時間:2023-07-20 09:21:49
緒論:在尋找寫作靈感嗎?愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇通信技術(shù)的基本概念,愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維,激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,歡迎您的閱讀與分享!
【關(guān)鍵詞】:智能電網(wǎng);電力信息通信;基本概念;發(fā)展現(xiàn)狀;具體應(yīng)用
引言
本文對智能電網(wǎng)和電力信息通信技術(shù)進行了解,并對具體應(yīng)用進行梳理,有利于了解目前形勢狀況,為未來的發(fā)展做好準(zhǔn)備。
1、基本概念
1.1電力信息通信
在電力系統(tǒng)中,不斷重復(fù)著發(fā)電、輸電和配電的過程,在這些過程中又夾雜著一些非常細(xì)的環(huán)節(jié),想要更加嚴(yán)密的監(jiān)控這些環(huán)節(jié),使得電力傳輸?shù)陌踩晚樌捅仨氁ㄐ畔到y(tǒng)的配合,因此為了保證電力系統(tǒng)正常運行,電力信息通信是不可或缺的。
1.2智能電網(wǎng)
電力系統(tǒng)進行發(fā)電、輸電和配電的過程中,產(chǎn)生了大量的信息,對這些信息進行收集、整理和分析是智能電網(wǎng)的任務(wù)之一,智能電網(wǎng)利用這個龐大的數(shù)據(jù)庫,對電力系統(tǒng)的運行情況進行了深刻的了解和發(fā)現(xiàn),然后對期間存在的問題不斷加以改進,保證整個電力系統(tǒng)運行的安全和高效。安全運輸電是智能電網(wǎng)最核心的重點,保證安全的同時,還能與其他方法相結(jié)合獲取經(jīng)濟利益。
2、電力通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
目前隨著我國的科技水平不斷發(fā)展,光纖和無線已經(jīng)逐步成為主要的電力通信網(wǎng)結(jié)構(gòu),逐步替代了同軸電纜。智能電網(wǎng)的不斷發(fā)展,加強各個部門之間的聯(lián)系,在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中,發(fā)電廠和電力部門等相關(guān)部門的連接不順利,導(dǎo)致很多問題等不到解決,現(xiàn)在交流更加方便快捷了。目前我國有水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、火力發(fā)電和新能源發(fā)電等幾種不同的發(fā)電方式,中國本就地大物博,加上科技發(fā)展迅速,目前發(fā)電量已經(jīng)可以滿足用戶的基本需求,保證人民生活的正常運行。我國電網(wǎng)龐大,但是一些地方仍然存在一些問題,國家已經(jīng)投入大量資金進行研發(fā),相信隨著電力通信技術(shù)的不斷發(fā)展,將會解決目前存在的問題。
3、智能電網(wǎng)時代對電力通信技術(shù)提出的要求
3.1電力通信平臺的多樣化
電力通信平臺多樣化是構(gòu)建智能電網(wǎng)的重點之一。目前的主要方式是將智能化技術(shù)與電力通信平臺相結(jié)合,研發(fā)出不同的的應(yīng)用,滿足不同的用戶需求。因為各種需求比較復(fù)雜,可能還會互相有所交叉和覆蓋,因此必須進行統(tǒng)一的規(guī)劃。電力企業(yè)開放電力通信的平臺時,按照規(guī)劃的內(nèi)容進行開放,保證可以滿足用戶需求的同時,還要及時進行維護和更新,與時俱進。
3.2保密性
智能電網(wǎng)的研究對象中涵蓋了很多的有用信息,因此電力通信系統(tǒng)必須做到保密性強。電力通信系統(tǒng)可能會受到外界一些干擾,造成信息的流失與損害,為了有效預(yù)防這點,應(yīng)當(dāng)具有防護性。
4、具體應(yīng)用
4.1新能源
傳統(tǒng)電力系統(tǒng)浪費了資源,一些可再生資源可以進行重新利用,智能電網(wǎng)改變了這樣的狀況。現(xiàn)在很多企業(yè)都在研究新能源,不斷嘗試新能源在電力通信系統(tǒng)中的應(yīng)用效果,目前主要分為可再生資源和不可再生資源,隨著科研力量的不斷加大以及反復(fù)試驗,相信會有更好的新能源在電力信息通信中發(fā)揮作用。
4.2變電
智能變電站是智能電網(wǎng)中不可或缺的基礎(chǔ)。當(dāng)大量的電流進入變電站,不僅能對他們的信息進行O控,還能提供數(shù)據(jù)支持。智能操作技術(shù)應(yīng)當(dāng)被用于變電站中,提高變電站的工作效率,信息傳感技術(shù)可以有效控制和感應(yīng)信息,也應(yīng)當(dāng)用于變電站的建設(shè)當(dāng)中。隨著科技水平的不斷發(fā)展,應(yīng)當(dāng)逐步使變電站達到自動化,不僅能有效節(jié)約了物力,還對人力資源做出了合理調(diào)整。
4.3配電
配電網(wǎng)絡(luò)是電力網(wǎng)絡(luò)非常重要的一部分。配電網(wǎng)絡(luò)能夠靈活和高效的運作將會保證整個電力網(wǎng)絡(luò)的運行處于高質(zhì)量。電力信息通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)當(dāng)被運用在配電之中,不僅可以快速地診斷故障,讓工作人員及時進行維修和處理,還能發(fā)現(xiàn)一些潛在的問題,及時提醒工作人員進行預(yù)防,做到防患于未然[5]。優(yōu)秀的配電網(wǎng)絡(luò)能夠保證電力供應(yīng)的整體質(zhì)量,應(yīng)當(dāng)在建設(shè)中予以關(guān)注。同時配電系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)更加兼容,更加集成化,有利于智能電網(wǎng)的運行。
4.4輸電
目前我國電網(wǎng)覆蓋面積極廣,在輸電的過程中很多都是遠(yuǎn)距離而且大容量的運輸,在運輸?shù)倪^程中產(chǎn)生的消耗是非常多的,因此應(yīng)該予以關(guān)注。清潔能源應(yīng)當(dāng)盡早用于輸電之中。電力通信必須在滿足遠(yuǎn)距離、大容量輸電的基礎(chǔ)上,再進行更好的研發(fā),降低中間運輸過程中的消耗和浪費,對傳輸過程中的每一部分,比如:電線,都進行監(jiān)控,并整體呈現(xiàn)出來,讓工作人員及時查漏補缺,出現(xiàn)問題及時修復(fù)。
4.5用電
電力經(jīng)過發(fā)電、配電和輸電最終來到用戶家中,被用戶進行各種方式的使用,在使用的過程中,產(chǎn)生了大量的信息,工作人員應(yīng)當(dāng)對這些信息進行收集、整理和分析,并對數(shù)據(jù)進行有效的監(jiān)控,可以采集到的數(shù)據(jù)信息非常多,將會為智能電網(wǎng)的發(fā)展做出貢獻,但是同時對電力通信提出了更苛刻的要求,還有待發(fā)展。
5、當(dāng)前電力通信中存在的問題
智能電網(wǎng)在建設(shè)的過程中應(yīng)當(dāng)不斷借鑒國內(nèi)外的成功案例,并加以總結(jié)和分析,運用到自己的建設(shè)當(dāng)中,其中必須重視以往的經(jīng)驗教訓(xùn),進行規(guī)范的管理,統(tǒng)一規(guī)劃與實施。目前通信技術(shù)的不斷發(fā)展,設(shè)備與設(shè)備之間的交流越來越方便,網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面也越來越廣,這都為智能電網(wǎng)搜集、獲取數(shù)據(jù)提供了便利,但是店里通信中目前仍然有一些不足之處。首先,智能電網(wǎng)對原創(chuàng)技術(shù)的要求正在不斷提高,為了能夠更好地決策與控制,在許多細(xì)節(jié)上就需要全新的處理方式,以前的很多技術(shù)已經(jīng)無法滿足。當(dāng)前電力系統(tǒng)的浪費現(xiàn)象還是比較嚴(yán)重的,在現(xiàn)在不斷提倡“保護環(huán)境,節(jié)約能源”的情況下,應(yīng)當(dāng)引起電力發(fā)展的重視,向著綠色能源,可能回收發(fā)展利用的方向上走,不可以以浪費資源為前提進行發(fā)展,必須嚴(yán)格樹立可持續(xù)的科學(xué)發(fā)展觀。其次,目前高端人才匱乏。一方面,學(xué)校內(nèi)對通信專業(yè)的教育已經(jīng)比較陳舊,很多學(xué)生進入社會之后發(fā)現(xiàn)很多知識已經(jīng)過時,學(xué)校沒有對知識進行及時更新,導(dǎo)致可用的人才并不多。
結(jié)語
本文首先介紹智能電網(wǎng)和電力信息通信技術(shù)的基本內(nèi)涵,然后介紹我國目前電力通信技術(shù)發(fā)展的基本情況,之后相繼介紹了智能電網(wǎng)對電力通信技術(shù)提出的要求,還有電力通信技術(shù)的具體應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】光纖通信技術(shù)研究與分析
一、光纖通信技術(shù)的基本概念
光纖通信技術(shù)的本質(zhì)是利用光作為信息傳輸?shù)闹饕d體,通過光在線纜中傳輸,實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的快速傳輸。從目前光纖通信技術(shù)的應(yīng)用來看,利用光纖傳輸,有效解決了數(shù)據(jù)傳輸速度和傳輸質(zhì)量問題,保證了數(shù)據(jù)能夠以最快的速度進行傳輸,并保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院蜏?zhǔn)確性。光纖通信技術(shù)的主要載體是光導(dǎo)纖維,光導(dǎo)纖維具有光敏感性,可以最大程度的保證光傳輸?shù)挠行浴U腔谶@些特點,光纖通信技術(shù)在目前通信領(lǐng)域和國防等多個領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
二、光纖通信技術(shù)的主要優(yōu)點
從目前光纖通信技術(shù)的應(yīng)用來看,光纖通信技術(shù)的優(yōu)點主要表現(xiàn)在以下幾個方面:1、光纖通信的頻帶寬度大,通信容量較大。2、光纖通信的信號衰減較小,中繼距離得到了延長。3、光纖通信具有較強的抗干擾能力。4、光纖通信在信息傳輸安全性上比其他傳輸方式要高。
三、光纖的結(jié)構(gòu)與傳輸原理
光纖是光導(dǎo)纖維的簡稱,主要分為三層結(jié)構(gòu),內(nèi)部為光導(dǎo)纖維的核心―纖芯,由內(nèi)向外分成包層和涂覆層。在數(shù)據(jù)傳輸過程中,數(shù)據(jù)信號主要是在纖芯和包層這兩個層面間流動,涂覆層的具體作用是保護包層和纖芯能夠進行正常的信號傳輸。在光纖中,纖芯主要為透明的軟線,包層與纖芯類似只是在傳輸效率上比纖芯略低,涂覆層的作用是保護包層與纖芯不受外界侵蝕和機械損傷。
光纖的傳輸原理主要可以用菲涅耳定律來表示:
上圖為光纖信號傳輸?shù)倪^程分析:
四、光纖通信技術(shù)的主要發(fā)展和應(yīng)用分析
由于光線通信技術(shù)具有突出的優(yōu)點,光纖通信技術(shù)已經(jīng)逐步取代傳統(tǒng)的電纜傳輸,成為了新的數(shù)據(jù)通信技術(shù)這一,并取得了積極的發(fā)展成就,促進了數(shù)據(jù)通信技術(shù)的全面發(fā)展。此外,從應(yīng)用領(lǐng)域來看,目前光纖通信已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域,其中包括網(wǎng)絡(luò)信息傳輸、電話信息傳輸、軍事信息傳輸?shù)龋唧w應(yīng)用情況如下:1、光纖通信技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)信息傳輸中的應(yīng)用。由于網(wǎng)絡(luò)信息傳輸對數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量和準(zhǔn)確性要求較高,光纖通信技術(shù)的優(yōu)點正好符合網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)膶嶋H需要,因此光纖通信技術(shù)成為了網(wǎng)絡(luò)信息傳輸中的重要方式。2、光纖通信技術(shù)在電話信息傳輸中的應(yīng)用。目前電話信息傳輸系統(tǒng)已經(jīng)從模擬信號向數(shù)字信號轉(zhuǎn)變,在這一過程中,需要一種可靠的方式能夠?qū)崿F(xiàn)電話數(shù)據(jù)信號的可靠傳輸,而光纖通信技術(shù)正好能夠滿足電話信息傳輸?shù)倪@一現(xiàn)實需要。3、光纖通信技術(shù)在軍事信息傳輸中的應(yīng)用。軍事信息傳輸?shù)囊c在于信息的保密性和準(zhǔn)確性,鑒于光纖通信在數(shù)據(jù)傳輸過程中能夠有效保證信息的準(zhǔn)確,并不受外界干擾,所以光纖通信技術(shù)在軍事信息傳輸中得到了重要應(yīng)用。
五、結(jié)論
通過本文的分析可知,光纖通信技術(shù)目前已經(jīng)成為數(shù)據(jù)通信中的主要手段之一,由于其具有突出的優(yōu)點,因此光纖通信技術(shù)在通信領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,逐漸取代傳統(tǒng)的通信手段,為數(shù)據(jù)通信技術(shù)的發(fā)展提供了有力支持。
參考文獻
[1]辛化梅,李忠.論光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展.山東師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2003年04期
[2]劉望軍,熊卓列.數(shù)字化社區(qū)通信系統(tǒng)的接入網(wǎng)技術(shù).有線電視技術(shù);2006年01期
關(guān)鍵詞:智能電網(wǎng);通信技術(shù);通信架構(gòu);統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)
中圖分類號:TM73 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1006-8937(2013)35-0068-02
1 智能電網(wǎng)的基本概念及發(fā)展
由于各國存在不同的國情和社會問題,并未能對智能電網(wǎng)制定出相同的概念,因此各國對于智能電網(wǎng)各個方面的著力點和研發(fā)方向不盡相同。
針對我國的國情和現(xiàn)狀,相關(guān)技術(shù)人員在2009特高壓輸電技術(shù)國際會議上提到要以特高壓為基本骨架聯(lián)合各地區(qū)進行協(xié)調(diào)發(fā)展,突出電網(wǎng)的智能性,在保障規(guī)模的情況之下,與時俱進實現(xiàn)技術(shù)的自主創(chuàng)新,創(chuàng)造安全高效的工作環(huán)境,全國各地電網(wǎng)不是孤立的,運用智能理念將其連接起來,增強地區(qū)之間的互動合作,一方面擴充了信息量,一方面能夠?qū)崿F(xiàn)安全發(fā)展以及經(jīng)濟運行高效合理。
從目前各國對于智能電網(wǎng)的研究以及實施情況來看,現(xiàn)在的智能電網(wǎng)作為一種基礎(chǔ)設(shè)施,主要是處理電力系統(tǒng)的信息,并且將通信技術(shù)的信息進行整理分析,從中獲取有利的數(shù)據(jù)能夠保障電網(wǎng)發(fā)展的持續(xù)性和安全性。這樣的管理模式一方面是可以滿足各個地區(qū)對于信息和資源的需求,另一方面又可以讓用戶真正體驗其中,成為電網(wǎng)能源的管理者。所以說,雖然各國因為國情針對智能電網(wǎng)提出不同的理念,但是這些理念提出的初衷以及理念背后蘊藏的深遠(yuǎn)含義是相似的。各國的起步不同,因此智能電網(wǎng)的發(fā)展快慢不同。在科學(xué)不斷進步的今天,各國針對智能電網(wǎng)提供了更加豐富的內(nèi)涵和實施經(jīng)驗。
2 智能電網(wǎng)的通信技術(shù)
電網(wǎng)有很大的廣泛性,遍及地區(qū)滿足各地對于聯(lián)通的需求,通信系統(tǒng)與電網(wǎng)相同,在形成很大的信息聯(lián)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)的同時,對電網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取和保護以及最后的控制形成更好的支持。通信系統(tǒng)作為實現(xiàn)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)能夠迅速高效的傳播,實現(xiàn)雙向溝通,實時傳播并且對于數(shù)據(jù)進行集合和及時處理。因此,通信系統(tǒng)是實現(xiàn)智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)更是保障,通信系統(tǒng)所擁有的高效實時以及雙向聯(lián)通這些特征能使智能電網(wǎng)提高供電性能、有效運用資源、將信息和電力進行實時互動,長久以來能夠有效的提升我國電網(wǎng)的價值并且高效安全的運營系統(tǒng)給予的保護增強了電力市場的經(jīng)濟效益提高其市場資產(chǎn)的占有率。
智能電網(wǎng)的自我監(jiān)控需要依賴于通信系統(tǒng),而在整個校正過程中,通過監(jiān)控可以提供相關(guān)補償和回饋,對于資源進行重新分配以避免嚴(yán)重事故的影響持續(xù)擴大。但是高效的通信系統(tǒng)為實現(xiàn)雙向發(fā)展,所要運用的技術(shù)非常豐富,包括針對不同突發(fā)狀況而設(shè)計的智能電子設(shè)備進行智能勘探和記錄、對實時訊息的控制、電力系統(tǒng)需要的電子控制器對電力系統(tǒng)進行持久的保護以維護網(wǎng)絡(luò)通信的暢通性,通過這些技術(shù)有效提高對于電網(wǎng)的駕馭和保護。
在整個技術(shù)運用過程中,需要著力注意的兩個事項是:第一,通信系統(tǒng)應(yīng)該擁有一個開放式的框架,這樣能省時省力又有所效率,使得電網(wǎng)各部件各環(huán)節(jié)都能實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信;第二,供電和提供設(shè)備的一方應(yīng)該與受眾指定長久穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)章,完成設(shè)備和系統(tǒng)之間或者相互交叉所需要的交流合作,能夠得到信任和聯(lián)通。以往傳統(tǒng)的電網(wǎng)很難成為一個真正的整體,因為整個發(fā)電的過程直至輸送和配送都未能連接成一個高速可靠的雙向網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),所以現(xiàn)今數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展中應(yīng)該著重于雙向網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),在突況發(fā)生時能高效協(xié)調(diào)資源避免或者盡可能的減少損失。
主網(wǎng)或高電壓等級以及主要以高、中、低壓配電網(wǎng)為主的電力通信配網(wǎng)和用戶通信集合組成了智能電網(wǎng)。其中,主網(wǎng)或高電壓等級主要是運用控制調(diào)節(jié)的調(diào)度中心以及獨有的雙向管理平臺進行電力全國各地的高效穩(wěn)健的輸送,同時這也為實現(xiàn)電網(wǎng)的自動化發(fā)展這一過程,該過程非常簡單,全程無人操縱,因此也能通過網(wǎng)絡(luò)廣泛的覆蓋性滿足N―M下的通信要求為下一代的網(wǎng)絡(luò)通信奠定基礎(chǔ)。另外,電力通信配網(wǎng)和用戶通信是有一些電力通信系統(tǒng)和豐富的通信手段組成的,例如現(xiàn)在已經(jīng)普及至每家每戶的電表盒電器等等。
智能電網(wǎng)現(xiàn)今作為電力通信網(wǎng)絡(luò)的主網(wǎng)架需要不斷地結(jié)合國際最新的科學(xué)技術(shù)進行創(chuàng)新,逐漸擴大容量,提高效率,推動電網(wǎng)的智能化和寬帶化的快速發(fā)展。下一代光網(wǎng)絡(luò)有點到點,集全IP進行統(tǒng)一控制管理,進行多點多面的網(wǎng)絡(luò)傳輸,由此來提高智能電網(wǎng)的高速快捷的發(fā)展。光網(wǎng)絡(luò)只是傳輸網(wǎng)絡(luò)的一個代表,新時代的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展將傳輸和數(shù)據(jù)緊密結(jié)合,增強其對于突發(fā)問題的反應(yīng)及應(yīng)對能力,控制成本降低能耗的同時,提高傳輸網(wǎng)絡(luò)的效率。
在技術(shù)層面上,網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)作為一種基本的網(wǎng)絡(luò)形式為網(wǎng)絡(luò)運營提供保障,這就需要相關(guān)科技人員有很強的綜合能力,在考察用戶行為的時候能夠結(jié)合業(yè)務(wù)流量進行統(tǒng)計得出有根據(jù)的結(jié)論。在交換層面,應(yīng)該多引進一些新的傳媒手段和傳媒技術(shù)進行網(wǎng)絡(luò)控制,比如說IMS就是一種新的手段,由此為客戶終端的用戶提供更多又安全高效的業(yè)務(wù)服務(wù)。
3 總 結(jié)
綜上所述,現(xiàn)今不斷提升的科技水平推動著“下一代網(wǎng)絡(luò)”朝著更高層面發(fā)展使得通信網(wǎng)絡(luò)也因此更加具備競爭實力,支撐和保障電力系統(tǒng)發(fā)展的一個不可或缺的手段是將電子通信的主要著力點轉(zhuǎn)移至流量和業(yè)務(wù)的管理。
為了達到這樣一種轉(zhuǎn)移,各個實體需要簽署相應(yīng)的協(xié)議維持整個合作的標(biāo)準(zhǔn)和尺度,同時也只有基于具備統(tǒng)一性的網(wǎng)絡(luò)才能有效的以業(yè)務(wù)帶動網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。
現(xiàn)在新的網(wǎng)絡(luò)手段和媒體技術(shù)都是基于電網(wǎng)建設(shè)這個基礎(chǔ)領(lǐng)域,綜合能力被有效地運用于各個領(lǐng)域,長久以往這樣的綜合發(fā)展必然能夠帶動整個電網(wǎng)企業(yè)走向繁榮,同時也拉動國家經(jīng)濟帶來深遠(yuǎn)的社會效益,從而不斷走向繁榮。
參考文獻:
[1] 孫晶.智能電網(wǎng)及其通信技術(shù)[J].電力系統(tǒng)通信,2010,31(12):1-3,7.
[2] 李乃湖,倪以信,孫舒捷,等.智能電網(wǎng)及其關(guān)鍵技術(shù)綜述[J].南方電網(wǎng)技術(shù),2010,4(3):1-7.
就2014年移動通信的發(fā)展態(tài)勢而言,以正交頻分復(fù)用(OFDM)和多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)為基本特征的第4代移動通信已在世界范圍內(nèi)大規(guī)模商用部署,并成為無線移動通信的基礎(chǔ)技術(shù),被逐步擴展到物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等更為廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。第5代移動通信(5G)已經(jīng)成為世界范圍內(nèi)信息技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點。
2013年以來,歐盟、中國、韓國等國家與地區(qū)相繼啟動了相關(guān)重大研究計劃,力求在這一未來新的戰(zhàn)略制高點形成先發(fā)競爭優(yōu)勢。按照目前的研究狀況分析,2014年5G發(fā)展尚處于基本概念與技術(shù)的探索時期,2015年之后將轉(zhuǎn)入標(biāo)準(zhǔn)化先期研究階段,2017年之后進入標(biāo)準(zhǔn)化征集階段,至2020年5G將具備規(guī)模商用技術(shù)條件。
相對于已有的移動通信技術(shù),5G移動通信更加注重用戶的需求,并力求為用戶帶來全新的體驗。2014年得到廣泛討論的5G關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)包含了用戶體驗平均速率、端到端傳輸時延等與用戶體驗密切相關(guān)的核心指標(biāo);移動交互式游戲、3D、虛擬現(xiàn)實及全息圖像等新型移動業(yè)務(wù)應(yīng)用也將被納入5G系統(tǒng)的技術(shù)需求;此外,業(yè)界還試圖將5G的應(yīng)用范圍從目前的人與人通信拓展至人機物協(xié)同通信、超密集連接物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)以及新型工業(yè)信息化等更為廣泛的領(lǐng)域。可以預(yù)見,5G移動通信系統(tǒng)的未來業(yè)務(wù)應(yīng)用將邁上新的臺階,從而更為深刻地改變?nèi)祟惿鐣男袨榉绞健?/p>
1 支撐技術(shù)面臨突破
5G系統(tǒng)基本概念和支撐技術(shù)目前尚處于探索性研究階段,預(yù)計今后1~2年將在世界范圍逐步達成共識。近期受到重點關(guān)注的5G熱點技術(shù)包括大規(guī)模天線(Massive MIMO)技術(shù)、超密集組網(wǎng)(UDN)技術(shù)、軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)技術(shù)等。另外,移動通信新型頻譜開發(fā)與利用,包括毫米波新型資源開發(fā)、已有頻譜資源的動態(tài)共享利用等,成為業(yè)界普遍重視的未來5G研究方向。在點到點無線傳輸與多址技術(shù)方面,更為高效的新型波形設(shè)計也成為業(yè)界技術(shù)研究的重點。但應(yīng)當(dāng)看到,移動通信的升級換代歷程無不伴隨著無線資源復(fù)用效率的有效提升;盡管各種新概念、新技術(shù)令人眼花繚亂,但未來5G移動通信技術(shù)性能的大幅度提升還主要依賴于空間資源的深度復(fù)用和網(wǎng)絡(luò)功能的深度智能化;從現(xiàn)有信息理論綜合來看,進一步挖掘移動通信空間資源復(fù)用效率,將系統(tǒng)性能在4G的基礎(chǔ)上進一步提升1至2個量級是可行的,也可能是唯一的技術(shù)途徑。而大規(guī)模天線技術(shù)與超密集組網(wǎng)技術(shù)正是邁向這一途徑的可能解決方案,從而有望在5G候選技術(shù)中脫穎而出。
2 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架初現(xiàn)端倪
對于5G基本網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架的演進與發(fā)展,盡管其走向目前尚不明確,但其網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架進一步“互聯(lián)網(wǎng)化和IT化”的基本發(fā)展特征已初現(xiàn)端倪。傳統(tǒng)移動通信核心網(wǎng)的概念將進一步弱化,更多的網(wǎng)絡(luò)功能(包括媒體分發(fā)、控制信令等)將可能“下沉”至基站分系統(tǒng),在簡化整個5G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計的同時,進一步降低數(shù)據(jù)平面和控制平面的傳輸延時,并通過數(shù)據(jù)平臺與控制平面的分離,實現(xiàn)數(shù)據(jù)平面的靈活管控以及網(wǎng)絡(luò)資源的高效調(diào)配和綠色節(jié)能。另一方面,通用計算與存儲平臺的能力飛速發(fā)展,加之云計算技術(shù)日益普及,將整個5G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建在通用服務(wù)器、快速以太交換和云計算平臺上,并通過計算資源的隔離、動態(tài)調(diào)配與遷移實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)的軟件定義化和虛擬化正越來越多地受到業(yè)界重視。
3 發(fā)展方式面臨抉擇
5G移動通信系統(tǒng)是以演進方式發(fā)展還是以革命性方式的發(fā)展,也是業(yè)界普遍重視的問題。鑒于4G/LTE技術(shù)已成為移動通信發(fā)展的主流技術(shù),如何在4G/LTE技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展后相兼容的5G移動通信系統(tǒng),是業(yè)界關(guān)注的首要發(fā)展方式。另一方面,5G移動通信將出現(xiàn)大規(guī)模天線、超密集網(wǎng)絡(luò)等全新技術(shù),其網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式(如SDN/NFV等)與頻譜利用方式也將產(chǎn)生潛在的革命性變化,因此不能排除5G移動通信系統(tǒng)采用革命性發(fā)展方式的可能性。此外,新一代Wi-Fi技術(shù)(如IEEE 802.11ax/aj)也在快速發(fā)展之中,其應(yīng)用場景與目前的UDN移動通信組網(wǎng)技術(shù)正趨于高度一致;可以預(yù)計Wi-Fi技術(shù)發(fā)展將進一步與蜂窩移動通信系統(tǒng)趨于融合,除兩種系統(tǒng)的頻譜利用方式有根本性的差別外,其基本支撐技術(shù)也有可能趨于統(tǒng)一。
4 未來展望
一、MOOC介紹
MOOC即慕課[1][2],英文全稱為Massive Open Online Course,即大規(guī)模開放的在線課程,是新近發(fā)展起來的一種在線課程模式。慕課具有大規(guī)模的、開放課程、網(wǎng)絡(luò)課程等主要特點。
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課程必須是開放的并且不是面對面的課程。課程材料散布于互聯(lián)網(wǎng)上。上課地點和時間不受局限,只要有一臺網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接的電腦,你就可以花最少的錢享受國內(nèi)的或者世界頂尖大學(xué)的一流課程。現(xiàn)在的MOOC一般都是大學(xué)課程,優(yōu)化后搬到網(wǎng)上,內(nèi)容和分類都以大學(xué)的知識構(gòu)架為基準(zhǔn)。開課日期模仿大學(xué)時間表,每周上一次課,一次講一至兩學(xué)時,布置課后作業(yè),開課期間安排答疑,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,每個微視頻大約幾分鐘到十幾分鐘不等。微視頻里會插入小測試,看完就需要答題,然后電腦進行評分。期末要提交作業(yè)或進行考試,因為學(xué)生人數(shù)很多,作業(yè)和考試一般采用互評打分的方法。一般每門課都有自己的論壇,里面會有助教加入,對課程學(xué)習(xí)過程中的相關(guān)問題進行解答。而且還有討論區(qū),還可以找在線的同學(xué)互相討論。慕課一般是免費的,這個免費主要指的是聽課免費,如果想要證書就需要交費。現(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)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。是一門系統(tǒng)性、理論性強,同時又強調(diào)實踐性的課程。通過數(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)的計算、分析方法、通信信號和系統(tǒng)的基本設(shè)計方法,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)展動態(tài),從而對現(xiàn)代通信工程有一個較全面的了解。許多綜合性大學(xué)和理工類大學(xué)都開設(shè)了數(shù)字通信原理這門課程,同時通信和網(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,所以將數(shù)字通信原理作為一門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:課程通過對通信基本模型、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)生通過學(xué)習(xí),具有進行現(xiàn)代通信技術(shù)研究、開發(fā)和通信工程設(shè)計與調(diào)測能力。
本文以中國人民大學(xué)出版社出版的數(shù)字通信原理[3]為例,該書由毛京麗主編。本課程的先行課程有:電路、概率論、信號與系統(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數(shù)字化的編碼方法。掌握數(shù)字信號的基帶、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,了解模擬信號和數(shù)字信號的定義和特點;熟悉數(shù)字通信的特點和主要性能指標(biāo)。第二部分:語音信號數(shù)字化編碼,要求掌握:語聲信號數(shù)字化的基本過程,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比較及產(chǎn)生過程,了解DPCM、ADPCM、子帶編碼、線形預(yù)測編碼的基本概念及工作原理。第三部分:時分多路復(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)的自愈功能實現(xiàn)方法、SDH網(wǎng)的同步方式。第五部分:數(shù)字信號的傳輸,要求掌握:數(shù)字信號基帶傳輸?shù)幕纠碚摚私饣鶐鬏數(shù)木€路碼型、數(shù)字信號頻帶傳輸?shù)母拍罴癙CM信號頻帶傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成。
視頻共計32講、64段。每章第1講最初幾分鐘說明了本章的基本問題,它們作為主線,引導(dǎo)后續(xù)各講展開。各章講、練適度分離,以便按需獨立學(xué)習(xí)。講解力求:1.簡單易懂:讓初學(xué)者輕松入門;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,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)知識點出發(fā),閱讀參考書籍,積極參加討論。基本學(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100分,成績構(gòu)成如下:平時成績(測試與作業(yè)、討論與交流等綜合評定)40%,期末考試占60%,完成課程學(xué)習(xí)并考核成績60-84分為合格,成績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,并且對該課程的教學(xué)做了相應(yīng)的規(guī)劃。通過一學(xué)期小范圍的試運行,發(fā)現(xiàn)通過這種教學(xué)方式,學(xué)生能較好的掌握這門課程,并且通過幾次課的學(xué)習(xí),能基本適應(yīng)慕課這種教學(xué)形式。
【關(guān)鍵詞】 3G移動通信技術(shù) 通信系統(tǒng) 研究與應(yīng)用
一、前言
隨著移動通信技術(shù)的發(fā)展,3G移動通信技術(shù)作為一種重要的技術(shù)體系,以其優(yōu)越的普適特點得到了重要應(yīng)用,引領(lǐng)移動通信技術(shù)進入新的發(fā)展階段。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展以及用戶的即時網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需要,能夠?qū)崿F(xiàn)語音視頻及流媒體播放的移動通信技術(shù)成為了未來發(fā)展方向。
二、3G移動通信技術(shù)特點及分類
2.1 基本概念及特點
3G(3rd-generation)被稱之為“第三代移動通信技術(shù)”,指的是支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通訊技術(shù),它能夠在全球范圍內(nèi)更好地實現(xiàn)無線漫游,處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式,提供包括網(wǎng)頁瀏覽、電話會議、電子商務(wù)、視頻交互等多種信息服務(wù),同時兼容已有的第二代系統(tǒng)[1]。具備良好的兼容功能,能夠在兼容2G環(huán)境下所有的系統(tǒng),節(jié)約大量成本;具備較強的技術(shù)優(yōu)勢,能夠滿足當(dāng)前用戶的基本需求;具備較強的拓展性,為進一步發(fā)展,留下了較大的創(chuàng)新空間。
2.2 基本分類
通用的3G標(biāo)準(zhǔn),可以分為歐版的WCDMA、美版的CDMA2000和中國的TD―SCDMA。2000年5月,ITU(國際電信聯(lián)盟)將以上3種標(biāo)準(zhǔn)與WIMAX定義為主流無線標(biāo)準(zhǔn),并納入指導(dǎo)性技術(shù)文件。一是WCDMA。從GSM網(wǎng)發(fā)展并規(guī)范的技術(shù),意指寬頻分碼多重存取,它提出了GSM(2G)-GPRS-EDGE-WCDMA(3G)的發(fā)展策略,市場優(yōu)勢明顯;二是CDMA2000。是由窄帶技術(shù)發(fā)展而來,利用窄頻CDMAOne的數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)衍生,可直接升級至3G,發(fā)源于美國,很多大型應(yīng)用商都參與其生產(chǎn)和使用。如三星、Lucent等。具有成本低廉,兼容性好等特點;三是TD-SCDMA。這是由中國獨立制定的標(biāo)準(zhǔn),是中國移動的核心技術(shù)。1999年6月,由大唐電信向ITU提出申請并獲取資質(zhì)。具有輻射低、支持靈活和成本低廉等特點。該標(biāo)準(zhǔn)提出跨過過渡階段,直接向3G升級,特別適合GSM系統(tǒng)的升級改造。
三、3G移動通信技術(shù)的具體應(yīng)用
隨著3G技術(shù)體系的不斷發(fā)展與完善,它不僅兼容了2G的通信功能,還在帶寬和傳輸速度上做出了技術(shù)性突破,依托高速發(fā)展的計算機技術(shù),可以建設(shè)多維度、多層次的承載平臺,目前其適用范圍已經(jīng)擴大到所有工業(yè)及民生應(yīng)用領(lǐng)域
3.1 流媒體的應(yīng)用
3G技術(shù)具備大流量數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ埽虼嗽摷夹g(shù)在流媒體傳輸中發(fā)揮了重要作用,可以為用戶提供隨時隨地的視頻和音樂上傳、下載服務(wù)。隨著數(shù)字電視的網(wǎng)絡(luò)化和大量的3G終端出現(xiàn),人們可以離開電腦的束縛,依托海量的網(wǎng)絡(luò)資源,實現(xiàn)即時點播。
3.2 寬帶數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用
3G移動通信技術(shù)作為無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一種,為寬帶數(shù)據(jù)傳輸提供了新選擇,在保證數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸流量的增加。聯(lián)通公司的HSPA+技術(shù),上行速率11.02Mbps,能夠支持最大42 Mbps的上行,是中國聯(lián)通“終端+應(yīng)用”模式的具體體現(xiàn)[2]。
3.3 高質(zhì)語音同步傳播應(yīng)用
由于3G移動通信技術(shù)的音頻信號分辨率更高,在語音傳輸中的傳輸質(zhì)量也相應(yīng)提高,因此,在大量的高質(zhì)量語音傳輸中得到了較大的應(yīng)用。主要原因在于其覆蓋15Km半徑的基站建設(shè)和DSP的運算速度,能夠為用戶提供不超過240km/h的移動速度,確保系統(tǒng)的兼容性和頻譜利用率[3]。
四、結(jié)論
從本文的分析來看,3G移動通信技術(shù)作為2G通信技術(shù)的升級,在原有通信技術(shù)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了功能的增加和帶寬的擴展,有效滿足了移動通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。隨著信息技術(shù)日新月異的發(fā)展與進步,移動通信技術(shù)必須同步發(fā)展,才能夠在激烈的競爭當(dāng)中獲得足夠強大的生命力。可以預(yù)見,國內(nèi)在普及3G應(yīng)用的基礎(chǔ)上,為了適應(yīng)用戶更高的需求,具備更多應(yīng)用功能、更快傳播速度、更好傳輸質(zhì)量和更大的帶寬應(yīng)用的4G移動通信技術(shù)會隨之而來,推動移動通信行業(yè)不斷向前發(fā)展。
參 考 文 獻
[1] 黎碧霞. 淺談3G移動通信網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)[J]. 沿海企業(yè)與科技,2010(05)
通信網(wǎng)絡(luò)的情報,也被稱為智能網(wǎng)。它不僅傳輸和信息交換的信息存儲,處理和靈活的控制。它使在各種條件下的通信網(wǎng)中的處理和傳輸?shù)男畔⒅械淖顑?yōu)化的方式。在智能網(wǎng)絡(luò)中,如果您需要添加新的業(yè)務(wù)沒有轉(zhuǎn)型的開關(guān),對于只要一個或幾個模塊可以增加業(yè)務(wù)運營的大型數(shù)據(jù)庫沒有任何影響。智能網(wǎng)絡(luò)增加了很多新的業(yè)務(wù),業(yè)務(wù)800是智能網(wǎng)絡(luò)之一,它是一個所謂的支付業(yè)務(wù)。一些大公司或大企業(yè),商業(yè)單位,為了便于銷售的產(chǎn)品,方便客戶宣傳的目的,客戶是愿意承擔(dān)的電話費。當(dāng)客戶來電時,請撥打800電話號碼之前的智能網(wǎng)絡(luò),自動調(diào)用記錄。
2對于未來通信技術(shù)個人化的探討
個人化的通信,就是指通信要真真正正的實現(xiàn)到個人。人們簡稱為5W的就是它的目標(biāo),即個人通信的基本概念是無論任何人(Whoever),在任何時候(Whenever)和任何地方(Wherever),都能自由地與世界上其他任何人(Whomever)進行任何形式(Whatever)的通信。能提供這種通信服務(wù)的通信網(wǎng),就叫“個人通信網(wǎng)”(PersonalCom-municationNetwork,PCN)。個人通信需求,全球大型網(wǎng)絡(luò)的容量和靈活的智能網(wǎng)絡(luò)功能。人們普遍認(rèn)為,全面的數(shù)字蜂窩移動通信技術(shù),數(shù)字無繩通信系統(tǒng)和低軌道衛(wèi)星技術(shù),將有可能成為全球個人通信網(wǎng)絡(luò)的基石。容易因日夜,季節(jié),氣候和其他因素的高度和電離層的密度,短波通信的穩(wěn)定性差,嘈雜。目前,它被廣泛應(yīng)用于電報,電話,低速傳真通信和廣播。
3對于未來通信技術(shù)綜合化的探討
智能通信網(wǎng)的綜合化包含了兩種涵義:一是技術(shù)的綜合,即全程數(shù)字化,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)一體化;二是業(yè)務(wù)的綜合,即把各項通信業(yè)務(wù)(如:電話、傳真、電子信箱、會議電視等)綜合在同一通信網(wǎng)中傳送、交換和處理。綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(IntegratedServicesDigitalNetwork,ISDN)就是技術(shù)和業(yè)務(wù)的綜合網(wǎng)。它是以電話綜合數(shù)字網(wǎng)(IntegratedDigitalNetwork,IDN)為基礎(chǔ)發(fā)展而成的通信網(wǎng),在各用戶終端之間實現(xiàn)以64kbit/s速率為基礎(chǔ)的數(shù)字傳輸。它可承載包括話音和非話音在內(nèi)的各種電信業(yè)務(wù),客戶能夠通過有限的一組標(biāo)準(zhǔn)多用途用戶/網(wǎng)絡(luò)接口接入這個網(wǎng)絡(luò)。此網(wǎng)是窄帶ISDN(NISDN)。在一些通信發(fā)達的國家,在普遍的研究試驗窄帶ISDN的同時,還大力發(fā)展寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(B—ISDN),這樣做的目的是滿足越來越多的的高速數(shù)據(jù)傳輸、可視電話、會議電視、高速文件傳輸、高清晰度電視還有多媒體、多功能終端等新的寬帶業(yè)務(wù)。
4結(jié)語
【關(guān)鍵詞】通信工程專業(yè) 通信原理 教學(xué)實踐
【中圖分類號】 G 【文獻標(biāo)識碼】A
【文章編號】0450-9889(2014)07C-0151-02
一、通信原理教學(xué)存在的問題
通信原理是通信與信息系統(tǒng)學(xué)科的專業(yè)主干課程,闡述通信系統(tǒng)特別是數(shù)字通信的基本理論,為學(xué)生在今后的工作掌握和研究各種通信系統(tǒng)打下基礎(chǔ),課程的教學(xué)質(zhì)量直接影響通信工程專業(yè)本科生的培養(yǎng)質(zhì)量。在總結(jié)多年教學(xué)實踐的基礎(chǔ)上,我們歸納出該課程教學(xué)存在以下問題:
(一)對多媒體教學(xué)的依賴影響了通信原理課程的授課質(zhì)量。在大力提倡多媒體授課之前的時間里,教師主要通過黑板板書的方式進行教學(xué),這種授課方式的主要缺點是板書占用時間太多,一些知識點如各種信號波形和頻譜圖不易描述。當(dāng)前教師基本采用多媒體授課,主要通過PPT進行課堂講解,這種授課方式的主要優(yōu)點是信息量大,但是缺陷也非常突出,教師和學(xué)生都容易對多媒體教學(xué)形成依賴心理,特別是對于部分同學(xué),上課就像看電影,上完了也就看完了,同時也很快忘光了。
(二)通信原理章節(jié)內(nèi)容的講授方法有待提高。由于教材將通信的基本理論分割成相對獨立的技術(shù),每一章闡述的知識點是一個個的單元,與通信系統(tǒng)的整體架構(gòu)和工作原理是分割的,學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中是被動接受不同的通信技術(shù),并不理解學(xué)習(xí)這些知識的作用和重要性,也就是不知為什么要學(xué)這些東西。
(三)教材的部分內(nèi)容已經(jīng)跟不上通信發(fā)展的步伐。部分知識與其它課程的知識點重疊,一些未來可能成為主流通信技術(shù)的知識在教材中尚是空白,不能適應(yīng)培養(yǎng)高質(zhì)量通信人才的需要。
二、通信原理教學(xué)手段和方法的改革
當(dāng)前,通信原理課程的教學(xué)手段和方法呈現(xiàn)多樣化的格局,推動了課程的改革進程,取得了較好的教學(xué)成績,但是仍有一些問題沒有得到很好的解決,新的問題還在不斷出現(xiàn),立足于現(xiàn)實情況,該課程在教學(xué)手段和方法還需要在以下幾個方面進行改革:
(一)對緒論中的通信系統(tǒng)模型要做重點講解。在后續(xù)章節(jié)具體技術(shù)的講解與通信系統(tǒng)模型緊密結(jié)合起來,讓學(xué)生明白所學(xué)技術(shù)理論在實際通信系統(tǒng)中扮演的角色和發(fā)揮的作用。緒論是教材的總綱,大部分通信原理教材在緒論中介紹通信的基本概念、通信系統(tǒng)的組成、評價通信系統(tǒng)性能的主要技術(shù)指標(biāo)等,這些都是通信系統(tǒng)最重要的內(nèi)容,掌握的好壞對于學(xué)習(xí)和研究通信系統(tǒng)至關(guān)重要。在以往的通信原理課程教學(xué)中,很多教師認(rèn)為緒論的內(nèi)容在教材后續(xù)章節(jié)都會詳細(xì)闡述,因此不重視緒論部分內(nèi)容的講解,導(dǎo)致學(xué)生不能從總體上理解通信系統(tǒng)。針對這個問題,我們在通信原理教學(xué)中,投入了大量精力和充足的課時對緒論中的內(nèi)容,尤其是通信系統(tǒng)的組成和性能指標(biāo)等進行了通俗詳盡地講解,讓通信系統(tǒng)的架構(gòu)深深地印入同學(xué)們的腦海,建立起對通信系統(tǒng)的初步理解和框架。同時,我們在后續(xù)講解每一章節(jié)的時候,將該章的知識點的基本原理與通信系統(tǒng)的工作原理結(jié)合起來,闡明其在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用以及如何與其它系統(tǒng)部分配合工作,對于學(xué)好通信原理是非常關(guān)鍵的。
(二)課堂教學(xué)中應(yīng)該加強對黑板板書授課方式的重視。以PPT、視頻為代表的多媒體教學(xué)手段在一定程度上提高了講解效率,加大了課堂信息量,但是在通信原理課程上的弊端也日益凸顯,雖然這些弊端并不是多媒體教學(xué)本身的問題。不可否認(rèn)的是,隨著多媒體教學(xué)的日益普及,事實上黑板板書在課堂教學(xué)中的比重已經(jīng)很小了,很多教師幾乎采用純PPT教學(xué),板書的內(nèi)容寥寥無幾,違背了提倡多媒體教學(xué)的初衷。究其原因是多方面的,其中多媒體授課相對黑板板書節(jié)省了教師大量的體力勞動,且可以重復(fù)使用,也是很重要的原因之一,于是教師越來越對多媒體教學(xué)形成依賴就不難想象。事實上,這種授課方式對工科學(xué)生是非常有害的。就通信原理課程而言,如果用形象生動的圖形直觀顯示在幻燈片上,確實有助于學(xué)生理解所學(xué)的知識,教師也可以方便直觀地進行講解。但同時我們知道,通信原理是一門理論性較強的課程,基本理論都是建立在數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)基礎(chǔ)之上的,教師不通過黑板板書向?qū)W生教授推導(dǎo)的過程,學(xué)生是很難學(xué)到其中的精髓的。不僅通信原理,很多工科課程都是如此,數(shù)學(xué)推導(dǎo)能力可以說是每個工科學(xué)生所必須具備的能力,一旦學(xué)生養(yǎng)成了看PPT而疏于動手推導(dǎo)的習(xí)慣,后果將是非常嚴(yán)重的,我們是培養(yǎng)不出合格的工科人才的。因此,我們在通信原理課程的教授中,不僅通過PPT講解,還在黑板上進行大量的數(shù)學(xué)推導(dǎo),并要求學(xué)生在課下自己進行推導(dǎo),以培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)能力。還要強調(diào)一點的是,現(xiàn)在的大學(xué)生往往不喜歡動手做筆記,熱衷于拷貝多媒體講義復(fù)習(xí)所學(xué)的內(nèi)容,事實上動手做筆記是一個非常重要的學(xué)習(xí)習(xí)慣,不僅僅是抄寫的過程,同時也是加深理解的過程。
(三)將章節(jié)學(xué)習(xí)與MATLAB仿真同步展開,加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解和感性認(rèn)識。為了鞏固課堂所學(xué)的知識,一般的做法是實驗課和理論課程同步,例如脈沖調(diào)幅、相移鍵控等實驗,安排在理論課一上完就進行相關(guān)實驗,以鞏固和提高學(xué)生對理論知識的掌握程度。這種做法有一定的效果,但是由于受到時間、設(shè)備等因素的影響,效果不是很理想,原因在于學(xué)生做一次實驗形成的印象并不深刻,而重復(fù)多次實驗在現(xiàn)實條件下又不可行,在條件較差的學(xué)校,由于實驗設(shè)備的欠缺,往往幾個人共用一套實驗器材,效果又得打折扣。針對這個問題,我們在教學(xué)中采取將章節(jié)學(xué)習(xí)與MATLAB程序仿真同步展開,相互印證,達到了很好的教學(xué)效果。眾所周知,通信原理教材中的幾乎每一種技術(shù)都是可以進行計算機仿真的,而現(xiàn)在的大學(xué)生基本上人手一臺電腦,只需要安裝MATLAB軟件,就可以自由地進行通信基本理論的仿真,不受時間和地點的限制,既充分鞏固了所學(xué)的理論知識,又提高了編程能力,一舉多得。
三、通信原理教學(xué)內(nèi)容的改革
與通信技術(shù)發(fā)展相適應(yīng)的通信原理教學(xué)內(nèi)容是時代的需求。因此,通信原理教材的內(nèi)容也有必要不斷地修訂,對此我們也做了一系列的改革,具體內(nèi)容是:
(一)壓縮模擬技術(shù)等的教學(xué),增加新興通信技術(shù)手段的教學(xué)。現(xiàn)有的通信原理教材中,模擬調(diào)制技術(shù)、隨機過程等章節(jié)內(nèi)容在通信工程專業(yè)其它課程如通信電子線路、隨機信號分析課程中已經(jīng)詳細(xì)地學(xué)過,在通信原理教學(xué)中只需要簡單地提及。在新興通信技術(shù)上,部分教材增加了CDMA、OFDM技術(shù)的內(nèi)容,但是還不夠,有必要增加MIMO技術(shù)的介紹,對于學(xué)生未來掌握應(yīng)用MIMO通信系統(tǒng)是有益的,而MIMO通信系統(tǒng)是未來通信系統(tǒng)的主流候選方案。除此之外,中繼協(xié)同通信、認(rèn)知無線電等新興通信技術(shù)也有必要在教學(xué)中涉及,使學(xué)生對前沿通信技術(shù)有所了解,為未來深入學(xué)習(xí)和研究通信技術(shù)打下基礎(chǔ)。
(二)強化通信信道的教學(xué)。雖然每一種通信原理教材都有信道這一章,但是對通信信道的闡述深度和廣度存在不足,一般只是簡單介紹無線信道和有線信道的概念與特點、信道的基本數(shù)學(xué)模型,這些概念固然重要,但不足以讓學(xué)生較好地掌握信道的特征,特別是移動信道的重要特征如衰落、電平通過率、平均衰落持續(xù)時間等,內(nèi)容更具體化,在學(xué)習(xí)和工作中更常用到。
(三)強化信息論的基礎(chǔ)知識教學(xué)。信息論通常是研究生的培養(yǎng)課程,但是作為通信系統(tǒng)的指導(dǎo)理論很有必要在通信原理中有所涉及。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中會經(jīng)常看到信息論中的一些基本概念如熵、信息量和信道容量等,會覺得很陌生,不能理解,有必要在通信原理教材中單獨用一章介紹信息論中的基礎(chǔ)知識,擴大學(xué)生對信息科學(xué)基本理論的知識面,提升學(xué)生對信源編碼和信道編碼核心內(nèi)容的理解。信源編碼壓縮信源中的無規(guī)律的冗余比特,這部分比特不提供信息量;信道編碼向被壓縮過的信息序列中插入有規(guī)律的比特,接收端根據(jù)規(guī)律可以糾正信道干擾產(chǎn)生的信息錯誤。
我們在近幾年的通信工程專業(yè)本科生班級中進行了基于以上內(nèi)容的教學(xué)改革實踐,取得了明顯成效,學(xué)生對于通信原理知識的理解程度顯著增強,知識更加全面,印象更加深刻,讀研學(xué)生的科研能力顯著提高。
【參考文獻】
[1]樊昌信.通信原理[M].北京:國防工業(yè)出版社,2001
[2]曹志剛,錢亞生.現(xiàn)代通信原理[M].北京:清華大學(xué)出版社,l999