時間：2023-06-29 09:33:13
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一、課程內容的教學改革
作為通信工程專業承上啟下的重要課程，本課程既不能與前期課程內容有過多重復，又需要為后續課程做好引導作用。因此，合理的課程內容安排，可以在較短學時內使學生從中受益最大。
1.教學內容的精簡與更新
根據專業培養目標和培養規格的要求，按照整體優化的原則，認真研究本課程在專業培養過程中的地位和作用，并理順前后課程之間的關系，搞好相關課程的重組和整合。為避免沖突和重復，處理好與相關課程內容間的銜接部分，如信源編碼一章中的pcm部分在“通信原理”課程中已詳細介紹，而圖像編碼部分與“數字圖像處理”課程中內容有重復，故留作將來“數字圖像處理”選修課中詳細介紹，這里只做簡單介紹。數字通信系統與各課程間的關系如圖1所示。
為了適應通信技術的飛速發展，需要不斷地對課程教學內容進行更新和調整，及時刪除陳舊、落后的內容。例如對已經應用較少的參數編碼部分不再詳細介紹，而對目前常用的組合編碼部分，作為重點進行介紹。
2.課程教學體系的完善
以往本課程教學主要是使學生了解數字通信系統的構成，建立數字通信系統的概念，掌握數字通信中的主要技術，如信源編碼、時分復用、同步技術、抗干擾技術、多址技術等。[1，2]上述教學內容只是注重數字通信系統中基本功能模塊的講解，沒有突出通信網絡部分，這就使學生不易建立一個整體的通信網絡概念。
而同步數字傳輸網（簡稱sdh）作為各種數字通信模塊的具體應用系統，在電力系統等諸多行業得到廣泛地應用。[3，4]但是很多院校把數字通信和sdh分成兩門課程來講，造成二者內容的部分重復和連貫性缺失，同時加重了學生的負擔。因此，考慮到專業課程體系的整體安排，將已有的sdh課程內容與本課程進行整合，使二者有機結合，加強內容的前后連貫性，使學生更好地理解從單個模塊到整個系統網絡的過渡。
完善后的課程教學體系圍繞數字通信系統模型，以數字通信技術為主線，重點介紹數字通信系統構成、基本工作原理、主要技術指標，建立數字通信系統的概念，掌握數字通信中的主要技術，具體內容包括數字通信的基本概念、信源數字化和編碼、數字復接技術和傳輸技術、同步技術、糾錯編碼和sdh技術等，結合實際的sdh通信系統，并特別介紹了一些數字通信技術新的應用，既適應了當前通信領域發展的現狀，又反映了這一領域的最新進展。各部分要求和學時安排如表1所示。
3.工程案例及行業特色體現
作為應用性很強的工程技術類課程，可以在課程原理教學中引入具體工程案例，以實例強化原理教學，達到學以致用的目的。如對于信源編碼部分，可以結合移動通信gsm系統中常用的g.729編碼器，進行實際應用案例介紹。對于數字傳輸技術部分，可以結合gsm系統中的mlse均衡器深入分析均衡的原理。對于同步數字系列的網絡拓撲結構部分，可以結合電力系統中具體市局中變電站通信網絡組成圖進行詳細闡述，也可以結合具體移動通信各基站間常用的聯網拓撲進行分析。
作為電力特色高校，配合大電力學科建設，以及目前正在建設的智能電網，數字通信技術需要反映大電力特色，通過案例強調在電力系統應用的方法，為電網的智能化提供強大的支持，使最終在電網、電源和用戶之間建立良好的統一網絡平臺，實現實時交互、分析與控制。
二、實踐環節的教學改革
在課程之外單獨開設實踐環節，加深學生對理論知識的理解、提高學生的動手能力。具體措施是以“通信技術綜合實驗”課程為基礎，配合畢業實習中對電力企業通信中心的參觀，讓學生對所學知識有更加直觀、深刻的認識。
“通信技術綜合實驗”作為通信專業的一門重要的實踐性課程，以一套完整電信運營網絡微型化的通信系統綜合實驗平臺為基礎，即采用一臺optix 155/622m和兩臺optix 155/622h傳輸設備，根據業務需求不同，可以進行不同的配置，從而組成網絡。培養學生掌握通信網絡基本原理，使學生掌握的知識與社會應用實現同步。通過該訓練環節，可以極大地提高學生的通信網絡方案規劃，通信網絡實驗自我設計，通信網絡產品自我選用，通信網絡環境自我配置與調試等方面的綜合能力，同時也能培養學生工程實踐的思想意識，鍛煉學生進入科研與工程實踐的能力，系統地培養學生對通信工程網絡的調試能力。
轉貼于
具體要求是驗證數字通信中的位同步、幀同步等和進行pcm整機測試，熟悉實驗室sdh網絡的配置環境，熟悉硬件環境中各網元的配置情況及各類型板卡的性能，熟悉相應的軟件配置平臺及各類配置命令的功能，掌握在sdh網絡中網元的配置過程，掌握光纖單向通道保護環的工作原理及實現方法，掌握2m業務和以太網業務在鏈狀網絡、環狀網絡結構中的開通方法。
三、教學方式的改革
改革傳統的教學方法，積極開展啟發式、研討式、案例式教學，調動學生學習的積極性和主動性，如采用案例式，可以將具體原理講解與上述工程案例的分析相結合，重視在實踐教學中培養學生的實踐能力和創新能力。
合理應用多媒體、網絡教學等現代教育技術和教學手段，提高教學質量和教學效果。如加強網絡教學平臺建設，利用網上題庫建設、作業，將教學日歷和教學大綱、課件等放到校園網上，為學生提供更多資源以便充分理解、消化課上所學知識。
四、考核方式和評價的改革
建立綜合性全程考試模式，深化考試改革以促進教學方法與手段改革，根據課程培養目標以閉卷考試為主，結合實驗和課后習題、大作業等綜合評定成績。
課程命題以教學大綱為依據，反映教學內容的重點、難點和深度、廣度，注重基本知識點的考核，既要注意大多數學生的實際水平，又要發揮優秀學生的創新能力。
完善試題庫建設，5年內試題重復率不超過50%，通過試卷分析反饋教學效果。
五、教學實踐及效果分析
數字通信原理課程是電子科學與技術、電子信息工程專業必修的主干專業基礎課程，它的課程內容是在數字通信基本理論的基礎上，著重研究數字通信傳輸體質和數字信號傳輸的技術問題。
對于高職類院校的相關專業學生來說，重點是要在這個課程中掌握數字通信系統的基本組成與基本概念，研究數字信號傳輸的基本理論，以培養實際技能。
當前我國開設數字通信原理課程教學的高職類院校比較多，對于這門課程的教學質量、教學效果的探討也不少，我在實踐教學的基礎上談談對這門課程的一些教學研究。
一、數字通信原理教材的選擇
數字通信類的教材有國外原版的經典教材，如Bernard Sklar的經典教材《數字通信（第5版）（英文版）》，這本教材在闡述數字通信基本問題的基礎上，著重是對數字通信的新技術做了一系列分析，專業性強，理論分析透徹，比較適合通信專業的高年級本科生或研究生使用。但對于高職類院校的學生來說，由于學生學習層次的不同和培養目標的不同，就不適宜選用這樣的教材。在實踐教學中，我們使用的是國內的一些優秀教材，比如北京郵電大學毛京麗主編的《數字通信原理》等，這些國內優秀教材能夠結合學生實際，既深入簡出地介紹數字通信技術的基本概念與理論，又結合實用性探討了數字通信的實用技術，淺顯易懂，減少了一些不必要的數學推導與計算。
當然國內國外的優秀教材都很多，無論是選擇哪種教材，都必須注意符合學生的能力層次，以及培養目標的要求。
二、考核方式靈活多變
這門課程的考核既要注意理論知識的掌握，又要注意實踐技能的操作考核。
傳統的總結式考試對于這門課來講，有一錘子買賣的感覺，很可能會導致學生過于關注考試結果，死記硬背一些原理概念。這樣的考試考核并不能實際促進學生對這門課程知識的掌握。為了淡化學生對于考試的緊張感，我們可以采取靈活多變的綜合性考試，以期達到一定的效果。既要安排傳統的筆試，又要安排動手操作的實驗考核。在筆試命題部分，注意試題的難度與類型，要抓住課程的核心要領，根據教學大綱內容難易結合，題型注意多樣性。實驗考核，一部分是來自對學生平時實驗的態度檢查情況，包括學生實驗考勤，實驗報告完成的質量，另一部分可以采取對學生抽做實驗的方式進行考核。
三、注重立體化課程建設
數字通信原理完整的課程體系既包括主講教材的傳授，又包括清晰明了的多媒體教學材料制成，還包括實驗實訓的指導和習題指導。
目前對于主講教材的重視，大家都已經達成了共識。隨著技術與經濟的發展，數字通信的技術手段也是日新月異，我們可以通過安排一定的學時來了解。但是我們的實驗實訓指導和習題指導等還沒有跟上來，在配套的課程建設方面，容易對學生的學習造成一定的障礙。
四、緊扣教學大綱，合理安排基礎知識與實驗知識的比例
針對高職學生的學習特點以及認知規律，教師在教學過程中，重點要講授數字通信原理的基本理論與方法，同時隨著技術的發展，也要不斷擴展學生的閱讀知識面，以符合時代的要求。在基礎知識的講授中，注意強調對數字通信系統所涉及的基本概念、公式、原理的掌握，打牢知識基礎，有計劃地安排一些理論作業練習，強調基礎理論知識的扎實性。在基礎知識的教學中，我們不必追求一些繁復冗余的數學推導，重點是強調公式的掌握與運用。
當然，由于這門課程的預修課比較多，如果單一的學習課程，效果未必能達到預想，因此我們建議在學習這門課程前，應當對信號與系統、工程數學、高頻電子電路等課程預先學習，這樣在知識體系上，才能達到一個比較好的架構，也能夠對移動通信、衛星通信等后續課程打好基礎。教師在備課的時候，要結合不同學生的要求，從學生的實際出發，多想辦法，靈活講授。
同時，為了提高專業技術能力的訓練，數字通信原理課程必須安排相應有效的實驗實訓操作。
目前數字通信原理的基本實驗是抽樣定理實驗、PAM實驗、PCM實驗。這些驗證性實驗是奠定數字通信基本理論的基礎，是學生掌握數字通信基本原理的必要步驟，也是鍛煉學生技能的入門之步。
隨著實驗條件的不斷改革，以及技術的不斷革新，一批集合多個實驗與實訓項目的通信原理實驗箱在市場上出現了，根據教材與學生的需求，可以選擇引進適合自身需求的實驗器材。除基本的驗證性實驗，數字通信原理還可以開展綜合的課程設計性實驗。
由于受到課時的限制，在實驗前，學生必須對數字通信原理的實驗目的或相關知識進行預習，這樣才能在有限的課時里，完成適量的實驗內容與流程。
數字通信實驗的數據比較多，由于設備的影響，以及操作的不當，學生在實驗過程中所出現的狀況也比較多，實驗數據的記錄與流程的記錄就顯得尤為重要，要鼓勵學生在不同的實驗數據里去尋找規律，在不同的實驗現象里探究原因。數字通信原理的課程設計實驗由于難度比較大，建議采取小組合作的方式，讓學生完成。
五、提高學生學習興趣，重視數字通信原理的課程設計
我在教學實踐中，發現學生由于知識層次與能力水平的不同，對數字通信原理的學習熱情和學習態度差異性比較大。
這門課程難度比較大，而且內容比較復雜，要想掌握課本知識，必須有端正的學習態度和積極的學習情緒。在實踐教學中，我們一方面可以通過各種教學手段來提高學生的學習主動性，另外一方面可以進行一些課程設計活動。
高職類學生學習課程比較多，時間比較緊張，課程設計可以確定一些小設計、小綜合性的題目。重點不是讓學生做大的綜合性設計，而是讓學生在課程設計中能夠達到復習鞏固課本知識的目的，更是讓學生能夠擁有一些小的設計能力。
在課程設計中，讓學生能夠描述自己的設計目的與設計要求，能夠使用準確到位的語言描述設計原理。對于數字通信原理這門課程來說，其課程設計還必須包括具體的設計程序，教師可以對學生進行程序上的指導，并且小組探討設計結果。
一個完整的課程設計會使學生大大地提高學習的主動性，并能夠在活動中取得益處，比如學習查閱資料，學習制作完整的課程設計報告，在活動中培養小組團隊意識，提高對數字通信課程的探究性。
近些年來，對于數字通信原理的教學研究也很多，對于從事數字通信原理的高校教師也不斷地提出了新的要求。我在實踐教學的基礎上對于數字通信原理課程的教學實際，以及存在的一些問題，提出了一些探討，希望能為該課程的教學提供一些借鑒。
參考文獻：
（2）需要較好的邏輯思維能力。通信理論較為抽象，學生很難把簡單的建模框圖與實際通信系統中的設備聯系起來。
（3）需要良好的綜合分析能力。“現代通信技術”課程中知識體系結構復雜，綜合性強，學生不容易抓住重點、難點，難以理清頭緒。
比如“數字基帶傳輸系統”與“數字頻帶傳輸系統”和“數字信號復用系統”的知識點都有著緊密聯系。但是，高職高專學生數學基礎普遍較弱，自學能力不強，課程知識在短時間內難以理解和消化，學生在學習過程中有著較大的難度。所以，根據“現代通信技術”課程的分析以及高職高專學生特點，在授課過程中對課程教學內容的取舍、教學方法的設計以及實驗內容的選擇與設計都作出了相應的調整，同時增加了仿真技術。
1“現代通信技術”理論教學教育改革
（1）教學內容的選擇
“現代通信技術”課程主要介紹的是通信系統的組成、工作原理、實現過程和分析方法，但是模擬通信系統中的調幅、調頻和調相的調制和解調技術在“高頻電子線路”課程中已講過，因此“現代通信技術”課程在教學內容上以數字通信原理為主，同時還要兼顧現有的先進的數字通信系統，如移動3G系統、移動4G系統等。
（2）教學方法的設計
“現代通信技術”的傳統教學方法都是逐一介紹通信系統中各個關鍵技術的數學模型和原理，由于理論抽象、知識點零散，使學生學習起來很難有系統的概念，更不易將簡單的系統框圖與實際通信系統聯系起來。所以在教學方法上采用了“以線帶點”的改革思路對教學內容進行設計，即以數字通信系統的模型圖作為學習的總線路圖，圖中方框為“點”，有向線段為“線”，如圖1所示。在授課時始終以通信系統的模型圖為基礎，以圖中的節點涉及的典型技術理論分析為重點，以信號的傳輸流程為主線，以線帶點，使學生掌握通信系統的綜合分析方法。首先，講解通信技術的實現過程不應求全求深，而是幫助學生建立數字通信技術的知識體系從而激發學生的學習興趣，再系統闡述數字通信技術中信源編碼模塊、信道編碼模塊、傳輸模塊（基帶傳輸與頻帶傳輸）和同步模塊等核心技術節點的說明以及每個節點在教材中的章節分配。其次，根據信號線的傳輸方向，對每個節點進行功能分析，例如，在調制器和解調器節點中應重點講解數字調制技術2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK的調制、解調、帶寬分析、波形分析和抗噪聲分析等內容，避免復雜的數學推導，要求學生掌握該節點基本理論、關鍵性能和指標以及分析方法。最后，教師應重點說明各節點存在的必要性以及前后節點之間的邏輯關系，讓學生建立數字通信系統的整體概念，同時將簡單的系統框圖與實際通信系統聯系數字通信系統模型圖起來。
（3）引入SystemView仿真軟件
SystemView仿真軟件是用于各種線性或非線性控制系統的設計和仿真軟件。“現代通信技術”的知識體系概念抽象，很多知識點單純用口述很難直觀的表達清楚，因此采用SystemView計算機仿真技術來進行系統分析和設計能夠幫助學生更好理解知識點。在授課時將一些抽象難懂的知識點的仿真結果利用多媒體投影出來，使課堂教學更加形象化，讓學生對知識點的理解更加清楚。比如在講解AM調幅輸出波形在改變調制指數的仿真波形時，如圖2所示，教師通過調節參數來改變調制指數，學生能夠很直觀的觀察到調制指數的改變對輸出波形的影響。
2“現代通信技術”實驗教學教育改革
目前實驗教學中大多是對已知原理進行驗證的實驗，學生按照實驗指導書上的實驗步驟在實驗箱上測試已預留好的測試點的數據、波形，然后根據實驗結果寫出實驗報告。這種實驗過程學生根本不考慮實驗的基本原理和出現錯誤結果的原因，學生往往是動手多、動腦少，甚至在沒弄懂電路原理的情況下進行測試并寫出實驗報告，因此有必要對實驗教學內容和方法進行改革。首先，對實驗指導書進行修改，其中弱化復雜的計算，只需將各個模塊的功能詳細說明，引導學生能自主地對所做的實驗內容的原理進行分析，并抽象出系統的框圖，再利用模塊連接實現功能。其次，在實驗中要求學生自行給定輸入數據，比如HDB3的編譯碼，學生則自己隨機給出編碼的碼型，并通過實驗來驗證輸出的碼型和自己在課堂所學的編碼規律是否一致。同時，當學生實驗過程出現問題時，教師應引導他們分析問題的原因并按照“從后往前”的方式查找故障點，而不是簡單地給出問題的解決方法，通過這種方法實質的提高學生分析問題和解決問題的能力。最后，將軟件仿真引入到實驗教學當中并與硬件實驗相結合。在做硬件實驗之前要求學生應做好SystemView的仿真，然后將仿真結果在硬件實驗實現，這種軟件仿真和實驗驗證同步進行的方式使學生的實驗興趣和動手能力明顯提高，讓學生更加深入理解通信系統的工作原理，同時對理論學習也起到了輔助的作用。
中圖分類號：TM45
在數字同步技術中，將數字信號波形向前移，并保持線性群延，這種前移是通過數字移相和相位均衡技術實現的。進行小范圍的相位調整時，要依靠二次插值技術。在數字通信方面，提出了“分布式采樣值控制塊”的思想，來彌補電子式互感器標準互操作性比較弱的不足之處，并定制了分布式采樣值控制塊之間的通信協議。
1 電子式互感器
1.1 電子式互感器的概念。在電子式互感器的結構設計中，要通過采集器來實現模擬電信號的高精度采集任務，并將電信號下傳。電子式互感器的兩大核心是傳感原理新型化和外部接口數字化。光學無源電子式互感器以光學器件作為傳輸介質來實現信號的采集和傳輸；它具有優良的信號傳變性能。另一種非光學有源電子式互感器，也稱羅氏有源電子式互感器，在它的整體結構中，高壓側的電子回路負責采集高精度的電信號，運用羅氏線圈等其他數據采集電路和傳感器，將采集到的信號傳輸到低壓地電位。這種傳感技術相對來講比較成熟，但是供電環境比較復雜。
電子式互感器的基本結構，見圖1。
圖1 電子式互感器的基本結構
1.2 電子式互感器的輸出信號。電子式互感器的輸出信號包括數字信號輸出和模擬信號輸出。其中數字信號輸出中的電流測量值為2D41H，電流保護數值確定在01CFH，電壓保持在2D41H；模擬信號輸出電流互感器為150mV、225mV、4V。
1.3 電子式互感器的特點。電子式互感器滿足了電力系統智能化和數字化的發展要求，測量精度非常高，且它的精度不受載荷變化的影響；有很好的絕緣性，因此，安全性比較高；不存在電流互感器開路或是電壓互感器短路的風險，電子式互感器動態范圍比較大；它不含鐵芯，避免了鐵磁諧振現象的發生；輕便、易攜，有良好的暫態特性。
1.4 電子式互感器的配置原則。110KV及以上電壓條件下，要綜合考慮經濟性和技術先進性，一般選用電子式互感器時，要全面把握其技術性和成本投入，可以選用電子式互感器或常規互感器；若電壓在66KV及以下，用戶外敞開配電裝置保護測控集中布置的情況下，可以采用電子式傳感器或者常規傳感器，若果保護測控下放布置，選用常規傳感器不較好。
2 數字通信技術和同步技術在電子式互感器中的應用
2.1 IED服務器模型。在電子式互感器的數字通信技術中，通過IEC61850-9-2LE標準配置思想搭建了IED服務器，在該服務器模型中，采集到的信號被綁定在兩個采樣值控制塊上，即MSVCB01和MSVCB02，前者負責8路電流和電壓的打包發送任務，后者將4路保護電流數據打包，并發送。兩個采樣值控制塊還需要分析相關的信息狀態。
2.2 分布式采樣值控制塊的可行性。IEC61850-9-2LE標準配置的采樣值控制塊包括采樣值報文傳輸和采樣值控制塊讀寫，前者傳輸的報文直接到達以太網，要求具有很強的實時性；采樣值控制塊讀寫通過特定的通信服務映射，主要負責遠程控制和在線監測，對實時性要求不是很高，但是具有很大的難度和復雜性。采樣值報文傳輸和采樣值控制塊讀寫這兩項服務的性質完全不同，就現階段的單核心系統而言，要想實現兩者同時進行是比較困難的。在實際通信中，MU服務器和客戶端之間的聯系通過MMS來實現連接。
2.3 分布式采樣值控制塊之間的通信協議的定制。分布式采樣值控制塊之間的通信協議包括FPGA和ARM通信協議，客戶端要實現對SMV包發送的控制，就需要通過改變ARM中的對象的屬性，通過建立通信聯系，可以達到控制SMV包發送的目的。
ARM系統通過S-requests向FPGA系統發出請求，FPGA系統接受請求信息，然后經過調整和修改，把S-requests原語反饋給ARM系統。其中，ARM系統同時扮演著客戶端和服務器的雙重角色是分布式采樣值控制塊的核心部分。伴隨著數字通信技術和數字同步技術的發展，電子式互感器中的各項信息數據的傳輸過程會得到進一步的完善，客戶端與服務端之間的溝通和反饋質量也會不斷得以提升。
3 結語
數字通信技術和數字同步技術在電子式互感器中的應用，使電子互感器的優勢凸現出來，改良了常規互感器在絕緣、精度、諧振、飽和等方面的問題，也滿足了電力系統智能化和數字化的發展要求。電子式互感器測量精度非常高，有很好的絕緣性，安全性比較高；不存在電流互感器開路或是電壓互感器短路的風險，電子式互感器動態范圍比較大；它不含鐵芯，避免了鐵磁諧振現象的發生；輕便、易攜，有良好的暫態特性。在配置電子式互感器時，要綜合考慮其技術的科學性、先進性以及經濟性。對電子式互感器的研究要進一步深入，不斷提高其穩定性和可靠性，將羅氏線圈型電子互感器的高壓側改裝到低壓側，這是需要重點完善的技術，這樣可以有效減短停電的檢修時間。要進一步推廣電子式互感器與斷路器、變電器的集成組合應用，更好地實現客戶端與服務端的連接。伴隨著數字通信技術和數字同步技術的不斷成熟和發展，電子式互感器廠家的產品質量也會逐步得到提升。
參考文獻：
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[2]王化冰，翟子楠.組合式電子互感器的研究與設計[J].儀表技術與傳感器，2007，（5）：47-49.
[3]趙應兵，周水斌，馬朝陽等.基于IEC61850-9-2的電子式互感器合并單元的研制[J].電力系統保護與控制，2010，38（6）.
[4]吳崇昊，陸于平，侯.基于時域連續有限沖激響應濾波器的電子互感器采樣數據站間同步算法[J].中國電機工程學報，2006，26（12）：50-54.
1 電子式互感器
1.1 基本概念
在設計電子式互感器的結構時，對于高精度采集模擬電信號的任務，需要利用采集器來實現，使電信號得到傳遞。在電子式互感器當中，外部接口數字化、傳感原理新型化等是其中的重要內容。在光學無源電子式互感器當中，傳輸和采集信號的傳輸介質使光學器件，其信號傳變性能十分優良。此外，還有一種非光學有源電子式互感器，在此類電子式互感器當中，高精度信號是由高壓側電子回路進行采集，通過對羅氏線圈等傳感器、數據采集電路等進行應用，向低壓地電位傳輸采集的信號。
1.2 主要特點
在電力系統當中，隨著數字化、智能化程度的不斷提高，電子式互感器能夠很好地滿足實際應用需求，具有很高的測量精度，而且在不同的荷載狀態下，也不會影響其測量精度。同時，電子式互感器的絕緣性良好，具有較高的安全性。[1]電壓互感器短路或電流互感器開路的風險不存在，同時具有較大的電子式互感器動態范圍。在電子式互感器中，沒有鐵芯存在，因而不會發生鐵磁諧振，具有良好的暫態特性、易攜帶性、輕便性等特點。
1.3 輸出信號
在電子式互感器當中，主要包括模擬信號、數字信號等輸出信號的類型。測量的數字信號輸出電流為2D41H的測量值，電壓保持為2D41H、電流保護數值保持在01CFH，在模擬信號輸出的電流互感器當中，數值為4伏、225毫伏、150毫伏。
1.4 配置原則
在110千伏及以上的電壓環境中，綜合考慮成本和技術方面的問題，可采用常規互感器、電子式互感器，如果對于66千伏以下的電壓來說，用戶外敞開配電裝置保護測控集中布置的基礎上，也可采用常規傳感器、電子式傳感器。[2]如果保護測控下放布置，則不應采用常規傳感器。
2 數字同步技術的應用
在傳統電磁式互感器當中，是連續輸出模擬量，同時模擬量同步狀況較為良好，而不同傳感器的傳變角差是其主要區別。而在實際應用中，傳變角差數值都會很小，因此基本可以忽略。而在電子式傳感器當中，除了模擬化傳感頭之外，還包括數字處理、模擬信號到數字信號的轉換，所以在應用電子式傳感器的過程中，必須對數據同步的問題加以解決。而在電子式互感器的同步方面，涉及了很多相關的內容。[3]在相同間隔當中，數據計算對于母線電壓、線路電壓、功率因數、電流、電壓、無功功率、有功功率等同步都發揮著重要的作用。根據相關技術規范標準來開，在一個間隔當中，同一單元最多能夠對12個測量量進行處理和輸出，因此，應當保持這些測量量之間的良好同步。在變電站當中，一些設備需要對多個不同間隔的電流、電壓數據進行應用，例如平行雙線橫聯差動保護裝置、集中式母線保護設備、集中式小電流接地選線設備等，在相關間隔中，應當確保同步的合并單元輸出數據。對于輸電線路，如果差動保護方式為數字式縱聯電流，在線路各側，也應保持同步的數據，也涉及了很多相關的變電站。在電網檢測系統當中，需要對全系統同步相角測量進行提供，在全系統當中，也可能實現同步的數據采集。
3 數字通信技術的應用
在高壓傳感器當中，通常會輸出較小的數值模擬量，在傳輸過程中，為了對損耗進行降低，在傳輸當中通常利用離散數字信號。而在光纖通信當中，還應當利用光信號對電子信號輸入進行轉變，在光纖當中進行傳輸，進而完成通信的過程。相比于模擬通信，數字通信具有更高的質量，在通信系統當中，其應用也更為廣泛。數字通信中對電路信號進行調制的主要方式就是數據編碼，對數字信號進行調制，使之形成光信號實現光纖傳輸，利用光電轉換器在接收端對光信號進行接收，重新轉化為數字信號，完成傳輸信號的任務。光源是數字光纖通信中的主要信號，因此，選擇傳輸碼，對于數字通信來說非常重要。很多碼型都可以應用在光纖通信當中，例如偽雙極性碼、插入比特碼、mBnB碼等。在實際選擇中，應當注重選擇具有一定獨立性的比特序列，可以檢測的接收誤碼、誤碼的擴展性很小，為了提取信息方便，不能有長串的1或0出現，同時還應控制較少的碼速率提升較低的碼光功率代價。電子式互感器由于具有較短的傳輸距離，并且在能量供應中可能存在一定的問題，因此，難以有效地通過以上的編碼方式加以實現。因此，利用數字傳輸的方式，采用數據編碼、V/F-F/V、異步串行傳輸等方法，能夠更好地確保測量精度。在光纖數字通信當中，應當先編碼數字信號，然后通過光纖進行傳輸，在電子互感器當中，也可應用這種方法。根據電子式互感器的特點來看，在傳輸信號的過程中，可以采用雙穩觸發器、門電路觸發器等。在開始每個數據的時候，對輸出狀態利用雙穩觸發器進行翻轉，在中間時段的數據當中，如果數據為0，則保持不變的雙穩觸發器狀態，如果數據為1，則其輸出狀態由雙穩觸發器再次進行翻轉。在這種編碼方式的實現當中，為了更好地發揮作用，應當確保初始狀態為0的編碼電路，并根據系統時鐘頻率的二分之一設定數據時鐘頻率。在低壓側當中，為了對原始數據進行更為準確的翻譯，應當在低壓側恢復和處理相應的時鐘和數據。在數字通信技術的應用當中，時鐘信號的恢復發揮著至關重要的作用，對于電子互感器整個系統的傳輸質量、傳輸距離等，都會產生極大的影響和作用。在恢復時鐘信號的步驟中，其目的是為了更好地判斷接收到的數據信號，對穩定的數據信號進行恢復，從而將抖動和噪聲除去，為后續的處理和傳輸提供便利，在這樣的情況下，能夠提供相應的特別信號，為系統的良好運行提供支持。
4 結語
在當前的社會當中，電力能源是一種非常重要的能源，因此電力系統的良好運行狀態有著重要的意義。在電力系統運行狀態的控制與檢測當中，電子式互感器是一種十分常用的設備，對于電力系統網絡的良好運行發揮著極大的作用。隨著科技的發展，在電子式互感器當中，數字技術得到了更為良好的應用，而其中的數字同步技術、數字通信技術等，在實際應用當中也發揮出了更為良好的作用和效果。
參考文獻：
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《數字通信與技術》是電信專業里一門實踐性非常強的專業基礎課程，它是培養學生觀察能力、動手能力、思維能力的一個綜合課程。在教學中占有重要的地位，但是當把《數字通信與技術》這門課程作為其他相關專業高年級學生的一門選修課程時，為了調動高年級學生的積極性，就應該把教學重點從一門基礎課程，轉移到一門普及型的科普課程，把調動學生學習的積極性為主要目的。
1 項目教學，專題講授引起學生興趣
作為安排在畢業班年級的一門選修課程，考慮到課時和畢業班學生本身的情況。課程的目標定位為是對數字通信和數字通信技術方面的基礎知識有所了解，對現在社會上正流行的一些新技術新知識有所觸及，建立一個初步的概念，是一個普及的過程。
作為畢業班的選修課程，主要是在學生進入社會之前的最后一個學年里，讓學生選擇自己感興趣的一些其他專業或與自己專業相關的課程。由于時間原因，選修課程的課時相對較少。但是《數字通信與技術》這門課程涉及數學、電路、計算機、信息技術等多方面的知識，理論性、綜合性、實踐性強，因此想讓學生在短的時間里獲得更多的知識量，更應該安排好課程的內容。采用項目教學的方法，把分散的知識點歸納整好到一起，安排成專題，再結合身邊實際的案例去講授介紹，能夠很好的調動學生學習的興趣。
作為要進入社會的高職畢業班學生，在完成了專業課和專業基礎課程之后，由于興趣或者學分所致，需要選修一門課程的。更應該把學生的感受考慮到教學的環節中，如何迎合學生的心理，感興趣的心理和抵觸的心理。
項目教學內容:
2 動畫教學，課堂講授注重合理地利用多媒體課件
由于傳統的ppt課件整體比較呆板,動態環節少，教學過程非常緊湊，教師難以根據課堂教學的實際情況及時調整教學程序和教學內容，不利于綜合運用啟發式、提問式、討論式教學法，從而限制了教師的課堂發揮，影響了師生之間的交流，再有為了使學生看清多媒體內容往往教室光線暗，往往使學生昏昏欲睡，得不到學生的共鳴。對此很不適合處在畢業班的學生浮躁的心態，對此我認為:（1）采用項目教學，準備專題講座教案,改進授課方式。課件采用flash動態演示課件，授課時課件的切換速度一般要快于板書，因此，課件的制作要緊扣教學大綱，課件內容要有嚴密的邏輯關系。利用多媒體強大的圖形、圖像處理功能，在課件中設計大量直觀、動態的圖形圖像，通過對圖形圖像的講解使學生深入、全面、形象地理解數字通信技術的相關理論。（2）不拋棄板書，結合黑板教學，提高教學效果。對一些重點、難點的教學內容，還是應結合一定的黑板教
轉貼于
學。從實際教學中得出反饋，這些內容如果全部使用多媒體教學效果不一定好,學生往往走馬觀花，不能深刻理解實質內容，因此應在多媒體教學的同時結合黑板教學，使學生能夠理解前因后果，從而提高教學效果。
信息理論是通信系統的理論基石，在教學過程中，學生對其概念理解困難。利用MATLAB將信息理論仿真數字通信系統，學生容易接受理論知識。同時，仿真系統具有可視化功能［1］，從中可直觀地觀察到信號在通信系統各部分中的運行結果，有利于深入理解通信系統。通過修改系統的相應參數，可以對該數字通信系統進行仿真研究，增加學生的學習興趣。
1.數字通信系統一般模型
數字通信系統就是利用數字信號來傳遞信息的通信系統，包括：信源、信源編碼器、信道編碼器、信道、噪聲源、信道譯碼器、信源譯碼器、信宿。通信的任務是快速、準確地傳遞信息，從消息的傳輸方面來說，通信的有效性和可靠性是通信系統最主要的性能指標［2］。
1.1信源編碼與譯碼
信源編碼的作用之一是設法減少碼元數目和降低碼元速率，即通常所說的數據壓縮。碼元速率將直接影響傳輸所占的帶寬，而傳輸帶寬又直接反映了通信的有效性。作用之二是當信息源給出的是模擬語音信號時，信源編碼器將其轉換成數字信號，以實現模擬信號的數字化傳輸。信源譯碼是信源編碼的逆過程。
1.2信道編碼與譯碼
數字信號在信道傳輸時，由于噪聲、衰弱及人為干擾等，將會引起差錯。為了減少差錯，信道編碼器對傳輸的信息碼元按一定的規則加入保護成分（監督元），組成所謂“抗干擾編碼”。接收端的信道譯碼器按一定規則進行解碼，從解碼過程中發現錯誤或糾正錯誤，從而提高通信系統抗干擾能力，實現可靠通信。
2.信息理論
本設計仿真模型采用數字通信系統，包括：信源、信源編碼器、信道、噪聲源、信道譯碼器、信源譯碼器、信宿。其中信息源可以發出7個不同的碼字A，B，C，D，E，F，G，各碼字概率分別為“0.20，0.19，0.18，017，0.15，0.10，0.01”，信源編碼采用霍夫曼編碼，信道采用二元對稱信道，信源譯碼采用最小錯誤概率譯碼原則。
霍夫曼于1952年提出了一種構造緊致碼的方法，它就是“霍夫曼編碼法”。在霍夫曼編碼方案中，其步驟為：
（1）將信源消息（符號）按概率大小順序排列；
（2）從最小概率的兩個消息開始編碼，并給以一定的規則，如最小概率的下支路變為1或0，大概率的上支路變為0或1；
（3）將已編碼的兩個消息對應的概率合并，并重新按概率大小排序，重復步驟（2）；
（4）重復步驟（3），直到合并概率得到了1為止；
（5）編碼的碼字按后出先編的方式，即從概率歸一的樹根逆行至對應消息。
下面具體說明構成方法，設原始數據序列概率為U，
U：（A B C D E F G）
0.20 0.19 0.18 0.17 0.15 0.10 0.01（大小順序已經排列）
將概率最小的兩個符號F與G分別指定為“1”與“0”，然后將它們的概率相加，和為S1，再與原來的A-E組合并重新排序為：
U1：（A B C D E S1）
0.20 0.19 0.18 0.17 0.15 0.11
對E與S1分別指定“1”與“0”后，再作概率相加得和為S2并重新排列，得到
U2：（S2 A B C D）
0.26 0.20 0.19 0.18 0.17
直到最后得到Ui=（0.61 0.39），分別以“1”和“0”為止。
則碼字“A”經霍夫曼編碼后結果為“01”，碼字“B”經霍夫曼編碼后結果為“00”，碼字“C”經霍夫曼編碼后結果為“111”，碼字“D”經霍夫曼編碼后結果為“110”，碼字“E”經霍夫曼編碼后結果為“101”，碼字“F”經霍夫曼編碼后結果為“1001”，碼字“G”經霍夫曼編碼后結果為“1000”；
選擇譯碼規則的原則是使平均錯誤概率最小，本設計采用二元對稱信道，如圖2所示：
在信道接收端接收到符號0時，譯碼只把它譯成0；接收到1時，把它譯成1，則正確的概率為p=0.99，錯誤概率為p*=0.01。反之，如果規定在信道輸出端接收到符號0時，譯碼器把它譯成1；接收到1時，把它譯成0，則錯誤概率為p*=0.99。本設計采用最小錯誤概率譯碼原則，在信道接收端接收到符號0時，譯碼只把它譯成0；接收到1時，把它譯成1。
3.MATLAB仿真系統
3.1仿真系統界面
本設計通信系統模型由信源、信源編碼器、信道、噪聲源、信道譯碼器、信源譯碼器、信宿幾大部分組成。通過MATLAB面向對象［3］［4］設計則仿真界面如圖3：
3.2功能實現
運行通信系統仿真平臺的應用程序M文件，對它進行反復調試，使界面及各控件符合系統預定的功能，即可以完成數字通信系統的各個模塊的功能則系統設計成功。調試M文件完畢，在第一個輸入文本框中輸入信源符號“A，B，C，D，E，F，G”中的一個，其中各碼字概率依次為“0.20，0.19，0.18，0.17，0.15，0.10，0.01”。輸入“C”，經過信源編碼（霍夫曼編碼）后生成碼字“111”，通過信道矩陣后產生多組碼字，通過信源譯碼（最小概率譯碼譯碼原則）消去其他干擾碼字，信源譯碼使用譯碼錯誤概率最小原則，得到結果“111”，最后再譯出發送的碼字送入信宿。各模塊最終仿真結果如圖4所示。
4.結語
本文介紹了利用MATLAB軟件將信息理論在通信系統進行應用，并給出了通信仿真方法，結果表明MATLAB通信仿真工具在教學和科研中具有良好的應用前景，但是該系統還有很多地方有待進一步完善。
參考文獻：
［1］王沫然.MATLAB與科學計算［M］.北京：電子工業出版社，2003：157-230.
中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2015）03-0139-02
1 概述
近年來，隨著智能變電站技術的不斷發展及相關產品不斷完善，電子互感器逐步在智能變電站中得到應有。但由于不同廠家生產的采集器與合并單元間的數據編碼與傳輸標準存在著差異性，不利于系統的維護與升級。因此，研究智能變電站中采集器與合并單元之間的通信規約，研制用于測試和驗證不同廠家生產的電子互感器數字通信接口的標準性、一致性、兼容性的測試及檢驗裝置便具有十分重要的意義和工程價值。
針對此研究課題，國內已開展的相關研究工作主要包括：四川大學的張麗杰等對電子互感器采集器與合并單元通信規約進行了研究，提出使用4B5B碼代替曼徹斯特碼、BCH碼代替CRC校驗碼的新的數據傳輸接口方案，并對新方案進行仿真[1]；湖南大學的高樂等對電子互感器接口通信模型設計進行了研究[2]；華中科技大學的謝佳君在其碩士論文中對基于FPGA的電子互感器數字接口合并單元進行了研究，從硬件和軟件兩個方面對同步、數據處理以及數據輸出功能的實現進行了分析[3]；西南交通大學的常曉勇對基于IEC61850電子互感器數字接口硬件方案進行了研究[4]；另外，寧夏電科院和上海遠景公司對智能變電站合并單元時間性能測試問題開展了研究[5]。
本文首先對國內主流電子互感器廠家數字通信接口規范進行匯總分析，提出了滿足智能電網運行的電子互感器數字信號技術規范。依據此規范進行了電子互感器數字通信接口測試裝置的軟硬件設計，實現電子互感器數字通信接口協議的報文接收與解析，及兼容性分析，本裝置可以對工程應用中，電子互感器三種常見信號傳輸形式信號進行測試分析，對其中傳遞的電力數據進行分析、計算、記錄，能夠顯示電力實時波形。以直觀、易懂的方式將FT3報文展現出來，自動分析其編碼格式，并能夠顯示其速率。
2 電子互感器數字通信接口分析
電子互感器的二次輸出分為數字輸出和模擬輸出兩種，模擬輸出是為了利用變電站現存的模擬接口二次設備，是一種過渡性的措施，數字輸出是智能變電站對電子互感器提出的要求。雖然早在1999年就出臺了電子電壓互感器（Electronic Voltage Transformer）數字通信接口標準IEC60044-7，但當時受各種因素的限制，在此標準中，沒有提出數字輸出的概念。2002年出臺了電子電流互感器（Electronic Current Transformer）標準IEC60044-8，首次提出了電子互感器數字輸出的概念，并對其輸出特性做出明確規定。我國國家電力公司在十五規劃中將電子互感器的國家標準校驗系統研制工作立項，交給國家互感器質檢中心承擔，已于2004年完成。2004年3月，我國互感器標準委員會正式成立了電子互感器標準制定工作組，2004年5月召開了工作組第一次會議，開始實施IEC標準轉化成我國國家標準的工作。此項工作于2007年年底完成，并出臺了國家標準GB/T20840.7（電子電壓互感器）和GB/T20840.8（電子電流互感器）。但是此標準是只針對電子互感器本身的技術要求，未對電子互感器和合并器之間的通訊接口規范做出定義。
從時間上來看，現階段我國針對電子互感器的數字輸出研究處速發展階段，所以制定電子互感器統一的輸出標準是非常必要。
3 電子互感器數字通信接口規范
根據IEC60044-8標準，在電子互感器數字接口設計中，物理層應采用Manchester編碼方案，并通過基于光纖或銅纜的傳輸系統來實現物理連接。在實現時，針對物理層與數據鏈路層的特性，有兩種具體的技術方案。一種是IEC60044-8中描述的通訊方式，使用內插法或同步脈沖法得到輸出信號，并按照IEC60870-5-1（遠動設備及系統傳輸幀格式）規定的FT3數據幀格式封裝，實現數據傳輸。另一種采用IEC61850-9-1描述的以太網接入方式，使用同步脈沖得到時間連續的一次電流和電壓及抽樣信號，按照ISO/IEC8802.3協議規定的幀格式進行數據封裝，實現數據傳輸。
3.1 物理層規范
合并單元到二次設備的連接可以是光纖或銅線，標準傳輸采用通用幀格式，速率為2.5Mbps，采用曼徹斯特編碼，最高有效位先送。對于采用光纖連接的傳輸系統，兼容的接口是合并單元上的光纖連接器。根據傳送距離的不同，可以選用塑料光纖或者玻璃光纖。如果采用光纖傳輸，必須注意光驅動器和光接收器的性能。
3.2 鏈路層規范
鏈路層采用IEC60870-5-1規定的FT3幀格式。這種幀的優點是數據完整性好，可用于告訴多支路同步數據鏈。鏈接服務類是S1：發送/無應答，這樣數據傳輸是連續的和同期性的，無需二次單元的確認和應答。幀內容由啟動字符、數據段和CRC校驗碼組成。這一方法在技術上易于實現，通訊協議易于標準化，對于不同的一次電氣連接具有高度的靈活性。
3.3 應用層規范
為了與IEC61850-9-1兼容，應定義若干標志符。數據幀包括數據塊數、塊長等，一幀數據有2個狀態字，每個狀態字占用2個字節。若某些電壓、電流量沒有使用，則在狀態字中相應的位上要置位，并且在該數據域的值須為0000H。若電子互感器故障，則相應的無效標志和維修請求標志要置位。
3.4 數據標定規范
測量用電子互感器數字輸出額定標準值是十六進制的2D41H（十進制11585），保護用電子互感器數字輸出額定標準值是十六進制的0ICFH（十進制463）。分成測量和保護兩個標準值是因為保護用電子互感器可以測量的電流/電壓可達到額定一次值的40倍（0%偏移）或20倍（100%偏移）而不會過載，測量用電子互感器可以測量的電流/電壓可達到額定一次值的2倍而不會過載。
電子互感器數據采樣頻率額定標準值有下面幾種：80fr-48fr-20fr，fr為額定頻率。對于較高的準確級，需選用高的數據采樣頻率。如果被供給的系統所需數據率大于數據采樣頻率，則在二級設備內使用IEC60255-24中描述的稀抽樣技術。數字輸出的電子互感器還定義了額定延時，它指數據處理和傳輸所需的額定值。在計算互感器的相位誤差時，應從相位差中減去額定延時引起的偏移量。由于采用等距采樣，因此兩個采樣點之間的間隔Ts是常量，且等于數據采樣頻率的倒數。額定延時的標準值有：2Ts，3Ts。
3.5 數據傳輸時間同步規范
數據同步問題是指智能變電站二次設備需要的采樣數據是在同一個時間點上采得的，即采樣序列的時間同步以避免相位和幅值產生誤差。解決同步問題有插值計算法和同步脈沖法。
插值計算是由二次設備完成，根據互感器提供的若干個時間點上的采樣值，插值計算得到需要的時間點上的電壓、電流值。同步脈沖法則是使用統一的同步脈沖信號，電子互感器在送出的采樣值中打上時標，提供給二次設備。同步脈沖可以通過主時鐘獲得，例如GPS接收機。為保證GPS接收機的正常工作，通常需要一個開放的整流輸出器與站電池連接。對于長距離和高精度要求的情形，應采用光輸入。在沒有電磁干擾的環境下，低電壓輸入也是一個低成本高效的方案。
提供給合并單元的同步時鐘輸入可以是電氣連接的，也可以是光學連接的，而且必須遵循以下規范：
（1）觸發時刻：低電平到高電平的上升沿觸發。
（2）時鐘頻率：每秒鐘發出一個同步脈沖，無論輸入脈沖是否異常，合并單元都需要對同步脈沖做真實性核查。
當同步時鐘采用光學輸入時，應遵循以下規范：
（1）觸發水平：光強幅值的50%。
（2）應使用同樣的光纖連接器件和光纖。
（3）脈沖持續時間th>10μs。
（4）脈沖間隙tl>500ms。
當同步時鐘采用低電壓輸入時，應遵循以下規范：
（1）電壓等級：10V或24V。
（2）觸發電平：5V。
（3）脈沖持續時間th>30ms。
（4）脈沖間隙tl>500ms。
（5）輸入電流范圍：1mA-20mA。
實際應用中可將兩種方案結合起來，平時采用GPS脈沖對時，當GPS接收機失效的時候，由二次設備進行插值計算得到需要的時間點上的采樣值。當傳統設備數據不具有GPS時標的時候，也必須進行插值計算，以滿足系統測量和控制的需要。
4 通信接口監視及分析裝置設計
電子互感器協議接收與解析裝置由前端采集與后臺分析兩部分組成：前端采集負責ECT、EVT的編碼識別、解碼、封包及協議轉換功能；后臺分析完成ECT、EVT編碼的分析、顯示及電力數據的分析。
電子互感器監視與分析裝置硬件原理總體結構框圖如圖1所示：
前置采集部分采用1U、19英寸機箱結構，帶有8路FT3串行采集光口、2路100M光以太網口，能夠同時對8路互感器進行監視。
后臺分析采用3U、19英寸機箱結構，內置高性能嵌入式CPU，能夠滿足高速數據的處理。
ECT/EVT與測試設備之間的數字量采用串行數據傳輸，采用異步方式，傳輸介質采用光纖傳輸。符合GB/T20840.8相關規定。支持符合GB/T18657.1的FT3的四種固定長度幀格式，具體如下：
（1）數字量傳輸幀格式-I（單相互感器）。
（2）數字量傳輸幀格式-II（三相電流互感器）。
（3）數字量傳輸幀格式-III（三相電壓互感器）。
（4）數字量傳輸幀格式-IV（三相電流電壓互感器）。
電子互感器與測試設備之間采用多模光纖，光纖接頭采用ST，支持的傳輸速率為2.0Mbit/s或其整數倍。采樣率為80點/周波，幀格式I、II、III的傳輸速率為2.0Mbit/s，幀格式IV的傳輸速率為4.0Mbit/s。采樣率為256點/周波，幀格式I、II、III的傳輸速率為6.0Mbit/s，幀格式IV的傳輸速率為8.0Mbit/s。
前置接收裝置采用TI公司高性能的32位DSP處理器，主頻高達600MHz，處理性能可達4800MIPS；內置全雙工的自適應以太網芯片；提供一個高性能FPGA芯片，強實時數據由FPGA編碼實現，接收同步基準和采集器數據。使用6層電路板及表面貼裝技術，提高了裝置可靠性，可適用于需要數字量合并功能的場合，主要功能有：
（1）同步基準輸入。裝置接入兩路同步基準，提高裝置同步的可靠性。由同步基準產生PPS秒脈沖，PPS到來時DSP翻轉重采樣的采樣序號。裝置利用同步時鐘（例如GPS系統的授時信號）作為數據采樣的基準時鐘源。
PPS采用光信號，在低到高的脈沖上升沿觸發，合并單元應作合理性檢查，驗明輸入脈沖是否有誤。
（2）晶振誤差補償。晶振的精度受環境溫度等因素影響，本裝置采用先進的自適應晶振誤差補償技術，大大提高了輸出數據的均勻性。
（3）重采樣。裝置所接的采集器發送報文時間要求有固定延時，采集器按固定延時發送報文，裝置在接收到各采集器輸入的報文后由重采樣模塊進行重采樣，重采樣采用二元拉格郎日算法，數據滿足電力系統精度及實時性要求。
5 應用與結論
本文對國內主流電子互感器廠家數字通信接口規范進行匯總分析，提出了滿足智能電網運行的電子互感器數字信號接口技術要求。依據此規范進行了電子互感器數字通信接口監視及分析裝置的軟硬件設計，實現電子互感器數字通信接口協議的報文接收與解析，及兼容性分析。
本裝置已經在多個智能變電站工程中得到實際應用，實現了電子互感器三種常見信號傳輸信號的測試分析，能夠直觀方式顯示FT3報文格式的電力實時波形，自動分析其編碼格式，并能夠顯示其速率。本文將對電子互感器數字通信接口技術成熟和電子互感器的應用推廣起到推動作用。
參考文獻
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【中圖分類號】TN915 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089 (2012)01-0009-01
通信技術正以前所未有的速度得以發展和應用，它與計算機技術相互融合和滲透形成現代通信技術，如衛星通信、微波通信、移動通信、光纖通信等都屬于現代通信技術，它與我們息息相關，給我們的工作和生活帶來了日新月異的變化。因此，《現代通信技術》課程不僅要在通信工程專業開設，同時還有必要在非通信工程專業開設。
1 現代通信技術課程的目標與內容
《現代通信技術》作為一門為非通信工程專業本科學生開設的課程，是通過知識的加工和優化，在原《現代通信系統》與《通信原理》等課程基礎上整合而成，并向應用性方向拓展[1]。由于非通信工程專業的學生沒有學習過《現代通信系統》和《通信原理》課程，所以課程目標是“輕理論，重應用”，使學生初步了解關于通信系統的基本概念、數字通信系統的組成；了解現代通信系統中的電信交換、衛星通信、微波通信、移動通信、光纖通信等通信系統的基本原理、組成框架和最新應用內容。
現代通信技術課程由通信網基礎技術、電信交換、無線通信、移動通信和光傳輸網五大主要組成部分[2]，詳見圖1。
圖1 現代通信技術課程主要內容
通信網基礎技術包括模擬通信和數字通信（強調數字通信系統）、數字通信系統設計的技術如信源編碼技術、信道復用技術等、數字信號的基帶傳輸、調制技術和差錯控制技術等；電信交換包括常用的交換方式如電路交換和分組交換、數字程控交換、ISDN（綜合業務數字網）和智能網；無線通信包括無線傳播的基本特性、無線通信的關鍵技術、典型的無線通信微波通信系統、衛星通信系統的組成和應用；移動通信包括移動通信的關鍵技術、典型的移動通信系統GSM、CDMA和3G系統的原理、技術體制及應用發展；光傳輸網包括管傳輸系統的組成和原理、SDH光傳輸網技術、光波分復用技術等。
2 傳統的現代通信技術教學方式的特點
傳統的教學方法是以知識學科體系為中心，先講述理論，在進行一些驗證性的實驗。《現代通信技術》課程的教學方式一致沿襲本科教育中學科體系的教學模式，從通信網基礎技術到無線通信、移動通信等，都過于側重理論，偏重知識的積累，內容豐富，公式與性質多，抽象難懂，這種教學方式的主要特點和弊端如下：
2.1 學生對學習感到枯燥，無法進行創新能力培養。對于現代通信技術課程來說，知識抽象、枯燥，特別是講到通信原理等摸不著看不見的知識時，學生更是不知所云。很多學生僅僅是被動地在學習，沒有主動參與的熱情，體會不到學習的樂趣，更談不上創新能力了。
2.2 教學過程中以原理知識為核心，而忽略了學生的數學功底和理論推導能力，使其缺乏學習的積極性；教學方法也是以傳授知識為主，忽視了學生的能力培養和工程設計鍛煉，導致知識與能力不協調。
2.3 理論和實際沒有很好地聯系起來，對知識的實際應用只作點綴，學生動手環節較少，更缺乏現場操作的經驗，無法滿足崗位需求。
3 現代通信技術課程的教學思路和教學模式
考慮到非通信工程專業的學生基本上沒有學習過包括通信原理、信號與系統、隨機過程等課程，在教學中必須從實際出發，因材施教，遵循深入淺出、易于理解的原則，力求簡潔明了，突出科普性，激發學習興趣[3]。采取“多挖坑少鉆井”的方法，對現代通信技術課程中較深的知識進行必要的刪減，比如通信網基礎技術中的調制技術、語音編碼，電信交換中的數字交換單元的工作原理、信令系統，無線信道特性分析、擴頻技術等知識點，只能進行簡單的講解，使學生明白這些知識的基本概念。
3.1 教學內容模塊化。
本課程對理論知識不要求過度深入，避免復雜的數學推導，建立模塊化的教學模式，參考圖1的課程內容，將現代通信技術作為一個整體任務，并按主要內容將這一任務分解成任務模塊：通信網基礎技術模塊、電信交換模塊、無線通信模塊、移動通信模塊和光傳輸模塊，每個模塊又分解為幾個子模塊。每個教學模塊都以具體的項目案例引出教學內容，將枯燥的理論教學完全融入到一個個具體的任務中，抽象的知識就得到了具體的體現。這種教學方案不僅可以激發學生的學習興趣，還可以培養學生分析問題和解決問題的能力。
3.2 教學方法多樣化。
課堂教學質量的好壞直接影響到教學效果。“滿堂灌”的傳統教學方法已經不適應現在以“學生為主體”的課堂，而采用類比引證等深入淺出的方法進行多維立體教學，則可事半功倍，大大提高教學質量。
3.2.1 多維立體教學。
隨著多媒體技術的應用，課堂上老師大都使用PPT進行教學，不停地播放幻燈片，授課信息量大，內容多，但這種教學方法很容易忽視學生對內容的理解和接受程度。多維立體教學，就是靈活使用現代教學手段，使用“多媒體+網絡+板書”的教學模式，采用多種方法展現抽象的知識點，在圖、文、聲、像等方面為學生提供直觀感受，讓他們在短時間內理解和接受大量的最新信息[4]。課堂上，可以充分利用多媒體放映PPT、圖片、動畫和視頻等，課后學生可以登錄教學網站下載學習資料，通過網絡、論壇與老師進行互動交流。例如，在學習衛星通信時，可以插入衛星通信系統的圖片，播放最新衛星通信的相關視頻等，讓學生直觀地理解相關內容。
3.2.2 善于類比。
本課程設計很多的原理、概念，若只是將這些抽象的知識敘述出來則顯得枯燥無味，學生不易理解，而將這些知識與現實生活中我們常接觸的事物做類比則可以很好地理解[6]。例如，在講解無線通信中電磁波按照傳播方向的分類時可以將其與臺球的運動做類比，如圖2所示，這樣將抽象的看不見摸不著的電磁波也可以很容易的知道它包括直射波、反射波、繞射波和散射波等。
圖2 臺球的運動
再如，在講解移動通信中的切換技術時，切換包括軟切換和硬切換，什么是切換？什么是軟切換？什么是硬切換呢？同樣也可以采取類比的方法。假設你在一個工作崗位呆久了，由于這樣或那樣的原因，想調整一下，但你不能終端工作，直接變成空閑狀態，因為你很在乎工作所帶來的收益，你不希望這個收益中斷（切換的目的就是為了提供無中斷的數據傳輸）。根據崗位變動時，交接工作地開展方式不同可以把崗位變動分為溫柔換崗（類似于軟切換）和強行換崗（類似于硬切換）。溫柔換崗就是在和新的工作崗位進行聯系時，舊崗位的工作也不已下載中斷，而是進行相應的交接工作；強行換崗就是和舊崗位徹底中斷，然后建立和新崗位的聯系。根據類比引出軟切換和硬切換的概念，學生就很容易理解了。
這種類比的方法不僅可以調節課堂氣氛，還可以深入淺出地將抽象難懂的知識讓學生在輕松地氣氛中理解并掌握。
3.3 教學模式工程化。
近年來，以美國麻省理工學院為首的世界幾十所大學展開了CDIO工程教育模式的改革。CDIO是Conceived（構思）、Design（設計）、Implement（實現）、Operate（運作），是“做中學”和“基于項目的教育和學習”的集中概括和抽象表達[5]。該教學模式下，學生是學習主體，教師是教學主導。對于現代通信技術課程，教師首先要明確講授課程在專業知識結構中的地位和作用，引導學生主動學習。其次，教師要根據學生應掌握的知識和能力，在教學中適當穿插綜合性實驗，促使學生自己動手，帶領學生對衛星地面接收站、通信站等機房進行觀摩，使理論知識和實際應用聯系起來，培養學生的實際操作能力。在工程化的教學模式理念的指導下，我們可以改變以往重理論輕實踐、重視專業知識而忽視創新能力的教學方式，取得良好的教學效果。
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關鍵詞:
電子式互感器；數字同步；數字通信
在數字化變電站運行過程中，電子式互感器在電力測量和電力保護方面發揮著非常重要的作用。在實際應用過程中，數字同步技術和數字通信技術是非常重要的部分，直接影響著電子式互感器的性能。通過應用數字同步技術和數字通信技術，可以將已有的信息成果轉化成準確性、可靠性更高的生產力投入電力系統中，可以顯著降低電力系統運營成本，促進電力行業的持續化發展。
1電子式互感器介紹
1.1電子互感器的基本概念
在進行電子式互感器結構設計時，需要借助采集器來完成高精度采集模擬電信號的工作，這樣才能確保電信號進行正常的傳遞，完成工作。在電子式互感器中，最為重要的內容是外部接口數字化和傳感原理新型化。在光源無源電子傳感器中，使用光學器件來進行信號的傳輸和采集，這樣才能提高信號的傳遞功能。除此之外，還存在一種非光學有源電子式互感器，借助高壓測電子回路來對高精度的電子信號進行采集，使用羅氏線圈等方式來對數據進行應用，并且傳輸信號給低壓電位[1]。
1.2電子互感器的主要特點
隨著社會的不斷發展，科學技術也在快速的發展過程中。在電力系統中，數字化和智能化也在快速的普及，電子式互感器能夠充分的滿足實際的需求，并且其具備較高的精確度，設備在不同的運行狀態下都可以進行很好的測量。與此同時,電子式互感器具有良好的絕緣性，操作起來也十分安全，并不會存在短路或者開路的現象。在電子式互感器中，不存在鐵芯，所以不會出現鐵磁諧振的現象，并且便于攜帶、輕便。
1.3電子互感器的配置原則
處于110千伏以上的電壓環境中，需要對資金的投入量和技術問題進行全面的考慮，可以使用常規互感器和電子式互感器來進行配置；處于66千伏以下的電壓環境中，以配置敞開配電裝置為基礎，再使用常規傳感器和電子式傳感器。
2電子式互感器的整體框架
如下圖1所示為電子式互感器的整體框架圖。其中，高壓測信號采集器的功能是對電信號進行模擬，并且在高精準度下對信號進行采集和上傳[2]。因此，將電子式互感器的采用機制下移至MU，省去了信號采集器向脈沖傳遞的操作，大大簡化的信號傳遞系統。多個路線在信號采集結束之后，在MU處進行匯合打包，使用通信協議棧向以太網來進行采樣測量值數據包的發送，這一操作過程也直接決定了MU的特點即功能：多任務性和時效性。但是，從另一方面進行分析，由于IEC61850標準的具備更強的靈活性和互操作性等特點，使得MU的時效性大大減弱，并且使得通信協議棧更加的復雜化。為了有效的解決上述問題，降低任務實現的難度，制定出最新的標準即，IEC61850-9-2LE。制定的該項新標準在數據采用控制方面進行了調整，選擇特地通信服務反映到以太網的鏈路層，僅僅對協議集的測量值發送服務進行保留，從而大大降低了互操作性，對電子式互感器進行了簡化。由于需要對采用測量值進行保護，則在PHY將原有的保護通道擴展為8個，采用點對點的方式來對其進行保護。
3數字同步技術的應用
對于電力系統來講，由于不同設備在運作過程中產生的電壓信號和電流信號不同，并且需要借助公共時鐘脈沖處理之后才能進行同步。現有的技術下，使用最為廣泛的公共時鐘脈沖為：PPS碼和B碼。這兩種類型的公共時鐘脈沖主要運用在電壓和電流信號的處理過程中[3]。其主要的優勢是能夠以秒為單位進行同步，確保電壓和電流的頻率按照每秒一次的狀態進行工作。以此基礎所形成的以太網PTP時間計算方式能夠有效的從傳遞時間在時鐘節點運行過程中所形成的PPT報文的計算方式來進行偏差數值的獲取，這樣才能夠有效的對數值進行調整實現同步。在數據值輸送過程中，MU在對所采集到的信息進行數字化處理的過程匯總，能夠有效的借助信號干預能力來對信號進行延遲處理，從而有效的解決信號在A/D轉換過程中出現的延遲現象。信號在延遲過程中，借助FIR濾波器群來對延遲之后的信號進行處理，并且與MU數字化處理之后的信號進行同步延遲，借助以太網控制器來對所轉換的數據信息進行發送。從這一角度進行分析，在電力系統中各種類型的設備在電壓和電流信號的產生、傳送、處理過程中，最為關鍵的部分是高階FIR濾波器裝置。假設所有數據信息采集的周期為50us，一般性64階結構FIR濾波器裝置能夠起到的延時時間為1.5ms。從這個方面來進行分析，只借助傳統意義上的插值運算方法是無法對設備的電流、電壓信號在信號采集、傳送、處理過程中所產生的延遲問題技能型補償。因此，需要采取有針對性的方式來對其進行處理，但是，需要注意以下幾方面的問題：首先，借助數字移相器來對延時的信號進行處理并且在獲得相位均衡的過程中，需要借助阻容網絡和運算放大器來組成的結構對移相電路進行表示，電路示意圖如下圖1所示。由圖1可以看出，模擬移相器連續傳遞的數值與電路示意圖1中所顯示的電阻值、電容值有著直接的關系。因此，在信號傳遞、采集和處理過程中引入拉普拉斯變換復變量參數，能夠有效的對系統的連續信號進行獲取，并且有效的模擬角頻率和拉普拉斯變換復變量參數將其引入到移相器中從而進行函數傳遞。通過對相拼特性進行分析之后發現，圖1所示的整個模擬移相器在進行數據處理過程中所顯示的移相數值在0-180°范圍內進行變化。對模擬移相器進行校正和調節之后，能夠有效的獲取出方差函數最小點的參數，最終能過獲得數字同步處理所需要的數值。其次，使用插值重采樣操作方式能夠有效的實現電子互感器中數據信息的同步傳遞，這也是現階段中使用最為普遍的一種方式。MU能夠有效的兼容并且借助兩種不同類型的格式碼。此外，在FPGA支持下的數據同步處理模塊中，能夠有效的將時間間隔控制在1S內，并且對同步脈沖頭進行均勻的處理，從而形成多個均勻的時間切片，每一個時間切片位置都有一個獨立的采樣脈沖信號與其相對應。因此來講，以數據采集和傳送過程中所獲得的采用脈沖信號為基礎，來對數據信息進行插值處理，能夠有效的實現數據信息的同步。
4數字通信技術的應用
當傳感器處于高壓環境中時，一般會出現一些數值較小的模擬量。在數據信號進行傳遞的過程中，為了有效的降低對能源的損耗，一般采用離散數據信號來進行傳遞。但是，在光纖通信過程中，可以將光信號轉變為電信號，降低了能耗的損耗，并且完成了信號傳遞工作。與模擬通信進行比較，數字通信具有較高的傳遞質量，這也是為什么在通信系統中使用廣泛的重要原因之一。在數字通信中，采用數據編碼的方式來對電路中的電信號進行調制，使其轉變為光信號在光纖中進行傳遞。借助光電轉化器來對光信號進行接收，然后再將光信號轉換為數字信號，從而完成信號傳輸的工作。數字廣信通信中最為主要的信號是光源。因此來講，選擇傳輸碼就顯得極其的重要。大多數碼型都可以使用在光纖通信中。但是，在實際的選擇過程中，需要重點選擇一些具有獨立性的比特序列，這樣可以大大減少獲取或者接收失誤碼的現象。為了更好的對信號進行信息的提取，不能出現長串的1或者0，并且還需要對碼速率進行有效的控制，降低碼光功率的消耗。由于電子式傳感器存在一定的傳輸距離，有可能無法及時的供應能量，因此，無法使用上述的編碼方式來實現數據信號的傳遞。因此，借助數字傳輸的方式，使用數據編碼、異步串行傳輸的方式來進行數據信號的傳遞，能夠有效的保證數據的真實性和精確度。在光纖數字通信過程中，需要采用編碼工具來對數字信號進行編碼，然后再將數字信號轉變為光信號在光線中進行傳輸。在電子式互感器中，也可以使用數字編碼、信號轉變的方式來進行信號的傳遞。通過對電子式黃安琪的特點進行分析，在數據信號傳遞的過程中，可以使用門電路觸發器和雙溫觸發器等。在數據開始進行編碼之前，需要借助雙溫觸發器來對數據的輸出狀態進行翻轉，如果數據顯示為0，則雙溫觸發器的狀態保持不變；如果數據顯示為1，則需要再次對雙溫觸發器進行翻轉。采用這種編碼方式進行數據信號處理時，為了更好的發揮其功效，需要對狀態為0的編碼電路進行確定，并且根據系統時鐘頻率的二分之一來進行數據時鐘頻率的確定。在低電壓測，為了更好的對原始的數據信號進行解碼，需要在低電壓測對數據和時鐘進行恢復，這樣才能更好的解碼數據信號。在數據通信技術的使用過程中，時鐘信號的重要性不容忽視，直接對影響到電子互感器系統中信號的傳遞質量等。在進行時鐘信號恢復過程中，主要是為了獲取更加真實有效的數據信號，因此，需要將信號中存在的抖動和噪音去除，以便于更好的進行后續的工作。在這種情況下，系統才能提供更加真實有效的信號，對穩定的數據信號進行恢復，為系統的正常運行提供強有力的支持。
5結論
綜上所述，電力式互感器作為電力系統運行狀態控制和檢測時常用的一種設備，對電力系統網絡運行的穩定性優比較大的影響。隨著科學技術的不斷發展，數字技術在電子互感器中得到了廣泛的應用，提高了電子式互感器的質量。
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信息社會，電子與通信技術的發展加快了人類社會的文明化進程。在電子與通信類專業的課程結構中，通信原理是極為重要的專業基礎課程。該課程的教學任務在于講授通信系統的基本概念和基本原理，教學目的在于讓學生掌握通信系統的基本組成、理論原理、實現方法和系統性能，能夠在后續課程的學習和工作中靈活應用，并激發他們對通信學科的學習興趣和學習熱情，使他們有足夠的自信和能力來適應這一日新月異的領域。該課程內容涉及隨機過程、復變函數與積分變換、信息論、信號與系統、數字信號處理等多方面的知識。
高等教育是人才培養的主渠道，而教師則是決定學校教育質量的關鍵。在20世紀80年代的西方教師專業化運動中，美國斯坦福大學的Shulman教授提出了“學科教學知識”（Pedagogical Content Knowledge，PCK，也有人譯為教育學內容知識、教學學科知識、學科內容教學知識等）這一重要概念。舒爾曼認為，學科教學知識是學科知識和教育學知識的特殊混合體，是教師對學科知識獨特的專業理解，為教師所特有，是“教師對如何幫助學生理解具體學科內容而做出的理解”。學科教學知識使教師學會思考和組織學科理論的疑難研究和創新，使之與學習者多樣的興趣與不同的能力相適應，從而組織教學。學科教學知識的提出，為教師的專業化發展提供了理論依據。學科教學知識是教師在教學中將特定的學科教學內容加工轉化形成的、能為學生領悟的知識。學科教學知識的形成，需要教師首先對學科知識、教育理論、學生基礎、知識應用等不斷進行學習融合；其次對教學過程、教學效果反復歸納、總結，然后對教學經驗不斷豐富，最終對教學水平不斷提高。因此，學科教學知識具有理論性、實踐性和個體性。學科教學知識的形成揭示了教師教學能力提高發展的復雜過程，使對提高教師教學能力和教學水平的研究更為深入與科學。因此，快速形成學科教學知識能力并科學發展，對一名新世紀的教師來說具有重要的現實意義。
在此，我們以科學發展觀為指導，按照“第一要義是發展，核心是以人為本，基本要求是全面協調可持續，根本方法是統籌兼顧”的要求，本著遵循教學規律、提高教學質量的原則，通過加強教師學科教學知識，對通信原理課程教學進行積極的探索。
一 以人為本，要樹立以學生為主體的教育理念
以人為本，體現在課程教學中就是要以學生為主體，以使學生理解掌握課程內容為目的，以提高通信原理課程教學質量為基礎，圍繞學生成才組織教學活動，構建以“學生為主體，教師為主導”的新型教學模式。這就要求我們在教學過程中注重以下三點：
1.尊重學生的人格
教學過程是師生交往、積極互動、共同提高的過程，是教師教與學生學的和諧統一。因此，教師要尊重學生、愛護學生，形成“民主平等、尊師愛生、情感交融、協力合作”的新型師生關系。師生在人格上是平等的，在課堂活動中是民主的，在相處的氛圍中是融洽的，這樣有利于激發學生的學習興趣和主動性，提高課堂教學效果。
2.珍惜學生的學習機會
學生來校學習機會難得，作為教師要認真備好每一堂課、講好每一堂課，使每一堂課學生都能有所收獲。這就要求廣泛搜集課程資料，融會貫通地講授內容，設計構思好講授方法。教師在備課時，可以進行換位思考，即將自己扮演成學生的角色，感受學生的困惑，思考講解的技巧，做到有的放矢，尋找到最佳的切入點和突破口，目的是使學生更好地理解知識要點，攻克知識難點，在最短的時間內收到最佳的教學效果。
3.調動學生的學習主動性
課堂教學是學校教育的主陣地、是學生掌握知識的主渠道，如何有效地提高課堂教學效果，是每位教師的職責和義務。因此，在教學過程中要采取合適的教學方法，激發學生的學習興趣，調動學生的學習積極性。在通信原理的實際課程教學中，我們實施了啟發式、討論式、設計式、情境式、協同式等教學方法，尤其是備課時采用換位思考法做了充分的教學準備，極大地調動了學生的學習主動性和積極性，收到了良好的教學效果。
二 全面協調，統籌處理五個關系，搞好課程教學
在課程教學中，目前普遍存在的問題是知識的無限性與課時的有限性、科技發展的快速性與教學內容的相對滯后性之間的矛盾。通信原理課程教學同樣如此，為此我們必須認真進行課程改革：（1）明確該課程在整個課程體系（即學生知識結構）中的地位和作用；（2）研究和處理該課程與其他相關課程之間的內容接口聯系；（3）對現有的教學內容進行推陳出新，及時跟蹤學術發展動態。在這樣的統一思想下，必須注重協調處理好以下五個關系。
1.教學內容與授課學時數的關系
在課堂授課中，我們選用的是樊昌信教授主編的《通信原理》（第六版），這是國家十一五規劃教材，也是眾多院校通信專業研究生入學考試的指定參考教材，內容豐富翔實、理論體系完整、知識點覆蓋面廣。內容主要包括通信基礎知識與模擬通信原理、數字和模擬信號的數字傳輸以及數字信號的最佳接收原理、數字通信中的編碼和同步技術等三部分，推薦學時為90學時。而本校教學計劃中規定為80學時，其中還有20學時的實驗教學，理論講授只有60學時。因此，根據前后課程的設置，跳過確知信號這一章。考慮到《通信原理》的很多章節中（尤其是信號檢測）都會用到隨機過程的知識，隨機信號分析既是通信原理的分析方法，也是其技術基礎，故進行了重點講授。同時將信道編碼放在后續課程“信息論與編碼”中講授，這樣能在有限的學時內將課程的主要內容講深、講透，將知識點融會貫通。
2.核心內容與拓展知識的關系
通信原理課程自身特點顯著——抽象概念多、數學推導多、邏輯性強，是后續多門課程的基礎，教師在教學中必須緊緊抓住核心內容。段梅梅在《傳道、授業、解惑在“通信原理”課程教學中的應用》一文中指出，“道”是通信原理的精髓，即通信中最基本的原理和核心觀點；“業”是通信原理的基本研究方法、基本性能指標和知識體系；“惑”是學生理解上的難點和實踐中遇到的問題。在授課過程中，教師可以按照傳“道”、授“業”、解“惑”，將核心目標講清、講透，使學生理解掌握。如在數字調制中，2ASK、2FSK、2PSK是多進制調制和新型調制技術的基礎，我們從數學原理、實現方法、解調方法、功率譜、帶寬、抗噪聲性能等逐一分析，相互比較，使學生不僅理解了三種調制原理調制方法，而且明確了相互關系和各自特點。同時，隨著移動通信、衛星通信和計算機通信技術的發展和應用，新的數字載波調制技術不斷涌現，因此對多進制調制和新的調制技術在課堂上進行了適當介紹，并指定相關參考書，由學生自學，教師輔導答疑。
3.傳統教學方法與現代教學方法的關系
傳統教學方法主要是指在課堂上教師講、學生聽、進行知識灌輸的一種教學方法。該方法的教學過程和結果往往是教師滿堂灌、學生被動學、學生興趣低、教學效果差。而現代教學方法則強調實行啟發式和討論式教學，教師在課堂上注重思路明晰、突出重點；注重與學生互動、調動學生的學習積極性；注重引導學生自主學習。在通信原理教學中，我們試行了“基于問題式學習”（Problem Based on Learning，簡稱PBL）的教學方法，設置了“抓住一個主線——抗干擾，理解兩個指標——有效性和可靠性，掌握三種調制——幅度調制、頻率調制和相位調制，把握四個準則——香農公式、奈奎斯特第一準則、奈奎斯特第二準則和抽樣定理”等核心問題，由學生根據課程內容查閱相關資料進行歸納總結，最終使學生能縱橫聯想、前后貫通，加深對課程內容的理解、掌握。
4.常規實驗與虛擬實驗的關系
實驗教學是驗證和加深課堂講授知識、提高學生對抽象概念理解能力的一個重要教學環節。通信原理安排了20學時、共5個實驗，包括三部分實驗內容。第一部分以驗證性實驗為主，如普通雙邊帶調幅與解調實驗、2ASK、2FSK、2PSK（2DPSK）調制解調實驗、脈沖幅度調制解調實驗、脈沖編碼調制解調實驗等，重點是形象直觀地演示調制解調的原理，使學生加深對知識的理解。這些實驗在課堂講授后立即進行，使理論課和實驗課相得益彰。第二部分是綜合性實驗，如數字基帶傳輸系統實驗、模擬通信系統實驗、數字和模擬通信終端實驗等，重點是使學生了解通信系統中的若干變換與反變換，掌握系統的概念。第三部分是開放性實驗，我們將剩余實驗開放，學生可根據個人的興趣愛好進行選做，也可自行擬定實驗題目和實驗內容。此外，考慮到通信原理內容豐富，可做多個驗證型和綜合設計性實驗，但學時有限，只能重點選做。因此，在后續課程MATLAB語言及應用中，利用通信工具箱中的信源編碼、糾錯編碼、信道、調制解調等庫函數和模塊開設了通信原理的計算機仿真實驗，對其硬件實驗進行了補充和完善。
5.現代教學手段與傳統教學手段的關系
教學手段是完成教務任務、實現教學目的的重要途徑。傳統教學手段（主要是指黑板加粉筆）和現代教學手段（主要是指多媒體課件）各有利弊：前者清晰易懂，適用于講授數學推導和理論性強的課程，學生能緊跟教師思路，邊記筆記邊理解；后者形象直觀，信息量大，適用于介紹性多、公式推導少的課程。在授課過程中要根據不同課程的性質和特點，選用不同的教學手段，并注重兩者的交叉使用。在通信原理教學中，我們根據不同章節內容選用了多種教學手段。如幅度調制、頻率調制和相位調制，其理論性強、數學推導較多。教學手段以板書為主，輔以多媒體課件顯示其調制波形，并利用Flas效果模擬，使枯燥的原理教學變得直觀具體、生動形象；也使學生學有興趣、理解全面、記憶深刻。而在講授緒論時，介紹性內容偏多，則以多媒體課件為主。在講授數字信號的最佳接收時，則全部采用板書進行。
三 可持續發展，加強課程學科教學知識的應用
講授通信原理課程的教師應不斷加強學科教學知識，并能熟練地運用于教學實踐活動中。一方面要強調基本理論、方法的分析，重點培養學生的思考能力；另一方面必須加強實驗教學和實際訓練環節，重點是培養崗位技能。該課程的教學目標是使學生掌握典型數字通信系統的組成、工作原理、性能特點、基本分析方法和實驗技能等，熟悉當前數字通信技術發展的現狀和最新進展。核心是教授學生通信知識，培養學生良好的學識素養，為后續專業課程的學習打下堅實的基礎。
1.學科知識傳授方面，教學重點放在數字通信系統部分
“通信原理”課程內容包括通信的基本理論、模擬調制、數字傳輸、編碼技術幾大部分。由于現代通信的發展方向是數字通信，因此，教學重點應在數字通信系統部分。在課程的開始階段，讓學生準確把握數字通信系統的組成、各模塊的功能，使學生能把課程的重點內容有機地聯系起來。在學習具體知識點時，能明確它們在通信系統中所起的作用，收到“既見樹木，又見森林”的效果。“通信原理”是一門理論和實踐并重的課程，在理論教學方面，要讓學生掌握通信系統的基本組成、基本原理和分析方法。為了提高教學效果，在課堂上可以采用設問思考和逆向思考提問等教學方法，引發學生思考，啟迪學生思維，激起學生的求知欲。在教學過程中，注意觀察學生的理解能力。在備課時，采用換位思考法，感受學生的困惑，考慮講解的技巧，以最短的授課時間收到最佳的教學效果。同時，根據不同的教學內容，注意將學生自學知識和精講重難點結合起來。在每章或小節結束時，注意及時進行課程總結，使學生鞏固所學內容，便于進行后續學習。
2.介紹新技術、新知識，提高學生學習興趣
“通信原理”是通信專業的基礎課程，最新科技與成果很難及時寫入教材，用什么教材講什么內容的傳統也使得學生對新科技、新成果知之較少。而通信的發展日新月異，新技術層出不窮，如何在有限的課時里讓學生既能掌握通信基本理論，又盡量領悟更多通信方面的新理論和新技術是教學中需要解決的問題之一。我們在教學中必須以教材內容為主線，穿插講授最新科技知識。如在講解通信原理基本理論的同時，介紹移動通信的發展狀況、移動通信中常用多址方式、3G技術等內容，既能提高學生的學習興趣，開拓其視野，又能為他們將來從事新領域的研究指明方向。
3.通過多媒體和仿真輔助教學，加深對基本原理的理解
廣泛采用多媒體教學，并在課件設計上注意體現知識的建構過程，重視知識要點的剖析，提高學生主體參與度；在課堂講解上，注意及時提煉重點知識，避免讓學生只看不思考，便于學生理解掌握原理，從而促成傳統教學和多媒體教學優勢互補；同時，利用仿真軟件對通信系統進行仿真演示，提高學生的理解力，培養學生的系統觀。
4.加強教學實踐，鞏固所學內容
“通信原理”是一門實驗性很強的課程，為了幫助學生鞏固所學內容、加深理解，筆者在教學中采用兩種方法來提高教學效果。第一，利用現有的實驗設備精心設計實驗內容；第二，利用MATLAB仿真軟件編寫仿真程序，并課堂演示。如仿真實現多種解調方式的誤碼率曲線，可以讓學生直觀地了解它們之間的性能差異，體會“面對面”交流的樂趣。而編程基礎較好的學生可以開發簡單的數字通信系統，重點讓學生練習使用信源編碼信道及接收機的仿真實現等。這樣，不僅能提高學生的編程能力，而且還加深他們對整個通信系統的理解。
四 結束語
“通信原理”是信息化技術的一個重要基礎，隨著信息化技術的發展和應用，必將發揮更加重要的作用。而這將引發從教學對象到教學內容的一系列變革。因此，我們必須與時俱進，以科學發展觀為指導，牢固樹立以學生為主體的教育理念，全面協調、統籌處理好五個關系，搞好課程教學；必須要加強課程學科教學知識的應用、因材施教、靈活配置、創新應用教學方法，上好每一堂課。只有這樣，才能實現課程教學的可持續發展。
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