时间：2023-03-24 15:41:02
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篇数字信号论文，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。
(1)这两种信号都是以8MHz为一个传输带宽单位,模拟频道一个8MHz带宽传输一套节目,数字频道一个8MHz带宽传输5—6套节目,所以在同样一个单位带宽损伤情况下,模拟信号只有一套节目出现故障,而数字信号会直接影响5—6套节目的收看。
(2)网络中传输的虽然都是已调制的高频信号,但数字频道是多电平正交幅度调制(64QAM)的数字调制方式。模拟频道是残留边带幅度调制的模拟调制方式,二者共同点是都有“幅度调制”的特点,对传输网络的幅度线性失真都是非常敏感的。
(3)要全面理解数字频道和模拟频道在传输电平测量上的区别。1)不管是模拟频道还是数字频道,在网络中的传输功率都是相同的,但二者在频道内的能量分布不同,特别是峰值能量的数值差异很大。在测量上,二者的传输电平有不同的表述方式。数字频道是数字信号调制的高频载波,在频道内,能量是相对均匀分布的,各频率处“峰值”相等。测量时用“频道内平均功率”来表示。模拟频道是模拟信号调制的高频载波,频道内功率比较集中分布在“图像载波”和“伴音载波”附近,有明显的峰值,测量时,用峰值处的平均电平表示,所以尽管数字频道与模拟频道传输时功率大致相同,但在测试上数字频道电平要比模拟频道电平低10dB左右。二者差值太小数字频道容易进入非线性状态,除自身信号劣化外,还会干扰网络内模拟频道；二者差值太大,数字频道电平低,载噪比损失大,数字信号也会劣化。或者模拟频道电平的峰值超过网络设备的最大失真范围,信号变劣,还会产生副产物,干扰数字频道。2)每个环节电平控制。网络中传输电平是由光电收发设备、放大器、机顶盒等有源设备,器件的性能,网络拓扑结构、布置,传输节目套数,用户数量等共同决定的,在设计时作了详尽充分的考虑,并在系统图中标定了各关键点的传输电平。所以,按照设计要求,随时控制各关键点的传输电平是网络安全运行的关键,只有如此,才能稳定网络运行。在网络运行维护中,控制各个环节电平,以下几个原则问题应做到:①数字频道与模拟频道的电平是由前端决定的,特别是二者的差值是由前端保证的,所以前端调制器输出电平要严格控制好,随时检测,发现电平差异,立即纠正。②前端输入到光发射机的高频信号电平要认真按设计要求控制,不要因为同轴电缆分配网的某些变化随意提高或降低,同轴电缆分配网的电平调整服从光传输电平。③所有光接收机的输出电平也要按照设计调整,并留有电缆放大器自动控制的余量,用于温度变化补偿,机内各部位的衰减器也要按设计标定的数值安装,因为不同环节的衰减器分别影响非线性失真和载噪比。④原有的模拟同轴电缆分配网不需做大的变动,电平大体可维持正常。偏差太大的,就必须按设计要求重新配置干线放大器,调整电平也要象处理光接收机一样,按要求配置各环节衰减器。光接收机实质上是一台加了光接收模块的干线放大器。用户放大器以下的电缆分配网络调整时以用户获得足够电平、用户之间点评均衡为原则。总之,模拟数字混合传输网各个环节的电平控制至关重要。对于模拟信号,输出信号太高,会造成非线性失真‘出现网纹、交调等；输出信号太低,造成载噪比低,出现雪花、噪点等。而对于数字信号，电平输出过高或过低,都表现为停帧、马赛克或黑屏等。因此,各个环节的电平要控制得当。
2如何检测和处理数字电视故障
(1)初次安装时无法收到数字电视节目,一般由于两个原因:一是有线电视线路故障,维修人员应用数字场强仪测量数字信号电平是否在合理范围内,或者检查连接线接头是否松动,应使各种街头连接牢固。二是因为用户没有将视频线连到机顶盒与电视上,或没有把电视调到AV状态下,这种现象占报修率60%以上。
(2)安装后收台不全,很多频道显示加密状态,多数情况是用户没有弄清数字电视收费政策,只有已付费的频道才能收看,其他需要另外付费的节目虽然可以看到台标但都会是加密状态。
(3)收看时出现马赛克或卡碟的声音,基本是有线电视线路故障,多出在雨雪天或大风天之后,对有线线路进行维修后可以好转。还可能是用户室内有线接头接触不良,现行的方法都是手工完成的,这就要求工作人员在各器件与电缆的连接中不能有丝毫大意,否则将产生电弧及打火现象。当频率较低时阻抗大、信号衰减大,载噪比在25dB以下时,将出现个别频点播出的电视节目出现马赛克或卡碟的声音。
(4)前端机房节目播出频点改变后部分频道无信号,更改播出频点这种问题不会经常发生,但是改动后会给用户收看节目造成不便,如果不重新搜索,部分频道将显示无信号,这时应尽量教会用户如何重新设置新的频点并搜索。也有的机顶盒需要进行软件升级。
(5)如果单个或几个数字频道电平过低,比邻近数字频道低5dB以上,会引起该频道所有节目都无法观看,这时要检查该频道电平比其他频道信号过低的原因。其主要有以下几种故障:同轴电缆屏蔽网接触不良、折断；电缆或插接头的主芯生锈,接触不良；光接点输出故障；致使输出单个或几个数字频道电平过低等。
(6)用户家中线路故障造成有线数字信号线性失真、损耗或反射等,一般有以下几种情况:①用户家中末端几个分头直接拧在一起,而未用分支分配器链接或分支分配器分支口接反；②接头抽芯、松动或屏蔽网线未接,这时需要重新做接头；③同轴电缆老化,芯线氧化腐蚀严重,需要更换同轴电缆线；④机顶盒输入接口连接不良,致使数字信号缺台或马赛克。
［关键词］LabVIEW；数字信号处理；教学；应用
在当前计算机信息技术不断发展的形势下，数字信号作为其中的一部分，与之相对应的数字信号课程也同样占据着非常重要的地位。数字信号是以算法作为主体核心的课程，其自身的理论性非常强，在数字信号的学习过程中，由于书本中的知识点或者是一些概念大多都以一种比较抽象的方式呈现，再加上教学方法和教学手段单一，具有一定的局限性。在这种形势下，数字信号课程的教学质量和水平一直停滞不前，并没有取得良好的成效。在这种情况下，将LabVIEW引入课程辅助教学中，不仅能够让学生以一种简单化的方式来进行知识的学习，而且能够取得良好的教学效果。
一、LabVIEW与数字信号处理
LabVIEW的程序设计与传统文化程序设计相比，具有明显的差异性。LabVIEW在实际应用过程中，主要是利用图形化语言，通过使用功能节点，与图形化自身的程序流程进行有效结合，这样不仅能够利用流程控制结构来对程序功能进行有效的控制，而且能够促使程序在设计过程中，其自身的形象更加直观化。这样一来，能够从根本上简化内存分配、程序调试以及多线程序等程序设计细节，这样能够促使学生在学习过程中，将精力放到问题的实际解决方面，这样才能够保证最终的教学效果。在程序结构的设计和使用过程中，LabVIEW将一个完整的程序分为前面板和程序框图，在实际操作过程中，将前面板拖入图形控件中，就能够以非常简单便捷的方式，实现程序界面的美观性，将其自身的影响和作用充分发挥出来[1]。对于其中的显示控件，可以根据实际情况，对其进行相应的设置，从而实现丰富的曲线、图形以及图象的整体显示。在实际应用过程中，可以发现LabVIEW在GUI以及程序设计过程中，其自身的形象化与Matlab软件之间有非常大的优势。在数字信号处理教学中，LabVIEW能够从根本上实现测量以及自动化的应用数据分析，其自身有非常强大的数字信号处理函数节点，在实际应用过程中，能够发挥非常有效的作用[2]。在实际操作过程中，其自身按照信号生成、运算、滤波器以及其他功能的提供，有利于对这些内容进行切实有效的查找和分析，这些功能在数字信号处理教学过程中，不仅有利于使用，而且能够取得良好的教学效果。
二、LabVIEW与虚拟仪器
虚拟仪器是一种在计算机基础上的自动化测试仪器系统，在实际应用过程中，能够发挥非常良好的作用。虚拟仪器在实际应用过程中，主要是通过自身的软件，将计算机的一些硬件资源与仪器硬件进行有效结合，这样不仅能够从根本上提升计算机自身的处理能力，而且能够促使其自身与仪器硬件的测量以及控制进行有效结合，从而发挥出更多的功能性作用[3]。这样不仅能够从根本上缩小仪器硬件的成本和体积，而且能够通过软件的应用，实现对数据的显示、储存以及处理，以保证最终的处理结果。LabVIEW是美国一家仪器公司推出的虚拟仪器开发平台软件，主要是利用图形化的编程语言，打破了传统软件的局限性。传统软件在应用过程中，基本上都需要相对应地进行程序代码的编写和应用，但是LabVIEW则主要是利用流程图或者是程序框图来实现。这样不仅能够从根本上让编程者感受到强大的图形化编程语言方式，而且具有一定的灵活性。由于自身在实际应用过程中，被广泛应用到各个行业以及领域中，已经逐渐被视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。利用LabVIEW软件有利于建立属于学生自身的虚拟仪器，其自身的图形化界面能够促使学生在接触编程的过程中感受到乐趣[4]。
三、LabVIEW在数字信号处理教学中的应用优势
在实际教学过程中，LabVIEW图形化的语言直觉特性能够让学生保持高度集中的注意力，将注意力全部放在被教授的理论知识上，而不是在文本工程软件应用开发的基础上，将关注点全放在编程的一些细节方面。将LabVIEW应用到数字信号处理教学中，不仅能够促使学生在短时间内对基础理论知识进行深入的了解和学习，而且能够让学生适当地开发出一些复杂的应用程序，对学生的理论知识学习以及动手实践操作能力的提升来说，都有非常重要的作用[5]。在LabVIEW的应用过程中，教师要注重将课本上一些理论性比较强的知识转换成为直观性比较强的知识，这样不仅有利于学生的理解和认识，而且能够加深学生对理论知识的印象。促使学生在保证积极性和学习主动性越来越高的同时，能够取得良好的学习效果，促使数字信号处理教学的整体质量和水平能够有所提升。
四、LabVIEW在数字信号处理教学中的实际应用分析
（一）滤波器的设计与应用
数字滤波器的设计是数字信号处理教学实施过程中的重点教学部分，同时也是教学过程中的难点部分，对学生的学习来说，很容易形成一定的阻碍影响。在对滤波器的设计过程中，由于其自身的整个过程运算量比较大，并且要根据实际情况的不同，对滤波器进行设计，从而达到不同的滤波效果，在实际应用过程中，才能够将其自身的影响和作用充分发挥出来，达到最优的设计水平[6]。在这种形势下，如果利用LabVIEW软件来进行计算机的辅设计，不仅能够从根本上减少计算量，而且能够实现快速有效的滤波器数字设计，帮助学生将一些抽象的知识以一种直观简单的方式呈现出来，在保证学生学习兴趣不断提升的同时，从根本上保证数字信号处理教学的整体质量和水平有所提升。在LabVIEW实际应用过程中，结合滤波器的形成原理，设计的FIR滤波器前面板以及后程序框图，前编面板主要利用在显示方面，对各种控件进行切实有效的操作，对相关的参数进行设置，对滤波器的类型以及窗函数进行选择，在保证滤波器自身的价值充分发挥出来时，能够从根本上起到良好的教学辅助作用。在实际的设计过程中，可以利用控制前面板上开关或者是按钮，通过键盘以及鼠标的操作，将其自身与滤波器的幅频、相频特性进行有效结合，促使其自身能够满足设计的整体需求。在实际设计过程中，可以对参数以及滤波器类型进行切实有效的调整和分析，根据实际情况采取有针对性的措施，在保证能够达到最佳效果的同时，促使学生在学习过程中更容易地接受一些难点[7]。
（二）信号的频谱分析
在数字信号处理教学的实际开展过程中，在对数字信号进行分析的时候，基本上可以从两个方面来进行，其中包括时间域、频率。有些在时间域方面表现出的复杂信号在转换到频率域时可能会比较简单，比如说在实际应用过程中，混合了几种不同频率的正弦信号，在时间域中其自身的波形是没有办法按照科学合理的流程来展示的，经常是以一种没有序列的方式呈现。但是一旦转换到频率域中，就是非常简单的几根谱线，所以在这种形势下可以看出，信号的频谱分析在数字信号处理中占据着非常重要的地位。离散傅里叶变换是对数字信号频谱分析的一种有效工具，吸收LabVIEW语言有利于对离散信号的频谱分析[8]。在整个过程中，学生可以通过对相关参数进行调节，直观地看出离散傅里叶在实际变换过程中的作用。其自身存在的频谱泄露现象以及栅栏效应，能够从根本上加深学生对数字信号处理等相关理论知识的印象。
（三）声音的现场采集
在数字信号处理教学的实施过程中，为了从根本上保证学生在学习过程中的有效性，就需要将LabVIEW应用其中，将其自身的影响和作用充分发挥出来，在保证充分调动起学生积极性和主动性的同时，有效地提高数字信号处理教学的整体质量和水平。在进入课程教学阶段之后，为了说明信号与实际生活之间的密切联系，在LabVIEW的应用过程中，通过对其进行简单的设计和分析，可以利用PC的声卡和麦克风实现在教学课堂现场的声音采集，并且利用多媒体技术将声音采集后的内容显示在投影仪上。在实际应用过程中，由于采集的是实际信号，并且其自身是处于连续动态实时显示的形势下，学生可以直接以枝干的形式看到信号的具体形态特征。这样不仅能够从根本上激发起学生的学习兴趣和学习积极性，而且能够意识到信号在生活中的重要性和必要性。无论是对学生的学习还是数字信号处理教学的整体质量和水平来说，都有非常重要的作用。
综上所述，LabVIEW在数字信号处理教学过程当中的实际应用，不仅能够从根本上调动起学生的学习兴趣和学习积极性，而且能够保证数字信号处理的整体教学质量和水平有所提升。将LabVIEW应用到数字信号处理教学中，能够将原本比较复杂难懂的知识以一种简单的方式呈现出来，让其能够成为数字信号处理教学中非常有效的辅工具，将其自身的影响和作用发挥出来，为数字信号处理教学的质量提升提供保障。
作者:何海浪 黄乘顺 单位:邵阳学院信息工程系
参考文献：
［1］张易知，肖潇，张喜斌，等.虚拟仪器的设计与实现［M］.西安：西安电子科技大学出版社，2010-02.
［2］谢启，温晓行，高琴妹，等.LabVIEW软件中菜单形式的用户界面设计与实现［J］.微计算机信息，2010（9）.
［3］谭勇.LabVIEW在数字信号处理课程教学中的应用［J］.中国现代教育装备，2012（8）.
［4］姜利英，张艳.LabVIEW在数字信号处理教学中的应用［J］.中国电力教育，2011（9）.
［5］马永力.LabVIEW在数字信号处理中的应用［J］.科技广场，2010（7）.
［6］蔡小庆，鲁小利，王菊，等.仿真软件在《数字信号处理》教学中的应用［J］.信息技术与信息化，2015（3）.
论文摘要：文章介绍了数字通信系统的技术特点，并与传统的模拟信号对比阐述了数字信号的优势，然后对数字通信系统的应用方法进行浅析。
一、数字通信系统
数字通信是指用数字信号作为载体来传输信息，或者用数字信号对载波进行数字调制后在传输的通信方式。它的主要技术设备包括发射器、接收器以及传输介质。数字通信系统的通信模式主要包括数字频带传输通信系统、数字基带传输通信系统以及模拟信号数字化传输通信系统三种。
数字信号与传统的模拟信号不同，它是一种无论在时间上还是幅度上都属于离散的负载数据信息的信号。与传统的模拟通信相比其具以下优势：首先是数字信号有极强的抗干扰能力，由于在信号传输的过程中不可避免的会受到系统外部以及系统内部的噪声干扰，而且噪声会跟随信号的传输而进行放大，这无疑会干扰到通信质量。但是数字通信系统传输的是离散性的数字信号，虽然在整个过程中也会受到的噪声干扰，但只要噪声绝对值在一定的范围内就可以消除噪声干扰。其次是在进行远距离的信号传输时，通信质量依然能够得到有效保证。因为在数字通信系统当中利用再生中继方式，能够消除长距离传输噪音对数字信号的影响，而且再生的数字信号和原来的数字信号一样，可以继续进行传输，这样一来数字通信的质量就不是因为距离的增加而产生强烈的影响，所以它也比传统的模拟信号更适合进行高质量的远距离通信。此外数字信号要比模拟信号具有更强的保密性，而且与现代技术相结合的形式非常简便，目前的终端接口都采用数字信号，同时数字通信系统还能够适应各种类型的业务要求，例如电话、电报、图像以及数据传输等等，它的普及应用也方便实现统一的综合业务数字网，便于采用大规模集成电路，便于实现信息传输的保密处理，便于实现计算机通信网的管理等优点。
要进行数字通信就必须进行模数变换，也就是把由信号发射器发出的模拟信号转换为数字信号。基本的方法包括：首先把连续形的模拟信号用相等的时间间隔抽取出模拟信号的样值。然后将这些抽取出来的模拟信号样值转变成最接近的数字值。因为这些抽取出的样值虽然在时间进行了离散化处理，但是在幅度上仍然保持着连续性，而量化过程就是将这些样值在幅度上也进行离散化处理。最后是把量化过后的模拟信号样值转化为一组二进制数字代码，并最终实现模拟信号数字化地转变，然后将数字信号送入通信网进行传输。而在接收端则是一个还原过程，也就是把收到的数字信号变为模拟信号，通过数据模变换再现声音以及图像。如果信号发射器发出的信号本来就是数字信号，则不用在进行数据模变换的过程，可以直接进入数字网进行传输。
二、数字通信系统的应用
数字通信系统的关键性技术包括编码、调制、解调、解码以及过滤等。其中数字信号的调制以及解调是整个系统的核心也是最基本、最重要的技术。
数字调制是通过对信号源的编码进行调制，将其转换成为能够进行信道传输的频带信号，即把基带信号（调制信号）转变为一个高频率的带通信号（已调信号），而且由于在传输过程中为了避免信息失真、传输损耗以及确保带内特性等因素，在进行信号进行长途传输以及大规模通信活动时必须对数字信号进行载波调制。现阶段的数字信号调制主要分为调幅、调相以及调频三种。调幅是根据信号的不同，通过调节正弦波的幅度进行信号调制，目前最常见的数字信号是幅度取值为0和1为代表的波形，即二进制信号；调相是由于载波的相位受到数字基带信号（调制信号）的控制，通常情况下载波相位和基带信号是保持一致的，例如二进制基带信号为0时，载波相位相应也为0；调频是利用数字信号进行载波频率的调制。解调就是讲载波信号提取出来并经过还原得到信息的过程，它是调制的逆过程也被称为反调制。目前解调的类型分为相干解调和非相干解调两大类。数字通信的质量通常用信息传输速率、符号传输速率以及消息传输速率这三个指标来衡量。对于数字通信系统的性能指标通常用信息传输速率、符号传输速率以及消息传输速率这三个指标来衡量。
通信系统向数字化时代的转变就是要从有线通信想无线通信，从公用移动网络到专用网络，从而实现全球化的数字通信理念。而且通过现有的综合业务数字网络为基础，通过一个多用途的用户网络接口就可以轻松实现信号发出端到接收端全程数字传输与交换的新型通信网。利用这种新型技术可以扩充通信业务的范围，而且还具有更加经济以及灵活的特点，能够与现有的计算机互联网、多媒体信息网、公共电话网以及分组交换数字网等进行任意转换。随着数字通信设备的发展和不断完善，利用微处理技术对数字通信系统的信号进行转变，还能够使设备更加灵活的应用到各种长途以及市话当中。由于长途通信线路的投资远大于终端设备，为了提高长距离传输的经济性，未来高度、大容量的数字通信系统也将成为主流趋势，而且随着数字集成电路技术的发展，数字通信系统的设备制造也越来越容易，成本更低、可靠性也更高。
三、结束语
数字通信系统是一种全新的利用数字信号进行消息传输的通信模式，伴随着社会的不断发展，数字通信的应用也已经越来越广泛，在我们日常生活中的电脑、手机上网、视频电话、网络会议以及数字电视等都是通过数字通信系统来进行信号传输的，而且由于社会的发展人们对各种通信业务的需求量也在逐渐增加，在光纤传输媒介还没有完全普及以前，数字通信系统主要是利用电缆、微波等有限的媒介进行传输，但目前光纤技术的发展无疑将会推动数字通信的发展。随着数字通信系统也正在向智能化化、高速度以及大容量的方向迅速发展，相信在未来数字通信系统将会取代传统的模拟通信系统而成为主导。
参考文献：
[1]张英.微处理机实现的数字通信[j].电子技术应用，2005.
[2]张晓林.电视数字通信[j].图书馆杂志，2005.
[3]王金保.通信基本知识[j].华北电力技术，2005.
关键词数字信号处理；教学改革；实验课程；MATLAB；工程教育专业认证
中图分类号：G642.0文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2017）24-0156-03
1引言
工程教育專业认证是一种以培养目标和毕业出口要求为导向的合格性评价，是国际通行的工程教育质量保障制度，也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。工程教育专业认证的核心就是要确保工科的专业毕业生达到行业认可的既定质量标准要求。目前，工科的教育实践重理论轻实践，重视知识学习而轻视开拓创新能力的培养，强调个人能力而忽视团队协作精神，缺乏解决复杂工程问题能力的培养。因此，有必要结合实践教学改革，解决学生培养中有待解决的问题。
数字信号处理是目前电子信息专业的一门核心基础课，是信息类及相关专业人才培养的重点课程。无论是无线通信系统的发展，还是数字消费电子市场的发展，在人工智能、模式识别等诸多方面都离不开数字信号处理技术。因此，无论是对学生今后的就业，还是继续深造从事相关研究，学好数字信号处理这门课程都是至关重要的。通过本课程的学习，要使学生建立数字信号处理的基础理论知识体系，掌握常用的基本分析方法和分析工具，为从事通信和信息处理等方面工作和研究打下基础[1-3]。
然而，本课程的理论性强，原理抽象复杂，公式及推导烦琐，令人感觉枯燥难懂，学生大多对这样的课程兴趣不高，课堂效率较低。对于这样一门理论性和实践性要求均较强的综合课程，如何有效地组织课堂教学内容并适当地增加实践环节，使学生打好理论基础的同时提高应用型技能，实现在做中学，是值得探讨和需要解决的关键问题。
为此，本次实践型教学改革研究探索主要针对该课程的设置特点，参照培养目标、毕业要求和教学大纲，协调相关课程，积极进行教学内容改革，开发出既有利于夯实学生基础，又能提高学生解决实际问题能力的教学计划和课程教案。为提高课堂教学效率，采用多种教学方式相结合，使表现形式更加丰富、生动和直观，以此来吸引学生的学习注意力，激发学生的学习兴趣。根据课程内容和学生特点，在教案中制定具体方法步骤，增加个性化和前沿内容。同时，增加适当的专题报告，一方面作为教材内容的补充，另一方面有利于多样化教学。在此基础上扩大学生知识面，提高学生专业素养以及实践能力，培养学生分析问题和处理问题的能力。增加应用型和实例型作业，开发设计与教材相配套的练习题。教师结合承担的相关科研工作，向学生介绍该学科领域近年来取得的一些新成果、新进展及新技术，鼓励学生参与教师科研，以此培养学生的科研能力。此外，制订合理的考核计划以及考核内容，建立与之相适应的评价体系和反馈机制，全面检验学生学习和教师讲授效果，并持续改进以实现教与学的最优化。
2教学设计改革探讨
数字信号处理主要内容包括离散时间信号与系统的时域分析、频域分析，离散傅里叶变换，快速傅里叶变换，数字滤波器的设计，数字滤波器的结构和多采样率数字信号处理。通过该课程的学习，能够让学生掌握基本概念和基本分析方法，在此基础上建立数学模型，用于解决计算机信息处理的实际问题。长期以来，本课程的课堂教学形式主要采用板书式单一教学方式。教师板书推导、讲解，学生课堂上听教师讲，课后通过完成作业来巩固课堂学习的内容。在这种学习情境下，学生的时间和精力被繁杂的计算推导所占用，而未必能理解解题背后的正真意义。此次实践型教学改革探索的具体教学设计思路如下。
通过协调相关课程，整合教学内容，拎主线、抓关键，去粗取精主要阐述离散系统、频谱分析及滤波的基本原理和方法，用实用、易懂的理论推导并讲解，通过实例对数字信号处理相关的基本原理和方法进行全面介绍，增加专题讲座和前沿动态介绍以及实用案例教学，从而使学生掌握离散系统和离散信号的基本特性，掌握离散信号各种变换、数字滤波的基本方法，掌握数字滤波器的设计以及数字滤波器的特点，并且能够灵活运用这些理论知识解决实际问题。
丰富教学手段和方法在讲授过程中可采用启发式教学、讨论式教学、多媒体示范教学等方法，互相补充、扬长避短，激发学生兴趣，吸引学生主动学习。对于一些公式的推导，逻辑性和推理性强，如果采用多媒体教学的话，PPT翻新太快，学生来不及思考。因此，这部分内容采用板书，把握好学生节奏，逐步推理。对于难以接受的抽象概念，学生需要形象直观地认识。教师利用多媒体教学手段和仿真软件进行图形和动画展示，在提高学生兴趣的同时，使难以理解的内容通过形象化的界面给学生留下深刻印象。
此外，在整个教学过程中，如果自始至终都由教师来讲，会比较枯燥，因此尝试选择一些较为简单的章节让学生来讲解。学生通过准备和制作课件，加深对理论知识的了解，激发学习的兴趣，也培养了表达能力。教师在此基础上对学生所讲的内容进行点评并补充。这样一方面会调动学生的积极性，充分做好预习工作；另一方面，自己的同伴当小老师对于学生来说是新奇的，更容易激发学习兴趣。
实验与教学相互补充、相辅相成对于一些基础性、验证性实验可以穿插在教学过程中进行，以多媒体的方式展现，这样既可以加深学生对理论知识的理解，又能节省实验课时，腾出时间增加一些设计性、综合性实验，培养学生灵活应用所学知识解决实际问题的能力，以适应实践型需求；设计一些复杂性的工程问题，通过学生组队完成，不仅可以提高学生解决问题的能力，而且能够培养学生的团队合作能力。
合理布置作业与充分利用第二课堂合理布置作业，注重完成效果，安排时间进行课外答疑与辅导工作。通过组织学生参加实践活动，参与学术水平较高、实践经验丰富的专业教师的研究課题，培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力和创新精神；充分利用课后时间调动学生自主学习，跟踪分析完成情况，并反馈到教学中。
3实验课程改革探索
数字信号处理实验课程是对课堂教学的补充和提升。目的是通过各类实验，加深学生对课堂所学理论知识的理解，通过案例，编写MATLAB程序来解决信号分析和处理问题。之前所设置的实验都是简单单一的实验项目，很难让学生将理论很好地联系到实际应用中，因此非常有必要对实验模式进行改革，建设综合实验体系。根据该课程的内容特点和教学目的，科学合理地设置实验项目，制订基础型、提高型、研究型三层次的实验教学方案[4-5]。
基础型实验主要是一些验证性实验，包括时域离散信号和系统时域分析、时域离散信号和系统频域分析、离散傅里叶变换、快速傅里叶变换。每个实验对应课程的一部分基础理论内容，主要用于巩固和理解数字信号处理基础理论，用以帮助学生加深对知识点的理解，明确具体的实验过程，这些可以在学生预习环节完成。
提高型实验包括数字滤波器设计实验，有IIR数字滤波器设计、FIR数字滤波器设计等。这些具体的信号处理实例能够加强学生对滤波器基本理论的理解和实践能力，这部分内容作为课堂验证实验。
基于项目的研究型实验设计有一定的开放性，能够让学生对各个知识点都融会贯通，又能提高工程实践能力和团队合作精神，为以后就业从事相关的工作做好准备。这类实验主要由教师课后指导，学生组队完成。
实验考核方式也做了相应调整，分别是基本实验和综合能力两部分。基本实验又基于实验过程和实验结果两个方面进行评分：每次实验结束前以提问的方式对实验过程的关键要点进行考核，依据回答情况给出实验过程得分；在实验结束后，学生需完成实验报告，分为预习报告和实验报告，依据实验报告的撰写情况给出实验结果考核分数。
综合能力考核用于考查学生综合应用该课程知识与方法的能力，通过项目设计和小论文两方面进行考核。依据设计的项目和提交小论文的原创性、新颖性和现实意义等给出综合能力分。
按照以上实验课程改革思路实施教学改革，既可以加深学生对基础知识的掌握和巩固，又能培养学生对所学知识的综合应用能力，使学生更加直观地领会常用的基本分析、设计方法和处理结果，有利于调动学生的学习积极性和兴趣，提高解决复杂工程问题的能力，培养适应社会需求的实践型人才。
4多层次的考核激励与持续改进机制的建立
为提高学生的综合素质和实际应用能力，培养创新精神，应同时建立相应的多环节综合考核评价机制，全面检查学生各方面综合能力。改革本门课程原有笔试为主的考核方式，增加出勤成绩、作业成绩、实验成绩组成，综合表现、第二课堂评价成绩等，采用多层次评价以体现学生的综合素质。同时，建立评价体系和反馈机制，将阶段性效果反馈至教学中，对教师的授课内容、授课方式、实验内容以及综合设计等进行不断总结和调整，逐步实现教与学的最优化。
5结语
针对工程认证背景下数字信号处理课程教学过程中存在的问题与不足，提出基于实践的教学改革思路。此改革探索以理论为基础，优化实践与考核方式，注重培养学生的应用能力、团队合作能力及系统工程能力。这种教学改革模式将理论学习与实践训练相结合，有利于培养学生独立思考、分析问题与解决问题的能力，加强合作和沟通技巧，促进综合实践与创新能力，有助于高层次工程技术人才的培养。
参考文献
[1]熊美英，谢水珍.《数字信号处理》课程教学改革研究[J].科技资讯，2016，14（27）：70.
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[3]陈俊杰，周晖.数字信号处理课程教学改革初探[J].中国教育技术装备，2016（12）：99-100.
[4]何朝霞.数字信号处理实验教学改革的探索[J].实验室科学，2015，18（3）：103-105.
【关键词】“数字信号处理”；课程改革；数字化学习环境
0 引言
DSP学科的基本理论是基于经典的数值分析技术和20世纪40～50年展起来的采样理论，从1969年第一本《数字信号处理》专著出版，《数字信号处理》课程陆续在一些世界著名大学开设。随着电子技术的发展，该课程教材内容发生了很大的变化，教学的对象也从研究生课程或本科选修课变成专业基础必修课。目前，国内所有大学面向电子信息、通信和计算机应用等专业的本科生都开设了《数字信号处理》课程，主要内容为确定性数字信号处理的概念和方法。该课程的特点是理论性很强，突出数学分析，工程概念薄弱[1]，学生学习起来比较吃力。为适应电子技术的发展，使学生所学尽可能的与社会发展接轨，对数字信号处理这一课程进行改革势在必行。
随着现代教育技术的发展，数字化学习成为一种接受教育的新方式，它包括了新的沟通机制和新的人与人之间的交互作用。本文讨论在新形势下，如何充分利用数字化学习资源，改变以往静态的演示性教学方式，建立新的沟通机制；改变传统课堂教学的目的和功能，强调个性化学习，提高教学效果。
1 数字化学习环境的特点
数字化学习（e-Learning）是一种以数字技术为主要特征的学习方式。美国教育技术首席执行总裁论坛在2000年6月召开的以“数字化学习的力量：整合数字化内容”为主题的第三次年会中，已提出了“数字化学习”的观念[2]。随着信息技术的日新月异，数字化学习资源越来越丰富，从数字音频、数字视频、多媒体软件、网站、在线学习管理系统、计算机模拟、在线讨论、数据文件及数据库等等，到近年来大规模网上公开课、微课，慕课的兴起，信息技术与教育联系得越来越紧密。数字化学习的主要目的是提高学生学习质量和效率，培养学生的创新思维和终身学习能力。而目前，在校大学生数字化学习的理念和应用水平还处在初级阶段，甚至有相当比例的学生在观念上仅把网络等媒体作为检索信息、通讯和娱乐的工具，而对其蕴含的学习功能却没有充分认识[3]。
在数字化学习环境中，学习模式也发生了重要的变化，主要体现为以下几点：
（1）学习者的学习讲不仅仅依赖于传统的教师的讲授与课本的学习，而是利用数字化平台和数字化资源，由依赖书本学习转向利用资源学习，形成新的沟通机制。
（2）由按部就班的线性学习转向具有个性特征的非线性学习。
（3）由死记硬背式的学习转向主动建构性的学习。
（4）由依靠教师的学习转向主动学习。
学习方式的变革以及信息学习环境的支持为学生形成良好的认知结构，培养创新意识提供了理想的条件，激发学生的学习主动性。
2 课程教学模式改革
2.1 转变课堂教学模式
传统的课程教学中，老师主要起到引领的作用，老师对课程内容的热情比较难通过单方面的讲授传达给学生，激发期学生的主动性。在数字化学习环境中，学习资源非常丰富，各学科都可以利用学习资源进行自主学习，教师可以将数字化学习资源与课堂教学进行结合，提高教学效果，同时还能够促进学生对数字化学习资源的使用，提高学生的信息素养，培养终身化学习能力[4]。
具体在授课过程中，充分利用网络和相关技术，给教师和学生提供一个新的双向交流环境，重视教学的过程。在课前课后，通过网络，给学生提供预习自学、课后复习的平台，针对每一课的目标、重点，提出问题，由学生自己动手，亲自寻找答案，得出结论反馈给教师。在主动探究学习的过程中，“问题”是学生学习的重要载体，问题的设置可以灵活多样，与生产生活联系紧密，激发学生的学习兴趣。比如：绪论课时，请同学们讨论信号处理在实际生活中的应用；后续增加“幽默讲卷积”、“怎样理解傅里叶变换”、“信号频谱的概念与意义”、“频谱分析中窗函数的使用”等专题讨论。教与学的整个环节都强调利用资源而不仅仅依赖书本，指导学生利用计算机网络、多媒体、专业内容网站、信息检索、电子图书馆、远程学习与网上课堂等建立新的沟通机制。课程的授课形式是教师课堂上讲授，但教师会提供十分丰富的课程资料，教师会出现在网络讨论平台和其他媒体上；同时，也鼓励学生们课后通过讨论模块互相交流，展现自己。
2.2 加强学生学习能力培养
学生的思想不是一个需要填充的容器，而是需要点燃的木头，只有通过老师和学生的积极交流，而不是简单地授课填充学生的脑袋，才能点燃他们的创造力、想象力和解决问题的能力。传统的课程教学教师与学生的交流仅仅局限于课堂上，课后答疑以及作业，考试环节的反馈，数字化资源与课堂教学的结合的新模式下，通过教师的“导学”作用，倡导学生基于数字化学习环境下的自主探究性学习，由按部就班的线性学习转向非线性学习。利用数字化资源，教师、学生之间开展协商讨论、合作学习，并通过对资源的收集利用、探究知识、发现知识、创造知识、以及展示知识的方式进行学习[5]。
课程实验是学生们动手能力，综合能力培养的平台。以往的实验中，由于采用Matlab软件仿真方式，学生往往满足于编写和理解程序，而不是将精力放在实验结果的分析和理解上；在较短的上机实验时间内，学生仅能完成指定算法的验证，无法根据自己对概念的理解，通过尝试改变算法的实现方式，加深对概念本身的理解等问题。因此，本文研制了基于Matlab的《数字信号处理》实验教学系统（图1），旨在充分利用Matlab软件在可视化编程和数值计算方面的优势，详细生动地揭示数字信号处理理论的物理实际意义，丰富教师的教学手段，提高学生学习质量。该系统既可以在理论教学课堂上演示课程中比较重要的概念，同时也可以安装在实验室的计算机上，同学们动手操作，观看演示结果，增加对实验的感性认识，然后再做编程调试，提高同学们的兴趣。
通过对数字化教学资源的真正利用，彻底摆脱死记硬背，激发学生的学习与发现的兴趣，进而培养学生自主学习能力。在这个过程中，以学习小组，实验团队的形式，通过小组成员间的交流讨论，增强学生的团队合作精神和创新意识[6]。
2.3 建立新的评价模式
目前，课程采用的考核方式是传统的平时成绩占10%，实验成绩占20%，期末卷面成绩占70%的形式。平时成绩主要由上课考勤和平时作业组成，而考勤“代答”和作业抄袭现象迟迟无法完全杜绝，这就降低了平时成绩的公正性和真实性。笔试中，由于课程涉及到的数学计算相对复杂，很多学生死记硬背数学公式，无法真正考察学生对课程内容的掌握理解程度。所以，此次教学改革对课程考试方式作了改变，具体做法为：①评价过程分散至学习过程，并且脱离形式化。学生将在条件许可的情况下，尝试自己的新想法。尝试不同学习小组的成员，作业互评机制，使学生为自己的学习承担更多的责任。希望学生们积极参与到全面数字化资源中来，而并不只是依照传统的学习方法参与到这门课的学习中来。广泛使用课堂作答、小论文等考核方式，将学生在平日中提交的小论文、课堂讨论及作业得分计入总分的分值适当提高，在一定程度上保证成绩的真实性、公正性，以此来充分调动学生自主学习的热情[7]。②笔试以开卷考试为主，题目设计应灵活，出题原则遵循减少死题目，增加活操作；减少死记忆，增加活分析、活应用，促进学生的应试技巧由死记硬背转向融会贯通。课程将十分强调学习小组以及利用社会媒体，建立个人学习网络和学习小组。课程任务包括：学生建立自己的电子学习档案，里面有文本，声音，视频，链接等等，根据自己的选择创立。这个电子文档将储存与本课程相关的资料，也能通过一定的数字方式呈现出来。教师授课过程中，学生会根据课程主题完成电子学习档案的建立，并有计划地将数字化应用到自己的档案当中，这些都会在学生的评分中体现出来。
3 结束语
本文讨论了数字化学习环境下，“数字信号处理”课程教学模式的转变，为探究性学习搭建了一种交互的学习情境。改变了以往单纯课堂教学方式，满足了学生主动探究的需要，从而促进学生产生积极的学习行为和建构性的学习过程。通过建立数字化学习的沟通机制，满足多元化的学习需要。通过资源整合，问题驱动，学法指导，分组竞争形成新的教学模式，激发学生的学习热情就，提高教学效果。
数字化学习的兴起和发展将促进学习方式的转变。教育信息化、全民化的进程从一校、到全国再到全球；教育也从单一模式、单一地域向多模式、全球化发展。在全面数字化资源环境下，学生使用数字终端，在教师的组织、帮助和指导下进行自主学习、探究学习和合作学习，让学生拥有学习方法的选择权。数字化学习不能取代课堂的教育，但作为一种强大的辅助工具必将深深影响课堂教学的模式。
【参考文献】
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[2]杨曼，王运武.中国数字化学习资源研究综述[J].中国医学教育技术，2014，10，28（5）.
[3]谢舒潇，吴芸，谢雨萌，李招忠.在校大学生数字化学习特征调查与分析[J].理论探讨，2005（6）.
[4]任锁平，刘瑞儒.数字化学习资源应用现状的个案研究：以延安大学为例[J].中国医学教育技术，2012，8，26（4）.
[5]章国英，张燕，施称.数字化学习环境及学习过程的优化[J].现代教育技术，2009，19.
关键词：创新人才；数字信号处理；教学方法；探索
“数字信号处理”课程是工科信息类专业的一门专业基础课，我院电子信息科学技术专业和电子信息工程专业以及特色试验班开设了这门专业基础课．我们选用的是丁玉美主编的《数字信号处理》教材．由于这门课程，理论内容比较多，概念比较抽象［1，2］，因此对于学生来说理解和掌握起来比较困难，此课程是在“信号与系统”课程的基础上进行的，数学概念多，如果学生在“信号与系统”课程中掌握和理解的知识不牢靠，对本课程的学习将会更加吃力，需要我们积极的探索更加有利于学生的科学教学方法和实践方法．本文结合我院电子信息专业特色实验班的“数字信号处理”课程教学和教改工作，分析了本课程存在的一些问题，探索更加有益于教学的教学方法，并通过对比采用本文的教学方法前后特色试验班学生的成绩，实践表明采用本文提出的教学方法，可以提高特色试验班“数字信号处理”课程的教学质量，取得了比较好的效果，为其他专业课程的教学研究提供了有意义的研究方向．
1“数字信号处理”课程教学存在的问题
随着信息化技术的发展，数字信号处理的发展也日新月异，理论和技术方面不断创新，成为多学科相互连接的桥梁和纽带［3－5］．要使“数字信号处理”课程的知识内容跟上时代的发展，必须克服在当前的教学教改中存在的一些问题．根据当前教学实际，我校特色试验班主要存在以下一些基本的问题，急需探索新方法进行解决．（1）数学知识的基础不牢靠影响学生对本课程的学习和运用，需要学生对数学的基础知识熟练掌握．由于本课程的许多内容和实际的工程应用直接相关，充分运用好信号处理的知识，需要使用数学工具对实际工程中的一些采集的数据进行分析和处理．（2）特色试验班学生许多是从其他的非电子类专业中招收的学生，甚至是招收其他学院的学生，因此特色实验班中的学生对电子信息方面的基础专业课程的基础知识掌握参差不齐，比如“信号与系统”，这门课程是“数字信号处理”的前置课程，使“数字信号处理”课程的教学难度加大．（3）“数字信号处理”课程的部分内容和其他课程的内容有一定的重复，比如“信号与系统”课程等，存在重复浪费教学资源以及教师之间缺乏沟通等问题，需要对特色实验班的课程进行整合优化，提高不同专业背景的特色实验班学生的学习效率．（4）“数字信号处理”课程的概念抽象，难于理解，需要探索比较形象化的教学方法来提高教学质量．（5）“数字信号处理”的教学内容比较多，但是特色实验班安排的课时有限，需要探索合理的进行主要教学内容的教学方法．
2“数字信号处理”课程教学方法研究
针对我校特色试验班学生存在的一些基本问题，本文探索了一些教学方法，并在特色试验班中进行了相关的教学，主要体现在以下几个方面：（1）加强数学基础知识的引导，采用形象化的教学方法．针对特色试验班学生的数学基础参差不齐的问题，我们在教学的过程中，进行相关基础知识的引导，补充了相关的知识点，给学生提醒一些参考内容，使这部分学生能够课前学习相关的数学基础，不至于使学生因本课程涉及的数学基础知识不足而不能掌握本课程的内容．同时，我们针对课程中的数学公式多而且概念抽象的特征，提出了采用形象化的教学方法，将复杂的数学公式形象化，将抽象的概念形象化，我们通常考虑运用波形图或者框图的方法来实现形象化．例如在涉及到数学公式：f1（t）＝a0＋∑∞n＝1（ancosw1t＋bnsinw1t）的讲解过程中，就采用框图标定其中的分量的方法来加强理解，如图1所示．又比如我们在“数字信号处理”课程教学过程中由于FFT变换的理解比较困难，可运用相关软件，演示将一正弦信号进行FFT变换前后的波形图进行对比，让学生更加清晰的理解FFT变换的内涵和物理意义．（2）整合优化两课程的教学内容，避免重复教学，优化教学资源．对于特色实验班学生的这两门课程可考虑合并为一门课程，安排好教学内容，提高教学质量．由于两课程之间存在一定的重复，不仅理论教学方面存在重复，而且实践教学也存在相关问题，本文提出了优化两课程的整合方案，节约了大量的教学时间．优化整合两课程后的教学内容如表1所示．（3）注重理论联系实践，结合科研，注重电信专业的专业需求．“数字信号处理”课程的内容学习，要充分考虑特色试验班学生专业的知识结构特点，重点讲授在电子信息领域实用性强的内容．着重培养特色试验班学生理论联系实践的动手能力和创新能力．我们在针对特色试验班的教学过程中加入了适当的实践环节，主要运用Matlab软件以及origin软件进行相关信号的处理与分析．比如我们在实验环节加入了横向项目：中石化武汉分公司水力除焦监测系统研究的内容，对采集信号进行分析处理，可以用MAT－LAB编写相关程序进行FFT变换，提取信号的特征，分析信号的频谱特性，如图2所示，通过运用MATLAB得到的采集的声信号频谱图．通过实际项目，让学生深刻体会本课程的工程应用，加深对理论知识的理解，也可培养学生的学习热情，从而提高教学质量．（4）加强对“数字信号处理”课程虚拟网络实验室的建设，充分利用网络资源．为提高特色试验班学生的数字信号处理课程的教学质量，充分利用网络资源，建立了数字信号处理网络虚拟实验室．了数字信号处理课程虚拟实验室主要由身份验证、网络课堂、网络测试以及实验方案几个模块构成，提供登陆管理、作业管理、作业提交、远程实验、实验范例、实验论坛等栏目和功能，供学生网络学习使用．（5）加强我校特色试验班“数字信号处理”课程的双语教学，提高学生综合竞争力．
3结语
我校特色试验班的“数字信号处理”课程虽然存在一些问题，但是运用本文探索和研究的教学方法，极大提高了学生学习的积极性和主动性，提高了学生实践分析能力，培养了创新能力，使“数字信号处理”课程的教学质量明显得到提高．
作者:钟东 陈春 单位:湖北科技学院电子与信息工程学院 湖北科技学院体育学院
参考文献：
［1］OppenheimAV，SchaferRW，BuckJR．Discrete－TimeSignalProcessing［M］．SecondEdition．Prentice－Hall，Inc，1999．
［2］SanjitKMitra．DigitalSignalProcessing－AComputer－BasedApproach［M］．ThirdEdition．TheMcGraw－HillCompanies，Inc，2005．
［3］高军萍，王霞，李琦，等．数字信号处理课程教学改革的探索与体会［J］．南京：电气电子教学学报，2007，29（2）：19－21．
论文摘要：采用目前业内最先进的网络视频监控技术和周界报警技术来组建长距离输油(气)管道的安全监控系统。在各工艺站场内部布设网络摄像机，在站场围墙上布设红外对射探头，并实现红外报警和视频监控联动，通过管道mstp光传输网将信号传给调控中心，实现视频图像的同步调看和远程控制。
1概述
为满足长输管线安全生产和 科学 系统化管理的需要，对意外情况能迅速做出准确判断和处理，拟在管道沿线建设安全监控系统，及时地把生产设备运行状况和险情图像资料传送到各站场控制室和管道调控中心，使险情或隐患被扼制在萌芽状态，确保人员生命、财产安全。
2方案选择
根据现场条件及工艺站场的实际需求，并充分考虑技术的实用性，管道安全监控系统主要采用视频监近系统和周界报警系统来组网。
2．1视频监控系统
视频监控系统的应用目前主要有三种形式：模拟视频监控、基于微机平台／嵌入式系统的(半)数字视频监控和基于网络视频服务器技术的数字化网络视频监控。
2．1．1模拟视频监控系统(第1代监控技术)视频信号采用同轴电缆进行传输，并由模拟矩阵主机进行信号处理。从摄像机到控制主机再到录像机、监视器，全部以模拟视频信号进行传输与图像存储。而控制信号以数字信号进行传输。
2．1．2半数字视频监控系统(第2代监控技术)1)基于微机平台的dvr(第2代监控技术)。dvr系统采用微机和windows平台，在 计算 机中安装视频压缩卡和相应的dvr软件，支持实时视频和音频，是第一代模拟监控系统升级至数字化的可选方案。
视频信号仍采用同轴电缆进行传输，控制信号以数字信号进行传输，由多媒体控制主机或硬盘录像主机(dvr)进行数字处理与图像存储。从摄像机到控制主机和监视器以模拟视频信号进行传输，而控制主机的处理、控制及存储是以数字信号进行的，故准确的讲应为"半数字监控"技术。
(2)嵌入式dvr(第2．5代监控技术)。嵌入式dvr指的是在传统dvk的基础上扩展了网络功能的dvr产品，使得更多的用户可以进行访问。正是由于这种产品开发的理念，使得带网络功能的dvr产品还是传统意义上的dvr，其主要功能仍然是dv存储，这也决定了其市场定位是在小范围的网络环境中，监控点也有限。
2．1．3网络视频监控系统(第3代监控技术)网络视频监控系统是目前业内最先进的监控技术，视频从前端图像采集设备输出时即为数字信号，并以网络为传输媒介，基于tcp／ip协议，采用流媒体技术实现视频在网上的多路复用传输，并通过网络数字矩阵主机(ipm)来实现对整个监控系统的调度、存储和控制等功能。此外，周界报警、门禁等设备输出的数字信号也可采用多网合一的方式，通过网络复用进行传输，并在同一平台上进行管理与控制。
2．2监控方案比选
(1)第1代模拟监控技术，由于技术落后，正在逐渐退出 历史 舞台，因此不考虑用该技术组网。
(2)第2代dvr技术，由于前端还是模拟传输方式，而模拟视频线和控制线的有效传输距离为300m以内，对于规模较大的工艺站场，有少量的监控点与控制室的距离较远，必须再加线放才能满足传输需求，增加了传输成本。
(3)第3代网络监控技术，优势就在于传输不受距离限制，组网方便灵活，更适宜于网络传输和远程控制。
根据监控系统的实时性、有效性和 经济 性，并充分考虑到管道视频图像信号的远传需求，结合各站场的实际情况，推荐采用网络视频监控技术来实现管道工程监控图像的采集、传输、实时监看、存储和上传。
2．3周界报警系统
周界防范报警系统作为视频监控系统的一个有效补充，与监控系统共同构成统一的安防网络。周界报警系统主要是在周界围墙上安装红外探头，类似于在围墙上布设了一道看不见的 电子 墙，当有人非法穿越围墙进入站场时，触发报警并输出信号进行报警联动。
3方案设计
3．1监控系统
3．1．1图像采集系统设计
前端摄像部分是整个监控系统的前沿部分，主要包括摄像机、镜头、云台和防护罩等。前端的任务是对现场进行摄像，把摄得的光信号转换成电信号，并进行数字压缩处理。
在各工艺站场根据实际情况设计 网络 摄像机若干台。在站场的工艺装置区安装防爆型枪式摄像机和视频服务器，在所有出入口、道路、围墙和其他重点部位安装网络智能球型一体化摄像机(集成视频服务器)，内置低照度彩转黑多倍摄像机或宽动态低照度彩转黑一体机，可根据需要远程控制镜头拉伸，进行全方位多角度的监控。
3．1．2传输系统设计
传输部分就是系统图像和控制信号的传输信道。把现场摄像机发出的电信号及报警信号(转换后的数字信息)传送到控制室，一般包括通讯线缆(双绞线或光纤)和线路驱动设备(网络交换机、光纤收发器)等。
为保证传输信号质量，前端网络摄像机通过敷设光缆线路以及两端配置光纤收发器将视频、控制信号传人站场控制室，再通过交换机连接主控 计算 机进行图像监视和信号控制。
3．1．3控制系统设计
控制部分是实现整个系统功能的指挥中心。控制部分主要的功能有：①视频信号放大与分配；②图像信号的校正与补偿；③图像信号的切换、分割、记录和打印等；④对前端设备的摄像机、电动变焦镜头及全方位云台等进行控制，以完成对现场全面详细的监视。
拟在各站场监控室配置1～2台监控计算机进行现场视频的显示和控制；并通过管道mstp光传输系统将图像和报警信号传给调控中心，在调控中心通过数字矩阵设备实现远程控制。
管道传输网里的任何一台计算机都可以经过授权进行现场图象浏览，以及时准确地获得现场信息。
3．1．4显示及存储系统设计
监控设备置于各站场及调控中心的控制室内，不需另建监控室。在监控室采用液晶显示器和大屏幕液晶平板电视组合为电视墙，进行实时监视；录像系统采用普通pc或数据服务器，设计整个录像系统可以连续保存录像资料半个月，并支持录像与回放。
3．2周界报警系统
周界防范报警系统由前端的对射探头(安装于站场围墙上)、报警主机(安装于站场控制室)及一些辅助设备(电源、显示地图和警铃等)构成。
系统采用在围墙上安装两束或四束红外对射探测器，对站场进行翻越防范。当发生非法翻越，有人闯入禁区时，探头立即将报警信号传送到站场控制室，实时显示防区位置并记录，方便值班人员第一时间进行准确处理，并可与站场录像监控系统联动，将非法越界事件进行实时录像。
电子信息技术的迅猛发展，使得从事电子工程方向的人员要掌握更多、更新的专业知识。为了适应这种变化，高校如何在有限的总课时内将最核心、最有用的知识传授给学生，单纯靠增加新的专业课程是不能够解决问题的。因此，本文依据海口经济学院电子信息工程专业的教学现状，构建相应课程群体系，并进行实践探讨。
1 课程群的专业内涵
课程群是指内容联系紧密、内在逻辑性强、属于同一培养范畴的一类课程，课程群作为一种新的教学管理体系，打破了课程内容的归属性，弱化课程的独立性，强化课程之间的亲和性，使它们在一个更高的层面上连贯起来[1]。
2 电子信息工程专业课程群建设目标
从企业岗位需求的角度，结合民办本科院校以培养应用型、创新型人才为主的指导思想，研究海口经济学院电子信息工程专业的课程群建设，提出相应具体的改革措施。
课程群建设依据以下几点原则：
1） 明确课程群建设目标，合理进行课程内容的实施与分配，注重实践技能的培养，强化内容的融合、关联和交叉；
2）加强实践类课程群的建设，注重培养学生实践技能和综合素质；
3）从企业需求的人才和专业发展出发，设计更符合社会需要的课程群。
3 我校电子信息专业课程群建设
3.1 理论课程群的改革
通过将课程群里的课程内容进行分解和融合，在整体上进行优化，实现对教学资源的统一协调。因此学生培养计划、教学大纲应根据调整后的要求进行重新编写。
3.1.1 电子技术类课程群
电子技术类课程群的知识结构是以电路分析为基础，要求学生掌握常用的电路元件，熟悉常见的电路模型，能够熟练应用电路分析的基本方法分析基本电路。对基本、实用的模拟电路与数字电路进行分析和设计，使学生掌握电子电路的基本工作原理和分析与设计方法 [2] 。我校把《电路分析》《模拟电子技术》《数字逻辑电路》三门课程合并成一门《电路与电子技术》，分成2个学期教授，在数字电子技术课程中引入 EDA 的内容，将EDA和 数字电路有机地结合起来。课程中各门课程中的内容进行融合，精简课时。比如不再讲授一阶电路的冲击响应、拉普拉斯变换，加强讲解一阶电路时域和频域特性，以及稳态和瞬态特性。模拟部分不再讲授数字部分 “门电路”和“A/D、D/A 变换”等内容。
3.1.2 信号处理类课程群
信号处理类课程群中的各门课程在教学安排上时间前后连接，在内容方面相承前启后，逐步深入。《信号与系统》是信号处理、分析的基础，是《数字信号处理》重要的先导课程，内容包括连续时间信号和离散时间信号，以及线性时不变系统的基本理论和分析方法；《数字信号处理》 则是在《信号与系统》的基础上学习DFT（离散傅里叶变换）、FFT （快速傅里叶变换）、FIR和 IIR（数字滤波器）设计等数字信号处理的方法，是《DSP 原理与应用》的先修课程[3]。《DSP 原理与应用》可以编程实现《数字信号处理》的基本理论，主要涉及 DSP的软硬件设计、应用系统的开发方法。
例如在《信号与系统》课程中包含离散时间信号的时域分析和变换，那么在数字信号处理课程中就可以适当删减。如果在《信号与系统》课程中讲过了Z变换，那么在《数字信号处理》中可以简单复习，而加强滤波器设计内容的讲解，同时在《数字信号处理》课程中对信号处理基本理论也是简单回顾，不再花课时讲解。重点介绍在实际应用中的使用，减少复杂公式的推导，以理解概念、定性分析为主，突出MATLAB软件仿真和DSP硬件的实现。
3.2 课程群实践教学环节的改革
实验教学内容需要与理论教学内容紧密结合，更需要尽可能地锻炼学生分析问题、解决问题的思维和能力。因此，在开设基础实验的基础上，增加综合设计环节，对学生开放实验室，激发学生进行自主学习。在课程群课程体系和教学内容改革的基础上，构建层次实践教学新体系。
3.3 课程资源的网络化建设
“网络化时代的到来必然会引起教学的变革，变革的趋势是学生自主学习将加强，学生对教师的依赖将降低” [4]。因此，课程群建设要为学生留有自主的学习空间，进行教学资源网络化建设。每类课程群所涉及的课程教学大纲、进度表、教案、课件、授课录像等教学资源逐步实现上网。部分课程已经建立网上试题库、试卷库，进行教考分离，建立网络交互型高校电子信息类虚拟实验平台，教师与学生能够在网上互动答疑。课程群建设最大限度地实现了教学资源的共享化。
3.4 课程群的教学团队建设
课程群教师队伍由“课程负责人 + 骨干教师 + 任课教师”组成，在课程群背景下，应以科学发展观作为教学指导来建立教学团队与教学骨干，我们的教学团队是以双师型为主的“工程型”教学团队，多人有企业工作的经历。通过教学骨干培养对教学资源进行高效开发，并对教学内容及方法进行改革，以此促进教学团队间的教学研讨及经验交流。
注重以老带新，采用多种多样的师资培养模式，形成老、中、青相结合的教学科研队伍，比如选派青年教师到企业挂职锻炼，学习新知识、掌握新技术，挂职结束后进行严格的答辩。教学骨干每年都有机会到国内外做访问学者和到重点院校进修。组织专业教师参加学术会议、专业技能培训等活动，以提高科研与学术水平。鼓励教师参加国家、省、市级科研项目的申报，以科研促进教师教学水平的提高。
以教师在科学研究方面的相关科研成果作为确立教学团队中教学骨干的激励机制，有海口经济学院科研资助与教学科研奖励办法，比如针对省级期刊、核心期刊、检索期刊的论文有不同程度的资金奖励。并进行科研工作量按学时计量的方式对教师进行奖励和督促。
随着电力工业的不断发展，电网电压等级的不断提高，对电压、电流的测量要求也在不断提高，而互感器作为连接高压与低压的一种电器设备也不断地改进和发展，其中对于衡量互感器先进与否的一个重要指标就是互感器的绝缘问题。对于传统的电磁式互感器来说，由于绝缘成本随着绝缘等级的升高成指数增长，因此原有的空气绝缘、油纸绝缘、气体绝缘和串级绝缘已经不能满足超高压设备的绝缘要求，同时传统互感器存在磁饱和的问题，造成继电保护装置的误动或拒动，而且铁磁谐振、易燃易爆及动态范围小等缺点一直是传统互感器难以克服的困难。于是，各种针对高电压、大电流信号的测量方法便应运而生，其中，基于光学和电子学原理的测量方法，经过近三十年的发展，成为相对比较成熟、最有发展前途的一种超高压条件下的测量方法。
光电互感器指输出为小电压模拟信号或数字信号的电流电压互感器。由于模拟输出的光电互感器仍存在传统互感器的一些固有缺点，现在发展的高电压等级用光电互感器一般都用光纤输出数字信号。光电互感器与传统互感器外形相似，但体积小，重量轻，主要由传感头、绝缘支柱和光缆三部分组成。①传感头部件有罗科夫斯基线圈、采集器、A/D转换器和光发生器LED。工作原理是由罗科夫斯基线圈从一次传变信号，采集器采样后，AD转换器转换为数字信号，由LED转换为光信号，通过光缆送回主控室。罗科夫斯基线圈一般有保护、计量和测量、能量线圈，罗科夫斯基线圈形状是空心螺线管，无铁芯，填充非晶体材料，主要起支撑作用。②绝缘支柱采用硅橡胶绝缘子，内部填充固态硅胶，起到支撑、绝缘和固定光缆作用。③光缆分为数据光缆和能量光缆，从传感头通过绝缘支柱内部引下，送回主控室。④能量问题。传感头部件的电源是光电互感器的难点之一。传感头部件（采集器、A/D转换器和光发生器LED）使用微功耗装置，功率30毫瓦。
光电互感器可分为两种型式。一种是用磁光效应和电光效应直接将电流电压转变为光信号，一般称无源式；另一种是用电磁感应或分压原理将电流电压信号转变为小电压信号，再将小电压信号转换为光信号传输给二次设备，一般称有源式。无源式由于存在稳定性和可生产性较差、电子回路复杂等问题，现在主要处在实验室阶段，推广运用还有待时日。有源式的难点是提供高压端需要的工作电源，但随着激光供能和高压取能技术的突破，已得到根本上的解决。光电互感器传感头部件的能量来源有两种途径。一是从一次取能，由能量线圈感应出电流来提供能量；当一次电流太小，不足以提供能量时，使用能量光缆，由户内激光发生器通过光缆上送能量。两种方式可互为备用，自动切换。
相对于传统的电磁式互感器，光电互感器有明显的优点：（1）在高电压、大电流的测量环境中，光纤或光介质是良好的绝缘体，它可以满足高压工作环境下的绝缘要求；（2）没有传统电流互感器二次开路产生高压的危险，以及传统充油电压、电流互感器漏油、爆炸等危险；（3）不会产生磁饱和及铁磁共振现象，它尤其适用于高电压、大电流环境下的故障诊断；（4）频带宽，可以从直流到几百千赫，适用于继电保护和谐波检测；（5）动态范围大，能在大的动态范围内产生高线性度的响应；（6）适应了现在电力系统的数字化信号处理要求，它还可用于以保护、监控和测量为目的高速遥感、遥测系统；（7）整套测量装置结构紧凑、重量轻、体积小；（8）各个功能模块相对独立，便于安装和维护，适于网络化测量。
由于光电互感器的诸多优点，光电互感器取代传统互感器将只是一个时间问题。国际上，光电互感器已逐步成熟，正已越来越快的速度推广运用。其中ABB、西门子等公司生产的光电互感器已有十几年的成功运行业绩。采用光电互感器的数字化变电站在欧洲也已经投入运行。我国光电互感器的研制和运用相对比较落后，仅有为数不多的变电站使用了一些进口的光电互感器。国内有二十余家企业和高校涉足了光电互感器的开发，经过多年的努力，已有若干套设备在现场试运行。
我国在有源式光电互感器的研究已走在无源式的前面，有的产品已在多个变电站试运行近一年的经验，运行情况良好，可满足保护和计量的要求，并通过了部级鉴定，达到国际先进水平。同时国内的二次设备制造商开发了可与光电互感器直接接口的数字接口继电保护装置、数字接口电能表等二次设备，为光电互感器的实际应用提供了基础。
光电互感器目前存在的问题对电能计量方面的影响：
（1）由于处在研究开发中，光电互感器性能仍不稳定。对于电能计量来说，光电互感器的稳定运行是保障计量准确的前提，尤其是一些在变电站计费的电能表，更加不能忽视光电互感器的性能稳定性。
（2）温度对光电互感器的精度有较大的影响。电能计量是对精度要求较高的专业，其对精度的要求往往要高于其他专业。而绝大多数的光电互感器均是装设在户外，南方春秋两季夜晚与白天温差较大，不可避免的对电能计量带来一定影响。
（3）电子互感器在A/D转换的过程中存在较大的角度误差。在光电互感器对采集到的模拟量转换为数字量的A/D转换中，会带来较大的角度误差，从而对电能计量的计量准确性又带来了一定的影响。
（4）与光电互感器相匹配的电能表必须具有国家法定计量检定机构的认证。由于光电互感器的结构特殊性，必须要采用与之相匹配的电能表进行计量，原先的电能表均无法实现计量功能，为此就出现了一个新的问题，新型的电能表作为一种“新”计量工具，按照国家法规就必须有具有国家法定计量检定机构的认证，因此新型电能表的认证也是必不可少的。
数字电视技术与模拟电视技术相比，除了具有抗干扰能力强、误差小、压缩比高、传输信息量大、频率资源利用率高等优点外，最大的优点在于数字电视用户和有线电视台等内容提供商的互动性，可以为用户开展各种增值服务业务。本系统利用HFC网络，在基于数字机顶盒的电视系统上实现会议电视服务。经过八年的实践应用，该系统运行稳定可靠。供业界同仁参考、完善。
・摘 要・
现代通信正在向数字化、宽带化、智能化、综合化发展，数字技术的迅速发展已将CATV网、电话网及数据网紧密联系在一起，提供各种不同类型的信息服务，会议电视就是其中一种。本文主要介绍应用于会议电视系统中的数字机顶盒，及利用数字机顶盒传输会议电视的具体实现方法。
有线电视数字机顶盒的关键技术
数字机顶盒是实现有线电视数字化的标志之一，换言之，数字机顶盒是实现“有线电视向数字化整体平移”战略的跳板。对于有线电视网络运营服务商来说，也只能通过数字机顶盒的推广入户，才能打开数字电视的大门，使数字电视产业链的形成及有线电视由粗放型经营向集约化经营转变成为可能。
在有线电视系统中，使用数字机顶盒（STB）作为前端，连接HFC网络，用于处理来自电视、电话和数据三大网络的数据流。在下行信号中，对数据流的调制方式主要是64QAM 或256QAM，而在上行链路中通常采用对噪声抑制能力较强的QPSK调制方式。数据流经过处理后就可以送到电视机及各种外部标准接口，如并行接口、RS232、USB等。同时，使用一个条件接入模块（CA Unit ），用于数字机顶盒（STB）的安全系统中，只有那些通过授权的用户才能使用付费业务。
为了接收数字电视实现会议电视的功能，数字机顶盒内配置了专门的MPEG-2编、解码器，连接在扩展总线上，承担运算量很大的MPEG-2编、解码工作。若嵌入式处理器的运算速度再有1~2个数量级的提高，各种标准的视频压缩、解压处理都可以由软件完成，就不需要配置专门的视频编、解码器。
一个完整的数字机顶盒由硬件平台和软件系统组成，可以分为4层，从底层向上分别为：硬件、底层软件、中间件、应用软件。硬件提供机顶盒的硬件平台，实现音视频的解码；底层软件提供操作系统以及各种硬件驱动程序；应用软件包括本机存储的应用和可下载的应用；中间件将应用软件与依赖硬件的底层软件分隔开来，使应用不依赖于具体的硬件平台。
1、数字电视机顶盒硬件组成
有线电视数字机顶盒的基本功能是接收数字电视广播节目，如图1所示，调谐模块接收射频信号并下变频为中频信号，然后进行转换变为数字信号，再送入QAM解调模块进行解调，输出MPEG传输流串行或并行数据。解复用模块接收MPEG传输流，从中抽出一个节目的PES数据，包括视频PES和音频PES。视频PES送入视频解码模块，取出MPEG视频数据，并对MEPG视频数据进行解码，然后输出到PAL/NTSC编码器，编码成模拟电视信号，再经视频输出电路输出。音频PES送入音频解码模块，取出MPEG音频数据，并对MPEG音频数据进行解码，输出PCM音频数据到PCM解码器，PCM解码器输出立体声模拟音频信号，经音频输出电路输出。
(1)调制解调模块
数字机顶盒工作在有线电视网络状态下，有线电视网采用模拟传输，因此必须对数字信号进行调制和解调才能在模拟信道传输，调制解调器是系统关键的组成部分，在技术上类似现在的电话调制解调器的原理，但采用了更高的调制方法，下行多采用64QAM或256QAM，在DVB-C(Digital Video Broadcast by Cable)中采用64QAM做为标准调制方法，以MC92305QAM 解调芯片为例，在7M模拟带宽上采用64QAM调制的数字信号速率可达42Mbit/S，采用HFC网时采用QPSK做为调制方案。QAM或QPSK调制器将MPEG格式的数据流调制在一个标准的PAL信道内，与其它视频调制信号一起合路发送出去。
(2) 编解码模块
由于采用模拟通道，为保证数据传输的可靠性和低误码率，前向纠错编码是必不可少的，DVB 采用Reed Solomon编码，RS码是一类纠错能力很强的多进制BCH码。
(3)MPEG II的解码模块
数字机顶盒的核心是数字视频技术，MPEGII的解码模块可以称为CPU以外的核心模块，MPEG II数字传输中采用交织编码，首先需要对码流进行去交织，视频、音频和数据码流的分离工作，以及视频码的解码工作。经以上各步骤MPEGII码流成为视频(CCIR656 格式)和音频数字信号。MPEG多路复用器将各路节目流、数据流复合在一起，以188字节为一帧的MPEG2数据格式发送到射频调制器并提供电子节目单(EPG)。
(4)数字视频编码器和音频DAC
数字机顶盒的“外设”是电视机和音响系统，数字的音视频信号必须转换为模拟音视频信号，以 MC44724为例，MC44724可以将ITU601、656标准4:2:2 并行视频数据转换为PAL或NTSC格式的视频、S-Video、Y/Cb/Cr 或R/G/B，扩展的VBI(Vertical Blanking Interval)信息输入口用于显示图文信息。现代音响系统都支持DolbyProLogic和LucasfilmHomeTHX家庭影院系统，需在音频DAC之前用数字音频信号处理芯片对数字音频信号进行处理，目前有专用处理芯片和采用数字信号处理芯片DSP进行处理两种方式。
(5)加解扰模块和版权保护模块
在有线电视运营中，付费电视是一种主要的业务，要求数字机顶盒必须具备电视信号的加解扰功能，由于采用数字信号，加解扰比模拟信号加解扰容易和保密度高，另一方面，采用数字信号在版权保护上加大了难点，目前采用Macrovision generator 进行活动图像的保护。
在数字电视技术中，软件技术比硬件占有更为重要的位置，因为电视节目内容的重现、操作界面的实现、数据广播业务的实现，都需要软件来实现。
2、数字电视机顶盒软件系统
在机顶盒中，软件系统是一个重要的组成部分。主控制器的工作通过软件的执行来完成。
机顶盒的软件基本结构如图所示。操作系统一般采用实时操作系统。在这个操作系统中主要完成进程调度、中断管理、内存分配、进程间通信、异常处理、时钟提取等工作。硬件驱动部分提供硬件设备的驱动，包括I2C总线、异步串行通信口、并行通信口、非易失内存、键盘、遥控器、调谐器、信道解码模块等。图形接口主要用于完成图形显示功能，以便于为用户提供友好的图形用户界面。音频解码和视频解码驱动用于控制音频解码和视频解码硬件的工作。解复用和数据表提取模块主要是对码流解复用和数据表提取操作的控制。应用程序编程接口将所有与硬件相关的底层函数映射到一个统一的接口上，并且提供一些与硬件无关的公用处理函数，比如网络协议、图形格式分析、业务信息数据表分析等。条件接收驱动用于完成条件接收处理的工作和软件接口。应用程序编程接口为应用程序提供了一个公共的编程接口，把应用程序与硬件屏蔽开，使得应用程序与硬件无关。这样，就便于实现应用程序的可移植性。
数字机顶盒传输会议电视的实践应用
电视会议利用视频摄像和显示设备，经过信号压缩及编解码处理，通过通讯线路传输而在两地或多个地点之间实现交互式实时图像通讯。它利用摄像机和麦克风将一个地点的活动图像和声音实时地传至远端。可连接图文摄像机、投影机和录像机等各种视音频设备，能传送实物图像、图纸、文件和预先制作的视频资料。远端的声音、图像也同样实时传至本地。电视会议还提供专用数据通道，用于连接数据设备如计算机、电子白板等。由此系统在进行视音频交互通讯同时，能同时实现数据的异地实时共享。模拟图像经专用设备转换成数字信号，进行数据压缩，而后通过数字信道进行传输。其简要框图如下。
1、用户需求分析
（1）、会场分布：中心会场设在市内，19个分会场遍布各区局网络分公司。
（2）、功能要求：所有会场可同时开会，实现多点视频会议。也可将各会场分为不同小组分别开会。日常工作中，各会场可以方便地与任一其它会场连通。
（3）、网络要求：简单、方便、可靠。
（4）、数据功能：可进行数据传输、共享。
2、会议电视组网方案
（1）、以市内为中心组成的HFC星形网：主会场设在市内，配置1台机顶盒终端。各分会场各配置一台机顶盒终端。在市内设立网络控制中心， 网控中心负责全网多点会议的设置、召开、管理和会议控制。
网控中心配置终端网管，对全网所有会议电视终端的工作状态实时监控、管理。
市内为网管中心，实现集中管理。全网运行更安全、可靠。
（2）、终端设备
会议电视终端设备主要包括视频输入/输出设备、音频输入/输出设备、视频编解码器、音频编解码器、信息通信设备及多路复用/信号分线设备等。其基本功能是将本地摄像机拍摄的图像信号、麦克风拾取的声音信号进行压缩、编码，合成为64Kbps至1920Kbps的数字信号，经过传输网络，传至远方会场。同时，接收远方会场传来的数字信号，经解码后，还原成模拟的图像和声音信号。
①视频、音频的输入、输出
视、音频（A、V）的输入设备基本为摄像机和麦克风，摄像机为数字摄像机，系统视频输入口应不少于4个。根据会场的规模1台到3台，视频信号同麦克风的声音信号经视音频分配器和视音频切换器，接入到系统。
视、音频输出电路根据输出信号和会场的规模不同而不同。当只有一台显示器时，输出信号在接接到显示器上；当有几台显示器时，输出信号为A、 V时，用一台视音频分配器把一路 A、 V分成几路A、V供几台显示器或用调制器把A、V调制成射频信号（RF）用分配器分成几路供几台显示器；输出信号为RF时，直接用分配器把信号分成几路供几台显示器。最简单的系统只有下行信号而没有上行信号。
②视频解码器
其一方面对视频信号进行制式转换处理以适应不同制式系统直通；另一方面对视频信号进行数字压缩编码处理，以适应窄带数字信道的传送，还支持多点会议电视系统的多点控制单元多点切换控制。视频编解码器宜以全公共中间格式(CIF)或1/4公共中间格式(QCIF)的方式处理图像。在特定条件下，也可采用CTX或CTX PLUS等其他编解码方式，但必须与CIF，QCIF兼容，便于按用户的不同要求选用合适的编解码方式。
③音频编解码器
其主要对模拟音频信号进行数字化编码处理，已进行传送。音频编解码器应具备对音频信号进行PCM，ADPCM或LD－CELP编解码的能力。
④多路复用/信号分线设备：其将视频、音频、数据信号组合为传输速率为64-1920Kbps的数据码流，成为用户/网络接口兼容的信号格式。在广电网中，采用多信道视频／音频编码器1715VC和STM－16同步插分复用设备来传输，171 SVC就是采用混合差分脉码调制（HDPCM）技术，每个STM叫传送2路视频信号和4路音频信号。另外，MPEGII压缩技术（同上述帧间编码原理同）也是当前电视编码的标准，电视信号可压缩到1．5～15Mb／S，通常压缩到8Mb／S； STM－1可传输近20套MPEGII压缩的数字电视信号。
（3）、多点控制单元（MCU Multipoint Control Unit）
在广电网中，MCU主要是指视音频分配器和视音频切换器，对会场的视、音频进行直接切换、控制。
3、系统硬件总体构成
根据目前会议电视的实际情况，考虑现有设备状况，我们可以在各会议室里各配置一台机顶盒的会议终端产品，各分公司只要配备一台电视机就可以参加视频会议。同时，会议终端产品具备视频输出。具体实现办法如下图所示。
4、系统的软件实现
我们将会议电视进行加密。即将会议电视内容放入数字机顶盒中传给各分公司，只使指定的部分用户能够收看，达到加密的目的。即在数字前端将会议电视节目单设一项，名为“会议电视”，“会议电视”的观看权不授予普通用户，使普通用户无法观看会议电视节目，将“会议电视”只授予且仅授予上述各会议室，使其仅能收看会议电视节目。其截图如图5 图6所示。
结束语
通过上面的介绍，我们可以看出，该系统具有极大的优越性和灵活性。主要表现在：（1）设备利用率高，可以充分利用广电部门现有的设备；（2）电视会议召开地点灵活，而且易于扩大规模；（3）电视会议召开费用低；（4）保密性和安全性好。作为一项有着巨大市场空间的电视增值业务，大力发展和使用数字机顶盒来传输会议电视这一先进通信工具，为伊春广电网络带来不可估量的社会效益和经济效益。■
参考资料：
1 刘修文. 数字机顶盒技术讲座 第二讲 数字机顶盒的组成【J】. 中国有线电视, 2004-08
2 张卫锋. 基于DVB的数据广播和客户端数字机顶盒的开发【D】.浙江大学, 2002.
论文摘要 主要介绍数字印刷的概念及其特点，并分析数字印刷的关键技术和在工业界的应用。
1 引言
传统印刷有凸印、平印、凹印、丝印四大印刷，先是凸印一统天下，后来演变为以胶印为主导的情形。胶印固然可以提供良好的质量和较短的生产周期，但仍存在很多不令人满意的地方；而数字印刷具有个性化强、按需印刷交件快、使用劳动力少、占地面积小、节约资源等优势。由于在数字印刷工作流程中无需胶片，甚至无需印版、润版液及显影液，所以很大程度上避免了在图文转移时溶剂的挥发，有效地降低了对环境的危害程度[1]。
数字印刷这一新技术自1995年在DRUPA展览会上展出后，在世界范围内掀起了热潮，而我国的数字印刷近几年也有了快速的发展。
2 数字印刷的概念及工作原理
2.1 数字印刷的概念到目前为止，国际上还没有对数字印刷（Digital Printing）的标准定义，主要存在两个观点，一个是计算机行业的观点，另一个是印刷行业的观点。计算机行业把由数据输出到纸上的技术过程均称为数字印刷，不管它是黑白的还是彩色的。因此也把这种意义上的数字印刷机称为打印机（Printer）。而印刷行业则把由数字信息代替传统的模拟信息，直接将数字图像信息转移到承印物上的印刷技术叫做数字印刷。
数字印刷是用数字信息代替传统的模拟信息，直接将数字图像信息转移到承印物上的印刷技术，它将各种原稿(文字、图像、电子文件、网络文件)输入到计算机中进行处理后，无需经过电分胶片输出、冲片、打样、晒PS版等工序和时间，而直接通过光纤网络传输到CMYK四色数字印刷机上印刷或直接进行分色制版的一种新型印刷工艺[2]。
2.2 数字印刷的工作原理数字印刷系统一般由图文合一的印前处理系统与数字印刷机或照排系统组成。数字印刷利用印前系统，将图文信息直接通过网络传输到数字印刷机上，印刷出彩色印品。操作人员根据用户的要求及其所提供的原稿输入计算机（印前处理系统）；在计算机上进行图文数据的处理，对图像进行色彩、阶调、层次等有益的调整，进行能满足用户要求的创意、修改以及文字合成等，再将图文信息进行编辑排版，最终将理想的图案、文字编排成用户满意的内容和形式。这些数字化的信息最后经过RIP栅格化处理，生成相应的单色像素数字信号，然后将这些数字信息输出到电子数据控制中心，这样就可以进行分色制版；也可以将数字信号传送到印刷机的激光器上进行调制，发出相应的单色激光对印版滚筒进行扫描。由感光材料制成的印版滚筒经感光后就能吸附油墨或墨粒，这样就可把图文信息转印到呈印物上，完成印刷[3]。
3 数字印刷的关键技术
3.1 静电成像数字印刷技术静电成像（Electro-photographic）又称电子照相技术，其基本原理是用激光扫描的方法在光导体上形成静电潜影，再利用带电色粉与静电潜影之间的库仑作用力实现潜影的可视化，最后将色粉影像转移到承印物上完成印刷，将小颗粒的粉末附着固定在纸上成像。打印的程序各厂牌虽有不同，原理则大同小异。通常是将打印的资料转换成小点之后，以激光把小点扫描到一个旋转的滚筒上（滚筒用对光高度敏感的材料制成，并带有正静电荷，被激光扫描到的部位则转为负静电荷）；当滚筒转到粉末槽的旁边，粉末带正静电荷，所以立即附着在激光扫描的部位，即是要打印的影像；这时一张带负静电荷的纸在滚筒下方出现，所带电极强度较激光扫描到滚筒上的略大一些，于是滚筒上的粉末就被吸到纸上，加热固定之后，打印就完成。这一流程单色走一次，彩色要走4次（CMYK四色粉末各走一个滚筒）。成像的粉末非常细小，通常是固体粉状[4]。
3.2 喷墨成像数字印刷技术喷墨打印则采用不同技术，以小滴的墨水滴到纸上，组合成像，墨滴非常小。滴墨的位置靠喷墨头准确的精细移动，用多个不同彩色的墨水匣，可以打印出完全色彩的影像。一般要求油墨中的溶剂、水能够快速渗透进入承印物，以保证足够的干燥速度；油墨中的呈色剂能够尽可能固着在承印物的表面，以保证足够高的印刷密度和分辨率。因此，所使用的油墨必须与承印物匹配，才能保证良好的印刷质量。
按照喷墨的形式把喷墨成像分为连续喷墨和按需（脉冲）喷墨[5]。连续喷墨所喷出的墨流是连续不间断的，在压力的作用下通过细小的喷嘴，在高速下分散成细小的墨滴。当每一滴墨滴离开喷嘴的时候被充以静电荷，通过改变电场的有或无来实现在承印物上的印刷。按需喷墨也叫脉冲给墨，它是将计算机里的图文信息转化成脉冲的电信号，然后由这些电信号来控制喷墨头的闭合，即实现承印物上的图文区或是空白区。其中最有代表性的喷墨技术要属压电陶瓷技术。
3.3 磁成像数字印刷技术磁记录成像技术与磁带的记录技术采用的是相同的记录原理，即依靠磁性材料的磁子在外磁场的作用下定向排列，形成磁性潜影；然后再利用磁性色粉与磁性潜影之间的磁场力的相互作用，完成潜影的可视化；最后将磁性色粉转移到承印物上[6]。
磁性色粉采用的磁性材料主要是氧化铁，这种材料本身具有很深的颜色，因此，这种方法一般只适合制作黑白影像，不容易实现彩色影像。
4 数字印刷的应用
数字印刷有着广泛的应用，如商业印刷、情报印刷、包装印刷、报纸印刷、卡片印刷、制罐印刷、短版印刷、按需印刷等。由于数字印刷的特点，它已经在印刷业占据越来越多的份额，尤其在欧美市场，已经形成与传统印刷并驾齐驱的态势。
5 结束语
数字印刷技术以其不同于传统印刷技术的方式，越来越趋于成熟并引起广大关注。同时由于数字印刷开发的是以一个新的概念来开发的市场，与传统印刷业务也有本质的区别，所以随着我国印刷业务朝向短版、快速、个性化发展的领域进军，数字印刷将凭借其巨大的市场潜力，在我国得到飞速的发展。
参考文献
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[4]胡维友.数字印刷与计算机直接制版技术[M].北京:印刷工业出版社，2007
关键词：字中频接收机，数字信号处理，软核
中图分类号：TN911.7文献标识码： A
一、数字中频接收机
1、数字中频接收机的发展概述
电路系统可以分为模拟和数字两大类。模拟技术已经比较成熟。也发现了模拟技术有很多的不足，如易受干扰、系统复杂。为了克服模拟技术的不足，数字技术逐渐发展起来。数字技术以其抗干扰能力强、可靠、稳定、系统简单等优点，发展迅猛，在很多方面，大有取代模拟技术之势，数字技术已经成为研究的热点。
数字技术迅猛发展得益于高速A／D转换、数字信号处理等相关高性能数字器件的速发展，这些器件为高速数字信号处理提供了技术基础。进行高速数字信号处理的好处是能为实现系统的大数据量和实时性处理提供有力支持。高性能数字器件还能够提供较为灵活的信号处理方法，使得现代通信中种类繁多的技术标准得以兼容。JEO Mitolo提出了软件无线电(Software Radio)概念。软件无基本思想是构建一个通用硬件平台，通过加载不同的软件来完成不同的功能，其核心思想就是将A／D尽可能地靠近天线，尽早地将模拟信号数字化，然后用全数字方式进行处理。
当前，虽然数字技术有了长足的发展，但还无法真正地实现软件无线电。同时，高速、高性能器件价格偏高，也制约着高速数字处理的大范围应用。因此，接收机系统大多还是先将射频(RF)信号转换成中频(IF)信号，再进行数字化，这种接收本结构如图下图所示。
该系统结构中，以中频信号为界，分为射频前端和数字中频接收两部分，射频前端为模拟部分，将接收到的射频信号转换成合适的中频信号，数字中频接收为数字部分，将中频信号进行数字化处理。提高中频信号的频率可以简化射频前端的设计，从而简化接收机系统。
2、数字中频接收机基本体制
数字中频接收机由数模转换器(ADC)、数控振荡器(NCO)、数字混频（Mixer)、FIR滤波器、抽取器(Extractor)和进行数字信号处理的列(FPGA)等模块组成，数字中频接收机系统基本结构如下图所示。
数字中频接收机有以下优点：
(1)当进行正交解调时，数字接收机几乎可绝对正交，这是模拟正交解调不能够比拟的；
(2)电路元件的一致性好，基本可以消温漂和非线性失真问题；
(3)成本较低，体积较小，重量较轻，生产与调试方便。
（4）可编成，控制灵活，可实现多标准接收。
二、基于FPGA的数字下变频的实现
FPGA芯片有规整的内部逻辑阵列和丰富线资源，适合于处理数字系统的任务。但是长期以来，一直用于系统逻辑或时序控制上，很少有信号处理方面的应用。其原因主要是因为在FPGA中实现乘加运算的有效结构，而数字下变频算法中大量的滤波器中都有乘加算法。近几年随着FPG性能不断提高，内部资源越来越丰富，尤其美国Xilinx公司推出的V4、V5系列嵌入大DSP硬核乘法器。并且Xilinx公司提供核处理能力也随之提高，其输入数据位宽可以达到32位，并且支持块浮点模式的运算，可以满足多通信系统的指标要求，并且使用FPGA处理这据量大的运算，数度快、并行性好，大大提高了信号处理系统的性能。
1、数字下变频的实现结构
本设计要求转换后的中频信号载波频率为96MHz，采样频率为92．16 Msps。数字下变频将96 MHz的中频信号转换为基带信号，且基带信号的采样频
率降至3．84 Msps。实现结构如下图所示。
数字下变频将中频信号从特定的中频频率96MHz通过NCO移到0Hz。中频信号的采样率为92.16 Msps，经过CIC滤波器后采样率为Msps，再经过半带滤波器后采样率为7.68 Msps，最后通过根升余弦整形滤波器(SRRC)。采3.84 Msps。其中滤波器无需乘法运算即可以实速滤波，所以一般用在输入采样率最高的第一级。而半带滤波器虽然需要乘法运算，但只有普通滤波器FIR运算量的一半，所以一般用在中等输入率的第二级。
2、Nc0的设计
NCO的输出频率与中频采样频率以及中频关。本设计的数字下变频，经过AD采样后，离零频最近的频率，即输出频率96—92.16=3.8 MHz，现第一次搬移。此时，NCO只需将信号的频谱3MHz移到0 MHz，即变为零中频信号。如下图所示为频谱搬移过程。
3、CI C的设计
在数字下变频中，CIC滤波器用于抽取滤波，采样率从92.16 Msps降低到15.36 Msps，即CIC滤波器的参数N=5，M=I，R=6。若宽度为8bits，根据圯=Bin+Nl0可得出输出数据的位数应为21 bits，但事后续不用这么高的数据精度，可以进行舍尾截取，即保证输出数据位数为8bits。
4、FI R的设计
在数字下变频器中，FIR滤波器主要作用是为 整个信道进行整形滤波，信号经过CIC、HB滤后，输入到FIR滤波器的采样速率相对来说己经低，因此在一定的处理时钟速率下，能够有较高阶的FIR滤波，使得滤波器的通带波动、过渡带带宽、带最小衰减等指标都能够设计得很好。
这里采用窗函数法设计FIR低通滤波器，滤器是通过调用Xilinx提供的FIR滤波器实现的。该IP核功能强大，支持的抽头系数范围2—1024，位宽为l～32位，支持多通道操作以利用系数的对称性来节省硬件资源。所设计的滤波器的理想频率响应用H(ex)表示，单位脉冲可以表示为
对于本系统的设计指标，采样频率为92.16MHz，要求的低通滤波器的通带为2．5~2．5 MHz，过渡带要求不超过10 MHz。
三、宽带数字中频接收机方案选
对ADC+DDC+FPGA方案、2 ADC+FPG方案、集成ADC+DDC和三种接收机方案的几个指标进行了比较，如图：
分析可知：集成ADC+DDC和FPGA的数字中频接收机方案在硬件复杂复杂度和价格等关键指标方面占有优势。虽然集成ADC+DDC的芯片类型较少，果能够找到一款合适的芯片用于宽带数字中频接收，将能简化设计，提高系统的稳定性。
课题设计的要求是处理中心频率200MHz，带宽30MHz的信号，且系统可选择AD6655+FPGA来进行宽带数字中频接收机的单个通道的设计。
AD6655是ADI公司一款高性能数字中频接收芯片，主要性如下：
(1)集成了一个ADC和一个宽带数字下变频器(DDC)；
(2)双通道；
(3)采样速率最高达150 MSPS，中频输入最高达450MHz；
(4)输入信号的带宽最高为采样速率的22％；
(5)信噪比(SNR)：74.5 dBc(75.5 dBFS，32.7 MHz带宽、70 MHz、150 MSPS无杂散动态范围(SFDR)：80 dBc(至70 MHz、150 MSPS)。
AD6655采用64引脚LFCSP封装，额定温度规模为．400C至+8旨在为低成本、小尺寸、多功能通信应用提供解决方案。
综上所述，根据数字下变频整体方案，对NCOCIC滤波器、FIR滤波器进行了相关参数分析出了总体仿真框图和结果，实现了数字下变频的FPGA设计与仿真。该接收系统用于WCD通信网络的基站体系中，实现信号良好的覆盖和传输。
参考文献：
[1]．张欣．扩频通信数字基带信号处理算法及其VLSI实现[M]．北京：科学出版社，2004
[2]．范艳根．CIC滤波器的FPG．A实现[J]黑龙江科技学院学报，2008，18(3)：2
