時(shí)間：2023-08-02 09:26:14
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛(ài)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(xué)心得
數(shù)字通信原理課程是電子科學(xué)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(hào)傳輸?shù)募夹g(shù)問(wèn)題。
對(duì)于高職類院校的相關(guān)專業(yè)學(xué)生來(lái)說(shuō)，重點(diǎn)是要在這個(gè)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(hào)傳輸?shù)幕纠碚?，以培養(yǎng)實(shí)際技能。
當(dāng)前我國(guó)開設(shè)數(shù)字通信原理課程教學(xué)的高職類院校比較多，對(duì)于這門課程的教學(xué)質(zhì)量、教學(xué)效果的探討也不少，我在實(shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ)上談?wù)剬?duì)這門課程的一些教學(xué)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(guó)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(wèn)題的基礎(chǔ)上，著重是對(duì)數(shù)字通信的新技術(shù)做了一系列分析，專業(yè)性強(qiáng)，理論分析透徹，比較適合通信專業(yè)的高年級(jí)本科生或研究生使用。但對(duì)于高職類院校的學(xué)生來(lái)說(shuō)，由于學(xué)生學(xué)習(xí)層次的不同和培養(yǎng)目標(biāo)的不同，就不適宜選用這樣的教材。在實(shí)踐教學(xué)中，我們使用的是國(guó)內(nèi)的一些優(yōu)秀教材，比如北京郵電大學(xué)毛京麗主編的《數(shù)字通信原理》等，這些國(guó)內(nèi)優(yōu)秀教材能夠結(jié)合學(xué)生實(shí)際，既深入簡(jiǎn)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(shí)用性探討了數(shù)字通信的實(shí)用技術(shù)，淺顯易懂，減少了一些不必要的數(shù)學(xué)推導(dǎo)與計(jì)算。
當(dāng)然國(guó)內(nèi)國(guó)外的優(yōu)秀教材都很多，無(wú)論是選擇哪種教材，都必須注意符合學(xué)生的能力層次，以及培養(yǎng)目標(biāo)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(shí)的掌握，又要注意實(shí)踐技能的操作考核。
傳統(tǒng)的總結(jié)式考試對(duì)于這門課來(lái)講，有一錘子買賣的感覺(jué)，很可能會(huì)導(dǎo)致學(xué)生過(guò)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(shí)際促進(jìn)學(xué)生對(duì)這門課程知識(shí)的掌握。為了淡化學(xué)生對(duì)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(dá)到一定的效果。既要安排傳統(tǒng)的筆試，又要安排動(dòng)手操作的實(shí)驗(yàn)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(xué)大綱內(nèi)容難易結(jié)合，題型注意多樣性。實(shí)驗(yàn)考核，一部分是來(lái)自對(duì)學(xué)生平時(shí)實(shí)驗(yàn)的態(tài)度檢查情況，包括學(xué)生實(shí)驗(yàn)考勤，實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成的質(zhì)量，另一部分可以采取對(duì)學(xué)生抽做實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)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(xué)材料制成，還包括實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的指導(dǎo)和習(xí)題指導(dǎo)。
目前對(duì)于主講教材的重視，大家都已經(jīng)達(dá)成了共識(shí)。隨著技術(shù)與經(jīng)濟(jì)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(guò)安排一定的學(xué)時(shí)來(lái)了解。但是我們的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)和習(xí)題指導(dǎo)等還沒(méi)有跟上來(lái)，在配套的課程建設(shè)方面，容易對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)造成一定的障礙。
四、緊扣教學(xué)大綱，合理安排基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)驗(yàn)知識(shí)的比例
針對(duì)高職學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)以及認(rèn)知規(guī)律，教師在教學(xué)過(guò)程中，重點(diǎn)要講授數(shù)字通信原理的基本理論與方法，同時(shí)隨著技術(shù)的發(fā)展，也要不斷擴(kuò)展學(xué)生的閱讀知識(shí)面，以符合時(shí)代的要求。在基礎(chǔ)知識(shí)的講授中，注意強(qiáng)調(diào)對(duì)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(shí)基礎(chǔ)，有計(jì)劃地安排一些理論作業(yè)練習(xí)，強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)理論知識(shí)的扎實(shí)性。在基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)中，我們不必追求一些繁復(fù)冗余的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，重點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)公式的掌握與運(yùn)用。
當(dāng)然，由于這門課程的預(yù)修課比較多，如果單一的學(xué)習(xí)課程，效果未必能達(dá)到預(yù)想，因此我們建議在學(xué)習(xí)這門課程前，應(yīng)當(dāng)對(duì)信號(hào)與系統(tǒng)、工程數(shù)學(xué)、高頻電子電路等課程預(yù)先學(xué)習(xí)，這樣在知識(shí)體系上，才能達(dá)到一個(gè)比較好的架構(gòu)，也能夠?qū)σ苿?dòng)通信、衛(wèi)星通信等后續(xù)課程打好基礎(chǔ)。教師在備課的時(shí)候，要結(jié)合不同學(xué)生的要求，從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)，多想辦法，靈活講授。
同時(shí)，為了提高專業(yè)技術(shù)能力的訓(xùn)練，數(shù)字通信原理課程必須安排相應(yīng)有效的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)操作。
目前數(shù)字通信原理的基本實(shí)驗(yàn)是抽樣定理實(shí)驗(yàn)、PAM實(shí)驗(yàn)、PCM實(shí)驗(yàn)。這些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是奠定數(shù)字通信基本理論的基礎(chǔ)，是學(xué)生掌握數(shù)字通信基本原理的必要步驟，也是鍛煉學(xué)生技能的入門之步。
隨著實(shí)驗(yàn)條件的不斷改革，以及技術(shù)的不斷革新，一批集合多個(gè)實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的通信原理實(shí)驗(yàn)箱在市場(chǎng)上出現(xiàn)了，根據(jù)教材與學(xué)生的需求，可以選擇引進(jìn)適合自身需求的實(shí)驗(yàn)器材。除基本的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，數(shù)字通信原理還可以開展綜合的課程設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。
由于受到課時(shí)的限制，在實(shí)驗(yàn)前，學(xué)生必須對(duì)數(shù)字通信原理的實(shí)驗(yàn)?zāi)康幕蛳嚓P(guān)知識(shí)進(jìn)行預(yù)習(xí)，這樣才能在有限的課時(shí)里，完成適量的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與流程。
數(shù)字通信實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)比較多，由于設(shè)備的影響，以及操作的不當(dāng)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所出現(xiàn)的狀況也比較多，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄與流程的記錄就顯得尤為重要，要鼓勵(lì)學(xué)生在不同的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)里去尋找規(guī)律，在不同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象里探究原因。數(shù)字通信原理的課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)由于難度比較大，建議采取小組合作的方式，讓學(xué)生完成。
五、提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，重視數(shù)字通信原理的課程設(shè)計(jì)
我在教學(xué)實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)學(xué)生由于知識(shí)層次與能力水平的不同，對(duì)數(shù)字通信原理的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)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(fù)雜，要想掌握課本知識(shí)，必須有端正的學(xué)習(xí)態(tài)度和積極的學(xué)習(xí)情緒。在實(shí)踐教學(xué)中，我們一方面可以通過(guò)各種教學(xué)手段來(lái)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，另外一方面可以進(jìn)行一些課程設(shè)計(jì)活動(dòng)。
高職類學(xué)生學(xué)習(xí)課程比較多，時(shí)間比較緊張，課程設(shè)計(jì)可以確定一些小設(shè)計(jì)、小綜合性的題目。重點(diǎn)不是讓學(xué)生做大的綜合性設(shè)計(jì)，而是讓學(xué)生在課程設(shè)計(jì)中能夠達(dá)到復(fù)習(xí)鞏固課本知識(shí)的目的，更是讓學(xué)生能夠擁有一些小的設(shè)計(jì)能力。
在課程設(shè)計(jì)中，讓學(xué)生能夠描述自己的設(shè)計(jì)目的與設(shè)計(jì)要求，能夠使用準(zhǔn)確到位的語(yǔ)言描述設(shè)計(jì)原理。對(duì)于數(shù)字通信原理這門課程來(lái)說(shuō)，其課程設(shè)計(jì)還必須包括具體的設(shè)計(jì)程序，教師可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行程序上的指導(dǎo)，并且小組探討設(shè)計(jì)結(jié)果。
一個(gè)完整的課程設(shè)計(jì)會(huì)使學(xué)生大大地提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，并能夠在活動(dòng)中取得益處，比如學(xué)習(xí)查閱資料，學(xué)習(xí)制作完整的課程設(shè)計(jì)報(bào)告，在活動(dòng)中培養(yǎng)小組團(tuán)隊(duì)意識(shí)，提高對(duì)數(shù)字通信課程的探究性。
近些年來(lái)，對(duì)于數(shù)字通信原理的教學(xué)研究也很多，對(duì)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(shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ)上對(duì)于數(shù)字通信原理課程的教學(xué)實(shí)際，以及存在的一些問(wèn)題，提出了一些探討，希望能為該課程的教學(xué)提供一些借鑒。
參考文獻(xiàn)：
［1］段梅梅.傳道、授業(yè)、解惑在“通信原理”課程教學(xué)中的應(yīng)用.桂林電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，27，（4）：306-308.
關(guān)鍵詞：數(shù)字通信原理；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)模式；實(shí)踐教學(xué)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(guò)渡，也是電子通信學(xué)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(xué)直接影響這些專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量和所培養(yǎng)人才的知識(shí)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(xué)、概率論等數(shù)學(xué)課程，具有相當(dāng)大的難度和理論深度。而高職高專學(xué)生基礎(chǔ)普遍薄弱，數(shù)學(xué)功底和自學(xué)能力較差，如果強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)推導(dǎo)和理論探討，無(wú)疑將使學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性；但如果完全不涉及理論分析，教學(xué)又無(wú)法達(dá)到高職院校的培養(yǎng)目標(biāo)，即無(wú)法培養(yǎng)出既具備一定專業(yè)理論素養(yǎng)、又具有較強(qiáng)動(dòng)手能力的技術(shù)應(yīng)用型人才。
通過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐，筆者認(rèn)為，《數(shù)字通信原理》課的教學(xué)，一方面要強(qiáng)調(diào)基本理論、方法的分析，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的思考能力，另一方面必須加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，重點(diǎn)是培養(yǎng)崗位技能。該課程的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生掌握典型數(shù)字通信系統(tǒng)的組成、工作原理、性能特點(diǎn)、基本分析方法和實(shí)驗(yàn)技能等，熟悉當(dāng)前數(shù)字通信技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀和最新進(jìn)展。核心是培養(yǎng)學(xué)生良好的通信知識(shí)和素養(yǎng)，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
考慮《數(shù)字通信原理》課的教學(xué)情況和課程地位，我院2003年將該門課程確定為院重點(diǎn)課程，通過(guò)不斷轉(zhuǎn)變教學(xué)理念、更新教學(xué)內(nèi)容、完善教學(xué)方法、改進(jìn)教學(xué)手段，在《數(shù)字通信原理》課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和實(shí)踐教學(xué)體系等方面進(jìn)行了富有特色的改革實(shí)踐。
以線帶點(diǎn)，改革教學(xué)內(nèi)容
在《數(shù)字通信原理》的傳統(tǒng)教學(xué)模式中，往往介紹許多通信的數(shù)學(xué)模型和原理，由于理論抽象、概念繁多，知識(shí)點(diǎn)顯得零散，那些數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、自學(xué)能力和自制力均較差的學(xué)生難以接受。筆者認(rèn)為，應(yīng)遵循“以線帶點(diǎn)”的改革思路進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的改革。
（一）強(qiáng)化學(xué)習(xí)路線圖，建立數(shù)字通信系統(tǒng)的整體觀念
在教學(xué)中，筆者強(qiáng)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(xué)習(xí)的總路線圖（如下圖），以圖中功能框圖為“點(diǎn)”，有向線段為“線”。以路線圖中的節(jié)點(diǎn)涉及的典型技術(shù)理論分析為重點(diǎn)，以信號(hào)的傳輸流程為主線，以線帶點(diǎn)，使學(xué)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(xué)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(xué)生掌握通信的本質(zhì)——將大量有用的信息高效率、無(wú)失真地進(jìn)行傳遞，并在傳遞過(guò)程中抑制無(wú)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(gè)節(jié)點(diǎn)的知識(shí)點(diǎn)在各章的分配。
在教學(xué)過(guò)程中，根據(jù)信號(hào)的傳遞路徑，教師應(yīng)“順藤摸瓜”，對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行功能分析，注重強(qiáng)調(diào)該節(jié)點(diǎn)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(biāo)。隨著教學(xué)的進(jìn)行，不斷強(qiáng)調(diào)或強(qiáng)化學(xué)習(xí)路線圖，并標(biāo)明學(xué)習(xí)進(jìn)度在路線圖上的體現(xiàn)，重點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)前后節(jié)點(diǎn)之間的內(nèi)在關(guān)系。
在教學(xué)后期，教師應(yīng)不斷闡述各節(jié)點(diǎn)存在的必要性以及相互間的邏輯關(guān)系，在技術(shù)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步幫助學(xué)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(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)涉及檢錯(cuò)編碼和糾錯(cuò)編碼。信源編碼和信道編碼是互相補(bǔ)充的關(guān)系，但實(shí)現(xiàn)的方法是相互“矛盾”的，信源編碼通過(guò)壓縮消息冗余量實(shí)現(xiàn)，信道編碼則通過(guò)增加消息冗余量實(shí)現(xiàn)，這是由通信過(guò)程中不同階段的通信目標(biāo)決定的。
（二）精選典型技術(shù)，強(qiáng)調(diào)基本模塊的分析和知識(shí)運(yùn)用
在宏觀分析的基礎(chǔ)上，以信號(hào)的傳遞流程為主線，逐步展開典型數(shù)字通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)的具體分析。在教學(xué)活動(dòng)中，針對(duì)高職學(xué)生的特點(diǎn)，對(duì)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)的講解不應(yīng)貪多求全，而要精選典型技術(shù)進(jìn)行微觀分析，關(guān)鍵是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和幫助學(xué)生建立數(shù)字通信技術(shù)的知識(shí)體系。具體方法是建立積木式教學(xué)模塊，將全課程的數(shù)字通信技術(shù)實(shí)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(gè)核心模塊。針對(duì)每個(gè)模塊精心進(jìn)行分析，挑選經(jīng)典技術(shù)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行分析，對(duì)經(jīng)典技術(shù)堅(jiān)持目的驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方式，核心是建立知識(shí)體系，充分認(rèn)識(shí)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(shí)模塊后，必須精選相應(yīng)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(xué)內(nèi)容，要求學(xué)生掌握這些典型數(shù)字調(diào)制技術(shù)的實(shí)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(jìn)制調(diào)制技術(shù)和現(xiàn)代調(diào)制技術(shù)列入增強(qiáng)模塊，僅進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，以知識(shí)擴(kuò)展為目的，不做應(yīng)會(huì)要求。
在對(duì)典型技術(shù)進(jìn)行微觀分析時(shí)，以注重比較研究、概念提煉，避免數(shù)學(xué)推導(dǎo)和理論復(fù)制，應(yīng)以大量的圖示進(jìn)行理論知識(shí)的詮釋，強(qiáng)調(diào)知識(shí)的運(yùn)用。以數(shù)字調(diào)制方式的帶寬分析為例，將授課重點(diǎn)放在各種調(diào)制方式的帶寬圖示比較上，不進(jìn)行頻域的數(shù)學(xué)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(xué)生理解帶寬、抗噪聲能力在實(shí)際應(yīng)用中的意義和作用，理解當(dāng)考慮帶寬、抗噪聲能力等因素時(shí)選擇哪種調(diào)制方式才能滿足實(shí)際需要。
強(qiáng)化互動(dòng)，改革教學(xué)模式
在各種教學(xué)模式的爭(zhēng)論中，主流的模式有兩種，即以教師為中心的教學(xué)模式和以學(xué)生為中心的教學(xué)模式。前者的優(yōu)點(diǎn)是有利于教師主導(dǎo)作用的發(fā)揮，重視情感因素在學(xué)習(xí)過(guò)程中的作用；其突出的缺點(diǎn)則是強(qiáng)調(diào)傳遞——接受式，在教學(xué)過(guò)程中把學(xué)生置于被動(dòng)接受位置，學(xué)習(xí)者的主動(dòng)性難以發(fā)揮，不利于激發(fā)高職學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。后者的突出優(yōu)點(diǎn)是有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性；其缺點(diǎn)是忽視教師主導(dǎo)作用的發(fā)揮，不利于系統(tǒng)知識(shí)的傳授，不重視情感因素在學(xué)習(xí)過(guò)程中的作用。高職學(xué)生的特點(diǎn)一方面是基礎(chǔ)知識(shí)較差，厭學(xué)情緒嚴(yán)重，另一方面是學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、思考問(wèn)題的積極性都較差，同時(shí)普遍存在自卑心理。若采用傳統(tǒng)的以教師為中心的教學(xué)模式，顯然無(wú)法實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的。但是，如果完全采用以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，也必然導(dǎo)致教學(xué)的失敗。因此，必須進(jìn)行教學(xué)模式的改革與探討。
在高職院校的教學(xué)實(shí)踐中，筆者基于現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，將兩種教學(xué)模式結(jié)合起來(lái)，取長(zhǎng)補(bǔ)短。一方面，針對(duì)高職學(xué)生自學(xué)能力差的特點(diǎn)，充分利用教師的指導(dǎo)作用，以教師的專業(yè)素養(yǎng)和個(gè)人品格強(qiáng)化學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)態(tài)度；另一方面，充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的特點(diǎn)，基于世界上兩大網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)之一的Blackboard建立完整的虛擬教學(xué)課堂，提供課下網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，建立自主教學(xué)環(huán)境，加強(qiáng)教學(xué)互動(dòng)，及時(shí)進(jìn)行師生間的雙向反饋，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)他們自主學(xué)習(xí)的方法和獨(dú)立思考的能力。
從目前的實(shí)踐看，初期基本上還應(yīng)以教師為中心的教學(xué)模式為主，隨著教學(xué)的進(jìn)展，逐步過(guò)渡到以學(xué)生為中心的教學(xué)模式。
突出技能培養(yǎng)，改革實(shí)踐教學(xué)體系
《數(shù)字通信原理》是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，對(duì)于高職院校學(xué)生來(lái)說(shuō)，加強(qiáng)他們技能培養(yǎng)的途徑是建立一套完善的課程實(shí)踐教學(xué)體系?！稊?shù)字通信原理》的特點(diǎn)是理論性強(qiáng)，知識(shí)點(diǎn)豐富，高度抽象，不建立感性的認(rèn)識(shí)，學(xué)生很難鞏固理論知識(shí)。因此，幫助學(xué)生建立通信系統(tǒng)的感性認(rèn)識(shí)、培養(yǎng)他們分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力、提高實(shí)際操作技能是實(shí)踐教學(xué)體系的目標(biāo)和出發(fā)點(diǎn)。
（一）因材施教，分層次組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)
在實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)中，我院建立了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、仿真設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)層層遞進(jìn)的實(shí)踐教學(xué)體系，針對(duì)不同的學(xué)生分層次組織實(shí)踐教學(xué)。
驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是指在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上對(duì)相關(guān)理論的正確性進(jìn)行驗(yàn)證，目的是鞏固和加深學(xué)生對(duì)相關(guān)理論知識(shí)的理解；仿真設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，在相關(guān)通信技術(shù)原理的指導(dǎo)下，以通信系統(tǒng)仿真軟件（如System View等）為平臺(tái)進(jìn)行通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證；創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)則是組織掌握程度較好、學(xué)有余力的學(xué)生進(jìn)行相關(guān)項(xiàng)目的開發(fā)，項(xiàng)目可以是創(chuàng)新的，也可以是現(xiàn)有的，一般與各類電子競(jìng)賽相聯(lián)系。尤其是System View通過(guò)模塊搭建進(jìn)行通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，與積木式模塊教學(xué)方法呼應(yīng)，不需要學(xué)生進(jìn)行復(fù)雜的編碼即可實(shí)現(xiàn)實(shí)際通信系統(tǒng)的仿真實(shí)驗(yàn)，并能將結(jié)果下載到FPGA芯片中得到實(shí)際的產(chǎn)品，對(duì)于激發(fā)高職學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)高職學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力、加強(qiáng)高職學(xué)生的專業(yè)思想具有重大意義。
（二）改革實(shí)驗(yàn)形式，建立基于項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)方式
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)組織形式是安排學(xué)生分組，往往全組學(xué)生依賴某個(gè)能力強(qiáng)的學(xué)生，學(xué)生中蒙混過(guò)關(guān)的情況嚴(yán)重。我們提出以項(xiàng)目組織實(shí)驗(yàn)，每個(gè)學(xué)生負(fù)責(zé)一個(gè)或兩個(gè)具體的項(xiàng)目，做到“人人有項(xiàng)目”，組內(nèi)其他學(xué)生進(jìn)行輔助工作。
在項(xiàng)目選擇上，要求完成數(shù)字通信系統(tǒng)模型中的基本“點(diǎn)”項(xiàng)目，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生積極參與綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和各類各級(jí)競(jìng)賽項(xiàng)目，并在實(shí)驗(yàn)學(xué)分上進(jìn)行傾斜。
在具體實(shí)驗(yàn)實(shí)施上，要求作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的學(xué)生主動(dòng)參與、進(jìn)行人員分工，對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的計(jì)劃和實(shí)施全權(quán)負(fù)責(zé)，如安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容討論、選擇實(shí)驗(yàn)方式等。鼓勵(lì)能力強(qiáng)的學(xué)生同時(shí)選擇多種實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人要負(fù)責(zé)組織本組學(xué)生分析和評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)本組學(xué)生實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。項(xiàng)目組學(xué)生在教師指導(dǎo)下，根據(jù)理論學(xué)習(xí)的進(jìn)度自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，自己準(zhǔn)備儀器完成實(shí)驗(yàn)，以達(dá)到培養(yǎng)和提高學(xué)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(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
《數(shù)字通信原理》課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)分為兩個(gè)模塊，即課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和期末集中實(shí)訓(xùn)（或課程設(shè)計(jì)）。傳統(tǒng)教學(xué)中，課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的考核計(jì)入課程成績(jī)，集中實(shí)訓(xùn)（或課程設(shè)計(jì)）作為單獨(dú)的課程計(jì)分。我們認(rèn)為這種實(shí)驗(yàn)考核的方式割裂了實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容，不利于實(shí)驗(yàn)課程的改革，應(yīng)采取將課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和期末集中實(shí)訓(xùn)（或課程設(shè)計(jì)）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(shí)驗(yàn)表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和成果、實(shí)驗(yàn)難度等方面，建立完整的《數(shù)字通信原理》實(shí)驗(yàn)考核評(píng)價(jià)體系，體現(xiàn)“強(qiáng)調(diào)過(guò)程，重視結(jié)果”的考核思想?！皬?qiáng)調(diào)過(guò)程”體現(xiàn)在對(duì)實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)的評(píng)價(jià)占據(jù)整個(gè)實(shí)驗(yàn)成績(jī)的60%，引導(dǎo)學(xué)生重視崗位能力、團(tuán)隊(duì)精神、專業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)；“重視結(jié)果”體現(xiàn)在對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析、討論上，而不在對(duì)錯(cuò)上，關(guān)鍵是分析出原因與對(duì)策。此外，如果學(xué)生在各級(jí)各類競(jìng)賽項(xiàng)目上獲獎(jiǎng)可以獲得相應(yīng)實(shí)驗(yàn)加分。
課程特點(diǎn)與高職學(xué)生的特點(diǎn)給《數(shù)字通信原理》的教學(xué)帶來(lái)很大挑戰(zhàn)，本文提出，在教學(xué)內(nèi)容上，以線帶點(diǎn)構(gòu)建模塊化教學(xué)，降低理論難度，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)概念的建立和典型技術(shù)的分析；在教學(xué)模式上，結(jié)合以教師為中心的教學(xué)模式和以學(xué)生為中心的教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)，以網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段為平臺(tái)，強(qiáng)化師生的互動(dòng)；在實(shí)踐教學(xué)上，構(gòu)建驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、仿真設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)層層遞進(jìn)的實(shí)踐教學(xué)體系，改革實(shí)驗(yàn)組織形式，建立新的評(píng)價(jià)體系。在教學(xué)實(shí)踐中，這些方面的改革取得了良好的教學(xué)效果，學(xué)生在市、省、國(guó)家各級(jí)比賽中取得了優(yōu)異成績(jī)，畢業(yè)后受到用人單位的一致好評(píng)。
參考文獻(xiàn)：
【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(lái)越多的應(yīng)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(zhǎng)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(dāng)大的優(yōu)勢(shì)，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(hào)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(wèn)題逐漸凸顯，成為了一個(gè)亟待解決的問(wèn)題，另一方面數(shù)字通信問(wèn)題也不可忽視。本文將重點(diǎn)研究數(shù)字同步和數(shù)字通信問(wèn)題，為當(dāng)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(diǎn)
1、電子式互感器的概念。電子式互感器分為兩個(gè)大類，一種是光學(xué)無(wú)源式，另一種是非光學(xué)有源式。這兩類的共同特點(diǎn)是都要通過(guò)采集器來(lái)采集模擬電信號(hào)，然后進(jìn)行將采集來(lái)的電信號(hào)下傳的功能。光學(xué)無(wú)源電子式互感器和非光學(xué)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(xué)有源電子式互感器又有一個(gè)別名，叫做羅氏有源電子式互感器，因?yàn)樵谶@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(lái)將電信號(hào)下傳，擁有廣闊的應(yīng)用前景和強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭。而光學(xué)無(wú)源電子式互感器則是利用光學(xué)原理來(lái)進(jìn)行傳輸信號(hào)的工作，在信號(hào)變換上有自身的優(yōu)勢(shì)[1]。
2、電子式互感器的特點(diǎn)。電子式互感器之所以能夠快速普及，是因?yàn)樗鉀Q了過(guò)去的電磁式傳感器存在的一些固有問(wèn)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(duì)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(shí)的安全系數(shù)大大提高了。第三，電子式互感器的動(dòng)態(tài)范圍大，規(guī)避了其他互感器開路或者短路的意外風(fēng)險(xiǎn)。第四是電子式互感器沒(méi)有鐵芯，不必?fù)?dān)心鐵磁諧振。第五是電子式互感器靈活、輕便，適合于移動(dòng)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(duì)于整個(gè)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(hào)和電流信號(hào)都必須通過(guò)數(shù)字同步技術(shù)來(lái)實(shí)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(diǎn)是能夠以秒為單位來(lái)實(shí)現(xiàn)同步，其同步頻率較高，能夠?qū)?shù)字偏差進(jìn)行實(shí)時(shí)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(hào)到數(shù)字同步處理完成的整個(gè)過(guò)程當(dāng)中，最嚴(yán)重的問(wèn)題就是告誡FIR濾波器導(dǎo)致的群延遲，這是導(dǎo)致數(shù)據(jù)同步出現(xiàn)延時(shí)的一個(gè)主要問(wèn)題[4]。解決這個(gè)問(wèn)題，光是靠從前所謂的插值運(yùn)算是無(wú)法解決的。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的插值運(yùn)算方法在采集到處理的整個(gè)過(guò)程中無(wú)法對(duì)電流和電壓信號(hào)進(jìn)行有效的操作和控制。要解決這個(gè)問(wèn)題，必須換一個(gè)思路，嘗試用一種新的方式，即兩極同步的方式來(lái)進(jìn)行處理。兩極同步的方式的優(yōu)勢(shì)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(hào)前移；其次，可以在使用差值計(jì)算的同時(shí)對(duì)信號(hào)進(jìn)行精確處理。但是這個(gè)方式仍然有一些問(wèn)題，在實(shí)際運(yùn)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(shí)，需要先了解使用IECE標(biāo)準(zhǔn)的MU服務(wù)器的基本結(jié)構(gòu)。如果我們熟悉MU服務(wù)器的基本結(jié)構(gòu)，我們就應(yīng)當(dāng)能夠發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際工作過(guò)程中，服務(wù)器所采集的十幾路數(shù)字信號(hào)最后被分配到了兩路數(shù)據(jù)集當(dāng)中。在現(xiàn)有的技術(shù)水平限制下，測(cè)量值和保護(hù)值在發(fā)送時(shí)需要考慮到多種因素，為了在實(shí)際上保證數(shù)字通信的順利進(jìn)行，需要在發(fā)送時(shí)把握好時(shí)間差。這是因?yàn)椴蓸又敌枰蛯?duì)應(yīng)的電壓和電流信號(hào)一起發(fā)送。
結(jié)論：在現(xiàn)代社會(huì)中，電是所有行業(yè)的生命線，維護(hù)電力系統(tǒng)的高效與穩(wěn)定是每個(gè)電力人的夙愿和追求。由于不同的電子設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)配置千差萬(wàn)別，電壓和電流信號(hào)并不相同，就需要在數(shù)字化變電所中實(shí)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(wèn)題，逐步普及，進(jìn)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(diǎn)，介紹了電子式互感器之所以能夠快速普及的原因，進(jìn)而深入討論了電子式互感器與識(shí)字同步技術(shù)和識(shí)字通信技術(shù)的關(guān)聯(lián)和應(yīng)用以及相關(guān)的局限。本文在討論解決技術(shù)相關(guān)問(wèn)題局限上提出了自己基于實(shí)際研究工作的觀點(diǎn)和看法，為電子式互感器的應(yīng)用做出了微薄的貢獻(xiàn)。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]羅彥.IEC61850標(biāo)準(zhǔn)在智能變電站過(guò)程層中的應(yīng)用研究[D].大連理工大學(xué)，2012.
[2]張志.電子式電流互感器在線校驗(yàn)關(guān)鍵技術(shù)及相關(guān)理論研究[D].華中科技大學(xué)，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(jì)電子式互感器的結(jié)構(gòu)時(shí)，對(duì)于高精度采集模擬電信號(hào)的任務(wù)，需要利用采集器來(lái)實(shí)現(xiàn)，使電信號(hào)得到傳遞。在電子式互感器當(dāng)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(xué)無(wú)源電子式互感器當(dāng)中，傳輸和采集信號(hào)的傳輸介質(zhì)使光學(xué)器件，其信號(hào)傳變性能十分優(yōu)良。此外，還有一種非光學(xué)有源電子式互感器，在此類電子式互感器當(dāng)中，高精度信號(hào)是由高壓側(cè)電子回路進(jìn)行采集，通過(guò)對(duì)羅氏線圈等傳感器、數(shù)據(jù)采集電路等進(jìn)行應(yīng)用，向低壓地電位傳輸采集的信號(hào)。
1.2 主要特點(diǎn)
在電力系統(tǒng)當(dāng)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(shí)際應(yīng)用需求，具有很高的測(cè)量精度，而且在不同的荷載狀態(tài)下，也不會(huì)影響其測(cè)量精度。同時(shí)，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(fēng)險(xiǎn)不存在，同時(shí)具有較大的電子式互感器動(dòng)態(tài)范圍。在電子式互感器中，沒(méi)有鐵芯存在，因而不會(huì)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(diǎn)。
1.3 輸出信號(hào)
在電子式互感器當(dāng)中，主要包括模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)等輸出信號(hào)的類型。測(cè)量的數(shù)字信號(hào)輸出電流為2D41H的測(cè)量值，電壓保持為2D41H、電流保護(hù)數(shù)值保持在01CFH，在模擬信號(hào)輸出的電流互感器當(dāng)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(wèn)題，可采用常規(guī)互感器、電子式互感器，如果對(duì)于66千伏以下的電壓來(lái)說(shuō)，用戶外敞開配電裝置保護(hù)測(cè)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(hù)測(cè)控下放布置，則不應(yīng)采用常規(guī)傳感器。
2 數(shù)字同步技術(shù)的應(yīng)用
在傳統(tǒng)電磁式互感器當(dāng)中，是連續(xù)輸出模擬量，同時(shí)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(shí)際應(yīng)用中，傳變角差數(shù)值都會(huì)很小，因此基本可以忽略。而在電子式傳感器當(dāng)中，除了模擬化傳感頭之外，還包括數(shù)字處理、模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，所以在應(yīng)用電子式傳感器的過(guò)程中，必須對(duì)數(shù)據(jù)同步的問(wèn)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(dāng)中，數(shù)據(jù)計(jì)算對(duì)于母線電壓、線路電壓、功率因數(shù)、電流、電壓、無(wú)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(biāo)準(zhǔn)來(lái)開，在一個(gè)間隔當(dāng)中，同一單元最多能夠?qū)?2個(gè)測(cè)量量進(jìn)行處理和輸出，因此，應(yīng)當(dāng)保持這些測(cè)量量之間的良好同步。在變電站當(dāng)中，一些設(shè)備需要對(duì)多個(gè)不同間隔的電流、電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)用，例如平行雙線橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)裝置、集中式母線保護(hù)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(yīng)當(dāng)確保同步的合并單元輸出數(shù)據(jù)。對(duì)于輸電線路，如果差動(dòng)保護(hù)方式為數(shù)字式縱聯(lián)電流，在線路各側(cè)，也應(yīng)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(cè)系統(tǒng)當(dāng)中，需要對(duì)全系統(tǒng)同步相角測(cè)量進(jìn)行提供，在全系統(tǒng)當(dāng)中，也可能實(shí)現(xiàn)同步的數(shù)據(jù)采集。
3 數(shù)字通信技術(shù)的應(yīng)用
在高壓傳感器當(dāng)中，通常會(huì)輸出較小的數(shù)值模擬量，在傳輸過(guò)程中，為了對(duì)損耗進(jìn)行降低，在傳輸當(dāng)中通常利用離散數(shù)字信號(hào)。而在光纖通信當(dāng)中，還應(yīng)當(dāng)利用光信號(hào)對(duì)電子信號(hào)輸入進(jìn)行轉(zhuǎn)變，在光纖當(dāng)中進(jìn)行傳輸，進(jìn)而完成通信的過(guò)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(dāng)中，其應(yīng)用也更為廣泛。數(shù)字通信中對(duì)電路信號(hào)進(jìn)行調(diào)制的主要方式就是數(shù)據(jù)編碼，對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，使之形成光信號(hào)實(shí)現(xiàn)光纖傳輸，利用光電轉(zhuǎn)換器在接收端對(duì)光信號(hào)進(jìn)行接收，重新轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，完成傳輸信號(hào)的任務(wù)。光源是數(shù)字光纖通信中的主要信號(hào)，因此，選擇傳輸碼，對(duì)于數(shù)字通信來(lái)說(shuō)非常重要。很多碼型都可以應(yīng)用在光纖通信當(dāng)中，例如偽雙極性碼、插入比特碼、mBnB碼等。在實(shí)際選擇中，應(yīng)當(dāng)注重選擇具有一定獨(dú)立性的比特序列，可以檢測(cè)的接收誤碼、誤碼的擴(kuò)展性很小，為了提取信息方便，不能有長(zhǎng)串的1或0出現(xiàn)，同時(shí)還應(yīng)控制較少的碼速率提升較低的碼光功率代價(jià)。電子式互感器由于具有較短的傳輸距離，并且在能量供應(yīng)中可能存在一定的問(wèn)題，因此，難以有效地通過(guò)以上的編碼方式加以實(shí)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(cè)量精度。在光纖數(shù)字通信當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)先編碼數(shù)字信號(hào)，然后通過(guò)光纖進(jìn)行傳輸，在電子互感器當(dāng)中，也可應(yīng)用這種方法。根據(jù)電子式互感器的特點(diǎn)來(lái)看，在傳輸信號(hào)的過(guò)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(gè)數(shù)據(jù)的時(shí)候，對(duì)輸出狀態(tài)利用雙穩(wěn)觸發(fā)器進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，在中間時(shí)段的數(shù)據(jù)當(dāng)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(jìn)行翻轉(zhuǎn)。在這種編碼方式的實(shí)現(xiàn)當(dāng)中，為了更好地發(fā)揮作用，應(yīng)當(dāng)確保初始狀態(tài)為0的編碼電路，并根據(jù)系統(tǒng)時(shí)鐘頻率的二分之一設(shè)定數(shù)據(jù)時(shí)鐘頻率。在低壓側(cè)當(dāng)中，為了對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行更為準(zhǔn)確的翻譯，應(yīng)當(dāng)在低壓側(cè)恢復(fù)和處理相應(yīng)的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)。在數(shù)字通信技術(shù)的應(yīng)用當(dāng)中，時(shí)鐘信號(hào)的恢復(fù)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，對(duì)于電子互感器整個(gè)系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量、傳輸距離等，都會(huì)產(chǎn)生極大的影響和作用。在恢復(fù)時(shí)鐘信號(hào)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(hào)，對(duì)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行恢復(fù)，從而將抖動(dòng)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(yīng)的特別信號(hào)，為系統(tǒng)的良好運(yùn)行提供支持。
4 結(jié)語(yǔ)
在當(dāng)前的社會(huì)當(dāng)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(yùn)行狀態(tài)有著重要的意義。在電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的控制與檢測(cè)當(dāng)中，電子式互感器是一種十分常用的設(shè)備，對(duì)于電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的良好運(yùn)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(dāng)中，數(shù)字技術(shù)得到了更為良好的應(yīng)用，而其中的數(shù)字同步技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)等，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中也發(fā)揮出了更為良好的作用和效果。
參考文獻(xiàn)：
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作者簡(jiǎn)介：于慶（1994―），男，吉林洮南人，沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)生。
【關(guān)鍵詞】數(shù)字通信;自動(dòng)調(diào)制識(shí)別算法;研究
所謂的數(shù)字通信信號(hào)自動(dòng)調(diào)制識(shí)別技術(shù)主要是對(duì)通信系統(tǒng)中的信號(hào)進(jìn)行處理，包括：信號(hào)調(diào)制、信號(hào)檢測(cè)、信號(hào)提取等處理技術(shù)。自動(dòng)信號(hào)自動(dòng)調(diào)節(jié)識(shí)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(hào)自動(dòng)調(diào)制識(shí)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(dāng)廣泛。
一、數(shù)字通信信號(hào)調(diào)制識(shí)別方法分類介紹
通常數(shù)字信號(hào)調(diào)制識(shí)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(shí)別法;二類為特征提取的統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別算法。而在統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別法則主要有模式識(shí)別以及特征提取等，根據(jù)不同的調(diào)制信號(hào)中的不同設(shè)計(jì)來(lái)識(shí)別所有的分類器[1]。特征提取常常是對(duì)信號(hào)頻譜、瞬時(shí)信號(hào)、均值、星座特征以及高階統(tǒng)計(jì)等進(jìn)行主要特征進(jìn)行提取。決策理論的方法中，主要利用假設(shè)檢驗(yàn)以及概率等來(lái)描述調(diào)制模式的識(shí)別問(wèn)題，通過(guò)最小的識(shí)別誤差來(lái)對(duì)調(diào)制模式進(jìn)行檢測(cè)判斷，因此可將其劃分為最優(yōu)分類器。
二、調(diào)制識(shí)別技術(shù)概念
（一）調(diào)制
所謂的自動(dòng)調(diào)制識(shí)別算法中的調(diào)制主要是當(dāng)消息在傳輸過(guò)程中由于存在著頻率較低的頻譜分量，且不利于信號(hào)的直接傳播，那么通信系統(tǒng)往往需要加入調(diào)制過(guò)程以此來(lái)達(dá)到信道調(diào)制的效果。調(diào)制技術(shù)可以對(duì)信號(hào)的頻譜進(jìn)行搬遷，將通信信號(hào)的頻譜搬到既定的位置上，然后將通信信號(hào)轉(zhuǎn)換成為適合信道傳輸?shù)男盘?hào)[2]。調(diào)制技術(shù)的方法種類有很多，而且根據(jù)信號(hào)的類型可將調(diào)制方法分為數(shù)字信號(hào)調(diào)制和模擬調(diào)制;根據(jù)信號(hào)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(guò)改變載波的幅度來(lái)達(dá)到對(duì)基帶調(diào)制信號(hào)的頻譜搬移，此時(shí)的信號(hào)也保持了基帶信號(hào)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(guò)改變載波的頻率和相位來(lái)實(shí)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(shí)別
通信信號(hào)自動(dòng)調(diào)制的識(shí)別主要是在進(jìn)行信號(hào)調(diào)制的過(guò)程中清楚信號(hào)的調(diào)制參數(shù)以及信息內(nèi)容等?？膳袛喑鲂盘?hào)所采取的調(diào)制方式，同時(shí)還可以根據(jù)某些調(diào)制的信息來(lái)確定調(diào)制的參數(shù)，那么我們?cè)谶M(jìn)行調(diào)制的過(guò)程中選取適當(dāng)?shù)乃惴橛?jì)算提供準(zhǔn)確的參數(shù)[3]。識(shí)別技術(shù)中其主要的核心為分類器設(shè)計(jì)、特征提取等，其征的提取主要是對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析，根據(jù)不同的信號(hào)的時(shí)頻域分析來(lái)進(jìn)行特征識(shí)別。
三、自動(dòng)調(diào)制識(shí)別算法探索
（一）自適應(yīng)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(yīng)lr算法確有著其自變的規(guī)律，若計(jì)算過(guò)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(dòng)量和自適應(yīng)lr梯度算法結(jié)合起來(lái)，可以有效的提升學(xué)習(xí)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(biāo)函數(shù)進(jìn)行一階和二階求導(dǎo)，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(guò)調(diào)節(jié)阻尼因子來(lái)對(duì)迭代收斂方向?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)整。該算法則是結(jié)合了牛頓法和梯度下降法進(jìn)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(jìn)有所不同，該算法在調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程中主要是利用函數(shù)的誤差，針對(duì)閥值偏導(dǎo)數(shù)、網(wǎng)絡(luò)權(quán)值等進(jìn)行符號(hào)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(diǎn)[5]。RPROP算法在調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候，可以先設(shè)置一個(gè)權(quán)更新值“”，則全修正值為w，其算法的計(jì)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(xùn)練的次數(shù)，而RPROP算法則采用批處理方式進(jìn)行訓(xùn)練。
則表示在地t時(shí)訓(xùn)練時(shí)，訓(xùn)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(xùn)練之后E上的梯度信息，更能夠適應(yīng)于學(xué)習(xí)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(hào)發(fā)生改變，則表示wij變化太大，則ij應(yīng)該乘以η-，使之減小。如果E上的梯度符號(hào)不變，則隨著wij增大，ij應(yīng)乘以η+，則可以有效的加速誤差曲面的收斂。
四、結(jié)束語(yǔ)
數(shù)字通信信號(hào)自動(dòng)調(diào)制識(shí)別在合作和非合作領(lǐng)域具有非常重要的價(jià)值，而且已經(jīng)成為了當(dāng)前重要領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)技術(shù)。隨著通信信息技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)于自動(dòng)化的要求越來(lái)越高，因此針對(duì)數(shù)字通信信號(hào)自動(dòng)化調(diào)制識(shí)別算法具有非常重要的意義，值得我們不斷進(jìn)行研究。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：GMDSS E航海 數(shù)字通信 海岸電臺(tái)
1.水上無(wú)線電發(fā)展的歷程和現(xiàn)狀
水上無(wú)線電通信的發(fā)展經(jīng)歷了多個(gè)發(fā)展階段，1973年國(guó)際海事咨詢委員會(huì)提出了“關(guān)于發(fā)展海上遇險(xiǎn)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(wú)線電通信走進(jìn)了全球履約的時(shí)代。1979年國(guó)際海事咨詢委員會(huì)的A.420號(hào)決議案提出了建立“未來(lái)全球海上遇險(xiǎn)與安全系統(tǒng)”（GMDSS）工作組。目標(biāo)在于建立全球通信網(wǎng)，規(guī)定新系統(tǒng)應(yīng)符合IMCO制定的《國(guó)際海上搜尋救助公約》，1999年GMDSS系統(tǒng)在全世界各航運(yùn)國(guó)家全面啟用，利用現(xiàn)代化的通信技術(shù)改善海上遇險(xiǎn)與安全通信，建立新的海上搜救通信程序，并用來(lái)進(jìn)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(wú)線電通信業(yè)務(wù)的規(guī)定，各締約國(guó)政府為空間和地面無(wú)線電通信業(yè)務(wù)提供適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)設(shè)施。各國(guó)建立了地面無(wú)線電和衛(wèi)星DSC值守系統(tǒng)。海岸電臺(tái)目前業(yè)務(wù)即在這一背景下建立。
2.GMDSS復(fù)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(guò)回顧GMDSS關(guān)于無(wú)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(xiǎn)求救信號(hào)，而且它代表通用岸基系統(tǒng)的組成部分，應(yīng)該實(shí)現(xiàn)其他無(wú)線電通訊功能（例如遇險(xiǎn)求助、緊急事項(xiàng)、安全和報(bào)平安）。另外，不能單獨(dú)考慮e-NAV或者GMDSS，而應(yīng)該直接考慮無(wú)線電通訊，尋求一種方法確保e-航海和GMDSS的利益。
GMDSS復(fù)審和現(xiàn)代化過(guò)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(wù)于新時(shí)代航海戰(zhàn)略的通信需求，可以提供從近到遠(yuǎn)，覆蓋各海區(qū)的數(shù)字通信服務(wù)。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(shí)現(xiàn)與船舶信息系統(tǒng)的無(wú)縫連接。
水上移動(dòng)業(yè)務(wù)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(wù)，數(shù)據(jù)傳輸帶寬可以達(dá)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(wù)。
水上移動(dòng)業(yè)務(wù)高頻數(shù)字化數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)可以提供遠(yuǎn)距離（可以為極地航線）服務(wù)的水上數(shù)字通信服務(wù)。
隨著E航海通信融合概念的提出和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)商和通信方式提供實(shí)用的、無(wú)需配置的實(shí)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(yǔ)言。UPnP協(xié)議能夠部署在局域網(wǎng)已經(jīng)應(yīng)用于全球英特網(wǎng)上。該技術(shù)為各種水上無(wú)線電通信技術(shù)一起服務(wù)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(guó)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(fēng)險(xiǎn)分析、技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)、原型產(chǎn)品設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)交換模型和標(biāo)準(zhǔn)研究等，2014年制定E航海實(shí)施計(jì)劃，從而標(biāo)志著E航海真正進(jìn)入了落地實(shí)施階段。
E航海是航海保障的升級(jí)版，是符合信息化技術(shù)發(fā)展時(shí)代下的航海保障發(fā)展方向。通過(guò)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(qiáng)船舶泊位到泊位的全程航行能力，增強(qiáng)相應(yīng)的海上服務(wù)、安全和保安能力，以及海洋環(huán)境保護(hù)的能力。
E航海各標(biāo)準(zhǔn)的制定和示范系統(tǒng)的建設(shè)，正在迅速推動(dòng)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(tái)服務(wù)E航海戰(zhàn)略的發(fā)展提供了契機(jī)。
岸基海岸電臺(tái)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(yuǎn)的數(shù)字通信服務(wù)。成為眾多服務(wù)E航海通信手段的重要一環(huán)。
4.海岸電臺(tái)在新時(shí)代背景下的機(jī)遇
海岸電臺(tái)的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)發(fā)展近年比較緩慢，業(yè)務(wù)量保持穩(wěn)定，業(yè)務(wù)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(wù)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(wù)，在2000年至2004年左右進(jìn)入業(yè)務(wù)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(tái)頻段，因如SSB語(yǔ)音等常規(guī)通信的業(yè)務(wù)量減少，頻率資源和海岸電臺(tái)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(tái)的發(fā)展提供了新的歷史機(jī)遇。大量的數(shù)據(jù)通信要求為海岸電臺(tái)業(yè)務(wù)量重新增長(zhǎng)帶來(lái)了機(jī)遇。未來(lái)船載通信設(shè)備將走向通信融合的趨勢(shì)，各種通信手段通過(guò)即插即用等熱連接的方式成為船臺(tái)通信手段之一。
5.海岸電臺(tái)的應(yīng)對(duì)措施
5.1海岸電臺(tái)更新設(shè)備具備未來(lái)數(shù)字傳輸功能
海岸電臺(tái)設(shè)備支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸是以后必需滿足的功能，在海岸電臺(tái)的技術(shù)改造和設(shè)備更新中可以做相關(guān)的籌劃和準(zhǔn)備。
探討電臺(tái)設(shè)備對(duì)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?jǐn)?shù)字傳輸?shù)脑O(shè)備，如具有IP接口的設(shè)備，收發(fā)信機(jī)設(shè)備具有系統(tǒng)控制，可以實(shí)現(xiàn)軟升級(jí)的設(shè)備。在以后的數(shù)字化業(yè)務(wù)發(fā)展中，可以最大程度利用已有設(shè)備的投資，通過(guò)軟件升級(jí)的方式過(guò)渡到數(shù)字傳輸功能，避免重復(fù)建設(shè)。在中控系統(tǒng)和值班系統(tǒng)方面實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的管理、設(shè)備的管理、業(yè)務(wù)的處理用軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，在業(yè)務(wù)系統(tǒng)中包括數(shù)據(jù)的來(lái)源管理，業(yè)務(wù)的播發(fā)，過(guò)程的監(jiān)控，事后的審計(jì)，數(shù)據(jù)的歸檔查詢，全業(yè)務(wù)流程實(shí)現(xiàn)閉環(huán)管理。中控系統(tǒng)在可行的條件下，實(shí)現(xiàn)從硬交換到IP軟交換過(guò)度。為數(shù)字化應(yīng)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(wù)做好準(zhǔn)備。
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外的設(shè)備廠商已經(jīng)推出同時(shí)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(jī)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)RJ45標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)接換，支持?jǐn)?shù)字化高頻信號(hào)的接收，并支持多天線陣列和信號(hào)疊加處理。發(fā)信機(jī)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(guò)渡的設(shè)備需求，既能滿足模擬和硬交換系統(tǒng)的運(yùn)行，兼容現(xiàn)狀的運(yùn)行模式，也能滿足未來(lái)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(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用的發(fā)展
水上通信數(shù)字通信頻率編碼方式標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)，相應(yīng)的設(shè)備也在研發(fā)當(dāng)中，緊密跟蹤國(guó)際會(huì)議相關(guān)方面的進(jìn)展情況，了解示范應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)、運(yùn)行情況，開展數(shù)字化設(shè)備的驗(yàn)證和標(biāo)準(zhǔn)制定工作。按照ITU的水上數(shù)字通信標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)采用正交頻分復(fù)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(tái)頻道上實(shí)現(xiàn)數(shù)字通信，滿足船舶航行遠(yuǎn)距離實(shí)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(guò)程中的應(yīng)用
E航海已經(jīng)進(jìn)入到示范應(yīng)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(tái)水上數(shù)字通信在E航海示范系統(tǒng)中的應(yīng)用。通過(guò)水上數(shù)字通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)E航海數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇丁洞ㄐ拧?/p>
6.結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，海岸電臺(tái)數(shù)字傳輸是未來(lái)海岸電臺(tái)的發(fā)展方向，為海岸電臺(tái)的發(fā)展帶來(lái)了新的機(jī)遇。在航海保障的技術(shù)升級(jí)和服務(wù)轉(zhuǎn)型中，提供了新的技術(shù)手段，海岸電臺(tái)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(lái)水上通信格局中占據(jù)一席之地。
參考文獻(xiàn)：
[1]ITU-RM.1842-1建議書.水上移動(dòng)業(yè)務(wù)頻道交換數(shù)據(jù)和電子郵件的VHF無(wú)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(jì)
中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2015）03-0139-02
1 概述
近年來(lái)，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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)存在著差異性，不利于系統(tǒng)的維護(hù)與升級(jí)。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(cè)試和驗(yàn)證不同廠家生產(chǎn)的電子互感器數(shù)字通信接口的標(biāo)準(zhǔn)性、一致性、兼容性的測(cè)試及檢驗(yàn)裝置便具有十分重要的意義和工程價(jià)值。
針對(duì)此研究課題，國(guó)內(nèi)已開展的相關(guān)研究工作主要包括：四川大學(xué)的張麗杰等對(duì)電子互感器采集器與合并單元通信規(guī)約進(jìn)行了研究，提出使用4B5B碼代替曼徹斯特碼、BCH碼代替CRC校驗(yàn)碼的新的數(shù)據(jù)傳輸接口方案，并對(duì)新方案進(jìn)行仿真[1]；湖南大學(xué)的高樂(lè)等對(duì)電子互感器接口通信模型設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究[2]；華中科技大學(xué)的謝佳君在其碩士論文中對(duì)基于FPGA的電子互感器數(shù)字接口合并單元進(jìn)行了研究，從硬件和軟件兩個(gè)方面對(duì)同步、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)輸出功能的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了分析[3]；西南交通大學(xué)的常曉勇對(duì)基于IEC61850電子互感器數(shù)字接口硬件方案進(jìn)行了研究[4]；另外，寧夏電科院和上海遠(yuǎn)景公司對(duì)智能變電站合并單元時(shí)間性能測(cè)試問(wèn)題開展了研究[5]。
本文首先對(duì)國(guó)內(nèi)主流電子互感器廠家數(shù)字通信接口規(guī)范進(jìn)行匯總分析，提出了滿足智能電網(wǎng)運(yùn)行的電子互感器數(shù)字信號(hào)技術(shù)規(guī)范。依據(jù)此規(guī)范進(jìn)行了電子互感器數(shù)字通信接口測(cè)試裝置的軟硬件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)電子互感器數(shù)字通信接口協(xié)議的報(bào)文接收與解析，及兼容性分析，本裝置可以對(duì)工程應(yīng)用中，電子互感器三種常見(jiàn)信號(hào)傳輸形式信號(hào)進(jìn)行測(cè)試分析，對(duì)其中傳遞的電力數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、計(jì)算、記錄，能夠顯示電力實(shí)時(shí)波形。以直觀、易懂的方式將FT3報(bào)文展現(xiàn)出來(lái)，自動(dòng)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(guò)渡性的措施，數(shù)字輸出是智能變電站對(duì)電子互感器提出的要求。雖然早在1999年就出臺(tái)了電子電壓互感器（Electronic Voltage Transformer）數(shù)字通信接口標(biāo)準(zhǔn)IEC60044-7，但當(dāng)時(shí)受各種因素的限制，在此標(biāo)準(zhǔn)中，沒(méi)有提出數(shù)字輸出的概念。2002年出臺(tái)了電子電流互感器（Electronic Current Transformer）標(biāo)準(zhǔn)IEC60044-8，首次提出了電子互感器數(shù)字輸出的概念，并對(duì)其輸出特性做出明確規(guī)定。我國(guó)國(guó)家電力公司在十五規(guī)劃中將電子互感器的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)系統(tǒng)研制工作立項(xiàng)，交給國(guó)家互感器質(zhì)檢中心承擔(dān)，已于2004年完成。2004年3月，我國(guó)互感器標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)正式成立了電子互感器標(biāo)準(zhǔn)制定工作組，2004年5月召開了工作組第一次會(huì)議，開始實(shí)施IEC標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化成我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的工作。此項(xiàng)工作于2007年年底完成，并出臺(tái)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)是只針對(duì)電子互感器本身的技術(shù)要求，未對(duì)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(shí)間上來(lái)看，現(xiàn)階段我國(guó)針對(duì)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)，在電子互感器數(shù)字接口設(shè)計(jì)中，物理層應(yīng)采用Manchester編碼方案，并通過(guò)基于光纖或銅纜的傳輸系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)物理連接。在實(shí)現(xiàn)時(shí)，針對(duì)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(hào)，并按照IEC60870-5-1（遠(yuǎn)動(dòng)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(shí)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(shí)間連續(xù)的一次電流和電壓及抽樣信號(hào)，按照ISO/IEC8802.3協(xié)議規(guī)定的幀格式進(jìn)行數(shù)據(jù)封裝，實(shí)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(biāo)準(zhǔn)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(duì)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(dòng)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(diǎn)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(wù)類是S1：發(fā)送/無(wú)應(yīng)答，這樣數(shù)據(jù)傳輸是連續(xù)的和同期性的，無(wú)需二次單元的確認(rèn)和應(yīng)答。幀內(nèi)容由啟動(dòng)字符、數(shù)據(jù)段和CRC校驗(yàn)碼組成。這一方法在技術(shù)上易于實(shí)現(xiàn)，通訊協(xié)議易于標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)于不同的一次電氣連接具有高度的靈活性。
3.3 應(yīng)用層規(guī)范
為了與IEC61850-9-1兼容，應(yīng)定義若干標(biāo)志符。數(shù)據(jù)幀包括數(shù)據(jù)塊數(shù)、塊長(zhǎng)等，一幀數(shù)據(jù)有2個(gè)狀態(tài)字，每個(gè)狀態(tài)字占用2個(gè)字節(jié)。若某些電壓、電流量沒(méi)有使用，則在狀態(tài)字中相應(yīng)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(yīng)的無(wú)效標(biāo)志和維修請(qǐng)求標(biāo)志要置位。
3.4 數(shù)據(jù)標(biāo)定規(guī)范
測(cè)量用電子互感器數(shù)字輸出額定標(biāo)準(zhǔn)值是十六進(jìn)制的2D41H（十進(jìn)制11585），保護(hù)用電子互感器數(shù)字輸出額定標(biāo)準(zhǔn)值是十六進(jìn)制的0ICFH（十進(jìn)制463）。分成測(cè)量和保護(hù)兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值是因?yàn)楸Ｗo(hù)用電子互感器可以測(cè)量的電流/電壓可達(dá)到額定一次值的40倍（0%偏移）或20倍（100%偏移）而不會(huì)過(guò)載，測(cè)量用電子互感器可以測(cè)量的電流/電壓可達(dá)到額定一次值的2倍而不會(huì)過(guò)載。
電子互感器數(shù)據(jù)采樣頻率額定標(biāo)準(zhǔn)值有下面幾種：80fr-48fr-20fr，fr為額定頻率。對(duì)于較高的準(zhǔn)確級(jí)，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(jí)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(shí)，它指數(shù)據(jù)處理和傳輸所需的額定值。在計(jì)算互感器的相位誤差時(shí)，應(yīng)從相位差中減去額定延時(shí)引起的偏移量。由于采用等距采樣，因此兩個(gè)采樣點(diǎn)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(shí)的標(biāo)準(zhǔn)值有：2Ts，3Ts。
3.5 數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間同步規(guī)范
數(shù)據(jù)同步問(wèn)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(gè)時(shí)間點(diǎn)上采得的，即采樣序列的時(shí)間同步以避免相位和幅值產(chǎn)生誤差。解決同步問(wèn)題有插值計(jì)算法和同步脈沖法。
插值計(jì)算是由二次設(shè)備完成，根據(jù)互感器提供的若干個(gè)時(shí)間點(diǎn)上的采樣值，插值計(jì)算得到需要的時(shí)間點(diǎn)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(hào)，電子互感器在送出的采樣值中打上時(shí)標(biāo)，提供給二次設(shè)備。同步脈沖可以通過(guò)主時(shí)鐘獲得，例如GPS接收機(jī)。為保證GPS接收機(jī)的正常工作，通常需要一個(gè)開放的整流輸出器與站電池連接。對(duì)于長(zhǎng)距離和高精度要求的情形，應(yīng)采用光輸入。在沒(méi)有電磁干擾的環(huán)境下，低電壓輸入也是一個(gè)低成本高效的方案。
提供給合并單元的同步時(shí)鐘輸入可以是電氣連接的，也可以是光學(xué)連接的，而且必須遵循以下規(guī)范：
（1）觸發(fā)時(shí)刻：低電平到高電平的上升沿觸發(fā)。
（2）時(shí)鐘頻率：每秒鐘發(fā)出一個(gè)同步脈沖，無(wú)論輸入脈沖是否異常，合并單元都需要對(duì)同步脈沖做真實(shí)性核查。
當(dāng)同步時(shí)鐘采用光學(xué)輸入時(shí)，應(yīng)遵循以下規(guī)范：
（1）觸發(fā)水平：光強(qiáng)幅值的50%。
（2）應(yīng)使用同樣的光纖連接器件和光纖。
（3）脈沖持續(xù)時(shí)間th>10μs。
（4）脈沖間隙tl>500ms。
當(dāng)同步時(shí)鐘采用低電壓輸入時(shí)，應(yīng)遵循以下規(guī)范：
（1）電壓等級(jí)：10V或24V。
（2）觸發(fā)電平：5V。
（3）脈沖持續(xù)時(shí)間th>30ms。
（4）脈沖間隙tl>500ms。
（5）輸入電流范圍：1mA-20mA。
實(shí)際應(yīng)用中可將兩種方案結(jié)合起來(lái)，平時(shí)采用GPS脈沖對(duì)時(shí)，當(dāng)GPS接收機(jī)失效的時(shí)候，由二次設(shè)備進(jìn)行插值計(jì)算得到需要的時(shí)間點(diǎn)上的采樣值。當(dāng)傳統(tǒng)設(shè)備數(shù)據(jù)不具有GPS時(shí)標(biāo)的時(shí)候，也必須進(jìn)行插值計(jì)算，以滿足系統(tǒng)測(cè)量和控制的需要。
4 通信接口監(jiān)視及分析裝置設(shè)計(jì)
電子互感器協(xié)議接收與解析裝置由前端采集與后臺(tái)分析兩部分組成：前端采集負(fù)責(zé)ECT、EVT的編碼識(shí)別、解碼、封包及協(xié)議轉(zhuǎn)換功能；后臺(tái)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(jī)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(shí)對(duì)8路互感器進(jìn)行監(jiān)視。
后臺(tái)分析采用3U、19英寸機(jī)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(cè)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(zhǎng)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(cè)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(diǎn)/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(diǎn)/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(dá)600MHz，處理性能可達(dá)4800MIPS；內(nèi)置全雙工的自適應(yīng)以太網(wǎng)芯片；提供一個(gè)高性能FPGA芯片，強(qiáng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)由FPGA編碼實(shí)現(xiàn)，接收同步基準(zhǔn)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(chǎng)合，主要功能有：
（1）同步基準(zhǔn)輸入。裝置接入兩路同步基準(zhǔn)，提高裝置同步的可靠性。由同步基準(zhǔn)產(chǎn)生PPS秒脈沖，PPS到來(lái)時(shí)DSP翻轉(zhuǎn)重采樣的采樣序號(hào)。裝置利用同步時(shí)鐘（例如GPS系統(tǒng)的授時(shí)信號(hào)）作為數(shù)據(jù)采樣的基準(zhǔn)時(shí)鐘源。
PPS采用光信號(hào)，在低到高的脈沖上升沿觸發(fā)，合并單元應(yīng)作合理性檢查，驗(yàn)明輸入脈沖是否有誤。
（2）晶振誤差補(bǔ)償。晶振的精度受環(huán)境溫度等因素影響，本裝置采用先進(jìn)的自適應(yīng)晶振誤差補(bǔ)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(bào)文時(shí)間要求有固定延時(shí)，采集器按固定延時(shí)發(fā)送報(bào)文，裝置在接收到各采集器輸入的報(bào)文后由重采樣模塊進(jìn)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(shí)時(shí)性要求。
5 應(yīng)用與結(jié)論
本文對(duì)國(guó)內(nèi)主流電子互感器廠家數(shù)字通信接口規(guī)范進(jìn)行匯總分析，提出了滿足智能電網(wǎng)運(yùn)行的電子互感器數(shù)字信號(hào)接口技術(shù)要求。依據(jù)此規(guī)范進(jìn)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(jì)，實(shí)現(xiàn)電子互感器數(shù)字通信接口協(xié)議的報(bào)文接收與解析，及兼容性分析。
本裝置已經(jīng)在多個(gè)智能變電站工程中得到實(shí)際應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了電子互感器三種常見(jiàn)信號(hào)傳輸信號(hào)的測(cè)試分析，能夠直觀方式顯示FT3報(bào)文格式的電力實(shí)時(shí)波形，自動(dòng)分析其編碼格式，并能夠顯示其速率。本文將對(duì)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(yīng)用推廣起到推動(dòng)作用。
參考文獻(xiàn)
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《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(guó)內(nèi)外新興通信技術(shù)引入教學(xué)內(nèi)容中，使學(xué)生了解最新的科技前沿技術(shù)，開闊學(xué)生的眼界和知識(shí)面。
2教學(xué)方法研究與綜合運(yùn)用
2．1做好課堂講授的內(nèi)容和步驟
經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)研究，筆者認(rèn)為在復(fù)雜繁多的教學(xué)內(nèi)容中，按照提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的思路，搭建授課的體系結(jié)構(gòu)，并鼓勵(lì)學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上通過(guò)適當(dāng)練習(xí)，準(zhǔn)確把握課程的要點(diǎn)、重點(diǎn)、難點(diǎn)，從知識(shí)的點(diǎn)、線、面入手，融教材于一體，以達(dá)到較好的教學(xué)效果[3]。另外，針對(duì)部分學(xué)生課后不能做到及時(shí)復(fù)習(xí)的問(wèn)題，在組織和實(shí)施教學(xué)中，應(yīng)該帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)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(qiáng)學(xué)生對(duì)上次課內(nèi)容的印象，鞏固所學(xué)知識(shí)。
2．2實(shí)現(xiàn)教師間、師生間互動(dòng)教學(xué)模式
依據(jù)互動(dòng)教學(xué)的思想，通過(guò)相互交流，實(shí)現(xiàn)教學(xué)體系的整體優(yōu)化，提高教學(xué)效果。由于每個(gè)教師在知識(shí)結(jié)構(gòu)、智慧水平、思維方式、認(rèn)知風(fēng)格、教育教學(xué)經(jīng)驗(yàn)等方面存在較大的差異，可以通過(guò)教師與教師之間的交流，相互啟發(fā)、相互補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)思維、智慧的碰撞，使原有的觀念更加科學(xué)和完善，有利于達(dá)成教學(xué)的目標(biāo)[4]。師生互動(dòng)是教學(xué)過(guò)程中最基本，最常見(jiàn)的互動(dòng)形式。經(jīng)教師的啟發(fā)、引導(dǎo)、激活學(xué)生的思維，學(xué)生通過(guò)思考、判斷、選擇接納教師的理念，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的積極的求知意識(shí)，最終達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。在課堂的教學(xué)互動(dòng)環(huán)節(jié)中，教師應(yīng)努力培養(yǎng)學(xué)生參與求知的主觀意識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，使課堂教學(xué)氛圍積極活躍，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性。通過(guò)課堂互動(dòng)，教師可以及時(shí)了解學(xué)生學(xué)習(xí)課程時(shí)難點(diǎn)所在，針對(duì)該部分內(nèi)容重點(diǎn)講解。另外，教師還可以了解學(xué)生急切盼望得到的新內(nèi)容，以便及時(shí)補(bǔ)充最新通信理論與技術(shù)。
2．3傳統(tǒng)教學(xué)方法和多媒體教學(xué)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(xué)科，公式和推導(dǎo)相對(duì)比較多，如果教師僅通過(guò)語(yǔ)言、黑板板書的傳統(tǒng)教學(xué)方式，會(huì)使板書占用時(shí)間增多、課堂的有效教學(xué)時(shí)間減少、信息含量下降[5]。為使課堂教學(xué)生動(dòng)、形象、直觀,在增加信息量的同時(shí)更加注重教學(xué)水平的提高,筆者在實(shí)際教學(xué)中將傳統(tǒng)教學(xué)方法和多媒體教學(xué)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(jìn)行教學(xué)。2）通過(guò)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,共享教學(xué)資源。3）跟蹤學(xué)科的發(fā)展,注意知識(shí)更新。4）豐富教學(xué)資源,擴(kuò)大學(xué)生的自學(xué)空間。5）對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容、重要公式、定理與結(jié)論采用板書方式，使教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容更為突出，更有利于學(xué)生的理解和記憶。
3結(jié)語(yǔ)
