發布時間:2023-03-16 15:57:36
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們為您精選了8篇的數據通信技術論文樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發,請盡情閱讀。
本質上來講,紅外通信就是對二進制數字信號開展調制和解調。這樣可以產生紅外通信并且傳輸數據,通常所說的紅外通訊調制器就是紅外通信的接口。具體點來說,利用950nm的近紅外波段紅外線來傳輸各種信息即為紅外通信。發送端能將基帶處的二進制信號調制成所需的脈沖串信號,紅外發射管又能發射出各種紅外信號。接收端把傳輸過來的光脈轉變為電信號,待完成放大、濾波等工作后再傳送到解調電路實施解調,變成原來的二進制數字信號輸出。一般使用的有:①借助脈沖寬度來完成信號調制的脈寬調制,及PWM;②使用脈沖串之間的時間間隔完成信號調制的脈時調制,即PPM。
2紅外通訊技術在數據傳輸中的優勢
現今的數據通訊方式非常多樣,但應用領域最廣的還是紅外通訊技術,紅外通訊技術之所以能夠得到如此廣泛的應用,主要是因為它主要下列幾點顯著優勢:首先,紅外通訊技術便于進行數據的收發,它的所有數據都只是將電脈沖和紅光脈沖進行各種轉化;其次,紅外通訊技術摒棄了傳統的線纜連接方式而使用先進的無線電連接,方便進行小型設備的數據傳送工作;再次,紅外通訊技術雖然進行了大量的創新但仍符合舊有的數據傳輸的有關規定;最后,紅外通訊設備進行的是兩個設備間的直線數據傳輸,它的錐角度數不超過30度,所以保密性能更強。此外,紅外通訊技術的最顯著優勢是傳輸速度快,這是傳統的傳輸方式所不可比擬的,現今常用的傳輸速度是4M,不過,最先進的VFIR技術早已達到16M。
3可以運用紅外技術的設備
紅外數據通訊在數據傳送方面取得的工作成效十分顯著,所以在多種小型設備中都有應用,本文只列舉了一些和我們的生活工作密切相關的使用了紅外通訊設備的技術,例如:①生活中使用的各種電腦;②打印機等各種電腦附屬設備等;③各種通訊聯系工具;④單反相機、家用筆記本、電視機頂盒和手表等;⑤各種工業用或醫用設施;⑥網絡的接入設施。
4紅外技術的缺陷
進行紅外數據傳輸時必須直線工作,這就需要徹底排除其間的障礙物,這樣才能高效的完成數據傳輸工作。分析當前的紅外數據傳輸系統可以發現,其通訊速率是有待提高的,否則將無法提高數據傳輸的效率。紅外通訊技術的突破點在于引進了先進的無線傳輸方式,這也使得其使用功能比較簡單,想要擴展其功能是具有非常大的難度的。
5紅外技術為計算機技術帶來的進步
紅外通訊技術的發展會使許多的主流計算機產品及其附屬產品都受到了影響,尤其對調制解調器的應用有著惡劣影響。科學的研究發現,認真執行紅外通信標準可以把所有的局域網的LAN的數據率增加至10Mb/s。在紅外通信標準中,要求其發射功率很低,所以它在工作時也是由電池來提供動力的。目前,惠普電腦公司早已著手研究內置式端口,若研究成功,所有擁有紅外通信標準的筆記本電腦和手持式計算機,使用者都可以把它放在手機的一定范圍內實現高速呼叫,還能連接至當地的互聯網。紅外通訊技術有很強的兼容性,這可以為電腦的設計者及終端使用者提供多元化的無電纜連接方法,如掌上電腦、筆記本電腦、家用臺式計算機和個人數字助理設備間的文件交換等。還可以在計算機的各種設備間互相傳輸數據并控制電視、盒式錄像機等的工作。
6紅外通訊技術的發展前景
觀察目前的市場現狀不難發現,紅外通信設備已經不單單在個人數據設備、各種筆記本或打印機中使用,而在個人通訊系統即PCS和全球移動通信系統中也有了極廣泛的應用。紅外線連接是數字式的,所以筆記本電腦間的數字連接不用再應用調制解調器,便攜式PC在接通PCS數據卡后連接電話后就能和無線PCS系統開展數據傳輸;而加大電纜的紅外端口能夠使PCS電話系統及筆記本電腦之間的無線通信更加便捷。不過在連接PCS、數字電話系統及筆記本電腦時一定要應用標準的紅外端口,也因此每種電腦都可使用PCS數字電話系統,例如最先進的筆記本計算機和手持式計算機,這樣可以更簡單的進行紅外數據的通信。此外,在使用該系統時電腦中不需配備調制解調器,所以以前的不能供給高性能PC卡調制解調器工作的手持式計算機現在也可以利用無線形式來完成通信。科學的觀察現今紅外通信技術在各種設備中的應用,我們可以客觀的估計,
7結語
1.重知識、輕能力。電子信息工程專業學生既要掌握廣泛的人文社會科學知識和扎實的數理基礎知識,掌握電路與電工學、信號與系統、計算機、電磁場與電磁波等專業基礎知識,掌握電子系統設計、軟件開發、信號與信息處理等專業方向知識,更要具備自學能力、信息獲取與表達能力、系統認知能力、創新思維能力、工程實踐能力、系統開發能力以及團隊協作能力。新時代對人才,特別是對創新型人才的要求,已經從知識體系走向能力體系[2]。對于數據通信與計算機網絡課程來說,知識點多、更新快,因此,培養學生獲取知識、應用知識的能力比單純傳授知識本身更重要。該課程傳統的開卷考核方式和閉卷的考核方式對課本的依賴程度較高,考試內容側重于理論知識,忽視了對各種能力的考核。學生往往借助死記硬背的方法獲得較高的分數,從而使學生養成了錯誤的學習觀念,不利于對學生創新能力和應用能力的培養。
2.形式單一。一門課程的考核應該全面考核該課程涉及的各種知識以及應用這些知識的能力,不同的知識或能力應采取不同的考核形式。目前一般都是通過期末一張試卷考核,無論是采取開卷還是閉卷形式,都無法全面考核學生的真實知識和能力。閉卷考試比較死板,注重知識,弱化運用;開卷考試雖靈活,但輕基礎。由于受限于試卷篇幅和答題時間,單次考試無法兼顧知識和能力,只能側重于知識點的考核,導致學生緊抓書本,視野狹窄,缺乏綜合運用知識的能力和創新能力。考試期末“一錘定音”,只重結果、不重過程。通過一次考試決定學生一門課程的最終成績,存在極大的偶然性。必然導致學生平時不學,考前突擊復習,造成很多學生只注重考試期的臨陣磨槍,而忽視了平時的過程學習。必然出現學生纏著教師劃范圍、指重點,學生也只是簡單地復習重點內容,無法把握知識體系,更談不上知識的應用了。另外,僅考期末考試,大大削弱考試的反饋作用,不利于教師及時調整教學內容和方法,也不利于發揮考試對學生平時的激勵和引導作用。
二、考試改革的主要方法
1.全過程。所謂全過程就是考核持續在整個教學過程中完成,不是僅僅局限在期末考核。全過程的考核能夠更加真實地反映學生的學習狀況,能夠更好地反饋教學效果,及時指導教師調整教學方法和手段,及時幫助學生重新分配時間和精力、調節側重點,更好地完成學業。除期末考試外,在每次教學過程中進行學風考評,在每一章節的教學結束后進行知識點檢測,在每個專題進行中,培養和反饋學生綜合運用知識的能力。通過遍布整個教學過程中的考核,督促學生全面深入地掌握各門課程的內涵與外延,給予學生展示學習狀況、心得體會和思考探討的機會,全面充分地評價學生的學業,避免一次考試定終身的弊端,以提高考核的合理性、公平性和真實性。在數據通信與計算機網絡的教學過程中,全過程考核主要涉及這樣幾個階段。①教學過程中,隨堂小測驗。可以在一節課結束時進行,檢查本節課的教學效果,也可以在一節課開始時進行,檢查前面學習過的內容。②單元結束后,設置單元小考。單元小考不宜過于頻繁,一門課設置二三次即可。③自學環節的評價。在整門課程的教學過程中,安排一兩個章節由學生自學,在課堂上師生共同評價自學效果。④期末考試,全面考核教學情況。各個階段的考核應該合理調配,保證每兩次課有一次考核,要么單元測試,要么自學評價,要么隨堂小測驗,使得學生緊緊跟住教學活動,及時掌握相應知識,培養相應能力。
組播VPN是基于MPLSL3VPN來實現組播傳輸的技術。如圖1所示,網絡中同時承載著兩個相互獨立的組播業務:公網實例、VPN實例A。公共網絡邊緣PE組播設備支持多實例。各實例之間形成彼此隔離的平面,每個實例對應一個平面。以VPN實例A為例,組播VPN指:當VPNA中的組播源向某組播組發送組播數據時,在網絡中所有可能的接收者中,僅屬于VPNA(即Site1、Site3或Site5中)的組播組成員才能收到該組播源發來的組播數據。組播數據在各Site及公網中均以組播方式進行傳輸。其中,實現組播VPN所需具備的網絡條件如下:(1)在每個Site內支持基于VPN實例的組播。(2)在公共網絡內支持基于公網實例的組播。(3)PE設備支持多實例組播,即支持基于VPN實例和公網實例的組播,并支持支持公網實例與VPN實例之間的信息交互和數據轉換。為了滿足以上條件,互聯網工程任務組(IETF)最終形成制定了以MD(MulticastDomain)組播域方案來實現組播VPN的標準。MD方案的基本思想是:在骨干網中為每個VPN維護一棵稱為Share-MDT的組播轉發樹。來自VPN中任一Site的組播報文都會沿著Share-MDT被轉發給屬于該MD的所有PE。MD是一個集合,它由一些相互間可以收發組播數據的VRF組成。其中,支持組播業務的VRF為MVRF,它同時維護單播和組播路由轉發表。PE收到組播報文后,如果其MVRF內有該組播組的接收者,則繼續向CE轉發;否則將其丟棄。不同的MVRF加入到同一個MD中,通過MD內自動建立的PE間的組播隧道(MT)將這些MVRF連接在一起,實現了不同Site之間的組播業務互通。每個MD會被分配一個獨立的組播地址,稱為Share-Group。當兩個MVRF之間通信時,用戶報文以GRE方式被封裝在骨干報文里通過MT進行傳輸,骨干報文的源地址為PE用來建立BGP連接所使用的接口IP地址,目的地址為Share-Group。
2民航數據通信網中組播VPN的實現
在民航數據通信網中實現組播VPN主要需完成骨干網絡的準備工作以及組播VPN設計與實施等工作。
2.1組播VPN的規劃設計民航ATM數據網華東地區ATM交換機上的RPM-PR板卡提供了MPLSVPN業務,目前部署的MPLSVPN業務網絡拓撲為星形結構,即由區域一級節點9槽RPM板卡作為P設備和路由反射器,而其他節點均為PE設備。華東地區ATM網絡中同時承載著兩個相互獨立的組播業務:ATM數據網公網組播實例和名為YJCJ2的用戶私網組播實例。VPN組播實例是通過在P和PE設備上部署實現的,網絡中,作為P和PE的RPM板卡上運行著公網組播實例,而作為PE的RPM板卡同時又運行著用戶私網組播實例。公網的組播實例是在所有RPM板卡上開啟組播應用。上海虹橋和浦東機場兩個節點的10槽RPM板卡負責接入用戶的VPN組播業務,所以需在這兩臺設備上部署MPLSVPN應用,并在這兩個用戶站點相應的VRF實例中開啟組播應用。在本案例中,VPN用戶接入側要求使用的是PIM密集模式,而民航數據網MPLSVPN公網則使用的是PIM稀松模式。在MPLSVPN網絡中不同用戶的VPN站點都是彼此邏輯獨立的,并且VPN用戶數據封裝MPLS標簽后通過公網的PE和P設備進行傳輸。對于VPN組播來說,數據的傳輸模式也是類似的。PE設備通過將該VPN實例中的用戶VPN組播數據報文封裝成公網所能“識別”的公網組播數據報文進行組播轉發。這種將私網組播報文封裝成公網組播報文的過程就叫做構造組播隧道(MT)。在PE上,每個VPN用戶的組播數據是通過不同的MTI(MulticastTunnelInterfac)組播隧接口在公網構造組播隧道,參見圖2。由于公網、VPN網以及用戶接入側各組播部署中都采用PIM協議啟用了組播應用,MPLSVPN中組播應用包含如下的PIM鄰居關系:(1)PE-P鄰居關系:指PE上公網實例接口與鏈路對端P上的接口之間所建立的PIM鄰居關系。(2)PE-PE鄰居關系:指PE上的VPN實力通過MTI收到遠端PE上的VPN實例發來的PIMHello報文后建立的鄰居關系。(3)PE-CE鄰居關系:指PE上綁定VPN實例的接口與鏈路對端CE上的接口之間建立的PIM鄰居關系。部署公網組播實例需在華東地區所有相關RPM板卡開啟組播服務,考慮到密集模式對RPM設備和骨干網資源的開銷,在民航ATM數據網中使用了PIM稀松模式。根據網絡的物理網絡拓撲模型,選取上海虹橋9槽RPM板卡作為RP。
2.2組播VPN的實施運行在MPLSVPN網絡中的P和PE設備上部署PIM協議,這些設備之間會形成PE-P鄰居關系,從而使得公網支持組播功能,并形成公網的組播分發樹。本案例中使用PIM稀松模式,即在虹橋和浦東機場節點的9、10槽RPM板卡的配置底層IGP路由協議的接口上部署PIM稀松模式,這樣就構造了公網的PIM共享樹。在傳輸用戶私網組播報文的PE上部署基于VRF實例的組播,一個VPN實例唯一制定一個Share-Group地址。同一個VPN組播域內的PE之間形成PE-PE鄰居,并形成該組播域的共享組播分發樹(Share-MDT)。在本例中就是在虹橋和浦東機場的10槽YJCJ2VRF實例中部署相應的defaultMDT地址239.255.0.5。用戶CE設備和PE連接CE的相應接口啟用組播,本例中使用PIM密集模式。這樣就形成了PE-CE鄰居關系。本例中是在虹橋和浦東機場節點的相應VPN業務端口配置PIM密集模式。當用戶有組播報文需要傳輸的時候,就將組播報文發送給PE的VRF實例,PE設備收到報文后識別組播數據所屬的VRF實例。用戶私網的數據報文對于公網是透明的,不論數據歸屬或類別,PE都統一將其封裝為公網組播數據報文,并以Share-Group作為其所屬的公網組播組。一個Share-Group唯一對應一個MD,并利用公網資源唯一創建一棵Share-MDT進行數據轉發。在該VPN中所有私網組播報文,都通過此Share-MDT進行轉發。如圖3所示,可以看到華東地區公網上的Share-MDT創建的過程。虹橋節點10槽RPM向9槽RPM(RP節點)發起加入消息,以Share-Group地址作為組播組地址,在公網沿途的設備上分別創建(*,239.255.0.5)表項。同時虹橋浦東機場節點也發起類似的加入過程,最終在MD中形成一棵以虹橋節點9槽RPM為根,以虹橋、浦東機場節點10槽RPM為葉的共享樹(RPT)。隨后,虹橋和浦東機場節點10槽RPM的公網實例向公網RP發起注冊,并以自身BGP的router-id地址作為組播源地址、Share-Group地址作為組播組地址,在公網的沿途設備上分別創建(20.51.5.6,239.255.0.5)和(20.51.5.3,239.255.0.5)表項,形成連接PE和RP的最短路徑樹(SPT)。在PIM-SM網絡中,由(*,239.255.0.5)和這兩棵相互獨立的SPT共同組成了Share-MDT。虹橋節點PE的私網組播報文在進入公網后,均沿該Share-MDT向浦東機場節點PE轉發。圖4是私網組播報文在公網中轉發的過程。當浦東機場節點的YJCJ2VPN用戶CE設備加入到虹橋節點數據源所在的組播組,此時由于這兩個站點部署為PIM-DM模式,虹橋節點組播設備會立刻將數據推送到虹橋節點10槽RPM的YJCJ2VRF實例中,并通過該VPN構建的Share-MDT在公網上以(20.51.5.6,239.255.0.5)構建的SPT進行公網組播報文傳輸。當公網組播報文被浦東機場10槽PE設備收到后會將其解封裝成原始的私網組播報文,并轉發給相應的接收CE,最終完成用戶私網組播數據在MPLSVPN網絡中的傳輸。
3總結
移動通信技術起源于1921年的美國,以2 MHz的帶寬設計了車載移動電話通信系[1]。1946年,貝爾實驗室設計了第一個公用移動通信系統;1947年,美國的紐約市與波士頓市之間的高速公路系統就使用了帶寬為35~40 MHz的移動通信系統[2]。隨著通信技術的發展,蜂窩移動通信系統得到迅猛的發展,1983年,美國投入使用了世界上第一個面向公眾的蜂窩移動通信系統。到20世紀80年代,GSM數字蜂窩通信系統成為人們研究的重點[3]。
高速公路地理環境的限制,使得高速公路移動通信系統的建設難度加大。我國已經建成的覆蓋區域性的高速公路移動通信系統不能完全覆蓋全國范圍的高速公路網絡,在某些路段存在移動通信的“死區”個更完善的能覆蓋全國范圍的高速公路網絡的移動通信系統是現代高速公路系統的基礎性的建設。
對于城市公路移動通信系統的建設,不需要重新建設專門的城市公路移動通信系統,因為公網GSM系統已經覆蓋了全部城市公路網絡區域。只需要在公網系統中建設虛擬網就可以實現城市公路交通系統的指揮調度與管理[5]。
全國高速公路主干網移動通信系統的建設,利用GSM?R技術[5]來實現。通過對GSM?R系統重新設計來實現高速公路的指揮調度控制,將多個子系統集成于一體,實現平面調車通信系統,隧道無線電系統以及用于維修與管理人員通信的無線電系統。
1 GSM?R技術
鐵路綜合數字移動通信系統標準(GSM for Railway,GSM?R)是在GSM蜂窩系統的基礎上,增加通信調度功能和適應高速運行環境下進行數據通信的功能而研發的無線數字通信系統[6],它將現有的鐵路數據通信應用系統與其他的數據傳輸業務結合到單一的數據通信平臺上。
1.1 GSM?R通信系統的結構
圖1顯示了GSM?R通信系統的體系結構。GSM?R通信系統通過其網絡交換子系統(NSS)中網關移動交換中心(GMSC)實現與其他數據通信網絡之間的數據傳輸業務,而且通過通用分組無線業務(GPRS)中的網關業務支持點(GGSN)實現與其他數據通信網絡的分組域的數據傳輸業務[7]。
網絡交換子系統(NSS)負責用戶端到端的呼叫、用戶通信數據管理、移動性管理以及實現與固定網絡的連接功能、用戶的數據傳輸業務交換功能、用戶數據的移動性管理、系統安全性管理所應具備的相應數據庫功能。
基站子系統(BSS)的主要任務是負責與某覆蓋區域內的所有移動臺(MS)進行數據通信,實現對空中接口的管理。基站子系統是系統的MS與NSS之間進行數據通信的橋梁[8]。
通用分組無線業務系統(GPRS)用于實現通信系統中分組數據之間的交互。
智能網系統(IN)的主要功能是實現功能尋址、位置尋址和管理功能號。
固定用戶接入交換系統(FAS)子系統實現調度臺、車站臺等終端設備接入GSM?R網絡。
運行與維護子系統(OMC)的主要任務就是管理和監控整個GSM?R網絡,它的一側連接GSM?R系統的網絡設備,而另一側則連接控制計算機操作臺和GSM?R的人機交互接口。
1.2 GSM?R數字移動通信系統的業務功能
在成熟的公共無線通信系統(GSM)[9]之上構建的GSM?R系統是專門為滿足鐵路系統的應用而開發的無線通信系統。因而,GSM?R系統具有某些更加完善的業務功能子系統,如列車調度、列車控制和高速列車信息通信等子系統,是一種非常適合于高速鐵路數據通信的綜合而高效的無線通信系統;同樣地,GSM?R技術也非常適合于構建高速公路網絡的移動通信系統[8]。GSM?R系統主要承載的業務有語音業務和調度業務。
(1) 語音業務
GSM?R系統。
(2) 調度業務
功能尋址:包括信息注冊/注銷。
與位置有關的尋址:對于某一給定功能的呼叫,選擇其通信路由,搜索到與用戶位置相關聯的目標地址。
2 GSM?R技術高速公路移動通信系統設計方案
高速公路網絡的移動通信系統屬于專用的移動數據通信網絡,該網絡由兩個主要的區域組成:高速公路網絡主干線、路段上的各通信中心或者站點(有人通信站或者無人通信站)。構建的高速公路移動通信網絡應該滿足高速公路中各個區域之間的移動數據通信業務[10]。專門為高速鐵路網絡設計的GSM?R系統也非常適合于高速公路移動通信系統的建設,利用GSM?R系統的優勢來完善和提高高速公路移動通信系統的數據傳輸能力,構建完善的智能交通系統。
2.1 移動匯接網絡規劃方案
利用GSM?R系統構建高速公路數據傳輸系統時,采用如圖2所示的二級網絡結構構建網絡架構,它由移動匯接網TMSC和移動本地網MSC組成。
使用GSM?R技術構建高速公路數據通信系統的移動通信網絡時,只需要在整個高速公路網絡的少數幾個大區域內設置移動匯接網TMSC,而且TMSC網絡之間使用網狀網連接。這種網絡構架在保障數據通信質量的基礎之上,節約了技術投資成本。
2.2 高速公路移動通信系統中GSM?R本地網設計
高速公路移動通信系統中的GSM?R業務本地網的主要組成設備有[11]:移動交換中心(MSC)、網關移動交換中心(GMSC)和歸屬位置寄存器(HLR)等功能設備。
在高速公路移動通信系統中,移動交換中心MSC的配置原則如下:
在高速公路移動通信系統的GSM?R網絡設計中,一個移動交換中心MSC可以應用于多個區域,因此,移動交換中心MSC的設置需要考慮地理環境的因素。
在大的區域內,盡量設置較大容量的交換設備,對于業務量不多的移動業務本地網不設置單獨的MSC。
移動交換中心MSC應該盡量設置在高速公路路段管理的通信中心或者道路管理信息化的信息流中心。
2.3 信令與接口
(1) GSM?R系統內的業務交換點(SSP)點均包括MSC、歸屬位置寄存器(HLR)、鑒權中心(AUC)、短消息中心(SMSC)等,而且所有信令點均采用直連方式。
(2) GSM?R[( dylw .NET) 專業提供論文寫作和的服務,歡迎光臨]系統的各個MSC之間均為E1數字接口,使用24位信令點編碼的七號信令。
(3) MSC與BSC之間的信息傳輸使用El數字接口,使用14位信令點編碼的七號信令。
(4) GSM?R系統與HLR、SMSC之間的信息傳輸使用El數字接口,使用24位信令點編碼的七號信令[12]。
(5) GSM?R系統與專用調度模塊、確認中心(AC)、RBC之間的數據通信使用El數字接口,使用ISDN信令。
2.4 網間相互通信
(1) GSM?R系統的移動電話網通過MSC與高速公路系統的專用電話網相連。
(2) 根據GSM移動電話網絡高速公路系統的運營維護管理體制的需要,與公眾通信網(包括中國電信、中國網通、中國移動、電信運營商等運營商的PSIN,PLMN,IP網)預留互聯條件。
2.5 GSM?R系統同步時鐘
(1) GSM?R網絡與外部網絡之間的同步時鐘
GSM?R系統的同步時鐘采用的是主從同步方式,該系統的數字同步基準使用的是公用數字同步網的標準。
(2) GSM?R網內同步時鐘
MSC與BSS之間的數字鏈路同時作為它們之間同步鏈路,BSS從MSC中獲取所需要的同步時鐘信號[12]。
3 結 語
高速公路移動通信系統的建設是智能交通系統的核心,也是難點。本文在分析GSM?R系統的體系結構和主要業務功能的基礎上,提出了利用GSM?R系統構建高速公路移動通信系統的設計方案,并對高速公路移動通信系統的主要業務功能和組成模塊進行了分析和論證。
參考文獻
[1] 酆廣增.移動通信技術發展[J].南京郵電學院學報,2002,22(3):20?24.
[2] 胡金泉.蜂窩通信技術的發展與競爭[J].移動通信,1996(1):20?23.
關鍵詞:通信工程專業;課程體系;模塊化
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)49-0059-02
隨著科學技術的發展,社會經濟體制的轉型,地方高等院校對于專業和課程設置等建設也正在進一步變革。通信工程作為理工科大學的一個重要專業,截止2006年6月,我國設有通信工程本科專業的學校達到246所,年招生人數達三萬人左右,就業競爭激烈,這給地方院校的通信工程專業學生的培養也帶來了一些新的變化和挑戰。加強課程體系建設,對提高高等教育教學質量,增強社會競爭能力是十分重要的課題。本文針對地方高校通信工程專業在課程體系建設中,如何體現專業特色,培養符合社會需求的應用型人才,提高大學生的就業競爭力進行探討。
一、通信工程專業的人才培養
1.通信工程專業的培養目標。通信工程專業的培養目標為:本專業培養能為社會主義現代化建設服務,德智體美全面發展,具有較高文化素質修養、敬業精神和社會責任感,掌握通信工程及相關專業的基本理論知識,能在通信領域中從事設備研發、設計、維護、運營和管理的高級工程技術人才。對于不同類型的學校,在滿足本規范的基本要求的前提下,應根據自身的辦學定位,體現各自的辦學特色。
2.通信工程專業的基本專業知識體系結構。在構建通信專業知識體系過程中,要努力做到六個統籌考慮:①知識體系與培養目標、培養手段和認知規律統籌考慮;②專業知識與人文素質教育統籌考慮;③強化基礎理論、拓寬專業知識面與整合更新教學內容統籌考慮;④理論課程與實踐課程統籌考慮;⑤必修課程與選修課程統籌考慮;⑥應用能力、創新知識與綜合素質培養統籌考慮。通信工程專業的學科基礎知識體系主要涵蓋四大知識領域,分別是電路與電子學知識領域、信號系統與控制知識領域、計算機知識領域、電磁場知識領域。
二、課程體系改革措施
在厚基礎、寬口徑、強能力、高素質的人才培養基本思想指導下,結合地方高校發展的實際,具體措施主要體現在以下幾方面。
1.加強學科基礎課程的教學,以課程的整體優化來指導局部的教學改革。電路理論、模擬電子技術、數字電子技術、高頻電子技術、信號與系統、數字信號處理、電磁場與電磁波等課程構成了學科基礎課的核心。為了使學生在知識結構上具有“基礎扎實、適應面廣、實踐能力強”的特點,我們對課程內容進行整合更新,優化理論課程體系,改進課堂教學。例如:數字信號處理課程與信號與系統課程的知識合理分配。數字電子技術中,EDA知識與專業課中FPGA的應用知識的整合;電磁場與電磁波和微波技術、天線技術的知識體系優化;信息論與通信原理內容合理分配等等。另一方面,我校通信工程專業在自治區內是從高考一本線以上招生,學生素質相對較好,其中有一部分學生面臨考取研究生的需求,針對電子信息類考研的課程,突出重點,加強這方面的理論教學。既滿足了學生進一步深造的需求,也實現了厚基礎、寬口徑的培養理念。
2.增加通信工程專業導論課。開設通信工程專業導論課,是為了使通信工程專業的同學在大學一年級時,就能領先一步了解自己所學專業的重要現實意義,以及應用環境。進而在大學四年的學習中能有針對性地對組成通信框架的各個部分的具體細節做深入的學習和理解,從而避免學習的盲目性和一二年級時的迷茫心理。
3.面向社會需求、改進專業課程教學。通信領域是當今技術更新最快的領域之一,各種通信技術層出不窮,對人才的需求呈現出新的特點:一是3G已進入商用,各大運營商要完成3G網絡的建設,GSM和3G網絡優化人才需求急劇擴大;二是通信設備制造商近年來發展迅速,對從事研發和生產類的技術性人才需求旺盛,尤其是具有掌握通信理論,電子設計能力人才需求呈現較大缺口;三是集通信網絡、軟件設計一體的科技公司對人才的需求旺盛,基于3G平臺的應用開發將是目前的急需人才。因此,在總體把握“夯實基礎、拓寬口徑、強化個性、善于創新”的基礎上,推進人才培養的分類指導,在專業課教學方面,采用模塊化教學,以適應社會需求的多樣性和通信技術的飛速發展。根據社會需求,我們對畢業生就業情況的調查,主要就業領域分布在①GSM和3G網絡優化、通信網的設計、施工等領域;②在通信設備制造商從事售前、售中、售后等技術服務;③通信運營企業,從事電信運營、管理;④有線電視公司以及其他專用通信部門,如民航、部隊等。為此,根據專業方向,設置相應的專業選修課模塊。通信網絡與交換方向。該專業培養在現代通信網與交換等多個層面上,進行現代通信技術應用、工程設計、設備制造和網絡運營的高級技術人才。培養目標是熟悉通信設備和系統的基本原理與性能,掌握通信系統構架與組網技術。具有網絡設計與建設、管理與運維等操作能力,同時掌握通信基本理論,具有較為深厚的專業系統知識。適應通信領域內網絡、系統、設備及信息交換、傳輸、處理方面的應用、安調與維護工作。主要專業課程有:計算機通信與網絡基礎,現代交換技術,光纖通信、微波與天線、移動通信、現代通信網絡、現代通信工程設計等。就業方向:通信設備生產企業、電信運營商、公安、民航、廣電等特定行業需求的人才。計算機通信(寬帶數據通信方向)。本專業培養從事計算機網絡及寬帶數據通信系統設備進行現場安裝、配置、調試、管理與維護第一線的高素質技能型人才。培養目標是:掌握數據通信、網絡通信的基本原理,計算機軟硬件基本操作,寬帶接入、數據庫開發與維護等技術。具有較強的網絡設計、施工、維護等基本能力,并具有跟蹤寬帶數據通信的新技術、新發展的能力。主干課程:計算機通信與網絡基礎、數據庫及其應用、操作系統、JAVA語言及其應用、交換機與路由器配置技術、光纖通信技術、移動通信技術、現代程控交換技術、寬帶接入網技術等。就業方向:面向通信企事業單位從事計算機通信和數據通信等相關工作,也可到各類網絡公司從事網絡通信技術工作。
4.適應社會的畢業設計、畢業實習的指導方式。根據教學計劃,畢業設計和畢業實習基本都安排在第八學期。這期間,許多用人單位的崗前培訓、見習期也都安排在這期間進行。這往往造成學生投入畢業設計的時間和精力的不足,達不到預期效果。因此,畢業設計可以分兩大類,一類是學生在校內選做校內指導教師的題目;另一類是在校外,根據學生在見習單位的實習情況,指導學生選擇好結合崗位、生產實際的畢業設計題目,并與企業協商,聘請有經驗的現場工程技術人員進行聯合指導,共同完成指導學生畢業設計工作。這樣,既完成了畢業設計、畢業實習的教學環節,提高了學生的實踐創新能力,又滿足了用人單位的實際需求,使學生較快地進入工作角色,也進一步提高了學生的就業競爭力。
三、問題與思考
盡管經過幾年的改革與建設,通過采取上述一系列措施,使得我們地方院校的通信工程專業的課程體系方面,更加符合我校的實際情況。但我們也清醒地認識到,專業建設的發展與經濟社會快速發展對高等教育的要求還有很大差距。主要表現在:①實驗室硬件的建設,在同類院校中具有絕對優勢的亮點項目不多;②師資隊伍中缺乏具有較高水平的學術帶頭人;③產學研合作雖取得了顯著的進展,但是形式單一;④畢業生就業率持續走高,受到社會的好評,但是在重要的技術崗位或關鍵崗位的人數還不多。因此,我們根據地方院校的特點,從課程體系調整、課堂教學改進等方面對應用型人才培養模式進行探討,目的就是更好地培養具有自己專業特色的適應社會需要的有用人才。
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關鍵詞:速度采集;PLC;串口通信
中圖分類號:TP273文獻標識碼:Adoi: 10.3969/j.issn.1003-6970.2011.03.027
The Research on The Speed Acquisition of The Elevator Overspeed Governor Test Device
WANG Wen-wen1 , YUAN Xiao-ping2
(School OF Information And Electrical Engineering, China University of Mining and Technology, XuZhou 221008)
【Abstract】 This paper mainly studies the elevator over speed governor test platform .First, in the basis of PC/PLC serial communication protocol, this article gives full explanation on the communication among the Mitsubishi FX1N series PLC, PC, encoders and servo motor. It explains the methods to realize communication between PC and PLC and introduced communication protocols as well as hardware connections between them. Second, in this article, it provided an analysis on the device and algorithm that used in speed acquisition.
【Key words】Speed acquisition; PLC; Serial communication
0引言
本設計研究的是電梯限速器測試裝置的速度采集研究和實現。電梯作為高層建筑重要的運輸工具,要頻繁運載乘客和貨物。為了保證乘客和貨物及電梯設備的運行安全,電梯的設計要有足夠的安全性,這就需要限速器。電梯限速器是在電梯超過額定速度時,產生相應的動作,從而停止電梯運行的安全設備。因此限速器是電梯最重要的機械安全裝置,所以限速器的制造質量、選型、校驗、維護保養、檢測設備的制造質量及正確操作,直接影響電梯的安全使用。
系統的控制核心采用的是可編程控制器。PLC[1]是以微處理器為基礎,綜合了計算機技術、自動化技術和通信技術發展起來的一種通用工業控制裝置。20世紀80年代中、后期以來,隨著自動控制、計算機、通信、網絡等技術的發展,PLC己經發展成為一種可提供邏輯控制功能、過程控制功能、運動控制功能、數據處理功能、聯網通信功能的多功能控制器。在電梯限速器測試系統中,PLC充分發揮了其配置靈活、控制可靠、編程方便等優點,大大提高了整個電梯系統的可控性和穩定性。
1限速器測試臺系統總體設計方案
利用PLC代替傳統的繼電控制系統,由伺服系統實現對電梯限速器測試臺的拖動調速,使PLC與調速拖動裝置相結合,構成PLC集選控制系統。實驗電梯系統的總體方案設計框圖如圖1所示:
圖1限速器測試臺的總體方案設計框圖
Fig1. The overall block diagram of the governor test bench
電梯限速器作為電梯最主要的機械安全部件,其功能是檢測電梯轎廂運行速度是否超過規定的運行速度,當轎廂運行速度達到限定的速度時,首先使限速器動作并通過其帶動電梯的安全鉗動作,從而制動電梯的轎廂。由此可見,限速器對保障電梯運行的安全是非常重要的。
1.1限速器漲緊原理
通過裝在直流伺服電機主軸上的橡膠輪驅動放在工作臺上的限速器繩輪,同時通過將主軸上裝有橡膠輪的編碼器通過彈簧力靠在限速器繩輪鋼絲繩槽中來檢測限速器。
本限速器測試臺用到四種凸輪式限速器,適用于電梯額定速度在0.5~lm/s以下的低速梯。當電機逆向轉動時,限速繩帶動限速輪1作順時針旋轉,限速輪內有一五邊形盤狀凸輪2,限速輪轉動時,五邊形盤狀凸輪的輪廊線處,與裝在擺動挺桿上的限速膠輪8,凸輪輪廊線上徑向的變化,使挺桿10猛烈的擺動,由于限速輪軸的另一端被限速器拉簧6拉住,在額定速度范圍內,使挺桿右邊的棘爪與棘輪上的棘齒脫離接觸。當轎廂超速達到規定的超速值時,凸輪轉速加快,圓周上離心力增加,使挺桿擺動的角度增大到使棘爪與棘輪上的棘齒相嚙合,限速器輪被迫停止轉動。
1.2限速器測試臺系統的功能
(1)系統結構模型:本限速器測試系統包括:三菱伺服放大器、伺服電機、PLC、PLC模擬量輸出擴展模塊、2個旋轉編碼器、2個接近開關。為了便于實驗調試及能直觀的觀察輸出量,本設備特意配備了觸摸式工控機、工業鍵盤和激光打印機。
(2)速度采集:該限速器測試系統通過旋轉編碼器來實現對限速器速度的采集,PLC通過內置高速計數模塊,接受旋轉編碼器的脈沖計算電梯運行的速度。
(3)驅動控制:該限速器測試系統通過PLC控制及伺服電機調速等能達到對運行速度的實際控制,通過控制伺服電機的轉速實現對速度的調節。
2系統通信研究
2.1數據通信
數據通信就是將數據信息通過適當的傳送線路從一臺設備傳送到另一臺設備。這里的設備是指計算機、PLC、打印機或者其他有數據通信功能的設備。由于計算機及其所支持的終端設備的使用越來越廣,因而數據通信也稱為計算機通信。數據通信系統就是以計算機、PLC或者其他數字設備為中心,用通信線路連接分散在不同位置的數字設備,實施數據通信的一種系統。它一般由傳送設備、終端設備、輸送線路和調制解調器組成。數據通信系統的任務就是要高效率地完成數據的傳送、信息交換和通信處理。數據通信[2]主要有并行通信和串行通信兩種。
2.2通信協議
所謂通信協議[3]是指通信雙方的一種約定。約定包括對數據格式、同步方式、傳送速度、傳送步驟、檢糾錯方式以及控制字符定義等問題做出統一規定,通信雙方必須共同遵守。因此,也叫做通信控制規程,或稱傳輸控制規程,它屬于ISO'S OSI七層參考模型中的數據鏈路層。目前,采用的通信協議有兩類:異步協議和同步協議。
三菱FX系列PLC本機無串行通信能力,為得到這個功能需外擴FX232-BD或FX485-BD通信模塊,其中FX232-BD為RS-232通信方式FX485-BD為RS-485通信方式。
3限速器的速度采集
本課題要求實現對限速器測試臺速度的采集,必然要用到編碼器[4]。本實驗所用的編碼器是歐姆龍公司生產的,型號為E6B2-CWZ6C型,是旋轉編碼器。一般控制電機轉速的方法是轉速閉環控制:通過旋轉編碼器檢測電機轉速,檢測信號送回控制設備(PLC),控制設備計算轉速的誤差值,并進一步調整輸出值,改變電機的電壓或電流,從而使電機轉速穩定在某個設定值。
3.1速度采集算法
常用的測速方法有兩種:M法和T法[5]。
1.M法測速:M法又叫定時測角法,即在規定的時間間隔Tg內,測量所產生的脈沖數來獲得被測速度值。設脈沖發生器每轉一圈發出的脈沖數為P,且在規定的時間Tg(S)內,測得脈沖數為m1,則電機每分鐘轉數:
nM=60?(r/min) (1)
2.T法測速:T法又叫定角測時法,即測量相鄰兩個脈沖的時間間隔來確定被測速度的方法。用一己知頻率為fc的高頻時鐘脈沖向一計數器發送脈沖數,此計數器由測速脈沖的兩個相鄰脈沖控制其起始和終止。若計數器的讀數為m2,則電機每分鐘的轉速為:
n2=60?(r/min) (2)
3.2速度采集的實現
PLC一般都有高速脈沖輸入端或高速專用計數單元。因而在電梯PLC控制系統中,可使用旋轉編碼器檢測電梯運行過程中電機的實時轉速,并將所測的結果反饋給PLC處理。
本實驗所用到的旋轉編碼器型號為E6B2-CWZ6C,有4條引線,其中2條是脈沖輸出線,1條是COM端線,1條是電源線。旋轉編碼器的A,B兩相相差90度,可通過比較A相在前還是B相在前,以判別編碼器的正轉與反轉,如圖2 所示。
圖2A,B相計數示意圖
Fig2. A, B phase diagram
4測試結果
旋轉編碼器與PLC相連接,PLC通過在一定時間內測得編碼器的脈沖數,將其轉換為實時的轉速,根據實時轉速來實現相應控制量的輸出。
測試結果顯示:在每一次運行后,系統均能自動判斷是否合格,合格判定的根據是GB7588-2003,如不合格此次運行數據會在顯示5秒種后自動刪除,只有在判斷為合格數據后,系統才能保留此次測試運行數據。只有在合格測試次數達到規定后,系統才能判定該限速器合格。每一次合格數據會有對應的柱行圖直觀顯示出來。
圖3測試界面
Fig.3 Test interface
5結論
本論文以電梯限速器測試系統為研究對象,重點研究了限速器測試裝置的速度采集以及驅動控制。為了實現預期結果,首先要從限速器的各部件進行研究。我所用到的測試臺來自常州宇科新技術開發公司,包括:工控機、三菱FX1N系列PLC、旋轉編碼器、伺服放大器、伺服電機和激光打印機組成。利用目前比較成熟的先進控制技術,軟件技術,現代測試技術等先進技術,來開發出用于限速器檢測,具有國際先進水平的檢測設備。通過對不同型號和不同速度的限速器進行比較測試驗證,將結果由系統附帶的激光打印機打印出來,結果顯示該測試設備完全達到設計要求的性能指標。該限速器測試設備在測試功能、測試范圍、測試精度等主要性能方面性能優秀,能實現全部以上功能。
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【論文摘要】縱觀全球迅猛發展的高科技,電信業必將成為21世紀世界經濟的火車頭,通信技術正發生著百年未遇的巨大變化。本文介紹了第三代移動通信技術的發展現狀,最后展望了未來移動通信技術發展的趨勢。
【論文關鍵詞】移動通信;3G;發展;展望
伴隨著移動通信市場的快速發展,用戶對更高性能的移動通信系統提出了更高要求,希望享受更為豐富和高速的通信業務。第二代移動通信運營商發展速度趨于緩和而競爭越加激烈,為尋找新的增長點,通過發展數據業務來提高自身的服務質量和業務類型,需要3G的支持。同時由于第二代移動通信無線頻率資源日趨緊張,已不能滿足長期的通信需求發展需要。
1移動通信的發展歷程
第一代移動通信系統是在20世紀80年代初提出的,它完成于20世紀90年代初。第一代移動通信系統是基于模擬傳輸的,其特點是業務量小、質量差、交全性差、沒有加密和速度低。
第二代移動通信系統(2G)起源于90年代初期。歐洲電信標準協會在1996年提出了GSMPhase2+,目的在于擴展和改進GSMPhase1及Phase2中原定的業務和性能。它主要包括CMAEL(客戶化應用移動網絡增強邏輯),SO(支持最佳路由)、立即計費,GSM900/1800雙頻段工作等內容,也包含了與全速率完全兼容的增強型話音編解碼技術,使得話音質量得到了質的改進;半速率編解碼器可使GSM系統的容量提高近一倍。在GSMPhase2+階段中,采用更密集的頻率復用、多復用、多重復用結構技術,引入智能天線技術、雙頻段等技術,有效地克服了隨著業務量劇增所引發的GSM系統容量不足的缺陷;自適應語音編碼(AMR)技術的應用,極大提高了系統通話質量;GPRS/EDGE技術的引入,使GSM與計算機通信/Internet有機相結合,數據傳送速率可達115/384kbit/s,從而使GSM功能得到不斷增強,初步具備了支持多媒體業務的能力。盡管2G技術在發展中不斷得到完善,但隨著用戶規模和網絡規模的不斷擴大,頻率資源己接近枯竭,語音質量不能達到用戶滿意的標準,數據通信速率太低,無法在真正意義上滿足移動多媒體業務的需求。
2第三代移動通信系統概述
第三代移動通信業務主要是話音和中低速數據,碼率為384kb/s(局域網可達2Mb/s),因而可傳送比目前GSM(第二代移動通信)更高碼率的信息。隨著多媒體業務的發展,2Mb/s的碼率將越來越不能滿足用戶各種新的寬帶業務的需要,因此國際上已開始研究第四代移動通信系統,第一步目標是10Mb/s以上。我們國內則尚未啟動。因此需盡早開始研究其關鍵技術。需要解決的關鍵技術有:寬帶多媒體移動通信系統的體系結構,包括頻段、多址方法、無線接入技術、軟件無線電的硬件和軟件、多載波調制和OFDM技術、自適應天線陣、高效信道編碼技術(如Turbo碼)等。
第三代移動通信系統(3G),也稱IMT2000,是正在全力開發的系統,其最基本的特征是智能信號處理技術,智能信號處理單元將成為基本功能模塊,支持話音和多媒體數據通信,它可以提供前兩代產品不能提供的各種寬帶信息業務,例如高速數據、慢速圖像與電視圖像等。如WCDMA的傳輸速率在用戶靜止時最大為2Mbps,在用戶高速移動時最大支持144Kbps,所占頻帶寬度5MHz左右。但是,第三代移動通信系統的通信標準共有WCDMA,CDMA2000和TD-SCDMA三大分支,共同組成一個IMT2000家庭,成員間存在相互兼容的問題,因此已有的移動通信系統不是真正意義上的個人通信和全球通信;再者,3G的頻譜利用率還比較低,不能充分地利用寶貴的頻譜資源;第三,3G支持的速率還不夠高,如單載波只支持最大2Mbps的業務,等等。這些不足點遠遠不能適應未來移動通信發展的需要,因此尋求一種既能解決現有問題,又能適應未來移動通信的需求的新技術(即新一代移動信:nextgenerationmobilecommunication)是必要的。第三代移動通信技術的基本特點:(1)全球統一頻段,統一標準,全球無縫覆蓋和漫游。(2)頻譜利用率高。(3)在144kbps(最好能在384kbps)能達到全覆蓋和全移動性,還能提供最高速率達2Mbps的多媒體業務。(4)支持高質量話音、分組多媒體業務和多用戶速率通信。(5)有按需分配帶寬和根據不同業務設置不同服務等級的能力。(6)適應多用戶環境,包括室內、室外、快速移動和衛星環境。(7)安全保密性能優良。(8)便于從第二代移動通信向第三代移動通信平滑過渡。(9)可與各種移動通信系統融合,包括蜂窩、無繩電話和衛星移動通信等。(10)終端(手機)結構簡單,便于攜帶,價格較低。
3第四代移動通信系統
4G系統中有兩個基本目標:一是實現無線通信全球覆蓋;二是提供無縫的高質量無線業務。目前正在構思中的4G通信具有以下特征:(1)網絡頻譜更寬。要想使4G通信達到100Mbps的傳輸速率,通信運營商必須在3G網絡的基礎上進行大幅度的改造,以便使4G網絡在通信帶寬上比3G網絡的帶寬高出許多。據研究,每個4G信道將占有100MHz的頻譜,相當于W-CDMA3G網絡的20倍;(2)通信速度更快。人們研究4G通信的最初目的是為了提高蜂窩電話和其他移動終端訪問Internet的速率,因此,4G通信最顯著的特征就是它有更快的無線傳輸速率。據專家估計,第四代移動通信系統的傳輸速率速率可以達到10M~20Mbps,最高可以達到100Mbps;(3)通信更加靈活。從嚴格意義上說,4G手機的功能已不能簡單劃歸“電話機”的范疇,因為語音數據的傳輸只是4G移動電話的功能之一而已。而且4G手機從外觀和式樣上看將有更驚人的突破,可以想象的是,眼鏡、手表、化妝盒、旅游鞋都有可能成為4G終端;(4)智能性更高。第四代移動通信的智能性更高,不僅表現在4G通信的終端設備的設計和操作具有智能化,更重要的是4G手機可以實現許多目前還難以想象的功能;(5)兼容性更平滑。要使4G通信盡快地被人們接收,還應該考慮到讓更多的用戶在投資最少的情況下較為容易地過渡到4G通信。因此,從這個角度來看,4G通信系統應當具備全球漫游、接口開放、能跟多種網絡互聯、終端多樣化以及能從3G平穩過渡等特點。
總之,隨著新問題、新要求的不斷出現,第四代移動通信技術將會相應地調整、完善和進一步發展。縱觀移動通信技術的發展規律和第四代通信技術的優點,我們相信,不遠的將來,人們將不受時間、地點限制,可以自由自在地利用移動網絡獲取和傳遞信息。從而人們的學習、工作、生活將會發生更深刻的變化。
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【關鍵詞】載波通信;信道編碼;RISE3201
0.引言
近幾年,隨著數字通信技術的發展,PLC因其分布廣、低成本、高速率、即插即用、可移動等優勢成為當前通信研究的一個熱點。如何利用網絡資源潛力,在不影響傳輸電能的基礎上,使之成為繼電信、電話、無線通信、衛星通信之后的又一通信網,是多年來國內外科技人員技術的又一目標。要使電力網成為一個新的通信網技術手段只有載波通信。[1][2]
1.編碼方法的討論
電力線通信(PLC Power Line Communication)是指利用電力線傳輸數據和話音信號的一種通信方式.它建立在電力配電網基礎上.實現了電力線通信網絡內部各節點之間以及與其他通信網絡之間的通信。本文根據實際低壓電力線信道情況,探討數字通信中信道編碼技術,采用CRC碼,漢明碼,對低壓電力線上的數據傳輸進行差錯控制。[3] [4]
1.1 CRC碼
CRC校驗:CRC校驗的基本思想是利用線性編碼理論,在傳送端根據要發送的k位二進制碼序列,以一定的規則產生一個校驗用的監督碼(既CRC碼)R位,并附在信息后邊,構成一個新的二進制碼序列數共(K+R)位,最后發送出去。在接收端,則根據信息碼和CRC碼之間所遵循的規則進行檢驗,以確定傳送中是否出錯。
1.2漢明碼
漢明碼:漢明碼是一組固定長度的碼組,可表示為(n,k),通常它用于前向糾錯。在漢明碼中,監督位被加到信息位之后,以形成新碼。在編碼時,k個信息位被編為n位碼組長度,而k個監督位的作用就是實現檢錯與糾錯。當分組碼信息碼元與監督碼元之間關系為線性關系時,這種分組碼就稱線性分組碼既漢明碼。
2.低壓電力線載波通信系統的設計
低壓電力線載波通信系統的總體框圖如圖1所示,電力載波模塊使用PLC調制解調器(modem)連接到電力線,進行信息交換。
3.以RISE3201為核心的系統硬件設計
本系統的核心是RISE3201,該芯片的特點是一種智能控制網絡的單片系統芯片(SOC)。它利用世界范圍內分布最廣的低壓電力線作為通信媒介,實現數據傳輸及網絡控制等功能。可廣泛應用于遠程抄表和負荷管理、工業自動化控制、安防系統、交通運輸自動化、家庭智能化等領域。 [5]如圖2所示。
3.1發送電路
發送電路的功能是把經調制并按一定協議打包的信號發射到電力線上去。由于芯片輸出的載波信號達不到功率要求,所以需先經過功率驅動。系統處于發射狀態時,COMM MCU根據現場情況選擇合適的頻點以使發送的信號衰減最小。
3.2接收電路
載波信號經過耦合電路、載波接收電路進入RISE3201。接收電路配合RISE3201內嵌的BPSK及DSP模塊,檢測并在接收鏈上消除脈沖噪音,用多級數字和模擬濾波器來有效地消除多頻點噪音,用高級的信道獲取算法來保證即使在信號低于噪音的情況下,也能夠獲取信號。
3.3耦合電路
耦合單元是載波信號的輸出和輸入通道,當RISE3201處于發送狀態時,耦合單元將RISE3201產生的高頻載波信號送入低壓電力線上進行傳輸;當RISE3201處于接收狀態時,耦合單元在電力線上提取出高頻載波信號以便進行解調,同時阻止電力線的工頻電流進入通信終端。
4.軟件設計
PC機通過串口發送數據到modem,modem將數據進行擴頻調制,經數據輸出口發射出去,再經的發送電路功率放大后,經耦合電路發送到電力線上去;接收端則是有耦合電路提取載波信號,經接收電路濾波,輸入到modem的數據輸入口,由modem完成解調解擴后,通過串口上傳至PC機。[6] [7] [8] [9]
5.結論
本文根據我國低壓電力線特性設計一個基于RISE3201電力線通訊系統,在低壓電力線載波通信模塊軟件功能設計試驗的基礎上,針對基于低壓電力線網絡通信信道編碼技術進行探討與研究并通過協議的編制以實現通訊。在采取適當的硬件設備以提高信道性能后,可進一步采取信道編碼,進一步提高通信質量,通過實驗驗證能可靠地在低壓電力線上實現點對點數據通信。此系統可用于構建智能家居、辦公單位及小區等局域網。
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