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時(shí)間：2023-06-29 09:33:13
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一、課程內(nèi)容的教學(xué)改革
作為通信工程專業(yè)承上啟下的重要課程，本課程既不能與前期課程內(nèi)容有過(guò)多重復(fù)，又需要為后續(xù)課程做好引導(dǎo)作用。因此，合理的課程內(nèi)容安排，可以在較短學(xué)時(shí)內(nèi)使學(xué)生從中受益最大。
1.教學(xué)內(nèi)容的精簡(jiǎn)與更新
根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)規(guī)格的要求，按照整體優(yōu)化的原則，認(rèn)真研究本課程在專業(yè)培養(yǎng)過(guò)程中的地位和作用，并理順前后課程之間的關(guān)系，搞好相關(guān)課程的重組和整合。為避免沖突和重復(fù)，處理好與相關(guān)課程內(nèi)容間的銜接部分，如信源編碼一章中的pcm部分在“通信原理”課程中已詳細(xì)介紹，而圖像編碼部分與“數(shù)字圖像處理”課程中內(nèi)容有重復(fù)，故留作將來(lái)“數(shù)字圖像處理”選修課中詳細(xì)介紹，這里只做簡(jiǎn)單介紹。數(shù)字通信系統(tǒng)與各課程間的關(guān)系如圖1所示。
為了適應(yīng)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，需要不斷地對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行更新和調(diào)整，及時(shí)刪除陳舊、落后的內(nèi)容。例如對(duì)已經(jīng)應(yīng)用較少的參數(shù)編碼部分不再詳細(xì)介紹，而對(duì)目前常用的組合編碼部分，作為重點(diǎn)進(jìn)行介紹。
2.課程教學(xué)體系的完善
以往本課程教學(xué)主要是使學(xué)生了解數(shù)字通信系統(tǒng)的構(gòu)成，建立數(shù)字通信系統(tǒng)的概念，掌握數(shù)字通信中的主要技術(shù)，如信源編碼、時(shí)分復(fù)用、同步技術(shù)、抗干擾技術(shù)、多址技術(shù)等。[1，2]上述教學(xué)內(nèi)容只是注重?cái)?shù)字通信系統(tǒng)中基本功能模塊的講解，沒(méi)有突出通信網(wǎng)絡(luò)部分，這就使學(xué)生不易建立一個(gè)整體的通信網(wǎng)絡(luò)概念。
而同步數(shù)字傳輸網(wǎng)（簡(jiǎn)稱sdh）作為各種數(shù)字通信模塊的具體應(yīng)用系統(tǒng)，在電力系統(tǒng)等諸多行業(yè)得到廣泛地應(yīng)用。[3，4]但是很多院校把數(shù)字通信和sdh分成兩門課程來(lái)講，造成二者內(nèi)容的部分重復(fù)和連貫性缺失，同時(shí)加重了學(xué)生的負(fù)擔(dān)。因此，考慮到專業(yè)課程體系的整體安排，將已有的sdh課程內(nèi)容與本課程進(jìn)行整合，使二者有機(jī)結(jié)合，加強(qiáng)內(nèi)容的前后連貫性，使學(xué)生更好地理解從單個(gè)模塊到整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的過(guò)渡。
完善后的課程教學(xué)體系圍繞數(shù)字通信系統(tǒng)模型，以數(shù)字通信技術(shù)為主線，重點(diǎn)介紹數(shù)字通信系統(tǒng)構(gòu)成、基本工作原理、主要技術(shù)指標(biāo)，建立數(shù)字通信系統(tǒng)的概念，掌握數(shù)字通信中的主要技術(shù)，具體內(nèi)容包括數(shù)字通信的基本概念、信源數(shù)字化和編碼、數(shù)字復(fù)接技術(shù)和傳輸技術(shù)、同步技術(shù)、糾錯(cuò)編碼和sdh技術(shù)等，結(jié)合實(shí)際的sdh通信系統(tǒng)，并特別介紹了一些數(shù)字通信技術(shù)新的應(yīng)用，既適應(yīng)了當(dāng)前通信領(lǐng)域發(fā)展的現(xiàn)狀，又反映了這一領(lǐng)域的最新進(jìn)展。各部分要求和學(xué)時(shí)安排如表1所示。
3.工程案例及行業(yè)特色體現(xiàn)
作為應(yīng)用性很強(qiáng)的工程技術(shù)類課程，可以在課程原理教學(xué)中引入具體工程案例，以實(shí)例強(qiáng)化原理教學(xué)，達(dá)到學(xué)以致用的目的。如對(duì)于信源編碼部分，可以結(jié)合移動(dòng)通信gsm系統(tǒng)中常用的g.729編碼器，進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用案例介紹。對(duì)于數(shù)字傳輸技術(shù)部分，可以結(jié)合gsm系統(tǒng)中的mlse均衡器深入分析均衡的原理。對(duì)于同步數(shù)字系列的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)部分，可以結(jié)合電力系統(tǒng)中具體市局中變電站通信網(wǎng)絡(luò)組成圖進(jìn)行詳細(xì)闡述，也可以結(jié)合具體移動(dòng)通信各基站間常用的聯(lián)網(wǎng)拓?fù)溥M(jìn)行分析。
作為電力特色高校，配合大電力學(xué)科建設(shè)，以及目前正在建設(shè)的智能電網(wǎng)，數(shù)字通信技術(shù)需要反映大電力特色，通過(guò)案例強(qiáng)調(diào)在電力系統(tǒng)應(yīng)用的方法，為電網(wǎng)的智能化提供強(qiáng)大的支持，使最終在電網(wǎng)、電源和用戶之間建立良好的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交互、分析與控制。
二、實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)改革
在課程之外單獨(dú)開(kāi)設(shè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解、提高學(xué)生的動(dòng)手能力。具體措施是以“通信技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)”課程為基礎(chǔ)，配合畢業(yè)實(shí)習(xí)中對(duì)電力企業(yè)通信中心的參觀，讓學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)有更加直觀、深刻的認(rèn)識(shí)。
“通信技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)”作為通信專業(yè)的一門重要的實(shí)踐性課程，以一套完整電信運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)微型化的通信系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為基礎(chǔ)，即采用一臺(tái)optix 155/622m和兩臺(tái)optix 155/622h傳輸設(shè)備，根據(jù)業(yè)務(wù)需求不同，可以進(jìn)行不同的配置，從而組成網(wǎng)絡(luò)。培養(yǎng)學(xué)生掌握通信網(wǎng)絡(luò)基本原理，使學(xué)生掌握的知識(shí)與社會(huì)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)同步。通過(guò)該訓(xùn)練環(huán)節(jié)，可以極大地提高學(xué)生的通信網(wǎng)絡(luò)方案規(guī)劃，通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)自我設(shè)計(jì)，通信網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品自我選用，通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境自我配置與調(diào)試等方面的綜合能力，同時(shí)也能培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐的思想意識(shí)，鍛煉學(xué)生進(jìn)入科研與工程實(shí)踐的能力，系統(tǒng)地培養(yǎng)學(xué)生對(duì)通信工程網(wǎng)絡(luò)的調(diào)試能力。
轉(zhuǎn)貼于
具體要求是驗(yàn)證數(shù)字通信中的位同步、幀同步等和進(jìn)行pcm整機(jī)測(cè)試，熟悉實(shí)驗(yàn)室sdh網(wǎng)絡(luò)的配置環(huán)境，熟悉硬件環(huán)境中各網(wǎng)元的配置情況及各類型板卡的性能，熟悉相應(yīng)的軟件配置平臺(tái)及各類配置命令的功能，掌握在sdh網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)元的配置過(guò)程，掌握光纖單向通道保護(hù)環(huán)的工作原理及實(shí)現(xiàn)方法，掌握2m業(yè)務(wù)和以太網(wǎng)業(yè)務(wù)在鏈狀網(wǎng)絡(luò)、環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的開(kāi)通方法。
三、教學(xué)方式的改革
改革傳統(tǒng)的教學(xué)方法，積極開(kāi)展啟發(fā)式、研討式、案例式教學(xué)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，如采用案例式，可以將具體原理講解與上述工程案例的分析相結(jié)合，重視在實(shí)踐教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。
合理應(yīng)用多媒體、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等現(xiàn)代教育技術(shù)和教學(xué)手段，提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。如加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)，利用網(wǎng)上題庫(kù)建設(shè)、作業(yè)，將教學(xué)日歷和教學(xué)大綱、課件等放到校園網(wǎng)上，為學(xué)生提供更多資源以便充分理解、消化課上所學(xué)知識(shí)。
四、考核方式和評(píng)價(jià)的改革
建立綜合性全程考試模式，深化考試改革以促進(jìn)教學(xué)方法與手段改革，根據(jù)課程培養(yǎng)目標(biāo)以閉卷考試為主，結(jié)合實(shí)驗(yàn)和課后習(xí)題、大作業(yè)等綜合評(píng)定成績(jī)。
課程命題以教學(xué)大綱為依據(jù)，反映教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)、難點(diǎn)和深度、廣度，注重基本知識(shí)點(diǎn)的考核，既要注意大多數(shù)學(xué)生的實(shí)際水平，又要發(fā)揮優(yōu)秀學(xué)生的創(chuàng)新能力。
完善試題庫(kù)建設(shè)，5年內(nèi)試題重復(fù)率不超過(guò)50%，通過(guò)試卷分析反饋教學(xué)效果。
五、教學(xué)實(shí)踐及效果分析
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(kāi)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(kāi)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)：
（2）需要較好的邏輯思維能力。通信理論較為抽象，學(xué)生很難把簡(jiǎn)單的建?？驁D與實(shí)際通信系統(tǒng)中的設(shè)備聯(lián)系起來(lái)。
（3）需要良好的綜合分析能力。“現(xiàn)代通信技術(shù)”課程中知識(shí)體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜，綜合性強(qiáng)，學(xué)生不容易抓住重點(diǎn)、難點(diǎn)，難以理清頭緒。
比如“數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)”與“數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)”和“數(shù)字信號(hào)復(fù)用系統(tǒng)”的知識(shí)點(diǎn)都有著緊密聯(lián)系。但是，高職高專學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)普遍較弱，自學(xué)能力不強(qiáng)，課程知識(shí)在短時(shí)間內(nèi)難以理解和消化，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中有著較大的難度。所以，根據(jù)“現(xiàn)代通信技術(shù)”課程的分析以及高職高專學(xué)生特點(diǎn)，在授課過(guò)程中對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容的取舍、教學(xué)方法的設(shè)計(jì)以及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇與設(shè)計(jì)都作出了相應(yīng)的調(diào)整，同時(shí)增加了仿真技術(shù)。
1“現(xiàn)代通信技術(shù)”理論教學(xué)教育改革
（1）教學(xué)內(nèi)容的選擇
“現(xiàn)代通信技術(shù)”課程主要介紹的是通信系統(tǒng)的組成、工作原理、實(shí)現(xiàn)過(guò)程和分析方法，但是模擬通信系統(tǒng)中的調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相的調(diào)制和解調(diào)技術(shù)在“高頻電子線路”課程中已講過(guò)，因此“現(xiàn)代通信技術(shù)”課程在教學(xué)內(nèi)容上以數(shù)字通信原理為主，同時(shí)還要兼顧現(xiàn)有的先進(jìn)的數(shù)字通信系統(tǒng)，如移動(dòng)3G系統(tǒng)、移動(dòng)4G系統(tǒng)等。
（2）教學(xué)方法的設(shè)計(jì)
“現(xiàn)代通信技術(shù)”的傳統(tǒng)教學(xué)方法都是逐一介紹通信系統(tǒng)中各個(gè)關(guān)鍵技術(shù)的數(shù)學(xué)模型和原理，由于理論抽象、知識(shí)點(diǎn)零散，使學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)很難有系統(tǒng)的概念，更不易將簡(jiǎn)單的系統(tǒng)框圖與實(shí)際通信系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)。所以在教學(xué)方法上采用了“以線帶點(diǎn)”的改革思路對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，即以數(shù)字通信系統(tǒng)的模型圖作為學(xué)習(xí)的總線路圖，圖中方框?yàn)椤包c(diǎn)”，有向線段為“線”，如圖1所示。在授課時(shí)始終以通信系統(tǒng)的模型圖為基礎(chǔ)，以圖中的節(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)的綜合分析方法。首先，講解通信技術(shù)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程不應(yīng)求全求深，而是幫助學(xué)生建立數(shù)字通信技術(shù)的知識(shí)體系從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，再系統(tǒng)闡述數(shù)字通信技術(shù)中信源編碼模塊、信道編碼模塊、傳輸模塊（基帶傳輸與頻帶傳輸）和同步模塊等核心技術(shù)節(jié)點(diǎn)的說(shuō)明以及每個(gè)節(jié)點(diǎn)在教材中的章節(jié)分配。其次，根據(jù)信號(hào)線的傳輸方向，對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行功能分析，例如，在調(diào)制器和解調(diào)器節(jié)點(diǎn)中應(yīng)重點(diǎn)講解數(shù)字調(diào)制技術(shù)2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK的調(diào)制、解調(diào)、帶寬分析、波形分析和抗噪聲分析等內(nèi)容，避免復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，要求學(xué)生掌握該節(jié)點(diǎn)基本理論、關(guān)鍵性能和指標(biāo)以及分析方法。最后，教師應(yīng)重點(diǎn)說(shuō)明各節(jié)點(diǎn)存在的必要性以及前后節(jié)點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系，讓學(xué)生建立數(shù)字通信系統(tǒng)的整體概念，同時(shí)將簡(jiǎn)單的系統(tǒng)框圖與實(shí)際通信系統(tǒng)聯(lián)系數(shù)字通信系統(tǒng)模型圖起來(lái)。
（3）引入SystemView仿真軟件
SystemView仿真軟件是用于各種線性或非線性控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真軟件?！艾F(xiàn)代通信技術(shù)”的知識(shí)體系概念抽象，很多知識(shí)點(diǎn)單純用口述很難直觀的表達(dá)清楚，因此采用SystemView計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)能夠幫助學(xué)生更好理解知識(shí)點(diǎn)。在授課時(shí)將一些抽象難懂的知識(shí)點(diǎn)的仿真結(jié)果利用多媒體投影出來(lái)，使課堂教學(xué)更加形象化，讓學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解更加清楚。比如在講解AM調(diào)幅輸出波形在改變調(diào)制指數(shù)的仿真波形時(shí)，如圖2所示，教師通過(guò)調(diào)節(jié)參數(shù)來(lái)改變調(diào)制指數(shù)，學(xué)生能夠很直觀的觀察到調(diào)制指數(shù)的改變對(duì)輸出波形的影響。
2“現(xiàn)代通信技術(shù)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)教育改革
目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)中大多是對(duì)已知原理進(jìn)行驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)上的實(shí)驗(yàn)步驟在實(shí)驗(yàn)箱上測(cè)試已預(yù)留好的測(cè)試點(diǎn)的數(shù)據(jù)、波形，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這種實(shí)驗(yàn)過(guò)程學(xué)生根本不考慮實(shí)驗(yàn)的基本原理和出現(xiàn)錯(cuò)誤結(jié)果的原因，學(xué)生往往是動(dòng)手多、動(dòng)腦少，甚至在沒(méi)弄懂電路原理的情況下進(jìn)行測(cè)試并寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，因此有必要對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和方法進(jìn)行改革。首先，對(duì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)進(jìn)行修改，其中弱化復(fù)雜的計(jì)算，只需將各個(gè)模塊的功能詳細(xì)說(shuō)明，引導(dǎo)學(xué)生能自主地對(duì)所做的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的原理進(jìn)行分析，并抽象出系統(tǒng)的框圖，再利用模塊連接實(shí)現(xiàn)功能。其次，在實(shí)驗(yàn)中要求學(xué)生自行給定輸入數(shù)據(jù)，比如HDB3的編譯碼，學(xué)生則自己隨機(jī)給出編碼的碼型，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證輸出的碼型和自己在課堂所學(xué)的編碼規(guī)律是否一致。同時(shí)，當(dāng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，教師應(yīng)引導(dǎo)他們分析問(wèn)題的原因并按照“從后往前”的方式查找故障點(diǎn)，而不是簡(jiǎn)單地給出問(wèn)題的解決方法，通過(guò)這種方法實(shí)質(zhì)的提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。最后，將軟件仿真引入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中并與硬件實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。在做硬件實(shí)驗(yàn)之前要求學(xué)生應(yīng)做好SystemView的仿真，然后將仿真結(jié)果在硬件實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)，這種軟件仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證同步進(jìn)行的方式使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣和動(dòng)手能力明顯提高，讓學(xué)生更加深入理解通信系統(tǒng)的工作原理，同時(shí)對(duì)理論學(xué)習(xí)也起到了輔助的作用。
中圖分類號(hào)：TM45
在數(shù)字同步技術(shù)中，將數(shù)字信號(hào)波形向前移，并保持線性群延，這種前移是通過(guò)數(shù)字移相和相位均衡技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。進(jìn)行小范圍的相位調(diào)整時(shí)，要依靠二次插值技術(shù)。在數(shù)字通信方面，提出了“分布式采樣值控制塊”的思想，來(lái)彌補(bǔ)電子式互感器標(biāo)準(zhǔn)互操作性比較弱的不足之處，并定制了分布式采樣值控制塊之間的通信協(xié)議。
1 電子式互感器
1.1 電子式互感器的概念。在電子式互感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要通過(guò)采集器來(lái)實(shí)現(xiàn)模擬電信號(hào)的高精度采集任務(wù)，并將電信號(hào)下傳。電子式互感器的兩大核心是傳感原理新型化和外部接口數(shù)字化。光學(xué)無(wú)源電子式互感器以光學(xué)器件作為傳輸介質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的采集和傳輸；它具有優(yōu)良的信號(hào)傳變性能。另一種非光學(xué)有源電子式互感器，也稱羅氏有源電子式互感器，在它的整體結(jié)構(gòu)中，高壓側(cè)的電子回路負(fù)責(zé)采集高精度的電信號(hào)，運(yùn)用羅氏線圈等其他數(shù)據(jù)采集電路和傳感器，將采集到的信號(hào)傳輸?shù)降蛪旱仉娢?。這種傳感技術(shù)相對(duì)來(lái)講比較成熟，但是供電環(huán)境比較復(fù)雜。
電子式互感器的基本結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖1。
圖1 電子式互感器的基本結(jié)構(gòu)
1.2 電子式互感器的輸出信號(hào)。電子式互感器的輸出信號(hào)包括數(shù)字信號(hào)輸出和模擬信號(hào)輸出。其中數(shù)字信號(hào)輸出中的電流測(cè)量值為2D41H，電流保護(hù)數(shù)值確定在01CFH，電壓保持在2D41H；模擬信號(hào)輸出電流互感器為150mV、225mV、4V。
1.3 電子式互感器的特點(diǎn)。電子式互感器滿足了電力系統(tǒng)智能化和數(shù)字化的發(fā)展要求，測(cè)量精度非常高，且它的精度不受載荷變化的影響；有很好的絕緣性，因此，安全性比較高；不存在電流互感器開(kāi)路或是電壓互感器短路的風(fēng)險(xiǎn)，電子式互感器動(dòng)態(tài)范圍比較大；它不含鐵芯，避免了鐵磁諧振現(xiàn)象的發(fā)生；輕便、易攜，有良好的暫態(tài)特性。
1.4 電子式互感器的配置原則。110KV及以上電壓條件下，要綜合考慮經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)先進(jìn)性，一般選用電子式互感器時(shí)，要全面把握其技術(shù)性和成本投入，可以選用電子式互感器或常規(guī)互感器；若電壓在66KV及以下，用戶外敞開(kāi)配電裝置保護(hù)測(cè)控集中布置的情況下，可以采用電子式傳感器或者常規(guī)傳感器，若果保護(hù)測(cè)控下放布置，選用常規(guī)傳感器不較好。
2 數(shù)字通信技術(shù)和同步技術(shù)在電子式互感器中的應(yīng)用
2.1 IED服務(wù)器模型。在電子式互感器的數(shù)字通信技術(shù)中，通過(guò)IEC61850-9-2LE標(biāo)準(zhǔn)配置思想搭建了IED服務(wù)器，在該服務(wù)器模型中，采集到的信號(hào)被綁定在兩個(gè)采樣值控制塊上，即MSVCB01和MSVCB02，前者負(fù)責(zé)8路電流和電壓的打包發(fā)送任務(wù)，后者將4路保護(hù)電流數(shù)據(jù)打包，并發(fā)送。兩個(gè)采樣值控制塊還需要分析相關(guān)的信息狀態(tài)。
2.2 分布式采樣值控制塊的可行性。IEC61850-9-2LE標(biāo)準(zhǔn)配置的采樣值控制塊包括采樣值報(bào)文傳輸和采樣值控制塊讀寫(xiě)，前者傳輸?shù)膱?bào)文直接到達(dá)以太網(wǎng)，要求具有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)性；采樣值控制塊讀寫(xiě)通過(guò)特定的通信服務(wù)映射，主要負(fù)責(zé)遠(yuǎn)程控制和在線監(jiān)測(cè)，對(duì)實(shí)時(shí)性要求不是很高，但是具有很大的難度和復(fù)雜性。采樣值報(bào)文傳輸和采樣值控制塊讀寫(xiě)這兩項(xiàng)服務(wù)的性質(zhì)完全不同，就現(xiàn)階段的單核心系統(tǒng)而言，要想實(shí)現(xiàn)兩者同時(shí)進(jìn)行是比較困難的。在實(shí)際通信中，MU服務(wù)器和客戶端之間的聯(lián)系通過(guò)MMS來(lái)實(shí)現(xiàn)連接。
2.3 分布式采樣值控制塊之間的通信協(xié)議的定制。分布式采樣值控制塊之間的通信協(xié)議包括FPGA和ARM通信協(xié)議，客戶端要實(shí)現(xiàn)對(duì)SMV包發(fā)送的控制，就需要通過(guò)改變ARM中的對(duì)象的屬性，通過(guò)建立通信聯(lián)系，可以達(dá)到控制SMV包發(fā)送的目的。
ARM系統(tǒng)通過(guò)S-requests向FPGA系統(tǒng)發(fā)出請(qǐng)求，F(xiàn)PGA系統(tǒng)接受請(qǐng)求信息，然后經(jīng)過(guò)調(diào)整和修改，把S-requests原語(yǔ)反饋給ARM系統(tǒng)。其中，ARM系統(tǒng)同時(shí)扮演著客戶端和服務(wù)器的雙重角色是分布式采樣值控制塊的核心部分。伴隨著數(shù)字通信技術(shù)和數(shù)字同步技術(shù)的發(fā)展，電子式互感器中的各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程會(huì)得到進(jìn)一步的完善，客戶端與服務(wù)端之間的溝通和反饋質(zhì)量也會(huì)不斷得以提升。
3 結(jié)語(yǔ)
數(shù)字通信技術(shù)和數(shù)字同步技術(shù)在電子式互感器中的應(yīng)用，使電子互感器的優(yōu)勢(shì)凸現(xiàn)出來(lái)，改良了常規(guī)互感器在絕緣、精度、諧振、飽和等方面的問(wèn)題，也滿足了電力系統(tǒng)智能化和數(shù)字化的發(fā)展要求。電子式互感器測(cè)量精度非常高，有很好的絕緣性，安全性比較高；不存在電流互感器開(kāi)路或是電壓互感器短路的風(fēng)險(xiǎn)，電子式互感器動(dòng)態(tài)范圍比較大；它不含鐵芯，避免了鐵磁諧振現(xiàn)象的發(fā)生；輕便、易攜，有良好的暫態(tài)特性。在配置電子式互感器時(shí)，要綜合考慮其技術(shù)的科學(xué)性、先進(jìn)性以及經(jīng)濟(jì)性。對(duì)電子式互感器的研究要進(jìn)一步深入，不斷提高其穩(wěn)定性和可靠性，將羅氏線圈型電子互感器的高壓側(cè)改裝到低壓側(cè)，這是需要重點(diǎn)完善的技術(shù)，這樣可以有效減短停電的檢修時(shí)間。要進(jìn)一步推廣電子式互感器與斷路器、變電器的集成組合應(yīng)用，更好地實(shí)現(xiàn)客戶端與服務(wù)端的連接。伴隨著數(shù)字通信技術(shù)和數(shù)字同步技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，電子式互感器廠家的產(chǎn)品質(zhì)量也會(huì)逐步得到提升。
參考文獻(xiàn)：
[1]羅彥，段雄英，鄒積巖等.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(dòng)化，2012，36（9）：77-81，91.
[2]王化冰，翟子楠.組合式電子互感器的研究與設(shè)計(jì)[J].儀表技術(shù)與傳感器，2007，（5）：47-49.
[3]趙應(yīng)兵，周水斌，馬朝陽(yáng)等.基于IEC61850-9-2的電子式互感器合并單元的研制[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2010，38（6）.
[4]吳崇昊，陸于平，侯.基于時(shí)域連續(xù)有限沖激響應(yīng)濾波器的電子互感器采樣數(shù)據(jù)站間同步算法[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2006，26（12）：50-54.
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(kāi)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(kāi)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(kāi)，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(kāi)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)：
[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(jì)[J].工業(yè)儀表與自動(dòng)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(dòng)化，2012
（09）：77-81+91.
[3] 張明珠，李開(kāi)成，李振興，易楊.基于高精度采集卡的電子式互感器校驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，
2010（15）：114-118.
《數(shù)字通信與技術(shù)》是電信專業(yè)里一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，它是培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、動(dòng)手能力、思維能力的一個(gè)綜合課程。在教學(xué)中占有重要的地位，但是當(dāng)把《數(shù)字通信與技術(shù)》這門課程作為其他相關(guān)專業(yè)高年級(jí)學(xué)生的一門選修課程時(shí)，為了調(diào)動(dòng)高年級(jí)學(xué)生的積極性，就應(yīng)該把教學(xué)重點(diǎn)從一門基礎(chǔ)課程，轉(zhuǎn)移到一門普及型的科普課程，把調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性為主要目的。
1 項(xiàng)目教學(xué)，專題講授引起學(xué)生興趣
作為安排在畢業(yè)班年級(jí)的一門選修課程，考慮到課時(shí)和畢業(yè)班學(xué)生本身的情況。課程的目標(biāo)定位為是對(duì)數(shù)字通信和數(shù)字通信技術(shù)方面的基礎(chǔ)知識(shí)有所了解，對(duì)現(xiàn)在社會(huì)上正流行的一些新技術(shù)新知識(shí)有所觸及，建立一個(gè)初步的概念，是一個(gè)普及的過(guò)程。
作為畢業(yè)班的選修課程，主要是在學(xué)生進(jìn)入社會(huì)之前的最后一個(gè)學(xué)年里，讓學(xué)生選擇自己感興趣的一些其他專業(yè)或與自己專業(yè)相關(guān)的課程。由于時(shí)間原因，選修課程的課時(shí)相對(duì)較少。但是《數(shù)字通信與技術(shù)》這門課程涉及數(shù)學(xué)、電路、計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)等多方面的知識(shí)，理論性、綜合性、實(shí)踐性強(qiáng)，因此想讓學(xué)生在短的時(shí)間里獲得更多的知識(shí)量，更應(yīng)該安排好課程的內(nèi)容。采用項(xiàng)目教學(xué)的方法，把分散的知識(shí)點(diǎn)歸納整好到一起，安排成專題，再結(jié)合身邊實(shí)際的案例去講授介紹，能夠很好的調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
作為要進(jìn)入社會(huì)的高職畢業(yè)班學(xué)生，在完成了專業(yè)課和專業(yè)基礎(chǔ)課程之后，由于興趣或者學(xué)分所致，需要選修一門課程的。更應(yīng)該把學(xué)生的感受考慮到教學(xué)的環(huán)節(jié)中，如何迎合學(xué)生的心理，感興趣的心理和抵觸的心理。
項(xiàng)目教學(xué)內(nèi)容:
2 動(dòng)畫(huà)教學(xué)，課堂講授注重合理地利用多媒體課件
由于傳統(tǒng)的ppt課件整體比較呆板,動(dòng)態(tài)環(huán)節(jié)少，教學(xué)過(guò)程非常緊湊，教師難以根據(jù)課堂教學(xué)的實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整教學(xué)程序和教學(xué)內(nèi)容，不利于綜合運(yùn)用啟發(fā)式、提問(wèn)式、討論式教學(xué)法，從而限制了教師的課堂發(fā)揮，影響了師生之間的交流，再有為了使學(xué)生看清多媒體內(nèi)容往往教室光線暗，往往使學(xué)生昏昏欲睡，得不到學(xué)生的共鳴。對(duì)此很不適合處在畢業(yè)班的學(xué)生浮躁的心態(tài)，對(duì)此我認(rèn)為:（1）采用項(xiàng)目教學(xué)，準(zhǔn)備專題講座教案,改進(jìn)授課方式。課件采用flash動(dòng)態(tài)演示課件，授課時(shí)課件的切換速度一般要快于板書(shū)，因此，課件的制作要緊扣教學(xué)大綱，課件內(nèi)容要有嚴(yán)密的邏輯關(guān)系。利用多媒體強(qiáng)大的圖形、圖像處理功能，在課件中設(shè)計(jì)大量直觀、動(dòng)態(tài)的圖形圖像，通過(guò)對(duì)圖形圖像的講解使學(xué)生深入、全面、形象地理解數(shù)字通信技術(shù)的相關(guān)理論。（2）不拋棄板書(shū)，結(jié)合黑板教學(xué)，提高教學(xué)效果。對(duì)一些重點(diǎn)、難點(diǎn)的教學(xué)內(nèi)容，還是應(yīng)結(jié)合一定的黑板教
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學(xué)。從實(shí)際教學(xué)中得出反饋，這些內(nèi)容如果全部使用多媒體教學(xué)效果不一定好,學(xué)生往往走馬觀花，不能深刻理解實(shí)質(zhì)內(nèi)容，因此應(yīng)在多媒體教學(xué)的同時(shí)結(jié)合黑板教學(xué)，使學(xué)生能夠理解前因后果，從而提高教學(xué)效果。
信息理論是通信系統(tǒng)的理論基石，在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生對(duì)其概念理解困難。利用MATLAB將信息理論仿真數(shù)字通信系統(tǒng)，學(xué)生容易接受理論知識(shí)。同時(shí)，仿真系統(tǒng)具有可視化功能［1］，從中可直觀地觀察到信號(hào)在通信系統(tǒng)各部分中的運(yùn)行結(jié)果，有利于深入理解通信系統(tǒng)。通過(guò)修改系統(tǒng)的相應(yīng)參數(shù)，可以對(duì)該數(shù)字通信系統(tǒng)進(jìn)行仿真研究，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
1.數(shù)字通信系統(tǒng)一般模型
數(shù)字通信系統(tǒng)就是利用數(shù)字信號(hào)來(lái)傳遞信息的通信系統(tǒng)，包括：信源、信源編碼器、信道編碼器、信道、噪聲源、信道譯碼器、信源譯碼器、信宿。通信的任務(wù)是快速、準(zhǔn)確地傳遞信息，從消息的傳輸方面來(lái)說(shuō)，通信的有效性和可靠性是通信系統(tǒng)最主要的性能指標(biāo)［2］。
1.1信源編碼與譯碼
信源編碼的作用之一是設(shè)法減少碼元數(shù)目和降低碼元速率，即通常所說(shuō)的數(shù)據(jù)壓縮。碼元速率將直接影響傳輸所占的帶寬，而傳輸帶寬又直接反映了通信的有效性。作用之二是當(dāng)信息源給出的是模擬語(yǔ)音信號(hào)時(shí)，信源編碼器將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的數(shù)字化傳輸。信源譯碼是信源編碼的逆過(guò)程。
1.2信道編碼與譯碼
數(shù)字信號(hào)在信道傳輸時(shí)，由于噪聲、衰弱及人為干擾等，將會(huì)引起差錯(cuò)。為了減少差錯(cuò)，信道編碼器對(duì)傳輸?shù)男畔⒋a元按一定的規(guī)則加入保護(hù)成分（監(jiān)督元），組成所謂“抗干擾編碼”。接收端的信道譯碼器按一定規(guī)則進(jìn)行解碼，從解碼過(guò)程中發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤或糾正錯(cuò)誤，從而提高通信系統(tǒng)抗干擾能力，實(shí)現(xiàn)可靠通信。
2.信息理論
本設(shè)計(jì)仿真模型采用數(shù)字通信系統(tǒng)，包括：信源、信源編碼器、信道、噪聲源、信道譯碼器、信源譯碼器、信宿。其中信息源可以發(fā)出7個(gè)不同的碼字A，B，C，D，E，F(xiàn)，G，各碼字概率分別為“0.20，0.19，0.18，017，0.15，0.10，0.01”，信源編碼采用霍夫曼編碼，信道采用二元對(duì)稱信道，信源譯碼采用最小錯(cuò)誤概率譯碼原則。
霍夫曼于1952年提出了一種構(gòu)造緊致碼的方法，它就是“霍夫曼編碼法”。在霍夫曼編碼方案中，其步驟為：
（1）將信源消息（符號(hào)）按概率大小順序排列；
（2）從最小概率的兩個(gè)消息開(kāi)始編碼，并給以一定的規(guī)則，如最小概率的下支路變?yōu)?或0，大概率的上支路變?yōu)?或1；
（3）將已編碼的兩個(gè)消息對(duì)應(yīng)的概率合并，并重新按概率大小排序，重復(fù)步驟（2）；
（4）重復(fù)步驟（3），直到合并概率得到了1為止；
（5）編碼的碼字按后出先編的方式，即從概率歸一的樹(shù)根逆行至對(duì)應(yīng)消息。
下面具體說(shuō)明構(gòu)成方法，設(shè)原始數(shù)據(jù)序列概率為U，
U：（A B C D E F G）
0.20 0.19 0.18 0.17 0.15 0.10 0.01（大小順序已經(jīng)排列）
將概率最小的兩個(gè)符號(hào)F與G分別指定為“1”與“0”，然后將它們的概率相加，和為S1，再與原來(lái)的A-E組合并重新排序?yàn)椋?/p>
U1：（A B C D E S1）
0.20 0.19 0.18 0.17 0.15 0.11
對(duì)E與S1分別指定“1”與“0”后，再作概率相加得和為S2并重新排列，得到
U2：（S2 A B C D）
0.26 0.20 0.19 0.18 0.17
直到最后得到Ui=（0.61 0.39），分別以“1”和“0”為止。
則碼字“A”經(jīng)霍夫曼編碼后結(jié)果為“01”，碼字“B”經(jīng)霍夫曼編碼后結(jié)果為“00”，碼字“C”經(jīng)霍夫曼編碼后結(jié)果為“111”，碼字“D”經(jīng)霍夫曼編碼后結(jié)果為“110”，碼字“E”經(jīng)霍夫曼編碼后結(jié)果為“101”，碼字“F”經(jīng)霍夫曼編碼后結(jié)果為“1001”，碼字“G”經(jīng)霍夫曼編碼后結(jié)果為“1000”；
選擇譯碼規(guī)則的原則是使平均錯(cuò)誤概率最小，本設(shè)計(jì)采用二元對(duì)稱信道，如圖2所示：
在信道接收端接收到符號(hào)0時(shí)，譯碼只把它譯成0；接收到1時(shí)，把它譯成1，則正確的概率為p=0.99，錯(cuò)誤概率為p*=0.01。反之，如果規(guī)定在信道輸出端接收到符號(hào)0時(shí)，譯碼器把它譯成1；接收到1時(shí)，把它譯成0，則錯(cuò)誤概率為p*=0.99。本設(shè)計(jì)采用最小錯(cuò)誤概率譯碼原則，在信道接收端接收到符號(hào)0時(shí)，譯碼只把它譯成0；接收到1時(shí)，把它譯成1。
3.MATLAB仿真系統(tǒng)
3.1仿真系統(tǒng)界面
本設(shè)計(jì)通信系統(tǒng)模型由信源、信源編碼器、信道、噪聲源、信道譯碼器、信源譯碼器、信宿幾大部分組成。通過(guò)MATLAB面向?qū)ο螅?］［4］設(shè)計(jì)則仿真界面如圖3：
3.2功能實(shí)現(xiàn)
運(yùn)行通信系統(tǒng)仿真平臺(tái)的應(yīng)用程序M文件，對(duì)它進(jìn)行反復(fù)調(diào)試，使界面及各控件符合系統(tǒng)預(yù)定的功能，即可以完成數(shù)字通信系統(tǒng)的各個(gè)模塊的功能則系統(tǒng)設(shè)計(jì)成功。調(diào)試M文件完畢，在第一個(gè)輸入文本框中輸入信源符號(hào)“A，B，C，D，E，F(xiàn)，G”中的一個(gè)，其中各碼字概率依次為“0.20，0.19，0.18，0.17，0.15，0.10，0.01”。輸入“C”，經(jīng)過(guò)信源編碼（霍夫曼編碼）后生成碼字“111”，通過(guò)信道矩陣后產(chǎn)生多組碼字，通過(guò)信源譯碼（最小概率譯碼譯碼原則）消去其他干擾碼字，信源譯碼使用譯碼錯(cuò)誤概率最小原則，得到結(jié)果“111”，最后再譯出發(fā)送的碼字送入信宿。各模塊最終仿真結(jié)果如圖4所示。
4.結(jié)語(yǔ)
本文介紹了利用MATLAB軟件將信息理論在通信系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用，并給出了通信仿真方法，結(jié)果表明MATLAB通信仿真工具在教學(xué)和科研中具有良好的應(yīng)用前景，但是該系統(tǒng)還有很多地方有待進(jìn)一步完善。
參考文獻(xiàn)：
［1］王沫然.MATLAB與科學(xué)計(jì)算［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2003：157-230.
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(kāi)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(kāi)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(kāi)了工作組第一次會(huì)議，開(kāi)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(kāi)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)
[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(jì)算機(jī)與數(shù)字工程，2012，7期40卷：41-43.
[2]高樂(lè)，等.與電子式互感器接口的合并單元通信模型設(shè)計(jì)[J].電力建設(shè)， 2007，12期28卷： 95-97.
【中圖分類號(hào)】TN915 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】2095-3089 (2012)01-0009-01
通信技術(shù)正以前所未有的速度得以發(fā)展和應(yīng)用，它與計(jì)算機(jī)技術(shù)相互融合和滲透形成現(xiàn)代通信技術(shù)，如衛(wèi)星通信、微波通信、移動(dòng)通信、光纖通信等都屬于現(xiàn)代通信技術(shù)，它與我們息息相關(guān)，給我們的工作和生活帶來(lái)了日新月異的變化。因此，《現(xiàn)代通信技術(shù)》課程不僅要在通信工程專業(yè)開(kāi)設(shè)，同時(shí)還有必要在非通信工程專業(yè)開(kāi)設(shè)。
1 現(xiàn)代通信技術(shù)課程的目標(biāo)與內(nèi)容
《現(xiàn)代通信技術(shù)》作為一門為非通信工程專業(yè)本科學(xué)生開(kāi)設(shè)的課程，是通過(guò)知識(shí)的加工和優(yōu)化，在原《現(xiàn)代通信系統(tǒng)》與《通信原理》等課程基礎(chǔ)上整合而成，并向應(yīng)用性方向拓展[1]。由于非通信工程專業(yè)的學(xué)生沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)《現(xiàn)代通信系統(tǒng)》和《通信原理》課程，所以課程目標(biāo)是“輕理論，重應(yīng)用”，使學(xué)生初步了解關(guān)于通信系統(tǒng)的基本概念、數(shù)字通信系統(tǒng)的組成；了解現(xiàn)代通信系統(tǒng)中的電信交換、衛(wèi)星通信、微波通信、移動(dòng)通信、光纖通信等通信系統(tǒng)的基本原理、組成框架和最新應(yīng)用內(nèi)容。
現(xiàn)代通信技術(shù)課程由通信網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)、電信交換、無(wú)線通信、移動(dòng)通信和光傳輸網(wǎng)五大主要組成部分[2]，詳見(jiàn)圖1。
圖1 現(xiàn)代通信技術(shù)課程主要內(nèi)容
通信網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)包括模擬通信和數(shù)字通信（強(qiáng)調(diào)數(shù)字通信系統(tǒng)）、數(shù)字通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)如信源編碼技術(shù)、信道復(fù)用技術(shù)等、數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸、調(diào)制技術(shù)和差錯(cuò)控制技術(shù)等；電信交換包括常用的交換方式如電路交換和分組交換、數(shù)字程控交換、ISDN（綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)）和智能網(wǎng)；無(wú)線通信包括無(wú)線傳播的基本特性、無(wú)線通信的關(guān)鍵技術(shù)、典型的無(wú)線通信微波通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成和應(yīng)用；移動(dòng)通信包括移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)、典型的移動(dòng)通信系統(tǒng)GSM、CDMA和3G系統(tǒng)的原理、技術(shù)體制及應(yīng)用發(fā)展；光傳輸網(wǎng)包括管傳輸系統(tǒng)的組成和原理、SDH光傳輸網(wǎng)技術(shù)、光波分復(fù)用技術(shù)等。
2 傳統(tǒng)的現(xiàn)代通信技術(shù)教學(xué)方式的特點(diǎn)
傳統(tǒng)的教學(xué)方法是以知識(shí)學(xué)科體系為中心，先講述理論，在進(jìn)行一些驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)。《現(xiàn)代通信技術(shù)》課程的教學(xué)方式一致沿襲本科教育中學(xué)科體系的教學(xué)模式，從通信網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)到無(wú)線通信、移動(dòng)通信等，都過(guò)于側(cè)重理論，偏重知識(shí)的積累，內(nèi)容豐富，公式與性質(zhì)多，抽象難懂，這種教學(xué)方式的主要特點(diǎn)和弊端如下：
2.1 學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)感到枯燥，無(wú)法進(jìn)行創(chuàng)新能力培養(yǎng)。對(duì)于現(xiàn)代通信技術(shù)課程來(lái)說(shuō)，知識(shí)抽象、枯燥，特別是講到通信原理等摸不著看不見(jiàn)的知識(shí)時(shí)，學(xué)生更是不知所云。很多學(xué)生僅僅是被動(dòng)地在學(xué)習(xí)，沒(méi)有主動(dòng)參與的熱情，體會(huì)不到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，更談不上創(chuàng)新能力了。
2.2 教學(xué)過(guò)程中以原理知識(shí)為核心，而忽略了學(xué)生的數(shù)學(xué)功底和理論推導(dǎo)能力，使其缺乏學(xué)習(xí)的積極性；教學(xué)方法也是以傳授知識(shí)為主，忽視了學(xué)生的能力培養(yǎng)和工程設(shè)計(jì)鍛煉，導(dǎo)致知識(shí)與能力不協(xié)調(diào)。
2.3 理論和實(shí)際沒(méi)有很好地聯(lián)系起來(lái)，對(duì)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用只作點(diǎn)綴，學(xué)生動(dòng)手環(huán)節(jié)較少，更缺乏現(xiàn)場(chǎng)操作的經(jīng)驗(yàn)，無(wú)法滿足崗位需求。
3 現(xiàn)代通信技術(shù)課程的教學(xué)思路和教學(xué)模式
考慮到非通信工程專業(yè)的學(xué)生基本上沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)包括通信原理、信號(hào)與系統(tǒng)、隨機(jī)過(guò)程等課程，在教學(xué)中必須從實(shí)際出發(fā)，因材施教，遵循深入淺出、易于理解的原則，力求簡(jiǎn)潔明了，突出科普性，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣[3]。采取“多挖坑少鉆井”的方法，對(duì)現(xiàn)代通信技術(shù)課程中較深的知識(shí)進(jìn)行必要的刪減，比如通信網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)中的調(diào)制技術(shù)、語(yǔ)音編碼，電信交換中的數(shù)字交換單元的工作原理、信令系統(tǒng)，無(wú)線信道特性分析、擴(kuò)頻技術(shù)等知識(shí)點(diǎn)，只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的講解，使學(xué)生明白這些知識(shí)的基本概念。
3.1 教學(xué)內(nèi)容模塊化。
本課程對(duì)理論知識(shí)不要求過(guò)度深入，避免復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，建立模塊化的教學(xué)模式，參考圖1的課程內(nèi)容，將現(xiàn)代通信技術(shù)作為一個(gè)整體任務(wù)，并按主要內(nèi)容將這一任務(wù)分解成任務(wù)模塊：通信網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)模塊、電信交換模塊、無(wú)線通信模塊、移動(dòng)通信模塊和光傳輸模塊，每個(gè)模塊又分解為幾個(gè)子模塊。每個(gè)教學(xué)模塊都以具體的項(xiàng)目案例引出教學(xué)內(nèi)容，將枯燥的理論教學(xué)完全融入到一個(gè)個(gè)具體的任務(wù)中，抽象的知識(shí)就得到了具體的體現(xiàn)。這種教學(xué)方案不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還可以培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
3.2 教學(xué)方法多樣化。
課堂教學(xué)質(zhì)量的好壞直接影響到教學(xué)效果?！皾M堂灌”的傳統(tǒng)教學(xué)方法已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)在以“學(xué)生為主體”的課堂，而采用類比引證等深入淺出的方法進(jìn)行多維立體教學(xué)，則可事半功倍，大大提高教學(xué)質(zhì)量。
3.2.1 多維立體教學(xué)。
隨著多媒體技術(shù)的應(yīng)用，課堂上老師大都使用PPT進(jìn)行教學(xué)，不停地播放幻燈片，授課信息量大，內(nèi)容多，但這種教學(xué)方法很容易忽視學(xué)生對(duì)內(nèi)容的理解和接受程度。多維立體教學(xué)，就是靈活使用現(xiàn)代教學(xué)手段，使用“多媒體+網(wǎng)絡(luò)+板書(shū)”的教學(xué)模式，采用多種方法展現(xiàn)抽象的知識(shí)點(diǎn)，在圖、文、聲、像等方面為學(xué)生提供直觀感受，讓他們?cè)诙虝r(shí)間內(nèi)理解和接受大量的最新信息[4]。課堂上，可以充分利用多媒體放映PPT、圖片、動(dòng)畫(huà)和視頻等，課后學(xué)生可以登錄教學(xué)網(wǎng)站下載學(xué)習(xí)資料，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、論壇與老師進(jìn)行互動(dòng)交流。例如，在學(xué)習(xí)衛(wèi)星通信時(shí)，可以插入衛(wèi)星通信系統(tǒng)的圖片，播放最新衛(wèi)星通信的相關(guān)視頻等，讓學(xué)生直觀地理解相關(guān)內(nèi)容。
3.2.2 善于類比。
本課程設(shè)計(jì)很多的原理、概念，若只是將這些抽象的知識(shí)敘述出來(lái)則顯得枯燥無(wú)味，學(xué)生不易理解，而將這些知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活中我們常接觸的事物做類比則可以很好地理解[6]。例如，在講解無(wú)線通信中電磁波按照傳播方向的分類時(shí)可以將其與臺(tái)球的運(yùn)動(dòng)做類比，如圖2所示，這樣將抽象的看不見(jiàn)摸不著的電磁波也可以很容易的知道它包括直射波、反射波、繞射波和散射波等。
圖2 臺(tái)球的運(yùn)動(dòng)
再如，在講解移動(dòng)通信中的切換技術(shù)時(shí)，切換包括軟切換和硬切換，什么是切換？什么是軟切換？什么是硬切換呢？同樣也可以采取類比的方法。假設(shè)你在一個(gè)工作崗位呆久了，由于這樣或那樣的原因，想調(diào)整一下，但你不能終端工作，直接變成空閑狀態(tài)，因?yàn)槟愫茉诤豕ぷ魉鶐?lái)的收益，你不希望這個(gè)收益中斷（切換的目的就是為了提供無(wú)中斷的數(shù)據(jù)傳輸）。根據(jù)崗位變動(dòng)時(shí)，交接工作地開(kāi)展方式不同可以把崗位變動(dòng)分為溫柔換崗（類似于軟切換）和強(qiáng)行換崗（類似于硬切換）。溫柔換崗就是在和新的工作崗位進(jìn)行聯(lián)系時(shí)，舊崗位的工作也不已下載中斷，而是進(jìn)行相應(yīng)的交接工作；強(qiáng)行換崗就是和舊崗位徹底中斷，然后建立和新崗位的聯(lián)系。根據(jù)類比引出軟切換和硬切換的概念，學(xué)生就很容易理解了。
這種類比的方法不僅可以調(diào)節(jié)課堂氣氛，還可以深入淺出地將抽象難懂的知識(shí)讓學(xué)生在輕松地氣氛中理解并掌握。
3.3 教學(xué)模式工程化。
近年來(lái)，以美國(guó)麻省理工學(xué)院為首的世界幾十所大學(xué)展開(kāi)了CDIO工程教育模式的改革。CDIO是Conceived（構(gòu)思）、Design（設(shè)計(jì)）、Implement（實(shí)現(xiàn)）、Operate（運(yùn)作），是“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目的教育和學(xué)習(xí)”的集中概括和抽象表達(dá)[5]。該教學(xué)模式下，學(xué)生是學(xué)習(xí)主體，教師是教學(xué)主導(dǎo)。對(duì)于現(xiàn)代通信技術(shù)課程，教師首先要明確講授課程在專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)中的地位和作用，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。其次，教師要根據(jù)學(xué)生應(yīng)掌握的知識(shí)和能力，在教學(xué)中適當(dāng)穿插綜合性實(shí)驗(yàn)，促使學(xué)生自己動(dòng)手，帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)衛(wèi)星地面接收站、通信站等機(jī)房進(jìn)行觀摩，使理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來(lái)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力。在工程化的教學(xué)模式理念的指導(dǎo)下，我們可以改變以往重理論輕實(shí)踐、重視專業(yè)知識(shí)而忽視創(chuàng)新能力的教學(xué)方式，取得良好的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)
［1］ 張進(jìn)，劉亞峰. 高職《現(xiàn)代通信技術(shù)》工學(xué)結(jié)合課程開(kāi)發(fā)探討［N］. 職業(yè)教育研究，2011.1：94~96
［2］ 嚴(yán)曉華. 現(xiàn)代通信技術(shù)基礎(chǔ)（第二版）［M］.清華大學(xué)出版社，2010：1~290
［3］ 周友兵. 高職《數(shù)字通信技術(shù)與應(yīng)用》課程建設(shè)的探索與時(shí)間［N］. 程度航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，12（4）
關(guān)鍵詞:
電子式互感器；數(shù)字同步；數(shù)字通信
在數(shù)字化變電站運(yùn)行過(guò)程中，電子式互感器在電力測(cè)量和電力保護(hù)方面發(fā)揮著非常重要的作用。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，數(shù)字同步技術(shù)和數(shù)字通信技術(shù)是非常重要的部分，直接影響著電子式互感器的性能。通過(guò)應(yīng)用數(shù)字同步技術(shù)和數(shù)字通信技術(shù)，可以將已有的信息成果轉(zhuǎn)化成準(zhǔn)確性、可靠性更高的生產(chǎn)力投入電力系統(tǒng)中，可以顯著降低電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)成本，促進(jìn)電力行業(yè)的持續(xù)化發(fā)展。
1電子式互感器介紹
1.1電子互感器的基本概念
在進(jìn)行電子式互感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要借助采集器來(lái)完成高精度采集模擬電信號(hào)的工作，這樣才能確保電信號(hào)進(jìn)行正常的傳遞，完成工作。在電子式互感器中，最為重要的內(nèi)容是外部接口數(shù)字化和傳感原理新型化。在光源無(wú)源電子傳感器中，使用光學(xué)器件來(lái)進(jìn)行信號(hào)的傳輸和采集，這樣才能提高信號(hào)的傳遞功能。除此之外，還存在一種非光學(xué)有源電子式互感器，借助高壓測(cè)電子回路來(lái)對(duì)高精度的電子信號(hào)進(jìn)行采集，使用羅氏線圈等方式來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)用，并且傳輸信號(hào)給低壓電位[1]。
1.2電子互感器的主要特點(diǎn)
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也在快速的發(fā)展過(guò)程中。在電力系統(tǒng)中，數(shù)字化和智能化也在快速的普及，電子式互感器能夠充分的滿足實(shí)際的需求，并且其具備較高的精確度，設(shè)備在不同的運(yùn)行狀態(tài)下都可以進(jìn)行很好的測(cè)量。與此同時(shí),電子式互感器具有良好的絕緣性，操作起來(lái)也十分安全，并不會(huì)存在短路或者開(kāi)路的現(xiàn)象。在電子式互感器中，不存在鐵芯，所以不會(huì)出現(xiàn)鐵磁諧振的現(xiàn)象，并且便于攜帶、輕便。
1.3電子互感器的配置原則
處于110千伏以上的電壓環(huán)境中，需要對(duì)資金的投入量和技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行全面的考慮，可以使用常規(guī)互感器和電子式互感器來(lái)進(jìn)行配置；處于66千伏以下的電壓環(huán)境中，以配置敞開(kāi)配電裝置為基礎(chǔ)，再使用常規(guī)傳感器和電子式傳感器。
2電子式互感器的整體框架
如下圖1所示為電子式互感器的整體框架圖。其中，高壓測(cè)信號(hào)采集器的功能是對(duì)電信號(hào)進(jìn)行模擬，并且在高精準(zhǔn)度下對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集和上傳[2]。因此，將電子式互感器的采用機(jī)制下移至MU，省去了信號(hào)采集器向脈沖傳遞的操作，大大簡(jiǎn)化的信號(hào)傳遞系統(tǒng)。多個(gè)路線在信號(hào)采集結(jié)束之后，在MU處進(jìn)行匯合打包，使用通信協(xié)議棧向以太網(wǎng)來(lái)進(jìn)行采樣測(cè)量值數(shù)據(jù)包的發(fā)送，這一操作過(guò)程也直接決定了MU的特點(diǎn)即功能：多任務(wù)性和時(shí)效性。但是，從另一方面進(jìn)行分析，由于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的具備更強(qiáng)的靈活性和互操作性等特點(diǎn)，使得MU的時(shí)效性大大減弱，并且使得通信協(xié)議棧更加的復(fù)雜化。為了有效的解決上述問(wèn)題，降低任務(wù)實(shí)現(xiàn)的難度，制定出最新的標(biāo)準(zhǔn)即，IEC61850-9-2LE。制定的該項(xiàng)新標(biāo)準(zhǔn)在數(shù)據(jù)采用控制方面進(jìn)行了調(diào)整，選擇特地通信服務(wù)反映到以太網(wǎng)的鏈路層，僅僅對(duì)協(xié)議集的測(cè)量值發(fā)送服務(wù)進(jìn)行保留，從而大大降低了互操作性，對(duì)電子式互感器進(jìn)行了簡(jiǎn)化。由于需要對(duì)采用測(cè)量值進(jìn)行保護(hù)，則在PHY將原有的保護(hù)通道擴(kuò)展為8個(gè)，采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式來(lái)對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。
3數(shù)字同步技術(shù)的應(yīng)用
對(duì)于電力系統(tǒng)來(lái)講，由于不同設(shè)備在運(yùn)作過(guò)程中產(chǎn)生的電壓信號(hào)和電流信號(hào)不同，并且需要借助公共時(shí)鐘脈沖處理之后才能進(jìn)行同步?，F(xiàn)有的技術(shù)下，使用最為廣泛的公共時(shí)鐘脈沖為：PPS碼和B碼。這兩種類型的公共時(shí)鐘脈沖主要運(yùn)用在電壓和電流信號(hào)的處理過(guò)程中[3]。其主要的優(yōu)勢(shì)是能夠以秒為單位進(jìn)行同步，確保電壓和電流的頻率按照每秒一次的狀態(tài)進(jìn)行工作。以此基礎(chǔ)所形成的以太網(wǎng)PTP時(shí)間計(jì)算方式能夠有效的從傳遞時(shí)間在時(shí)鐘節(jié)點(diǎn)運(yùn)行過(guò)程中所形成的PPT報(bào)文的計(jì)算方式來(lái)進(jìn)行偏差數(shù)值的獲取，這樣才能夠有效的對(duì)數(shù)值進(jìn)行調(diào)整實(shí)現(xiàn)同步。在數(shù)據(jù)值輸送過(guò)程中，MU在對(duì)所采集到的信息進(jìn)行數(shù)字化處理的過(guò)程匯總，能夠有效的借助信號(hào)干預(yù)能力來(lái)對(duì)信號(hào)進(jìn)行延遲處理，從而有效的解決信號(hào)在A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程中出現(xiàn)的延遲現(xiàn)象。信號(hào)在延遲過(guò)程中，借助FIR濾波器群來(lái)對(duì)延遲之后的信號(hào)進(jìn)行處理，并且與MU數(shù)字化處理之后的信號(hào)進(jìn)行同步延遲，借助以太網(wǎng)控制器來(lái)對(duì)所轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行發(fā)送。從這一角度進(jìn)行分析，在電力系統(tǒng)中各種類型的設(shè)備在電壓和電流信號(hào)的產(chǎn)生、傳送、處理過(guò)程中，最為關(guān)鍵的部分是高階FIR濾波器裝置。假設(shè)所有數(shù)據(jù)信息采集的周期為50us，一般性64階結(jié)構(gòu)FIR濾波器裝置能夠起到的延時(shí)時(shí)間為1.5ms。從這個(gè)方面來(lái)進(jìn)行分析，只借助傳統(tǒng)意義上的插值運(yùn)算方法是無(wú)法對(duì)設(shè)備的電流、電壓信號(hào)在信號(hào)采集、傳送、處理過(guò)程中所產(chǎn)生的延遲問(wèn)題技能型補(bǔ)償。因此，需要采取有針對(duì)性的方式來(lái)對(duì)其進(jìn)行處理，但是，需要注意以下幾方面的問(wèn)題：首先，借助數(shù)字移相器來(lái)對(duì)延時(shí)的信號(hào)進(jìn)行處理并且在獲得相位均衡的過(guò)程中，需要借助阻容網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)算放大器來(lái)組成的結(jié)構(gòu)對(duì)移相電路進(jìn)行表示，電路示意圖如下圖1所示。由圖1可以看出，模擬移相器連續(xù)傳遞的數(shù)值與電路示意圖1中所顯示的電阻值、電容值有著直接的關(guān)系。因此，在信號(hào)傳遞、采集和處理過(guò)程中引入拉普拉斯變換復(fù)變量參數(shù)，能夠有效的對(duì)系統(tǒng)的連續(xù)信號(hào)進(jìn)行獲取，并且有效的模擬角頻率和拉普拉斯變換復(fù)變量參數(shù)將其引入到移相器中從而進(jìn)行函數(shù)傳遞。通過(guò)對(duì)相拼特性進(jìn)行分析之后發(fā)現(xiàn)，圖1所示的整個(gè)模擬移相器在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理過(guò)程中所顯示的移相數(shù)值在0-180°范圍內(nèi)進(jìn)行變化。對(duì)模擬移相器進(jìn)行校正和調(diào)節(jié)之后，能夠有效的獲取出方差函數(shù)最小點(diǎn)的參數(shù)，最終能過(guò)獲得數(shù)字同步處理所需要的數(shù)值。其次，使用插值重采樣操作方式能夠有效的實(shí)現(xiàn)電子互感器中數(shù)據(jù)信息的同步傳遞，這也是現(xiàn)階段中使用最為普遍的一種方式。MU能夠有效的兼容并且借助兩種不同類型的格式碼。此外，在FPGA支持下的數(shù)據(jù)同步處理模塊中，能夠有效的將時(shí)間間隔控制在1S內(nèi)，并且對(duì)同步脈沖頭進(jìn)行均勻的處理，從而形成多個(gè)均勻的時(shí)間切片，每一個(gè)時(shí)間切片位置都有一個(gè)獨(dú)立的采樣脈沖信號(hào)與其相對(duì)應(yīng)。因此來(lái)講，以數(shù)據(jù)采集和傳送過(guò)程中所獲得的采用脈沖信號(hào)為基礎(chǔ)，來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行插值處理，能夠有效的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的同步。
4數(shù)字通信技術(shù)的應(yīng)用
當(dāng)傳感器處于高壓環(huán)境中時(shí)，一般會(huì)出現(xiàn)一些數(shù)值較小的模擬量。在數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行傳遞的過(guò)程中，為了有效的降低對(duì)能源的損耗，一般采用離散數(shù)據(jù)信號(hào)來(lái)進(jìn)行傳遞。但是，在光纖通信過(guò)程中，可以將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，降低了能耗的損耗，并且完成了信號(hào)傳遞工作。與模擬通信進(jìn)行比較，數(shù)字通信具有較高的傳遞質(zhì)量，這也是為什么在通信系統(tǒng)中使用廣泛的重要原因之一。在數(shù)字通信中，采用數(shù)據(jù)編碼的方式來(lái)對(duì)電路中的電信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，使其轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)在光纖中進(jìn)行傳遞。借助光電轉(zhuǎn)化器來(lái)對(duì)光信號(hào)進(jìn)行接收，然后再將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，從而完成信號(hào)傳輸?shù)墓ぷ?。?shù)字廣信通信中最為主要的信號(hào)是光源。因此來(lái)講，選擇傳輸碼就顯得極其的重要。大多數(shù)碼型都可以使用在光纖通信中。但是，在實(shí)際的選擇過(guò)程中，需要重點(diǎn)選擇一些具有獨(dú)立性的比特序列，這樣可以大大減少獲取或者接收失誤碼的現(xiàn)象。為了更好的對(duì)信號(hào)進(jìn)行信息的提取，不能出現(xiàn)長(zhǎng)串的1或者0，并且還需要對(duì)碼速率進(jìn)行有效的控制，降低碼光功率的消耗。由于電子式傳感器存在一定的傳輸距離，有可能無(wú)法及時(shí)的供應(yīng)能量，因此，無(wú)法使用上述的編碼方式來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)的傳遞。因此，借助數(shù)字傳輸?shù)姆绞?，使用?shù)據(jù)編碼、異步串行傳輸?shù)姆绞絹?lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)的傳遞，能夠有效的保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性和精確度。在光纖數(shù)字通信過(guò)程中，需要采用編碼工具來(lái)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼，然后再將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)在光線中進(jìn)行傳輸。在電子式互感器中，也可以使用數(shù)字編碼、信號(hào)轉(zhuǎn)變的方式來(lái)進(jìn)行信號(hào)的傳遞。通過(guò)對(duì)電子式黃安琪的特點(diǎn)進(jìn)行分析，在數(shù)據(jù)信號(hào)傳遞的過(guò)程中，可以使用門電路觸發(fā)器和雙溫觸發(fā)器等。在數(shù)據(jù)開(kāi)始進(jìn)行編碼之前，需要借助雙溫觸發(fā)器來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)的輸出狀態(tài)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，如果數(shù)據(jù)顯示為0，則雙溫觸發(fā)器的狀態(tài)保持不變；如果數(shù)據(jù)顯示為1，則需要再次對(duì)雙溫觸發(fā)器進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。采用這種編碼方式進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)處理時(shí)，為了更好的發(fā)揮其功效，需要對(duì)狀態(tài)為0的編碼電路進(jìn)行確定，并且根據(jù)系統(tǒng)時(shí)鐘頻率的二分之一來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)時(shí)鐘頻率的確定。在低電壓測(cè)，為了更好的對(duì)原始的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行解碼，需要在低電壓測(cè)對(duì)數(shù)據(jù)和時(shí)鐘進(jìn)行恢復(fù)，這樣才能更好的解碼數(shù)據(jù)信號(hào)。在數(shù)據(jù)通信技術(shù)的使用過(guò)程中，時(shí)鐘信號(hào)的重要性不容忽視，直接對(duì)影響到電子互感器系統(tǒng)中信號(hào)的傳遞質(zhì)量等。在進(jìn)行時(shí)鐘信號(hào)恢復(fù)過(guò)程中，主要是為了獲取更加真實(shí)有效的數(shù)據(jù)信號(hào)，因此，需要將信號(hào)中存在的抖動(dòng)和噪音去除，以便于更好的進(jìn)行后續(xù)的工作。在這種情況下，系統(tǒng)才能提供更加真實(shí)有效的信號(hào)，對(duì)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行恢復(fù)，為系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供強(qiáng)有力的支持。
5結(jié)論
綜上所述，電力式互感器作為電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)控制和檢測(cè)時(shí)常用的一種設(shè)備，對(duì)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的穩(wěn)定性優(yōu)比較大的影響。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字技術(shù)在電子互感器中得到了廣泛的應(yīng)用，提高了電子式互感器的質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)：
[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(jì)[J].工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置,2012,02:40-43+47.
【中圖分類號(hào)】G42 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810（2013）21-0051-03
信息社會(huì)，電子與通信技術(shù)的發(fā)展加快了人類社會(huì)的文明化進(jìn)程。在電子與通信類專業(yè)的課程結(jié)構(gòu)中，通信原理是極為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。該課程的教學(xué)任務(wù)在于講授通信系統(tǒng)的基本概念和基本原理，教學(xué)目的在于讓學(xué)生掌握通信系統(tǒng)的基本組成、理論原理、實(shí)現(xiàn)方法和系統(tǒng)性能，能夠在后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和工作中靈活應(yīng)用，并激發(fā)他們對(duì)通信學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情，使他們有足夠的自信和能力來(lái)適應(yīng)這一日新月異的領(lǐng)域。該課程內(nèi)容涉及隨機(jī)過(guò)程、復(fù)變函數(shù)與積分變換、信息論、信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理等多方面的知識(shí)。
高等教育是人才培養(yǎng)的主渠道，而教師則是決定學(xué)校教育質(zhì)量的關(guān)鍵。在20世紀(jì)80年代的西方教師專業(yè)化運(yùn)動(dòng)中，美國(guó)斯坦福大學(xué)的Shulman教授提出了“學(xué)科教學(xué)知識(shí)”（Pedagogical Content Knowledge，PCK，也有人譯為教育學(xué)內(nèi)容知識(shí)、教學(xué)學(xué)科知識(shí)、學(xué)科內(nèi)容教學(xué)知識(shí)等）這一重要概念。舒爾曼認(rèn)為，學(xué)科教學(xué)知識(shí)是學(xué)科知識(shí)和教育學(xué)知識(shí)的特殊混合體，是教師對(duì)學(xué)科知識(shí)獨(dú)特的專業(yè)理解，為教師所特有，是“教師對(duì)如何幫助學(xué)生理解具體學(xué)科內(nèi)容而做出的理解”。學(xué)科教學(xué)知識(shí)使教師學(xué)會(huì)思考和組織學(xué)科理論的疑難研究和創(chuàng)新，使之與學(xué)習(xí)者多樣的興趣與不同的能力相適應(yīng)，從而組織教學(xué)。學(xué)科教學(xué)知識(shí)的提出，為教師的專業(yè)化發(fā)展提供了理論依據(jù)。學(xué)科教學(xué)知識(shí)是教師在教學(xué)中將特定的學(xué)科教學(xué)內(nèi)容加工轉(zhuǎn)化形成的、能為學(xué)生領(lǐng)悟的知識(shí)。學(xué)科教學(xué)知識(shí)的形成，需要教師首先對(duì)學(xué)科知識(shí)、教育理論、學(xué)生基礎(chǔ)、知識(shí)應(yīng)用等不斷進(jìn)行學(xué)習(xí)融合；其次對(duì)教學(xué)過(guò)程、教學(xué)效果反復(fù)歸納、總結(jié)，然后對(duì)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不斷豐富，最終對(duì)教學(xué)水平不斷提高。因此，學(xué)科教學(xué)知識(shí)具有理論性、實(shí)踐性和個(gè)體性。學(xué)科教學(xué)知識(shí)的形成揭示了教師教學(xué)能力提高發(fā)展的復(fù)雜過(guò)程，使對(duì)提高教師教學(xué)能力和教學(xué)水平的研究更為深入與科學(xué)。因此，快速形成學(xué)科教學(xué)知識(shí)能力并科學(xué)發(fā)展，對(duì)一名新世紀(jì)的教師來(lái)說(shuō)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
在此，我們以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，按照“第一要義是發(fā)展，核心是以人為本，基本要求是全面協(xié)調(diào)可持續(xù)，根本方法是統(tǒng)籌兼顧”的要求，本著遵循教學(xué)規(guī)律、提高教學(xué)質(zhì)量的原則，通過(guò)加強(qiáng)教師學(xué)科教學(xué)知識(shí)，對(duì)通信原理課程教學(xué)進(jìn)行積極的探索。
一 以人為本，要樹(shù)立以學(xué)生為主體的教育理念
以人為本，體現(xiàn)在課程教學(xué)中就是要以學(xué)生為主體，以使學(xué)生理解掌握課程內(nèi)容為目的，以提高通信原理課程教學(xué)質(zhì)量為基礎(chǔ)，圍繞學(xué)生成才組織教學(xué)活動(dòng)，構(gòu)建以“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的新型教學(xué)模式。這就要求我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中注重以下三點(diǎn)：
1.尊重學(xué)生的人格
教學(xué)過(guò)程是師生交往、積極互動(dòng)、共同提高的過(guò)程，是教師教與學(xué)生學(xué)的和諧統(tǒng)一。因此，教師要尊重學(xué)生、愛(ài)護(hù)學(xué)生，形成“民主平等、尊師愛(ài)生、情感交融、協(xié)力合作”的新型師生關(guān)系。師生在人格上是平等的，在課堂活動(dòng)中是民主的，在相處的氛圍中是融洽的，這樣有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，提高課堂教學(xué)效果。
2.珍惜學(xué)生的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)
學(xué)生來(lái)校學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)難得，作為教師要認(rèn)真?zhèn)浜妹恳惶谜n、講好每一堂課，使每一堂課學(xué)生都能有所收獲。這就要求廣泛搜集課程資料，融會(huì)貫通地講授內(nèi)容，設(shè)計(jì)構(gòu)思好講授方法。教師在備課時(shí)，可以進(jìn)行換位思考，即將自己扮演成學(xué)生的角色，感受學(xué)生的困惑，思考講解的技巧，做到有的放矢，尋找到最佳的切入點(diǎn)和突破口，目的是使學(xué)生更好地理解知識(shí)要點(diǎn)，攻克知識(shí)難點(diǎn)，在最短的時(shí)間內(nèi)收到最佳的教學(xué)效果。
3.調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性
課堂教學(xué)是學(xué)校教育的主陣地、是學(xué)生掌握知識(shí)的主渠道，如何有效地提高課堂教學(xué)效果，是每位教師的職責(zé)和義務(wù)。因此，在教學(xué)過(guò)程中要采取合適的教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。在通信原理的實(shí)際課程教學(xué)中，我們實(shí)施了啟發(fā)式、討論式、設(shè)計(jì)式、情境式、協(xié)同式等教學(xué)方法，尤其是備課時(shí)采用換位思考法做了充分的教學(xué)準(zhǔn)備，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，收到了良好的教學(xué)效果。
二 全面協(xié)調(diào)，統(tǒng)籌處理五個(gè)關(guān)系，搞好課程教學(xué)
在課程教學(xué)中，目前普遍存在的問(wèn)題是知識(shí)的無(wú)限性與課時(shí)的有限性、科技發(fā)展的快速性與教學(xué)內(nèi)容的相對(duì)滯后性之間的矛盾。通信原理課程教學(xué)同樣如此，為此我們必須認(rèn)真進(jìn)行課程改革：（1）明確該課程在整個(gè)課程體系（即學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)）中的地位和作用；（2）研究和處理該課程與其他相關(guān)課程之間的內(nèi)容接口聯(lián)系；（3）對(duì)現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行推陳出新，及時(shí)跟蹤學(xué)術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)。在這樣的統(tǒng)一思想下，必須注重協(xié)調(diào)處理好以下五個(gè)關(guān)系。
1.教學(xué)內(nèi)容與授課學(xué)時(shí)數(shù)的關(guān)系
在課堂授課中，我們選用的是樊昌信教授主編的《通信原理》（第六版），這是國(guó)家十一五規(guī)劃教材，也是眾多院校通信專業(yè)研究生入學(xué)考試的指定參考教材，內(nèi)容豐富翔實(shí)、理論體系完整、知識(shí)點(diǎn)覆蓋面廣。內(nèi)容主要包括通信基礎(chǔ)知識(shí)與模擬通信原理、數(shù)字和模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸以及數(shù)字信號(hào)的最佳接收原理、數(shù)字通信中的編碼和同步技術(shù)等三部分，推薦學(xué)時(shí)為90學(xué)時(shí)。而本校教學(xué)計(jì)劃中規(guī)定為80學(xué)時(shí)，其中還有20學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，理論講授只有60學(xué)時(shí)。因此，根據(jù)前后課程的設(shè)置，跳過(guò)確知信號(hào)這一章?？紤]到《通信原理》的很多章節(jié)中（尤其是信號(hào)檢測(cè)）都會(huì)用到隨機(jī)過(guò)程的知識(shí)，隨機(jī)信號(hào)分析既是通信原理的分析方法，也是其技術(shù)基礎(chǔ)，故進(jìn)行了重點(diǎn)講授。同時(shí)將信道編碼放在后續(xù)課程“信息論與編碼”中講授，這樣能在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)將課程的主要內(nèi)容講深、講透，將知識(shí)點(diǎn)融會(huì)貫通。
2.核心內(nèi)容與拓展知識(shí)的關(guān)系
通信原理課程自身特點(diǎn)顯著——抽象概念多、數(shù)學(xué)推導(dǎo)多、邏輯性強(qiáng)，是后續(xù)多門課程的基礎(chǔ)，教師在教學(xué)中必須緊緊抓住核心內(nèi)容。段梅梅在《傳道、授業(yè)、解惑在“通信原理”課程教學(xué)中的應(yīng)用》一文中指出，“道”是通信原理的精髓，即通信中最基本的原理和核心觀點(diǎn)；“業(yè)”是通信原理的基本研究方法、基本性能指標(biāo)和知識(shí)體系；“惑”是學(xué)生理解上的難點(diǎn)和實(shí)踐中遇到的問(wèn)題。在授課過(guò)程中，教師可以按照傳“道”、授“業(yè)”、解“惑”，將核心目標(biāo)講清、講透，使學(xué)生理解掌握。如在數(shù)字調(diào)制中，2ASK、2FSK、2PSK是多進(jìn)制調(diào)制和新型調(diào)制技術(shù)的基礎(chǔ)，我們從數(shù)學(xué)原理、實(shí)現(xiàn)方法、解調(diào)方法、功率譜、帶寬、抗噪聲性能等逐一分析，相互比較，使學(xué)生不僅理解了三種調(diào)制原理調(diào)制方法，而且明確了相互關(guān)系和各自特點(diǎn)。同時(shí)，隨著移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信和計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，新的數(shù)字載波調(diào)制技術(shù)不斷涌現(xiàn)，因此對(duì)多進(jìn)制調(diào)制和新的調(diào)制技術(shù)在課堂上進(jìn)行了適當(dāng)介紹，并指定相關(guān)參考書(shū)，由學(xué)生自學(xué)，教師輔導(dǎo)答疑。
3.傳統(tǒng)教學(xué)方法與現(xiàn)代教學(xué)方法的關(guān)系
傳統(tǒng)教學(xué)方法主要是指在課堂上教師講、學(xué)生聽(tīng)、進(jìn)行知識(shí)灌輸?shù)囊环N教學(xué)方法。該方法的教學(xué)過(guò)程和結(jié)果往往是教師滿堂灌、學(xué)生被動(dòng)學(xué)、學(xué)生興趣低、教學(xué)效果差。而現(xiàn)代教學(xué)方法則強(qiáng)調(diào)實(shí)行啟發(fā)式和討論式教學(xué)，教師在課堂上注重思路明晰、突出重點(diǎn)；注重與學(xué)生互動(dòng)、調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性；注重引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。在通信原理教學(xué)中，我們?cè)囆辛恕盎趩?wèn)題式學(xué)習(xí)”（Problem Based on Learning，簡(jiǎn)稱PBL）的教學(xué)方法，設(shè)置了“抓住一個(gè)主線——抗干擾，理解兩個(gè)指標(biāo)——有效性和可靠性，掌握三種調(diào)制——幅度調(diào)制、頻率調(diào)制和相位調(diào)制，把握四個(gè)準(zhǔn)則——香農(nóng)公式、奈奎斯特第一準(zhǔn)則、奈奎斯特第二準(zhǔn)則和抽樣定理”等核心問(wèn)題，由學(xué)生根據(jù)課程內(nèi)容查閱相關(guān)資料進(jìn)行歸納總結(jié)，最終使學(xué)生能縱橫聯(lián)想、前后貫通，加深對(duì)課程內(nèi)容的理解、掌握。
4.常規(guī)實(shí)驗(yàn)與虛擬實(shí)驗(yàn)的關(guān)系
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是驗(yàn)證和加深課堂講授知識(shí)、提高學(xué)生對(duì)抽象概念理解能力的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)。通信原理安排了20學(xué)時(shí)、共5個(gè)實(shí)驗(yàn)，包括三部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。第一部分以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，如普通雙邊帶調(diào)幅與解調(diào)實(shí)驗(yàn)、2ASK、2FSK、2PSK（2DPSK）調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)、脈沖幅度調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)、脈沖編碼調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)等，重點(diǎn)是形象直觀地演示調(diào)制解調(diào)的原理，使學(xué)生加深對(duì)知識(shí)的理解。這些實(shí)驗(yàn)在課堂講授后立即進(jìn)行，使理論課和實(shí)驗(yàn)課相得益彰。第二部分是綜合性實(shí)驗(yàn)，如數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、模擬通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、數(shù)字和模擬通信終端實(shí)驗(yàn)等，重點(diǎn)是使學(xué)生了解通信系統(tǒng)中的若干變換與反變換，掌握系統(tǒng)的概念。第三部分是開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)，我們將剩余實(shí)驗(yàn)開(kāi)放，學(xué)生可根據(jù)個(gè)人的興趣愛(ài)好進(jìn)行選做，也可自行擬定實(shí)驗(yàn)題目和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。此外，考慮到通信原理內(nèi)容豐富，可做多個(gè)驗(yàn)證型和綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，但學(xué)時(shí)有限，只能重點(diǎn)選做。因此，在后續(xù)課程MATLAB語(yǔ)言及應(yīng)用中，利用通信工具箱中的信源編碼、糾錯(cuò)編碼、信道、調(diào)制解調(diào)等庫(kù)函數(shù)和模塊開(kāi)設(shè)了通信原理的計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)，對(duì)其硬件實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了補(bǔ)充和完善。
5.現(xiàn)代教學(xué)手段與傳統(tǒng)教學(xué)手段的關(guān)系
教學(xué)手段是完成教務(wù)任務(wù)、實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的的重要途徑。傳統(tǒng)教學(xué)手段（主要是指黑板加粉筆）和現(xiàn)代教學(xué)手段（主要是指多媒體課件）各有利弊：前者清晰易懂，適用于講授數(shù)學(xué)推導(dǎo)和理論性強(qiáng)的課程，學(xué)生能緊跟教師思路，邊記筆記邊理解；后者形象直觀，信息量大，適用于介紹性多、公式推導(dǎo)少的課程。在授課過(guò)程中要根據(jù)不同課程的性質(zhì)和特點(diǎn)，選用不同的教學(xué)手段，并注重兩者的交叉使用。在通信原理教學(xué)中，我們根據(jù)不同章節(jié)內(nèi)容選用了多種教學(xué)手段。如幅度調(diào)制、頻率調(diào)制和相位調(diào)制，其理論性強(qiáng)、數(shù)學(xué)推導(dǎo)較多。教學(xué)手段以板書(shū)為主，輔以多媒體課件顯示其調(diào)制波形，并利用Flas效果模擬，使枯燥的原理教學(xué)變得直觀具體、生動(dòng)形象；也使學(xué)生學(xué)有興趣、理解全面、記憶深刻。而在講授緒論時(shí)，介紹性內(nèi)容偏多，則以多媒體課件為主。在講授數(shù)字信號(hào)的最佳接收時(shí)，則全部采用板書(shū)進(jìn)行。
三 可持續(xù)發(fā)展，加強(qiáng)課程學(xué)科教學(xué)知識(shí)的應(yīng)用
講授通信原理課程的教師應(yīng)不斷加強(qiáng)學(xué)科教學(xué)知識(shí)，并能熟練地運(yùn)用于教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中。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)際訓(xùn)練環(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。核心是教授學(xué)生通信知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)識(shí)素養(yǎng)，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
1.學(xué)科知識(shí)傳授方面，教學(xué)重點(diǎn)放在數(shù)字通信系統(tǒng)部分
“通信原理”課程內(nèi)容包括通信的基本理論、模擬調(diào)制、數(shù)字傳輸、編碼技術(shù)幾大部分。由于現(xiàn)代通信的發(fā)展方向是數(shù)字通信，因此，教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)在數(shù)字通信系統(tǒng)部分。在課程的開(kāi)始階段，讓學(xué)生準(zhǔn)確把握數(shù)字通信系統(tǒng)的組成、各模塊的功能，使學(xué)生能把課程的重點(diǎn)內(nèi)容有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)。在學(xué)習(xí)具體知識(shí)點(diǎn)時(shí)，能明確它們?cè)谕ㄐ畔到y(tǒng)中所起的作用，收到“既見(jiàn)樹(shù)木，又見(jiàn)森林”的效果。“通信原理”是一門理論和實(shí)踐并重的課程，在理論教學(xué)方面，要讓學(xué)生掌握通信系統(tǒng)的基本組成、基本原理和分析方法。為了提高教學(xué)效果，在課堂上可以采用設(shè)問(wèn)思考和逆向思考提問(wèn)等教學(xué)方法，引發(fā)學(xué)生思考，啟迪學(xué)生思維，激起學(xué)生的求知欲。在教學(xué)過(guò)程中，注意觀察學(xué)生的理解能力。在備課時(shí)，采用換位思考法，感受學(xué)生的困惑，考慮講解的技巧，以最短的授課時(shí)間收到最佳的教學(xué)效果。同時(shí)，根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容，注意將學(xué)生自學(xué)知識(shí)和精講重難點(diǎn)結(jié)合起來(lái)。在每章或小節(jié)結(jié)束時(shí)，注意及時(shí)進(jìn)行課程總結(jié)，使學(xué)生鞏固所學(xué)內(nèi)容，便于進(jìn)行后續(xù)學(xué)習(xí)。
2.介紹新技術(shù)、新知識(shí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
“通信原理”是通信專業(yè)的基礎(chǔ)課程，最新科技與成果很難及時(shí)寫(xiě)入教材，用什么教材講什么內(nèi)容的傳統(tǒng)也使得學(xué)生對(duì)新科技、新成果知之較少。而通信的發(fā)展日新月異，新技術(shù)層出不窮，如何在有限的課時(shí)里讓學(xué)生既能掌握通信基本理論，又盡量領(lǐng)悟更多通信方面的新理論和新技術(shù)是教學(xué)中需要解決的問(wèn)題之一。我們?cè)诮虒W(xué)中必須以教材內(nèi)容為主線，穿插講授最新科技知識(shí)。如在講解通信原理基本理論的同時(shí)，介紹移動(dòng)通信的發(fā)展?fàn)顩r、移動(dòng)通信中常用多址方式、3G技術(shù)等內(nèi)容，既能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，開(kāi)拓其視野，又能為他們將來(lái)從事新領(lǐng)域的研究指明方向。
3.通過(guò)多媒體和仿真輔助教學(xué)，加深對(duì)基本原理的理解
廣泛采用多媒體教學(xué)，并在課件設(shè)計(jì)上注意體現(xiàn)知識(shí)的建構(gòu)過(guò)程，重視知識(shí)要點(diǎn)的剖析，提高學(xué)生主體參與度；在課堂講解上，注意及時(shí)提煉重點(diǎn)知識(shí)，避免讓學(xué)生只看不思考，便于學(xué)生理解掌握原理，從而促成傳統(tǒng)教學(xué)和多媒體教學(xué)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)；同時(shí)，利用仿真軟件對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行仿真演示，提高學(xué)生的理解力，培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)觀。
4.加強(qiáng)教學(xué)實(shí)踐，鞏固所學(xué)內(nèi)容
“通信原理”是一門實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的課程，為了幫助學(xué)生鞏固所學(xué)內(nèi)容、加深理解，筆者在教學(xué)中采用兩種方法來(lái)提高教學(xué)效果。第一，利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；第二，利用MATLAB仿真軟件編寫(xiě)仿真程序，并課堂演示。如仿真實(shí)現(xiàn)多種解調(diào)方式的誤碼率曲線，可以讓學(xué)生直觀地了解它們之間的性能差異，體會(huì)“面對(duì)面”交流的樂(lè)趣。而編程基礎(chǔ)較好的學(xué)生可以開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單的數(shù)字通信系統(tǒng)，重點(diǎn)讓學(xué)生練習(xí)使用信源編碼信道及接收機(jī)的仿真實(shí)現(xiàn)等。這樣，不僅能提高學(xué)生的編程能力，而且還加深他們對(duì)整個(gè)通信系統(tǒng)的理解。
四 結(jié)束語(yǔ)
“通信原理”是信息化技術(shù)的一個(gè)重要基礎(chǔ)，隨著信息化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，必將發(fā)揮更加重要的作用。而這將引發(fā)從教學(xué)對(duì)象到教學(xué)內(nèi)容的一系列變革。因此，我們必須與時(shí)俱進(jìn)，以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，牢固樹(shù)立以學(xué)生為主體的教育理念，全面協(xié)調(diào)、統(tǒng)籌處理好五個(gè)關(guān)系，搞好課程教學(xué)；必須要加強(qiáng)課程學(xué)科教學(xué)知識(shí)的應(yīng)用、因材施教、靈活配置、創(chuàng)新應(yīng)用教學(xué)方法，上好每一堂課。只有這樣，才能實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]馮素.構(gòu)建和諧校園的思考[J].教育，2007（15）
[2]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[J].桂林電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2007（4）
[3]張立毅.以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)培養(yǎng)高素質(zhì)通信工程人才[J].科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2008（6）
[4]方家銀、石靖.淺談網(wǎng)絡(luò)對(duì)繼續(xù)教育的促進(jìn)作用[J].繼續(xù)教育，2012（4）
[5]顧明遠(yuǎn).在沒(méi)有壓力下會(huì)學(xué)得更好[J].中國(guó)教育學(xué)刊，2005（4）
