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通信論文范文1
雖然“光纖通信”課程是一門理論與實踐相結合的課程［4］，但是基礎理論的掌握對以后實踐起著極其重要的作用。可以說基礎理論的廣度和深度直接影響以后從事實用型工作還是創造型研究。“光纖通信”總學時為92學時，其中基礎理論占56學時，實驗教學為36學時，最后設置了兩周課程設計內容。理論教學內容主要包括光纖傳輸理論、通信用光器件、光端機、數字光纖通信系統、模擬光纖通信系統、光纖通信新技術和光纖通信網絡等。實驗教學主要包括以光纖端面處理與熔接實驗、單模光纖結構設計光纖光纜的識別與使用、光纖損耗系數和事件點參數測量、光發送機的參數測試、光纖電話傳輸實驗、光纖視頻傳輸實驗、波分復用光纖傳輸實驗和摻鉺光纖放大器實驗為代表的十二個題目。本課程最后一個教學環節為課程設計，主要是針對所學內容進行選擇性深入學習和研究，并獨立設計完成指定題目。
二、“光纖通信”課程理論教學方法與實踐
1.理論教學過程中的理論分析應從簡單遞進難度。例如，我們在教學實踐過程中學習光纖中的光傳輸理論時，先討論學生較熟悉的幾何光學法的全反射傳輸理論，再分析光在光纖中遵循的電磁理論，提出麥克斯韋方程組，并進行嚴格推導和詳細討論。
2.教學中應適當展開課堂討論。對于一些較簡單并有一定重復性的內容，可以采取課堂討論的教學模式。由于，光纖制造和光纜制作工藝相對簡單易懂，制造過程和方法有很多種。因此，對以上內容進行課堂討論形式教學。預先把學生分成幾組，每組選擇2~3個題目，之后收集資料、制作PPT、充分備課。課堂上每組選出1~2個學生，上講臺利用15~25分鐘的時間對特定題目進行講解，講完后其他成員可以提問，相互討論。通過以上教學環節，本是一些繁雜的內容從不同講解者的不同風格再現出來，課堂氣氛積極活躍，講授內容豐富多彩。同時講解者完成了選題目、制作PPT及備課講課等全過程，這對即將畢業的學生是一個展現自己、鍛煉自己的好機會。
3.教學過程中適當展示實際器件或相關案例。光纖通信是一門要求理論與實踐相結合的課程。除了規定的實驗課外，在理論教學過程中應該注意理論與實際相結合。在理論教學過程中，涉及一些實際光學元件和設備時，比如，連接器、耦合器、光纖光柵和激光器等，課堂上盡量展示實物及說明書，并說明其在通信網絡中的具置和作用。不僅可以活躍課堂氣氛，還可以鞏固教學內容，留下深刻印象。比如，設計光纖分類和工藝等內容時，我們盡量引入許多國內外的著名企業并展示其相關光纖產品。我國已擁有長飛、亨通、烽火、富通、中天、永鼎、通光、匯源等光纜企業及特發、成康、北康、侯馬、富春江、天虹、宏安、華倫、華達、華新、港龍、通鼎、西古、法爾勝等一大批骨干企業。2006年，國內市場光纜總量達2000萬芯公里，出口光纜470萬芯公里，總產銷2470萬芯公里以上。2000~2012年，我國光纖需求量增加了整整24倍，年增長率達30%。2006年中國光纖需求量僅占全球的25%左右，至2012年，這一市場份額已超過了50%。光纜總體技術水平已達國際先進水平，主要企業的主要產品指標領先國際先進水平，產品種類規格基本齊全（海底越洋光纜尚差）［5］。
4.概念與其背景相聯系。每一學科與每一門課程都具有相應的概念和理論。其中一些現象的發現、一些概念的提出有其歷史背景和條件。在光通信，特別是光孤子通信屬于這一類，孤子這個名詞首先是在流體力學中提出的，其概念可以追溯到1844年英國工程師SocttRussel在《波動論》中記錄的一段于1834年8月在愛丁堡一戈拉斯高運河上的一次經歷。講授該內容時，我們抓住其獨特的歷史，回顧一下當年的發現，活躍課堂氣氛，形象準確地理解概念。
5.理論分析與科研成果相聯系。在教學實踐中應用科技論文，可以使學生對教學內容掌握得更好，同時對科技論文的查閱、內容格式和寫作等進一步了解，對以后畢業論文，乃至科研工作有一定的引導作用。對科技論文的選取要注意以下幾點：文章的主題符合課程相關內容；科技論文的難度要適當；科技論文作者及其單位在行業有一定的影響力；最后，科技論文內容為該領域研究熱點［2］。比如，講授完光纖結構、制造工藝和傳輸理論之后，組織學生學進延（烽火通信科技有限公司）的《S-C-L三波段傳輸新型單模光纖的設計和研究》和專利《一種新型低色散光纖》［3］。通過分析科技論文鞏固所學知識，進一步理解提出問題、解決問題，并把成果撰寫成科技論文或申請專利的整體過程，提升學生的科學素養，培養學生綜合能力。
6.實驗、課程設計和仿真模擬。在實踐教學環節，我們針對性地開設了12個典型實驗。除此之外，結合理論與實踐，設置了計算機仿真的課程設計內容。仿真是利用模型復現實際系統中發生的本質過程，并通過對系統模型的實驗研究存在的或設計中的系統［6］。很多情況下，因受到實驗條件限制，光纖通信中經實際操作，用實驗結果證實和分析的內容有限。此時，我們可以學習和利用仿真技術，主要是利用一些光纖通信領域功能較強的模擬軟件設計光纖通信器件和光纖通信系統。對光纖通信網絡的模擬，參數調整和結果分析加深對實際通信網絡的了解，分析其存在的問題，提出解決方案。
三、結語
通信論文范文2
近年來，在應用需求的強大驅動下，我國通信業有了長足的進步。現有通信行業中的許多企業單位，如電信公司或移動集團，其信息系統的主要特征之一是對線路的實時監控要求很高，數據量龐大，如何將實時控制與信息系統集成在一起便成為系統實施的一個關鍵部分。
在參與了某個通信公司的一套網管系統以及決策支持系統的設計后，我們分析了兩者的集成與應用工作，深切地感受到有一個良好的設計策略以及重視所選用的工具是一個關鍵。這個項目主要是對下屬各分站的子網以及有關鏈路的連通情況進行實時監控、實現報警、路由控制和授權等功能，其關鍵在于提供一個實時顯示情況的地圖界面，井將數據匯總和組織，建立起數據倉庫以及進一步實施數據挖掘分析，從而能支持企業的決策分析。我作為設計人員之一，著重在本文中討論控制系統與信息系統集成時的策略。
【正文】
眾所周知，通信行業需要有一整套監控通信網絡的手段，其工作特點是涉及到的各分站與基站的在地理位置L的分布性，更加需要有在更高一級提供檢測不同分站鏈接情況的手段。一般來講，由于數據都是海量的，所以，如何將整個網絡系統所得的數據及時處理，以便和決策部門的分析相結合，也成為迫切需要解決的重要課題。簡言之，分布性、實時性以及數據海量性是解決整個系統設計和集成的核心問題。
首先，讓我們來討論一下“網管監控系統”。由于我參與設計與開發的這個系統并不是位于基層的分站，其定位在將下屬各分站的主機通信數據（包括數據流量、鏈路負荷、通往其他結點即主機的連通情況等）加以收集，所以對于具體通信事務的底層操作要求并不很高。
考慮到上述原因，我們采用了一個地理信息系統開發平臺Mapinfo并采用Delphi編程，后臺用SQLServer數據庫（這是由于考慮到決策所需要用到的是Microsoft公司的OLAPService）。在分析和計劃之前，我們先對ITU801標準做了詳細的探討，這只是一個有關子網和鏈路定義以及分層等描述的標準，在聽取了許多分站人員的建議后，將MAPINFO公司提供的一個相關的MAPX的ActiveX控件嵌入到Delphi程序中，利用MAPX中提供的豐富的類以及操作，比如Object、Layer等實現網管界面，井且加入了子網和鏈路的概念，對屬下的分站可以隨意地組合成為不同子網，而且實現了放大與縮小的功能，大致可以將整個地區的分站集中在一張地圖中，能顯示在屏幕上，這時，只是顯示出各個分站的概要，小到可以顯示出某臺主機的機柜、機柜直到插件板（因為這些都要實時監控）。我們采用了分層的方法來實現以上縮放。對于一些靜態的數據，如分站，主機的位置等則先用Mapinfo公司提供的一套編制地理信息的工具（MAPX是其提供給編程工具的一個ActiveX控件）做成靜態的層次圖放置于數據庫中。
我們新做成的這套系統通過與各分站的專用線路加以連接，能實時地得到數據，顯示于地圖上，反映出各站、各子網、各鏈路的實時狀態，并能將控制命令傳回分站（如強制鏈路中斷、路由轉換等）。
現在，讓我們來討論其中最為關鍵的問題，即是要將實時控制系統與企業信息系統加以集成，我們的設想和體系結構大體上可以用一張簡圖表示。
在這個體系結構中，由各分站保留著詳細的數據，網管系統則在一定時間間隔內將匯總到的數據作少量統計，抽取其中需要保存的內容放入數據庫，如每分鐘流量，某分站與其他分站每分鐘通信流量，在該分站中某個鏈路的負荷（這些鏈路有可能是動態分配的，也可能是固定分站之間的通信鏈路）。盡管如此，數據仍然是海量的，因此，如果要把這些數據都直接送到各個決策部門，比如送給市場部門是不現實的。所以，我們在數據庫的基礎上建立了數據倉庫，確定了客戶、時間、通信量、計費和故障等幾個數據倉庫的主題，每隔一定時間對數據庫中的原始數據進行清理與抽取等預處理工作，建立好數據倉庫。這里的預處理包括了許多方面的內容，比如有建立計算時間，但是無計費的（計費值為零）的數據，應視為建立失敗的無效數據，需要予以剔除；某些企業租用的是專用線路按月計費，中間的通信因此無計費的一些有關記錄也應剔除等。在預處理之后，再利用OLAPService的分析將數據融合與匯總。按照決策部門的需要提供相應數據（比如：市場部門需要每一分站的收益，客戶分布情況以及客戶費用等）。這些都可以由OLAPService對數據作預先處理，此時處理完的數據在邏輯上是以立方體（CUBE）形式存在的，其占用的存儲空間便能顯著地降低，如1999年8月有2000萬條通訊記錄，即使形成作為備份的文本都需要4G空間，經過OLAPService處理后僅需200M左右空間，因此，經處理后的數據主要存放于另外的相關部門的機器中，而不能與主服務器放在一起。
最后，再來討論由決策人員所使用的系統。由于這些部門并不分散，我們就沒有采用OLAPServce的Web方案。采用Delphi編制了訪問OLAPService的客戶端軟件，用了OLAPService提供的、CubeBrowser控件，用相似于網頁的界面提供了數據立方體的各種操作，如上鉆（觀察角度從月轉到季度甚至年），切片，旋轉等操作。為了便于輸出打印數據，還內嵌了Microsoft的Excel數據透視表，可以將在CubeBrowser上所看到的數據轉化為Excel的表格形式，或者轉換成餅形圖、柱形圖和曲線圖等，比如可以觀察每天24小時通信流量的分布曲線圖，可以發現在夜間12點以后明顯通信流量減少，而決策部門便可制定某些優惠或減價措施吸引更多客戶在12點之后使用網絡。
另外，在采用OLAPService中的數據挖掘功能時，其中提供的兩類算法分別是基于決策樹的分類和基于決策樹的聚類，市場部門的聚類算法將客戶根據費用情況加以聚集，以期發現處于同一消費水平的客戶的共同特征，便于制定政策，吸引客戶。這方面的努力我們將會進一步持續進行，以保證有足夠的海量數據而發現其中的規律。
整個系統運行后，其數據采集，數據處理等一系列工作都由程序定期地自動進行，該系統應用已有一段時間，受到了不少好評。當然，也發現了其中有不少問題，比如；主服務器數據庫的容量問題，主站與分站的通信效率問題，還有在網管系統中，網絡故障的確定還不夠細致，需要由分站再具體化加以確定，決策系統與網管系統之間還缺少直接通信手段等，這些都有待于進一步的解決與改進。
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1.1系統的結構
基于SMS的移動通信網絡自動監控系統所采取的是分布式體系結構，該結構主要由三部分組成，即終端監測儀、監控中心和移動短信息服務中心。其中，終端監測儀的功能主要是對系統中的特定內容進行監測，并在此基礎上將監測到的數據以短信息的方式發送到監控中心。監控中心的功能主要是通過短信的方式，與各個終端實現信息數據的傳輸與共享，并以此為依據，對終端監測儀的工作參數進行科學設置。同時，監控中心還可以為移動通信用戶提供查詢和報表功能。而移動短信息服務中心的功能則主要是完成系統中終端監測儀和監控中心的短消息互發。
1.2系統的功能
如果想要將自動監控系統的各項功能順利實現，對于終端監測儀的設置，除了要確保其滿足系統的運行需求之外，還應該設置一套與之配套的軟件系統。就目前終端監測儀的功能來看，應該滿足以下幾個方面：①通信質量參數的采集，這是終端監測儀的一項基礎功能，通過對不同位置通信質量參數的有效采集，可以對通信整體質量有一個初步的了解，并針對不足之處，采取合理的優化措施。②通信質量參數的報送，系統在完成通信質量參數的采集之后，需要將采集的數據傳輸到控制中心，該環節是系統運行中的一個關鍵環節，為了能夠確保傳輸質量，根據系統的特點，選擇合理的報送方式是不容忽視的。目前，比較常用的報送方式有三種，即自報式、應答式和自報/應答兼容式。監控中心也是自動監控系統的一個重要組成部分，監控中心的功能主要包括以下幾個方面：①對終端監測儀的參數進行修改；②打開和關閉選定終端監測儀自動發送采集數據功能；③通話質量等級測試；④撥打掉話頻率測試；⑤修改自動監測儀上傳采樣數據的控制中心號碼。
2終端監測儀的設計
2.1終端監測儀的硬件組成
就目前終端監測儀的硬件組成來看，主要包括了51系列單片機和GSM模塊等。其中，為了進一步滿足系統需求，GSM模塊往往采用標準的移動通信模塊，最常見的就是SiemensMC35，該模塊可以提供標準的AT指令，在指令的控制下，可以一次完成6組數據的采集。也就是說，可以一次采集六個不同基站的工作參數。在系統運行過程中，單片機通過串口向GSM模塊發送AT指令來控制模塊的工作方式以及讀取采集的網絡參數，然后按照設計的協議將數據打成格式化的數據包再交給GSM模塊，發送數據每個GSM模塊中有一張SIM卡，監控中心通過每個監測儀的SIM卡號對它們進行分類管理和控制。
2.2終端監測儀的軟件設計
給出的是終端監測儀的軟件流程示意圖，從圖中我們能夠看出，該軟件流程大致可以分為前臺和后臺兩個部分，其中，中斷服務子程序這部分可以視為前臺行為，利用函數完成相關操作這部分則可以視為后臺行為。結合系統運行的特點和需求，終端監測儀的軟件設計需要具備以下幾個方面的功能：①自動發送通信質量參數和實時報警；②終端監測儀工作參數的設置和修改；③解決監控中心收到的通信質量參數延時問題；④防掉電功能。只有具備了上述功能，才能夠進一步滿足自動監控系統的運行需求。
3SMS和通信協議的設計
3.1移動短消息服務
移動短消息服務是GSM的一項重要業務，通過GSM所提供的網絡平臺，可以向監控中心傳輸固定長度的數據信息。與傳真業務相同，都是GSM數字蜂窩移動通信網絡提供的主要電信業務。就目前該服務所涉及的業務類型來看，大致可以分為兩種類型，一種是點到點短消息業務，另一種是小區廣播短消息業務。
3.2SMS的特性與優點
之所以采用SMS為基礎來對移動通信網絡自動監控系統進行構建，主要是因為SMS具有諸多優點，這些優點主要體現在以下幾個方面：①存儲和轉發功能，在進行短信息發送的時候，信息的渠道并不是由發送者直接到接收者，而是發送者———短信中心———接收者。②傳達確認，當短信息成功傳達至接收人之后，發送者會收到確認信息；③主叫號碼自動顯示，SMS中自動包含發送者的電話號碼，接受者容易知道發送者并回復。
3.3通信協議的設計
通信協議的設計主要包括兩個方面的內容，即通信協議的數據格式和協議的算法。在自動控制監控系統運行過程中，不同環節對于數據格式也有不同的要求，因此，設計人員應該結合系統的特點，設計一套完整的通信協議，以此來滿足系統中數據的交互。采用移動短信的方式進行數據交換可以實現監測儀的任意布置投資成本小，運行維護費用低。
4結語
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1.1DMC技術思想
現有的網卡通信是把網卡作為計算機的一個設備來進行操作的，用戶先要把數據從內存送到網卡設備里，網卡才能把數據發送出去，接收數據時則需要把數據先接收到網卡設備的存儲空間中，然后再把數據拷貝至內存中。這種實現方式避免不了網卡設備和內存之間的數據拷貝，并且網卡作為一種設備通信活動也受到相應總線接口如PCI總線接口的限制。DMC技術是把網卡作為一塊特殊的內存，插在物理地址最高內存區的內存插槽中，使得網卡和主機之間的數據交換如同主機訪問內存一樣，主機的網絡通信活動與讀寫內存一樣，這就避免了原有的通信過程中網卡設備和內存之間的數據傳輸，因此把這種通信機制稱為直接內存通信（DirectMemoryConnection，DMC），并且把基于DMC技術實現的網絡適配器稱為DMC網卡。DMC通信機制可以應用于多種網絡環境中，下面以高速光纖通道交換網作為應用環境，對DMC通信機制技術細節進行介紹。DMC技術的詳細過程描述如下：首先，把網卡作為一塊特殊的內存插入最高內存區的內存插槽中，修改操作系統對內存的最高物理地址區部分空間，即DMC網卡上的部分存儲空間進行注冊預留，將其作為CPU和網卡共享的通信專用區，只允許與網絡通信活動相關的用戶讀寫，其他系統進程無權訪問。我們把通信專用區按照以下4種用途進行分配：接收緩沖區、發送緩沖區、網卡命令區以及網卡狀態區。然后，根據相應的通信協議如FC協議進行網絡通信活動，通過訪問通信專用區，控制具有通信控制邏輯、并串轉換／串并轉換器和光收發器等部件的DMC網卡，進行計算機之間的點對點直接內存通信。
1.2DMC通信活動描述
DMC通信機制中主要通信活動描述如下：（1）發送數據：通信源節點發送數據時，只需用戶使用寫普通內存的方法將數據寫入通信專用區的發送緩沖區中，同時把發送命令寫入通信專用區的網卡命令區。DMC網卡上的通信控制邏輯根據網卡命令區的命令解析結果，從通信專用區的發送緩沖區中取出數據發送至網絡；（2）接收數據：在DMC通信機制的應用環境下，通信目的節點配置有相同的DMC網卡，網絡上的數據經網卡的通信邏輯接收后放入通信專用區的接收緩沖區，同時網卡控制邏輯修改通信專用區中的網卡狀態信息。當用戶需要獲得網絡數據時，只需使用訪問普通內存的方法讀通信專用區的接收緩沖區數據即可。因此，DMC通信機制實現了兩臺計算機內存之間的直接通信。用戶感覺不到DMC網卡的存在，使用訪問普通內存的方法就可以實現計算機間的點對點直接通信。
1.3DMC通信機制的體系結構
在直接內存通信體系結構中，DMC網卡和內存處于對等的位置，對CPU是透明的，CPU使用操作普通內存的方法操作DMC網卡的通信專用區，用戶通過對DMC網卡的通信專用區進行讀寫來完成網絡通信活動。因此，DMC通信機制避免了數據在網卡設備和內存之間的拷貝，并且通信速率也不再受傳統I／O總線的限制。
2DMC網卡原型機———FIFO－DMC網卡研究
2.1FIFO－DMC網卡的體系結構
基于直接內存通信技術DMC以及FPG上的存儲區域FIFO（FirstInputFirstOutput，FIFO）和寄存器，作者設計了DMC技術，并將其應用于高速光纖通道交換網的原理樣機FIFO－DMC網卡。該網卡是在DIMMDDR內存總線規范上擴展實現的。（1）光纖用于連接FIFO－DMC網卡和高速光纖交換網絡的對應端口。（2）光收發器負責進行光信號與差分電信號之間的轉換。（1）電收發器用于數據的串／并轉換。（4）FPGA可編程器件從功能上可以分為兩大部分：DDR－DIMM內存總線接口邏輯和通信邏輯，其中DDR－DIMM內存總線接口邏輯包括5個模塊，分別為SPD模塊、命令解析邏輯、時鐘管理邏輯、地址控制邏輯、讀寫控制邏輯，用以完成網卡的通信邏輯以及網絡用戶和通信專用區之間的信息交互。通信邏輯包括發送邏輯、CRC校驗邏輯、接收邏輯、控制邏輯、8B／10B編碼邏輯與8B／10B解碼邏輯5個模塊，用以實現真正的網絡傳輸活動。
2.2FIFO－DMC網卡的主要功能模塊
下面對FIFO－DMC網卡中的主要功能模塊進行簡要介紹。
（1）FIFO－DMC網卡的通信專用區
按照DMC通信機制的要求，FIFO－DMC網卡的通信專用區按用途分為4塊：接收緩沖區、發送緩沖區、網卡命令區以及網卡狀態區。接收緩沖區和發送緩沖區采用FPG上FIFO實現，數據接收FIFO命名為RxFIFO，用來存放網卡接受邏輯從網上接收的數據，用戶使用讀普通內存的方法就可獲取。數據發送FIFO命名為TxFIFO，用來存放用戶待發送的數據，用戶使用寫普通內存的方法把數據放入發送FIFO中，而后網卡的發送邏輯讀取FIFO的內容進行傳輸。數據接收FIFO和數據發送FIFO的容量都為一幀數據的大小。網卡命令區和網卡狀態區采用FPG上64位寄存器實現，網卡命令區即網卡命令寄存器COMMAND＿REG存放用戶發出的網卡命令。網卡狀態區即網卡狀態寄存器STATE＿REG存放網卡的各種狀態信息。DMC軟件或網卡通信邏輯在對網卡進行操作前，讀取COMMAND＿REG和STATE＿REG的內容，判斷相應位，再根據結果執行相應動作來防止沖突。寄存器中各位置“1”表示有效，在系統初始化時全部清零。
（2）SPD模塊
SPD模塊使設計出的FIFO－DMC網卡設備保持與普通內存相同的穩定性，能夠正確地被北橋芯片或者CPU芯片中的存儲管理器識別。在FIFO－DMC網卡中使用VHDL語言編程模擬SPD芯片的工作。通過分析，FIFO－DMC網卡的SPD模塊只需使用SPD芯片的5個引腳：SA0、SA1、SA2、SDA和SCL，并且BIOS對SPD模塊只執行讀操作（RandomAddressRead），所以SPD模塊的結構比較簡單，主要包括START狀態控制以及Ran－domAddressRead命令響應兩個功能模塊。其中，START狀態的控制邏輯比較簡單，主要依靠作為從設備的SPD模塊監聽串行數據線（SDA）和串行時鐘線（SCL）來產生，此處不再贅述。RandomAddressRead命令的響應由一個狀態機來實現，在不同的狀態完成相應的工作。
（3）命令解析邏輯
命令解析邏輯主要接收來自DDR－DIMM內存總線接口的各種內存訪問命令，并對命令進行解析。FIFO－DMC網卡的命令解析邏輯由一個狀態機控制，狀態轉移時設置特定的信號，由該信號觸發相應的讀、寫邏輯。
（4）地址解析邏輯
此模塊在內存訪問命令到來時，控制地址總線上的行地址和列地址等信息進行地址譯碼工作，尋址被訪問的存儲單元，使得各種數據信息能夠在網絡用戶、網卡的通信邏輯和內存之間正確地完成讀寫工作，協助FPGA中控制邏輯實現網卡的通信活動。由于FIFO－DMC網卡中使用了FPGA芯片上的FIFO和寄存器來模擬通信專用區，因此用戶操作通信專用區時只有4個地址信息：TxFIFO寫端口對應的虛擬地址，RxFIFO讀端口對應的虛擬地址，命令寄存器COMMAND＿REG對應的虛擬地址以及網卡狀態寄存器STATE＿REG對應的虛擬地址。地址解析邏輯根據用戶訪問的虛擬地址信息定位到通信專用區的某個部分即可。
（5）讀寫控制邏輯
根據地址解析邏輯尋址出的通信專用區空間以及命令解析邏輯解析的結果，對FPGA的寄存器或者FIFO進行讀寫操作。外部與通信專用區之間傳輸的數據信息主要有3類，分別是通信活動中的數據、用戶寫入網卡命令區的網卡命令以及網卡的狀態信息。
2.3FIFO－DMC網卡的軟件實現
直接內存通信技術DMC得以實現的重要根基是預留部分內存空間供DMC通信機制進程專用，這依賴于Linux操作系統提供的靈活機制。因此，DMC網卡的軟件功能包括：
（1）實現通信專用區的物理內存預留
依據Linux操作系統對內存的管理辦法，將FIFO－DMC網卡插入內存插槽的高端，使其存儲空間即通信專用區處于內存區的物理地址最高端。然后，我們借助于Linux內核啟動時能接收某些命令行選項或啟動時參數的特性，修改系統引導程序中的啟動配置參數mem，限定內核使用的內存數量。實際物理內存中大于mem值的部分就是預留的內存空間，系統不會使用這片物理內存。
（2）實現通信專用區內存的映射
由于Linux操作系統是一個虛擬內存系統，訪問內存是基于虛擬地址空間的，因此為了能夠使用被預留的通信專用區空間，需要把這部分物理內存正確映射到虛擬內存空間中。Linux操作系統提供了至少3種實現內存映射的方法，可以在系統不同時刻將通信專用區映射為I／O內存、內核空間內存或普通用戶空間，考慮到DMC技術中通信專用區需要在用戶態下進行訪問，作者最終選擇使用mmap設備操作方法來實現通信專用區的內存映射。并且，由于在FIFO－DMC網卡的設計中使用FPG上FIFO和寄存器模擬實現通信專用區，因此DMC軟件實現對通信專用區映射之后，只需要網卡命令寄存器、網卡狀態寄存器、數據發送FIFO的寫端口和數據接收FIFO的讀端口4個虛擬地址。
（3）實現用戶對通信專用區的訪問接口
由于FIFO－DMC網卡硬件邏輯中提供了將通信專用區作為普通內存管理和訪問的功能，因此用戶可以使用訪問普通內存的方法訪問通信專用區。
2.4FIFO－DMC網卡的功能驗證測試
2.4.1FIFO－DMC網卡的運行測試平臺
FIFO－DMC網卡的測試平臺采用PC機，CPU為Intel（R）Pentium（R）4，北橋芯片為Intel的RG82865PESL722。FPGA采用ALTERA公司Cyclone的EP1C4芯片，串／并轉換使用德州儀器的tlk2501，光電轉換則選用美國Finisar公司的產品FTRJ8519。示波器為Tektronix的TDS3052。為了降低調試的難度，通過BIOS設置，將內存時鐘頻率200MHz改為100MHz。
2.4.2FIFO－DMC網卡的運行測試結果。
經測試，FIFO－DMC網卡能在開機的BIOS自檢中被識別為內存設備，正確響應CPU的讀寫命令，并能在操作系統引導時預留共享存儲區，證明了直接內存通信DMC通信機制是正確的和可行的。
3結束語
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跟蹤系統由基本形式均由天線、饋源、接收設備（或計算機）、伺服控制單元等組成。按照天線跟蹤目標的方式分類有：①手動跟蹤②程序跟蹤③自動跟蹤
1、手動跟蹤
手動跟蹤是指根據經驗或預知的目標位置數據（如衛星軌道位置）隨時間變化的規律，用人工按時調整天線的指向，或者是根據收到信號的大小用人工方式操縱跟蹤系統，使其接收最強的信號(用頻譜儀或接收機監視)。手動跟蹤可以每隔一段時間進行一次。手動跟蹤系統由天線、頻譜儀（或接收機）、伺服控制器等組成。手動跟蹤設備最為簡單，可應用于地面站小口徑天線對同步衛星的跟蹤等指向精度和實時性要求較低的場合。
2、程序跟蹤
將衛星的星歷數據和天線平臺地理坐標和姿態數據一并輸入計算機，計算機對這些數據進行處理、運算、比較，得出衛星軌道和天線實際角度在標準時間內的角度差值，然后將此值送入伺服控制器，驅動天線，消除誤差角。不斷地比較、驅動，使天線一直指向衛星。程序跟蹤可以應用在地面或車載小口徑天線對衛星的跟蹤。由于地球的密度不均勻和其他干擾的影響，星歷數據會隨著時間有小的變化，一般很難計算出長時間的精確軌道數據。從而進行長時間的跟蹤會有積累的誤差。
3、自動跟蹤
自動跟蹤是指根據地球站天線接收到衛星所發的信標信號，通過變頻、放大輸入跟蹤接收機，檢測出俯仰和方位誤差信號，根據誤差信號大小和方向由伺服控制器驅動天線轉臺系統，使天線自動地對準衛星。這種跟蹤方式沒有誤差積累，可以長時間連續跟蹤。由于衛星位置受影響的因素太多，無法長期預測衛星軌道，故目前大、中型地球站主要采用自動跟蹤為主，手動跟蹤和程序跟蹤為輔的方式。按照自動跟蹤原理和設備組成，自動跟蹤可以具體分為三種體制：步進跟蹤、圓錐掃描跟蹤和單脈沖跟蹤。
3、1步進跟蹤
步進跟蹤是指天線指向以一定的步進向接收電平增大的方向進行不斷調整。步進跟蹤是開環方式，跟蹤精度較低，跟蹤速度較慢。步進跟蹤適用于要求跟蹤速度較低的系統中，如漂移速度較慢的同步衛星的跟蹤。其優點在于實現較為簡單。
3、2圓錐掃描跟蹤
圓錐掃描跟蹤是把饋源繞天線對稱軸作圓周運動，或把副面傾斜旋轉。這樣天線波束呈圓錐狀旋轉，當天線軸對準衛星時，地球站接收到的信標電平是一恒定值；當天線軸偏離衛星時，接收電平將有一個低頻幅度調制。根據調制信號的幅度和相位檢測出天線波束的指向誤差。這種工作方式的優點也是設備較簡單，缺點是饋源永遠偏離拋物面的焦點，使天線增益下降。同時需要饋源持續的圓周機械運動，可靠性較差。跟蹤時要得到一系列回波脈沖后，才能得到角誤差信號，實時性稍差。
3、3單脈沖跟蹤
單脈沖跟蹤方式由天線饋源輸出和信號與差信號，和、差射頻信號經射頻前端變換處理后送至跟蹤接收機，并由跟蹤接收機輸出兩路與天線電軸偏離衛星角度成正比的方位誤差信號與俯仰誤差信號到伺服控制單元，控制天線運動，完成對衛星的實時跟蹤。單脈沖跟蹤能從每個接收脈沖中得到完整的角誤差信息，這種跟蹤方式是一個閉環系統，具有實時性好，跟蹤精度高的優點。根據通道數量的不同有單通道、雙通道、三通道等三種不同的實現方式。三通道方式中天線接收到的信號，經過和、差網絡處理后，產生和信號、方位差信號與俯仰差信號。通過三個通道傳送到跟蹤接收機進行跟蹤處理。雙通道方式是方位差信號與俯仰差信號正交相加后合成一個差信道，或者是采用高次模方式產生差信號，與和信道一起構成雙信道。單通道方式是在雙通道的基礎上對差信號進行調制，調制后的差信號與和信號合路形成一個通道。
二、各種方式的比較與應用
在實際應用中，它構成由航天控制中心、測控站和專用通信網為主要內容的．對在軌航天器進行跟蹤、測量、控制的綜合專用技術網絡，包括跟蹤、遙測、遙控、實時計算、數據處理、監控顯示和通信系統等。其功能是：對航天器進行跟蹤測量，獲取其運動參數和內部的各種物理、工程、宇航員生理以及偵察參數，監視其飛行和內部工作狀態，為指揮、控制提供信息；對導彈和運載火箭實施控制，確保試驗安全：對衛星實施控制，支持其正常運行；通過對實測數據的處理、分析，為評價航天器的技術性能和改進設計提供依據。
1、衛星地球站同步衛星的跟蹤
在理想的條件下同步衛星的相當于地面的位置是固定的。但由于攝動的原因，衛星軌道存在漂移。為了能實時跟蹤衛星的漂移，衛星地球站必須要使用跟蹤系統。根據安裝位置不同，地球站分為固定站、車載站、船載站和機載站，可以使用單脈沖（或圓錐掃描）跟蹤和程序跟蹤或同時使用。
通信論文范文6
電力系統配網與骨干電網相比較，具有配電設備多、分支多、分布廣、電網等級復雜、結構繁瑣的特點，所以配網通信接線復雜，監控點分散，通信點多，這不僅要求提高無線通信的安全性和可靠性，而且要有較強的抗干擾能力，能夠實現雙向通信功能。筆者根據多年的工作經驗，首先對配網自動化系統進行了概述，然后講述了配網通信中無線通信技術的分類，然后著重介紹了LTE無線通信技術，最后為提高LTE無線通信技術的安全可靠性提出了幾條措施，具有一定的現實意義和參考價值。
2配網自動化系統概述
配網自動化系統作為一種遠程監控、協調、操作配電設備的自動化系統，集合了控制技術、通信技術和計算機技術，主要目的是提高配電網絡的可靠性和安全性，在改進供電質量的前提下，降低資金投入，最大限度的提高安全性和可靠性。配網自動化系統結構圖。配網自動化系統主要由四個部分組成：配電主站、現場監控、通信網絡和配電子站。其中通信網絡的主要功能是提供現場終端設備和配電主站之間的通信通道，實現數據監控和交流的功能。配網自動化系統的建立主要是為了提高供電可靠性和電壓質量。按照信息流向的不同，配網自動化系統數據自動化可以分為上行數據和下行數據，其中上行數據是終端設備采集的數據向主站發送，而下行數據是主站向終端設備發送控制數據，實現控制功能。
3配網通信中無線通信技術的分類
電力系統配網自動化系統需要在主站和終端設備之間進行數據傳遞、控制和調節，而配電網絡結構復雜，造成了通信節點多、節點相對分散、節點之間距離短的特點。無線通信技術應運而生。通常情況下，配網通信中無線通信技術可以分為：無線公網通信和無線專網通信。無線公網通信技術和無線專網通信技術各有優缺點，但是從當前的發展模式來看，無線公網通信技術具有更為廣闊的發展前景和發展市場，特別是在LTE無線通信技術問世之后，極大的推動了配網通信的安全性和可靠性，將電網推向“信息化、自動化、互動化”的智能電網方向。
4LTE無線通信技術
LTE無線通信技術作為公網通信技術3G的一個延伸，改進增強了3G空中接入技術，采用OFDM和MIMO標準，大大改善了小區邊緣用戶的性能，提高了小區容量，并且降低了系統延遲時間。LTE無線通信技術定位于2G、3G、LTE移動業務的綜合承載，以網絡可靠性和安全性為出發點，致力于建立高速率、高可靠的通信網絡。LTE無線通信技術和其他無線通信技術相比較具有多方面的優點：
（1）優化了空中接口技術，強化了數據傳送速率；
（2）采用頻分多址技術和多輸入輸出功能，作為無線網進化的準則；
（3）大大提高了上行速率和下行速率，能夠分別達到50Mbps和100Mbps；
（4）優化了小區容量，小區之間切換性能大幅度提高；
（5）整體構架是在數據分組交換的基礎進行的，能夠最大限度提高數據傳送效率；
（6）靈活性高，支持“配對”和“非配對”頻譜分配，網絡時延較低，用戶面時延不大于5ms，信令面時延小于100ms。TD-LTE核心網的關鍵技術主要包括標識管理、節點選擇、移動性管理、切換管理、IP地址分配和PDN連接服務和會話管理等，此外，為了提高通信的安全性和可靠性，系統還采用了NAS信令和RRC信令進行加密[3]，進一步提高了可靠性。
5加強LTE無線通信技術可靠性的措施
LTE無線通信技術可靠性并不是傳統意義上面的通信可靠性，指的是設備可靠性、網絡可靠性和業務可靠性。TCP連接吞吐量和端時延成反比，當傳輸路徑發生故障的時候，系統有兩種反應機制：啟用重傳機制或者倒轉路徑，無論哪種機制，對于信息傳遞而言都會大大降低其可靠性和安全性，所以可靠性技術勢在必行。通常情況下，提高LTE無線通信技術可靠性的方法有兩種：快速檢測和保護倒換技術，兩者相互結合，互相補充，全面提高配電網絡通信的可靠性。
5.1快速檢測技術
LTE無線通信利用相鄰系統之間的通信故障進行快速檢測，進而快速建立起替代通道或者倒轉到其他鏈路。當前，某些硬件設備（如SDH）提供了網絡故障檢測功能。典型的快速檢測技術包括BFD、EthOAM、MPLSOAM，這些典型的快速檢測技術能夠檢測相鄰設備之間的報文發送和接收速率，如果在規定的時間間隔內收不到相應的報文，則進行相應的協議倒換。以BFD快速檢測技術為例，BFD快速檢測技術不僅能夠快速檢測通信故障，而且可以快速將故障通知應用層。BFD快速檢測技術又可以分為BFDforPW機制和BFDforTE機制，前者主要是利用BFD完成隧道引導承載業務快速切換，達到業務保護的目的；后者是一種端到端的快速檢測機制，能夠檢測通信隧道的鏈路和節點，提高通信可靠性。此外，在通信隧道LSP上面建立起BFD回話，能夠利用快速檢測技術檢測出隧道故障，比如轉發路徑上的數據平面故障等等，為數據通信提供端到端的保護。
5.2保護倒換技術
保護倒轉技術在快速檢測技術之后，在事先建立好的通道上面，針對不同承載技術進行快速倒轉，切換相關協議。在LTE網絡中，保護倒轉技術能夠按照業務部署進行分類：L2VPN類、L3VPN類、網關類、鏈路類保護倒換技術。L2VPN類保護倒換技術主要是指PW冗余，L3VPN類保護倒換技術主要是指VPNFRR，網關類保護保護技術為E-VRRP，鏈路類保護倒換技術包括LDPFRR、混合FRR、TEFRR和TEHSB。其中不同保護技術相互結合可以提高通信可靠性，比如PW+L3VPN。按照保護倒轉模式的不同可以分為三類：隧道保護、業務保護及網關保護。①隧道保護，主要保護網絡內部鏈路和節點，能夠保證倒換前后業務節點不變，及采用保護技術包括LDP快速收斂、LSP、TEFRR三種技術；②業務保護，主要保護前后業務源宿節點，能夠匯聚匯聚路由器、RANER以及EPCCE節點故障，主要采用的保護技術包括PWRedun-dancy、VPNFRR、BFDforPW、BFDforTunnel；③網關保護，用于EPCCE及EPC與EPCCE之間的鏈路故障檢測，相應的保護技術為E-VRRP。
6結語
