基于旋转矢量叠加的φ-OTDR中相位旋转角求解方法和系统

技术领域

本发明涉及分布式光纤传感技术领域，特别是涉及一种基于旋转矢量叠加的φ-OTDR中相位旋转角求解方法和系统。

背景技术

φ-OTDR是一种分布式光纤传感技术，能够对光纤沿线的振动信号进行监测，目前已被广泛用于石油管线巡检、周界安防、智能电网监测等领域。φ-OTDR是基于光纤中的瑞利散射光信号，当外界有扰动时会引起光纤该点折射率变化，从而导致该点瑞利散射光相位和强度改变。φ-OTDR通过测量光脉冲产生的后向瑞利散射光信息，并根据信号接收时间与脉冲发射时间差，便可定位扰动发生区域。

从信号解调方式上，φ-OTDR可以分为强度解调和相位解调两类，其中强度解调型φ-OTDR仅能定位振动发生位置，而相位解调型φ-OTDR能够定量还原外界振动信号，因此相位解调型φ-OTDR具有更广阔的应用前景。然而受到测量噪声的影响，相位解调精度与瑞利散射光强度直接相关：当瑞利散射光强度较大时，受到噪声影响较小，相位解调精度较高；当瑞利散射光强度较小时，信号被淹没在噪声中，相位解调精度将显著减低，从而导致误报等事件的发生。由于φ-OTDR通常采用窄线宽光源，测量的信号为脉冲宽度内瑞利散射光相干叠加的结果，导致瑞利散射光强度沿光纤长度方向随机起伏。在某些位置由于叠加时干涉相消，导致瑞利散射光强度接近于零，被称为干涉衰落现象，在干涉衰落区域相位解调精度将显著降低。

近年来，人们提出了多种技术方案解决干涉衰落问题，其中一种就是频分复用技术。在基于频分复用技术的φ-OTDR中，采用多频光脉冲进行测量，由于不同光频干涉衰落区域各不相同。因此，通过将不同光频解调得到的测量结果进行叠加，可以显著降低干涉衰落发生概率。然而，由于φ-OTDR解调结果为矢量，其模值与相位分别表示该点瑞利散射光强度与相位。当两个光频测量结果的模值接近，且相位之间夹角接近180度时，直接矢量相加反而会使得叠加后的模值变小，使得干涉衰落问题更加严重。为了避免这一问题，通常采用旋转矢量叠加法，即将不同光频测量结果的相位分别旋转一个固定的角度，使得叠加的矢量之间夹角趋近于零，以保证叠加后可以获得最大的模值。旋转矢量叠加法可以有效缓解干涉衰落问题，同时可以保留由于振动导致的相位变化，但是干涉衰落抑制效果受到了不同光频相位旋转角度的显著影响。总而言之，现有的技术并不能达到一个很好的干涉衰落抑制效果。

有鉴于此，如何克服现有技术所存在的缺陷，解决上述干涉衰落抑制效果不佳的技术问题，是本技术领域待解决的难题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷或改进需求，本发明提供一种基于旋转矢量叠加的φ-OTDR中相位旋转角求解方法和系统，通过分析不同时刻不同光频测量结果之间的强度乘积和相位角度差，进而获得不同光频更精确的相位旋转角度，以保证在旋转矢量叠加后实现最佳的干涉衰落抑制效果。

本发明实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种基于旋转矢量叠加的φ-OTDR中相位旋转角求解方法，包括：

按照脉冲时间间隔对光纤某一位置处信号进行n次采样，每次采样均获取m个不同中心频率时的瑞利散射光强度与相位信息；

对于同一时刻、两种不同中心频率下的瑞利散射光强度与相位信息，求取其强度乘积以及相位角度差，并判断所有时刻中强度乘积的最大值是否大于预设阈值；

若强度乘积的最大值大于预设阈值，则将该最大值对应的相位角度差作为对应频率下的相位旋转角度，若强度乘积的最大值不大于预设阈值，则对所有时刻的强度乘积以及相位角度差进行矢量求和，以将求和获得的相位角度差作为对应频率下的相位旋转角度。

进一步的，所述按照脉冲时间间隔对光纤某一位置处信号进行n次采样，每次采样均获取m个不同中心频率时的瑞利散射光强度与相位信息具体包括：

获取移频为f1、f2、…、fm的多频光脉冲，并采用多频光脉冲进行测量以获取瑞利散射光信号；

测量信号经过中心频率为fa、fb的数字滤波器后，再经过IQ解调，即可获得fa、fb光频下的测量结果，其中，fa、fb∈{f1、f2、…、fm}；

按照脉冲时间间隔对光纤某一位置z处进行n次采样，以形成t1、t2、…、tn时刻，其中，第k次采样的时刻为tk时刻，tk∈{t1、t2、…、tn}；

在光纤某一位置z处，tk时刻fa、fb频率下的瑞利散射光信号分别为

进一步的，所述对于同一时刻、两种不同中心频率下的瑞利散射光强度与相位信息，求取其强度乘积以及相位角度差具体包括：

计算tk时刻

计算tk时刻

进一步的，若强度乘积的最大值大于预设阈值，则将该最大值对应的相位角度差作为对应频率下的相位旋转角度，若强度乘积的最大值不大于预设阈值，则对所有时刻的强度乘积以及相位角度差进行矢量求和，以将求和获得的相位角度差作为对应频率下的相位旋转角度具体包括：

求所有时刻的强度乘积中的最大值A(tm)，tm∈{t1、t2、…、tn}；

如果A(tm)大于预设阈值A(th)，则将tm时刻对应的相位角度差ΔΦ(tm)作为fb频率下的相位旋转角度ΔΦb；

如果A(tm)小于等于预设阈值A(th)，则对所有时刻进行矢量求和计算：A(t1)e

进一步的，还包括：将除f1以外的其他光频测量结果分别乘以其对应的相位旋转角度，再进行矢量叠加，从而实现对光纤z位置处不同光频的旋转矢量叠加，对于tx时刻，tx∈{t1、t2、…、tn}，叠加后的结果表示为：

进一步的，所述获取移频为f1、f2、…、fm的多频光脉冲具体包括：

产生多个频率的边带信号，再引入固定大小频移并进行脉冲斩波，最终获得移频为f1、f2、…、fm的多频光脉冲。

进一步的，所述获取移频为f1、f2、…、fm的多频光脉冲时，m≥3；所述按照脉冲时间间隔对光纤某一位置z处进行n次采样时，n的取值范围为50-500。

进一步的，所述预设阈值A(th)根据光纤该处瑞利散射光平均强度进行设定，若该处瑞利散射光平均强度为a，则预设阈值A(th)设置为0.6a

第二方面，本发明提供了一种基于旋转矢量叠加的φ-OTDR中相位旋转角求解系统，用于实现如第一方面所述的基于旋转矢量叠加的φ-OTDR中相位旋转角求解方法，系统包括窄线宽光源、电光调制器、声光调制器、信号发生器、光放大器、环形器、传感光纤、平衡探测器和数据采集卡，其中：

信号发生器用于驱动电光调制器产生多个频率的边带信号，再通过声光调制器引入固定大小频移并进行脉冲斩波，最终获得移频为f1、f2、…、fm的多频光脉冲，脉冲重复频率为Fp，多频光脉冲经光放大器放大，通过环形器注入传感光纤中进行测量，瑞利散射光由平衡探测器进行探测，再经过数据采集卡进行采集；

所述数据采集卡采集到测量信号后，使测量信号经过中心频率为fa、fb的数字滤波器后，再经过IQ解调，即可获得fa、fb光频下的测量结果，进而计算瑞利散射光强度与相位信息，求取其强度乘积以及相位角度差，并判断所有时刻中强度乘积的最大值是否大于预设阈值；若强度乘积的最大值大于预设阈值，则将该最大值对应的相位角度差作为对应频率下的相位旋转角度，若强度乘积的最大值不大于预设阈值，则对所有时刻的强度乘积以及相位角度差进行矢量求和，以将求和获得的相位角度差作为对应频率下的相位旋转角度。

进一步的，所述窄线宽光源的线宽小于3kHz；所述电光调制器产生的边带信号的边带频率间隔为20-200MHz；所述声光调制器的移频为40-200MHz，斩波脉冲宽度为50-500ns，脉冲重复频率Fp为200Hz-10kHz；所述数字滤波器的带宽小于相邻频率间隔的一半。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)本发明分析了不同时刻、不同光频测量结果之间的强度乘积和相位角度差，极大提升了相位旋转角求解精度，优化了干涉衰落抑制效果。

(2)本发明以不同光频强度乘积最大值为参考：当强度乘积较大时，认为相位角度差求解精度较高，直接将该时刻的相位角度差作为相位旋转角度；当强度乘积较小时，将不同时刻的相位角度差按照强度乘积进行求和，从而提升相位旋转角度求解精度。通过上述方法在保证求解精度的情况下有效降低了算法复杂度。

(3)本发明算法可靠性高，可适用于任意多个光频的旋转矢量叠加，应用场景广泛。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的一种基于旋转矢量叠加的φ-OTDR中相位旋转角求解方法的流程图；

图2为本发明实施例2提供的一种基于旋转矢量叠加的φ-OTDR中相位旋转角求解系统的架构图；

图3为本发明实施例3提供的多频脉冲频谱示意图；

图4为本发明实施例3提供的不同光频率下传感光纤1-2km处瑞利散射光强度示意图；

图5为本发明实施例3提供的光纤末端振动区域50MHz与80MHz光频下瑞利散射光强度乘积示意图；

图6为本发明实施例3提供的光纤末端振动区域50MHz与80MHz光频下瑞利散射光相位角度差示意图；

图7为本发明实施例3提供的80MHz与110MHz光频测量结果矢量旋转后，与50MHz光频测量结果叠加后的相位示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明是一种特定功能系统的体系结构，因此在具体实施例中主要说明各结构模组的功能逻辑关系，并不对具体软件和硬件实施方式做限定。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合，各个步骤在符合逻辑、不冲突的情况下也可以调换先后顺序。下面就参考附图和实施例结合来详细说明本发明。

实施例1：

本发明实施例提供一种基于旋转矢量叠加的φ-OTDR中相位旋转角求解方法，通过分析不同时刻不同光频测量结果之间的强度乘积和相位角度差，进而获得更精确的相位旋转角度，以保证在旋转矢量叠加后实现最佳的干涉衰落抑制效果。如图1所示，该方法包括如下步骤。

步骤100：按照脉冲时间间隔对光纤某一位置处信号进行n次采样，每次采样均获取m个不同中心频率时的瑞利散射光强度与相位信息。

步骤200：对于同一时刻、两种不同中心频率下的瑞利散射光强度与相位信息，求取其强度乘积以及相位角度差，并判断所有时刻中强度乘积的最大值是否大于预设阈值。

步骤300：若强度乘积的最大值大于预设阈值，则将该最大值对应的相位角度差作为对应频率下的相位旋转角度，若强度乘积的最大值不大于预设阈值，则对所有时刻的强度乘积以及相位角度差进行矢量求和，以将求和获得的相位角度差作为对应频率下的相位旋转角度。

具体的，对于本实施例的步骤100中“按照脉冲时间间隔对光纤某一位置处信号进行n次采样，每次采样均获取m个不同中心频率时的瑞利散射光强度与相位信息”，具体包括如下过程：获取移频为f1、f2、…、fm的多频光脉冲，并采用多频光脉冲进行测量以获取瑞利散射光信号；测量信号经过中心频率为fa、fb的数字滤波器后，再经过IQ解调，即可获得fa、fb光频下的测量结果，其中，fa、fb∈{f1、f2、…、fm}，需说明，本实施例中可以将fa定为基准，固定为f1(或任选一个光频定为基准)，fb则分别选择f2、…、fm(基准之外的光频)进行测试，以获得各个光频相对于f1光频(基准光频)的强度乘积和相位角度差，以进一步得到各个光频下的相位旋转角度；按照脉冲时间间隔对光纤某一位置z处进行n次采样，以形成t1、t2、…、tn时刻，其中，第k次采样的时刻为tk时刻，tk∈{t1、t2、…、tn}；在光纤某一位置z处，tk时刻fa、fb频率下的瑞利散射光信号分别为

在本实施例的上述步骤100的扩展过程中，所述获取移频为f1、f2、…、fm的多频光脉冲具体包括：产生多个频率的边带信号，再引入固定大小频移并进行脉冲斩波，最终获得移频为f1、f2、…、fm的多频光脉冲。另外，所述获取移频为f1、f2、…、fm的多频光脉冲时，m≥3；所述按照脉冲时间间隔对光纤某一位置z处进行n次采样时，n的取值范围为50-500。

对于本实施例的步骤200中“对于同一时刻、两种不同中心频率下的瑞利散射光强度与相位信息，求取其强度乘积以及相位角度差”，具体包括如下过程：计算tk时刻

对于本实施例的步骤300中“若强度乘积的最大值大于预设阈值，则将该最大值对应的相位角度差作为对应频率下的相位旋转角度，若强度乘积的最大值不大于预设阈值，则对所有时刻的强度乘积以及相位角度差进行矢量求和，以将求和获得的相位角度差作为对应频率下的相位旋转角度”具体包括：求所有时刻的强度乘积中的最大值A(tm)，tm∈{t1、t2、…、tn}；如果A(tm)大于预设阈值A(th)，则将tm时刻对应的相位角度差ΔΦ(tm)作为fb频率下的相位旋转角度ΔΦb；如果A(tm)小于等于预设阈值A(th)，则对所有时刻进行矢量求和计算：A(t1)e

在本实施例的上述步骤300的扩展过程中，所述预设阈值A(th)根据光纤该处瑞利散射光平均强度进行设定，若该处瑞利散射光平均强度为a，则预设阈值A(th)设置为0.6a

在完成上述步骤100-步骤300后，本实施例还包括：将除f1以外的其他光频测量结果分别乘以其对应的相位旋转角度，再进行矢量叠加，从而实现对光纤z位置处不同光频的旋转矢量叠加，对于tx时刻，tx∈{t1、t2、…、tn}，叠加后的结果表示为：

综上所述，本发明实施例分析了不同时刻、不同光频测量结果之间的强度乘积和相位角度差，极大提升了相位旋转角求解精度，优化了干涉衰落抑制效果。本发明实施例以不同光频强度乘积最大值为参考：当强度乘积较大时，认为相位角度差求解精度较高，直接将该时刻的相位角度差作为相位旋转角度；当强度乘积较小时，将不同时刻的相位角度差按照强度乘积进行求和，从而提升相位旋转角度求解精度。通过上述方法在保证求解精度的情况下有效降低了算法复杂度。本发明实施例算法可靠性高，可适用于任意多个光频的旋转矢量叠加，应用场景广泛。

实施例2：

基于实施例1提供的一种基于旋转矢量叠加的φ-OTDR中相位旋转角求解方法，本实施例2提供一种基于旋转矢量叠加的φ-OTDR中相位旋转角求解系统，以实现实施例1的方法。

参考图2所示，本实施例的系统包括窄线宽光源、电光调制器、声光调制器、信号发生器、光放大器、环形器、传感光纤、平衡探测器和数据采集卡，其中：信号发生器用于驱动电光调制器产生多个频率的边带信号，再通过声光调制器引入固定大小频移并进行脉冲斩波，最终获得移频为f1、f2、…、fm的多频光脉冲，脉冲重复频率为Fp，多频光脉冲经光放大器放大，通过环形器注入传感光纤中进行测量，瑞利散射光由平衡探测器进行探测，再经过数据采集卡进行采集；所述数据采集卡采集到测量信号后，按照脉冲时间间隔(脉冲时间间隔为1/Fp)使测量信号经过中心频率为fa、fb的数字滤波器后，再经过IQ解调，即可获得fa、fb光频下的测量结果，进而计算瑞利散射光强度与相位信息，求取其强度乘积以及相位角度差，并判断所有时刻中强度乘积的最大值是否大于预设阈值；若强度乘积的最大值大于预设阈值，则将该最大值对应的相位角度差作为对应频率下的相位旋转角度，若强度乘积的最大值不大于预设阈值，则对所有时刻的强度乘积以及相位角度差进行矢量求和，以将求和获得的相位角度差作为对应频率下的相位旋转角度。

具体的，数据采集卡采集到测量信号后的操作流程可扩展为如下过程。

步骤一：测量信号经过中心频率为f1、f2的数字滤波器后，再经过IQ解调，即可获得f1、f2光频下的测量结果，在光纤某位置z处，t1时刻f1、f2频率下的瑞利散射信号分别为

其中，r11和Φ11分别为t1时刻f1频率下瑞利散射光强度与相位，r21和Φ21分别为t1时刻f2频率下瑞利散射光强度与相位，分别计算t1时刻

步骤二：按照脉冲时间间隔对光纤z位置处信号进行n次采样，对于t2,t3,…,tn时刻按照步骤一分别计算强度乘积A(t2),A(t3),…,A(tn)与相位角度差ΔΦ(t2),ΔΦ(t3),…,ΔΦ(tn)，其中：

A(tk)＝r

ΔΦ(tk)＝Φ

r

步骤三：求强度乘积中的最大值A(tm)，如果A(tm)大于预设阈值A(th)，则将tm时刻对应的矢量角度差ΔΦ(tm)作为f2频率下的相位旋转角度ΔΦ2，如果A(tm)小于等于预设阈值A(th)，则按照下列公式进行矢量求和计算：

A(t1)e

步骤四，对于其他光频按照步骤一至步骤三分别计算矢量旋转角度(也即相位旋转角度)，获得f3,…,fm的矢量旋转角度ΔΦ3,…,ΔΦm。将除f1以外的其他光频测量结果分别乘以其对应的相位旋转角度，再进行矢量叠加便可获得叠加后的结果，以tx时刻为例，叠加后的结果可表示为：

从而实现了光纤z位置处不同光频的旋转矢量叠加，光纤其他位置处不同光频旋转矢量叠加方法与z位置处相同。

在本优选实施例中，所述窄线宽光源线宽通常小于3kHz。所述电光调制器可以用相位调制器等进行替换，其主要目的是产生多个频率边带。所述电光调制器或相位调制器等产生的边带信号的边带频率间隔通常为20-200MHz。所述声光调制器移频通常为40-200MHz，斩波脉冲宽度通常为50-500ns，脉冲重复频率Fp为200Hz-10kHz。另外，上述过程中m≥3，步骤一中数字滤波器带宽小于相邻频率间隔的一半，步骤二中n的取值范围为50-500，步骤三中预设阈值A(th)可根据光纤该处瑞利散射光平均强度进行设定，如该处瑞利散射光平均强度为a，则预设阈值A(th)可设置为0.6a

综上所述，本发明实施例分析了不同时刻、不同光频测量结果之间的强度乘积和相位角度差，极大提升了相位旋转角求解精度，优化了干涉衰落抑制效果。本发明实施例以不同光频强度乘积最大值为参考：当强度乘积较大时，认为相位角度差求解精度较高，直接将该时刻的相位角度差作为相位旋转角度；当强度乘积较小时，将不同时刻的相位角度差按照强度乘积进行求和，从而提升相位旋转角度求解精度。通过上述方法在保证求解精度的情况下有效降低了算法复杂度。本发明实施例算法可靠性高，可适用于任意多个光频的旋转矢量叠加，应用场景广泛。

实施例3：

基于实施例1、2提供的一种基于旋转矢量叠加的φ-OTDR中相位旋转角求解方法、系统，本实施例3举一个具体的例子来对本发明进行详细说明。

参考图2的系统所示，本实施例中，光源为1550nm窄线宽激光器，线宽为2kHz。经过分光比为90：10的耦合器1后，90％的光进入电光调制器中，经过双边带调制在光载波中心频率附近产生2个频率间隔为30MHz的边带。随后经过声光调制器将连续光调制为脉冲宽度200ns的脉冲光，并引入80MHz固定频率上移频，脉冲重复频率为2kHz。多频脉冲频谱示意图如图3所示，共有50MHz、80MHz和110MHz三个主要频率分量。多频脉冲经过掺铒光纤放大器(图2中EDFA)放大，通过环形器(图2中EDFA与传感光纤之间的1、2、3环状结构)注入到5km传感光纤中。光纤中返回的背向瑞利散射光与本振光相干后，得到的拍频信号由平衡探测器接收，数据采集卡对平衡探测器的输出进行采集。

采集得到的信号分别经过中心频率为50MHz、80MHz和110MHz的数字带通滤波器，滤波器带宽为5MHz。滤波之后的信号通过IQ解调获得瑞利散射光强度与相位信息，在光纤1km-2km处不同光频下的瑞利散射光强度如图4所示，可见不同光频干涉衰落区域各不相同，通过将不同光频的测量结果进行叠加将有可能消除干涉衰落现象。

在传感光纤末端4950m处放置压电陶瓷产生50Hz正弦振动信号，采集卡采样率为500MSa/s，共采集100组脉冲信号测量结果。需说明，对比于实施例1，本实施例的m为3，也即50MHz、80MHz和110MHz分别相当于实施例1中的f1、f2、f3，f1＝50MHz为本实施例进行计算的基准光频，在此基础上，对于光纤末端振动区域，计算50MHz与80MHz光频下瑞利散射光强度乘积，测量结果如图5所示。振动区域瑞利散射光强度也随之波动，其中第11次测量结果强度乘积A(t11)具有最大值0.0077，而第57次测量结果强度乘积A(t57)则较小，仅为0.00072。

50MHz与80MHz光频下的相位角度差如图6所示。由于50MHz与80MHz两个光频的频率差较小，人为振动引起的相位变化几乎相同，因此理论上两个光频下相位角度差将保持不变。实际上，受到高斯白噪声等噪声的影响，50MHz与80MHz光频的相位角度差不断发生变化。在t11时刻，也就是强度乘积最大时刻，相位角度差ΔΦ(t11)为0.063rad，而在t57时刻，也就是强度乘积较小时刻，相位角度差为0.893rad。从100次测量的相位角度差分布来看，当强度乘积较小时，通常相位角度差偏差较大，而当强度乘积较大时，相位角度差则基本保持相同。这一结果说明相位角度差与强度乘积具有直接关系，强度乘积越大相位角度差求解精度越高。以强度乘积为参考，对不同时刻的相位角度差进行分析可以获得更精确的矢量旋转角度(相位旋转角度)。

假设：通过对1分钟内该点(传感光纤末端4950m处)瑞利散射光强度进行平均可知该点瑞利散射光平均强度为0.14，因此预设阈值A(th)设为0.0118。由于强度乘积最大值A(t11)为0.0077，小于预设阈值A(th)，因此按照下列公式进行求和计算：

A(t1)e

计算得到ΔΦ为0.0582rad，将0.0582rad作为80MHz光频下的相位旋转角度(若强度乘积最大值大于预设阈值，则直接将强度乘积最大值对应的相位角度差作为对应频率下的相位旋转角度)。对于110MHz光频，按照与80MHz光频相同的步骤进行计算得到相位旋转角度为-0.4307rad(也即计算50MHz与110MHz光频下瑞利散射光强度乘积、相位角度差，来得到110MHz光频相对于50MHz光频的相位旋转角度)。将80MHz光频和110MHz光频不同时刻测量结果分别乘以相位旋转角度，再与50MHz光频测量结果进行矢量叠加。叠加后的矢量相位如图7所示，由图中可以看出求解得到的相位与振动信号符合良好，均为正弦振动信号，且振动频率为50Hz，证明所提出的算法可以获得更精确的矢量旋转角度，从而更好的抑制干涉衰落现象。

综上所述，本发明实施例分析了不同时刻、不同光频测量结果之间的强度乘积和相位角度差，极大提升了相位旋转角求解精度，优化了干涉衰落抑制效果。本发明实施例以不同光频强度乘积最大值为参考：当强度乘积较大时，认为相位角度差求解精度较高，直接将该时刻的相位角度差作为相位旋转角度；当强度乘积较小时，将不同时刻的相位角度差按照强度乘积进行求和，从而提升相位旋转角度求解精度。通过上述方法在保证求解精度的情况下有效降低了算法复杂度。本发明实施例算法可靠性高，可适用于任意多个光频的旋转矢量叠加，应用场景广泛。

本领域普通技术人员可以理解实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ReadOnlyMemory，简写为：ROM)、随机存取存储器(RandomAccessMemory，简写为：RAM)、磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。