我国现代无线通信技术论文范文
我国现代无线通信技术论文范文第1篇
摘 要:光纤通信在信息传达过程中扮演着重要的角色,是现代通信的主要支柱。与传统的通信相比,光纤通信因具备明显优势而倍受社会各界青睐。毋庸置疑的是,随着社会经济的不断发展,科学技术将不断发展,光纤通信发展的速度将会不断加快,对人们生产生活的影响也将更为巨大。文章认为深入钻研光纤通信技术,了解其发展现状和前景是重要且必要的。
关键词:光纤通信;通信技术;发展现状;前景
光纤通信技术是电子通信技术中非常重要的技术创新,颠覆了传统的通信技术,诱发了通信行业的科技革命。光纤通信具备众多优势,在工业、军事等诸多领域内都有应用,对推动我国发展能够产生非常积极的影响。数据资料显示,当前阶段,我国已有光缆总长度超过4.05×106 km,大约为7.58×107芯 km,光纤线路在通信传输中拥有无可替代的地位。
1 光纤通信的特点分析
我国的光纤技术研究始于20世纪70年代,与传统的通信技术相比,光纤通信具备明显的特点,主要包括如下几点[1]。
1.1 宽带信息容量大
光纤有着非常大的通信容量、信息传播速度及宽度远大于电缆线或铜线,能够保证通信信息传输的质量。然而需要注意的是,单薄层的光纤系统的终端设备存在较强的局限性,因而常常难以发挥出光纤传输宽度优势,想要保证光纤信息传输质量,必须对之进行技术加容。
1.2 能量损耗极低
与普通的通信相比,光纤通信的损耗率极低。除此之外,光纤通信还能够保证长距离通信,而据相关数据资料显示,当前阶段最长的通信距离已经可以达到万米。因此,光纤通信可以用于社会网络信息比较繁杂或是偏远的地区,且性价比较高、安全性较强[2]。
1.3 抗干扰能力强
光纤是以石英为原材料制作的绝缘体,石英的绝缘性极佳、耐腐蚀性极强,因此,光纤也具备了石英的属性,且抗电磁干扰性强,不容易受太阳黑子活动、电离层变化、雷电、人为电磁等的影响,具备极强的使用稳定性。与此同时,光纤通信可与电力导体共同构建复行型光缆,还可以与高压电线进行平行构架,有利于丰富通信的模式,提高通信系统的稳定性。除此之外,光纤通信不受电磁脉冲影响,还可以被用于军事领域进行信息传递。
1.4 安全性、保密性佳
光纤通信主要利用光波进行信号传输,光信号被控制于光波导的结构中,各种泄露射线均会被光纤外部吸收,即便在条件相对较差的情况下,也很少会出现光波泄漏问题。与此同时,光纤通信过程中,虽然多个光纤可存在同一个光缆之内,但通信彼此不受影响。
1.5 其他特点
光纤通信的优点众多,除了上述几种比较具体的特点外,还具备成本低廉、原材料丰富、质量轻、柔软、稳定性好、使用寿命长等特点。与此同时,光纤通信的可适用范围十分广泛,除了电力通信之外,光纤通信还可以被应用诸如工业、军事等众多领域,并在其中发挥出强大的作用[3]。
2 光纤通信技术的发展现状
我国的光纤通信技术发展并非一帆风顺,在经历了众多波折和困难之后,我国已经充分地掌握了光纤系统方面的重要技术,光纤通信科技不断发展,在国际方面也取得了让人可喜的成绩。
2.1 复用技术
光纤通信领域使用的复用技术比较多样,常见的包括时分复用、波分复用、频分复用、空分复用、码分复用等。多信道系统技术能够有效地提高光纤宽带利用率,在光纤传输之中发挥着极大的作用。在众多复用技术中,波分复用技术应用最为广泛,能够呈几十倍甚至上百倍提高传输容量。
2.2 宽带放大器技术
普通的宽带放大器技术约有35 nm,放大宽带比较狭窄。为了解决宽带放大不足问题,人们又研发了掺饵光纤放大器技术。为了保证此种技术顺利实施,必须牢牢把握波分复用技术,应充分发挥出波分技术偏振不敏感、无串扰、噪音趋近低噪音标准极限等优势。
2.3 色散补偿技术
在长距离传输中,色彩补偿技术的应用十分常见,由于高速信道在1 550 nm波段约18 ps的色散容易导致脉冲展宽,进而影响高速信号长距离传输的质量。此时,可以使用色散补偿技术来解决问题[4]。
2.4 孤子波分复用传输技术
在超大容量的传输体系之中,影响传输距离和容量的因素众多,其中,最主要的原因无疑是色散因素。孤子波分复用传输可以借助光纤本身的非线性平衡色散提高传输距离。与此同时,孤子波分复用传输技术还具备较强的干扰抵抗能力,能够很好地抑制色散,在光纤通信中应用孤子波分复用传输技术能够很好地解决长距离传输问题以及传输宽带狭窄问题。
2.5 光纤接入技术
随着时代的不断发展,人們对光纤通信的质量要求越来越高,信息传输的容量、内容也不断增多,无损音乐、互动视频、高速数据传输等对主干传输网络以及客户端用户接入等均有着极高的要求,想要保证信息传输质量,必须提高主干道传输速度以及优化终端设备。光纤接入技术在实现上述目标方面能够产生极佳的效果,可以利用光纤接入技术与其他技术,如ATM,SDH等结合产生APON,GPON,EPON等。
3 光纤通信技术的发展前景
光纤通信技术的应用优化了人们的通信感受,但随着时代的不断发展,人们对速度、容量、长距离传输的要求必然会越来越高。因此,光纤通信技术革新必须以社会发展需求为目标,尽可能地趋向人们对理想光纤通信的想象[5]。
3.1 超大容量、超长距离传输
传输容量是决定数据传输速度和数据传输时间的最主要因素。波分复用技术有效地提高了光纤通信的传输容量,尤其在跨海光纤传输系统中发挥了巨大的作用。就当前的实际情况而言,波分复用技术已经实现了大面积覆盖,传输的距离也得到了有效地加长,很好地满足了市场对光纤通信的要求。
3.2 光孤子通信
除了信號传输质量、信号传输内容、信号传输速度等,影响光纤传输技术的因素还包括传输距离。当前阶段,可以很好地解决光纤传输距离问题的技术为光孤子技术。光孤子是一种特殊的超短光脉冲,处于光纤的反常色散区域,能够很好地平衡群速度色散和非线性效应,能够在保证信号经过长距离传输后维持波形、速度不变。因此,光孤子通信可以很好地实现传输无羁变通信。毋庸置疑的是,光孤子通信技术的产生推动了通信技术变革,在众多通信系统中,尤其是海底光缆通信中,光孤子通信彰显了独特的优势,未来发展形势一片大好[6]。
3.3 全光网络技术
传统的光网络实现了节点间的全光化,但在很多网络节点处仍然需要使用传统的电器件,这必然会影响通信网干线的总容量,影响光纤通信的质量。真正的全光网络技术是一个十分复杂的工程,电器件节点必须为光节点替代,且节点必须实现全光化。全光网络技术的应用优势十分明显,如能够提供大容量宽带、高速度信息处理、减少信息畸变、简洁化网络结构、灵活节点增减等。就当前的形势而言,全光网络技术的研究还处于探索的初级阶段,全光网络技术是光纤通信发展的最理想状态,还需要相关者投入长时间的实验和研究。
4 结语
光纤通信是当前阶段信息技术的重要载体,对信息社会的发展能够产生巨大的影响。未来的光纤通信技术发展不应当局限于当前的光纤通信成就,而应该将关注点落于光纤通信的创新层面,使其区别于传统通信技术的优势、特点,进一步地发扬光大。虽然现阶段我国已经在光纤通信方面获得了一定的成绩,但是光纤通信技术的研究仍然处于探索的初级阶段。正因如此,相关者应加大相关的研究力度,要努力创新并发扬光纤通信技术,不断提高其应用覆盖。
[参考文献]
[1]黄洪州.当前光纤通信技术的现状与发展前景分析[J].信息通信,2016(6):253-254.
[2]余丽云.光纤通信现状及未来发展趋势[J].电子产品可靠性与环境试验,2018(1):86-88.
[3]宋昶箭,赵伦,董书延.试述我国通信工程发展现状与前景[J].数字通信世界,2018(5):137-138.
[4]王见.光纤通信技术发展的现状及前景分析[J].信息通信,2018(5):177-178.
[5]李月杰,马林伟.光纤通信技术发展的现状及前景分析[J].通讯世界,2018(8):81-82.
[6]詹明雷.当前光纤通信技术的现状与发展前景分析[J].科学技术创新,2018(30):106-107.
Analysis on present situation and prospect of optical fiber
communication technology in China
Cheng Pengfei
(Wuhan Engineering Institute, Wuhan 443000, China)
Key words:optical fiber communication; communication technology; development status; prospect
我国现代无线通信技术论文范文第2篇
一、 智能电网是我国发展低碳、节能、环保电网的必然选择
电网关系到我国能源安全和国计民生,肩负着为经济社会发展和人民生活提供电力保障的责任。近年来,国家电网公司加快电网建设,初步扭转了电网滞后局面,但仍然难以适应电源持续大规模投产和用电需求长期增长的态势。为适应清洁能源的大规模发展,解决日益突出的能源、环保和气候变化等问题,加快智能电网建设已经成为我国电网发展新的重要趋势。
智能电网是世界电网发展的新趋势,国内外均给予极大关注。欧美国家对智能电网研究开展得较早,美国7870多亿美元经济刺激计划中,有1200多亿美元用于基础设施建设,包括大规模建设智能电网。美国主要关注利用信息技术,实现电网智能运行和用电。据统计,智能电网将使美国能耗降低10%,温室气体排放量减少25%。
我国计划在“十二五”期间开始建设坚强智能电网,建设以特高压电网为骨干网架,各级电网协调发展,具有信息化、自动化、互动化特征的国家电网。智能电网的建设包含发电、输电、变电、配电、用电、调度六大环节和统一通信信息平台的建设。智能用电建设是智能电网用电环节的重要组成部分。通过电力光纤入户的敷设, 建立电网公司与用户的双向互动功能,实现对家用电器的用电信息采集和控制,提供智能用电服务。
二、我国智能电网光纤入户优势分析
电网通信使用的光缆主要是电力特种光缆,将光纤束组合在电力电缆的结构层中,使其同时具有电力传输和光纤通信功能的电缆称为光纤复合电缆。目前电力特种光缆已在核心光纤网、中压光纤接入网中得到广泛应用,光纤复合低压(0.4kV)电缆主要为低压用户侧用户通信研制,目前尚未大规模使用。
光纤复合低压电缆将成为智能电网用户接入端首选方案,光纤入户是智能用电实现的最终手段,目前电网用户端光纤化率几乎为零。光纤复合低压电缆的应用在敷设电缆的同时完成了光纤入户。基于光纤复合低压电缆的PFTTH(电力光纤入户)方案与目前公众通信网的FTTB+LAN (铜线宽带)相比,只增加了不到10%的材料成本,但可使综合成本降低40%左右。
光纤复合低压电缆是解决通信用户“最后一公里”的最好方案,随着低压电线进入千家万户,节省单独敷设光缆的费用,也降低单独敷设光缆到户的难度。光纤和电缆共同敷设,还可避免各种线路通道重复建设,解决安全距离、抢占通道、交叉跨越等问题,提高资源整体利用效率,降低社会成本。
电力光纤入户首先是为电网用户用电信息采集服务,为电网与用户之间的智能用电双向互动服务,同时为充分利用已有资源,可以在不影响电网业务的条件下,开展服务“三网融合”的业务。 采用电力特种光缆——光纤复合低压电缆随电力线敷设进入小区、楼道和住户,结合无源光网络建设小区内的“三网融合”的通信基础网络。
根据国家电网的要求,电力光纤入户应具备两重功能,其一是电力生产类的用电信息采集系统使用的通信网络,其二是为三“网融合”提供的用户通信网络,这两重网络应是物理分离的网络。
电力光纤入户目前处于试验阶段,在解决一系列体制、政策问题后可实施性很强。目前国家正在稳步推进电力光纤入户,在“三网融合”中寻找电网外的经济增长点,在一系列试点工程之后,大规模推进电力光纤入户主要在新建小区内开展。
三、智能电网光纤入户是实现“三网融合”高速、高效的最佳途径
光纤入户是实现“三网融合”用户端信息高速、服务高效的必然选择,据统计,2009年全球光纤到户数增长速度达到30%,而由于我国起步晚,设备、体制等原因还处于滞后的状态,2009年年底我国光纤到户仅约450万户,可见,光纤到户在我国有巨大的市场发展潜力。
电力光纤入户在满足智能电网安全生产的基础上,可实现网络基础设施的共建共享。首先,电力光纤除电网企业自身使用外,还可用于构建完全开放的公共网络平台,为电信、互联网、广播电视传媒和其他企业提供接入服务。其次,可以大幅降低“三网融合”成本。在新建住宅楼宇中使用电力光纤,综合考虑设备、施工、材料等因素,电力光纤入户与分别敷设光缆、电缆到户相比,可节约大量的建设成本。再次,能够提高网络的综合运营效率。根据工信部等七部委今年3月发布的《关于推进光纤宽带网络建设的意见》,到 2011 年,城市光纤宽带接入能力平均要达到 8 兆比特/秒。采用电力光纤入户,网络平均接入能力可达到 32 兆比特/秒,未来还有很大扩展空间,具有较强的市场竞争力。电力光纤入户除承载智能用电业务外,还可服务于“三网融合”,延伸了电网企业的服务范围 。
随着智能电网的加快建设,电力光纤入户服务“三网融合”势必会推动三屏同看、三屏互动等视频业务的快速发展。过去几年,通信运营商到用户之间主要采用铜线宽带到户的模式,10M左右的接入带宽很快将不能满足用户的带宽需求,必须加大光纤到户这一接入网络的建设。这是国家新的经济增长点,也是市场整合的热点,影响深远。
目前,国家电网正在大力推进电力光纤入户,国家电网已选定部分网省公司启动首批小区试点。2010年7月,国家电网与中国电信签订战略合作协议,智能电网和公众通信网络开始在用户端走向合作、融合。
四、加快智能电网光纤入户的发展刻不容缓
围绕智能电网各环节对信息通信的需求,国家电网对信息通信的技术路线、建设目标、发展模式和信息平台确定了总体发展目标:支撑配电和用电环节通信网建设,建设用户与智能电网之间实时、互动、开放、灵活的通信网络,推进电力光纤入户技术研发应用,提升增值业务能力,对电力光纤入户试点工程做了准确定位。在统一组织下,各相关单位创新工作方式,加快工作进度,大力开展电力光纤入户关键技术研究和产品研发,取得了阶段性成果。
国家电网信通公司等技术支持单位开展了光纤复合低压电缆的研制,并对其组网方式进行研究和测试,对无源光网络设备性能和“三网融合”业务应用等进行实验室模拟和测试,为试点的工程实施提供了有力的技术支撑。国家电网检验中心进行了光纤复合低压电缆的检测,并根据检测结果进行了研究分析,对产品加以改进,实现了从试验样品到合格产品的转化,已申请 3 项国内专利和 1 项国际发明专利。
国家电网组织开展多项相关企标、规范、报告的编制工作,涉及生产、检测、施工、验收等领域;电力光纤到户技术方案、典型设计已完成初稿。积极研究电力光纤到户运营模式。结合国家“三网融合”战略,研究电力光纤入户服务“三网融合”的运营模式,基本形成了以互联网接入为主,多种方式并存的商业运营模式,完成了《电力光纤入户运营模式研究报告(初稿)》。
信息与能源同为国家战略性产业,是未来经济发展的重要支柱。智能电网建设为国家能源战略的实施提供了重要基础,也为信息产业的发展提供了基础资源,符合国家信息化、工业化“两化融合”的战略要求。作为承载“三网融合”业务的最佳载体,电力光纤入户已在部分城市展开试点。国家计划用三年时间来实现电信和广电业务的双向进入,这为电力光纤到户网络的建设和业务拓展带来了难得的机遇。
综上所述,智能电网光纤入户,有利于用户对电价的实时掌握,降低用电费用,达到与电网互动的效果;同时,家庭信息服务通过一根光纤来传输,实现多网融合,节约线路和设备的投资 。从社会角度看,电力光纤到户为用户提供优质用电服务,引导用户科学用电,削峰填谷、节能减排,提升电网社会形象;同时参与“三网融合”建设,增加非主营业务收入,降低电网运营成本,还节约了公用通信网运营商敷设光缆入户的成本,提高了运营商网络的信息传输速度和质量,降低运营成本,对于国家电网和公用通信网运营商是双赢。
(作者单位:河南省电力公司)
我国现代无线通信技术论文范文第3篇
摘要:随着社会经济的发展与进步,将越来越先进的技术逐渐的应用到了电力技术中,极大的提升了电力系统的运行速度和质量。文章讲到为了能够更好的适应时代发展的需要,满足客户的需求,电力企业也开始大量的应用配电自动化系统。在满足配电网的电能质量上,配电自动化的技术优越性会更加的明显,利用检测控制配电网的运行情况,对配电网的运行方式进行优化,进而更好的推动电力行业的发展。
关键词:配电自动化;若干问题;解析
电力行业是确保我国各行各业能够正常运转的重要保障,因此,跟上时代的步伐,将一些先进的技术方式应用到电力系统中是非常必要的,在当前的点线路运行和管理中,配电自动化为其中一个全新的概念。因此,文章通过下文就对配电自动化的相关内容进行了详细的分析与阐述,从而为有关单位及工作人员在实际工作中提供一定的借鉴作用,为促进我国电力行业的发展打下坚实的基础。
1 探究配电自动化的相关原则
配电自动化是指利用计算机技术、通信网络技术和现代电子技术等,把配电网的离线数据和在线数据,将电网结构、配电网络数据、用户数据和地理图形等同用户完成信息的集成,进而将完整的自动化系统构建起来,确保设备和配电网可以合理的运行,此外,完成事故状态下的检测、控制和保护等工作,详细而言,其有这样几个原则,主要表现在这样几个方面。
1.1 谨慎实施,充分研究
(1)要确保具备科学合理的网络规划,保证配电设备本身的合规性;(2)在经济方面,要科学的分析配电自动化开展时所获取的经济效益是如何补偿配电自动化投入的。
1.2 以点带面,因地制宜
配电自动化应该按照用电的负荷情况,地貌地形的差异来完成更加科学合理的设置。通常来讲,市区的人口数量较为密集,要将非常全面的自动化开展起来,而那些周围地区,可以开展基于重合器、分段器为基础的馈线自动化形式。
1.3 将实用化作为主打
一个庞大的系统工程是配电自动化的基本特征,所以,在执行有关的有关的工作时,不但应该有步骤、分段的执行,而且,还需要一实用的角度入手进行分析,将现阶段配电管理工作落后的问题要从根本上予以解决。
1.4 统一设计、统一要求、统一规划
因为配电网工程的施工量较大,所以,必须要先从总体的角度出发规划配电网自动化工作,能够确保比较明确的去认识和了解自动化的目标,之后在次前提下,完成相关的设计工作。
2 配电自动化的难点问题探究
进入21世纪以来,在经济和技术发展的推动下,尽管我国电力技术的发展速度不断加快,在很大程度上已经极大的改进了主干电网调度系统的系统自动化程度,然而,配电网系统的自动化发展还是会面临很多的问题,这些发展中存在的困境主要呈现在这样几个方面:(1)存在着比较多的测控对象:存在着较大量的配电自动化系统监控信息量,同时,也很难完成系统的组织工作,一般的时候会存在着上万个测控点,进线的变电站一直到用户的电能表等很多方面都是所谓的测控对象,因此,面对这样的情况,就一定会将较高的技术要求抛给配电网运行,规定配电自动化系统的主站有配置较高的软件和硬件系统当作支柱。(2)比较复杂的通信系统。因为现阶段有大量的设备存在于配电自动化系统站端中,这样在建设通信系统时就会非常的繁琐,现阶段,我国还不具备成熟的通信方式满足此类通信要求。此外,在系统的内部,对于柱FTU和开闭所RTU的要求也存在很大的差异,造成配电自动化系统很难应用一个一致的通信章程。(3)工作电源和操作电源的提取一般都非常难:设置故障的隔离区段、恢复正常区域的供电和定位故障的位置是配电自动化系统的主要功能,确保停电区域的信息在出现故障的过程中可以被得到是这些功能实现的前提条件。一旦区域内发生停电现象,会造成通信系统或者计算机系统所需要的电源很难被得到。(4)较多的户外终端设备。一般情况下,会有较多的户外终端设备存在于配电自动化系统中,所以,对于设备的可靠性和安全性的要求都较高,因此,在设置配电设备的过程中,对高、低温情况必须要认真的去考虑分析,例如雷击和过电压等比较恶劣天气的影响。
3 出现问题难点的原因及控制对策
在电力技术不断发展的背景下,因此,在某种程度上相应的提升了主干电网调度系统的计算机系统的自动化程度,然而,自动化系统的进展速度还是非常缓慢,还存在着较大的预留发展空间。配电自动化系统和输电网自动化系统比较,不但对设备的要求上较为严格,并且它的规模也非常的庞大,还具备很高的建设费用,所以,在发展的过程中难免的会面临很多的问题,因此,针对这种问题,我们需要分析出现这些问题的原因,然后,有针对性的将相应的解决对策制定出来,为促进我国配电系统自动化技术能够更好、更加稳定的发展提供相应的理论支撑。
3.1 较多的测控对象
配电自动化系统在进行测控过程中,组织系统比较困难,信息量比较庞大,由于它存在着成千上万个测控站点,测控对象包括了开关所、变压器分段开关、重要负荷和变电站等多个站点,测控站数量的如此之多,这样必然将相应的困难带给配电自动化的组织工作,更为控制中心计算速度和计算机网络系统的可靠性抛出了更高的要求。而针对规定可以对配电网的运行形式清楚的呈现出图形工作而言,就会将更大的困难带给技术工作。所以,这就需要配电自动化的主站程序中,要拥有较配网自动化系统更加科学的硬件系统装置存在。
3.2 较多的户外终端设备
具有较多的户外终端设备是配电自动化的主要特征。因为这个特征的存在,也就规定设备的安全性和可靠性上要更加的突出。按照不同的安放地点,因此就会将不同的环境要求抛向配电自动化系统的设备,行业标准里,把普通都设置在所掌控的变电站当中,对于设备环境要求也比较高,例如输电网自动化系统站端设备的工作环境一般要控制在0℃55℃之间,因为很多的配电自动化系统站端设备是被要求安置在户外,因为在-25℃-65℃的恶劣工作环境下会长期的被放置,所以,对于恶劣天气的过电压、高温工作、淋雨、震动、电磁干扰、高温工作、低温工作和雷击等情况都需要认真的进行分析和考虑。为材料制造和设备的制造过程都提出了较高的要求,并且,同配电自动化系统进行比较,系统当中的站端设备应该反复的开展远程的掌控,所以,配电自动化系统也要求较强可靠性的站端设备给予支撑。
3.3 较为复杂的通信系统
站端设备的数量在配电自动化系统中一般都比较多,这样就直接造成有一定的复杂性会存在于通信系统中,现阶段,成熟的通信方式不存在一种方式可以独自的满足此种要求。配电自动化系统中的通信一定要综合的应用多层集结和多种通信方式的网络建构形式,确保能够降低通信数量而且将高速信道的能力充分的发挥出来。同时,在配电自动化系统中,对于柱上FTU和开闭所RTU一般的时候,还会存在不同的规定,这样对于统一的通信规约还很难去使用,这也是导致通信系统复杂的重要因素。
3.4 操作电源与工作电源的提取难题
同输电网自动化系统进行比较,配电自动化系统所面临的困难相对而言会更加的多,其中操作电源和工作电源的提取,就为其中最为困难的两个问题。定位故障位置、领正常区域恢复供电、设置故障隔离区段是配电自动化系统最重要的功能所在。为了确保上述功能可以成为现实,就一定要保证停电区域内的信息在故障发生时可以被获得,并且利用远方控制,将一部分开关跳开后,再将另外一些开关合上,区域内的停电情况,将导致计算机系统和通信系统工作是所需要的电源很难被得到。
4 结语
在以前的电网当中,电力只可以向终端用户单向的完成传输,配电系统单纯的只是发挥了单向的作用,此种类型系统可靠性差、功能单一。在以后智能电网框架下,配电自动化会完成电力用户和配电系统之间的信息和电力之间的互相交换,和以前的配电自动化系统进行比较是存在一定差异的,智能电网时代下智能配电自动化系统是比较高级的,因此,在当前电力企业的发展中,配电自动化已经成为了其中非常重要的发展方向。所以,文章通过下文对相关方面的内容进行了探究,从而为有关单位及工作人员在实际工作中提供一定的理论支撑。
我国现代无线通信技术论文范文第4篇
摘 要:现代科技发展日新月异,网络通信技术更新迭代的频率也越来越高,应用范围也越来越广,为人们提供了更为便捷的通信方式,利用网络通信技术进行日常的交流和沟通已经成为现代化社会的典型标志之一。随着社会的发展,加上一些网络信息安全事故的逐渐增多,人们对自身信息安全和隐私的保护意识越来越强,而网络通信涉及人们社会生活的各个方面,与人们的信息、财产安全息息相关,因此,人们也越来越重视互联网信息安全。本文首先理清了网络通信安全的相关定义,阐释了网络通信安全的重要性,并且通过分析我国网络安全现状,找出目前所存在的网络通信安全问题;其次结合实际和理论探究出影响网络通信安全的因素;最后提出几点关于维护网络通信安全的措施,为实践提供有意义的理论支撑。
关键词:网络安全;通信技术;系统维护
引言
现代化社会进程逐步加快,互联网技术也得到了快速的发展,覆盖范围越来越广泛,从原始的数据信息记载,到近年来提出的“互联网+”概念,都在表明计算机技术的使用范围正在不断扩大。
互联网具有分散性、交互性和开放性的特点,可以帮助实现信息共享同样具有快速、灵活的优势,但也正是因为互联网存在着这些特性,使得网络通信在人们的日常使用过程中出现许多安全问题和隐患,让犯罪分子有可乘之机,这样不仅危及人们的信息安全,还会让人们财产和人身安全得不到保障,甚至会危及整个社会经济发展乃至国家安全等各个方面。
因此,提升网络通信安全的技术水平,加强对网络用户的信息安全保护,不仅是网络通信技术自身发展的需求,也是现代化社会发展的要求。
1 网络安全定义
根据国际标准化组织(ISO)的定义,计算机网络安全也就是,采用不同的技术,建立起数据处理的安全保护系统 [1],防止计算机系统上的软件、硬件、数据等遭到破坏,保障系统的正常运作和服务。
我们所说的通信安全是在其具体内容中逻辑安全的基础上衍生出来的。逻辑安全,也就是人们经常提及的互联网信息安全,是指网络通信所具备的完整性、保密性以及可用性等特征受到保护[2]。从理论上来说,只要是关乎网络信息的可用性、保密性、可控性、完整性以及真实性的有关理论和技术问题,都在网络通信安全的研究范围内。
从狭义上来说,网络安全具有以下几大特征:保密性、完整性、可用性、可控性和可审查性。
例如,从企业、个人用户的立场出发,网络通信安全意味着信息在网络传输过程中不被窃取、篡改以及滥用[3],这就体现了网络安全的真实性、完整性以及机密性。对于网络管理者来说,网络安全是一个局域网的信息接入、操作和读写都可以被保护,不会受到病毒、黑客的入侵,被非法使用,或者拒绝访问用户等,诸如此类,但是由于现实生活中网络使用者的不同,网络安全的意义也就相对来说不具有相对性和多元性。
2 我国网络安全现状
随着计算机技术的快速发展,网络信息资源共享越来越频繁,但是资源共享过程中往往伴随着一些信息安全问题。网络环境是开放的,每天都有数不清的信息在网络上流动,让不法分子有了可攻击的目标,网络通信的多样性、互联性以及开放性等特征更加大了信息安全的风险。不法分子通过各种攻击手段,窃取、篡改或利用流动在网络上的各种信息,非法闯入个人、企业或者政府部门的计算机系统,访问、修改用户的数据信息。这样不受地点、时间限制的网络环境,在一定程度上增加了犯罪的可能性,也因为网络技术的特点使得社会生活中利用计算机网络系统进行犯罪活动的案例不断增多[4]。
在美国,每年因网络安全造成的资金损失达75亿美元,在全球范围内每20秒就会出现一件网絡入侵事件。前些年名为“熊猫烧香”的网络病毒更是为网络通信安全敲响了警钟。
3 网络通信安全的影响因素
3.1 软件问题
网络环境的开放性,容易引起病毒、黑客的攻击,导致网络通信的安全受到威胁。即使在设计软件的初期,设计者已经全面考虑各种安全威胁,然而随着网络技术的发展更新,计算机软件也逐渐暴露出漏洞和缺陷,使得病毒和黑客有机可乘,再加上,网络用户本身的网络安全意识以及对使用规则缺乏了解和认知,也就加大了硬件设施的安全隐患风险,影响了网络通信的安全。
3.2 人为破坏
在网络运行过程中,人为的破坏也成为威胁网络通信安全的主要因素之一。人为破坏导致的网络安全问题,一般包括完整性破坏、网络滥用、信息泄露以及拒绝服务等几方面。
完整性破坏:遭到人为制造的物理侵犯、病毒、漏洞等方式的影响。
网络滥用:授权用户不恰当使用网络,导致的网络信息安全问题的出现,包括移动网络的不安全、与外来用户的非法链接以及硬件设备的不安全等。
信息泄露:即系统的安全性被破坏,信息泄露给未经授权的用户。一般而言,容易造成信息泄露的原因包括了漏洞利用、网络监听、授权侵犯、网络钓鱼、病毒、流氓软件、业务流分析、媒体清理、物理侵入等。
拒绝服务攻击:合法、授权用户被拒绝访问信息、资源。
在现实生活中人为的破坏信息安全成为威胁网络通信安全的主要原因,攻击者通过移植木马、黑客攻击、垃圾邮件、钓鱼网站等手段篡改信息内容,利用有效信息,破坏信息,威胁社会通信信息安全。
4 网络通信安全维护措施
网络通信安全,主要是保护网络上传输的信息不被侵害。从目前来讲,网络通信安全的措施包括了数据加密、防火墙、P2P、身份认证、入侵检测等。
4.1防火墙技术
防火墙技术是在不同的网络保护功能之间形成的一系列组合组件,可以借助于检测、变更、限制来保护信息安全,同样也作为一种工具,用于拦截网络信息的不安全因素。图1是简要的防火墙组成图。
防火墙分为转入型和转出型两种,其中转入型防火墙是当前网络通信安全维护的主要措施,主要是通过直接阻隔外来用户来保护合法用户的信息安全。
转出型防火墙与转入型不同,它的主要工作原理是通过增强安全认证的等级,加大外来用户的访问难度来实现对网络信息的保护,是一种过滤式的防御系统,这种技术将过滤、验证两个技术高效结合,相对来说安全性更高[6]。
虽然这两种防火墙技术的安全防御原则差不多,但实际上转出型防火墙是通过拒绝用户访问来实现保护的,而转入型防火墙是通过筛选用户确认用户的安全性来实现保护的,并不是拒绝所有外来用户。
4.2 数据加密技术
由于网络环境存在复杂性、开放性特点,极易受到外界干扰和破坏,所以对数据的加密是十分必要的。数据加密也是目前网络通信安全技术应用最广泛的一种,在网络安全防御系统中发挥着不可取代的作用。
首先,在开放、复杂的网络环境中,加密数据是防止被他人非法窃取或篡改的有效防护手段;其次,电子商务的普及以及电子、移动互联网银行广泛使用,对数据进行加密更能保障互联网商务、经济交易的安全,同时也更能保障用户的经济利益不受损害[7]。此外,网络通信的数据传输安全性也取决于数据加密技术的保护,数据加密技术是保护网络系统内部安全的重要手段。
4.3 入侵检测技术
入侵检测系统(IDS),是一种检测入侵性质的系列硬件、软件组合,其安全维护手段包括:识别攻击用户方的活动模式、检查计算机配置以及系统漏洞、分析用户反常行为模式、检查系统以及数据的完整性、检验操作系统等。
这种技术可以随时为系统管理员提供网络系统的变更消息,而且还可以帮助网络安全技术人员制定防护策略。由于其管理、配置都比较简单,所以很方便非专业人员使用。此外,入侵检测系统可以根据不同的安全需求来实施不同的安全维护措施,并且能够在检测到入侵之后迅速做出相对的反应[9]。
4.4 身份认证技术
身份认证包括访问控制和认证,对用户的访问权限的限制,以及访问级别的设置,是一个判断规则和认证机制,并可用于各种认证机制,在网络信息安全保护中起着重要作用,可保障网络信息的完整性、可控性、机密性以及不可否认性等特征,往往是网络安全系统的首道防御系统[5]。
身份認证技术作为网络安全系统的基础防线,向网络用户提供最基本的安全防护功能,其他的安全防御功能都建立在此基础上,换而言之,如果身份认证防线被冲破,其他的安全防御机制也会失去意义。
4.5 P2P技术
P2P技术包括了传输层、网络层等组成部分,作为一种新型的网络模式,具有可扩展性和非中心化等特点。图2为P2P技术简要图解。
一方面,P2P技术改变了服务连接方式,可以不通过服务器连接而直接连接上其他计算机;另一方面,以用户的意愿为本,注重用户的权利,改变了以网站为主导的网络通信原则。事实上,P2P技术主要是用于在数据传输过程中的数据加密,并且根据实际情况的不同,对数据信息进行不同程度的加密,提升其数据安全性。
5 结论
互联网时代的到来,促使网络通信技术在人们的社会生活中发挥着越来越重要的作用,是推动市场经济发展的动力,更关乎国民的经济安全。然而,计算机网络具有复杂性、开放性、完整性等特征,使得网络通信安全工作变得困难,已经发展为一门综复杂、全面以及高要求的工程,所需要用到的学科、技术也非常广泛。因此,为了加强对网络通信安全的维护,除了要增大安全技术的开发和应用力度,还要提高各国之间的技术交流和合作,加强相关法律法规的立法和执行力度,将网络通信安全技术的要求切实落实到各个方面,充分动员各个方面维护网络信息安全。
参考文献
刘洋,李旺彦,廉志凯.局域网的安全管理[J],科教文汇(下旬刊),2008.
叶俊.内网主动安全技术的研究[D].电子科技大学,2012.
王冬成.网络安全问题探讨[J].视听界(广播电视技术),2014 .
杨朝军.关于计算机通信网络安全与防护策略的几点思考[J].硅谷,2014( 02).
赵建利.网络通信安全技术的分析与思考[J].中国新通信,2015(11).
次旦罗布.计算机通信网络安全维护措施分析[J].数字化用户,2013( 05).
许红.网络加密技术浅探[J].中国新技术新产品,2010(18):321-323.
蒋宏,马志强.现代通信网络安全现状及维护措施浅析[J].民营科技,2010( 02).
王翔.计算机通信网络安全探讨[J].教育科学, 2010(8):45-47.
我国现代无线通信技术论文范文第5篇
摘要:通信工程是信息科学领域的重要组成部分,尤其是数字移动通信、光纤通信、Internet网络通信使人们在传递信息和获取信息更加便捷。在生活中光纤传输技术运用到宽带网络中,移动通讯技术的代表移动电话现在几乎是人人享用,方便了人们的日常生活。信息资源的共享推进了我国社会的发展、人类文明的进步同时也增加了人们相互之间的信息交流,提高了我国通信事业的经济效益。通信工程具有很广阔的发展空间,值得我们努力学习文化知识,争取成为这方面的创新人才。基于此本文主要从其发展的现状入手,探究其发展前景,以提供一定的借鉴。
关键词:通信工程;发展;现状;前景
1、通信工程的特点
1.1、通信工程发展的限制因素较多
因为通信工程的基站数量巨大,因此不可能每一个基站都是专门建造,因为就导致必不可少需要租用民房来弥补这巨大的缺口,但是一般民房的图纸一般很难寻找或者根本就没有图纸,类似这样的情况都会给信号塔的建设施工和通信设备的摆放带来一定的难度;甚至有些的基站的民众担心基站的辐射会影响身体健康而对基站的建设进行阻扰等等,这些都是制约通信工程建设的不利因素。
1.2、通信工程由于使用者的不同从而导致其使用的位置是不固定的
在规划通信工程的建设时候必须要同时考虑通信的容量和覆盖面,因此导致通信的在区域分布上通常会比较的分散。目前国内的一线城市拥有巨大的人口基数,因此在建设该区域的通信工程时必须要考虑高于平均值的通信容量设置,相同的从通信覆盖面为出发点,虽然某些地区的交通不便、硬件设施不齐全,但是还是需要在该地区设置基站来保证通信网络的覆盖面。
1.3、通信工程需要较长的通信线路和较为复杂的线路网络
通信工程中需要大量的铺设光缆来实现通信,这是由于光缆间的距离较小,因此在组成通信网络的时候需要在许多的地段同时铺设光缆来实现传输网络的组网,这就大大的增加了通信工程在建设中的负担。
2、通信工程的发展现状
2.1、通信运营商竞争日益激烈
几年前小灵通十分活跃,但随着近几年通信业的发展,各大运营商采用不同的优惠政策,吸引大众眼球,逐渐占领市场份额,现在我国通信业的运营商是移动,联通,电信,各个运营商之间存在着激烈的竞争,在不影响自身经济利益的前提下,进一步减少收益,推出套餐优惠政策等,吸引人民前去办理业务,这样也保障了广大人民的利益,而且我国现在是经济强国,也吸引了众多的运营商加入到我国的通信行业中来,形成了一个相互竞争相互发展的局面。
2.2、资金管理不足
随着通信工程发展规模的不断扩大,政府已经无法提供足够的资金来支持通信工程发展。再加上通信工程企业没有对资金进行合理的规划和管理,使得缺乏足够的资金用到培养通信人才以及通信发展方面上来。缺乏合理的资金管理,这就会使通信工程缺乏资金置办一些基础设施,也会使得通信工程的一些硬件设施不够完善。
2.3、通信行业缺乏高端人才
通信工程很多人认为就是信息技术,其实它是一个复杂的学科,不仅仅只是一个方面,需要各个学科相互配合。虽然在很多大学里,专门设置了通信工程专业,也吸引的不少人前去学习和研究,但是很多学习人员只是看中了通信工程的就业前景,在学习过程中只是了解了皮毛,没有进行更深层次的探索和挖掘,相对一些简单零小的通信工程,我国并不缺乏这方面的技术人才,但是如果是多系统多领域的大型综合性通信工程,许多工程技术人员便不知所措,就这方面而言,我国缺乏高端的技术人才,因此应加强复合技术人才的培养,培养出一批专业知识过硬,逻辑思维强,实际应用能力强的全方位人才。
3、通信工程的发展前景
3.1、通信工程要加强光通信的发展
光通信技术是一种以光波为传输媒质的通信方式光波和无线电波同属电磁波。光通信具有传输频带宽、通信容量大和抗电磁干扰能力强等优点。这种通信模式容易受自然条件的影响,因此要不断更新和升级光通信设备的发展,我国通信市场的蓬勃发展,带动了本土光器件产业提速发展,加强光通信的发展,可以更高的满足人们对通信的要求。在此过程中,我们要不断提升和改进自身的能力和水平,女里实现信息快速传输的功能,科學高效的规范网络通信的管理,是网络通信更加科学化和有序化,进一步促进通信工程的质量,扩大通信服务范围。在光通信的发展过程中,要着重关注节点的转换,宽带光的接入等环节的发展和应用,不断提高运行的速度,更好的保障人民群众的生活质量。
3.2、发展同频电信工程
因为通信工程在发展过程中存在同频干扰因素,對于同频干扰给出三种控制策略。首先是对于家里老式家用电器,在家里干扰设备清晰可见而且方便移动的情况下,剔除对波部产生干扰设备,有效地对同频干扰进行控制。当然还可通过改变发射频率来控制同频干扰。最后还可采取扩频的方式来控制同频干扰。通过这三种同频干扰的控制方式来缓解信息传递过程中的信号中断问题。
3.3、通信工程需要培养更多创新型人才
通信工程的发展离不开专业人才队伍建设,需要更多的专业人才来推动通信行业的不断向前,在通信工程中利用现代化的通信、网络技术、通信硬件设备等完成通信服务任务。所以在加大培养通信工程人才的同时要加强他们自身对现代通信设备的了解熟悉情况,能够有把握的去操控、运作及使用。在现今社会中科技飞速发展,人们需要跟上时代的步伐,在人才培养上注重创新人才的培养,只有培养出越来越多的创新型人才后才能更好的推动通信工程行业的发展,做到更好地为国家、为社会、为群众服务。目前我国已经有许多通信工程专业院校,设立了通信工程专业的课程,进而进行专业的教育,为通信工程的发展了培养了更多更优秀的专业人才。
3.4、通信工程与物联网的联系
物联网,顾名思义就是物物相连的互联网。物联网技术是一门新兴的、将全球定位系统、射频识别装备等信息传感设备同先进的互联网技术进行有效结合的一个网络,通过它能够将这些不同的设备以网络的形式识别以及管理。在现代社会中,物联网的应用越来越普遍,因此通信技术作为物联网的核心,在未来发展中可以与物联网结合,以技术为核心并促进通信技术的推广。
3.5、发展通信制造业
通信制造业也属于通信工程范围,发展制造业即开发新的移动终端、入网设备、IP网络设备、建设通信基站等。通过制造业的发展为通信工程的发展带来新的经济增长点,进而促进我国国民经济的增长。
总之,通信工程是一类服务面广、学科跨越大、应用性强的专业,我们不仅要对这个专业全面的学习,更重要的把握好通信工程的未来发展方向,注重加强从事研究和设计以及制造到最后运营整个过程中的技术和方法。要立足市场和行业之中,不断的对其服务的质量和技术水平进行完善,使得信息交流更加便捷,信息传播速度更加迅速。为我国通信事业贡献自己的力量,与时俱进,提高我国通信行业的竞争力,促进我国通信行业的发展。
参考文献:
[1] 关璐瑶.浅谈我国通信工程发展现状与前景[J].企业导报,2015,07:70+58.
[2] 王旭向成.当前我国通信工程专业发展现状[J].赤峰学院学报(自然科学版),2014,10:157-158.
[3] 关书伟.浅析我国通信工程发展现状[J].中国新通信,2014,13:5.
[4] 钱昌明.我国通信工程的发展现状及改进对策[J].硅谷,2014,18:1+7.
我国现代无线通信技术论文范文第6篇
【摘要】首先分析了通信原理课程的教学改革现状,为解决教学难点问题创立了虚拟仪器通信原理教学平台,平台涵盖通信原理课程的全部主要内容,形式新颖,将通信系统如动画般展示,在一定程度上解决了课程难教难学的教学难题。
【关键词】通信原理;虚拟仪器;教学平台;LabVIEW;教学改革
一 通信原理课程的地位及教学特点
当今世界已进入了飞速发展的信息时代,通信技术与传感技术、计算机技术紧密结合,成为21世纪国际社会和世界经济发展的强大推动力。培养满足社会需要的通信专业人才成为高等院校通信工程专业教学改革的重点问题。通信原理是通信工程专业的一门重要专业基础课程,也是一门专业标志性课程,是以概率论与数理统计、电路、模拟电子线路、信号与系统、随机信号分析等课程为先修课的专业基础课,为后续专业课程奠定基础,在专业课程设置中起着承上起下的关键作用,占有重要的教学地位。课程所包含的内容是通信工程专业本科生的知识结构中必须具备的重要部分,为学生形成通信专业的理论体系与技术思想 发挥着重要作用,对于专业建设等教学研究工作有着重要的支持作用[1]。
课程的教学特点是:(1)基本概念和基本原理都很抽象,数学公式和理论推导相对较多,数学基础要求高,理论性比较强,是信号理论和系统理论的延伸和推广,教材偏重数学分析,对通信原理的物理过程讲述不够,学生感觉枯燥难懂,难以引起学习兴趣。(2)内容较多,涉及的知识面宽。随机信号的分析是全书的基础,模拟调制、数字调制、信源编码和信道编解码、数字基带系统、数字系统的最佳接收等在课程中都非常重要,需要一系列先修课程的支持,学生知识储备不足。(3)教师在讲课中不仅要使同学扎实掌握各个基本知识点,而且要将通信系统的各部分内容有机串联起来,使学生掌握各个知识点和整个通信系统的关系,如何在有限的学时内完成教学任务也是一个难题。总之,本课程教与学的难度都很大[2][3]。
二 课程教学改革的现状、难点及对策
在高等院校中,针对通信原理课程的特点,进行了广泛的课程教学改革,取得了很多优秀成果,如省级、国家级精品课、优秀教学成果奖。目前本课程教学改革的主要优秀成果如下:
(1) 采用综合实验箱。将每箱一个实验的传统实验箱改变为可做多个实验的模块化综合实验箱,提高了性价比,增加了实验项目。
(2) 将仿真软件应用于通信原理实验,丰富实验内容。目前通信系统的仿真主要分为软件仿真和硬件仿真。软件仿真是依据通信原理实现通信系统的虚拟仿真; 主要有MATLAB/Simulink、SystemView等;硬件仿真是从系统的硬件实现的角度仿真实际电路,主要有EWB/Multisim、PSpice、Protel、QuartusⅡ、ADS等[4]。
(3) 采用现代教育手段。采用幻灯片、多媒体课件、网络等现代化教学手段和一些仿真软件等搭建网络通信原理教学平台,共享教学资源,学生能够通过网络进行理论学习并可进行网上仿真实验等,教学内容更加丰富生动,便捷的网络沟通手段和互动的网络平台打破了传统教学模式的时空限制,扩大了学生的自学空间,提供了交互式、开放式、自主式的新学习模式[5]。
从当前教学改革成果来说,综合实验箱、软件仿真实验、建立网络教学系统等丰富的教学形式取得了很好的效果,非常值得学习和借鉴。但也存在下列突出的热点、难点问题:
(1) 综合实验箱仍存在一些不足。没能克服硬件验证性实验固有的动手多、动脑少的缺点;实验数目增加了,但由于通信原理课程内容较多以及硬件的制约,综合实验箱不可能全部覆盖理论教学内容,仍然存在盲区。
(2) 基于MATLAB/Simulink、SystemView等平台提供的通信模块都是封装好的,模块的内部结构看不到,通信原理课程讲授的恰恰是内部的具体实现,是要求学生掌握的主要内容,因此只能进行系统级仿真,不能进行波形级仿真,没能从根本上脱离验证性实验的模式。
(3) 以MATLAB/Simulink、SystemView等为代表的软件仿真是虚拟的、原理级仿真,没有相应的硬件支持,不能硬件实现。以EWB/Multisim、PSpice、ADS等为代表的硬件仿真,从系统的硬件实现角度仿真实际电路。这两类仿真各自独立进行,两者之间缺乏联系和衔接,使学生感觉理论和实际之间有距离。没有既能实现原理级的仿真,又可作为硬件实现的通信平台将理论和实际衔接起来。
(4) 网络课堂的电子资源有待进一步完善。在电子教案中,有些含有Flash制作的动画,帮助学生理解原理,但Flash动画也只停留在演示结果的层面上,不是真的通信系统。以 MATLAB/Simulink、SystemView等软件仿真只能进行系统级仿真。
为解决上述教学改革中突出的热点、难点问题,在多年的教学中不断摸索积累,结合通信系统构成具有模块化的特点,采用虚拟仪器开发工具LabVIEW开 发了通信原理教学平台。
三 虚拟仪器通信原理教学平台的组成和特点
LabVIEW是图形化编程环境,它的最大优点是直观易学,编程效率高,在开发各种仪器及虚拟电路方面有其独到之处。LabVIEW不仅仅是一种编程语言,更是一种高度交互式的开发环境,用来快速设计原型和进行应用程序的渐进式开发,从测量、 自动化到实时嵌入式系统,再到通用场合。LabVIEW具有对FPGA编程下载的能力,具有数据采集卡驱动程序,所以LabVIEW也是一个硬件设计工具。其计算、分析、显示功能,丰富的信号分析和处理方面的库函数以及软、硬兼备特性非常适合通信系统的设计与分析[6]。
但LabVIEW的商用通信软件包提供的通信模块都是封装好的,内部结构看不到,这一点与MATLAB/Simulink、System View等仿真语言的语句类似。通信原理课程要学习的恰恰是内部的具体实现,要使LabVIEW应用于通信原理教学中必需花大力气自主开发通信软件包。为解决此难题,在我校实验技术基金的支持下进行了教改立项,项目组成员分工合作,结合通信原理的教学,针对各种基本通信系统的各种调制方式和编码方式,编写出了具有自主知识产权的虚拟仪器通信原理教学平台。
平台的硬件系统由计算机、连接外部的端口、数据采集卡、射频卡等构成,在LabVIEW软件控制下可完全模拟和替代传统的仪器。射频前端+A/D+计算机=一台接收机,计算机+ D/ A +射频输出=一台发射机。因此,平台不仅是一个用于教学演示的仿真软件,同时也是硬件实现方式的一种,与传统硬件不同的是采用了 较先进的软件无线电理论,在此平台上,只需改变软件程序,就可以构成不同的通信系统。
平台的软件部分包括:模拟通信系统、数字基带系统、数字频带传输系统、模拟信号的数字传输、数字信号最佳接收系统、信道编码器、信源编码器、码分复用系统,涵盖了通信原理课程的主要内容。每个通信系统的软件部分都由两部分组成:(1)各种调制方式和编解码方式的可供调用的通信模块,给出了模块的内部实现。(2)调用模块构成了基础通信系统和综合通信系统。平台功能完善、内容丰富、形式新颖、模块化设计符合通信系统的方框图特点,将通信系统如动画般展示,使通信系统的设计像搭积木一样有趣,枯涩难懂的通信理论变得形象生动,学生爱学、易学,充分调动学生的学习积极性,提高学生学习兴趣,解决了理论教学难题。
四 虚拟仪器通信原理教学平台程序举例
图1为虚拟仪器通信原理教学平台进入界面。点击“系统概述”和“系统组成” ,可初步了解该系统。点击“系统选择” 进入图1。再点击各个系统,可进入相应系统。点击“STOP”或“返回” 键,返回上一界面。如点击“模拟信号的数字传输” ,进入图2“模拟信号的数字传输”进入界面。在图2中点击“PCM脉冲编码调制” 进入图3“PCM脉冲编码调制” 前面板。在图3中点击“波形选择” 的上下键来选择多种输入信号,可以改变输入信号的频率、振幅等,可观察各种输入信号下的抽样值、映射值、每个映射值对应的PCM编码、信道中的PCM波形、译码输出波形等,会看到译码输出波形随着输入信号的变化而变化,从而验证了系统设计的正确性。
在LabVIEW环境下,可在前面板的标题栏中选“窗口--显示程序框图” 进入后面板,后面板为LabVIEW的框图化程序,前、后面板中的输入、输出控件是一一对应的,在后面板中可以看到前面板的功能是如何具体编程实现的。
图4为“PCM脉冲编码调制” 后面板,可清楚地展示PCM系统的详细工作过程:发送端抽样、映射、编码后送入信道,接收端反映射、PCM译码、恢复原信号。其中“映射”、“PCM编码” 等是作者编写的模块化子程序,双击程序模块,可进入子程序的前、后面板,如“PCM编码” 模块 ,是一个包含若干子程序的逐次比较(类似砝码称重物)编码程序,如图5“PCM编码子程序” 后面板所示,PCM编码中极性码、段落码、段内码的复杂编码过程被清晰地展现。
五 结束语
虚拟仪器通信原理教学平台涵盖了通信原理课程的主要内容,提供了可供调用的通信模块,既给出了模块的内部实现,又调用这些模块构成了各种基础通信系统和综合通信系统,该平台具有的特点如下:
(1) 平台形式新颖,模块化设计符合通信系统的方框图特点,非常适合通信原理课程的教学,将通信系统如动画般展示,使通信系统的设计像搭积木一样有趣,枯涩难懂的理论变得形象生动,学生爱学、易学,充分调动学生的学习积极性,提高学生学习兴趣,解决了理论教学难题。
(2) 平台功能完善,内容丰富,平台涵盖通信原理课程的全部主要内容,实现了课程教学内容的无盲区全方位覆盖,弥补实验箱覆盖面有限的不足。
(3) 平台通过系统运行结果及每一步具体实现过程的详尽解析,使学生真正学懂理论,改变了验证性实验中学生动手多,动脑少,只知其然,不知其所以然的被动局面,弥补了实验箱等验证性实验的不足。
(4) 平台能实现通信系统的波形级及系统级仿真,而且生动形象、寓教于乐,嵌入到网络课堂上,网络课堂内容更加完善,使交互、开放、自主的网络学习模式发挥更大的作用。
(5) 本通信平台,不仅仅是一个用于教学演示的仿真软件,同时也是软件无线电方式的一种硬件实现,在此
平台上,只需改变软件程序,就可以构成不同的通信系统,实现了原理级的软件仿真与硬件实现的衔接,缩小了理论和实际之间的距离。
(6) 平台中设计了可供调用的模块化通信软件包,为基础实验、课程设计、毕业设计各实践教学环节提供了新的平台和手段。
总之,虚拟仪器通信原理教学平台的创立为高校通信原理课程的教学提供了新的途径,为课程的理论教学、实验、课程设计、毕业设计和科研提供支持,具有广泛的应用前景。平台的软件部分在辽宁省第九届教育软件大赛高等教育本科组的壹百多名获奖者中名列第一。配套著作《通信系统仿真设计及应用》详细介绍了平台的全部内容,将由电子工业出版社近期出版发行。平台的演示版可由辽宁教育网优秀教育软件展免费下载,希望能对相关教师和学生有所帮助。
参考文献
[1] 宋铁成.“通信原理” 课程的教学实践[J].电气电子教学学报, 2003,25(5):95-97.
[2] 张士兵,章国安.“通信原理” 课程教学改革与实践[J].电气电子教学学报,2006,28(4):10-13.
[3] 陈文鑫,陈伟东.“通信原理” 课程多方位教学改革与实践[J].宁波工程学院学报,2007,19(4):88-90.
[4] 朱家富.电子信息课程教学中的虚拟技术[J].重庆文理学院学报(自然科学版),2008,27(3):88-90.
[5] 张慧,初婧.通信课程教学中的EDA技术[J].山东电大学报,2006,3(2):16-17.
[6] 武一,杨瑞霞.基于LabVIEW实现数字电路的仿真[J].微计算机信息(测控自动化),2007,23(4-1):259-261.
The Design and Exploitation of Teaching Flat for Principles of Communications Taking Use of Virtual Instruments
LI Huan1REN Bo2
(1. School of Information Science and Engineering, Shenyang LiGong University, Shenyang,Liaoning,110168,China;2.School of Equipment Engineering,Shenyang LiGong University, Shenyang,Liaoning,110168,China)
我国现代无线通信技术论文范文
声明:除非特别标注,否则均为本站原创文章,转载时请以链接形式注明文章出处。如若本站内容侵犯了原著者的合法权益,可联系本站删除。


