时间:2022-06-28 05:30:29
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关键词:留守儿童; 心理健康教育; 班主任; 心理引导;
通过研究显示, 留守儿童心理健康出现问题的几率比城市儿童要大得多。很多的留守儿童都因管束、陪伴的缺乏, 表现出了一定的过于内向、自闭倾向、孤僻甚至是自私冷漠等现象。在对留守儿童的心理教育上, 最重要的教育者就是班主任, 班主任应该采取科学有效的措施, 做好留守儿童的心理健康教育。
一、留守儿童的心理问题及成因
留守儿童和其他的儿童一样, 都需要在成长的阶段有父母的陪伴和教育。但是因为父母常年在外打工, 绝大多数的留守儿童并不能拥有实际意义上完整的家庭。留守儿童本身就处在不经世事的年龄, 缺少了父母的管束, 生活和学习都得不到照料, 就会产生很多的心理问题。比如, 有的留守儿童会为了排除孤独感, 进行拉帮结派的活动, 但办事莽撞, 很容易意气用事。有的留守儿童和祖父母、外祖父母一起生活, 受到了更多的溺爱, 会更加自私, 不顾及别人的感受。有的留守儿童因为缺少正确的性教育, 就会带来情感上的早熟, 甚至有的留守儿童被寄养在别人家时被人侵犯不敢发声, 最后心里抑郁。这些都是常见的现象的一部分。
二、班主任在留守儿童心理健康教育方面的作用
班主任在留守儿童的学习问题上需要进行引导, 但最重要的还是对留守儿童的心理健康进行有效的“诊治”。留守儿童的身边, 接触最多的就是除了父母之外的监护人和班主任。班主任对留守儿童进行引导的重要性可想而知。留守儿童的年龄都不大, 心理发育和生理发育都处在很微妙的阶段。班主任对其进行心理健康的教育, 能够引导留守儿童说出心里话, 并让留守儿童学会用正常的方式消除掉内心的寂寞感和不安全感, 带领留守儿童用积极主动的心态去面对生活, 不在人生道路刚启程的地方犯下错误, 也让留守儿童的心理能够健康地成长, 成为一个健康向上的人。
三、班主任在留守儿童心理健康教育方面的策略
(一) 建立留守儿童档案管理模式
班主任通常要一个人面对很多的学生, 对留守儿童的具体情况有时候很难都记得住。这就需要班主任建立一定的留守儿童档案管理模式, 把每个留守儿童的主要信息和监护人的准确联系方式都登记下来。主要信息可以包括学生的行为习惯、学习状况、兴趣爱好、父母工作和其他家庭状况等相关信息。而监护人主要就是指学生的父亲母亲。档案的建立有助于班主任在固定的时间和留守儿童的监护人进行联系, 从而能够把留守儿童的最近情况和问题进行有效的沟通。
(二) 教授留守儿童心理健康知识
首先, 班主任要让留守儿童明白, 自己不是被抛弃的孩子, 而是因为某些现实因素不得不和父母分开居住。这有助于加强留守儿童对自身自信心的培养, 也能让留守儿童学会理性的思考问题。很多留守儿童会存在心理自卑的现象, 觉得自己没有什么长处和优势, 在面对困难的时候会不知道如何解决, 一旦出现某些失败, 就会更加自卑, 难以树立自信心。长此以往会变得胆小怯懦。班主任应该让留守儿童能够正确认识人生中出现的不如意、不成功和不满足, 学会在面对挫折的时候不要立刻选择逃避或意志消沉, 而是积极面对一切出现的问题, 正视不足和失败, 把沮丧转变成自信心, 立志不被困难击败。想要进行成功的心理健康教育, 就要让留守儿童能从根本上提高自身的心理承受能力, 具备较强的心理素质。这是进行心理健康教育的重要基础。
其次, 班主任要想向留守儿童传递正确的人生观、世界观和价值观, 防止他们迷失自身行为。亲情的残缺不仅带来情感上的缺失, 也会带来家庭教育的缺失, 更严重的就是造成人格上的缺陷。一些家长平时忙于赚钱, 会不太重视对留守儿童的教育, 有时还会因为内疚的心理, 在经济上对留守儿童进行一定的“补偿”, 对金钱不进行约束, 放任孩子成长, 这也使得一些留守儿童更加自私蛮横、将自己看作世界中心。留守儿童缺少了来自父母潜移默化的影响和教育, 对世界的理解通常也只是靠自己不断摸索, 很容易对世界有着不正确甚至是偏激的认识。班主任需要对这样的留守儿童进行引导式教育, 向他们传递正确认识世界和对待生活的态度, 让他们能够采用正确的方式和身边的人沟通和交流。
最后, 班主任要让留守儿童学会保护自己。从生理方面来讲, 我国是一个思想比较传统的民族, 很多家长和学校都对儿童的性教育避而不谈, 这就导致很多学生缺少其年龄应该了解的性知识。很多留守儿童因为不了解, 就会被身边的邪恶之人诱骗发生性关系, 甚至有的留守儿童长期被他人侮辱。班主任应该增强对留守儿童的性知识普及, 让他们知道什么人不能轻易相信, 什么情况下要马上逃走, 身体的什么部位不能被别人触碰, 这能够对留守儿童尤其是年龄不大的留守儿童进行有效的保护。从心理方面讲, 留守儿童一定要学会保护自己、善待自己。现在的社会环境非常复杂, 留守儿童的社会经验几乎等同于零, 他们面对良莠不齐的社会环境, 很难做出正确的选择和判断, 有时候他们会陷入低迷的情绪中。班主任需要让留守儿童懂得:保护自己, 就是某种意义上的善待自己。不要过多的追逐不切实际的东西, 不要过多的责怪本不是自己犯下的错误, 不要常常纠结于让自己情绪低落的事情, 要让他们领悟这个世界的美好之处, 让他们能够学会自己开导自己, 做自己的“医生”。
(三) 开展留守儿童互助活动
留守儿童最需要的就是陪伴, 所以班主任可以从陪伴方面入手, 让留守儿童能够互相帮助, 结成固定的伙伴关系。留守儿童可以进行一对一的互相帮助, 在课余时间一起学习、一起进行课外活动。编成小组的两个留守儿童如果发现伙伴遇到某些难题, 要立刻伸出援手, 要认真关注伙伴的情况, 每一周或每两周和班主任进行一次简单的总结。教师在经过汇报情况的汇总之后, 单独一对一的找部分留守儿童进行沟通, 指出其身上的不足之处, 对其表现优秀的地方进行表扬, 让留守儿童能够充分认识到自身的优点和缺点, 从而不断完善自身的为人处世方式, 也使留守儿童能够在互帮互助中学会关心身边的人、学会为伙伴付出、学会结交朋友并正确的处理人际关系, 共同成长与进步。与此同时, 学生还能在这个过程中感受到一定的关爱, 能够有效的排除自身的孤独感。
(四) 提供宣泄的平台
很多留守儿童的心理问题是潜藏性的问题, 不经过长时间的接触和观察很难发现。班主任可以为留守儿童提供一个说心里话的平台, 比如让留守儿童写“真话日记”, 把自己的心里话写出来, 把所有的疑惑、不安都宣泄出来。随后教师根据留守儿童写出来的内容, 针对性的进行心理问题的开解。不仅让学生能够抒发压抑的情绪, 也有助于教师对学生心理状况进行深入了解。
四、结束语
留守儿童很容易出现大大小小的心理问题, 这一直是社会与教育界持续关注的问题, 班主任作为班级的领导者, 一定要积极采取措施加强留守儿童的心理健康教育的推进, 让每一个有心理问题的留守儿童都能解决问题, 像正常的儿童一样, 在健康的心理状态下不断成长。
参考文献
[1]朱霞桃.农村寄宿制学校留守儿童情况的调查研究[D].合肥工业大学, 2006.
关键词:PG,PLC,PROFIBUS-DP,通信,在线连接,接口设置
1 引言
现代工业生产中越来越多的应用到PLC系统参与生产控制,使用时只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接,即可投入运行。要使PLC能正常工作,通常编程器(ProGrammer-PG)是必需的,程序首先是在PG内完成编制,然后通过通讯联接下载到PLC以使PLC运行。同时,也可以通过PG来监视PLC的运行过程及运行状态。对于工厂的部分技术人员来说,就经常需要使用PG与PLC建立在线连接读取一些数据或者对现有程序进行局部修改,而且当PLC系统需要更换CPU模块时,也必须使用PG连接到CPU端口上将运行程序写入CPU存储器内,因此,PG与PLC系统CPU的正确在线连接就显得尤为重要了。西门子PG可以是专用编程电脑,也可以是普通电脑加上编程软件包及相应接口,编程软件包为STEP 7 编程系统,具有强大的人机操作界面,采用的是WINDOWS视窗操作系统,使用者很容易掌握。本文就笔者在实际工作中使用西门子产品时遇到的几类典型连接故障以及对故障的解决方法进行了阐述,希望对相关人员能有帮助。
2 故障类型和解决方法
(1)硬件组态中模板组态错误
这一类型的故障一般发生在设备安装阶段及模板更换期间,也是最容易查找的故障。此时需要检查机架上插入的模板与硬件组态中的模板型号是否一致,如果模板存在组态错误,可能导致系统数据下载失败,系统也会报如下错误信息:
Download(13:4589)
The system data could not be loaded on the module…atstation…SDB 200 could not be loaded.
解决方法:必须确保硬件组态中模板的订货号与实际一致,如CPU315-2DP的订货号为6ES7315-2AF03-0AB0。然后保存编译硬件组态后重新执行连接、装载即可。
(2)地址组态错误
如果硬件组态中配置的MPI或PROFIBUS的地址与CPU的节点地址不一致,用户可能会看到如下的错误信息:
Download(33:16656)
“Online:Connection could not beestablished.The connection partner is not responding.”
解决方法:此时就需要检查硬件组态中的地址信息,如组态信息中显示“MPI=2”,则说明在硬件组态中CPU的MPI地址也需设置为2,否则PG在与PLC在线连接时会出现错误而导致无法建立连接。(3)PG/PC接口设置配置错误
一般来说,PG在与PLC连接时首先需要对接口参数进行相应的配置,如果PG/PC接口参数设置与在线连接的模板通信接口不相匹配,或者该接口未安装,用户会看到如下的错误信息:
Load(288:47) “Unable to reach the module…via theonline interface”.
解决方法:使用PG上安装的STEP 7软件中菜单命令“Tools>Set PG/PC interface…”打开PG/PC接口(如图1),在窗口中检查是否为在线连接设置的接口正确,一般这个接口设置是根据PG与PLC在线连接是采用的何种通信接口而决定,PG与PLC在线连接常用的通信接口和连接线一般有三种:MPI接口、PROFIBUS-DP接口和RJ45接口,前两种接口使用的连接线为专用双绞线,RJ45接口即为普通网线连接。因此根据西门子通信协议的规定在菜单中选择相对应的通信协议即可建立在线连接实现数据的上传和下载了。
当然如果在菜单中没有找到自己所需要的接口通信协议,则点击“Select”按钮进入弹出的对话框选择自己所需的接口协议安装,安装完成后,窗口便会显示此接口协议,点击选择即可。
(4)通信波特率设置与实际网络接口通信波特率设置不匹配
在电子通信领域,波特率即调制速率,指的是信号被调制以后在单位时间内的波特数,即单位时间内载波参数变化的次数。它是对信号传输速率的一种度量,通常以“波特每秒”(Bps)为单位。如果将调制解调器的波特率设置为高于其他的调制解调器的波特率,则较快的调制解调器通常要改变其波特率以匹配速度较慢的调制解调器。免费论文,PG。
如果系统硬件组态中通信波特率设置与实际网络接口通信波特率设置不匹配时,则会出现如下错误信息:
Load in module(33:17075)
“Online :The local MPI address for the programmingdevice/PC is higher than the maximum node address or the wrong transmissionrate or wrong interrupt is set”.
解决方法:使用PG上安装的STEP 7软件中菜单命令“Tools>Set PG/PC interface…”打开PG/PC接口设置并点击“Diagnostics…”按钮(如图2),使用“Tset”按钮可以进行MPI/PROFIBUS网络诊断。
根据诊断结果就可以判断出波特率的设置是否合适,如需要修改波特率设置参数,则在“Set PG/PC interface”操作界面上点击“Properties”按钮,在弹出的对话框中选择正确或合适的网络传输波特率(如图3)。免费论文,PG。免费论文,PG。
3 结束语
西门子编程器与PLC在线连接的故障不止文中的这四种,但是限于笔者自身的能力和在实际应用中还未遇到其他类型的故障,因此不能更多、更详细地进行阐述。免费论文,PG。免费论文,PG。文中的几类西门子PG与PLC在线连接故障是很常见的几种故障,也是工厂中工程技术人员容易犯得错误。免费论文,PG。通过文中对故障的描述和分析解决,可以很好的解决使用人员在实际操作中的困难,对提高使用人员的操作水平和故障分析解决能力应该有着很好的帮助。
[关键词]通信工程;培养模式;课程体系;实践环节
0引言
大连海洋大学是我国北方地区唯一的一所以海洋和水产学科为特色,多学科协调发展的涉海高等院校,为振兴辽宁老工业基地,适应辽宁省及全国沿海省市对海洋渔业通信工程发展的需要,发展区域经济,满足我国和全省经济建设对海洋渔业通信工程专业人才的需求,大力发展信息产业建设,通信工程专业自2003年开始招生。在开办的这十二年时间里,我们下大力气,狠抓专业建设规范,注重教学质量。随着本专业师资力量的逐步增强,我们对本专业的发展现状、发展规律的深入研究把握,对专业定位的认识逐步统一,大连海洋大学通信工程专业的特色目标和人才培养目标逐步清晰明确。
1培养目标
大连海洋大学信息工程学院通信工程专业是从学校的学科专业结构特点和学科特色出发,合理配置学校的教学资源,在电子信息工程、通信工程、自动化、计算机科学与技术、船舶与海洋工程和航海技术的学科交叉基础上设立的专业。学校以提升人才培养质量为核心,立足辽宁,面向黄、渤海,辐射全国,为区域经济建设服务,为国家水产和海洋事业服务,致力于培养德、智、体、美全面发展,知识面宽,基础扎实,综合素质高,具有创新精神和实践能力,敬业、专业、乐业、创业的复合性应用型人才的人才培养战略。在人才培养过程中注重培养学生的自主性、研究性学习的能力和分析问题、解决问题的能力,结合地方经济社会发展需要确定本专业的培养目标、任务和要求,加强海洋渔业通信方面的特色教育。在多年办学经验的基础上,经多方调研,结合本校实际,制定并逐步完善了通信工程专业的培养目标:以培养德、智、体、美全面发展,熟练掌握通信技术、通信系统和通信网络的基本理论、基本知识和基本技能与方法,并具备电子和计算机技术等方面知识,具有较强的工程实践能力,能够从事固定通信、移动通信及船舶通信等现代通信系统及设备的研究、设计、开发与应用的,具有海洋、渔业科学背景的人才。
2课程体系的改革和优化
课程体系主要包括课程设置、教学内容及课程结构,是教学思想、教育理念的具体化,也是实现创新能力培养与综合素质提高的保证。课程设置是否科学,教学内容是否合理,直接影响创新能力的培养与综合素质的提高。按照我校建设“蓝色大学”理念,构建了通信工程专业蓝色人才培养方案。培养方案坚持“加强通识教育、拓宽学科基础、凝练专业方向、提升实践能力、培养创新精神”的人才培养原则,优化人才培养过程,构建课内、课外一体化的培养模式,依照“浅蓝、蔚蓝、湛蓝、深蓝”的蓝色课程体系,用蓝色课程元素来承载水的精神与海的文化,延伸至涉海涉水教学内容要素。(1)浅蓝(通识课程)包括公共基础课(思想政治理论课、大学外语、大学计算机基础、高等数学、大学物理、体育等),公共选修课(军事理论、健康与安全教育、选修课),公共集中实践环节(军训)。通识课程虽然不一定与通信专业有直接联系,但它是培养具有远大的理想、高尚的情操、科学的思维、可持续发展的能力和健康的心里的人才,为进一步学习提供方法论的不可缺少的课程。基于学校开展课程建设的“双百工程”,从公共选修课着手,打造了蓝色海洋类、人文与社科类、艺术与体育类、自然科学与技术类共100门校级精品视频公开课。其中蓝色海洋类公共选修课有利于进一步加深学生的海洋知识背景。(2)蔚蓝(学科基础课)包括复变函数、电路理论、信号与系统、模拟电子技术、数字电子技术、高频电子技术、数字信号处理、微机原理与应用、电磁场与电磁波、单片机原理与接口技术、通信原理等。学科基础课是通信工程专业学生必须具有的基本知识结构,为专业课程提供有效的支撑,使学生具备本专业的基础理论和基本工程应用能力,有独立获取知识、提出问题、分析问题和解决问题的能力及开拓创新精神,为学生后续学习专业方向课打下坚实的基础。(3)湛蓝(专业课)包括专业必修课(电子线路仿真、电子线路CAD、移动通信、计算机通信、DSP技术与应用)、专业方向课、专业任选课(C++高级语言程序设计、随机信号处理、电视原理与技术、现代通信系统仿真技术、计算机网络安全、嵌入式系统开发技术、数据结构C、扩频通信、通信工程专业英语)。通过对其他高校相同专业的大量调研,反复论证比较,通信工程专业设立两个专业方向:通信工程(程控交换技术、船舶通信、光纤通信)、计算机通信(数字通信、多媒体通信技术、计算机网络技术)。通信专业依托海洋信息技术,在船舶通信、船舶导航、海洋渔业3S技术等方面进行了卓有成效的尝试,同时,紧随时代的发展,对部分课程进行压缩和调整,开设一些学生喜爱的,又能与现实接轨的课程,如扩频通信、嵌入式系统开发技术等选修课。(4)深蓝(专业集中实践环节)包括模拟电子技术课程设计、数字电子技术课程设计、电子线路仿真课程设计、电子线路CAD上机、高频电子技术课程设计、现代通信系统仿真技术上机、通信原理课程设计、单片机原理与接口技术课程设计、通信工程专业教学实习、通信工程专业实习、通信工程专业毕业设计(论文)等。专业集中实践环节对培养通信专业逐步树立工程观念、提高解决工程实际问题的能力和创新能力,有着极为重要的作用。
3强化实践环节,培养提高创新能力
通信工程专业将实践环节作为培养学生创新精神和实践能力的主要途径,制定了科学合理的实践教学方案,构建了多层次、全程化实践教学体系,较好地保证了通信工程专业实践教学的需要。坚持实践教学与理论教学并重、实践教育与创新教育结合,对构成实践教学的各个要素进行整体设计,所有的实践环节围绕培养学生实践动手能力和创新能力而展开,把实践环节分成实验教学、课程设计、实习、毕业论文(设计)、科技创新五个模块,模块之间衔接紧密、层层推进,为学生从入门到提高再到创新夯实基础。
3.1实验教学
实验教学模块主要依托辽宁省海洋信息技术重点实验室、辽宁省实验教学示范中心,以提高实验动手能力为主线,以掌握基本实验技能和方法、融会贯通科学知识、促进创新思维为主要教学目标。加强基础课、主干课实验;实验内容优化配合,避免重复或脱节;增加设计性、综合性实验的比重,形成基本实验、选做实验、设计性和综合性实验组成的立体化实验结构;对含有实验的课程,加大实验教学在整个课程考核中的比例;鼓励学生自主设计实验。在2013版培养方案和教学大纲中都有体现。针对不同课程的特点,有选择地在教学过程中引入仿真实验环节,以缓解实验设备和空间的紧张情况,有效扩展实验空间和时间,节省资金。
3.2课程设计
课程设计着眼点是把理论学习与工程实践相结合,让学生初步掌握设计的程序和方法。一般以单门课或课程群为主选择题目,它是毕业设计的初级阶段。课程设计教学中压缩验证性课题,增加能够体现设计型、综合型和创造性的课题。在课程设计教学设计过程中,鼓励学生自主选题,自行讨论方案,自己组织实施,给予学生自我发挥的余地,充分激发学生的创造性思维,为学生个性的发挥和创造能力的锻炼创造条件。
3.3实习
以校内外实习基地为平台,以使学生学会理论联系实际、建立工程意识和锻炼实际操作技能为主要教学目的,并且通过接触社会,增强学生的劳动观念和社会责任感。目前,通信工程专业校外实习基地2个(人民4810厂,北京尚观科技有限公司大连分公司),合作的企事业单位有18个(渤海船舶重工有限责任公司等),同时学校也正在积极运作与通信公司合作。到企业参观实习和请企业技术专家来校讲座,通过参观和专家公开课的形式,使学生对企业文化、船舶通信及导航设备的发展现状与趋势和本行业领域的前沿技术等有所了解,有利于学生学习目标的确定和职业素质的提高。
3.4毕业论文(设计)
以学院各类实验室、校内外实习基地为平台,学生通过完成毕业论文(设计),在综合运用专业知识能力、外语和计算机应用能力、信息资料检索和收集能力、论文撰写能力和解决实际问题等能力上有较大提高。为切实保障毕业论文(设计)的质量,从以下几方面进行加强:①精心设计备选题目,组织开题报告。学生选题后,在指导教师指导下,查阅文献和撰写文献综述,并精心组织好开题报告,以保证毕业论文的先进性、可行性;②加强毕业论文的中期检查,以保证毕业论文在有限的时间内按质按量完成;③建立毕业论文答辩规范和质量标准,在毕业论文答辩期间开展“毕业论文检查周”活动,有效提升了毕业论文的质量。④学校出台了《大连海洋大学本科生学位论文学术规范检测暂行办法》,针对毕业的本科生的学位论文进行了学术不端行为的检测,有效地杜绝了学术不端行为。3.5科技创新以各类兴趣小组和科技社团、大学生科技创新基地、科研实验室为平台,学生通过参加大学生创新创业训练计划项目、科学研究等活动,使创新意识和能力得到进一步培养和提高。低年级的学生专业基础还比较薄弱,鼓励他们参加兴趣小组或者科技社团,以增加学生对创新的认识,提高学生对创新的兴趣;高年级的学生参加各种校内外的竞赛,使学生在竞赛过程中自主学习、自我探索、自我发现。目前,通信工程专业学生在教师有针对性的训练下,参加了“飞思卡尔杯”全国大学生智能汽车竞赛、“大唐杯”全国大学生移动通信技术大赛、“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛、全国大学生电子设计大赛等,并取得了优异的成绩。
4结语
大连海洋大学通信工程专业作为涉海高校的“非特色”专业,在复合性应用型培养目标的前提下充分利用和挖掘自己的优势资源,发挥地方特色、行业特色;在加强学生思想道德教育和身心素质培养的同时,主动适应国家和辽宁省沿海经济带发展的新需求,抓住实践能力和创新精神培养的核心,对通信专业的人才培养模式进行调整,使之更好地符合学校的定位与专业培养目标的要求,从而更好地适应社会需要,符合高等教育的发展趋势,并在实践中不断探索与发展。
主要参考文献
[1]李松松,郭显久,等.电子信息工程专业人才培养模式的探索与实践[J].中国电力教育.2011(22):51-52.
[2]刘冬,石焕玉,等.通信工程本科专业应用型人才培养模式研究[J].吉林省教育学院学报,2013,5(29):72-73.
[3]江海,田春艳.机械类应用型本科人才培养模式的探索与实践[J].装备制造技术,2010(3):159-160.
[4]焦冬莉,李晋生,等.应用型通信人才培养的实践教学体系改革[J].实验室研究与探索,2012,31(9):128-130.
关键词:LMDS,系统构成,应用,雨衰
1.引言
LMDS( Local Multipoint Distribution Services )本地多点分配业务系统工作在20-40 GHz 频段上的点对多点数字微波通信技术,适用于城域接入网的本地宽带业务传输和接入,基站典型覆盖半径为3-5km,每个基站可支持数百个端站,按用户的需求动态分配带宽,每个端站最高带宽可达 8-16Mb/s,可捆绑各种宽、窄带业务,支持数据、话音、视频、Internet,LMDS技术的成熟与完善,长期困扰运营商的接入网“瓶颈”问题便迎刃而解。
2.LMDS系统的构成
LMDS宽带无线接入网络主要包括下列组成部分:
·数字基站(DBS): 做为集中器,发送并接收所有用户业务。核心功能在于对RF信号的调制/解调,同时完成无线用户的汇聚,并与骨干网的连接。
·无线基站(RBS): 结构紧凑的室外单元,传输RF信号至扇型天线,IF信号至DBS。一般情况下,基站包括多个RBS,每个RBS提供一个扇区的容量及覆盖。RBS安装于铁塔或房顶。
·无线端站(RT):安装于用户端,墙面或抱杆安装,环境适应力强。包括设计非常紧凑的收发信单元及集成天线,与NT传输IF信号,由NT供电。
·网络终端(NT):室内单元,提供1个多个终端接口,可与用户直接连接,或与用户端集中设备相连(如Routers/多业务交换机、ADSM mux、VPN hub,或PBX)。核心功能在于对RF信号的调制/解调。可固定在机架,或桌面放置。
·网络及业务管理:对骨干网设备、基站、端站,即有线和无线系统所有的操作维护进行管理。提供业界功能最强大的管理系统,包括简单易用的完全图形接口,方便的路径及配置管理,良好的路由选择及恢复功能,超强的可扩展性及灵活性。
1-1 LMDS典型网络结构[1]
3.LMDS宽带无线接入网络应用举例。
LMDS是一个可以综合租用线、交换话音、ISDN和基于IP业务的多业务平台。本节将描述租用线业务的主要应用及相应的典型网络配置作为典型应用:
PBX 互连
数据租用线业务,通过集中器、FRAD(帧中继)、网桥或路由器提供广域网连接
租用线业务提供端站与基站之间 E1/T1 或 分档E1/T1 的透明传输。系统汇聚业务通过TDM E1/T1电路接口或DBS ATM接口传输至骨干网。所有配置和路径管理,包括无线资源的分配均由网管系统完成。
2-1租用线业务[1]
3.LMDS系统雨衰的影响。论文格式。论文格式。
LMDS使用约30GHz的频段作为传输媒介,这是因为微米波的波长与雨点的直径在同一数量级,因此抗雨衰性能差。通信质量受雨、雪等天气影响较大。雨衰影响是LMDS系统设计必须予以考虑的重要因素。
国际电信联盟对降雨的影响已进行了深入研究,在ITU-RP.837建议中,将地球分为15个降雨气候区,分别以大写字母A到Q来表示,每一降雨区是以与它相关的降雨强度统计来表证,并给出了对应不同降雨强度所发生的时间概率。遵照ITU-R P.838建议,可以针对工作频率、极化和降雨率计算比衰减(dB/Km)和有效路径长度(这是考虑到在整个传输段长度上降雨强度不是均匀分布的缘故),进而可以针对衰落储备值Ft计算出在一定传输距离下,降雨衰减超出Ft的时间百分数P,或反之,根据雨衰特性及Ft求出在保证P值一定的情况下可用的通信距离是多少。必要时,还可以根据在ITU-R P.841建议,从长期百分数P变换到最坏月份百分数Pu。在考虑LMDS因雨衰引起的不可用性指标时,时间百分数Pu即为不可用性指标。[2]
系统抗雨衰性能
系统增益
nA7390收发信机性能优异,在BER=10-6时上下行门限接收电平值可达到-83dBm和-81dBm,由于MII行业标准( -82dBm和-76dBm )。
n采用标准天线时,系统增益达148dB;高增益天线,达160dB。
自动增益控制(ATPC)性能
n为了满足不同通信距离和不同地区降雨率减对发射功率的要求,A7390 LMDS系统支持自动发射功率控制(ATPC)功能。
ATPC调整速度
nA7390 LMDS系统在上行链路实施ATPC,保证系统工作在理想的C/N指标。论文格式。ATPC动态范围为40dB(MII要求为35dB)。
nATPC工作方式:慢环路调整、快环路调整。
n快环路调整时,速度高于1000dB/s(MII要求为20dB/S)。
参考文献:
[1] 宽带无线接入解决方案 ,A7390 LMDS,Mobil Network Division, Fixed Wireless BU,Harry - August, 2003 。上海贝尔内部资料。
[2]周志敏,浅析LMDS多点分配接入技术(一),http:tech.ccidnet.com/art/1084/20031024/68551-1.html,2003年10月23 日
【关键词】 无线通信 抗干扰 技术 智能化
科技的发展在给人们带来便捷的同时也使得无线通信传播的环境更加复杂化。在进行无线通信时,可能受到诸多类型的干扰。总的来说,影响无线通信的干扰类型众多,需要根据无线通信的传播原理进行具体分析。当前形势下,人们对于无线通信技术的需求量与日俱增,只有不断提高抗干扰技术的水平,才能保障无线通信的质量。
一、频谱扩展抗干扰技术分析
1、DS直接序列扩频。所谓DS直接序列扩频,就是在较宽的频带上,通过扩展信号,以便于将频带的单位功率降低。通过DS直接序列扩频,可以将功率谱密度有效的降低,优点众多,不仅隐蔽性较好,具有较低的截获率,还能够有效的对抗多径干扰。与此同时,利用DS直接序列扩频,当处于热噪声以及信道噪声的环境下,还可以保证较低的通信功率谱数,这样信号可以较为容易的实现隐藏。
2、FH跳频技术。利用频谱扩展,载波频率就可以利用伪随机的形式在众多频率上跳变。FH跳频技术可以有效规避在某一频段上存在的强干扰。其原理就是针对较为强烈的干扰实现隔离,从而确保有效频段信息的传输的质量。一般来说,跳频技术分为两大部分,即频率自适应以及功率自适应。前者就是在通信过程中实时监测干扰频率,以便实现跳频;后者则是确保无线通讯能够与调整后的发射频率相适应,以便保证跳频后仍能实现通信的传递。
3、TH跳时技术。从某种角度来说,跳时技术与跳频技术类似,就是指在时间轴上发射信号从而实现跳变。在开始部分跳时技术必须对时间轴进行划分从而形成众多时片,然后再通过扩频码控制时片,最后通过码序完成整个技术过程。TH跳频技术特点显著,因其时片较窄,所以必须将信号频谱进一步扩展。该技术必须与其他抗干扰技术一起使用,只有这样才能确保其性能的发挥。
4、组合扩频。组合扩频就是将上述三种抗干扰技术进行有效的组合,从而实现无线通信抗干扰效果的最大化。通过优化组合可以极大的提高无线通信的抗干扰能力。
二、非频谱扩展抗干扰技术分析
1、天线自适应抗干扰技术。这类技术算法较多,自然能够针对信号的不同类型(不论是时间还是空间)实时跟踪,以便减少干扰因素,保障信号的质量。
2、通信猝发技术。一般来说,信号如果长时间暴露在外面,所受到的干扰就可能较多,对通信质量的影响也就越大。通信猝发技术就可以有效解决这一问题,它通过提升无线信号的通信速度,缩短信号暴露在外的时间,从而实现抗干扰。除此以外,通信猝发技术凭借破译难度较高的特点,可以有效的避免信号冒充问题。
3、交织纠错编码技术。如果无线信号扰而产生突发错误,交织纠错编码技术就可以将其打散处理,从而将因干扰影响而产生错误的信号纠正过来,实现无线通信的抗干扰。正是凭借这样的特点,交织纠错编码技术是跳频技术中必不可少的一环。
4、分集技术。所谓分集技术,就是利用多种途径,对同一无线信号就行传输,以便减少因干扰而出现的通信质量损失。分集技术主要由分离技术和合并技术组成。前者是指对信号进行空间、时间、极化以及频率的分离;后者则是指增益合并、信噪合并以及选择合并等技术。分集技术在多径传输对抗中应用的较多。
三、其他无线通信抗干扰技术分析
1、多种输出输入技术。该技术在传统传播方式中应用较广,就是通过多天线将需要传递的信号发送出去,接收方也可以从多个途径进行接收,所以对于信号中断问题比较有效。利用该技术后,即便一种信号受到干扰而中断,但是其他信号依然会进行传输,最终完成通信的传递,以避免因为干扰而导致通信系统的崩溃。
2、虚拟智能化天线技术。虚拟智能化天线技术就是在特定区域,利用多信号接收天线接收相应特点的信号。在接收信号的过程中,可以有效避免其他信号对该特定信号的干扰,从而实现高质量的无线信号传输。对于互调干扰而导致的信号中断问题,虚拟智能化天线技术有奇效,从而有效保证无线信号的抗干扰能力。
结语:综上所述,无线通信抗干扰技术的发展是一个漫长的过程。随着信息技术的不断发展,无线通信抗干扰技术也正逐步趋向多元化。对于我们来说,必须不断研究、不断实践,通过进一步优化无线通信配置,改善无线通信运行的环境,才能保障无线通信的高质量,发挥其无可比拟的优越性,从而推动无线通信技术的进一步发展。
参 考 文 献
[1] 简永泰. 无线通信抗干扰技术性能分析[J]. 电子制作. 2015(01)
【关键词】邻域粗糙集 特征选择 属性约简 快速算法 BP神经网络
如果想要在多信号环境或有各种噪声干扰的条件下确定调制样式和信号参数,就必需对通信信号的自动调制识别有必要的研究。调制信号的自动识别的研究目标一般包括信号预处理、信号特征提取、信号特征选择和分类器设计四部分。本文以调制信号的自动识别作为研究目标,主要实现邻域粗糙集快速约简算法对特征参数的选取,以对通信信号进行有效的识别奠定基础。
1 调制信号特征参数的提取
对于从不同渠道截获的通信信号,为了提取到可信的和可用的特征参数,首先,必须对所获取的通信信号采用相关的方法进行预处理,在此基础上才能对其进行特征参数的提取。
2 通信调制信号特征选择
本文选择了基于邻域粗糙集的快速约简算法,这种算法利用正域与属性集的单调关系,能够直接处理连续型属性,而无需对其进行离散化处理,也就避免了因为离散化而带来的重要信息的损失。
2.1 属性选择快速算法
属性选择过程常采取前向贪心搜索策略,通过测试加入新的候选属性后度量指标的变化,来生成新的属性子集。以粗糙集属性依赖度作为度量指标时,需计算属性子集下的正域样本个数。以往在逐个向已选条件属性集E中添加任一新属性r时,要重新依次判断各个样本是否在正域内。根据新加入的属性仅对区分边界样本有效,在计算决策属性D对(E+r)的属性依赖度时,只需判断原来负域中的样本即可。由此可能大大减少样本判断次数。
2.2 快速约简结果
表1中δ表示邻域的大小,N1和N2分别表示经过特征提取后的原始特征数目和经过快速约简后选择出的特征数目,Accuracy表示快速约简后选择的特征子集的分类精度。本文只列出信噪比为30dB时的属性约简结果。
表1中可以发现当δ小于0.1时,快速属性约简算法后特征选择得到的参数比较少,相对应的分类精度也比较低;而且当δ大于0.5时,特征参数的选择达到一个稳定的趋势。
3 BP神经网络调制识别
利用6300个信号样本作为本文研究的实验对象。其中的4200个通信调制信号样本作为训练样本,剩下的2100个通信调制信号样本作为测试样本。采用本文介绍的方法直接对其进行快速属性约简。将经过属性约简后形成的决策表中的数据作为三层BP网络的训练样本进行训练,最后用训练好的BP网络对待识别的通信信号进行识别。
图1给出了信噪比在15dB下、δ=0、0.4、0.7时的调制信号识别图。
图2给出了信噪比在30dB下、δ=0、0.4、0.7时的调制信号识别图。
从图1和图2可以看出δ为0时,各个调制信号的识别率都比较低,因为快速属性约简后得到的特征数目较少,不能充分的识别各个调制信号,但随着信噪比的增大,可以明确的识别两种信号,因为调制信号提取的一个特征可以识别两种信号。并且随着信噪比的不断增大,单个信号识别率和总体信号平均识别率都在不断提高。需要说明的是,实验结果与神经网络隐含层神经元个数有直接的关系,但论文没有详细的阐述。
4 结论
本论文采用了不需离散化的邻域粗糙集快速属性约简算法来进行特征选择,也就避免了因为离散化处理而丢失一些重要的信息,通过大量实验得出利用这种方法和BP神经网络相结合进行调制信号识别的识别率是有保障的,随着信噪比的增加,各个调制信号的识别率都在增加。
参考文献
[1]常犁云,王国胤,吴渝.一种基于Rough Set理论的属性约简及规则提取方法[J].软件学报,1999,10(11):1207-1211.
[2]张雪峰,张庆灵.粗糙集数据分析系统MATLAB仿真工具箱设计[J].东北大学学报,2004,28(1):40-43.
[3]范小骞.电子对抗中通信信号数字调制自动识别的研究[D].太原:太原理工大学,2006.
[4]赛英.粗糙集扩展模型及其在数据挖掘中的应用研究[D].长沙:国防科技大学,2002.
[5]Jensen R,Shen Q.Semantics-preserving dimensionality reduction:rough and fuzzy-rough-based approaches.IEEE Transaction on Konowledge and Data Engineering,2004,16(12):1457-1471.
[6]胡清华,于达仁,谢宗霞.基于邻域粒化和粗糙逼近的数值属性约简[J].软件学报,2008,19(3):640-649.
[7]胡清华,赵辉,于达仁.基于粗糙集的符号与数值属性的快速约简算法[J].模式识别与人工智能,2008,21(6):732-738.
关键词:物联网,智能家居,控制器,单片机
0.引言
物联网智能家居系统是通过互联网,构成集家庭通信、设备自动控制、安全防范等功能于一体的控制系统,即把家庭中各种家用电器、保安装置和计量设备连接到一起组成家庭内部网络,由家庭智能控制器(中央控制器)进行统一管理。使用该系统,用户可通过短信及互联网等方式实现家居智能无线监控。
1.物联网简介
物联网的英文名称为'TheInternet of Things” 。由该名称可见,物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础之上的延伸和扩展的一种网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。论文参考网。因此,物联网的定义是通过射频识别(RFID)装置、红外感应器、 全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
这里的“物”要满足一定条件才能够被纳入“物联网”的范围:本方案可以满足物联网条件。1、有信号接收器,2、利用GSM无线通信技术。3、CPU自带存储功能。4、使用单片机与DSP芯片微控制器。5、操作系统界面是手机或者电脑。6、拥有专门的单片机和DSP应用程序。7、数据发送器是模拟启动器。8、遵守互联网协议。9、 唯一编码就是电子标签上唯一的代码,也可以是小型远程控制器的程序编码序列。
2.物联网智能家居系统的工作原理与功能
物联网智能家居系统有四部分组成,分别是信号接收器、中央控制单元、模拟启动器和远程遥控控制器四部分组成,下面分别介绍。
2.1 信号接收器
由单片机控制的软件程序的单元,用来接收主人发来的指令。
2.2 模拟启动器
指令的执行者,通过各种智能家居小型远程遥控器的接口和相关指令来控制各种智能家居的相应功能,类似于电脑中的主板,通过它与各种各样的智能家居相连。模拟启动器是执行单元,它需要按不同家电的要求,执行相应的功能。
2.3 小型远程遥控器
可嵌入手机中的信号收发芯片,通过它将主人的指令发送到信号接收器。
2.4 中央控制器
中央控制器是由单片机和DSP芯片以及其他相关器件组成的控制单元,它内部集成了四大系统:室内环境控制系统、安详生活系统、梦幻灯光系统和安全家居系统,所有对智能家居的操作指令都是由中央控制器发出的。论文参考网。
具体工作图原理为:
解释为:用户将要所达到的效果以文字的形式发送出去,信号接收器接收到信息后,转化为可识别的代码传送到中央控制器,中央控制器进行必要的处理和分析后,一面将指令传送到模拟启动器,一面将指令传递到实时显示模块进行显示,模拟启动器根据指令,分别启动相关的远程控制器,从而达到对相应智能家居的控制与操作。完成相应操作后,远程控制端口会返回一条完成指令,再由中央控制器通过信号接收器反馈给使用者,用户可根据反馈信息决定下一步操作。
用户不操作的情况下,中央控制器会自动接受、监控各类传感器,根据不同的设置要求,实时监控各类环境数据,一旦变化超出设定范围,中央控制器会自动产生指令,模拟启动器会控制相应的智能设备进行调节,从而营造安全舒适的家居条件。
3.具体应用
本系统采用的是GSM无线通信技术,将手机或者电脑信号转换为具体的发送指令,来远程控制室内的家居,中央控制器则要按照具体的指令来启动模拟启动器,让它在预定的步骤下,准确、及时地控制各种智能家居的工作。在本系统内部集成了四大系统:室内环境控制系统、安详生活系统、梦幻灯光系统和安全家居系统,以安全居家系统为例说明其应用。
安全家居系统组成:
功能特点:
将系统中的防盗装置装在门窗上,当盗贼靠近门窗时,传感器检测到人体信号,门窗(窗帘)控制器发出指令,门窗自动关闭,如果盗贼滞留不走或强行突入,智能主控器会发出报警声阻吓盗贼并自动循环拨打15组报警电话,通知您和小区报警中心有盗贼入侵,以便及时采取相应措施。
在门上安装报警器,当主人离家时,在遥控器上启动设防状态,如遇盗贼强行撬门,智能主控器便会发出报警声阻吓盗贼,同时还会自动循环拨打多组报警电话,通知保安人员或户主及时应对。
若遭遇坏人入室,可即时发送报警信号,方便求救,也可用于家中老人、小孩意外事故和急病呼救报警。论文参考网。
当遇到大风来临或雨雪将至,窗门还会自动关闭。窗户立即自行关闭,令您出门无忧无虑。
当燃气监测器检测到煤气、液化气.等有害气体,智能控制器自动发出相应的指令,将窗户、排气扇自动开启,同时发出警声并将警情传递给主人手机或者电脑和保卫处。
一旦有火灾发生,传感器会第一时间检测到烟雾信号,智能控制器发出指令 ,将门窗打开,同时发出警声并将警情传报警中心或给主人手机或者电脑上。
具体执行如下:
4.结束语
当今快速发展的时代,人们对生活快节奏的要求越来越迫切,对生活质量的要求日益提高,尤其在发展比较快的大都市里,人们对时间的利用也越来越合理,而科技在迅猛发展,手机和电脑的普及率又达到了前所未有的水平,这样就为物联网的兴起创造了先机。所以基于物联网的智能家居系统,必然会成为现代人生活中不可缺少的一部分。
参考文献
[1] 艾红.基于ARM 的嵌入式远程监控系统[J].工业控制计算机,2008.2l
[2] 王永初著,最佳控制系统设计基础[M].科学出版社.2000
[3] 韩江洪.智能家居系统与技术[D].合肥工业大学出版社,2005.
[4] 赵继春.基于GPRS无线智能家居安防系统的研究与实现[D].邯郸:河北工程大学,2007.
关键词:4G通信;关键技术;智能天线;特点
1 4G通信的简述
1.1 4G通信的定义
4G是第四代通讯技术的简称,G是generation(一代)的简称。4G系统能够以100Mbps的速度下载,比目前的拨号上网快2000倍,上传的速度也能达到20Mbps,并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。而在用户最为关注的价格方面,4G与固定宽带网络在价格方面不相上下,而且计费方式更加灵活机动,用户完全可以根据自身的需求确定所需的服务。
1.2 4G通信的特点
(1)传输速率更快。4G系统的目标速率对于大范围高速移动用户(250km/11)数据速率为2Mbi“s,对于中速移动用户(60 knl,}1)数据速率为20Mbi魄,对于低速移动用户(室内或步行者)数据速率为100Mbi洮;
(2)信道带宽更宽。研究未来4G信道的带宽将达到100MHz或更高,而3G网络的带宽在5~20MHz之间;
(3)系统容量更大。将采用新的网络技术(如空分多址技术等)来极大地提高系统的容量,以满足未来大信息量的需求;
(4)智能性更高。4G系统的智能性更高,它将能自适应地进行资源分配,处理变化的业务流和适应不同的信道环境,使得系统兼容性更高,4G网络中的智能处理器将能够处理节点故障或基站超载,4G通信终端设备的设计和操作也将智能化;
(5)实现更高质量的多媒体通信。4G系统能提供包括语音、数据、影像等无线多媒体通信服务,大量信息透过宽频信道传输,让用户可以在任何时间、任何地点接入到系统中;
(6)业务的多样性。在未来的全球通信中,人们所需的是多媒体通信,因此个人通信、信息系统、广播和娱乐等各行业将会结合成一个整体,提供给用户更广泛的服务与应用。
2 4G移动通信技术的关键技术
2.1 OFDM
OFDM即正交频分复用技术,实际上OFDM是MCM Mullti-CarrierModulation,多载波调制的一种,OFDM技术有很多优点:可以消除或减小信号波形间的干扰,对多径衰落和多普勒频移不敏感,提高了频谱利用率;适合高速数据传输;抗衰落能力强;抗码间干扰(ISl)能力强。
2.2 智能天线(SA)与多人多出天线(MIMO)技术
智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智能功能,被认为是未来移动通信的关键技术,智能天线成形波束能在空间域内抑制交互干扰,增强特殊范围内想要的信号,这种技术既能改善信号质量又能增加传输容量,其基本原理是在无线基站端使用天线阵和相干无线收发信机来实现射频信号的接收和发射,同时通过基带数字信号处理器,对各个天线链路上接收到的信号按一定算法进行合并,实现上行波束赋形,目前智能天线的工作方式主要有两种:全自适应方式和基于预多波束的波束切换方式。
2.3 编码调制技术
LTE上行调制方式主要采用位移BPSK(π/2-shift BPSK),QPSK和16QAM,下行主要采用QPSK,16QAM和64QAM,上行采用位移BPSK技术可以进一步降低DFT-S-OFDM的峰均比,此外,可以通过频域滤波、选择性映射(SLM)、部分传输序列(PTS)等技术进一步降低系统峰均比,在信道编码方面,LTE采用Turbo码,Turbo码采用了一种并行级联的结构,将卷积码和随机交织器巧妙地结合在一起,实现了随机编码的思想,译码采用软输入软输出(SISO)迭带译码算法,每个分量译码器都有三种不同类型的软输人:信息比特、校验信息、先验信息,各分量译码器之间插入交织器,构成迭代译码结构,使得译码器的输出比特逼近最大似然。
2.4 软件无线电技术
软件无线电就是采用数字信号处理技术,在可编程控制的通用硬件平台上,利用软件来定义实现无线电台的各部分功能:包括前端接收、中频处理以及信号的基带处理等等,即整个无线电台从高频、中频、基带直到控制协议部分全部由软件编程来完成,软件无线电的核心技术是用宽频带的无线接收机来代替原来的窄带接收机,将宽带模数变换器(A,D)及数模变换器(D,A)尽可能地靠近射频天线,建立一个具有“A/D―DSP_D,A”模型的开放性、标准化、模块化的通用硬件平台,从而使无线电的各种功能模块尽可能多的采用可编程软件来实现,以研制出具有高度灵活性、开放性的新一代无线通信系统。总之,软件无线电是一种以现代通信理论为基础、以数字信号处理为核心、以微电子技术为支持的基于数字信号处理(DSP)芯片,以软件为核心的崭新的无线通信体系结构,在4G众多关键技术中,软件无线电技术是通向未来4G的桥梁,它不仅能降低开发风险,还更易于开发系列型产品,此外,它还减少了硅芯片的使用量,从而降低了运算器件的价格,其开放的结构也会允许多方运营的介入。
3 结论
随着科学技术的不断发展,现代通信时代已经步入4G时代,而且我国也已经颁发了4G牌照,因此,必须重视4G通信的中的关键技术,使其能够更好地为人民服务。
[参考文献]
[关键词]频谱/频谱密度能量/能量谱密度功率/功率谱/功率谱密度综合分析
一、引言
按照信号的确定性可将信号分为确知信号和随机信号,即若信号的取值在任何时间都是确定的和可预知的,称该信号为确知信号,反之,称为随机信号。按照信号的强度又可将信号分为能量信号和功率信号。在分析信号性质时,常遇到一下几个概念:频谱/频谱密度、能量/能量谱密度、功率/功率谱/功率谱密度等概念,对于初学者来讲,很难正确把握和理解运用这些概念。本论文将针对这些概念进行详细综合地分析,最后以确知周期性信号为例,推导出傅立叶级数系数与其频谱密度之间的关系,并给出具体的解题实例,将这些概念统一起来,以供读者参考。
二、能量信号和功率信号
在通信系统理论中,通常把信号功率定义为电流在单位电阻(1Ω)上消耗的功率,即采用归一化功率P,因此,。如果信号电压和电流的值随时间变化,则信号的瞬时功率可表示为:
无论是电压信号或是电流信号,将统一表示为,则信号的瞬时功率又可表示为:
在()时间内,信号的能量应为瞬时功率的积分[2]:
(1)
而平均功率应为: (2)
当时,式(1)变为,式(2)变为,如果E为有限值,则,此时称为能量信号。这时只能用能量表示信号,而不能用平均功率表示。
当时,若,而为有限正值,则称为功率信号。这时只能用平均功率表示信号,而不能用能量表示。
一个实用的信号不是能量信号,就是功率信号。周期信号都是功率信号,而非周期信号可能是能量信号(如有限区间内存在的确知信号),也可能是功率信号(如随机信号)。
在研究信号的性质时,除了用到信号能量和功率外,还常用频谱/频谱密度、能量谱密度、功率谱/功率谱密度等概念,下面对这些概念逐一分析。
三、频谱/频谱密度
对于能量信号,由于绝对可积,其傅立叶变换存在,则定义其频谱密度为:
(3)
上式中又可表示为:,其中称为的幅度频谱密度,而称为的相位频谱密度。本论文中着重考虑幅度频谱。
对于周期性功率信号,由于绝对不可积,其傅立叶变换不存在,但是实用周期性功率信号一般都满足Dirichlet条件,可以将其展开成傅立叶级数形式,即:
(4)
式中为基波角频率,为的周期,为傅立叶级数系数,并称它为周期性功率信号的频谱,其表达式为:
(5)
又可写为:,可见,周期性功率信号的频谱就是它包含的各次谐波的振幅和相位,它是离散的。
由上述分析可知,能量信号的和功率信号的是有区别的:(1)是连续的,而是离散的;(2)的单位是幅度/频率(若是电压信号,则为),而的单位是幅度(若是电压信号,则为V)。这是因为能量信号的能量有限,并分布在连续频率轴上,所以在每个频率点上信号的幅度是无穷小,只有在一小段频率间隔上才有确定的非0振幅。而功率信号的功率有限,但能量无限,所以在无限多的离散频率点上有确定的非0振幅。
单位冲激函数可看作是一个高度为无穷大,宽度为无穷小,面积为1的脉冲。通过引入它,可将周期性功率信号当作能量信号来看待,将其频谱的概念统一到频谱密度概念上来,可对其直接求解傅立叶变换。这时,周期性功率信号的频谱应理解为在无穷小的频率范围()内,取得了一个“无穷大”的频谱密度。
四、 能量/能量谱密度、功率/功率谱/功率谱密度
在分析信号频域性质时,除了分析其频谱、频谱密度外,还可能要分析其能量谱密度或功率谱密度等。
对于能量信号,根据Parseval定理,有:
(6)
称为能量信号的能量谱密度,表示在频带内的信号能量,单位是焦耳。
对于功率信号,不能用能量,只能用功率来表示。定义其功率谱密度为:
(7)
式中为功率信号的截短函数的傅立叶变换。信号平均功率可由下式求出:
(8)
可见,表示在频带内的信号功率,单位是瓦/。
对于周期性功率信号,对的截短时间可选择其一个周期,此时可求得其平均功率为:
(9)
又根据周期信号的Parseval定理,式(9)又写为:
(10)
上式表明周期性功率信号的平均功率等于频域中其各次谐波分量的平均功率之和。
把各平均功率分量,即随(变化的图形称为其功率频谱,简称功率谱。显然,功率谱是相应的双边幅度频谱的平方,而与相应的相位谱无关,它是离散的,其单位为瓦特。
仍然引入单位冲激函数,此时周期性功率信号的功率谱便可由功率谱密度来表示: (11)
此时,单位是瓦/。
5 周期性功率信号的傅立叶级数系数与傅立叶变换之间的关系推导
引入单位冲激函数,对式(4)两端进行傅立叶变换得:
式(12)
由式(12)知,时,第k次谐波系数为:
用n反代k,便可得到周期性功率信号的傅立叶级数系数与傅立叶变换之间的关系为:(13)
显然,在文献[3] 中给出的与之间的关系是不恰当的。
6 实例解析
求周期性功率信号的频谱、频谱密度、平均功率P及功率谱密度。
解:由式(5)可计算得: (14)
将式(14)代入式(12),便可得:
(15)
由式(10)可计算得平均功率为:
由式(11)便知其功率谱密度为:
参考文献:
[1] 樊昌信著.通信原理教程[M].北京:电子工业出版社,2004