時間：2023-03-16 16:36:34
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《數字通信理論》是一門與新興通信技術緊密結合的課程，隨著新興通信技術的出現與發展，《數字通信理論》課程內容不斷的更新，從而起到課程內容保鮮的作用。將國內外新興通信技術引入教學內容中，使學生了解最新的科技前沿技術，開闊學生的眼界和知識面。
2教學方法研究與綜合運用
2．1做好課堂講授的內容和步驟
經過多年的教學研究，筆者認為在復雜繁多的教學內容中，按照提出問題、分析問題和解決問題的思路，搭建授課的體系結構，并鼓勵學生在理解的基礎上通過適當練習，準確把握課程的要點、重點、難點，從知識的點、線、面入手，融教材于一體，以達到較好的教學效果[3]。另外，針對部分學生課后不能做到及時復習的問題，在組織和實施教學中，應該帶領學生復習前次課的內容，特別是重要的公式和概念最好板書并講解，以此加強學生對上次課內容的印象，鞏固所學知識。
2．2實現教師間、師生間互動教學模式
依據互動教學的思想，通過相互交流，實現教學體系的整體優化，提高教學效果。由于每個教師在知識結構、智慧水平、思維方式、認知風格、教育教學經驗等方面存在較大的差異，可以通過教師與教師之間的交流，相互啟發、相互補充，實現思維、智慧的碰撞，使原有的觀念更加科學和完善，有利于達成教學的目標[4]。師生互動是教學過程中最基本，最常見的互動形式。經教師的啟發、引導、激活學生的思維，學生通過思考、判斷、選擇接納教師的理念，進一步激發學生的積極的求知意識，最終達到教學目標。在課堂的教學互動環節中，教師應努力培養學生參與求知的主觀意識，引導學生積極思考，使課堂教學氛圍積極活躍，提高學生學習的自主性。通過課堂互動，教師可以及時了解學生學習課程時難點所在，針對該部分內容重點講解。另外，教師還可以了解學生急切盼望得到的新內容，以便及時補充最新通信理論與技術。
2．3傳統教學方法和多媒體教學手段的結合
《數字通信理論》課程是一門具有一定理論深度的學科，公式和推導相對比較多，如果教師僅通過語言、黑板板書的傳統教學方式，會使板書占用時間增多、課堂的有效教學時間減少、信息含量下降[5]。為使課堂教學生動、形象、直觀,在增加信息量的同時更加注重教學水平的提高,筆者在實際教學中將傳統教學方法和多媒體教學手段的結合，具體方案如下：1）充分利用現代教育技術,采用多媒體方式進行教學。2）通過網絡環境,共享教學資源。3）跟蹤學科的發展,注意知識更新。4）豐富教學資源,擴大學生的自學空間。5）對重點內容、重要公式、定理與結論采用板書方式，使教學重點、難點內容更為突出，更有利于學生的理解和記憶。
3結語
（1）4G移動通信技術具有很高的數據傳輸速率。現代移動通信技術的核心就是速度，在通信中一直被追求的就是是高速，而4G通信技術的優勢之一就是速度更快，因此第四代移動通信技術的傳輸和通信速度基本上滿足人們的日常工作、生活需要。
（2）網絡頻譜更寬。每個4G信道占有100MHz的頻譜，相當于移動電話網絡的20倍。
（3）通信用戶可共存性。4G移動通信能夠依據網絡的狀況和信道的條件相應的地進行處理，能夠使每個通信用戶相互依存切相互獨立，從而能夠滿足多類型的用戶的需要。
（4）通信費用更低廉。4G系統是在3G系統的基礎設施之上建立的，節約了許多不必要的成本，總體相比，4G通信系統的價格甚至比3G通信系統要低得多。
2通信技術產業自主創新的特點
（1）研發周期長，收效慢。由于通信研發是一個漫長或者是大海撈針的過程，這就要求需要投入大量的精力來創新。就如4G通信技術的出現，首先必定要在3G技術更新層面投入大量的專業人才，除此之外，完整的設備和知識儲備也是必須的，因此企業和國家就要在人才的引進或培養，大量研發設備的購買，專利技術引進與利用等方面投入相當大的精力。
（2）資金和技術密集，創新和風險同在。大部分的創新都是徒勞無果！對于通信信息產業來說，這種高風險性主來源于技術和市場兩方面。技術上的高風險，是指創新的成果會受到技術本身的成熟度、輔助技術、技術生命周期、應用前景以及社會的競爭狀況的影響。在整個創新開發過程中，企業往往是在多次開發中找到甚至依然找不到滿足公司需求的技術。
（3）經濟效應突出，需求方收益高。面臨著創新投入的高風險性，眾多的企業依然投入大量的資金進行創新，這主要還得益于創新新產品的高收益性。通過創新技術，企業在整個行業內獲得了技術上的領先優勢，這種領先優勢使其可以憑借首先推出新產品或者新功能打來自己的市場獲得比較高的利潤，同時也使企業獲得了科研創新軟實力的培育和提高。
（4）創新過程復雜，高度依賴標準。在競爭日益激烈的今天，一個企業甚至一個國家都不可能完全擁有某個領域內的所有專利技術，在這種情況下，進行產品或者技術研發時，需要與其他單位或者研究機構進行合作，通過購買或者交換獲得別人的技術。此外，創新過程還高度依賴法律、標準、文化以及形象等，因此創新的實現是一個非常繁瑣和復雜的過程。
34G通信技術的發展趨勢
據不完全統計，全世界使用移動終端進行通信的用戶達地球上總人口的3/4，現代移動通信技術使地球更小了。未來的4G移動通信技術將在交互干擾抑制技術的基礎上對3G移動通信技術進行發展，進一步滿足用戶使用手機和PDA等終端設備上網的基本需求，未來的4G移動通信技術將會使人們使用通信終端上網成為習慣。無線接入網（RAN）技術和微微無線電接收器技術的加入使得4G網絡的數據傳輸效率變得高效，更加節能環保。
4結語
電子通信技術，即使應用現代化電子手段以及計算機系統的全面融合形成新型通信服務模式，為當前以及未來通信領域發展更新的主體方向。探究電子通信技術后續的演變以及發展方向與趨勢，不但利于引導當前電子通信技術發展變革，同時可更良好的引導大眾及時快速的深入到未來嶄新的通信行業領域中。總體來講，未來電子通信領域的技術手段勢必向著多元化、豐富性、多領域、現代化的方向發展，會給大眾帶來強烈的震撼，使其向著更好的方向發展改變。
2無線通信技術會變成電子通信發展的主流方向
應用電子波信號位于自由空間中流動原理，使無線通信在該階段實現了更大的發展，并變成通信行業領域的主體方向。再者，無線通信技術可完成更大范疇空間的信息傳輸，高效的進行信息數據投放以及長期持續的數據資源共享。因而，無線通信技術不但為該時期電子通信發展的主流，還勢必對通信領域的發展建設形成主導作用。伴隨電子技術不斷更新與快速發展，再加上衛星通信以及網絡通信應用的互相融合，使得無線通信手段的模式以及技術范式逐步成型。同時，市場內形成了良好的價值以及效應，因此廣受大眾、企業客戶以及社會各行業的認可與好評，為無線通信技術的跨越式提升增加了更多機遇。面向未來，電子通信手段勢必以一類技術手段基礎以及概念存在，位于最前方沖鋒陷陣的勢必為高效快捷、便利以及科技化、現代化的無線通信。例如，伴隨無線寬帶系統的不斷更新發展，以UWB手段、WLAN為典型的無線寬帶技術，使得無線通信領域的發展好像是插上了飛翔的翅膀。因而可以明確，恰恰由于豐富多樣的現代技術手段的持續應用與不斷涌現，方能使無線通信技術在今后的發展應用中前景一片光明。再者，影響并左右電子通信技術今后向著無線通信領域不斷更新發展的主體因素便為移動通信手段的普及應用以及高效發展。也就是移動終端設施的不斷豐富以及移動通信客戶的快速積累，形成了整體化的市場系統。為今后無線通信手段的全面快速融合以及市場實踐應用打下了堅實的基礎。例如，我國在2012年移動手機客戶量便高達9億，較多用戶則逐步應用無線通信終端，進而漸漸構成了較為龐大的市場，為無線通信技術在手機行業市場中的實踐應用與全面拓展提供了更大的機遇。因此，類似以上因素對人們產生了一定啟示，即今后的電子通信勢必將無線通信作為主體，后者技術手段的全面更新與快速發展可進一步優化人們實踐生產以及日常生活工作方式，進而使現代社會實現快速的進步與持續健康的發展。
3電子通信主體發展趨勢
我們可以預見，今后較長一段時間中，電子通信技術領域勢必產生強烈快速的震蕩，形成較多更新鮮的事物或是奇特的現象，并會對大眾形成明顯的作用影響。
3.1技術不斷融合，體現更大的綜合性
電子通信技術的豐富性發展將變成今后的主體方向趨勢。細化來講，電子通信領域之中有關的通信手段、計算機系統以及網絡技術逐步的融合在一起。加之電視技術的輔助應用，進一步構成了四位一體的發展模式。當前與其相似的技術融合漸漸顯現出端倪。在不久的將來，提供智能化、多元化的多媒體信息服務將達到集成統一的效果，創建全面智能化、功能化的信息管理系統，體現出了天人合一、天地融合的現實特征。該環節過程中，電子通信手段技術有關的信息數據將不再僅僅為獨立的視聽信息材料資源，而是將大眾的感官、視覺以及聽力、嗅覺或是所想所感囊括到現代化信息資源系統之中。因此今后電子通信領域技術的綜合化、一體化發展勢必成為大勢所趨。
3.2電子通信技術的數字化發展
伴隨計算機網絡技術的豐富應用以及廣泛普及，其逐步向著蜂窩移動方向更新發展，電子通信在今后勢必擁有更加明朗的前景。首先，電子通信技術的數字化水平將會更高，而數據信息以及更多資源的應用傳輸將更為高效快捷，數字形式資源傳輸將全面更新當前所呈現出的面貌。另外，電子通信在未來的發展中將顯現為即時性以及快速實時性的特征。傳輸數據信息不再僅僅的依靠一個渠道，其呈現出的形式將更為多樣豐富，契合較多大眾群體的現實需要。另外，電子通信數據傳輸的質量水平以及可靠安全性勢必不斷增長，大眾信息資源的整體全面性則可得到更良好的保障。
3.33G與4G技術發展
事實上，3G以及4G手段為無線通信領域的表象，即可歸于前文所述的無線通信技術范疇。然而由于3G與4G的綜合功能以及顯著影響力，我們應對其作進一步的深入分析以及單獨研究。當前，無線通信仍舊以3G技術作為主導，而今后的通信技術勢必由4G技術一統天下。也就是說，3G技術發展變革以及更新升華同4G技術的廣泛應用將變成以后電子通信以及無線通信領域的主流形式。與3G技術對比研究，4G技術對無線通信產生的影響，引發的改變，不但顯現在傳輸數據信息的等量級、具體的范圍區域、空間以及質量水平與速率上，還顯現在品質水平以及層次的不斷發展變化上。為一類通信技術領域形成的質變以及裂變。因而，今后無線通信將更多的朝著4G技術方向發展，這一點是十分明顯的。
4結束語
電子技術是在物理技術和電子學的基礎上，興起的一門程技術，目前，電子技術主要分為電力電子技術和信息電子技術兩大類，分別應用在電力領域和信息領域中。其中電力電子技術主要研究信號是如何發生的，信號在轉化、放大、濾波等過程中有怎樣的表現；而信息電子技術的研究范圍比較廣，甚至可以將電力電子技術當做信息處理技術，但從信息電子技術的應用方式看，可以將其分為模擬電子技術和數字電子技術兩大類。
1.1電力電子技術
電力電子技術是電子技術中的新興的一門科學技術，在電力領域有十分廣泛的應用。電子技術從上世紀至今，歷經了半個多世紀的發展，帶動著世界信息通信行業的大力發展。如今，在高新科技產業的應用中電子技術依然是如此的適逢發展要求，同時還在不斷推動著科技的進步、應用行業的改革以及社會經濟的持續發展。而電力電子技術恰好滿足了目前國家所倡導的循環經濟、低碳環保、可持續發展社會的這種生態發展理念。從上世紀五、六十年代的硅整流器件到整流器的形式、逆變器形式及六十年代末期變頻器形式的出現，電子技術經歷了非常迅速的發展，同時也將電力電子技術帶入到了各個相關的行業、領域當中。到了八十年代，伴隨著半導體復和器件形式的問世，真正意義上推動了電力電子技術時代的到來，也使得電力電子技術建立起了屬于自己時代的標志。電力電子技術不但適用于傳統行業的發展，即使是在現代化的高新技術產業當中，也能適應其發展的需求。這是一門應用比較廣泛的技術，并不會因時代性的更新變化而淘汰。另外，電力電子技術還能再不同的程度上促進行業的進步，同時還可以推動科技及社會經濟的發展。
1.2信息電子技術
隨著人們生活水平的不斷提高，人們的環保意識越來越高，越來越重視低碳、環保的生活方式，這對于信息技術來講意味著信息電子行業迎來了高速發展的黃金時期。電子技術應用在這難得的發展機遇中起著非常重要的作用，在這新環境里電子技術將引領著社會走向低消耗、高利用、可持續發展的循環經濟時代。汽車的出現是工業革命的成果，標志著人類文明的進一步發展，同時汽車的出現為人們的工作、生活帶來了極大的便利，對汽車行業而言，電子技術的興起，有效地促進了汽車業的快速。但從環境保護的角度看，汽車行業的飛速發展雖為人們生活帶來了便捷，但汽車也對生態環境造成嚴重的污染，對環保型社會的構建造成很大的影響。而在汽車研究領域，電力電子技術的引進，能將環保理念充分的應用在汽車生產制造的各個環節。目前，世界各國都加大了電子技術在汽車行業的應用研究，并且在軟件技術、智能化集成的傳感器技術等方面取得良好的成果。軟件技術與互聯網有著很大的關聯。而伴隨著汽車行業的不斷進步，各行業中都運用到了一些新型的技術。互聯網的異軍突起給軟件技術帶來了長足的發展，使得軟件技術在各企業行業中普遍使用，進而促進了軟件功能的不斷完善，也將一些程序輸入到了網絡之中。汽車行業中可以用來決策和處理的信息則是源于智能化集成傳感器技術的應用。智能化集成傳感器技術在對汽車的技術信息進行處理的同時，還可以對錯誤信息進行校矯正，起著能即使糾錯的作用。而智能化集成傳感器技術的另外一大優點就在于，它可以避免一些信號傳輸問題。
2通信工程的發展現狀
在信息科學技術中，通信工程師是一個非常有發展潛力的領域，尤其是互聯網通信、光纖通信和數字移動通信的發展，這些通信工程讓人們在信息傳遞和獲取的時候非常的便利高效。在當今科技高速發達的社會，人們對于信息傳遞和交流的需求在逐步提升，而各種信息溝通已經與人們的正常工作、生活息息相關。其中，代表性的就是現代網絡技術，可以說網絡技術已經滲透到了人們生活的各個方面。網絡技術的發展和應用好處的滿足了人們對于信息交流和信息的需求，因此，通信工程的發展前景極具潛力。信息技術的應用面積非常之廣泛，在當今科技社會，信息產業或多或少的對現在最為流行的領域有著直接或間接的影響。如，媒介信息的獲取和處理、光纖、計算機、激光、衛星等等。而信息產業以其特有的范圍廣、產值高和技術新等特點，逐步的發展成為了我國國民經濟的重要組成部分，成為了引領社會經濟發展的主導力量。同時通信工程的迅速興起，也帶動了我國信息產業的可持續發展。
3電子技術和通信工程間的關系
相輔相成是對電子技術和通信工程之間關系最客觀的描述。可以從兩個方面來看：一方面從原理學的角度看，電子技術和通信工程之間是相互依賴、密不可分的，電子技術在通信工程中得到廣泛的應用，而通信工程通過電子技術得到發展壯大；另一方面，從應用的領域看，電子技術能推動通信工程的快速發展，而通信工程也能促進電子技術發展，兩者是呈相互促進發展的關系。電子技術和通信工程的有效地結合，極大的帶動了相關領域的發展，例如物理電子、光電子學和微電子學等，有效地促進了現代信息社會的穩定發展。電子技術和通信工程的相結合為社會科學技術領域的進步作出了突出貢獻，也奠定了良好的發展平臺。不僅推動了社會經濟快速發展，而且還在我國信息產業當中發揮著其無可替代的巨大作用。從工程技術角度出發，電子技術與通信工程的結合遍及了社會及應用領域的各個角落，也將現代科技時代推向了一個新的發展階段。人們日常生活所直接接觸到的有移動通信和個人通信、寬帶通信與寬帶通信網絡。媒體通信中為滿足人們的各種高質量要求，應用了信號處理以及應用技術。這些都體現了電子技術與通信工程相結合的科技成果，其他所涉及的領域還有光電子學和光纖通信工程、微波工程和納米材料與技術等等。
4結語
論文摘要:現今的電子通信技術屬于一種尖端的且應用性極強的技術,一個國家的科技發展水平和進度關鍵看電子通信技術水平的高低。電子通信產業是信息產業不可或缺的一部分,電子通信技術的進步和發展直接帶動先進的生產力和科技實力。電子通信技術涉及的領域和范圍較廣,特別突出在移動電話和衛星通信兩個方面,本文也將重點通過這兩個方面來分析電子通信系統關鍵技術的問題。
隨著電子通信技術的發展,它同時在很大程度上改變著人們的生活和方式。人們也能很好地運用電子通信技術突破時間和空間的局限來學習和工作。電子通信技術不僅改變著人們,它還在改變著社會和國家,使得國家不斷發展,特別表現在衛星通信技術上。當然我國的電子通信技術還存在一些關鍵技術的問題,有待人們改善和加強。
一、電子通信系統概述
電子通信技術屬于現代通信技術中的一大部分。電子通信技術還是信息社會的主要支柱,是現代高新技術的重要組成部分,甚至是國家國民經濟的神經系統和命脈。在現代化信息社會,電子通信技術無處不在,它涉及的范圍也很廣,包括移動電信、廣播電視、雷達、聲納、導航、遙控與遙測以及遙感等領域,還有軍事和國民經濟各部門的各種信息系統都要運用到電子通信技術。
電子通信系統中最具代表性也最常見的就是移動通信和衛星通信。其中移動通信就包括了衛星通信,此外還有蜂窩系統、集群系統、分組無線網、無繩電話系統、無線電傳呼系統等多個領域。
二、電子通信系統關鍵技術問題
近幾年來,電子通信技術應用十分廣泛,就其最具代表性的移動通信和衛星通信來看,就存在很多關鍵性的技術問題,有待加強和改善。移動通信技術在電子通信技術中發展范圍最大最迅速,傳統的蜂窩通信因為可用無線頻譜資源的增加和無線信號的衰弱而變得越來越受局限。不斷縮小的小區半徑代表著基站的密度也在不斷增加。除此之外,頻繁的越區切換導致空中資源的浪費和頻譜效率降低,這也使得網絡建設的成本也是越來越高。從以上各種因素可以看出,要想獲得更高的頻譜效率和更大更充足的系統容量,就應該突破傳統蜂窩體制,應用新的移動通信技術。
1、移動通信系統關鍵技術問題
在移動通信系統中采用分布式天線是很有效也很成功的一種方式,每個小區內都有很多個無線信號處理單元,這些單元距離都比載波波長要遠得多,并且它們都能進行功放變頻和信號預處理。要在核心處理單元實現信號處理的功能,首先就要完成信號的收發功能和一些簡單的信號預處理,然后就要與核心處理單元連接,通過光纖和同軸電纜或微波無線信道來實現。有兩種方式可以實現分布式移動通信,第一種就是在所有的無線信號處理單元上所有相同的下行鏈路信號同時發射,然后小區內的無線信號處理單元接收到上行鏈路信號之后直接傳送到中心處理單元。這種方案優點是簡單,缺點則是會不斷干擾系統,阻礙了系統容量的擴大。第二種方式則是在整個業務區域內完成無線覆蓋的分布式天線結構,通過用大量的無線信號處理單元來實現,從而突破傳統蜂窩小區的理念。這種方式也可稱之為“受控天線子系統”,即“僅與移動臺相近的信號處理單元負責與移動臺進行通信”的方式。第二種較之第一種更理想,但同時它也更復雜。
分布式移動通信較傳統的移動通信技術有幾點優勢,第一是小區間干擾低、SIR高且系統容量大,第二是它內部的分集能力不僅能用來抵抗陰影效應,還能夠保證不衰落和擴大系統的容量。第三是它能全面提高其自身切換性能和接受信號的功率,還能降低其切換次數。第四是它對其他通信系統的干擾小并且在相同發射功率下覆蓋的區域更大,反之其發射功率更低。第五是它不僅能更方便快捷地實現任意形狀的無線業務服務區,還能核心處理單元集中處理信號。更能有效利用無線資源。
子通信系統分為5層:應用層、驅動層、傳輸層、數據鏈路層和物理層。這5層之間功能劃分應明確,接口應簡單,從而為硬軟件的設計實現奠定良好的基礎:應用層是通信系統的最高層次,它實現通信系統管理功能(如初始化、維護、重構等)和解釋功能(如描述數據交換的含義、有效性、范圍、格式等)。驅動層是應用層與底層的軟件接口。為實現應用層的管理功能,驅動層應能控制子系統內多路傳輸總線接口(簡稱MBI)的初始化、啟動、停止、連接、斷開、啟動其自測試,監控其工作狀態,控制其和子系統主機的數據交換。傳輸層控制多路傳輸總線上的數據傳輸,傳輸層的任務包括信息處理、通道切換、同步管理等。數據鏈路層按照MIL—STD一1553B規定。控制總線上各條消息的傳輸序列。物理層按照MIL—STD一1553B規定,處理1553B總線物理介質上的位流傳輸。應用層、驅動層在各個子系統主機上實現,傳輸層、數據鏈路層、物理層在MBI上實現。
2、衛星通信系統關鍵技術問題
衛星通信在電子通信技術中最為先進,它也有很大的優勢,包括通信距離遠并且容量大,通信線路質量穩定可靠以及機動性能優越和靈活地組網等這些都是別的技術沒有的特點。但隨著不斷快速發展的全球信息化產業,人們對信息的需求也越來越復雜多樣,電子通信技術已進入高速、多媒體、業務多樣化和可移動的個性化時代。
目前的衛星通信的一些關鍵技術也存在一些問題,它包括高速數據的業務需求。以及衛星通信應用寬帶IP的難點。現代衛星通信技術采用一些關鍵技術來解決問題,一個就是數據壓縮技術,它能讓靜態和動態的數據壓縮都能有效提高通信系統在時間、頻帶、能量上的工作效率;第二個就是智能衛星天線系統;第三個就是寬帶IP衛星通信技術的研究;第四個就是新型高效的數字調制及信道編碼技術;第五個就是多址連接技術的改進和發展;第六個就是衛星激光通信技術。
未來的衛星通信數據率會通過激光通信來實現,激光的優勢會在互聯衛星網中得到充分發揮,因為在那里經常會應用到激光通信技術,它在外層空間進行,所以不會受到大氣層的影響。還可以利用“星際激光鏈路”技術來縮短全球衛星通信中的“雙跳”法的信號時長。有專家提出“在衛星激光通信在比微波通信數據速率高一個數量級的理想情況下,天線孔徑尺寸會比微波通信衛星減小一個數量級”的觀點。那么如果在空間無線電通信中以激光作為載體來進行工作和運行未來的衛星之間進行激光通信是很有前途的。
總而言之,電子通信系統在這個信息化時代無處不在。在電子通信系統中范圍最廣最常見的就是移動通信技術和衛星通信技術,移動通信技術體現在日常的電視廣播網絡等各種電子傳輸工具上,而衛星通信系統則運用在比較大型的工程上。電子通信系統的發達和完善與否直接決定了一個國家和社會的強弱,所以對其關鍵技術問題的分析和研究是很有必要的,掌握了其關鍵技術就能很好地運用和完善它。
參考文獻
[1]劉旭東,衛星通信技術[M].北京:國防工業出版社,2000
楊運年,VSAT衛星通信網[M].北京:人民郵電出版社,1997
加密技術通過密鑰體現出來，是確保電力通信安全的基礎。電力自動化系統在實際運行中，必須要加強對密鑰進行管理，防止發生信息泄露。對密鑰進行管理時，要延伸到其使用的所有范圍和周期內，嚴格管理，層層把關，防止受到外界攻擊。根據電力環境、使用頻率、網絡特征等因素綜合分析，建立科學的管理機制，通過維護和管理，保證電力通信的安全。通常管理機制包含以下幾種：密鑰分配模式、與之所有共享密鑰、密鑰產生及應用、密鑰啟動機制、隨機數的生成。電力通信加密技術屬于比較復雜的過程，涉及的知識廣、學科多，因此必須要加強對密鑰的管理，才能提高系統的安全性。
2電力自動化通信技術中信息安全對策
2.1采用多層次加密的方式實現信息保護
隨著網絡信息技術的推廣應用，在進行數據信息的網絡化傳輸中，為了保障所傳輸數據的安全性，多采用加密方式進行保障，其中，通過網絡鏈路加密、信息傳輸端口加密、混合加密等三種加密方式是比較常見的網絡信息加密方式。
2.2采用合適的加密算法實現信息保護
在進行網絡信息安全保護中，通過使用合適的加密算法實現網絡信息的安全保護也是一種常見的網絡信息安全技術，它主要是通過在網絡信息傳輸的網絡層以及應用層之間，進行SSL層設置，并通過對數據流的完全加密，以實現網絡信息的安全保護。值得注意的是，在SSL層進行完全加密的數據流中，加密的內容只包括應用數據和傳輸協議內容。在進行網絡信息加密保護過程中，通過將數據流分割成數據段進行加密，并在加密后數據由明文變成密文，以此來實現網絡信息的安全保護。
2.3以摘要算法實現網絡信息安全保護
在進行網絡信息安全保護中，以摘要算法的方式實現網絡傳輸數據信息的安全保護，也就是通過對于網絡傳輸的數據流進行分段，并通過摘要計算后，將摘要附注在信息明文之后，以進行傳輸信息完整性的校驗，從而來保證網絡傳輸數據信息的完整性與安全性。
2.4加強應用管控，杜絕違規外聯
對所有用戶終端、網管終端加裝防違規外聯程序，發現違規外聯第一時間進行阻斷。嚴格維護用戶準入制度，加強用戶口令管理，強制口令定期更新，控制遠程維護授權管理。
2.5對通信系統網絡進行優化
實施分層、分級管理，核心業務必須通過嚴格的物理隔離措施經交換平臺連接用戶。
3電力自動化通信技術在電力通信中的應用
3.1電力通信網絡及其特征分析
在電力系統中，電力通信網絡，顧名思義是借助電力光纜線路或者載波等實現的一種數據通信與傳輸方式，現實中，比較常見的電力通信網絡有電纜線路、無線等多種通信手段與形式構成的通信方式。而比較常見的電力通信方式主要有電力線路載波通信、電力光纖通信和其他電力通信。首先，電力載波通信主要是借助電力線路進行工頻載波電流輸送的一種通信方式，它主要是將音頻或者是其他數據信息由載波機轉換成一種高頻弱電流形式，然后通過電力線路完成通信傳輸，實現電力線路的載波通信。與其他電力通信方式相比，電力線路載波通信具有通信傳輸可靠性、成本低、通信傳輸效率高等特征，并且電力線路載波通信與電網建設能夠保持一致，具有較為突出的特征優勢。此外，在電力通信系統中，電力線路載波通信還具有通過電力架設線路實現載波信號傳播等形式，這種電力載波通信線路與普通線路相比，具有較高的絕緣性，并且通信傳輸過程中造成的電能損耗比較小。最后，比較常見的電力通信形式還有明顯電話、音頻電纜以及擴頻通信等多種形式，對于電力通信的發展都有著舉足輕重的作用和影響。
3.2電力通信特征與自動化通信技術的應用
論文摘要:集群通信從模擬升級到數字、數字集群產業的國產化等問題已經成為業界的熱門話題。無線集群通信領域的市場需求在不斷發生變化，用戶希望享受到更加融合的集群通信業務和更豐富的集群服務。文章主要簡單的介紹了數字集群移動通信的網絡運行體制。
引言
集群通信系統在中國的發展走過了二十多年，從市場應用的角度看，二十多年足足是一個新的技術起步，成熟，甚至被取代的周期。近幾年來針對集群通信方面進行多個專題的討論，從模擬到數字，從共用專網到專用專網，從體制標準到技術創新，從企業研發到市場應用，從社會需求到應急聯動通信等，本論文擬對于數字集群移動通信網絡體制進行一些粗淺的探討。
一、集群通信網絡的概念
集群通信系統是共享資源、分擔費用、向用戶提供優良服務的多用途、高效能而又廉價的先進無線調度指揮系統。對于指揮調度功能要求較高的企、事業、工礦、油田、農場、公安、武警以及軍隊等部門都十分適用，集群通信采用單工或半雙工方式，要求接續時間小于500毫秒，具有調度級別控制等。同時對于集群通信還提出了傳輸集群、準傳輸集群和信息集群的定義。
隨著集群通信的發展和用戶的需求，集群通信也從原來的模擬集群向數字集群過渡。但這種過度并不是簡單的將原來的模擬話音轉換為數字話音和提供數據傳輸功能就可以稱為數字集群了。其實，綜觀國際上提出的數字集群來看，數字集群的標準都是圍繞著用戶的需求而發展起來和提出的。
二、數字集群移動通信網絡的運行
數字集群通信是繼手機、小靈通之后的第三大戰場，正在成為電信領域開發的新重點，運營商、設備商正在展開一場新的角逐。在設計中針對了專業無線用戶的需求，特別適合在政府和商業領域的專網使用。
2.1數字集群通信的標準
TETRA(陸地集群無線電)系統在指揮調度方面應用的比較多，可完成話音、電路數據、短數據消息、分組數據業務的通信及以上業務的直通模式，并可支持多種附加業務。在大區制條件下最大覆蓋半徑56公里。TETRA擴容可以逐步增加模塊化，適用于小、中、大型調度系統;設計組網靈活，既適應于專用調度網，也適應于共用調度網。TETRA話音編碼方式采用代數結構碼本激勵線性預測編碼，具有良好的話音質量，即使在強背景噪聲干擾下也可聽清，話音質量并不像調頻系統那樣隨場強減弱而降低。大量實驗證明，TETRA系統的話音質量比GSM系統好。因此，大量應用于應急、調度、指揮等專網應用系統。
iDEN(集成數字增強型網絡)系統是基于TDMA多址方式的調度通信/蜂窩雙工電話組合系統。它在傳統大區制調度通信基礎上，大量吸收數字蜂窩通信系統的優點，如采用雙模手機方式，增強了電話互聯功能;采用小區復用蜂窩結構，提高了網絡覆蓋能力。選用這種編碼是先進的，但技術公開性不好，價格較貴。但通話質量和保密性都較好。
2.2數字集群系統設備安全
設備是網絡的基礎，設備的安全是保障網絡安全的基礎，只有保證網絡的物理可靠性，才能保證網絡功能、信息的安全性，因此基礎設備的可靠性至關重要。
對于交換機，硬件上應實現關鍵部件的熱備份。軟件上，關鍵的用戶數據、配置數據應當及時、定期進行備份。對于基站系統要考慮其抗外界干擾的能力，如射頻干擾、雷擊、抗震性能等。基站系統的備用電源應根據基站覆蓋區的重要程度適當配備，以應變突發事件。系統主備用倒換能力是系統可靠性的一個重要指標，如倒換時間、倒換過程對正在進行的業務的影響等。完善的監控告警機制可大大提高網絡的可靠性，如系統部件可自我診斷和修復、系統可隔離故障模塊、及時產生告警信息。此外，調度臺、終端存儲了用戶的重要信息，這些設備由用戶控制，應由專人維護，以保證相關用戶信息不被外界竊取。數字集群通信系統是一種特殊的專用通信系統，在應對突發事件時，對社會穩定和人民生命財產的安全起著及其重要的作用，因此數字集群通信系統的安全要求要大大高于公眾移動通信系統，所以數字集群通信系統運營者必須從各方面考慮如何增強系統的抗災變能力，如何使系統更安全可靠的傳遞信息。只有全面的重視數字集群通信系統的安全問題，才能使數字集群系統發揮其應有的作用。
三、未來數字集群通信技術發展方向
3.1高安全性
數字集群在基站與手機之間，信息完全依靠無線電波的傳輸，很容易被人們從空中攔截，在通話狀態、待機狀態都會泄密，即使關閉電臺，利用現代高科技，仍可遙控打開，繼續竊聽，從中截取、破壞、調換、假冒和盜用通信信息。
3.2高抗毀性
專業移動通信在使用過程可能遇到惡意破壞的人為因素或雨雪災害的自然因素等影響，導致網絡不能正常工作，因此，未來PPDT系統要求可靠、準確地提供業務，具有高的抗毀性和可用性。通常情況下，系統以集群方式工作;在遭遇危害的極端情況下，系統以故障弱化方式或直通方式工作，保證系統能滿足基本的集群業務需求。
3.3高環境適應性
專業移動通信由于它是用于全球的表層和空間，會遇到各種惡劣的氣候、地形和環境;因此，要求通信裝備必須能抗拒酷暑、嚴寒、狂風、暴雨等惡劣氣候條件;必須適應山岳、叢林、沙漠、河海、高空等三維空間的不同地形環境條件;既可車載船裝，又能背負手持，要經得起各種移動體的安裝機械條件;在嘈雜的噪聲環境，要具有背景噪聲濾除功能，使通話對方聽不見噪聲干擾，話音清晰;在高速行駛時，通信不能中斷，質量不能下降，可支持500km/h的高速運行。
四、結論
集群共網畢竟具有它自身的缺陷，那就是這些共網往往是調度功能要相對弱一些，即使是利用與專網相同的系統來組建的共網，也同樣會相對使得調度功能減弱。那些在公網基礎上發展起來的調度系統由于是在原來的系統協議和結構上增加了調度功能，由于原來的體制、協議和系統結構是以公網的電話業務為主而建立的，要想完全能夠符合專業用戶對專網的需求，應該講目前還是達不到的。
參考文獻:
[1]鄭祖輝.數字集群通信漫談[J].電子世界，2003，(12).
關鍵詞：nRF2401無線視頻信號AT89C52攝像頭7260
目前，國內安裝的可視門鈴多數是有線的，或是通過類似于電視系統的調幅或調頻方式來發送圖像的。出于成本的考慮，這些可視門鈴系統傳輸距離受限制，信號質量不高，抗干擾性差。隨著用戶要求的提高，尤其是在大型別墅中，門鈴和圖像接收端相距較遠，這就需要將有線變為無線，模擬信號調幅或調頻無線傳輸變為數字信號調制（FSK，QFSK，GFSK）無線傳輸。FSK（FrequencyShiftKeying）即鍵控頻移，QFSK（QuadratureFrequencyShiftKeying）即正交鍵控頻移，GFSK（GuassianFrequencyShiftKeying）即高斯鍵控頻移。通過系統的數字化，圖像信號質量得到提高，抗干擾性得到大大加強；同時，整個系統的體積相比其它的傳輸方式將會減小很多，因此，具有廣泛的商業應用價值和發展前景。
由于我們的系統用于別墅單用戶的可視門鈴，因此對圖像的連續性要求不高。設想一直，在戶主聽到門鈴響，再到門口查看監視器的畫面最少需要3s。只需要傳輸1幀圖像到監視終端，讓戶主看到來訪者是誰就可以了。因此由于成本的原因，我們會把采集到的圖像直接傳輸出去而中間不會加上昂貴的圖像壓縮解壓縮芯片。
整個數字無線視頻通信系統主要由三個模塊構成：圖像采集模塊、數據傳輸模塊、圖像接收顯示模塊，如圖1所示。
1圖像采集模塊
該模塊的硬件框圖如圖2所示。
攝像頭7620是256色30萬像素的CMOS攝像頭。它輸出并行16位圖像信號，包括8位的色度信號、8位的亮度信號以及場同步與行同步信號。1幀圖像（640×480）的尺寸是640×480×16=4915200（位）
如果以RF發送模塊nRF2401的最大速度1Mbps來計算，發送1幀圖像所要的時間為
4915200/1000000=4.9152(s)
這顯然太長了。不過，7620還有一種工作模式就是，通過降低分辨率來減少圖像尺寸。這種模式提供了320×240的圖像。這樣，圖像數據不到3s就可以到達接收端，滿足可視門鈴的要求。
圖3
8位色度信號、8位亮度信號以及場同步與行同步信號先通過FPGA緩存到RAM，同時轉換為異步串行數據，通過RF模塊發送。圖3是7620的工作時序。
圖3中，Y信號是8位亮度信號，UV是8位色度信號。VSYNC是場同步信號，HREF是行同步信號。
FPGA的工作是完成圖像數據的緩存控制以及啟動RF模塊發送圖像數據。這里，采用Altera公司的EPF6016。它是一顆16000門的FPGA。圖4為FPGA與攝像頭7260、MCU以及RF模塊的連接示意圖。
圖4中，U1為EPF6016ATC100，J1是FPGA與攝像頭7260的連接插座。Y、UV、VSYNC和HREF的定義如前，READY是MCU對FPGA的控制信號，DATA是FPGA與RF模塊之間的串行數據線。
當用戶按下門鈴，MCU收到命令開啟照明燈，同時初始化攝像頭7260，并發送READY信號給FPGA，通知其準備接收圖像信號。由7260的工作時序可以看到，當攝像頭采集到一幀圖像后，VSYNC便發送1個高電平，FPGA準備接收信號。1幀圖像由很多行組成。這些行在場同步信號VSYNC的兩個高電平之間傳送。而每一行的信號傳輸現時由HREF同步。當HREF的上升沿來到后，FPGA開始接收圖像數據。在PCLK的上升沿，每一行的圖像數據通過Y口和UV口送出，從時序圖可以看到1行包括640個點。
FPGA需要將收到的圖像緩存到512KB的RAM，需要有20位的地址信號線和8位的數據信號線。
FPGA采集到的圖像信號是并長的數字信號。要將這些信號發射出去，還需要轉化為異步串行數據，這個工作由FPGA來完成。我們所規定的異步串行通信協議和通用的RS232協議類似：
沒有信號時，DATA線為高電平；要傳送數據的時候，先發送1個低電平脈沖（起始位），緊接著2個字節的數據（Y[7：0]，UV[7：0]，然后再發送1個高電平脈沖（停止位）。1幀有效的串行數據就由這幾部分構成。
微控制器MCU主要完成以下幾個任務：
①初始化數字攝像頭7620；
②控制其它外設，接收和處理鍵盤命令，控制照明設備的開啟等；
③與FPGA協同工作，并提供人機接口。
MCU采用常用的AT89C52。圖像采集模塊的工作流程如圖5所示。
2圖像傳輸模塊
圖像傳輸模塊（RFmodule）由一塊單片無線收發芯片nRF2401完成。NRF2401工作在2.4～2.5GISM頻帶，集成了頻率綜合器、功率放大器、晶體振蕩器和調制器。由于nRF902使用了晶體振蕩器和穩定的頻率合成器，因此頻率漂移很低。電源電壓范圍為2.4～3.6～，輸出功率為10dBm，電流消耗僅9mA。輸出功率和頻偏可通過外接電阻進行編程。輸出信號為調制的GFSK（高斯鍵控頻率信號），很容易通過8線串行I/O口進行收發。圖6為nRF2401在無線通信中擴展的電路。
通過PWR-UP、CE、CS引腳的選擇，nRF2401可以工作在激活/等待/節能模式。這里，使nRF2401工作在激活的突發脈沖（shockburst）模式。該模式使用片上FIFO。在不使用MCU控制數據操作情況下，能以極低的功耗運行數字部分而又以極快的速度（最高為1Mbps）傳輸數據，從而大大減少了電流消耗，降低了系統成本并且減少了傳輸時的“空中沖突”冒險。
FPGA送來的異步串行數據經過nRF2401內部的RF帶通濾波、低噪聲放大、頻率綜合和脈沖放大，被調制成2.4GHz上的GFSK信號，完成圖像信號的傳輸。
3圖像接收顯示模塊
圖像接收顯示模塊主要由三部分組成：圖像接收、圖像轉換和暫存、圖像顯示。如圖7所示。
（1）圖像接收
圖像接收部分也是由無線收發芯片nRF2401完成。nRF2401可以同時發射1組、接收2組信號。在突發脈沖模式下，將RX和CE置高，200μs的建立時間后，nRF2401開始監測空中，接收到有效的數據包后解調為原來的數字信號，送以端頭、地址和CRC位，MCU發出中斷命令，DR1拉高。MCU也可以置CE為低來中止RF字的接收，同時為載入數據輸出適當頻率的時鐘。當所有的數據載入后，將DR1拉低，準備接收下一個數據包。
圖6
（2）圖像轉換和暫存
nRF2401傳輸給FPGA的異步串行數據，經過FPGA轉換為并行數據并暫存到緩沖區（512KB的外部RAM），收到MCU的命令后將RAM內部的數據送到LCD顯示。當整幅圖像都被接收以后，FPGA將存儲的視頻發送到LCD控制器SED1353。出于安全性的考慮，系統同時還外掛有2MB的內存事保存視頻歷史記錄。圖像轉換和暫存的過程，其實是前面圖像采集的逆過程。接收部分FPGA的設計與發送部分類似，這里不再詳述。
（3）圖像顯示
圖像顯示由LCD控制器SED1353和LCD顯示模塊MCT-G320240DNCW-15N組成。SED1353是一種點陣LCD控制器，支持的分辨率高達1024×1024（單色顯示），能同多種微控制器接口。圖8為SED1353與LCD顯示模塊和MCU等設備的連接圖。
SED1353的控制信號和圖像顯示的地址信號由MCU提供。FPGA從RAM獲得待顯示的圖像數據，得到MCU命令后將數據傳送到SED1353，由它將一幅圖像的數據暫存緩存到存儲器。當戶主按下應答鍵，MCU傳達顯示命令，SED1353就從存儲器取出數據傳送給LCD，戶主就能見到來訪者了。
現代無線網絡的組成主要由藍牙、WiFi、WiMax、Mesh、RFID等。藍牙：主要是小范圍相互連接的幾個裝置間形成的無線網絡，一般范圍較小，相對開放，通信不需要電纜，成本較低。WiFi：是一種高頻無線電信號，能夠將移動終端通過無線方式連接起來，相對開放，通信價格低廉，便于人們生活。WiMax：是更大范圍的無線信號網絡，一般用于城域網的構建技術基礎，也是目前3G信號技術應用標準。Mesh網絡：采用網絡拓撲結構，也稱多跳網絡，其相對于其他網絡傳輸，可靠性更高，而且傳輸速率更快。RFID技術：是一種無線射頻識別技術，能夠通過特定的無線電通信訊號識別目標及其數據信息，在門禁、票務等系統中多有使用。
2現代信息技術在油氣生產運行過程中的有效運用
2.1自動化數據的控制與采集
在油氣自動化生產過程中，信息的自動化收集與處理是整個自動化控制的重點。自動化數據采集系統采用集散型控制結構，運用兩級SCADA自動化監控系統來實現對生產系統內各技術參數的實時數據收集與控制。油氣自動化生產中，在聯合站、計量站、油井等相關技術控制區域設置信息收集與控制基站。基站與生產系統中各離散點通過傳感器與變送器進行數據信息收集，并利用各自動閥門、壓力參數通過自動程序的控制進行實時的調節以實現PID閉環控制，從而構成油氣生產自動化控制的一級SCADA監控。基站通過光纖、WLAN等方式將實時數據信息及時傳輸到工控室、自控中心，通過自控中心與工控室的調度實現數據的動態顯示與數據信息異常的及時處理，從而實現對生產系統的控制。由此構成油氣自動化生產控制的二級SCADA監控系統。一級單元與二級單元相互之間通過電臺進行數據交互，以實現整個網絡的信息實時交互聯系。
2.2多媒體視頻監控系統
多媒體視頻監控系統一般由視頻客戶端、視頻監控單元、視頻監控中心組成，設置在廠區生產系統及其附屬設施、系統的視頻監控單元將實時的視頻監控信息編碼成數據流通過網絡傳輸到視頻監控中心，通過轉碼解流將視頻信息反應到視頻客戶端上，由此實現實時的視頻監控。而在整個視頻監控系統中比較重要的一個部分是網絡視頻器，主要負責各種多媒體影像聲音的采集以及該視頻影像的壓縮編碼；同時，將網絡用戶以及監控中心的實際控制命令有效地往前端設備上進行傳輸。目前，MPEG-4網絡視頻編碼器的壓縮比例相對較高，運動補償性方面較為優越，逐漸成為主流。由于大部分采油廠的視頻監控多置于室外，所以，一般要選用能夠進行360°全景掃描的恒溫監控設備，實施對整個尤其生產自動化系統的全天候監視。后端的監控中心主要是由交換機、多媒體電視強以及視頻服務器等等設備有機組成的。其中，視頻服務器主要是用來管理源于網絡視頻編碼中的相應的網絡視頻流，并運用組播技術提供相應的視頻服務給相關的網絡用戶，真正實現多媒體數字化實時監控以及網絡點播檢索行為的有效運行，監控中心可以授權網絡用戶，這部分被授權的網絡用戶稱作是客戶端，客戶端為外網用戶以及本地網用戶均可以。
2.3寬帶Ethernet網絡系統
2.3.1網絡結構
各信息收集基站（聯合站、計量站、油井等）收集的數據信息匯集到工區控制處理器，工區工控室通過報表生成、實時圖像存儲等數據處理后傳送到廠部自動化控制指揮中心，以方便廠部領導及技術人員實時瀏覽各基站主要技術參數、主要實時信息以及異常信息的監測與處理。各基站與工控室、工控室與自控中心之間的連接一般采用光纖、數字微波、WLAN等多種傳輸方式，通過點到點、點到面、面到面的星狀連接網絡構建出油氣生產系統無線通信網絡。
2.3.2組網方式
各基站之間的信息傳輸組網一般采用可靠性較高、受干擾程度較低的光纖進行連接。從廠部局域網引出光纖連接到油田信息網，如果從廠部到工控室之間的信息連接系統如小容量微波系統不能滿足寬帶傳輸的需要，可通過在兩端加裝E1/RJ45網橋的方式實現微波系統擴容。在基站站點過多、涉及范圍過密集、涉及地理環境過于復雜的局部區域，可采用光纖/WLAN混合的方式進行組網，以避免區域光纖連接的復雜性。
3結語
