號之間相互疊加，其合成信號幅度表現為快速的起伏變化，它反映微觀小范圍內數十波長量級接收電平的均值變化而產生的損耗，其變化率比慢衰落快，故稱它為快衰落，由於快衰落表示接收信號的短期變化，所以又稱短期衰落(short-term -fading）。 移動通信中信號隨接受機與發射機之間的距離不斷變化即產生了衰落。其中，信號強度曲線的中直呈現慢速變化，稱為慢衰落；曲線的瞬時值呈快速變化，稱快衰落。可見快衰落與慢衰落並不是兩個獨立的衰落（雖然它們的產生原因不同），快衰落反映的是瞬時值，慢衰落反映的是瞬時值加權平均後的中值。移動台附近的散射體（地形，地物和移動體等）引起的多徑傳播信號在接收點相疊加，造成接收信號快速起伏的現象叫做快衰落。

（1）多徑效應

快衰落

1、時延擴展：多徑效應（同一信號的不同分量到達的時間不同）引起的接受信號脈沖寬度擴展的現象稱為時延擴展。時延擴展（多徑信號最快和最慢的時間差）小於碼元周期可以避免碼間串擾，超過一個碼元周期（WCDMA中一個碼片）需要用分集接受，均衡演算法來接受。

2、相關帶寬：相關帶寬內各頻率分量的衰落時一致的也叫相關的，不會失真。載波寬度大於相關帶寬就會引起頻率選擇性衰了使接收信號失真。

（2）多普勒效應

f頻移 = V相對速度/（C光速/f電磁波頻率）*cosa（入射電磁波與移動方向夾角）。多普勒效應引起時間選擇性衰落，是由於相對速度的變化引起頻移度也隨之變化。這是即使沒有多徑信號，接受到的同一路信號的載頻范圍隨時間不斷變化引起時間選擇性衰落。交織編碼可以克服時間選擇性衰落。時間選擇性衰落用T 相關時間來表示=1/相關頻率。例如某移動台速度為540公里/小時那麼它的最大頻移為1KH相關時間就是1毫秒想要克服這樣速度的快衰落就要有1.5倍於衰落變化頻率的功控即1500Hz快速功控。

背景

快衰落

從WLAN到WCDMA，所有無線設備有一點是共同的，即沒有有線連接。通過空氣傳送的信號會因大氣損傷而失真，會因自然的和人為的障礙而中斷，也會因發射機和接收機的相對移動而進一步變化。這種過程稱為衰落。衰落在現實環境中是不可避免的，因此無線通信系統必須能夠在處理這個問題的同時，保持准確的數據傳輸能力。
對實際信道的衰落損傷進行模擬對無線設備的測試非常關鍵。為精確地進行信道模擬，必須理解不同的衰落情形及其影響，並創建這些衰落效應的數學模型。安捷倫科技提供了一個新型解決方案，用來在無線設備測試過程中模擬衰落，緩和信道模擬中某些最困難的、成本高昂的挑戰。

信道是任何一個通信系統所必不可少的組成部分。陸地數字移動通信的信道和固定通信信道（無線本地環路例外）是完全不同的。在固定通信中,信號的傳輸媒介是人工製作,例如雙絞線、電纜、光纖等。這些媒質的傳輸特性在相當長的時間內是十分穩定的，可以認為這種信道為恆參信道。而在陸地移動通信信道中，信號在空間中自由傳播，受外界信道條件的影響很大。由於天氣的變化、建築物和移動物體的遮擋、反射和散射作用以及移動台的運動造成的多普勒頻移的影響等造成信道的變化，可以認為這種信道為隨參信道。

分類

快衰落

快衰落可以分為：

時間選擇性衰落 是指快速移動在頻域上產生多普勒效應而引起頻率擴散。在不同的時間衰落特性不一樣。由於用戶的高速移動在頻域引起了多普勒頻移，在相應的時域上其波形產生了時間選擇性衰落。最有效的克服方法是採用信道交織編碼技術。即將由於時間選擇性衰落帶來的大突發性差錯信道改造成為近似性獨立差錯的AWGN信道。

空間選擇性衰落

是指不同的地點、不同的傳輸路徑衰落特性不一樣，它是由於開放型的時變信道使天線的點波束產生了擴散而引起了空間選擇性衰落。它通常由被稱為平坦瑞利衰落。這里的平坦特性是指在時域、頻域中不存在選擇性衰落。最有效的克服手段是空間分集和其他空域處理方法。

頻率選擇性衰落

是指不同的頻率衰落特性不一樣，引起時延擴散，在不同的頻段上衰落特性不一樣。它是信道在時域的時延擴散而引起了在頻域的選擇性衰落。最有效的克服方法有自適應均衡、OFDM及CDMA系統中的RAKE接收等。

多徑衰落可以影響移動接收機或固定接收機。移動接收機以及在包含移動物體的信道中工作的接收機還必須處理影響信號幅度和相位的其它因素。這些效應可以描述為時間變化或空間變化的函數。如果接收機以恆定的速度移動，在不同時間上發送脈沖與在不同位置發送脈沖完全相同。

在變化的信道發送信號時，知道這些條件在多長時間內是穩定的非常重要。根據相干時間還可以在頻域中查看時間變化。一直移動的接收機會經受頻移，而這取決於接收信號的到達角度。時間展寬會導致信號在時間上展寬；而時間（或空間）上的變化會導致信號在頻率上展寬。接收機並不是在一個頻率上得到一個信號，而是在不同頻率上得到信號的不同部分。這種多普勒展寬與相干時間T0成負相關的關系。

特點

快衰落

時間展寬：平衰落 · 傳送一個符號的時間大於最大時延展寬（Ts > Tm）。

· 信號帶寬小於相干帶寬（B < f0）。

· 在一個符號的周期內收到所有多徑分量。

時間展寬：平衰落

· 傳送一個符號的時間大於最大時延展寬（Ts > Tm）。

· 信號帶寬小於相干帶寬（B B）。

· 信道以不同方式改變信號的不同頻譜成分，因此寬頻信號的接收功率可能會在其帶寬范圍內隨頻率發生大的變化。

時間變化：快衰落

· 符號周期長於相干時間（Ts > T0）。

· 信號帶寬小於多普勒展寬（B fd）。

· 在符號發送過程中，信道條件穩定、可以預測。

時間變化：慢衰落

· 符號周期短於相干時間（Ts fd）。

· 在符號發送過程中，信道條件穩定、可以預測。

成因

快衰落

發射機和接收機之間要能夠成功地進行通信，在一定程度上取決於信號在其中傳播的信道的衰落特性。大范圍衰落包括信號經過長距離傳播的效應（幾百個波長或更多波長）。小范圍衰落機制則影響著接收機附近的信號。
大范圍衰落包括信號經過一段距離時信號的平均衰減（在理想的視距傳播（LOS）條件下，它與距離的平方成正比），以及大型物體（如山脈或摩天大樓）導致的信號衍射。

小范圍衰落是多徑傳播和多普勒頻移兩者作用的結果。由於被發送信號在遇到信箱、樹木和正在移動的車輛時導致反射、衍射和局部散射，而通過不同的路徑到達接收機，所以會發生多徑衰落。因此，接收機在不同的到達時間獲得信號的多個拷貝。這些拷貝以不同的相位和功率電平進行接收，導致信號互相干擾而發生功率波動。

多普勒頻移衰落是移動的結果。如果接收機相對於發射機正在移動，那麼進入接收機的信號頻率會發生變化，具體取決於接收機相對於發射機移動的方向和速度。沿著接收機正前方的路徑到達的信號拷貝，其檢測到的頻率將高於發送的信號，而沿著移動接收機後方的路徑到達的信號拷貝，其檢測到的頻率將較低。

因此，多徑反射和多普勒頻移會改變（衰落）發送的信號，使得接收機很難精確地理解該信號。根據信道環境（市區或農村）、信號波長和發射機/接收機及環境中物體的相對移動，這些效應會有所不同。

影響

大范圍衰落主要會導致整體信號的電平衰落。路徑衰減極其依賴於距離。它對設備的影響是，由於降低了接收的信號功率，從而降低了信噪比（SNR）。陰影效應和大范圍反射表現為在這種平均路徑衰減上的偏差。
多徑和多普勒效應導致的小范圍衰落可能對通信的破壞力最強。頻率選擇性衰落會導致碼間干擾（ISI），使得精確地理解收到的符號變得更加困難。平衰落會使SNR惡化，因為反射會導致矢量成分互相抵消。快衰落會使發送的基帶數據脈沖失真，可能會導致鎖相環同步問題。慢衰落也會降低SNR。SNR的降低要求無線設備的設計人員在確定鏈路要求時要增加「衰落餘量「；信號功率必須足夠強，或者接收機的靈敏度要足夠高，以便在衰落情形下能夠正常工作。

那麼，如何降低快衰落的影響呢？

只有在沒有信道損傷時，才能實現理想的無線鏈路性能。但是加性白色高斯雜訊（AWGN）的存在則會使得無線信道不可能完全沒有干擾。不過，在設計無線設備時可以採用許多技術，來降低衰落的影響。這些技術降低了最壞情況下的衰落曲線的誤碼概率，使其更接近最好情況下的AWGN曲線。不同形式的衰落對誤碼率有不同的影響。頻率選擇性衰落和快衰落會明顯影響誤碼率，而平衰落和慢衰落對誤碼率的影響較小。在設計可以容忍衰落對信號惡化的無線鏈路時，確定信道中的衰落類型非常重要。然後，可以選擇信息速率，減少能夠避免的誤碼。

由於符號頻率與符號周期呈倒數的關系，因此改變信號速率以補償頻率選擇性衰落也會改變其在衰落速度方面的性能。為避免頻率選擇性衰落，傳輸速率應低於信道的相干帶寬。換句話說，頻率選擇性衰落確定了信號帶寬的上限，快衰落則確定了信號帶寬的下限。

均衡是一種常用技術，它用來消除頻率選擇性衰落導致的ISI。這個過程是調用一個脈沖響應與傳播信道相反的濾波器。因此，傳輸通道與接收濾波器相結合，產生平坦的線性響應。例如，GSM採用自適應均衡技術，來緩和失真。

CDMA技術使用Rake接收機減輕ISI的影響。Rake接收機使用專用濾波器，檢測展寬信號里的成分，將這些成分收集起來，並將它們相乾地疊加起來（對早到路徑採用比晚到路徑更多的延時）。

還可以使用交織技術和編碼技術，降低准確檢測信號所要求的Eb/No（能噪比）。編碼技術通過在正交碼道上發送多個信號拷貝，提供了冗餘性。交織技術通過把誤碼分布到不同的時間，在鏈路中增加了穩定性，從而避免了大量連續數據丟失現象的發生，而這種現象可能會切斷無線鏈路。

某些傳輸技術具備的信號特性，可以避免衰落最常見的影響。例如，超寬頻傳輸技術，它傳送的脈沖周期如此之短，以致其不會受到信道時延展寬的影響。正交頻分復用技術通過把載波信號劃分成信息速率較低的子載波，來避免頻率選擇性衰落。

測試

快衰落

衰落以某種方式對通過無線信道傳播的信號進行阻礙。為設計能夠容忍這種損傷的設備，重要的一點是需要使用可以在實驗室環境中模擬衰落的工具。這些工具通過以數學方式生成模擬大范圍衰落和小范圍衰落的條件，創建實際環境中的衰落效應。這些數學表達式基於某些數學模型，它們使用統計數據來預測電磁波在傳播過程中的行為方式。 通過在與距離相關的平均路徑衰減上疊加對數正態分布的信號波動，可以用數學方式模擬大范圍衰落。對大范圍衰落，最精確的信道模擬方程來源於經驗公式，這些經驗公式來自在特定的市區進行測量並獲得的結果。

當發射機和接收機之間沒有很強的視距傳播路徑時，瑞利分布是一個很好的信道傳播模型。它可以適當地表示市區中的信道條件，其中大樓會阻礙視距傳播路徑，而且信號被各種物體反射後，在接收端時間上被展寬。在時域中，瑞利衰落在40
dB或更深的槽之間有不高於10 dB的周期峰值 （深度衰落） 。

測試無線系統（包括移動台和基站）在衰落情形下是否能夠成功地收發數據，是檢測過程的重要組成部分。無線標准一般會規定廣泛而詳細的衰落測試。當前，為實現衰落測試而採用的信道模擬方法是一個極具挑戰性的過程。

當前的信道模擬方法從RF信號開始，到RF信號結束需要模擬衰落的測試信號被下變頻以及數字化。然後在數字信號中結合衰落曲線，其結果再上變頻回到RF。最後增加雜訊。注意，AWGN獨立於多徑效應，因此必須單獨增加。

這種方法包括兩個過程：轉換損耗和雜訊校準。這兩個過程導致效率低下、准確性差。當模擬信號轉換成數字信號或數字信號轉換成模擬信號時，測試設備（而不是信道或被測設備）會引入誤差。這種轉換損耗增加了測量不確定性。

確定要增加相應雜訊的數量，以獲得某個載噪比（C/N）是一個困難的過程。要求必須在模擬衰落後，在信號中增加AWGN，這樣它不會被衰減掉而偏離希望的信號電平。但是，增加這種雜訊使總功率電平偏離了衰落後的總功率電平，同時改變了C/N比率。因此必需在衰落後計算載波功率，以確定輸入信號功率一定時要增加的相應雜訊電平，這是一個復雜、耗時、代價高昂的過程。

㈤ 資訊理論中信道特性用什麼表示

資訊理論 開放分類： 哲學、信息 總述 （來源: 資訊理論 南豐公益書院 ） 資訊理論 資訊理論是運用概率論與數理統計的方法研究信息、信息熵、通信系統、數據傳輸、密碼學、數據壓縮等問題的應用數學學科。 資訊理論將信息的傳遞作為一種統計現象來考慮，給...
1.信道(information channels,通信專業術語)是信號的傳輸媒質，可分為有線信道和無線信道兩類。有線信道包括明線、對稱電纜、同軸電纜及光纜等。無線信道有地波傳播、短波電離層反射、超短波或微波視距中繼、人造衛星中繼以及各種散射信道等。如...
傳送信息的物理性通道。信息是抽象的，但傳送信息必須通過具體的媒質。例如二人對話，靠聲波通過二人間的空氣來傳送，因而二人間的空氣部分就是信道。郵政通信的信道是指運載工具及其經過的設施。無線電話的信道就是電波傳播所通過的空間，有線...
套用香儂信道容量的定義，在這裡面信道容量是p的函數，就是直接求max{I（x；y）}；求其互信息量的最大值，這是香儂信道容量的定義。往往在資訊理論中，定義是理解一切的開始，而定義也是解釋一切的根據。
第一問見圖片。 第二問： 二元對稱信道的信道容量為 C=1-H(p)=1-(-0.98log0.98-0.02log0.02)=0.8586 bit/symbol。 信源（消息序列）的信息量為 14000 symbol * H(1/2) = 14000 bit ；若10秒內傳輸這個消息序列，則每秒需要傳輸的符號數為 14000b...
無線信道條件是無線通信中很重要的一個環節。 TD-LTE上下行信道用的是同一趟列車（頻帶），經歷的的路線（無線信道）也是幾乎相同的，因此，基站接收到上行信號獲得上行信道的情況後，就知道下行信道是什麼情況了，比如快慢衰落，臨區干擾等，就...

㈥ 瑞利定理

瑞利衰落能有效描述存在能夠大量散射無線電信號的障礙物的無線傳播環境。若傳播環境中存在足夠多的散射，則沖激信號到達接收機後表現為大量統計獨立的隨機變數的疊加，根據中心極限定理，則這一無線信道的沖激響應將是一個高斯過程。如果這一散射信道中不存在主要的信號分量，通常這一條件是指不存在直射信號（LoS），則這一過程的均值為0，且相位服從0 到2π 的均勻分布。即，信道響應的能量或包絡服從瑞利分布。若信道中存在一主要分量，例如直射信號（LoS），則信道響應的包絡服從萊斯分布，對應的信道模型為萊斯衰落信道。

通常將信道增益以等效基帶信號表示，即用一復數表示信道的幅度和相位特性。由此瑞利衰落即可由這一復數表示，它的實部和虛部服從於零均值的獨立同分布高斯過程。

㈦ 關於光學厚度計算的問題

在大氣中氣溶膠微粒是一種重要的大氣微量成分.氣溶膠光學厚度也是大氣校正所需的重要大氣參數,同時也是海洋水色衛星主要的數據產品.由於氣溶膠光學厚度的時空變化較大,所以如何准確獲取大氣校正和衛星數據產品真實性檢驗所需的氣溶膠光學厚度則是至關重要的.在簡述氣溶膠光學性質的基礎上,並結合2002年6月HY-1南海實驗數據來闡述現場氣溶膠光學厚度的准確獲取.大氣的平均透過率
(48)
其中相對大氣質量因子，考慮地球大氣曲率和大氣折射的作用後，寫成
(49)
而對於無折射的平面平行大氣時，則採用
(50)
定義整個太陽光譜區的平均透過函數為
(51)
則向下的輻射率寫為
(52)
如果用求和代替積分，則有
(53)
1.3 大氣中氣溶膠（沙塵）的輻射特性
大氣中散射輻射主要是由分子、氣溶膠（沙塵）等粒子引起的，氣溶膠粒子的散射屬大粒子散射，氣溶膠粒子的散射與粒子的半徑、形狀、含量和入射輻射的波長等特性有關，如果氣溶膠粒子是球形的，則可用米氏理論求解。衛星測量氣溶膠（沙塵）粒子的散射輻射，包含有氣溶膠粒子的與粒子特性有關的散射特性，由衛星測出的輻射可以推算有關氣溶膠的光學特性。
1.3.1 氣溶膠（沙塵）的光學厚度
氣溶膠對太陽光的散射起重要作用，據Angstrom(1964)，氣溶膠的光學厚度可以表示為
  (54)
其中和決定於粒子濃度和譜分布，總的氣溶膠光學厚度為散射光學厚度 與吸收光學厚度之和，即
（55)
而氣溶膠的單次反照率為

式中單次反照率隨波長的變化較小，從可見光到近紅外譜段，其值由0.6到1.0。
對大氣高度處的光學厚度為
(59)
其中

上式中為標高，取由Penndorf(1954)[14]給出的地面到5 km高度為0.97/1.4。
地面觀測的能見度直接反映地表面處氣溶膠的濃度，能見視距與吸收系數的關系為
(60)
在有霧的情況下，如果W、N、分別是霧的含水量、濃度和粒子平均半徑，則近似有
(61)

1.3.2氣溶膠的相函數和不對稱因子
1、相函數
由於粒子對光的散射常常在空間是各向異性分布，為了描述粒子對光散射的這種各向異性的空間角分布，引入相函數，它是散射角的函數。所謂散射角 是入射光方向與散射光方向之間的夾角。相函數 也可以用入射光方向()和散射光方向()來表示。如果相函數被除，這時它=gif]Upload表示的是入射輻射[uploadFile/ea_200636144746.gif[/upload]被散射到方向上的比值，因此相函數是一個無量綱數。而且相函數是歸一化的，即散射相函數定義為
(62)
或者為
(63）
其中 ，是與方向之間夾角，稱之散射角。因此有=，對於太陽光線則有=。
(64）
其中積分限定義為對整個空間積分。對於各向同性散射，相函數寫為
(65）
2．不對稱因子
為了表達後向散射與前向散射的對稱性，在研究散射問題時引入不對稱因子，定義為散射角餘弦的加權平均，寫為
(66）
在一般情況下有
(67)
對於強的前向散射的不對稱因子接近為+1，而對於強的後向散射不對稱因子為-1。不對稱因子也可以寫成
(68）
對於各向同性性況下，相函數為]=1 ，則不對稱因子為
(69)
這里，由於各向同性散射輻射在所有方向的分布是相同的，因此對於各向同性散射的對稱因子為0。從上可以看到, 不對稱因子用於描述前向和後向散射各佔有的份額, 對於實際大氣中, 通常認為大氣在水平方向是均勻的, 其不同之處表現在向上和向下輻射的的不同, 因而不對稱因子用於表達向上和向下輻射流的近似,即二流近似。衛星接收到的輻射基本上是大氣分子和氣溶膠的後向散射。
3、幾種有用的相函數和不對稱因子
（1）對於蕾利散射，對於蕾利散射相函數為
(70）
將散射相函數代入, 則根據不對稱因子定義, 寫為
(71）
（2）對於雲和氣溶膠的米散射相函數近似為Henyey - Greenstein函數為
(72）
這一函數是通過一個參數與實際相函數擬合得出的，不是十分嚴格的。如果以級數展開表示為
(73）
也就是Henyey – Greenstein相函數具有能描述對於前向散射g=1、各向同性散射g=0和後向散射g=-1的特徵，所以線性組合為
(74）
式中b表示散射的後向部分, (1- b)表示散射的前向部分。
（3）總的散射相函數表示
如果氣溶膠粒子譜分布在垂直方向一定，則在z1和z2氣層間考慮分子散射和粒子散射後總的相函數表示為
(75)
式中tRl、tal分別是分子散射和粒子散射的光學厚度，Ps,R ,l (cosQ )是分子散射相函數, PHGl (cosQ )是氣溶膠粒子Henyey – Greenstein相函數。

（4）相函數的Delta近似
當散射粒子很大時，散射輻射主要出現於向前只有很小圓錐角度的傳播方向上，這時相函數第一項可以用函數表示，其餘各項則以勒讓德多項式表示，則相函數寫為
(76)
式中f (0 £ f £ 1) 是一個與實際相函數擬合確定的無量綱數，如果f = 0，則僅有勒讓德多項式。
通常輻射對於方位依賴很小，在求解方位平均的輻射傳輸方程時，對於方位平均的標量相函數一般表達式為
(77)

對於各向同性具有強的前向峰的相函數表示為
(78)
1.4、衛星觀測與氣溶液膠的光學特性
（1）氣溶膠含量與衛星觀測間關系
早在1975年Griggs、Carlson和Wendling（1977）就通過輻射傳輸的理論計算得出在海洋表面上空垂直反射的太陽輻射隨氣溶膠的光學厚度呈近於線性的增長，其值在0.1之間改變，其增加量取決於衛星所取的波長、太陽天頂角和氣溶膠的譜分布和折射指數等（限於洋面上空氣溶膠粒子的探測的主要原因是在可見光與近紅外波段洋面近似為均勻穩定的黑體，而地表為灰體），如圖2給出了Land-2衛星在不同譜段衛星測量的輻射率與氣溶膠含量間的關系（圖中N表示波長為0.55微米處0.213的光學厚度），可以看到在可見光波段到近紅外，波長越短，擬合曲線的斜率越大，反之波長越長，擬合曲線的斜率越小。也就是說，在波長短的地方，較小的氣溶膠含量的改變可引起較大的衛星觀測輻射的改變（即短波長對氣溶膠的靈敏度大）。

（2）衛星得出的氣溶膠光學厚度現地面測值的比較
圖3表示星觀測的氣溶膠光學厚度與地面觀測氣溶膠光學厚度隨波長的關系，可以看出，兩者是十分接近的；還可以看到，隨波長增大，光學厚度有所減小。
（3）地面反射率對衛星反演氣溶膠光學厚度的影響

圖4是Griggs（1983）得出的地面反射率對衛星反演氣溶膠光學厚度影響，從圖可以看出，當地面反射率增大時，衛星測量的輻射對氣溶膠含量越來直不敏感。因此一般說衛星測量海洋上空氣溶膠較為有效，而陸地上則會有明顯誤差

（4）氣溶膠透過率隨波長的改變
一般而言，在近紅外波段，氣溶膠的吸收很小，其透過率隨波長的改變較為平穩地增長，而不象水汽有急劇的改變。氣溶膠的透過率在0.8以上，隨季節的改變也較小。圖5是利用LOWTRAN-7計算中緯度度夏季和冬季的氣溶膠的透過率。

2.演算法設計與實現
根據以上演算法，針對沙塵粒子的特性，我們設計出了沙塵天氣光學厚度和含沙量的計算方法，主要步驟如下：
1、 在不考慮地表透過作用的情況下，根據衛星資料計算光學厚度；
2、 根據地表情況對所得光學厚度進行修正；
3、 根據所得光學厚度計算含沙量。
2.1不考慮地表時的光學厚度計算
由（22）式得一次散射導得的反射函數為
 （79）
氣溶膠(沙塵)光學厚度為
（80）
式中 m 0 = cos q 0，q 0是太陽天頂角，  m = cosqs ，qs是衛星觀測天頂角。p (q )是相函數，
(81)
式中Q 是散射角，入射光與散射方向夾角, 為
(82)
式中Y =f -f0
R (m, m0, y )是衛星觀測的方向反射率。gl 是不對稱因子，通常對於前向散射取0.87, 後向散射取-0.87。 w 0為單次反照率，取0.96，平均為0.86。
總的大氣相函數表示為
pa(q ) = (83)
式中 p (q )是氣溶液膠相函數，pm(q )= 0.75(1+cos2q ),x 是分子散射與氣溶膠散射光學厚度之比。

2.2 考慮地表後光學厚度的計算
①考慮地表後衛星接收輻射的表示式
所謂累加法是利用直觀的幾何方法，如果相鄰兩個氣層的反射和透射特性已知，則通過計算射線在兩氣層間的多次反射，就可以求得兩個氣層合為一個氣層的反射和透射性質。當這兩個氣層具有同樣的光學厚度時，將累加法稱之為倍加法。

如圖5 所示，入射至大氣層頂的大氣輻射為，Ra和Ta為大氣層的反射函數和透射（直接+漫透射）函數，Rg為地面的反射函數；則到達衛星的反射表示為
RSat = Ra + TaRgTa + TaRgRaRgTa + TaRgRaRgRaRgTa+…………

(84)
②考慮地表的一次散射衛星接收的輻射
現僅考慮地表的一次散射，只取（84）式中前兩面項，衛星接收的輻射為
(85)
式中T(總向下透射)為總的向下透射率, 總的透射率為直接透射率與漫透射率之和，寫為
(86)
T(漫透射)為向上漫透射。一般有
(87)
考慮到大氣散射源分子和氣溶膠彼此是分開的獨立散射源, 所以有
RA = Ra,r(分子散射)+ Ra, a(氣溶膠散射) (88)
在有沙塵暴天氣條件下，Ra,r(分子散射)<< Ra, a(氣溶膠散射)，則
RA @ Ra, a(氣溶膠散射)
則有

R (沙塵天衛星測值) = Ra, a(氣溶膠散射) +T¯ (總透射)T­(漫透射)Rg(地表的一次反射)

= T¯ 2Rg(地表的一次反射) + Ra, a(氣溶膠散射) (89)

式中若選取歷史上晴天衛星觀測的最小值，並看成為是Rg ，由在沙塵天氣條件下的地面觀測的輻射值確定。

此時光學厚度為
(90)
2.3 由光學厚度計算含沙量
M = 0.18 fd w 0 ta (g ×m-2) (0.47微米) （91）

M = 0.04fd w 0 ta (g ×m-2) (0.61微米) （92）
式中fd取為

f = 1.43(1 - r . h .)0.7 0.4 £ r . h £ 0.9

f =1.0 r . h < 0.4

2.4 計算流程圖
圖7給出了整個方法的計算流程：

圖7：沙塵天氣光學厚度及含沙量計算流程圖

3.實驗結果分析
3.1實驗結果
我們利用該方法對2002年4月6日13時的沙塵監測資料進行了估算，得到了該時刻的沙塵的光學厚度和含沙量。並將其與地面測站資料和衛星監測圖象進行了對比（圖8—11），結果顯示，通過本演算法計算的沙塵光學厚度與含沙量與地面觀測結果和衛星監測結果基本符合，圖10中光學厚度最大和圖11中含沙量最多的地區正是地面觀測中沙塵天氣最強區，需要說明的是，我們驗證用的地面資料時次要晚於衛星觀測時次，且沙塵光學厚度並不完全等同於地面能見度，故地面觀測情況與通過衛星資料所計算出的結果有微小差別。此外由於地面測站數量有限，並不能覆蓋衛星所有的觀測區域，因此結果圖中的某些強沙塵區並沒有地面測值對應，這也體現了氣象衛星監測沙塵天氣的優勢，它可以全面、客觀的反映災害性天氣實際影響情況。
因此本文演算法可以快速、有效地計算到沙塵過程監測中所需重要定量信息—光學厚度與含沙量，為進一步防沙減沙提供依據。

圖8：2002年4月6日14時地面觀測圖

圖10：2002年4月6日13時沙塵光學厚度圖

圖11：2002年4月6日13時沙塵含沙量圖
3.2 討論
由於資料缺乏等原因，我們的演算法還存在一些不足之處，首先，由於缺乏高密度的地面觀測資料的配合，演算法所需的一些初始條件無法得到充分滿足，以地表輻射訂正為例，為了很好的反映地表的透過情況，我們必須得到以下三項資料：
1） 同一時刻，沙塵區的晴空地表的輻射值；
2） 沙塵天氣條件下的地面觀測的直接輻射值；
3） 沙塵天氣條件下的地面觀測的散射輻射值；
對於第一項資料，由於無法得到同一區域同一時刻的沙塵和晴空數據，因此只能依靠鄰近日期相似時刻的衛星所接收到的輻射值替代，而在那些時刻，很難找到一天完全晴朗的地表，我們只有採取多天資料疊加的方式來獲取晴空地表數值，受太陽光照、衛星位置的差別影響，所得資料必定存在偏差。
第二和第三項資料，要求地面測站必須配備太陽輻射計和太陽光度計等測量儀器，並有此二項觀測項目，但目前的地面測站大都沒有這些觀測項目，資料很難收集。在實際計算中，我們是通過衛星觀測資料反演而得到這些數值的，偏差也是無法避免的。
另外，沙塵天氣屬於一種比較特殊的氣溶膠，在粒子尺度、化學成分構成等方便與普通的氣溶膠存在一定差別，對它的定量計算國內外仍處在研究階段，並沒有成熟的演算法可以參考，同時缺少同步沙塵量的實測數據，造成驗證困難。這些都要在今後的監測業務中進行優化和改進。
值得慶幸的是，中國氣象局已經啟動了沙塵暴監測系統建設工程，一期建設完成之後，將在北方地區增加數十個沙塵地面測站，可以獲得地表修正所需各項地面輻射值，將大大改善定量計算的精度。同時，隨著EOS/MODIS等高解析度衛星、FY-2C等多通道靜止衛星的發射和應用，沙塵定量計算的時間和空間精度都會有一個質的飛躍，我們的定量分析產品一定會更多更好！

㈧ 後向散射的基本系數

吸收和散射都引起衰減。所以，衰減系數（attenuation coefficient）ka（λ）是吸收系數（absorption coefficient）kab （λ）和散射系數（scattering coefficient）ksc（λ）的總和
衰減系數（attenuation coefficient）描述介質（medium）的固有光學性質（IOP：inherent optical properties）。它的值是由介質內部各個組份的物理吸收特性、幾何散射特性以及各個組份的濃度決定的，與外部光源（或電磁波源）本身的強度無關。
輻照度（irradiance）和輻亮度（radiance）描述表觀光學性質（AOP：apparent optical properties）的光學量，它們的初始值依賴於外部光源強度，它們在空間的分布取決於外部光源強度和介質內部衰減率這兩個方面。
依據不同方法，測量的衰減系數可分為「漫衰減系數」（diffuse attenuation coefficient）和「光束衰減系數」（beam attenuation coefficient）兩種。與漫衰減系數對應的透射率被稱為漫透射率，與光束衰減系數對應的透射率被稱為光束透射率。
體積散射函數（volume scattering function）β（λ，θ）描述散射衰減系數的立體角分布，它的單位是m-1﹒sr-1
體積散射系數（volume scattering coefficient）ksc（λ）的單位是m-1，它與體積散射函數β（λ,θ）之間的關系是
前向散射系數（forward scattering coefficient）ksc－f（λ）等於
後向散射系數（backscattering coefficient）ksc－b（λ）等於

㈨ 體積散射相函數

概觀

VRayFastSSS2是一種主要用於渲染半透明材料（如皮膚，大理石等）的材料。該實現基於Jensen等人最初引入的BSSRDF概念。（參見下面的參考資料）。它是一種或多或少物理精確的近地表散射效應近似，同時仍然足夠快以便在實踐中使用。

VRayFastSSS2是一種完整的材料，具有漫反射和鏡面反射的組件，可以直接使用，無需混合材料。VRayBlendMtl 材料。更確切地說，該材料由三層組成：鏡面層，漫射層和子表面散射層。子表面散射層由單個和多個散射分量組成。當光在材料內部反彈一次時會發生單次散射。在離開材料之前光的兩次或多次彈跳導致多次散射。

© 圖片由Antone Magdy提供

UI路徑：||材質編輯器窗口|| > 材質/貼圖瀏覽器 > 材質 > V-Ray > VRayFastSSS2

一般參數

Preset 預設 - 允許用戶從多種可用預設材料中選擇一種。大多數預設都是基於Jensen等人提供的測量數據 。

scale - 另外縮放次表面散射半徑。通常，VRayFastSSS2在計算次表面散射效應時會考慮場景單位。但是，如果場景未按比例建模，則此參數可用於調整效果。它還可用於修改預設的效果，在載入時重置Scatter radius參數，但保持Scale參數不變。

IOR - 指定材質的折射率。大多數水性材料如皮膚的IOR約為1.3

Skin Brown棕色皮膚

Skin Brown棕色皮膚

Skin Pink粉色皮膚

Skin Pink粉色皮膚

Skin Yellow黃皮膚

Skin Yellow黃皮膚

Milk [Skim]牛奶（脫脂）

Milk [Skim]牛奶（脫脂）

Milk [Whole]牛奶（完整的）

Milk [Whole]牛奶（完整的）

Marble [White]大理石（白色）

Marble [White]大理石（白色）

Ketchup番茄汁

Ketchup番茄汁

Cream奶油

Cream奶油

Potato土豆

Potato土豆

Spectralon 一種光學樹脂

Spectralon 一種光學樹脂

Orange juice橙汁

Orange juice橙汁

Water (clear)水

Water (clear)水

示例：縮放

此示例顯示Scale 參數的效果 。請注意較大的值如何使對象看起來更透明。在其效果中，此參數與Scatter radius（半徑） 參數基本相同 ，但可以獨立於所選預設進行調整。在沒有GI的情況下渲染圖像以更好地顯示子表面散射。該 單分散參數 設置為光線追蹤（固體）。

比例 = 1

比例 = 1

比例 = 3

比例 = 3

比例 = 5

比例 = 5

Diffuse and sub-surface scattering layers 漫反射和次表面散射層

Overall color 整體顏色 - 控制材料的整體著色。該顏色用作漫反射和次表面分量的濾光器。

Diffuse color 漫反射顏色 - 指定材質的漫反射部分的顏色。

Diffuse amounts 漫反射量 - 指定材質的漫反射組件的量。

請注意，此值實際上是漫反射層和次表面層之間的混合。設置為0.0時，材質沒有漫反射組件。設置為1.0時，材質僅具有漫反射組件，沒有次表面層。漫射層可用於模擬表面上的灰塵等。

Color mode 顏色模式 - 允許用戶確定使用哪種方法來控制次表面散射效果。

Sub-surface color + scatter radius 次表面顏色+散射半徑 - 藉助於次表面顏色和散射顏色參數來控制次表面效果。

Scatter coefficient + fog color 散射系數+霧顏色 - 藉助散射系數和霧顏色參數控制地下效應。

sub-surface color次表面顏色 - 指定材質的次表面部分的一般顏色。

Scatter color 散射顏色 - 指定材質的內部散射顏色。較亮的顏色會使材料散射更多光線並顯得更透亮; 較暗的顏色會使材料看起來更像漫反射。

scatter coefficient 散射系數 - 指定材質表面下方的地下顏色。

Fog color 霧顏色 - 指定對象的深層內部顏色。

scatter radius 散射半徑 - 控制材質中的光散射量。較小的值會導致材料散射較少的光並且看起來更像漫反射; 更高的值使材料更透明。請注意，此值始終以厘米（cm）為單位; 材質將根據當前選定的系統單位自動將其轉換為場景單位。

phase function 相位功能 - 介於-1.0和1.0之間的值，用於確定光在材質內散射的一般方式。它的效果可以與某種表面的漫反射和光澤反射之間的差異有些相似，但是相位函數控制著體積的反射和透射率。值0.0意味著光在所有方向上均勻散射（各向同性散射）; 正值意味著光主要向前沿與其相同的方向向前散射; 負值意味著光線大部分向後散射。大多數水基材料（例如皮膚，牛奶）表現出強烈的前向散射，而像大理石這樣的硬質材料表現出向後散射。該參數最強烈地影響材料的單個散射分量。正值會降低單個散射成分的可見效果。

示例：sub-surface color 次表面顏色

此示例和下一個示例演示了Scatter顏色 和 Sub-surface顏色 參數之間的關系以及它們之間的關系 。請注意，更改"次"表面顏色會更改材質的整體外觀，而更改"散點"顏色僅會修改內部散射組件。

將 分散的顏色 設置為綠色。

Sub-surface color 次表面顏色 =紅色

Sub-surface color 次表面顏色 =紅色

Sub-surface color 次表面顏色 =綠色

Sub-surface color 次表面顏色 =紅色

示例：Scatter color 散點圖顏色

該 分型面的顏色 保持綠色。

Scatter color 散點顏色 =藍色

Scatter color 散點顏色 =藍色

Scatter color 散點顏色 =綠色

Scatter color 散點顏色 =綠色

Scatter color 散點顏色 =紅色

Scatter color 散點顏色 =紅色

示例：Scatter Radius散射半徑

此示例顯示Scatter radius 參數的效果 。請注意，效果與增加Scale 參數相同 ，但不同之處在於Scatter半徑由不同的預設直接修改。

這組圖像基於Milk（脫脂）預設。散射半徑越大越透明。

Scatter Radius 散射半徑 = 1.0cm

Scatter Radius 散射半徑 = 2.0cm

Scatter Radius 散射半徑 =5.0cm

示例：phase function 相位功能

此示例顯示Phase函數參數的效果。此參數可以比作表面上漫反射和光澤反射之間的差異。但是，它控制著體積的反射率和透射率。它的效果非常微妙，主要與材料的單一散射成分有關。

紅色箭頭表示穿過卷的光線; 黑色箭頭表示射線的可能散射方向。

相位函數 = -0.9（向後散射）更多光線出來。

相位函數 = -0.9（向後散射）更多光線出來。

相位函數 = -0.5（向後散射）

相位函數 = -0.5（向後散射）

相位函數 = 0（各向同性散射）更多光線離開物體。

相位函數 = 0（各向同性散射）更多光線離開物體。

相位函數 = 0（各向同性散射）

相位函數 = 0（各向同性散射）

相位函數 = 0.5（前向散射）物體吸收更多光線。

相位函數 = 0.5（前向散射）物體吸收更多光線。

相位函數 = 0.5（前向散射）

相位函數 = 0.5（前向散射）

示例：Phase Function 相位功能：光源

此示例演示了 當卷內有光源時Phase函數參數的效果 。圖像基於蒙皮（粉紅色）預設， 散射半徑較大， 單個散射 設置為光線跟蹤（折射） ，折射率（IOR） 設置為1.0。 這些圖像禁用前照明 和 後照明 ; 只能看到單個散射。

請注意體積內光線投射的體積陰影。

相位函數 = -0.9

相位函數 = 0

相位函數 = 0.5

Specular Layer Parameters 鏡面層參數

specular color - 確定材質的鏡面反射顏色。

specular amount - 確定材質的鏡面反射量。請注意，根據材質的IOR ，應用於鏡面反射分量的自動菲涅耳衰減 。

specular glossiness - 確定光澤度（高光形狀）。值1.0產生銳利的反射，較低的值產生更多模糊的反射和高光。

specular subdivs - 確定將用於計算光澤反射的樣本數。較低的值渲染得更快，但可能會在光澤反射中產生雜訊。較高的值會降低噪音，但計算速度可能較慢。請注意，僅當在" 全局DMC設置"中啟用" 使用本地細分"時，此參數才可用於更改 。

trace reflections 高光 - 啟用光澤反射的計算。禁用時，僅計算高光。

reflections depth 反射深度 - 材質的反射反彈次數。

Options 選項

single scatter 單個散射 - 控制單個散射分量的計算方式。

None 無 - 未計算單個散射分量。

Simple 簡單 - 單個散射分量近似於表面照明。此選項適用於相對不透明的材料，如皮膚，其中光穿透通常是有限的。

Raytraced (solid) 光線跟蹤（實線） - 通過對對象內部的體積進行采樣，可以精確計算單個散射分量。只有光線跟蹤; 沒有跟蹤物體另一側的折射光線。這適用於高度半透明的材料，如大理石或牛奶，同時相對不透明。

Raytraced (refractive 光線跟蹤（折射） - 類似於光線跟蹤（實線）模式，但也跟蹤折射光線。此選項適用於透明材料，如水或玻璃。在此模式下，材質也會產生透明陰影。

single scatter subdivs 單個散射細分 - 確定在單個散射 模式設置為 光線跟蹤（實線） 或 光線跟蹤（折射）時評估單個散射分量時要採用的樣本數。請注意，僅當在" 全局DMC設置"中啟用" 使用本地細分"時，此參數才可用於更改 。

refraction depth 折射深度 - 確定單個散射 參數設置為光線跟蹤（折射） 模式時的折射光線深度。

front lighting 前照明 - 為與照相機落在對象同一側的光啟用多重散射分量。

back lighting 背光 - 為與相機相對的一側落下的光啟用多重散射分量。如果材料相對不透明，關閉它將加快渲染速度。

scatter gi - 控制材質是否准確地散射全局照明。禁用時，使用在子表面散射之上的簡單漫反射近似計算全局照明。啟用時，全局照明作為多次散射的表面照明圖的一部分包含在內。這更准確，特別是對於高度半透明的材料，但可能會使渲染速度變慢。

interpolation accuracy 插值精度 - 當類型為基於Prepass的照明圖或基於對象的照明圖時，控制多重散射效果近似的質量。值越大，結果越准確，但渲染速度越慢。較低的值渲染速度較快，但值太低可能會在曲面上產生塊狀偽影。

prepass blur - 當直接光照貼圖的預通過率太低而無法充分近似時，控制材質是否會使用多次散射的簡化漫反射版本。值0.0將導致材質始終使用照明貼圖。但是，對於遠離相機的物體，這可能會導致動畫中的瑕疵或閃爍。較大的值控制來自照明圖的最小所需樣本，以便將其用於近似多次散射。

cutoff threshold 截止閾值 - 指定一個閾值，低於該閾值將不會跟蹤鏡面反射。V-Ray嘗試估計鏡面反射對圖像的貢獻，如果低於此閾值，則不計算效果。不要將其設置為0.0，因為在某些情況下可能會導致渲染時間過長。

prepass mode 預通過 模式 - 允許用戶選擇（重新）使用照明圖（預通過）的方式。

Single frame 單幀 - 啟用後，V-Ray將為每個渲染計算新的照明圖。

Single frame (autosave) 單幀（自動保存） - 啟用後，V-Ray將計算新的照明圖並將其保存在預通道fileName中指定的文件中。

From file 從文件 - 啟用後，V-Ray不會計算新的照明圖。相反，它將使用prepass fileName中指定的映射來渲染圖像。

prepass fileName - 指定要保存或讀取的照明映射的文件名。

示例：單一散布模式

此示例顯示單散射 模式參數的效果 。

對於相對不透明的材質，不同的單散射模式會產生非常相似的結果（渲染時間除外）。在以下圖像集中， 散點半徑 設置為1.0 cm。

在第二組圖像中， 散布半徑 設置為50.0厘米。在這種情況下，材料非常透明，並且不同的單一散射模式之間的差異是顯而易見的。另請注意使用光線跟蹤（折射）模式的透明陰影。

單個散點 =簡單

單個散射 =光線跟蹤（實體）

單個散射 =光線跟蹤（折射）

單個散點 =簡單

單個散射 =光線跟蹤（實體）

單個散射 =光線跟蹤（折射）

筆記

對於單個散射參數使用光線跟蹤（實線）或光線跟蹤（折射）模式時，需要將VRayShadows用於標准燈光以獲得正確的結果。

VRayFastSSS2材質僅在最終圖像渲染期間計運算元表面散射。在其他GI計算階段（例如光緩存或光子映射）期間，材料被計算為漫射的。

由於上面解釋的原因，VRayFastSSS2將呈現為具有光緩存的漸進路徑跟蹤模式的漫射器。

您可以使用VRayBlendMtl材質對多個VRayFastSSS2材質進行分層，以便重新創建更復雜的子表面散射效果。在這種情況下，任何光線跟蹤的單一散射都只會計算基礎材質，但多次散射，反射等對任何圖層都能正常工作。使用Prepass ID參數使材質共享相同的照明圖可能會有所幫助，以便重復使用某些計算。

㈩ 流式細胞術的作用原理

流式細胞術（Flow Cytometry, FCM）是一種在功能水平上對單細胞或其他生物粒子進行定量分析和分選的檢測手段，它可以高速分析上萬個細胞，並能同時從一個細胞中測得多個參數，與傳統的熒光鏡檢查相比，具有速度快、精度高、准確性好等優點。

將待測細胞染色後製成單細胞懸液。用一定壓力將待測樣品壓入流動室，不含細胞的磷流式細胞術酸緩沖液在高壓下從鞘液管噴出，鞘液管入口方向與待測樣品流成一定角度，這樣，鞘液就能夠包繞著樣品高速流動，組成一個圓形的流束，待測細胞在鞘液的包被下單行排列，依次通過檢測區域。

流式細胞儀通常以激光作為發光源。經過聚焦整形後的光束，垂直照射在樣品流上，被熒光染色的細胞在激光束的照射下，產生散射光和激發熒光。這兩種信號同時被前向光電二極體和90°方向的光電倍增管接收。光散射信號在前向小角度進行檢測，這種信號基本上反映了細胞體積的大小；熒光信號的接受方向與激光束垂直，經過一系列雙色性反射鏡和帶通濾光片的分離，形成多個不同波長的熒光信號。

這些熒光信號的強度代表了所測細胞膜表面抗原的強度或其核內物質的濃度，經光電倍增管接收後可轉換為電信號，再通過模/數轉換器，將連續的電信號轉換為可被計算機識別的數字信號。計算機把所測量到的各種信號進行計算機處理，將分析結果顯示在計算機屏幕上，也可以列印出來，還可以數據文件的形式存儲在硬碟上以備日後的查詢或進一步分析。

檢測數據的顯示視測量參數的不同由多種形式可供選擇。單參數數據以直方圖的形式表達，其X軸為測量強度，Y軸為細胞數目。一般來說，流式細胞儀坐標軸的解析度有512或1024通道數，這視其模數轉換器的解析度而定。對於雙參數或多參數數據，既可以單獨顯示每個參數的直方圖，也可以選擇二維的三點圖、等高線圖、灰度圖或三維立體視圖。

細胞的分選是通過分離含有單細胞的液滴而實現的。在流動室的噴口上配有一個超高頻電晶體，充電後振動，使噴出的液流斷裂為均勻的液滴，待測定細胞就分散在這些液滴之中。將這些液滴充以正負不同的電荷，當液滴流經帶有幾千伏特的偏轉板時，在高壓電場的作用下偏轉，落入各自的收集容器中，不予充電的液滴落入中間的廢液容器，從而實現細胞的分離。