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關(guān)鍵詞：電子通信技術(shù)；農(nóng)業(yè)發(fā)展；有線通信；無線通信

1通信技術(shù)的基本概念及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1通信技術(shù)的基本概念

通信技術(shù)在現(xiàn)代化社會中已經(jīng)十分普遍，主要是通過電子設(shè)備傳播數(shù)據(jù)、語言、圖像等信息的傳輸系統(tǒng)。其按照傳輸媒質(zhì)可以分為有線通信技術(shù)和無線通信技術(shù)。

1.2通信技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的發(fā)展現(xiàn)狀

高科技農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式在世界各地的農(nóng)業(yè)領(lǐng)域十分盛行，大大減少了人力的資源和費用，同時提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的工作效率。我國相比于其它發(fā)達國家來說，通信技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研究起步較晚，但是我國對于通信技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的研究速度是十分快速的，在我國大部分地區(qū)已經(jīng)具備相對完善的通信系統(tǒng)[1]。但仍有少部分地區(qū)通信技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研究應(yīng)用中存在著許多問題，例如，農(nóng)戶思想傳統(tǒng)，對通信技術(shù)的認(rèn)識不足，認(rèn)為其安裝成本高、暫時利益小，從而不愿意在通信設(shè)備上進行投資。因此，我國要加強對通信技術(shù)的研究力度，解決通信技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中的難題，實現(xiàn)全方面的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息化發(fā)展。

2通信技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1有線通信技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

有線通信技術(shù)是通過兩個不同空間的電子設(shè)備作為傳送數(shù)據(jù)的媒介，其優(yōu)勢在于傳播數(shù)據(jù)穩(wěn)定、抗干擾能力強等。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域常用的通信技術(shù)主要有RS-232/422/485、Field-bus、Ethernet等。RS-232/422/485在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)早期應(yīng)用較為廣泛的有線通信技術(shù)受到地勢、距離以及環(huán)境的影響，其安裝以及維修的成本較高，當(dāng)受到惡劣天氣或是環(huán)境變化的影響事，容易導(dǎo)致電子通信設(shè)備受損，從而降低其傳播數(shù)據(jù)的質(zhì)量，因此這種通信技術(shù)逐漸被農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所被淘汰。Field-bus技術(shù)在農(nóng)業(yè)發(fā)展的幾十年間不斷研究和創(chuàng)新，在40多種技術(shù)中最具代表性的有CAN、PROFIBUS、FF等。它取代了傳統(tǒng)的分布式控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了用戶的互操作性、網(wǎng)絡(luò)的開放性、通信網(wǎng)絡(luò)的全數(shù)字化。雖然這種技術(shù)可以節(jié)省成本及硬件數(shù)量，但其受到距離的限制，要依靠Ethernet和信息網(wǎng)的骨干Inter-net進行傳送數(shù)據(jù)，這兩種通信技術(shù)的融合對實現(xiàn)全球化生產(chǎn)以及精細(xì)化生產(chǎn)起到促進作用。

2.2無線通信技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

無線通信技術(shù)根據(jù)所需通信距離可以氛圍短距離無線通信技術(shù)和長距離無線通信技術(shù)。短距離無線通信技術(shù)包括無線局域網(wǎng)以及無線個域網(wǎng)，長距離無線通信技術(shù)包括無線廣域網(wǎng)和無線城域網(wǎng)。無線廣域網(wǎng)主要采用GSM，GPRS，CDMA，GPS和3G等常見的全球化通信技術(shù)；無線城域網(wǎng)采用WiMAX（全球微波接入互操作性）通信技術(shù)，可以利用天線向地面設(shè)備提供高效的互聯(lián)網(wǎng)連接；無線局域網(wǎng)就是生活中最為普遍的WI-FI，用戶只需簡單的操作和小小的投資就能獲得良好的網(wǎng)絡(luò)資源。但是Wi-Fi受距離限制和環(huán)境的干擾而產(chǎn)生信號強弱變化，其路由器電子設(shè)備耗電量大；無線個域網(wǎng)主要包括Bluetooth，IrDA，RFID等技術(shù)，小范圍下的個體間傳播數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的建設(shè)中，無線廣域網(wǎng)在大型農(nóng)業(yè)設(shè)施及其管理領(lǐng)域中獲得極大的收獲，例如，根據(jù)GPRS、GPS、GSM等技術(shù)為設(shè)計基礎(chǔ)的土壤信息實時監(jiān)測系統(tǒng)、農(nóng)田水樣數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)、溫室大棚控制系統(tǒng)等。方便農(nóng)戶實時掌握農(nóng)作物狀態(tài)的同時，極大的提高了生產(chǎn)效率。另外，隨著通信技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域研究的深入，無線個域網(wǎng)在農(nóng)業(yè)科技工作者的研究下也取得了許多成果，例如基于紅外線技術(shù)為基礎(chǔ)的變量磷肥施肥系統(tǒng)、以藍牙技術(shù)為基礎(chǔ)的溫室環(huán)境控制系統(tǒng)、對農(nóng)作物灌溉水量的控制系統(tǒng)等。無線通信技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用較有線通信技術(shù)的應(yīng)用更為廣泛，因為無線通信技術(shù)在設(shè)備的建設(shè)和維護方面的資金更為低廉、組網(wǎng)操作便捷、擴展更為靈活，可以根據(jù)不同的生產(chǎn)需求使用不同的無線通信技術(shù)，促進我國農(nóng)業(yè)設(shè)施的自動化、信息化、智能化的建設(shè)[2]。

3結(jié)束語

電子通信技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用是未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢，根據(jù)不同的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求可以選擇與之相對應(yīng)的通信技術(shù)，在合理使用現(xiàn)有通信技術(shù)的同時，加大對新型農(nóng)業(yè)裝備通信技術(shù)的研發(fā)力度，促進我國精細(xì)化農(nóng)業(yè)的發(fā)展，為我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供新的現(xiàn)代化發(fā)展方向。

參考文獻：

[1]劉濤，鄭承云，張賓.無線通信技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，2010(12)：174-175.

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【關(guān)鍵詞】 移動通信技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng) 應(yīng)用研究

引言

在我國舉行的第十二個五年規(guī)劃的會議中，物聯(lián)網(wǎng)的開發(fā)得到了我國政府的高度重視。近幾年，物聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展有目共睹。事實上，早在2010年初，我國總理就在報告中明確指出要把物聯(lián)網(wǎng)納入我國重點發(fā)展的產(chǎn)業(yè)中，換言之，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景是被大家所認(rèn)可的，它已經(jīng)成為我國信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展中必不可少的一部分。顯然，我們的生活也因為物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)而發(fā)生了翻天覆地的變化?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)進入了成熟的階段，它在物聯(lián)網(wǎng)的推廣和發(fā)展中扮演著不可或缺的角色。

一、物聯(lián)網(wǎng)的基本概念

物聯(lián)并不是一個新興的概念，早在20世紀(jì)末期，微軟總裁便提出了物-物的概念。隨后，這一想法得到了世界知名學(xué)府麻省理工的認(rèn)可，并且正式對物聯(lián)網(wǎng)的概念進行了詳細(xì)的敘述。

幾年后，這一概念再度被國際電信進行補充，由此可見，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展已經(jīng)得到了世界多個國家的認(rèn)可。從本質(zhì)上來說，物聯(lián)網(wǎng)就是建立一個實現(xiàn)物體與物體之間的信息交換的網(wǎng)絡(luò)，這一網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)需要借助多種電子信息技術(shù)完成物體信息的采集工作，并且對其進行轉(zhuǎn)換，最終達到物體信息傳輸?shù)哪康?。物?lián)網(wǎng)的信息傳輸突破了距離的限制，并且能夠進行自動化的系統(tǒng)管理，實現(xiàn)人對物品的信息管理，位置感知和實時監(jiān)控等。

二、物聯(lián)網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)

作為信息產(chǎn)業(yè)的新興產(chǎn)物，物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)并不簡單，主要分為三個層面，分別是應(yīng)用、感知和網(wǎng)絡(luò)。

1、應(yīng)用。在物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)中，應(yīng)用位于最高位置，它的作用是實現(xiàn)人對物體的管理和實時操控。

2、感知。和應(yīng)用層相反，感知是物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的基本，它與所有位于物聯(lián)網(wǎng)的物體都有接觸。

3、網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)是實現(xiàn)物聯(lián)的根本，沒有網(wǎng)絡(luò)就無法實現(xiàn)物體之間相互通信。因此，它貫穿于應(yīng)用層和感知層之間，它的作用是傳遞經(jīng)過感知層采集到的物體信息。

三、物聯(lián)網(wǎng)的特點

物聯(lián)網(wǎng)跟互聯(lián)網(wǎng)之間是有很大不同的，物聯(lián)網(wǎng)具有延長性強，能夠與國民經(jīng)濟息息相關(guān)的特點。物聯(lián)網(wǎng)與人們的生活各方面都有聯(lián)系，可以說是無所不在。

首先，物聯(lián)網(wǎng)是需要部署多種傳感設(shè)備，在感知技術(shù)中運用十分廣泛。它的每一個傳感器都有自己的信息源，感知的事物來自各個方面。

其次，物聯(lián)網(wǎng)涉及的范圍非常廣，它具有很強的包容性。在信息產(chǎn)業(yè)整個行業(yè)中，物聯(lián)網(wǎng)都能涉及到，通信、傳感、網(wǎng)絡(luò)各個領(lǐng)域都有它的身影。所以提供的服務(wù)也是多樣化的，服務(wù)形態(tài)以及應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)多種組合。

再次，物聯(lián)網(wǎng)可以對物體進行智能控制，具有較強的處理能力。物聯(lián)網(wǎng)能夠讓傳感器進行智能處理，獲取到相應(yīng)信息后發(fā)出指令，讓傳感器進行智能化處理。

四、移動通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)的信息節(jié)點具有廣泛性與移動性的特點，它的網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)非常強。所以它的通信主要是以無線為主的，移動通信技術(shù)是當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的主要手段之一。

五、移動通信系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用方式

移動通信系統(tǒng)的組成較為復(fù)雜、在傳輸、管理、維護上都有專門的系統(tǒng)負(fù)責(zé)。所以移動通信在互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用方式是包括多方面的：

1、移動通信系統(tǒng)中的移動終端能夠隨時隨地進行網(wǎng)絡(luò)節(jié)點移動，能夠與互聯(lián)網(wǎng)感知終端互通，它是互聯(lián)網(wǎng)信息當(dāng)中的通信節(jié)點，也是通信過程中的傳輸介質(zhì)。

2、移動通信技術(shù)非常成熟，覆蓋區(qū)域非常廣，在物聯(lián)網(wǎng)中可以作為傳輸網(wǎng)絡(luò)來使用。

3、移動網(wǎng)絡(luò)維護平臺的管理維護功能都非常傳輸，能夠確保使用過程的安全性。物聯(lián)網(wǎng)使用移動通信功能來進行管理維護是絕對沒問題的。

六、移動通信在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用的現(xiàn)狀與展望

近些年，移動通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展非常迅速，移動通信在物聯(lián)網(wǎng)中的使用已經(jīng)漸漸開始。但是，使用的范圍還是有行業(yè)限制的，并沒有完全的運用到生活方方面面中，如果要使該技術(shù)與人們生活息息相關(guān)，就應(yīng)當(dāng)繼續(xù)努力，抓緊實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)與移動技術(shù)相通的規(guī)范制度。還需要不斷創(chuàng)新，把物聯(lián)網(wǎng)運用到日常生活中，加快移動技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的運用腳步，讓大家都能夠意識到物聯(lián)網(wǎng)的重要性，并且把物聯(lián)網(wǎng)運用到生活中。

參 考 文 獻

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[關(guān)鍵詞]光纖通信 多媒體 教學(xué)

[作者簡介]張競秋（1974— ），女，吉林長春人，長春理工大學(xué)通信工程系，講師，碩士，研究方向為光纖通信、通信網(wǎng)理論；樸燕（1964— ），女，朝鮮族，吉林吉林人，長春理工大學(xué)通信工程系，教授，博士，研究方向為數(shù)字圖像處理；王宇（1974— ），女，吉林梨樹人，長春理工大學(xué)通信工程系，副教授，博士，研究方向為數(shù)字圖像處理。（吉林 長春 130022）

[中圖分類號]G642 [文獻標(biāo)識碼]A [文章編號]1004—3985（2012）29—0169—02

“光纖通信”課程是電子信息類本科生的一門重要專業(yè)主干課程，在培養(yǎng)通信工程、電子科學(xué)與技術(shù)、電子信息工程等專業(yè)人才中占有重要地位。該課程結(jié)合光電子和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，系統(tǒng)介紹了現(xiàn)代光纖通信的基本原理、基本概念、基本技術(shù)和基本分析設(shè)計方法、光纖光纜、通信光器件及光纖通信系統(tǒng)原理等，為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)的光纖通信設(shè)備、光纜線路工程、綜合布線工程、寬帶接入技術(shù)及現(xiàn)代通信技術(shù)等通信專業(yè)課程奠定基礎(chǔ)；同時，對培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用以前所掌握的通信系統(tǒng)基本知識、數(shù)字通信基本知識等有良好的促進作用?！肮饫w通信”課程涉及了諸如通信、材料、固體物理、量子力學(xué)、電子等眾多學(xué)科的內(nèi)容，具有理論基礎(chǔ)深、涉及內(nèi)容廣、知識更新快等特點，是一門基礎(chǔ)理論與工程實踐聯(lián)系十分緊密的專業(yè)課程。

一、“光纖通信”課程多媒體教學(xué)的現(xiàn)狀

1.過分強調(diào)和依賴多媒體。就“光纖通信”課程來說，其內(nèi)容繁多復(fù)雜，課程內(nèi)容更新較快，而同時由于教學(xué)改革的需要，課時普遍不足。在這樣的情況下，大部分教師過分追求教學(xué)進度和信息量，使得在“光纖通信”的課堂上經(jīng)常是教師滿堂灌，學(xué)生眼球跟著多媒體課件如過眼云煙地聽課，沒有足夠的理解和記憶的時間，這樣的多媒體教學(xué)顯然影響學(xué)生對知識的掌握。

2.多媒體課堂主導(dǎo)和主體缺失。在“光纖通信”課程多媒體教學(xué)的課堂上，教師的主要注意力多數(shù)放在了演示和解說上，學(xué)生的主要注意力多數(shù)也只能約束在被動地接受上。課堂上忽視了教學(xué)過程中教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的教學(xué)理念。教學(xué)過程中，缺少教師和學(xué)生的交流互動，課堂氣氛單調(diào)、枯燥、乏味。這樣的課堂氛圍會使學(xué)生產(chǎn)生厭倦情緒，非常不利于課堂教學(xué)。

3.多媒體使用形式單一。光纖通信課程的內(nèi)容涉及了許多不同類型的知識點，比如理論性較強的光傳輸?shù)幕靖拍睢⒍ɡ?；實踐性較強的光通信器件和設(shè)備；前沿性較強的光通信新技術(shù)等。但在多媒體教學(xué)中反映出來的一個問題是，多媒體教學(xué)沒有具有針對性地服務(wù)于這些不同類型、不同特點的知識點，而只是放電影似的把教師的教學(xué)課件在課堂上放映一遍。這樣的多媒體教學(xué)形式單一，不能很好地服務(wù)于光纖通信的課堂教學(xué)，無法達到形式與內(nèi)容的完美統(tǒng)一。

4.多媒體課堂內(nèi)容安排不盡合理。光纖通信課程涉及的知識面較廣，包括了很多學(xué)科的知識，如電子、通信、材料、量子力學(xué)、固體物理等。這就使得在光纖通信課程的教學(xué)過程中必須要很好地把握知識結(jié)構(gòu)和脈絡(luò)、分清主次和各部分知識之間的關(guān)系。而在本課程的多媒體課堂教學(xué)中，有很多教師一味地追求內(nèi)容的廣度，凡是與課程內(nèi)容有牽連的內(nèi)容，不論學(xué)生的接受程度如何統(tǒng)統(tǒng)納入到多媒體課件中來，這就造成了多媒體課堂喧賓奪主，重點、難點內(nèi)容不突出，從而使各部分知識點很難在學(xué)生的頭腦中形成清晰的框架，嚴(yán)重影響了教學(xué)效果。

二、“光纖通信”課程多媒體教學(xué)的探索

1.適量使用多媒體。毋庸置疑，運用多媒體教學(xué)是實現(xiàn)現(xiàn)代化教學(xué)的手段之一，但它絕不是教學(xué)現(xiàn)代化的全部。多媒體教學(xué)主要有兩大優(yōu)點，其一是用多媒體教學(xué)比較直觀、生動，容易突破重點難點；其二是可以有效擴展課堂容量，提高教學(xué)效率，開闊學(xué)生視野。光纖通信課程多媒體教學(xué)中我們要了解運用多媒體教學(xué)的目的，適量地使用多媒體，使之真正成為提高教學(xué)質(zhì)量、增強教學(xué)效果的輔助教學(xué)手段。在光纖通信的多媒體課堂教學(xué)中，多媒體教學(xué)目的之一在于要比較直觀地反映一些比較難于理解的基本概念、基本理論，例如對于光傳輸理論中抽象的概念就可以采用動畫演示的方法，而在重要公式的推導(dǎo)、重要例題的講解上則不適合采用多媒體講解。這樣在課堂上才能準(zhǔn)確把握課堂節(jié)奏，使學(xué)生既理解了抽象的基本概念又能跟上教師的思路，掌握公式定理的來龍去脈，從而更好地掌握各個知識點。

2.適時使用多媒體。課堂教學(xué)是師生共同活動的過程。在多媒體課堂教學(xué)中，教師、學(xué)生、教材和媒體四要素必須相互聯(lián)系，相互制約，形成一個有機的整體，才能達到很好的教學(xué)效果。教師是教學(xué)過程中的組織者、指導(dǎo)者、幫助者和促進者，而不是知識的灌輸者；學(xué)生是知識意義的主動建構(gòu)者，而不是外界刺激的被動接受者和知識的被灌輸者；教材中所提供的知識是學(xué)生主動建構(gòu)的對象，而不是教師向?qū)W生灌輸?shù)膬?nèi)容。媒體是創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，學(xué)生主動學(xué)習(xí)、協(xié)作、探索和完成知識意義建構(gòu)的認(rèn)知工具，而不是教師灌輸知識的手段和方法?？梢姸嗝襟w輔助教學(xué)仍然要充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用，同時突出多媒體教學(xué)的輔助功能?！肮饫w通信”課程既有較強的理論性，又有很強的實踐應(yīng)用背景，要使學(xué)生掌握必需的基礎(chǔ)理論，同時又具備動手能力，達到應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，最大限度地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，必須采用靈活多樣和行之有效的教學(xué)方法和教學(xué)手段。在“光纖通信”課堂上教師更應(yīng)注重展開互動式教學(xué)，不時地提出一些啟發(fā)性的問題，讓學(xué)生思考，進行討論，打開思維。這樣學(xué)生置身于“提出問題（帶著問題）—分析問題—實際驗證（解決問題）—再提出問題” 的循環(huán)中，把教師課堂知識的傳授過程轉(zhuǎn)化為學(xué)生不斷解決問題的過程，不僅可以使學(xué)生對相關(guān)理論有更深刻的認(rèn)識，而且可以使學(xué)生在分析問題、解決問題的能力方面受到訓(xùn)練、得到提高。這就要求在光纖通信的多媒體課堂教學(xué)中要適時地使用多媒體，使教與學(xué)在不斷互動的過程中完成。例如在講解光纖通信技術(shù)起源的內(nèi)容時要在“光纖技術(shù)的起源—光通信的需求—為什么是光纖—有什么用—要解決什么問題”思路的帶領(lǐng)下逐步深入。首先通過圖片、畫面等展現(xiàn)光通信技術(shù)的起源，然后提出問題：光通信的需求是什么？為什么是光纖？通過學(xué)生和教師的互動交流，最后利用多媒體總結(jié)光纖的特點、展示光纖的作用。接下來可以繼續(xù)就“需要解決什么問題”，結(jié)合前面學(xué)生已經(jīng)掌握的知識點展開更進一步的討論，從而激發(fā)學(xué)生對后續(xù)內(nèi)容學(xué)習(xí)的興趣。

3.科學(xué)使用多媒體?！肮饫w通信”課程教學(xué)內(nèi)容分為光纖傳輸理論、光器件、光纖通信系統(tǒng)、光纖通信新技術(shù)四大部分。采用多媒體教學(xué)時應(yīng)根據(jù)各部分知識的特點科學(xué)地選擇不同形式的多媒體，以便讓學(xué)生更容易接受并掌握知識。光纖傳輸理論這部分內(nèi)容抽象、公式復(fù)雜，如光在光纖中傳輸?shù)牟▌釉?，其公式推?dǎo)非常煩瑣抽象，致使學(xué)生理解起來非常困難。在教學(xué)過程中可以采用Matlab軟件將其中的數(shù)學(xué)推導(dǎo)及分析過程簡化，使相應(yīng)分析形象具體地展現(xiàn)給學(xué)生，使學(xué)生能夠理解其中抽象的理論知識。光器件部分主要涉及光纖通信中使用的無源光器件，如光連接器、光定向耦合器、分支器光分差復(fù)用器、光濾波器、隔離器等，以及有源光器件，如激光器、光探測器、光放大器、全光波長變換器、MEMS器件、光開關(guān)、光路由器等。對光器件部分的講授應(yīng)盡量采取理論聯(lián)系實際的教學(xué)方式。在專業(yè)實驗室沒有光通信相關(guān)光器件的情況下，可以通過多媒體手段向?qū)W生展示各類光器件的外觀及應(yīng)用情況，以彌補學(xué)生沒有感性認(rèn)識的缺憾。此外，光纖通信技術(shù)的發(fā)展可以說是伴隨著光通信器件技術(shù)水平的發(fā)展而發(fā)展的，因此在多媒體教學(xué)過程中應(yīng)著重介紹這些光器件的近期研發(fā)現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢。光纖通信系統(tǒng)這部分內(nèi)容分為模擬光纖通信系統(tǒng)和數(shù)字光纖通信系統(tǒng)，主要突出設(shè)計思想和實際應(yīng)用，因此最適合采用軟件仿真的演示教學(xué)法，使學(xué)生能夠?qū)饫w通信系統(tǒng)的實際應(yīng)用更直觀地了解，提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。為節(jié)約課堂占用過多時間，可以采用教師課堂演示仿真過程、講授建模的基本原理和學(xué)生課下自學(xué)仿真方法的方式，通過一些簡單例子，培養(yǎng)學(xué)生對于該部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生對基本原理的掌握，提高各種通信系統(tǒng)的總體設(shè)計能力。對于光纖通信新技術(shù)這部分內(nèi)容，由于光纖通信的發(fā)展日新月異，其新技術(shù)層出不窮，為有效拓展學(xué)生的知識眼界可以在多媒體教學(xué)過程中采用如下方式：（1）將搜集到的光纖通信新技術(shù)資料以PPT的形式向?qū)W生講授和展示，使學(xué)生對該部分內(nèi)容有具體的了解。（2）視頻播放部分專題科教片，之后讓學(xué)生自由選題撰寫文獻綜述性論文，充分調(diào)動學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

4.合理安排多媒體。就光纖通信課程來說，由于涉及的知識面較廣、技術(shù)更新較快，要在有限的課時內(nèi)既交代清楚基本理論同時又能實時地介紹新材料、新技術(shù)、新方法，就要求教師在多媒體課堂教學(xué)內(nèi)容安排上精心設(shè)計、合理安排，做到結(jié)構(gòu)框架清晰、教學(xué)重點突出、教學(xué)難點突破，避免過分追求信息量和新奇特，造成喧賓奪主。例如在光通信用器件課程內(nèi)容上應(yīng)簡潔清晰地反映各種器件的外部特性和實際應(yīng)用，而避免涉及過多的器件內(nèi)部原理；在光通信新技術(shù)內(nèi)容上，應(yīng)注重采用專題式的按照幾大發(fā)展方向提綱挈領(lǐng)地介紹，應(yīng)避免過分追求面面俱到而沖淡了對課程整體方向的把握。

三、“光纖通信”課程多媒體教學(xué)效果的體現(xiàn)

在光纖通信課程多媒體教學(xué)方法的不斷探索和實踐過程中，通過合理、適量、適地、適當(dāng)?shù)厥褂枚嗝襟w，調(diào)整多媒體授課方式方法，取得了一些顯著的教學(xué)效果：一是提高了課堂教學(xué)效率，優(yōu)化了課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)。對光纖通信課程繁多復(fù)雜的知識內(nèi)容，在48學(xué)時有限的教學(xué)時間內(nèi)，多媒體教學(xué)的合理應(yīng)用使得課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)明顯改善、教學(xué)效率明顯提升。二是突出了課堂教學(xué)重點，突破了課堂教學(xué)難點。特別是對光纖通信課程中光傳輸理論內(nèi)容中較難理解和掌握的基本概念基本理論，課堂效果很好。三是體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位，突出了教師的主導(dǎo)作用。多媒體教學(xué)方法的調(diào)整，改善了以往教學(xué)中教師學(xué)生缺乏互動交流、教學(xué)氛圍沉悶、枯燥的現(xiàn)象，課堂教學(xué)異?；钴S。

總之，形式多樣的多媒體教學(xué)，以其自身具有的直觀性、交互性、動態(tài)性和多功能等優(yōu)勢，為光纖通信課堂教學(xué)提供了嶄新的教學(xué)手段，在光纖通信課程教學(xué)中起著十分重要的作用。但是任何先進的教學(xué)手段都必須通過教師才能發(fā)揮作用，多媒體教學(xué)的使用也必須建立在充分發(fā)揮教師這一“活媒體”功能的基礎(chǔ)之上。教師應(yīng)在用好、用活軟件上多下工夫；在多方法結(jié)合、多手段應(yīng)用上多做文章；在教學(xué)觀念、教學(xué)思想、教學(xué)設(shè)計上多用氣力，充分發(fā)揮和提升多媒體教學(xué)的優(yōu)勢，使光纖通信的教學(xué)效果進一步提升。

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關(guān)鍵詞：電網(wǎng)光纖 通信技術(shù) 應(yīng)用與發(fā)展

1 概述

信陽電網(wǎng)通信系統(tǒng)在過去相當(dāng)長的時期內(nèi)，一直依賴電力線載波和微波通信。自2005年逐步引入光纖通信技術(shù)以來，已形成基礎(chǔ)網(wǎng)（光纖、電力線載波、微波系統(tǒng)、接入系統(tǒng)）、支撐網(wǎng)（信令網(wǎng)、同步網(wǎng)、網(wǎng)管網(wǎng)）和業(yè)務(wù)網(wǎng)（數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)、電視電話會議系統(tǒng)、交換系統(tǒng)）組網(wǎng)方式。經(jīng)過多年的建設(shè)，一個2.5Gbit/S的地區(qū)接入網(wǎng)（Access Network）已初具規(guī)模，公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)將于2015年覆蓋全市所有變電站及鄉(xiāng)所等辦公場所，并逐步達到2*10G傳輸容量等級。網(wǎng)絡(luò)按照“分層設(shè)置，統(tǒng)一管理，帶寬共享，分區(qū)操作”的模式建設(shè)、運行和管理，以保障通信網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一性和整體性；并逐步實現(xiàn)省調(diào)直調(diào)220KV以上站點“雙光纜，雙設(shè)備”接入。信陽電網(wǎng)目前主網(wǎng)構(gòu)架500KV河站一座，220KV信陽站、潢川站、蓼城站、茗陽站、曹灣站、彭莊站、弦城站、沙港站、桂園站、葵花站、映山紅站12座和地調(diào)端，建設(shè)一流的信陽電網(wǎng)通信系統(tǒng)光環(huán)網(wǎng)，任務(wù)艱巨，使命光榮。

2 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的幾個基本概念

2.1 PDH準(zhǔn)同步數(shù)字體系（Plesiochronous Digital Hierarchy）

在1990年以前，光纖通信系統(tǒng)一直沿用準(zhǔn)同步數(shù)字體系（PDH），隨著容量的不斷增大，PDH準(zhǔn)同步數(shù)字系統(tǒng)暴露出一些明顯的弱點。由于PDH采用的數(shù)字復(fù)接方法是按比特異步復(fù)接，沒有全世界統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接口，造成國際互通困難，從而促使SDH同步數(shù)字體系應(yīng)運而生。

2.2 SDH同步數(shù)字體系（Synchronous Digital Hierarchy）

2.2.1 SDH是將復(fù)接、線路傳輸及交換功能融為一體的新型傳輸體制。SDH同步數(shù)字體系采用以字節(jié)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的矩形塊狀幀結(jié)構(gòu)，按字節(jié)同步復(fù)接，可以將各種速率的PDH信號映射復(fù)用進來，在高速率上采用同步復(fù)用，并建立國際上統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.2 ITU―T（國際電聯(lián)）在G.701建議中規(guī)定了SDH的速率等級，同步傳輸模塊STM-N(Synchronous Transport Module Level N)的標(biāo)準(zhǔn)速率為：STM-1：155.520Mbit/s STM-4：622.080Mbit/s STM-16：2488.32Mbit/s STM-64：9953.280bit/s。各種業(yè)務(wù)信號復(fù)用進STM-N幀的過程都要經(jīng)歷映射、定位、復(fù)用三個步驟。

2.3 PCM脈沖編碼調(diào)制系統(tǒng)（Pulse Code Modulation）

PCM脈沖編碼調(diào)制系統(tǒng)屬接入設(shè)備，在數(shù)字通信中把模擬信號按一定的時間抽樣、量化，并用一組二進制碼來表示抽樣脈沖的輻值，這一過程稱為脈沖編碼調(diào)制。其通信的基本過程是：①發(fā)信端的任務(wù)是將模擬信號通過抽樣、量化、編碼后變換為由“0”、“1”碼組成的PCM數(shù)字信號。②再生中繼的任務(wù)是對波型進行修整和再生，最終達到提高通信質(zhì)量和延長通信距離的目的。③收信端的任務(wù)是將PCM數(shù)字信號通過解碼和低通濾波，還原為模擬信號。全世界有兩大體系，即北美與日本的1.544 Mbit/S體系和歐洲的2.048 Mbit/s體系，我國目前采用的是歐洲系列標(biāo)準(zhǔn)2.048Mbit/s。

2.4 WDM（波分復(fù)用）、FDM（頻分復(fù)用）和TDM（時分復(fù)用）

2.4.1 早在2002年，（DWDM）密集波分復(fù)用技術(shù)的引入使系統(tǒng)容量已達1.6Tbit/S，相當(dāng)于每對光纖傳輸1920多萬路電話信號。現(xiàn)代數(shù)字通信系統(tǒng)中實現(xiàn)大容量與高速化的主要手段就是采用復(fù)用技術(shù)，實現(xiàn)多路信號的同時傳輸。主要采用WDM（波分復(fù)用技術(shù)）。

2.4.2 光波分復(fù)用技術(shù)（OWDM optic Wavelength Division Multiplexing）：

是在一根光纖中能同時傳輸多波長的一項技術(shù)。基本原理是在發(fā)送端將不同波長的光信號組合起來（復(fù)用），在接收端將組合的光信號分解（解復(fù)用）并送入不同的終端。

2．5 EDFA在數(shù)字光纖通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

2．5．1 在光纖通信系統(tǒng)中，隨著傳輸速率的增加，傳統(tǒng)的O/E/O中繼方式的成本迅速增加。長時間以來，人們一直在尋找用光放大的方法來替代傳統(tǒng)的中繼方式，并延長傳輸距離。光放大器能直接放大光信號，對信號的格式和速率具有高度的透明性，使得整個系統(tǒng)更加簡單和靈活。它的出現(xiàn)和實用化，必將引起光纖通信系統(tǒng)中的一場革命。

2．5．2 摻鉺光纖放大器（EDFA：Erbium-Doped Fider Amplifier）是目前性能最完美、技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的光放大器。在光纖通信系統(tǒng)中，EDFA有三種基本的應(yīng)用方式,分別是功率放大器（Power booster）、前置放大器（preamplifier）和在線放大器（in-line amplifier）它們對放大器性能有不同的要求，功放要求輸出功率大，前放對噪聲性能要求高，而線放須兩者兼顧。

2．6 半導(dǎo)體激光二極管（LD）和發(fā)光二極管（LED）

在光纖通信系統(tǒng)中，首先要將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?，最常用的光源是半?dǎo)體激光器和發(fā)光二極管。之所以用半導(dǎo)體光源，是因為：①半導(dǎo)體光源體積小，發(fā)光面積可以與光纖芯徑相比較，從而有較高的耦合效率；②發(fā)光波長適合在光纖中低損耗傳輸；③可以直接進行強度調(diào)制，即只要將信號電流注入半導(dǎo)體激光器或發(fā)光二極管，就可以得到相應(yīng)的光信號輸出；④可靠性較高，尤其是半導(dǎo)體激光器，不僅發(fā)射功率大、耦合效率高、響應(yīng)速度快，而且發(fā)射光的相干性也較好。

3 結(jié)束語

1999年，美國就正式提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念，歐盟在（2009）年制訂了物聯(lián)網(wǎng)歐洲行動計劃，被視為“重振歐洲的重要組成部分”， 2010年我國國家傳感網(wǎng)的設(shè)立，使物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展成為了重大戰(zhàn)略。物聯(lián)網(wǎng)包括物與物互聯(lián)，也包括人和人的互聯(lián)；云計算是物聯(lián)網(wǎng)的一個組成部分，已經(jīng)成為國際新一輪的信息技術(shù)競爭的關(guān)鍵點和制高點。2009年10月（IBM）提出了“智慧地球”，而國際電信聯(lián)盟（ITU-T）給出的物聯(lián)網(wǎng)概念最權(quán)威，并被認(rèn)為是第三次信息技術(shù)革命。在現(xiàn)代智能電網(wǎng)中，將先進的傳感量測技術(shù)、信息通信技術(shù)、分析決策技術(shù)、自動控制技術(shù)和能源電力技術(shù)相結(jié)合，并與電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施高度集成而形成新型現(xiàn)代化電網(wǎng)。而承載這些網(wǎng)絡(luò)信息業(yè)務(wù)的重要手段就是光纖通信技術(shù)，因此，光纖通信技術(shù)在現(xiàn)代社會信息時代具有廣闊的發(fā)展前景和重要的戰(zhàn)略地位。

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[關(guān)鍵詞]光纖通信；廣播電視；通信系統(tǒng)

早在二十世紀(jì)中后期，我國的光纖通信技術(shù)就已經(jīng)有了一定的發(fā)展。光纖通信技術(shù)由于在許多方面優(yōu)于其他光纜通信，已經(jīng)成為國內(nèi)通信不可缺少的一個組成部分。當(dāng)前，光纖通信技術(shù)已經(jīng)成為我國通信領(lǐng)域的重要發(fā)展方向，與國外的差距也正逐漸縮小近幾年來，我國經(jīng)濟建設(shè)得到了飛速發(fā)展，光纖通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展亦不例外。隨著人們對光纖通信的逐步認(rèn)識，我國很多領(lǐng)域都對光纖通信產(chǎn)生了濃厚興趣并在各自的領(lǐng)域中加以應(yīng)用，取得了顯著的成績。但這并不等于說我國的光纖通信技術(shù)不需要再提高了，相反的是我們更應(yīng)保持清醒的頭腦，認(rèn)真分析光纖通信的特點，在實際工作中使光纖通信業(yè)得到大的發(fā)展。光纖通信技術(shù)在各行業(yè)中的應(yīng)用，隨著光纜運用的拓寬，它在我國通訊領(lǐng)域已有20多年的運用歷史，在這20年期間光纖光纜和光通訊技術(shù)都得到了大力的發(fā)展。光纖通信與其它通訊方式相比，具有較大傳輸容量和傳輸速率，另外體積小、損耗低、重量輕、傳輸頻帶寬、抗電磁干擾能力強等這些都是使得光纖通信迅速發(fā)展的原因。

隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，光纖通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平也有了極大的提高，其應(yīng)用范圍也不斷擴展。光纖通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用給人們的生產(chǎn)生活帶來了極大的便利，但是其應(yīng)用的過程中也存在生存性和經(jīng)濟性的問題，從這兩個角度出發(fā)來研究光纖通信網(wǎng)絡(luò)，能夠更好的了解通信技術(shù)發(fā)展以及光纖通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展前景。隨著一些高質(zhì)量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的不斷興起，對于通信系統(tǒng)容量的要求在不斷提高，為了應(yīng)對傳輸帶寬增加的要求，高速相干光纖傳輸系統(tǒng)成為解決問題的重點。高速相干光纖通信系統(tǒng)中調(diào)制解調(diào)子系統(tǒng)技術(shù)研究，具有高效實用性的適用于高速相干光纖通信的調(diào)制解調(diào)方案為目的，主要對相位調(diào)制自相干解調(diào)進行了理論研究及仿真，各種應(yīng)用于相干光纖通信的調(diào)制技術(shù)，頻率調(diào)制尚不適合目前的相干光纖通信系統(tǒng)；通過比較各種相位調(diào)制、相位與幅度聯(lián)合調(diào)制的具體結(jié)構(gòu)方案，說明目前適合相干光纖通信的調(diào)制結(jié)構(gòu)方案及未來技術(shù)路線；通過比較實現(xiàn)相干光纖通信的各種相干解調(diào)技術(shù)，說明自相干解調(diào)接收機由于其結(jié)構(gòu)簡單，對激光器線寬要求低而具有突出優(yōu)勢。相位調(diào)制自相干解調(diào)系統(tǒng)，自相干解調(diào)接收機噪聲、信噪比及系統(tǒng)誤碼率等。計算了在理想情況下，BPSK調(diào)制自相干解調(diào)系統(tǒng)及DQPSK調(diào)制自相干解調(diào)系統(tǒng)的性能，當(dāng)系統(tǒng)通信速率為10Gbit/s時，BPSK接收功率為-43.4dBm時，系統(tǒng)誤碼率為10-9；DQPSK接收功率為-37.8dBm時，系統(tǒng)誤碼率為10-9。分析了馬赫澤德干涉儀延時誤差對自相干解調(diào)系統(tǒng)的影響，對于BPSK調(diào)制自相干解調(diào)系統(tǒng)，當(dāng)通信速率為10Gbit/s時，若系統(tǒng)誤碼率優(yōu)于10-9，則馬赫澤德干涉儀延時臂誤差不能超過1%；對于DQPSK調(diào)制自相干解調(diào)系統(tǒng)，若系統(tǒng)誤碼率優(yōu)于10-9，則馬赫澤德干涉儀延時臂誤差不能超過0.8%。分析了激光器線寬對系統(tǒng)的影響，對于BPSK系統(tǒng)，當(dāng)通信速率為10Gbit/s時，系統(tǒng)誤碼率若要優(yōu)于10-9，激光器線寬必須小于10MHz；對于DQPSK系統(tǒng)，當(dāng)通信速率為10Gbit/s時，系統(tǒng)誤碼率若要優(yōu)于10-9，激光器線寬必須小于3MHz。分析了功率分配誤差對系統(tǒng)的影響，證明了采用3dB耦合器時系統(tǒng)信噪比最高。對于BPSK調(diào)制自相干解調(diào)系統(tǒng)，當(dāng)功率分配誤差小于30%時，對接收機靈敏度影響小于3dB。

通過仿真軟件建立了BPSK調(diào)制自相干解調(diào)的仿真模型，通過仿真計算，發(fā)現(xiàn)當(dāng)通信速率較低時，系統(tǒng)仿真性能和理論計算值符合良好；當(dāng)通信速率較高時，系統(tǒng)仿真值與理論計算值偏差在1.9dB。仿真驗證了馬赫澤德干涉儀相位誤差、激光器線寬對系統(tǒng)性能的影響，理論值和仿真光纖通信自問世以來，給整個通信領(lǐng)域帶來了一場革命，它使高速率、大容量的通信成為可能。目前它已成為一種不可替代的、最主要的信息傳輸技術(shù)。光纖通信的特性和現(xiàn)階段國內(nèi)外應(yīng)用光纖通信的基本情況，比較詳細(xì)地總結(jié)了目前光纖通信主要技術(shù)――光波分復(fù)用技術(shù)、光弧子通信技術(shù)和光纖接入技術(shù)的基本原理、優(yōu)勢、發(fā)展?fàn)顩r和國內(nèi)外近期所能達到的技術(shù)水平，最后論述了未來光纖通信將是朝著光纖到戶、全光網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展，最終會提供更多更好的信息服務(wù)。光纖通信自問世以來，給整個通信領(lǐng)域帶來了一場革命，它使高速率、大容量的通信成為可能。目前它已成為一種不可替代的、最主要的信息傳輸技術(shù)。光纖通信的特性和現(xiàn)階段國內(nèi)外應(yīng)用光纖通信的基本情況，比較詳細(xì)地總結(jié)了目前光纖通信主要技術(shù)――光波分復(fù)用技術(shù)、光弧子通信技術(shù)和光纖接入技術(shù)的基本原理、優(yōu)勢、發(fā)展?fàn)顩r和國內(nèi)外近期所能達到的技術(shù)水平，最后論述了未來光纖通信將是朝著光纖到戶、全光網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展，最終會提供更多更好的信息服務(wù)。

結(jié)語

光纖技術(shù)在現(xiàn)代通信領(lǐng)域中處于舉足輕重的作用，它的出現(xiàn)和發(fā)展給全球通信業(yè)帶來了前所未有的變革。光纖通信技術(shù)的發(fā)展有力地推動了我國通信的發(fā)展，對當(dāng)今通信行業(yè)的發(fā)展有著非常顯著的作用。隨著科技發(fā)展，光纖技術(shù)在現(xiàn)代通信領(lǐng)域的作用也日益凸顯。同時對今后的發(fā)展方向進行了分析和研究。

參考文獻

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[3]徐儉.淺談電視信號光纖傳輸系統(tǒng)應(yīng)用與維護[J].有線電視技術(shù)，2008（06）

[4]袁長建.光纖通信技術(shù)在直播室音頻機柜聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用[J].視聽界（廣播電視技術(shù)），2007（04）

篇6

【關(guān)鍵詞】計算機網(wǎng)絡(luò)與通信;課程教學(xué);教學(xué)方法

在計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及信息通信技術(shù)飛速發(fā)展的時代背景下，計算機網(wǎng)絡(luò)與通信也逐漸獨立發(fā)展成一個新興的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，目前，社會很多領(lǐng)域急缺具備高素質(zhì)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、通信技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)開發(fā)與應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)管理等方面的人才，很多院校紛紛開始獨立開設(shè)計算機網(wǎng)絡(luò)與通信課程。計算機網(wǎng)絡(luò)與通信是一門綜合應(yīng)用性、實踐性、理論性的課程，不僅要求學(xué)生具備深厚、扎實的專業(yè)理論知識，也要求過硬的計算機專業(yè)技能，但是由于該門課程涉及的內(nèi)容非常廣泛，基本概念較多，包括很多抽象的專業(yè)術(shù)語，學(xué)習(xí)難度較大，且很多學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中會感到非常枯燥。傳統(tǒng)的教學(xué)方法很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，且教學(xué)理論與實踐嚴(yán)重脫節(jié)，無法滿足現(xiàn)代社會的人才需求，因此積極創(chuàng)新教學(xué)方法顯得尤為重要和必要。

1.當(dāng)前我國計算機網(wǎng)絡(luò)與通信課程教學(xué)現(xiàn)狀與問題

計算機網(wǎng)絡(luò)是在通信技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來，同時融入了通信技術(shù)、數(shù)學(xué)理論、計算機技術(shù)等多門學(xué)科形成一套自己的知識理論體系。近年來，在計算機網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)高速發(fā)展的刺激下，計算機網(wǎng)絡(luò)與通信課程已經(jīng)發(fā)展成為電子與信息類專業(yè)的主干課程，在各院校教育中發(fā)揮著極其重要的作用。

由于該課程自身的特點決定，計算機網(wǎng)絡(luò)與通信課程教學(xué)不僅應(yīng)重理論，也應(yīng)重實踐，強調(diào)兩者之間的高效統(tǒng)一。同時由于信息技術(shù)發(fā)展迅速，想要與時代保持同步，必須及時更新教材內(nèi)容，不斷引進新的知識。

但是目前該課程教材內(nèi)容更新速度和社會計算機技術(shù)與通信技術(shù)的發(fā)展明顯滯后，教材內(nèi)容老舊，與時展脫節(jié)。同時，目前很多教師仍然采用的是傳統(tǒng)的演繹式教學(xué)方法，整個教學(xué)過程中主要是“你講我聽”的形式，學(xué)生完全處于被動接受狀態(tài)，學(xué)習(xí)主動性不高，學(xué)習(xí)思維受到很大的禁錮，學(xué)習(xí)效率低下，且學(xué)生自己實際動手機會匱乏，綜合知識應(yīng)用能力較差。

2.提高計算機網(wǎng)絡(luò)與通信課程教學(xué)有效性的方法

2.1 應(yīng)進一步優(yōu)化計算機網(wǎng)絡(luò)與通信課程內(nèi)容

計算機網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)發(fā)展非常迅猛，不斷涌現(xiàn)出一些新協(xié)議、新概念、新技術(shù)，在社會各領(lǐng)域以及應(yīng)用方向方面也在不斷發(fā)生變化，為了能夠使學(xué)生們緊跟時展潮流，了解并掌握最新的計算機網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)，教師平時應(yīng)注意密切關(guān)注國內(nèi)外關(guān)于該行業(yè)的發(fā)展動態(tài)，在實際教學(xué)過程中，適當(dāng)滲透一些新知識、新技能。

比如，計算機網(wǎng)絡(luò)與通信課程傳統(tǒng)教材中的基本內(nèi)容主要以O(shè)SI七層協(xié)議模型為主，教材中詳細(xì)講解了關(guān)于OSI七層協(xié)議模型的相關(guān)概念以及完整的理論知識，但是這些概念和內(nèi)容非常繁雜，且實用性不高，并沒有成為流行趨勢。TCP/IP協(xié)議是目前相對較為流行的內(nèi)容，在各行業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信中廣泛應(yīng)用，因此，教師在教學(xué)過程中，應(yīng)將傳統(tǒng)的OSI參考模型盡可能精簡化，適當(dāng)擴充關(guān)于TCP/IP 協(xié)議的相關(guān)內(nèi)容，使學(xué)生們更加深刻、了解計算機網(wǎng)絡(luò)相關(guān)原理和技術(shù)。

2.2 應(yīng)積極利用現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段輔助教學(xué)

先進的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣，也有利于增強課堂教學(xué)的直觀性，將復(fù)雜的問題簡單明了化，將抽象的問題具體化，便于學(xué)生更好的理解、掌握，提高課堂教學(xué)效率。

比如在學(xué)習(xí)“局域網(wǎng)中不同類型的連接方式、傳輸介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)”的相關(guān)內(nèi)容時，教師可以利用現(xiàn)代多媒體技術(shù)教學(xué)手段，廣泛收集關(guān)于電纜的各種實物、圖片，精心選擇各單位部門或者家庭的實際網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D向?qū)W生們展示，這種直觀教學(xué)有利于刺激學(xué)生的眼球，使學(xué)生們真切的感受到計算機網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)在現(xiàn)實生活中的實際應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的自主探究意識，慢慢的學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題，并用自己所學(xué)知識去解決，鍛煉學(xué)生的實踐應(yīng)用能力。

2.3 注重理論與實踐相結(jié)合

計算機網(wǎng)絡(luò)與通信課程教學(xué)的最終目標(biāo)是為了提高學(xué)生的計算機應(yīng)用能力，能夠?qū)⒆约核鶎W(xué)的知識靈活應(yīng)用于實際，解決生活中的問題。

因此在教師在教學(xué)過程中，應(yīng)采用一體化教學(xué)方法，在理論教學(xué)基礎(chǔ)上應(yīng)加強教學(xué)實踐。教師可以帶領(lǐng)學(xué)生們通過網(wǎng)絡(luò)模擬仿真軟件進行實驗，比如目前應(yīng)用較廣的Packet Tracer就是一款網(wǎng)絡(luò)模擬仿真軟件，為計算機網(wǎng)絡(luò)與通信課程的實踐教學(xué)提供了很大便利。

教師也可以組織一些計算機能力較強的學(xué)生共同研發(fā)一個以計算機軟件、硬件技術(shù)為載體的計算機網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗室平臺，利用計算機軟件開發(fā)工具為學(xué)生們創(chuàng)設(shè)一種真實模擬性計算機實驗環(huán)境，然后讓學(xué)生切身體驗實驗設(shè)備，熟悉實驗過程，使學(xué)生們能夠不需要真實的實驗條件即可動手實驗操作，也有利于鍛煉學(xué)生的自主開發(fā)創(chuàng)新能力。

綜上所述，各大院校教師應(yīng)積極轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡(luò)與通信課程教學(xué)方法，進一步優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，利用現(xiàn)代先進的多媒體教學(xué)手段，加強學(xué)生的實踐動手能力訓(xùn)練，提高課堂教學(xué)有效性，培養(yǎng)更多優(yōu)秀的專業(yè)人才。

參考文獻

[1]黃慶南.計算機網(wǎng)絡(luò)與通信課程教學(xué)改革探討[J].高教論壇，2012（6）：179-181.

篇7

【關(guān)鍵詞】多媒體通信 教學(xué)方法 教學(xué)效果

【中圖分類號】G64 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）02-0254-01

隨著信息技術(shù)、計算機技術(shù)和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，計算機、通信和廣播電視三個技術(shù)領(lǐng)域相互滲透、相互融合，形成了一門嶄新的技術(shù)――多媒體[1]。人類的信息交流也從單一媒體過渡到了多媒體的形式。多媒體通信技術(shù)是多媒體技術(shù)與通信技術(shù)有機結(jié)合的產(chǎn)物，它集計算機的交互性、多媒體的復(fù)合性、通信網(wǎng)的分布性以及廣播電視的真實性于一體，打破了傳統(tǒng)的單一媒體通信方式和單一電信業(yè)務(wù)的通信系統(tǒng)格局，向人們提供綜合的信息服務(wù)，并成為通信技術(shù)今后發(fā)展的主要方向之一。隨著三網(wǎng)融合試點工作的鋪開，多媒體通信技術(shù)將滲透到社會生活和工作的各個方面。它的應(yīng)用對人類的生產(chǎn)、工作及生活方式會帶來巨大的變革，使人類進入到一個前所未有的新時代。

因此近年來一些高校信息與通信專業(yè)都開設(shè)了多媒體通信的課程。多媒體通信涉及計算機網(wǎng)絡(luò)、通信原理、信息論、數(shù)字圖像處理、傳輸協(xié)議等多學(xué)科的知識， 課程內(nèi)容太多，覆蓋面廣，而課時通常只有40多個學(xué)時， 學(xué)生普遍反映內(nèi)容抽象， 不好學(xué)。通過課程的教學(xué)實踐的摸索， 提出一些教學(xué)改革方法，以提高教學(xué)質(zhì)量。

1.課程現(xiàn)狀與問題

教學(xué)改革過程中，發(fā)現(xiàn)本課程存在一些問題， 主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.1多媒體通信涉及計算機網(wǎng)絡(luò)、通信原理、信息論、數(shù)字圖像處理、傳輸協(xié)議等多學(xué)科的知識， 課程內(nèi)容太多，覆蓋面廣，但學(xué)時有限。

1.2教材涉及視頻壓縮編碼與多媒體通信同步、時域場景的概念等。概念抽象，難以接受。

1.3強調(diào)理論教學(xué)， 缺乏實驗環(huán)節(jié)。

2.教學(xué)改革方法

根據(jù)存在的問題，通過教學(xué)改革，有針對性的逐一解決。

2.1抓住一條主線，突出兩個重點

針對多媒體通信涉及計算機網(wǎng)絡(luò)、通信原理、信息論、數(shù)字圖像處理、傳輸協(xié)議等多學(xué)科的知識， 課程內(nèi)容太多，覆蓋面廣的問題。授課中強調(diào)一條主線，兩個重點[2]。

多媒體通信講授的就是多媒體內(nèi)容的處理與網(wǎng)絡(luò)傳輸問題， 它有一條清晰的主線。主線就是：多媒體數(shù)據(jù)的壓縮――網(wǎng)絡(luò)的同步傳輸――多媒體數(shù)據(jù)解壓縮――多媒體數(shù)據(jù)的重構(gòu)。這樣就能使學(xué)生對多媒體通信技術(shù)有一個清楚的認(rèn)識，不會陷入龐雜的多學(xué)科知識之中。

兩個重點，就是數(shù)據(jù)編碼壓縮和多媒體數(shù)據(jù)的網(wǎng)路同步傳輸。也是花費課時最多的內(nèi)容。數(shù)據(jù)編碼壓縮是解決多媒體數(shù)據(jù)的數(shù)字化和壓縮/解壓縮問題，而網(wǎng)絡(luò)傳輸則解決通信問題。需要向?qū)W生們強調(diào)， 兩者之間不是相互獨立的， 而是相互配合的。數(shù)據(jù)壓縮的目的就是減少多媒體數(shù)據(jù)中的冗余信息， 進而減輕網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)呢?fù)擔(dān)。在進行網(wǎng)絡(luò)傳輸時， 盡可能減少因網(wǎng)絡(luò)擁塞對多媒體信息的損傷， 最大限度地保障服務(wù)質(zhì)量。這樣學(xué)生就會抓住重點內(nèi)容，掌握課程精髓。

2.2 演示教學(xué)引入課堂

課堂的演示性實驗是指將教學(xué)內(nèi)容中一些難以理解的要點或者抽象的概念在課堂上演示， 以幫助學(xué)生理解。采用了多媒體教學(xué)，通過投影儀方便學(xué)生觀看，加深對基本概念和基本方法的理解。

2.3 開設(shè)課程設(shè)計，增加實踐環(huán)節(jié)

由于經(jīng)費問題，學(xué)校一直沒有配備多媒體通信實驗室。為了加強學(xué)生的實踐教學(xué)，2010年本課程增設(shè)了課程設(shè)計環(huán)節(jié)。針對教學(xué)中涉及的多媒體通信技術(shù)，給學(xué)生布置不同內(nèi)容的題目，讓學(xué)生自己動手體會課程中涉及的技術(shù)、方法。提高教學(xué)效果。針對教學(xué)中涉及的壓縮和媒體同步兩個重點，布置了數(shù)據(jù)壓縮和媒體同步內(nèi)容的題目。在授課的末期，安排為期一周的多媒體通信課程設(shè)計內(nèi)容，比如算數(shù)編碼、 hufuman 編碼、DCT變換編碼、游程編碼，在熟悉這些編碼的基礎(chǔ)上進行JPEG數(shù)據(jù)編碼；利用 Authorware 軟件建立時域場景，制作多媒體演示內(nèi)容，體會多媒體同步的概念技術(shù)；利用 Netmeeting 和 OpenMCU 構(gòu)建一個基于H.323的視頻會議系統(tǒng)。通過調(diào)用不同的音視頻編解碼器， 可以讓學(xué)生們直觀地了解它們的性能差異， 體會面對面交流的樂趣[4]。而編程基礎(chǔ)比較好的同學(xué)可以開發(fā)一個簡單的VOD系統(tǒng)， 重點是讓學(xué)生們體會RTSP和RTP協(xié)議。

3.結(jié)束語

多媒體通信是一門綜合性、實踐性都很強的課程， 除了具有數(shù)字圖像處理、信息論、計算機網(wǎng)絡(luò)、通信原理等多學(xué)科的理論知識外，還需要一定的實踐環(huán)節(jié)，在授課過程中強調(diào)主線、突出重點、將知識點融會貫通、加強互動和演示，突出課程設(shè)計這一學(xué)生自己動手的實踐環(huán)節(jié)，有助于提高多媒體通信的教學(xué)效果。

參考文獻：

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[2]張玉清， 管建和. 關(guān)于多媒體通信教學(xué)方法的探索[J]. 中國地質(zhì)教育， 2005， （4） ： 103-105.

篇8

當(dāng)前我國已經(jīng)步入新媒體時代，新媒體時代是在報刊、廣播、電視等傳統(tǒng)媒體的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新興媒體形態(tài)。新媒體技術(shù)是基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，具有先天性技術(shù)優(yōu)勢的媒體信息服務(wù)功能，是網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟與傳媒實現(xiàn)有效對接的最佳方式。近年來，新媒體技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于教育行業(yè)，極大地豐富了高校教學(xué)管理的模式、方法和手段。在新媒體技術(shù)迅速發(fā)展的背景下，為了將其優(yōu)勢很好地融入民辦高校的管理建設(shè)，對《新媒體技術(shù)》一書展開研究顯得尤為重要。

由洪文杰、歸偉夏編著，西南師范大學(xué)出版社出版的《新媒體技術(shù)》一書主要圍繞新媒體中涉及的技術(shù)基礎(chǔ)及新興技術(shù)的發(fā)展展開，致力于梳理出與新媒體技術(shù)相關(guān)的技術(shù)脈絡(luò)，促進用戶更好地理解新媒體技術(shù)的原理和基本特征。該書主要內(nèi)容包括新媒體的相關(guān)信息，如文字、圖形、圖像、聲音、視頻等的處理與編輯技術(shù)；計算機網(wǎng)絡(luò)及移動通信技術(shù)等新媒體信息傳輸技術(shù)；新媒體信息顯示、與檢索技術(shù)；新媒體信息管理與安全技術(shù)；云計算、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)。該書既可以作為大學(xué)、中專院校新聞與信息傳播等相關(guān)專業(yè)的教材使用，也可以為相關(guān)媒體專業(yè)從業(yè)人員和廣大愛好者提供理論參考。

《新媒體技術(shù)》一共分為七個章節(jié)：第一章為新媒體技術(shù)引論，主要介紹技術(shù)與媒體、新媒體技術(shù)對傳媒業(yè)的變革和與新媒體有關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)；第二章為新媒體信息處理及編輯技術(shù)，主要介紹新媒信息的種類和特點、新媒體文字信息的處理和編輯、新媒體圖片的處理與編輯、計算機圖形與動畫技術(shù)、數(shù)字音頻處理與編輯技術(shù)、數(shù)字視頻處理與編輯技術(shù)、新媒體信息的組織；第三章為新媒體信息傳輸技術(shù)———網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，主要介紹網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基本概念、技術(shù)基礎(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)和數(shù)據(jù)通信技術(shù)基礎(chǔ)；第四章為移動新媒體技術(shù)基礎(chǔ)———移動互聯(lián)網(wǎng)，這一章節(jié)包括四個小節(jié)，具體分為移動新媒體技術(shù)概述、無線移動通信技術(shù)、移動新媒體終端設(shè)備及系統(tǒng)平臺、移動新媒體技術(shù)應(yīng)用；第五章為新媒體信息顯示、與搜索技術(shù)，主要介紹新媒體信息顯示技術(shù)、新媒體信息技術(shù)、新媒體信息搜索技術(shù)及電子紙的相關(guān)內(nèi)容，使讀者可以了解新媒體顯示技術(shù)的發(fā)展脈絡(luò)；第六章為新媒體數(shù)字版權(quán)管理技術(shù)，這一章節(jié)讓讀者了解到了新媒體數(shù)字版權(quán)管理概述、數(shù)據(jù)加密技術(shù)、數(shù)字簽名技術(shù)、數(shù)字水印技術(shù)、身份認(rèn)證技術(shù)、PKI安全技術(shù)和元數(shù)據(jù)與數(shù)字對象標(biāo)識碼；第七章為應(yīng)用中的新媒體傳播技術(shù)，讀者可以了解云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)及LBS等新興概念，從而更有效地了解新媒體技術(shù)的產(chǎn)生、發(fā)展和變遷。通讀全書，概括了該書的以下幾個特點：該書最大的特點在于全面性，尤其是新媒體的基礎(chǔ)元素，在文中都有所介紹。新媒體信息的基礎(chǔ)元素包括文字、圖形、圖像、聲音和視頻，書中對這些元素的處理與編輯逐一進行了闡述。文字作為最基礎(chǔ)的元素，在新媒體技術(shù)逐漸發(fā)展的今天，仍然扮演著一個必不可少的角色。隨著技術(shù)的發(fā)展，圖形、圖像、聲音、視頻等基本元素崛起，豐富了新媒體技術(shù)的內(nèi)涵。

該書通過對這些基本信息的處理和編輯技術(shù)的闡述，為民辦高校的管理提供了理論基礎(chǔ)。該書在介紹新媒體技術(shù)時，由淺入深，層層遞進，先介紹比較基本的新媒體信息，再介紹基礎(chǔ)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)———移動互聯(lián)網(wǎng)，隨后介紹顯示技術(shù)———電子紙，最后介紹比較高端的加密技術(shù)、安全技術(shù)、簽名技術(shù)和身份認(rèn)證技術(shù)等。這樣的編輯方式有利于讀者加深對新媒體技術(shù)的了解，也有利于讀者掌握新媒體的基礎(chǔ)知識。尤其是民辦高校的管理工作，可以通過參考該書，建立一個更加穩(wěn)固的現(xiàn)代化民辦高校管理系統(tǒng)。該書對于民辦高校管理最大的借鑒點在于針對性強。高等院校的管理工作相當(dāng)復(fù)雜，如果不利用現(xiàn)代媒體技術(shù)，不僅耗時耗力，而且在工作中還容易出現(xiàn)差錯。而該書對于高校管理工作的各個步驟都提出了具有針對性的技術(shù)應(yīng)用，如云計算的應(yīng)用可以提升管理工作效率、減少管理工作的失誤；身份認(rèn)證技術(shù)的應(yīng)用可以讓管理工作更加便捷；加密技術(shù)的應(yīng)用可以讓民辦高校的管理工作更加安全等。傳統(tǒng)管理手段使民辦高校的管理工作效率一直難以得到提升，其管理手段的局限性也使高等院校管理工作很容易出現(xiàn)失誤。

發(fā)展迅猛的現(xiàn)代媒體技術(shù)在高等院校，尤其在民辦高校中的應(yīng)用微乎其微。《新媒體技術(shù)》一書對現(xiàn)代媒體技術(shù)進行了較為全面的闡述，為民辦高校管理工作的技術(shù)創(chuàng)新提供了理論基礎(chǔ)，為民辦高校管理工作現(xiàn)代化技術(shù)的應(yīng)用提供了指導(dǎo)和借鑒。

篇9

一、4G通信的概念

當(dāng)3G通信技術(shù)正處于醞釀之中時，4G通信技術(shù)應(yīng)用在實驗室已經(jīng)開始研發(fā)。直到2009年，當(dāng)時人們對4G通信還沒有一個精確的定義，有人說4G通信的概念來自其他無線服務(wù)的技術(shù)，從無線應(yīng)用協(xié)定、全球袖珍型無線服務(wù)到3G；有人說4G通信是一個超越2010年以外的研究主題，4G通信是系統(tǒng)中的系統(tǒng)，可利用各種不同的無線技術(shù)；但無論人們對4G通信如何定義，人們能夠肯定的一點是4G通信可能是一個比3G通信更完美的新無線世界，它可創(chuàng)造出許多消費者難以想象的應(yīng)用。4G最大的數(shù)據(jù)傳輸速率超過100Mbit/s，這個速率是移動電話數(shù)據(jù)傳輸速率的1萬倍，也是3G移動電話速率的50倍。此外，4G的無線即時連接等某些服務(wù)費用會比3G便宜。

二、4G通信的主要特征

（1）兼容性能更平滑。要使4G通信盡快地被人們接受，不但考慮的它的功能強大外，還應(yīng)該考慮到現(xiàn)有通信的基礎(chǔ)，以便讓更多的現(xiàn)有通信用戶在投資最少的情況下就能很輕易地過渡到4G通信。因此，4G移動通信系統(tǒng)實現(xiàn)全球統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，讓所有移動通信運營商的用戶享受共同的4G服務(wù)，真正實現(xiàn)一部手機在全球的任何地點都能進行通信。

（2）通信智能性能高、靈活性強。未來4G手機更應(yīng)該算得上是一只小型電腦了，而且4G手機從外觀和式樣上，會有更驚人的突破，人們可以想象的是，眼鏡、手表、化妝盒、旅游鞋，以方便和個性為前提。4G移動通信系統(tǒng)采用智能技術(shù)使其能自適應(yīng)地進行資源分配，能對通信過程中不斷變化的業(yè)務(wù)流大小進行相應(yīng)處理而滿足通信要求，采用智能信號處理技術(shù)對信道條件不同的各種復(fù)雜環(huán)境進行信號的正常發(fā)送與接收，有很強的智能性、適應(yīng)性和靈活性。

（3）實現(xiàn)高質(zhì)量通信。雖然第三代移動通信系統(tǒng)可以實現(xiàn)各種多媒體通信，但未來的4G通信能滿足在覆蓋范圍、通信質(zhì)量、造價上支持的高速數(shù)據(jù)和高分辨率多媒體服務(wù)的需要，而第三代移動通信卻不能達到，第四代移動通信系統(tǒng)提供的無線多媒體通信服務(wù)包括語音、數(shù)據(jù)、影像等大量信息透過寬頻的信道傳送出去，為此未來的第四代移動通信系統(tǒng)也稱為“多媒體移動通信”?？偟膩碚f，首先必須可以容納市場龐大的用戶數(shù)、改善現(xiàn)有通信品質(zhì)不良，以及達到高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆?/p>

（4）多種業(yè)務(wù)的融合。4G移動通信系統(tǒng)支持包括高清晰度圖像業(yè)務(wù)、虛擬現(xiàn)實業(yè)務(wù)視、會議電等更豐富的移動業(yè)務(wù)，使用戶在任何地方都可以獲得任何所需的信息服務(wù)。將個人通信、信息系統(tǒng)、廣播和娛樂等行業(yè)結(jié)合成一個整體，更加安全、方便地向用戶提供更廣泛的服務(wù)與應(yīng)用。

三、我國2013年4G通信的發(fā)展

目前，中國移動將4G網(wǎng)絡(luò)高清安防應(yīng)用作為重點推動業(yè)務(wù)之一，給安防產(chǎn)業(yè)帶來驚喜，也將為我國社會公共安全事業(yè)帶來巨大貢獻。

（1）TD-LTE大規(guī)模建網(wǎng)將啟動。獲了解，中國移動2013年TD-LTE擴大規(guī)模實驗將于近期正式啟動，建設(shè)規(guī)模約為20萬個TD-LTE基站，總建設(shè)規(guī)模涉及資金200億元，業(yè)內(nèi)分析中國移動集團今年的資本開支將在去年1274億元的基礎(chǔ)上，大幅增加49%至1902億元。TD-LTE是國家“十二五”支柱性產(chǎn)業(yè)“新一代信息技術(shù)”的關(guān)鍵組成部分。TD-LTE的發(fā)展，將促進移動寬帶的發(fā)展，并與物聯(lián)網(wǎng)、云計算等前沿技術(shù)相結(jié)合，形成新一代信息網(wǎng)絡(luò)，帶動互聯(lián)網(wǎng)、軟件、相關(guān)電子信息的迅猛發(fā)展。

（2）引領(lǐng)高清視頻監(jiān)控發(fā)展。4G網(wǎng)絡(luò)的搭建和完善，使已經(jīng)在現(xiàn)代化小區(qū)、交通、運輸、水利、航運、治安、消防等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用的無線監(jiān)控技術(shù)信息傳輸更加準(zhǔn)確和靈敏。中國移動注重發(fā)揮自身信息通信技術(shù)的“杠桿作用”，以信息化手段助力生產(chǎn)管理，便利百姓生活，此前大力推進物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)，推進我國“無線城市”和“平安城市”發(fā)展，包括無線安防技術(shù)。展望未來，中國移動4G技術(shù)與安防的融合，無論你處在何等狀態(tài)，都將給公眾生活帶來了更多便利和更多保障，為行業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了更高的效率，為我國社會公共安全事業(yè)帶來巨大貢獻。

四、總結(jié)

總之，目前4G移動通信系統(tǒng)還只是一個基本概念，處于實驗室研究開發(fā)階段。但可以肯定的是，隨著互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展，4G也會繼續(xù)高速發(fā)展，4G將會是多功能集成的寬帶移動通信系統(tǒng)，是滿足未來市場需求的新一代的移動通信系統(tǒng)。

參 考 文 獻

篇10

關(guān)鍵詞：認(rèn)知無線電；軟件通信體系結(jié)構(gòu)；認(rèn)知引擎；戰(zhàn)術(shù)電臺

中圖分類號：TN924 文獻標(biāo)志碼：A DOI：

Research of Cognitive Radio Architecture

Zhang Jian－feng

（Communication Engineering,Hangzhou Dianzi University,310018）

Abstract: This paper first expounds the basic theory and concept of Cognitive Radio(CR),reviews the development course of Cognitive Radio,introduces the status of researching for Cognitive Radio.Then concisely analyzes the application prospect for demand of battlefield communication.At last,suggests a kind of architecture of Cognitive Radio,provides it's software and hardware construction,briefly explains the function of each part.

Key words: Cognitive Radio；SCA；Cognitive Engine；Tactical Radio

0 引 言

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，軍事、民用、商業(yè)對通信要求也在不斷提高，新的通信設(shè)備和通信手段不斷出現(xiàn)，而目前采用的主要還是基于授權(quán)的靜態(tài)頻帶分配的方法，這就使得常用的無線頻帶越來越擁擠，頻譜資源已經(jīng)成為一種緊缺資源。而過于擁擠的通信頻帶，帶來的就是設(shè)備通信能力的直線下降。因此，如何解決因頻帶擁擠帶來的通信能力下降的問題，已經(jīng)成為一種迫在眉睫的需求。

認(rèn)知無線電技術(shù)（Cognitive Radio，CR）[1]是解決上述問題的有效方法之一，它是一種新的智能無線通信技術(shù)，通過感知周圍環(huán)境的頻率、時間和空間等特征，對環(huán)境、信道條件、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、用戶需求以及設(shè)備本身的內(nèi)部情況進行推理，根據(jù)推理結(jié)果實時調(diào)整傳輸參數(shù)，以保證信息的可靠快速傳輸。

本文結(jié)合認(rèn)知無線電的技術(shù)特點以及戰(zhàn)場通信的實際需求，給出了一種基于認(rèn)知無線電技術(shù)的戰(zhàn)術(shù)電臺架構(gòu)，對其軟硬件組成及功能做了簡要分析。

1 認(rèn)知無線電技術(shù)的概念及發(fā)展

上世紀(jì)90年代早期，J.Mitola提出了軟件無線電(Software DefinedRadios，SDR)的概念。軟件無線電的核心思想是在盡可能靠近天線的地方使用寬帶A／D和D／A變換器，將盡可能多的無線電臺的功能用軟件定義。它的出現(xiàn)使通信終端大大減小對硬件的要求，可以使相同的終端在不同的通信系統(tǒng)中使用。在2000年的論文中，Mitola將軟件無線電的概念進一步拓展，提出了認(rèn)知無線電(CR)的概念。認(rèn)知無線電可以感知周圍電磁環(huán)境，并實時調(diào)整傳輸參數(shù)，使通信系統(tǒng)的無線電參數(shù)不僅與規(guī)則相適應(yīng)，而且能與環(huán)境相匹配，以達到無論何時何地都能達到通信系統(tǒng)的高可靠性和頻譜利用的高效性。也就是說，SDR關(guān)注的是采用軟件方式實現(xiàn)無線電系統(tǒng)信號的處理；而CR強調(diào)的是無線系統(tǒng)能夠感知操作環(huán)境的變化，并據(jù)此調(diào)整系統(tǒng)工作參數(shù)，實現(xiàn)最佳適配。從這個意義上講，CR是更高層的概念，不僅包括信號處理，還包括根據(jù)相應(yīng)的任務(wù)、政策、規(guī)則和目標(biāo)進行推理和規(guī)劃的高層活動。所以，認(rèn)知無線電是智能化的軟件無線電[2]。

此后，不同的機構(gòu)和學(xué)者從不同的角度給出了CR的定義，其中比較有代表性的包括美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)和著名學(xué)者Simon Haykin教授的定義。FCC認(rèn)為：“CR是能夠基于對其工作環(huán)境的交互改變發(fā)射機參數(shù)的無線電”。Simon Haykin則從信號處理的角度出發(fā)，認(rèn)為：“CR是一個智能無線通信系統(tǒng)。它能夠感知外界環(huán)境，并使用人工智能技術(shù)從環(huán)境中學(xué)習(xí)，通過實時改變某些操作參數(shù)(比如傳輸功率、載波頻率和調(diào)制技術(shù)等)，使其內(nèi)部狀態(tài)適應(yīng)接收到的無線信號的統(tǒng)計性變化，以達到以下目的：任何時間任何地點的高度可靠通信；對頻譜資源的有效利用?！?/p>

總結(jié)上述定義，CR應(yīng)該具備以下3個主要特征：

(1)感知能力

感知能力使CR能夠感知其外部頻譜環(huán)境信息，發(fā)現(xiàn)空閑的頻譜資源或干擾信號，尋找合適的信道，這是CR工作的前提。

(2)推理和學(xué)習(xí)能力

推理和學(xué)習(xí)能力使CR能夠根據(jù)感知到的外界電磁環(huán)境和自身的狀況，同時結(jié)合過往的工作數(shù)據(jù)，得出當(dāng)前的最佳通信參數(shù)的能力，這是CR工作的核心。

(2)重構(gòu)能力

重構(gòu)能力使得CR設(shè)備可以推理結(jié)果對設(shè)備的各種參數(shù)進行重設(shè)置的能力?？梢灾貥?gòu)的參數(shù)包括：頻率、發(fā)射功率、調(diào)制和編碼方式、通信協(xié)議等。

一個常見的CR設(shè)備工作流程如圖1所示：

如圖1所示，CR設(shè)備的工作過程一般分為以下三個階段：

1）感知階段：認(rèn)知設(shè)備感知外界的電磁頻譜環(huán)境；

2）決策階段：根據(jù)感知到的外界電磁環(huán)境和已有的知識經(jīng)驗，經(jīng)過詳細(xì)的運算推理過程，得出最適合當(dāng)前環(huán)境的通信參數(shù)；

3）重構(gòu)階段：根據(jù)決策結(jié)果對認(rèn)知設(shè)備進行參數(shù)加載或配置，完成通信過程。

感知、決策、重構(gòu)這三個階段不斷的循環(huán)，構(gòu)成了CR設(shè)備工作的全過程。

認(rèn)知無線電的概念提出以后，眾多國家和國際組織都對其投入了巨大的研究精力，其中以美國和歐盟的研究最具代表性。美國的研究以認(rèn)知無線電為主，歐盟則從異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合入手，并正朝著認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展。代表性的研究工作有：

1）2003年12月，美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)對《FCC規(guī)則第15章》公布了修正案，規(guī)定：“只要具備認(rèn)知無線電功能，即使是其用途未獲許可的無線終端，也能使用需要無線許可的現(xiàn)有無線頻帶”。并且將認(rèn)知無線電的使用在5G頻段合法化，同時FCC正在考慮是否在TV頻段也將認(rèn)知無線電合法化。

2）美國電氣和電子工程師協(xié)會（IEEE）于2004年11月正式成立IEEE802.22工作組，這是第一個世界范圍的基于認(rèn)知無線電技術(shù)的空中接口標(biāo)準(zhǔn)化組織。

3）2005年3月，IEEE通信協(xié)會(ComSoc)和電磁兼容協(xié)會(EMC)共同成立了IEEE P1900標(biāo)準(zhǔn)工作組，該機構(gòu)致力于推進與下一代無線通信技術(shù)和高級頻譜管理技術(shù)相關(guān)的電磁兼容研究。

4）IEEE JSAC于2007年4月和2008年1月，IEEE Comm Mag于2007年5月和2008年4月，IEEE J-STPTP 于2008年2月分別出版了關(guān)于認(rèn)知無線電的專輯。

5）2008年2月，歐盟啟動的FP7（歐盟第七框架計劃）又加大了對下一代無線網(wǎng)絡(luò)研究的力度，力圖在網(wǎng)絡(luò)融合的基礎(chǔ)上進一步向認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。

2 認(rèn)知無線電技術(shù)的軍事意義

除了民用方面的研究，認(rèn)知無線電技術(shù)還被發(fā)現(xiàn)有更多的軍事意義?，F(xiàn)代戰(zhàn)爭條件下戰(zhàn)場的電磁環(huán)境日益復(fù)雜，各種電磁輻射源如雷達、通信、導(dǎo)航、指控、電子對抗設(shè)備等數(shù)量成倍增加，覆蓋的頻譜越來越寬，多種電子設(shè)備在有限的地域內(nèi)密集開設(shè)，使得頻譜資源異常緊張，電磁兼容問題越來越突出。認(rèn)知無線電能夠主動的感知戰(zhàn)場電磁環(huán)境，并不斷的學(xué)習(xí)歸納，動態(tài)的利用頻譜資源，對信息進行智能化的傳輸，因此認(rèn)知無線電技術(shù)能大大提高戰(zhàn)場無線通信的性能和可靠性，具體體現(xiàn)在通信容量、頻譜利用率、抗干擾能力等方面；同時，由于認(rèn)知無線電設(shè)備能夠主動感知戰(zhàn)場電磁環(huán)境并對接收信號進行識別，因此可以一邊進行電磁頻譜偵察，一邊快速釋放或躲避干擾，實現(xiàn)傳統(tǒng)無線通信設(shè)備所不具備的電子對抗功能[3]。

隨著認(rèn)知無線電技術(shù)與戰(zhàn)場環(huán)境的結(jié)合成為未來戰(zhàn)場通信的趨勢，越來越多的國家將此作為研究的焦點，但大多處于理論探索階段，只有美國DARPA(Defense Advance Research Products Agency，國防高級計劃研究局)的XG項目研究時間最長，進展最快，最為典型。從2003年開始，XG以CR技術(shù)為核心，著眼于開發(fā)認(rèn)知無線電的實際標(biāo)準(zhǔn)和動態(tài)頻譜管理標(biāo)準(zhǔn)，采用軟件無線電技術(shù)來實現(xiàn)最大限度的時域、頻域和空間等信息的利用，并稱其論證的頻譜效率可使目前的頻譜利用率提高10～20倍。其基本思想是：設(shè)備首先“感知”周圍無線環(huán)境并確定頻譜特征，確定基本用戶的存在性并“描述”可用機會，通過對環(huán)境的理解和主動學(xué)習(xí)，遵守應(yīng)用于該頻譜的管理策略，設(shè)備確定一種最佳計劃，實時調(diào)整傳輸參數(shù)比如功率、載波調(diào)制和編碼等，節(jié)點間相互通信協(xié)調(diào)使用機會，定義與應(yīng)用干擾限定策略，然后以不與基本用戶發(fā)生沖突的方式發(fā)送信號，達到通信系統(tǒng)性能最優(yōu)化的目的。

3 基于認(rèn)知無線電的電臺架構(gòu)

戰(zhàn)術(shù)電臺作為戰(zhàn)場通信的主要手段，對通信的實時性、可靠性、抗干擾能力有著更高的要求，而認(rèn)知無線電的技術(shù)特點則決定了認(rèn)知無線電技術(shù)必將在戰(zhàn)術(shù)電臺上得到廣泛應(yīng)用。因此，采用一種什么架構(gòu)來設(shè)計電臺，將認(rèn)知無線電技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)電臺的通信功能完美結(jié)合就變得十分重要。

由認(rèn)知無線電的概念可知，認(rèn)知無線電是智能化的軟件無線電，具有軟件無線電的所有特征。提到軟件無線電，就不能不提到軟件通信體系結(jié)構(gòu)（SCA）[4]。SCA是實現(xiàn)軍用軟件無線電臺設(shè)計的一個有效規(guī)范和指導(dǎo)，是美軍針對下一代戰(zhàn)術(shù)無線通信系統(tǒng)的研制而的通用規(guī)范，它對多種類型軍用無線電臺的軟硬件體系結(jié)構(gòu)進行了定義。基于SCA的戰(zhàn)術(shù)無線電臺具有通用性強、便于更新、便于維護和升級的特點，并且能夠?qū)崿F(xiàn)不同軍兵種不同系列電臺之問的互連、互通和互操作。目前，美軍已了多個版本的SCA規(guī)范(最新版本是SCA 2.2.2)，研制并裝備了多種基于SCA的無線電臺。近年來，我軍一直在密切關(guān)注和跟蹤SCA的研究動向，并于2004年實施了適合我軍特點的相關(guān)國軍標(biāo)，用來指導(dǎo)我軍下一代戰(zhàn)術(shù)無線電臺的研制和開發(fā)。因此，綜合考慮認(rèn)知無線電和SCA的特點，同時結(jié)合戰(zhàn)術(shù)電臺的使用需求，參考SCA規(guī)范，提出一個基于認(rèn)知無線電的電臺體系架構(gòu)。如圖2所示。

該體系架構(gòu)中，自底向上包括硬件平臺、BSP及設(shè)備驅(qū)動、嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式CORBA中間件、硬件抽象層（MHAL）、核心框架、基礎(chǔ)服務(wù)、無線通信波形應(yīng)用、頻譜感知波形、認(rèn)知引擎等若干部分。

硬件平臺是實現(xiàn)通信功能和認(rèn)知功能的基礎(chǔ)，由射頻模塊、數(shù)字信號處理模塊、主控模塊等組成。

BSP、設(shè)備驅(qū)動、嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式CORBA中間件、硬件抽象層、核心框架共同構(gòu)成一個通用開放的SCA軟件平臺。

基礎(chǔ)服務(wù)軟件為用戶提供通用、組件化的共，包括故障檢測、資源監(jiān)控、信息輸入、時間服務(wù)等。

無線通信波形應(yīng)用是由一組實現(xiàn)通信功能的波形組件構(gòu)成的應(yīng)用軟件，一種無線通信波形應(yīng)用代表一種通信功能的實現(xiàn)。具備認(rèn)知功能的電臺可以根據(jù)認(rèn)知結(jié)果選擇最佳的波形和參數(shù)進行通信。

頻譜感知波形完成頻譜感知功能所需的信號處理工作，得到的感知結(jié)果是認(rèn)知引擎工作的依據(jù)。電臺可以根據(jù)時間、空間、頻率等實際情況運行不同側(cè)重的頻譜感知波形以獲取最佳的感知結(jié)果。

認(rèn)知引擎是在軟件無線電平臺上實現(xiàn)基于人工智能技術(shù)的推理與學(xué)習(xí)，實現(xiàn)并驅(qū)動整個認(rèn)知環(huán)路，實現(xiàn)認(rèn)知功能的核心部件。通常，認(rèn)知引擎由推理機、學(xué)習(xí)機、知識庫等功能模塊組成?？梢哉f，認(rèn)知引擎是CR的“大腦”。

由圖 2所示的電臺體系架構(gòu)可知，基于認(rèn)知無線電的電臺在硬件上通常由以下模塊組成：

1）實現(xiàn)通信功能的射頻模塊；

2）實現(xiàn)頻譜感知功能的射頻模塊；

3）運行通信和頻譜感知波形的數(shù)字信號處理模塊；

4）運行認(rèn)知引擎、完成對各模塊運行管理的主控模塊。

一個多通道的認(rèn)知無線電臺硬件架構(gòu)如圖3所示：

根據(jù)電臺使用需求的不同，可對圖 3所示的硬件架構(gòu)進行裁減，但最少必須保留一個通信通道和一個認(rèn)知通道。此時，數(shù)字信號處理模塊和主控模塊的功能也可以在一個硬件模塊上實現(xiàn)。一個典型的單通道認(rèn)知無線電臺硬件架構(gòu)如圖4所示。

圖中的射頻功能模塊完成通信射頻信號的處理；頻譜感知模塊根據(jù)需求完成對相應(yīng)頻段的電磁環(huán)境探測；主控及數(shù)字信號處理模塊是電臺的核心，運行通信波形、認(rèn)知引擎，同時負(fù)責(zé)電臺的控制管理。并且，按照圖 2所示的體系架構(gòu)，在主控及數(shù)字信號處理模塊上還要運行嵌入式操作系統(tǒng)、核心框架、中間件、硬件抽象層等基礎(chǔ)軟件以滿足體系架構(gòu)的要求。

4 結(jié)論

本文首先介紹了認(rèn)知無線電技術(shù)的基本原理及，然后結(jié)合認(rèn)知無線電技術(shù)的發(fā)展闡述了其在軍事上的用途，最后參考軟件通信體系結(jié)構(gòu)（SCA）提出了一種基于認(rèn)知無線電的電臺體系架構(gòu)，對其軟硬件組成做了簡要分析。

認(rèn)知無線電技術(shù)作為一種全新的通信技術(shù)，能有效提高通信設(shè)備的通信效能及抗干擾能力；以認(rèn)知無線電設(shè)備組網(wǎng)，能大幅提高通信網(wǎng)絡(luò)的頻譜利用率及通信容量；結(jié)合世界軍事信息技術(shù)發(fā)展的特點，認(rèn)知無線電技術(shù)的軍事用途更是不可低估。近年來，認(rèn)知無線電技術(shù)已經(jīng)受到廣泛和深入的研究，在不遠的將來，必將對現(xiàn)有的通信技術(shù)造成巨大的沖擊，在通信技術(shù)發(fā)展的歷史上留下深遠的影響。

參考文獻：

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