时间:2023-03-23 15:02:35
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2改革教学方法
2.1授课模式的改进思路
“无线通信原理”双语课程在大三下学期开设,主要采用传统的课堂授课模式。由于该英文教材有700页左右,但是因为课时限制,我们的教学大纲仅覆盖其中250页左右的章节。由于学生往往忽略剩余的其他章节(在学习英文教材时学生缺少主动性),这不利于学生专业知识结构的培养。我们今后可能需要引入网络大学堂等改革到此类课程中[6],把部分章节内容转化为网络学习资源,以便于学生利用碎片化时间自学。
2.2教学方法多样化
在教学过程中应该多采用启发式、互动式的教学方法,以课堂授课、课间讨论、课后自学等方式组合授课,这样有助于充分调动和激发学生的学习热情。因此,我们将考虑引入微课和翻转课堂等新型教学方法,以改进传统教学模式的缺点。
2.3考核方法灵活化
在“无线通信原理”双语课程考核时,采用课堂表现分、作业完成分、考试成绩分等组合打分的考核方式,改变以往单一依靠考试成绩考核的局面,从而全面考察学生的专业综合素质。其次,我们也可能考虑引入辅助的线上考核方法。
3教学成果展示
为了更好地评估2014年度教学方案,本文对随机选取的南京邮电大学“通信工程”专业修习该双语课程的学生成绩进行分析。该班级共有学生38人,对学生成绩画出对数曲线拟合图及成绩分布的饼状图(如图1所示),从图1可见看出学生成绩多分布在70-90分数段(该分数段人数占比超过70%),与预期学生考试评价范围吻合。由此可见,传统教学模式下双语教学方案还是可行的。
2移动AdHoc技术原理
2.1移动AdHoc主要特点
移动AdHoc网络有以下几个显著的特征:a节点的移动性。网络中的每个节点并非静止不动,每一个节点都可以独立地做随机的运动。b动态的网络拓扑结构。由于网络中的每一个节点都可以自由地、相对对立地运动,使得AdHoc网络没有固定的拓扑。更糟糕的是,网络拓扑的改变是随机的、频繁的,而且是不可预测的。c传输带宽受限且链路的容量是时变的。通常情况下,无线链路的容量比相应的有线链路的容量低很多。如果再考虑多址接入、信道衰落、噪声和干扰等不利因素的影响,实际可获得的链路容量比理想的无线传输速率还要低很多。d节点能量受限。一般来说,AdHoc网络的节点都是一些便携式的移动终端,它们都要靠随身携带的电池或者其他消耗性的手段提供能源。为了能够延长节点的运行时间,一个最重要的系统设计准则就是要尽量的节约能量,采用较小的发射功率。分布式随机接入协议,节点基于信道忙闲状态的监测结果来决定是否发送分组。由于在AdHoc网络中,每一个节点的无线覆盖范围是有限的,因此简单的采用CSMA多址接入方式不可避免地带来了隐藏终端和暴露终端问题,如图2所示。隐藏终端问题是在目的节点的载波监听范围内而未在源节点监听范围内,在目的节点处发生冲突;暴露终端问题是在源节点的载波监听范围内而未在目的节点监听范围内,在源节点处发生冲突。图1移动AdHoc网络示意图以上这些特点决定了AdHoc网络独特的运行机制,其网络示意图如图1所示。由于每一个节点的无线覆盖范围相对整个网络的覆盖区域来说较小,那么网络中从一个节点到另一个节点可能要经过多个其他节点的转发,也就是说是多跳的。网络中不存在固定的路由器,每一个节点在完成自身的功能之外,还必须充当一个路由器,转发其他节点的分组。网络的运行是完全分布式的,与网络的组织和控制有关的任务被分配到各个节点。AdHoc网络中无需中心控制实体,所有的协议只能分布式的运行。
2.2移动AdHoc多址接入技术
多址接入技术是一种用来解决多个用户共享一个通信信道的技术。多址接入技术是否设计得当或者选择合理直接影响到无线资源的利用率和通信质量。根据对无线信道共享的方式不同,多址接入技术可以分为三大类:固定多址接入(如FDMA,TDMA等);随机多址接入(如ALOHA,CSMA),预约型的多址接入(如PRMA,DSA等)。目前,在AdHoc网络中的多址接入协议通常都是基于载波侦听的随机多址协议CSMA。CSMA是一种简单的图2隐藏终端问题和暴露终端问题移动AdHoc网络在MAC层和PHY层采用的典型协议是IEEE802.11系列协议。IEEE802.11的MAC协议具有两种信道接入方式:分布式协调方式DCF和点协调方式PCF。其中DCF为竞争型的信道访问机制;PCF为无竞争的信道访问机制,有中心控制点(通常成为AP)进行集中控制。DCF中采用载波检测与碰撞避免(CSMA/CA)协议,其中有两种基本的信道接入方式:简单的CSMA方式和增强型的接入方式(即RTS/CTS方式)。基本的CSMA/CA协议采用两次握手机制,接收方正确接收业务分组后,立即发送ACK。而发送方收到该ACK后,就知道业务分组己被成功接收。在增强型接入方式中,RTS/CTS方式采用四次握手机制,即在发送有效数据之前,先通过采用RTS/CTS预约信道。这样不仅能够解决发送长业务分组时发生分组碰撞导致信道利用率急剧下降的问题,而且可以有效减少“隐藏终端”问题。在增强型接入方式中如果在发送完RTS的规定时间内没有收到CTS,则发送节点认为RTS发送出错。在这两种情况下,发送节点都会按照“二进制指数退避算法”进行退避与重传操作。
2.3移动AdHoc路由技术
移动AdHoc网络中的路由技术给网络的设计和维护都提出了严峻的考验。这主要是由于在移动AdHoc网络中节点是运动的、网络节点间的通信需要进行多次中继、无线链路的不可靠性以及供电设备能量的限制。移动AdHoc网络的路由必须在受到多重约束条件和动态环境下,能够保证数据的可靠传输。因此,动态分布式的路山算法成为了AdHoc网络中研究的一个关键问题。路由协议主要分为单播路由和多播路由算法,其中以单播路由应用最为广泛。所谓的单播路由,实际上就是从网络中的某一个节点到另一个节点的可用路径。传统的路由算法基本上是为有线网络设计的,没有考虑到网络的动态特性。移动AdHoc网络还面临着无线信道的不可靠性、高速移动环境下链路频繁出现故障以及节点的有限电能等情况。很显然,上述这些传统的路由算法不可能直接应用到AdHoc网络中。更为重要的是,传统的路由算法中都存在着一些致命的缺陷,如路由闭环、收敛速度慢等问题,因此,我们必须研究新的路由策略来适应移动AdHoc网络的特殊性。
总的来说,单播AdHoc路由算法分为三种,具体分类见图4。(1)平面式路由(FlatRouting)算法,即网络中的所有节点都处于同一层次上,各节点获得的网络中的路由信息基本相同。我们又根据其设计的具体原则进一步的将平面式路由分为ProactiveRouting算法和ReactiveRouting算法。(2)分层路由(HierarchicalRouting)算法,即网络按一定的规则分为多个不同的层次,在不同层次中又可以有不同的路由策略。分层的路由策略比较容易进行网络规模的扩充。(3)地理位置辅助的路由(GeographicpositionassistedRouting)算法,即网络中的节点可以获得.
3移动AdHoc应用展望
由于移动AdHoc网络不需要架设固定的通信基础设施,组网迅速、灵活,抗毁性强,因此具有极高的军用价值和商用价值。
(1)军队通信系统需要具有抗毁性、自组织性和机动性。移动AdHoc网络不依赖固定的有线设备,节点自行组织和管理。采用分布式技术,即使网络中某些节点或链路发生故障,也可以通过其他节点继续通信,很适合战场的恶劣通信环境,另外移动AdHoc网络组建简单、迅速、机动性强。因此,移动AdHoc网络技术已经成为数字化战场通信的首选技术。
(2)在地震、洪水、台风等自然灾害发生后,固定的通信网络设施可能被毁坏而无法正常工作。这时就需要移动AdHoc这种不依赖任何固定网络设施又能快速布设的自组织网络技术来满足抢险救灾的通信需要。另外,移动AdHoc还可用于临时通信需求,如商务会议中参会人员之间的通信交流等。
(3)与移动通信系统的结合。移动AdHoc网络还可以与蜂窝移动通信系统相结合,利用移动节点的多跳转发能力扩大蜂窝移动通信系统的覆盖范围,均衡相邻小区的业务量,提高小区边缘的数据速率等。
(4)个域通信。可用于实现PDA、手机、手提电脑等个人电子通信设备之间的通信。还可用于个人局域网之间的多跳通信,蓝牙技术中的超网、VANET就是典型的应用案例。
(5)传感器网络。传感器网络是移动AdHoc网络技术的一大应用领域,很多应用场合的传感器网络只能使用无线通信技术,同时受体积和节能的图3DCF工作时隙及原理图点的地理位置信息,通过这些信息可以有效的减低路由算法中用户路由建立或维护的开销。影响,传感器的发射功率不可能很大。使用移动AdHoc网络实现多跳通信是非常实用的解决方法。分散在各处的传感器组成移动AdHoc网络。可以很好地实现信息的传递和收集。
2探究式教学方法及其应用
探究式教学是一种在学校环境下模拟性的科学研究活动,旨在培养学生的科学素质,特别是培养学生的创造精神和创新能力,使学生在知识获得的过程中经历类似科学家的探究过程,积极主动地构建知识体系,掌握解决问题的方法,培养科学态度和科学探究能力。在数字通信原理课程教学中,我们重点抓好了课前预习准备、课堂研讨交流、课后总结练习三个环节中探究方法的应用。每次课前都会提前告知学生需要学习的内容,让学生实现对课程相关知识先自主进行探究,发现问题,带着问题来听课。同时,考虑到该课程涉及大量公式、定律推导,往往教师在台上讲得口干舌燥,写得粉尘飞扬,而学生在下面听得云里雾里,昏睡一片,对于一些相对简单的公式、定律推导,让数学基础较好的学生参与讲解,例如平稳随机过程自相关函数性质的证明、2PSK功率谱密度的推算,等等。学生接到任务,有压力就有动力,最终能够上台给其他同学讲解,需要私底下在课前做足功课,来不得一点马虎。课堂教学中,教师主要引导作用,为学生设置场景,介绍背景知识。通过介绍工程实践中的一些实际问题,引导学生去思考。例如,通过给学生观看实际的信号形状,让学生发现实际系统中信号经过信道后会发生变形,引导学生思考这种变形会产生什么后果,进而引导学生思考采用什么方法来解决这个问题。而一些简单推倒,通过随机抽点的方式让学生来讲解,在讲解过程中鼓励其他学生提问,教师在适当的时候也进行引导性提问。而当学生讲解中出现一些错误观念时及时进行纠正。此外,还针对一些有争议的问题,让学生采用分组辩论的方式来解决。从而充分调动了学生的课堂积极性。课后复习也是教学中的重要环节。探究式教学方法改变了以往简单出习题的方式,提出一些开放性、前沿性的问题,让学生自己动手查阅资料,跟踪最新的通信领域研究成果,撰写读书报告。每个学生的报告会被教师评分,计入课程最终成绩。同时,针对数字通信原理课程的特点,设置了很多仿真作业,让学生自己动手来实现一些基本的通信模块。教师也给学生提供一些基本的仿真程序,然后学生根据自己的兴趣进行修改。通过抓好以上三个环节,数字通信原理课程教学效果有了明显改善。学生既能够从中学到基本的原理,又能够了解通信领域最新发展,既能够达到课程考试要求,又确实提高了能力素质。
一、扩频通信的工作原理
在发端输人的信息先调制形成数字信号,然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展宽信号的频谱,展宽后的信号再调制到射频发送出去。在接收端收到的宽带射频信号,变频至中频,然后由本地产生的与发端相同的扩频码序列去相关解扩,再经信息解调,恢复成原始信息输出。可见,一般的扩频通信系统都要进行3次调制和相应的解调。一次调制为信息调制,二次调制为扩频调制,三次调制为射频调制,以及相应的信息解调、解扩和射频解调。与一般通信系统比较,多了扩频调制和解扩部分。扩频通信应具备如下特征:(1)数字传输方式;(2)传输信号的带宽远大于被传信息带宽;(3)带宽的展宽,是利用与被传信息无关的函数(扩频函数)对被传信息的信元重新进行调制实现的;(4)接收端用相同的扩频函数进行相关解调(解扩),求解出被传信息的数据。用扩频函数(也称伪随机码)调制和对信号相关处理是扩频通信有别于其他通信的两大特点。
二、扩频通信技术的特点
扩频信号是不可预测的、伪随机的宽带信号,其带宽远大于要传输的数据(信息)带宽,同时接收机中必须有与宽带载波同步的副本。扩频系统具有以下特点。
1.抗干扰性强
扩频信号的不可预测性,使扩频系统具有很强的抗干扰能力。干扰者很难通过观察进行干扰,干扰起不了太大作用。扩频通信系统在传输过程中扩展了信号带宽,所以即使信噪比很低,甚至在有用信号功率低于干扰信号功率的情况下,仍能不受干扰、高质量地进行通信,扩展的频谱越宽,其抗干扰性越强。
2.低截获性
扩频信号的功率均匀分布在很宽的频带上,传输信号的功率密度很低,侦察接收机很难监测到,因此扩频通信系统截获概率很低。
3.抗多路径干扰性能好
多路径干扰是电波传播过程中因遇到各种非期望反射体(如电离层、高山、建筑物等)引起的反射或散射,在接收端的这些反射或散射信号与直达路径信号相互干涉而造成的干扰。多路径干扰会严重影响通信。扩频通信系统中增加了扩频调制和解扩过程,利用扩频码序列间的相关特性,在接收端解扩时,从多径信号中分离出最强的有用信号,或将多径信号中的相同码序列信号叠加,这样就可有效消除无线通信中因多径干扰造成的信号衰落现象,使扩频通信系统具有良好的抗多径衰落特性。
4.保密性好
在一定的发射功率下,扩频信号分布在很宽的频带内,无线信道中有用信号功率谱密度极低,这样信号可以在强噪声背景下,甚至在有用信号被噪声淹没的情况下进行可靠通信,使外界很难截获传送的信息,要想进一步检测出信号的特征参数就更难了.所以扩频系统可实现隐蔽通信。同时,对不同用户使用不同码,旁人无法窃听通信,因而扩频系统具有高保密性。
5.易于实现码分多址
在通信系统中,可充分利用在扩频调制中使用的扩频码序列之间良好的自相关特性和互相关特性,接收端利用相关检测技术进行解扩,在分配给不同用户不同码型的情况下,系统可以区分不同用户的信号,这样同一频带上许多用户可以同时通话而互不干扰。三、扩频技术的发展与应用
在过去由于技术的限制,人们一直在走增加信号功率,减少噪声,提高信噪比的道路。即使到了70年代,伪码技术已经出现,但作为相关器的“码环”的钟频只能做到几千赫兹也无助于事.近几年,由于大规模集成电路的发展,几十兆赫兹,甚至几百兆赫兹的伪码发生器及其相关部件都已成为现实,扩频通信获得极其迅速的发展.通信的发展史又到了一个转折点,由用信噪比换带宽的年代进入了用宽带换信噪比的年代.从最佳通信系统的角度看扩频通信.最佳通信系统一最佳发射机+最佳接收机.几十年来,最佳接收理论已经很成熟,但最佳发射问题一直没有很好解决,伪码扩频是一种最佳的信号形式和调制制度,构成了最佳发射机.因此,有了最佳通信系统一伪码扩频+相关接收这种认识,人们就不难预测扩频通信的未来前景.从9O年代无线通信开始步人扩频通信和自适应通信的年代.扩频通信的热浪已经波及短波、超微波、微波通信和卫星通信,码分多址(CDMA)已开始广泛用于未来的峰窝通信、无绳通信和个人通信以及各种无线本地环路,发挥越来越大的作用.接入网是由传统的用户线、用户环路和用户接入系统,逐步发展、演变和升级而形成的.现代电信网络分为3部分:传输网、交换网和接入网.由于接入网发展较晚,往往成为电信发展的“瓶颈”,各国都很重视接入网的发展,因此各类接人技术和系统应运而生.由于ISM(IndustryScientificMedica1)频段的开放性,经营者和用户不需申请授权就可以自由地使用这些频段,而无线扩频技术所使用的频段(2.400~2.483)正是全世界通用的ISM频段,包括IEEE802.11协议架构的无线局域网也大部分选用此频段.在无线接人系统中,扩频微波与常规微波相比有着3个显著的优点:抗干扰性强、频点问题容易处理、价格比较便宜.而且,扩频微波接入技术相对有线接入技术来说,有成本低、使用灵活、建设快捷的优势,在接入网中起着不可替代的作用.
扩频微波主要应用在以下几个方面.语音接入(点对点);数据接入;视频接入;多媒体接入;因特网(Internet)接入。
四、结语
扩频通信是通信的一个重要分支和发展方向,是扩频技术与通信相结合的产物。本文主要论述了扩频通信的特点、理论可行性及典型的工作方式。扩频通信的强抗干扰性、低截获性、良好的抗多路径干扰性和安全性等特点,使它的应用迅速从军用扩展到民用通信中,它的易于实现码分多址的特点,使它能与第三代移动通信系统完美结合,发展前景极为广阔。
参考文献:
1概述
LMS202E和LMS485分别是美国国家半导体公司生产的RS-232通信用双收发器和多点传输线用高速双向数据通信差分总线/线路收发器。这两种器件均使用5V单电源供电,电源电流分别为1mA(LMS202E)和0.32mA(LMS485的典型值)。
LMS202E满足E1A/T1A-232和CCITTV.28规范,数据传输率可达230kbps,而其±15kV的静电放电(ESD)保护指标符合IEC1000-4-2(EN61000-4-2)标准要求。LMS202E主要用于销售点终端POS(条形码阅读机)、手持式设备(或装置)和通用目的RS-232通信等方面。
LMS485满足ANSI标准E1A/T1ARS485/RS-422,数据速率为2.5Mbps。LMS485的应用领域主要是低功率RS-485系统网络中心、桥路和路由器销售点设备(自动柜员机ATM、条形码扫描仪)、局域网(LAN)、综合业务数据网(ISDN)、工业可编程逻辑控制器、高速串/并联应用以及噪声环境下的多点应用系统等。
2RS-232双收发器LMS202E
LMS202E采用16引脚SOIC封装,可与MAXIM公司的MAX202E相互代换。
LMS202E的内部结构及典型应用电路如图1所示。该器件内含DC-DC变换器,利用电路中的C1~C4使内部对偶充电泵为两个发送器提供±10V的双电源。通过C1,电荷泵可将+5V的电源电压转换为+10V,并存储在C3中。而通过C2电荷泵则可将+10V转换为-10V电压,而后再把-10V存储在C4中。
发送器输入信号可从脚11和脚10输入且两个发送器在14脚和7脚上的输出与T1A/E1A-232E电平一致。T1和T2两个发送器的输出摆幅为±8V,开路输出电压摆幅为(V+-0.6V)~V-。接收器的R1IN和R2IN信号从脚13和脚8输入以接收T1A/E1A信号,并从脚12和脚9输出与TTL/CMOS兼容的信号。RS-232接收器的输入电压VRi范围为-30V~+30V,VS为5V时的输入低门限电平是1.4V,高门限电平为2V。接收器输出电压的最大范围为-0.3V~(VS+0.3V),从输入到输出的传输延迟时间为0.08μs(典型值)。
LMS202E的所有引脚都带有ESD保护。除了发送器输出脚(7脚和14脚)和接收器输入脚(8脚和13脚)外,其它引脚带有±2kV的人体模型(HBM)和±200V的机器模型(MM)ESD额定值。RS-232总线引脚(7脚、8脚、13脚和14脚)带有±15kV的HBM和IEC1000-4-2的耐冲击ESD保护。此外,总线引脚还能满足±8kV的IEC1000-4-2接触ESD保护要求。因此,这种ESD结构在加电、断电等场合可以承受较高ESD冲击。
3LMS485低功率差分数据收发器
LMS485采用8引脚DIP或SOIC封装,可与MAX485互相代换。LMS485芯片在内部集成了一个TRI-STATETM差分线路驱动器(D)和一个差分输入接收器,图2所示是LMS485芯片的内部结构及引脚排列图。
LMS485的DI(4)脚是驱动器输入,DE(3)脚为驱动器输出使能输入,A(6)脚和B(7)脚分别是驱动器(同相和反相)输出和接收器输入,RO(1)脚和RE(2)脚分别是接收器输出和接收器输出赋能输入,GND(5)脚为接地脚,VCC(8)脚为5±0.25V电源电压输入端。
LMS485的输入与输出逻辑真值表如表1所列。其中“X”为不相干,“Z”为三态,“OPEN”为非终止(仅开路输入)。
表1真值表
驱动器
REDED1AB
XHHHL
XHLLH
XLXZZ
接收器
REDEA-BRO
LL≥+0.2VH
LL≤-0.2VL
HXXZ
LLOPENH
LMS485的主要特点如下:
满足ANSI标准RS-485-A和RS-422-B;
采用5V单电源工作,低功率BiCMOS工艺可保证电源电流典型值不超过320μA,工作温度范围为-40~85℃;
总线上允许挂接的收发器数目多达32个,数据速率可达2.5Mbps;
(1)犹如人们对阳光、空气、食物和水的依赖
从远古时代以来,阳光、空气、食物和水一直是人们赖以生存的必需品,而今在科学技术飞跃发展的时代,电也已成为人们的必需品。因为有了电,我们的生活才有了欢乐。
(2)摩天大楼与基础的关联性
摩天大楼高耸入云,雄伟壮观,强风中坚定不移,坚实的基础则是默默无闻的功臣。通信系统的安全优质运转,无处不在的通信电源则是坚实的基础和根本保障。
(3)广泛的实用性
在通信枢纽大楼里,在卫星地面站、光缆、微波中继站、国际海光缆登陆站……所有需要安装电器设施和通信设备的地方,都需要首先建设好电源和通信电源。众多电源设备能在不同类型外电环境中经不同组合生产出A、B和C不同级别的多种电源,以满足不同用户的不同需求,做到稳定、安全和可靠。
结论:电源是一切通信必不可少的坚实基础,而且是非常重要的根本保障。
2通信电源的重要性
下面列举了邮电行业几次因电源故障而引起的重大的事故:
A)1995年4月1日,广东汕头金砂邮电大楼电气特大火灾,直接经济损失1497.9万元;
B)1995年11月26日,贵州毕节地区邮电局通信大楼电气特大火灾,直接经济损失901万元,中断通信50h,间接经济损失335万元;
C)2002年2月27日0时35分,海南省海口市海府路通信楼无人值守市话传输机房失火,造成海府局的市话出入局中继大面积闭塞,出入局呼叫、数据通信、小灵通网络、部分金融系统网络和有线电视网络都受到不同程度的影响,同时造成6500个接入网用户通信中断,52个中国移动通信机站的通信受阻。其政治影响甚大。
若要恢复原有的通信能力,投入资金是损失资金的若干倍,投入的力量也将很大。
通信电源的质量与实用安全直接影响到通信质量、通信设施和人身安全,轻则影响通话质量,中断通信;重则毁坏机楼,酿成重大事故。A、B和C事故及以前的几个重大火灾,迫使邮电系统下大力气连续几年进行全行业的安全大检查。近年来暴露出的安全隐患问题,需要我们采取更有效的措施,扭转极不安全的被动局面。中国电信集团会经常性地进行安全大检查,扎扎实实地把安全生产抓好。
电源专业及应用对通信企业的安全生产有着至关重要的作用,万万不可忽视。
3通信电源的特点、现状及存在的问题
(1)设备品种甚多,使用组合奇特
高、低压配电设备;发电设备包括柴油、汽油发电机,风能、太阳能和燃汽轮发电机;交直流变换设备包括AC/AC、AC/DC、DC/DC、DC/AC、UPS和蓄电池设备等。
在通信枢纽大楼、卫星地面站、光缆、微波中继站、国际海光缆登陆站、交换机楼和模块局等众多的不同供电环境(条件)中,不同需求的魔方组合,神奇而多样化。一个关键问题是要严格贯彻通信电源的相关技术标准,遵循科学规律,做好设计、建设和维护工作。
(2)涉及专业学科知识多
通信电源的专业维护需要动力机械学、化学、电子、通信与自动控制技术和计算机应用知识。
(3)消耗能源巨大,设备资源丰富,需要精心管理通信生产用电和确保通信机房环境温度等用电,所消耗的电能源是巨大的。而且通信电源设备的种类多、数量多,通信电源、空调设备资产大约占总资产的3%~5%,在一个拥有4000多亿元人民币资产的强大通信企业——中国电信集团公司,通信电源、空调设备的资产约占200亿元人民币,因此加强管理,提高使用效率,降低成本,意义重大。
(4)维护好通信电源责任重大
电源专业工作常处于高电压、大电流、使用易燃油类和防雷保护等特殊环境,对安全生产、通信防护和消除火灾等方面有着不可推卸的责任。(5)通信电源专业维护体制亟待与通信维护体制改革同步
对于中国电信集团,该专业共有近万名员工,工作面广,维护设备多。目前的维护操作方法与传统方式变化不大,减员只是在人员看守设备方面有一定的潜力,而且必须达到通信电源设备自动化、监控手段完善化,只有安全防护达到无人值守条件时,才能实现无人值守。实际设备的检测需推广新技术和新方法,提高工作效率,减员才有实效。过去,通信能力飞速发展,而电源维护人员的数量却变化不大,这是生产效率提高的具体体现。
(6)电源专业方面存在的问题
·生产安全险象环生。近年来供电事故不断发生,严重影响并威胁到通信安全。例如,根据已了解到的电源设备事故分析,蓄电池事故占70%,高压切换事故占20%,高频开关电源事故占10%(强排风,灰尘侵入设备);全通信专业对通信电源的使用也存在很多的不安全因素,众多的火灾事件也都与电源或其使用有很多关联。技术管理需有效加强。缺乏对运行维护中存在的问题进行及时、有效的研究和有效的对策,对事故的分析,特别是通信电源的应用安全、通信机房环境、蓄电池的容量和放电等问题,值得深入研究其维护方法,进一步完善和提高监控系统的技术规范。
·亟待提高企业化管理。对企业体制发生巨大变化的今天,没有适应新的电源维护响应模式,没有企业化管理的应对策略。例如:全方位服务问题,电源维护成本分摊问题,高质量的通信电源应用技术支持问题等。
4重视通信电源的管理与应用研究
要加强运行管理,减少通信事故,预防、杜绝恶性事故发生;对于庞大的设备资产,要科学使用,优化组合;在抓节能降耗方面,电源专业有着很大责任,需加强管理;要抓好通信电源、机房专用空调和环境监控系统的完善研究推广应用,抓好通信电源的维护规程、技术规范和安全操作等方面的研究与推广应用;要进行电源专业维护体制改革的研究与推广;要对新的先进供电技术与设备进行应用验证研究,防止盲目性;在知名度极高的通信企业,要培养及配备有一定水平的通信电源管理专家,中国电信集团应在企业内部建立具有高水平、高素质的通信电源技术维护中心及维护队伍。
5具体建议
在通信企业的集团公司总部和省级电信公司的运维部门设通信电源(空调)专业管理岗位,选用热爱通信电源专业并具有相当专业技术知识,对通信专业有一定的维护或管理经验,具有管理才能的技术骨干,负责通信电源(空调)专业的管理。主要抓以下工作:
·集团运维部侧重抓通信电源(空调)专业的运行维护技术管理,负责编制通信电源(空调)专业维护规程。技术规范。安全操作及规章制度,负责指导全通信部门安全管电和安全用电的具体实施工作。
·省运维部门侧重对本企业通信电源(空调)专业的设备运行维护管理,做到科学使用。优化组合;在抓节能降耗、安全生产、安全用电等方面,省运维部分负有责任。
·参与通信电源重大工程的技术选型及重大工程质量验收;电源设备选型应从5个方面考虑:电气性能符合规范要求;安全可靠;技术先进;厂家技术服务保障体系完善;价格合理。而这些方面需要在采购设备中完整体现,宏观地选型无法确定5个因素。应重视待选设备的应用历史及表现。
·负责进行电源(空调)专业维护体制改革的研究与推广;
·负责对新的先进供电技术与设备进行验证、研究与推广。科学技术在不断的发展,其新设备也不断推出,要积极地学习了解,严肃认真地进行实用研究,集团和省电信公司要严格把关。
·参加相关技术交流活动。这是虚心学习和展现中国电信维护管理水平和维护技术水平的极好机会。应积极参加国家相关标准的制定研究工作,参与国际相关方面的研讨事宜。
·在直接担负通信设备运行及维护的省会局和地、市局,要有专人抓通信电源、空调设备的具体维护工作,各维护部门应有专门的通信电源、空调设备的维护专业队伍(电源维护中心),培养和配备相关设备维护专家,抓好通信电源、机房专用空调及机房环境的集中监控系统的维护和完善工作,抓好对发电机组、整流设备、蓄电池和专用空调等设备的运行及例行检测。
2通信电源常见的故障及维护
2.1蓄电池出现的故障及维护在多数的变电站事故中,多数导致事故的原因就是蓄电池内部发生短路的情况,由于电流出现了异常,最终致使蓄电池产生了爆裂的情况,蓄电池负极的接线外绝缘层可能受到了损坏,接触到了蓄电池架。由于蓄电池架连接着地面,绝缘层的损坏处接触到蓄电池架,导致对地放电,电源线会严重过热,从而引起火灾。所以管理人员在建设通信站时一定要注意在建立蓄电池柜时尽量不接触地面,以免造成上述的事故。交流供电替换载波机,交流分配屏接至载波室,防止微波室和载波室接地网通过电源线连接。另外,严格对蓄电池进行定期的检查工作,如发现蓄电池的损坏情况,及时地做出更换,并同时进行蓄电池的充放电工作,使蓄电池性能保证正常的使用要求,在通信站中蓄电池是不可或缺的部分。如果我们平时用电停止输送时,蓄电池发生故障,那么会导致所有的机器设备停止工作,进而整个通信发生中断现象。因此,蓄电池的维护工作非常重要。当然,蓄电池的维护工作也是有一定困难的,目前,我国的蓄电池大都是阀控式密封铅酸蓄电池,这种蓄电池较比以前的蓄电池有明显的优势,最为明显的就是大大减少了日常维护的工作量,而这种优势也导致工作人员忽略蓄电池的日常维护,致使长期的使用而并没维护的过程中出现故障。因此,虽说这种蓄电池的优势较大,但也要在正常的使用中定期的对蓄电池进行维护检查工作,如有损坏以便及时更换,保证蓄电池的使用状态达到指定的标准。
2.2高频开关电源的故障及维护如果主干网端发生了失压的情况,应首先对电源开关进行检查,检查结果会发现内部的一个开关电源出现交流警告,接着对出现交流警告的电源开关仔细检查,发现整流模块已经没有了丝毫的电压,对开关电源的检查,进线交流接触器没有完全的接合,再对交流切换控制的电路板检查,电路板控制插件出现了松动情况,那么立刻对控制插件进行紧固,使控制插件重新开始工作,经检查维修电源开关正常运行,还要对它观察一些时间,留意查看防止再出现异常。在出现失压的情况下,要对主要控制插件进行检查紧固,使其重新工作。设备重新工作时,还要留意观察,以防再次出现异常。电路板上的控制插件出现松动,是这种情况发生的主要原因。通常情况通信机房在初建时都会设置一台带有自动切换单元的交流配电屏,它具备两路自动切换单元功能。一般情况下两路市电是经过交流配电屏然后到达通信电源。所以工作人员应该甩开两路自动切换电源,将市电直接引入到整流模块控制空开和交流负载配电单元,经过改革后的通信电源交流电流,增加了稳定性,工作运行中会更安全、更稳定。
经过20多年的发展,我国的医院管理信息系统历经了单机单任务、一体化医院信息系统。以前各医院建立的计算机系统主要是MIS系统,以财务为重点,涉及挂号、收费、药库等流程。现在医院信息化建设的重点将是临床管理的信息化,把信息技术真正应用到疾病的诊断和手术中去,然后在临床信息系统发展的基础上,逐步建立电子病历,促进病历信息的共享和利用。一般来说,医院信息系统的主要功能是为医院及其所属各部门提供患者医疗信息、财务核算分析、行政管理信息和决策分析统计信息的收集、存贮、处理、提取和数据通讯[1]。将门诊管理、住院管理、医技管理、职能科室管理等各部门通过计算机网络有机集成在一起,提高医院信息利用率和医院整体运行效率。加强医院管理信息系统信息安全的意义信息化为医院带来了更加科学、规范的工作流程,工作效率的明显提升也产生了巨大的经济效益,医院的核心业务也越来越依赖于信息系统稳定可靠的运行支持。目前,我国约有3万多所医院,5万多个防疫站,大多数医院采用的是病床管理和财务管理。据卫生部一项统计显示,参与调查的中国6000多家医院中,只有31%的医院用上了信息管理系统[2]。目前的3万多家医院中有6000家是三甲以上的医院,卫生部曾强调“国内三甲以上的医院都需要实行信息化管理”,未来几年,我国将有超过70%的医院实现信息化管理,信息系统所具有的绝对重要地位和其相对脆弱的本质应当引起高度重视。建立完善的安全备份系统和管理机制,对加强医院管理信息系统的信息安全,显得尤为重要。
2传统的调度算法
传统的调度算法主要有轮询RR算法,最大C/I算法,比例公平PF算法等。轮询RR算法主要的方法如下:系统遍历其中所有的用户,循环的进行调度,提供信道。RR算法主要的特点是循环调度每个用户,使得每个用户在任何时刻都有相同的调度机会,保证用户的公平性,而且复杂度低,容易实现;但是在RR算法中,完全没有考虑用户的信道质量,将不同用户的优先级设定为相同的,系统吞吐量很难提高,而且被调度的信道质量较差的用户不能很好的利用资源,从而降低了整个系统的频谱效率。最大C/I算法的主要方法是为信道条件最好的用户服务,信道条件最好即为最大C/I,所以在此算法中优先级可以用在某个时刻用户信道的载干比值来表示,载干比较高即优先级较高。最大C/I算法的特点是,信道条件好的用户可以一直占用信道资源,而信道条件差的用户调度机会较小,所以此算法中,用户公平性差,但是系统吞吐量可以达到最大,频谱效率较高,而且算法复杂度也不高。比例公平PF算法是对上述两种算法的一种中和,使用较为普遍,比例公平算法同时考虑用户信道质量和前面一段时间内此用户在调度中获得的吞吐量,用户的优先级可以用用户某时刻信道质量和用户在此时刻前的一段时间窗口内的平均吞吐量()的比值,这样信道质量好的用户在一段时间的持续调度后,优先级就会减小,因为()增大了。这样在用户的公平性和系统效率间取得了一定的平衡,该算法为每个用户都分配了一个优先级,每一个调度时刻,优先级高的用户会优先进行调度,该算法优先级计算公式如下:()=()()其中()为用户的优先级,()为的瞬时数据速率,即当前信道质量,()为用户在时间段的平均吞吐量。()的更新规则为:()=(11)*(1)+1*(1)比率公平算法的时间窗口的选择是比较复杂的,实现相对复杂。改变不同的参数,该算法就可以带来不同的公平性程度。
34GLTE系统的无线资源调度
无线通信系统的目前的发展方向是多载波,多天线,目前LTE系统已经引入了OFDM技术,而OFDM信道的空时频变化非常复杂,有很高的随机性,故而在目前的无线资源管理需要考虑面对多维资源的合理分配。LTE系统中下行使用OF-DMA,上行使用SC-FDMA。下行资源包括频率资源、时间资源和空间资源,上行使用频分多址复用FDMA。LTE的最小资源单位是时频资源块RB。OFDMA是OFDM-FDMA的简称,它为不同的用户提供一个OFDM符号的一组子载波来实现多用户接入,用户用子载波频率来划分。基于OFDM的优点,不同用户间是不需要保护频段的。LTE系统中,资源分配和调度的研究是重要一点,资源分配主要考虑对时间,带宽和功率的动态分配,实现系统性能的优化,资源调度指如何安排不同用户接入OFDMA子信道,来满足不同的用户需求。OFDMA系统的资源调度可以考虑为非线性的带约束条件的优化,包括子载波,功率,码字,以及用户的质量需求和公平性需求,信道越多,用户越多,算法复杂程度越高。LTE在无线资源调度的过程中,要求基站调度器实时动态的控制时频资源,并将时频资源合理分配给不同用户。对LTE系统而言,调度最终体现在不同用户占用的虚拟资源块的数量和位置,这通常和用户的质量需求,信道状态以及和系统的整体需求有关。在调度中,对于下行链路,采用智能调度的模式,需要利用上行链路反馈的信道信息,进行资源分配,用户设备通过下行控制信令得知下一个传输周期内的具体的下行资源块和格式。在LTE系统中,功率分配一般和子载波的分配一起进行来保证用户Qos和系统容量。其中简单有效的下行功率分配一般有如下两种:第一是平均分配方法,将功率平均分配到每个子载波上,用户的发射功率则取决于占用了几个子载波;第二是路径损耗补偿方法,基本上为系统采用方法,取系统功率的一部分补偿部分用户的较大的信号衰落,其余的功率用于功率注水。LTE系统下行资源分配中,分配子载波的方法主要包括基于子带方法和间隔扩展方法,基于子带的分配是将用户分配到一组相邻的子载波上,基于间隔的分配中每个用户的子载波是不连续的,将扩展到整个带宽。LTE系统上行资源分配在LTE的调度中,下行链路用来通知用户所获得的具体的资源块和传输格式,上行如果是基于调度的接入,那么用户根据获得的时频资源,选择相应的时隙和频率资源进行信号的发送。
45G移动通信系统的资源调度方案探讨
5G移动通信系统
希望实现现有的无线通信技术融合,峰值速率希望达到10Gbps,希望引入更先进技术,通过更加高的频谱效率,更多的频谱资源和增加更多的小区来满足移动业务增长的需求,实现高速率,高容量,低时延,高可靠性。5G移动通信系统资源调度方案应该具有以下特征。
4.1异构网络技术
异构网络要求在网络多样性和终端差异性的前提下依然保持移动用户在任何条件下都拥有无缝业务,异构的无线资源不仅包括无线频谱,也包括其他资源,例如接入权限,连接方式等,所以未来的异构网络资源管理在多个方面进行扩展,首先在资源的内涵,资源的取值范围和资源之间的关系都有所扩展,其次,由于资源内涵的扩展,一维变量已经不能表达出资源分配的状态,需要多维变量动态表征,所以5G移动通信系统的资源分配需要为异构网络中的不同接入网动态分配资源,进行频谱管理。
4.2链路自适应技术
链路自适应技术基本的方法就是要以当前无线信道的变化状态为基础,快速确定要选择的链路速率和调制方式以及其他资源,这被称为自适应调制和编码(AdaptiveModulationandCoding,AMC)。链路自适应技术对资源的选择是不断动态变化的,目标增加系统容量。若使用AMC,在空中无线环境的不断变化的状态中,系统不再改变终端的发射功率了,而是改变调制和编码方式,这就是调制编码方案MCS。AMC改变的是调制和编码方式,取代了改变发射功率,以此方式在不同的信道状态下获得最大的吞吐量,所以需要建立一个MCS调制编码传输格式集合,每个集合包括调制方式和编码速率,当信道发生变化的时候,系统会选择相应的传输格式。
5总结
未来用户多媒体信息,视频,音频等数据业务的需求将不断发展,需要未来的移动通信系统采用更合理的无线资源管理与资源调度算法来解决有限的无线资源和不断发展的无线数据业务之间的矛盾。目前,5G移动通信系统的基础研究已经在不断开展中,随着5G制式、网络结构、关键技术的不断标准化,对于5G移动通信系统的无线资源管理也将不断深入开展下去。
作者:姚伟 单位:北京信息职业技术学院
参考文献
[1]5GWhitePaper.5GRadioAccess:Requirements,ConceptandTechnologies[Z].2014.
[2]闫丽生.5G系统技术标准与进展[J].电信工程技术与标准化,2015.28(4):33-37.
[3]王映民,孙韶辉.TD-LTE技术原理与系统设计[M].北京:人民邮电出版社,2011.
医学中的心理护理是以现代护理观为指导,以护理程序为框架,根据病人身、心、社会、文化需要,提供优质护理。而在儿科中开展的心理护理,就是以满足患儿的各种心理需要为目的,从而开展的优质护理。
一、案例分析
自2003年来,对住院的732名患儿临床观察,患儿心理主要表现为缺乏安全感、惶惑、焦虑、反抗、任性、淡漠,甚至是自卑等反应。
1岁以前的婴儿出生后就具备了多种感觉。2个月后开始认识母亲,见到母亲表现得非常快乐;6个月时会对母亲表现出强烈的依恋感。婴儿最初的情绪反应的状态主要取决于需要满足的程度和健康状况:吃饱、睡足、舒适就有愉快、肯定的情绪;反之,当饥饿、瞌睡和身体不适时就哭闹,受到突然的刺激则产生惊吓等否定的情绪。
幼儿时期(1~3岁)幼儿对母亲有很深的依恋,患儿的心理反应很单纯,以哭闹为主要。但随着年龄的增大,表现出自我意义趋向,带有明显的任性、违拗性。此时患病住院后会对新环境及打针吃药产生畏惧心理,害怕与父母分离,感到受束缚,表现出羞怯、疑虑,产生不合作,反抗情绪,甚至出现神经、心理发育的退步现象。[1]此反应阻碍其自主性的发展和健康发育。
学龄前期(3~6岁)患儿思维能力进一步提高,并努力发展自己的主动性。心理活动带有很大的不稳定性,住院后儿童存在的问题有:分离性焦虑、惧怕陌生环境、怀疑被父母遗弃、惧怕身体完整性受到损坏,学龄前儿童开始应用防卫机制,以应对住院这一危机,如见到其他患儿哭闹时,他们极力反抗,要求回家,不打针。
学龄儿童(7~13岁)时期患儿以进入学习阶段,控制、理解、分析能力增强,有一定的个性,自尊心很强。他们的主要担心学业落后,担心变残或死亡,对体检怕羞等。由于思维的相对成熟和对于美丽的向往,此时容易产生强烈自卑、淡漠感。
二、住院儿童的护理
对于不同时期的婴儿有不同的护理方法,按时间段划分可以分为婴儿、幼儿和孩童三个阶段的护理。
对于0~3岁的婴儿身体上的接触很重要。由于患儿年龄、疾病的不同,他们对外界的反应也不同。婴儿不能用语言表达自己的需求,唯一的表示就是“哭”。因此,在护理工作中要分析哭的原因给予不同的处理。如:给患儿输液后哭闹,经详细检查没发现异常,就让家属在不牵扯动输液管拨出的情况下,轻轻抱起患儿哄着玩。[2]对于幼儿,由于从熟悉温暖的家庭环境来到了陌生的医院,外界的环境发生了变化,使已经习惯了的活动受到了限制,因此,心理状态由轻松变得紧张、恐惧。由此,护理人员要根据患儿的性格,有针对性地进行护理,同时,我们护理要针对性地启发、诱导他们一块做游戏,学习讲故事等,消除他们对医院及对医护人员的恐惧心理,使他们愉快地接受治疗、检查、尽早康复。
对于3~6岁的幼儿,护理人员宜对患儿应体现慈母般的亲昵和温柔,主动热情地同他们交流,主要护理措施为:①建立安全感:设固定护士,连续、全面的护理,尽量应有父母在场的情况下接触患儿;②尽量满足幼儿的爱好及生活习惯,引导患儿熟悉医院周围环境,减少焦虑情绪;③丰富与孩子的交流方式,如陪同孩子玩游戏、玩具等;④鼓励患儿展自主性,如穿衣、吃饭,在患儿间树立榜样等。
当患儿和父母踏入医院后,患儿因为疾病而表现出疼痛、难受、哭闹等反应,父母易紧张、着急、焦虑、缺乏安全感。这时医护人员应当热情地接诊,亲切和蔼耐心细心的询问患儿和父母,使他们感受到我们的关心、爱心和帮助,拉近医患之间的心理距离,使他们更容易接受配合医护人员的工作,也更信任医护人员,从而也缓解了他们紧张不安、焦虑恐惧的心理。