无线电的基础知识精品(七篇)

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篇(1)

关键词: 《无线电基础》 教学现状 教学改革

《无线电基础》是电子类专业的主要课程之一,也是电子类专业毕业生将来从事职业的必学基础课程之一。社会经济的飞速发展和科学技术的日新月异,使得教材内容跟不上无线电技术的新知识、新技术、新设备和新领域等内容的变化节奏。随着教学改革的不断深入,传统的教学模式已使这门课程受到了一定程度的冲击。我从事《无线电基础》教学工作已多年,结合教学中的体会,针对《无线电基础》的教学现状,对这门课程作一些课程教学改革的探析。

一、《无线电基础》课程教学现状

1.课时数少,教材内容多。

《无线电基础》在职业学校或就业培训中是作为专业课设置的。目前职业学校中技班的学制虽说有三年,但实际在校学习的时间只有两年,而且校内实习也要占去相当一部分时间。所以,本应该在学生学习完电类相关基础课后再开设的《无线电基础》,只能与其它课程并行开设。

比如我任教的这几年,这门课程都开设在电子电器专业的第三个学期,和《电子技术基础》并行开设,这个学期,这些班级的校内电工实习或制冷实习占据了1/2学期,实际的理论课上课周数仅为10周左右,而这本教材却是一学期就要结束的,这些都给本课程的专业课教师的教学带来了很大的困难。

2.学生基础相对差,缺乏自信和兴趣。

《无线电基础》这门课程的综合性很强,对学生的基础知识要求较高。职校生的基础相对薄弱,学习积极性和自觉性不高。到了第三学期,他们也仅知道一些串、并联电路,欧姆定律,焦耳定律等简单的电学知识。另外,由于中考的失败,他们不同程度地存在自卑心理,如果只是片面地强调学习的目的,而不重视他们的学习兴趣和学习信心的培养,其学习效果是可想而知的。

3.陈旧的知识有待更新。

随着生产和科学技术的发展,无线电技术得到了迅速发展和广泛应用。无论是无线电课程的教材,还是执教的任课老师,如果仅停留在广播、电视、微电脑等基础的无线电知识上,那是显然不够的。如今无线电的应用日渐渗入到人们的日常生活中,除了收音机、电视机,还有手机、GPS导航、蓝牙,等等,这些新兴的技术在不断改变我们的生活。现在使用的一些无线电教材已无法满足学生对电子技术、通讯技术的新技术、新知识学习的需求。

4.学生实践能力有待提高。

随着教育教学改革的不断深入,过去专业教育的最大误区之一是过于重视所传授知识的系统性和严密性,而疏于对学生动手能力的培养。在教学观念上,没有纳入“以学生为中心,以掌握知识为中心,以培养能力为主线”的轨道。比如说,很多学生学完了无线电基础,但是连基本的FM/AM收音机的安装或调试都没动手实践过。

二、《无线电基础》课程教学改革的措施

1.培养学习兴趣,增强学习信心。

教学的第一步就是要培养学生的学习兴趣。兴趣是最好的老师,只有让学生对所学的学科产生了兴趣,变被动学习为主动学习,教学效果才会事半功倍。

无线电是一门与现代生活紧密联系的课程,从收音机到电视机,从移动电话到GPS,这些新兴的技术正出现在我们的生活里。若将抽象的理论知识与这些具体生活实际相结合,则可以大大地激发学生的学习兴趣。因此,专业教师除了必须向学生传授理论知识,还必须让学生了解这些理论知识在现实生活当中的应用,以及未来的发展趋势。此外,无线电课程的综合性强,对学生基础知识要求较高,在上课过程中,有些看似常见的公式、概念对学生而言却是陌生而难理解的,此时就必须在学习过程中加强一些基础知识的讲解,让学生能够在巩固旧知识的基础上学习新知识,增强学生的学习信心。

2.精选课程内容,改革课程内容体系。

(1)重点、难点与一般内容。

根据职校生意志相对薄弱,学习主动性不强的特点,我在教学过程中想方设法降低教学内容的起点,分散教学难点,使之符合学生实际,能够被学生吸收、消化。由于专业性质不同,课时数也不同,我一般是从教学计划中其它课程对本课程的要求,以及从专业应用的角度来确定重点。例如,对高职的电信工程技术专业来说,侧重考虑的问题是接收机的放大、谐振、混频、本振等概念,因此信号放大器、振荡器电路、频率变换电路等应作为讲授的重点。对中技性质的电子电器专业来说,课程考虑的侧重点应当是调谐放大器、滤波器、调制解调电路等。

所谓难点,就是在本课程中学生学习时难以理解的内容。由于电子电器班是中技性质,教学大纲的要求没那么高,也由于这个班课时少的限制,部分难点可以避开不讲。一般内容可以快速讲解,或带领学生一起阅读,简要分析相关内容。电子电器班课时少,也可以留给学生作为课外阅读,但老师必须提出要求并检查,不能任其自流。

(2)模块化教学体系的构建。

传统的教学体系对无线电课程的教学而言,效果都不算好。针对专业培养需要和不同的学时限制,很有必要构建《无线电基础》课程模块化教学内容,按知识模块进行个性化教学,激发学生的兴趣,真正提高他们的学习能力、思考能力、参与能力、实践能力等。

按照专业性质配套的教学大纲,例如,电子电器专业,可以将《无线电基础》课程分为4个模块,即:无线通信系统组成与信号传输、调谐放大器及滤波器、调制解调电路应用、收音机的安装与调试。各个模块既相互独立又相互联系,每个模块包含一定的课题,每个课题都有工作任务,通过不断学习、探讨相关知识,直到任务完成,最后再到实践操作环节。学生每节课都有分工,有任务,有思考,有探讨合作,学习效果自然要好很多。

3.改变教学方法,教学手段。

(1)多媒体已逐渐成为课堂的常用教学手段。

在教学过程中,根据教学目的和教学对象的特点,引入多媒体技术,可以使学生得到较好的学习条件和学习效果。利用多媒体形成的光、形、色、动等效果,直接对学生的视觉器官共同进行作用,能激发他们的学习兴趣,集中注意力。在无线电教学过程中,经常需要引入电路图、数据表、曲线,这些工作过去都是教师在授课现场完成的,占用了教师大量的授课时间。而采用多媒体教学技术,既可以使授课内容生动形象、图文并茂、传递信息量大,又可以节省教师大量的板书时间,增大单位时间内对学生信息量的传授,可以较好地解决本课程内容多与教学学时少的主要矛盾,提高教学质量和教学效果。

(2)利用EWB软件演示功能,优化课堂教学。

EWB软件的菜单完整,它所提供的元器件箱工具栏中的元器件、仪器仪表与实物毫无两样,同时又有数模混合仿真和波形分析能力,用户可根据需要随便连接数字器件和模拟器件,它会自动完成其中的信号转换,以电路仿真效果好,运行环境逼真,真实性非常强。我们如将它应用于课程教学改革中,就能使传统的教学方式被赋予现代技术新的生命力。

为此我在《无线电基础》课堂教学有必要时会引入EWB演示教学,利用EWB可视性强的特点,增加同学们的新鲜感,提高他们的学习兴趣,激发他们的求知欲,在直观中学习抽象理论,起到了较好的教学效果。

4.视理论与实践的结合。

《无线电基础》是一门理论性和实践性都很强的技术基础课。因此,教师要使学生掌握系统的理论知识,而且须注意全面培养学生的思维能力,吸收新知识的能力,观察能力和把理论知识用于解决实际问题的能力。

目前无线电课程的教学中普遍存在重理论、轻实践现象,实践性环节往往处于从属地位。从学时安排上看,实践性环节的学时数几乎没有。实验内容的安排大多是教师把一切都准备好,到时让学生按照教师预先安排好的程序机械地测量几个数据。由于实验的内容简单,又没有充分调动学生的积极性,因此不少学生在做实验时站在旁边看,实验报告照着同学的写,根本达不到培养能力的目的。为此必须加强实践性环节,要做到这一点,教师是关键。只有教师对实践性环节的重要性有一个正确的认识,才能在教学中把理论教学和实践性环节的关系正确处理好。为此教师必须先改变实践性环节的从属地位,独立设课,独立评分,并彻底改变传统的验证性的束缚学生手脚的实验方法,这样才能有效地动学生的积极性和主动性,真正提高学生解决实际问题的能力。

三、结语

在新的教改形势下,如何更好地搞好《无线电基础》课程的教学工作,还需要我们在今后的工作中继续付出艰苦的努力,同时也需要广大同仁在实际教学中不断深入研究、探索和创新。

参考文献:

[1]兰娟.《无线电基础》教学方法的探讨[J].福建农机,2008,(2).

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有个人，小时候，他梦想当科学家，立志长大后要做像爱因斯坦、牛顿、伽利略、达尔文………那样的人，为人类做出杰出的贡献。为此他拼命地学习科学基础知识，但长大后他发现真正伟大的科学家不仅仅要执着，还要天赋，他想自己脑袋瓜不可能像爱因斯坦一样“超时空转移”，所以他放弃了科学家的梦想。上小学时，他喜欢画军舰，画飞机，自己动手做航模，梦想有一天能成为航母的总设计师，心想如果做不了总设计师就当航母的总建造师，但随着自我“黑五类”成分的清晰认识，这类梦就想都不敢再想。后来他又迷上了无线电，成天拆着旧家电，认真研读完三大本清华大学《电子线路》，再后来因为上大学学的是“机械制造”，这个梦想也就不了了之。大学里他狂热地追逐做个“手风琴演奏家”，但对艺术“刻苦钻研”没有让他在艺术上有所成就，因为他“实在”没有艺术细胞。当南斯拉夫的《桥》热映时，影片中那座宏伟的、优美的、精致的桥，以及桥梁设计工程师为“热爱”而悲壮献身的精神给他留下了极为深刻的、难以磨灭的印象，他就想自己能当桥梁设计师或者摩天大楼的设计师多好。实际上大学后，他被分配到石油系统中工作，父亲对他有一个期望，希望他能够做一个合格的工程师。他想太小觑我了！要做也要做一个世界级的石油专家。工作多年后，随着对石油价值与储量的深入了解，他发现石油是个没有前途的行业，他再次抛弃了自己的专业，投入到一个全新的领域，研究太阳能。终于太阳能做出来了，他又想让人人用上太阳能，37岁时，他毅然辞职，全力追寻他的太阳能梦想……

他不断地梦想，梦想又不断的破灭，一个梦想还没破灭，另一个梦想毫不迟疑地跟上。有的梦想实现了，有的梦想也许永远都没法实现。这样的一生，你认为成功吗？如果你的人生正在经历这样的过程，不断的梦想，又不断地破灭，你感到焦躁吗？你会无望吗？已经快到了不惑之年事业还没有所谓的立，你是否还将继续梦想下去？

也许有人已经猜到这个人就是37年之前的我，认为我的成功是得于之后找到了属于自己的“太阳能梦想”。实际上，我个人认为我之前所有的梦想，无论是实现的还是没有实现的梦想，每个梦想都为下一个梦想做了积淀。比如说认真学习的科学基础知识、无线电的专业知识在后来的工作和创业过程中都一一用到；摆弄航模的也好还是拆拆旧家电也罢，甚至做太阳能，锻炼了我的动手能力，而这种能力在工作中显得越来越重要了。艺术的熏陶也使我对企业宣传游刃有余，皇明早期产品说明书，广告语都是出自我的创意。对工程师梦想的追寻，让工程师执着、务实的精神、严谨的作风渗入我的骨髓，形成血液。在树立皇明企业文化时，将“大胆设想小心求证”加入企业文化，相信这种严谨的作风，无论是在学术上还是在经营当中，抑或是在生产制造当中，任何领域任何时候都不会过时。现在集团正在规划和建造可再生能源国际交流中心、节能住宅，我在跟一群工程师、建筑师合作，共同在营造绿色家园，因为建筑师的情结，使得我多了一份学习的热情，凭空学了不少东西……

现在回过头来看，我的每一个梦想都有价值，追梦的过程中留下了自己青春的足迹，积累了很多东西，也成熟了。有的梦想就算别的没有积累，也增加了自己的抗打击能力。而且很多梦想，因为我不断地努力追寻，在不经意之间，阴差阳错地被其他梦想捎带脚地实现了。例如我现在虽然还是一个科学家，但我不仅仅上了北大、清华等高等学府的讲坛（小时候科学家与教授分不清，以为成为教授就是科学家），被聘为许多学校的兼职教授，还组织了一批科学家团队，算是圆了自己科学家的梦，这种思想虽有点浅薄，有点庸俗，但总是不经意地就会在他脑海中跳出来。

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【关键词】技指合一 信息化变革 课程体系 数据融合

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1006－9682（2012）03－0010－03

随着我军信息化进程的不断深入，已经逐步建立了信息驱动的作战方式。在信息化作战中，有效地获取、传输、处理、应用信息已成为取得战斗胜利的基本要求。由于我军信息化的历史较短，还缺乏对信息从生成到使用的深入理解。我们认为信息化应该是分阶段完成的，其首要阶段是以信息化来改造传统的作战流程，使传统方式更精确、有效；然后在获取信息使用经验的基础上，再以信息效益为目标来构造新的作战方式，从而进一步提升信息化水平。目前，我们还只是处于信息化的初级阶段，获取广泛的战场目标信息仍然是首要任务，急需把精确、全面的战场信息用于指挥作战流程中。《传感器数据融合》就是在这样的背景下设计的研究生课程，该课程面向多传感器、多目标的战场环境，用数据融合的方法，以形成目标的统一状态信息为目标，为指挥作战提供基本的信息支持。

随着通信技术多年的发展，战场信息传输问题已大为改善，但是，大量未经有效处理的、冗余的传感器信息不仅耗费宝贵的传输资源，所带来的信息垃圾问题极大地影响了战场信息系统的效能。有效地信息处理是战场信息系统形成体系作战能力的关键。信息化过程要求向更高的数据应用层面深入，在此过程中通信是实现信息化的基础，有效的信息应用则是信息化的目标，加速战斗力生成迫切需要信息处理技术的快速发展。目前军校研究生教育正在向“应用型”转变，强调“技指合一”，《传感器数据融合》课程恰逢其时，用多传感器信息处理技术满足指挥中面临的数据和信息需求。《传感器数据融合》不仅是战场信息处理所必须的技术，对于通信与抗干扰专业方向的研究生而言，分布式的信道估计、频谱感知和认知无线电的核心理论也是属于传感器信息处理。传感器数据融合侧重于数据处理，强调多学科的交叉，帮助学生建立从数据获取、传递、处理的完整流程。现有教材大多数局限于雷达数据处理或图像处理等方面，难以引起通信专业研究生的兴趣，所以我们认为，应该从各类传感器数据处理中提炼共性的理论问题，将数学基础知识的介绍与实际应用背景相结合，使学生在拓宽研究生数学知识面的同时，了解战场信息处理的需求和战场信息系统的发展。

一、课程目的

“课程是由知识、技能及与之相应的学生的活动组成的”。［1］针对战场信息处理中目标对象的状态信息获取，必须利用数据融合的方法，完成多传感器数据的互补和去重，为态势形成提供基础数据。传感器数据融合不仅是战场态势感知和威胁评估的基础，在物联网、传感器网络、认知无线电、通信抗干扰等领域也有广泛地应用。将信息化技术从通信层面提升到完整包含信息需求、信息采集、信息传递和信息处理应用的全过程，是信息化变革的需要。研究生教学中的《传感器数据融合》课程，以统计信号和信息处理原理为基础，强调多传感器获取战场信息的信息处理流程。通过《传感器数据融合》课程的学习，理解和掌握传感器数据处理的基本理论和方法，对提高研究生学生适应我军信息化变革的能力具有重要作用。

二、课程设计理念

课程设计是指在一定的课程理论或观念支配下的课程要素的选择、组织与安排的方法过程。本课程设计的价值取向以问题为中心，即强调我军信息化发展中的数据需求，以具体问题的解决进行课程的组织；针对不同类型传感器的共性特征选择内容，组织教学，满足多种专业方向的数据处理需求。在课程内容设计理念上主要表现为以下几个方面：①体现我军信息化需求，在信息化作战的框架内，把传感器数据处理的能力进行具体化，明确传感器数据处理的基本要素和信息流向，提高和加深学生对信息化的理解。②体现学科研究前沿，把最新的理论知识与实际应用相结合，为学生提供清晰的理论框架和应用背景。教学内容从多年的科研工作中分析、梳理而来，从对我军信息化过程中需要解决的问题而来。教学内容紧扣传感器数据处理在整个战场信息闭环中的层次和作用，紧扣不同军兵种对信息处理需求的差异。③体现实用性理念，体现“以问题为本”的教学设计，体现“以问题为本”的教学特征，避免理论的空洞化，避免实际问题的神秘化。④体现开放性理念，推行开放的教学方法，实施开放的考试方法，鼓励学生结合自身的专业方向，泛化传感器数据处理的共性理论，具有理解和解决本专业方向具体应用问题的能力，甚至可以从中选取毕业论文的研究题目。

三、课程内容

传感器数据融合的理论与技术在电磁频谱管理、认知无线电、战场侦察、传感网信息处理、数据链航迹信息处理中有大量实际的应用。在这些应用领域中，它们都是面向多传感器环境，从目标对象的重复感知信息中提取真实、单一的状态信息。目前常用的传感器类型包括：电、光、声、压力、温度、浓度等，传感器的输出数据可以是矢量类型、标量类型。典型的传感器有雷达、测向设备、视频采集设备、电磁频谱测量设备。在课程教学过程中，需要提炼出共性的理论内容，然后分别对不同传感器测量类型的数据处理流程进行讨论，针对不同的传感器输出数据类型和处理要求，可以梳理出不同的应用模型，把它们的数据处理过程归结为共性理论的应用。

1．共性理论的提取与课程内容设计

传感器的数据处理以获取目标的状态信息为目的，常用的战场目标状态包括位置、速度、加速度等物理量。在单传感器数据处理时，目标状态的估计以线性滤波器理论为基础，包括经典的维纳滤波和基本的Kalman，针对非线性滤波问题，人们又发展了UKF、粒子滤波等新理论。在多传感器数据处理时，通常以单传感器的处理结果为基础，再用特有的数据关联、误差补偿、状态融合等理论完成数据的融合，形成统一的目标状态信息。以数据融合的观点，电磁频谱管理、认知无线电、战场侦察、传感网信息处理等不同的数据处理应用，反映的是不同层次的数据处理需求。它们在数据模型的建立上有所区别，但从多传感器处理的角度看，它们拥有数据关联、补偿、融合等共同的概念。目标的属性判别是更高层的数据处理需求，需要综合运用高分辨率成像传感器、多传感器信息融合和智能信息处理等技术。从理论基础和实现过程看，图像信息的处理需要使用计算机视觉的方法，对目标的特征进行建模，但是完成建模和目标提取后形成的图像目标数据，也可以用滤波理论来完成后续的处理。所以，图像传感器的处理只是滤波共性理论的一个分支。传感器数据融合的共性理论，见图1。

2．基于共性理论的数据处理应用模型

数学应用泛指应用数学解决实际问题的所有事情。数学模型虽属于数学应用的范畴，但更侧重于用数学的概念、原理和思维方法描述规律性的东西。数学模型是构建数学与现实世界的桥梁，它借用数学的语言讲述现实世界。应用性很强的数学模型的命名，都依赖于所描述的学科背景。比如，在生物学中有种群增长模型；在气象学中有大气环流模型；在经济学中有组合投资模型；在社会学中有信息传播模型。

数学模型的价值往往不是数学本身，而是对具体问题所起的作用。人们关注的并不是模型的数学价值，而是实际应用价值。在构建数学模型和实际应用的过程中，必然会从数学的角度汲取灵感。数学的基本思想，即抽象、推理、模型，为数学由现实到数学、数学内部发展、由数学到现实提供了思维功能。现代数学的特征是符号化、形式化和公理化，其本质是为了更好地描述数学成果。为了让学生理解数学理论，帮助学生建立理论的直观，在课程内容的设计上还需要反其道而行之：针对符号化对象要讲物理背景，针对形式化证明要讲直观，针对公理化逻辑要讲归纳。

传感器数据融合是理论结合实际的典型课程。由于传感器类型较多，输出的目标测量数据类型差异很大，从三维坐标值、纯方位值、图像信息到标量信息，对它们的处理必定用到不同的数学模型。通过对传感器的分类，针对不同的传感器类型建立数据处理的数学模型，相同的测量数据类型用相同的数据模型进行处理。由于数学模型以传感器类别为建模对象，相似工作原理的传感器都可以用这种数学模型处理。传感器数据处理模型中，要考虑单传感器处理流程和多传感器处理流程，它们是共性理论具体的选择和应用。例如，纯方位跟踪模型不仅适用于图像传感器、被动声纳和无源探测雷达，也可以用于电磁频谱感知中的辐射源定位。在纯方位跟踪模型中，以线性方程描述目标的状态空间，以角度量测方程描述目标的量测空间，用线性Kalman滤波器建立基本的单传感器目标状态信息跟踪模型。当纯方位跟踪需要多传感器协同工作时，要求使用数据关联方法计算多传感器的数据对应关系。以最大似然测度建立量测之间的关联关系，可以实现多目标纯方位跟踪。在纯方位跟踪模型中，根据传感器自身特征和输出数据类型的改变，只需对数学模型进行局部微调，就能满足实际的需要。

经过共性理论的组合和泛化，可以设计出多种传感器数据处理数学模型。这些模型用于指导具体传感器数据的处理。

3．明确课程包含知识点和能力点

《传感器数据融合》是交叉学科，主要的研究对象是多传感器环境下多目标数据的处理问题，其目的是获取战场态势计算的基础数据。统计理论和最优估计方法是本门课程的基本理论和知识点，要求学生能掌握线性最优估计理论，并熟悉常用的非线性估计方法。数据融合技术涉及的理论知识包括模糊数学、证据理论、智能计算、最优化计算等。这些理论知识在数据融合领域内的使用场合相对较窄，可以结合具体的数学模型，作为课程内容的补充适当讲解。

对数学模型的理解和应用是课程的能力要求。通过课程的学习，学生需要掌握多传感器环境下的数据处理流程；学会用分布式和网络化的观点来看待数据处理问题；要理解多传感器数据处理特有技术难题的产生原因，并掌握基本的多传感器数据处理方法。由于传感器的类型较多，不要求学生对每种传感器的数据处理都有深入理解，但要求他们能结合自身专业特点，熟悉一种数学模型的具体应用实例。

四、课程教学中应把握的问题

1．创新教学方法与手段

主要教学方法有互动式教学法、案例分析教学法、情景模拟教法等。由于课程对象是研究生，应充分发掘学生的自身能动性，把课程知识与他们的专业方向相结合，使抽象的理论和数学模型与他们有直观感受的专业背景相结合，使数据融合的概念在他们的专业领域中找到坚实的立足点。这不但有利于学生理解数据融合的思想，还对今后他们独立应用数据融合的方法解决实际问题大有益处。所以，在教学法的选择上应该以互动法和案例分析法为主，鼓励学生自己准备课堂发言，积极发掘自己专业方向内的数据处理应用，在独立思考中熟悉数据融合的基本理论和模型。

2．研究性教学

研究性教学是教学与研究相结合、以研究为基础的教学模式。［2］ 要求教育者激励、引导和帮助学生去主动发现问题、分析问题、解决问题，并在这样的探究过程中获取知识、训练技能、培养能力，特别是培养创新能力。［3］研究性教学主要是通过课程教学实现教学和科研的结合，在教学科研结合的氛围中加强师生互动。［4］因此，研究性教学既是一种教学理念，也是一种教学模式。作为一种教学理念，认为知识不是被动吸收的，而是由认知主体主动获取的，学习过程是学生主动建构的过程。在《传感器数据融合》课程学习中，以问题为牵引，启发学生寻找解决问题的思路和方法，从问题的最终解决来理解理论知识，对理论知识有更进一步的直观感受。

3．课程编制问题

课程编制是课程管理的关键环节，它包括对课程在培养计划中的地位、课程学习的目的和考核方式等多方面的设计。由于传感器数据融合是交叉学科，涉及传感器物理原理、统计与估计理论、指挥控制流程等方面，是通信、计算机网络、传感器设计等多个学科的综合应用。在设计课程内容时要充分考虑先修课程，不但要求学生具有概率论和数理统计的基本知识，还最好了解一种传感器的工作原理。对传感器的了解是理解本课程中数学模型的重要条件。

多元化构成的课程考核。传感器数据融合是应用型的课程，其目标是拓展研究生的数学基础知识，提高数学应用能力和战场信息系统的开发设计能力。在课程考核时，以学生的专业背景为依托，尽量从其专业知识中发掘兴趣点，允许文献综述和课程论文的方式对本专业中的数据融合处理进行总结。同时，应该鼓励学生动手实践，把数据融合的理论知识和模型进行仿真实验。尽管编程实践会带来较大的工作量，但它对理解理论知识带来的好处是无与伦比的。

五、总 结

多传感器数据处理是我军信息化过程中出现的新课题。为了培养合格的信息化人才，我们对《传感器数据融合》课程在人才培养体系内的地位和教学内容进行了设计。通过课程的学习，可以帮助学生理解传感器数据处理流程和基本方法，其目的是为了更好地理解信息化技术，从而推进信息化建设快速、平稳发展。

参考文献

1 钟启泉.现代课程论［M］.上海：上海教育出版社，1989

2 夏锦文.研究性教学的理论内涵与实践要求［J］.中国大学教学，2009（2）

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论文关键词:无线局域网;校园网;IEEE802.11;AP;子网设计

随着网络应用日益丰富,传统局域网络已经不能满足师生对移动网络的要求,无线局域网作为有线网络的补充手段,被更多的师生所认同和接受。众多师生开始在无线局域网中开展各种应用业务,教学、科研、管理、生活正在悄悄地改变。虽然如今无线局域网还不能完全脱离有线网络,但近年来,随着无线局域网技术业趋向成熟,无线局域网与有线网络的无缝连接,无线局域网正在以它的较高传输能力和很好的灵活性在高校各项应用中发挥日益重要的作用。

1 无线局域网基础知识与架构

1.1 无线局域网

无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN)是指以无线信道作为传输媒介的计算机局域网络,是计算机网络与无线通信技术相结合的产物,它以无线多址信道作为传输媒介,提供传统有线局域网的功能,能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接入。

1.2 无线局域网的技术标准

无线局域网是利用射频技术实现无线通信的局域网络。该技术产生于20世纪80年代,WLAN主要是作为传统布线LAN的延展和替代,它能支持较高数据速率(1～300Mbit/s)、采用微蜂窝、微微蜂窝结构的,自主管理的计算机局部网络。还可以采用无线电或红外线作为传输媒质,采用扩展频谱技术,移动的终端可通过无线接人点来实现对Internet的访问。无线局域网有以下常用标准:

1)IEEE802.11b

802.11b(通常又称Wireless Fidelity,WI-FI),是现在最普及的无线标准之一。设备工作在2.4GHz的范围内,带宽可以达到11Mbps。

2)IEEE802.11a

802.11a标准是一个获得正式批准的无线以太网标准。它工作在5GHz频段上,使用正交频分复用技术,将5GHz分为多个重叠的频率,在每个子信道上进行窄带调制和传输,以减少信道之间的相互干扰,使带宽可以达到54Mbps。

3)IEEE802.11g

802.11g是一种混合标准,能向下兼容传统的802.11b标准。IEEE802.11g的54Mbps高数据吞吐量比802.11b快出5倍,将改善已有的应用性能,使高带宽数据应用成为可能。802.11品可以在同一个网络中与802.11b产品结合使用。

4)IEEE802.11n

IEEE802.11n将WLAN的传输速率从802.11a和802.11g的54Mbps增加至108Mbps以上,最高速率可达320Mbps。与以往的802.11标准不同,802.11n协议为双频工作模式(包含2.4GHz和5GHz两个工作频段)。这样11n保障了以往的802.11a、b、g标准兼容。另外,天线技术及传输技术使无线局域网的传输距离大大增加,可以达到几公里(并且能够保障100Mbps的传输速度)。

2 校园无线网络应用与优势

无线局域网以其灵活布设、高带宽和无线接人的优势,可以突破有线网络节点限制、实现多人同时上网的问题,大大地增加了校园网络信息点,方便在校师生获取信息,进一步提升学校的信息化水平。

2.1 无线局域网的优点

1) 安装维护方便无线局域网的安装简单,无需破墙、掘地、穿线架管,这样避免对建筑物及周边环境影响,减少网络布线工作量,一般只要安装一个或多个接入点AP设备,就可建成覆盖整个建筑或地区的局域网络。一旦发生事故,不必寻找损坏路线,只要检查信号发送端与接收端的信号是否正常即可。

2) 易于扩展

无线局域网技术有对等模式、中心模式、中继组网模式等多种配置方式,能够根据需要灵活选择。

3) 经济节约

由于有线网络缺少灵活性,这就要求网络规划者尽可能地考虑未来发展的需要,这就往往导致预设大量利用律较低的信息点。而一旦网络的发展超出了设计规划,又要花费较多费用进行网络改造。而无线局域网可以避免或减少以上情况的发生。

4) 使用灵活在有线网络中,网络设备的安放位置受网络信息点位置的限制。而一旦无线局域网建成后,在无线网的信号覆盖区域内任何一个位置都可以接入网络。

5) 传输速率高

无线局域网技术能够提供高速数据带宽,其中IEEE802.11g能提供的数据传输速率现在已经能够达到54Mbit/s。可以满足用户上网的实际需要。

2.2 无线校园网的网络应用

1)电子网络课堂教学。可以通过无线网络进行教学,拓展了知识空间。

2)移动教学。上课不用再聚集于教室,打破了空间的限制,拓展了地域空间。

3)随时互动辅导。师生不必在课堂上直接对话,拓展了教学空间。

4)科研与教学。校园师生可以随时、随地地从网上获取学术信息,获取无限的网络资源。

5)无线多媒体业务。无线活动教室;虚拟现实的学习环境;无线视频监控;校园语音电话及网上视频点播。

3 校园无线网络的规划与设计

3.1 网络需求分析

本文所讨论的无线校园网的规划是以江阴职业技术学院为对象,本学院地处江阴市南郊,占地500亩。校园内共有大小建筑27幢,师生员工9000余人,地理环境简单,考虑满足以下几个方面的需求:

1)建设一个满足教学和工作需要的安全可靠的无线校园网络;

2)无线与有线的统一:高校网络一般已经建设了有线网络,无线网络建设必须在原有的有线网络上进行,并实现网络互联、认证计费、安全防御等方面与有线网络进行良好的兼容和互补。这就要求校园有线网络的架构不需要任何改变,只需用原有的网管、认证、计费系统就可以对无线网络进行管理和统一认证。

3)所有教学楼及实训实验大楼:各层走廊和教室均要求信号覆盖;所有学生宿舍楼:鉴于各宿舍都有有线接通,尽量覆盖各宿舍(不做要求);篮球场及足球场:信号要求完全覆盖;室内体育馆:信号要求完全覆盖;各建筑周围的草坪和场所:信号要求完全覆盖;行政楼:要求信号完全覆盖;学生食堂:要求信号完全覆盖;教师宿舍楼:要求信号完全覆盖;要求能提供1000并发用户能力;

4)各信号输出点信号强度10-15dbm;将按照2.4G工作频段2.412～2.462GHz(FCC)分为channel1、channel6、channel11三个完全不干扰频段设计;要求室内容许最大覆盖距离为35—100米,室外容许最大距离100—400米。

5)校园无线网络在支持数据转发的同时支持数据、语音等多种业务,网络应该具有其它智能业务扩展的能力,满足学院的多功能发展需求;

6)现在建设高校无线网络,除了要考虑对现有IPv4网络终端的无线接入,还要支持高性能的IPv6的用户接入,以适应网络发展趋势,并保护网络投资。

3.2 无线校园网的设计

3.2.1 校园无线网络拓扑结构设计

对于局部无线网络,主要采用的是以AP或者无线交换机等为中心结点的星型结构,其目的是为了满足多用户的需求。而如果建设全局无线校园网,可将网络划分为核心层、分布层、接入层进行设计,在整体上一般采用以树型和星型混合的拓扑结构。

3.2.2 校园无线网络物理结构设计

本校已经建成了“千兆主干,百兆交换到桌面”,信息点覆盖教学、办公、图书和实验等大楼主要部分的校园网,在目前的校园网环境下,借助于轻型AP模式架构,可以在现有校园有线网络的基础上建立逻辑独立的无线网络。

通常模式下所有无线数据及控制流量均交由无线控制器来处理,所以我们采用现有校园网的交换机/路由器组成集中控制管理的“覆盖式”(Overlay)无线网络设计,如图1所示。

修改现有校园网交换机的VLAN参数设置、路由设置,使得AP尽量不与一般有线网络设备混合在同一个VLAN中,避免有线设备的异常流量阻断AP和无线控制器之间的通讯;将连接在同一交换机端口下的所有AP放置在一个受保护的VLAN中,设计时统一分配给这些AP静态IP地址,以便于管理;采用核心交换机搭配无线控制模块的方式,进一步减小AP和无线控制器的AP-Manager之间端到端环回延迟,保证AP能够顺利连接在现有的校园网接入交换机上。

3.2.3 无线校园网的构建方法

校园无线网络构建的两种方法。第一,阀值法。通过调整AP的阀值设置,控制AP接入覆盖范围,从而在相同覆盖面积条件下,通过增加AP数量,提高系统容量。第二种,频率复用。学校人群主要由管理人员、教师、科研人员和大量学生构成,以上人群工作和学习生活分布在以下区域:图书馆、教学楼、办公楼、实验研究楼、学生宿舍、运动场以及各类休闲场地(草坪广场等)。

因此,在同一覆盖范围内的多个AP利用802.11g规定的13个可用信道中相互干扰最小信道1、6、11三个信道进行设计,客户端无线网卡根据各AP信号强度,选择不同信道工作,从而提高系统容量。

3.2.4 室内网络组建

室内的范围主要包括所有的教室、实验室、办公室等,在这些场合中主要需要解决两大问题,即AP的覆盖范围和AP的容量问题。由于AP是通过微波来进行数据传输的,室内要考虑的首要问题就是信号覆盖的问题。由于办公室、教室、实验室被各种墙面分割,这对信号的衰减影响很大,因此在室内构建无线局域网时必须对建筑物的信号强度进行详细测试。在合理地分析各个AP的容量与覆盖面后,还需考虑信号衰减因素,适当地增加AP个数来减少数据盲区。室内组建简图见图2。

两个AP的放置要保证AP覆盖区域无间隙并且AP重叠区域最小。相邻AP工作在不同频道,以1、6、11三个频道实现全方位的覆盖。根据经验值,当相邻AP设定相同频点时,要求间隔25米以上;当相邻AP设定相邻频点时,要求AP间隔16米以上;当AP设定相隔频点时,要求间隔12米以上。

对于房间多、用户数量不多但分布较分散的楼宇,如教学楼等,用户主要为学生、教师,因此应用肯定会比较频繁,由于楼长、墙体结构厚、房间多等特点,所以在该环境下覆盖AP安装在楼道内,通过内置天线覆盖楼道两侧房间,微波通过房间的门窗传输到室内,实现了比较细腻的覆盖环境,AP通过有线接入到楼层交换机。

3.2.5 室外无线网络组建

室外设备的AP使用数量基本也遵循室内的条件,但室外AP的放置和设计又有它自己的特点。由于室外环境的特殊性和不确定性,我们放置的设备必须是在密封盒内的,天线布置应该增加避雷器防止雷击,不提供本地供电的场所选用远程供电设备。我们通过室外无线接入点外接增益天线的方式覆盖室外区域,体现覆盖范围最大化的覆盖原则来保证无线用户需求。

从整体上对学院室外部分进行规划,通过室外建设WLAN射频基站对室外和室内用户进行无线覆盖。室外射频基站由室外型AP、外接天线(全向、扇区)以及配套避雷设备组成。根据复杂的室外建筑结构,外接天线的选择更加尤为重要。选择天线型号时应根据现场环境考虑增益、水平波束宽度、垂直波束宽度、极化方式、视觉效果(尺寸、外形、重量)等因素。

学校体育场、足球场、教学楼宇间公共区域等,一般是学校需要实现无线覆盖的室外公共区域。根据需覆盖的室外区域的实际情况,可以设计建立多个无线覆盖基站,采用重叠交叉无线覆盖的方式,完成区域的无缝无线覆盖。选用室外型无线路由器,在空旷地方,信号传输距可以达到300M~600M左右,视空间大小可以使用多个,或者使用室外无线AP,配合室外大夹角定向天线,成功实现系统设计目标。简单设计如图3所示。

4 无线校园网的网络安全设计

当一个无线局域网组建成功后,用户最关心的是无线局域网的安全问题。为了保证网络安全,我们可以从以下几个方面考虑:

1)用户接入认证控制:原有线校园网络已经部署了用户认证系统,建成后的无线网络必须完全融合进该认证系统中。

2)基于用户的访问策略:不同的用户可能有不同的上网行为,包括HTTP、FTP、语音等,针对不同的应用,应加以配置不同的行为控制权限,保障不同用户的网络互访的安全性。

3)受保护的无线数据传输:无线网络安全事件往往会发生在数据传输阶段。因此,建成的无线网络必须能够满足合法的无线用户与无线接入点数据传输的安全性,以及无线接入点与上行网络之间数据传输的安全性。

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[关键词]程控机维护管理 技术要点

中图分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）10-0394-01

一、程控交换机的维护特点分析

1.系统可靠性高，工作量小

程控交换机大多采用集成电路，分立元件很少，集成度高、体积小、耗电低、可靠性高。不但采用的器件技术先进，而且装备工艺严格；元器件装板以前已经过抽测、筛选、老化处理，制好的印制电路板经过单板测试、整机测试及老化处理，使得可靠性大大提高。在程控用户交换机的系统结构上，有的采用分散控制方式，关键部位用冗余技术，较大容量的采用双工热备控制方式，以提高交换设备的系统可靠性。

2.具有自诊断功能

（1）在程控交换机软件系统中，诊断程序和检测程序占相当大的比例。诊断又分为定期诊断测试和随机诊断测试两种：定期诊断可以通过人机命令，使交换设备对系统作一次全面测试。例如可对接口电路逐个测试，并把测试结果存放在记存器中，随时可由维护人员调用查阅。而随机诊断测试在交换设备运行中的同时进行。发现故障按照其级别、类型、影响范围大小，采取不同的方式进行反映，或告警，或记存在存储器内，或启动冗余设备等。

（2）可以随时打印交换系统对整个系统的运行、操作和故障状况，以便操作人员及时掌握系统状况。维护人员可以根据打印出的故障资料，进行分析判断。必要时可通过人一机命令再对系统作追踪性主动测试，重点测试，以得到准确的判断，迅速地排除故障。

3.对工作人员素质要求高

程控交换机是集成电路技术、计算机技术和通信技术综合密集型电子系统工程。要求维护人员应具有以上三种技术的基础知识。了解程控交换机系统结构，经过专业的维修培训，能熟练的运用英语和各种人一机命令的操作说明和含义。当然作为一个好的维护人员，除具有一定专业水平外，经验积累和交流也是十分需要的。所以在日常维护过程中，第一要对发生故障认真分析及时排除，第二要认真总结经验，并作好故障记录。

二、程控交换机的维护与管理探讨

1.机房的维护与管理

（1）防静电要求。程控交换机内部电路采用了大量的半导体MOS、CMOS等器件。由于这类器件对静电的敏感范围为25～1000V，而静电产生的静电电压往往高达数千伏甚至万伏以上，这样高的静电电压足以击穿各种类型的半导体器件。由静电引起的故障可以涉及到交换机的各个部位，严重时还可造成交换机整个系统的瘫痪。因此程控用户交换机机房应铺设抗静电活动地板，地板支架要可靠地接地。墙壁也应做防静电处理，机房内不可铺设化纤类地毯。工作人员进入机房内要穿防静电服装和防静电鞋，避免穿着化纤类服装进入机房。交换机柜门平常应关闭，工作人员在机房内搬动设备和拿取备件时动作要轻，并尽量减少在机房内来回走动的次数，以免物体间运动摩擦产生静电。

（2）机房温度和环境。程控交换机对机房的温度和环境要求较高。用户量越多，能耗也越大，散发出来的热量也越大，因此需要在恒温、干净的环境中运行。机房温度要保持在20摄氏度左右，如果温度太高，会造成机器散热困难，使机器的元器件参数发生变化，电路的稳定性降低，严重时还会损坏设备。注意温度的同时还要保持机房的一定湿度，如机房太潮湿，会使机器的金属部件生锈，腐蚀设备，甚至会造成线路绝缘降低，电路短路等现象。机房过于干燥，则容易产生静电，直接威胁到交换机的安全。按规定，机房的湿度应保持在40%～60%。温度和湿度可通过温度计等监视，必要时，可以安装空调、加湿机或抽湿机等进行调节。此外，机房还要求有防火、防尘措施，电缆管道施工完毕后要认真堵塞，以防止小动物进入。

（3）电磁环境。目前电磁环境的污染情况十分严重，在程控C房内和附近，不允许安装大功率无线电台，以防止电磁辐射影响交换机的正常工作。在机房内，交换机的各种电缆与市电交流电源线应尽量远离，不能长距离并排铺设，以免造成电磁耦合或阻容耦合干扰。必要时，各类线缆应互相交叉通过。

2.程控交换机的维护

交换机的维护大致分为两种：预防性维护和纠正性维护。预防性维护是通过监视、测量和抽查等手段，收集各种所需要的数据，并对这些数据进行分析，进而提出排除故障隐患的具体办法及措施；纠正性维护是在设备出现故障后，采取必要的措施。平时设备的维护以预防性维护为主，防患于未然。这就要求维护人员在日常维护过程中，要善于发现设备潜在的故障，找出可能诱发故障的因素，消除设备的隐患。在设备出现故障以后，要及时找出这些故障的根源。因此，维护人员要认真做好各种告警、故障记录，收集全部有关数据，仔细分析观察，积累总结经验。

三、常见故障的预防和常见处理措施

（1）加强日常维护管理。维护人员上岗，每天应检查：机房环境温度及湿度情况；交、直流配电屏上的输入、输出电压，电流和频率等指示是否在正常运行范围内；备品、备件、工具、仪表是否齐全；通过终端，显示一下系统各部分工作状况；了解系统有无告警及告警系统是否正常；测试系统的各种音源信号，如拨号、忙音、回铃音及铃流等；

（2）预防软件故障措施。操作人员严格按照操作手册使用终端，避免错误的命令或数据。随时保持冗余的磁带或磁盘信息的内容与系统内存信息的一致性。经过检查I/O设备是否正常，尤其对软盘驱动器或软盘的检查。经常检查分析故障资料，及时修改错误数据或补打人遗漏的数据。对用户使用话机和特种业务功能方法作好宣传工作，避免用户拍打叉簧和误操作。

（3）严格维护管理制度。为保证程控机房的科学化、制度化管理，应严格建立和执行维护管理制度。需要制定有关制度：程控机房管理制度；机务员值班制度；交接班制度；备品备件管理制度；技术资料和原始记录管理制度；机房清洁卫生制度；安全保密制度。

目前，城市集中供热公司远程监控使用的程控机并非完全一样，但设备的型号并不是维护和管理的关键，城市集中供热系统电气技术人员，只要有过硬的本领、扎实的作风和很强的责任心，都可以将城市集中供热公司远程监控程控机的维护和管理工作做好，以促进供热企业节能降耗工作。

参考文献

[1] 张建新.程控设备的管理和维护[J].黑龙江科技信息，2015.02.

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1.1系统可靠性高，工作量小程控交换机大多采用集成电路，分立元件很少，集成度高、体积小、耗电低、可靠性高。不但采用的器件技术先进，而且装备工艺严格；元器件装板以前已经过抽测、筛选、老化处理，制好的印制电路板经过单板测试、整机测试及老化处理，使得可靠性大大提高。

在程控用户交换机的系统结构上，有的采用分散控制方式，关键部位用冗余技术，较大容量的采用双工热备控制方式，以提高交换设备的系统可靠性。

1.2具有自诊断功能

1.2.1在程控交换机软件系统中，诊断程序和检测程序占相当大的比例。诊断又分为定期诊断测试和随机诊断测试两种：定期诊断可以通过人机命令，使交换设备在话务负荷清闲时，对系统作一次全面测试。例如可对接口电路逐个测试，并把测试结果存放在记存器中，随时可由维护人员调用查阅。而随机诊断测试在交换设备运行中的同时进行。发现故障按照其级别、类型、影响范围大小，采取不同的方式进行反映，或告警，或记存在存储器内，或启动冗余设备等。

1.2.2可以随时打印交换系统对整个系统的运行、操作和故障状况，以便操作人员及时掌握系统状况。维护人员可以根据打印出的故障资料，进行分析判断。必要时可通过人一机命令再对系统作追踪性主动测试，重点测试，以得到准确的判断，迅速地排除故障。

1.2.3对工作人员素质要求高程控交换机是集成电路技术、计算机技术和通信技术综合密集型电子系统工程。要求维护人员应具有以上三种技术的基础知识。了解程控交换机系统结构，经过专业的维修培训，能熟练的运用英语和各种人一机命令的操作说明和含义。当然作为一个好的维护人员，除具有一定专业水平外，经验积累和交流也是十分需要的。所以在日常维护过程中，第一要对发生故障认真分析及时排除，第二要认真总结经验，并作好故障记录。

2程控交换机的维护与管理探讨

2.1机房的维护与管理

2.1.1防静电要求。程控交换机内部电路采用了大量的半导体MOS、CMOS等器件。由于这类器件对静电的敏感范围为25~1000V，而静电产生的静电电压往往高达数千伏甚至万伏以上，这样高的静电电压足以击穿各种类型的半导体器件。由静电引起的故障可以涉及到交换机的各个部位，严重时还可造成交换机整个系统的瘫痪。因此程控用户交换机机房应铺设抗静电活动地板，地板支架要可靠地接地。墙壁也应做防静电处理，机房内不可铺设化纤类地毯。工作人员进入机房内要穿防静电服装和防静电鞋，避免穿着化纤类服装进入机房。交换机柜门平常应关闭，工作人员在机房内搬动设备和拿取备件时动作要轻，并尽量减少在机房内来回走动的次数，以免物体间运动摩擦产生静电。

2.1.2机房温度和环境。程控交换机对机房的温度和环境要求较高。用户量越多，能耗也越大，散发出来的热量也越大，因此需要在恒温、干净的环境中运行。机房温度要保持在20摄氏度左右，如果温度太高，会造成机器散热困难，使机器的元器件参数发生变化，电路的稳定性降低，严重时还会损坏设备。注意温度的同时还要保持机房的一定湿度，如机房太潮湿，会使机器的金属部件生锈，腐蚀设备，甚至会造成线路绝缘降低，电路短路等现象。机房过于干燥，则容易产生静电，直接威胁到交换机的安全。按规定，机房的湿度应保持在40%~60%。温度和湿度可通过温度计等监视，必要时，可以安装空调、加湿机或抽湿机等进行调节。此外，机房还要求有防火、防尘措施，电缆管道施工完毕后要认真堵塞，以防止小动物进入。

2.1.3电磁环境。目前电磁环境的污染情况十分严重，在程控机房内和附近，不允许安装大功率无线电台，以防止电磁辐射影响交换机的正常工作。在机房内，交换机的各种电缆与市电交流电源线应尽量远离，不能长距离并排铺设，以免造成电磁耦合或阻容耦合干扰。必要时，各类线缆应互相交叉通过。

2.2程控交换机的维护交换机的维护大致分为两种：预防性维护和纠正性维护。预防性维护是通过监视、测量和抽查等手段，收集各种所需要的数据，并对这些数据进行分析，进而提出排除故障隐患的具体办法及措施；纠正性维护是在设备出现故障后，采取必要的措施。平时设备的维护以预防性维护为主，防患于未然。这就要求维护人员在日常维护过程中，要善于发现设备潜在的故障，找出可能诱发故障的因素，消除设备的隐患。在设备出现故障以后，要及时找出这些故障的根源。因此，维护人员要认真做好各种告警、故障记录，收集全部有关数据，仔细分析观察，积累总结经验。以下为分析总结了的交换机常见故障。

2.2.1告警部分交换机在运行过程中，一旦某些部件出现故障，系统会产生一系列告警信号，提示维护人员进行必要的处理，保障设备的正常运行。告警系统根据故障对设备的影响程度、重要性及紧迫性分为严重告警、主要告警及次要告警。①严重告警：当系统出现严重故障，无法正常运行时，发出严重告警，对应信号为维护面板红灯（Critical）亮。故障内容涉及主控板（MainControllerCard）、硬盘驱动器模块（HardDiskModule）、交换控制板（PeripheralSwitchContrller）、过载及再启动等。②主要告警：当系统中部分用户无法通信或通信质量严重下降时，发出主要告警，对应面板上为红色指示灯（major）亮。故障内容涉及普通用户板（ONSline）、长线用户板（OPSline）、功能用户板（COVline）数字网用户板（DNIline/2B+D）、数据用户板（DataseLine）、环路市话中继板（LS/GSTrunk）、E/M中继板、双音多频记发器（DTMFReceiver）等。③次要告警：当系统中只有极少数用户的通信质量受到影响时，发出次要告警，对应维护面板上红色指示灯（minor）亮，相应用户的用户板对应红灯亮，这种告警不必及时处理，但对交换机运行状态要心中有数，故障内容涉及到倒换失败、个别用户故障、故障排除等。

当系统发出告警信息后，应及时按以下原则对故障进行分析和处理：①尽量不影响全局通话，最好在话务空闲时处理。②从单板指示灯和维护台观察单板状态，分析相关单板，不要盲目更换单板，以防故障扩散。③插拔单板时，一定要佩带防静电腕套，并将接地端可靠接地。

2.2.2用户部分在日常维护工作中，用户部分故障是最常见的故障，一般可分为外线故障和交换机相关功能部件故障，常见的外线故障有断线、短路、接地、话机故障等，可通过在配线架甩开外线的方法确定故障部位下面讨论由交换机相关功能部件造成的用户故障的处理方法。用户故障发生在普通用户板的个别用户时，可通过更换用户板解决，也可通过应急方法处理，如更改用户对应的电路号码，并将外线改接到对应的用户电路上，再进行呼叫转移，将故障号码转移到更改的号码上。用户的故障处理方法有：①连续16个用户故障，更换损坏的普通用户板；②整个用户模块故障，检查接口控制板及-48V馈电；③用户故障常用的处理方法是，以最小配置运行，判断分析单板故障，或通过拆半法逐步排除和定位，找到影响其他单板工作的故障板2.2.3中继部分（半自动接入公网时）与中继部分相关的有中继板、中继线及软件中的与中继线有关的表格的设置等。中继部分的故障处理方法有：①所有的用户都打不出外线，可检查中继线、中继线指定（TrunkAssignment）、中继组指定（TrunkGroupAssignment）、自动路由选择指定（ARSAssignment）、路由指定（RouteAssignment）、限制等级指定（ClassofRestrictionGroupAssignment）、数字更改指定（DigitModificationAssign2ment）等的设置。②只有个别用户打不出外线，可检查中继板及分机限制等级（ClassofRestrictionGroupAssignment）。③只有部分用户组，如长途、微波、市话等打不出，则要检查中继线及自动路由选择指定表和路由指定表。④拨打外线用户时经常听到说。没有这个号码。，或刚接通时能听到对方讲话，而对方要经过延迟几秒钟才能听见主叫讲话。则要检查中继线的极性是否按左正右负的方式连接到配线架。⑤当交换机与公网实行全自动连接时，则要检查PRI接口板、光纤及光端机。

2.3硬件上应注意的问题程控交换机硬件由单板、背板、插箱和机架组成。程控交换机开机后，在正常运行过程中，其印刷电路板和接插件等部件不能随便触动。因此，维护人员对程控交换机硬件的日常管理和维护主要是除尘保养和技术维护。程控交换机主要板件应有备件，一旦出现故障要及时进行更换，以缩短故障时间。定期检测交换机的地线和保安设施，使之符合要求。根据告警信息的提示，及时对可疑部件进行检测和维修，并及时更换。定期检查交换机的进出线，及时更换老化和破损线。交换机应定时进行除尘，清理交换机硬件灰尘前，应先绘制出交换机示意图，在电路板、交换机连线上贴好位置标签。待停电后，拔出电路板，记录拔码开关或跳线开关位置。然后用专用清洗剂或软毛刷除去硬件灰尘。除尘完成后，根据记录与示意图插好电路板与连线，加电恢复正常运行。

2.4软件上应注意的问题交换机一侧称为前台，服务器、操作维护台称后台。前后台的计算机组成一个局域网，后台通过人机命令界面向前台传递操作维护指令，并接收前台的告警信息，完成交换机日常监控、维护与管理工作。程控交换机的软件管理和维护主要有以下几个内容：保管好随机带的软件磁盘，以防系统瘫痪重装需要。正确设置操作员操作权限，以免误操作引起系统故障。增删和修改用户数据、局向数据前数据备份，避免操作不成功能恢复原数据。定期测试软硬件功能，定时备份局、用户数据。查看各级告警信息，根据信息正确诊断并处理故障。配合厂家作好软件远程维护工作。及时对服务器，维护终端，计费器，话务台进行软件杀毒，保护主机和软件的安全。

3故障的预防和常见处理措施

3.1加强日常维护管理。维护人员上岗，每天应检查：机房环境温度及湿度情况；交、直流配电屏上的输入、输出电压，电流和频率等指示是否在正常运行范围内；备品、备件、工具、仪表是否齐全；通过终端，显示一下系统各部分工作状况；了解系统有无告警及告警系统是否正常；测试系统的各种音源信号，如拨号、忙音、回铃音及铃流等；

3.2预防软件故障措施。操作人员严格按照操作手册使用终端，避免错误的命令或数据。随时保持冗余的磁带或磁盘信息的内容与系统内存信息的一致性。经过检查I/O设备是否正常，尤其对软盘驱动器或软盘的检查。经常检查分析故障资料，及时修改错误数据或补打人遗漏的数据。对用户使用话机和特种业务功能方法作好宣传工作，避免用户拍打叉簧和误操作。

3.3严格维护管理制度。为保证程控机房的科学化、制度化管理，应严格建立和执行维护管理制度。需要制定有关制度：程控机房管理制度；机务员值班制度；交接班制度；备品备件管理制度；技术资料和原始记录管理制度；机房清洁卫生制度；安全保密制度。

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关键字：程控交换机        用户部分    管理    维护 

一、程控交换机的维护特点分析

1.系统可靠性高，工作量小

程控交换机大多采用集成电路，分立元件很少，集成度高、体积小、耗电低、可靠性高。不但采用的器件技术先进，而且装备工艺严格；元器件装板以前已经过抽测、筛选、老化处理，制好的印制电路板经过单板测试、整机测试及老化处理，使得可靠性大大提高。

在程控用户交换机的系统结构上，有的采用分散控制方式，关键部位用冗余技术，较大容量的采用双工热备控制方式，以提高交换设备的系统可靠性。

2.具有自诊断功能

   （1）在程控交换机软件系统中，诊断程序和检测程序占相当大的比例。诊断又分为定期诊断测试和随机诊断测试两种：定期诊断可以通过人机命令，使交换设备在话务负荷清闲时，对系统作一次全面测试。例如可对外围接口电路逐个测试，并把测试结果存放在记存器中，随时可由维护人员调用查阅。而随机诊断测试在交换设备运行中的同时进行。发现故障按照其级别、类型、影响范围大小，采取不同的方式进行反映，或告警，或记存在存储器内，或启动冗余设备等。

   （2）可以随时打印交换系统对整个系统的运行、操作和故障状况，以便操作人员及时掌握系统状况。维护人员可以根据打印出的故障资料，进行分析判断。必要时可通过人一机命令再对系统作追踪性主动测试，重点测试，以得到准确的判断，迅速地排除故障。

3.对工作人员素质要求高

    程控交换机是集成电路技术、计算机技术和通信技术综合密集型电子系统工程。要求维护人员应具有以上三种技术的基础知识。了解程控交换机系统结构，经过专业的维修培训，能熟练的运用英语和各种人一机命令的操作说明和含义。当然作为一个好的维护人员，除具有一定专业水平外，经验积累和交流也是十分需要的。所以在日常维护过程中，第一要对发生故障认真分析及时排除，第二要认真总结经验，并作好故障记录。

二、程控交换机的维护与管理探讨

1.机房的维护与管理

（1）防静电要求。程控交换机内部电路采用了大量的半导体mos、cmos等器件。由于这类器件对静电的敏感范围为25~1000v，而静电产生的静电电压往往高达数千伏甚至万伏以上，这样高的静电电压足以击穿各种类型的半导体器件。由静电引起的故障可以涉及到交换机的各个部位，严重时还可造成交换机整个系统的瘫痪。因此程控用户交换机机房应铺设抗静电活动地板，地板支架要可靠地接地。墙壁也应做防静电处理，机房内不可铺设化纤类地毯。工作人员进入机房内要穿防静电服装和防静电鞋，避免穿着化纤类服装进入机房。交换机柜门平常应关闭，工作人员在机房内搬动设备和拿取备件时动作要轻，并尽量减少在机房内来回走动的次数，以免物体间运动摩擦产生静电。

（2）机房温度和环境。程控交换机对机房的温度和环境要求较高。用户量越多，能耗也越大，散发出来的热量也越大，因此需要在恒温、干净的环境中运行。机房温度要保持在20摄氏度左右，如果温度太高，会造成机器散热困难，使机器的元器件参数发生变化，电路的稳定性降低，严重时还会损坏设备。注意温度的同时还要保持机房的一定湿度，如机房太潮湿，会使机器的金属部件生锈，腐蚀设备，甚至会造成线路绝缘降低，电路短路等现象。机房过于干燥，则容易产生静电，直接威胁到交换机的安全。按规定，机房的湿度应保持在40%~60%。温度和湿度可通过温度计等监视，必要时，可以安装空调、加湿机或抽湿机等进行调节。此外，机房还要求有防火、防尘措施，电缆管道施工完毕后要认真堵塞，以防止小动物进入。

（3）电磁环境。目前电磁环境的污染情况十分严重，在程控机房内和附近，不允许安装大功率无线电台，以防止电磁辐射影响交换机的正常工作。在机房内，交换机的各种电缆与市电交流电源线应尽量远离，不能长距离并排铺设，以免造成电磁耦合或阻容耦合干扰。必要时，各类线缆应互相交叉通过。 

2.程控交换机的维护

交换机的维护大致分为两种：预防性维护和纠正性维护。预防性维护是通过监视、测量和抽查等手段，收集各种所需要的数据，并对这些数据进行分析，进而提出排除故障隐患的具体办法及措施；纠正性维护是在设备出现故障后，采取必要的措施。平时设备的维护以预防性维护为主，防患于未然。这就要求维护人员在日常维护过程中，要善于发现设备潜在的故障，找出可能诱发故障的因素，消除设备的隐患。在设备出现故障以后，要及时找出这些故障的根源。因此，维护人员要认真做好各种告警、故障记录，收集全部有关数据，仔细分析观察，积累总结经验。以下为分析总结了的交换机常见故障。

2.1告警部分

交换机在运行过程中，一旦某些部件出现故障，系统会产生一系列告警信号，提示维护人员进行必要的处理，保障设备的正常运行。告警系统根据故障对设备的影响程度、重要性及紧迫性分为严重告警、主要告警及次要告警。

（1）严重告警

当系统出现严重故障，无法正常运行时，发出严重告警，对应信号为维护面板红灯（critical）亮。故障内容涉及主控板（maincontrollercard）、硬盘驱动器模块（harddiskmodule）、外围交换控制板（peripheralswitchcontrller）、过载及再启动等。

（2）主要告警

当系统中部分用户无法通信或通信质量严重下降时，发出主要告警，对应面板上为红色指示灯（major）亮。故障内容涉及普通用户板（onsline）、长线用户板（opsline）、功能用户板（covline）数字网用户板（dniline/2b+d）、数据用户板（dataseline）、环路市话中继板（ls/gstrunk）、e/m中继板、双音多频记发器（dtmfreceiver）等。

（3）次要告警

当系统中只有极少数用户的通信质量受到影响时，发出次要告警，对应维护面板上红色指示灯（minor）亮，相应用户的用户板对应红灯亮，这种告警不必及时处理，但对交换机运行状态要心中有数，故障内容涉及到倒换失败、个别用户故障、故障排除等。

当系统发出告警信息后，应及时按以下原则对故障进行分析和处理：

（1）尽量不影响全局通话，最好在话务空闲时处理。

（2）从单板指示灯和维护台观察单板状态，分析相关单板，不要盲目更换单板，以防故障扩散。

（3）插拔单板时，一定要佩带防静电腕套，并将接地端可靠接地。

2.2用户部分

在日常维护工作中，用户部分故障是最常见的故障，一般可分为外线故障和交换机相关功能部件故障，常见的外线故障有断线、短路、接地、话机故障等，可通过在配线架甩开外线的方法确定故障部位下面讨论由交换机相关功能部件造成的用户故障的处理方法。用户故障发生在普通用户板的个别用户时，可通过更换用户板解决，也可通过应急方法处理，如更改用户对应的电路号码，并将外线改接到对应的用户电路上，再进行呼叫转移，将故障号码转移到更改的号码上。用户的故障处理方法有：

（1）连续16个用户故障，更换损坏的普通用户板；

（2）整个用户模块故障，检查外围接口控制板及-48v馈电；

（3）用户故障常用的处理方法是，以最小配置运行，判断分析单板故障，或通过拆半法逐步排除和定位，找到影响其他单板工作的故障板。

2.3中继部分（半自动接入公网时）

与中继部分相关的有中继板、中继线及软件中的与中继线有关的表格的设置等。中继部分的故障处理方法有：

（1）所有的用户都打不出外线，可检查中继线、中继线指定（trunkassignment）、中继组指定（trunkgroupassignment）、自动路由选择指定（arsassignment）、路由指定（routeassignment）、限制等级指定（classofrestrictiongroupassignment）、数字更改指定（digitmodificationassign2ment）等的设置。

（2）只有个别用户打不出外线，可检查中继板及分机限制等级（classofrestrictiongroupassignment）。

（3）只有部分用户组，如长途、微波、市话等打不出，则要检查中继线及自动路由选择指定表和路由指定表。

（4）拨打外线用户时经常听到说。没有这个号码。，或刚接通时能听到对方讲话，而对方要经过延迟几秒钟才能听见主叫讲话。则要检查中继线的极性是否按左正右负的方式连接到配线架。

（5）当交换机与公网实行全自动连接时，则要检查pri接口板、光纤及光端机。

 

3.硬件上应注意的问题

程控交换机硬件由单板、背板、插箱和机架组成。程控交换机开机后，在正常运行过程中，其印刷电路板和接插件等部件不能随便触动。因此，维护人员对程控交换机硬件的日常管理和维护主要是除尘保养和技术维护。程控交换机主要板件应有备件，一旦出现故障要及时进行更换，以缩短故障时间。定期检测交换机的地线和保安设施，使之符合要求。根据告警信息的提示，及时对可疑部件进行检测和维修，并及时更换。定期检查交换机的进出线，及时更换老化和破损线。交换机应定时进行除尘，清理交换机硬件灰尘前，应先绘制出交换机示意图，在电路板、交换机连线上贴好位置标签。待停电后，拔出电路板，记录拔码开关或跳线开关位置。然后用专用清洗剂或软毛刷除去硬件灰尘。除尘完成后，根据记录与示意图插好电路板与连线，加电恢复正常运行。

4.软件上应注意的问题

交换机一侧称为前台，服务器、操作维护台称后台。前后台的计算机组成一个局域网，后台通过人机命令界面向前台传递操作维护指令，并接收前台的告警信息，完成交换机日常监控、维护与管理工作。程控交换机的软件管理和维护主要有以下几个内容：保管好随机带的软件磁盘，以防系统瘫痪重装需要。正确设置操作员操作权限，以免误操作引起系统故障。增删和修改用户数据、局向数据前数据备份，避免操作不成功能恢复原数据。定期测试软硬件功能，定时备份局、用户数据。查看各级告警信息，根据信息正确诊断并处理故障。配合厂家作好软件远程维护工作。及时对服务器，维护终端，计费器，话务台进行软件杀毒，保护主机和软件的安全。 

三、故障的预防和常见处理措施

   （1）加强日常维护管理。维护人员上岗，每天应检查：机房环境温度及湿度情况；交、直流配电屏上的输入、输出电压，电流和频率等指示是否在正常运行范围内；备品、备件、工具、仪表是否齐全；通过终端，显示一下系统各部分工作状况；了解系统有无告警及告警系统是否正常；测试系统的各种音源信号，如拨号、忙音、回铃音及铃流等；

   （2）预防软件故障措施。操作人员严格按照操作手册使用终端，避免错误的命令或数据。随时保持冗余的磁带或磁盘信息的内容与系统内存信息的一致性。经过检查i/o设备是否正常，尤其对软盘驱动器或软盘的检查。经常检查分析故障资料，及时修改错误数据或补打人遗漏的数据。对用户使用话机和特种业务功能方法作好宣传工作，避免用户拍打叉簧和误操作。

   （3）严格维护管理制度。为保证程控机房的科学化、制度化管理，应严格建立和执行维护管理制度。需要制定有关制度：程控机房管理制度；机务员值班制度；交接班制度；备品备件管理制度；技术资料和原始记录管理制度；机房清洁卫生制度；安全保密制度。 

四、结束语

目前、不同的通信公司使用的设备并非完全一样，有的主要使用贝尔，有的使用华为，但设备的型号并不是维护和管理的关键，我相信作为工作人员，只要有过硬的本领、扎实的作风和很强的责任心，都可以将交换机、机房的维护和管理工作做的非常好，为国家的通信事业发展做出更大的贡献。 

参考文献：

[1]张永霞  程控交换机的管理和维护[j]  电力系统通信 2002