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篇1

工業社會的典型特征是專業化分工和大批量生產，其前提是生產標準化，生產標準化使不同企業生產的同種商品的差別越來越小，尤其在商品的規格、型號、外形等方面。縱然如此，不同生產者生產的同種的商品之間仍有質量、特色等方面的差別。有些差別能直接看到，如顏色、光潔度等，有些差別則從表面看不到，如內在品質、耐用期等，我們把前者叫做外在特征，把后者叫做內在特征。在大多數類型的市場中，生產者對待售的商品的內在特征比消費者有更多的信息。但在市場競爭的壓力下，生產者必須把它的商品的特色告訴消費者。因為商品之間的差別會給消費者帶來不同的效用水平，會影響甚至決定消費者的購買決策，同時商品之間的差別也使得提供商品的生產者的成本有所不同，這最終又影響到生產者的收益。因此，生產者只有成功地與消費者進行信息傳遞即通信才能夠成功地與消費者進行交易，并使自己的投入能得到最大限度地回報。在一定意義上說，生產者與消費者之間的高效的通信是其成功的前提。于是生產者就必須與消費者進行有效的通信。商標是一種消除信息不對稱的工具，即這種通信活動是有商標參與的。既然生產者與消費者之間在進行著一種通信，而且這種通信有商標的參與，那么用信息論來分析這種通信以及商標對于理解商標的本質及有關商標保護理論就是有益的。實際上，商標法的很多理論問題幾乎均可以在生產者與消費者之間的通信活動中找到位置，并從信息論得到解釋。

二、狹義信息論一般原理通信是信息學的基礎研究領域，通信理論被稱為狹義信息論。通信理論表明，凡通信必涉及兩種實體：發送信息的實體，叫信源；接受信息的實體，叫信宿

通信就是信源與信宿之間的一種特定的關聯方式、一種系統現象或行為。實施通信活動的系統，叫通信系統。在最初級的情形下，信源與信宿作為不同的物質實體通過直接的碰撞而交換信息，無須中間環節，此時通信系統僅需信源與信宿兩個構成要素。在大多數情形下，通信均是利用信號或符號進行的較高級的通信活動，都不能由信源與信宿直接耦合而構成通信系統，必須有中間環節。因此，一般通信系統除了具有信源和信宿之外，還包括以下構成要素：（1）信道。是傳送信息的通道，即載荷著信息的信號藉以通行的物理設施或介質場。信道是聯結信源與信宿的主要中介環節，不同物理性質的信號，需要不同的物理性質的信道來傳送。（2）編碼與譯碼。信源與信道、信道與信宿都不能直接耦合，必須有中介環節。把信源與信道耦合起來的中介環節叫做編碼器，把信道與信宿耦合起來的中介環節叫做譯碼器。首先信源發出的信息不能直接在信道中傳送，需要經過編碼器的適當變換才能傳送，而經過編碼的信息也并不能直接被信宿接收，還要經過譯碼器的譯碼才能接收。編碼和譯碼是一切通信過程必須的操作手續，從通信工程講二者是兩種互逆的操作。通信的基本要求是多快好省地傳送信息，通過對信源的剩余度、信道的容量以及編碼的逐步改進與權衡，就能夠最大限度地達到。其中信源的剩余度是刻劃信源特征的指標之一，是指在通信系統中，除了傳送或恢復信息時所需要的信號之外，其余出現在信源、信道、信宿或系統其他部位的任何細節對完成通信任務是多余的，把它們除掉對實現通信目標沒有實質性影響。概率分布愈均勻，剩余度愈小，通信效率愈高；信道容量是信道最大可能的通信速度，表示信道傳送信息能力的極限；編碼解決的問題是信源與信道之間在數量特性上的互相匹配，從而使得信源熵與信道容量之間的最佳配合。由于實際中信源和信宿的信號信碼往往不是一一對應的，因此還需要適當的譯碼過程。同時，任何通信均有噪聲，它是指通信系統中除開預定要傳送的信號之外的一切其他信號。噪聲有不同類型，就來源看有內噪聲與外噪聲，前者指由系統內部元件性能參數的無規變化等因素產生的有害信號，而后者指從系統外部混入系統的無用信號。一般而言，外噪聲可以設法避開或削弱，而內噪聲則原則上不可能消除。這就是狹義信息論的一般原理。

三、生產者與消費者之間的通信

如上所述，成功的商業經營需要生產者與消費者之間的有效通信，那么，這種通信的系統又是怎樣的呢？商標是否必然包含其中？如包含其中又處于什么位置？為弄清這些問題，就需要根據信息論的一般原理來全面描述生產者與消費者之間的通信，包括這種通信系統的存在條件和形成過程。從生產者和消費者之間的通信來看，這種通信是一個綜合的復雜的過程，既包括初級通信，也包括由多種形式構成的較高級的通信。初級通信是生產者直接將其商品交于消費者，消費者使用商品就獲得了生產者所欲傳送的商品信息。盡管這種生產者與消費者之間的通信通過了商品，但是鑒于其所傳遞的信息是商品信息，因此，仍然可以看作是初級通信。但正如前述的工業社會中生產者和消費者之間關系的狀況，生產者和消費者之間的商品的直接流轉和初級通信不再是工業社會的常態，僅是工業社會商品流轉和通信的基礎。在工業社會，生產者所生產的商品需通過各級經銷商或商層層分銷或最終到達消費者，即便是一些超級大公司，它們雖也有龐大的分銷網絡，但其分支機構與總部也已很難被消費者認為同一。因為工業社會中生產者與消費者之間的距離較“遠”，聯系是間接的。但是，生產者所生產的商品只有在到達消費者手中即銷售給消費者之后才能夠滿足消費者需求，也才能夠實現生產者獲取利潤的目的。有效的交易的前提之一是消費者必須充分了解生產者的商品，由于初級通信在工業社會已經不敷使用。要使消費者充分了解生產者的商品，就必須采取較高級通信。現代工業社會采用的是包括信號或符號在內的一種較高級通信，這種較高級通信需要借助某種信道和某種信號或符號，經過編碼和譯碼，最終使生產者的商品信息到達消費者。在這種較高級通信中，所能夠運用的信道包括各種新聞媒體、生產者或經銷商的營業推廣活動等等，所用的信號或符號就是商標標記，編碼就是生產者把商品信息附載在商標標記中即使用商標的過程，譯碼就是消費者通過商標標記來了解商品信息的過程。生產者的編碼過程是一個不斷重復的無休止的連續過程。最初是生產者在其商品上使用某種標記，即把其商品的“名字”叫做該標記（此時即最初的商標），其后生產者自己、其經銷商在進行商品銷售及廣告宣傳等營銷活動時便會反復使用這一標記，漸漸地，商品信息就會逐步“濃縮”或“附載”在這種標記即商標上，于是商標就逐步變成生產者傳播其商品信息的信號或符號，這是該較高級通信的一個方面。另一方面，生產者不僅要把其商品信息“濃縮”或“附載”在某一標記中，它還要把這種商標中所“濃縮”或“附載”的商品信息讓消費者了解到，這才是生產者通信的目的。而要做到這一點就需要商標成為消費者的“知識”，即讓消費者能夠了解到該商標標記能夠代表什么，在通信理論中就是確保信源和信宿信號信碼的一致。這需要通過消費者不斷消費生產者生產的標有某種標記的商品，了解商品信息。由于該商品的“臉”是該標記，那么，漸漸地，該商品就會被消費者認識為叫該標記的商品，消費者以后也就會按照這種商品的“臉”即標記來識別該商品，此時該標記就成了商標（標記加商品信息），也成為了消費者的“知識”，消費者知道使用這種標記的商品會具有他所預期的質量等信息。這是該較高級通信的另一個方面。當這兩個方面均具備時，生產者與消費者之間的高級通信系統也就形成了。

四、生產者與消費者之間有效通信的條件及障礙生產者與消費者之間的通信系統存在的目的無疑是有效通信

根據通信理論，為了保證通信效率，首先必須保證通信系統信源的剩余度要小。在生產者與消費者之間的通信系統中，生產者是信源，其剩余度是商品信息的穩定性，生產者的商品質量等信息越穩定，信源信息的概率分布就越均勻，信源的剩余度就越小，通信效率就越高。反之，則通信效率就越差。商品信息的穩定性即信源剩余度的大小是市場上有信譽不同的商標存在的主要原因，為了創造一種信譽較高的商標，不僅需要較高的商品質量水平，同時商品的質量水平一定要保持穩定。這就是中式餐館不像洋快餐那樣容易形成馳名店的根本原因。總體而言，中餐在色、香、味等上要比洋快餐占有上風，但是由于中餐制作上的非標準化，它很難形成統一的品牌，形成馳名店，而洋快餐的生產的標準化保證了商品和服務的穩定的質量水平，所以才產生了“麥當勞”、“肯德雞”等名牌快餐與名店。信源的剩余度要小即商品的質量等信息的穩定性強是生產者與消費者之間有效通信的首要條件。其次，生產者要把其商品的信息逐步地賦予給某一具有顯著性的商標標記中，使其商標逐步成為有信譽的商標，成為與信道匹配性較好且又能夠承載商品信息的信號或符號。第三，要保證代表某種商品的信息的商標能為消費者所熟知，即它能夠成為消費者的知識，這用通信理論的術語來講就是確保信源與信宿在信號信碼上的一致，即生產者和消費者均認為該標記代表該商品。上述生產者與消費者之間有效通信條件中的第二、三兩方面，即商標成為商品信息的代表和消費者的知識是一個問題的兩個方面，二者有著緊密的聯系，而且是同步達到的。在這里，商標成為消費者的知識更為重要，因為是消費者而不是其他人根據其所獲得的商品信息決定是否購買，生產者之所以要將其商品的有關信息“附載”在商標標記中，其目的就是讓消費者通過該商標標記認識或了解其生產的商品的信息。與一般通信系統一樣，生產者與消費者之間的通信同樣有噪聲，其噪聲也分為內噪聲與外噪聲。內噪聲一般包括：商品信息的穩定性，如商品的穩定的質量水平的信息；信道本身的缺陷，如生產者選擇的廣告媒介的有效性，如報紙的發行量、專業性等；商標標記本身的不確定性。如商標標記的歧義性，即除了能代表某種商品外，還有其他含義。這些只能設法減少但無法消除。因為無論商品的質量水平多穩定，也無法保證所有商品完全一致，即信源總有一定的剩余度，零剩余度是不可能的。信道的容量也不可能完全恰如其分，過小會影響通信的效率。編碼和譯碼中也不可能沒有剩余。如報紙的宣傳不可能完全準確，商標不可能沒有商品信息以外的其他含義。如長城牌計算機的商標標記是“長城”，“長城”就是這種計算機的代表，但是“長城”同時還代表東西長約一萬里的磚石所做的城墻。外噪聲則是指外來的干擾。如其他相同或相似商標在同類、近似以及不同的商品或服務上的使用就是一種外噪聲。外噪聲是可以避開或削弱的，這也是商標保護的理論根據，下文詳述。

五、商標的信息論本質及有關商標保護理論的實質

商標的本質以及商標法的有關理論均能用信息論進行解釋：

（一）商標本質的信息論解釋。如前所述，商標在生產者和消費者之間通信系統中扮演著信號或符號即編碼和譯碼的作用，因此信號或符號就是商標的信息論本質。那么這種信號或符號的本質又是什么呢？信號或符號之所以能夠起作用，其根本原因是它不是它自身，而是一種“‘某事物’代表‘某事物’”的關系，商標才能以商標標記這種物理媒介的傳送而傳送了它實際代表的事物。在以商標為編碼器和譯碼器的生產者和消費者之間的通信系統中，商標這種信號或符號（編碼器和譯碼器）的物理媒介便是構成商標標記的聲音、顏色、線條、圖案等，其所實際代表的事物，則是商品信息。根據符號學的符號定義，商標這種信號或符號就是一種符號學上的符號。因為盡管符號有多種定義，每種定義也均有其合理性，并沒有統一的符號概念，但無論哪種符號定義，不論是按照“符號”的形式理解，還是按照“符號功能”的形式理解，我們所看到的都是包含在“‘某事物’代表‘某事物’”的規定中的兩個“某事物”之間的相互依存的關系。其中一個某事物可以被稱作“符號形式”（或能指），另一個某事物可以被稱作“符號內容”（或所指），這樣，“符號”及“符號功能”的成立基礎就是“符號形式”和“符號內容”兩項之間的相互依存關系。符號是這兩項的混合物。“符號是一種表示成分（能指）和一種被表示成分（所指）的混合物。表示成分（能指）方面組成了表達方面，而被表示成分（所指）方面則組成了內容方面。”在生產者與消費者之間的通信系統中，商標就是一種“某事物”（商標標記）代表“某事物”（商品信息）的符號，是兩個“某事物”（商標標記和商品信息）的混合物。在編碼時，經營者通過商標把商品信息濃縮在商標標記中并用商標標記通過各種各樣的信道如廣播、電視等媒介傳送給消費者，消費者最終所想接受的實際上并不是商標標記，而是商標標記所代表的商品信息，因為只有商品信息才對消費者的購買決策有用，商標標記對消費者的購買決策沒有任何價值。而要使消費者能夠通過商標標記了解到它所代表的商品信息，就還需要商標標記對于消費者來說已經成為了代表商品信息的標記即商標，也即使這種商標成為消費者的知識，使消費者與生產者的信號信碼一致，使消費者了解到商品信息。因此在通信系統中，商標是一種符號，而其本質則是一定的關于商品的知識和信息，不管是對于生產者的編碼（即使用商標）過程還是消費者的譯碼（即認牌購貨）過程而言均是如此。當然，商品信息必須附著在商標標記上。這就是商標的信息論本質。

（二）商標的顯著性的信息論解釋。商標注冊的核心條件是顯著性。為什么要求商標具有顯著性？上述通信原理可以作出合理的解釋。通信的目的是高效地通信，其前提條件是通信所用的信號或符號與信道的匹配程度高、通信的內噪聲小。這兩者均與商標的顯著性有關。商標越具有顯著性，商標就越容易通過各種媒體被傳送，也便于人們認識它，這不僅表明它與信道的匹配程度較高，而且也容易保持信源與信宿的信號信碼的一致。通信的內噪聲小要求商標本身是確定的的穩定的，不僅商標標記本身的顏色、聲音等物理性質，而且它的含義均是確定的和穩定的，商標具有顯著性則表明商標標記本身在聲音、顏色和含義上均具有確定性和穩定性，且除了代表商品外，較少其他含義。這可以說也是商標顯著性應有之義，它確保了商品信息通信的較小的剩余度。埃克森石油公司在選定“埃克森”時之所以花費1億美元的高價，就是要讓“埃克森”除了代表該石油公司外，在任何國家任何語言中均無其他含義。

（三）商標侵權的信息論實質。從上述的通信系統及其原理來看，商標侵權實質上或者是增加了信源的冗余度，或者是增加了生產者與消費者之間通信的外噪聲。對于直接的假冒商標而言，假冒商標使用的雖是同樣的商標，但是商品卻是與被侵犯商標所代表的商品不同的商品，因此商品所蘊涵的信息不同于被侵權生產者的商品信息。消費者卻并不了解這一點，它仍然認為假冒商標商品來源于生產者，其實質是增加了信源的冗余度，降低了通信效率。因此其后果不僅會產生侵權人不當利用（竊取）商標權人商譽的問題，更嚴重的是，由于信源的冗余度增大導致通信效率降低，其結果是商標信譽受到毀滅性打擊。而在類似商品上使用該商標或者在相同或類似商品上使用近似的商標則相當于增加了生產者與消費者之間正常的通信的外噪聲，因為它增加了消費者識別的難度，降低了通信的效率。同時也使商標的信譽受到一定的打擊。因此，保護商標的目的不僅在于提高生產者與消費者之間通信的效率，同時更是維持這種高效的通信系統存在所必須的。

注釋

[1]為了表述方便，這里的分析僅使用了“生產者”和“商品”，但是分析不僅適用于從事生產加工的經營者，而應適用于全部經營者，使用“生產者”的原因在于，從生產、交換、消費等商品交易環節來看，“生產者”是離消費者最“遠”的一類經營者，以其為標準進行分析具有代表性。同時，盡管分析的是“商品”，但分析顯然適用于服務。

[2]Economides：TheEconomicsOfTrademarks，78TrademarkRep.523，526-531（1988），see，Paul.Goldstein：Copyright，Patent，TrademarkandRelatedStateDoctrines：CaseandMaterialsontheLawofIntellectualProperty，Westbury，NewYork，TheFoundationPress，Inc.1990，p16-19.

[3]苗東升：《系統科學精要》，北京：中國人民大學出版社，1998年版，第249-255頁。

篇2

信號處理與一維信號處理還是有很大差別的，這是由三個因素造成的;(l)二維通常比一維問題包含的數據量大得多;(2)處理多維系統在數些上不如處理一維系統那樣完備；(3)多維信號處理有更多的自由度，這給系統設計音以一維情況中無法比擬的靈活性。雖然所有遞歸數字濾波器都是用差分方程實現的，一維情況下差分方程是全有序的，而在多維情況下差分方程僅是部分有序的，岡而就存在著靈活性，在一維情況小，離散傳里旰變換CDET)可以用快速傅里葉變換CEPT)算法來計算，而在多維情況下，有多且每一個OFT又可用多種AFT算法來計算。在一維情況下，我們可以調整速率。而且也可以調整抽排列。從另一方面來說，多維多項式不能進行因式分解，而一維多項式是可以進行因式分解的。因而在多維情況下，我們不能論及孤立的極，氣、孤立的零點及孤立的根。所以，多維信號處理與一維信號處理有相當大的差別。在20世紀60年代初期，用數字系統來模仿模擬系統的想法，使得一維數字信號處毫的各種方法得到了發展。這樣，仿照模擬系統理論，創立了許多離散系統理論.隨后，當數字系統可以很好地模仿模擬系統時，人們認識到數字系統同時也可以完成更多的功能。由丁這種認識及數字硬件工藝的有力推動，數字信號處理得到了發展，而且現今很多通用的方法，已成為數字方法所特有的，沒有與其等效的模擬方法，在發展多維數字信號處理時，可觀察到同一發展趨向。因為沒有連續時間的(或模擬的)二維系統理論可以仿效，因而最初的二維系統是以一維系統為基礎的，80年代后期，多數二維信號處理都是用可分的二維系統。可分的二維系統與用于二維數據的一維系統幾乎沒有差別。隨后，發展了獨特的多維算法，該算法相當于一維算法的邏輯推理。這是一段失敗的時期，由干許多二維應用要求數據量很大，且iT缺少二淮多項式太分解理論，很多一維方法不能很好地推廣到二維上來。我們現在正處于認識的萌芽時代。計算機工業以其部件的小型化和價格日趨低廉而有助于我們解決數據量問題。盡管我們總是受限于數學問題，但仍然認識到，多維系統也給了我們新的自由度。以上這些，使得該領域既富于挑戰性又無窮樂趣，電子信息技術的結合之軟件結臺，傳統產業中可用電產信息技術的地方，仍然可以在生產或很低的條件下使用人力或傳統機械。電予信息技術應到限制，在不同領域和不同水平有各種原因，但爛有一個共大原因是缺乏認識。沒有認識，便沒有應層。

事實上，在一維和二維信號處理理論之間有實質性的差別，而在二維和更高維之間，除了計算上的復雜世方耐差異之外，似乎差別較小。

參考文獻：

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篇3

由于數字化信息處理和集成電路的不斷進步，各種語音合成芯片應用也不斷擴大。其中有大部分都是采用PC機或微控制器的方法，這種方法的控制手段不但需要硬件的支持，同時也需要對軟件系統和各種指令進行嚴肅處理。伴隨著目前社會技術的不斷發展，語音信息采集與處理措施要求不斷增加，在處理之中，是通過將模擬語音信號通過相應軟件和系統轉變形成數字信號，再由單片機控制儲存在存儲器中，形成一套系統的工作流程。

一、信號發生器概述

1.1　信號發生器的發展

信號發生器廣泛應用于各科學實驗領域。它是一種常用的信號源，是現今各種電子電路實驗設計應用中必不可少的儀器設備之一。六十年代以來，信號發生器有了迅速的發展，出現了函數發生器、掃頻信號發生器、合成信號發生器、程控信號發生器等新種類。各類信號發生器的主要性能指標也都有了大幅度的提高，同時在簡化機械結構、小型化、多功能等各方面也有了顯著的進展。

1.2單片機原理

單片機是一種集成在電路芯片，具有數據處理能力的中央處理器CPU　隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O　口和中斷系統、定時器/計時器等功能集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的計算機系統。單片機具有集成度高、系統結構簡單、使用方便、實現模塊化等特點，應用于儀器儀表、家用電器、醫用設備等領域。

二、硬件電路設計與分析

2.1　工作原理

當按鍵按下時，通過程序判斷哪個鍵按下，選好按鍵后，利用D/A轉換器將數字信號轉換成模擬信號，再經過濾波放大，由示波器顯示出所需的波形，此時LED顯示器也會顯示其各自的類型以及頻率。復位電路則是用于單片機的復位，使單片機接口初始化。

2.2　實現功能

（1）所使用的8位LED顯示器，采用共陰極接法，輸入段選碼低電平有效，顯示輸出信號的類型和頻率。

（2）通過P1.0和P1.1口控制信號的輸入類型。當P1.0=0，P1.1=0輸出正弦波；當P1.0=0，P1.1=1　輸出三角波；當P1.0=1，P1.1=0輸出鋸齒波。

（3）輸出信號幅度：0～5V。

（4）信號頻率范圍要求：1—1KHZ。

2.3.硬件電路設計與分析

好的硬件電路既能簡化繁瑣的程序，又能提高實驗的成功率，是設計實驗不可或缺的重要部分，必須高度重視。

2.3.1主控電路

本電路主要采用AT89C52型單片機，它具有如下特點：（1）有可供用戶使用的大量I/O口線。（2）內部存儲器容量有限。（3）應用系統開發具有特殊性。用89C52單片機構成最小應用系統時，只要將單片機接上時鐘電路和復位電路即可。其中，在設計時鐘電路時，采用12MHZ和晶振分別接引腳XTAL1　和XTAL2，電容C1，C2　均選擇為30pF。由于頻率較大時，三角波、正弦波、方波等波中每一點延時時間為幾微秒，故延時時間還要加上指令時間即可得到指定頻率的波形。在設計復位電路時，復位引腳RST通過一個斯密特觸發器與復位電路相連，作用是用來抑制噪聲。在每個機器周期的S5P2，其輸出電平由復位電路采用一次，然后才能得到內部復位操作所需要的信號。

2.3.2鍵盤接口電路

本設計采用一般的鍵盤接口，鍵盤輸出信號。具體為：P1.0、P1.1波形選擇，其中當P1.0=0，P1.1=0　輸出正弦波，當P1.0=0，P1.1=1　輸出三角波，當P1.0=1，P1.1=0輸出鋸齒波；當P1.0=1，P1.1=1　輸出方波。P1.2、P1.3、P1.4　頻率由個位，十位，百位調節；P1.5頻率加減控制；P1.6跳出循環。

2.3.3　DAC0832芯片與單片機硬件接口設計

由于用示波器顯示波形，所以需要一個數/模轉換器，將單片機輸出的數字量轉換成模擬量。此設計采用DAC0832轉換器。由于此芯片是電流輸出，為了變成電壓輸出，我們在其后加上一個運算放大器OP07。

2.3.4　LED顯示電路

設計采用LED共陰極數碼管顯示電路。當某個驅動電路輸出端為低電平時，相應的那位點亮，從而顯示出波形的種類和信號的頻率，在按鍵時顯示出相關信息。添加74LHC573鎖存器是為了增加顯示的準確性。

三、語音信息系統主要芯片介紹

單片機作為一種集成電路芯片，是通過采用各種超大規模的集成電路技術將具有各種數據處理和函數計算能力的中央處理器、隨機處理器以及定時器等終端系統和功能集成到一個完整的硅片之中形成一個完善而又系統化的微型計算機系統措施，這種電路芯片在目前被廣泛的應用在各種工業生產和控制領域之中。伴隨著社會的進步，單片機呈現出其頑強的生命力，以高速發展的優勢迅速的應用在各個信息處理之中。

3.1　ISD4OO4芯片介紹

ISD4OO4語音芯片采用C14OS技術，通過在內部裝置韓警惕的振蕩器和防混疊過濾器等方式來擴大存儲器容量，增加計算效率和準確度，因此只需要很少的器件就可以在其中構成一套完整的聲音錄入系統和回放體系，這在系統設計中不但能夠節約設計消耗時間，同時能夠避免設計中其他元件的增多。

在目前ISD公司的單片機構成中主要是通過信號輸入系統、信號輸出部分、存儲系統、采樣時鐘部分和SPI部分六部分構成。其在構成中信號輸入部分—音頻信號放大器和五極點抗混疊濾波器：而信號輸出部分在控制的過程中是通過平滑過濾器和自動靜噪處理器來實現的。存儲部—非易失性多電平模擬存儲陣列；采樣時鐘部分一內部時鐘振蕩器和調節器：SPI—錄、放、快進等操作的SPI接口；電源接口部分。

3.2　AT89C52芯片介紹

AT89C52是一個低電壓，高性能CMOS　8位單片機，片內含8k　bytes的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和256　bytes的隨機存取數據存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS-51指令系統，片內置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，AT89C52單片機在電子行業中有著廣泛的應用。芯片內含有8KB快閃可編程/擦除只讀存儲器的8位CMOS微控制器，使用高密度、非易失存儲技術制造，并且與8OC31引腳和指令系統完全兼容。芯片上的FPEROM允許在線編程或采用通用的非易失存儲編程器對程序存儲器重復編程。

四、語音信息系統設計方案

ISD器件在錄音存儲操作之前，要對信號作調整。首先將輸入信號放大到存儲電路動態范圍要求的最佳電平，這主要由內部放大器來完成。放大后的信號進入五級抗混疊濾波器進行調整。模擬信號的存儲采用采樣技術，利用抗混疊濾波器可以去掉采樣頻率I/2以上的輸入頻率分量，使所有采樣數據都滿足奈奎斯特定理，濾波器是一個連接時間五極點的低通濾波器。錄音時，輸入信號通過模擬收發器寫入模擬多電平存儲陣列中。將采樣信號經過電平移位生成非易失性寫入過程所需要的電壓。采樣時鐘同時用于存儲陣列的地址譯碼，以便將采樣信號順序地寫入存儲陣列中。放音時，錄入的模擬電壓在同一采樣時鐘的控制下順序地從存儲陣列中讀出，重構原來的采樣波形，輸出通路上的平滑濾波器去掉采樣頻率分量，并恢復原始波形，ISD器件的采樣頻率通過內部溫度補償的基準振蕩器來控制，這個振蕩器不需要外接元件，采樣頻率取自內部振蕩電路之后的一組分頻器。平滑濾波后的信號經過自動靜噪處理傳送入放大器作為輸出音頻功放的輸入信號，推動揚聲器。

4.1語音輸出電路

LW386是一種集成音頻功放，同時其中具有著自身功能消耗低，電壓的增長穩定，對電源電壓的控制范圍較為合理，單片機在應用的時候失真效率和要求較低。盡管LM386的應用非常簡單，但稍不注意，特別是器件上電、斷電瞬間，甚至工作穩定后，一些操作（如插拔音頻插頭、旋音量調節鈕）都會帶來的瞬態沖擊，在輸出喇叭上會產生噪聲。

4.2錄音電路

ISD器件采用錄音時間為8分鐘的ISD4OO4-8器件，以單片機AT89C52為微控制器，外接語音段錄放控制鍵盤和LED顯示器，外部存儲器24CO2用于保存各語音段首地址及總語音段數，為了改善語音量，要提高輸入端信噪比，因此在ISD語音輸入端采用放大電路單端輸入。

4.3放音電路

此系統分為三部分：單片機的控制部分、放音部分和顯示部分。本文的控制部分主要由單片機89C52構成，包含必要的按鍵電路、復位電路和看門狗電路等電路，放音部分主要由ISD4OO4構成。

4.4程序工作順序

程序工作思想電路上電后，程序首先完成程序的初始化，隨后查詢按鍵狀態，進入系統待機狀態。如果有按鍵按下，則轉去執行按鍵指向的工作程序。按鍵包括放音鍵，程序將首先判斷是去還是回，并點亮相應的指示燈。自動讀出第一段的放音內容。如果不是首次按下，程序則首先判斷當前位置，并以該位置為依據獲得存放該站放音內容的首地址。調用放音子程序，讀入前面獲得的本次放音內容首地址，開始放音。

五、結束語

本文信號發生器只是一種可能實現的方法。此法的頻率控制和幅度控制分辨率高，且硬件集成度高，整機自動化程度高，性能優良，具有很高的實用價值。

在傳統的語音錄放過程中，語音信號要經過設備豹接受后再轉化為模擬電信號，遙過前置放大器把語音信號放大，通過帶通濾波之后。去掉多余的干擾，再經過A/D轉換為數字信號，控制器對其進行處理和存儲。之后再由D/A轉換為模擬信號，達到放音的目的。使用這種方法既復雜又容易使聲音失真。所以，本文介紹了一種單片語音處理芯片ISD4OO4。通過對ISD4OO4語音芯片的簡單介紹，熟悉了ISD4OO4的基本應用。通過對基于單片機控制系統的設計實現了語音的錄入和播放。并闡述了系統工作各部件的性能特性，基于微處理系統的設計實現了錄音和放音。此系統設計靈活，成本低，語音器件抗干擾性強，應用效果良好。

參考文獻

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[2]常新等.高頻信號發生器原理，維修與鑒定[M].北京：電子工業出版社，1996.

[3]陳澤宗等.單片精密函數發生器應用[J].電子技術報，1997，20（7）：3～4.

[4]張根選，吳子懷.基于AT89S52單片機的信號發生器設計[M].湖南工程學院學報，2010.

[5]王為青，程國剛.單片機Keil　Cx51　應用開發技術[J].北京：人民郵電大學出版社，2007.

篇4

一、電力保護通信系統的概述

隨著人力資本成本的不斷提高，電力系統變電所逐步開展和普及無人值班的運作方式。所以傳輸各類信息的遠動通道便成為了解和控制變電所運行狀況的唯一窗口。因此，通道的建設、保持及維護成了工作的重點及難點。一般來說，遠動通道分為接收變電所各類信息的“上行”通道和下發各類控制信息的“下行”通道這兩種通道。上行通道一般可以直接通過主站顯示屏的畫面查看其運行情況，而對傳輸遙控命令的下行通道，至今所有的調度自動化系統、廠站端的RTU或變電站綜合自動化裝置均不具備對下行通道的檢測功能，這嚴重影響著整個電力系統的運行安全[1]。基于此為了提高電力系統運行的安全性，對線路保護提出了更高的要求。而作為線路保護重要組成部分的遠方保護信號設備的安全性、可靠性及快速性必須要可以保證。

二、電力保護通信系統的運用現狀及趨勢分析

2.1電力保護通信系統的運用現狀分析

目前，我國電力保護通信系統的運用主要集中在一些大型的電力企業中，而對于小型的發電企業則很少使用，造成這種現象的原因是多方面的。首先，對于一些小型的電力企業來說采用電力保護通信系統的必要性比較弱。其次，系統的運行對人才與資金的要求比較高，小型電力企業不具有具備專業知識的系統建設及維護的專業技術人員。就目前我國電網中運行的遠方保護信號設備而言，大部分的電力企業采用的都是模擬系統，這個系統主要包括使用電力線為載體的保護專用收發信機和電力線音頻復用通信系統兩個部分[2]。

2.2電力保護通信系統的運用趨勢分析

隨著互聯網技術的不斷發展，數字保護通信系統必然代表保護信號設備的發展方向。原因主要體現在以下幾個方面。第一，數字保護通信系統符合全球數字化的潮流，第二，數字系統抗干擾的能力強，第三，數字設備可靠性比較高，調試和維護非常方便，從長遠來看，可以降低使用成本。第四，數字設備可以提供良好的人機界面。

三、復用式數字保護通信系統的設計分析

通過上面的分析可以看出復用式數字保護通信系統必然代表保護信號設備成為未來的發展方向。在電網改造中SDH、ATM等新的光纖通信技術在電力系統通信中都得到了普遍應用，這無疑可以看出復用式數字保護通信系統的運用潛力[3]，同時電網改造也給復用式數字保護通信系統的運用提供了前所未有的發展機遇。現在高電壓等級的變電站的保護信號通信設備首選是數字保護通信設備，而且實現的方式主要是將保護信號復用到SDH通信設備的時隙中，利用SDH設備的快速自愈性能進一步提高保護信號通信的可靠性[4]。基于此論文對復用式數字保護通信系統進行一個系統的設計。為了提高系統的整體性能，這套系統設計方案采用了特別的糾錯編碼解碼方案，同時結合采用一些比較先進的技術設備，比如高速CPU、CPLD和流行的Windows人機界面等。這些都可以很大程度上提高設備的可靠性，使調試、維護和使用過程更加方便安全。復用式數字保護通信系統以具有自愈功能的SDH環狀網為核心，提供行政電話、調度電話、遠動數據和保護命令的全方位接入和傳輸。

四、結語

通過論文的分析可以看出數字保護通信系統必然代表保護信號設備的發展方向，這種數字保護通信系統不僅可以提高系統的整體性能，還可以提供行政電話、調度電話、遠動數據和保護命令的全方位接入和傳輸，在實際運用中值得推廣。最后，希望論文的研究為相關工作者及研究人員提供一些參考與借鑒價值。

參考文獻

篇5

中壓電網構成相對簡單。與低壓線路相比，它能夠克服距離長短的限制，噪音較低，然而，供電系統僅適合于幾十赫茲低頻信號傳輸，如果進行高頻信號傳輸，附加寬帶PLC的使用，就會產生一系列影響信號傳輸質量的不良因素，如：通信串擾、信號泄漏、信號的干擾等，解決這些問題的唯一方法就是發明更加高端、更為先進的PLC接入設備與調制方式。其中寬帶PLC中壓耦合接入設備成為重點探究的對象，經研究其符合我國電網結構與特征。我國電網結構與數據圖如下所示：

從上圖可看出：我國電網結構包括：高、中、低三個層次級別，變壓器將各個等級層次連接起來，這無疑成為了高載頻數據通信的一大障礙，所以，要想解除變壓器的限制，就要通過分級接入的方式來處理PLC寬帶鏈接，也就是要根據各個電壓級別層次來對應設計出適應性的接入設備。如圖展示，只有在中低壓中間設置合適的接入設備，才能確保遠距離通訊的實現。

二、中壓寬帶PLC系統接入方式

這一系統接入涵蓋PLC 以及同其他寬帶通信網絡（互聯網服務供應商）之間的接口， 傳統的互聯網與這一接口鏈接起來得到相關的數據信息，其中包括傳輸信號于中壓線路的設備接口，這些傳輸的信號需要途經MV-PLC主調制設備以及MV耦合裝置這兩項設備。

MV-PLC主調制設備是對中壓與低壓連接處的接口進行調節，主要作用為將中壓線中所附帶的寬帶PLC數據信息進行轉換與調制，直接目標為低壓線路，終極目的為網絡用戶。下面就第一個中壓PLC實驗線路展開測試，把這一測試當作理論探究的依據。

三、中壓線路信道測試與分析

（一）測試的目的與結果分析

目的：研究出更先進的設計依據以及技術儲備為寬帶PLC逐步發展到中壓線路打下基礎，為全程中壓線路長距離接入做好技術與信息資源上的準備。

（二）測試結果分析

1.阻抗特性分析

經過實踐的操作運行得出：中壓10kv配電線路的阻抗性能會受到測量方位、時間以及頻率等的影響，會隨著它們去變化，變化幅度由數十到上百的量，通過高頻信號發生器所出現的正弦電壓信號，設定1MHZ-30MHZ的頻率范圍，在500KHZ的頻率間查看阻抗變化。通過采集V1、V2來對應計算出線路的阻抗值。下圖為測試整理后得出的中壓線路輸入阻抗變化圖：

2.噪聲特征分析

經過實踐測試得出：中壓線路的有色背景噪聲大概在―60dBV/hz―80dBV/hz，同低壓線路的平均噪音對比起來，大約多出10 dBV/hz。而且其窄帶擾亂性噪音則更高。而且測試發現：中壓線路中各個測試點有色背景噪聲的PSD數值間沒有很大差別，其窄帶干擾也發生在小于25MHZ的范圍內。由此可見，展開對線路上噪聲頻域以及進行時等方面的分析是十分必要的。

3.衰減性分析

與低壓線路相比，中壓線路更容易發生衰減現象，而且相對嚴重。大概每100米衰減8―11db，但是，在1.7千米線路范圍內也能夠順利進行通信。當將調制解調器的功率放大時，在各個測試長度中都能夠達到信息傳輸與通信通話等目的，實現了通訊水平的提高。各個測試點距離下的測試內容與數據如下圖：

四、總結

為了提高通信質量與水平就要促進寬帶PLC系統向著中壓電力線路前進，經過不斷的實驗與測試來提供大量寶貴的信息數據資源，并且在阻抗性、衰減性等加以發展與更新。

參考文獻：

[1]丁道齊把握世界通信發展趨勢確立電力通信發展戰略[期刊論文]-電力系統自動化 1999（07）

篇6

新的移動通信實驗教學體系，將先修課學習、工業實習、理論課學習、實驗課開展、畢業論文等多個教學環節進行整合，形成從基礎理論仿真到專業實驗操作、工程技術實訓、創新實驗等一個開放的實驗教學體系。

通過通信類先修課程的學習，使學生準備好相關的基礎知識，同時也對移動通信在課程體系中的地位有明確的定位[14，15]。相應編程語言類課程的學習更為實驗仿真提供了良好的基礎。移動通信理論課程的講授為實驗課程的開設提供了直接的理論平臺。工業實習安排在移動通信實驗課開設前一學期開展，實習內容是到各通信運營商公司和設備廠家進行跟崗實習，涉及到的內容有：移動通信系統基站的建設與維護；交換與傳輸系統管理和維護；光纖傳輸設施維護；移動終端制造與維修；3G應用等多個方面。通過工業實習使學生對當前移動通信所涉及到具體問題有了充分的感性認識，這對之后實驗教學的開展，特別是移動網絡方面實訓的進行有很好的促進作用。移動通信實驗教學的開展涵蓋以下幾個方面：基礎理論仿真、專業實驗操作、工程技術實訓、創新實驗、畢業設計。基礎理論仿真是利用MATLAB軟件實現：QPSK調制及解調；MSK、GMSK調制及相干解調；QAM調制及解調；OFDM調制解調；m序列產生及特性分析；Gold序列產生及特性分析；數字鎖相環載波恢復；Rake接收機仿真實驗。例如，OFDM調制解調實驗，按照圖2OFDM仿真結構圖，利用MATLAB程序實現圖2中不同測試點處的信號波形。

工程技術實訓階段則是利用3G天線獲取實際信號，利用頻譜分析儀等儀器實現CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA信號的分析。同時實現基站放大器、塔頂放大器性能指標的測試。例如，圖4中給出利用頻譜分析儀所測得實際CDMA2000和WCDMA信號的頻譜特性。

創新實驗階段主要是針對有興趣參加各類設計競賽的學生開展，將全國及各省、校級電子設計大賽題目進行改造，從中選取與移動或無線通信有關，且具有創新性、前瞻性、實用性的方案，經過適當修改作為創新實驗階段的實驗案例。學生可以通過這樣的實驗案例了解各級大賽的要求及特點，教師則也可以在實驗教學過程中，選拔優秀學生參加各級大賽，進而提高學生的能力和水平。畢業設計階段主要是利用實驗室實驗條件，從學院承擔的科研項目中，將某些項目進行簡化、修改、重組，轉化成通信專業類論文題目，或從本專業最新的科技論文中選擇其中合適的內容進行改進，作為通信專業類綜合性畢業設計案例，從而將先進的科研成果打造為優質教學資源，實現基礎與前沿、經典與現代的結合。為通信類專業學生提供了廣闊的選擇空間和開放的培養環境。總之，移動通信實驗教學體系中基礎理論仿真、專業實驗操作和工程技術實訓是必修課程教學內容，是實驗教學的基礎與根本[16]。創新實驗、畢業設計則是移動通信實驗向之后教學、實踐環節的擴展與延伸。這樣由必修和擴展環節共同構建起移動通信實驗教學開放體系。

本文作者：馮敏羅清龍作者單位：聊城大學

篇7

1 LDPC碼簡介

1.1 提出LDPC碼的背景

衛星通信技術發展越來越成熟，最近研發的衛星通信技術能夠通過空間衛星進行地空通信。LDPC碼是其中非常重要的一環，這是因為LDPC碼具有強大的糾錯能力，具有很低的復雜度等。

LDPC碼具有很強的糾錯能力，同時還具有低復雜度的快速譯碼算法和比較好的特性結構，所以在最新的帶寬無線多媒體的通信系統中，LDPC碼成為了能夠傳播高質量的通信以及視頻信號的關鍵性技術。同時LDPC碼已經廣泛被歐洲等國家的衛星使用。

1.2 LDPC碼的基本概念

LDPC碼的全稱為低密度奇偶校驗，1960年后Gallager第一次提出這個概念。LDPC碼是一種線性的分組碼，它是基于稀疏校驗矩陣的。LDPC碼的編碼是一種隨機碼。由于當時的技術和條件都十分落后，LDPC碼并沒有廣泛應用于實際當中。后來人們發現了Turbo碼，但是Turbo碼在本質上就是LDPC碼。LDPC碼的糾錯性能十分優異，近些年來越來越受到人們的重視。

LDPC碼的譯碼采用軟判決的置信傳播迭代譯碼算法。正是由于這個原因，LDPC碼在給定誤碼率的情況下，信息的傳輸速率和Shannon限很接近。在某種程度上，LDPC碼的糾錯性比Turbo碼強出了很多很多。我們都知道，譯碼的復雜度與碼長有關，而且是線性的關系。要想實現長編碼分組的應用，就必須克服分組碼在長碼的時候譯碼的計算量問題。

2 DVB-S2標準的前向糾錯系統

LDPC碼的編譯方法有許多，本論文簡要介紹一下介紹LDPC碼的DVB-S2標準編譯碼方法。

第一代DVB標準是1994年提出來的，它采用RS碼，QPSK調制和級聯卷積碼的方式。但是伴隨VLSI技術的發展，就出現了更高效率的編碼方式。DVB-S2項目組的目標旨在帶寬和功率不增加的情況下，增加百分之30的傳輸量。

DVB-S2標準主要由三個部分組成：BCH（前向糾錯系統由外編碼）、LDPC（內編碼）和比特交織。同時輸入流包括BBFRAMES（基本比特幀）和FECFRAMES（外流前向糾錯幀）。FEC系統處理完每個BBFRAME（kbch位）之后，都會產生一個FEC-FRAME（nldpc）。系統BCH外碼的奇偶校驗比特（BCHFEC）被加到BBFRAME，LDPC內碼的奇偶校驗比特被加到BCHFEC后面。

3 LDPC碼的算法

3.1 LDPC碼編碼算法

傳統的規則LDPC碼的編碼主要可以分為四步，分別如下。其框圖如圖1所示，編碼步驟如下：

（1）明確規則LDPC碼的H矩陣的列重和行重。

（2）構造LDPC碼的H矩陣。

（3）將校驗矩陣H轉換成系統形式。

（4）根據線性分組碼系統形式的校驗矩陣與生成矩陣之間的關系得到相應的生成矩陣G，編碼生成的碼字為C=uG。

3.2 LDPC碼的譯碼算法

LDPC碼有很多種譯碼方式，常見的譯碼方式主要有：加權比特翻轉譯碼、比特翻轉譯碼、大數邏輯譯碼、后驗概率譯碼以及和積算法譯碼等。本論文簡要介紹和積算法。

所謂和積算法，就是一種迭代譯碼算法，它的傳播是基于置信度的。下一次迭代的輸入，是上一次譯碼結束時可靠度量度的計算結果。直到達到了某個特定的條件后，譯碼的迭代過程才會停止，進而系統會作出硬判決。

4 我國的LDPC碼在將來地空通信中的應用

地空通信具有許多特點，比如信號的能量衰減比較嚴重，信息的傳輸延時比較大等等。因此必須采取特殊的方法，才能夠保證信息傳輸時的可靠性。地空通信信道對于信道編碼是一種理想的信道。

（1）地空通信信道和無記憶的高斯信道很相似，都是Shannon編碼理論的信道模型。

（2）地空通信信道可以使用很低的頻帶利用率的編碼和二進制調制方案，因為地空通信信道具有很豐富的帶寬。

（3）由于地空通信中傳輸距離非常遠，信號的能量衰減比較多，所以采用的都是低碼速率通信。

以前地空通信使用的都是Turbo碼。Turbo碼具有很多優點，比如誤碼性能很好，但是仍然存在著誤碼平臺。相對于Turbo碼，LDPC碼更適合作為地空通信的信道編碼，這是因為LDPC碼具有很低的譯碼復雜度、更低的誤碼平臺以及更大的吞吐量。要想設計出更加適合于地空通信的LDPC碼，還需要考慮到功耗效率、編碼器和譯碼器的結構以及復雜度等等。作為一種重要的信道編碼，LDPC碼必將會在地空通信中發揮重要的作用。

5 總結

近些年來對無線通信技術領域的研究越來越多，這些技術在地空通信中逐漸成為熱點。LDPC碼是一種線性的分組碼，它是基于稀疏校驗矩陣的。本論文簡要介紹了LDPC碼的編碼算法和譯碼算法，以及在地空通信中的應用。

參考文獻

[1]曾蓉，梁釗.低密度校驗LDPC碼的構造及編碼[J].重慶郵電學院學報（自然科學版），2005，17（3）：316-319.

[2]張長帥，宋黎定，劉泳.LDPC碼在深空通信中的應用技術研究[J].航天器工程，2007，16（3）：90-92.

篇8

1 對跳頻通信進行數學模型建立及對系統原理進行描述

對于跳頻擴頻通信，它的基本理論依據主要是根據信息論中的Shannon公式來的[4]，下式為它的具體公式描述：

c Blb（1 P / N）

在上式中，對于參數c、B、P及N，它們所代表的含義分別如下。其中，N，表示為噪聲功率；c，代表系統的信道容量（bits/s）；P，表示為信號的平均功率；對于B，則表示為系統的信道帶寬（Hz）。通過上式可以很明確、很清晰的知道，當滿足一定條件（如在一定的信道容量之條件下），可以采用增加信道帶寬的辦法、或者通過減少發送信號功率的辦法等，來對信道的帶寬進行減少、或者采取一定的方式來對信道的容量進行提高，這樣就能夠增加發送信號方面的功率，更進一步，使得信道的容量發生變化，并且不斷的得到提高 [5]。

對于跳頻系統，由于它的載波頻率是在不斷發生變化的，如果想要在接收機中對載波相位進行跟蹤，很明顯，要實現該種情況是比較困難的，所以，在一般情況之下，我們是選擇可非相干解調方式作為跳頻擴頻通信系統的調制方式，并且，該種調制方式所具有的優勢是其它調制方式不能夠相比的，而頻移鍵控FSK調制則是經常采用的方式。對于數據載波為a（t），以及數據速度Ra，對它們的取值分別為+1和-1，當進行移頻鍵控調制（即頻率偏差為Δf）后，它所輸出的等效低通信號為b（t）[6]，具體的表達式如下式1-1所示：

b（t） exp（ j2πa（t ）f ） （1-1）

在跳頻擴頻通信系統中，我們把偽隨機序列控制下的瞬時頻率定義為f（t）[7]，它會隨著時間的不斷改變，而對應的瞬時頻率f（t）的取值在頻率點fi，i=1，2，3，4…，N上也會發生改變[8]。那么，對于跳頻載波信號，它的等效低通信號C（t）如下式：

c（t） exp（j2f （t）） （1-2）

對于跳頻擴頻通信系統，它主要是以跳頻載波來實現對數據調制信號的頻率進行搬移的一個過程[9]，通過這樣一個過程，則跳頻擴頻通信系統所輸出的等效低頻信號d（t）如下式1-3所示；

d（t） b（t）c （t）

exp（j2（a（t）f f （t））） （1-3）

在跳頻擴頻系統的接收端，采用同步偽隨機碼控制的頻率、以及偽隨機變化的載波和接收信號作為混頻，在這樣的條件下，所得到的系統輸出信號為bxj，它的表達式如下式1-4所示： bsj （d（t） N（t） I（t））c （t）

exp（2 ja（t）f ） （N （t）

I（t））exp（ j2f （t）） ， （1-4）

對于上式1-4，它的參數N（t）、I（t）所代表的含義如下：N（t），它表示噪聲；I（t），它則表示干擾信號。通過采用同步跳變的本地恢復載波來實現對接收信號進行混頻后，在這樣的情況下，就能得到解跳后的寬帶干擾信號、窄帶信號b（t）、以及信號噪聲等。

2 跳頻的主要技術指標及關鍵技術

對于一個跳頻擴頻通信系統而言，它所包括的技術指標主要有：①跳頻頻率的數目；②跳頻的帶寬；③跳頻碼的周期；④跳頻的速率；⑤跳頻系統的同步時間。對于這些技術指標，它們所代表的含義分別如下：①跳頻頻率的數目。在一般情況下，通過對跳頻信號的處理增益 ，這樣就能夠得到相等的跳頻點數。②跳頻的帶寬。在通常情況之下，跳頻的帶寬是與抗部分頻帶的干擾能力存在一定關系的。③跳頻碼的周期。倘若跳頻圖案的延續時間越長，那么，這樣就會使敵方破譯變得更加的困難，因此，其抗截獲 的能力就越強。④跳頻的速率。顧名思義，就是指每秒鐘頻率跳變的次數，決定跳頻圖案延續時間的長度。⑤跳頻系統的同步時間。針對該同步時間的相關定義是非常多的，但這里主要是指對于跳頻圖案，要使其系統收發雙方的時間達到一致，即完全同步，并且，對于通信所需要的相關時間也要進行建立。

3 對系統進行仿真模型的建立

3.1 對Simulink仿真工具進行概述

在本論文的研究過程中，采用的仿真工具是基于MATLAB提供的仿真平臺Simulink。另外，采用Simulink仿真平臺來建模是很方便的，它所帶有的軟件包是能夠對相關的稻萁行仿真、進行分析的，是一個動態系統。它能夠支持的系統也是非常多的，如連續系統、線性系統等。

3.2 模型建立

在基于Simulink仿真軟件的基礎上面建立起來的跳頻擴頻通信系統仿真模型，通常情況之下，它能夠對跳頻擴頻通信系統的整個工作過程進行實時監控及反映相關的問題，對于系統擴頻前后的頻譜，通過該仿真軟件能夠實時的觀測。

4 對仿真結果進行分析

為了更加準確、更加合理的得到本論文研究的跳頻擴頻通信系統的仿真精確結果，所設定的相關仿真條件如下：對于所采用的跳頻載頻，它是采用偽隨機整數方面的信號控制系統來進行實現的；對跳頻點數設定為64個；對于跳頻的頻率間隔，是把它設定為50跳/秒；數據調制采用FSK，并且頻率的間隔為200HZ；對于每個符號，它的采樣點數為120。我們把本次系統仿真實驗的時間設定為1000s。

5 結束語

本論文首先對跳頻擴頻通信系統的數學建模進行了簡單介紹，然后對跳頻通信的系統工作原理進行了概述，對跳頻的主要技術指標及關鍵技術進行了介紹，接著，對Simulink仿真工具進行概述及對其進行相關模型的建立，最后，就是采用Simulink仿真軟件對跳頻擴頻通信系統進行模型的建立，并進行了仿真研究。在進行仿真實驗前，設定了相關的仿真條件，如跳頻點數、采樣點數、跳頻頻率間隔等相關條件，這樣設定的目的是為了保證仿真的實驗結果更加準確。

參考文獻

篇9

Keywords: low voltage set copy; Detection device

中圖分類號：TU71文獻標識碼：A 文章編號：

0 引 言

由于缺乏相應的軟、硬件測試手段，無法模擬現場的各種工況，難以發現低壓集抄系統的產品質量隱患，亟需研制一種面向低壓集抄系統的檢測裝置，對低壓集抄系統各組件的功能和性能進行一體化測試。

1 技術方案

1．1 檢測裝置的結構

采用一柜一掛表架的分體式結構，數字信號源、功率放大器、標準電能表裝在柜中，其余部分不在掛表架中。掛表架采用兩排結構，上排設置12個單相電能表表位，下排設置2個集中器位、2個采集器位、3個三相電能表表位。電流接線采用壓接式，其余采用插座接線的方式。三相平衡設計。總體框圖如圖l所示。每個電能表位置提供1個電能表校驗脈沖輸入接

圖1檢測裝置總體框圖

口，1個時鐘信號輸入接口，2~RS485通信接口。配置各類專用的虛擬電能表，支持通過RS485和電力線載波接口與集中器和采集器的通訊，并且可根據用戶需要，擴充支持微功耗無線和藍牙方式。配置測試各種集中器所需的以太網、RS232接口、GPRS／CDMA調制解調器、PSTN調制解調器和PSTN換機。

1．2 檢測裝置具備的功能

檢測裝置不僅可按照集中器上行通信規約和電能表通信規約進行系統通信規約的檢測，而且可以對集中器、采集器、用戶電能表等設備實時走字，測試集抄系統運行工況。能對集中器、采集器、用戶電能表進行時鐘準確度測試。能依據GPS時鐘對集中器、采集器、用戶電能表進行授時。

采用數字化程控信號源，模擬出集抄系統運行環境，通過加快時鐘節拍，利用虛擬電能表產生測試所需的電能表數據，配合可設置的測試策略，使得系統歷史數據的測試時間大為縮短，提高測試效率。

2 硬件單元

檢測系統主要由數字信號源、功率放大器、標準電能表、誤差處理系統、虛擬多功能電能表、GPS時鐘頻率源、功耗測試儀、運行環境模擬電路、通信線路、IDE測試環境和PC機等組成。

2．1 分布式MCU控制系統

整個檢測裝置屬于一個分布式控制系統，是多個MCU系統的集成，核心主控CPU由PC機承擔，裝置控制部分MCU的通信關系如圖2所示。

圖2 控制部分CPU通信關系圖

DSP信號源的MCU為TMS320F2407A；控制及通信部分的MCU為P89LV51RB2，通過外擴四路UART接口分別連接輸入脈沖切換電路、表位485接線切換電路、誤差處理電路和標準表。電表485通信板的MCU為AT89S52。

以上各功能模塊之間通過RS232C和CAN總線進行通信。

2．2 高精度數字信號源

采用高速DSP和高速D／A轉換器實現直接波形輸出，波形輸出的工作過程完全由DSP程序和算法控制，當DSP收到需要調節輸出量的指令后，重新計算和刷新該量的輸出量波形表，采用AD587來保證參考電壓的穩定。并根據l6位A／D轉換器的高精度輸入采樣值進行分析調整，以實現閉環控制。利用DSP強大的實時運算能力，實現數字信號源的各種功能，包括諧波、升降控制、相控波形和波群控制、電壓跌落和中斷等功能。

2．3 功率放大器

采用成熟穩定的工頻精密AB類功率放大器，它是專門為放大校驗用電壓、電流信號設計的電路，具有較窄的通頻帶(40Hz-lkHz)，輸大的時間常數和輸深的反饋量，適合放大穩態信號，具有很高的穩定性和準確度。

功放管采用的是10對安森美公司的MJ15024和MJ15025，主要通過精確設計和升流器(升壓器)的匹配、繼電器動作時序、末級輸出管的過流保護、反電勢吸收等來保證可靠性。若發生電壓短路和電流開路，則輸入波形和輸出波形有較大的差值，反映在差值檢測電路上，就能輸出保護信號給CPU，CPU就能進行相應的操作實現保護。

2．4 測試方式切換電路

由于既具有電力線載波集抄測試功能，又具有電能表誤差測試功能。因而檢測裝置須對單相電能表校表狀態、三相電能表校表狀態、集抄系統測試狀態進行切換。同時依照集中器、采集器、電能表之間的接線和從屬關系，也經由切換電路進行設置。運行環境模擬切換電路主要分兩部分，如圖3所示。

圖3 測試方式切換電路框圖

2．4．1 電壓、電流接線方式切換

通過四常開四常閉的220V接觸器切換電路實現：

(1)抄表系統測試時所有電壓接通，使載波通道可以建立物理連接；

(2)校表狀態時，隔離電壓互感器接入，電流回路串聯，實現高精度誤差測試。

2．4．2 小信號切換

通過小信號繼電器切換電路，選擇用戶電能表或虛擬電能表的RS485接口與選定的集中器、采集器相連。

2．5 時鐘頻率源

GPS衛星上都安裝有銫原子鐘，因而具有很高的頻率準確度和時間準確度，本裝置的GPS接收模塊采用RS232與PC機相聯， 通訊協議是標準的NMEA-0183。對GPS接收模塊送出的內容進行解碼，就可以得到所需的時鐘信息，可以用于對外接設備進行授時和比對，授時精度

2．6 通信電路

由兩塊8口的MOXA工業級多串口卡、RS232-RS485轉換電路、PSTN交換機、PSTN調制解調器、GPRS調制解調器、以太網交換機等組成。

3 測試原理

測試方法有實際運行方式與虛擬運行方式兩種。

3．1 實際運行方式

檢測裝置提供了12只單相電能表位置和3只三相電能表位置，并提供2只采集器位置和2只集中器位置，通過不同的連接線配置測試所需的應用環境，通過軟件控制信號源的電壓、電流、相位，測試軟件通過GPRS無線公網對集中器抄讀電能表運行數據，完成集抄系統實際運行方式的測試。

3．2 虛擬運行方式

檢測裝置用軟件模擬現場運行的電能表，通過集中器、采集器與虛擬電能表進行通信，虛擬電能表的數據通信協議遵循DL／T645規約。完成集抄系統虛擬運行方式的測試。

虛擬電能表硬件部分，通過共6個串行口與外部進行數據交換。其中2個串行口轉換成RS485接口用于模擬臺區總表，接人到集中器臺區總表接口；2個串行口轉換成RS485接口用于模擬用戶RS485電能表，接入到采集器的RS485口；另2個串行口分別通過青島東軟的PRO-II型抄控器和北京曉程的DEMO-PL3201調試器轉換成兩種不同的載波接口，用于模擬用戶載波電能表，接入到集中器的電源線。

用虛擬電能表軟件包模擬l至n塊電能表，通過當前調置的電壓電流和相位值，縮放比率，起始時間等參數自動進行走字。

試驗時發送消息，調用計電量子程序，計時終止時，再發送消息，關閉計電量子程序，如果是運行期間跳過某個階段，只需再加送一次結束時間，虛擬電能表會自動計算跳過的某個階段的電量，并實現電量的累加，使得在現場需運行很長時間，在虛擬電能表模塊可以在較短的時間內完成。還可以通過時鐘加速運轉方法進行加速走字，加速的電量自動計算更新。

4 結束語

檢測裝置提供集中器上行通信、集中器下行通信的通信方式。

參考文獻：

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大連海洋大學信息工程學院通信工程專業是從學校的學科專業結構特點和學科特色出發，合理配置學校的教學資源，在電子信息工程、通信工程、自動化、計算機科學與技術、船舶與海洋工程和航海技術的學科交叉基礎上設立的專業。學校以提升人才培養質量為核心，立足遼寧，面向黃、渤海，輻射全國，為區域經濟建設服務，為國家水產和海洋事業服務，致力于培養德、智、體、美全面發展，知識面寬，基礎扎實，綜合素質高，具有創新精神和實踐能力，敬業、專業、樂業、創業的復合性應用型人才的人才培養戰略。在人才培養過程中注重培養學生的自主性、研究性學習的能力和分析問題、解決問題的能力，結合地方經濟社會發展需要確定本專業的培養目標、任務和要求，加強海洋漁業通信方面的特色教育。在多年辦學經驗的基礎上，經多方調研，結合本校實際，制定并逐步完善了通信工程專業的培養目標：以培養德、智、體、美全面發展，熟練掌握通信技術、通信系統和通信網絡的基本理論、基本知識和基本技能與方法，并具備電子和計算機技術等方面知識，具有較強的工程實踐能力，能夠從事固定通信、移動通信及船舶通信等現代通信系統及設備的研究、設計、開發與應用的，具有海洋、漁業科學背景的人才。

2課程體系的改革和優化

課程體系主要包括課程設置、教學內容及課程結構，是教學思想、教育理念的具體化，也是實現創新能力培養與綜合素質提高的保證。課程設置是否科學，教學內容是否合理，直接影響創新能力的培養與綜合素質的提高。按照我校建設“藍色大學”理念，構建了通信工程專業藍色人才培養方案。培養方案堅持“加強通識教育、拓寬學科基礎、凝練專業方向、提升實踐能力、培養創新精神”的人才培養原則，優化人才培養過程，構建課內、課外一體化的培養模式，依照“淺藍、蔚藍、湛藍、深藍”的藍色課程體系，用藍色課程元素來承載水的精神與海的文化，延伸至涉海涉水教學內容要素。（1）淺藍（通識課程）包括公共基礎課（思想政治理論課、大學外語、大學計算機基礎、高等數學、大學物理、體育等），公共選修課（軍事理論、健康與安全教育、選修課），公共集中實踐環節（軍訓）。通識課程雖然不一定與通信專業有直接聯系，但它是培養具有遠大的理想、高尚的情操、科學的思維、可持續發展的能力和健康的心里的人才，為進一步學習提供方法論的不可缺少的課程。基于學校開展課程建設的“雙百工程”，從公共選修課著手，打造了藍色海洋類、人文與社科類、藝術與體育類、自然科學與技術類共100門校級精品視頻公開課。其中藍色海洋類公共選修課有利于進一步加深學生的海洋知識背景。（2）蔚藍（學科基礎課）包括復變函數、電路理論、信號與系統、模擬電子技術、數字電子技術、高頻電子技術、數字信號處理、微機原理與應用、電磁場與電磁波、單片機原理與接口技術、通信原理等。學科基礎課是通信工程專業學生必須具有的基本知識結構，為專業課程提供有效的支撐，使學生具備本專業的基礎理論和基本工程應用能力，有獨立獲取知識、提出問題、分析問題和解決問題的能力及開拓創新精神，為學生后續學習專業方向課打下堅實的基礎。（3）湛藍（專業課）包括專業必修課（電子線路仿真、電子線路CAD、移動通信、計算機通信、DSP技術與應用）、專業方向課、專業任選課（C＋＋高級語言程序設計、隨機信號處理、電視原理與技術、現代通信系統仿真技術、計算機網絡安全、嵌入式系統開發技術、數據結構C、擴頻通信、通信工程專業英語）。通過對其他高校相同專業的大量調研，反復論證比較，通信工程專業設立兩個專業方向：通信工程（程控交換技術、船舶通信、光纖通信）、計算機通信（數字通信、多媒體通信技術、計算機網絡技術）。通信專業依托海洋信息技術，在船舶通信、船舶導航、海洋漁業3S技術等方面進行了卓有成效的嘗試，同時，緊隨時代的發展，對部分課程進行壓縮和調整，開設一些學生喜愛的，又能與現實接軌的課程，如擴頻通信、嵌入式系統開發技術等選修課。（4）深藍（專業集中實踐環節）包括模擬電子技術課程設計、數字電子技術課程設計、電子線路仿真課程設計、電子線路CAD上機、高頻電子技術課程設計、現代通信系統仿真技術上機、通信原理課程設計、單片機原理與接口技術課程設計、通信工程專業教學實習、通信工程專業實習、通信工程專業畢業設計（論文）等。專業集中實踐環節對培養通信專業逐步樹立工程觀念、提高解決工程實際問題的能力和創新能力，有著極為重要的作用。

3強化實踐環節，培養提高創新能力

通信工程專業將實踐環節作為培養學生創新精神和實踐能力的主要途徑，制定了科學合理的實踐教學方案，構建了多層次、全程化實踐教學體系，較好地保證了通信工程專業實踐教學的需要。堅持實踐教學與理論教學并重、實踐教育與創新教育結合，對構成實踐教學的各個要素進行整體設計，所有的實踐環節圍繞培養學生實踐動手能力和創新能力而展開，把實踐環節分成實驗教學、課程設計、實習、畢業論文（設計）、科技創新五個模塊，模塊之間銜接緊密、層層推進，為學生從入門到提高再到創新夯實基礎。

3.1實驗教學

實驗教學模塊主要依托遼寧省海洋信息技術重點實驗室、遼寧省實驗教學示范中心，以提高實驗動手能力為主線，以掌握基本實驗技能和方法、融會貫通科學知識、促進創新思維為主要教學目標。加強基礎課、主干課實驗；實驗內容優化配合，避免重復或脫節；增加設計性、綜合性實驗的比重，形成基本實驗、選做實驗、設計性和綜合性實驗組成的立體化實驗結構；對含有實驗的課程，加大實驗教學在整個課程考核中的比例；鼓勵學生自主設計實驗。在2013版培養方案和教學大綱中都有體現。針對不同課程的特點，有選擇地在教學過程中引入仿真實驗環節，以緩解實驗設備和空間的緊張情況，有效擴展實驗空間和時間，節省資金。

3.2課程設計

課程設計著眼點是把理論學習與工程實踐相結合，讓學生初步掌握設計的程序和方法。一般以單門課或課程群為主選擇題目，它是畢業設計的初級階段。課程設計教學中壓縮驗證性課題，增加能夠體現設計型、綜合型和創造性的課題。在課程設計教學設計過程中，鼓勵學生自主選題，自行討論方案，自己組織實施，給予學生自我發揮的余地，充分激發學生的創造性思維，為學生個性的發揮和創造能力的鍛煉創造條件。

3.3實習

以校內外實習基地為平臺，以使學生學會理論聯系實際、建立工程意識和鍛煉實際操作技能為主要教學目的，并且通過接觸社會，增強學生的勞動觀念和社會責任感。目前，通信工程專業校外實習基地2個（人民4810廠，北京尚觀科技有限公司大連分公司），合作的企事業單位有18個（渤海船舶重工有限責任公司等），同時學校也正在積極運作與通信公司合作。到企業參觀實習和請企業技術專家來校講座，通過參觀和專家公開課的形式，使學生對企業文化、船舶通信及導航設備的發展現狀與趨勢和本行業領域的前沿技術等有所了解，有利于學生學習目標的確定和職業素質的提高。

3.4畢業論文

（設計）以學院各類實驗室、校內外實習基地為平臺，學生通過完成畢業論文（設計），在綜合運用專業知識能力、外語和計算機應用能力、信息資料檢索和收集能力、論文撰寫能力和解決實際問題等能力上有較大提高。為切實保障畢業論文（設計）的質量，從以下幾方面進行加強：①精心設計備選題目，組織開題報告。學生選題后，在指導教師指導下，查閱文獻和撰寫文獻綜述，并精心組織好開題報告，以保證畢業論文的先進性、可行性；②加強畢業論文的中期檢查，以保證畢業論文在有限的時間內按質按量完成；③建立畢業論文答辯規范和質量標準，在畢業論文答辯期間開展“畢業論文檢查周”活動，有效提升了畢業論文的質量。④學校出臺了《大連海洋大學本科生學位論文學術規范檢測暫行辦法》，針對畢業的本科生的學位論文進行了學術不端行為的檢測，有效地杜絕了學術不端行為。

3.5科技創新

以各類興趣小組和科技社團、大學生科技創新基地、科研實驗室為平臺，學生通過參加大學生創新創業訓練計劃項目、科學研究等活動，使創新意識和能力得到進一步培養和提高。低年級的學生專業基礎還比較薄弱，鼓勵他們參加興趣小組或者科技社團，以增加學生對創新的認識，提高學生對創新的興趣；高年級的學生參加各種校內外的競賽，使學生在競賽過程中自主學習、自我探索、自我發現。目前，通信工程專業學生在教師有針對性的訓練下，參加了“飛思卡爾杯”全國大學生智能汽車競賽、“大唐杯”全國大學生移動通信技術大賽、“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽、全國大學生電子設計大賽等，并取得了優異的成績。

4結語

大連海洋大學通信工程專業作為涉海高校的“非特色”專業，在復合性應用型培養目標的前提下充分利用和挖掘自己的優勢資源，發揮地方特色、行業特色；在加強學生思想道德教育和身心素質培養的同時，主動適應國家和遼寧省沿海經濟帶發展的新需求，抓住實踐能力和創新精神培養的核心，對通信專業的人才培養模式進行調整，使之更好地符合學校的定位與專業培養目標的要求，從而更好地適應社會需要，符合高等教育的發展趨勢，并在實踐中不斷探索與發展。

主要參考文獻

［1］李松松，郭顯久，等．電子信息工程專業人才培養模式的探索與實踐［J］．中國電力教育．2011（22）：51－52．

［2］劉冬，石煥玉，等．通信工程本科專業應用型人才培養模式研究［J］．吉林省教育學院學報，2013，5（29）：72－73．

［3］江海，田春艷．機械類應用型本科人才培養模式的探索與實踐［J］．裝備制造技術，2010（3）：159－160．

篇11

1.混沌加密

我們首先對混沌加密的相關內容做一下簡單介紹，主要包括：混沌的特征、混沌加密的定義以及混沌加密的常用方法。混沌的特征主要有：混沌運動軌跡符合分數維理論，混沌軌跡是有序與無序的結合、并且是有界的偽隨機軌跡，混沌運動具有遍歷性，所有的混沌系統都具有幾個相同的常數、并且符合利亞普諾夫指數特性，混沌運動的功率譜為連續譜線以及混沌系統具有正K熵等。混沌加密是一種新的密碼技術，是將混沌技術與加密方法相結合的一種密碼加密技術。混沌加密的方法有很多種，根據不同的通信模式，可以選擇不同的加密方式與混沌技術結合，以實現信息的加密傳輸。混沌加密的常用方法主要包括：數字流混沌加密、數字信號混沌加密以及連續流混沌加密等。

2.光學通信

之所以將混沌加密應用在光學通信中，是因為光學中存在混沌現象，這種混沌現象既包括時間混沌現象也包括空間混沌現象。光學通信是一種利用光波載波進行通信的方式，其優點是信息容量大、適應性好、施工方便靈活、、保密性好、中繼距離長以及原材料來源廣等，光纖通信是光學通信中最重要的一種通信方式，已成為現代通信的重要支柱和發展趨勢。光纖通信系統的組成主要包括：數據信號源、光數據傳輸端、光學通道以及光數據接收端等。數據信號源包括所有的數據信號，具體體現為圖像、文字、語音以及其他數據等經過編碼后所形成的的信號。光數據傳輸端主要包括調制解調器以及計算機等數據發送設備。光學通道主要包括光纖和中繼放大器等。光數據接收端主要包括計算機等數據接收設備以及信號轉換器等。

3.探討混沌加密在光學通信中的應用

在光學通信中，應用混沌加密技術對明文進行加密處理，以保證明文傳遞過程中的安全性和保密性。本文重點對混沌加密在光學通信中的應用進行了探討。其內容主要包括：混沌加密常用方法、光學通信中混沌加密通信常用方案以及光學通信中兩級加密的混沌加密通信方案。其中混沌加密常用方法主要包括：數字流混沌加密、數字信號混沌加密以及連續流混沌加密等。光學通信中混沌加密通信常用方案主要包括：混沌掩蓋加密方案、混沌鍵控加密方案、混沌參數加密方案以及混沌擴頻加密方案等。

3.1混沌加密常用方法

連續流混沌加密方法：連續流混沌加密利用的加密處理方式是利用混沌信號來掩蓋明文，即使用混沌信號對明文進行加密處理。連續流混沌加密方法常應用在混沌掩蓋加密方案以及混沌參數加密方案中。其加密后的通信模式是模到模的形式。

數字流混沌加密方法：其加密后的通信模式是模到數再到模的形式。

數字信號混沌加密方法：其加密后的通信方式是數到數的形式。主要包括混沌時間序列調頻加密技術以及混沌時間編碼加密技術。主要是利用混沌數據信號對明文進行加密。

3.2光學通信中混沌加密通信常用方案

在光學通信中，利用混沌加密技術進行通信方案的步驟主要包括：先利用混沌加密方法對明文進行加密（可以使用加密系統進行這一過程），然后通過光釬進行傳輸，接收端接收后，按照一定解密步驟進行解密，恢復明文內容。

混沌掩蓋加密方案：其掩蓋的方式主要有三種：一種是明文乘以密鑰，一種是明文加密鑰，一種是明文與密鑰進行加法與乘法的結合。

混沌鍵控加密方案：其利用的加密方法主要為FM-DCSK數字信號加密方法。該方案具有良好的抗噪音能力，并且能夠不受系統參數不匹配的影響。

混沌參數加密方案：就是將明文與混沌系統參數進行混合傳送的一種方案。這種方案增加了通信對參數的敏感程度。

混沌擴頻加密方案：該方案中，擴頻序列號一般是使用混沌時間序列，其加密方法是利用數字信號，該方案的抗噪音能力特別好。

3.3光學通信中兩級加密的混沌加密通信方案

為了進一步保證傳輸信息的安全保密性，需要對明文進行二次加密。其步驟是：首先先對明文進行第一次加密（主要利用雙反饋混沌驅動系統產生密鑰1，然后將明文與密鑰1組合起來形成密文1），第二步是通過加密超混沌系統產生的密鑰2對密文1進行二次加密，形成密文2，第三步將密文2通過光纖進行傳遞，同時將加密超混沌系統一起傳遞到接收端。第四步，接收端接收到密文2以及加密超混沌系統后，對密文2進行解密，形成密文1，然后將密文1傳送到雙反饋混沌驅動系統產生密鑰1，然后將密文1進行解密，通過濾波器破譯出明文。此外，還可以對二級加密通信進行優化，即使用EDFA（雙環摻餌光纖激光器）產生密鑰進行加密。

4.結論

本文首先對混沌加密的相關內容做一下簡單介紹，主要包括：混沌的特征、混沌加密的定義以及混沌加密的常用方法。然后我們簡單介紹了一下光學通信以及光纖通信，并且介紹了光纖通信的組成結構。并且由于光學中存在混沌現象，所以我們在光學通信中應用混沌加密技術進行保密工作。最后本文重點探討了混沌加密在光學通信中的應用，其內容主要包括：混沌加密常用方法、光學通信中混沌加密通信常用方案以及光學通信中兩級加密的混沌加密通信方案。其中混沌加密常用方法主要包括：數字流混沌加密、數字信號混沌加密以及連續流混沌加密等。光學通信中混沌加密通信常用方案主要包括：混沌掩蓋加密方案、混沌鍵控加密方案、混沌參數加密方案以及混沌擴頻加密方案等。

【參考文獻】

[1]馬瑞敏，陳繼紅，朱燕瓊.一種基于混沌加密的關系數據庫水印算法[J].南通大學學報（自然科學版），2012，11（1）：13-27.

篇12

一、擴頻通信的工作原理

在發端輸人的信息先調制形成數字信號，然后由擴頻碼發生器產生的擴頻碼序列去調制數字信號以展寬信號的頻譜，展寬后的信號再調制到射頻發送出去。在接收端收到的寬帶射頻信號，變頻至中頻，然后由本地產生的與發端相同的擴頻碼序列去相關解擴，再經信息解調，恢復成原始信息輸出。可見，一般的擴頻通信系統都要進行3次調制和相應的解調。一次調制為信息調制，二次調制為擴頻調制，三次調制為射頻調制，以及相應的信息解調、解擴和射頻解調。與一般通信系統比較，多了擴頻調制和解擴部分。擴頻通信應具備如下特征：(1)數字傳輸方式；(2)傳輸信號的帶寬遠大于被傳信息帶寬；(3)帶寬的展寬，是利用與被傳信息無關的函數(擴頻函數)對被傳信息的信元重新進行調制實現的；(4)接收端用相同的擴頻函數進行相關解調(解擴)，求解出被傳信息的數據。用擴頻函數(也稱偽隨機碼)調制和對信號相關處理是擴頻通信有別于其他通信的兩大特點。

二、擴頻通信技術的特點

擴頻信號是不可預測的、偽隨機的寬帶信號，其帶寬遠大于要傳輸的數據(信息)帶寬，同時接收機中必須有與寬帶載波同步的副本。擴頻系統具有以下特點。

1．抗干擾性強

擴頻信號的不可預測性，使擴頻系統具有很強的抗干擾能力。干擾者很難通過觀察進行干擾，干擾起不了太大作用。擴頻通信系統在傳輸過程中擴展了信號帶寬，所以即使信噪比很低，甚至在有用信號功率低于干擾信號功率的情況下，仍能不受干擾、高質量地進行通信，擴展的頻譜越寬，其抗干擾性越強。

2.低截獲性

擴頻信號的功率均勻分布在很寬的頻帶上，傳輸信號的功率密度很低，偵察接收機很難監測到，因此擴頻通信系統截獲概率很低。

3.抗多路徑干擾性能好

多路徑干擾是電波傳播過程中因遇到各種非期望反射體(如電離層、高山、建筑物等)引起的反射或散射，在接收端的這些反射或散射信號與直達路徑信號相互干涉而造成的干擾。多路徑干擾會嚴重影響通信。擴頻通信系統中增加了擴頻調制和解擴過程，利用擴頻碼序列間的相關特性，在接收端解擴時，從多徑信號中分離出最強的有用信號，或將多徑信號中的相同碼序列信號疊加，這樣就可有效消除無線通信中因多徑干擾造成的信號衰落現象，使擴頻通信系統具有良好的抗多徑衰落特性。

4.保密性好

在一定的發射功率下，擴頻信號分布在很寬的頻帶內，無線信道中有用信號功率譜密度極低，這樣信號可以在強噪聲背景下，甚至在有用信號被噪聲淹沒的情況下進行可靠通信，使外界很難截獲傳送的信息，要想進一步檢測出信號的特征參數就更難了．所以擴頻系統可實現隱蔽通信。同時，對不同用戶使用不同碼，旁人無法竊聽通信，因而擴頻系統具有高保密性。

5.易于實現碼分多址

在通信系統中，可充分利用在擴頻調制中使用的擴頻碼序列之間良好的自相關特性和互相關特性，接收端利用相關檢測技術進行解擴，在分配給不同用戶不同碼型的情況下，系統可以區分不同用戶的信號，這樣同一頻帶上許多用戶可以同時通話而互不干擾。

三、擴頻技術的發展與應用

在過去由于技術的限制，人們一直在走增加信號功率，減少噪聲，提高信噪比的道路。即使到了70年代，偽碼技術已經出現，但作為相關器的“碼環”的鐘頻只能做到幾千赫茲也無助于事．近幾年，由于大規模集成電路的發展，幾十兆赫茲，甚至幾百兆赫茲的偽碼發生器及其相關部件都已成為現實，擴頻通信獲得極其迅速的發展．通信的發展史又到了一個轉折點，由用信噪比換帶寬的年代進入了用寬帶換信噪比的年代．從最佳通信系統的角度看擴頻通信．最佳通信系統一最佳發射機+最佳接收機．幾十年來，最佳接收理論已經很成熟，但最佳發射問題一直沒有很好解決，偽碼擴頻是一種最佳的信號形式和調制制度，構成了最佳發射機．因此，有了最佳通信系統一偽碼擴頻+相關接收這種認識，人們就不難預測擴頻通信的未來前景．從9O年代無線通信開始步人擴頻通信和自適應通信的年代．擴頻通信的熱浪已經波及短波、超微波、微波通信和衛星通信，碼分多址(CDMA)已開始廣泛用于未來的峰窩通信、無繩通信和個人通信以及各種無線本地環路，發揮越來越大的作用．接入網是由傳統的用戶線、用戶環路和用戶接入系統，逐步發展、演變和升級而形成的．現代電信網絡分為3部分：傳輸網、交換網和接入網．由于接入網發展較晚，往往成為電信發展的“瓶頸”，各國都很重視接入網的發展，因此各類接人技術和系統應運而生．由于ISM(IndustryScientificMedica1)頻段的開放性，經營者和用戶不需申請授權就可以自由地使用這些頻段，而無線擴頻技術所使用的頻段(2．400～2．483)正是全世界通用的ISM頻段，包括IEEE802.11協議架構的無線局域網也大部分選用此頻段．在無線接人系統中，擴頻微波與常規微波相比有著3個顯著的優點：抗干擾性強、頻點問題容易處理、價格比較便宜．而且，擴頻微波接入技術相對有線接入技術來說，有成本低、使用靈活、建設快捷的優勢，在接入網中起著不可替代的作用．

擴頻微波主要應用在以下幾個方面．語音接入(點對點)；數據接入；視頻接入；多媒體接入；因特網(Internet)接入。

四、結語

擴頻通信是通信的一個重要分支和發展方向，是擴頻技術與通信相結合的產物。本文主要論述了擴頻通信的特點、理論可行性及典型的工作方式。擴頻通信的強抗干擾性、低截獲性、良好的抗多路徑干擾性和安全性等特點，使它的應用迅速從軍用擴展到民用通信中，它的易于實現碼分多址的特點，使它能與第三代移動通信系統完美結合，發展前景極為廣闊。

參考文獻：

[1]曾興雯等.擴展頻譜通信及其多址技術[M].西安:西安電子科技大學出版社,2004.

篇13

這個想法令譚立英興奮不已，可當她著手去做這件事情時，難度大于想象。彼時，她是哈爾濱工業大學物理系的教師，一個5歲孩子的媽媽，每天一邊上課，一邊做碩士論文，還要照顧孩子。丈夫加同事馬晶遠在日內瓦深造。在當時那個年代，衛星微波通信還不成熟，更不要說是衛星激光通信，幾乎所有的人都認為譚立英的想法是天方夜譚，包括譚立英當時的導師。

導師勸她：“方向雖好，但難度太大了，難以畢業。你要堅持做這個，碩士論文所需的研究費用還要你自己解決。”譚立英點點頭，說：“會想到辦法的。”其實，她一點辦法都沒有，她只是怕絲毫猶豫都會讓心中燃燒的激情之火熄滅。她34歲了，不想在這個能有所成就的年紀里，提前老氣橫秋。

譚立英沒有想到，為了她的項目，丈夫提前回國。他把家里所有存款取出來，一共不到2萬元，對她說：“沒經費，我們就用家里的錢，我陪著你一起干。”

久別重逢，夫妻倆的卿卿我我就是通宵地討論那片科學的空白之地。5歲的女兒聽得厭煩了，嫉妒地對爸爸說：“你都有一年多沒看到我了，我還是沒有你們的課題重要，我真想變成天上的衛星，讓你們天天研究研究我。”女兒的話，把夫妻倆逗笑了。譚立英親親女兒，牽牽丈夫的手，看看窗外的夜空，想想自己即將要做的連結天與地的事情，她的幸福神圣而隱秘。

連接天地的幸福，神圣隱秘

創業之初的日子無比艱難。他們的實驗室設在一間地下室里，潮氣重，所有的紙質材料因浸入了潮氣而變得綿軟，難以翻閱。馬晶放了一個除濕機，每天都能抽出三箱水來。

家里的積蓄和微薄的工資是全部科研經費，譚立英不得不算計著花。為了節省費用，譚立英出門能步行絕不坐公交，坐火車也只買硬座，餐桌上長年是白菜土豆。女兒三番兩次抗議后，每周的土豆燉白菜里可以出現幾片肥瘦相間的肉，算是改善了伙食。以至于女兒說：“在咱們家，實驗是親生的，我是馬路上撿來的。”

盡管如此，困難依然接踵而至。建立理論模型需要實驗測試驗證，沒有經費就沒有最基本的實驗設備，初步的原理驗證無法進行。一天，馬晶略帶得意地安慰妻子：“咱們的儀器有了。”他賣起關子說，這是個秘密。

兩天后，馬晶神秘地把妻子帶到實驗室。拉開實驗室門的一剎那，譚立英驚呆了――地上擺了一堆破爛。馬晶如數家珍：“這是教學實驗室報廢的儀器，有些修一修興許能用。”譚立英半信半疑。之后的幾天，夫妻倆在實驗室忙活開了。他們首先將這些破爛整理歸類，湊成了幾件“整尸”，然后“解剖”“移植”“再造”“重組”，它們重新變成了實驗設備。七天之后，實驗設備開始集體工作，半個月后，他們完成了測試驗證。譚立英獲得了有效的發射測試數據，完成了她的畢業論文。

論文寫下最后一個句號時，譚立英不得不為當天的晚餐發愁――研究已經花光了家中全部的積蓄，晚餐在哪里都成了問題。為了安慰女兒，馬晶對女兒說：“媽媽的論文完成了，這是個非常值得祝賀的日子，按照行規，今天得吃白水煮面，意味著萬事順順利利。”一家三口用開水干杯，以白水煮面條充饑。

當晚，女兒睡后，馬晶對譚立英說：“研究衛星激光通信是一個從無到有的工作，以后還會有更多的困難，你要做好思想準備。你只要記住一條，我一直在你身邊，你不是一個人。”

譚立英看看熟睡的女兒，滿心愧疚。馬晶拍拍她的肩膀，說：“她會理解的，你應該想到這個過程本身對她就是一種富養。”

有種浪漫，身心相伴

1995年，“彈盡糧絕”的秋天，譚立英帶著碩士論文和幾十袋方便面住進了北京阜成路8號航天部招待所。倔強的她要給這個研究項目跑出一筆經費來。

跑經費的日子也是譚立英哭得最多的日子。碰壁是常有的事情，冷言冷語也是常聽的，很多時候譚立英轉身出門時，淚水就滴在了衣襟上。作為一個知識分子，她的自尊不允許她在別人面前以眼淚獲得支持。每一次，當眼淚于人前奪眶而出時，她都借口去衛生間，哭夠了，再回來繼續陳述她的研究。

沒有任何門路的譚立英完全是用研究熱情打動了航天部的工作人員。幾乎每一個看了她論文的人都會驚奇地問：“是誰支持你做衛星激光通信研究的？”“我丈夫。我們沒有項目經費支持，是拿自己家里錢做的。”

陳芳允院士――中國衛星測量、控制技術的奠基人之一，“兩彈一星功勛獎章”獲得者，863計劃的倡導者之一，讀了譚立英的畢業論文，了解了他們所做的工作之后，激動地說：“你們做得非常好！國家需要衛星激光通信，也一定會支持你們的研究工作。希望你們能繼續做下去，不要有任何顧慮。”此后，馬晶和譚立英陸續獲得了來自哈爾濱工業大學和航天五院的科研基金，建立了團隊，研究工作也逐步進入正軌。

試驗進入收尾階段時，由于估計不足，科研經費又一次出現了短缺。大家自帶行李，擠進了租來的簡易房。馬晶、譚立英把家里的電視機、窗簾、大米、土豆等一股腦地搬進了這個“新家”。所有研究人員每天中午只吃6元的盒飯。到了晚上，譚立英又變身為廚師，她拿出科研精神鉆研廚藝，每天不重樣地為大家做上一頓像樣的飯菜。

2011年10月25日，讓譚立英夫婦銘記一生的日子，那是中國首次星地激光鏈路雙向捕獲跟蹤試驗成功的日子。試驗現場的大屏幕上，“海洋二號”衛星以時速2萬余千米的速度疾馳而來，它經過試驗區域的時間只有幾分鐘。衛星光信號與地面光信號準確對準，實現了快速雙向捕獲、鏈接并跟蹤。

11秒！地面終端就成功捕獲到星上終端發出的光信號。這一刻，譚立英期盼了太久。馬晶說，20年，比他想象的時間還要短些，他甚至做好了打30年或者50年持久戰的準備。