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1.1合理選用變壓器
在實際消耗中不難發現,變壓器能源占總消耗量的比例比較大,值得一提的是電能損耗還分為兩種形式進行:空載損耗和負載損耗兩種,因此,在選用變壓器過程中應當綜合考慮各方面因素,從容量和負荷率等角度予以考慮,確保選用的變壓器符合機房實際情況。
1.2優化直流電源系統
在通信機房中可以通過更換開關電源設備的方式,在增加容量的同時能夠減少電源體積,智能化程度的提高直接作用于工作效率,一定程度上還能夠提升工作人員的積極性,使其全身心的投入到工作過程中。再者,對開關等設備進行改造過程中要依據實際情況,例如:電源的容量配置設置上一定要大于負載容量,這樣能夠確保系統正常隱形,相反,其設定值若小于負載容量比較容易出現發熱情況,嚴重時損壞設備,通過優化電源直流系統,既能夠減少能源損耗,從某種意義上還能夠降低通信機房的投資。
2空調系統的節能損耗
實現空調節能的最主要途徑在于靈活利用外部因素,正確處理好結構和空調設備兩者間的關系,只有以這個為前提條件,才能夠制定出行之有效的節能方案。在相關測試中發現,夏季室內低于或者冬季室溫高于1度,工程投資會在原有的基礎之上增加6個百分點,能源損耗增加8個百分點,采取加大室內外溫差的方式則不科學。因此在空調安裝過程中,首先要進行合理規劃,要保證其有足夠的散熱空間,盡可能避免陽光照射,冷熱負荷要均勻處理,這樣能夠減少不必要的浪費。值得一提的是,通過霧化水來沖擊空調,既能夠達到清洗空調的目的,還能幫助空調散熱和節能。再者,對中央空調的變頻改造可以采取多種方式,但是科學合理的方式是改變壓縮機的供電頻率,從而控制室溫。盡管變頻器其主要功能是改變供電的頻率,但是在特定條件下其也能調節壓縮機的正常轉速,從深層次上來說能夠降低設備損壞的機率。值得一提的是,通信機房內的新風系統在特定條件下能夠將空氣轉化為冷源,然后將機房內的熱量與冷源對調,在降溫的同時也在散熱。其不僅僅散熱、降溫效果顯著,電能損耗也直線下降。任何事物都具有兩面性,新風系統也不例外,采用此種方式進行改造不能夠對室外的空氣進行凈化處理,因此在互換過程中難免會吸入護城,影響了設備的清潔度,采用新風系統對環境要求比較高,必須滿足機房內部溫度不小于5度這個前提條件,倘若不具備這個條件,相關工作就不能夠正常進行。
3分析機房節能的評估機制
節能效果的評估應當在各方面都得到保障情況下,深層次了解造成能源消耗巨大的原因,根據實際情況找到節能改造的切入點,以此為前提條件從而得到估算能源節約量。但是就我國目前形勢來看,我國的能源計量管理體制尚需建立健全,因此很多企業或者組織只是簡單的通過電表實施管理。倘若要開展效果評估,其首要任務就是更換電表,采用比較先進的技術設備,針對機房各個部件的能源消耗進行詳細記錄并整理,為制定行之有效的節能方案提供堅實理論依據。節能效果并不是通過仿真實驗就能夠得到相對準確的數據,它受外界因素影響比較大,因此必須依據現場實際情況進行,否則出現評估誤差的機率比較大。新形勢下,比較常用的是國際節能效果和測量認證規程IPMEP,其主要是綜合考慮各種因素,其設計的初衷和目的就是研究節能技術服務公司和接收服務方如何根據自身實際情況量化節能措施,以此為節能效益提供科學性指導。實際上,考慮到通信機房節能其主要是通過有效手段降低電能消耗和減少設備損壞,參照IPMER規程能夠得到一個相對準確的數據。正確處理好年節能量、節能效率、單位能耗、用能效益相互之間的關系,其中年節能量主要是傳遞出具體節能的信息,節能效率指標則是節約能源占總消耗的比例。立足整體,從價值的角度出發年度純收益和能耗兩者間比例的不同,也是節能效果的反映,在不考慮外在因素的前提下,用能效益提高節能效果也就越加明顯,四個指標之間相互作用,它們從不同角度出發詮釋了節能效果,總體來說科學合理性高。
4結語
關鍵詞:節能降耗;綠色通道;核心網絡
近幾年來,全球移動通信產業蓬勃發展。2007年,全球移動用戶數增長了25.9%,2008年由于UMTS3G網絡的開通,用戶數增長了14%,2009年3G網絡的開通,用戶將向WiMAX網絡和4G網絡轉移。總之,全球移動市場仍處于快速增長期。通信產業是一個高科技行業,也是一個高耗能行業,隨著網絡規模的不斷擴張,通信網絡的核心設備、動力系統、冷卻系統以及機房、基站等成倍增加,能耗巨大,目前我國的通信網絡有上萬臺的核心交換設備,有幾十萬的基站,大量的設備不僅需要人員的支撐,而且不間斷的網絡環境也更需要能源來保障。據有關部門估計,2007年我國IT產品的總耗電預計為300億—500億千瓦時。這幾乎相當于三峽電站一年的發電總量(2006年為492.50億千瓦時)。這些林林總總的IT產品,已經讓我們的生活發生了翻天覆地的變化,改變著人們的生產和生活狀態,但是這些IT產品功耗大而且數量眾多,累積起來所消耗的電能可以說是觸目驚心。2008年世界金融風暴使得全球能源供給日趨緊張,2009年能源緊張的格局將會更加嚴峻,因此節能降耗的綠色通道對于通信行業來說顯得尤為重要。
由于IT設備需要成年累月不間斷地運行,除了IT設備自身耗電量巨大外,為滿足機房環境溫度、濕度、空氣含塵濃度的要求,機房內要獨立設置空調調節系統,加上用于機房環境條件技術保障的其他設備,這些最終導致機房成為電力消耗的“大戶”。從機房用電分配上來看,其中IT設備占電能總能耗的44%,制冷系統占38%,電源系統占到15%,照明系統占3%。在機房的IT設備中,網絡設備大概占30%,即大約占機房總能耗的13%。同時,如果網絡設備的功耗降低,相應的空調等設備的消耗也會相應降低,因此目前網絡中心耗能最大的是服務器,其次是一些主干網采用的大型網絡設備,當然其他低端網絡設備因為數量眾多也是不容忽視的。主設備是指服務器、BTS(基站收發臺),其功耗由接入設備的數量和網絡的負荷決定;配套設備主要指空調,基站設備對環境溫度、濕度和潔凈度有一定要求,以保證通信設備的正常運行,空調占了總功耗的絕大部分,平均下來約為總功耗的50%,以中國電信為例,2007年全年消耗電能超過200億度,各種能耗費用超過100億元人民幣;其它功耗成分來自配電系統等。
各國政府已經開始行動以減少能源的消耗、二氧化碳及其他污染物的排放,我國“十一五”規劃就明確了節能減排的工作指標:到2010年,單位國內生產總值能耗降低20%左右。能源的消耗可以用二氧化碳的排放量來計算,1千瓦時約等于0.658kg二氧化碳排放量,除主設備外其他設備的能源消耗也可以用二氧化碳的排放量來計算。假設一個正常基站可使用10年,總二氧化碳排放量為422噸。在所有的影響因素中,主設備占了總二氧化碳排放量的30.9%。根據對二氧化碳排放量的分析,通信產業節能降耗的綠色通道可以從以下5方面展開:1、打造綠色基站,采用新型的功放芯片和高效功放技術,提高設備的能效;2、應用綠色基站軟件有效降低靜態功耗,大幅降低業務量少時的能耗。3、綠色高效的冷卻方案,即減少冷卻能耗和提高電信設備耐熱能力,這樣設備可工作在室溫或更大濕度環境中。4、使用高集成度或分布式方案來減少基站占用空間,即采用多密度載波和射頻寬帶技術實現單模塊支持4到6個載波,同等容量下基站體積更小,重量更輕,UPS等配套要求更低。5、綠色能源的使用,即充分利用太陽能和風能等綠色環保能源。
一、建立綠色核心網絡
從這么多年從事通信網絡設計工作的經驗中,筆者了解到傳統的核心網絡架構是相當復雜的,不僅一二級核心網絡層次多,而且大量的網元導致網絡復雜,整網能耗偏高。以筆者設計的機房為例:機房空間有限,服務器的能耗非常高,導致散熱程度差,而且需要加裝空調,再加上每年擴容的需要,交換機走線和設備布局的不合理,使機房無法實施更進一步的節能降耗措施。因此建立綠色核心網絡勢在必行。建立綠色核心網絡首先應該優化核心網絡架構,實行網絡的扁平化管理,減少核心網中網元的數量,使核心設備上移,逐步使用集成度高,電信級別的平臺代替傳統的服務器,同時建立專業的機房散熱管理方案,如采用自下而上的回風流方式提高冷風的利用率,尤其是在北方城市,這樣就可以有效減少機房空調的使用。
筆者還要強調一下,在工程前期調研及初設階段首先考慮選擇擁有綠色基站技術的供應商和運營商,例如華為和Vodafone。他們擁有IP組網、分布式基站、先進功放、智能電源管理、多載頻技術、統一架構等關鍵綠色技術。這樣設計的基站穩定性、可靠性高,功耗能夠得到進一步優化,而且更有利于網絡的平穩升級。
二、充分利用軟件技術降低能耗
除提高設計水平和利用硬件升級等手段降低能耗以外,充分利用軟件技術實現節能降耗也越來越重要。隨著軟件技術的飛速發展,其應用領域也越來越廣泛,大到網絡轉型,小到CPU超頻。以筆者所在單位為例,通信網絡轉型的速度遠遠高于其他單位基礎設施的更新換代,如果頻繁地對網絡轉型,將造成大量在線設備的退網淘汰以及更多的資源消耗,那么利用軟件技術提高現有網絡設備的工作效率,從而降低能耗也是非常重要的手段。通過對上網用戶在線時間的統計分析,全網在忙時和閑時網絡負荷變換最大,那么就可以通過軟件調整核心網絡設備的主頻,讓它隨網絡負荷變化,在閑時自動將設備處理能力降低,減少電能的消耗。
三、提高空間利用率降低設備冗余度
隨著通信產業的蓬勃發展,每年入網用戶日益增多,基站和設備間能夠利用的空間越來越小,設備密度也越來越大,電力消耗明顯提高,因此采用高集成度或分布式設計方案來減少基站和設備間的空間占用,使用體積更小,重量更輕,支持端口更多的設備來有效降低設備冗余度,對于降低能耗也是重要的綠色手段。對于高端網絡設備來講,性能和功能無疑是最重要的,功耗降低會以性能的降低為代價。一般的情況下,為保證功能、性能、業務卡的數量和運行可靠,設備的功耗也會較大。這類設備數量較少,放置位置的環境情況也比較好。因此,在選擇高端設備方面我們只是把功耗指標作為一個輔助的參考指標。
對于低端的網絡產品,如數量巨大的接入層交換機,雖然他們的功能都很強大,但是我們實際應用時只會用到它的部分功能,完全可以通過犧牲一些我們不需要的性能來換取設備的功耗降低。現在有一些接入層交換機因為自身功耗小,已經實現了設備內部無風扇,這類產品就能很好地降低設備的功耗。對于低端網絡設備來說,采購過程中會把功耗作為一個比較重要的指標來考慮。
四、推崇綠色環保能源的使用
利用太陽能和風能等混合能源,可更好地保護環境,減少污染物排放。在有條件的地區充分利用太陽能、風能作為輔助能源,降低電能消耗,分解能源問題。在北方城市,利用季節明顯,冬季日夜溫差較大的特點,優化基站、核心機房、設備間的通風設計方案和溫度控制方案,充分利用自然環境溫度實現溫控的目的,減少冷卻系統和大功率空調的使用,降低能耗,建立更多能源使用的綠色通道,使能源利用率更高。
為了使通信產業向著更加綠色的方向發展,節能降耗勢在必行,讓我們共同努力,打造出更多的綠色通道,從技術上提高設備、能源的使用效率,減少不必要的損耗,以實際行動來保護環境,推動通信產業持續健康發展。
參考文獻:
在教學手段上,我們制作了與教材配套的《信號與系統多媒體課件》,改變了傳統黑板式的單一教學方式,采用黑板和課件相結合的教學方式。通過制作多媒體課件,代替了原來大量的板書,節省了教師和學生的時間,使教師可以集中精力傳授教學內容;課件利用MATLAB、FLASH等多種軟件,將圖、文、聲、像等媒體表現方式有機結合,通過生動形象的演示可加強學生對教學內容的理解;但同時結合黑板可完成一些公式和例題的推導,可加深學生對基本概念和基本分析方法的理解和掌握。總之,通過多種教學表現形式,教師可以根據教學實際情況靈活調整教學內容,促進教和學之間的交流。在教學方法上,刪除一些復雜的理論推導,取而代之的是應用MATLAB軟件幫助學生完成數值計算、信號與系統分析的可視化建模及仿真調試,加強學生對教學內容的理解,培養學生主動獲取知識和獨立解決問題的能力,為后續專業課學習和使用MATLAB進行信號處理領域的各種分析應用打下堅實的基礎。
2實驗教育改革
2.1基于軟硬件結合的“雙平臺實驗教學”實驗教學作為理論教學的主要補充,在整個教學環節中具有重要地位。我們“信號與系統”課程采用基于軟硬件結合的雙平臺教學,開設24個學時實驗,其中保留了原來的8學時硬件電路實驗,增加了16學時MATLAB軟件實驗,對于實驗內容的取舍和編排二者盡可能取長補短。硬件電路實驗中對于儀器的操作、硬件電路的調試等充分鍛煉了學生的動手能力;對于MATLAB軟件實驗,我們編寫了與理論教材配套的實驗教材,與理論教學同步,實驗教材全面系統的介紹應用MATLAB對信號與系統進行分析與實現的具體方法,并提供程序實例、基本實驗內容和擴展實驗內容。在實驗過程中,學生根據程序實例獨立完成信號與系統分析的可視化建模及仿真調試等實驗內容,培養學生主動獲取知識和獨立解決問題的能力。通過軟硬件結合的實驗,讓學生的動手能力與理論水平同時提高,也更有利于激發學生的學習興趣。
2.2開放性實驗教學
我們的硬件電路實驗全部采用開放性實驗的教學方式。以學生預習﹑自選時間和自主做實驗為主,教師講解示范為輔。為此,我們進一步完善了實驗指導書,并且將示波器等重點儀器的使用方法印成卡片,每個實驗位置放一份。學生做好預習才能準許進實驗室,老師不講解只輔導答疑和檢查結果,學生基本都能完成實驗內容。如果有學生完成規定的實驗內容,則可以充分利用開放實驗進行學習,這期間學生可以在老師的指導下,對相關課外內容進行學習,例如電子制作或進行其它科研項目等。通過推出一系列的實驗自主學習模式后,近年來,我們指導的學生在全國大學生電子制作競賽中獲得了較好的成績,學生動手能力和創新能力有較大提高。
3信號與系統課程網站建設
隨著網絡技術的飛速發展,為構建主動學習環境提供了充分條件,課程網站建設將傳統的以教師為中心的被動學習模式轉變為以學生為中心的主動學習模式,可以激發學生主動探索、主動發現和解決問題,有利于培養創新型人才。我們信號與系統課程網站的建設參考國家精品課程網站的建設思路,采用模塊化的設計思想。網站共分為課程介紹、課程特色、師資隊伍、課程資源、實踐教學、仿真園地、互動交流(BBS)七大板塊。課程資源板塊為學生提供了豐富的學習資源,包括課程的教學大綱、授課計劃表、電子教案、補充習題、學習指導、教學錄像等部分,學生用自己的學號、姓名注冊通過管理員審核后,可以下載課程資源,給學生的課前預習和課后復習帶來了極大的方便。實踐教學板塊包括實驗大綱、實驗項目、實驗指導書等部分,通過實踐教學板塊,學生可充分的利用教學資源掌握試驗內容,同時也為信號與系統課程的教學改革中開放性實驗教學提供了有力的保證。仿真園地板塊結合教學內容,利用MATLAB對關鍵知識點進行建模仿真,并給出了MATLAB仿真的源代碼,這樣可以將信號與系統課程中較難掌握和理解的內容形象生動地展現出來,提高了教學效率,增強了直觀教學和教學效果,從而使學生對所學知識的理解更加透徹。學生在學習中遇到的問題可以通過討論版(BBS)提出,尋求老師或者同學們的幫助,實現師生互動交流。
4結束語
執法規范化建設任重道遠,交通安全管理工作水平亟待提高。當前,作為交通安全執法部門,面臨執法理念轉變、執法方式轉型、執法必須規范,群眾法律意識增強、監督群體增多,內部教育培訓乏力、思考破解能力不強、管理監督機制不力、隊伍整體素質適應不了當前交通安全管理工作形勢任務需要的“責任危機”和“本領恐慌”。新形勢、新任務迫使交管工作不得不爬坡追趕。目前,存在執法理念不強的問題、執法能力不足的問題、執法方式簡單的問題和有章不循、有令不行的問題,以及該公開而不公開、公開了而又不公正、辦事效率低等問題。嚴重影響交警的執法公平公正度,降低執法公信力,群眾有抱怨、有意見,不信任、不滿意。
二、創新工作舉措
積極主動作為積極探索推進交通管理社會化、信息化、規范化、服務化不僅是形勢所迫、大勢所趨,更是使命要求、責任擔當。
(一)推進交通管理社會化
要做好道路交通安全管理工作,必須創新社會管理,形成政府主導、部門各司其職、社會共同參與的標本兼治、齊抓共管的工作格局。這是維護社會穩定、促進社會和諧、推動交通管理各項措施能真正落實的治本之策。只有這樣才能破除長期遺留和形成的源頭職責不清、行業自律不力、部門聯動乏力、社會公眾教育弱化,以及就管理抓管理的工作理念和現實工作中的應急式、被動式、疲勞式等管理運行模式。
(二)加快交通管理信息化
科技是做好道路交通管理工作的重要支撐和有力保障。近幾年,隨著各級政府在科技投入方面的不斷加大,寧夏的道路交通信息化建設取得長足進步,有力促進和保障了各項交通管理工作的有效開展。在當前和今后的建設使用工作中,必須突出建設的功能性與共享性、先進性與實用性、規模化與應用化的有機結合。要積極圍繞智能交通系統建設,強化信息采集功能,拓寬信息采集渠道,注重從車輛的銷售、入戶、辦證,到駕駛人的報名、考試、發證,再到二手車的流通,直到最后的注銷報廢等源頭性、基礎性信息采集做起,確保駕駛人員和機動車輛底數清、情況實。同時,加強信息分析研判,提高應用科技的決策、指揮能力,提高在信息化、動態化條件下的預防控制能力。
(三)狠抓交通管理規范化
交管工作的任務十分繁重艱辛,而群眾的意見依然很大,這固然有客觀因素,但躬身自問、反思檢點,一些問題還是出在自身,沒有在執法中把最基本的規范要求執行好、落實好。首先,要著力加強法治理念、法律法規的培訓力度,使民警對應知應會的法律法規能達到熟知熟用的程度,提高民警最基本的履職能力,并形成規范執法的自覺意識。第二,要嚴格落實“四個一律”制度,堅決抓好執法記錄儀“四必要求”,建立出警處警全程使用執法記錄儀的剛性問責制度。第三,要加快推進執法場所標準化建設,對硬件建設達標的,扎實解決辦事大廳、監控設備、工作流程不符合規定的問題;對硬件建設不達標的,下大力氣加快工程的改造改建,從基礎上解決不規范的問題。
(四)提升交通管理服務化
正確處理好管理與服務的關系,實現法律效果、社會效果的有機統一。當前,服務經濟、服務社會、服務公眾,已成為政府各級主管部門的主要職能和核心內容。可以說,服務不再僅僅是一種美德和額外負擔,而是一種法定的職責。隨著發展需要、群眾需求,交管部門應以“服務”為導向,建成集監督、管理、教育、服務于一體的,具有多元化職責的“復合型”部門。首先,擦亮服務窗口。公安交管部門履職盡責的每一個方面、每一個環節,都是窗口,都要以“窗口單位”的要求作為工作的切入點和著力點,勇于“亮窗”、敢于“亮窗”,自覺接受群眾監督,積極改進規范,提升服務質量。第二,創新便民措施。對公安廳2013年出臺實施的涉及交管的3項硬性規定和7項便民利民措施,要不折不扣地抓好落實,固化便民服務舉措。同時,積極創造條件,適時推出便民利民新措施。2014年,按照公安廳確責的“駕駛證考試下放到縣一級公安機關、增加自助繳費機和違法處理崗點、糾正收取暫扣車輛停車費”等重點工作,必須落地有聲、抓實抓好,方便群眾辦事、減輕群眾負擔。第三,做到公開透明。能公開、該公開的事項一律公開,從各項接處警程序、受理辦理事項、辦理程序及時限、監督措施及辦法,拓展執法公開范圍,深化執法公開層次,全程陽光作業,堅決杜絕隨意性、隱蔽性,有力擠壓發生不正當行為的彈性空間。與此同時,公安交管部門還要維護法律尊嚴,保障交通安全。一要強化源頭監管。加強與交通運管、安檢、教育等部門的協作配合,重點對客運車輛、校車、危險化學品運輸車的源頭監管,督促客運企業、客運場站和危險化學品生產企業、教育部門及學校嚴格落實交通安全管理的各項制度措施,對發現的問題要一查到底,加大責任追究力度,做到從嚴從重處理,倒逼各項安全措施落實到位。二要強化動態監管。加強與交通運管、安監等部門的協作配合,適時抽查、集中檢查客運車輛安裝和使用動態監控系統情況,督促客運企業充分發揮衛星定位汽車動態行駛記錄儀的監管作用。對不按規定進行實時跟蹤監管運營車輛的企業,一律停業整頓;對同一客運企業的車輛有兩次以上超員違法行為的,一律停業整頓。
三、厘清職責定位,扎實務實工作
在當前和今后的交通管理工作中,應著力增強“三個方面的意識”,提升“六個方面的能力”。
(一)增強“三個方面的意識”
一是增強信息匯報意識。積極主動地向自治區黨委、政府和上級有關部門及時匯報交管工作取得的成效、存在的問題及意見建議,爭取重視支持。力爭每年自治區政府能專題聽取一次有關公安交通管理工作的匯報,以自治區政府名義印發有關加強和改進道路交通安全管理工作的意見。力爭每年自治區人大將交通安全管理工作列入年度重點督查檢查內容,以督促解決制約公安交管工作發展的一些體制性、機制性問題。積極向自治區黨委政法委匯報政法機關車輛管理使用情況、向自治區區直機關工委匯報區直各部門車輛管理使用情況,爭取將區直各單位的車輛管理使用情況納入相應的綜合考評、績效考核、創建文明單位的內容之中。二是增強協調聯動意識。積極主動地與交通運管、安檢、經信委、環保、財政、教育及宣傳、廣播電視等部門加強聯系溝通,爭取支持幫助。采取上門主動匯報工作情況,聽取對交管工作的意見建議,及時改進工作中存在的問題不足。同時,匯報工作實踐中發現的問題,提出相關工作意見建議,進一步明晰各自承擔的職責任務,建立完善部門間的信息互通、協調聯動、合力抓落實的工作機制。加強與公安廳指揮部、紀檢、宣傳、法制、督察、治安等處室的溝通聯系,做實做好信息報送、問題反饋、輿情引導、法律培訓、協作配合等工作。三是增強服務基層意識。積極主動地幫助基層協調解決困難問題,多一些換位思考,多一些辦法舉措,切實減輕基層工作負擔。在工作部署上,突出前瞻性、現實性、針對性、科學性,因路因時、因車因人制宜,突出側重點,強化針對性,力戒形式主義的運動戰、人海戰。在勤務保障上,突出辦公辦案場所滯后影響規范執法、民警路面執法執勤防護裝備不足影響人身安全等基層無力解決的重點困難,突出高溫嚴寒天氣下及專項整治工作中存在的實際困難,爭取財政劃撥相應的津貼補貼。
(二)提升“六個方面的能力”
【關鍵詞】中壓寬帶 電力線 通信接入方式 信道特征 測試 分析
一、中壓電力線路的結構與特征
中壓電網構成相對簡單。與低壓線路相比,它能夠克服距離長短的限制,噪音較低,然而,供電系統僅適合于幾十赫茲低頻信號傳輸,如果進行高頻信號傳輸,附加寬帶PLC的使用,就會產生一系列影響信號傳輸質量的不良因素,如:通信串擾、信號泄漏、信號的干擾等,解決這些問題的唯一方法就是發明更加高端、更為先進的PLC接入設備與調制方式。其中寬帶PLC中壓耦合接入設備成為重點探究的對象,經研究其符合我國電網結構與特征。我國電網結構與數據圖如下所示:
從上圖可看出:我國電網結構包括:高、中、低三個層次級別,變壓器將各個等級層次連接起來,這無疑成為了高載頻數據通信的一大障礙,所以,要想解除變壓器的限制,就要通過分級接入的方式來處理PLC寬帶鏈接,也就是要根據各個電壓級別層次來對應設計出適應性的接入設備。如圖展示,只有在中低壓中間設置合適的接入設備,才能確保遠距離通訊的實現。
二、中壓寬帶PLC系統接入方式
這一系統接入涵蓋PLC 以及同其他寬帶通信網絡(互聯網服務供應商)之間的接口, 傳統的互聯網與這一接口鏈接起來得到相關的數據信息,其中包括傳輸信號于中壓線路的設備接口,這些傳輸的信號需要途經MV-PLC主調制設備以及MV耦合裝置這兩項設備。
MV-PLC主調制設備是對中壓與低壓連接處的接口進行調節,主要作用為將中壓線中所附帶的寬帶PLC數據信息進行轉換與調制,直接目標為低壓線路,終極目的為網絡用戶。下面就第一個中壓PLC實驗線路展開測試,把這一測試當作理論探究的依據。
三、中壓線路信道測試與分析
(一)測試的目的與結果分析
目的:研究出更先進的設計依據以及技術儲備為寬帶PLC逐步發展到中壓線路打下基礎,為全程中壓線路長距離接入做好技術與信息資源上的準備。
(二)測試結果分析
1.阻抗特性分析
經過實踐的操作運行得出:中壓10kv配電線路的阻抗性能會受到測量方位、時間以及頻率等的影響,會隨著它們去變化,變化幅度由數十到上百的量,通過高頻信號發生器所出現的正弦電壓信號,設定1MHZ-30MHZ的頻率范圍,在500KHZ的頻率間查看阻抗變化。通過采集V1、V2來對應計算出線路的阻抗值。下圖為測試整理后得出的中壓線路輸入阻抗變化圖:
2.噪聲特征分析
經過實踐測試得出:中壓線路的有色背景噪聲大概在―60dBV/hz―80dBV/hz,同低壓線路的平均噪音對比起來,大約多出10 dBV/hz。而且其窄帶擾亂性噪音則更高。而且測試發現:中壓線路中各個測試點有色背景噪聲的PSD數值間沒有很大差別,其窄帶干擾也發生在小于25MHZ的范圍內。由此可見,展開對線路上噪聲頻域以及進行時等方面的分析是十分必要的。
3.衰減性分析
與低壓線路相比,中壓線路更容易發生衰減現象,而且相對嚴重。大概每100米衰減8―11db,但是,在1.7千米線路范圍內也能夠順利進行通信。當將調制解調器的功率放大時,在各個測試長度中都能夠達到信息傳輸與通信通話等目的,實現了通訊水平的提高。各個測試點距離下的測試內容與數據如下圖:
四、總結
為了提高通信質量與水平就要促進寬帶PLC系統向著中壓電力線路前進,經過不斷的實驗與測試來提供大量寶貴的信息數據資源,并且在阻抗性、衰減性等加以發展與更新。
參考文獻:
[1]丁道齊把握世界通信發展趨勢確立電力通信發展戰略[期刊論文]-電力系統自動化 1999(07)
[2]王喬晨;郭靜波;王贊基低壓配電網電力線高頻噪聲的測量與分析[期刊論文]-電力系統自動化 2002(01)
通信論文3000字(一):鐵路通信系統中的光纖通信技術探討論文
內容摘要在科學技術水平快速提升的大背景下,很多先進技術已融入各個行業的發展中,光纖通信技術作為一種現代化技術,技術應用日益成熟,在通信技術中表現出了很大的應用優勢,在很多領域得到了有效應用。在鐵路通信系統中,光纖通信技術的應用發揮著重要作用,在很大程度上提升了鐵路通信系統信息傳播速度,提高了我國鐵路通信系統的整體水平。文章主要對鐵路通信系統中的光纖通信技術進行了分析。
關鍵詞鐵路通信系統光纖通信技術應用
1引言
隨著社會經濟的快速發展,我國光纖通信技術也在迅猛發展,在很大程度上提升了現代化信息傳播速度,使通信技術水平得到了很大提升。現階段,光纖技術的應用范圍越來越廣泛,在鐵路通信系統中發揮著重要作用,優化并完善了鐵路系統,推動著鐵路通信系統的智能化發展。基于此,文章闡述了光纖通信技術的相關內容,分析了鐵路通信系統中光纖通信技術的應用,研究了鐵路通信系統中光纖通信技術的發展趨勢,希望實現我國鐵路通信行業的持續、穩定發展。
2光纖通信技術的相關內容
2.1光纖通信技術概述
光纖通信技術中的兩種主要技術分別是光纖接入技術和波分復用技術。光纖接入技術的關鍵是實現信息傳輸的高效性,利用寬帶輸送網向各個家庭傳遞各項信息和數據,在寬帶管線傳輸過程中,傳輸方式多元化,光纖到戶(FTTH)和FTTCab是寬帶光接入網的主要應用形式,能夠在光纖各個位置實現信息傳輸[1]。波分復用技術為人民群眾提供了帶寬資源,能夠有效地整合發送端,將波長光載波的差異性由接收端完成分割,且各個分波器需要負荷不同的載波信號。在現代化鐵路通信系統中,波分復用技術發揮著重要作用,這項技術可以根據波長的差異性,有效地傳輸通信信號,不會受電磁信號、天氣因素的影響,在很大程度上提升了信號傳輸的整體效率。
2.2光纖通信技術的優勢
2.2.1通信容量大
光纖傳輸帶寬比較大,一根光纖的潛在帶寬可以達到20THz,且波分復用技術的傳輸容量更大,這項技術的傳輸通道是光纖的不同波長,將光信號在同一光線中的不同波長信道中進行傳輸,在很大程度上增加了通信傳輸容量。
2.2.2信息傳輸損耗低、傳遞距離長
光纖信息的傳輸載體主要是光學纖維鋼絲,通過分析用途、性能和功能的不同,可以分成不同的類型,但這項技術的制作和應用原則基本一致,不會受輸出距離的影響,在有光纖的情況下都可以傳輸信息,既能夠確保信息長距離傳輸,又可以完善信息傳輸過程,避免受環境因素的影響出現誤差。
2.2.3光纖損耗極低
在現代化社會的發展中,我國光纖通信技術的主要材料是石英光纖,石英光纖和其他材質的光纖相比,不易出現損耗問題,施工運營成本較低。并且,石英光纖屬于玻璃材質,具有電氣性能,在石英光纖施工過程中表現出了良好的絕緣性能,無須在線路中設置接地、回路,有利于加快施工進度,減少施工成本的投入。
3鐵路通信系統中光纖通信技術的應用
3.1波分復用技術的應用
3.1.1掌握復用器、解復用器的使用方法
在設計復用器和解復用器的過程中,相關人員需要深入分析復用器和解復用器的生產成本和穩定運行。在實際應用過程中,技術人員需要確保復用器和解復用器的質量,以此為基礎減少能源消耗問題的出現,光纖通信系統的應用,必須確保波導寬度滿足光纖通信系統的各項要求,深入分析波導的寬度,及時地了解波導之間出現振蕩的原因,通過應用波分復用技術了解振動和傳輸過程中的溫度變化情況。
3.1.2合理地選擇光源
在過去選擇光源的過程中,人們往往會應用低效率、低能量的發光二極管,這在實際應用中會遇到很多問題,如發射功率小、光譜寬等。在科學技術的快速發展過程中,激光二極管在光源選擇中得到了有效應用,解決了發光二極管中的很多問題,避免了光波之間的相互干擾問題,并加快了信息傳輸速度。但是,激光二極管在實際傳輸中會被環境溫度而影響,因此相關人員需在穩定環境中布置激光二極管,將溫度控制在合理范圍內,讓溫度影響降至最低。
3.2PDH技術
在鐵路通信系統的快速發展中,PDH技術是應用頻繁的一項光纖技術,這項技術的應用主要是根據PDH二芯搭建局干線網絡通信系統。二芯配置是PDH技術中常用的一種模式,這一模式的應用從本質上確保了鐵路同軸模擬通信,有利于實現鐵路通信系統的穩定性。PDH光纖通信技術的復用接口具有一定的復雜性,為網絡管理工作帶來了很大難度,嚴重影響著PDH技術的有效應用。
3.3SDH技術
SDH光纖通信系統是PDH光纖通信系統的升級版,這項技術有效地改善了PDH光纖通信技術中存在的問題,在很大程度上推動著鐵路通信技術的發展。SDH光纖通信技術作為一項現代化高速發展的數字化通信技術,會在未來科學技術發展過程中實現數字信息的轉化,將所需信號固定在特定的機構中。SDH光纖通信技術具有很大的應用優勢:①能夠有效地簡化網絡中各個支路的字節復用;②為各個廠家設備互聯之間的有效連接提供支持,確保光纖通信技術標準和比特率標準一致;③SDH光纖通信技術的網絡和自我完善功能比較強,在網絡信號中斷的情況下可以自動恢復,且在恢復后網絡信號傳輸可以繼續使用;④SDH光纖通信技術的自我管理能力比較強,有利于實現鐵路通信傳輸的安全性、可靠性;⑤SDH光纖通信技術的通信功能比較強,尤其在鐵路通信系統中的應用具有很大優勢,在未來通信行業的發展中,日益完善的SDH光纖通信技術必將代替系統中的PDH光纖通信技術。除此之外,在鐵路通信系統中,SDH光纖通信技術得到了有效應用,在鐵路建設過程中,為了充分發揮出SDH光纖通信技術的作用,鐵路部門通過搭設光同步傳輸系統,應用不同芯數的光纜[2],將鐵路沿線各機房設備的傳輸設備進行了有效連接,組成鐵路光纖傳送信息網絡,構建了鐵路信息網,提高了鐵路通信技術的整體水平,推動了鐵路信息化、高速化發展。
3.4DWDM技術
DWDM技術是將多個波長作為載波,在一條光纖中有效地傳輸各個載波通信通道,有效地減少光線數量,一般單根光纖傳輸速度可以達到400GB/s。在現代化社會的發展中,DWDM技術在鐵路通信系統中得到了有效應用,相關人員需要將波長和光纖頻率進行融合,利用DWDM設備實現信息系統的兼容,并利用SDH設備傳輸信號波,DWDM技術不會受惡劣天氣的影響,在初期應用中信號傳輸不穩定,但在長時間應用中會提高信號傳輸的整體效率,加快信號傳輸速度。
4鐵路通信系統中光纖通信技術的發展趨勢
4.1速度快、容量大、距離長的傳輸新模式
在新時期的發展中,新型波分復用技術需要轉變成速度快、容量大、傳輸距離長的全光傳輸模式。光時分復用技術和密集波分復用技術的融合,可以改善傳輸信道數局限性問題,不斷提升信道的傳輸效率,進而提升光纖傳輸容量。
4.2光孤子通信
在鐵路通信系統運行過程中,光弧子通信是一種超短光脈沖,其主要是在光纖反常色散區的基礎上,利用平衡光纖非線性、群速度色散效應,實現通信技術的超快傳輸,這項技術在長距離傳輸中性能比較穩定,且傳輸信息比較完善,不會影響光纖的速度和波長。
4.3全光網絡
全光網絡是具備未來概念的高速通信網絡,光纖通信技術發展最理想的方向是全光網階段,全光網是在傳輸信息網絡各個階段實現全光化。全光網絡是一種極具未來概念的高速通信網絡,是通過在傳輸信息網絡的各節點處都實現全光化,同步完成高效的信息轉換與傳遞。用光節點替代傳統通信網絡中的電節點,使信息能夠在網絡的各層級之間快速傳輸。
5結語
綜上所述,在我國鐵路系統的發展中,光纖通信技術得到了有效應用,有效地改善了我國鐵路通信系統中的難題,使鐵路系統逐漸進入通信時代,滿足了現代化鐵路發展的實際需求。
通信畢業論文范文模板(二):關于通信行業市場營銷管理體系和構架問題研究論文
摘要:通信是以某種引子在自然界中進行的信息交流與輸送,可以是人與人之間的,也可是人與自然之間的信息傳輸。而通信業所說的自然是這種交流、傳遞信息的行業。通信業在經濟、技術的推動下得以發展,近幾年,不論是通信方式還是通信設備都得到了穩定發展,不過同時也有一些問題制約著通信業更優更快的發展。比如通信行業在營銷管理這方面,存在嚴重缺憾。因此,本文針對通信行業市場營銷管理體系存在的問題進行了深入分析,并根據問題提出了相對應的策略,希望對強化市場有一定作用。
關鍵詞:通信行業;市場營銷;管理體系;問題;策略
引言
在經濟、科技推動下,通信技術逐步發展并一步步滲入到生活中的各方各面。就整個通信行業來說,如果要想持續在市場中占據一席之地,除了加快自身穩步發展,還需通過多角度、多層次、多方面的營銷方式實現綜合營銷,另外,還要加強對市場營銷的管理控制,保證市場營銷體系符合通信行業的發展以及滿足市場變化的需求。
1推動通信行業市場營銷管理體系構建的作用
通過建設具有針對性的管理體系對市場營銷加以管理,對通信行業是極為重要的,作用眾多,如下所示:一方面,根據市場營銷所設立的管理體系與加強市場營銷管理的要求相一致。在推動行業發展過程中,營銷作為最主要的因素,依舊存在一些問題,比如管理落后等,導致營銷工作很難實現高效能、高效率。而促進通信行業市場營銷管理體系的建立,需要結合多方面的因素來實現,并不斷完善,使其全方位趨于完美,從而提高營銷工作的效力、強化營銷管理。且營銷體系的建立一定要從營銷人員本身素質、制度管理和服務等方面綜合考量并得以落實。另一方面,管理體系的建立是通信業得以有效發展的基礎。目前,通信市場存在的競爭越來越猛烈,通信企業想要在市場中取得一定盛勢,就必須要通過營銷管理來增強競爭力。
2通信市場營銷管理體系存在的問題
2.1缺乏完善的法律法規的制約
其實,發展與風險都是并存的。在通信市場中也是如此,經濟發展、社會進步帶動了通信市場,而通信市場中,其營銷問題也逐漸顯現出來,并且有愈加嚴重的趨勢。之前的有關與通信市場營銷方面的法律法規已很難滿足目前的需求了。在此情況下,也衍生了一部分違背法律秩序的人,在沒有一套標準、完善的法規下用不正當的手段謀取暴利。而且整體通信市場本身就缺乏法律法規的約束,這也使得市場管理的難度加大,碰壁嚴重。因此,必須要完善相關的法律法律,并落實到實處,保證市場營銷得到有效管理。
2.2營銷管理機制不一致
目前,通信市場競爭異常激烈,這也導致很多企業迫切的想要在市場中占據一定優勢,從而以各種各樣的營銷方式來強化自身,使得眾多范圍內出現交錯。比如拿一個縣城來說,通信行業包含了多家通信公司,導致出現不同廠家的通信產品在功能或營銷方式上相互抄襲并逐漸一致的競爭,對通信市場的綜合管理受到限制。由于不一致的營銷管理機制,通信企業很難設法避免資源浪費這一情況,最終各通信企業的發展受到限制,影響整個通信市場的發展。
2.3售后服務尚不完善
目前,像電信、移動、廣電、聯通等國內四大運營商在通信領域具有很大優勢,并積累了一定的客戶群體。不過隨著一些新企業的興起,導致通信市場連續不斷的對外發展,市場競爭也呈現出多樣性、廣泛性趨勢。此時,很多企業忽視了售后服務這方面,售后得不到保障,引起群眾不悅,也失去了對企業的信任感,企業一旦出現信任危機,也只能被通信市場踢出局。所以,各個企業一定要完善售后服務,以良好的服務體系來樹立良好的品牌與企業形象。
3推進通信市場營銷管理體系合理構建的策略
3.1建立健全營銷機制
各行各業想要得到穩步發展,必須要依靠完善的制度標準來進行。目前,通信行業在營銷方式方面就缺乏一定標準,從而營銷過程中出現許多管理方面的問題。所以,相關部門推進營銷機制朝著全面、完善的方向改進,以市場營銷為引導,規范營銷管理行為,另外,還可以實現獎懲機制。對于一些誠實守信、恪守本分、遵紀守法的企業加以獎勵,要通過政府的權利加以幫助,保證市場的規范性,如果一些企業不按標準辦事,只追求自身利益而全然不顧其他,一定要加以嚴懲,在相關法律的引導、制約下對其嚴懲不貸,使得通信市場擁有一個良好的競爭環境,確保其有條不紊的整固發展。
3.2合理配置資源,推動管理機制一體化
就整個通信市場而言,其發展水平依然是處于錯落不齊的狀態。在管理體制以及管理方向等方面均沒有取得理想效果,這就導致企業間“各自為營”,完全按各自主張辦事,不懂得合作發展,共同進步。因此,必須要在市場營銷的引導下,優化、完善管理機制,并按照整個的發展方向做到全面一致性的管理,加強企業之間的交流溝通,并在管理機制的制約下合理配置資源,保證良好的市場秩序。
3.3推動多種營銷方式共發展
市場需求一般都是多樣性的,這就要求通信企業加以改進營銷方式,并嚴格以市場需求為指導。在營銷方式上一定要集合市場需求不斷創新,以滿足市場需要。具體可分環節進行,在產品技術方面一定要加強研發,提高質量,確保技術處于領先地位;而營銷方式可以通過網絡、實體店以及廣告的方式來進行,使通信企業有一定的知名度,為其后續銷售提供前提,保證后續利潤。另外,在售后服務這塊兒,只有把這一環節做好了,不僅可以保持跟客戶的良好關系,對打造品牌形象也是特別重要的。售后是客戶通企業進行的第二次深入接觸,因此可以從售后服務出發,以絕對性的專業服務贏得客戶信賴,引導客戶進行二次或者多次消費,從而得到客戶的支持。
【關鍵詞】混沌加密;光學通信;應用
二十世紀六十年代,人們發現了混沌理論。混沌理論即一個給出混亂、隨機的分周期性結果的模型,卻是由確定的非線性微分方程構成。混沌是一種形式非常復雜的運動,看似雜亂無章的隨機運動軌跡,卻是由一個確定方程模型得出。混沌對初始條件的敏感度非常高。密碼技術是一種研究使用密碼進行加密的技術,而隨著信息技術的發展,竊取加密密碼的方法越來越多,并且隨著傳統密碼技術的不斷使用和技術公開,傳統密碼技術的保密性已經降低,所以一些新的密碼技術開始出現,其中包括混沌加密、量子密碼以及零知識證明等。本文首先介紹混沌加密密碼技術,然后介紹光學通信,最后重點探討混沌加密在光學通信中的應用。
1.混沌加密
我們首先對混沌加密的相關內容做一下簡單介紹,主要包括:混沌的特征、混沌加密的定義以及混沌加密的常用方法。混沌的特征主要有:混沌運動軌跡符合分數維理論,混沌軌跡是有序與無序的結合、并且是有界的偽隨機軌跡,混沌運動具有遍歷性,所有的混沌系統都具有幾個相同的常數、并且符合利亞普諾夫指數特性,混沌運動的功率譜為連續譜線以及混沌系統具有正K熵等。混沌加密是一種新的密碼技術,是將混沌技術與加密方法相結合的一種密碼加密技術。混沌加密的方法有很多種,根據不同的通信模式,可以選擇不同的加密方式與混沌技術結合,以實現信息的加密傳輸。混沌加密的常用方法主要包括:數字流混沌加密、數字信號混沌加密以及連續流混沌加密等。
2.光學通信
之所以將混沌加密應用在光學通信中,是因為光學中存在混沌現象,這種混沌現象既包括時間混沌現象也包括空間混沌現象。光學通信是一種利用光波載波進行通信的方式,其優點是信息容量大、適應性好、施工方便靈活、、保密性好、中繼距離長以及原材料來源廣等,光纖通信是光學通信中最重要的一種通信方式,已成為現代通信的重要支柱和發展趨勢。光纖通信系統的組成主要包括:數據信號源、光數據傳輸端、光學通道以及光數據接收端等。數據信號源包括所有的數據信號,具體體現為圖像、文字、語音以及其他數據等經過編碼后所形成的的信號。光數據傳輸端主要包括調制解調器以及計算機等數據發送設備。光學通道主要包括光纖和中繼放大器等。光數據接收端主要包括計算機等數據接收設備以及信號轉換器等。
3.探討混沌加密在光學通信中的應用
在光學通信中,應用混沌加密技術對明文進行加密處理,以保證明文傳遞過程中的安全性和保密性。本文重點對混沌加密在光學通信中的應用進行了探討。其內容主要包括:混沌加密常用方法、光學通信中混沌加密通信常用方案以及光學通信中兩級加密的混沌加密通信方案。其中混沌加密常用方法主要包括:數字流混沌加密、數字信號混沌加密以及連續流混沌加密等。光學通信中混沌加密通信常用方案主要包括:混沌掩蓋加密方案、混沌鍵控加密方案、混沌參數加密方案以及混沌擴頻加密方案等。
3.1混沌加密常用方法
連續流混沌加密方法:連續流混沌加密利用的加密處理方式是利用混沌信號來掩蓋明文,即使用混沌信號對明文進行加密處理。連續流混沌加密方法常應用在混沌掩蓋加密方案以及混沌參數加密方案中。其加密后的通信模式是模到模的形式。
數字流混沌加密方法:其加密后的通信模式是模到數再到模的形式。
數字信號混沌加密方法:其加密后的通信方式是數到數的形式。主要包括混沌時間序列調頻加密技術以及混沌時間編碼加密技術。主要是利用混沌數據信號對明文進行加密。
3.2光學通信中混沌加密通信常用方案
在光學通信中,利用混沌加密技術進行通信方案的步驟主要包括:先利用混沌加密方法對明文進行加密(可以使用加密系統進行這一過程),然后通過光釬進行傳輸,接收端接收后,按照一定解密步驟進行解密,恢復明文內容。
混沌掩蓋加密方案:其掩蓋的方式主要有三種:一種是明文乘以密鑰,一種是明文加密鑰,一種是明文與密鑰進行加法與乘法的結合。
混沌鍵控加密方案:其利用的加密方法主要為FM-DCSK數字信號加密方法。該方案具有良好的抗噪音能力,并且能夠不受系統參數不匹配的影響。
混沌參數加密方案:就是將明文與混沌系統參數進行混合傳送的一種方案。這種方案增加了通信對參數的敏感程度。
混沌擴頻加密方案:該方案中,擴頻序列號一般是使用混沌時間序列,其加密方法是利用數字信號,該方案的抗噪音能力特別好。
3.3光學通信中兩級加密的混沌加密通信方案
為了進一步保證傳輸信息的安全保密性,需要對明文進行二次加密。其步驟是:首先先對明文進行第一次加密(主要利用雙反饋混沌驅動系統產生密鑰1,然后將明文與密鑰1組合起來形成密文1),第二步是通過加密超混沌系統產生的密鑰2對密文1進行二次加密,形成密文2,第三步將密文2通過光纖進行傳遞,同時將加密超混沌系統一起傳遞到接收端。第四步,接收端接收到密文2以及加密超混沌系統后,對密文2進行解密,形成密文1,然后將密文1傳送到雙反饋混沌驅動系統產生密鑰1,然后將密文1進行解密,通過濾波器破譯出明文。此外,還可以對二級加密通信進行優化,即使用EDFA(雙環摻餌光纖激光器)產生密鑰進行加密。
4.結論
本文首先對混沌加密的相關內容做一下簡單介紹,主要包括:混沌的特征、混沌加密的定義以及混沌加密的常用方法。然后我們簡單介紹了一下光學通信以及光纖通信,并且介紹了光纖通信的組成結構。并且由于光學中存在混沌現象,所以我們在光學通信中應用混沌加密技術進行保密工作。最后本文重點探討了混沌加密在光學通信中的應用,其內容主要包括:混沌加密常用方法、光學通信中混沌加密通信常用方案以及光學通信中兩級加密的混沌加密通信方案。其中混沌加密常用方法主要包括:數字流混沌加密、數字信號混沌加密以及連續流混沌加密等。光學通信中混沌加密通信常用方案主要包括:混沌掩蓋加密方案、混沌鍵控加密方案、混沌參數加密方案以及混沌擴頻加密方案等。
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關鍵詞:多用戶檢測,多址干擾,盲自適應,代價函數,信干比
1.引言
在CDMA系統中,由于多個用戶的隨機接入,使用的擴頻碼集一般不完全正交,非零互相關系數會引起各用戶間的多址干擾(MAI),在異步傳輸信道以及多徑傳播環境中多址干擾將更為嚴重。隨著同時接入系統用戶數的增加,多址干擾的功率也在增加,致使誤碼性能下降,系統容量受限。
多址干擾的抑制,可以通過選擇相關性能好的擴頻碼,結合功率控制、糾錯編碼等進行。但功率控制的方法并沒有從接收信號中真正去除多址干擾,只能暫時緩解這種矛盾;另一方面,由于信號在移動通信信道中呈現瑞利衰落,功率控制系統無法補償由快衰落引起的信號功率變化,特別是當移動臺速度很快時,功率控制技術會失效。而多用戶檢測是將造成多址干擾的所有用戶信號信息均看作有用信號信息,對單個期望信號解調,來降低多址干擾和遠近效應的影響,也降低了系統對功率控制控制精度的要求,可以有效地利用上行鏈路頻譜資源,進而提高了通信系統的容量。論文格式。
但是,多用戶檢測也存在一些局限性,需要使用訓練序列。而訓練序列的不斷發送會造成頻譜資源的大量浪費,因而人們轉去研究不需要訓練序列的盲自適應檢測。盲自適應多用戶檢測可以不需要訓練序列,在僅知道期望用戶地址PN碼及其定時信息條件下自適應跟蹤信道中用戶地址PN碼的變化,更有效地抵消小區內和小區間的多址干擾,很方便地應用在上行和下行鏈路。論文格式。
目前已有多種盲多用戶檢測方案被提出。在類型上,這些算法大致可分為基于子空間的,基于統計的,基于恒模的,以及直接型的,此外還有基于高階累積量的算法、基于最大似然比的算法、基于卡爾曼濾波的算法以及基于神經網絡的算法等等。由于結構相對簡單,且可以自適應實現,本文關注了盲自適應多用戶檢測算法。
以下將簡單介紹幾種常用的盲自適應多戶檢測算法。
2.系統模型
為了方便,我們只考慮一個具有K個用戶的同步CD MA系統,信道為A WGN信道,令比特持續時間為Tb,碼片持續時間為Tc ,N =Tb/Tc為擴頻增益,K為用戶數。接收信號經過采樣后可以表示成矩陣形式:
(1)
其中rT=[r1 … rN]是一個比特時間內接收到的信號向量,S=[s1 …sk] 為用戶的歸一化擴頻碼矩陣,sk是具有單位能量的第k個用戶的擴頻碼,A=diag(A1,…,AK)為接收信號的幅度矩陣,bT =[b1 …bk]為用戶的信息向量,bk取值為{-1,1},n 是E{ zzT}= 2I的高斯白噪聲。假設用戶1為期望用戶,那么線性接收器的輸出為
(2)
其中CT =[C1... CN]是延遲線的權系數。
3.幾種盲自適應檢測算法
3.1最小輸出能量檢測算法(MOE)
最小輸出能量檢測算法(MOE)的基本原理是在保持期望用戶能量不變的情況下,使總的輸出能量最小。所以,可以將求解加權向量的問題轉化為如下最優化問題:
(3)
式(3)中 R=E(rrT),其最優解為:
(4)
MOE的解與MMSE的解w= R-1s1相比,只相差一個常數,對性能無影響。但是直接計算最優解需要計算矩陣逆運算,計算量大,為O(N3),一般都是通過自適應的方法求得w。采用標準隨機梯度算法,具體迭代為:
(5)
其優點是計算量小,為O(N),缺點是收斂速度慢,不能保證收斂,而且在擴頻碼不匹配的情況下性能較差。
3.2恒模算法(CMA)
CMA算法是一種被應用于信道均衡的算法,消除信道引起的ISI。CMA的代價函數可以描述為:
(6)
在Godard算法中e定義為:
(7)
這里可以取一個正數。
我們采用標準隨機梯度算法,根據以上各式可以直接得出:
(8)
其中y( n-1)是濾波器n-1時刻的輸出,y(n-1) =wT(n-1)r。
恒模算法利用發送信號的權幅度統計特性調整系數,使輸出信號的幅度保持恒定。恒模算法的缺點是可能收斂到干擾信號上,而不是期望檢測的信號。
3.3基于MMSE準則的盲自適應多用戶檢測算法
基于MMSE準則的多用戶檢測器,應滿足使系統輸出的均方誤差(MSE)最小:
(9)
滿足該式的最優解為w0=R-1·p1,其中p1= E{b1·r}。采用最優權矢量最陡梯度法可以表示為:
(10)
假設接收信號滿足以下條件:①用戶發送的信息符號滿足E { bi}=0, E{ bi2}=1;②不同用戶之間的信號不相關,即E { bibj }=0, ij;③用戶信號與噪聲不相關即E { b;n}=0。實際系統中上述假設條件都較容易滿足,此時有
(11)
此時可以將(10)簡化為
(12)
其中,y( n-1)是濾波器n-1時刻的輸出,y(n-1) =rT(n-1)w(n-1),自相關矩陣
R=r(n)rT(n)。
該算法與LMS算法類似,因而具有LMS算法收斂速度慢的缺點。基于該算法的多用戶接收機的復雜度與傳統單用戶接收機相同,但其抗遠近效應的能力則明顯增強,其性能要優于MOE盲多用戶檢測器。
4.仿真實驗
4.1對基于CMA的多用戶檢測算法的性能進行了仿真。
假設用戶數為6,其中用戶1為期望用戶,且信噪比SNR=20dB用戶1的信號功率為1,即A12=1,其他用戶的信號其中前4個干擾用戶的功率相等,且Ai2/A12=10dB, i=2, 3, 4 5;第5個干擾用戶的干擾功率為A62/ A12=20dB,權矢量初始化為w( 0) =s1,圖1中給出了不同常數值e下的算法的性能比較結果。論文格式。
由圖(1)可知,e值不同,則CMA算法的性能也不一樣,e=1時算法的性能優于e=0.1時的情況。
圖1不同值時CMA算法的性能比較
4.2對本文提到的盲算法進行仿真比較
我們采用31位長的Gold碼作為擴頻序列,干擾用戶數為4,信號功率分別為SNR=10dB, Ai2/A12=30dB,i=2, 3, 4 5,計算可得SIR=9.98dB,實驗中我們用時間平均代替數學期望。
圖2盲算法收斂性能比較
首先設e= A12,,步長=1e-5,圖(2)給出了CMA算法、MOE算法、基于MMSE準則的盲自適應多用戶檢測算法的收斂過程。我們可以看到三種算法都收斂,其中CMA算法收斂速度最快,穩態性最好;基于MMSE準則的盲自適應多用戶檢測算法收斂速度跟穩態性能都次之;MOE算法的收斂速度最慢,穩態性能最差。
5.結論
CDMA系統具有容量大、低功率、軟切換、抗干擾強等一系列優點。但是,在CDMA系統也存在多址干擾,遠近效應等一系列問題,而多用戶檢測是CDMA系統中關鍵的抗干擾技術,能進一步提高系統容量,改善系統性能。盲檢測由于不需要干擾用戶的信息而得到廣泛的關注。
本文重點研究了CMA算法、MOE算法、基于MMSE準則的盲自適應多用戶檢測算法,并且通過MATLAB仿真證明了CMA算法更為有效。
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論文摘要:擴頻通信是現代通信系統中新的通信方式,它具有較強的抗干擾、抗衰落和抗多徑性能,頻譜利用率高。本文介紹了擴頻通信的工作原理、特點、及其發展應用。
一、擴頻通信的工作原理
在發端輸人的信息先調制形成數字信號,然后由擴頻碼發生器產生的擴頻碼序列去調制數字信號以展寬信號的頻譜,展寬后的信號再調制到射頻發送出去。在接收端收到的寬帶射頻信號,變頻至中頻,然后由本地產生的與發端相同的擴頻碼序列去相關解擴,再經信息解調,恢復成原始信息輸出。可見,一般的擴頻通信系統都要進行3次調制和相應的解調。一次調制為信息調制,二次調制為擴頻調制,三次調制為射頻調制,以及相應的信息解調、解擴和射頻解調。與一般通信系統比較,多了擴頻調制和解擴部分。擴頻通信應具備如下特征:(1)數字傳輸方式;(2)傳輸信號的帶寬遠大于被傳信息帶寬;(3)帶寬的展寬,是利用與被傳信息無關的函數(擴頻函數)對被傳信息的信元重新進行調制實現的;(4)接收端用相同的擴頻函數進行相關解調(解擴),求解出被傳信息的數據。用擴頻函數(也稱偽隨機碼)調制和對信號相關處理是擴頻通信有別于其他通信的兩大特點。
二、擴頻通信技術的特點
擴頻信號是不可預測的、偽隨機的寬帶信號,其帶寬遠大于要傳輸的數據(信息)帶寬,同時接收機中必須有與寬帶載波同步的副本。擴頻系統具有以下特點。
1.抗干擾性強
擴頻信號的不可預測性,使擴頻系統具有很強的抗干擾能力。干擾者很難通過觀察進行干擾,干擾起不了太大作用。擴頻通信系統在傳輸過程中擴展了信號帶寬,所以即使信噪比很低,甚至在有用信號功率低于干擾信號功率的情況下,仍能不受干擾、高質量地進行通信,擴展的頻譜越寬,其抗干擾性越強。
2.低截獲性
擴頻信號的功率均勻分布在很寬的頻帶上,傳輸信號的功率密度很低,偵察接收機很難監測到,因此擴頻通信系統截獲概率很低。
3.抗多路徑干擾性能好
多路徑干擾是電波傳播過程中因遇到各種非期望反射體(如電離層、高山、建筑物等)引起的反射或散射,在接收端的這些反射或散射信號與直達路徑信號相互干涉而造成的干擾。多路徑干擾會嚴重影響通信。擴頻通信系統中增加了擴頻調制和解擴過程,利用擴頻碼序列間的相關特性,在接收端解擴時,從多徑信號中分離出最強的有用信號,或將多徑信號中的相同碼序列信號疊加,這樣就可有效消除無線通信中因多徑干擾造成的信號衰落現象,使擴頻通信系統具有良好的抗多徑衰落特性。
4.保密性好
在一定的發射功率下,擴頻信號分布在很寬的頻帶內,無線信道中有用信號功率譜密度極低,這樣信號可以在強噪聲背景下,甚至在有用信號被噪聲淹沒的情況下進行可靠通信,使外界很難截獲傳送的信息,要想進一步檢測出信號的特征參數就更難了.所以擴頻系統可實現隱蔽通信。同時,對不同用戶使用不同碼,旁人無法竊聽通信,因而擴頻系統具有高保密性。
5.易于實現碼分多址
在通信系統中,可充分利用在擴頻調制中使用的擴頻碼序列之間良好的自相關特性和互相關特性,接收端利用相關檢測技術進行解擴,在分配給不同用戶不同碼型的情況下,系統可以區分不同用戶的信號,這樣同一頻帶上許多用戶可以同時通話而互不干擾。三、擴頻技術的發展與應用
在過去由于技術的限制,人們一直在走增加信號功率,減少噪聲,提高信噪比的道路。即使到了70年代,偽碼技術已經出現,但作為相關器的“碼環”的鐘頻只能做到幾千赫茲也無助于事.近幾年,由于大規模集成電路的發展,幾十兆赫茲,甚至幾百兆赫茲的偽碼發生器及其相關部件都已成為現實,擴頻通信獲得極其迅速的發展.通信的發展史又到了一個轉折點,由用信噪比換帶寬的年代進入了用寬帶換信噪比的年代.從最佳通信系統的角度看擴頻通信.最佳通信系統一最佳發射機+最佳接收機.幾十年來,最佳接收理論已經很成熟,但最佳發射問題一直沒有很好解決,偽碼擴頻是一種最佳的信號形式和調制制度,構成了最佳發射機.因此,有了最佳通信系統一偽碼擴頻+相關接收這種認識,人們就不難預測擴頻通信的未來前景.從9O年代無線通信開始步人擴頻通信和自適應通信的年代.擴頻通信的熱浪已經波及短波、超微波、微波通信和衛星通信,碼分多址(CDMA)已開始廣泛用于未來的峰窩通信、無繩通信和個人通信以及各種無線本地環路,發揮越來越大的作用.接入網是由傳統的用戶線、用戶環路和用戶接入系統,逐步發展、演變和升級而形成的.現代電信網絡分為3部分:傳輸網、交換網和接入網.由于接入網發展較晚,往往成為電信發展的“瓶頸”,各國都很重視接入網的發展,因此各類接人技術和系統應運而生.由于ISM(IndustryScientificMedica1)頻段的開放性,經營者和用戶不需申請授權就可以自由地使用這些頻段,而無線擴頻技術所使用的頻段(2.400~2.483)正是全世界通用的ISM頻段,包括IEEE802.11協議架構的無線局域網也大部分選用此頻段.在無線接人系統中,擴頻微波與常規微波相比有著3個顯著的優點:抗干擾性強、頻點問題容易處理、價格比較便宜.而且,擴頻微波接入技術相對有線接入技術來說,有成本低、使用靈活、建設快捷的優勢,在接入網中起著不可替代的作用.
擴頻微波主要應用在以下幾個方面.語音接入(點對點);數據接入;視頻接入;多媒體接入;因特網(Internet)接入。
四、結語
擴頻通信是通信的一個重要分支和發展方向,是擴頻技術與通信相結合的產物。本文主要論述了擴頻通信的特點、理論可行性及典型的工作方式。擴頻通信的強抗干擾性、低截獲性、良好的抗多路徑干擾性和安全性等特點,使它的應用迅速從軍用擴展到民用通信中,它的易于實現碼分多址的特點,使它能與第三代移動通信系統完美結合,發展前景極為廣闊。
參考文獻:
[1]曾興雯等.擴展頻譜通信及其多址技術[M].西安:西安電子科技大學出版社,2004.