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通用技术范文精选

通用技术

通用技术范文第1篇

信息技术是利用计算机与通信技术相结合的方式来处理一些实际中的信息,在高中的教学过程中,信息技术主要体现在教学过程中利用的多媒体技术等教学方式上,包括对教学资源的收集、课件的编辑以及利用。利用信息化技术,可以将原本略显枯燥的课堂变得生动,也能将较为抽象的教学知识变得具体。另外,利用信息技术,实现了教学经验的共享,使得教学逐渐的脱离了封闭的状态,慢慢的走向开放。而通用技术是在日常活动中利用较为广泛的技术,具有很强的基础性以及通用性。在高中教学过程中,通用技术主要指的是一般的教学课程,并不是指单纯的对学生技能的训练,与一般高中教学中的劳动技术科具有本质的区别。通用技术教学,注重培养学生的实践能力,让学生在实践的过程中,培养自主创新的学习能力。

2.信息技术背景下高中通用技术教学优化策略

在信息技术背景下高中通用技术教学优化,就需要将通用技术与信息技术进行有机的整合,包括教学目标、教学内容、教学策略、教学资源以及教学评价与信息技术的整合。

2.1高中通用技术教学目标与信息技术的整合高中教学课程中的通用技术课程与信息技术课程在教学目标与教学要求上具有很大的相似性,都同属技术学科。高中通用技术课程主要是通过教学实践,来增强学生自主创新的能力,培养学生的技术素养,促进学生全面发展。信息技术课程算是一门辅助工具课程,可以通过信息技术教学,培养学生掌握信息技术,并利用其达到教学的目标。所以在高中教学过程中,在利用信息技术的同时,还应该加强对通用技术课程教学任务的完成,将信息技术整合到通用技术课程教学目标中。

2.2高中通用技术教学内容以及教学策略与信息技术的整合高中通用技术教学过程中,可以利用信息技术来丰富教学内容,是教学的方式向着多元化的方向发展,这样不仅可以丰富学生的知识,还可以全面的提升学生的学习效率,减少教学难度。关于高中通用技术教学内容与教学策略与信息技术的整合,主要体现了以下几个方面:第一,利用信息技术对通用技术教学内容进行整合,可以丰富高中教学的方式,并且能更加形象、直观的将教学的内容进行展示。利用信息技术手段,不仅仅在通用技术教学的课程设计上,还可以利用多媒体等信息技术手段进行各个阶段的通用技术课程教学。第二,高中通用技术课程中,有许多章节都是在教学实验室中完成的,这主要与通用技术课程注重实践能力的培养密不可分。在此过程中,利用信息技术可以实现学生之间的交流、讨论,并利用信息技术去解决实际的技术问题。学生要在通用技术课程中很好的掌握电子技术,就必须通过大量的实验,并通过讨论、总结,这样才能更好的掌握相关的知识,使掌握的知识更加的牢固。我们有很多高中学校,其实并不具备让学生进行大量实验的条件,所以可以用专业的仿真软件来进行模拟实验,这样也能达到原来的教学目的,这也是通用技术课程的教学策略、内容与信息技术的整合。通过信息技术对高中通用技术教学内容以及策略的整合,不仅简化了较为繁琐的课程,降低了教学的难度,而且能够让学生在更加生动、形象的氛围下学习知识,大大提升了学习的效率。

2.3高中教学资源与信息技术的整合在高中教学过程中,特别是在目前信息化高度发达的时代,如果仅仅按照教材上的内容进行讲授,那么在知识面上就不能适应时代的发展。信息技术与高中通用技术教学资源的整合,可以利用目前网络信息高度共享、丰富、无时间空间界线等特点,能够充分利用这些教学资源,将信息技术合理的整合到通用技术教学课程中。这样整合的优点在于,学生不仅仅可以学习到教材上的知识,还能拓展新的知识,紧紧与时代接轨,并完善课本中的知识。如高中教学中,一些实验的过程与背景材料,不可能详细的整篇整幅的阐述,学生通过信息技术手段就能去了解,这样不仅仅能够丰富知识点,还可以巩固原本学到的知识。

2.4高中通用技术教学评价与信息技术的整合高中通用技术教学中的各个环节,都需要有教学评价的实施,这样才能检验学生的学习成果,也是提高通用技术课程有效性的主要手段。将信息技术与教学评价进行整合,不仅体现在对学生学习成果的评价上,还体现在通用技术教学过程中。首先,教师可以利用信息技术制定有关通用技术教学的网站,并设立学生的个人档案,将学生的个人档案储存到教学网站上。制定详细的教学评价标准,让学生通过网站能进行自我评价,还可以利用网站实现学生与学生之间、师生之间的交流互动。其次,教师可以将学生在通用技术教学过程中的小发明、论文、设计等成果展示到网站上,这样能提高学生的自信心,促使其更加积极的参与到通用教学过程中。

3.总结

通用技术范文第2篇

关键词:信息管理系统;应用价值;计算机通信技术;应用

当前信息技术和人工智能技术等技术快速发展迎来新机遇,信息通信行业的核心在于计算机通信技术,只有计算机通信技术的发展速度跟得上时代,才能让信息技术在各个方面得到多元化应用发展,尤其是在信息管理系统中的应用,是完全可以将其作为单独的课题进行研究的。在我国公共管理系统中,计算机通信技术发挥着无可取代的作用,想要让公共管理系统可以正常使用,就必须构建信息管理系统。从我国目前的情况来看,信息管理系统中是存在一定不足,但是通过使用计算机通信技术就可以很好的弥补信息管理系统中的不足,改善系统存在的漏洞,从而让信息管理系统在操作方面可以更加智能化,使得管理效率可以进一步的提高。加强计算机通信技术的研究以及信息管理系统的构建是当前急需要展开的工作,它能提高当前通信技术的利用率,使信息管理系统的性能可以得到优化。与此同时,还应该密切关注怎样让信息管理技术可以得到更深层次的应用,以便适应未来的发展。

1计算机应用技术和信息管理系统的概念

1.1计算机通信技术的概念

数据通信是计算机通信技术的主要形式,通过数据通信可以实现计算机和各个终端设备或者和计算机之间相互传输信息。计算机通信技术拥有多种信息传递方式,目前最常用的就是通过交换通信网络,实现数据的传递,还有通过设备和设备之间点点通信,使得数据信息可以得到快速的处理。计算机通信技术是基于现代通信技术之上的,想要在不同的终端之间进行控制,所需要的技术也存在着很大的不同,不仅要对较为完整的技术要求进行适应,还需要不断进行调控,从而让计算机通信技术在使用过程中更加合理。在科技技术不断加速发展的现代,将会有更多的新技术逐渐的加入进计算机的通信系统中来。1.2信息管理系统的概念信息管理系统不是一门单独的学科,是由很多技术科学相互融合产生的综合性学科,它的特点在于具有很强的综合性和实用意义,在信息管理系统中,主要涉及到的学科有经济学、计算机应用技术、统计管理学等等。信息通信技术主要应用到的工具是计算机,利用计算机的储存系统对数据进行精确处理,将数据信息进行维护。数据管理人员需要根据不同的管理需求去制定相应的管理体统,这样的管理系统针对性很强,可以极大的改善人们的生活,使生活更加便捷,并且体统之间还具有可关联的性质,在相互关联之后可以形成集成化的系统。信息管理系统主要有以下几种类型,分别是管理信息系统、自动化办公系统、通信系统等等。

2计算机通信技术的应用价值

2.1使数据稳定传输

由于管理对象有着不同的需求,信息管理系统中含有的功能和作用也大不相同,但是归根到底,所有的信息管理系统都需要具备一个主要的功能,那就是对数据进行传输。信息管理系统需要对数据进行稳定的传输,这样才能体现出系统具有足够的安全性与可用性,在当前社会经济快速发展的如今,只有数据传输可以做到真实且可靠,才能满足时代的要求。为了达成这个目标,就需要计算机技术可以得到不断地发展和创新,从而为信息管理系统提供充足的技术保障。随着计算机通信技术的发展,其成果逐渐展现了出来,它能够让信息管理系统传输数据的稳定性不断提升,并且让整个过程变得更加可靠。同时,在互联网高度普及的如今,计算机通信技术可以通过互联网让系统和用户之间可以完成最大程度的数据传输,让需求信息的人可以在最快时间内获得工作信息。

2.2完善信息管理系统

在当前的信息管理系统中,还有些部分存在着问题,而通过提高计算机通信技术,就能让这些问题迎刃而解。计算机通信技术在不断地发展和研究过程中,最大的应用特点就是使用二进制的数据信息传递方法。计算机通信技术中主要使用的传递数据方式是二进制数据传递,使用这种方式能够让计算机通信技术拥有自己的优势,使其在信息管理系统中的应用程度比数字信息技术要高,让信息管理系统在使用的过程中能够保证信息传递速度,让过程更加的可靠,这是目前研究信息技术领域专业人员达成的共识。数字技术主要是用的传输方式是脉冲数据模式,和其相比,二进制数据在传输效率上远远高于它。与此同时,研究信息技术的发展的人员都更倾向于使用二进制数据数据,因为脉冲数据传输的方式太过传统,技术已经非常老旧了,难以跟上现代信息技术的发展。因此,为了让信息管理体统可以得到不断完善,必须大力提高计算机通信技术,让其紧跟信息时代的发展,使其满足社会经济的需求。

3计算机通信技术在信息管理系统中的应用研究

3.1处理分析数据

信息管理系统对运算速度的需求较高,需要比较快的运算速度对大量复杂的数据进行分析处理。计算机通信技术的一大优势就在于其数据信息分析处理能力非常强,可以完成对各类数据的收集、分析和处理,同时还具有存档共享以及传输的功能。计算机技术在进行数据分析处理的时候表现出很强的抗干扰能力,在收集信息和接收数据的过程中可以保证数据信息真实可靠,从而为接下来分析和处理数据提供充足的保障。在进行数据分析处理的过程中,如果能够科学合理的使用计算机通信技术,对于提高分析处理效率是有很大帮助的,它能让数据分析处理的质量得到保障,从而让后期校对和纠正的经济损耗降低。

3.2预测分析数据

信息管理系统的应用相对较为复杂,它不仅要把传输数据和信息进行合理收集和处理,还需要对数据预测分析功能进行不断整合,让企业在使用系统的过程中可以对各种数据的未来预期情况进行预估,从而让企业调整发展战略,这对于帮助企业发展,使企业对数据具有更深的认识和更强的处理能力有很大的帮助。计算机通信技术能够很好地对数据预测分析技术进行应用,能够模拟出各种信息在繁多影响因素下的发展情况,既可以高效高质量的将数据进行收集汇总,还可以在这个基础上根据使用者的不同需求,建立出相应的数学信息模型,将数据尽数梳理,对于数据在未来可能会发生的变化情况进行演算,更高级的信息管理系统甚至可以根据用户的需求,为用户定制科学的管理决策模型和决策建议,让用户在决策之前能够更全面的看待信息,更高效的利用信息,从而让决策的有效性得到提升。

3.3数据计划

使用信息管理系统可以让用户更好地进行数据管理计划,这项功能的使用要给予数据收集的全面性以及可靠性,同时还要对系统中存储的大量数据进行分析,根据不同用户的不同使用需求,制定出具有良好适应性的数据管理计划。在这个过程中,计算机通信技术就会发挥巨大的作用,在满足数据计划完成的前提下,还能见各种信息进行划分,让用户信息管理的能力能够提升,最终达到使用信息管理系统完成数据的集中处理以及科学计划管理的目的。

3.4对数据进行监管控制

在信息管理系统中有一项重要的功能,它可以对大量的数据信息进行监管控制,从而让用户可以对系统和数据进行科学的检测,改进使用方式。使用计算机通信技术可以让用户能够有效的管理系统,同时对于系统中的数据情况进行监控。这项功能在面对动态化的数据以及变化幅度较大的数据,能够起到良好的监管与控制的效果,让用户在使用信息管理系统的时候,可以尽快发现系统中数据传输以及运行过程中发生的潜在问题,及时的采取控制手段,对问题进行整改,管理通知,使得整个信息管理系统都能在人为控制之下进行工作。3.5提供技术支持从目前信息管理系统的发展上来看,信息通信技术将会是未来信息管理系统之中的核心技术。如果能够在信息管理系统中科学合理的使用计算机通信技术,就可以让系统中负责信息处理环节的部分获得更强的运算能力,让信息管理系统内部的大量数据可以高效的存储、输出、演算和分析。此外使用计算机技术还能让信息管理系统中的数据具有足够的准确性,保证数据真实可靠,这是信息系统的关键所在。在当今实际使用的信息管理系统中,数据的准确性与真实性还难以得到保障,这是由于使用的传统通信技术,其可靠程度较低,传输速率较慢,这些缺点导致了信息管理系统的使用和发展受到了限制,然而通过使用计算机通信技术,就可以很好的解决这种问题,计算机通信技术特殊的信息传递方式,不但可以让信息传递的速度得到大幅度提升,还由于其信息传递过程中具有很强的抗外界干扰能力,使得数据传输的过程中更加可靠,错误率大大降低,保证了数据传输的准确和可靠,使得整个信息管理系统对于数据处理的能力大幅度提高。总而言之,在信息管理体统发展的过程中,是一定要使用计算机通信技术的,它能有效的解决传统信息管理系统中出现的问题,让信息管理系统能够更广泛的应用,获得更大的发展空间。随着信息技术的飞速发展,人们的生活方式也出现了巨大变化,通过对这些技术进行融合,催生智能化项目的应用。随着计算机和通信技术的发展,人们在世界任何角落都能够借助互联通讯了解家中的情况,这样的远程控制智能家庭,能够让人们感受到安全和高效性。

4信息时代计算机通信技术的安全防护

面对当前信息化时代,计算机通信技术的有效应用,一定要做好相关安全防护,这样才能帮助信息实现全面发展。要优化升级通信技术,提高通信技术安全性,然后围绕通信技术做好优化升级,从整个计算机技术层面着手,从内而外的加强安全防护。这样才能够推动现代社会信息化产业不断发展,帮助计算机通信技术长远进步,还要对风险预警系统进行不断的升级,这样才能够及时的发现各种风险,并做好风险预警和风险识别,可以将重点内容有效凸显做好各项工作。在实际工作过程中要围绕着容易受到外界影响的信息系统,做好监测维护工作,通过加固措施尽可能地保障网络服务器设备正常更换,不会受到影响,定期做好病毒查杀和漏洞修补的工作,这样才能够帮助计算机通信技术在当前实现更好的应用。当前社会进入新时代网络普及化背景中,但和发达国家相比,我国的计算通信技术还存在着一定的落后的局面。所以需要进行不断的探索,对发达国家的经验教训技术进行吸收借鉴,结合国内的实际情况做好相关的安全防护,这样才能够帮助信息时代计算通信技术真正的发挥作用。

5结语

通用技术范文第3篇

关键词:信息化管理、技术资源、科研管理

建设部在《全国工程勘察设计行业2000-2005年计算机应用工程及信息化发展规划纲要》中,明确提出了“以发达国家相应行业现有的水平为参照,勘察设计单位于2005年建成以网络为支撑,专业CAD应用为基础,工程信息管理为核心,工程项目管理为主线,使设计与管理初步实现一体化的集成应用系统”的发展目标。

作为有着45年历史且专长城市轨道交通的大型设计院,北京城建设计研究总院很早就把企业信息化作为企业管理的一个重要方面。通过对多家设计院信息管理系统的调研及总院信息化管理架构的搭建,我们把设计院信息化管理的切入点选择为技术信息与科研项目管理,企业信息化的第一步是建立“技术信息资源管理系统”。该系统由我院和理正软件研究院共同开发,已于2003年7月正式投入使用,目前系统运行良好。本文把开发与推广过程中的体会写出来,以求同行共勉。

一、系统功能开发

企业的信息化管理,关键在于根据企业自身的管理模式与管理流程,建立可行的、合适的系统功能需求。我们把本系统的目标定位为实用性、开放性、先进性和可推广性。开发的技术路线是把控制的关口前移,侧重需求分析,加强过程控制,引进软件监理,重视后期推广。

1、系统功能定位

技术信息资源管理系统致力于搭建设计院信息资源管理中心,建立完善的信息资源数据库和信息采集、管理、维护、、检索共享为一体的数据管理体系,为全院职工及相关合作企业提供高效服务。资源管理系统开发包括以下内容:

1)利用先进的计算机技术、软件技术搭建设计院整体的信息资源中心;

2)建立完善的信息资源库,提供灵活的数据管理工具,实现内部高效的资源共享,有效的挖掘企业的信息资源;

3)完善信息管理体系,建成集数据采集、数据管理、数据维护、数据、数据共享为一体的数据管理体系;

4)建立信息库为全院职工(本埠、外埠)提供网络服务,传输本院、集团总公司和建筑行业的信息、文献、图库,建立数字化管理机制,使有关领导和每个职工及时掌握所需要的信息,以提高设计水平、设计效率、设计质量和管理水平,增加集团和设计院的企业竞争力,最终把设计院建成适应市场经济发展的优秀数字化企业。

5)信息库实现全文检索,建立详细的编码系统;

6)预留办公自动化系统和设计流程管理系统的接口。

7)实现图书规范管理,解决规范有效版本控制,图书规范借阅管理;

8)实现科研项目管理信息化,解决科研项目从立项、审批、实施、成果申报、存档的流程化管理。

9)确定系统的软硬件需求—保证系统的开放性和先进性;

10)建立完善的权限机制—实现系统的安全性目标

2、系统总体功能简介

根据确定的功能需求,我们将系统划分为六个子系统,分别是:

技术信息库子系统:实现各类信息的维护、共享。

图书规范库子系统:维护图书、规范信息和借阅记录。

公告信息子系统:实时规定、通知以及政策法规等公告类信息。

科研管理子系统:实现科研管理自动化。

日志管理子系统:提供详细准确的系统日志,便于查询统计。

系统管理子系统:提供详细安全的权限控制系统,保证系统安全正确。

各子系统集成在同一界面中,可以无缝跳转。

图1系统总模块图

各子系统之间数据相对独立。权限管理系统控制用户可以访问、操作的数据库,用户的每一部操作都记录在日志库中。

图2系统数据流示意图

3、技术信息库

技术信息库主要包括:院发文件库、文献库、图书库、定型图标准图库、设计前期文件库、科研成果库、软件库、管理文件库、设计档案库、院技术成果库、图片多媒体资料库。

各类信息下面可以分多层子项,实现多条件的查询统计,实现全文检索和模糊查询,可以添加、修改、删除信息。通过权限控制用户对信息的访问和维护。实现上传、下载、预览功能。实现详细、灵活的编码系统。

图3技术信息库结构图

4、公告信息

实时规定、通知以及政策法规。规定通知:院级、部门级的规定或通知。接收对象可以是全院,也可以只针对部门或个人。政策法规:向全院职工提供相关的政策法规。普通用户可以浏览、查询,管理用户可以添加、修改、删除。

图4公告信息功能结构图

5、图书、规范库功能设计

图书库模块除了图书信息维护的功能之外,还要求有图书借阅记录的功能。规范库的功能与图书库完全相同。模块功能包括:添加图书、修改图书、删除图书、查询图书;添加借阅记录、修改借阅记录、删除借阅记录、查询借阅记录等。

6、科研管理

科研管理模块实现了项目申请、项目实施、成果申报一系列的流程管理。

图5科研管理功能结构图

其中计划、立项模块实现了项目立项报告填写、提交申请、审批到通过正式立项的过程,经批准的项目及信息自动记录到实施项目清单中。

图6计划立项功能模块图

项目实施模块实现了对项目的过程监控,包括半年执行情况报告书、结题报告、完成确认书、总结报告书、鉴定验收证书、成果鉴定验收申请表、经费总决算表等,其中半年执行情况报告书、结题报告、总结报告书以及经费总决算表需要流转审批。

图7项目实施管理功能模块图

合同管理包括各种合同模板,如集团项目合同、技术服务合同、技术开发合同、技术转让合同、技术咨询合同及合同情况统计。经费管理实现了对经费使用额度、到拨款记录、经费使用记录的统计。成果申报内容包括:科技进步奖推荐表、科学技术成果鉴定证书、科研项目登记表及成果摘要。

7、权限管理功能设计

系统专门设计了权限管理模块,包括组织结构管理、系统权限管理、技术信息库权限管理。用户所具有的权限跟用户身份是相对应的,系统通过用户登录时的密码验证用户身份,也可固定IP地址,锁定权限。用户权限以记录的形式存放于数据库中。对信息库的控制精确到文件夹,用户的每一步操作都由权限控制,同时提供系统日志模块,记录所有系统操作。

由于本院的行业特点和所处的业内地位,很多资料是参与市场竞争的资源,属于对外保密性质,要解决好推广应用和数据安全保密的矛盾,为此专门研究制定了针对不同人员的不同权限层次,以保证核心技术资源的保密。

8扩展模块功能

整个系统以LeadingInfo-Channel作为二次开发平台,可以很方便地实现与其他系统的链接。对于其他公司的产品,程序以及数据库都是完全独立的,如能提供数据库接口的,可以进行二次开发实现数据共享。

该系统目前成功地与容创达工程图档管理系统连接,将容创达工程图档管理系统链接到信息资源管理系统中,作为一个完全独立的子系统。其他已有系统也可以通过这种方式进行链接。目前分别建立了与中国期刊网CNKI、科技信息网、英文学习网的网络联系。今年10月与本院自主开发的办公平台实现了无缝跳转。

二、系统的推广应用

系统软件开发完成,只是完成了课题工作的一半,技术信息资源管理系统的成功与否,还有很大一部分取决于它是否可以得到推广应用。而软件尤其是管理软件的推广应用更是一个难点。为此我们集中时间,专门对软件进行了数据初始化,对核心应用人员进行了系统的培训和辅导,发现问题及时与软件公司沟通。在系统推广期间,我们特别制定了有力的推广措施,使其成为全员应用的工具。具体的推广措施包括:

1.建立信息员制度

根据我院技术管理现状和专业设置情况,组建了一个由系统总管理员和各部室信息员共同组成的系统管理员小组,各部室的信息员均为工程技术人员,他们都被系统赋予了相应的权限,可以随时随地做到对系统的实时更新维护。

2.合理权限设置

为保证技术资源的安全性和保密性,系统管理员对不同层次人员逐个赋予系统访问和操作的不同级别权限。

3.全方位点对点培训

直接上门服务,解决实际的应用问题。

4.信息中心消息;

利用信息中心的功能,系统管理员和信息员及时将各类通知、规定,既实现了无纸化办公又加大了信息的时效性。

5.技术信息库、图书规范管理的应用实施;

技术信息库是系统的核心内容之一,是本系统提供技术资源共享的功能模块,但必须有海量的数据做支撑,为此,我们专门集中进行了大量的数据录入。目前该模块中包括:以发文和信息为主的院发文件库;由各专业论文文献资料组成的文献库;以我院历来获奖项目为主构成的科研成果库;当前我院现有的软件拥有及使用情况为主的软件库;以及由我院组编的论文集、论坛文集等为主搜集来的技术成果库,此外还有由工程图片构成的图片库和反映我院现有专利情况的专利库。可以说,这些内容是工程技术人员的非常有价值的参考资料。我院授权职工可以在任何网络终端浏览。仅此一项就产生了强烈反响,发挥了技术信息库的强大作用。

科研管理的实施应用。

科研管理功能模块是本系统的核心功能模块之一,也是本系统惟一可以实现网络数据流转,最终实现科研项目管理从立项申请、项目实施、项目奖励申报和项目归档等全过程的各个环节,包括审批程序的全自动化管理。我院现有在研项目26项,其中2003年新立项7项,对这些项目的管理我们逐步尝试利用本系统提供的科研管理模块来进行控制和管理,尤其是2003年我院新立项项目,从项目申报、审批、项目合同计划、外部合作协议以及项目年中检查等管理和控制过程都原则上利用网络进行,极大的提高了我院科研项目的管理水平。

通过采取上述强有力的推广应用措施,使得信息资源库的应用达到全员使用率的70%,这些成功的经验还被行业协会推广,已有多家设计单位上门观摩学习。

三、系统的主要创新点及推广应用前景分析

2003年7月,本系统通过鉴定,确认其在以下几个方面有所创新:

1.本系统是在详细分析设计院技术科研管理内容的基础上,提出了优化的管理流程,并结合先进的信息技术研发的管理信息系统,是管理手段的一项创新。

2.技术信息库将仅对图档进行静态管理的传统模式提升到对各类技术信息资源进行全方位综合管理的更高层次,实现了技术资源高效共享,对科研项目从立项申请、项目实施、项目合同及经费、项目归档及成果申报的各个环节可实行动态远程的自动化流程控制管理,实现了零距离办公,大大提高了工作效率。

3.系统具有实用性、开放性、先进性、安全性和可推广性。

通用技术范文第4篇

软件无线电的结构

WIF(wirelessinnovationforum)定义了SDR的功能架构。如图1所示,射频天线、下变频、A/D与D/A转换、基带信号处理、通用处理器等功能单元为模块化形式,通过高性能的背板总线互连,组成一个模块化、开放性、便于灵活扩展和重复利用的可编程硬件平台。主要构成单元:1)宽带/多频段天线:软件无线电要支持多种通信标准/制式,因而要在很宽的频宽内工作,目前大多采用组合式的多频段天线;2)射频前端:射频前端包括低噪声放大器、功率放大器及滤波器等,其工作频率范围应当足够宽,如LTE等对灵敏度和BER要求更严格,这也对LNA/PA的线性度、功耗、噪声提出更高要求;3)A/D与D/A转换:目前大多数无线通信标准都工作在VHF、UHF、SHF频段,直接在射频上进行A/D和D/A变化还难以实现,一般是通过混频器完成模拟信号的上下变频。ADC和DAC的采样率/更新率、分辨率、动态范围(SFDR)、抖动等都是影响SDR性能的关键因素;4)DSP/FPGA/GPP:DSP/FPGA/GPP都是实现SDR的主流处理硬件,DSP的处理速度低但适于复杂算法的实现,对于数字信号处理非常擅长;FPGA的工作速率高但复杂计算能力相对较弱,适用于复杂性不高的计算密集型任务;GPP难以保证算法实时性要求但通用性和灵活性高,因此在实际的应用中会按它们各自的特点组合使用;5)系统总线:背板总线将系统中各功能单元互连,组成一个模块化、开放性、便于灵活扩展和重复利用的可编程硬件平台。高速数据传输能力、同步、供电等都是重要因素,另外还要考虑到总线的延续性;6)软件无线电系统和其他网络的接口,可以和PSTN、ISDN及其他移动网络实现互通。

频谱分析仪/矢量信号分析仪基本结构

Fourierseries证明时域中的任何电信号都可以由一个或多个具有适当频率、幅度和相位的正弦波叠加而成,这构成了频率测量的基础。频域测量可以帮助我们确认信号的谐波分量,这在无线通信、频谱监测、EMI分析中有重要应用。20世纪50年代HP发明超外差频谱分析仪,从图2中看到,射频信号经过衰减器和低通滤波器到达混频器,然后与来自本振(LO)的信号相混频产生中频信号,当输入信号的频率和本振频率之差是中频频率时,信号就会在显示屏上响应。超外差频谱分析仪的原理基于完成多次扫描的同时被测信号没有明显变化,因而它容易漏掉瞬态信号,无法完成严格的实时频谱分析。随着半导体技术的发展,ADC、DSP、FPGA、GPP等被引入到测试测量行业中,“实时频谱分析仪”就是最典型数字化改进,其利用DSP/FPGA/GPP对ADC后的数字信号做FFT;与超外差频谱仪扫描过程不同,“实时频谱仪”的频带处理是并行的、实时的,另外还可以完成触发、流盘回放等测试功能。DSP/ASIC/FPGA等信号处理单元的引入也扩大了频谱仪的功能,除快速、高分辨率频谱测量外还可以分析数字调制信号(误差矢量幅度、I/Q相位误差、I/Q幅度误差等)。受限于ADC、FFT硬件/DSP的发展水平,“实时频谱仪”在一开始还仅能做到基带部分数字化,如图3所示:射频信号要首先经过带通滤波器抑制带外杂散信号,然后通过低噪声放大器、下变频、中频滤波器输出中频信号,中频信号经过I/Q解调后生成2路低频模拟信号,低频模拟信号再通过2个ADC实现模数转换,随后再由DSP/ASIC/FPGA等实现数字基带信号处理。模拟器件一致性缺陷会导致I/Q信号在幅度、相位不平衡,2路信号时延不一致带来的判决点误差也将影响信号的性能,另外模拟器件的温度漂移也会影响系统的测试精度。SDR要求将A/D、D/A尽可能靠近射频端从而使信号尽早的数字化(见图4),而高性能ADC、FPGA/DSP的推出使得数字中频频谱仪实现。射频前端处理方面,数字中频频谱仪与模拟中频频谱仪无明显变化,重点在下变频后的中频输出直接通过ADC实现模数转换,使用数字处理方式实现数字下变频、中频滤波器、包络检波器、视频滤波器及幅度定标等,最终完成输入信号谱的计算和显示。与模拟中频频谱仪比,数字中频结构极大地改善了频谱仪的测量速度、精度及利用高性能FPGA/DSP测量复杂信号的能力(见图5)。虽然理想的SDR要求实现无线电信号的全带宽数字化,但当前的放大器还无法满足理想带宽,ADC/DAC在转换速度、分辨率及动态范围上也达不到技术要求,即便可以研发出这样水平的芯片,受限于高昂的成本、功耗和体积也很难普遍应用。

软件无线电的关键技术

1)A/D和D/A模数转换器和数模转换器采样速率和采样精度等性能的提高实现了数字中频结构,这使得距离理想的SDR更近一步。衡量A/D、D/A性能的主要指标是采样率、分辨率、信噪比、无杂散动态范围和总谐波失真等指标。大多数无线通信标准都工作在VHF、UHF、SHF频段,直接在射频上进行A/D变化还难以实现,一般先将射频信号经过下变频处理变为中频输出,然后再由ADC数字化。根据奈奎斯特定律,ADC的采样率要至少高于信号最高频率的2倍,否则将造成混叠。为了预防混叠现象的发生会在ADC前段增加抗混叠滤波器,但抗混叠滤波器的滚降速率有限造成在滤波器的通带和截止带之间有过渡带存在,因此ADC的采样率通常要高于信号带宽的2.5倍。3G、LTE、WiMAX等通过高阶调制来增强数据传输速率,复杂的相位和幅度调制对A/D的信噪比提出更严格的要求。作为衡量ADC性能的重要指标,信噪比的因素主要有量化噪声、等效热噪声和孔径抖动等[4],其中量化噪声又是影响ADC信噪比的主要因素。量化噪声的信噪比为:SNR=6.02N+1.76+101g(fs/2B)式中:N是分辨率,fs是采样频率,B是模拟输入信号的带宽。通过上面的公式可以发现增加分辨率或采样频率都可提高信噪比,但ADC的采样率和分辨率是相互制约的,过高的采样率会限制转换精度的提高,反过来,同时高的转换精度也是以牺牲采样率为代价的。因此,将输入的宽带信号下变频为IF中频窄带信号降低了对ADC采样率的要求,这样可以选择更高的分辨率。以泰克RSA6000系列为例,其中频A/D转换器是14bit,采样率是300MS/s。SFDR和总谐波失真是ADC的另一重要指标,这主要由A/D转换器的微分非线性特性导致。以基本频率为F0的射频信号为例,经过ADC转换后会产生以F0为倍数的谐波分量,而这些谐波之前互相调制又产生互调失真。一般通过改善A/D的线性特性来降低杂散信号带来的失真。2)数字中频技术随着WiMAX/LTE等宽带无线通信技术的逐渐成熟,对无线设备数字中频带宽和通道数的要求也越来越高。对于如此大的运算带宽需求,许多DSP处理器难以满足实际应用,引入数字中频处理减轻DSP处理负担成为关键。数字中频技术包括数字上变频(DUC)、数字下变频(DDC)、波峰因子衰减(CFR)和数字预失真(DPD)等。

数字上变频器主要对低速率的基带数字信号进行插值、滤波,形成更高速率的信号,然后再和数控振荡器(NCO)产生的相互正交的正余弦数字载波信号混频,完成频谱搬移后的信号还要经过波峰因子消减(CFR)后进行D/A变换。如图6、7所示,是Altera针对于WiMAX所设计的DDC/DUC,其基于1024点FFT的OFDM设计,工作带宽是10MHz。通过图示可以看到2路速率为11.424MSps的I/Q信号,经过3级FIR的插值滤波、NCO数字混频、I/Q信号相加后形成91.392MSps中频信号。数字下变频是A/D变换后的数字信号处理器件,首先将数字化后的中频信号与数控振荡器(NCO)产生载波信号混频,实现中频到基带信号的搬移;在对I/Q信号进行基带处理之前还要经过抽取、滤波等。还是以Altera针对于WiMAX所设计的DDC/DUC为例,91.392MSps的中频信号通过过采样、NCO混频,三级FIR,最终得到2路11.424MSps的I/Q信号。波峰因子衰减(CFR)和数字预失真(DPD)技术主要用于通过采用数字信号处理线性化功率放大器,来提高无线电单元的传输效率。例如在LTE、WiMAX中,多载波信号的线性组合会导致中频信号产生较大的峰均比,而通常功放(PA)的线性区是有限的,这样容易出现信号失真和带外泄露。波峰因子衰减(CFR)和数字预失真(DPD)技术可以改善PA输出的线性度,更好地满足LTE、WiMAX对误差矢量幅度(EVM)和邻道泄露比(ACLR)的要求。数字中频处理可以通过ASIC和可编程芯片方式实现,但因为频谱仪要支持2G、3G和4G等多种无线通信协议,而不同标准所采用调制制式对中频处理能力的要求不一样,采用可编程芯片实现将兼顾处理能力和灵活性。数字中频涉及的CIC/FIR滤波、NCO、插值/抽取、混频等需高速处理且算法简单,使用FPGA实现是一种很好的选择。3)DSP/FPGADSP和FPGA都是实现软件无线电的主流信号处理硬件,但在实际中一般根据它们的特点组合使用。以LTE、802.11ac标准为例,OFDM和MIMO技术的引入实现了高数据率和抗干扰能力,但矩阵分解及相乘对数字信号处理器提出很高要求,另外DDC/DUC中的有限脉冲响应(FIR)和级联积分梳状(CIC)滤波器使用DSP也难以实现,而FPGA的强大并行处理和密集计算可以满足要求。对于编码、交织、加扰、符号映射和子载波分配/导频等算法比较复杂,适合使用DSP来完成。除了以上的物理层实现外,无线综合测试仪等还包含协议栈及信令测试功能,比如LTE的呼叫建立和释放、小区搜索、HARQ协议、链路自适应及工控等有着严格的定时要求,这一般由专门的通信协议处理模块(DSP)来实现[6]。从成本、效率等方面来讲,DSP和FPGA组合应用是比较成熟的方案。FPGA和DSP组合方式一般分为2种[7],一种是FPGA和DSP作为2个独立的单元;另一种是在FPGA芯片中嵌入DSP核,比如Xilinx的Virtex-6FPGA和AlteraStratixIII。与第一种方式组合方式相比,嵌入DSP核方式集成度高便于开发者调试。NIPXIe-5644R矢量信号收发仪采用了Virtex-6FPGALX195TFPGA,该FPGA与ADC、DAC、PCIExpress总线、DRAM、SRAM、PFI0、数字I/O和PXI触发器直接连接,允许通过自定义编程完成数字上下变频、IFFT/FFT、交织、扩频、符号映射、编码等物理层实现。虽然基于通用处理器(CPU)的频谱仪最接近于理想软件无线电的要求,但无线通信中直接利用CPU处理无线通信协议还难以实现。

无线通信涉及大量计算且要严格保证实时性,有时很多计算还是突发性的,CPU在信号处理能力上很难保证;无线通信中实时要求的精确度要达到μs级,而PC操作系统的实时性仅仅在毫秒级;综上从运算能力和实时性上讲,通用处理器很难直接代替DSP/FPGA。通用处理器虽然不是为实时信号处理设计的,但它的通用性很好且升级速度快,在传统的封闭测试仪器中一般负责人机界面及部分测试测量算法的实现,同时提供USB/GPIB/LAN等接口以实现仪器控制。以NI为代表的开放式射频测试厂商提供基于PXI总线平台,在该平台中通用处理器除完成以上功能外,用户可以利用LabVIEW和不同的无线通信工具包开发测试程序,这些程序可以直接下载到FPGA/DSP上实现特定应用。

射频测试厂家解决方案

自1992年美国科学家J.Mitole提出软件无线电概念以来,很多采用SDR理念和技术的设备不断涌现,但目前应用主要集中在军用领域。经历海湾战争后的美国意识到各军兵种电子通信设备互联互通的重要性,因此一直致力于基于“软件无线电”的联合战术无线电系统,如通用动力的数字模块化无线电(DMR)、雷神公司的联合战术终端(JTT-SR)、哈里斯的“猎鹰”。据美国军事与航空航天电子网站披露,自2009年开始德国军队就和射频测试巨头R&S一起开发软件无线电应用[8]。在移动通信领域,软件无线电技术已经应用到3G/LTE/Wimax/LTE-A等基站中,日本NTT、中兴、华为、诺西等均已推出成熟产品并获得广泛应用,中兴通讯B8200和R8860还获得了由国际电工委员会(IEC)颁发的InfoVision大奖。限于功耗、成本、网络封闭性等因素,手机终端基本还是依靠硬件处理不同制式信号。

目前在移动通信测试领域,很多厂家的产品都采集了软件无线电技术,但在细节方面还是有很多不同。根据测试仪器的开放程度一般分为以Agilent、R&S、安立为主的传统仪器厂商和以NI、Areoflex等为主的开放式仪器厂商。以上2类射频测试仪器都具有“软件定义仪器”的特征,在维持硬件平台基本不变的情况下,通过更新软件完成功能的拓展。传统测试仪器内部结构不公开,通过GPIB/LAN等总线控制仪器完成测试;用户根据需求先购买带有部分测试功能的仪器,随后再通过购买选件拓展测试功能或协议,但底层代码和程序一般是不开放的,如R&S的FSQ/SMU系列。开放式仪器一般基于PXI、VXI总线,这种模块化设计的思路更接近于SDR的要求。以NI提供的模块化射频测试方案为例,在基于PXI/PXIe标准总线的机箱中插入模块化的射频前端、中频及基带处理、本振单元,在实时性要求不高及算法不复杂的应用中,中频处理模块仅完成数字上下变频的功能,编解码、符号映射等依靠模块化的CPU完成,比如第一代RFID标签测试(ISO14443、ISO15693等)。针对于3G/LTE/WiMAX等通信测试,NI提供基于Xilinx的Virtex-5FPGA、Virtex-6FPGA的中频和基带处理模块,其中FPGA完成数字上下变频(DUC/DDC)、波峰因子衰减(CFR)和数字预失真(DPD),FPGA中的DSP内核完成编解码、交织、扩频、符号映射等复杂算法。可以选择PXIe-5641R这种将中频和基带处理集中在一起的板卡,也可以选择ADC和数字上下变频(ASIC)功能的PXI-5622,再使用单独的FPGA板卡完成基带处理。如图9和图10所示的2X2MIMO原型验证系统,PXIe-5673和PXIe-5663完成射频和中频处理功能,基带信号处理中密集算法都是在FlexRIO的FPGA上完成,包括FFT、符号映射、MMES均衡算法等,保证了系统的实时性。模块化的架构也使得单个PXI机箱中可实现多组RF信号生成和采集,因为同一机箱中的所有下变频器或上变频器可以共享同一本地振荡器实现相位相干(通道间载波抖动小于0.1°),这样能满足MIMO中空间数据流分离对同步的要求。NI提供P2P技术保证PXIe-5663/5673等射频收发模块和PXIe-7965R间高速传输数据,因为这些数据传输直接在模块间进行而不经过控制器,所以能减少数据延迟带来的问题。基于“虚拟仪器”概念的射频测试系统已经获得了广泛的认同和应用,安捷伦、Areoflex等都推出有基于PXI/PXIe总线的射频测试系统。2012年4月,Areoflex与移动芯片巨头Qualcomm签署授权许可协议[9],PXI3000系统被更多的应用到移动通信测试中,截止到目前基于PXI/PXIe的射频测试平台也已支持2G/WCDMA/TD-SCDMA/CDMA2000/TDD-LTE/FDD-LTE/Wimax/Wifi/WLAN(802.11a-b-g-n)在内的各种无线通信标准。

软件无线电技术面临的挑战

通用技术范文第5篇

1通信工程传输技术的应用

1.1长途干线

相比传统的传输技术,SDH技术的性能方面远远超于其他的技术,因此,在通信工程中,SDH得到了及其广泛的应用,其优势大致表现在以下两个方面:①其具有非常完善的网管系统,且拥有着强大的系统功能,其在信息结构等级、设备功能以及传输网结构等方面都有着很明确的规定,也正是因为这种优点的存在,使其得到了通信工程业的广泛认可。其不但为传输网带来了优良的经济效益,还保证通信传输业的进一部发展,并有效地提升了传输网的质量管理,保证了网络的灵活性,以及优良的可靠性,并在此基础上得到稳步提升。②相比其他技术而言,SDH拥有着强大的同步复用功能,这一点具有着很重要的意义,然而因其会受到MSC的影响,MSC的间隔往往很远,这导致了SDH的使用价值降低得了很多,也使其长途传输网的无法正常发挥。同时,因SDH产品开发还未成熟,其本身还存在着一定的问题,例如在其色度以及发射灯方面都无法达到现今网络的标准。当出现问题后,为了使其恢复正常运转,通信工程往往在解决时采用增加网络容量成本的方式,但是这种解决方式也带来新的问题,这样一来,很大程度上就制约了传输网的持续发展。因此,相关部门开始着手研究这些问题的解决措施,经过不断的探究,相关工作者发现将SDH以及WDN及时的进行结合,就能够将这个问题有效的解决。其原理就是两者进行结合后能够有效的增加波长信号,经过结合后大大了增加了其传输容量,也保证了其网络功能更加齐全,也拥有了比SDH技术更明显的优势。另外,将两者进行结合,相比以往还能更加节约成本,这也是保证通信工程技术对其认可的一种优势,也提升了其商用价值。

1.2本地传输

相比其他传输方式,本地传输网的传输节点存在着明显不同,其主要表现在本地传输网是由自身的性能所决定的,并且主要的节点大部分都集中在县和市内,且因在城市中缺乏占地空间的原因,导致其外部条件过于复杂,在此前提下,光缆若在城市中进行铺设,就应采用管道的形式,这才能能够有效的节约其占地的面积。但是采用管道的形式来进行光缆铺设会导致光纤资源的严重浪费,光纤的资源是有限的,降低对其的消耗非常重要。特别是随着我国城市建设的飞速发展,城市内对于通信的基础设施建设逐渐增多,人们对于其要求也在随之提升,如何在保证其通信的情况下,最大程度上节约光纤成本也是相关行业人员重点研究的课题。WDM的问世,有效的解决了这个问题,针对性价比来说,WDM要比光纤高很多,这样就能够早减少光纤资源消耗的情况下,还能够节约通信工程建设的陈本,达到双赢。另外,WDM的实用性也较高,采用WDM技术能够有效的对系统进行科学的管理,能够有效的保障系统的安全性,不但如此,相比其他的方式,WDM技术也更加符合现今社会的发展,能够在满足人们需求的情况下,还能够因其占地面积小而促进城市的进一步发展,有效地达成了预期的目标。

2通信工程传输技术的发展趋势

2.1ASON技术

ASON技术相比我国以往传统的通信工程技术,拥有着极大的发展潜力,不但如此,ASON能够将SDH以及WDM两种技术的优点进行有机结合,也就是说,其在技术方面更是拥有着及其明显的优势,ASON技术不但拥有着强大的保护功能,还拥有着拥有着大容量的优势。ASON技术的存在有效的促进了我国网络交接工作的整体有效运行,而多方面的优越性,更说明了其未来发展潜力的巨大。不但如此,其能够自动的在网络信息资源中进行信息搜索,搜索速度也较快,这是其他技术并不具备的独特功能,对于现今的通信传输工程起到了很大的作用,不但不会浪费时间,还节约了时间,并在保证其正常运行的情况想,减少了工作人员的工作量。除了以上几点优点,ASON还最大程度地满足了人们多样化的需求,还在一定的程度上有效的保证了网络的畅通性。因而,ASON技术在我国通信工程传输业拥有着很大的潜力,并且其对于我国通信工程传输业未来的发展也具有着很重要的作用。

2.2小型化发展

随着我国社会经济的迅速发展,城市建筑数量越来越多, 城市被多样的基础设施和建筑逐渐塞满,变得拥挤不堪,这是我国未来通行工程传输业向小型化发展的根本原因。在这种情况下,小型化发展不但拥有极其明显的优势,还对于我国未来通信传输业的发展起到了重要的作用,更是能够最大程度的节约城市空间,节省位置。另外,小型化产品还有非常明显的优点,由于其体积较小,运输也非常方便,从而也就减少了在运输过程中产品的安全隐患,这样一来,其不但能够在设备和产品方面节约了大笔开销,更因其体积较小,在降低占地面积的情况下,还有效的降低了其工程所需成本以及设备制造所需要的原材料,是我国通信工程进一步良性发展的开端。目前,我国对于小型化设备产品的探究和开发已经有了初步的进展,其中,光纤收发器是通信化工程中典型的小型化,其面积非常之小,大致只有一个成年人的巴掌大小。不但如此,其在通行传输技术也应用非常广泛,因此,此设备一经推出就备受欢迎。小型化的发展有效的推进了我国通信工程的持续发展,并为我国空间以及成本的节约做出了很大的贡献。

2.3设备一体化

将两个甚至多个不同的设备进行结合,并将其应用到通信工程传输技术中,这就是所谓的一体化。在设备实现一体化在多方面都拥有着很大的好处,其在进行通信设备维修的过程中,不但能够能够将结构进行优化,将设备对于空间的占用率进行有效的减少,还能够更加的方便。同时在对于监控设备方面,也能够节约大量的时间。将其科学的进行一体化,能够在保证设备正常运行的前提下,还有效的节省了在运行过程中的人力以及物力资源。可以看出,在未来通信传输业设备转变为一体化是必然趋势,因而,想要通信传输技术发展能够长久稳定,实现设备一体化是必然途径。

3结语