導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇通信的基本原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

在電子信息科技作為主要應(yīng)用科技的二十一世紀(jì)，通信成為了對(duì)人們的工作和生活產(chǎn)生重要甚至是決定性作用的高新科技?，F(xiàn)代化的社會(huì)中，各項(xiàng)事業(yè)的發(fā)展都是高速進(jìn)行的，步伐之大，節(jié)奏之快，都為人們所驚嘆，這些都依賴于通信技術(shù)，它以迅雷不及掩耳之勢(shì)使海量信息迅速為人們所知。因此，對(duì)這種通信技術(shù)的原理的了解和其關(guān)鍵性技術(shù)的分析是十分重要的，可以讓掌握其核心科技的群體獲得科技中的主動(dòng)權(quán)，在競(jìng)爭(zhēng)激烈的當(dāng)今社會(huì)獲得優(yōu)先發(fā)展的優(yōu)勢(shì)。本文就將主要介紹低壓電力載波通信的基本原理，及其關(guān)鍵性的技術(shù)，以將這種技術(shù)推而廣之，推動(dòng)整個(gè)社會(huì)對(duì)高新科技的研究和應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】低壓電力載波 通信 原理 技術(shù)

電力載波通信在我國(guó)的應(yīng)用時(shí)間尚短，但是這項(xiàng)技術(shù)一經(jīng)傳入我國(guó)，就以極高的速度發(fā)展，并取得了驚人的成效。當(dāng)前，我國(guó)的高壓電力載波通信已經(jīng)發(fā)展為一種基本的通信方式，在我國(guó)的電力系統(tǒng)中，發(fā)揮著重要的作用。然而，低壓電力載波通信在近幾年也受到了重視，各種低壓電力載波通信技術(shù)正在迅猛發(fā)展，具有巨大的市場(chǎng)潛力。低壓電力載波通信就是通過(guò)電力輸電線路進(jìn)行對(duì)信息的傳輸，它可以分為高壓電力載波通信、低壓電力線載波通信和中美壓電力載波通信。所以低壓電力通信只是電力載波通信中的一種，但同樣具有電力載波通信的一般優(yōu)點(diǎn)，投資省、見(jiàn)效快、可靠性高，以及與電網(wǎng)建設(shè)同步等他特點(diǎn)。低壓電力載波通信在水電站、農(nóng)電以及邊遠(yuǎn)山區(qū)等地區(qū)的使用方便，更加使用于在這些地方使用。

1 低壓電力載波通信的基本原理分析

1.1 擴(kuò)頻載波通信技術(shù)

擴(kuò)頻載波通信技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)，可在民用通信上得到廣泛的應(yīng)用。這項(xiàng)技術(shù)是將所發(fā)送的信息展寬到一個(gè)比信息帶寬得多的頻帶上，然后通過(guò)接收端的接收再將其恢復(fù)到信息帶寬的一項(xiàng)技術(shù)。擴(kuò)頻通信技術(shù)是利用偽隨機(jī)編碼來(lái)調(diào)制待傳送的信息數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)頻譜擴(kuò)散后的傳輸，然后在接收端采用同樣的編碼對(duì)其進(jìn)行解調(diào)和相關(guān)的處理。

根據(jù)相關(guān)的科學(xué)理論，如果將頻帶的寬度適當(dāng)?shù)卦黾樱涂梢栽谳^低的信噪比情況下，用相同的信息率以任意小的差錯(cuò)概率進(jìn)行傳輸信息。這說(shuō)明，頻譜擴(kuò)展技術(shù)可以很好地對(duì)信號(hào)進(jìn)行隱蔽，而且還具有很好的抗干擾能力，能夠適應(yīng)低壓電力網(wǎng)絡(luò)中的復(fù)雜的各種噪音的干擾。

1.2 正交頻分復(fù)用原理

正交頻分復(fù)用技術(shù)主要是利用相互重疊的子信通道和應(yīng)用并行數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)以及正交頻分復(fù)用技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的傳輸，它一種利用多載波的調(diào)制技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)可以將所要傳輸?shù)男畔⒎譃槎鄠€(gè)子信號(hào)，然后利用這多個(gè)子信號(hào)分別對(duì)多個(gè)相互正交的子載波進(jìn)行調(diào)制，隨后再同時(shí)發(fā)送，最后在接收端對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，從而達(dá)到提高數(shù)據(jù)傳輸效率的目的。并行數(shù)據(jù)傳輸可以通過(guò)提高多個(gè)信號(hào)的擴(kuò)散效率來(lái)有效抵抗脈沖干擾噪聲的影響。

在具體的發(fā)送過(guò)程中，首先對(duì)所發(fā)送的串行數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)制，同時(shí)在碼元之間插入循環(huán)前綴，再將之前的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)濾波以后，這些數(shù)據(jù)被耦合到低壓電力線進(jìn)行信號(hào)傳播。在接收端，通過(guò)對(duì)接收到的信號(hào)的相應(yīng)處理，再通過(guò)相應(yīng)的變換就可以恢復(fù)到初始傳播的信號(hào)。

同擴(kuò)頻載波通信技術(shù)一樣，多載波的正交頻分復(fù)用調(diào)制技術(shù)也具有很好的抗干擾能力，另外，還具有較高的帶寬利用率，而且它還靈活地將信息分配到不同的載波頻寬，因而可以很好地克服窄帶干擾和頻率選擇性衰落，而且它還可以通過(guò)與前向糾錯(cuò)碼結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖噪音的干擾。因此，正交頻分復(fù)用技術(shù)是在低壓電力配電網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)高速數(shù)字的傳輸?shù)睦硐脒x擇，它與信道編碼和交織技術(shù)的結(jié)合能夠達(dá)到可靠和有效的通信效果。

2 低壓電力載波通信的關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 直接序列擴(kuò)頻技術(shù)

這種技術(shù)就是在發(fā)射端利用高速率的擴(kuò)散序列將信號(hào)頻譜擴(kuò)散出去，在接受段用相同的擴(kuò)頻碼序列對(duì)信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)散，將接收到的信號(hào)還原為原來(lái)的信號(hào)。這種技術(shù)的抗干擾能力十分強(qiáng)大，而且不易對(duì)其他的信號(hào)產(chǎn)生影響，也不易被其他接受裝置截獲，應(yīng)用十分可靠。

2.2 多載波碼分復(fù)用技術(shù)

這項(xiàng)技術(shù)的就是將正交頻分復(fù)用技術(shù)直接應(yīng)用于載波碼分復(fù)用技術(shù)上。它是首先將每個(gè)信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻，再將擴(kuò)頻后的每個(gè)芯片調(diào)制到一個(gè)載波上，再通過(guò)信道進(jìn)行傳輸。而在接收以后，需要進(jìn)行正交頻分復(fù)用的解調(diào)、解擴(kuò)以及進(jìn)行并行和串行之間的變換，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)原始信號(hào)的檢測(cè)和恢復(fù)。多載波碼分復(fù)用技術(shù)的抗干擾能力也相當(dāng)強(qiáng)大，而且還具有極高的頻帶利用率，能夠有效將由于時(shí)延擴(kuò)展而出現(xiàn)的負(fù)作用避免，與正交頻分復(fù)用技術(shù)相比較，其克服子載波的衰落作用更加明顯。

另外，鏈碼自適用調(diào)制技術(shù)可以保證對(duì)信息的發(fā)送成功，因?yàn)樵谛畔l(fā)送不成功的情況下，利用該技術(shù)可以嘗試重新發(fā)送，直到發(fā)送成功為止。自動(dòng)中繼技術(shù)可以有效提高中繼信號(hào)的質(zhì)量，降低誤碼率。

3 總結(jié)

當(dāng)前國(guó)內(nèi)外對(duì)低壓電力載波通信技術(shù)的研究和應(yīng)用在通信領(lǐng)域已經(jīng)十分廣泛，同時(shí)通信技術(shù)也逐漸滲透到了更多行業(yè)的發(fā)展中，在市場(chǎng)上占有巨大的應(yīng)用地位和發(fā)展?jié)摿?。然而由于我?guó)電力應(yīng)用場(chǎng)所的特殊性和應(yīng)用環(huán)境的惡劣，都對(duì)通信信道的建立設(shè)置了障礙。經(jīng)過(guò)技術(shù)研究，可以通過(guò)建立相應(yīng)的參考模型以及使用相應(yīng)的技術(shù)對(duì)這種嚴(yán)峻的自然環(huán)境進(jìn)行克服。通過(guò)對(duì)直接序列擴(kuò)頻技術(shù)、多載波碼分復(fù)用技術(shù)、鏈碼自適用調(diào)制技術(shù)、自動(dòng)中繼技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用有效實(shí)現(xiàn)對(duì)低壓電力載波通信技術(shù)的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]陳鳳，鄭文剛，申長(zhǎng)軍，周平，吳文彪.低壓電力線載波通信技術(shù)及應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2009，37（22）：188-193.

[2]楊潤(rùn)芳，李海曦，王蓉.淺談電力線載波通信技術(shù)[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)，2012，31（31）：48-50.

[3]孫海翠，張金波.低壓電力線載波通信技術(shù)研究與應(yīng)用[J].電測(cè)與儀表，2006，43（488）：54-57.

[4]張志宏.低壓電力線載波通信技術(shù)及應(yīng)用探討[J].科技傳播，2011，15（13）：202-203.

[5]任兆義，趙春枝，劉沖.低壓電力線載波數(shù)字通信技術(shù)及應(yīng)用[J].2002年城市供電學(xué)術(shù)會(huì)議論文集，2002.

篇2

關(guān)鍵詞：地方新建本科院校；通識(shí)選修課管理；問(wèn)題；對(duì)策

中圖分類(lèi)號(hào)：G40-058 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1002-0845（2013）03-0070-02

通識(shí)選修課（又稱公共選修課），是為了踐行通才教育理念而開(kāi)設(shè)的選修課。目前，綜合性大學(xué)已形成了一套形之有效的通識(shí)選修課管理制度，并積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。但對(duì)于地方新建本科院校而言，開(kāi)設(shè)通識(shí)選修課還是個(gè)新生事物，需要在實(shí)踐過(guò)程中逐步探索適合本校實(shí)際的選修課管理辦法。

一、地方新建本科院校通識(shí)選修課管理中存在的主要問(wèn)題

在開(kāi)設(shè)通識(shí)選修課之初，地方新建本科院校所采用的大多是固定時(shí)間段集中開(kāi)設(shè)的方式。隨著招生規(guī)模的不斷擴(kuò)大，學(xué)校的教學(xué)資源變得越來(lái)越緊張，采用固定時(shí)間段集中開(kāi)設(shè)通識(shí)選修課的做法愈來(lái)愈行不通。于是，許多地方新建本科院校加大了對(duì)教學(xué)硬件設(shè)施的投入，紛紛購(gòu)買(mǎi)教務(wù)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)以滿足學(xué)分制、選課制的需要。但選課涉及的內(nèi)容較為寬泛，教務(wù)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)只是為選課提供了一個(gè)技術(shù)支持而已。由于在通識(shí)選修課管理中存在選課制度尚不完善、教學(xué)管理人員觀念落后等問(wèn)題，導(dǎo)致選課管理工作依然是舉步維艱。

以下是對(duì)某地方新建本科院校通識(shí)選修課選課管理的調(diào)查。某地方新建本科院校升本之初，采取的是從通識(shí)選修課模塊中抽取一定數(shù)量的課程集中在每周二下午開(kāi)設(shè)的做法。這種模式簡(jiǎn)單、效率高，但在教學(xué)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)課程沖突的情況。于是學(xué)校在第二年購(gòu)買(mǎi)了教務(wù)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，實(shí)行網(wǎng)上選課。采用這種方式后，通識(shí)選修課平均分布在周一至周五的下午或晚上，學(xué)生依據(jù)自己的個(gè)人課表進(jìn)行選課。這種選課模式兼顧了任課教師和學(xué)生的實(shí)際，有效利用了學(xué)校的教學(xué)資源，但在實(shí)施的過(guò)程中仍然存在以下三個(gè)方面的問(wèn)題：

1.學(xué)生選課存在盲目性

通識(shí)選修課要求學(xué)生不能選修已修讀過(guò)的課程或與本專業(yè)必修課、選修課重復(fù)的課程，否則不計(jì)學(xué)分。同時(shí)，要求學(xué)生應(yīng)在自然科學(xué)、哲學(xué)、經(jīng)濟(jì)管理、體育藝術(shù)等四大系列中均衡選課，其中在自然科學(xué)、哲學(xué)、體育藝術(shù)等三大系列中至少各選修2學(xué)分的課程。但在實(shí)際選課過(guò)程中，不少學(xué)生出現(xiàn)了選課重復(fù)及在大學(xué)四年期間僅選修某一系列通識(shí)選修課的情況。

許多通識(shí)選修課都是由專業(yè)選修課衍生而來(lái)的，只不過(guò)因教育對(duì)象的不同，在修讀要求上有所差別而已。對(duì)本專業(yè)教學(xué)計(jì)劃不熟悉的學(xué)生往往不清楚本專業(yè)會(huì)開(kāi)設(shè)哪些課程，因而出現(xiàn)了對(duì)課程的誤選。有些課程可能因修讀對(duì)象的不同，變換了課程的名稱，但課程的主要內(nèi)容并沒(méi)有明顯的變化，導(dǎo)致許多學(xué)生在上了課之后才發(fā)現(xiàn)選錯(cuò)了課。

2.學(xué)生對(duì)選課的理解存在偏差

采用教務(wù)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)進(jìn)行選課后，通常情況下，無(wú)論是哪種類(lèi)型哪種性質(zhì)的課程，都需要有“網(wǎng)上選課”這一環(huán)節(jié)。在選課過(guò)程中，大多數(shù)學(xué)生往往把選課理解成“網(wǎng)上選通識(shí)選修課”。因此，僅選修了規(guī)定的通識(shí)選修課程，未選擇通識(shí)教育必修課及專業(yè)課。更糟糕的是，學(xué)生到了上課時(shí)才發(fā)現(xiàn)課表沖突，只好申請(qǐng)退/補(bǔ)選，這在一定程度上引發(fā)了選課程序的混亂。

3.學(xué)生對(duì)選課程序缺乏了解

為方便學(xué)生選課，參照大多數(shù)高校的做法，某地方新建本科院校在選課前為學(xué)生印發(fā)了選課操作流程，但結(jié)果很不理想。一部分學(xué)生往往在選課結(jié)束后才發(fā)現(xiàn)自己所選的課沒(méi)有提交成功，然后申請(qǐng)補(bǔ)選。為此學(xué)校做了一個(gè)相關(guān)調(diào)查，調(diào)查結(jié)果顯示，選課后，有90%的學(xué)生會(huì)及時(shí)查看個(gè)人課表以確認(rèn)選課結(jié)果；有7%的學(xué)生不會(huì)看選課結(jié)果；有3%的學(xué)生只有在所選課程有所調(diào)整時(shí)才會(huì)查看選課結(jié)果，上述情況的存在導(dǎo)致了整個(gè)選課秩序的混亂，因而無(wú)法滿足學(xué)生的需要。

二、通識(shí)選修課管理中存在問(wèn)題的原因分析

1.對(duì)通識(shí)選修課的認(rèn)識(shí)不到位

通識(shí)選修課對(duì)于地方新建本科院校而言還是個(gè)新生事物，很多學(xué)生往往是在接到教務(wù)處下發(fā)的選課通知后才了解到有這樣一類(lèi)課程，根本不了解開(kāi)設(shè)這類(lèi)課程的目的和要求。據(jù)調(diào)查，在對(duì)公選課的態(tài)度上，有74%的學(xué)生認(rèn)為開(kāi)設(shè)通識(shí)選修課很有必要，有19%的人認(rèn)為這類(lèi)課程可有可無(wú)；從選課依據(jù)及選課心態(tài)來(lái)看，有73%的學(xué)生會(huì)從自己興趣愛(ài)好及拓寬專業(yè)知識(shí)的角度出發(fā)選修相應(yīng)課程，有7%的學(xué)生選課僅僅是為了獲得學(xué)分，另有20%的學(xué)生會(huì)結(jié)合自己的學(xué)習(xí)、生活實(shí)際選修相關(guān)課程；在就通識(shí)選修課整體到課率低這一現(xiàn)象的原因進(jìn)行分析時(shí)，有27%的學(xué)生認(rèn)為是由于一些學(xué)生未能充分認(rèn)識(shí)到通識(shí)選修課的重要性，另有13%的學(xué)生認(rèn)為因本專業(yè)課程壓力大，對(duì)于上通識(shí)選修課，感覺(jué)到力不從心。

2.選課指導(dǎo)不到位

誤選或重復(fù)選課的原因主要是沒(méi)有給予學(xué)生充分的指導(dǎo)，體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：1）各專業(yè)負(fù)責(zé)人沒(méi)有為學(xué)生詳細(xì)地介紹專業(yè)教學(xué)計(jì)劃、通識(shí)選修課的修讀要求及相關(guān)管理?xiàng)l例；2）選課前未對(duì)通識(shí)選修課內(nèi)容作詳細(xì)介紹；3）未及時(shí)選課信息等。調(diào)查顯示，有77%的學(xué)生會(huì)根據(jù)本專業(yè)教學(xué)計(jì)劃及學(xué)校的通識(shí)選修課課表擬訂選課計(jì)劃，有17%的學(xué)生缺少計(jì)劃，有4%的學(xué)生只是對(duì)課表大概了解一下。關(guān)于“對(duì)本專業(yè)教學(xué)計(jì)劃是否熟悉”這一問(wèn)題的回答，有11%的學(xué)生選擇很熟悉，有32%的學(xué)生選擇完全不熟悉，有57%的學(xué)生選擇熟悉一點(diǎn)。對(duì)通識(shí)選修課學(xué)分修讀要求，有5%的學(xué)生完全了解，有43%的學(xué)生基本了解，有41%的學(xué)生了解一點(diǎn)點(diǎn)，有11%的學(xué)生完全不了解。對(duì)于學(xué)校公選課的設(shè)置情況，有3%的學(xué)生完全了解，有27%的學(xué)生基本了解，有51%的學(xué)生了解一點(diǎn)點(diǎn)，有18%的學(xué)生完全不了解。

3.選課管理制度不健全

地方新建本科院校由于開(kāi)設(shè)通識(shí)選修課的時(shí)間不長(zhǎng)，對(duì)通識(shí)選修課的管理大多都是借鑒其他高校的經(jīng)驗(yàn)，可以說(shuō)是在摸著石頭過(guò)河，尚未形成一套適合本校實(shí)際的選課管理制度。以某地方新建本科院校為例，該校在通識(shí)選修課管理上花費(fèi)了近三年的時(shí)間才逐漸形成了一套完善的選課管理制度。在形成制度前，通識(shí)選修課的修讀要求、選課要求及對(duì)教學(xué)管理人員的工作要求等都是在選課通知中體現(xiàn)的。如果師生未認(rèn)真閱讀選課通知，就會(huì)遺漏相關(guān)注意事項(xiàng)，極易引發(fā)通識(shí)選修課選課秩序混亂的局面。對(duì)此，學(xué)生們也提出了很多意見(jiàn)和建議，有59%的學(xué)生認(rèn)為通識(shí)選修課管理中存在的問(wèn)題主要包括：缺乏課程內(nèi)容介紹，導(dǎo)致出現(xiàn)對(duì)課程的誤選；選課信息的不及時(shí)，導(dǎo)致學(xué)生錯(cuò)過(guò)了選課時(shí)間；學(xué)校未提供合適的機(jī)房，導(dǎo)致部分學(xué)生無(wú)法進(jìn)行網(wǎng)上選課；選課系統(tǒng)繁忙，通常無(wú)法登錄；學(xué)校未給予詳細(xì)的選課指導(dǎo)等。

4.教學(xué)管理人員素質(zhì)不高

人們對(duì)于新生事物都會(huì)有一個(gè)接受的過(guò)程，通識(shí)選修課也不例外。一般情況下，通識(shí)選修課是由教務(wù)處負(fù)責(zé)組織實(shí)施的，各系（部）教學(xué)管理人員在選課過(guò)程中通常只是在傳達(dá)通知，而沒(méi)有意識(shí)到自己有責(zé)任、有義務(wù)向?qū)W生介紹有關(guān)通識(shí)選修課的課程內(nèi)容，因而沒(méi)有帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)通識(shí)選修課的開(kāi)設(shè)目的、修讀要求及相關(guān)管理?xiàng)l例等。甚至在傳達(dá)選課通知的過(guò)程中，也只是將選課通知發(fā)放給學(xué)生，由學(xué)生自己閱讀并領(lǐng)會(huì)通知精神。這種單一的信息傳播渠道易使信息受阻，因而無(wú)法及時(shí)將有關(guān)信息傳遞給學(xué)生。一旦學(xué)生干部未深刻領(lǐng)會(huì)選課通知精神，整個(gè)班級(jí)就會(huì)出現(xiàn)選課秩序混亂的現(xiàn)象。據(jù)調(diào)查，對(duì)“獲得選課信息的渠道”這一問(wèn)題的回答，有5%的學(xué)生選擇系公告欄，有65%的學(xué)生選擇班干部口頭通知，有27%的學(xué)生選擇教務(wù)處網(wǎng)頁(yè)，有5%的學(xué)生選擇聽(tīng)說(shuō)。從這些數(shù)據(jù)中不難看出，大多數(shù)學(xué)生都是在被動(dòng)地接受該類(lèi)信息的。

三、加強(qiáng)通識(shí)選修課選課管理的對(duì)策

1.提高思想認(rèn)識(shí)

遵循“教育以育人為本，以學(xué)生為主體”的教育理念，應(yīng)將通識(shí)選修課的開(kāi)設(shè)目的、性質(zhì)、課程設(shè)置等內(nèi)容詳細(xì)介紹給學(xué)生。通識(shí)選修課（公共選修課）是在整合全校資源的基礎(chǔ)上面向全校學(xué)生開(kāi)設(shè)、由學(xué)生任意選修的跨系（部）、跨專業(yè)的課程，是高校課程體系的重要組成部分，是踐行通才教育理念的重要途徑，也是高校深化教學(xué)改革的產(chǎn)物。目前，全國(guó)各高校都開(kāi)設(shè)了通識(shí)選修課程。它對(duì)于促進(jìn)文理交叉滲透、拓展學(xué)生的知識(shí)領(lǐng)域、完善學(xué)生的知識(shí)與智能的結(jié)構(gòu)及增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)適應(yīng)力等，具有非常重要的作用。通識(shí)選修課一般由學(xué)校教務(wù)處統(tǒng)一進(jìn)行管理，這也是其與專業(yè)選修課的主要區(qū)別。

2.加強(qiáng)選課指導(dǎo)

教務(wù)處應(yīng)及時(shí)組織人員編寫(xiě)《通識(shí)選修課課程簡(jiǎn)介》《選課指南》等，并與《通識(shí)選修課管理辦法》等文件資料一同編印在《學(xué)生手冊(cè)》中，在新生入學(xué)時(shí)免費(fèi)發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生及時(shí)了解自己的大學(xué)學(xué)習(xí)任務(wù)，幫助學(xué)生做好學(xué)習(xí)規(guī)劃。另外，教務(wù)處應(yīng)結(jié)合當(dāng)前大多數(shù)學(xué)生開(kāi)通了手機(jī)上網(wǎng)功能這一實(shí)際情況，拓展教務(wù)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的功能，建立一個(gè)功能強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)，使各種信息能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地反饋和出去。

各級(jí)教學(xué)管理人員應(yīng)利用新生入學(xué)教育這一大好時(shí)機(jī)，為學(xué)生詳細(xì)介紹本專業(yè)課程的設(shè)置情況，并帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)通識(shí)選修課的開(kāi)設(shè)目的、修讀要求及相關(guān)管理?xiàng)l例等。在每次選課前，應(yīng)采取班會(huì)、講座等多種形式，使學(xué)生熟悉專業(yè)教學(xué)計(jì)劃及選課的要求和操作方法等，詳細(xì)介紹選課信息渠道，使學(xué)生養(yǎng)成主動(dòng)獲取信息的良好習(xí)慣。

3.完善選課管理制度

實(shí)現(xiàn)選課管理的規(guī)范化，制度要先行[1]。在制定選課管理辦法時(shí)，應(yīng)對(duì)選課原則、選課程序、選課注意事項(xiàng)、選課組織形式、選課時(shí)間等做出詳細(xì)的規(guī)定。每學(xué)期在組織學(xué)生選課前，制訂出詳細(xì)的實(shí)施計(jì)劃，并結(jié)合通識(shí)選修課選課人數(shù)多、涉及面廣的實(shí)際情況，提前通過(guò)網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)、各教學(xué)單位、公告欄等多種渠道公布選課注意事項(xiàng)，開(kāi)展必要的宣傳、動(dòng)員工作，以保證選課工作能夠高效、有序地進(jìn)行。

4.提高教學(xué)管理人員的素質(zhì)

通識(shí)選修課的設(shè)置打破了傳統(tǒng)的教學(xué)管理秩序，這是高校教學(xué)改革的必然趨勢(shì)。因此，應(yīng)通過(guò)培訓(xùn)、講座等方式提升教學(xué)管理人員的素質(zhì)。首先，應(yīng)注重培養(yǎng)教學(xué)管理人員的服務(wù)意識(shí)。人本管理理論認(rèn)為，管理是為人服務(wù) 的[2]。在學(xué)校，為學(xué)生服務(wù)是管理人員的職責(zé)。在組織選課的過(guò)程中，應(yīng)秉承管理就是服務(wù)的理念。細(xì)心、耐心地做好宣傳動(dòng)員工作，及時(shí)解決學(xué)生在選課過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，并對(duì)學(xué)生進(jìn)行選課操作指導(dǎo)。其次，應(yīng)對(duì)教學(xué)管理人員進(jìn)行業(yè)務(wù)技能培訓(xùn)，使他們掌握現(xiàn)代教育管理手段，能夠熟練使用教務(wù)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，從而更好地為廣大師生服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]尹哲峰. 高校選課管理的實(shí)踐與研究[J]. 現(xiàn)代教育科學(xué)，2009 （1）：186-187.

[2]周三多，等. 管理學(xué)――原理與方法[M]. 上海：復(fù)旦大學(xué)出版 社，1999：123.

收稿日期：2012-11-12

篇3

 

一、MOOC介紹

 

MOOC即慕課[1][2]，英文全稱為Massive Open Online Course，即大規(guī)模開(kāi)放的在線課程，是新近發(fā)展起來(lái)的一種在線課程模式。慕課具有大規(guī)模的、開(kāi)放課程、網(wǎng)絡(luò)課程等主要特點(diǎn)。

 

MOOC是指由參與者的課程，典型的慕課課程是大型的或者大規(guī)模的。MOOC課程必須是開(kāi)放的并且不是面對(duì)面的課程。課程材料散布于互聯(lián)網(wǎng)上。上課地點(diǎn)和時(shí)間不受局限，只要有一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接的電腦，你就可以花最少的錢(qián)享受?chē)?guó)內(nèi)的或者世界頂尖大學(xué)的一流課程?，F(xiàn)在的MOOC一般都是大學(xué)課程，優(yōu)化后搬到網(wǎng)上，內(nèi)容和分類(lèi)都以大學(xué)的知識(shí)構(gòu)架為基準(zhǔn)。開(kāi)課日期模仿大學(xué)時(shí)間表，每周上一次課，一次講一至兩學(xué)時(shí)，布置課后作業(yè)，開(kāi)課期間安排答疑，體現(xiàn)了交互性。

 

MOOC的基本組成結(jié)構(gòu)：課程視頻，隨堂測(cè)試、作業(yè)、考試以及在線助教、討論。課程視頻為微視頻組成的課程串，每個(gè)微視頻大約幾分鐘到十幾分鐘不等。微視頻里會(huì)插入小測(cè)試，看完就需要答題，然后電腦進(jìn)行評(píng)分。期末要提交作業(yè)或進(jìn)行考試，因?yàn)閷W(xué)生人數(shù)很多，作業(yè)和考試一般采用互評(píng)打分的方法。一般每門(mén)課都有自己的論壇，里面會(huì)有助教加入，對(duì)課程學(xué)習(xí)過(guò)程中的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行解答。而且還有討論區(qū)，還可以找在線的同學(xué)互相討論。慕課一般是免費(fèi)的，這個(gè)免費(fèi)主要指的是聽(tīng)課免費(fèi)，如果想要證書(shū)就需要交費(fèi)?，F(xiàn)在有很多大學(xué)將一些很多學(xué)生都選修的課程作為慕課課程，這樣既節(jié)約教師和教學(xué)資源，又可以讓學(xué)生在某一時(shí)間段內(nèi)自主學(xué)習(xí)。

 

二、數(shù)字通信原理作為慕課課程的必要性

 

數(shù)字通信原理是電子與通信工程專業(yè)和網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的一門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。是一門(mén)系統(tǒng)性、理論性強(qiáng)，同時(shí)又強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性的課程。通過(guò)數(shù)字通信課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解現(xiàn)代通信系統(tǒng)所涉及的基礎(chǔ)理論，重點(diǎn)掌握數(shù)字通信系統(tǒng)的構(gòu)成、基本原理、主要性能指標(biāo)的計(jì)算、分析方法、通信信號(hào)和系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)方法，使學(xué)生較好地掌握現(xiàn)代通信的基本原理，通信系統(tǒng)的基本框架及通信技術(shù)的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，從而對(duì)現(xiàn)代通信工程有一個(gè)較全面的了解。許多綜合性大學(xué)和理工類(lèi)大學(xué)都開(kāi)設(shè)了數(shù)字通信原理這門(mén)課程，同時(shí)通信和網(wǎng)絡(luò)行業(yè)從業(yè)人員也需要掌握數(shù)字通信原理相關(guān)知識(shí)，所以將數(shù)字通信原理作為一門(mén)慕課課程是非常必要的。

 

三、數(shù)字通信原理課程的MOOC教學(xué)方法

 

數(shù)字通信原理課程的目的和任務(wù)是：課程通過(guò)對(duì)通信基本模型、通信信道、模擬通信系統(tǒng)、數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)、數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)、同步等內(nèi)容學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解各種通信系統(tǒng)的基本組成，掌握通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論和工作原理。希望學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)，具有進(jìn)行現(xiàn)代通信技術(shù)研究、開(kāi)發(fā)和通信工程設(shè)計(jì)與調(diào)測(cè)能力。

 

本文以中國(guó)人民大學(xué)出版社出版的數(shù)字通信原理[3]為例，該書(shū)由毛京麗主編。本課程的先行課程有：電路、概率論、信號(hào)與系統(tǒng)、通信電子技術(shù)等。學(xué)生需要了解通信發(fā)展史及信息概念。掌握常用的模擬信號(hào)數(shù)字化的編碼方法。掌握數(shù)字信號(hào)的基帶、頻帶傳輸原理，最佳接收原理。掌握同步技術(shù)。掌握差錯(cuò)控制編碼。

 

該課程的教學(xué)要求和主要內(nèi)容有：第一部分：緒論，了解模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的定義和特點(diǎn);熟悉數(shù)字通信的特點(diǎn)和主要性能指標(biāo)。第二部分：語(yǔ)音信號(hào)數(shù)字化編碼，要求掌握：語(yǔ)聲信號(hào)數(shù)字化的基本過(guò)程，抽樣定理，均勻量化和非均勻量化的區(qū)別以及非均勻量化的實(shí)現(xiàn)方式，編碼的基本概念及解碼的基本原理，A律13折線編解碼的基本工作原理及編解碼的信號(hào)比較及產(chǎn)生過(guò)程，了解DPCM、ADPCM、子帶編碼、線形預(yù)測(cè)編碼的基本概念及工作原理。第三部分：時(shí)分多路復(fù)用及PCM30/32路系統(tǒng)，要求掌握：TDM的基本概念及系統(tǒng)構(gòu)成原理、幀同步概念及工作原理、PCM30/32路幀結(jié)構(gòu)，了解位同步的概念及工作原理、PCM30\32路系統(tǒng)幀同步的工作原理。第四部分：準(zhǔn)同步數(shù)字體系和同步數(shù)字體系，要求掌握：同步復(fù)接的方法及工作原理、異步復(fù)接PCM二次群幀結(jié)構(gòu)、SDH的基本概念，了解PCM復(fù)用原理和數(shù)字復(fù)接方法、SDH傳送網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)、SDH網(wǎng)的自愈功能實(shí)現(xiàn)方法、SDH網(wǎng)的同步方式。第五部分：數(shù)字信號(hào)的傳輸，要求掌握：數(shù)字信號(hào)基帶傳輸?shù)幕纠碚?，了解基帶傳輸?shù)木€路碼型、數(shù)字信號(hào)頻帶傳輸?shù)母拍罴癙CM信號(hào)頻帶傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成。

 

視頻共計(jì)32講、64段。每章第1講最初幾分鐘說(shuō)明了本章的基本問(wèn)題，它們作為主線，引導(dǎo)后續(xù)各講展開(kāi)。各章講、練適度分離，以便按需獨(dú)立學(xué)習(xí)。講解力求：1.簡(jiǎn)單易懂：讓初學(xué)者輕松入門(mén);2.融合貫通：再次學(xué)習(xí)可深化理解。導(dǎo)學(xué)圖幫助學(xué)生梳理各部分知識(shí)，建立全局觀。

 

學(xué)習(xí)方法可以是：1.先看視頻，再讀教材，促進(jìn)思考;2.先讀教材，再看視頻，深化理解;3.其他各種安排。深入學(xué)習(xí)者，可以從各講的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)出發(fā)，閱讀參考書(shū)籍，積極參加討論?；緦W(xué)習(xí)的人，可以按需裁剪章、節(jié)內(nèi)容，或只觀看部分視頻講座。淺嘗即止的話，可以只學(xué)習(xí)第一章與少數(shù)幾講視頻。

 

本課程總計(jì)100分，成績(jī)構(gòu)成如下：平時(shí)成績(jī)(測(cè)試與作業(yè)、討論與交流等綜合評(píng)定)40%，期末考試占60%，完成課程學(xué)習(xí)并考核成績(jī)60-84分為合格，成績(jī)85-100分為優(yōu)秀。

 

四、小結(jié)

 

本文介紹了將數(shù)字通信原理作為慕課課程的必要性，并且對(duì)該課程的教學(xué)做了相應(yīng)的規(guī)劃。通過(guò)一學(xué)期小范圍的試運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)通過(guò)這種教學(xué)方式，學(xué)生能較好的掌握這門(mén)課程，并且通過(guò)幾次課的學(xué)習(xí)，能基本適應(yīng)慕課這種教學(xué)形式。

篇4

【關(guān)鍵詞】OFDM技術(shù)；光纖通信系統(tǒng)；應(yīng)用分析

一、OFDM技術(shù)的基本原理與優(yōu)點(diǎn)

1、OFDM技術(shù)的基本原理。OFDM技術(shù)運(yùn)行的基本原理簡(jiǎn)而言之就是降低子載波上符號(hào)的速率，通過(guò)將高速的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)化為低速的數(shù)據(jù)流，將串行的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成并行的數(shù)據(jù)流，達(dá)到在多個(gè)相互之間有正交關(guān)系的子載波上進(jìn)行數(shù)據(jù)流傳輸?shù)哪康摹Ｒ舱怯捎谶@種數(shù)據(jù)流的轉(zhuǎn)化方法，避免了子載波間出現(xiàn)干擾的現(xiàn)象，提高了頻帶的使用效率。

2、OFDM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。OFDM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有許多，運(yùn)用OFDM不僅能夠大大的縮短傳遞信息的時(shí)間，在以下四個(gè)方面的運(yùn)用更是突出表現(xiàn)了該技術(shù)的使用性能。OFDM技術(shù)能夠比較有效的利用頻帶的效率，在抵抗衰老的方面也表現(xiàn)出了較強(qiáng)的適應(yīng)的能力，同樣的在抵抗碼間干擾能力方面也有較強(qiáng)的表現(xiàn)能力，在這些能力表現(xiàn)的方面來(lái)說(shuō)最重要的是較強(qiáng)的信息傳送能力，能夠及時(shí)有效地把信息傳遞給信息接受方。

二、光纖通信系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

正如我們對(duì)于當(dāng)今社會(huì)的定義一樣，當(dāng)今的社會(huì)是一個(gè)迅速變化，不斷發(fā)展的社會(huì)。也正是由于當(dāng)今社會(huì)日新月異，不斷變化，光纖通信系統(tǒng)在解決通信道路擁擠的方面具有突出的優(yōu)點(diǎn)，發(fā)揮了重要的作用。

1、通信容量巨大。相比較明線、同軸電纜以及微波等其他的通信設(shè)施，光纖通信系統(tǒng)所表現(xiàn)的巨大的通信容量具有明顯的優(yōu)勢(shì)，平均比明線、同軸電纜以及微波等其他的通信設(shè)施的通信容量高出了幾十甚至上千倍之上。

2、保密性能良好。光纖通信系統(tǒng)具有良好的保密性能，運(yùn)用光纖通信系統(tǒng)傳輸?shù)男盘?hào)很難被竊聽(tīng)，相比較其他的通信系統(tǒng)，光纖傳輸在傳輸數(shù)據(jù)的過(guò)程中信號(hào)泄露的可能性非常小。

3、具有較強(qiáng)的抗電磁干擾能力。一般來(lái)說(shuō)，光纖的制作原材料一般都是大自然里存在量非常大的石英，由基本的化學(xué)知識(shí)我們可以了解到石英的屬性屬于絕緣材料，在自然界里存在的形式非常穩(wěn)定，絕酸絕堿，能較好的抵抗電磁的干擾。

4、光纖的原材料十分豐富。由上文可知，光纖的原材料是自然界存在量非常大的石英，而石英本質(zhì)上就是我們所了解的二氧化硅。二氧化硅在自然界中有著極其大的存儲(chǔ)量，廣泛存在于石頭等常見(jiàn)的物質(zhì)之中。

三、OFDM技術(shù)在光纖通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、直接檢測(cè)光OFDM系統(tǒng)的分類(lèi)。一般來(lái)說(shuō)，根據(jù)是不是需要把基帶OFDM頻譜復(fù)制在光OFDM的頻譜這種判斷形式可以把直接檢測(cè)光OFDM系統(tǒng)分為線性映射與非線性映射兩種。通常來(lái)說(shuō)線性映射所復(fù)制的情況是直接的，在色散系數(shù)的影響下，信號(hào)的傳輸距離也會(huì)發(fā)生改變，必須采取一定的措施來(lái)補(bǔ)償電域以及光域的色散。

2、系統(tǒng)不能恢復(fù)有效的數(shù)字信號(hào)。相干檢測(cè)光OFDM系統(tǒng)在直接檢測(cè)光OFDM系統(tǒng)中，只有光的強(qiáng)度信息能被光電檢測(cè)器檢測(cè)到，而光載波的相位以及頻率是檢測(cè)不到的，因此，該系統(tǒng)不能有效地將初始數(shù)字信號(hào)恢復(fù)。相比而言，相干檢測(cè)光OFDM系統(tǒng)則能彌補(bǔ)直接檢測(cè)光OFDM系統(tǒng)的不足，甚至因?yàn)榫邆錁O其高的接收機(jī)靈敏度，因此在同樣的發(fā)射功率下傳輸距離能夠更長(zhǎng)。但是同樣的，子載波數(shù)目的不同能夠直接影響到CO-OFDM系統(tǒng)性能的發(fā)揮。數(shù)目過(guò)大，就會(huì)造成信道間的干擾。數(shù)目過(guò)少，就會(huì)降低頻譜的利用率。

3、提高系統(tǒng)容量的措施。偏振復(fù)用CO-OFDM系統(tǒng)由于CO-OFDM系統(tǒng)可以對(duì)光纖中的偏振模色散進(jìn)行有效的補(bǔ)償與估計(jì)。為了提高所需要的系統(tǒng)容量，需要將偏振復(fù)用技術(shù)引入到CO-OFDM系統(tǒng)之中，這樣做不僅可以滿足系統(tǒng)對(duì)各個(gè)元器件的基本要求，而且還能進(jìn)一步提升系統(tǒng)的運(yùn)行速率。由此可見(jiàn)，偏振復(fù)用CO-OFDM系統(tǒng)已經(jīng)成為未來(lái)超大容量、超高速率和超長(zhǎng)距離傳輸系統(tǒng)的重要解決措施。由于單模光纖通常情況下具備兩種偏振模式，并且光信號(hào)的傳輸會(huì)受到偏振相關(guān)損耗（PDL）和偏振模色散（PMD）和色散（CD）效應(yīng)的影響。

四、總結(jié)

光OFDM技術(shù)與OFDM技術(shù)光纖通信二者相互結(jié)合，充分發(fā)揮了二者不同的優(yōu)點(diǎn)。我們完全有理由可以預(yù)見(jiàn)，隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，光OFDM作為一項(xiàng)關(guān)鍵性的技術(shù)必定會(huì)在在未來(lái)的傳輸系統(tǒng)中發(fā)揮其本身的價(jià)值。除此之外，為了更好的發(fā)展相關(guān)的科學(xué)技術(shù)，在未來(lái)的研究工作中，對(duì)光OFDM系統(tǒng)中的非線性效應(yīng)還需要相關(guān)的科研人士不斷的進(jìn)行研究探討，發(fā)展現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)，改善現(xiàn)存技術(shù)的不足之處，使得該技術(shù)能夠更好地為社會(huì)、為人類(lèi)服務(wù)，促進(jìn)社會(huì)文明進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

[1]劉巧平,董軍堂.OFDM技術(shù)在4G移動(dòng)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電子測(cè)試,2014,05:102-104.

[2]孟婉婕,吳少濤,肖偉濤.正交頻分多路復(fù)用技術(shù)在電力光纖通信系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].廣東電力,2014,01:105-109.

[3]林燕.高速光纖通信系統(tǒng)中的OFDM調(diào)制解調(diào)技術(shù)的仿真與實(shí)現(xiàn)[J].通訊世界,2015,03:30-31.

篇5

關(guān)鍵詞：通信監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)；信道編碼；窄帶隨機(jī)過(guò)程；累加器

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2008)26-1684-03

Channel Coding of Communication Investigation Network Based on Narrow-Band Random Process

ZHANG Jun

(Academy of Professional Technology, Chenzhou 423000,China)

Abstract: In this paper, a method of channel coding of communication investigation network based on narrow-band random process was presented. Through increasing redundancy and decreasing false code rate, this method could improve relaibility of communication. Based on basic coding theory, this paper presents principle of nomal and low communication network, and describes principle of design. Based on narrow-band random process, this paper proposes a new method which increases a new accumulator to use high energy to subsitute high signal noise rate, this method also use majority-logic criteria to improve stability and relaibility of communication investigation network

Key words: communication investigation network; channel coding;narrow-band random process;accumulator

1 前言

本文研究電力線通信監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的窄帶信道編碼，通過(guò)增加冗余比特，降低誤碼率和丟包率，提高通信可靠性和有效性。在研究信道編碼差錯(cuò)控制原理基礎(chǔ)上，給出了設(shè)計(jì)中低速通信網(wǎng)絡(luò)信道編碼的基本分析思路，闡明了為提高可靠性而遵循的設(shè)計(jì)原則；在研究窄帶隨機(jī)過(guò)程解調(diào)檢測(cè)器基本原理基礎(chǔ)上，提出在電力線窄帶通信接收機(jī)中，增加一級(jí)累加器，使信號(hào)比特能量積累換取高信噪比，并在累加器后級(jí)通過(guò)大數(shù)判決來(lái)實(shí)現(xiàn)檢錯(cuò)和糾錯(cuò)。

2 重復(fù)編碼累加器

在研究窄帶接收機(jī)基本結(jié)構(gòu)和構(gòu)造信道編碼之前，先假設(shè)電力線信道中收發(fā)雙方能夠通過(guò)某種方式同步，使雙方均能由同步信號(hào)產(chǎn)生的定時(shí)器判定是何種信道編碼。

設(shè)碼字由N個(gè)比特組成，第一個(gè)比特為原始信息比特，其余為與信息比特相同的冗余比特。調(diào)制后，電力線通信窄帶信號(hào)頻譜集中在以w0為中心的有限頻帶w內(nèi)，且有w0>>w 。窄帶隨機(jī)過(guò)程可表示為： ，其中的A(t)和φ(t)分別為窄帶過(guò)程的包絡(luò)和相位，與W0相比，均為慢時(shí)變的隨機(jī)過(guò)程。

當(dāng) a≠0 ，即當(dāng)接收機(jī)輸入為疊加有噪聲的信號(hào)時(shí)，若θ 是在(0.2π) 上均勻分布的隨機(jī)變量，則Nci+acosθ ，Nsi +asinθ 在θ 給定情況下都是互相獨(dú)立的高斯隨機(jī)變量，且有

性質(zhì)：兩個(gè)互相獨(dú)立的具有x2 分布的隨機(jī)變量之和仍為 x2分布，若它們的自由度之和分別為n1 和n2 ，其和的自由度為n1+n2 。由此可以得到G的概率密度與累加次數(shù)的關(guān)系。對(duì)于二進(jìn)制窄帶調(diào)制信號(hào)，這個(gè)固定值即為碼元 1和 0 的判決門(mén)限。從以上分析中，可得到以下的重要結(jié)論：通過(guò)增加相同碼元的累加次數(shù)，增大接收機(jī)正確判決的概率。在信道編碼中信息比特能量以1-Pe>0.5 的概率多次累加，積累的總效應(yīng)使比特能量和噪聲能量之比增加。所以，使用累加器可以提高接收機(jī)檢波的信噪比，提高通信可靠性。注意到G 的非中心參量λ 與自由度2n 之比為

a2/O2 為檢波器輸入端的功率信噪比。由非中心x2 分布Y 的數(shù)學(xué)期望和方差公式，E[Y]=nYσY2+λY，和D[Y]=2nYσY2+4σY2λY(nY、σY2 和λY分別為自由度、方差和非中心分布參量)，可得到歸一化 G的數(shù)學(xué)期望和方差

可見(jiàn)，G 的數(shù)學(xué)期望（接收機(jī)輸出的信號(hào)統(tǒng)計(jì)平均值）和方差（信號(hào)功率統(tǒng)計(jì)平均值）與積累次數(shù)成正比，且隨著輸入端信噪比的加大而增加。

3 仿真與分析

實(shí)驗(yàn)一：未使用信道編碼的工程實(shí)測(cè)

本文將研究和設(shè)計(jì)的電力線通信模塊應(yīng)用與遠(yuǎn)程照明監(jiān)控系統(tǒng)的仿真試驗(yàn)中。根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)GSM方式與電力線網(wǎng)關(guān)通信，查看控制和查詢結(jié)果，并與實(shí)際結(jié)果相比較。在上行鏈路中，數(shù)據(jù)包丟失（或控制字出錯(cuò)）表現(xiàn)為未收到查詢結(jié)果；下行鏈路中，數(shù)據(jù)包丟失或出現(xiàn)誤碼，表現(xiàn)為下傳控制命令時(shí)未執(zhí)行操作或發(fā)生誤動(dòng)作。無(wú)論上行鏈路還是下行鏈路出現(xiàn)1次錯(cuò)誤，均表現(xiàn)為通信網(wǎng)絡(luò)不可靠，按照操作失敗1次處理。操作次數(shù)和出錯(cuò)次數(shù)的統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

實(shí)驗(yàn)二：基于累加器信道編碼的工程實(shí)測(cè)

重點(diǎn)考察使用累加器大數(shù)判決的信道編碼能否降低誤碼率。測(cè)試統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。與實(shí)驗(yàn)一中測(cè)試結(jié)果比較，使用累加器信道編碼的通信網(wǎng)絡(luò)下行鏈路（控制）出錯(cuò)率降低近400倍，上行鏈路出錯(cuò)率降低近1.5倍。下行鏈路的數(shù)據(jù)流方向是由電力線通信網(wǎng)關(guān)至通信節(jié)點(diǎn)，經(jīng)信道編碼后可靠性提升明顯。

分析無(wú)應(yīng)答的節(jié)點(diǎn)位置規(guī)律，均位于線路末端；在時(shí)間也有19:00~21:00無(wú)應(yīng)答情況集中的規(guī)律，在21:00以后，控制和查詢恢復(fù)正常。線路位置和時(shí)間段對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)影響較大的是線路電壓。由于電力線通信節(jié)點(diǎn)使用線性電源，默認(rèn)狀態(tài)是接收模式，所以能夠接收并執(zhí)行來(lái)自于網(wǎng)關(guān)的控制命令；返回給網(wǎng)關(guān)狀態(tài)數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)射功率的消耗導(dǎo)致通信節(jié)點(diǎn)本地電壓跌落，造成波形失真和比特能量與噪聲比的降低，從而引起了誤碼。

線路末端通信節(jié)點(diǎn)距離供電變壓器距離基本相等，電子鎮(zhèn)流器側(cè)節(jié)點(diǎn)供電電壓均低于電感鎮(zhèn)流器側(cè)對(duì)應(yīng)位置的電壓，最大相差7V?？朔ㄐ殴?jié)點(diǎn)本地電壓跌落的有效方法，是提升供電工頻變壓器二次測(cè)輸出電壓，如圖1所示，原有變壓器在220V輸入電壓條件下有3.33V的跌落，導(dǎo)致輸出功率未達(dá)到設(shè)定值；改進(jìn)后的線性電源能夠在輸入電壓低至190V時(shí)，為通信節(jié)點(diǎn)穩(wěn)定供電。

從圖1中也可以看到， 信道編碼后的數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度為原始數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度的6倍(600ms)，雖然通信接口的波特率維持在 ，但實(shí)際數(shù)據(jù)包的傳輸時(shí)間增大了，可靠性得以提高。

4 總結(jié)

本文研究電力線通信監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的窄帶信道編碼，通過(guò)增加冗余比特，降低誤碼率和丟包率，提高通信可靠性和有效性。在研究信道編碼差錯(cuò)控制原理基礎(chǔ)上，給出了設(shè)計(jì)中低速通信網(wǎng)絡(luò)信道編碼的基本分析思路，闡明了為提高可靠性而遵循的設(shè)計(jì)原則；在研究窄帶隨機(jī)過(guò)程解調(diào)檢測(cè)器基本原理基礎(chǔ)上，提出在電力線窄帶通信接收機(jī)中，增加一級(jí)累加器，使信號(hào)比特能量積累換取高信噪比，并在累加器后級(jí)通過(guò)大數(shù)判決來(lái)實(shí)現(xiàn)檢錯(cuò)和糾錯(cuò)。

參考文獻(xiàn)：

[1] Sklar B.數(shù)字通信―基礎(chǔ)與應(yīng)用[M].2版.徐平平,譯.電子工業(yè)出版社,2002:234-235.

[2] Huaiyu D, Poor H. Advanced Signal Processing for Power Line Communications[J].IEEE Communications Magazine,2003,41(5):100-107.

篇6

    焦?fàn)t四大車(chē)的通信方式大多采用無(wú)線或感應(yīng)無(wú)線的通信方式。在感應(yīng)無(wú)線的通信方式中,編碼電纜既作為位置檢測(cè)使用,又作為數(shù)據(jù)通信使用。將編碼電纜應(yīng)用在移動(dòng)機(jī)車(chē)的定位上是相當(dāng)成功的,但將其應(yīng)用在數(shù)據(jù)通信上,其缺點(diǎn)是明顯的。首先感應(yīng)無(wú)線通信的工作頻率較低(100kHz左右),容易受到電氣干擾;其次其通信環(huán)路過(guò)長(zhǎng),設(shè)備復(fù)雜,穩(wěn)定性較差,成本高。近年來(lái),無(wú)線電通信技術(shù)飛速發(fā)展,已由過(guò)去的模擬方式發(fā)展到現(xiàn)在的數(shù)字方式,其特點(diǎn)是硬件設(shè)備簡(jiǎn)單、通信速度快、通信誤碼率低。因此采用無(wú)線數(shù)據(jù)通信技術(shù)解決焦?fàn)t四大車(chē)的通信問(wèn)題是未來(lái)的發(fā)展方向。

    1.1通信技術(shù)

    (1)擴(kuò)頻通信基本原理擴(kuò)頻通信,即擴(kuò)展頻譜通信(Spread SpectrumCommunication),它與光纖通信、衛(wèi)星通信,一同被譽(yù)為進(jìn)入信息時(shí)代的三大高技術(shù)通信傳輸方式。擴(kuò)頻通信是將待傳送的信息數(shù)據(jù)被偽隨機(jī)編碼(擴(kuò)頻序列:Spread Sequence)調(diào)制,實(shí)現(xiàn)頻譜擴(kuò)展后再傳輸;接收端則采用相同的編碼進(jìn)行解調(diào)及相關(guān)處理,恢復(fù)原始信息數(shù)據(jù)。(2)擴(kuò)頻通信的理論基礎(chǔ)擴(kuò)頻通信的可行性,是從信息論和抗干擾理論的基本公式中引伸而來(lái)的。擴(kuò)展頻譜換取信噪比要求的降低,正是擴(kuò)頻通信的重要特點(diǎn),并由此為擴(kuò)頻通信的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。總之,我們用信息帶寬的10 0倍,甚至10 0 0倍以上的寬帶信號(hào)來(lái)傳輸信息,就是為了提高通信的抗干擾能力,即在強(qiáng)干擾條件下保證可靠安全地通信。這就是擴(kuò)展頻譜通信的基本思想和理論依據(jù)。

    2 位置檢測(cè)的基本原理

    2.1編碼電纜的結(jié)構(gòu)

    編碼電纜由電纜芯線、模芯和電纜護(hù)套構(gòu)成。芯線有兩種,即基準(zhǔn)線(R線)和地址線(G0線—G9線)?；鶞?zhǔn)線R在整個(gè)電纜段中不交叉,地址線是按格雷碼的編碼規(guī)律來(lái)編制的,G0每隔2P交叉一次,G1每隔4P交叉一次,G2每隔8P交叉一次,以此類(lèi)推,G9在整個(gè)電纜段中只交叉一次,P為依靠電纜本身能識(shí)別的最小長(zhǎng)度。

    2.2位置檢測(cè)的基本原理

    圖1為編碼電纜位置檢測(cè)原理示意圖。移動(dòng)機(jī)車(chē)上安裝一個(gè)天線箱(發(fā)射天線),天線箱距離扁平電纜10 ~30 c m,天線箱發(fā)射的高頻信號(hào)通過(guò)電磁感應(yīng)被地面的編碼電纜接收,R線為平行敷設(shè)的一對(duì)線,接收到的信號(hào)作為基準(zhǔn)信號(hào),G0 ~ G9在不同的位置有不同的交叉點(diǎn),其接收到的信號(hào)在經(jīng)過(guò)偶數(shù)個(gè)交叉后,相位與基準(zhǔn)信號(hào)相同,在經(jīng)過(guò)奇數(shù)個(gè)交叉點(diǎn)后,相位與基準(zhǔn)信號(hào)的相位相反,若規(guī)定同相位時(shí)地址為“0”,反相位時(shí)地址為“1”,則在編碼電纜的某一位置得到唯一10位的地址編碼,此對(duì)應(yīng)與機(jī)車(chē)的一個(gè)地址。例如圖中G0~G9的地址碼為:001…1。位置檢測(cè)單元將地址碼轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制的米數(shù),即可檢測(cè)出機(jī)車(chē)離編碼電纜始端的距離,從而得到機(jī)車(chē)的位置。

    3 感應(yīng)無(wú)線定位和通信系統(tǒng)

    數(shù)據(jù)通信受到變頻調(diào)速器諧波干擾,變頻器工作時(shí),作為一個(gè)強(qiáng)大的干擾源,其干擾途徑一般分為輻射、傳導(dǎo)、電磁耦合、二次輻射和邊傳導(dǎo)邊輻射等,諧波的頻率為幾十千赫茲到幾百千赫茲。主要途徑如圖2所示。從圖2可以看出,變頻器產(chǎn)生的輻射干擾對(duì)周?chē)臒o(wú)線電接收設(shè)備產(chǎn)生強(qiáng)烈的影響。下面介紹感應(yīng)無(wú)線通信系統(tǒng)中數(shù)據(jù)通信和地址檢測(cè)的模式,并說(shuō)明變頻調(diào)速器對(duì)感應(yīng)無(wú)線通信干擾的原因。

    3.1數(shù)據(jù)通信的模式

    感應(yīng)無(wú)線通信的工作頻率為:地面站:79kHz,車(chē)載站:49k Hz,這個(gè)頻率正好在變頻調(diào)速器的諧波范圍,于是產(chǎn)生了同頻干擾。數(shù)據(jù)通信的流程如圖3所示。由于地面站的數(shù)據(jù)是通過(guò)編碼電纜發(fā)射的,而編碼電纜是單線圈結(jié)構(gòu),發(fā)射效率較低,要保證車(chē)上的接收質(zhì)量,必須提高車(chē)上接收的靈敏度,因此車(chē)上的接收天線是多線圈的,并配有信號(hào)放大器,因此靈敏度較高,在接收地面站信號(hào)時(shí)也很容易接收到變頻器的諧波,造成同頻干擾。車(chē)上接收到錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)后就不能往地面站回發(fā)數(shù)據(jù),只能等待接收下一幀數(shù)據(jù)。若干擾仍存在,通信就中斷了。為了消除變頻調(diào)速器的諧波干擾,常采用如下兩種方法。(1)增加一個(gè)參數(shù)一樣的接收線圈。采用放大器差分輸入(減法器)的辦法來(lái)消除干擾,但同時(shí)也把有用的信號(hào)差分掉了,為了防止有用信號(hào)被差分(相減)掉,這兩個(gè)線圈必須保持一定的距離。這樣它們接收到的干擾信號(hào)就不相等了,因此,用差分相減的辦法不能完全消除變頻調(diào)速器的諧波干擾。(2)采用無(wú)線擴(kuò)頻通信技術(shù)。其工作頻率2.4GHz,避開(kāi)了變頻調(diào)速器諧波干擾,是一種徹底解決變頻調(diào)速器的諧波對(duì)數(shù)據(jù)通信干擾的辦法。本系統(tǒng)采用的就是無(wú)線擴(kuò)頻通訊技術(shù)。

    3.2地址檢測(cè)模式

    感應(yīng)無(wú)線通信系統(tǒng)中,編碼電纜既用作地址檢測(cè),又用作數(shù)據(jù)通信,因此地址檢測(cè)和數(shù)據(jù)通信只能分時(shí)進(jìn)行,地址檢測(cè)建立在數(shù)據(jù)通信之上。即在一個(gè)通信同期內(nèi),有一段時(shí)間用于車(chē)上調(diào)制器發(fā)送載波,以便地面站檢測(cè)地址,如圖4所示。由于變頻調(diào)速器的干擾,車(chē)載站接收到錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)后不能回發(fā)數(shù)據(jù),也就不能發(fā)送載波(用于地址檢測(cè))了,因此地址檢測(cè)便不能實(shí)現(xiàn)。

    3.3變頻調(diào)速器的諧波對(duì)感應(yīng)無(wú)線數(shù)據(jù)通信干擾

    編碼電纜既用作地址檢測(cè),又用作數(shù)據(jù)通信,通過(guò)編碼電纜和車(chē)上天線箱的電磁感應(yīng)實(shí)現(xiàn)車(chē)載站和地面站的數(shù)據(jù)交換。近年來(lái),變頻調(diào)速器在工業(yè)控制中得到了廣泛的應(yīng)用。但它工作時(shí)頻率豐富的諧波對(duì)周?chē)脑O(shè)備帶來(lái)了嚴(yán)重的干擾。其嚴(yán)重后果有:(1)影響無(wú)線電設(shè)備的正常接受;(2)影響周?chē)鷻C(jī)器設(shè)備的正常工作,使它們因接受錯(cuò)誤的信號(hào)而產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作。所以數(shù)據(jù)通信應(yīng)采用抗干擾能力強(qiáng),尤其是抗變頻調(diào)速器諧波干擾的通信技術(shù)。

篇7

[關(guān)鍵詞] 線纜故障檢測(cè)；FPGA；STM32；時(shí)域反射

中圖分類(lèi)號(hào)：TM755 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）14-0231-01

隨著我國(guó)信息化建設(shè)的不斷推進(jìn)，綜合通信網(wǎng)在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，為經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展提供了強(qiáng)有力的保障。但由于受各類(lèi)因素的影響，綜合通信網(wǎng)的通信線纜在業(yè)務(wù)傳輸過(guò)程中時(shí)常發(fā)生各類(lèi)故障，造成通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行不穩(wěn)定甚至通信中斷，嚴(yán)重影響了綜合通信網(wǎng)效能的發(fā)揮。面對(duì)頻發(fā)的傳輸線纜故障，現(xiàn)有檢測(cè)定位手段卻較為有限，加之現(xiàn)在通信線纜普遍芯數(shù)較多、長(zhǎng)度較長(zhǎng)、敷設(shè)相對(duì)隱蔽，因此在故障檢測(cè)中很難實(shí)現(xiàn)對(duì)故障類(lèi)型的快速識(shí)別和故障點(diǎn)位置精確定位，往往一個(gè)簡(jiǎn)單故障的排除都非常困難，不僅浪費(fèi)了大量的人力、物力，而且會(huì)造成通信網(wǎng)的長(zhǎng)時(shí)間中斷。因此加強(qiáng)對(duì)通信線纜故障檢測(cè)方面的研究，以在遇有線纜故障時(shí)簡(jiǎn)單、高效、快捷修復(fù)，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

本文根據(jù)時(shí)域反射法的基本原理，設(shè)計(jì)研制了一套多功能線纜故障檢測(cè)系統(tǒng)，基本實(shí)現(xiàn)了對(duì)通信線纜常見(jiàn)故障的準(zhǔn)確識(shí)別和精確定位。

一、檢測(cè)原理

多功能線纜故障檢測(cè)系統(tǒng)主要分為通信電纜檢測(cè)和通信光纜檢測(cè)兩大模塊。

其中通信電纜檢測(cè)模塊采用脈沖時(shí)域反射法[1]?；驹硎牵合虼郎y(cè)電纜注入電脈沖信號(hào)，遇到故障點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生反射脈沖，在接收端由儀器將發(fā)送脈沖和反射脈沖波形記錄下來(lái)，則發(fā)射脈沖和反射脈沖之間的時(shí)間差Δt即為發(fā)送端到故障點(diǎn)往返一次所需的時(shí)間，已知脈沖在線纜中的傳播速度為υ，即可通過(guò)以下公式計(jì)算故障點(diǎn)與脈沖發(fā)射端的距離：

L=υ?Δt/2

通過(guò)識(shí)別反射脈沖的極性，即可判斷故障類(lèi)型：斷路故障反射脈沖與發(fā)射脈沖極性相同，而短路故障則與發(fā)射脈沖極性相反。

通信光纜檢測(cè)模塊采用光時(shí)域反射法[2]，其基本原理是：向待測(cè)光纖發(fā)射一個(gè)光脈沖信號(hào)，光脈沖信號(hào)沿著光纖向前傳播遇到特征點(diǎn)（如斷點(diǎn)、熔接損耗較大點(diǎn)或連接器連接處）時(shí)，可產(chǎn)生一個(gè)較強(qiáng)的反射信號(hào)，在接收端將反射光脈沖記錄下來(lái)。與通信電纜脈沖時(shí)域法類(lèi)似，即可確定被測(cè)光纖內(nèi)各個(gè)特征點(diǎn)的位置。

二、硬件結(jié)構(gòu)

基于此原理設(shè)計(jì)的多功能線纜故障檢測(cè)系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)分為電脈沖發(fā)生、電脈沖接收、光脈沖發(fā)生、光脈沖接收、單片機(jī)控制等五部分。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

電脈沖發(fā)生部分：

電脈沖發(fā)生部分提供系統(tǒng)測(cè)試用電脈沖，且電脈沖幅值0-15V、脈寬10-1000ns連續(xù)可調(diào)。系統(tǒng)通過(guò)MCU將所需幅值和脈寬參數(shù)傳遞給FPGA后，F(xiàn)PGA根據(jù)所設(shè)參數(shù)驅(qū)動(dòng)高速DA芯片（AD9708）產(chǎn)生系統(tǒng)用源脈沖。但源脈沖幅值較小，最大僅為1V，因而系統(tǒng)中首先通過(guò)7階巴特沃斯低通濾波器對(duì)源脈沖濾波，而后使用兩片高性能運(yùn)放AD8065和AD8021對(duì)源脈沖進(jìn)行幅值放大，使得其脈沖幅值最大可達(dá)15V，滿足測(cè)試需求。

電脈沖接收部分：

電脈沖接收部分，利用AD芯片（AD9226）對(duì)反射脈沖回波進(jìn)行高速采樣，以取得回波脈沖數(shù)據(jù)。因反射脈沖幅值較小，在脈沖信號(hào)進(jìn)入AD芯片之前，采用兩片高性能運(yùn)放AD8065芯片對(duì)反射脈沖信號(hào)進(jìn)行放大，以提高系統(tǒng)可檢測(cè)故障距離。

光脈沖發(fā)生部分：

光脈沖發(fā)生部分，產(chǎn)生通信光纜故障檢測(cè)用激光脈沖。系統(tǒng)采用的是50mw，1310nm激光二極管，驅(qū)動(dòng)電流達(dá)1A。為取得合適的驅(qū)動(dòng)電流，系統(tǒng)利用電脈沖發(fā)生部分產(chǎn)生的電脈沖，結(jié)合兩個(gè)高速三極管（MPS2222），組成一個(gè)簡(jiǎn)單的電流源，驅(qū)動(dòng)電流最大可達(dá)1.3A，足以驅(qū)動(dòng)激光二極管。

光脈沖檢測(cè)部分：

光脈沖檢測(cè)部分，采用雪崩光電二極管（APD）接收反射光信號(hào)，通過(guò)光電導(dǎo)模式實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)化。由于反射光脈沖經(jīng)APD進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換后電流為na量級(jí)，很難被檢測(cè)，因此在APD輸出端采用低噪聲電壓反饋放大器OPA847進(jìn)行電流電壓變換，將微電流轉(zhuǎn)換為可檢測(cè)電壓，再經(jīng)電脈沖接收部分進(jìn)行高速AD采樣。

單片機(jī)控制部分：

單片機(jī)控制部分，通過(guò)單片機(jī)STM32實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)整體的控制、數(shù)據(jù)運(yùn)算處理和通信等功能。

三、軟件設(shè)計(jì)

配合硬件完成通信線纜故障檢測(cè)任務(wù)，軟件流程如圖2所示。

上電后，首先對(duì)I/O端口、串行通信端口、LED顯示屏和FPGA進(jìn)行必要的配置并初始化。初始化完成后根據(jù)待測(cè)線纜的種類(lèi)、故障點(diǎn)位置的粗略判斷，設(shè)定相應(yīng)脈沖傳播速度、幅值、脈寬等參數(shù)。而后點(diǎn)擊屏幕開(kāi)始鍵，則系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的參數(shù)產(chǎn)生相應(yīng)脈沖，送入待測(cè)線纜。在脈沖發(fā)射的同時(shí)開(kāi)啟回波數(shù)據(jù)采集，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)由待測(cè)線纜返回的數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)采集完成后，通過(guò)并行方式傳遞給單片機(jī)控制部分，再由單片機(jī)控制部分自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖特征點(diǎn)的定位，對(duì)故障類(lèi)型的識(shí)別、對(duì)故障距離的計(jì)算等操作，并通過(guò)LED顯示屏進(jìn)行顯示。若脈沖參數(shù)設(shè)置不正確，導(dǎo)致無(wú)法判斷線纜故障，需重新調(diào)整脈沖參數(shù)再次測(cè)量。若需人工校正測(cè)距結(jié)果，調(diào)整回波到達(dá)時(shí)刻與回波波形的相對(duì)位置即可，調(diào)整過(guò)程中，測(cè)距結(jié)果將自動(dòng)更新。

四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

為了驗(yàn)證系統(tǒng)的測(cè)試準(zhǔn)確率和測(cè)量精度，本文為認(rèn)為給各類(lèi)型線纜設(shè)定各類(lèi)故障，再利用本系統(tǒng)進(jìn)行故障點(diǎn)的故障類(lèi)型識(shí)別和故障點(diǎn)距離的計(jì)算。試驗(yàn)結(jié)果表明：系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)常見(jiàn)通信電纜故障的準(zhǔn)確識(shí)別和精確定位，故障識(shí)別率達(dá)95%以上，定位精度為±4米。

五、總結(jié)

本系統(tǒng)在分析常見(jiàn)通信線纜故障的基礎(chǔ)上，采用STM32芯片作為單片機(jī)控制單元，利用FPGA構(gòu)建測(cè)量單元，研制了一套多功能線纜故障檢測(cè)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)通信電纜、光纜故障類(lèi)型的準(zhǔn)確識(shí)別和故障點(diǎn)距離的準(zhǔn)確測(cè)量，具有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

篇8

關(guān)鍵詞：超寬帶；極窄脈沖；階躍恢復(fù)二極管

引言

傳統(tǒng)數(shù)字通信是通過(guò)在信道中發(fā)送包含信息的模擬波形來(lái)實(shí)現(xiàn)通信的，而超寬帶(UWB)通信是通過(guò)發(fā)送和檢測(cè)極窄脈沖序列來(lái)實(shí)現(xiàn)通信。這種脈沖的脈寬只有1個(gè)多ns，有的甚至不到1ns，并且其帶寬可以達(dá)到或者超過(guò)3GHz。

從本質(zhì)上講，產(chǎn)生ns級(jí)寬度短脈沖的信號(hào)源是UWB技術(shù)的前提條件。單個(gè)無(wú)載波窄脈沖信號(hào)有兩個(gè)特點(diǎn)：一是激勵(lì)信號(hào)的波形為具有陡峭前后沿的單個(gè)短脈沖，二是激勵(lì)信號(hào)具有從直流到微波的很寬的頻譜。目前產(chǎn)生脈沖源的兩類(lèi)方法為：1．光電方法，基本原理是利用光導(dǎo)開(kāi)關(guān)的陡峭上升／下降沿獲得脈沖信號(hào)，是最有發(fā)展前景的一種方法。2．電子方法，基本原理是利用晶體管PN結(jié)反向加電，在雪崩狀態(tài)的導(dǎo)通瞬間獲得陡峭上升沿，整形后獲得極短脈沖，這是目前應(yīng)用最廣泛的方案。受晶體管耐壓特性的限制，這種方法一般只能產(chǎn)生幾十V到上百V的脈沖，脈沖寬度可以達(dá)到1ns以下。

階躍恢復(fù)二極管(SRD)也是一種PN結(jié)二極管，但它在管芯設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)工藝上采取了一些特殊的措施，能夠獲得電流的“階躍”，可以用來(lái)產(chǎn)生很窄的脈沖。本文就著重討論使用階躍恢復(fù)二極管產(chǎn)生窄脈沖的方法。

脈沖發(fā)生器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

階躍二極管產(chǎn)生極窄脈沖的原理

傳統(tǒng)窄脈沖產(chǎn)生的基本原理是通過(guò)器件所存儲(chǔ)能量經(jīng)由高速開(kāi)關(guān)器件快速放電而得到。提高輸出脈沖性能的途徑有兩個(gè)：增加器件存儲(chǔ)的能量，加快器件放電速度。這兩種方法都依賴于高速開(kāi)關(guān)器件，因此，高速開(kāi)關(guān)器件是超寬帶脈沖信號(hào)產(chǎn)生的關(guān)鍵。

階躍恢復(fù)二極管是一種充分利用少子儲(chǔ)存效應(yīng)的器件。作為一種PN結(jié)二極管，普通整流管要求正向時(shí)管子導(dǎo)通，反向截至，因此少子儲(chǔ)存效應(yīng)對(duì)整流器件顯然是不利的。而對(duì)階躍二極管，當(dāng)加上正向電壓時(shí)，大量少數(shù)載流子注入I層并儲(chǔ)存起來(lái)，反向時(shí)由于少子基本上被反向電場(chǎng)提取完畢，器件在極短的階躍時(shí)間內(nèi)關(guān)斷，關(guān)斷瞬間產(chǎn)生了電流跳變，形成一個(gè)很窄的脈沖。

實(shí)際上，在負(fù)載R’上能觀察到的僅僅是此阻尼振蕩波形的第一個(gè)半周期，因?yàn)殡妷撼^(guò)管子的接觸電勢(shì)時(shí)，階躍二極管又重新處于低阻抗?fàn)顟B(tài)，輸出電壓將維持在φ。所以在輸入頻率為f1的連續(xù)信號(hào)作用下，脈沖發(fā)生器的輸出電壓波形將是窄脈沖串，每個(gè)脈沖之間的間隔為1／f1，脈沖根部寬度為

階躍時(shí)間則決定了二極管高次諧波的上限，tst越小，則高次諧波越豐富，倍頻效率越高。二極管產(chǎn)生諧波的上限頻率以階躍時(shí)間的倒數(shù)來(lái)定義，存在以下關(guān)系：fhigh=1/tst。

電路原理圖

實(shí)際的脈沖發(fā)生器電路包括階躍管、激勵(lì)電感、高頻調(diào)諧電容、阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)、偏置電路等，如圖4所示。

一般采用自偏置電路。自給偏置的產(chǎn)生過(guò)程簡(jiǎn)述如下：在外加交流電壓超過(guò)二極管的接觸電位差φ的時(shí)間間隔內(nèi)，二極管的正向電阻遠(yuǎn)小于R，信號(hào)源通過(guò)小的正向電阻向電容c1充電；當(dāng)外加交流電壓小于Φ值并使二極管進(jìn)入反向工作區(qū)域時(shí)，二極管呈現(xiàn)很大的電阻(與R比較而言)，電容c1通過(guò)電阻R放電。如果C1R的時(shí)間常數(shù)比基波電壓的周期大得多，則放電電流可以認(rèn)為是一常數(shù)；于是在電阻R上就產(chǎn)生一個(gè)壓降，其值為I0R，并反向地加在二極管上。由于這一偏壓是整流電流引起的，所以隨著激勵(lì)電壓幅度的變化，偏壓隨之改變，從而可以自動(dòng)調(diào)節(jié)工作點(diǎn)。偏壓電阻值可按下式估算：

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

上述公式只能對(duì)元器件的值進(jìn)行大概的估算，還要通過(guò)反復(fù)實(shí)踐進(jìn)行修正。筆者在電路調(diào)試過(guò)程中，為了得到較窄的脈沖寬度，反復(fù)實(shí)踐修正元器件的值。利用信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生31MHz，24dBm的正弦波作為電路的觸發(fā)信號(hào)源，c1和cc可選用幾萬(wàn)pF的大電容，偏置電容C3的容值盡可能小。自偏置電阻R為幾十Ω或幾百Ω，通過(guò)對(duì)R的微調(diào)，可以改變產(chǎn)生脈沖的重復(fù)周期。CM和CT分別為780pF和390+45pF。LM和L分別為30nH和70nH的空心電感線圈。其中微調(diào)激勵(lì)電感L的感值對(duì)脈沖的波形影響尤為明顯。圖6是從示波器上觀察到的高斯脈沖的一階導(dǎo)數(shù)波形(有偏置電容C3)，脈寬1．5ns左右，Vpp為7V。

篇9

1、量子通信是指利用量子糾纏效應(yīng)進(jìn)行信息傳遞的一種新型的通訊方式。量子通訊是近二十年發(fā)展起來(lái)的新型交叉學(xué)科，是量子論和信息論相結(jié)合的新的研究領(lǐng)域。

2、量子通信主要涉及：量子密碼通信、量子遠(yuǎn)程傳態(tài)和量子密集編碼等，近來(lái)這門(mén)學(xué)科已逐步從理論走向?qū)嶒?yàn)，并向?qū)嵱没l(fā)展。高效安全的信息傳輸日益受到人們的關(guān)注?；诹孔恿W(xué)的基本原理，并因此成為國(guó)際上量子物理和信息科學(xué)的研究熱點(diǎn)。

（來(lái)源：文章屋網(wǎng) ）

篇10

關(guān)鍵詞：光孤子；光脈沖；光放大器

中圖分類(lèi)號(hào)：TN91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2013）0120164-01

1 光孤子的產(chǎn)生

光纖通信中，損耗和色散是限制傳輸距離和傳輸容量的主要原因。損耗使光信號(hào)在傳輸時(shí)能量不斷減弱；而色散則是使光脈沖在傳輸中逐漸展寬。所謂光脈沖，其實(shí)是一系列不同頻率的光波振蕩組成的電磁波的集合。光纖的色散使得不同頻率的光波以不同的速度傳播，這樣，同時(shí)出發(fā)的光脈沖，由于頻率不同，傳輸速度就不同，到達(dá)終點(diǎn)的時(shí)間也就不同，這便形成脈沖展寬，使得信號(hào)畸變失真。隨著光纖制造技術(shù)的發(fā)展，光纖的損耗已經(jīng)降低到接近理論極限值的程度，色散問(wèn)題就成為實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)距離和超大容量光纖通信的主要問(wèn)題。

光信號(hào)的脈沖展寬是由于光纖的色散產(chǎn)生的，而光纖中還有一種非線性的特性，這種特性會(huì)使光信號(hào)的脈沖產(chǎn)生壓縮效應(yīng)。光纖的非線性特性在光的強(qiáng)度變化時(shí)使頻率發(fā)生變化，從而使傳播速度變化。在光纖中這種變化使光脈沖后沿的頻率變高、傳播速度變快；而前沿的頻率變低、傳播速度變慢。這就造成脈沖后沿比前沿運(yùn)動(dòng)快，從而使脈沖受到壓縮變窄。

光脈沖就會(huì)像一個(gè)一個(gè)孤立的粒子那樣形成光孤子，使光脈沖變寬和變窄這兩種效應(yīng)正好互相抵消，能在光纖傳輸中保持不變，實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)距離、超大容量的通信。

2 光孤子基本原理

光孤子通信是一種全光非線性通信方案，也是消除色散的最佳途徑， 其基本原理是光纖折射率的非線性（自相位調(diào)制）效應(yīng)導(dǎo)致對(duì)光脈沖的壓縮可以與群速色散引起的光脈沖展寬相平衡，在一定條件（光纖的反常色散區(qū)及脈沖光功率密度足夠大）下，光孤子能夠長(zhǎng)距離不變形地在光纖中傳輸。另外它完全擺脫了光纖色散對(duì)傳輸速率和通信容量的限制的同時(shí)，其傳輸容量比當(dāng)今最好的通信系統(tǒng)高出1～2個(gè)數(shù)量級(jí)，中繼距離可達(dá)幾百公里。

3 光孤子主要技術(shù)

3.1 光孤子源技術(shù)

光孤子源是光孤子通信系統(tǒng)的關(guān)鍵。要求光孤子源提供的脈沖寬度為ps數(shù)量級(jí)，并有規(guī)定的形狀和峰值。目前，研究和開(kāi)發(fā)的光孤子源種類(lèi)繁多，有拉曼孤子激光器、摻鉺光纖孤子激光器和鎖模半導(dǎo)體孤子激光器等。

3.2 光孤子放大技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)

全光孤子放大器是光孤子通信系統(tǒng)極為重要的器件，既可作為光端機(jī)的前置放大器，又可作為全光中繼器。實(shí)際上，光孤子在光纖的傳播過(guò)程中，存在著不可避免地?fù)p耗。不過(guò)光纖的損耗只降低孤子的脈沖幅度，并不改變孤子的形狀，因此，補(bǔ)償這些損耗成為光孤子傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)之一。目前有兩種補(bǔ)償孤子能量的方法，一種是采用分布式的光放大器的方法，即是用受激拉曼散解放大器或分布的摻鉺光纖放大器；另一種是集總的光放大器法，即采用摻鉺光纖放大器或半導(dǎo)體激光放大器。

受激拉曼散射效應(yīng)光放大器的應(yīng)用是一種典型的分布式光放大器。其優(yōu)點(diǎn)是光纖自身成為放大介質(zhì)，然而石英光纖中的受激拉曼散射增益系數(shù)相當(dāng)小，這意味著需要高功率的激光器作為光纖中產(chǎn)生受激拉曼散射的泵浦源，此外，這種放大器還存在著一定的噪聲。集總放大方法是通過(guò)摻鉺光纖放大器實(shí)現(xiàn)的，其穩(wěn)定性已得到理論和試驗(yàn)的證明，成為當(dāng)前孤子通信的主要放大方法。光放大被認(rèn)為是全光孤子通信的核心問(wèn)題。

4 光孤子通信系統(tǒng)的構(gòu)成及性能

圖1示出光孤子通信系統(tǒng)構(gòu)成方框圖。光孤子通信系統(tǒng)由激光器（孤子源）、光調(diào)制器、光放大器、光隔離器、光探測(cè)器、解調(diào)器和光纖等組成。光孤子源產(chǎn)生一系列脈沖寬度很窄的光脈沖，即光孤子流，作為信息的載體進(jìn)入光調(diào)制器，使信息對(duì)光孤子流進(jìn)行調(diào)制。被調(diào)制的光孤子流經(jīng)摻鉺光纖放大器和光隔離器后，進(jìn)入光纖進(jìn)行傳輸。為克服光纖損耗引起的光孤子減弱，在光纖線路上周期地插入EDFA，向光孤子注入能量，以補(bǔ)償因光纖傳輸而引起的能量消耗，確保光孤子穩(wěn)定傳輸。在接收端，通過(guò)光檢測(cè)器和解調(diào)裝置，恢復(fù)光孤子所承載的信息。

目前，Bell實(shí)驗(yàn)室提出，在光孤子通信系統(tǒng)中，對(duì)光纖線路直接實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，在傳輸速率為10Gb/s時(shí)，傳輸距離達(dá)到1000km；在傳輸速率為20 Gb/s時(shí)，傳輸距離達(dá)到350km。對(duì)循環(huán)光纖間接實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（見(jiàn)圖2），傳輸速率2.4Gb/s，傳輸距離達(dá)12000km；改進(jìn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，傳輸速率為10Gb/s，傳輸距離達(dá)106km。

事實(shí)上，對(duì)于單信道光纖通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，光孤子通信系統(tǒng)的性能并不比在零色散波長(zhǎng)工作的常規(guī)（非光孤子）系統(tǒng)更好。循環(huán)光纖間接實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，零色散波長(zhǎng)常規(guī)系統(tǒng)的傳輸速率為2.4Gb/s時(shí)，傳輸距離可達(dá)21000km，而為5Gb/s時(shí)可達(dá)14300km。然而，零色散波長(zhǎng)系統(tǒng)只能實(shí)現(xiàn)單信道傳輸，而光孤子系統(tǒng)則可用于WDM系統(tǒng)，使傳輸速率大幅度增加，因而具有廣闊的應(yīng)用前景。

5 小結(jié)

近年來(lái)，光孤子通信取得了突破性進(jìn)展，光纖放大器的應(yīng)用對(duì)孤子放大和傳輸非常有利。光孤子通信同線性光纖通信相比，無(wú)論在技術(shù)上還是在經(jīng)濟(jì)上都具有明顯的優(yōu)勢(shì)，在高保真度、長(zhǎng)距離傳輸方面，光孤子通信要優(yōu)于光強(qiáng)度調(diào)制/直接檢測(cè)方式和相干光通信。目前，全光式光孤子通信系統(tǒng)是新一代超長(zhǎng)距離、超高碼速的光纖通信系統(tǒng)，更被公認(rèn)為是光纖通信中最有發(fā)展前途、最具開(kāi)拓性的前沿課題。當(dāng)然，實(shí)際的光孤子通信仍然存在許多技術(shù)的難題，但目前已取得的突破性進(jìn)展使我們相信，光孤子通信在超長(zhǎng)距離、高速、大容量的全光通信中，尤其在海底光通信系統(tǒng)中，有著光明的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉增基，周洋溢等編著.光纖通信.西安：西安電子科技大學(xué)出版社.2001.8.

[2]韋樂(lè)平.光纖通信技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社.1994.07.

[3]胡慶.《光纖通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)（修訂版）》.電子出版社.2010.8.

[4]何淑貞，王曉梅.光通信技術(shù)的新飛躍.網(wǎng)絡(luò)電信.2004：36-39.