时间:2022-02-10 04:54:19
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇通信工程论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
[论文摘要]文章在分析我国普通高校通信工程专业人才培养存在的问题的基础上,提出一些教学方法、教学手段、实验课程改革的设想和方案设计。并对人才创新能力培养的计划和具体措施进行较为详细的阐述和说明。
一、引言
以信息技术和计算机技术为代表的高科技迅猛发展,既推动了经济和社会生活的发展,也引起了高等教育的巨大变革。通信工程作为理工科院校的一个重要专业,旨在培养具备通信技术、通信系统和通信网等方面的知识,能在通信领域中从事研究、设计、制造、运营及在国民经济各部门和国防工业中从事开发、应用通信技术与设备的高级工程技术人才以满足社会对通信工程技术人才的需求。多年来的教学实践经验使我们感觉到通信工程专业的专业基础课和专业课的教学内容、教学计划、教学方法和手段及各门课程之间的有机衔接等方面存在许多问题。因此为培养创新型、开拓型、应用型跨世纪人才,对通信工程专业的教学内容与课程体系进行优化与整合、实验实践环节的改革势在必行。
针对这一问题,本文提出一些教学方法、教学手段、实验课程改革的设想和方案设计,并对人才创新能力培养的计划和具体措施进行较为详细的阐述和说明。
二、教学方法和手段改革
以社会需求为目标、以应用能力的培养为主线设计通信技术专业的培养方案。要以学科发展为依托,以课程体系和教学改革为核心,以能力培养为主线,教学与科研结合,不断提高教学质量。
(一)建立科学的课程体系
整合通信技术类课程,构建适应通信科学发展的教学体系。在课程体系的安排上要突出现代通信的五大技术:传输技术、复用技术、交换技术、网络技术、信息处理技术。
加强电路、电子系统与信号系统的基础知识,增设电子电路EDA技术等课程,突出当前电子技术新器件和新技术的应用。这就要求教学计划应该保证必需的专业理论,使学生获得可持续学习的基础,由终结教育演变为终身教育。在终身学习过程中造就新一代劳动者。
(二)在教学过程中重视计算机辅助分析与设计等教学手段
重视EDA(ElectronicDesignAutomatic,电路设计自动化)软件、ElectronicsWorkbench软件、SPICE(SimulationProgramwithIntegratedCircuitEmphasis)模拟电路仿真软件、MATLAB通信系统的分析和仿真软件等在实践教学环节中的辅助作用。把嵌入式系统的教学引入到课程体系的改革中来。以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
(三)激发学生的学习兴趣。引导学生如何学习
由以讲授为主向以自学为主转变,改革填鸭式的单向灌输以及一支粉笔和一块黑板的传统教学模式,逐步采用启发式教学方法,教师给定学习任务、学习进度,安排自学,要求学生写自学笔记、完成作业,在习题中培养学生的创造能力。采用专题讲座、答疑辅导、课堂讨论等教学形式培养学生的学习兴趣和学习能力。培养学生的自学能力是教学方法和教学手段改革的核心,自学能力是创造能力和其他各种能力的基础。
三、实验实践教学改革
(一)实验实践教学——影响通信工程专业人才培养的关键因素
在通信技术飞速发展的今天,要求通信技术人员必须具有良好的理论基础和实践经验。因此为了培养合格的通信专业学生,除了要讲授最新的理论知识外,还要通过大量的专业实验让学生理解、验证理论知识,了解其应用。例如对“射频电路”的教学,不能仅谈理论,必须搭配相对应的实验来验证基础理论,同时引导并培养学生的动手操作能力。
综观通信专业实验、实践环节的教学发展趋势,存在三大矛盾:电子信息技术的快速发展与电子实践教学落后的矛盾;创新实践能力的高要求与传统实践教学落后的矛盾;教学多元化要求与实践教学资源不足的矛盾。实践教学对国家、对学生的重要性怎么强调都不过分。理论教学是对知识的传授,实验教学是对学生进行技术的传授,而实习环节就是对学生能力的培养,培养学生的工程实践能力、创新实践能力和第一职业能力。
(二)实验实践教学改革——建立有鲜明特色的创新实验、实践教学体系
通信工程专业要不断完善实践教学体系,深化实验教学改革,大量开设综合性、设计性实验,把工程化教育和学生实践能力、应用能力的培养落到实处。
1、变革传统实验教学简单模式,构建虚拟网络仿真实验系统
通信专业实验室建设普遍存在设备采购昂贵、投资巨大、实验室设备操作复杂等问题,制约了通信专业实验室的建设。为了解决上述制约实践环节教学的三大矛盾,可以借鉴国内外部分高校的虚拟实验室制作方案,以某些重点课程为突破口,逐步构建通信专业的虚拟网络仿真实验系统。
2、建立网上自助教学系统
为了解决教学多元化要求与实践教学资源不足的矛盾,适应目前的教学要求个性化发展和激发式教学的需要,可以引入网上自助教学的概念,逐步建立网上自助教学系统。“自助”即学生学习的自助,它不再依赖于非学生自身的学习压力,而是激发学生本身对学习过程中的问题的探索和兴趣爱好,让学生主动地到网络上寻找实例进行比较并寻求解决,从而提高自我解决问题的能力。
同样地,“自助”也是教师的教学自助。最有效的方法是鼓励每位任课老师建立个人网站,对自身任教的每门课程建立课程网页,最终建立网上自助教学系统,通过网络的资源和优势进行互动式教学。
四、创新能力培养
(一)创新人才培养的主导原则
1、主动性与积极性原则
充分发挥学生在学习过程中的主观能动性是创新教育的基本目标之一。只有使学生主动地参与学习、发挥主体的积极作用,才能使创新教育促进学生生动活泼的发展。
2、理论与实践相结合原则
培养具有宽广理论知识和较强实践技能的人才是大学教育的根本目标。遵循理论与实践统一的原则,就是坚持的教育观和人才观,坚持创新是一种创造性的实践,坚持以实践作为检验和评价大学生创新能力的唯一标准。
3、个性化与群体化相结合原则
大学生创新能力的培养必须遵循个性化与群体化相结合的原则,既要培养其自主的意识、独立的人格和批判的精神,又要培养他们的团结协作精神,在个性品质中体现协作就能获得各种创造力的最大合力,产生最佳效能。这是因为现代科学的发展已经让任何一个人都无法在一生当中涉足科学技术的各个方面,要想在现在的科学技术的基础上有所创造,就必须学会团结协作,与别人进行“信息共享”。
4、发展性与前瞻性相结合原则
大学教育在关注学生必备的知识积累的同时。更应着眼于学生长远的发展,进行前瞻性教育。因此,创新能力的培养应以信息为载体、关注大学生的创造潜质和未来发展方向,使大学生在不断发展的过程中提升创新能力。
(二)创新人才培养的途径与方法
针对目前创新人才培养方面问题的分析,在遵从创新人才培养的主导原则下,笔者认为通信工程专业创新人才培养的途径与方法主要有以下几个方面:
1、拓宽专业口径,建设富有创造性的课程及教材体系
目前,高校本科专业设置过细,是导致学生知识面窄、基础薄弱、缺乏创新精神与能力的重要原因之一。因此,拓宽专业口径是一项紧迫的任务。要拓宽专业口径,就要对相关专业进行合并调整,按学科大类设置专业,并建立富有创造性的课程体系及教材体系。
2、提高教师的创新能力素养
教师自身的创新素养如何将直接关系到学生创新能力的培养。河南理工大学与其他普通高校一样,中青年教师较多,他们理论教学与实践教学能力有待于进一步提高。解决教师自身创新素养的办法有二:一是对部分教师进行培训,对其原有的知识结构进行更新;二是创造条件让青年教师有机会外出进修,没有科研项目的教师有机会做访问学者,参加科研,加强科技创新的实践。
3、实现教育观念转变,改进教学方法,诱发创新热情,培养创新意识
大学生创新能力的培养,首先要突破“教师中心与考试中心”的局面,改变“教师讲,学生听,满堂灌,照单收”的教学方法。教师要认真挖掘蕴含于教材中的创新因素,展示教材内容的非凡魅力,促进学生在学习过程中逐步形成创新意识和创新能力,形成浓厚的创新氛围,激发学生探求通信工程专业知识的强烈愿望。
4、开设研讨班课程,培养学生科学的思维方法和研究方法
研讨班是为学生提供更灵活的教育方式,使学生有机会参与讨论,表达自己的观点。其教学目标是着重培养学生科学的思维方法和研究方法,拓宽学生的知识面,培养学生根据所研讨的课题,如何着手进行调研、查阅资料、设计方案等,通过研讨培养学生的表达能力和交流能力。因此,对培养学生的创新能力、学习兴趣、科研能力等方面都有着积极作用,应成为一种良好的值得探讨的教学形式。
1光纤有线传输技术
现代科技的重要产物就是光纤通信技术,光纤通信的载体是光和电信号。光纤分为单模光纤和多模光纤两大类。单模光纤只能传输一种模式的光,且对光源的谱宽及稳定性都有较高的要求。而多模光纤能在制定的波长上用多个模式进行同时传输,是一种高效的传输方式。与普通的通信传输技术相比,光纤的损耗率要低得多(可低达0.2dB/km);同时,中继光放大器间距可超过100km,而传统的铜电缆中继放大器间距仅为几百米到几千米。因此,除了用户到小站间仍使用铜电缆,其他通信网中包括电视网、跨海洋的网络全部使用光纤通信。此外,光纤通信抗电磁干扰能力极强。这是由于光纤通信设备的主要成分是SiO2(石英),其具有极强的抗腐蚀性和绝缘性。因此,光纤通信不会受到太阳黑子活动、电离层变化、雷电以及人为释放的电磁等方面的干扰,这一特性使得光纤可以应用到军事领域中。基本光纤系统组成如图2所示。
2通信工程中有线传输技术的改进———以光纤有线传输技术为例
与其他传输技术相比,光纤传输技术有着较为突出的优越性,现阶段其己经基本取代同轴电缆传输技术、绞合电缆传输技术等成为当前最主流、应用最广泛的通信技术。加强光纤有线传输技术的改进意义重大。
2.1光纤有线传输新技术的应用
我国最早的光纤传输技术即为PDH技术,其主要采用图像与语音结合的多媒体方式进行光纤传输,传输方式相对简单,且传输设备也比较单一,随着经济建设的不断变化与发展,这种准同步数字传输技术已经很难适应时展的需要。2.1.1SDH技术的应用SDH技术是继PDH技术之后的一种更严密、更灵活的传输技术。以SDH技术为主的光纤传输节点设备又称为同步数字序列设备,SDH技术传输设备正为全球各领域广泛应用于光纤节点处理和传输中。由于当前的SDH技术相较于之前的PDH技术在网络传输与处理功能、业务处理能力及传输网络的灵活度与运行能力、网络维护等各方面都有了明显的提升和改善,极大地弥补了原先的PDH技术的缺点和不足。2.1.2DXC技术的应用该技术的出现是在SDH基础上演变而来的,是为了更好地服务于用户之间相互传输、转化等信息提供相应的技术支持。该技术的使用可以通过光纤数字技术传输网络配线、软件管理、业务监控等方面进行改革创新,进而做到光纤业务分级处理、动态信息监控,从而保证了信息传输的质量。2.1.3DWDM技术的应用密集波分复用系统简称DWDM,现今它大致向两大领域发展:用于DWDM系统长途传输骨干网的大容量长距离,以及用于DWDM系统本地骨干传输网,其具有大容量短距离、多业务接口的低成本以及多速率的特征。使用DWDM技术,能够增长光纤的传输容量,可达几十倍、几百倍,这给IP业务的指数性增长提供了条件。DWDM的优势在于其具有容量超大,“透明”传输数据,高度的组网灵活性、经济性和可靠性,兼容全光交换,能最大限度地保护已有投资的特点。
2.2光纤有线传输网络改进方案
2.2.1骨干层骨干层改进由四部分组成:①通过收敛骨干层的带宽和路由,让它生成网状或环状型的组网,且节点的扩展性要非常强;②尽量使用不同种类的光缆路由组网,及不同种且能对其进行自愈保护SDH环网系统中的直达电路;③为了使障碍点降到最低,应尽最大努力缩减跳线转接;④把接入层业务进行负荷分担处理,尽量采用接入环双归属,合理地增加骨干环与骨干节点的数量。2.2.2光缆线路光缆线路作为连接传输设备的物理介质,若中心局房对应管辖区域没有清晰的划分,根据目前的设备类型的组成,核心层承担两局间电路和调度电路,为传输系统提供物理上的光通路,并且至各局的业务趋于均衡,建议对设备区域进行中远期的规划划分,使运营商选择符合自身网络发展的设备类型。故光缆线路优化要求根据网络的组成,若中心局房对应管辖区域合理并有清晰的划分,通过设备搬迁调整实现合理划分,从而为本地SDH光传输网的网络结构的稳定发展打下基础,考虑经济、工程等因素。假设各环路均为STM-16环路,既可提高设备的可控能力,网络结构调整和设备搬迁替换过程可进一步对生产性能高效性的各指标进行评估比较。以通路规划的思路,可采用拓扑,又可适当引入设备厂家,采用两纤双向复用段保护方式,提高竞争力。2.2.3接入层从两个方面入手对接入层进行优化,根据接入环容量已经趋于饱和的实际情况对运用光纤资源并且做出接入环的裂变,相当于把接入部分进行化一为二的裂变,以此提升网络的容纳量;把接点数设置在8个范围内更加适应当今的环网中的节点数的现状。运用拆环的方法来提高环路的容量大小来解决接入节点相对多的环路。由于业务发展不断增大的需要,通过提升环网的容量实现升级。2.2.4设备依据考虑的着重因素进行设备优化,主要从以下几个方面考虑:①根据自身发展需要的网络规划和商务谈判等情况,优化方案实施的难点是搬迁替换设备过程和调整网络结构应标准规范,现今MSTP设备的优选处理能力弱于SDH光传输网设备,而且要以保证网络的正常运行为基础对网络结构进行调整。②对厂家设备环境进行优化。根据优化网层面的分布对厂家设备环境进行优化。而且在实际优化的过程中,要对电源、光纤、机房等条件进行充分地考虑,运营商在准备的阶段应做好与设计院等各方意见的协调工作。不能局限在一个厂家的设备,要做出详细的方案,但也不宜做出过多的电路割接方案,尽可能地形成一个具有完善、稳定调整目标的网络方案。
3结语
综上所述,随着我国社会经济以及科学技术的不断发展,信息化社会建设的步伐越来越快,传输网的规模也迅速扩大。对此,必须采取相应措施改进传输技术,使得本地骨干传输网络更趋向于具备大容量、高灵活性、高扩展性、高生存型、高可维护性的网络特征,推动光传输网络和技术得到更大的发展。
作者:韩静 单位:贵州通信建设工程有限公
关键词:项目管理;评价方法;层次分析法
当前通信设计企业在确定项目组织形式时,往往缺乏系统性的考虑和对各种相关因素的量化评价,具有较大的随机性。当前通信工程所涉及到的项目范围非常广泛,专业种类复杂繁多,面向的对象众多,要求也多种多样。所以对不同工程,如何找出其适合采用的项目实施组织形式,并由此提高企业的工作效率,充分发挥企业现有资源的价值,对企业各项战略的顺利实施起着重要作用。
一、项目组织评价指标的确定
当前通信设计企业普遍采用的项目组织形式共有四种,包括:专业分院组织方式(利用原有组织结构),挂靠属地分院组织方式(利用原有组织结构),综合分院组织方式或属地子公司(建立新的组织结构)和项目组组织方式(临时组织结构)。
通信工程项目组织结构的确定是一个复杂的系统性过程,所确定的评价因素应涵盖效率和效果、客户要求和期望、高层管理者理解、市场竞争、企业现状等各方面、以及人员、组织、环境、技术等方面,最终的决策必须在现有条件下,最大限度地满足企业、工程项目和客户服务的要求。
头脑风暴法与鱼刺图法相结合,可以在充分列举的基础上进行层次的归类和分析,非常适合建立通信设计项目组织结构评价指标群。头脑分析法较为全面地列出了影响项目组织结构的评价因素,鱼刺图法对此进行了分析。鱼刺图将企业状况、项目情况、市场状况和服务要求等整合于一体,层次清晰。
在此基础上,我们希望借助一定的方法进一步归类汇总,找出符合二八定律的最关键因素,问卷调查法和内容分析法相结合可以满足我们的要求。
根据问卷调查的结果并结合专家再次意见汇总的情况,我们确定对项目组织结构进行判定的指标采用频度超过50%的,由项目情况、企业现状、服务要求和市场状况四个维度下的共十四个指标。一个合适的项目组织结构,同样也离不开对具体项目情况的分析。上面表格中,频度低的指标会在某些频度高的指标中有所反应,比如,工期长度从某种意义上来说,可以在项目延续性指标中体现,因此这些指标不再保留。
二、通信工程设计项目组织结构的评价
通过前面阐述和分析,我们可以清楚地看出,评价指标涉及到四大类十四小项,同样应对措施也有四种选择,如果仅仅是定性方面的分析,我们无法得到明确的结论。因此我们需要一种能够针对多因素、多准则、多方案进行综合评价的方法,通过该方法得到一个明确的定量结果。层次分析法作为一种强有力的系统分析运筹学方法,对多因素、多准则、多方案的综合评价及趋势预测相当有效,而对由“方案层一因素层一目标层”构成的递阶层次结构,给出了一整套处理方法与过程。可以处理定性与定量相结合的问题,将决策者的主观判断与政策经验导人模型,并量化处理。
根据层次分析法的开展步骤,以及已经确定的通信设计项目组织结构评价指标,我们来确定整个评价过程的具体实现方法。
首先,建立整个评价指标的层次结构,确定影响项目组织机构确立的各相关因素的层次关系以及各指标之间的相互关系。
整个层次结构分为四层,分别为目标层A、准则层B、指标层C和方案层D。各个层次的构成要素具体参见图2。其次,构建各层次的判断矩阵,包括主因素判断矩阵A—B,指标层判断矩阵Bi—C,方案层判断矩阵Ci—D。
再次,通过两两比较判断的方式确定每个层次中元素的相对重要性,计算各判断矩阵的最大特征根所对应的征向量。所求特征向量即为各评价因素重要性排序,亦即也就是权重分配。同时,对判断矩阵还要进行一致性检验。
最后,根据各层次的权重值进行计算各方案的总和重要度,通过对最终计算结果的比较确定根据案例实际的情况所应采用的最恰当的项目组织方案。需要指出的是,评价过程的进行和评价因素的两两比较必须结合工程实例的具体情况进行。在计算各层次要素对上一级的相对重要度以后,即可从最上层开始,自上而下地求出各层要素关于系统总体的综合重要度,对所有因素的权重进行优先排序。假设上一层次c包含rn个因素:C1,C2,…,Cm,它们关于系统总体的重要度分别为c1,c2,…,cm。下一层次D包含n个因素:D1,D2,…,Dn,它们关于ci的相对重要度分别为dli,d2i,…,dni,则D层的因素Dj的综合重要度为:
即下层j因素的综合重要度是以上层因素的综合重要度为权重的相对重要度的加权和。
三、实例验证
(一)项目实例
在确定项目的组织结构形式之前,我们必须对项目的具体情况进行具体的分析。某通信设计院进入某省通信运营商的市场近两年时间,在这期间,完全按照原有的组织架构来进行设计项目的实施,取得了一些成绩,但也暴露出在专业协同、服务支撑、客户要求等方面的不足,因此相关职能管理部门建议,针对具体情况,进行分析,确定更合适的项目组织结构。从项目情况来看,该运营商工程项目的投资每年均超过30亿,涉及无线、传输、交换、数据、能源、土建、铁塔等专业。工程涉及到特大型城市的通信网络构成,专业技术要求高,但由于竞争因素和运营商保护的原因,该设计院所承接的工程项目种类多,项目综合性要求很高。从企业的现状情况来看,现有人力资源紧张,特别是富有工程设计项目实施经验和专业综合能力的复合型项目总负责人和单项负责人匮乏。从近两年的项目运作情况来看,完全按照现有组织结构无法完全适应工程建设、客户服务以及企业战略的要求。从市场状况来看,市场份额接近40%,市场稳定程度较高,业务收入占该设计院的比例相当高,超过25%,该市场的设计取费情况也很好,取费费率在该设计院各大市场中处于高端位置;投资持续性情况也相当不错。服务要求相当高,对响应速度及支撑要求均为高标准;随着市场竞争态势的进一步加剧,该运营商作为移动通信市场的主导者,有着相当强烈的排他性意识。
(二)构建判断矩阵
根据上述分析结果,对主因素层、指标层各指标的重要性分别进行两两比较,并根据SaatyT.L.教授提出的标度表赋值,构建判断矩阵如下:
限于篇幅关系,指标层判断矩阵B2-C、B3-C、B4-C,方案层判断矩阵Cl2-D、C21-D、C22-D、C23-D、C24-D、C25-D、C31-D、C32-D、C33-D、C34-D、C35-D、C41-D、C42-D的具体数值在此不再具体列出。
(三)计算各层次因素权重值并进行一致性检验
根据判断矩阵,.求出最大特征根所对应的征向量,即为各评价因素重要性排序,也就是权数分配(权重)。限于篇幅关系,仅列出计算结果,计算公式及计算过程参见层次分析法的相关文献资料。
经过计算,各判断矩阵的随机一致性比率CR均小于<0.10因此,可以认为判断矩阵具有满意的一致性,说明权值分配合理。
(四)计算各方案的综合重要度并进行一致性检验根据计算结果。
四种通信设计项目组织方案的综合权重值:D1=O.106,D2=0.523,D3=0.109,D4=0.262。一致性指标小于0.10,通过一致性检验,表明针对评价实例的四种项目组织方案的综合权重值是合理可靠的。
从各方案的综合权重值可以得出结论,递阶层次的总排序结果为D2>D4>D3>D1,也就是说明针对本文的评价实例,综合分院或属地子公司项目组织方案的适应性和合理性要远高于其他三种项目组织方案,是在实际工作中的首选实施方案。
1.1选择良好施工环境
为了进一步保证光缆线路敷设的质量,要注意选择良好的施工环境,选择在气温适中时进行施工,当气温过冷和过热时,要进行相应的保温和降温措施,另外在空气中尘土较多的大风天要停止作业,避免在敷设过程中受到尘土的污染。
1.2施工人员选择
在进行光缆敷设施工时,首先要选择具有一定经验和资格的人员进行施工,并且建立良好的通讯基础,因为许多人为的因素很可能会影响光缆线路敷设的质量。
1.3施工注意事项
在进行光缆敷设时,除了按照相关设计规范施工外,还应注意以下几方面。首先要注意光缆的弯曲半径不能小于外径的20倍。其次要注意牵引的过程,在牵引时要控制好牵引的速度,通常控制在每分钟10米左右,而且牵引的长度要控制好,不能太长。在牵引时要将主要受力点选择在加强芯上,而且牵引张力不能过大,通常不能超过设计值的80%,而且在启动阶段的瞬间牵引力不能超过设计值。最后要注意对沟槽回填时,避免一些石块等杂物进入沟槽内,先回填一层细土,在利用人工踩平后再将原土进行回填。
1.4光缆接续
通常每一段光缆的长度在2千米,所以在整个敷设过程中要进行多次的光缆接续,能否处理好光缆接续对于整个工程的质量是非常关键的,光缆接续工作可以分为两部分进行,一方面是光纤接续,另一方面是护套接续,以下对光纤接续的几个关键点进行详细分析。
(1)光纤端面处理,在制备的过程中首先将涂覆层去掉,这个过程要保持光纤的平稳,操作时间要短,在涂覆层去掉后对裸纤进行清理,最后进行断面切割,在断面切割时要准备好清洁的切割刀,切割面与光纤垂直而且没有破损和毛刺。
(2)光纤熔接,在进行熔接时要保持光纤的平稳,光纤的端面要保持清洁,不能与其他地方接触,而且熔接时两个端面的距离要掌握适中。
(3)是熔接质量的控制,在光纤熔接过程中,通常会由于一些干扰因素使熔接质量受到影响,所以在熔接时一定要做好监测工作,在发现熔接不合格时及时重新进行。
(4)减少损耗,在光缆接续时有许多的影响因素会造成损耗增加,通过选择性能较好的工具,在熔接过程中及时去除熔接设备和切割刀的槽中碎末,可以降低光纤的损耗。
2光缆线路敷设后的测试阶段
在光缆线路敷设完成后,要对光缆进行测试,通过背向散射曲线的方式来检验光纤的连接是否稳定,光纤的整体衰减程度是否均匀,在光纤上是否存在损伤。在光纤测试时要对光时域反射仪的参数进行设置,不合理的参数将无法达到测试的目的,除了常规参数外,需要设置的关键参数为折射率、余长系数、距离范围和脉冲宽度,以下对其进行简要分析:折射率能够决定测试的最终精度,余长系数要充分考虑光缆长度与光缆中光纤长度的差。距离范围的设置要大于测试光纤的长度,通常选择为测试光缆长度的1.5-2倍。短脉冲能够提高分辨率,适合于长度较短的光纤,长脉冲可以提高动态范围,适合于长度较长的光纤。
3光缆敷设的规定
光缆敷设的规定需要做到实处,只有真正按照规定做好光缆敷设,才能够真正确保光缆线路的质量。下文中,笔者简要分析光缆敷设的相关规定。
第一,需要考虑光缆敷设的静态弯曲半径。从理论上来说,光缆敷设的静态弯曲半径需要大于光缆外径的15倍,在实际的施工过程中,光缆敷设的动态弯曲半径需要大于光缆外径的20倍。只有这样,才能够确保光缆敷设工作的正常开展。
第二,就笔者的研究来看,在实际是施工过程中,相关工作人员需要注意,布放光缆的牵引力不能超过允许张力的百分之八十,而最大的牵引力也需要在张力的控制范围内才可以。
第三,在安置光缆的过程中,一定要确保光缆不会出现扭曲、浪涌等状况。从理论上来说,光缆的安置一般都是通过弧形的状态来安置的,尽量不要出现安置光缆过程中出现急弯的情况。
1.1无线通信工程
最早的通信方式是采用狼烟、火光、闪光镜、信号弹或者旗语等方式进行短距离的信息传送。直到1838年这些原始的通信手段才被萨缪尔•莫尔斯的电报网所取代,之后被贝尔的电话取代。真正具有现代无线通信意义的事件是1895年马可尼实现了英国怀特岛与30公里以外的一条拖船之间的无线传输。之后随着通信技术的不断发展,可以实现更好通信质量、更高功效的信息传输,例如无线通信、无线电视、无线网络等等。通信工程属于是电子工程的一个分支。主要用于处理信息传输过程中对信号产生、传输和处理的问题。主要应用于计算机通信、卫星导航、数字信息传输、光纤通信、个人通信以及多媒体技术和数控应用等方面。无线通信工程是信息科学发展的一项重要的体现。不断应用与网络通信技术上,而且还体现在商业、工业、军事以及人们的日常交流当中。无线通信技术的推广和应用,为人们传递和获得信息带来了极大的便利。随着我国对通信工程不断进行投入和开发,其未来的发展前景将会非常的广阔。
1.2无线通信技术
无线电通信是指利用(电磁波)的辐射和传播,经过空间传送信息的通信方式。目前主要利用的无线通信技术有:2G(包括GSM、CDMA)、3G(包括wcdma、cdma-2000、TD-SCDMA)、4G(LTE-A)、WiMax、UWB、RFID以及WiFi。UWB和RFID主要用于短距离的无线通信。无线移动通信技术主要经历了4个发展时期。第一个发展时期。最早的移动通信电话采用模拟蜂窝通信技术和FDMA技术。由于受到传输能力的限制,不能用于长途漫游,只能作为一种区域性通信手段。第二个发展时期。这一时期,信息技术得到了极大的发展,因此移动通信采用了GSM和GPRS通信技术。由此,正式步入了数字化时代。在这一时期,为了增强数据传输效率,通信运营商开发出了EDGE技术,也就是人们常说的2.5G技术。第三个发展时期。这一时期主要的技术为3G技术。3G技术有不同的技术标准。分别为:WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000以及WiMax。目前各项标准都开发的比较成熟,使用范围也在不断的扩大。第四个发展时期。4G技术的广泛应用。4G能够满足更高的传输要求,通信速度更快、网络频谱更宽,通信方式更为灵活,同时实现终端设备的智能化。2013年12月4日国家工信部正式向中国移动、中国电信和中国联通三大运营商4G牌照,标志着我国正式步入4G时代。
1.3无线通信工程的特点
1.工程位置不固定。
无线通信工程要确保通信信号的质量和传输效率,就要保证工程的通信容量和覆盖面积。由于工程的区域通常比较分散,因此工程位置不固定。在一些人口密集的地区,通过设置加大容量的基站,保证通信的质量和效率。在偏远的地区设置基站,确保交通不便利的地区位于信号的覆盖范围之内。
2.工程干扰因素较多。
在进行基站建设时,常常会遇到周围居民因担心辐射而阻挠基站建设,同时在较远地区搭建信号塔和摆放通信设备时,还可以能要租用民宅,由于部分房屋的图纸很难寻找,往往对设备的安装造成影响。
3.运输线路较长。
通信工程主要利用传输光缆进行信息传输。因此在铺设时不但光缆的长度很长而且光缆间的间距小,在不同的地区或者地段的工作量相当之大。
二、无线通信工程发展现状和4G技术的介绍
2.1无线通信工程的发展状况
1.无线通信包含了无线通信设备的制造开发以及通信的服务行业两个大的部分。
一般来说,无线通信的服务行业主要是通过无线网络的通信技术运营实现的。
2.通信工程最重要的部分为通信制造。
目前我国主要普及的是3G技术,正在推广4G技术。3G技术为通信行业的发展带来了更广阔的市场和发展前景。目前,通信制造业不断进行改造和完善,出现了很多先进的通信产品。目前2013年全国3G用户高达9万余户。
3.通信工程的发展过程中最重要的支柱之一就是电信行业的发展。
我国电信行业近几年迅速发展主要是依靠3G时代的发展,因此我国要为能够更好地促进3G时代的发展做更多的努力,从而达到普及扩大通信工程的目的。但是就目前而言,我国很多企业在发展的过程中,还是存在一些技术或者资金相对不足的现象。
2.24G技术的介绍
4G移动系统网络结构可分为三层:物理网络层、中间环境层、应用网络层。物理网络层提供接入和路由选择功能,它们由无线和核心网的结合格式完成。中间环境层的功能有QoS映射、地址变换和完全性管理等。物理网络层与中间环境层及其应用环境之间的接口是开放的,它使发展和提供新的应用及服务变得更为容易,提供无缝高数据率的无线服务,并运行于多个频带。
1.OFDM技术
在3G向4G转变的过程中,OFDM是关键的技术之一。它包含了V-OFDM,W-OFDM,F-OFDM,MIMO-OFDM,以及多带-OFDM这些类型。OFDM是多载波调制的一种,它的各种载波是相互正交的,将高速数据信号转换成并行的低速子数据流,然后进行子信道传输。由于子信道可以看成平坦性衰落,所以就消除了信道间的干扰。OFDM对脉冲噪音以及信道快衰落有很强的抵抗力。
2.SDR软件无线电技术
由于4G系统中的软件系统比较复杂,因此将SDR引入到4G移动通信系统之中。SDR能够减低系统开发的风险,减少硅芯片的容量,从而降低产品的开发成本和生产成本。SDR是以现代通信为基础,以数字信号处理为核心,实现把无线和通信功能编译为多信号进行传输,满足用户在不同地点对接入网络的需求。
3.SA智能天线技术
SA采用天线的原理进行无线信息传输。主要是利用信号传播方向的差异,讲同频率、同时隙的信号加以区分,能够最大限度的利用有限的频谱。智能天线技术可以成倍的扩充通信容量,可以有效解决大量用户产生时延扩散、瑞利衰落、多径、共信道干扰等影响。
4.MIMO技术
无线电传输信号时,每个信号都是一个空间流,使用单输入输出的系统只能收发一个空间流,而MIMO允许多个天线同时收发多个空间流。因此MIMO有时被称作空间多样。只有站点(移动设备)或接入点(AP)支持MIMO时才能部署MIMO。目前它在3G通信系统中得到了广泛的应用,同时也是4G的关键技术。
5.载波聚合技术
LTE-A通过“载波聚合”(SpectrumAggregation)的方式进行带宽增强,即把几个基于20MHz的LTE设计捆绑在一起,通过提高可用带宽,LTE-A将带宽扩展到100M。但是实际上很可能没有一整块的空闲带宽,所以LTE-A允许离散频带的聚合。在具体应用中还面临很多问题,如载波聚合时多个可选载波是否需要划分可用集合和各种集合的等级划分;在切换中载波变化的通信问题;载波变化时的信令传输问题;各个载波的激活和去激活过程。这些问题都在3GPP会议中提出并存在多种方案。
6.无线中继技术
LTE-A系统容量要求很高,这样的容量需要较高的频段。为了满足下一代移动通信系统的高速率传输的要求,LTE-A技术引入了无线中继技术。用户终端可以通过中间接入点中继接入网络来获得带宽服务。减小无线链路的空间损耗,增大信噪比,进而提高边缘用户信道容量。无线中继技术包括Repeaters和Relay。
三、无线通信工程的发展前景
首先要根据区域经济和学校发展定位确定其人才培养目标。天津理工大学中环信息学院是应用技术型本科教育的独立学院,该学院的企业背景是天津中环电子信息集团有限公司(原天津电子仪表局),通信工程专业是学院重要的工科专业,通过校企结合的有效途径,培养该专业学生成为具有一定通信基础知识,具备较高综合素养,能从事生产一线的通信设备制造、应用开发、工程设计与安装、运行维护和管理的现场工程师;其次要适应生源现状。独立学院招收的是本三学生,与国办高等院校的生源相比,无论是在认知程度、综合素质,还是在知识结构、耐力持久等方面都存在一定的差距,这就要求独立学院在人才培养目标定位上充分考虑学生特点;三是在构建实践教学体系的过程中,应遵循由简单到全面、由框架到内容,从手段上,采取硬件与软件相结合的办法来实施,提高学生实践能力和工具软件的使用能力;四是要以培养合格的全面发展的学生为核心,在保证够用的理论基础上,培养出适应性强、受用人单位欢迎的复合型人才,才能真正展示独立学院特色教育培养的成果。
二、实践教学环节设计
构建实践教学体系,要根据通信工程专业的知识和能力结构要求,首先制定出具有一定特色的人才培养方案,然后再系统、科学、周密地规划和设计该专业的实践教学环节。
1.人才培养方案的制定。
通信工程专业的实践教学环节设计要紧紧围绕该专业的人才培养目标。由于通信技术的飞速发展,学院每年要对该专业的人才培养方案进行调整完善,以便培养的学生更适应社会需要,跟上技术发展潮流。我院的做法是利用每年暑期教学工作会议的机会,每个专业从相关企业聘请三位从事该专业的工程技术人员,两位设有同类专业的高校教学管理人员,母体校的专业负责人,加上从事该专业的教师组成四方座谈组,专门讨论该专业的人才培养基本框架,同时确定该专业的实践教学体系的提纲。这种由企业工程技术人员直接参与学校人才培养计划的制定方法也正是我院的特色所在。
2.构建实践教学体系框架。
总结建校以来的办学经验,通过对毕业生的跟踪调查和对企业人力资源部门的调访,参考近几年的文献研究成果,结合人才培养目标要求,重新整合我院通信工程专业实践教学资源,构建了一个相对完整、层次分明的实践教学体系框架。把实践教学分为实践教学环节、实践教学环境、实践教学队伍和实践教学管理四个组成部分,明确了各组成部分对学生能力培养目标及所采取的教学手段。
3.建立通信工程专业实践教学体系。
根据框架结构,合理调整该专业实验项目,精选经典内容,补充近、现代知识,把该专业的能力概括为科学实验能力、综合设计能力、专业实践能力、科研与创新能力,并把这些能力培养落实到具体的课程和实践教学模块中,总体分为实验与上机操作、综合设计实践、现场实习实训、职业技能认证、科技创新、毕业设计六个模块,并且采用四年学习期间实践训练不断线的思路,初步构建了该专业的实践教学体系。
三、采取有效措施、增强综合实践能力的培养
欲达到通信工程专业学生的预期培养效果,保证实践教学体系的顺利实施,每个环节都要有切实可行的保障措施和明确的培养目标。
1.软硬件结合,加强科学实验能力的培养。
基础性实验相对容易,通过该专业主干课程的基础实验可以增强学生的学习信心,确保对理论知识的理解和巩固,也可以激励学生动手实践的积极性,掌握常用仪器仪表的使用技能,如示波器、信号源、直流电源、功率计、频谱分析仪等。专业课程的实验要采用仿真软件和实验箱相结合,通过仿真能达到锻炼学生使用仿真软件的能力。学生设计了系统,在理论上验证方案的正确性,提高了学习兴趣和综合设计能力。值得注意的是如果过多地使用软件仿真,对学生的感性刺激效果不佳。为了更好地锻炼学生的创新思维能力,要适当增加一些综合设计实验,培养学生分析单元电路、模仿设计功能模块的能力。虽然设计性实验比验证性实验增加了难度,但也增加了大部分学生的学习兴趣,由被动学习变为主动思考,创新思维能力得到培养。
2.课程设计与专业设计。
通过课程设计可帮助学生将理论知识与实践技能结合起来,进一步提高学生的专业实践能力,课程设计环节包括选题、任务书下达、设计辅导、撰写设计说明书及成绩评定。目前本专业主要安排了电子技术、C语言、单片机、通信原理、数字信号处理等课程设计。专业设计是提高学生综合实践能力的有效方法,对于通信工程专业的学生,通过电子产品设计与组装,训练了产品设计方法步骤,提高了组装与调试工艺水平,创新能力和实践能力均得到提升。
3.校内专业综合实训。
在校内实训基地开设专项实践周,加强某一专业技术应用能力的培训实践,不论是实习的时间计划还是实践教学内容都能得到充分保障。通过对通信工程专业学生的实训,使学生分阶段接触与专业相关的各项技能,强化知识的理解和运用,使学生成为既具有一定理论水平又具备良好动手能力的专业人才。目前该专业开设了金工实习、电子产品装配工艺、电子产品设计、光纤工程等实践周。
4.校企合作共建学生实践基地。
实践教学体系的社会实践性,决定了社会必然是学校实践教学的必不可少的场所,因此,建立良好的校企“双赢”合作机制,是构建高等教育实践教学体系的重要保障。校外实践基地运行主要采取校企合作的实践教学模式,让学生在生产或毕业实习过程中,直接参与企业生产和管理的各个环节,了解本专业所从事工作的内容以及对人才素质和能力的要求。通信工程专业先后与天津通信广播集团有限公司(原712厂)的移动部、天津光电通信技术有限公司(原754厂)的光纤通信部、天津广播器材厂(原764厂)的产品调试部门、天津智博通信工程公司及网通公司等建立了友好的合作关系。从这些单位聘请有丰富经验的专家、技术骨干为学生讲座、指导实践环节。安排学生到这些单位参观和顶岗实习,提供职业素质训练的机会,增强了工程应用能力和岗位适应能力。在该项目的研究过程中,有两位项目参与人就是来自企业的工程技术人员,所以该项目的特色之二就是“校企合作,共建通信工程专业的实践教学体系”。
5.积极推广职业资格认证制度。
为了给学生就业提供佐证材料,提高就业竞争能力,通信工程专业与天津职业技能鉴定第15所合作进行了电子产品专用设备调试认证,与中兴通讯合作进行了NC认证培训,合格率逐年上升。
6.课外科技创新。
大学生科技创新活动是提高实践教学效果的有效方式之一,电子信息类的科技竞赛主要有全国大学生电子设计大赛、大学生挑战杯科技作品竞赛和一些相关知名企业或公司设立的大学生科技竞赛活动。我院以竞赛带动实践教学,建设了科技创新实验室,设立了大学生科技创新基金,面向高年级成绩优秀、课外科技活动兴趣浓厚的学生,倡导开展科研立项,给“拔尖”学生提供一个良好的学习和研究环境,给学生建立了创新设计能力培养的平台。
7.毕业设计。
毕业设计是本科生教学计划中最后一个重要的实践教学环节,学生通过毕业前期实习,系统、全面地将所学理论知识与实际生产结合起来。毕业设计是学生毕业资格认定的重要依据,是学生在掌握基本理论知识的基础上进行初步专业研究训练的重要环节,也是对学生知识、能力和素质综合考核的重要方式。在毕业设计选题时,指导教师根据自己的教学科研确定设计内容,学生根据兴趣选择方向,经过沟通确定具体设计题目。在毕业设计过程中,每个阶段都要有相应的考评准则。对于通信工程专业的学生采取了以下方式进行毕业设计:(1)学生在校内完成毕业设计。设计选题要符合学生能利用所学知识综合分析、解决实际问题能力培养的要求,加强过程管理与指导,切实提高毕业设计内涵质量;(2)校企合作进行毕业设计。将企业的工程技术人员请到学校来帮助教师参加辅导毕业设计;(3)在企业进行毕业设计。利用学校的校外实习基地,安排学生边实习边做毕业设计,由企业工程师担任辅导毕业设计的导师。为了对毕业设计质量有效把控,无论哪种辅导方式,毕业答辩都要回到学校内统一进行。
四、全面实施实践教学体系的效果
对于通信工程专业的学生从实施实践教学体系以来,教学效果还是相当明显的,毕业生综合素质和受用人单位欢迎程度逐年提高。
1.综合动手能力明显提高。
通过全面实施实践教学体系,该专业的学生学习兴趣逐步提高,参加科技活动和竞赛的人数不断增多,获奖人数逐年增加。建校以来各类电子大赛获奖人员统计为:2005级至2007级无人获奖,2008级1人,2009级4人,2010级8人获奖。
2.社会对该专业毕业生的评价逐步提高。
随着实践教学体系的实施,学生的综合素质逐步提高,毕业生慢慢被用人单位所接受,学院的知名度逐年上升,就业率逐渐提高。用人单位招聘工作由以前的学院主动出面请进来,到现在主动找上门来招聘学生,而且进校招聘的单位逐年增多。另外,学生取得资格证书的人数逐年增加,普遍提高了学生的就业竞争力。考研深造和出国留学的人数也在明显增多,说明了实践教学促进了理论知识的理解和掌握,提升了该专业学生的整体教学水平。
五、结语
发射超宽带(UWB)信号最常用和最传统的方法是发射时域上很短的脉冲。这种传输技术称为“冲激无线电”(Impulse Radio,简写为IR)。信息数据符号对脉冲进行调制,其调制方式可以有多种。脉冲位置调制(PPM)和脉冲幅度调制(PAM)是最常用的两种调制方式。除了要对脉冲进行调制外,为了形成所产生的信号的频谱,还要用伪随机码或伪随机噪声(PN)对数据符号进行编码。一般是,编码后的数据符号引起脉冲在时间轴上的偏移,这就是所谓的跳时超宽带(TH-UWB,Time-Hopping UWB)。直接序列扩谱(DS-SS)就是编码后的数据符号对基本脉冲的幅度进行调制,这在冲激无线电(IR)中被称为直接序列超宽带(DS-UWB,Direct-Sequence UWB),这种调制方式似乎非常有吸引力[1]。
对于超宽带信号,也可以通过很高的数据速率来产生而根本不需要具备脉冲的特性。只要UWB定义所要求的相对带宽或最小带宽在整个传输过程中得到满足,那么,靠发射高速率数据而不是窄脉冲所产生的具有UWB射频带宽的系统,就不应该被排除在UWB系统之外。诸如正交频分复用(OFDM),在数据速率适当的情况下也可产生UWB信号。因此,OFDM也是一种超宽带的调制方式。
本文主要讨论TH-UWB、DS-UWB和OFDM调制方式。
4.1 PPM-TH-UWB 调制方式
4.1.1 跳时超宽带信号的产生
在结合了二进制PPM的TH-UWB(二进制PPM-TH-UWB或者PPM-TH-UWB)中,UWB信号的产生可以系统地描述如下(参见图4-1描绘的发射链路) [1]。
SHAPE \* MERGEFORMAT
图4-1 PPM-TH-UWB信号的发射方案
给定待发射的二进制序列b=(…,b0,b1,…,bk,bk+1,…),其速率Rb=1/Tb (b/s),图4-1中的第一个模块使每个比特重复Ns次,产生一个二进制序列:
(…,b0,b0,…,b0,b1,b1,…,b1,…,bk,bk,…,bk,bk+1,bk+1,…,bk+1,…)=
(...,a0,a1,…aj,aj+1,…)=a
新的比特速率Rcb=Ns/Tb=1/Ts (b/s)。这个模块引入了冗余,其实是一种被称为重复码的(Ns,1)分组编码器。一般术语上称为信道编码。
第二个模块是传输编码器,就是应用整数值码序列c=(…,c0,c1,…,cj,cj+1,…)和二进制序列a=(…,a0,a1,…,aj,aj+1,…),产生一个新序列d,序列d的一般元素表达式如下:
dj=cjTc+aj
(4-1)
式中,Tc和 是常量,对所有的cj满足条件cjTc+
这里的d是一个实数值序列,而a是二进制序列,c是整数值序列.现在我们遵循最常用的方法,假定c是企业界随机码序列,它的元素cj是整数,且满足
0 cj Nh-1。 码序列c可能为周期序列,其周期表示为Np。两种特殊情况值得讨论。第一种,码是非周期的,即 ;第二种是Np=Ns,这是最常用的一种,这时的编码周期与二进制码重复的次数相等。我们必须牢记:传输编码扮演了码分多址编码和发射信号的频谱形成双重角色[1]。
实数值序列d输入到第三个模块,即PPM调制模块,产生了一个速率为Rp=Ns/Tb=1/Ts(脉冲/s)的单位脉冲(Dirac pulses ) 序列。这些脉冲在时间轴上的位置为 ,因此脉冲位置在jTs基础上偏移了dj,脉冲的发生时间也可表示为( )。注意是码序列对c信号引入了TH位移,也正因为此,c被称为TH码。还要注意一点就是由PPM调制引起的位移 ,通常比TH码引起的位移cjTc小得多,即: ,cj=0除外。Tc称为码片时间(chip time)。
最后一个模块是脉冲形成滤波器,其冲激响应为。必须保证脉冲形成滤波器输出的脉冲序列不能有任何的重叠。
以上所有系统级联以后的输出信号 可表示如下:
(4-2)
比特间隔或比特持续时间,也即用于传输一个比特的时间Tb,可表示为:Tb=NsTs。在式(4-2)中,cjTc定义了脉冲的随机性或者说是相对于Ts整数倍时刻的抖动。如果用随机TH抖动 来表示由TH编码cjTc引起的时间上的位移,并假定 在0和 之间分布,则可得到:
(4-3)
正如前面提到的, 通常远大于 。这两个量的整体效果是产生一个分布在0和 之间的时间随机位移量,用 表示这个时间随机位移,可得发射信号的如下表达式:
(4-4)
更一般性地概括式(4-2)所表示的信号,其思想是:对于信息比特“0”和“1”,可以发射两个不同的脉冲波形 和 来分别表示。上面分析的PPM调制的例子,引入了 这个时间位移量,它的值根据它所代表的比特而有所不同,其实是上述思想的特殊例子,其中的 是 位移以后的波形。一种更一般的表达式:
(4-5)
当将 设置为- 时,式(4-5)也表示了PAM和TH-UWB的结合,即PAM-TH-UWB模型[1]。
4.1.2 PPM-TH-UWB的发射链路
系统模型如图4-2所示
SHAPE \* MERGEFORMAT
图4-2 PPM-TH-UWB 发射器的系统模型
图4-2中的第一个模块表示二进制源。这个模块的输出是发射到物理信道的二进制流。第二个模块表示重复码编码器。二进制流的每一个比特都被重复次。第三个模块仿真TH编码和二进PPM。这里考虑伪随机TH码。最后一个模块是脉冲形成。这个模块的冲激响应表示要发射的UWB信号的基本脉冲波形[1]。
4.1.3 PPM-TH-UWB 仿真结果及其分析
图(4-3)显示了参数设置如下时所产生的UWB信号
以dBm为单位的平均发射功率Pow,
信号的抽样频率fc,
由二进制源产生的比特数numbits, 平均脉冲重复时间Ts(单位为秒),每个比特映射的脉冲数Ns,
码片时间Tc(秒),
跳时码的码元最大值Nh和周期Np,冲激响应持续时间Tm,
脉冲波形形成因子tau(秒),
PPM时移dPPM(秒)。
Stx: Pow=-30,
fc=50e9, numbits =2,
Ts=3e-9,
Ns=5,
Tc=1e-9,
Nh=3,
Np=5,
Tm=0.5e-9, tau=0.25e-9,
dPPM=0.5e-9
由图4-3中可以看到输出序列的前五个脉冲在其对应时隙的中间位置,而后五个脉冲则在其对应时隙的起始位置。
图4-3 PPM-TH-UWB 发射机产生的信号
图4-4 PPM-TH-UWB的幅度谱
由图4-4可以看出,TH编码和PPM调制都对幅度谱的高斯形状产生扭曲。PPM-TH-UWB信号的幅度谱将完全包含在无TH编码和无PPM调制的幅度谱包络中,这是因为以同样的形状和同样的平均功率传输等间隔脉冲的结果。
4.2 PAM-DS-UWB调制方式
4.2.1 直接序列超宽带信号的产生
直接序列扩谱(DS-SS)是一种著名的数字调制方式。这里,我们先回顾DS-SS的基本原理,并把主要精力放在它在UWB的延伸方面。
具有UWB特性的信号可以通过下面的过程产生:首先,用伪随机码或二进制PN码序列对要发射的二进制进行编码;其次,对一串窄脉冲进行幅度调制。这一过程可以看做是目前使用DS-SS系统的一种极端方式,此时脉冲在时域上是具有典型时间的奈奎斯特型脉冲或方波。让脉冲宽度远远小于切普间隔,很容易得到DS-SS-UWB的解析表达式。在传统的DS-SS系统中,RF发射信号是对载波进行幅度调制后得到的,通常使用二进制相移键控BPSK方式。而在DS-UWB中,如果没有专门的要求,这一过程可省略。[1]
更详细地,上述信号可以通过如下过程产生(见图所示发射链路)。
SHAPE \* MERGEFORMAT
图4-5 PAM-DS-UWB 信号的发射方案
假定待发射的二进制序列b=(…,b0,b1,…,bk,bk+1,…),其速率为Rb=1/Tb (b/s),图4-5中的第一个系统将每个比特重复Ns次,得到序列:(…,b0,b0,…,b0,b1,b1,…,b1,…,bk,bk,…,bk,bk+1,bk+1,…,bk+1,…)=a*,其速率为Rcb=Ns/Tb=1/Ts (b/s)。与TH方式相似,系统引入的冗余相当于一个参数为(Ns,1)的重复码编码器。
第二个系统将a*序列转换成只含有正值和负值元素的序列a=(…,a0,…,a1,…,aj,aj+1,…),转换公式为:( ).
发射编码器将一个由 1组成、周期为Np的二进制码序列c=(…,c0,c1,…,cj,cj+1,…)应用到序列a=(…,a0,…,a1,…,aj,aj+1,…),产生一个新序列d=a·c,其组成元素dj=ajcj。通常假定Np等于Ns,更具一般性的假定是Np等于Ns的整数倍。注意,序列d的元素值为 1,这一点与序列a相同,其速率为Rc=Ns/Tb=1/Ts (b/s)。
序列d进入第三个系统——PAM调制器,产生一个速率为Rp=Ns/Tb=1/Ts
(脉冲/s)的单位脉冲(Dirac脉冲 )序列,其位置在jTs处[6]。
调制器输出的信号进入冲洲响应为p(t)的脉冲形成滤波器。在传统的DS-SS系统中,冲激响应p(t)是持续时间为Ts的矩形脉冲。而在DS-UWB系统中,与TH方式相似,p(t)是持续时间远小于Ts的脉冲。
以上系统级联后的输出信号可以表示为
(4-6)
注意,与TH方式相似,比特间隔或比特持续时间,即传输一个比特所用的时间是Tb=NsTs。
输出的波形显然是一个PAM波形。很容易知道,由于没有时移而且脉冲以规则的时间间隔出现,计算式(4-6)所示信号的PSD要比计算式(4-2)所示信号的PSD更容易。
上述方式的一种变形是使用PPM调制器代替PAM调制器,得到的信号可表示为:
(4-7)
注意到在式(4-7)中,由于码的伪随机特性,编码会起到白化频谱的作用。
4.2.2 PAM-DS-UWB 发射链路
其系统模型如图4-6所示.
SHAPE \* MERGEFORMAT
图4-6 PAM-DS-UWB 发射机系统模型
图4-6中的前两个模块分别表示二进制源和重复码编码器。第三个模块是在重复码编码器的输出端实现DS编码和二进制PAM调制。我们考虑伪随机DS码,分配给一般用户的是长度为NP的二进制码序列。最后一个模块是脉冲形成器[1]。 4.2.3 PAM-DS-UWB 仿真结果及其分析
图4- 7 由PAM-DS-UWB发射机产生的信号
图(4-7)显示了参数设置如下时所产生的UWB信号
以dBm为单位的平均发射功率Pow,
信号的抽样频率fc,
由二进制源产生的比特数numbits, 平均脉冲重复时间Ts(单位为秒),每个比特映射的脉冲数Ns,
码片时间Tc(秒),
跳时码的码元最大值Nh和周期Np,冲激响应持续时间Tm,
脉冲波形形成因子tau(秒),
PPM时移dPPM(秒)。
Stx: Pow=-30,
fc=50e9, numbits =2,
Ts=2e-9,
Ns=10,
Np=10,
Tm=0.5e-9,
tau=0.25e-9,
这个信号由两组脉冲序列组成,每组包含10个脉冲,每组映射信息源的一个比特。从图4-7中可以看出每二组的10个脉冲与第一组的10个脉冲在极性上是相反的。
图4-8 PAM-DS-UWB的幅度谱
由图4-8可以看出,幅度谱的包络具有基本脉冲的傅氏变换的形状,即高斯形状。且Np(信号每比特发射脉冲数)值越大,图形分布越宽,即幅度峰值越小。
4.3 OFDM调制技术
4.3.1 概述
多频带(MB)方式与本章前两节分析研究的IR原理不同。根据2002年,FCC公布的UWB定义,带宽超过500MHz的信号都是UWB信号。因此,按照FCC规定的频带范围3.1~10.6GHz,将此7.5 GHz的带宽分割成最小带宽为500MHz的若干个频带。为了尽量减小同窄带通信系统的相互干扰,UWB采用较小的功率,于是UWB信号对于窄带通信系统来说相当于热噪声,并不被窄带通信系统的接收机检测到,也可以避免特定频带上的非人为干扰[1]。
在每个子频带内可以使用不同的数据调制类型,并不一定要用IR方式,正确的频谱带宽可以通过合适的比特速率实现。应用最广泛的是众所周知的正交频分复用(OFDM)。
4.3.2 多频段OFDM-UWB信号产生
一个已调的OFDM信号由调制在不同载波频率 上的同个并行发射的信号组成。这些载波等间隔地位于频域上,其间隔为 。OFDM调制器输入的二进制序列每K比特编为一组,以产生具有N个符号的数据块{ },这里假定 是L个可能的取值中的一个,K=N1bL。最后,每个符号调制一个不同的载波。为了并行传输数据块的N个符号,不同的调制载波信号在频率上必须正交[8]。
所有调制器使用相同的矩形波,其持续时间为T:
(4-8)
如果符号 在星座图中的点用 表示,OFDM信号中有N个符号的数据块的表达式如下[1]:
(4-9)
而相应的复包络是
(4-10)
其中 ,S(t)是周期为T0的周期函数。
式(4-9)中OFDM信号的数字变换相当于传输式(4-10)中复数包络的抽样值,也就是说传输序列可表示如下:
(4-11)
tc是抽样周期。
仿真OFDM调制信号,考虑的是OFDM各个载波使用QPSK调制的情况。仿真整个发射链路,产生式(4-9)的信号。
4.3.3 OFDM仿真结果及其分析
要发射的总比特数numbits;
调制信号的中心频率fp;
抽样频率fc; 每个符号在其相应载波上的传输时间T0;
循环前缀的持续时间TP;保护间隔时间TG, 矩形脉冲响应的幅度为A, OFDM系统的子载波数N。
(1) numbits=8; fp=1e9;
fc=50e9;
T0=242.4e-9;
TP=60.6e-9;
TG=70.1e-9;
A=1;
N=4;
图4-9 OFDM-UWB信号
图4-10 OFDM-UWB幅度谱
图4-10中的幅度谱由子载波的幅度谱叠加而成。
(2)numbits=8; fp=1e9;
fc=50e9;
T0=242.4e-9;
TP=0;
TG=50e-9;
A=1;
N=2;
图4-11 OFDM-UWB信号图
图4-11 OFDM-UWB信号幅度谱
对比以上两图,可以看出,在同样的时间里为了传输更多的符号,是以增加带宽为代价的,也就是增加子载波的数量。
4.4 总结
通过一系列的仿真,我们可以得出以下结论:PAM、PPM两种调制方法主要是为了进行信息数据符号对脉冲的调制,而信号中的伪随机TH码和DS码主要是为了产生信号的频谱,使信号的功率谱密度在采用伪随机码调制后变得更加平滑,不能干扰到其它已经存在的窄带系统[9]。
OFDM具有良好的抗多径干扰性能,通过频率的合理选择,能够同现存的窄带系统和开放频段的通信系统具有很好的共存性,同传统的超宽带系统相比有很大的优势[11]。
5 性能分析及应用前景
5.1 脉位调制(PPM)和脉幅调制(PAM)
脉位调制(PPM)是一种利用脉冲位置承载数据信息的调制方式。按照采用的离散数据符号的状态数可以分为二进制PPM(2PPM)和多进制(MPPM)。在这种调制方式中,一个脉冲重复周期内脉冲可能出现的位置有2个或M个,脉冲位置与符号状态一一对应。根据相邻脉位之间距离与脉冲宽度之间关系,又可分为部分重叠的PPM和正交PPM(OPPM)。在部分重叠的PPM中,为保证系统传输可靠性,通常选择相邻脉位互为脉冲自相关函数的负峰值点,从而使相邻符号的欧氏距离最大化。在OPPM中,通常以脉冲宽度为间隔确定脉冲位置。接收机利用相关器在相应位置进行相干检测。鉴于UWB系统的复杂度和功率限制,实际应用中,常用的调制方式为2PPM或2OPPM[3]。
PPM的优点在于:它仅需要根据数据符号控制脉冲位置,不需要进行脉冲幅度和极性的控制,便于以较低的复杂度实现调制与解调。因此,PPM是UWB系统广泛采用的调制方式。但是,由于PPM信号为单极性,其辐射谱中往往存在幅度较高的离散谱线。对此超宽带信号的幅度谱仿真也证明了这一点。如果不对这些谱线进行抑制,将很难满足FCC对辐射谱的要求[10]。
脉幅调制(PAM)是数据通信系统最为常用的调制方式之一。在UWB系统中,考虑到实现复杂度和功率有效性,不宜采用多进制PAM(MPAM)。UWB系统常用的PAM有两种方式:开关键控(OOK)和二进制相移键控(BPSK)。前者可以采用非相干检测降低接收机复杂度,而后者采用相干检测可以更好地保证传输可靠性[3]。
当发射能量相同时,使用二进制PAM调制的信号可以比使用二进制PPM调制的信号获得更好的性能。
5.2 OFDM调制
OFDM有很多优点:能够提供较大的系统容量,具有较强的抗多径干扰、抗频率选择性衰落和频率扩散能力,适应多径和移动信道传播条件,能够适应不同设计需求,灵活分配数据容量和功率,可提供灵活的高速和变速综合数据传输可以实现较高的安全传输性能,允许数据在复数的高速的射频上被编码。由于OFDM技术的良好性能使得它在无线通信系统中得到了广泛的应用[12]。
OFDM技术是将频道资源分成若干个子信道,每个子信带再采用一定的调制技术,提高频率利用率。OFDM可与PPM、PAM等结合使用,将会有性能更好的调制技术出现。
5.3 UWB的应用前景
超宽带技术在通信、雷达和无线定位等领域都将有广阔的应用前景。近年来,人们对超宽带技术深入的研究使超宽带技术在系统理论、功率放大器、脉冲的产生与接收、同步、集成电路等方面取得了重大进步,尤其是在超宽带无线产生领域的技术进步,使超宽带通信成为无线网络的重要组成部分成为可能。
相对于传统的窄带无线通信系统,超宽带无线产生系统具有诸多优点和潜力,使超宽带无线产生成为中短距无线网络的理想接入技术。根据产生速率不同,挤兑超宽带无线传输系统也具有不同的特点和应用领域。
利用超宽带技术可以提供高数据率传输的能力与定位功能,可以设计依赖定位信息优化网络资源管理的WPAN或WLAN,并应用于多媒体传输、计算机通信和家庭娱乐等领域。
利用脉冲超宽带信号对障碍物的良好穿透特性与精确测距功能,可以设计既具有通信功能也具有定位功能的超宽带脉冲无线通信与定位系统。该系统包括传输距离远(通信速率低)、颁布式移动定位、便携、超低成本、超低功耗、定位可靠性和精度高等特点。因而可以广泛用于传感器网络、消防、公共安全、库存盘点、人员监护与救生等重要领域。利用超宽带脉冲信号低截获概率、保密性高和体积小的优点,该系统还可以应用与侦察、情报收集、伤员救护、武器制导等军事领域[8]。
超宽带信号具有很低的辐射功率,而这样的辐射功率分布在某些方面GHz的频率范围内,功率谱密度极低,类似白噪声频谱,具有低干扰、低截获概率特性;同时由于使用窄脉冲为信号载体并采用跳时扩频,接收端必须已知发射端扩频码的条件下才能解调出发射数据来,加上它对多径干扰具有很好的鲁棒特性,非常适合在军事保密通信的应用。非常低的辐射功率可以避免过量的电磁波对人体的伤害[7]。
参考文献
[1]葛利嘉,朱林,袁晓芳,陈帮富,超宽带无线电基础,电子工业出版社,2005,1~110
[2]葛利嘉,曾凡鑫,刘郁林,岳光荣,超宽带无线通信,国防工业出版社,2005,76~107
[3]常远,UWB无线通信系统信号产生和调制技术的研究,哈尔滨工程大学优秀硕士论文,2006
[4]朱慧,苏锐,超宽带技术概述,信息技术,2006
[5]武海斌,超宽带无线通信技术的研究,无线电工程,2003
[6]徐征,UWB超宽带无线通信技术,中国电力教育2006年研究综述与论坛专刊,2006
[7]张新跃,沈树群,UWB超宽带无线通信技术及其发展前景,数据通信,2004
[8]张在琛,毕光国,超宽带无线通信技术及其应用,技术视点,2004
[9]牛犇,梁涛,超宽带无线通信系统的调制方式研究,电子质量,2004
[10]邵怀宗,李玉柏,彭启琮,马永,时间脉冲位置调制的超宽带无线通信,系统工程与电子技术,2003
[11] Jeffrey H.Miller,”Why UWB? A Review of Ultrawideband Technology”, NETEX
随着生产力水平的不断发展,通信建设工程定额每隔几年都会修订,或产生补充定额等,所以《通信工程概预算课程》的教学内容也要不断变化以适应社会发展的需求。
1.1精选教材
我们早期使用的教材,定额陈旧,工程项目案例偏少,项目案例不够典型,不利于教学。现在我们采用的教材是于正永教师所主编的《通信工程概预算项目化教程》,该教材采用08版通信建设工程定额,适应新标准,新规范,以实际工作岗位及能力要求为依据,嵌入全国职业技能大赛项目内容,以实际工作过程为主线,以典型的工程项目案例为载体,强化学生职业能力培养,更适合高职教学使用。
1.2合理组织授课内容。
我们会根据学生专业不同,先修课程有所区别,选择授课内容并合理组织授课内容,当然对应的教学大纲要求也会不同,教学课时可分为45课时,60课时,90课时等。如果学生没有学过通信工程项目管理,工程设计等内容,我们在教学时就增加对这部分内容的教学。如果学生具有了一定的学习概预算课程的基础,我们就以通信建设工程概预算文件编制的实际工作过程为主线,根据实际的工作过程来序化知识的教授和相关技能的训练,这样就摒弃了传统的以学科体系为主线的章节安排方式,更遵循高职院校学生的认知规律,适应高职学生“不愿学习陈述性知识,而对过程性知识学习较快”的学习特点,与过去相比,更受学生欢迎。
2教学方式的改革
2.1板书与多媒体结合使用
《通信工程概预算》课程是一门实践性较强的课程,存在大量的概念,预算定额及相关法律法规条文,工程图纸等,因此在课堂讲解时,如果全部采用板书,很费时间,无法完成相应的教学内容。如果全部采用PPT讲解,虽然比较节约时间,丰富了教学内容,但教学效果仍有折扣。我们采取了多媒体为主,板书为辅的折中方式,对于陈述性内容,采用多媒体讲解,对于向工程量统计之类的内容,则采用多媒体和板书结合的方式,使学生对照图纸,与老师一起思考,进行工程量统计,提高学生分析问题,解决问题的能力。
2.2合理利用Excel软件和专业软件
市场上有很多专业通信工程概预算软件,通信企业也普遍使用软件进行概预算表格的编制。我们在教学中,要教会学生利用概预算软件编制概预算文件。但是,经验告诉我们,不要过早让学生使用软件进行通信工程概预算的编制。因为一旦让学生学会使用软件,就再也不想用Excel编制了。这样不利于学生深入了解概预算的详细过程,对表一至表五中各个表之间的关系也缺乏深刻的理解。笔者在教学中,在预算定额查找及台班费用定额使用,通信建设工程工程量统计,通信建设工程费用定额的使用等技能训练中全部采用Excel表格,在讲解概预算文件编制时,也采用Excel表格来演示。用Excel表格编制概预算虽然速度较慢,但可以培养学生细心严谨的工作态度。在概预算文件编制的技能训练环节,如果课时充足,教师应鼓励学生先利用Excel编制概预算,利用公式在多个Sheet之间的单元格中建立链接,每个Sheet占概预算表格表一至表五中的一个表。在学生能熟练运用Excel编制概预算表格之后,再让学生学习使用软件进行概预算表格的编制。在经历过采用Excel表格编制概预算文件,再利用专业软件编制,学生会觉得概预算编制原来如此简单。
2.3综合利用项目教学法与分组教学法
项目教学法是通过完成完整的项目而进行的教学活动。分组教学法可以让小组成员在组内讨论、讲解、交流,增强团队精神。该课程可以综合利用项目教学法与分组教学法进行教学。笔者在技能训练的教学实践中,采用这种教学方式,每个技能训练相当于一个项目任务,教学步骤如下:1)将学生分组,向学生阐明技能训练任务。2)要求组内成员积极讨论,可互相帮助,教师给予适当指导。3)学生独立完成相应任务并进行自检、互检。4)教师审核每组完成情况,了解技能训练效果。在技能训练中采用这种方式,可减轻教师的辅导工作量,并调动学生的学习积极性。
3考核评价方式的改革
考核是评价学生对课程的掌握程度,好的考核方式可以促进学生学习的积极性,引导学生向提高素质的方向良性发展,而差的考核方式则起到相反的效果。《通信工程概预算》课程采用结果考核和过程考核相结合的综合考核方式,基本考核方法是:学生平时成绩(出勤情况、课堂提问、学生作业)占20%,阶段测试占20%,技能训练占20%,期末考试占40%。出勤及课堂提问纳入考核,对于个别学生自控力较差,沉迷于游戏,逃课或上课玩手机,经常迟到等现象都能起到一定的遏制作用。阶段考核测试则是在完成一个阶段的学习以后,对学生进行的考核,这样有助于学生经常回顾,复习已学知识,加深对相关知识点的掌握程度。技能训练成绩主要取决于技能训练时的表现及报告情况,对学生学习具有较好的促进作用。期末考核作为一个传统的考核方式,用来考核学生对课程的基本概念,基本方法等知识点的掌握程度,仍然是非常必要及有效的考核方式。
4结语
采用软交换技术可以对不同网络处理系统给予支持,比如说IP协议,ATM和PSTN等。软交换技术可以通过介入一个数据管理借口,然后从新用智能业务,实现开放性能。而且,软交换技术还能为第三方业务开发者提供更多的API接口,有利于拓展业务,还拥有先进的软件特性,对可编程时间和呼叫时间有详细的记录。
2软交换技术的网络构架
通信工程中的软交换技术以分层化和构件化为基本特点。软交换网络的基本构件包括软交换、接入设备、中继网关、信令网关、媒通信工程中如何应用软交换技术文/鄂秋实随着通信工程技术的发展,软交换技术越来越成为通信工程中的核心技术之一,从事该专业的人员为了掌握最先进的软交换技术,获得更高的效率,都开始着手研究软交换技术在通信工程中的应用方法。本文将对软交换网络的核心技术,网络构架和软交换技术在通信工程中的应用前景进行阐述研究,并提出建设性意见。摘要体资源服务器、业务服务器和组承载网。软交换在纵向上可以依次分为接入层、承载层、控制层和业务应用层。接入层为用户提供接入软交换网络的手段,同时将信息材料转成能在IP承载网上传递的格式。媒体网关是软交换技术的接入层设备,负责不同接入手段的转换与控制。传输层提供了采用分组技术的功能,能够将软交换网络中各类信息流传送至目的地。因为采用了TCP/IP技术的无连接特性和业务的服务质量要求不符,所以需借助控制层协议的补充协议来达到良好的传输效果。控制层提供了呼叫控制和承载控制功能,是软交换技术的核心技术。能够体现出分组网络的性能优势,使不同类型业务分离成为可能。业务应用层能够使数据通过控制层开放的业务接口进行数据软交换,通过标准的API业务平台,NGN的业务创建和提供在软交换技术的体系下变得灵活。H.323协议作为应用层协议,广泛应用于视频会议中,受到运营商的一致认可。
3软交换技术在通信工程中的应用
信息软交换技术中的开放业务生成接口能够实现信息自由交换,其中设备接入能力能更宽泛的接入各种设备,同时支持系统能够有效的保证系统整体运行的稳定性。软交换技术在通信中的应用主要分为:在固定电话网中的应用和在移动电话网的应用。
3.1软交换技术在固定电话网中的应用
在固定电话网中使用软交换技术时,通常使用两种改造方式:端局先行的软交换改造和汇接局先行的软交换改造。端局先行这种方式对网络形态要求一般,可是因其演进速度缓慢,改造风险不高;汇接局先行这种技术方式的工程实施难度高,对支持系统影响大,还有一个很重要的缺点是软交换无法为整个本地网用户提供完整的业务。
3.2软交换技术在移动电话网的应用
把软交换技术应用在移动本地网时,MSC服务器不仅能实现对应的口令,还拥有MSC在所有业务控制层中的业务处理能力。随着对H.248协议功能的扩展,MSC服务器还能控制MCW,已实现相互交换、映射和汇聚媒体信息流。MSCSERVE独立于本地网之外,按需设置在各个本地网络中,每个MSCSERVE都可以控制多个MGW,还可以支持2G和3G用户接入,实现了不同用户的融合,GSM交换网络中的HLR、SCP和SMS网元设备因此受到重用。软交换技术在激动长途网中应用时,每个省会几乎都设置了几个中继媒体网关TMG,此网关设置到省内MSC、GMSC、TMSC2交换机的直达电路,这样能够更好的连接移动软交换长途网和传统移动通信网。每个TMSC服务器之间和TMSCSERVER之间通过IP承载网的广域网方式相连,每个TMG/SG之间通过IP承载网以网状网方式相连,各省TMG/SG于本省MSC、GMSC、TMSC1/2、HSTP之间通过TDM电路相连。
4软交换技术在具体通信系统中的应用前景
1建立信息沟通渠道
(1)对于施工单位来说,应建立各个单位和各个部分之间的相互联系,建立完整的相互了解的管理构架,提供每个管理人员和施工人员的联系方式,做到出事可查。(2)各相关单位之间应加强联系,单位与单位之间的必要信息要透明化,以加深相互之间的监督管理。建立有效的通讯信息沟通渠道。(3)选择专业的进度管理人员并要求其在下班之前与完成施工单位与施工监理单位之间的沟通,并移交给部门经理,由部门经理进行核查。及时发展和反馈施工中出现的难以解决的问题,将其上报给管理者,以免影响施工进度。(4)通讯施工人员应对管理中出现的重点事故进行掌握和分析,一旦出现问题则要及时上报解决。这是确保信息流通,降低设备故障影响时间的关键。
2完善例会制度,对进度进行控制
(1)每月召开月度分析会,由管理人员记性任务的分配和变更,进一步明确管理任务和施工计划,以便于进一步进行进度控制。(2)推行例会制度,每周召开工程协调会议一次,要求施工建设单位、监理单位及其他设计单位一同参加,在会上明确施工任务,避免沟通死结。其中协调问题主要包括建筑施工中常见的工期质量问题。人员安排和调动问题以及施工工期变更问题等。这个过程主要在于沟通,对比分析现阶段的工程进展问题,确保最佳的设计和施工进度方案,并且使其透明化。(3)通过每周例会了解施工计划的完成情况,并根据实际情况对施工进度进行进一步调整,督促施工中的拖拉环节好设备应用不合理环节,及时制定完善的变更措施。
3对工程项目进度计划的控制措施
由于通讯项目建设的干扰因素众多,因此其施工进度常受到影响。这是不可避免的问题,只有合理的调整安排施工计划才能提高工程建设的效率。无论如何通讯项目建设都是可变的,且可变性较大,则对项目经理和管理人员提出了新的要求,要求其对企业进度计划进行适时调整,并通过企业例会等形式传播。对企业施工执行进度进行即时跟踪,其具体实施过程如下。(1)收集并存储施工进度数据,对可出现的影响施工进度的因素做具体分析。基于此建立和更新施工进度计划。依据计划的目的和内容确定施工进度控制周期,对施工进度做正确的预判。(2)掌握即时的施工持续时间,包括对施工内容做出适当的调整。了解施工环境对施工的影响,一旦遇到意外事件,则要对施工延误时间做最佳的把握,施工管理人员应始终明确管理进度,对其进行正确把握。及时处理施工项目监管中出现的临时问题,确保施工过程顺利。(3)强调通讯工程施工调度,包括对施工各个环节以及专业上的配合进行指挥,建立完善的组织体系。设立专门的项目进度管理人员,对调度管理进行操作。并对实际情况进行调整。(4)加强对设计、监理单位、和施工单位的培训以及管理教育,及时召开定期例会,做好每月、每周以及每日计划。建立人员监察并记录管理制度。(5)赋予施工建立更大的权利,加大其对工程的监管力度。其中包括施工进度和施工质量问题,致力于保证施工质量的基础上实现资源的最有利用。通讯工程的进度控制要求监理人员要对其影响因素进行把握,并根据其影响因素预判施工进度。制定合理的施工进度有利于提高工人的积极性。由于这一问题相对较难,因此需建立基站管理模式,将施工监管分为若干个阶段,管理人员应善于抓住主要矛盾,并及时解决。监理人员对通讯施工的控制更直接,因此应进一步推广。
4总结
通讯的建设对人类的生活有着至关重要的影响。而其建设有具有庞杂性,因此对于通信企业来说,必须要引入项目进度管理。将质量的管理和人力资源以及施工进度的调节作为企业重要任务之一,以提高企业的核心竞争力,促进其可持续发展。目前,大量企业施工进度建立机构不完善,成本控制不尽合理。文章分析了解决这一问题的具体对策,对项目进度管理中的诸多因素进行了分析。以使得通讯为人类提供和更多的方便。关于项目进度管理的方案,项目进度管理需要注意的问题还有待于进一步探讨,这也是我国通讯行业建设未来一段时间内要重点讨论的问题。
作者:王哲单位:中国移动通信集团上海有限公司
铁路用户接入网应当为铁路部门下属各类用户以及路外用户提供综合性业务的接入服务(包括话音接入,数据接入,传真接入,图像接入,以及调度接入等内容在内)。系统建设初期,需要支持包括铁路专用通信电话调度电话,专用数据业务铁路运输管理信息系统,计算机联网售票预订系统,铁路调度管理信息系统下所涉及到的全部多媒体业务。伴随着近年来通信技术的发展与完善,铁路通信网传输通道建设过程当中的基本要求为:满足建立在SDH光同步数字传输通道基础之上的接入网系统,同时尝试通过引入ATM交换技术以及网络IP通信技术的方式,形成通信主干网以及光线用户接入网相配合的通信系统。我国当前铁路通信工程建设过程当中已经形成了一个稳定的铁路传输网络系统,共三个层级。第一层为长途干线网,第二层为局间中继网,第三层为区段接入网。其中,区段接入网的构成比例最大,可以进一步按照接入方式的不同,划分为两个部分,第一部分为有线接入,第二部分为无线接入。对于铁路通信工程中所涉及到的有线接入网而言,其接入情况与电信系统中的接入情况是基本一致,通过接入的方式,实现绝大部分城市与地区铁路通信系统的互联。而从无线接入的角度上来说,当前多表现为建立在无线通信基础之上的列车调度系统。该系统的主要功能是:支持列车司机与列车行驶至对应管辖区段内列车车长的交互通话。在实际工作中,若无特殊情况,一般不进行通话连接,以避免发生同频干扰的问题,同时使频率资源能够得到合理的节约。
2接入网技术
结合铁路通信工程的发展现状来看,受到传统用户终端铜缆接入以及光纤通信技术快速发展的双重影响,在接入网建设过程当中,必须以整个通信网络的发展现状为出发点。从这一角度上来说,当前可作用于实践的接入网技术有多种类型。根据接入方式的不同,可以划分为以下两个大类:
(1)有线接入技术:这种接入技术的主要代表包括以下几个方面:HDSL技术,即高速率数字用户环路技术;ADSL技术,即非对称数字用户环路技术;HFC技术,即混合光纤同轴电缆接入技术。首先,从HDSL技术的角度上来说,其依赖于2~3对双绞线,在双向对称的原则下对基群数字速率信号进行传送,信号传输中的速率取值大多在3.0~5.0km范围内,且上行与下行速率基本一致。具体到铁路通信的角度上来说,可以通过引入回拨抵消技术的方式,满足在一对双绞线上进行全双工传输的要求。同时,可借助于编码调试的方式,促进其信号传输质量的提升,也可通过多线对并行传输的方式,增加无中继传输距离。其次,从ADSL技术的角度上来说,其与HDSL技术最大的差异就在于数据传输中上行速率与下行速率有比较大的偏差,上行速率往往不足千kbit/s,而下行速率可达到9~10Mbit/s。由于这一特点,使该技术对于视频点播等功能的支持效果较佳。在将其作用于铁路通信工程的过程当中,不需要对现有的双绞线做特殊处理,即可确保传输的高速性。最后,从HFC技术的角度上来说,这一技术方案是建立在有线电视系统基础之上发展起来的,通过同轴电缆实现用户设备与光节点之间的连接,而光节点与地区中心之间的连接则通过光纤线路实现。该技术方案对现有的有线电视系统进行了充分地应用,在将其作用于铁路通信工程的条件下,投资少,且可构成一个具有综合业务特性的宽带业务网。
(2)无线接入技术:在铁路通信工程建设过程当中,应用无线接入技术的核心在于:在接入网中部分或全部引入基于无线技术的传输媒介,从而为用户终端提供固定的业务以及移动终端业务。在无线接入的基础之上,可进一步将其划分为固定接入与移动接入这两种类型。整个系统的构成包括控制器、基站、以及移动设备这三个方面。当前,铁路通信工程中可供采纳的无线接入技术主要包括以下几个方面:蜂窝技术,微蜂窝技术,微波一点多址技术。以上技术均具有建设方便,操作灵活的特点,故而备受重视。
3发展建议
以上多种接入网技术均可尝试引入铁路通信工程的建设中。针对当前铁路通信网络存在的滞后性问题,新业务的出现会导致原通信系统无法满足新的要求。因此,应用各种现代化的接入网技术势在必行。在此过程当中,需要特别重视以下几个方面的问题:
(1)在铁路调度通信网的运行过程当中,如何确保接入网的安全性是值得各方人员深入思考的问题之一。数字式调度交换机代替目前采用的Dc27模拟调度总机是铁路通信发展方向,但其正处于起步阶段。其使用过程中或许不可避免地出现一些问题。因此在铁路新线建设中,采用数字式调度交换机通过接入网提供调度主用系统,另用接入网提供的音频专线加干缆中的实回线和传统DC27调度总机提供调度备用系统。从而提高了调度系统的可靠性,保证行车安全。
(2)可尝试在接入网系统中纳入有线电视传输技术。我国幅员面积广阔,因此部分铁路点多线长,各小站地处偏僻山区,荒无人烟,文化生活贫乏,电视信号不易接收。为解决这一问题。从分局所在地发送节目源通过OLT中的CATV模块传送,在传送中使用单独的一根光纤,小站的光分路器设在0NU中,便于统一维护。同单独建设CATV工程相比大大节省工程投资,综合经济效益确切。
4结语
关键词:光纤通信光缆架设建设方案
2000年开始,隆尧县供电局分三期沿电力线路架设ADSS光缆(无金属自承式光缆),根据电网结构建立起两个SDH双环自愈光纤环网。目前光纤通信承担着全局行政电话、调度电话、调度自动化、计算机联网、图象监视、远程抄表等信息传输任务,有效地解决了困扰多年的通信质量和容量问题,为县级供电企业的现代化建设和创一流工作奠定了可靠基础。
1光纤通信现状
第一期工程称西环网(如图1所示),2000年底竣工,投资147.62万元,架设光缆60km,包含14个站点(含主站),实现双环自愈。第二期工程称东环网(如图1所示),2001年竣工,投资155万元,架设光缆50.73km,包含8个站点(含主站)。以上两期工程均采用ADSS光缆,沿35kV及以上电力线路架设,除隆尧站至柳行站为东、西两环和邢台市局共用通道采用18芯光缆外,其它均采用8芯光缆,两环中心站均设在县局,在县局实现数据交换。目前全县17座局属变电所、12个供电所及东局、西局、北局均实现光纤通信。
2农网改造时建光纤通信
农网改造时建光纤通信也称第三期工程。投资80万元,架设ADSS光缆38km。分别为:①华龙站-莲子站-白寨站工程,沿35kV线路架设,为新建莲子站提供光纤通道,同时使东环网实现双环自愈。②冯村站通信工程。由于冯村站与隆尧35kV主网不相连,因此沿10kV线路架设光缆,该工程为冯村站、尹村供电所提供通道,信息量大,因此设计接入西环网(如图1所示,利用光纤将冯村站点串入主网)。③南位所通信工程。沿10kV线路架设光缆,该工程为南位供电所提供通道,信息量小,因此设计"T"接接入西环网。
3光缆架设计算
(1)配盘。根据电力线长度以4km左右分段,光缆耐张尽可能设在线路转角处,以减少耐张金具的使用数量。配盘长度L计算如下:
L=1.03L线+L熔接1+L熔接2
式中L线-该光缆耐张段电力线路长度,1.03为光缆弧垂系数
L熔接1、L熔接2-光缆线路(或进站)熔接预留长度,35kV杆塔取15m,110kV杆塔取20m,进站熔接预留
长度为终端杆塔至通信机房的长度
(2)耐张金具。耐张金具数量N耐张计算如下:
N耐张=2×(N配盘+N转角)
式中N配盘-该电力线路光缆配盘数
N转角-全程每个光缆耐张段间大于15°转角的个数,但不含既是光缆耐张又是线路转角的点
(3)悬挂金具。悬挂金具数量N悬挂计算如下:
N悬挂=N总数-N耐张/2-1
式中N总数-该电力线路杆塔总数
4建设方案
在进行系统工程设计时,应首先编制近期及远期通信发展规划,根据整个通信网的特点和组成方式、设备类型及数量,提出较为合理的系统工程设计,最主要的是整个系统传输性能要满足要求。
(1)光路。本通信网为光纤双环自愈环网,设备采用GK-G04、GK-G04ASDH光端机。光端机配置:县局中心站采用双TM配置64×2MGK-G04光端机,站均采用8×2M双光口GK-G04A光端机。复接后的光纤线路速率为标准的STM-1信号155.520Mb/s,每个环网最大传输容量为64个2.048Mb/s异源数字信号(合1920话路)。现已开通21个2Mb/s端口。环网拓扑如图2所示。
图2光纤双环自愈环网拓朴图
方案的特点:①灵活的复接结构,支持多种支路接口。不同比特率的信号都是一次复接成155M的信号,支路接口为电接口,也可以是光分支。例如,水饭所、东良所、牛桥所及待建的南位所通信工程均采用"T"接方式,既能满足环网要求又不占用物理光缆纤芯,如图2所示。②采用光纤双环自愈的组网方式,可对各ADM节点开放业务,当环内的任一节点发生故障,可保证全部业务通信不中断。③兼容性:所有节点设备的光接口板、电接口板、支路板、公务板、电源板相同,各种节点设备的单元背板也相同。④先进的维护手段。可进行两位站号的公务电话联络,具有完备的网络管理功能,可监测到各节点的所有告警,对支路的上下及方向进行配置,统计、打印系统的误码信息。
(2)PCM终端设备。终端设备采用V2020型智能PCM基群设备,县局中心站和站采用一对一方式,配置双E1端口。具有多种用户接口,包括二线、四线音频接口、E/M接口和数据接口(V.24、V.35、G703)及10-BaseT以太网接口,可实现与各种交换机、话机及数据终端设备的连接,完成话音、数据及视频图象等信息传输任务。
(3)网管:网管安装在县局通信机房。该系统是一个Windows应用程序,可实现对全部设备的网络维护和管理,亦可实时监测网络和设备的运行情况。
(4)所有站点均配置标准机架、配备UPS提供不间断220V交流电源,经转换输出直流供电,以保证通信设备的可靠运行。
5系统规划和设想
(1)县城配电自动化系统2001年底投入运行,各开关的FTU部分和公用配变的TTU均采用光纤实现与县局主站的通信,光纤均采用8芯普通光缆沿10kV主干线架设。
(2)新建变电所。根据站点的重要性的地理位置,确定采用环入或"T"接方式接入系统。
(3)与省电力公司光纤通信网链接。省电力公司投资的王段220kV站--隆尧220kV站光纤通信设计在近几年内竣工投运,届时隆尧供电局即可很方便的与省电力公司联网,实现数据共享。