時間:2022-01-30 15:47:51
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇數字通信論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
[關鍵詞] 光纜 數字通信 研究
我國開始光纜數字通信工程的研究已經有些年頭,在數字電視等領域已經取得了一定的突破,但相比發達國家,我國的數字通信工程研究還是不夠的,加上整個研究體系并不完善,也沒有建立完整的行業規范,使得在研究過程中遇到了一系列問題,合理的解決這些問題,為我國光纜數字通信工程的進一步發展與突破有重要意義。
一、光纜數字通信工程設計所面臨的困難
1、專業人員和研究設計團隊偏少
光纜數字通信在我國還是一個比較新的名詞,由于起步較晚,這方面的人才較少,對光纜數字通信工程的設計研究造成了較大的阻力。加上學生在學習專業知識的時候,很少接觸到真正的光纜數字通信工程設計工作,接觸到尖端技術的機會更是稀少,這對光纜數字通信人才的培養非常不利。另一當面,現有的研究設計團隊較少,部分團隊科研力量不夠,設備上的缺乏使得研究設計工作進行緩慢,最重要的是光纜數字通信工程設計的學術氛圍尚未形成,使得很多專業人才沒有發揮自己才能的平臺,造成了極大的人才資源浪費。
2、設計研究體系和規章制度不完善,研究設計阻力較大
我國光纜數字通信工程設計現在還是起步階段,不僅需要大量的專業人才和專業團隊,也需要一套完整的設計研究體系和規章制度。現在正是研究體系的缺少,很多小的設計團隊已經陷入了單打獨斗的誤區中,學術交流比較缺乏,資源的不共享導致整個研究進程非常緩慢。加上沒有規范的制約,存在很明顯的不公平競爭,打擊了部分研究者的積極性。正是由于一些不良因素的影響和制約,使得光纜數字通信工程設計的良性發展受到了巨大的沖擊。
3、研究成本以及使用成本偏高
光纜數字通信的研究設計是為了讓人們享受到更好的通信服務,但我國的數字通信工程現在仍然沒能真正得到大眾的支持,很多人并不了解數字通信的特點和優勢,使用成本偏高是主要原因,這非常不利于我國通信數字化的進程。一方面,研究設計中需要用到許多國外的先機技術和設備,需要較高的成本,另一方面,有關部門對光纜數字通信工程研究的支持不足,研究資金比較缺乏,再加上部分設計機構人員臃腫,無形之中增加了研究開發的成本。如果不能把研究成本和使用成本降到合適的程度,光纜數字通信就不可能深入人心,更加不可能得到普及。
二、如何加快我國光纜數字通信工程的設計
1、重視光纜數字通信方面人才的培養和引進
人才的培養和引進是整個研究設計的基礎,加快光纜數字通信方面人才的培養是加快通信數字化的第一步。首先高等院校應該改變培養模式,可以聯合研發團隊進行綜合培養,讓大學生就可以直接接觸到光纜數字通信工程的設計研究,盡可能的為他們提供學習尖端技術的機會,爭取讓每一個學生都能成為實用型人才;其次,有關部門應該支持相關科研團隊的建立,并對他們提供一定的經濟支持,早日形成光纜數字通信的研發氣氛;最后,在人才的使用上一定要遵循人盡其用,企業在引進人才時一定要合理,力爭每一個人才都能有一個較好的發揮平臺,杜絕人才資源的浪費。相信只要我們打好了人才這個大基礎,整個研究設計工作將會變得又快又好。
2、加速建成合理的研究體系和規章制度
切實推進開發研究體系的建立,盡早制定完善的行業規章制度,對光纜數字通信工程的設計研究有重要意義。一方面,應該完善研發設計體系,增強各個研發團隊之間的溝通和合作,在技術攻堅時,聯合一切可以聯合的機構和人才展開研發設計。可以定期舉行學術研討交流會,使光纜數字通信工程的設計進入到一個良性發展期;另一方面,一定要盡快的完善行業內部的規章制度,對不符合規定的研發機構和企業予以一定的處罰,情況嚴重的一定要取消氣研發資格。在支持各個團隊和企業競爭的同時,一定要避免行業內不公平競爭行為的發生,早日處理有礙光纜數字通信工程研究設計進程的人和事,為整個研究設計的展開保駕護航。
3、開發新技術,降低生產以及使用成本
為了使整個光纜數字通信真正的造福于民,我們迫切需要降低數字通信的生產和使用的成本。可以從以下兩個方面著手:一方面,我們要加大宣傳的力度,讓數字通信技術為更多的人所熟知,讓更多的人支持光纜數字通信工程,使用的人多了,每個人的使用成本自然而然就會有所降低;另一方面,有關部門一定要加大對數字通信研究設計的進一步投入,支持新技術和新設備的自主研發,在創新的背景下,加速對國外高新理論的研究和不斷吸收,減輕對國外人才和設備的依賴程度,同時還要改善研發工藝和施工工藝,更多的使用低價實用的原材料,切實降低生產的成本,最后需要對相關研發團隊和企業進行定期考核,規范研發流程,杜絕企業內部人員臃腫情況的發生,精兵簡政對于降低生產成本有很重要的意義,綜合種種情況來加快我國光纜數字通信工程的設計進程。
三、總結
總之,光纜數字通信作為朝陽產業,有著非常美好的明天。數字通信技術,相比于傳統的通信技術,在抗干擾和傳輸質量方面有著起獨特的優勢,加上數字通信技術適用的領域非常廣,我們有必要加大對光纜數字通信工程研究設計的投入,我相信我們一定能早日實現數字通信高速化、智能化以及小型化的研究目標。在不久的將來,光纜數字通信技術必將取代傳統通信技術,并且一定會深入人心,為提高人民的生活水平作出巨大的貢獻。
參 考 文 獻
[1]何寧;顏永慶;王茂祥;鄭彤;朱彤;;通信工程建設的計算機網絡化管理系統[A];第六屆全國計算機應用聯合學術會議論文集[C];2002年
[2]任世洋;探討長途光纜線路的維護和管理[A];中國通信學會2001年光纜電纜學術年會論文集[C];2001年
關鍵詞:數字移相鍵控調制解調;MALTAB仿真;數字信號處理器
通信技術自從進入第二代移動通信以后有了飛速的發展,可謂是日新月異,數字通信代替模擬通信是其關鍵原因之一,調制技術是數字通信系統中必備的技術,調制解調模塊也是數字通信系統中必不可少的一部分。雖然在現在的數字通信系統中使用的數字調制技術主要是GMSK和QPSK,但是PSK(數字移相鍵控,本論文主要介紹的是2PSK及2DPSK)作為數字相位調制技術中最為簡單,最易實現的一種也有著其獨特的優點,比如占用帶寬僅為FSK的一半,確有著比包括FSK在內的許多種調制技術更好的抗噪聲性能以及抗碼間干擾能力。而且其他的具有更優良性能的數字相位調制技術如QPSK也是在其基礎上改進而來的,因此對PSK做一定的研究和分析也是必要的。
1 數字移相調制技術(PSK)的基本原理
圖1表示數據a=[1 0 0 0 1 1 1 1]的2PSK基帶信號波形、其對應的調制信號波形、其對應的2DPSK基帶信號波形和調制信號波形,2DPSK波形定義首字符為0,調制時以一個周期調制一個碼元,圖1第一個波形表示a的2PSK基帶信號波形,第二個波形表示經碼變換后的以0開始的2DPSK基帶波形,第三個波形表示a的2PSK調制信號波形,第四個波形為a的2DPSK調制信號波形。
由圖1可以看出PSK是以相位來區分0、1碼元的,2DPSK和2PSK之間的區別僅僅在于:2PSK是直接利用載波的相位來表示0、1代碼,2DPSK是用載波的相對相位來區分碼元0、1的,如上圖用一個周期表示一個碼元時,當調制信號的兩個相鄰周期的相位相同時表示代碼1,相位不同時表示代碼0。在實際的2DPSK調制實現是這樣的:先對信號碼元進行碼元變換,然后再進行2PSK調制。
2 數字移相鍵控(PSK)的MATLAB仿真
上圖為濾波后信號與載波相乘后的信號波形,也就是調制程序輸出的已調信號。從圖中我們可以看出,輸入信號在基帶波形成型后進行了極性變換,原來的碼元0變換為了-1、1則仍為1。并且這個程序是對一個碼元采樣八個點的。根升余弦濾波主要是對基帶波形做了變換,使得原基帶波形變得比較圓化,并且有一定的濾波時延和拖尾,在這個程序中因為采用的是51階濾波,所以時延為3個碼元。載波調制后輸出的已調信號是通過余弦波形的相位來區分碼元的,其中相位0表示碼元1,相位180度表示碼元1。并且該程序使用的是2PSK調制,沒有使用2DPSK,如果要進行2DPSK調制,只需要在基帶波形成型前對輸入信號進行碼元變換,在解調程序的判決輸出后,對碼元進行反變換就可以實現了。
接著運行解調程序,解調程序可分兩種情況運行,一種是在不加任何躁聲的情況下解調輸如信號,得到的解調信號是理想化的信號。實際的通信系統中是不存在沒有噪聲的情況的,因此,為了更好的模擬現實通信系統,就有了第二種方法,在調制信號后加入高斯白躁聲,然后再進行解調,這樣解調出來的信號是比較接近現實的通信情況的。本文為了更好的體現程序的正確性,對兩種情況都進行了仿真。
本MATLAB程序仿真的算法是是一種比較可行的算法,其誤碼率最大也是低于0.025的。在調制與解調的過程中都使用根升余弦51階濾波器濾波時,是有6個碼元的濾波時延的。也就是說解調出來的前6個碼元是不正確的,而輸出到調制程序的信號的最后6個碼元是解調不出來的,為了解決這個問題,可以在輸入信號時,在需要調制的信號的末尾加6個無用的碼元。而在解調積分判決輸出解調信號時從第7個碼元開始輸出。
[參考文獻]
[1]程佩青,著.數字信號處理教程.第二版.北京:清華大學出版社.2001年.
[論文摘要]本論文討論計算機網絡數據交換技術的發展歷程,闡述數據交換每個發展階段的技術特點。著重對分組交換技術進行分析論述。
交換設備是人類信息交互中的重要實施,在相互通信中起著立交橋的作用。交換技術的發展總是依賴于人類的信息需求、傳送信息的格式和技術,以及控制技術的發展而螺旋型發展。從電話交換一直到當今數據交換、綜合業務數字交換,交換技術經歷了人工交換到自動交換的過程。人們對可視電話、可視圖文、圖象通信和多媒體等寬帶業務的需求,也將大大地推動異步傳輸技術(ATM)和同步數字系列技術(SDH)及寬帶用戶接入網技術的不斷進步和廣泛應用。
從交換技術的發展歷史看,數據交換經歷了電路交換、報文交換、分組交換和綜合業務數字交換的發展過程。
一、電路交換
自1876年美國貝爾發明電話以來,隨著社會需求的增長和通信技術水平的不斷發展,電路交換技術從最初的人工接續方式,經歷了機電與電子式自動交換、存儲程序控制的模擬和數字交換、第三方可編程交換等技術的變革,當前正在發展中的融合多媒體格式相互通信的軟交換技術。
隨著電子技術,尤其是半導體技術的迅速發展,人們在交換機內引入電子技術,這類交換機稱作電子交換機。最初是在交換機的控制部分引入電子技術,話路部分仍采用機械接點,出現了“半電子交換機”、“準電子交換機”。只有在微電子技術和數字技術的進一步發展以后,才開始了全電子交換機的迅速發展。
1 9 4 6年第一臺電子計算機的誕生,對交換技術的發展起了巨大的影響。在20世紀60年代后期,脈沖編碼調制(PCM)技術成功地應用在通信傳輸系統中,對通話質量和節約線路設備成本都產生了很大好處。隨著數字通信與P C M技術的迅速發展和廣泛應用,于是產生了將P C M信息直接交換的思想,各國開始研制程控數字交換機。1970年法國首先在拉尼翁(Lanion)成功地開通了世界上第一臺程控數字交換系統,標志著交換技術從傳統的模擬交換進入到了數字交換時代。程控數字交換技術采用PCM數字傳輸和數字交換,非常適合信息數字化應用,除應用于普通電話通信以外,并且為開通用戶電報、數據傳送等非話業務提供了有利條件。目前在電信網中使用的電路交換機全部為程控數字交換機,可向用戶提供電路方式的固定電話業務、移動電話業務和窄帶ISDN業務。
二、報文交換
報文交換方式的數據傳輸單位是報文,報文就是站點一次性要發送的數據塊,其長度不限且可變。當一個站要發送報文時,它將一個目的地址附加到報文上,網絡節點根據報文上的目的地址信息,把報文發送到下一個節點,一直逐個節點地轉送到目的節點。
每個節點在收到整個報文并檢查無誤后,就暫存這個報文,然后利用路由信息找出下一個節點的地址,再把整個報文傳送給下一個節點。因此,端與端之間無需先通過呼叫建立連接。報文在每個節點的延遲時間,等于接收報文所需的時間加上向下一個節點轉發所需的排隊延遲時間之和。
三、分組交換
分組交換是交換技術發展的重要成果,代表著網絡未來演進的方向。分組交換方式兼有報文交換和線路交換的優點。分組交換技術使用統計復用,與電路交換相比大大提高了帶寬利用率。這要求在交換節點使用存儲轉發,從而導致掉隊現象的發生。因此,分組交換全引入不固定的延遲的概念。分組交換網絡主要有面向連接和無連接兩種方式.分組網絡包含3個功能面,分別是數據面、控制面和管理面。數據面負責分組轉發,因此需要高性能的實現。目前主要的分組交換網包括面向連接的X.25、幀中繼、ATM、MPLS以及無連接的以太網、CP/IP網絡。
分組交換網有兩種主要的形式:面向連接和無連接。對于分組交換技術來說,面向連接的網絡與電路交換類似,也需要通過連接建立過程在交換機中分配資源;但由于它采用統計復用,所分配的資源是用邏輯標號來表示的。自分組交換技術出現以來,已經有多種分組交換網投人運行。電信領域最早提出的是X.2 5網絡,但由于它協議復雜,速度有限,逐漸被性能更好的網絡如幀中繼代替。幀中繼網絡可以認為是X.2 5的改進版本,它簡化了協議以提高處理效率。
計算機領域的一個側重點是局域網,即小范圍、小規模的網絡,用于互連辦公室內的計算機。目前以太網已成為占統治地位的局域網技術。
在2 0世紀9 0年代中后期,因特網獲得較大發展,規模持續擴大,對核心路由器吞吐量的要求也越來越高。由于路由器對I P分組進行轉發時路由表的查找比較復雜,轉發速度受到很大限制。前面指出,面向連接網絡使用邏輯子信道標號進行轉發表查找,速度是很快的。人們結合ATM技術在這方面的優點,提出將核心網絡改為使用類似于A T M的交換機,而只在邊緣網絡使用路由器的I P交換技術,最終發展為多協議標記交換(MPlS)。然而,在隨后的幾年中,提出了多種實用的高速路由查找方法,使其不再成為瓶頸。此時,MPLS最大的優點就是流量工程(Tramc En小needng)能力,即人為控制分組流向。但是由于目前高速路由器還能夠很好地工作,MPLS技術并沒有被廣泛使用。
四、綜合業務數字交換
綜合業務數字網是集語音、數據、圖文傳真、可視電話等各種業務為一體的網絡,適用于不同的帶寬要求和多樣的業務要求。異步傳輸模式ATM(Asynchronous Transfer Mode)就是用于寬帶綜合業務數字網的一種交換技術。A T M是在分組交換基礎上發展起來的。它使用固定長度分組,并使用空閑信元來填充信道,從而使信道被等長的時間小段。由于光纖通信提供了低誤碼率的傳輸通道,因而流量控制和差錯控制便可移到用戶終端,網絡只負責信息的交換和傳送,從而使傳輸時延減小。所以A T M適用于高速數據交換業務。
隨著通信技術和通信業務需求的發展,迫使電信網絡必須向寬帶綜合業務數字網(B—ISDN)方向發展。這要求通信網絡和交換設備既要容納非實時的數據業務,又要容納實時性的電話和電視信號業務,還要考慮到滿足突發性強、瞬時業務量大的要求,提高通信效率和經濟性。在這樣的通信業務條件下,傳統的電路交換和分組交換都不能夠勝任。電路交換的主要缺點是信道帶寬(速率)分配缺乏靈活性,以及在處理突發業務情況下效率低。而分組交換則由于處理操作帶來的時延而不適宜于實時通信。因此,在研究新的傳送模式時需要找出兩全的辦法,既能達到網絡資源的充分利用,又能使各種通信業務獲得高質量的傳送水平。這種新的傳送模式就是后來出現的“異步轉移模式”(ATM)。
A T M是在光纖大容量傳輸媒體的環境中分組交換技術的新發展。在大量使用光纜之前,數字通信網中的中繼線路是最緊張也是質量最差的資源,提高線路利用率和減少誤碼是最著重考慮的事情。光纜的大量使用不僅大大增加了通信能力,而且也大大提高了傳輸質量。這使得人們逐漸傾向于寧可犧牲部分線路利用率來減少節點的處理負擔。
與此同時,人類對于通信帶寬的需求日益增加。特別是傳送圖像信息和海量數據,已經使人們對于數據通信的速率由過去的幾千比特/秒增加到幾兆比特/秒。這樣,節點的處理能力成了數據通信網中的“瓶頸”。A T M對于節點處理能力的要求遠低于分組轉送方式,更能適應現代的這種環境。
A T M方式中,采用了分組交換中的虛電路形式,同時在呼叫建立過程中向網絡提出傳輸所希望使用的資源,網絡根據當前的狀態決定是否接受這個呼叫。可以說,A T M方式既兼顧了網絡運營效率,又能夠滿足接入網絡的連接進行快速數據傳送的需要。
五、計算機網絡數據交換技術發展的展望
近年來。以Internet為代表的新技術革命正在深刻地改變著傳統的電信觀念和體系架構,并且隨著信息社會的到來,人們的日常生活、學習工作已經離不開網絡,這導致了人類社會對網絡業務需求急劇增長,并且對網絡也提出了更高的要求,不僅要提供話音、數據、視頻業務,也要同時支持實時多媒體流的傳送,并且要求網絡具有更高的安全性、可靠性和高性能。下一代網絡應是—個能夠屏蔽底層通信基礎設施多樣性,并能提供一個統一開放的、可伸縮的、安全穩定和高性能的融合服務平臺,能夠支持快速靈活地開發、集成、定制和部署新的網絡業務。
下一代網絡將是—一個以軟交換為核心、光網絡為基礎、分組型傳送技術的開放式的融合網。軟交換的出現,可通過一個融合的網絡為用戶同時提供話音、數據和多媒體業務,實現國際電聯提出的“通過互聯互通的電信網、計算機網和電視網等網路資源的無縫融合,構成一個具有統一接入和應用界面的高效率網路,使人類能在任何時間和地點,以一種可以接受的費用和質量,安全的享受多種方式的信息應用”的目標。
參考文獻
[1]金惠文 陳建亞 紀 紅 馮春燕:現代交換原理.北京:電子工業出版社,2005
【關鍵詞】抗干擾方案編碼
目前,信道編碼和交織技術已被成功地應用于第二代移動通信系統中,但第二代移動通信系統只提供話音業務和低速數據業務,因而導致相應的信道編碼單一。相比較之下,第三代移動通信系統能提供更為豐富的業務種類,并且能改善原由第二代業務的質量,這就對通信系統提出了更高的要求。
一、背景
本論文主要以第三代以及未來移動通信系統需求為背景,介紹當前以及未來移動通信普遍關注的高效信道編碼譯碼技術,其中包括已被3GPP采用的Turbo碼技術和目前受到普遍關注的Turbo乘積碼(TPC)和低密度校驗碼(LDPC)碼技術。
二、高效信道編碼技術
信道編碼技術是移動通信中提高系統傳輸數據可靠性的有效方法,使接收機能夠檢測和糾正傳輸媒介帶來的信號誤差。在第二代移動通信系統中應用卷積碼和交織,對保證話音和低速數據業務的業務質量取得了很好的效果。第三代系統與第二代相比,需要提供的業務種類大大增加,對信道編碼有更高的要求。
在第三代移動通信系統中,GSM與IS-95中主要采用卷積碼,Fire碼以及卷積與RS的級聯碼。在第三代移動通信系統中,采用的信道編碼類型主要有兩種:卷積碼,Turbo碼。
在未來移動通信系統中,卷積編碼仍可以作為實時話音業務的一種侯選方案,而Turbo碼仍可以作為非實時高速數據業務的一種侯選方案。研究表明,在非規則圖上構造的基于GF(q)域上的LDPC碼性能要好于Turbo碼。LDPC碼可以通過增加碼字長度,同時采用優化的譯碼實現,所以它也是可能應用與未來移動通信系統的非實時高速數據業務的信道編碼侯選方案。
Turbo碼,又稱并行級聯卷積碼(PCCC),是由C.Berrou等在ICC’93會議上提出的。它巧妙地將卷積碼和隨機交織器結合在一起,實現了隨機編碼的思想。同時,采用軟輸出迭代譯碼來逼近最大似然譯碼。Turbo碼的發現,標志著信道編碼理論與技術的研究進入了一個嶄新的階段,結束了長期將信道截止速率作為實際容量的歷史。
LDPC碼是Low-Density Parity-Check Codes的簡稱,中文譯名為低密度校驗碼。它是Gallager于1963年提出的,所以也叫Gallager碼。近幾年,人們認識到LDPC碼所具有的優越性能及其巨大的實用價值,所以繼Turbo碼之后,LDPC碼成為近年來編碼理論界的又一研究熱點。研究表明,利用置信傳播算法,LDPC碼能夠以較低的硬件復雜度實現近香農限的譯碼性能。
Turbo碼是應用在UMTS系統中的新的糾錯編碼技術。其糾錯性能優于卷積編碼,但是解碼復雜度較高,而且編碼時延較大,適用于對時延要求不高但速率較高的數據業務。另外,Turbo碼的理論分析困難。至今尚未有對Turbo碼譯碼器誤碼率的完整理論分析和估計,一般是通過仿真模擬其性能。
LDPC碼相對于Turbo碼來說,有以下優點:(1)LDPC碼的譯碼復雜度較Turbo碼低;并且由于LDPC碼譯碼算法中一次譯碼迭代的計算復雜度遠比Turbo碼譯碼算法中一次譯碼迭代的計算復雜度低,因此可以通過改變最大迭代次數來獲得“復雜度-性能”的最家折衷。此外,LDPC碼置信傳播(BP)譯碼算法可以高度并行操作,也存在更低復雜度的性能近似置信傳播譯碼算法的其他譯碼算法。(2)LDPC碼的最小距離隨著碼塊長度增大依逼近于1的概率線性增大。(3)可以根據任意碼塊長度和任意碼率很容易的設計出性能優異的LDPC碼。(4)LDPC碼無“錯誤地板”現象,這使其可以應用于短幀業務。(5)由于校驗矩陣是隨機生成的,從而已經對編碼比特進行了有效的交織,所以無需額外的交織器。(6)在LDPC碼譯碼過程中,可以得知譯碼是否正確。因為若,則說明譯碼正確,其中H為LDPC碼奇偶校驗矩陣,為譯出的碼字。
但是,LDPC碼卻具有較高的編碼復雜度,這是其經常遭受抨擊的一個最主要原因。Turbo碼具有線性編碼復雜度,而直接實現LDPC碼編碼器的復雜度卻與碼塊長度的平方成正比。不過,目前已經存在相應的解決辦法,如可以改進LDPC碼的奇偶校驗矩陣構造方法,或者采用降低復雜度的LDPC碼編碼算法。
三、移動通信中的調制技術
數字調制,解調技術是從最基本,最簡單的二進制數字調制2ASK,2FSK和2PSK的基礎上發展起來的。基于2ASK由二進制向多進制發展,產生了正交幅度調制QAM,MQAM;基于2FSK向多進制發展,產生了MFSK調制;基于2PSK向多進制發展,產生了QPSK,OQPSK,MPSK等。為了進一步改善移相中相位躍變帶來的頻譜擴展與幅度上的變化,又引入了連續相位調制。其中,最為典型的是最小頻移鍵控MSK,高斯型最小頻移鍵控GMSK,平滑調頻TFM。
目前數字移動通信系統的調制技術主要有兩大類:一類是以GSM為代表的,采用非線性連續相位調制CPM中高斯濾波的最小頻移鍵控GMSK,它避開了線性要求,可使用高效率的C類功率放大器,大大降低了放大器的成本,但是實現復雜;另一類屬于移相鍵控PSK,它包括IS-95中以及IMT-2000中采用的BPSK,QPSK,OQPSK,平衡四相擴頻調制BQM以及復數四相擴頻調制CQM等。這類調制在碼元轉換時刻會產生相位躍變,并帶來頻譜擴展,當頻帶受限后幅度上會出現波動,且對線性度要求較高,高功放,需使用價格高昂的A類放大器,但是實現簡單。
為提高系統的頻譜效率,數字通信系統常常采用多進制數字調制。多進制數字調制是利用多進制數字基帶信號調制載波的幅度,頻率或相位。由于多進制數字已調信號的被調參數在一個碼元間隔內有多個可能取值,因此,與二進制數字調制相比,在系統帶寬一定的條件下,多進制調制的信息傳輸速率較高。在相同的信息速率下,多進制信號碼元的持續時間要長。增大碼元寬度,就會增加碼元的能量,并能減小由于信道特性引起的碼間干擾的影響。正是基于這些特點,多進制調制方式獲得了廣泛的應用。
但是,多進制數字調制系統頻帶利用率的提高是通過犧牲功率利用率來換取的。隨著M值的增加,在信號空間中各信號點間的最小距離減小,相應的信號判決區域也隨著減小。因此,當信號受到噪聲和干擾的損害時,接收信號的錯誤概率也將隨之增大。幅度相位聯合鍵控(APK)方式就是為克服上述問題而提出來的。當前研究較多,并被建議用于數字通信中的APK信號,是正交幅度調制信號。尤其是矩形QAM信號,具有容易產生的獨特優點,也容易解調,從而得到廣泛的應用。
論文摘 要:“通信原理”課程是通信、信息及電子類專業一門重要的基礎課程,其特點是系統性強、概念抽象、數學含量大。本文分析了“通信原理”課程存在的問題,并在理論教學和實踐教學改革方面進行探討,提高了教學質量和效果,完善了教學手段,并極大地激發了學生的學習興趣,提高了學生解決實際問題的能力。
1 引言
通信原理課程在通信工程專業的課程體系結構中起著非常重要的作用,是學習諸如移動通信、光纖通信以及數字通信等后續課程的基礎,其教學的重點在于讓學生理解基本概念和原理、掌握相關的分析方法和有關通信系統的重要結論。本課程特點是內容較多,知識面廣,概念抽象,系統性強,同時強調理論和實踐的融會貫通。因此,如何提高課程的教學質量,改善教學效果,提高學生分析問題和解決實際問題的能力,是一項緊迫和重要的工作。本文首先分析通信原理課程教學中存在的問題,然后從課程的理論教學和實踐教學方面進行了一些改革和探索。
2 課程教學中存在的問題
通信原理課程的理論學習往往有大量復雜的數學推導,抽象的理論概念較多,內容覆蓋面廣,理論性和實踐性強,但學生不會將理論知識運用于實踐。同時,由于本門課程內容偏重理論,學生在學習過程容易感覺乏味枯燥,學習效果不好。
因此,傳統的課堂教學中存在以下的問題:(1)學生學習積極性不高;(2)教學方式和教學手段單一化;(3)課程試題庫陳舊;(4)實驗教學內容陳舊;(5)理論和實踐相分離。
3 理論和實驗教學改革
針對上述存在的問題,本小節對如何改進教學方法、豐富教學手段、立足教學內容力求與實際通信系統相結合等方面進行了初步探討。
在理論教學方面,首先應建立良好的師生情感,創設和諧的教學環境,根據不同的教學內容和對象,授以不同的教學方法,以培養學生的學習興趣。其次,在課堂教學中,針對課程中的重點和難點,結合使用現代化的多媒體教學手段,擴大課堂教學的信息量,提高課堂效率,豐富教學形式,增強課堂教學內容的生動性與形象性,多體并存,優勢互補。最后,利用網絡資源及時更新和豐富課程試題庫,并在授課過程中穿插通信產業的最新進展和目前比較前沿的通信系統如第三代移動通信系統或者新型通信技術-超寬帶無線通信系統,使理論和實際能夠有機結合,進一步激發學生的學習興趣。
在實驗教學方面,合理配置演示性、驗證性和設計性、綜合性實驗,充分利用仿真實驗的便利條件,并將仿真實驗及硬件實驗將課堂教學和實踐環節相融合,使學生對理論知識更好的消化和吸收,鍛煉學生分析問題和解決問題的能力。例如,在實踐教學環節中,可以適當引入和靈活配置Matlab、Labview、SystemView等仿真軟件,由學生設計和實現虛擬實驗,通過靈活配置一些仿真參數,對實驗結果進行分析和討論,通過圖形對比,使學生從理論認識進一步深入到感性認識,以更好地理解和鞏固通信原理課程中的概念和結論。具體設計題目包括:模擬信號的調制與解調、模擬信號的數字化傳輸、基帶傳輸的部分響應系統演示等等。通過上述實驗教學方面的改革,可以使教學理論聯系實際,使學生具備一定的感性認識,并培養學生的觀察能力、思維能力、自學能力以及發現問題、分析問題及解決問題的能力。
4 結語
通信原理課程是一門理論性與實踐性都很強的專業基礎課,本文針對傳統教學中存在的一些問題,從理論教學和實驗教學的角度給出了一些改革的措施。通過對教學內容、教學形式、教學方法和教學手段等方面的改良,調動了學生學習本課程的積極主動性,顯著提高了教學質量和教學效果,達到了培養適應現代科學技術發展的高質量創新型人才的目的。
參考文獻
[1] 楊星海,魏長智,張魯,等.“通信原理教學改革研究”[J].中國現代教育裝備,2010,9:87-88.
關鍵詞:VSAT,衛星通信,消防指揮
一、引言
新形勢下消防部隊面臨更多繁雜的滅火和搶險救援任務,消防通信更加重要。隨著我國經濟建設取得巨大成就我國城市化進程進一步加快,消防部隊正面臨著更多、更繁雜的滅火和搶險救援任務。另一方面,由于國際社會的動蕩、自然氣候條件異常、地質災害等,如美國911、沿海地區臺風、汶川大地震,對救援現場的指揮與決策提出了很高的要求。
在這樣一些重特大突發災害事故的處置現場,尤其是在一些區域性災害的處置過程中,由于情況特別復雜,需要在搶險救災現場與后方指揮中心之間建立一個全方位的信息溝通平臺,以便后方能在最短的時間內給予最為科學的技術支持和物質支援,而這種全方位的信息溝通僅僅依靠語音和數據通信是不夠的,還需要信息量更大的實時圖像、圖形、數據傳輸,讓指揮中心的指揮員對現場能“一目了然”,及時獲得現場信息,提高決策的準確性和及時性。
本文就如何將VAST技術有效地應用于移動消防通信指揮系統,以實現前后方快速高效的信息傳輸作兒點探討。
二、我國消防通信的現狀
長久以來無線通信是我們消防作戰指揮中應用最多的通信方式,其主要應用有常規中轉對講系統、集群系統、公眾移動系統等。這些系統各有各自的優勢,但是由于技術特點的不同在運用于消防指揮中均存在一定的不足。常規中轉對講系統的優點在于它組網靈活、費用低廉、反應快捷、使用方便。但是由于受到組網復雜或者同頻干擾的限制要做到大面積覆蓋,同時又簡便,往往是比較困難的。近年推出的數字集群系統在通信質量、快捷應變等方面已經比較成熟但是系統過于昂貴。公眾移動系統覆蓋面、通信質量等方面都具有很大的優勢,但不太適合消防指揮體制,雖有一些單位利用CDMA進行圖像傳輸,但功能還比較單一。
三、VSAT衛星通信概述
VSAT(Very Small Aperture Terminal)衛星通信技術成熟于20世紀80年代,并從90年代開始大規模地進入中國通信市場。VSAT通信網一般由同步衛星、功能強大的地面主站和眾多較小的、易于安裝的VSAT地面小站組成。小站與小站之間的通信要通過主站進行交換和中繼支撐,建在用戶所在地的小站無需人員值守,主站則配備專業值班人員通過網絡管理系統對各小站及衛星全網的運行情況進行監督、調度、維護和管理。與傳統的地面通信線路相比,VSAT衛星通信具有以下優勢: (1)高可靠性。衛星在離地球36 500km外運行,不受地球所發生的災害影響。而地面網絡的諸多環節中的任一環節都有可能引起通訊中斷。論文參考網。(2)覆蓋范圍廣。可實現多址通信和信道的按需分配,通信靈活機動。(3)組網簡單,速度快。最簡單的網絡只需一對衛星小站即可開通,衛星可在數分鐘內“一鍵開通”通信鏈路(4)通信容量大。衛星通信一般使用1~10GHz的微波波段,有很大的帶寬,可傳輸多路視頻和大容量的電話。一般小站下行可以達到40+MBPS,上行可達到6~8+MBPS(這個數率可傳輸清晰的電視信號,而其他無線手段的速率難以達到)。論文參考網。(5)可以和其他網絡有效融合,其他網絡可在衛星鏈路的基礎上快速組網。(6)易擴容。可無級不間斷擴容,大部分衛星通信系統甚至可按需分配帶寬。(7)安全性好。衛星頻段已經過協調,衛星傳輸的干擾很小;可使用VPN技術。論文參考網。而集群和其他無線手段,除移動電話外,基本使用公用頻段,安全和干擾問題隱患大,即使是專用頻段,也比較容易被截聽。
四、VSAT技術在移動消防通信指揮系統中的應用
(一)VSAT衛星通信系統是消防指揮中心對化學生產、倉儲等重點防火企業監控點進行實時監視的有力武器。VSAT衛星通信系統是一個寬帶網絡和廣域VSAT網絡,能對監控點進行遠程監視,遠程遙控、傳輸數據、話音和連續圖像〔24幀/秒以上的活動圖像)。一旦出現災害報警時,消防指揮中心便可以收到監控點的報警號;消防指揮中心可與監控點進行話音雙
向通信;并能將監控點的圖像傳輸到消防指揮中心,消防指揮中心還可遠程遙控攝象機和其它有關設備,實現有效處警指揮。VSAT衛星通信系統還可以與其他通信系統特別是地面網絡包括地面蜂窩系統、其它的靜止軌道衛星通信系統等密切結合,優勢互補、互為補充與延伸。
(二)VSAT衛星通信移動指揮中心接普處帶迅速,實現了接處一體化。VSAT衛星通信的消防指揮輔助決策系統技術先進,衛星鏈路和各小型地球站的MODEM通過網關設備把報警系統、監控系統、計算機系統、圖像系統、話音系統、ISDN綜合業務網系統有效地綜合設計在一起,可實現衛星的VSAT網與ISDN網的結合、局域網與廣域網的結合、報警監控網與衛星通信網的結合、無線網與有線網的結合,是實現消防接處警一體化最可靠和有效的傳輸手段。到達災害現場后,衛星指揮車車頂上自動衛星跟蹤天線迅速采用衛星應用視頻軟件,將災害事故現場的實況和相關資料進行實時傳輸至消防調度指揮中心,以便指揮員進行有效的調度指揮。
(三)VSAT衛星通信系統中的衛星轉發器可以通過衛星通信指揮車裝載,實現移動作戰的功能。通信指揮車是VSAT衛星通信系統中的小型移動地面站,它可以迅速在災害事故現場建立指揮所,可實現對消防部隊實施滅火救援和災害事故處置的直接指揮,VSAT衛星通信指揮車通過衛星信道可實現現場指揮,同時與消防指揮調度中心進行話音、數據、圖像的雙向
通信,接收調度指揮中心的指令;利用通信指揮車上裝載的公安350MHz車載臺與消防調度指揮中心保持實時聯絡;利用GPS系統報告指揮中心,車輛行進的具體方位和行進的路線,實時接收指揮中心發來的信息,實時向中心傳遞消防車的狀態信息,同時也可接收指揮調度中心指揮員的指令,形成固定指揮中心與移動指揮中心的無縫鏈接。在地面通信設施容易受到火災、咫風、地震等重特大性災害的破壞、面對重大災害事故時無法發揮其應有的作用的嚴峻形勢下,VSAT衛星通信系統功能強大,適應性寬廣,己經成為當今處置災害事故現場的迫切需要,同時也是消防信息化今后發展的趨勢。隨著它在消防領域中的應用,必將大幅度提升消防通信指揮體系的指揮、控制能力,為消防部隊現場指揮決策提供科學的保障。
參考文獻
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[關鍵詞]通信工程;培養模式;課程體系;實踐環節
0引言
大連海洋大學是我國北方地區唯一的一所以海洋和水產學科為特色,多學科協調發展的涉海高等院校,為振興遼寧老工業基地,適應遼寧省及全國沿海省市對海洋漁業通信工程發展的需要,發展區域經濟,滿足我國和全省經濟建設對海洋漁業通信工程專業人才的需求,大力發展信息產業建設,通信工程專業自2003年開始招生。在開辦的這十二年時間里,我們下大力氣,狠抓專業建設規范,注重教學質量。隨著本專業師資力量的逐步增強,我們對本專業的發展現狀、發展規律的深入研究把握,對專業定位的認識逐步統一,大連海洋大學通信工程專業的特色目標和人才培養目標逐步清晰明確。
1培養目標
大連海洋大學信息工程學院通信工程專業是從學校的學科專業結構特點和學科特色出發,合理配置學校的教學資源,在電子信息工程、通信工程、自動化、計算機科學與技術、船舶與海洋工程和航海技術的學科交叉基礎上設立的專業。學校以提升人才培養質量為核心,立足遼寧,面向黃、渤海,輻射全國,為區域經濟建設服務,為國家水產和海洋事業服務,致力于培養德、智、體、美全面發展,知識面寬,基礎扎實,綜合素質高,具有創新精神和實踐能力,敬業、專業、樂業、創業的復合性應用型人才的人才培養戰略。在人才培養過程中注重培養學生的自主性、研究性學習的能力和分析問題、解決問題的能力,結合地方經濟社會發展需要確定本專業的培養目標、任務和要求,加強海洋漁業通信方面的特色教育。在多年辦學經驗的基礎上,經多方調研,結合本校實際,制定并逐步完善了通信工程專業的培養目標:以培養德、智、體、美全面發展,熟練掌握通信技術、通信系統和通信網絡的基本理論、基本知識和基本技能與方法,并具備電子和計算機技術等方面知識,具有較強的工程實踐能力,能夠從事固定通信、移動通信及船舶通信等現代通信系統及設備的研究、設計、開發與應用的,具有海洋、漁業科學背景的人才。
2課程體系的改革和優化
課程體系主要包括課程設置、教學內容及課程結構,是教學思想、教育理念的具體化,也是實現創新能力培養與綜合素質提高的保證。課程設置是否科學,教學內容是否合理,直接影響創新能力的培養與綜合素質的提高。按照我校建設“藍色大學”理念,構建了通信工程專業藍色人才培養方案。培養方案堅持“加強通識教育、拓寬學科基礎、凝練專業方向、提升實踐能力、培養創新精神”的人才培養原則,優化人才培養過程,構建課內、課外一體化的培養模式,依照“淺藍、蔚藍、湛藍、深藍”的藍色課程體系,用藍色課程元素來承載水的精神與海的文化,延伸至涉海涉水教學內容要素。(1)淺藍(通識課程)包括公共基礎課(思想政治理論課、大學外語、大學計算機基礎、高等數學、大學物理、體育等),公共選修課(軍事理論、健康與安全教育、選修課),公共集中實踐環節(軍訓)。通識課程雖然不一定與通信專業有直接聯系,但它是培養具有遠大的理想、高尚的情操、科學的思維、可持續發展的能力和健康的心里的人才,為進一步學習提供方法論的不可缺少的課程。基于學校開展課程建設的“雙百工程”,從公共選修課著手,打造了藍色海洋類、人文與社科類、藝術與體育類、自然科學與技術類共100門校級精品視頻公開課。其中藍色海洋類公共選修課有利于進一步加深學生的海洋知識背景。(2)蔚藍(學科基礎課)包括復變函數、電路理論、信號與系統、模擬電子技術、數字電子技術、高頻電子技術、數字信號處理、微機原理與應用、電磁場與電磁波、單片機原理與接口技術、通信原理等。學科基礎課是通信工程專業學生必須具有的基本知識結構,為專業課程提供有效的支撐,使學生具備本專業的基礎理論和基本工程應用能力,有獨立獲取知識、提出問題、分析問題和解決問題的能力及開拓創新精神,為學生后續學習專業方向課打下堅實的基礎。(3)湛藍(專業課)包括專業必修課(電子線路仿真、電子線路CAD、移動通信、計算機通信、DSP技術與應用)、專業方向課、專業任選課(C++高級語言程序設計、隨機信號處理、電視原理與技術、現代通信系統仿真技術、計算機網絡安全、嵌入式系統開發技術、數據結構C、擴頻通信、通信工程專業英語)。通過對其他高校相同專業的大量調研,反復論證比較,通信工程專業設立兩個專業方向:通信工程(程控交換技術、船舶通信、光纖通信)、計算機通信(數字通信、多媒體通信技術、計算機網絡技術)。通信專業依托海洋信息技術,在船舶通信、船舶導航、海洋漁業3S技術等方面進行了卓有成效的嘗試,同時,緊隨時代的發展,對部分課程進行壓縮和調整,開設一些學生喜愛的,又能與現實接軌的課程,如擴頻通信、嵌入式系統開發技術等選修課。(4)深藍(專業集中實踐環節)包括模擬電子技術課程設計、數字電子技術課程設計、電子線路仿真課程設計、電子線路CAD上機、高頻電子技術課程設計、現代通信系統仿真技術上機、通信原理課程設計、單片機原理與接口技術課程設計、通信工程專業教學實習、通信工程專業實習、通信工程專業畢業設計(論文)等。專業集中實踐環節對培養通信專業逐步樹立工程觀念、提高解決工程實際問題的能力和創新能力,有著極為重要的作用。
3強化實踐環節,培養提高創新能力
通信工程專業將實踐環節作為培養學生創新精神和實踐能力的主要途徑,制定了科學合理的實踐教學方案,構建了多層次、全程化實踐教學體系,較好地保證了通信工程專業實踐教學的需要。堅持實踐教學與理論教學并重、實踐教育與創新教育結合,對構成實踐教學的各個要素進行整體設計,所有的實踐環節圍繞培養學生實踐動手能力和創新能力而展開,把實踐環節分成實驗教學、課程設計、實習、畢業論文(設計)、科技創新五個模塊,模塊之間銜接緊密、層層推進,為學生從入門到提高再到創新夯實基礎。
3.1實驗教學
實驗教學模塊主要依托遼寧省海洋信息技術重點實驗室、遼寧省實驗教學示范中心,以提高實驗動手能力為主線,以掌握基本實驗技能和方法、融會貫通科學知識、促進創新思維為主要教學目標。加強基礎課、主干課實驗;實驗內容優化配合,避免重復或脫節;增加設計性、綜合性實驗的比重,形成基本實驗、選做實驗、設計性和綜合性實驗組成的立體化實驗結構;對含有實驗的課程,加大實驗教學在整個課程考核中的比例;鼓勵學生自主設計實驗。在2013版培養方案和教學大綱中都有體現。針對不同課程的特點,有選擇地在教學過程中引入仿真實驗環節,以緩解實驗設備和空間的緊張情況,有效擴展實驗空間和時間,節省資金。
3.2課程設計
課程設計著眼點是把理論學習與工程實踐相結合,讓學生初步掌握設計的程序和方法。一般以單門課或課程群為主選擇題目,它是畢業設計的初級階段。課程設計教學中壓縮驗證性課題,增加能夠體現設計型、綜合型和創造性的課題。在課程設計教學設計過程中,鼓勵學生自主選題,自行討論方案,自己組織實施,給予學生自我發揮的余地,充分激發學生的創造性思維,為學生個性的發揮和創造能力的鍛煉創造條件。
3.3實習
以校內外實習基地為平臺,以使學生學會理論聯系實際、建立工程意識和鍛煉實際操作技能為主要教學目的,并且通過接觸社會,增強學生的勞動觀念和社會責任感。目前,通信工程專業校外實習基地2個(人民4810廠,北京尚觀科技有限公司大連分公司),合作的企事業單位有18個(渤海船舶重工有限責任公司等),同時學校也正在積極運作與通信公司合作。到企業參觀實習和請企業技術專家來校講座,通過參觀和專家公開課的形式,使學生對企業文化、船舶通信及導航設備的發展現狀與趨勢和本行業領域的前沿技術等有所了解,有利于學生學習目標的確定和職業素質的提高。
3.4畢業論文(設計)
以學院各類實驗室、校內外實習基地為平臺,學生通過完成畢業論文(設計),在綜合運用專業知識能力、外語和計算機應用能力、信息資料檢索和收集能力、論文撰寫能力和解決實際問題等能力上有較大提高。為切實保障畢業論文(設計)的質量,從以下幾方面進行加強:①精心設計備選題目,組織開題報告。學生選題后,在指導教師指導下,查閱文獻和撰寫文獻綜述,并精心組織好開題報告,以保證畢業論文的先進性、可行性;②加強畢業論文的中期檢查,以保證畢業論文在有限的時間內按質按量完成;③建立畢業論文答辯規范和質量標準,在畢業論文答辯期間開展“畢業論文檢查周”活動,有效提升了畢業論文的質量。④學校出臺了《大連海洋大學本科生學位論文學術規范檢測暫行辦法》,針對畢業的本科生的學位論文進行了學術不端行為的檢測,有效地杜絕了學術不端行為。3.5科技創新以各類興趣小組和科技社團、大學生科技創新基地、科研實驗室為平臺,學生通過參加大學生創新創業訓練計劃項目、科學研究等活動,使創新意識和能力得到進一步培養和提高。低年級的學生專業基礎還比較薄弱,鼓勵他們參加興趣小組或者科技社團,以增加學生對創新的認識,提高學生對創新的興趣;高年級的學生參加各種校內外的競賽,使學生在競賽過程中自主學習、自我探索、自我發現。目前,通信工程專業學生在教師有針對性的訓練下,參加了“飛思卡爾杯”全國大學生智能汽車競賽、“大唐杯”全國大學生移動通信技術大賽、“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽、全國大學生電子設計大賽等,并取得了優異的成績。
4結語
大連海洋大學通信工程專業作為涉海高校的“非特色”專業,在復合性應用型培養目標的前提下充分利用和挖掘自己的優勢資源,發揮地方特色、行業特色;在加強學生思想道德教育和身心素質培養的同時,主動適應國家和遼寧省沿海經濟帶發展的新需求,抓住實踐能力和創新精神培養的核心,對通信專業的人才培養模式進行調整,使之更好地符合學校的定位與專業培養目標的要求,從而更好地適應社會需要,符合高等教育的發展趨勢,并在實踐中不斷探索與發展。
主要參考文獻
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【關鍵詞】 通信工程 設計項目 進度計劃 控制
本篇論文主要介紹項目進度計劃及控制在通信工程這一高速發展的領域的應用情況,論文接下來將依照邏輯順序,從對通信設計行業的介紹開始,再對項目管理的理論研究現狀進行總結,接著介紹項目管理的一些基礎性知識及原理,最后介紹項目進度控制的相關方法。
一、通信設計概述
通信設計顧名思義就是對通信網絡進行設計工作,社會經濟技術進步,時代變遷的腳步之下,通信設計也不再僅僅局限于單個行業和狹窄領域,而是涵括了社會中多個行業與應用范圍,許多客戶端已經將通信設計視為不可或缺的運行因素。通信設計這一行業對專業性要求是極高的,所以目前通信設計行業以資質許可制度為門檻,但是由于通信工程的設計并不是固定的規模與模式,所以為了提升針對性,我國對不同規模的通信設計制訂了差異性的資質許可制度要求,這一定程度上保證了通信設計的質量。
二、項目管理理論研究現狀
項目管理在國內外的運行模式是有很大差異的,國外的通信工程大多是使用項目總包的模式,這使得設計的這一環節沒有得到應有的重視與強化;而國內的項目管理對于項目管理理論的研究目前還處于初級階段,這和國內企業的文化以及社會人才培養息息相關,社會上企業對項目管理模式的認知度和執行能力的不足也是導致這一現狀的重要原因。對項目管理的研究,我國還有很長的路要去探索,只有在項目管理的研究上邁開步伐,才能高效的實現社會企業的運作。
三、項目管理相關內容
做好通信工程設計項目的進度計劃及控制首先就要對項目管理的相關內容進行一定的了解,論文的這一部分將逐一介紹與項目管理有關的內容。
3.1項目計劃
項目計劃就是對此項目范圍內的各項工作做出安排,以滿足項目目標的要求的一個環節,這是進行項目管理的第一步,要系統性的從全局把握項目任務,保證項目進行的速度,時間和質量以及設計項目的調控和檢查。項目計劃作為一個項目管理設計的開始,是項目工作人員有秩序的進行相關工作的準則,也是最終對項目進行測評與控制的重要保證。
3.2項目組織
項目組織包含了組織機構和組織行為兩部分,組織機構為項目管理的計劃實施與運行進行調整設計,讓項目管理工作朝著目標方向高速前進。項目組織包含了組織設計,聯系,運行,組織行為與調整這五項基本職能。項目組織是實現項目管理高效實施的基礎,對項目管理結果有直接的影響。
3.3項目評價和控制
對一個項目的評價與控制是項目管理的最終環節,由于項目組織實施的過程中難免會存在著一些偏差,所以項目評價與控制是消除偏差,對整個項目管理進行調整的重要保障。
四、項目進度控制原理和項目進度控制方法
一個項目涉及到多方面的調配,所以在項目進度的控制方面涉及到許多進度控制的原理。接下來論文將對這些原理簡單舉例。由于對項目的進度控制是一個持續的動態的過程,所以動態控制原理是項目進度控制中的一種動態循環控制的方法來源;上文中提到的項目組織與計劃說明了一個項目中的環節不是獨立的而是相互聯結的,因此需要宏觀把控,這就涉及到了項目進度控制的系統性原理;一切設計項目的進行都離不開信息的收集和利用,信息是所有環節運行的依據,項目進度控制中不斷進行的信息傳遞與反饋正體現了項目進度控制涉及到的信息性原理。項目進度的變更是多方面因素作用的結果,例如人為的因素,設計的不合理,硬件設備的不協調,信息不暢通,項目進度計劃的設計與安排不符合實際等都可能導致項目進度的變更,因此掌握更多的影響因素是進行項目進度控制的有效措施,項目進度控制的主要方法就是項目的規劃和協調控制,這些工作需要貫穿在項目設計的每一步,這樣才能以最高的完成度實現項目管理。
總結:我國項目管理理論的研究還處于初級階段,而通信領域的長足發展給通信工程設計項目的進度計劃和控制帶來了更多的不可控因素,但是只要在項目管理的各個環節做好項目的設計,協調和控制工作,就能解決通信工程設計項目中出現的各類問題,協調好項目進度與控制,最終為通信工程的項目管理交上一份滿意的答卷。
參 考 文 獻
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[3]張曉東.項目管理在通信工程設計中的應用[J].通訊世界,2013,(6):19-20.
[論文摘要]研究分析電磁干擾產生的原因、特點及干擾對電力遠動系統的影響,從設計的角度對鐵路電力遠動監控系統進行抗干擾分析研究。
抗干擾設計是電力遠動監控系統安全運行的一個重要組成部分,在研制綜合自動化系統的過程中,如果不充分考慮可靠性問題,在強電場干擾下,很容易出現差錯,使整個電力遠動監控系統無法正常運行或出錯誤(誤跳閘事故等),無法向站場和區間供電,影響鐵路行車安全。
一、電磁干擾產生的原因及特點
(一)傳導瞬變和高頻干擾
1.由于雷擊、斷路器操作和短路故障等引起的浪涌和高頻瞬變電壓或電流通過變(配)電所二次側進入遠動終端設備,對設備正常運行產生干擾,嚴重還可損壞電路。2.由電磁繼電器的通斷引起的瞬變干擾,電壓幅值高,時間短、重復率高,相當于一連串脈沖群。3.鐵路電力供電中,特別是現代高速鐵路對電力要求都比較高,一般都是幾路電源供電,母線投切轉換比較頻繁,振蕩波出現的次數較多。
(二)場的干擾
1.正常情況下的穩態磁場和短路事故時的暫態磁場兩種,特別是短路事故時的磁場對顯示器等影響比較大。2.由于斷路器的操作或短路事故、雷擊等引起的脈沖磁場。3.變電所中的隔離開關和高壓柜手車在操作時產生的阻尼振蕩瞬變過程,也產生一定的磁場。4.無線通信、對講機等輻射電磁場對遠動終端會產生一定的干擾,鐵路中繼站通常會和通信站在一處,通信發射塔對中繼站電力遠動終端設備的干擾比較大。
(三)對通信線路的干擾
1.鐵路變電所遠動終端的數據由串口通信經雙絞線進入車站通信站,再經過轉換成光信號沿鐵通專用通信光纜送至電力遠動調度中心,遙信和遙控數據在變電所到通信站的過程走的是電信號,由于變電所高低壓進出線纜很多,遠動終端受的干擾比較大。2.中繼站一般距鐵路都比較近,列車通過時的振動對遠動終端設備有一定的干擾。
(四)繼電器本身原因
繼電器本身可能由于某種原因一次性未合到位而產生干擾的振動信號,或負荷開關、斷路器、隔離開關等二次側產生振動信號。
二、干擾對電力遠動系統的影響
無論交流電源供電還是直流供電,電源與干擾源之間耦合通道都相對較多,很容易影響到遠動終端設備,包括要害的CPU;模擬量輸入受干擾,可能會造成采樣數據的錯誤,影響精度和計量的準確性,還可能會引起微機保護誤動、損壞遠動終端設備和微機保護部分元器件;開關量輸入、輸出通道受干擾,可能會導致微機和遠動終端判斷錯誤,遠動調試終端數據錯誤遠動終端CPU受干擾會導致CPU工作不正常,無法正常工作,還可能會導致遠動終端程序受到破壞。
三、抗干擾設計分析
(一)屏蔽措施
1.高壓設備與遠動終端輸入、輸出采用有鎧裝(屏蔽層)的電纜,電纜鋼鎧兩端接地,這樣可以在很大程度上減小耦合感應電壓。2.在選擇變電所和中繼站電力設備時盡量選設有專門屏蔽層的互感器,也有利于防止高頻干擾進入遠動終端設備內部。3.在遠動終端設備的輸入端子上對地接一耐高壓的小電容,可以有效抑制外部高頻干擾。
(二)系統接地設計
1.一次系統接地主要是為了防雷、中性點接地、保護設備,合適的接地系統可以有效的保障設備安全運行,對于斷路器柜接地處要增加接地扁鐵和接地極的數量,設備接地處增加增加接地網絡互接線,降低接地網中瞬變電位差,提高對二次設備的電磁兼容,減少對遠動終端的干擾。2. 二次系統接地分為安全接地和工作接地,安全接地主要是為了避免工作人員因設備絕緣損壞或絕緣降低時,遭受觸電危險和保證設備安全,將設備外殼接地,接地線采用多股銅軟線,導電性好、接地牢固可靠,安全接地網可以和一次設備的接地網相連;工作接地是為了給電子設備、微機控制系統和保護裝置一個電位基準,保證其可靠運行,防止地環流干擾。轉貼于
3.由于高低壓柜本身都是多都是采用鍍鋅薄鋼板材料,本身也有屏蔽作用,將高低高柜都可靠接地。4.遠動終端微機電源地和數字地不與機殼外殼相連,這樣可以減小電源線同機殼之間的分布電容,提高抗共模干擾的能力,可明顯提高電力遠動監控系統的安全性、可靠性。
(三)采取良好的隔離措施
1.為避免遠動終端自身電源干擾采取隔離變壓器,電源高頻噪聲主要是通過變壓器初、次級寄生電容耦合,隔離變壓器初級和次級之間由屏蔽層隔離,分布電容小,可提高抗共模干擾的能力。2.電力遠動監控系統開關量的輸入主要斷路器、隔離開關、負荷開關的輔助觸點和電力調壓器分接頭位置等,開關量的輸出主要是對斷路器、負荷開關和電力調壓器分接頭的控制。3.信號電纜盡量避開電力電纜,在印刷遠動終端的電路板布線時注意避免互感。4.采用光電耦合隔離,光電耦合器的輸入阻抗很小,而干擾源內阻大,且輸入/輸出回路之間分布電容極小,絕緣電阻很大,因此回路一側的干擾很難通過光耦送到另一側去,能有效地防止干擾從過程通道進入主CPU。
(四)濾波器的設計
1.采用低通濾波去高次諧波。2.采用雙端對稱輸入來抑制共模干擾,軟件采用離散的采集方式,并選用相應的數字濾波技術。
(五)分散獨立功能塊供電,每個功能塊均設單獨的電壓過載保護,不會因某塊穩壓電源故障而使整個系統破壞,也減少了公共阻抗的相互耦合及公共電源的耦合,大大提高供電的可靠性。
(六)數據采集抗干擾設計
1.在信息量采集時,取消專門的變送器屏柜,將變送器部分封裝在RTU內,減少中間環節,這樣可以減少變送器部分輸出的弱電流電路的長度。2.遙信由于合閘一次不到位或由于二次側振動而產生的誤遙信干擾信號,并且還會產生尖脈沖信號,也可能對遙信回路產生干擾誤遙信號。
(七)過程通道抗干擾設計
(八)印刷電路板設計。在印刷電路板設計中盡量將數字電路地和模擬地電路地分開;電源輸入端跨接10~100μF的電解電容。
(九)控制狀態位的干擾設計
(十)程序運行失常的抗干擾設計
(十一)單片機軟件的抗干擾設計
(十二)對于終端至通信站的數字通信電纜加穿鋼管,特別是穿越其他電力電纜時,避免和其他電力電纜等同溝敷設并保持一定的交叉距離。
[論文摘要]隨著現代科學技術的飛速發展,構建完善堅強可靠的通信網,顯得越來越重要。文章結合電力通信的特點和需求及無線新技術的特性,分析無線通信技術在電網通信中的應用前景。
一、概述
電力通信網是為了保證電力系統的安全穩定運行應運而生的。它同電力系統的安全穩定控制系統、調度自動化系統被人們合稱為電力系統安全穩定運行的三大支柱。我國的電力通信網經過幾十年風風雨雨的建設,已經初具規模,通過衛星、微波、載波、光纜等多種通信手段構建而成為立體交叉通信網。隨著無線通信技術的發展,無線通信系統的特性發生巨大的變化。鑒于采用無線通信網不依賴于電網網架,且抗自然災害能力較強,同時具有帶寬大、傳輸距離遠、非視距傳輸等優點,非常適合彌補目前通信方式的單一化、覆蓋面不全的缺陷。本文簡單介紹一下無線通信傳輸體制的應用特點和優缺點,并分析其在電力系統的應用前景。
二、無線技術介紹
(一)無線通信技術的概念
目前,無線通信及其應用已成為當今信息科學技術最活躍的研究領域之一。其一般由無線基站、無線終端及應用服務器等組成。
(二)無線通信技術的發展現狀
無線通信技術按照傳輸距離大致可以分為以下四種技術,即基于IEEE802.15的無線個域網(WPAN)、基于IEEE802.11的無線局域網(WLAN)、基于IEEE802.16的無線城域網(WMAN)及基于IEEE802.20的無線廣域網(WWAN)。
總的來說,長距離無線接入技術的代表為:GSM、GPRS、3G;短距離無線接入技術的代表則包括:WLAN、UWB等。按照移動性又可以分為移動接入和固定接入。其中固定無線接入技術主要有:3.5GHz無線接入(MMDS)、本地多點分配業務(LMDS)、802.16d;移動無線接入技術主要包括:基于802.15的WPAN、基于802.11的WLAN、基于802.16e的WiMAX、基于802.20的WWAN。按照帶寬則又可分為窄帶無線接入和寬帶無線接入。其中寬帶無線接入技術的代表有3G、LMDS、WiMAX;窄帶無線接入技術的代表有第一代和第二代蜂窩移動通信系統。
1.主流無線通信技術
從技術發展的趨勢可以看出,以OFDM+MIMO為核心的無線通信技術將成為未來無線通信發展的主流方向。而目前基于該技術的無線通信技術主要有:B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4種技術。
2.其他無線通信技術
除了上述主流的無線通信技術外,目前已存在的無線通信技術還包括:IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距離通信技術及LMDS、MMDS、點對點微波、衛星通信等長距離通信技術。
(1)IrDA:Infrared Data Association,是點對點的數據傳輸協議,通信距離一般在0~1m之間,傳輸速率最快可達16Mbps,通信介質為波長900納米左右的近紅外線。
(2)Bluetooth:Bluetooth工作在全球開放的2.4GHzISM頻段,使用跳頻頻譜擴展技術,通信介質為2.402GHz到2.480GHz的電磁波。
(3)RFID:Radio Frequency Identification,即射頻識別,俗稱標簽。它是一種非接觸式的自動識別技術,通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據。RFID由標簽、解讀器和天線三個基本要素組成。
(4)UWB:Ultra Wideband,即超寬帶技術。UWB通信又被稱為是無載波的基帶通信,幾乎是全數字通信系統,所需要的射頻和微波器件很少,因此可以減小系統的復雜性,降低。
三、無線技術優劣分析
(一)WLAN技術分析
Wi-Fi的技術和產品已經相當成熟,而且大批量生產。該技術適用于無線局域網,作為有線網絡的延伸,對于特殊地點寬帶應用,盡管Wi-Fi技術應用非常廣泛,但是它依然在安全性上存在一定的安全隱患,Wi-Fi采用的是射頻(RF)技術,通過空氣發送和接收數據。由于無線網絡使用無線電波傳輸數據信號,所以非常容易受到來自外界的攻擊,黑客可以比較輕易地在電波的覆蓋范圍內盜取數據甚至進入未受保護的公司內部局域網。
(二)WiMax技術分析
WiMax是一個先進的技術,推出相對較晚,存在頻率復用性小、利用率低的問題,但由于最近才完成標準化,該技術的大規模推廣還需要實踐考驗。從應用前景看,該技術可以在較大范圍內滿足上網要求,覆蓋可以包括室外和室內,可以進行大面積的信號覆蓋,甚至只要少數基站就可以實現全城覆蓋。WiMax由于其技術的先進性和超遠的傳輸距離,一直被業界看好,是未來移動技術的發展方向,并提供優良的最后一公里網絡接入服務。
(三)WMN技術分析
WMN是正在研究中的技術,在研究中不斷地在不同方面結合各種技術的特點進行融合,而且暫時沒有一個成熟的產品系列來支持該技術的大規模應用。從應用前景看,WMN 這一新興網絡不僅在無線寬帶接入中有著廣闊的應用空間,在其他方面如結合數據、圖像采集模塊可以對目標對象進行監控或數據采集,并廣泛應用到檢測、、等領域。隨著其他技術的不斷更新完善,WMN 更好地與之相融合、互補,從而能夠揚長避短,發揮出各自的優勢。
(四)3G技術分析
3G于1996年提出標準,2000年完成包括上層協議在內的完整標準的制訂工作。3G網絡部署已具備相當的實踐經驗,有一成套建網的理論,包括對網絡的鏈路預算、模型預算以及仿真等。從商用前景看,目前,3G在部分地區已得到大規模的商業應用,比如歐洲很多國家、日本、韓國等都已經建設了3G的網絡。3G技術已經進入可以實用的階段,還有很多國家和地區正在建設或將要建設3G網絡。
(五)LMDS技術分析
本地多點分布業務系統LMDS是一種提供點對多點的固定寬帶無線接入技術,其工作頻率在20GHZ以上,利用毫米波傳輸,可在一定的范圍內提供數字雙工語音、數據、因特網和視頻業務,是一種非常好的寬帶固定無線接入解決方案。在最優情況下,距離可達8公里;但是由于受降雨的原因,距離通常限于1.5公里。
其主要工作原理是通過扇區或基站設備將ATM骨干網基帶信息調制為射頻信號發射出去,在其覆蓋區域內的許多用戶端設備接收并將射頻信號還原為ATM基帶信號,在無需為每個用戶專門鋪設光纖或銅纜情況下,實現數據雙向對稱高帶寬無線傳輸。
(六)MMDS技術分析
MMDS的主要缺點是有阻塞問題且信號質量易受天氣變化的影響,可用頻帶亦不夠寬,最多不超過200MHz。其次,MMDS對傳輸路徑要求非常嚴格。由于MMDS采用的調制技術主要是相移鍵控PSK(包括BPSK、DQPSK、QPSK等)和正交幅度調制QAM調制技術,無法做到非視距傳輸,在目前復雜的城市環境下難以推廣應用。另外,MMDS沒有統一的國際標準,各廠家的設備存在兼容性問題。
(七)集群通信技術分析
數字集群系統具有很多優點,它的頻譜利用率有很大提高,可進一步提高集群系統的用戶容量;它提高了信號抗信道衰落的能力,使無線傳輸質量變好;由于使用了發展成熟的數字加密理論和實用技術,所以對數字系統來說,保密性也有很大改善。
數字集群移動通信系統可提供多業務服務,也就是說除數字語音信號外,還可以傳輸用戶數字、圖像信息等。由于網內傳輸的是統一的數字信號,因此極大地提高了集群網的服務功能。
(八)點對點微波技術分析
微波傳輸的優勢主要體現在以下幾個方面:第一,可以降低運營商的運營。與租用線路相比,微波系統的只要一年左右即可收回。第二,微波傳輸系統部署簡潔快速。與傳統的傳輸手段相比,其快速部署的優勢可以更快地滿足新業務發展的需要。第三,目前的微波產品對未來的發展是有保障的,對于運營商的新業務和新需求都可以給予很好的支撐。未來,微波傳輸系統將升級到全IP的平臺之上,可以全面支持運營商未來的發展。
(九)衛星通信技術分析
利用衛星在有些不很密集的地區來配合陸地通信。在這些地區散布著范圍較廣但不密集的用戶,可以利用衛星作為用戶連至固定有線網的接入設施。在陸地通信網已經構成寬帶多媒體通信網的下,利用衛星建成寬帶衛星接入系統是比較好而切合實際的方案,又可靠。
但是衛星通信畢竟是采用衛星作為通信平臺,其地面站的建設、通信信道租用費用都需要花費大量資金,而且通信資源為衛星通信公司所有,受其帶寬的限制,使得大量數據的傳輸需要付出非常大的代價。因此,作為日常生產、生活使用是極為不經濟的;而將衛星通信作為應急通信、作戰通信、海外通信等則比較適合。
四、無線技術綜合比較
目前無線通信領域各種技術的互補性日趨鮮明。這主要表現在不同的接入技術具有不同的覆蓋范圍、不同的適用區域、不同的技術特點、不同的接入速率。3G可解決廣域無縫覆蓋和強漫游的移動性需求,WLAN可解決中距離的較高速數據接入,而UWB可實現近距離的超高速無線接入。
首先,從標準化程度上看,本報告所涉及的技術中,僅僅WMN技術沒有成熟的標準體系,LMDS、MMDS、集群通信均有多種標準,只是沒有統一的國際標準,其余的技術均已經完成標準化工作,并且都進行了試驗網建設和商業網建設。
從頻率上看,Wi-Fi技術、WMN均使用的是開放頻段,WiMax技術、3G技術等其他技術使用的是授權頻段。
從覆蓋范圍上看,Wi-Fi技術、WMN技術屬于局域網無線接入技術,僅覆蓋35m~100m;WiMax技術、3G技術、LMDS技術、MMDS技術、集群通信屬于城域網接入技術,覆蓋范圍在1km~54km不等,而衛星通信、點對點微波則屬于廣域網技術,通常用于通信主干組網建設。
從傳輸速率上看,點對點微波和衛星通信屬于干線傳輸技術,不同的情況速率變化較大,而其余的技術均為接入技術,僅僅是3G技術接入速率最小,僅為384k,而其余技術均為幾十M甚至上百M的速率。
從調制技術上看,其中WiFi技術、WiMax技術、WMN、3G技術均采用最新的調制技術OFDM,其余的技術均未采用OFDM調制技術。
從天線技術上看,僅僅3G和WiMax技術采用了MIMO技術,而其他技術均未采用MIMO技術;從傳輸環境上看,僅僅WiMax技術和3G技術支持非視距傳輸,其余技術均要求視距傳輸環境;從網絡安全和QoS機制上看,WiMax技術和3G技術在這方面做得比較優秀、完善,其余的均存在較大的問題。
論文摘要:早在七十年代,人們開始研究無線電通信技術。無線電通信技術有線電通信相比,具有不用架設傳輸線路線、脫離傳輸距離限制、傳輸距離遠、通信靈活等優點,備受市場的青睞。無線電通信技術為人們的生產和生活帶來的影響無疑是巨大的,但它亦有不容忽視的缺點,譬如聲音、文字、數據、圖像和視頻等傳輸的質量不甚穩定,由此造成的聲音失真、文字模糊、數據滯后、圖像和視頻失真都亟須改進之處,還有信號容易受到干擾、容易被人截獲造成通信內容保密性差[1],尤其在軍事和經濟領域,再一次說明無線電通信技術通信方法的拓新勢在必行。本文就無線電的優缺點進行分析,探討其通信技術所需拓新之處,并提出建議。
1無線電通信技術的發展歷程
1895年5月7日俄國物理學家波波夫已“金屬屑與電振蕩的關系”的論文向全世界宣布無線電通信技術的誕生,并當眾展示了他發明的無線電接收機,那天俄國當局定為“無線電發明日”。
1896年3月24日,波波夫將無線電通信的通信距離延長到250米,做了用無線電傳送莫爾斯電碼的表演為無線電通信技術拉開新的序幕。
1898年,年輕的意大利青年馬可尼利用游艇證明了他的無線電電報能夠在20英里的海面暢通無阻地通信,第一次實際性地使用無線電通信技術。
1901年,他在相隔2700公里英國和紐芬蘭島之間成功地進行了跨越大西洋的遠距離無線電通信,從此人類進入無線電波進行遠距離通信的新時代。
隨后,無線電通信技術如雨后春筍其涌現出來。直到1946年,美國人羅斯.威瑪和日本人八本教授利用高靈敏度攝像管家用電視機接收天線問題,從此超短波轉播站一些國家相繼建立了,無線電通信技術迅速普及開來[2]。
隨著電子技術的高速發展,信息超遠控制技術為滿足遙控、遙測和遙感技術的需要,于人們生產與生活中被廣泛使用;后來微電子技術也推動了電子計算機的更新換代,使電子計算機信息處理功能大大增加,日益成為信息處理最重要和必不可少的工具。
信息技術是以微電子和光電技術為基礎,以計算機和通信技術為支撐,以信息處理技術為主題的技術系統的總稱,是一門綜合性的技術。今天的信息化時代,就是電子計算機和通信技術緊密結合的標志。
無線電通信技術發展到今日,擁有無限潛力。軍事、氣象、生活、生產等各個領域都對其都有空前的需求。雖然無線電通信技術優點雖然卓越,但其缺點至今給技術的發展帶來很大的障礙,都是我們亟須解決的難題。
2無線電通信技術的特點
近些年無線電通信技術領域引入無線接入技術,是迅速發展起來的新技術領域,不需要傳輸媒質,部分接入網甚至入網的全部皆可直接采用無線傳播手段代替,無論是概念上還是技術含量上都產生了一個重大的飛躍,實現了降低成本、提高靈活性和擴展傳輸距離的目的。其特點喜憂參半,優點主要體現在傳輸線路線、通信方式等方面,我們可以總結如下:
不受時空限制。大多數情況下,人們對通信運用的時間、地點、容量需求無法預知,而無線電通信不受時空限制的優點能夠采取靈活多樣的手段和方法,確保通信聯絡綜合高效,語音、數據、圖像的綜合傳輸暢通無阻,隨著近年來國內各個經濟領域和國際經濟的來往,無線電通信技術不受時空限制方法為其打開方便之門,尤其通信與網絡的連接,通信技術踏上新的臺階。
具備高度的機動性及可用性。無線電通信技術傳輸數字化、功能多樣化、設備小型化、智能化及系統大容量化決定了其具備高度的機動性和可用性,尤其在軍事構建地域通信網方面起到很大的作用。
可靠性高。無線電通信比起有線通信的一個卓越優點在抵抗水淹、臺風、地震等方面有較大的可靠性,一般情況下除非信號干擾都能保持通信的暢通,這也是無線架輸的最大特點。
無線電通信技術雖然解決了架設傳輸線路線、脫離傳輸距離限制、傳輸距離遠、通信靈活等的難題,但其信號容易受到干擾、影響,還有容易被截獲造成了該項技術的保密性極差。無線電通信技術的缺點幾百年來都是讓人頭疼的問題,目前全球化經濟愈演愈熱,其信號的穩定性與安全性上升為經濟領域里關注的焦點,因此,無線電通信技術的通信方法拓新成為其發展的新話題。
3無線電通信技術之通信方法的拓新
21世紀無線電通信技術正處在關鍵的轉折時期,尤其最近幾十年最為活躍。信息化的飛速發展和IP技術的興起,欲求無線電通信技術適應未來社會生產和生活的需求。務必在通信方法上進行一系列的拓新。針對以上無線電通信技術的缺陷,筆者認為,我們可以從通信技術、信息技術、網絡技術、藍牙技術、軟件技術等方面進行嘗試,主要可總結一下八點:
3.1采用了數字通信技術
提高系統頻譜資源的利用率,維持信號上的穩定,避免通信信號收到干擾,增大了系統通信容量,提供話音、圖像和數據等多種通信服務,確保用戶信息安全保密。
3.2推廣通信信息技術寬帶化的發展
信息的寬帶化對于光纖傳輸技術和高通透量網絡的發展起到關鍵的推進作用[3],尤其近年來世界范圍內全面展開,無線通信技術正朝著無線接入寬帶化的方向演進,這個方向對無線電通信信號源穩定來說的確非常之重要。
3.3推廣個人信息化技術
個人信息化在全球個人通信已經有著不爭的發展趨勢。個人信息話,能夠有效地減低傳輸路線的信息量堵塞,大幅度提高通信的傳播速度。
3.4拓新接入網絡的樣式
技術上融合實現固定和其他通信等不同業務,在無線應用協議(WAP)的出現以后,無線數據業務的開展得到大幅度的推動,促進了信息網絡傳送多種業務信息的發展。隨著市場競爭的需要,傳統的電信網絡與新興的計算機網絡融合,尤其具備開發潛力接入網部分通過固定接入、移動蜂窩接入、無線本地環路入等不同的接入設備,滿足了生活與生產地各種通信需求。3.5過渡電路交換網絡
關于過渡電路交換網絡,IP網絡無疑是核心關鍵技術,是最合適的選擇對象,處理數據的能力電路交換網絡大大提升,這一點對保持通信暢通方面解決了信號容易受到干擾的難題。
3.6使用Bluetooth技術作為信號傳感器
Bluetooth技術具有更高的安全性和適用性,利用藍牙做出來的傳感器隨時反映出用戶所需要的信號方向,一旦連接到Internet上的話,即可以實現更具備高度的機動性及可用性。
3.7推廣軟件無線電
軟件無線電通信偵察與對抗方面世人矚目,但它僅限于軍事通信領域,如果能夠推廣到市場,對于無線電通信技術的通信內容保密性來說將是一大跨步的改革創新。
3.8提高無線通信網絡可持續性
無線電通信技術的網絡設備如果沒有良好的配置和網絡部署,一旦受到安全威脅,其后果不堪設想。因此,無線電通信技術通信方法的拓新我們與必要提高網絡設備性能、優化設備配置、冗余備份等等手段來保證網絡的可靠性[4]。
結束語
回顧無線通信的發展歷程,無線電通信技術的傳輸路線、傳輸距離、通信靈活性、信號穩定性、保密性等方面的需求將愈來愈突出。通信方法新技術的拓新將有愈來愈廣闊的活動舞臺及光明的發展前景。鑒于市場對經濟的推進作用,盡管我國的無線電通信技術發展速度飛快,但面對我國12億人口的通信需求,無線電通信技術普及率低的問題,面對我國12億人口,網絡規模和容量方面就變得蒼白無力了。同時,無線電通信技術愈來愈激烈競爭局面促使各無線電通信運營企業積極拓新新的技術涵蓋面,提升自身的營業水平,為市場提供豐更加富的選擇,滿足用戶各個方面、各個層次的需求。因此,在無線電通信技術通信方法應用開發的發展潛力無窮,這要求我們積極加快無線領域的科技進步,為無線電通信技術創新出謀劃策,為全球信息化及經濟全球化的通信事業貢獻力量。
參考文獻
[1]《信號與系統(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大學出版社2000年.
[2]《數字與模擬通信系統》LeonW.Couch,II電子工業出版社.
無線射頻識別技術[1](radio frequency identification,RFID)是一種非接觸的自動識別技術, 它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據。在RFID系統工作時,數據碰撞將導致讀寫器的接收機不能正確而及時地讀出數據,從而降低RFID系統的工作性能及其效率。標簽防碰撞算法可以實現多個標簽與讀寫器之間的正確通信,其性能決定了標簽的識別速度和效率。因此, 標簽防碰撞算法是RFID系統中的關鍵技術之一,其優劣性在很大程度上決定了射頻識別過程的時間性能以及識別成功率。
傳統的標簽防碰撞算法可分為ALOHA算法[2-3]和樹形算法[4-5]2類。ALOHA算法是1種完全隨機接入的多址接入協議算法,比如:PALOHA算法(隨機推遲算法)、時隙ALOHA算法(SA算法)、幀時隙ALOHA算法(FSA算法)、動態幀時隙ALOHA算法(DFSA算法)和分組ALOHA算法等。該類算法在標簽試圖發送數據時,并不考慮信道當前的忙閑狀態,一旦產生數據,就立刻決定將其發送至信道,這種發送控制策略有嚴重的盲目性。隨著用戶數量或發送信息量的增加,這種完全隨機接入的算法將使信道重疊現象加劇,碰撞概率增大,傳輸性能下降。
近幾年,有學者提出了采用CDMA技術進行防碰撞的方法,其性能有明顯改善。文獻[6]提出在標簽識別過程中,使用碼分多址技術,實現一個時隙可以同時傳輸多個標簽。文獻[7]提出了一種基于碼分多址思想的時隙ALOHA算法,來解決射頻識別中的防碰撞問題,此算法的系統穩定范圍要大于時隙ALOHA系統,并且當選用的擴頻碼組階數為N時,此算法的最大吞吐量可達原時隙ALOHA的N倍。上述2個文獻所提到的算法,當標簽數量很多時,數據碰撞的概率明顯增加,使系統的吞吐量急劇下降,影響了系統的整體性能。基于以上原因,本論文提出了1種改進的基于CDMA技術的防碰撞算法,能夠適應大量標簽的識別應用,減少了識別碰撞的發生,使系統吞吐量得到明顯改善。
1基于CDMA技術的新型防碰撞算法
n×1-1Nn-1(2)由于傳統的基于ALOHA的防碰撞算法中一個時隙最多只能正確識別一個標簽的信息,所以當標簽數目過大時,系統的吞吐率,即正確識別標簽數目所占的百分比將會大幅度的降低,所以對于過量的標簽,本算法將會采取對所有標簽進行分組識別,當標簽需要分成2組時(系統識別幀最大時隙數N為256):nN×1-1Nn-1=n2N×1-1Nn2-1 (3)用上述公式可知n=354,所以當標簽數量大于354時,系統將會對標簽分組識別。
本文提出的新型算法如下:依據分組幀時隙ALOHA算法,通過此算法的分組規則,完成識別的所有標簽的分組。分組幀時隙ALOHA算法的分組規則如下:當標簽數量≤354時,無論幀長選擇8個時隙還是256個時隙,標簽都不分組,按照一個大組來進行識別;當標簽數量>354時,幀長選擇256個時隙比較適合讀寫器的識別;當標簽數量在355707時,標簽分為2組;當標簽數量在708~1 416時,標簽分成4組更適合信息的傳輸識別。當標簽數量更多時,按照這個規律分成合適的組數再進行識別,詳細過程如圖1所示。標簽分組工作完成后,在每個分組中分別采用碼分多址技術,利用其技術的保密性、抗干擾性和多址通信能力,對標簽中的數據進行擴頻處理并傳輸。然后讀寫器端利用碼組的自相關特性對不同標簽所發的數據進行解調,從而達到防碰撞的目的,進而完成對全部標簽的識別,也實現了同一時隙可以傳輸多個信息的情況。本論文中提到的新型防碰撞算法需要預先在待識別的標簽中植入擴頻性良好的正交碼組,以防止接收端沒有辦法正確解擴接收,本文選用Walsh序列。該算法可以有效減少圖1算法執行過程示意圖標簽識別過程中的碰撞次數,從而減少了識別時間并且降低了功耗。本論文將分組幀時隙ALOHA算法和碼分多址技術相結合,實現在每個分組內可以有多個標簽同時進行擴頻傳輸,并且在接收端采用并行接收技術進行多個標簽的同時接收。本發明在識別標簽過程中,每個組內均為一個獨立的識別過程,在分組幀長不改變的前提下,提高了標簽數量龐大時的系統性能。有效地減小標簽之間的碰撞概率,縮短讀寫器操作時間,提高吞吐率, 很適合應用于具有較大數量標簽的RFID系統中。
2仿真結果
本論文提出了采用碼分多址技術的新型防碰撞算法,并仿真了固定時隙數下ALOHA算法的系統吞吐率和本文所提出的算法改進后的系統吞吐量。
RFID系統中時隙ALOHA算法的幀長取值從16個時隙到256個時隙變化,根據公式2,系統吞吐率如圖2所示。其中,系統仿真設定的信息幀長F即時隙數設定按2的冪次方遞增,即F取值從16個時隙變化到256個時隙,橫坐標為標簽數N從1變化到500,縱坐標為吞吐率。當幀長設定為256個時隙,標簽數量少于256個時,系統吞吐量隨著標簽數量的增加而增加,直到標簽數量達到256時系統的吞吐量達到最大值。隨著標簽數量的逐漸增多,系統的吞吐量又呈現下降趨勢。從圖2可以得出2點結論:一、當標簽個數接近信息幀長時,系統的吞吐率比較高;二、隨著幀長取值的增加,系統對標簽的識別性能有明顯改善。
本論文提出的基于碼分多址技術的新型防碰撞算法選用Walsh序列碼,其在對標簽的ID號進行擴頻處理后,即可實現在同一時刻有2個以上的標簽同時進入讀寫器的識別區域,它們同時發送各自的ID號后,讀寫器在接收到這些在空間疊加后的信號時也能完整地分離出不同標簽的ID號,突破了時隙ALOHA算法在同一時刻不能有2個以上標簽到達的限制。此時,系統的吞吐量為(Walsh序列的階數為r)esucc=∑t=2rt=1N×P(N,n,t)(4)固定時隙數的ALOHA算法的系統吞吐量仿真圖和其與基于碼分多址技術的新型防碰撞算法的比較仿真結果如圖3所示。仿真條件為標簽的到達情況符合泊松過程。仿真圖3給出了RFID系統的讀寫器閱讀100個標簽的識別結果,其中新型算法選用的是Walsh序列,其階數r取值從2變化到3,固定時隙數的ALOHA算法的信息幀長F取值從32變化到64,橫坐標為標簽數N從1變化到100,縱坐標為吞吐量。從仿真結果看,在同樣的到達率的條件下,階數越大,算法的吞吐量越高,系統的識別性能有明顯改善。并且隨著到達率的增加,新型 算法的吞吐量也隨著增加,當標簽到達量與階數相等時,系統吞吐量達到最大,但到達量大于階數時,吞吐量隨著到達率的增加而呈下降趨勢。這是由于當在同一時隙內到達的標簽數量增加到一定程度后,基于Walsh序列階數r的有限性,選用相同的Walsh序列作為擴頻碼的標簽數量將會增加,此時必然導致碰撞的增加。當選用的Walsh序列階數為3時,基于碼分多址技術的新型防碰撞算法的系統吞吐量可高達3.2,遠高于時隙ALOHA的0.368。而且隨著Walsh序列階數的提高,吞吐量的最大值還可以提高,但這會以增加讀寫器和標簽的硬件復雜度為代價,在實際使用中必須根據需求在吞吐量和Walsh序列階數中作出折中選擇。
3結束語
本論文在標簽的到達情況符合泊松過程的情況下,利用碼分多址技術的多址通信能力,結合分組幀時隙ALOHA算法的優勢,創新地提出了一種RFID系統中基于碼分多址技術的新型防碰撞算法。理論和仿真實驗表明:同已有的標簽防碰撞算法相比,本論文提出的新型算法提高了標簽數量龐大時的系統性能,能有效地減小標簽之間的碰撞概率,縮短讀寫器操作時間,提高吞吐率, 很適合應用于具有較大數量標簽的RFID系統中。
參考文獻: