時間：2023-08-02 09:26:14
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇數(shù)字通信概念，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
關(guān)鍵詞： 高職類院校 數(shù)字通信原理課程 教學心得
數(shù)字通信原理課程是電子科學與技術(shù)、電子信息工程專業(yè)必修的主干專業(yè)基礎(chǔ)課程，它的課程內(nèi)容是在數(shù)字通信基本理論的基礎(chǔ)上，著重研究數(shù)字通信傳輸體質(zhì)和數(shù)字信號傳輸?shù)募夹g(shù)問題。
對于高職類院校的相關(guān)專業(yè)學生來說，重點是要在這個課程中掌握數(shù)字通信系統(tǒng)的基本組成與基本概念，研究數(shù)字信號傳輸?shù)幕纠碚?，以培養(yǎng)實際技能。
當前我國開設(shè)數(shù)字通信原理課程教學的高職類院校比較多，對于這門課程的教學質(zhì)量、教學效果的探討也不少，我在實踐教學的基礎(chǔ)上談談對這門課程的一些教學研究。
一、數(shù)字通信原理教材的選擇
數(shù)字通信類的教材有國外原版的經(jīng)典教材，如Bernard Sklar的經(jīng)典教材《數(shù)字通信（第5版）（英文版）》，這本教材在闡述數(shù)字通信基本問題的基礎(chǔ)上，著重是對數(shù)字通信的新技術(shù)做了一系列分析，專業(yè)性強，理論分析透徹，比較適合通信專業(yè)的高年級本科生或研究生使用。但對于高職類院校的學生來說，由于學生學習層次的不同和培養(yǎng)目標的不同，就不適宜選用這樣的教材。在實踐教學中，我們使用的是國內(nèi)的一些優(yōu)秀教材，比如北京郵電大學毛京麗主編的《數(shù)字通信原理》等，這些國內(nèi)優(yōu)秀教材能夠結(jié)合學生實際，既深入簡出地介紹數(shù)字通信技術(shù)的基本概念與理論，又結(jié)合實用性探討了數(shù)字通信的實用技術(shù)，淺顯易懂，減少了一些不必要的數(shù)學推導與計算。
當然國內(nèi)國外的優(yōu)秀教材都很多，無論是選擇哪種教材，都必須注意符合學生的能力層次，以及培養(yǎng)目標的要求。
二、考核方式靈活多變
這門課程的考核既要注意理論知識的掌握，又要注意實踐技能的操作考核。
傳統(tǒng)的總結(jié)式考試對于這門課來講，有一錘子買賣的感覺，很可能會導致學生過于關(guān)注考試結(jié)果，死記硬背一些原理概念。這樣的考試考核并不能實際促進學生對這門課程知識的掌握。為了淡化學生對于考試的緊張感，我們可以采取靈活多變的綜合性考試，以期達到一定的效果。既要安排傳統(tǒng)的筆試，又要安排動手操作的實驗考核。在筆試命題部分，注意試題的難度與類型，要抓住課程的核心要領(lǐng)，根據(jù)教學大綱內(nèi)容難易結(jié)合，題型注意多樣性。實驗考核，一部分是來自對學生平時實驗的態(tài)度檢查情況，包括學生實驗考勤，實驗報告完成的質(zhì)量，另一部分可以采取對學生抽做實驗的方式進行考核。
三、注重立體化課程建設(shè)
數(shù)字通信原理完整的課程體系既包括主講教材的傳授，又包括清晰明了的多媒體教學材料制成，還包括實驗實訓的指導和習題指導。
目前對于主講教材的重視，大家都已經(jīng)達成了共識。隨著技術(shù)與經(jīng)濟的發(fā)展，數(shù)字通信的技術(shù)手段也是日新月異，我們可以通過安排一定的學時來了解。但是我們的實驗實訓指導和習題指導等還沒有跟上來，在配套的課程建設(shè)方面，容易對學生的學習造成一定的障礙。
四、緊扣教學大綱，合理安排基礎(chǔ)知識與實驗知識的比例
針對高職學生的學習特點以及認知規(guī)律，教師在教學過程中，重點要講授數(shù)字通信原理的基本理論與方法，同時隨著技術(shù)的發(fā)展，也要不斷擴展學生的閱讀知識面，以符合時代的要求。在基礎(chǔ)知識的講授中，注意強調(diào)對數(shù)字通信系統(tǒng)所涉及的基本概念、公式、原理的掌握，打牢知識基礎(chǔ)，有計劃地安排一些理論作業(yè)練習，強調(diào)基礎(chǔ)理論知識的扎實性。在基礎(chǔ)知識的教學中，我們不必追求一些繁復冗余的數(shù)學推導，重點是強調(diào)公式的掌握與運用。
當然，由于這門課程的預修課比較多，如果單一的學習課程，效果未必能達到預想，因此我們建議在學習這門課程前，應當對信號與系統(tǒng)、工程數(shù)學、高頻電子電路等課程預先學習，這樣在知識體系上，才能達到一個比較好的架構(gòu)，也能夠?qū)σ苿油ㄐ拧⑿l(wèi)星通信等后續(xù)課程打好基礎(chǔ)。教師在備課的時候，要結(jié)合不同學生的要求，從學生的實際出發(fā)，多想辦法，靈活講授。
同時，為了提高專業(yè)技術(shù)能力的訓練，數(shù)字通信原理課程必須安排相應有效的實驗實訓操作。
目前數(shù)字通信原理的基本實驗是抽樣定理實驗、PAM實驗、PCM實驗。這些驗證性實驗是奠定數(shù)字通信基本理論的基礎(chǔ)，是學生掌握數(shù)字通信基本原理的必要步驟，也是鍛煉學生技能的入門之步。
隨著實驗條件的不斷改革，以及技術(shù)的不斷革新，一批集合多個實驗與實訓項目的通信原理實驗箱在市場上出現(xiàn)了，根據(jù)教材與學生的需求，可以選擇引進適合自身需求的實驗器材。除基本的驗證性實驗，數(shù)字通信原理還可以開展綜合的課程設(shè)計性實驗。
由于受到課時的限制，在實驗前，學生必須對數(shù)字通信原理的實驗目的或相關(guān)知識進行預習，這樣才能在有限的課時里，完成適量的實驗內(nèi)容與流程。
數(shù)字通信實驗的數(shù)據(jù)比較多，由于設(shè)備的影響，以及操作的不當，學生在實驗過程中所出現(xiàn)的狀況也比較多，實驗數(shù)據(jù)的記錄與流程的記錄就顯得尤為重要，要鼓勵學生在不同的實驗數(shù)據(jù)里去尋找規(guī)律，在不同的實驗現(xiàn)象里探究原因。數(shù)字通信原理的課程設(shè)計實驗由于難度比較大，建議采取小組合作的方式，讓學生完成。
五、提高學生學習興趣，重視數(shù)字通信原理的課程設(shè)計
我在教學實踐中，發(fā)現(xiàn)學生由于知識層次與能力水平的不同，對數(shù)字通信原理的學習熱情和學習態(tài)度差異性比較大。
這門課程難度比較大，而且內(nèi)容比較復雜，要想掌握課本知識，必須有端正的學習態(tài)度和積極的學習情緒。在實踐教學中，我們一方面可以通過各種教學手段來提高學生的學習主動性，另外一方面可以進行一些課程設(shè)計活動。
高職類學生學習課程比較多，時間比較緊張，課程設(shè)計可以確定一些小設(shè)計、小綜合性的題目。重點不是讓學生做大的綜合性設(shè)計，而是讓學生在課程設(shè)計中能夠達到復習鞏固課本知識的目的，更是讓學生能夠擁有一些小的設(shè)計能力。
在課程設(shè)計中，讓學生能夠描述自己的設(shè)計目的與設(shè)計要求，能夠使用準確到位的語言描述設(shè)計原理。對于數(shù)字通信原理這門課程來說，其課程設(shè)計還必須包括具體的設(shè)計程序，教師可以對學生進行程序上的指導，并且小組探討設(shè)計結(jié)果。
一個完整的課程設(shè)計會使學生大大地提高學習的主動性，并能夠在活動中取得益處，比如學習查閱資料，學習制作完整的課程設(shè)計報告，在活動中培養(yǎng)小組團隊意識，提高對數(shù)字通信課程的探究性。
近些年來，對于數(shù)字通信原理的教學研究也很多，對于從事數(shù)字通信原理的高校教師也不斷地提出了新的要求。我在實踐教學的基礎(chǔ)上對于數(shù)字通信原理課程的教學實際，以及存在的一些問題，提出了一些探討，希望能為該課程的教學提供一些借鑒。
參考文獻：
［1］段梅梅.傳道、授業(yè)、解惑在“通信原理”課程教學中的應用.桂林電子科技大學學報，2007，27，（4）：306-308.
關(guān)鍵詞：數(shù)字通信原理；教學內(nèi)容；教學模式；實踐教學體系
《數(shù)字通信原理》是高職院校通信類、電子類等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，既是基礎(chǔ)課向?qū)I(yè)課的過渡，也是電子通信學科的入門課，在通信類、電子類專業(yè)中占有非常重要的地位。這門課的教學直接影響這些專業(yè)的教學質(zhì)量和所培養(yǎng)人才的知識結(jié)構(gòu)及綜合能力。這門課綜合了電路分析基礎(chǔ)、電子電路、高頻電路、數(shù)字電路等電類基礎(chǔ)課以及高等數(shù)學、概率論等數(shù)學課程，具有相當大的難度和理論深度。而高職高專學生基礎(chǔ)普遍薄弱，數(shù)學功底和自學能力較差，如果強調(diào)數(shù)學推導和理論探討，無疑將使學生產(chǎn)生畏難情緒，難以激發(fā)學生的學習興趣和積極性；但如果完全不涉及理論分析，教學又無法達到高職院校的培養(yǎng)目標，即無法培養(yǎng)出既具備一定專業(yè)理論素養(yǎng)、又具有較強動手能力的技術(shù)應用型人才。
通過多年的教學實踐，筆者認為，《數(shù)字通信原理》課的教學，一方面要強調(diào)基本理論、方法的分析，重點培養(yǎng)學生的思考能力，另一方面必須加強實驗教學和實訓環(huán)節(jié)，重點是培養(yǎng)崗位技能。該課程的教學目標是使學生掌握典型數(shù)字通信系統(tǒng)的組成、工作原理、性能特點、基本分析方法和實驗技能等，熟悉當前數(shù)字通信技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀和最新進展。核心是培養(yǎng)學生良好的通信知識和素養(yǎng)，為后續(xù)專業(yè)課程的學習奠定堅實的基礎(chǔ)。
考慮《數(shù)字通信原理》課的教學情況和課程地位，我院2003年將該門課程確定為院重點課程，通過不斷轉(zhuǎn)變教學理念、更新教學內(nèi)容、完善教學方法、改進教學手段，在《數(shù)字通信原理》課程的教學內(nèi)容、教學模式和實踐教學體系等方面進行了富有特色的改革實踐。
以線帶點，改革教學內(nèi)容
在《數(shù)字通信原理》的傳統(tǒng)教學模式中，往往介紹許多通信的數(shù)學模型和原理，由于理論抽象、概念繁多，知識點顯得零散，那些數(shù)學基礎(chǔ)、自學能力和自制力均較差的學生難以接受。筆者認為，應遵循“以線帶點”的改革思路進行教學內(nèi)容的改革。
（一）強化學習路線圖，建立數(shù)字通信系統(tǒng)的整體觀念
在教學中，筆者強調(diào)數(shù)字通信系統(tǒng)整體觀念的建立，即以數(shù)字通信系統(tǒng)的模型圖作為學習的總路線圖（如下圖），以圖中功能框圖為“點”，有向線段為“線”。以路線圖中的節(jié)點涉及的典型技術(shù)理論分析為重點，以信號的傳輸流程為主線，以線帶點，使學生掌握通信系統(tǒng)的宏觀分析思路和微觀分析方法。
在教學初期，首先向?qū)W生介紹通信系統(tǒng)的基本概念，核心是讓學生掌握通信的本質(zhì)——將大量有用的信息高效率、無失真地進行傳遞，并在傳遞過程中抑制無用、有害的信息；其次，系統(tǒng)闡述數(shù)字通信模型如何體現(xiàn)通信的本質(zhì)以及數(shù)字通信系統(tǒng)模型每個節(jié)點的知識點在各章的分配。
在教學過程中，根據(jù)信號的傳遞路徑，教師應“順藤摸瓜”，對每個節(jié)點進行功能分析，注重強調(diào)該節(jié)點在數(shù)字通信系統(tǒng)中的地位、層次以及關(guān)鍵性能和指標。隨著教學的進行，不斷強調(diào)或強化學習路線圖，并標明學習進度在路線圖上的體現(xiàn)，重點是強調(diào)前后節(jié)點之間的內(nèi)在關(guān)系。
在教學后期，教師應不斷闡述各節(jié)點存在的必要性以及相互間的邏輯關(guān)系，在技術(shù)實現(xiàn)的基礎(chǔ)上進一步幫助學生建立數(shù)字通信系統(tǒng)的整體概念。例如，信源編碼是保證通信有效性的技術(shù)手段，使用的關(guān)鍵技術(shù)是脈沖編碼調(diào)制；信道編碼是保障通信可靠性的技術(shù)手段，實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)涉及檢錯編碼和糾錯編碼。信源編碼和信道編碼是互相補充的關(guān)系，但實現(xiàn)的方法是相互“矛盾”的，信源編碼通過壓縮消息冗余量實現(xiàn)，信道編碼則通過增加消息冗余量實現(xiàn)，這是由通信過程中不同階段的通信目標決定的。
（二）精選典型技術(shù)，強調(diào)基本模塊的分析和知識運用
在宏觀分析的基礎(chǔ)上，以信號的傳遞流程為主線，逐步展開典型數(shù)字通信技術(shù)實現(xiàn)的具體分析。在教學活動中，針對高職學生的特點，對通信技術(shù)實現(xiàn)的講解不應貪多求全，而要精選典型技術(shù)進行微觀分析，關(guān)鍵是激發(fā)學生的學習興趣和幫助學生建立數(shù)字通信技術(shù)的知識體系。具體方法是建立積木式教學模塊，將全課程的數(shù)字通信技術(shù)實現(xiàn)分解為信源編碼模塊、信道編碼模塊、傳輸模塊（基帶傳輸與頻帶傳輸）、同步模塊等四個核心模塊。針對每個模塊精心進行分析，挑選經(jīng)典技術(shù)的實現(xiàn)進行分析，對經(jīng)典技術(shù)堅持目的驅(qū)動的教學方式，核心是建立知識體系，充分認識和接受數(shù)字通信技術(shù)的概念，掌握基本模塊的分析方法。
建立了各部分的知識模塊后，必須精選相應模塊的典型技術(shù)。例如，在頻帶傳輸分析中，選擇ASK、FSK、PSK、DPSK等基本的數(shù)字調(diào)制技術(shù)作為必學內(nèi)容，要求學生掌握這些典型數(shù)字調(diào)制技術(shù)的實現(xiàn)、解調(diào)、帶寬分析、畫圖分析和抗噪聲分析等內(nèi)容。而將多進制調(diào)制技術(shù)和現(xiàn)代調(diào)制技術(shù)列入增強模塊，僅進行簡單的介紹，以知識擴展為目的，不做應會要求。
在對典型技術(shù)進行微觀分析時，以注重比較研究、概念提煉，避免數(shù)學推導和理論復制，應以大量的圖示進行理論知識的詮釋，強調(diào)知識的運用。以數(shù)字調(diào)制方式的帶寬分析為例，將授課重點放在各種調(diào)制方式的帶寬圖示比較上，不進行頻域的數(shù)學演算；同樣，在噪聲分析中，不引入誤差函數(shù)等概念，僅比較各種數(shù)字調(diào)制方式的抗噪聲能力。關(guān)鍵是幫助學生理解帶寬、抗噪聲能力在實際應用中的意義和作用，理解當考慮帶寬、抗噪聲能力等因素時選擇哪種調(diào)制方式才能滿足實際需要。
強化互動，改革教學模式
在各種教學模式的爭論中，主流的模式有兩種，即以教師為中心的教學模式和以學生為中心的教學模式。前者的優(yōu)點是有利于教師主導作用的發(fā)揮，重視情感因素在學習過程中的作用；其突出的缺點則是強調(diào)傳遞——接受式，在教學過程中把學生置于被動接受位置，學習者的主動性難以發(fā)揮，不利于激發(fā)高職學生的學習積極性。后者的突出優(yōu)點是有利于激發(fā)學生的學習積極性；其缺點是忽視教師主導作用的發(fā)揮，不利于系統(tǒng)知識的傳授，不重視情感因素在學習過程中的作用。高職學生的特點一方面是基礎(chǔ)知識較差，厭學情緒嚴重，另一方面是學習的主動性、思考問題的積極性都較差，同時普遍存在自卑心理。若采用傳統(tǒng)的以教師為中心的教學模式，顯然無法實現(xiàn)教學目的。但是，如果完全采用以學生為中心的教學模式，也必然導致教學的失敗。因此，必須進行教學模式的改革與探討。
在高職院校的教學實踐中，筆者基于現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)教學平臺，將兩種教學模式結(jié)合起來，取長補短。一方面，針對高職學生自學能力差的特點，充分利用教師的指導作用，以教師的專業(yè)素養(yǎng)和個人品格強化學生的知識結(jié)構(gòu)和學習態(tài)度；另一方面，充分利用網(wǎng)絡(luò)教學的特點，基于世界上兩大網(wǎng)絡(luò)教學平臺之一的Blackboard建立完整的虛擬教學課堂，提供課下網(wǎng)絡(luò)教學資源，建立自主教學環(huán)境，加強教學互動，及時進行師生間的雙向反饋，調(diào)動學生的學習積極性，培養(yǎng)他們自主學習的方法和獨立思考的能力。
從目前的實踐看，初期基本上還應以教師為中心的教學模式為主，隨著教學的進展，逐步過渡到以學生為中心的教學模式。
突出技能培養(yǎng)，改革實踐教學體系
《數(shù)字通信原理》是一門實踐性很強的課程，對于高職院校學生來說，加強他們技能培養(yǎng)的途徑是建立一套完善的課程實踐教學體系。《數(shù)字通信原理》的特點是理論性強，知識點豐富，高度抽象，不建立感性的認識，學生很難鞏固理論知識。因此，幫助學生建立通信系統(tǒng)的感性認識、培養(yǎng)他們分析和解決實際問題的能力、提高實際操作技能是實踐教學體系的目標和出發(fā)點。
（一）因材施教，分層次組織實驗教學
在實踐教學活動中，我院建立了驗證性實驗、仿真設(shè)計實驗和創(chuàng)新性實驗層層遞進的實踐教學體系，針對不同的學生分層次組織實踐教學。
驗證性實驗是指在現(xiàn)有實驗平臺上對相關(guān)理論的正確性進行驗證，目的是鞏固和加深學生對相關(guān)理論知識的理解；仿真設(shè)計實驗是在驗證性實驗的基礎(chǔ)上，在相關(guān)通信技術(shù)原理的指導下，以通信系統(tǒng)仿真軟件（如System View等）為平臺進行通信系統(tǒng)的設(shè)計和驗證；創(chuàng)新性實驗則是組織掌握程度較好、學有余力的學生進行相關(guān)項目的開發(fā)，項目可以是創(chuàng)新的，也可以是現(xiàn)有的，一般與各類電子競賽相聯(lián)系。尤其是System View通過模塊搭建進行通信系統(tǒng)的設(shè)計，與積木式模塊教學方法呼應，不需要學生進行復雜的編碼即可實現(xiàn)實際通信系統(tǒng)的仿真實驗，并能將結(jié)果下載到FPGA芯片中得到實際的產(chǎn)品，對于激發(fā)高職學生的學習興趣、培養(yǎng)高職學生的實際動手能力、加強高職學生的專業(yè)思想具有重大意義。
（二）改革實驗形式，建立基于項目的實驗方式
傳統(tǒng)的實驗組織形式是安排學生分組，往往全組學生依賴某個能力強的學生，學生中蒙混過關(guān)的情況嚴重。我們提出以項目組織實驗，每個學生負責一個或兩個具體的項目，做到“人人有項目”，組內(nèi)其他學生進行輔助工作。
在項目選擇上，要求完成數(shù)字通信系統(tǒng)模型中的基本“點”項目，同時鼓勵學生積極參與綜合性實驗項目和各類各級競賽項目，并在實驗學分上進行傾斜。
在具體實驗實施上，要求作為項目負責人的學生主動參與、進行人員分工，對實驗項目的計劃和實施全權(quán)負責，如安排實驗內(nèi)容討論、選擇實驗方式等。鼓勵能力強的學生同時選擇多種實驗平臺。項目負責人要負責組織本組學生分析和評價實驗結(jié)果，對本組學生實驗情況進行評價。項目組學生在教師指導下，根據(jù)理論學習的進度自己設(shè)計實驗，自己準備儀器完成實驗，以達到培養(yǎng)和提高學生的組織能力、思維能力和創(chuàng)造能力的目的。
（三）改革考核方式，建立新的實驗評價標準
《數(shù)字通信原理》課程的實驗教學分為兩個模塊，即課內(nèi)實驗和期末集中實訓（或課程設(shè)計）。傳統(tǒng)教學中，課內(nèi)實驗的考核計入課程成績，集中實訓（或課程設(shè)計）作為單獨的課程計分。我們認為這種實驗考核的方式割裂了實驗課程的內(nèi)容，不利于實驗課程的改革，應采取將課內(nèi)實驗和期末集中實訓（或課程設(shè)計）統(tǒng)一為一門課程的考核方式。
具體的考核內(nèi)容可覆蓋實驗表現(xiàn)、實驗報告和成果、實驗難度等方面，建立完整的《數(shù)字通信原理》實驗考核評價體系，體現(xiàn)“強調(diào)過程，重視結(jié)果”的考核思想?！皬娬{(diào)過程”體現(xiàn)在對實驗表現(xiàn)的評價占據(jù)整個實驗成績的60%，引導學生重視崗位能力、團隊精神、專業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)；“重視結(jié)果”體現(xiàn)在對實驗結(jié)果的分析、討論上，而不在對錯上，關(guān)鍵是分析出原因與對策。此外，如果學生在各級各類競賽項目上獲獎可以獲得相應實驗加分。
課程特點與高職學生的特點給《數(shù)字通信原理》的教學帶來很大挑戰(zhàn)，本文提出，在教學內(nèi)容上，以線帶點構(gòu)建模塊化教學，降低理論難度，強調(diào)系統(tǒng)概念的建立和典型技術(shù)的分析；在教學模式上，結(jié)合以教師為中心的教學模式和以學生為中心的教學模式的優(yōu)點，以網(wǎng)絡(luò)教學手段為平臺，強化師生的互動；在實踐教學上，構(gòu)建驗證性實驗、仿真設(shè)計實驗和創(chuàng)新性實驗層層遞進的實踐教學體系，改革實驗組織形式，建立新的評價體系。在教學實踐中，這些方面的改革取得了良好的教學效果，學生在市、省、國家各級比賽中取得了優(yōu)異成績，畢業(yè)后受到用人單位的一致好評。
參考文獻：
【關(guān)鍵詞】 電子式互感器 數(shù)字同步 數(shù)字通信
前言：最近這些年，電子式互感器越來越多的應用于各地的數(shù)字化變電站。電子式互感器能夠大面積普及，主要要感謝今年嵌入式技術(shù)和以太網(wǎng)的通信技術(shù)獲得了長足的發(fā)展。電子式互感器與傳統(tǒng)的電磁式互感器相比，具有相當大的優(yōu)勢，今后取代電磁式互感器的地位已屬必然。電子式互感器在功能上分為數(shù)字信號處理和數(shù)字通訊兩大部分。由于電氣量采集方式的改變，數(shù)字同步問題逐漸凸顯，成為了一個亟待解決的問題，另一方面數(shù)字通信問題也不可忽視。本文將重點研究數(shù)字同步和數(shù)字通信問題，為當前電子式互感器的發(fā)展提供解決方案。
一、電子式互感器的概念和特點
1、電子式互感器的概念。電子式互感器分為兩個大類，一種是光學無源式，另一種是非光學有源式。這兩類的共同特點是都要通過采集器來采集模擬電信號，然后進行將采集來的電信號下傳的功能。光學無源電子式互感器和非光學有源電子式互感器的主要區(qū)別在于傳感原理和外部接口。非光學有源電子式互感器又有一個別名，叫做羅氏有源電子式互感器，因為在這種電子式互感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，需要使用羅氏線圈來將電信號下傳，擁有廣闊的應用前景和強勁的發(fā)展勢頭。而光學無源電子式互感器則是利用光學原理來進行傳輸信號的工作，在信號變換上有自身的優(yōu)勢[1]。
2、電子式互感器的特點。電子式互感器之所以能夠快速普及，是因為它解決了過去的電磁式傳感器存在的一些固有問題。首先電子式互感器在精度上有了較大的飛躍，而且它的精度比較不容易受到外界因素的影響，相對穩(wěn)定。其次，由于電子式互感器卓越的絕緣性質(zhì)，使它在使用時的安全系數(shù)大大提高了。第三，電子式互感器的動態(tài)范圍大，規(guī)避了其他互感器開路或者短路的意外風險。第四是電子式互感器沒有鐵芯，不必擔心鐵磁諧振。第五是電子式互感器靈活、輕便，適合于移動工作[2]。
二、電子式互感器與數(shù)字同步
數(shù)字同步技術(shù)對于整個電力系統(tǒng)有著特殊的重要意義，由于電力設(shè)備類型的不同，不同的電力設(shè)備產(chǎn)生的電壓信號和電流信號都必須通過數(shù)字同步技術(shù)來實現(xiàn)統(tǒng)一。在目前的技術(shù)水平限制下，PPS碼和B碼是使用最為廣泛的兩種同步方式。這兩種同步方式的共同點是能夠以秒為單位來實現(xiàn)同步，其同步頻率較高，能夠?qū)?shù)字偏差進行實時地調(diào)節(jié)[3]。在電力系統(tǒng)中，各種不同種類的設(shè)備從產(chǎn)生電壓和電流信號到數(shù)字同步處理完成的整個過程當中，最嚴重的問題就是告誡FIR濾波器導致的群延遲，這是導致數(shù)據(jù)同步出現(xiàn)延時的一個主要問題[4]。解決這個問題，光是靠從前所謂的插值運算是無法解決的。因為傳統(tǒng)的插值運算方法在采集到處理的整個過程中無法對電流和電壓信號進行有效的操作和控制。要解決這個問題，必須換一個思路，嘗試用一種新的方式，即兩極同步的方式來進行處理。兩極同步的方式的優(yōu)勢主要有：首先兩極同步可以用數(shù)字移相器將滯后的數(shù)字信號前移；其次，可以在使用差值計算的同時對信號進行精確處理。但是這個方式仍然有一些問題，在實際運用中要特別注意。
三、電子式互感器與數(shù)字通信
在討論電子式互感器與數(shù)字通信技術(shù)的關(guān)系時，需要先了解使用IECE標準的MU服務器的基本結(jié)構(gòu)。如果我們熟悉MU服務器的基本結(jié)構(gòu)，我們就應當能夠發(fā)現(xiàn)，在實際工作過程中，服務器所采集的十幾路數(shù)字信號最后被分配到了兩路數(shù)據(jù)集當中。在現(xiàn)有的技術(shù)水平限制下，測量值和保護值在發(fā)送時需要考慮到多種因素，為了在實際上保證數(shù)字通信的順利進行，需要在發(fā)送時把握好時間差。這是因為采樣值需要和對應的電壓和電流信號一起發(fā)送。
結(jié)論：在現(xiàn)代社會中，電是所有行業(yè)的生命線，維護電力系統(tǒng)的高效與穩(wěn)定是每個電力人的夙愿和追求。由于不同的電子設(shè)備標準配置千差萬別，電壓和電流信號并不相同，就需要在數(shù)字化變電所中實現(xiàn)互感。新的電子式互感器解決了以往電磁式互感器的問題，逐步普及，進而取代了電磁式互感器的地位。本文首先婆媳了電子式互感器的概念和特點，介紹了電子式互感器之所以能夠快速普及的原因，進而深入討論了電子式互感器與識字同步技術(shù)和識字通信技術(shù)的關(guān)聯(lián)和應用以及相關(guān)的局限。本文在討論解決技術(shù)相關(guān)問題局限上提出了自己基于實際研究工作的觀點和看法，為電子式互感器的應用做出了微薄的貢獻。
參 考 文 獻
[1]羅彥.IEC61850標準在智能變電站過程層中的應用研究[D].大連理工大學，2012.
[2]張志.電子式電流互感器在線校驗關(guān)鍵技術(shù)及相關(guān)理論研究[D].華中科技大學，2013.
關(guān)鍵詞：電子式互感器；數(shù)字同步；數(shù)字通信技術(shù)
1 電子式互感器
1.1 基本概念
在設(shè)計電子式互感器的結(jié)構(gòu)時，對于高精度采集模擬電信號的任務，需要利用采集器來實現(xiàn)，使電信號得到傳遞。在電子式互感器當中，外部接口數(shù)字化、傳感原理新型化等是其中的重要內(nèi)容。在光學無源電子式互感器當中，傳輸和采集信號的傳輸介質(zhì)使光學器件，其信號傳變性能十分優(yōu)良。此外，還有一種非光學有源電子式互感器，在此類電子式互感器當中，高精度信號是由高壓側(cè)電子回路進行采集，通過對羅氏線圈等傳感器、數(shù)據(jù)采集電路等進行應用，向低壓地電位傳輸采集的信號。
1.2 主要特點
在電力系統(tǒng)當中，隨著數(shù)字化、智能化程度的不斷提高，電子式互感器能夠很好地滿足實際應用需求，具有很高的測量精度，而且在不同的荷載狀態(tài)下，也不會影響其測量精度。同時，電子式互感器的絕緣性良好，具有較高的安全性。[1]電壓互感器短路或電流互感器開路的風險不存在，同時具有較大的電子式互感器動態(tài)范圍。在電子式互感器中，沒有鐵芯存在，因而不會發(fā)生鐵磁諧振，具有良好的暫態(tài)特性、易攜帶性、輕便性等特點。
1.3 輸出信號
在電子式互感器當中，主要包括模擬信號、數(shù)字信號等輸出信號的類型。測量的數(shù)字信號輸出電流為2D41H的測量值，電壓保持為2D41H、電流保護數(shù)值保持在01CFH，在模擬信號輸出的電流互感器當中，數(shù)值為4伏、225毫伏、150毫伏。
1.4 配置原則
在110千伏及以上的電壓環(huán)境中，綜合考慮成本和技術(shù)方面的問題，可采用常規(guī)互感器、電子式互感器，如果對于66千伏以下的電壓來說，用戶外敞開配電裝置保護測控集中布置的基礎(chǔ)上，也可采用常規(guī)傳感器、電子式傳感器。[2]如果保護測控下放布置，則不應采用常規(guī)傳感器。
2 數(shù)字同步技術(shù)的應用
在傳統(tǒng)電磁式互感器當中，是連續(xù)輸出模擬量，同時模擬量同步狀況較為良好，而不同傳感器的傳變角差是其主要區(qū)別。而在實際應用中，傳變角差數(shù)值都會很小，因此基本可以忽略。而在電子式傳感器當中，除了模擬化傳感頭之外，還包括數(shù)字處理、模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，所以在應用電子式傳感器的過程中，必須對數(shù)據(jù)同步的問題加以解決。而在電子式互感器的同步方面，涉及了很多相關(guān)的內(nèi)容。[3]在相同間隔當中，數(shù)據(jù)計算對于母線電壓、線路電壓、功率因數(shù)、電流、電壓、無功功率、有功功率等同步都發(fā)揮著重要的作用。根據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范標準來開，在一個間隔當中，同一單元最多能夠?qū)?2個測量量進行處理和輸出，因此，應當保持這些測量量之間的良好同步。在變電站當中，一些設(shè)備需要對多個不同間隔的電流、電壓數(shù)據(jù)進行應用，例如平行雙線橫聯(lián)差動保護裝置、集中式母線保護設(shè)備、集中式小電流接地選線設(shè)備等，在相關(guān)間隔中，應當確保同步的合并單元輸出數(shù)據(jù)。對于輸電線路，如果差動保護方式為數(shù)字式縱聯(lián)電流，在線路各側(cè)，也應保持同步的數(shù)據(jù)，也涉及了很多相關(guān)的變電站。在電網(wǎng)檢測系統(tǒng)當中，需要對全系統(tǒng)同步相角測量進行提供，在全系統(tǒng)當中，也可能實現(xiàn)同步的數(shù)據(jù)采集。
3 數(shù)字通信技術(shù)的應用
在高壓傳感器當中，通常會輸出較小的數(shù)值模擬量，在傳輸過程中，為了對損耗進行降低，在傳輸當中通常利用離散數(shù)字信號。而在光纖通信當中，還應當利用光信號對電子信號輸入進行轉(zhuǎn)變，在光纖當中進行傳輸，進而完成通信的過程。相比于模擬通信，數(shù)字通信具有更高的質(zhì)量，在通信系統(tǒng)當中，其應用也更為廣泛。數(shù)字通信中對電路信號進行調(diào)制的主要方式就是數(shù)據(jù)編碼，對數(shù)字信號進行調(diào)制，使之形成光信號實現(xiàn)光纖傳輸，利用光電轉(zhuǎn)換器在接收端對光信號進行接收，重新轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，完成傳輸信號的任務。光源是數(shù)字光纖通信中的主要信號，因此，選擇傳輸碼，對于數(shù)字通信來說非常重要。很多碼型都可以應用在光纖通信當中，例如偽雙極性碼、插入比特碼、mBnB碼等。在實際選擇中，應當注重選擇具有一定獨立性的比特序列，可以檢測的接收誤碼、誤碼的擴展性很小，為了提取信息方便，不能有長串的1或0出現(xiàn)，同時還應控制較少的碼速率提升較低的碼光功率代價。電子式互感器由于具有較短的傳輸距離，并且在能量供應中可能存在一定的問題，因此，難以有效地通過以上的編碼方式加以實現(xiàn)。因此，利用數(shù)字傳輸?shù)姆绞剑捎脭?shù)據(jù)編碼、V/F-F/V、異步串行傳輸?shù)确椒?，能夠更好地確保測量精度。在光纖數(shù)字通信當中，應當先編碼數(shù)字信號，然后通過光纖進行傳輸，在電子互感器當中，也可應用這種方法。根據(jù)電子式互感器的特點來看，在傳輸信號的過程中，可以采用雙穩(wěn)觸發(fā)器、門電路觸發(fā)器等。在開始每個數(shù)據(jù)的時候，對輸出狀態(tài)利用雙穩(wěn)觸發(fā)器進行翻轉(zhuǎn)，在中間時段的數(shù)據(jù)當中，如果數(shù)據(jù)為0，則保持不變的雙穩(wěn)觸發(fā)器狀態(tài)，如果數(shù)據(jù)為1，則其輸出狀態(tài)由雙穩(wěn)觸發(fā)器再次進行翻轉(zhuǎn)。在這種編碼方式的實現(xiàn)當中，為了更好地發(fā)揮作用，應當確保初始狀態(tài)為0的編碼電路，并根據(jù)系統(tǒng)時鐘頻率的二分之一設(shè)定數(shù)據(jù)時鐘頻率。在低壓側(cè)當中，為了對原始數(shù)據(jù)進行更為準確的翻譯，應當在低壓側(cè)恢復和處理相應的時鐘和數(shù)據(jù)。在數(shù)字通信技術(shù)的應用當中，時鐘信號的恢復發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，對于電子互感器整個系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量、傳輸距離等，都會產(chǎn)生極大的影響和作用。在恢復時鐘信號的步驟中，其目的是為了更好地判斷接收到的數(shù)據(jù)信號，對穩(wěn)定的數(shù)據(jù)信號進行恢復，從而將抖動和噪聲除去，為后續(xù)的處理和傳輸提供便利，在這樣的情況下，能夠提供相應的特別信號，為系統(tǒng)的良好運行提供支持。
4 結(jié)語
在當前的社會當中，電力能源是一種非常重要的能源，因此電力系統(tǒng)的良好運行狀態(tài)有著重要的意義。在電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的控制與檢測當中，電子式互感器是一種十分常用的設(shè)備，對于電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的良好運行發(fā)揮著極大的作用。隨著科技的發(fā)展，在電子式互感器當中，數(shù)字技術(shù)得到了更為良好的應用，而其中的數(shù)字同步技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)等，在實際應用當中也發(fā)揮出了更為良好的作用和效果。
參考文獻：
[1] 楊新華，殷玉洋，韓永軍.電子式互感器數(shù)字接口的研究與設(shè)計[J].工業(yè)儀表與自動化裝置，2012（02）：40-
43+47.
[2] 羅彥，段雄英，鄒積巖，王寧，鄭占鋒.電子式互感器中數(shù)字同步和數(shù)字通信技術(shù)[J].電力系統(tǒng)自動化，2012
（09）：77-81+91.
[3] 張明珠，李開成，李振興，易楊.基于高精度采集卡的電子式互感器校驗系統(tǒng)設(shè)計[J].電力系統(tǒng)保護與控制，
2010（15）：114-118.
作者簡介：于慶（1994―），男，吉林洮南人，沈陽理工大學學生。
【關(guān)鍵詞】數(shù)字通信;自動調(diào)制識別算法;研究
所謂的數(shù)字通信信號自動調(diào)制識別技術(shù)主要是對通信系統(tǒng)中的信號進行處理，包括：信號調(diào)制、信號檢測、信號提取等處理技術(shù)。自動信號自動調(diào)節(jié)識別技術(shù)在通信領(lǐng)域獲得了很大的發(fā)展，而且有很多的相關(guān)研究正在不斷的涌現(xiàn)。數(shù)字通信信號自動調(diào)制識別技術(shù)屬于非合作通信的基礎(chǔ)，在民用和軍用上都相當廣泛。
一、數(shù)字通信信號調(diào)制識別方法分類介紹
通常數(shù)字信號調(diào)制識別的方法有傳統(tǒng)兩大分類，一類為基于決策理論的最大似然識別法;二類為特征提取的統(tǒng)計模式識別算法。而在統(tǒng)計模式識別法則主要有模式識別以及特征提取等，根據(jù)不同的調(diào)制信號中的不同設(shè)計來識別所有的分類器[1]。特征提取常常是對信號頻譜、瞬時信號、均值、星座特征以及高階統(tǒng)計等進行主要特征進行提取。決策理論的方法中，主要利用假設(shè)檢驗以及概率等來描述調(diào)制模式的識別問題，通過最小的識別誤差來對調(diào)制模式進行檢測判斷，因此可將其劃分為最優(yōu)分類器。
二、調(diào)制識別技術(shù)概念
（一）調(diào)制
所謂的自動調(diào)制識別算法中的調(diào)制主要是當消息在傳輸過程中由于存在著頻率較低的頻譜分量，且不利于信號的直接傳播，那么通信系統(tǒng)往往需要加入調(diào)制過程以此來達到信道調(diào)制的效果。調(diào)制技術(shù)可以對信號的頻譜進行搬遷，將通信信號的頻譜搬到既定的位置上，然后將通信信號轉(zhuǎn)換成為適合信道傳輸?shù)男盘朳2]。調(diào)制技術(shù)的方法種類有很多，而且根據(jù)信號的類型可將調(diào)制方法分為數(shù)字信號調(diào)制和模擬調(diào)制;根據(jù)信號在調(diào)制之后的頻譜類型可分為線性調(diào)制以及非線性調(diào)制。線性調(diào)制是通過改變載波的幅度來達到對基帶調(diào)制信號的頻譜搬移，此時的信號也保持了基帶信號的結(jié)構(gòu)和線性關(guān)系，所以線性調(diào)制也被稱為幅度調(diào)制。而非線性調(diào)制則是通過改變載波的頻率和相位來實現(xiàn)頻譜的搬遷，即始終保持載波的幅度不變，而載波的頻率和相位卻發(fā)生改變。
（二）識別
通信信號自動調(diào)制的識別主要是在進行信號調(diào)制的過程中清楚信號的調(diào)制參數(shù)以及信息內(nèi)容等?？膳袛喑鲂盘査扇〉恼{(diào)制方式，同時還可以根據(jù)某些調(diào)制的信息來確定調(diào)制的參數(shù)，那么我們在進行調(diào)制的過程中選取適當?shù)乃惴橛嬎闾峁蚀_的參數(shù)[3]。識別技術(shù)中其主要的核心為分類器設(shè)計、特征提取等，其征的提取主要是對信號進行分析，根據(jù)不同的信號的時頻域分析來進行特征識別。
三、自動調(diào)制識別算法探索
（一）自適應lr算法
Lr算法屬于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的一種，lr值本是固定不變的。但是自適應lr算法確有著其自變的規(guī)律，若計算過程中可以在較平坦的曲面提高lr，反而加速了收斂減少了lr?？梢员硎緸椋簑（k+1）=w（k）-η（k）F（w（k））。據(jù)該公式可知，通調(diào)整η（k）可以獲得較之BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)更快的收斂速度。Lr算法中將動量和自適應lr梯度算法結(jié)合起來，可以有效的提升學習的效率，還能夠限制網(wǎng)絡(luò)陷入局部極小值。
（二）L-M算法
L-M算法主要是利用目標函數(shù)進行一階和二階求導，其迭代式子為：w（k+1）=w（k）-（JT（k）J（k）+uI）-1J（k）（w（k）），u表示阻尼因子;I表示單位矩陣;J（k）表示雅克比矩陣。L-M算法則是通過調(diào)節(jié)阻尼因子來對迭代收斂方向?qū)崿F(xiàn)動態(tài)調(diào)整。該算法則是結(jié)合了牛頓法和梯度下降法進行快速收斂。
（三）RPROP算法
RPROP算法與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的改進有所不同，該算法在調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的過程中主要是利用函數(shù)的誤差，針對閥值偏導數(shù)、網(wǎng)絡(luò)權(quán)值等進行符號替代，可以有效的提升收斂的速度，這就解決了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)收斂速度慢的缺點[5]。RPROP算法在調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的時候，可以先設(shè)置一個權(quán)更新值“”，則全修正值為w，其算法的計算公式為：
wij（t）=-（t） >0 （1）
wij（t）=+（t） <0 （2）
wij（t）=0 其他 （3）
式中，t表示訓練的次數(shù)，而RPROP算法則采用批處理方式進行訓練。
則表示在地t時訓練時，訓練集的所有模式梯度累加。權(quán)更新值ij則表示在i、j此訓練之后E上的梯度信息，更能夠適應于學習更新。則其公式為：
ij（t）=η+×ij（t-1）
>0 （4）
ij（t）=η-×ij（t-1）
<0 （5）
ij（t）=0 其他 （6）
從上述的（4）、（5）、（6）式子看出，如果E的梯度符號發(fā)生改變，則表示wij變化太大，則ij應該乘以η-，使之減小。如果E上的梯度符號不變，則隨著wij增大，ij應乘以η+，則可以有效的加速誤差曲面的收斂。
四、結(jié)束語
數(shù)字通信信號自動調(diào)制識別在合作和非合作領(lǐng)域具有非常重要的價值，而且已經(jīng)成為了當前重要領(lǐng)域的研究熱點技術(shù)。隨著通信信息技術(shù)的快速發(fā)展，對于自動化的要求越來越高，因此針對數(shù)字通信信號自動化調(diào)制識別算法具有非常重要的意義，值得我們不斷進行研究。
參考文獻
[1]李敏.數(shù)字通信信號自動調(diào)制識別技術(shù)的研究[D].哈爾濱工程大學，2012.
[2]蘆躍.數(shù)字信號調(diào)制識別及參數(shù)估計研究[D].蘇州大學，2013.
關(guān)鍵詞：GMDSS E航海 數(shù)字通信 海岸電臺
1.水上無線電發(fā)展的歷程和現(xiàn)狀
水上無線電通信的發(fā)展經(jīng)歷了多個發(fā)展階段，1973年國際海事咨詢委員會提出了“關(guān)于發(fā)展海上遇險呼救系統(tǒng)的建議”開始了新的海上通信系統(tǒng)的研究。水上無線電通信走進了全球履約的時代。1979年國際海事咨詢委員會的A.420號決議案提出了建立“未來全球海上遇險與安全系統(tǒng)”（GMDSS）工作組。目標在于建立全球通信網(wǎng)，規(guī)定新系統(tǒng)應符合IMCO制定的《國際海上搜尋救助公約》，1999年GMDSS系統(tǒng)在全世界各航運國家全面啟用，利用現(xiàn)代化的通信技術(shù)改善海上遇險與安全通信，建立新的海上搜救通信程序，并用來進一步完善現(xiàn)行常規(guī)海上通信的一套龐大的綜合的全球性的通信搜救網(wǎng)絡(luò)。按照SOLAS公約無線電通信業(yè)務的規(guī)定，各締約國政府為空間和地面無線電通信業(yè)務提供適當?shù)幕A(chǔ)設(shè)施。各國建立了地面無線電和衛(wèi)星DSC值守系統(tǒng)。海岸電臺目前業(yè)務即在這一背景下建立。
2.GMDSS復審和現(xiàn)代化
IMO在2009年決定開始GMDSS的回顧和現(xiàn)代化。通過回顧GMDSS關(guān)于無線電通訊規(guī)定的（SOLAS 公約第四章），一方面GMDSS需要用于安全，不僅僅為了遇險求救信號，而且它代表通用岸基系統(tǒng)的組成部分，應該實現(xiàn)其他無線電通訊功能（例如遇險求助、緊急事項、安全和報平安）。另外，不能單獨考慮e-NAV或者GMDSS，而應該直接考慮無線電通訊，尋求一種方法確保e-航海和GMDSS的利益。
GMDSS復審和現(xiàn)代化過程中提出的可能納入的新技術(shù)水上數(shù)據(jù)交換通信技術(shù)可以服務于新時代航海戰(zhàn)略的通信需求，可以提供從近到遠，覆蓋各海區(qū)的數(shù)字通信服務。解決岸―船、船―岸和船―船數(shù)字通信，播發(fā)文本、圖像、聲音等多種文件，海圖改正信息等航行相關(guān)安全信息的快速推送，并提供數(shù)字接口，實現(xiàn)與船舶信息系統(tǒng)的無縫連接。
水上移動業(yè)務甚高頻頻段數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)（VDES）可以提供沿海30-50海里的數(shù)字通信服務，數(shù)據(jù)傳輸帶寬可以達到150Kbps。
中頻水上數(shù)字廣播NAVDAT可以提供沿海300海里范圍內(nèi)的數(shù)字廣播通信服務。
水上移動業(yè)務高頻數(shù)字化數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)可以提供遠距離（可以為極地航線）服務的水上數(shù)字通信服務。
隨著E航海通信融合概念的提出和相關(guān)標準的推出，如通用即插即用（UPnP）協(xié)議能提供一套廣泛適用、有效的協(xié)議，為不同的供應商和通信方式提供實用的、無需配置的實施方案。UPnP協(xié)議是基于英特網(wǎng)技術(shù)，不依賴開放系統(tǒng)的編程語言。UPnP協(xié)議能夠部署在局域網(wǎng)已經(jīng)應用于全球英特網(wǎng)上。該技術(shù)為各種水上無線電通信技術(shù)一起服務于水上通信和E航海提供了可能。
3.E航海的通信需求
從2006年左右提出E航?；纠砟钇?，國際組織就陸續(xù)開展了E航海的用戶需求調(diào)研、差距分析、成本效益和風險分析、技術(shù)架構(gòu)設(shè)計、原型產(chǎn)品設(shè)計、數(shù)據(jù)交換模型和標準研究等，2014年制定E航海實施計劃，從而標志著E航海真正進入了落地實施階段。
E航海是航海保障的升級版，是符合信息化技術(shù)發(fā)展時代下的航海保障發(fā)展方向。通過電子的方式，在船上和岸上，收集、綜合、交換、顯示和分析海事信息，以增強船舶泊位到泊位的全程航行能力，增強相應的海上服務、安全和保安能力，以及海洋環(huán)境保護的能力。
E航海各標準的制定和示范系統(tǒng)的建設(shè)，正在迅速推動E航海所需要的現(xiàn)代水上通信的發(fā)展。由于有大量的船岸數(shù)據(jù)通信需求，E航海的通信要求相比以往的助航方式更高。為現(xiàn)代化的海岸電臺服務E航海戰(zhàn)略的發(fā)展提供了契機。
岸基海岸電臺的數(shù)字通信從甚高頻、中頻到高頻可以為E航海提供從近到遠的數(shù)字通信服務。成為眾多服務E航海通信手段的重要一環(huán)。
4.海岸電臺在新時代背景下的機遇
海岸電臺的傳統(tǒng)業(yè)務發(fā)展近年比較緩慢，業(yè)務量保持穩(wěn)定，業(yè)務集中到以安全值守和安全履約通信為核心的GMDSS傳統(tǒng)業(yè)務領(lǐng)域，如以前大量使用的SSB單邊帶船員電話等常規(guī)通信業(yè)務，在2000年至2004年左右進入業(yè)務高峰期以后，近些年因衛(wèi)星電話和船上寬帶的推廣反而出現(xiàn)萎縮的狀態(tài)，在甚高頻和高頻等海岸電臺頻段，因如SSB語音等常規(guī)通信的業(yè)務量減少，頻率資源和海岸電臺設(shè)備資源的使用效率降低。
E航海、GMDSS現(xiàn)代化為海岸電臺的發(fā)展提供了新的歷史機遇。大量的數(shù)據(jù)通信要求為海岸電臺業(yè)務量重新增長帶來了機遇。未來船載通信設(shè)備將走向通信融合的趨勢，各種通信手段通過即插即用等熱連接的方式成為船臺通信手段之一。
5.海岸電臺的應對措施
5.1海岸電臺更新設(shè)備具備未來數(shù)字傳輸功能
海岸電臺設(shè)備支持數(shù)據(jù)傳輸是以后必需滿足的功能，在海岸電臺的技術(shù)改造和設(shè)備更新中可以做相關(guān)的籌劃和準備。
探討電臺設(shè)備對數(shù)字傳輸?shù)闹С中?，在設(shè)備選型和技術(shù)路線選擇與滿足履約需要的前提下，優(yōu)先選用支持數(shù)字傳輸?shù)脑O(shè)備，如具有IP接口的設(shè)備，收發(fā)信機設(shè)備具有系統(tǒng)控制，可以實現(xiàn)軟升級的設(shè)備。在以后的數(shù)字化業(yè)務發(fā)展中，可以最大程度利用已有設(shè)備的投資，通過軟件升級的方式過渡到數(shù)字傳輸功能，避免重復建設(shè)。在中控系統(tǒng)和值班系統(tǒng)方面實現(xiàn)數(shù)字化的管理、設(shè)備的管理、業(yè)務的處理用軟件系統(tǒng)實現(xiàn)，在業(yè)務系統(tǒng)中包括數(shù)據(jù)的來源管理，業(yè)務的播發(fā)，過程的監(jiān)控，事后的審計，數(shù)據(jù)的歸檔查詢，全業(yè)務流程實現(xiàn)閉環(huán)管理。中控系統(tǒng)在可行的條件下，實現(xiàn)從硬交換到IP軟交換過度。為數(shù)字化應用，數(shù)據(jù)的自主管理，船端設(shè)備的數(shù)據(jù)下載等以后的業(yè)務做好準備。
近年來，國內(nèi)外的設(shè)備廠商已經(jīng)推出同時支持模擬傳輸方式和數(shù)據(jù)傳輸方式的設(shè)備。如高頻設(shè)備的收信機，已經(jīng)實現(xiàn)RJ45標準網(wǎng)絡(luò)接換，支持數(shù)字化高頻信號的接收，并支持多天線陣列和信號疊加處理。發(fā)信機設(shè)備已經(jīng)兼有RS232控制接口、四線音頻接口和以太網(wǎng)接口，滿足從模擬向數(shù)字過渡的設(shè)備需求，既能滿足模擬和硬交換系統(tǒng)的運行，兼容現(xiàn)狀的運行模式，也能滿足未來水上通信的數(shù)字傳輸要求。
5.2跟蹤水上通信數(shù)字化標準和應用的發(fā)展
水上通信數(shù)字通信頻率編碼方式標準已經(jīng)，相應的設(shè)備也在研發(fā)當中，緊密跟蹤國際會議相關(guān)方面的進展情況，了解示范應用系統(tǒng)的建設(shè)、運行情況，開展數(shù)字化設(shè)備的驗證和標準制定工作。按照ITU的水上數(shù)字通信標準，開發(fā)采用正交頻分復用（OFDM）QAM調(diào)制解調(diào)協(xié)議的高容量、高可靠性數(shù)字傳輸系統(tǒng)，在海岸電臺頻道上實現(xiàn)數(shù)字通信，滿足船舶航行遠距離實現(xiàn)收發(fā)電子郵件和數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ堋?/p>
5.3嘗試水上數(shù)字通信在E航海示范過程中的應用
E航海已經(jīng)進入到示范應用系統(tǒng)的建設(shè)階段，在海事局十三五規(guī)劃中，各航保中心都有示范工程，在E航海示范工程中，可以嘗試海岸電臺水上數(shù)字通信在E航海示范系統(tǒng)中的應用。通過水上數(shù)字通信系統(tǒng)實現(xiàn)E航海數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇?、岸船通信?/p>
6.結(jié)束語
綜上所述，海岸電臺數(shù)字傳輸是未來海岸電臺的發(fā)展方向，為海岸電臺的發(fā)展帶來了新的機遇。在航海保障的技術(shù)升級和服務轉(zhuǎn)型中，提供了新的技術(shù)手段，海岸電臺需要緊跟E航海示范系統(tǒng)的建設(shè)，提供通信手段，才能在未來水上通信格局中占據(jù)一席之地。
參考文獻：
[1]ITU-RM.1842-1建議書.水上移動業(yè)務頻道交換數(shù)據(jù)和電子郵件的VHF無線電系統(tǒng)和設(shè)備的特性，2009（6）.
關(guān)鍵詞：電子互感器 通信接口 監(jiān)視及分析裝置 軟硬件設(shè)計
中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2015）03-0139-02
1 概述
近年來，隨著智能變電站技術(shù)的不斷發(fā)展及相關(guān)產(chǎn)品不斷完善，電子互感器逐步在智能變電站中得到應有。但由于不同廠家生產(chǎn)的采集器與合并單元間的數(shù)據(jù)編碼與傳輸標準存在著差異性，不利于系統(tǒng)的維護與升級。因此，研究智能變電站中采集器與合并單元之間的通信規(guī)約，研制用于測試和驗證不同廠家生產(chǎn)的電子互感器數(shù)字通信接口的標準性、一致性、兼容性的測試及檢驗裝置便具有十分重要的意義和工程價值。
針對此研究課題，國內(nèi)已開展的相關(guān)研究工作主要包括：四川大學的張麗杰等對電子互感器采集器與合并單元通信規(guī)約進行了研究，提出使用4B5B碼代替曼徹斯特碼、BCH碼代替CRC校驗碼的新的數(shù)據(jù)傳輸接口方案，并對新方案進行仿真[1]；湖南大學的高樂等對電子互感器接口通信模型設(shè)計進行了研究[2]；華中科技大學的謝佳君在其碩士論文中對基于FPGA的電子互感器數(shù)字接口合并單元進行了研究，從硬件和軟件兩個方面對同步、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)輸出功能的實現(xiàn)進行了分析[3]；西南交通大學的常曉勇對基于IEC61850電子互感器數(shù)字接口硬件方案進行了研究[4]；另外，寧夏電科院和上海遠景公司對智能變電站合并單元時間性能測試問題開展了研究[5]。
本文首先對國內(nèi)主流電子互感器廠家數(shù)字通信接口規(guī)范進行匯總分析，提出了滿足智能電網(wǎng)運行的電子互感器數(shù)字信號技術(shù)規(guī)范。依據(jù)此規(guī)范進行了電子互感器數(shù)字通信接口測試裝置的軟硬件設(shè)計，實現(xiàn)電子互感器數(shù)字通信接口協(xié)議的報文接收與解析，及兼容性分析，本裝置可以對工程應用中，電子互感器三種常見信號傳輸形式信號進行測試分析，對其中傳遞的電力數(shù)據(jù)進行分析、計算、記錄，能夠顯示電力實時波形。以直觀、易懂的方式將FT3報文展現(xiàn)出來，自動分析其編碼格式，并能夠顯示其速率。
2 電子互感器數(shù)字通信接口分析
電子互感器的二次輸出分為數(shù)字輸出和模擬輸出兩種，模擬輸出是為了利用變電站現(xiàn)存的模擬接口二次設(shè)備，是一種過渡性的措施，數(shù)字輸出是智能變電站對電子互感器提出的要求。雖然早在1999年就出臺了電子電壓互感器（Electronic Voltage Transformer）數(shù)字通信接口標準IEC60044-7，但當時受各種因素的限制，在此標準中，沒有提出數(shù)字輸出的概念。2002年出臺了電子電流互感器（Electronic Current Transformer）標準IEC60044-8，首次提出了電子互感器數(shù)字輸出的概念，并對其輸出特性做出明確規(guī)定。我國國家電力公司在十五規(guī)劃中將電子互感器的國家標準校驗系統(tǒng)研制工作立項，交給國家互感器質(zhì)檢中心承擔，已于2004年完成。2004年3月，我國互感器標準委員會正式成立了電子互感器標準制定工作組，2004年5月召開了工作組第一次會議，開始實施IEC標準轉(zhuǎn)化成我國國家標準的工作。此項工作于2007年年底完成，并出臺了國家標準GB/T20840.7（電子電壓互感器）和GB/T20840.8（電子電流互感器）。但是此標準是只針對電子互感器本身的技術(shù)要求，未對電子互感器和合并器之間的通訊接口規(guī)范做出定義。
從時間上來看，現(xiàn)階段我國針對電子互感器的數(shù)字輸出研究處速發(fā)展階段，所以制定電子互感器統(tǒng)一的輸出標準是非常必要。
3 電子互感器數(shù)字通信接口規(guī)范
根據(jù)IEC60044-8標準，在電子互感器數(shù)字接口設(shè)計中，物理層應采用Manchester編碼方案，并通過基于光纖或銅纜的傳輸系統(tǒng)來實現(xiàn)物理連接。在實現(xiàn)時，針對物理層與數(shù)據(jù)鏈路層的特性，有兩種具體的技術(shù)方案。一種是IEC60044-8中描述的通訊方式，使用內(nèi)插法或同步脈沖法得到輸出信號，并按照IEC60870-5-1（遠動設(shè)備及系統(tǒng)傳輸幀格式）規(guī)定的FT3數(shù)據(jù)幀格式封裝，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。另一種采用IEC61850-9-1描述的以太網(wǎng)接入方式，使用同步脈沖得到時間連續(xù)的一次電流和電壓及抽樣信號，按照ISO/IEC8802.3協(xié)議規(guī)定的幀格式進行數(shù)據(jù)封裝，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。
3.1 物理層規(guī)范
合并單元到二次設(shè)備的連接可以是光纖或銅線，標準傳輸采用通用幀格式，速率為2.5Mbps，采用曼徹斯特編碼，最高有效位先送。對于采用光纖連接的傳輸系統(tǒng)，兼容的接口是合并單元上的光纖連接器。根據(jù)傳送距離的不同，可以選用塑料光纖或者玻璃光纖。如果采用光纖傳輸，必須注意光驅(qū)動器和光接收器的性能。
3.2 鏈路層規(guī)范
鏈路層采用IEC60870-5-1規(guī)定的FT3幀格式。這種幀的優(yōu)點是數(shù)據(jù)完整性好，可用于告訴多支路同步數(shù)據(jù)鏈。鏈接服務類是S1：發(fā)送/無應答，這樣數(shù)據(jù)傳輸是連續(xù)的和同期性的，無需二次單元的確認和應答。幀內(nèi)容由啟動字符、數(shù)據(jù)段和CRC校驗碼組成。這一方法在技術(shù)上易于實現(xiàn)，通訊協(xié)議易于標準化，對于不同的一次電氣連接具有高度的靈活性。
3.3 應用層規(guī)范
為了與IEC61850-9-1兼容，應定義若干標志符。數(shù)據(jù)幀包括數(shù)據(jù)塊數(shù)、塊長等，一幀數(shù)據(jù)有2個狀態(tài)字，每個狀態(tài)字占用2個字節(jié)。若某些電壓、電流量沒有使用，則在狀態(tài)字中相應的位上要置位，并且在該數(shù)據(jù)域的值須為0000H。若電子互感器故障，則相應的無效標志和維修請求標志要置位。
3.4 數(shù)據(jù)標定規(guī)范
測量用電子互感器數(shù)字輸出額定標準值是十六進制的2D41H（十進制11585），保護用電子互感器數(shù)字輸出額定標準值是十六進制的0ICFH（十進制463）。分成測量和保護兩個標準值是因為保護用電子互感器可以測量的電流/電壓可達到額定一次值的40倍（0%偏移）或20倍（100%偏移）而不會過載，測量用電子互感器可以測量的電流/電壓可達到額定一次值的2倍而不會過載。
電子互感器數(shù)據(jù)采樣頻率額定標準值有下面幾種：80fr-48fr-20fr，fr為額定頻率。對于較高的準確級，需選用高的數(shù)據(jù)采樣頻率。如果被供給的系統(tǒng)所需數(shù)據(jù)率大于數(shù)據(jù)采樣頻率，則在二級設(shè)備內(nèi)使用IEC60255-24中描述的稀抽樣技術(shù)。數(shù)字輸出的電子互感器還定義了額定延時，它指數(shù)據(jù)處理和傳輸所需的額定值。在計算互感器的相位誤差時，應從相位差中減去額定延時引起的偏移量。由于采用等距采樣，因此兩個采樣點之間的間隔Ts是常量，且等于數(shù)據(jù)采樣頻率的倒數(shù)。額定延時的標準值有：2Ts，3Ts。
3.5 數(shù)據(jù)傳輸時間同步規(guī)范
數(shù)據(jù)同步問題是指智能變電站二次設(shè)備需要的采樣數(shù)據(jù)是在同一個時間點上采得的，即采樣序列的時間同步以避免相位和幅值產(chǎn)生誤差。解決同步問題有插值計算法和同步脈沖法。
插值計算是由二次設(shè)備完成，根據(jù)互感器提供的若干個時間點上的采樣值，插值計算得到需要的時間點上的電壓、電流值。同步脈沖法則是使用統(tǒng)一的同步脈沖信號，電子互感器在送出的采樣值中打上時標，提供給二次設(shè)備。同步脈沖可以通過主時鐘獲得，例如GPS接收機。為保證GPS接收機的正常工作，通常需要一個開放的整流輸出器與站電池連接。對于長距離和高精度要求的情形，應采用光輸入。在沒有電磁干擾的環(huán)境下，低電壓輸入也是一個低成本高效的方案。
提供給合并單元的同步時鐘輸入可以是電氣連接的，也可以是光學連接的，而且必須遵循以下規(guī)范：
（1）觸發(fā)時刻：低電平到高電平的上升沿觸發(fā)。
（2）時鐘頻率：每秒鐘發(fā)出一個同步脈沖，無論輸入脈沖是否異常，合并單元都需要對同步脈沖做真實性核查。
當同步時鐘采用光學輸入時，應遵循以下規(guī)范：
（1）觸發(fā)水平：光強幅值的50%。
（2）應使用同樣的光纖連接器件和光纖。
（3）脈沖持續(xù)時間th>10μs。
（4）脈沖間隙tl>500ms。
當同步時鐘采用低電壓輸入時，應遵循以下規(guī)范：
（1）電壓等級：10V或24V。
（2）觸發(fā)電平：5V。
（3）脈沖持續(xù)時間th>30ms。
（4）脈沖間隙tl>500ms。
（5）輸入電流范圍：1mA-20mA。
實際應用中可將兩種方案結(jié)合起來，平時采用GPS脈沖對時，當GPS接收機失效的時候，由二次設(shè)備進行插值計算得到需要的時間點上的采樣值。當傳統(tǒng)設(shè)備數(shù)據(jù)不具有GPS時標的時候，也必須進行插值計算，以滿足系統(tǒng)測量和控制的需要。
4 通信接口監(jiān)視及分析裝置設(shè)計
電子互感器協(xié)議接收與解析裝置由前端采集與后臺分析兩部分組成：前端采集負責ECT、EVT的編碼識別、解碼、封包及協(xié)議轉(zhuǎn)換功能；后臺分析完成ECT、EVT編碼的分析、顯示及電力數(shù)據(jù)的分析。
電子互感器監(jiān)視與分析裝置硬件原理總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示：
前置采集部分采用1U、19英寸機箱結(jié)構(gòu)，帶有8路FT3串行采集光口、2路100M光以太網(wǎng)口，能夠同時對8路互感器進行監(jiān)視。
后臺分析采用3U、19英寸機箱結(jié)構(gòu)，內(nèi)置高性能嵌入式CPU，能夠滿足高速數(shù)據(jù)的處理。
ECT/EVT與測試設(shè)備之間的數(shù)字量采用串行數(shù)據(jù)傳輸，采用異步方式，傳輸介質(zhì)采用光纖傳輸。符合GB/T20840.8相關(guān)規(guī)定。支持符合GB/T18657.1的FT3的四種固定長度幀格式，具體如下：
（1）數(shù)字量傳輸幀格式-I（單相互感器）。
（2）數(shù)字量傳輸幀格式-II（三相電流互感器）。
（3）數(shù)字量傳輸幀格式-III（三相電壓互感器）。
（4）數(shù)字量傳輸幀格式-IV（三相電流電壓互感器）。
電子互感器與測試設(shè)備之間采用多模光纖，光纖接頭采用ST，支持的傳輸速率為2.0Mbit/s或其整數(shù)倍。采樣率為80點/周波，幀格式I、II、III的傳輸速率為2.0Mbit/s，幀格式IV的傳輸速率為4.0Mbit/s。采樣率為256點/周波，幀格式I、II、III的傳輸速率為6.0Mbit/s，幀格式IV的傳輸速率為8.0Mbit/s。
前置接收裝置采用TI公司高性能的32位DSP處理器，主頻高達600MHz，處理性能可達4800MIPS；內(nèi)置全雙工的自適應以太網(wǎng)芯片；提供一個高性能FPGA芯片，強實時數(shù)據(jù)由FPGA編碼實現(xiàn)，接收同步基準和采集器數(shù)據(jù)。使用6層電路板及表面貼裝技術(shù)，提高了裝置可靠性，可適用于需要數(shù)字量合并功能的場合，主要功能有：
（1）同步基準輸入。裝置接入兩路同步基準，提高裝置同步的可靠性。由同步基準產(chǎn)生PPS秒脈沖，PPS到來時DSP翻轉(zhuǎn)重采樣的采樣序號。裝置利用同步時鐘（例如GPS系統(tǒng)的授時信號）作為數(shù)據(jù)采樣的基準時鐘源。
PPS采用光信號，在低到高的脈沖上升沿觸發(fā)，合并單元應作合理性檢查，驗明輸入脈沖是否有誤。
（2）晶振誤差補償。晶振的精度受環(huán)境溫度等因素影響，本裝置采用先進的自適應晶振誤差補償技術(shù)，大大提高了輸出數(shù)據(jù)的均勻性。
（3）重采樣。裝置所接的采集器發(fā)送報文時間要求有固定延時，采集器按固定延時發(fā)送報文，裝置在接收到各采集器輸入的報文后由重采樣模塊進行重采樣，重采樣采用二元拉格郎日算法，數(shù)據(jù)滿足電力系統(tǒng)精度及實時性要求。
5 應用與結(jié)論
本文對國內(nèi)主流電子互感器廠家數(shù)字通信接口規(guī)范進行匯總分析，提出了滿足智能電網(wǎng)運行的電子互感器數(shù)字信號接口技術(shù)要求。依據(jù)此規(guī)范進行了電子互感器數(shù)字通信接口監(jiān)視及分析裝置的軟硬件設(shè)計，實現(xiàn)電子互感器數(shù)字通信接口協(xié)議的報文接收與解析，及兼容性分析。
本裝置已經(jīng)在多個智能變電站工程中得到實際應用，實現(xiàn)了電子互感器三種常見信號傳輸信號的測試分析，能夠直觀方式顯示FT3報文格式的電力實時波形，自動分析其編碼格式，并能夠顯示其速率。本文將對電子互感器數(shù)字通信接口技術(shù)成熟和電子互感器的應用推廣起到推動作用。
參考文獻
[1]張麗杰，等.電子互感器采集器與合并單元通信新規(guī)約[J].計算機與數(shù)字工程，2012，7期40卷：41-43.
[2]高樂，等.與電子式互感器接口的合并單元通信模型設(shè)計[J].電力建設(shè)， 2007，12期28卷： 95-97.
[3]謝佳君.基于FPGA電子式電流互感器合并單元的研究[T].碩士論文，華中科技大學，2007年.
《數(shù)字通信理論》是一門與新興通信技術(shù)緊密結(jié)合的課程，隨著新興通信技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展，《數(shù)字通信理論》課程內(nèi)容不斷的更新，從而起到課程內(nèi)容保鮮的作用。將國內(nèi)外新興通信技術(shù)引入教學內(nèi)容中，使學生了解最新的科技前沿技術(shù)，開闊學生的眼界和知識面。
2教學方法研究與綜合運用
2．1做好課堂講授的內(nèi)容和步驟
經(jīng)過多年的教學研究，筆者認為在復雜繁多的教學內(nèi)容中，按照提出問題、分析問題和解決問題的思路，搭建授課的體系結(jié)構(gòu)，并鼓勵學生在理解的基礎(chǔ)上通過適當練習，準確把握課程的要點、重點、難點，從知識的點、線、面入手，融教材于一體，以達到較好的教學效果[3]。另外，針對部分學生課后不能做到及時復習的問題，在組織和實施教學中，應該帶領(lǐng)學生復習前次課的內(nèi)容，特別是重要的公式和概念最好板書并講解，以此加強學生對上次課內(nèi)容的印象，鞏固所學知識。
2．2實現(xiàn)教師間、師生間互動教學模式
依據(jù)互動教學的思想，通過相互交流，實現(xiàn)教學體系的整體優(yōu)化，提高教學效果。由于每個教師在知識結(jié)構(gòu)、智慧水平、思維方式、認知風格、教育教學經(jīng)驗等方面存在較大的差異，可以通過教師與教師之間的交流，相互啟發(fā)、相互補充，實現(xiàn)思維、智慧的碰撞，使原有的觀念更加科學和完善，有利于達成教學的目標[4]。師生互動是教學過程中最基本，最常見的互動形式。經(jīng)教師的啟發(fā)、引導、激活學生的思維，學生通過思考、判斷、選擇接納教師的理念，進一步激發(fā)學生的積極的求知意識，最終達到教學目標。在課堂的教學互動環(huán)節(jié)中，教師應努力培養(yǎng)學生參與求知的主觀意識，引導學生積極思考，使課堂教學氛圍積極活躍，提高學生學習的自主性。通過課堂互動，教師可以及時了解學生學習課程時難點所在，針對該部分內(nèi)容重點講解。另外，教師還可以了解學生急切盼望得到的新內(nèi)容，以便及時補充最新通信理論與技術(shù)。
2．3傳統(tǒng)教學方法和多媒體教學手段的結(jié)合
《數(shù)字通信理論》課程是一門具有一定理論深度的學科，公式和推導相對比較多，如果教師僅通過語言、黑板板書的傳統(tǒng)教學方式，會使板書占用時間增多、課堂的有效教學時間減少、信息含量下降[5]。為使課堂教學生動、形象、直觀,在增加信息量的同時更加注重教學水平的提高,筆者在實際教學中將傳統(tǒng)教學方法和多媒體教學手段的結(jié)合，具體方案如下：1）充分利用現(xiàn)代教育技術(shù),采用多媒體方式進行教學。2）通過網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,共享教學資源。3）跟蹤學科的發(fā)展,注意知識更新。4）豐富教學資源,擴大學生的自學空間。5）對重點內(nèi)容、重要公式、定理與結(jié)論采用板書方式，使教學重點、難點內(nèi)容更為突出，更有利于學生的理解和記憶。
3結(jié)語
