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關鍵詞: 《無線電基礎》 教學現狀 教學改革

《無線電基礎》是電子類專業的主要課程之一,也是電子類專業畢業生將來從事職業的必學基礎課程之一。社會經濟的飛速發展和科學技術的日新月異,使得教材內容跟不上無線電技術的新知識、新技術、新設備和新領域等內容的變化節奏。隨著教學改革的不斷深入,傳統的教學模式已使這門課程受到了一定程度的沖擊。我從事《無線電基礎》教學工作已多年,結合教學中的體會,針對《無線電基礎》的教學現狀,對這門課程作一些課程教學改革的探析。

一、《無線電基礎》課程教學現狀

1.課時數少,教材內容多。

《無線電基礎》在職業學校或就業培訓中是作為專業課設置的。目前職業學校中技班的學制雖說有三年,但實際在校學習的時間只有兩年,而且校內實習也要占去相當一部分時間。所以,本應該在學生學習完電類相關基礎課后再開設的《無線電基礎》,只能與其它課程并行開設。

比如我任教的這幾年,這門課程都開設在電子電器專業的第三個學期,和《電子技術基礎》并行開設,這個學期,這些班級的校內電工實習或制冷實習占據了1/2學期,實際的理論課上課周數僅為10周左右,而這本教材卻是一學期就要結束的,這些都給本課程的專業課教師的教學帶來了很大的困難。

2.學生基礎相對差,缺乏自信和興趣。

《無線電基礎》這門課程的綜合性很強,對學生的基礎知識要求較高。職校生的基礎相對薄弱,學習積極性和自覺性不高。到了第三學期,他們也僅知道一些串、并聯電路,歐姆定律,焦耳定律等簡單的電學知識。另外,由于中考的失敗,他們不同程度地存在自卑心理,如果只是片面地強調學習的目的,而不重視他們的學習興趣和學習信心的培養,其學習效果是可想而知的。

3.陳舊的知識有待更新。

隨著生產和科學技術的發展,無線電技術得到了迅速發展和廣泛應用。無論是無線電課程的教材,還是執教的任課老師,如果僅停留在廣播、電視、微電腦等基礎的無線電知識上,那是顯然不夠的。如今無線電的應用日漸滲入到人們的日常生活中,除了收音機、電視機,還有手機、GPS導航、藍牙,等等,這些新興的技術在不斷改變我們的生活?，F在使用的一些無線電教材已無法滿足學生對電子技術、通訊技術的新技術、新知識學習的需求。

4.學生實踐能力有待提高。

隨著教育教學改革的不斷深入,過去專業教育的最大誤區之一是過于重視所傳授知識的系統性和嚴密性,而疏于對學生動手能力的培養。在教學觀念上,沒有納入“以學生為中心,以掌握知識為中心,以培養能力為主線”的軌道。比如說,很多學生學完了無線電基礎,但是連基本的FM/AM收音機的安裝或調試都沒動手實踐過。

二、《無線電基礎》課程教學改革的措施

1.培養學習興趣,增強學習信心。

教學的第一步就是要培養學生的學習興趣。興趣是最好的老師,只有讓學生對所學的學科產生了興趣,變被動學習為主動學習,教學效果才會事半功倍。

無線電是一門與現代生活緊密聯系的課程,從收音機到電視機,從移動電話到GPS,這些新興的技術正出現在我們的生活里。若將抽象的理論知識與這些具體生活實際相結合,則可以大大地激發學生的學習興趣。因此,專業教師除了必須向學生傳授理論知識,還必須讓學生了解這些理論知識在現實生活當中的應用,以及未來的發展趨勢。此外,無線電課程的綜合性強,對學生基礎知識要求較高,在上課過程中,有些看似常見的公式、概念對學生而言卻是陌生而難理解的,此時就必須在學習過程中加強一些基礎知識的講解,讓學生能夠在鞏固舊知識的基礎上學習新知識,增強學生的學習信心。

2.精選課程內容,改革課程內容體系。

(1)重點、難點與一般內容。

根據職校生意志相對薄弱,學習主動性不強的特點,我在教學過程中想方設法降低教學內容的起點,分散教學難點,使之符合學生實際,能夠被學生吸收、消化。由于專業性質不同,課時數也不同,我一般是從教學計劃中其它課程對本課程的要求,以及從專業應用的角度來確定重點。例如,對高職的電信工程技術專業來說,側重考慮的問題是接收機的放大、諧振、混頻、本振等概念,因此信號放大器、振蕩器電路、頻率變換電路等應作為講授的重點。對中技性質的電子電器專業來說,課程考慮的側重點應當是調諧放大器、濾波器、調制解調電路等。

所謂難點,就是在本課程中學生學習時難以理解的內容。由于電子電器班是中技性質,教學大綱的要求沒那么高,也由于這個班課時少的限制,部分難點可以避開不講。一般內容可以快速講解,或帶領學生一起閱讀,簡要分析相關內容。電子電器班課時少,也可以留給學生作為課外閱讀,但老師必須提出要求并檢查,不能任其自流。

(2)模塊化教學體系的構建。

傳統的教學體系對無線電課程的教學而言,效果都不算好。針對專業培養需要和不同的學時限制,很有必要構建《無線電基礎》課程模塊化教學內容,按知識模塊進行個性化教學,激發學生的興趣,真正提高他們的學習能力、思考能力、參與能力、實踐能力等。

按照專業性質配套的教學大綱,例如,電子電器專業,可以將《無線電基礎》課程分為4個模塊,即:無線通信系統組成與信號傳輸、調諧放大器及濾波器、調制解調電路應用、收音機的安裝與調試。各個模塊既相互獨立又相互聯系,每個模塊包含一定的課題,每個課題都有工作任務,通過不斷學習、探討相關知識,直到任務完成,最后再到實踐操作環節。學生每節課都有分工,有任務,有思考,有探討合作,學習效果自然要好很多。

3.改變教學方法,教學手段。

(1)多媒體已逐漸成為課堂的常用教學手段。

在教學過程中,根據教學目的和教學對象的特點,引入多媒體技術,可以使學生得到較好的學習條件和學習效果。利用多媒體形成的光、形、色、動等效果,直接對學生的視覺器官共同進行作用,能激發他們的學習興趣,集中注意力。在無線電教學過程中,經常需要引入電路圖、數據表、曲線,這些工作過去都是教師在授課現場完成的,占用了教師大量的授課時間。而采用多媒體教學技術,既可以使授課內容生動形象、圖文并茂、傳遞信息量大,又可以節省教師大量的板書時間,增大單位時間內對學生信息量的傳授,可以較好地解決本課程內容多與教學學時少的主要矛盾,提高教學質量和教學效果。

(2)利用EWB軟件演示功能,優化課堂教學。

EWB軟件的菜單完整,它所提供的元器件箱工具欄中的元器件、儀器儀表與實物毫無兩樣,同時又有數模混合仿真和波形分析能力,用戶可根據需要隨便連接數字器件和模擬器件,它會自動完成其中的信號轉換,以電路仿真效果好,運行環境逼真,真實性非常強。我們如將它應用于課程教學改革中,就能使傳統的教學方式被賦予現代技術新的生命力。

為此我在《無線電基礎》課堂教學有必要時會引入EWB演示教學,利用EWB可視性強的特點,增加同學們的新鮮感,提高他們的學習興趣,激發他們的求知欲,在直觀中學習抽象理論,起到了較好的教學效果。

4.視理論與實踐的結合。

《無線電基礎》是一門理論性和實踐性都很強的技術基礎課。因此,教師要使學生掌握系統的理論知識,而且須注意全面培養學生的思維能力,吸收新知識的能力,觀察能力和把理論知識用于解決實際問題的能力。

目前無線電課程的教學中普遍存在重理論、輕實踐現象,實踐性環節往往處于從屬地位。從學時安排上看,實踐性環節的學時數幾乎沒有。實驗內容的安排大多是教師把一切都準備好,到時讓學生按照教師預先安排好的程序機械地測量幾個數據。由于實驗的內容簡單,又沒有充分調動學生的積極性,因此不少學生在做實驗時站在旁邊看,實驗報告照著同學的寫,根本達不到培養能力的目的。為此必須加強實踐性環節,要做到這一點,教師是關鍵。只有教師對實踐性環節的重要性有一個正確的認識,才能在教學中把理論教學和實踐性環節的關系正確處理好。為此教師必須先改變實踐性環節的從屬地位,獨立設課,獨立評分,并徹底改變傳統的驗證性的束縛學生手腳的實驗方法,這樣才能有效地動學生的積極性和主動性,真正提高學生解決實際問題的能力。

三、結語

在新的教改形勢下,如何更好地搞好《無線電基礎》課程的教學工作,還需要我們在今后的工作中繼續付出艱苦的努力,同時也需要廣大同仁在實際教學中不斷深入研究、探索和創新。

參考文獻:

[1]蘭娟.《無線電基礎》教學方法的探討[J].福建農機,2008,(2).

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有個人，小時候，他夢想當科學家，立志長大后要做像愛因斯坦、牛頓、伽利略、達爾文………那樣的人，為人類做出杰出的貢獻。為此他拼命地學習科學基礎知識，但長大后他發現真正偉大的科學家不僅僅要執著，還要天賦，他想自己腦袋瓜不可能像愛因斯坦一樣“超時空轉移”，所以他放棄了科學家的夢想。上小學時，他喜歡畫軍艦，畫飛機，自己動手做航模，夢想有一天能成為航母的總設計師，心想如果做不了總設計師就當航母的總建造師，但隨著自我“黑五類”成分的清晰認識，這類夢就想都不敢再想。后來他又迷上了無線電，成天拆著舊家電，認真研讀完三大本清華大學《電子線路》，再后來因為上大學學的是“機械制造”，這個夢想也就不了了之。大學里他狂熱地追逐做個“手風琴演奏家”，但對藝術“刻苦鉆研”沒有讓他在藝術上有所成就，因為他“實在”沒有藝術細胞。當南斯拉夫的《橋》熱映時，影片中那座宏偉的、優美的、精致的橋，以及橋梁設計工程師為“熱愛”而悲壯獻身的精神給他留下了極為深刻的、難以磨滅的印象，他就想自己能當橋梁設計師或者摩天大樓的設計師多好。實際上大學后，他被分配到石油系統中工作，父親對他有一個期望，希望他能夠做一個合格的工程師。他想太小覷我了！要做也要做一個世界級的石油專家。工作多年后，隨著對石油價值與儲量的深入了解，他發現石油是個沒有前途的行業，他再次拋棄了自己的專業，投入到一個全新的領域，研究太陽能。終于太陽能做出來了，他又想讓人人用上太陽能，37歲時，他毅然辭職，全力追尋他的太陽能夢想……

他不斷地夢想，夢想又不斷的破滅，一個夢想還沒破滅，另一個夢想毫不遲疑地跟上。有的夢想實現了，有的夢想也許永遠都沒法實現。這樣的一生，你認為成功嗎？如果你的人生正在經歷這樣的過程，不斷的夢想，又不斷地破滅，你感到焦躁嗎？你會無望嗎？已經快到了不惑之年事業還沒有所謂的立，你是否還將繼續夢想下去？

也許有人已經猜到這個人就是37年之前的我，認為我的成功是得于之后找到了屬于自己的“太陽能夢想”。實際上，我個人認為我之前所有的夢想，無論是實現的還是沒有實現的夢想，每個夢想都為下一個夢想做了積淀。比如說認真學習的科學基礎知識、無線電的專業知識在后來的工作和創業過程中都一一用到；擺弄航模的也好還是拆拆舊家電也罷，甚至做太陽能，鍛煉了我的動手能力，而這種能力在工作中顯得越來越重要了。藝術的熏陶也使我對企業宣傳游刃有余，皇明早期產品說明書，廣告語都是出自我的創意。對工程師夢想的追尋，讓工程師執著、務實的精神、嚴謹的作風滲入我的骨髓，形成血液。在樹立皇明企業文化時，將“大膽設想小心求證”加入企業文化，相信這種嚴謹的作風，無論是在學術上還是在經營當中，抑或是在生產制造當中，任何領域任何時候都不會過時?，F在集團正在規劃和建造可再生能源國際交流中心、節能住宅，我在跟一群工程師、建筑師合作，共同在營造綠色家園，因為建筑師的情結，使得我多了一份學習的熱情，憑空學了不少東西……

現在回過頭來看，我的每一個夢想都有價值，追夢的過程中留下了自己青春的足跡，積累了很多東西，也成熟了。有的夢想就算別的沒有積累，也增加了自己的抗打擊能力。而且很多夢想，因為我不斷地努力追尋，在不經意之間，陰差陽錯地被其他夢想捎帶腳地實現了。例如我現在雖然還是一個科學家，但我不僅僅上了北大、清華等高等學府的講壇（小時候科學家與教授分不清，以為成為教授就是科學家），被聘為許多學校的兼職教授，還組織了一批科學家團隊，算是圓了自己科學家的夢，這種思想雖有點淺薄，有點庸俗，但總是不經意地就會在他腦海中跳出來。

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【關鍵詞】技指合一 信息化變革 課程體系 數據融合

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1006－9682（2012）03－0010－03

隨著我軍信息化進程的不斷深入，已經逐步建立了信息驅動的作戰方式。在信息化作戰中，有效地獲取、傳輸、處理、應用信息已成為取得戰斗勝利的基本要求。由于我軍信息化的歷史較短，還缺乏對信息從生成到使用的深入理解。我們認為信息化應該是分階段完成的，其首要階段是以信息化來改造傳統的作戰流程，使傳統方式更精確、有效；然后在獲取信息使用經驗的基礎上，再以信息效益為目標來構造新的作戰方式，從而進一步提升信息化水平。目前，我們還只是處于信息化的初級階段，獲取廣泛的戰場目標信息仍然是首要任務，急需把精確、全面的戰場信息用于指揮作戰流程中。《傳感器數據融合》就是在這樣的背景下設計的研究生課程，該課程面向多傳感器、多目標的戰場環境，用數據融合的方法，以形成目標的統一狀態信息為目標，為指揮作戰提供基本的信息支持。

隨著通信技術多年的發展，戰場信息傳輸問題已大為改善，但是，大量未經有效處理的、冗余的傳感器信息不僅耗費寶貴的傳輸資源，所帶來的信息垃圾問題極大地影響了戰場信息系統的效能。有效地信息處理是戰場信息系統形成體系作戰能力的關鍵。信息化過程要求向更高的數據應用層面深入，在此過程中通信是實現信息化的基礎，有效的信息應用則是信息化的目標，加速戰斗力生成迫切需要信息處理技術的快速發展。目前軍校研究生教育正在向“應用型”轉變，強調“技指合一”，《傳感器數據融合》課程恰逢其時，用多傳感器信息處理技術滿足指揮中面臨的數據和信息需求。《傳感器數據融合》不僅是戰場信息處理所必須的技術，對于通信與抗干擾專業方向的研究生而言，分布式的信道估計、頻譜感知和認知無線電的核心理論也是屬于傳感器信息處理。傳感器數據融合側重于數據處理，強調多學科的交叉，幫助學生建立從數據獲取、傳遞、處理的完整流程?，F有教材大多數局限于雷達數據處理或圖像處理等方面，難以引起通信專業研究生的興趣，所以我們認為，應該從各類傳感器數據處理中提煉共性的理論問題，將數學基礎知識的介紹與實際應用背景相結合，使學生在拓寬研究生數學知識面的同時，了解戰場信息處理的需求和戰場信息系統的發展。

一、課程目的

“課程是由知識、技能及與之相應的學生的活動組成的”。［1］針對戰場信息處理中目標對象的狀態信息獲取，必須利用數據融合的方法，完成多傳感器數據的互補和去重，為態勢形成提供基礎數據。傳感器數據融合不僅是戰場態勢感知和威脅評估的基礎，在物聯網、傳感器網絡、認知無線電、通信抗干擾等領域也有廣泛地應用。將信息化技術從通信層面提升到完整包含信息需求、信息采集、信息傳遞和信息處理應用的全過程，是信息化變革的需要。研究生教學中的《傳感器數據融合》課程，以統計信號和信息處理原理為基礎，強調多傳感器獲取戰場信息的信息處理流程。通過《傳感器數據融合》課程的學習，理解和掌握傳感器數據處理的基本理論和方法，對提高研究生學生適應我軍信息化變革的能力具有重要作用。

二、課程設計理念

課程設計是指在一定的課程理論或觀念支配下的課程要素的選擇、組織與安排的方法過程。本課程設計的價值取向以問題為中心，即強調我軍信息化發展中的數據需求，以具體問題的解決進行課程的組織；針對不同類型傳感器的共性特征選擇內容，組織教學，滿足多種專業方向的數據處理需求。在課程內容設計理念上主要表現為以下幾個方面：①體現我軍信息化需求，在信息化作戰的框架內，把傳感器數據處理的能力進行具體化，明確傳感器數據處理的基本要素和信息流向，提高和加深學生對信息化的理解。②體現學科研究前沿，把最新的理論知識與實際應用相結合，為學生提供清晰的理論框架和應用背景。教學內容從多年的科研工作中分析、梳理而來，從對我軍信息化過程中需要解決的問題而來。教學內容緊扣傳感器數據處理在整個戰場信息閉環中的層次和作用，緊扣不同軍兵種對信息處理需求的差異。③體現實用性理念，體現“以問題為本”的教學設計，體現“以問題為本”的教學特征，避免理論的空洞化，避免實際問題的神秘化。④體現開放性理念，推行開放的教學方法，實施開放的考試方法，鼓勵學生結合自身的專業方向，泛化傳感器數據處理的共性理論，具有理解和解決本專業方向具體應用問題的能力，甚至可以從中選取畢業論文的研究題目。

三、課程內容

傳感器數據融合的理論與技術在電磁頻譜管理、認知無線電、戰場偵察、傳感網信息處理、數據鏈航跡信息處理中有大量實際的應用。在這些應用領域中，它們都是面向多傳感器環境，從目標對象的重復感知信息中提取真實、單一的狀態信息。目前常用的傳感器類型包括：電、光、聲、壓力、溫度、濃度等，傳感器的輸出數據可以是矢量類型、標量類型。典型的傳感器有雷達、測向設備、視頻采集設備、電磁頻譜測量設備。在課程教學過程中，需要提煉出共性的理論內容，然后分別對不同傳感器測量類型的數據處理流程進行討論，針對不同的傳感器輸出數據類型和處理要求，可以梳理出不同的應用模型，把它們的數據處理過程歸結為共性理論的應用。

1．共性理論的提取與課程內容設計

傳感器的數據處理以獲取目標的狀態信息為目的，常用的戰場目標狀態包括位置、速度、加速度等物理量。在單傳感器數據處理時，目標狀態的估計以線性濾波器理論為基礎，包括經典的維納濾波和基本的Kalman，針對非線性濾波問題，人們又發展了UKF、粒子濾波等新理論。在多傳感器數據處理時，通常以單傳感器的處理結果為基礎，再用特有的數據關聯、誤差補償、狀態融合等理論完成數據的融合，形成統一的目標狀態信息。以數據融合的觀點，電磁頻譜管理、認知無線電、戰場偵察、傳感網信息處理等不同的數據處理應用，反映的是不同層次的數據處理需求。它們在數據模型的建立上有所區別，但從多傳感器處理的角度看，它們擁有數據關聯、補償、融合等共同的概念。目標的屬性判別是更高層的數據處理需求，需要綜合運用高分辨率成像傳感器、多傳感器信息融合和智能信息處理等技術。從理論基礎和實現過程看，圖像信息的處理需要使用計算機視覺的方法，對目標的特征進行建模，但是完成建模和目標提取后形成的圖像目標數據，也可以用濾波理論來完成后續的處理。所以，圖像傳感器的處理只是濾波共性理論的一個分支。傳感器數據融合的共性理論，見圖1。

2．基于共性理論的數據處理應用模型

數學應用泛指應用數學解決實際問題的所有事情。數學模型雖屬于數學應用的范疇，但更側重于用數學的概念、原理和思維方法描述規律性的東西。數學模型是構建數學與現實世界的橋梁，它借用數學的語言講述現實世界。應用性很強的數學模型的命名，都依賴于所描述的學科背景。比如，在生物學中有種群增長模型；在氣象學中有大氣環流模型；在經濟學中有組合投資模型；在社會學中有信息傳播模型。

數學模型的價值往往不是數學本身，而是對具體問題所起的作用。人們關注的并不是模型的數學價值，而是實際應用價值。在構建數學模型和實際應用的過程中，必然會從數學的角度汲取靈感。數學的基本思想，即抽象、推理、模型，為數學由現實到數學、數學內部發展、由數學到現實提供了思維功能。現代數學的特征是符號化、形式化和公理化，其本質是為了更好地描述數學成果。為了讓學生理解數學理論，幫助學生建立理論的直觀，在課程內容的設計上還需要反其道而行之：針對符號化對象要講物理背景，針對形式化證明要講直觀，針對公理化邏輯要講歸納。

傳感器數據融合是理論結合實際的典型課程。由于傳感器類型較多，輸出的目標測量數據類型差異很大，從三維坐標值、純方位值、圖像信息到標量信息，對它們的處理必定用到不同的數學模型。通過對傳感器的分類，針對不同的傳感器類型建立數據處理的數學模型，相同的測量數據類型用相同的數據模型進行處理。由于數學模型以傳感器類別為建模對象，相似工作原理的傳感器都可以用這種數學模型處理。傳感器數據處理模型中，要考慮單傳感器處理流程和多傳感器處理流程，它們是共性理論具體的選擇和應用。例如，純方位跟蹤模型不僅適用于圖像傳感器、被動聲納和無源探測雷達，也可以用于電磁頻譜感知中的輻射源定位。在純方位跟蹤模型中，以線性方程描述目標的狀態空間，以角度量測方程描述目標的量測空間，用線性Kalman濾波器建立基本的單傳感器目標狀態信息跟蹤模型。當純方位跟蹤需要多傳感器協同工作時，要求使用數據關聯方法計算多傳感器的數據對應關系。以最大似然測度建立量測之間的關聯關系，可以實現多目標純方位跟蹤。在純方位跟蹤模型中，根據傳感器自身特征和輸出數據類型的改變，只需對數學模型進行局部微調，就能滿足實際的需要。

經過共性理論的組合和泛化，可以設計出多種傳感器數據處理數學模型。這些模型用于指導具體傳感器數據的處理。

3．明確課程包含知識點和能力點

《傳感器數據融合》是交叉學科，主要的研究對象是多傳感器環境下多目標數據的處理問題，其目的是獲取戰場態勢計算的基礎數據。統計理論和最優估計方法是本門課程的基本理論和知識點，要求學生能掌握線性最優估計理論，并熟悉常用的非線性估計方法。數據融合技術涉及的理論知識包括模糊數學、證據理論、智能計算、最優化計算等。這些理論知識在數據融合領域內的使用場合相對較窄，可以結合具體的數學模型，作為課程內容的補充適當講解。

對數學模型的理解和應用是課程的能力要求。通過課程的學習，學生需要掌握多傳感器環境下的數據處理流程；學會用分布式和網絡化的觀點來看待數據處理問題；要理解多傳感器數據處理特有技術難題的產生原因，并掌握基本的多傳感器數據處理方法。由于傳感器的類型較多，不要求學生對每種傳感器的數據處理都有深入理解，但要求他們能結合自身專業特點，熟悉一種數學模型的具體應用實例。

四、課程教學中應把握的問題

1．創新教學方法與手段

主要教學方法有互動式教學法、案例分析教學法、情景模擬教法等。由于課程對象是研究生，應充分發掘學生的自身能動性，把課程知識與他們的專業方向相結合，使抽象的理論和數學模型與他們有直觀感受的專業背景相結合，使數據融合的概念在他們的專業領域中找到堅實的立足點。這不但有利于學生理解數據融合的思想，還對今后他們獨立應用數據融合的方法解決實際問題大有益處。所以，在教學法的選擇上應該以互動法和案例分析法為主，鼓勵學生自己準備課堂發言，積極發掘自己專業方向內的數據處理應用，在獨立思考中熟悉數據融合的基本理論和模型。

2．研究性教學

研究性教學是教學與研究相結合、以研究為基礎的教學模式。［2］ 要求教育者激勵、引導和幫助學生去主動發現問題、分析問題、解決問題，并在這樣的探究過程中獲取知識、訓練技能、培養能力，特別是培養創新能力。［3］研究性教學主要是通過課程教學實現教學和科研的結合，在教學科研結合的氛圍中加強師生互動。［4］因此，研究性教學既是一種教學理念，也是一種教學模式。作為一種教學理念，認為知識不是被動吸收的，而是由認知主體主動獲取的，學習過程是學生主動建構的過程。在《傳感器數據融合》課程學習中，以問題為牽引，啟發學生尋找解決問題的思路和方法，從問題的最終解決來理解理論知識，對理論知識有更進一步的直觀感受。

3．課程編制問題

課程編制是課程管理的關鍵環節，它包括對課程在培養計劃中的地位、課程學習的目的和考核方式等多方面的設計。由于傳感器數據融合是交叉學科，涉及傳感器物理原理、統計與估計理論、指揮控制流程等方面，是通信、計算機網絡、傳感器設計等多個學科的綜合應用。在設計課程內容時要充分考慮先修課程，不但要求學生具有概率論和數理統計的基本知識，還最好了解一種傳感器的工作原理。對傳感器的了解是理解本課程中數學模型的重要條件。

多元化構成的課程考核。傳感器數據融合是應用型的課程，其目標是拓展研究生的數學基礎知識，提高數學應用能力和戰場信息系統的開發設計能力。在課程考核時，以學生的專業背景為依托，盡量從其專業知識中發掘興趣點，允許文獻綜述和課程論文的方式對本專業中的數據融合處理進行總結。同時，應該鼓勵學生動手實踐，把數據融合的理論知識和模型進行仿真實驗。盡管編程實踐會帶來較大的工作量，但它對理解理論知識帶來的好處是無與倫比的。

五、總 結

多傳感器數據處理是我軍信息化過程中出現的新課題。為了培養合格的信息化人才，我們對《傳感器數據融合》課程在人才培養體系內的地位和教學內容進行了設計。通過課程的學習，可以幫助學生理解傳感器數據處理流程和基本方法，其目的是為了更好地理解信息化技術，從而推進信息化建設快速、平穩發展。

參考文獻

1 鐘啟泉.現代課程論［M］.上海：上海教育出版社，1989

2 夏錦文.研究性教學的理論內涵與實踐要求［J］.中國大學教學，2009（2）

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論文關鍵詞:無線局域網;校園網;IEEE802.11;AP;子網設計

隨著網絡應用日益豐富,傳統局域網絡已經不能滿足師生對移動網絡的要求,無線局域網作為有線網絡的補充手段,被更多的師生所認同和接受。眾多師生開始在無線局域網中開展各種應用業務,教學、科研、管理、生活正在悄悄地改變。雖然如今無線局域網還不能完全脫離有線網絡,但近年來,隨著無線局域網技術業趨向成熟,無線局域網與有線網絡的無縫連接,無線局域網正在以它的較高傳輸能力和很好的靈活性在高校各項應用中發揮日益重要的作用。

1 無線局域網基礎知識與架構

1.1 無線局域網

無線局域網(Wireless Local Area Network,WLAN)是指以無線信道作為傳輸媒介的計算機局域網絡,是計算機網絡與無線通信技術相結合的產物,它以無線多址信道作為傳輸媒介,提供傳統有線局域網的功能,能夠使用戶真正實現隨時、隨地、隨意的寬帶網絡接入。

1.2 無線局域網的技術標準

無線局域網是利用射頻技術實現無線通信的局域網絡。該技術產生于20世紀80年代,WLAN主要是作為傳統布線LAN的延展和替代,它能支持較高數據速率(1～300Mbit/s)、采用微蜂窩、微微蜂窩結構的,自主管理的計算機局部網絡。還可以采用無線電或紅外線作為傳輸媒質,采用擴展頻譜技術,移動的終端可通過無線接人點來實現對Internet的訪問。無線局域網有以下常用標準:

1)IEEE802.11b

802.11b(通常又稱Wireless Fidelity,WI-FI),是現在最普及的無線標準之一。設備工作在2.4GHz的范圍內,帶寬可以達到11Mbps。

2)IEEE802.11a

802.11a標準是一個獲得正式批準的無線以太網標準。它工作在5GHz頻段上,使用正交頻分復用技術,將5GHz分為多個重疊的頻率,在每個子信道上進行窄帶調制和傳輸,以減少信道之間的相互干擾,使帶寬可以達到54Mbps。

3)IEEE802.11g

802.11g是一種混合標準,能向下兼容傳統的802.11b標準。IEEE802.11g的54Mbps高數據吞吐量比802.11b快出5倍,將改善已有的應用性能,使高帶寬數據應用成為可能。802.11品可以在同一個網絡中與802.11b產品結合使用。

4)IEEE802.11n

IEEE802.11n將WLAN的傳輸速率從802.11a和802.11g的54Mbps增加至108Mbps以上,最高速率可達320Mbps。與以往的802.11標準不同,802.11n協議為雙頻工作模式(包含2.4GHz和5GHz兩個工作頻段)。這樣11n保障了以往的802.11a、b、g標準兼容。另外,天線技術及傳輸技術使無線局域網的傳輸距離大大增加,可以達到幾公里(并且能夠保障100Mbps的傳輸速度)。

2 校園無線網絡應用與優勢

無線局域網以其靈活布設、高帶寬和無線接人的優勢,可以突破有線網絡節點限制、實現多人同時上網的問題,大大地增加了校園網絡信息點,方便在校師生獲取信息,進一步提升學校的信息化水平。

2.1 無線局域網的優點

1) 安裝維護方便無線局域網的安裝簡單,無需破墻、掘地、穿線架管,這樣避免對建筑物及周邊環境影響,減少網絡布線工作量,一般只要安裝一個或多個接入點AP設備,就可建成覆蓋整個建筑或地區的局域網絡。一旦發生事故,不必尋找損壞路線,只要檢查信號發送端與接收端的信號是否正常即可。

2) 易于擴展

無線局域網技術有對等模式、中心模式、中繼組網模式等多種配置方式,能夠根據需要靈活選擇。

3) 經濟節約

由于有線網絡缺少靈活性,這就要求網絡規劃者盡可能地考慮未來發展的需要,這就往往導致預設大量利用律較低的信息點。而一旦網絡的發展超出了設計規劃,又要花費較多費用進行網絡改造。而無線局域網可以避免或減少以上情況的發生。

4) 使用靈活在有線網絡中,網絡設備的安放位置受網絡信息點位置的限制。而一旦無線局域網建成后,在無線網的信號覆蓋區域內任何一個位置都可以接入網絡。

5) 傳輸速率高

無線局域網技術能夠提供高速數據帶寬,其中IEEE802.11g能提供的數據傳輸速率現在已經能夠達到54Mbit/s?？梢詽M足用戶上網的實際需要。

2.2 無線校園網的網絡應用

1)電子網絡課堂教學?？梢酝ㄟ^無線網絡進行教學,拓展了知識空間。

2)移動教學。上課不用再聚集于教室,打破了空間的限制,拓展了地域空間。

3)隨時互動輔導。師生不必在課堂上直接對話,拓展了教學空間。

4)科研與教學。校園師生可以隨時、隨地地從網上獲取學術信息,獲取無限的網絡資源。

5)無線多媒體業務。無線活動教室;虛擬現實的學習環境;無線視頻監控;校園語音電話及網上視頻點播。

3 校園無線網絡的規劃與設計

3.1 網絡需求分析

本文所討論的無線校園網的規劃是以江陰職業技術學院為對象,本學院地處江陰市南郊,占地500畝。校園內共有大小建筑27幢,師生員工9000余人,地理環境簡單,考慮滿足以下幾個方面的需求:

1)建設一個滿足教學和工作需要的安全可靠的無線校園網絡;

2)無線與有線的統一:高校網絡一般已經建設了有線網絡,無線網絡建設必須在原有的有線網絡上進行,并實現網絡互聯、認證計費、安全防御等方面與有線網絡進行良好的兼容和互補。這就要求校園有線網絡的架構不需要任何改變,只需用原有的網管、認證、計費系統就可以對無線網絡進行管理和統一認證。

3)所有教學樓及實訓實驗大樓:各層走廊和教室均要求信號覆蓋;所有學生宿舍樓:鑒于各宿舍都有有線接通,盡量覆蓋各宿舍(不做要求);籃球場及足球場:信號要求完全覆蓋;室內體育館:信號要求完全覆蓋;各建筑周圍的草坪和場所:信號要求完全覆蓋;行政樓:要求信號完全覆蓋;學生食堂:要求信號完全覆蓋;教師宿舍樓:要求信號完全覆蓋;要求能提供1000并發用戶能力;

4)各信號輸出點信號強度10-15dbm;將按照2.4G工作頻段2.412～2.462GHz(FCC)分為channel1、channel6、channel11三個完全不干擾頻段設計;要求室內容許最大覆蓋距離為35—100米,室外容許最大距離100—400米。

5)校園無線網絡在支持數據轉發的同時支持數據、語音等多種業務,網絡應該具有其它智能業務擴展的能力,滿足學院的多功能發展需求;

6)現在建設高校無線網絡,除了要考慮對現有IPv4網絡終端的無線接入,還要支持高性能的IPv6的用戶接入,以適應網絡發展趨勢,并保護網絡投資。

3.2 無線校園網的設計

3.2.1 校園無線網絡拓撲結構設計

對于局部無線網絡,主要采用的是以AP或者無線交換機等為中心結點的星型結構,其目的是為了滿足多用戶的需求。而如果建設全局無線校園網,可將網絡劃分為核心層、分布層、接入層進行設計,在整體上一般采用以樹型和星型混合的拓撲結構。

3.2.2 校園無線網絡物理結構設計

本校已經建成了“千兆主干,百兆交換到桌面”,信息點覆蓋教學、辦公、圖書和實驗等大樓主要部分的校園網,在目前的校園網環境下,借助于輕型AP模式架構,可以在現有校園有線網絡的基礎上建立邏輯獨立的無線網絡。

通常模式下所有無線數據及控制流量均交由無線控制器來處理,所以我們采用現有校園網的交換機/路由器組成集中控制管理的“覆蓋式”(Overlay)無線網絡設計,如圖1所示。

修改現有校園網交換機的VLAN參數設置、路由設置,使得AP盡量不與一般有線網絡設備混合在同一個VLAN中,避免有線設備的異常流量阻斷AP和無線控制器之間的通訊;將連接在同一交換機端口下的所有AP放置在一個受保護的VLAN中,設計時統一分配給這些AP靜態IP地址,以便于管理;采用核心交換機搭配無線控制模塊的方式,進一步減小AP和無線控制器的AP-Manager之間端到端環回延遲,保證AP能夠順利連接在現有的校園網接入交換機上。

3.2.3 無線校園網的構建方法

校園無線網絡構建的兩種方法。第一,閥值法。通過調整AP的閥值設置,控制AP接入覆蓋范圍,從而在相同覆蓋面積條件下,通過增加AP數量,提高系統容量。第二種,頻率復用。學校人群主要由管理人員、教師、科研人員和大量學生構成,以上人群工作和學習生活分布在以下區域:圖書館、教學樓、辦公樓、實驗研究樓、學生宿舍、運動場以及各類休閑場地(草坪廣場等)。

因此,在同一覆蓋范圍內的多個AP利用802.11g規定的13個可用信道中相互干擾最小信道1、6、11三個信道進行設計,客戶端無線網卡根據各AP信號強度,選擇不同信道工作,從而提高系統容量。

3.2.4 室內網絡組建

室內的范圍主要包括所有的教室、實驗室、辦公室等,在這些場合中主要需要解決兩大問題,即AP的覆蓋范圍和AP的容量問題。由于AP是通過微波來進行數據傳輸的,室內要考慮的首要問題就是信號覆蓋的問題。由于辦公室、教室、實驗室被各種墻面分割,這對信號的衰減影響很大,因此在室內構建無線局域網時必須對建筑物的信號強度進行詳細測試。在合理地分析各個AP的容量與覆蓋面后,還需考慮信號衰減因素,適當地增加AP個數來減少數據盲區。室內組建簡圖見圖2。

兩個AP的放置要保證AP覆蓋區域無間隙并且AP重疊區域最小。相鄰AP工作在不同頻道,以1、6、11三個頻道實現全方位的覆蓋。根據經驗值,當相鄰AP設定相同頻點時,要求間隔25米以上;當相鄰AP設定相鄰頻點時,要求AP間隔16米以上;當AP設定相隔頻點時,要求間隔12米以上。

對于房間多、用戶數量不多但分布較分散的樓宇,如教學樓等,用戶主要為學生、教師,因此應用肯定會比較頻繁,由于樓長、墻體結構厚、房間多等特點,所以在該環境下覆蓋AP安裝在樓道內,通過內置天線覆蓋樓道兩側房間,微波通過房間的門窗傳輸到室內,實現了比較細膩的覆蓋環境,AP通過有線接入到樓層交換機。

3.2.5 室外無線網絡組建

室外設備的AP使用數量基本也遵循室內的條件,但室外AP的放置和設計又有它自己的特點。由于室外環境的特殊性和不確定性,我們放置的設備必須是在密封盒內的,天線布置應該增加避雷器防止雷擊,不提供本地供電的場所選用遠程供電設備。我們通過室外無線接入點外接增益天線的方式覆蓋室外區域,體現覆蓋范圍最大化的覆蓋原則來保證無線用戶需求。

從整體上對學院室外部分進行規劃,通過室外建設WLAN射頻基站對室外和室內用戶進行無線覆蓋。室外射頻基站由室外型AP、外接天線(全向、扇區)以及配套避雷設備組成。根據復雜的室外建筑結構,外接天線的選擇更加尤為重要。選擇天線型號時應根據現場環境考慮增益、水平波束寬度、垂直波束寬度、極化方式、視覺效果(尺寸、外形、重量)等因素。

學校體育場、足球場、教學樓宇間公共區域等,一般是學校需要實現無線覆蓋的室外公共區域。根據需覆蓋的室外區域的實際情況,可以設計建立多個無線覆蓋基站,采用重疊交叉無線覆蓋的方式,完成區域的無縫無線覆蓋。選用室外型無線路由器,在空曠地方,信號傳輸距可以達到300M~600M左右,視空間大小可以使用多個,或者使用室外無線AP,配合室外大夾角定向天線,成功實現系統設計目標。簡單設計如圖3所示。

4 無線校園網的網絡安全設計

當一個無線局域網組建成功后,用戶最關心的是無線局域網的安全問題。為了保證網絡安全,我們可以從以下幾個方面考慮:

1)用戶接入認證控制:原有線校園網絡已經部署了用戶認證系統,建成后的無線網絡必須完全融合進該認證系統中。

2)基于用戶的訪問策略:不同的用戶可能有不同的上網行為,包括HTTP、FTP、語音等,針對不同的應用,應加以配置不同的行為控制權限,保障不同用戶的網絡互訪的安全性。

3)受保護的無線數據傳輸:無線網絡安全事件往往會發生在數據傳輸階段。因此,建成的無線網絡必須能夠滿足合法的無線用戶與無線接入點數據傳輸的安全性,以及無線接入點與上行網絡之間數據傳輸的安全性。

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[關鍵詞]程控機維護管理 技術要點

中圖分類號：TM75 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）10-0394-01

一、程控交換機的維護特點分析

1.系統可靠性高，工作量小

程控交換機大多采用集成電路，分立元件很少，集成度高、體積小、耗電低、可靠性高。不但采用的器件技術先進，而且裝備工藝嚴格；元器件裝板以前已經過抽測、篩選、老化處理，制好的印制電路板經過單板測試、整機測試及老化處理，使得可靠性大大提高。在程控用戶交換機的系統結構上，有的采用分散控制方式，關鍵部位用冗余技術，較大容量的采用雙工熱備控制方式，以提高交換設備的系統可靠性。

2.具有自診斷功能

（1）在程控交換機軟件系統中，診斷程序和檢測程序占相當大的比例。診斷又分為定期診斷測試和隨機診斷測試兩種：定期診斷可以通過人機命令，使交換設備對系統作一次全面測試。例如可對接口電路逐個測試，并把測試結果存放在記存器中，隨時可由維護人員調用查閱。而隨機診斷測試在交換設備運行中的同時進行。發現故障按照其級別、類型、影響范圍大小，采取不同的方式進行反映，或告警，或記存在存儲器內，或啟動冗余設備等。

（2）可以隨時打印交換系統對整個系統的運行、操作和故障狀況，以便操作人員及時掌握系統狀況。維護人員可以根據打印出的故障資料，進行分析判斷。必要時可通過人一機命令再對系統作追蹤性主動測試，重點測試，以得到準確的判斷，迅速地排除故障。

3.對工作人員素質要求高

程控交換機是集成電路技術、計算機技術和通信技術綜合密集型電子系統工程。要求維護人員應具有以上三種技術的基礎知識。了解程控交換機系統結構，經過專業的維修培訓，能熟練的運用英語和各種人一機命令的操作說明和含義。當然作為一個好的維護人員，除具有一定專業水平外，經驗積累和交流也是十分需要的。所以在日常維護過程中，第一要對發生故障認真分析及時排除，第二要認真總結經驗，并作好故障記錄。

二、程控交換機的維護與管理探討

1.機房的維護與管理

（1）防靜電要求。程控交換機內部電路采用了大量的半導體MOS、CMOS等器件。由于這類器件對靜電的敏感范圍為25～1000V，而靜電產生的靜電電壓往往高達數千伏甚至萬伏以上，這樣高的靜電電壓足以擊穿各種類型的半導體器件。由靜電引起的故障可以涉及到交換機的各個部位，嚴重時還可造成交換機整個系統的癱瘓。因此程控用戶交換機機房應鋪設抗靜電活動地板，地板支架要可靠地接地。墻壁也應做防靜電處理，機房內不可鋪設化纖類地毯。工作人員進入機房內要穿防靜電服裝和防靜電鞋，避免穿著化纖類服裝進入機房。交換機柜門平常應關閉，工作人員在機房內搬動設備和拿取備件時動作要輕，并盡量減少在機房內來回走動的次數，以免物體間運動摩擦產生靜電。

（2）機房溫度和環境。程控交換機對機房的溫度和環境要求較高。用戶量越多，能耗也越大，散發出來的熱量也越大，因此需要在恒溫、干凈的環境中運行。機房溫度要保持在20攝氏度左右，如果溫度太高，會造成機器散熱困難，使機器的元器件參數發生變化，電路的穩定性降低，嚴重時還會損壞設備。注意溫度的同時還要保持機房的一定濕度，如機房太潮濕，會使機器的金屬部件生銹，腐蝕設備，甚至會造成線路絕緣降低，電路短路等現象。機房過于干燥，則容易產生靜電，直接威脅到交換機的安全。按規定，機房的濕度應保持在40%～60%。溫度和濕度可通過溫度計等監視，必要時，可以安裝空調、加濕機或抽濕機等進行調節。此外，機房還要求有防火、防塵措施，電纜管道施工完畢后要認真堵塞，以防止小動物進入。

（3）電磁環境。目前電磁環境的污染情況十分嚴重，在程控C房內和附近，不允許安裝大功率無線電臺，以防止電磁輻射影響交換機的正常工作。在機房內，交換機的各種電纜與市電交流電源線應盡量遠離，不能長距離并排鋪設，以免造成電磁耦合或阻容耦合干擾。必要時，各類線纜應互相交叉通過。

2.程控交換機的維護

交換機的維護大致分為兩種：預防性維護和糾正性維護。預防性維護是通過監視、測量和抽查等手段，收集各種所需要的數據，并對這些數據進行分析，進而提出排除故障隱患的具體辦法及措施；糾正性維護是在設備出現故障后，采取必要的措施。平時設備的維護以預防性維護為主，防患于未然。這就要求維護人員在日常維護過程中，要善于發現設備潛在的故障，找出可能誘發故障的因素，消除設備的隱患。在設備出現故障以后，要及時找出這些故障的根源。因此，維護人員要認真做好各種告警、故障記錄，收集全部有關數據，仔細分析觀察，積累總結經驗。

三、常見故障的預防和常見處理措施

（1）加強日常維護管理。維護人員上崗，每天應檢查：機房環境溫度及濕度情況；交、直流配電屏上的輸入、輸出電壓，電流和頻率等指示是否在正常運行范圍內；備品、備件、工具、儀表是否齊全；通過終端，顯示一下系統各部分工作狀況；了解系統有無告警及告警系統是否正常；測試系統的各種音源信號，如撥號、忙音、回鈴音及鈴流等；

（2）預防軟件故障措施。操作人員嚴格按照操作手冊使用終端，避免錯誤的命令或數據。隨時保持冗余的磁帶或磁盤信息的內容與系統內存信息的一致性。經過檢查I/O設備是否正常，尤其對軟盤驅動器或軟盤的檢查。經常檢查分析故障資料，及時修改錯誤數據或補打人遺漏的數據。對用戶使用話機和特種業務功能方法作好宣傳工作，避免用戶拍打叉簧和誤操作。

（3）嚴格維護管理制度。為保證程控機房的科學化、制度化管理，應嚴格建立和執行維護管理制度。需要制定有關制度：程控機房管理制度；機務員值班制度；交接班制度；備品備件管理制度；技術資料和原始記錄管理制度；機房清潔衛生制度；安全保密制度。

目前，城市集中供熱公司遠程監控使用的程控機并非完全一樣，但設備的型號并不是維護和管理的關鍵，城市集中供熱系統電氣技術人員，只要有過硬的本領、扎實的作風和很強的責任心，都可以將城市集中供熱公司遠程監控程控機的維護和管理工作做好，以促進供熱企業節能降耗工作。

參考文獻

[1] 張建新.程控設備的管理和維護[J].黑龍江科技信息，2015.02.

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1.1系統可靠性高，工作量小程控交換機大多采用集成電路，分立元件很少，集成度高、體積小、耗電低、可靠性高。不但采用的器件技術先進，而且裝備工藝嚴格；元器件裝板以前已經過抽測、篩選、老化處理，制好的印制電路板經過單板測試、整機測試及老化處理，使得可靠性大大提高。

在程控用戶交換機的系統結構上，有的采用分散控制方式，關鍵部位用冗余技術，較大容量的采用雙工熱備控制方式，以提高交換設備的系統可靠性。

1.2具有自診斷功能

1.2.1在程控交換機軟件系統中，診斷程序和檢測程序占相當大的比例。診斷又分為定期診斷測試和隨機診斷測試兩種：定期診斷可以通過人機命令，使交換設備在話務負荷清閑時，對系統作一次全面測試。例如可對接口電路逐個測試，并把測試結果存放在記存器中，隨時可由維護人員調用查閱。而隨機診斷測試在交換設備運行中的同時進行。發現故障按照其級別、類型、影響范圍大小，采取不同的方式進行反映，或告警，或記存在存儲器內，或啟動冗余設備等。

1.2.2可以隨時打印交換系統對整個系統的運行、操作和故障狀況，以便操作人員及時掌握系統狀況。維護人員可以根據打印出的故障資料，進行分析判斷。必要時可通過人一機命令再對系統作追蹤性主動測試，重點測試，以得到準確的判斷，迅速地排除故障。

1.2.3對工作人員素質要求高程控交換機是集成電路技術、計算機技術和通信技術綜合密集型電子系統工程。要求維護人員應具有以上三種技術的基礎知識。了解程控交換機系統結構，經過專業的維修培訓，能熟練的運用英語和各種人一機命令的操作說明和含義。當然作為一個好的維護人員，除具有一定專業水平外，經驗積累和交流也是十分需要的。所以在日常維護過程中，第一要對發生故障認真分析及時排除，第二要認真總結經驗，并作好故障記錄。

2程控交換機的維護與管理探討

2.1機房的維護與管理

2.1.1防靜電要求。程控交換機內部電路采用了大量的半導體MOS、CMOS等器件。由于這類器件對靜電的敏感范圍為25~1000V，而靜電產生的靜電電壓往往高達數千伏甚至萬伏以上，這樣高的靜電電壓足以擊穿各種類型的半導體器件。由靜電引起的故障可以涉及到交換機的各個部位，嚴重時還可造成交換機整個系統的癱瘓。因此程控用戶交換機機房應鋪設抗靜電活動地板，地板支架要可靠地接地。墻壁也應做防靜電處理，機房內不可鋪設化纖類地毯。工作人員進入機房內要穿防靜電服裝和防靜電鞋，避免穿著化纖類服裝進入機房。交換機柜門平常應關閉，工作人員在機房內搬動設備和拿取備件時動作要輕，并盡量減少在機房內來回走動的次數，以免物體間運動摩擦產生靜電。

2.1.2機房溫度和環境。程控交換機對機房的溫度和環境要求較高。用戶量越多，能耗也越大，散發出來的熱量也越大，因此需要在恒溫、干凈的環境中運行。機房溫度要保持在20攝氏度左右，如果溫度太高，會造成機器散熱困難，使機器的元器件參數發生變化，電路的穩定性降低，嚴重時還會損壞設備。注意溫度的同時還要保持機房的一定濕度，如機房太潮濕，會使機器的金屬部件生銹，腐蝕設備，甚至會造成線路絕緣降低，電路短路等現象。機房過于干燥，則容易產生靜電，直接威脅到交換機的安全。按規定，機房的濕度應保持在40%~60%。溫度和濕度可通過溫度計等監視，必要時，可以安裝空調、加濕機或抽濕機等進行調節。此外，機房還要求有防火、防塵措施，電纜管道施工完畢后要認真堵塞，以防止小動物進入。

2.1.3電磁環境。目前電磁環境的污染情況十分嚴重，在程控機房內和附近，不允許安裝大功率無線電臺，以防止電磁輻射影響交換機的正常工作。在機房內，交換機的各種電纜與市電交流電源線應盡量遠離，不能長距離并排鋪設，以免造成電磁耦合或阻容耦合干擾。必要時，各類線纜應互相交叉通過。

2.2程控交換機的維護交換機的維護大致分為兩種：預防性維護和糾正性維護。預防性維護是通過監視、測量和抽查等手段，收集各種所需要的數據，并對這些數據進行分析，進而提出排除故障隱患的具體辦法及措施；糾正性維護是在設備出現故障后，采取必要的措施。平時設備的維護以預防性維護為主，防患于未然。這就要求維護人員在日常維護過程中，要善于發現設備潛在的故障，找出可能誘發故障的因素，消除設備的隱患。在設備出現故障以后，要及時找出這些故障的根源。因此，維護人員要認真做好各種告警、故障記錄，收集全部有關數據，仔細分析觀察，積累總結經驗。以下為分析總結了的交換機常見故障。

2.2.1告警部分交換機在運行過程中，一旦某些部件出現故障，系統會產生一系列告警信號，提示維護人員進行必要的處理，保障設備的正常運行。告警系統根據故障對設備的影響程度、重要性及緊迫性分為嚴重告警、主要告警及次要告警。①嚴重告警：當系統出現嚴重故障，無法正常運行時，發出嚴重告警，對應信號為維護面板紅燈（Critical）亮。故障內容涉及主控板（MainControllerCard）、硬盤驅動器模塊（HardDiskModule）、交換控制板（PeripheralSwitchContrller）、過載及再啟動等。②主要告警：當系統中部分用戶無法通信或通信質量嚴重下降時，發出主要告警，對應面板上為紅色指示燈（major）亮。故障內容涉及普通用戶板（ONSline）、長線用戶板（OPSline）、功能用戶板（COVline）數字網用戶板（DNIline/2B+D）、數據用戶板（DataseLine）、環路市話中繼板（LS/GSTrunk）、E/M中繼板、雙音多頻記發器（DTMFReceiver）等。③次要告警：當系統中只有極少數用戶的通信質量受到影響時，發出次要告警，對應維護面板上紅色指示燈（minor）亮，相應用戶的用戶板對應紅燈亮，這種告警不必及時處理，但對交換機運行狀態要心中有數，故障內容涉及到倒換失敗、個別用戶故障、故障排除等。

當系統發出告警信息后，應及時按以下原則對故障進行分析和處理：①盡量不影響全局通話，最好在話務空閑時處理。②從單板指示燈和維護臺觀察單板狀態，分析相關單板，不要盲目更換單板，以防故障擴散。③插拔單板時，一定要佩帶防靜電腕套，并將接地端可靠接地。

2.2.2用戶部分在日常維護工作中，用戶部分故障是最常見的故障，一般可分為外線故障和交換機相關功能部件故障，常見的外線故障有斷線、短路、接地、話機故障等，可通過在配線架甩開外線的方法確定故障部位下面討論由交換機相關功能部件造成的用戶故障的處理方法。用戶故障發生在普通用戶板的個別用戶時，可通過更換用戶板解決，也可通過應急方法處理，如更改用戶對應的電路號碼，并將外線改接到對應的用戶電路上，再進行呼叫轉移，將故障號碼轉移到更改的號碼上。用戶的故障處理方法有：①連續16個用戶故障，更換損壞的普通用戶板；②整個用戶模塊故障，檢查接口控制板及-48V饋電；③用戶故障常用的處理方法是，以最小配置運行，判斷分析單板故障，或通過拆半法逐步排除和定位，找到影響其他單板工作的故障板2.2.3中繼部分（半自動接入公網時）與中繼部分相關的有中繼板、中繼線及軟件中的與中繼線有關的表格的設置等。中繼部分的故障處理方法有：①所有的用戶都打不出外線，可檢查中繼線、中繼線指定（TrunkAssignment）、中繼組指定（TrunkGroupAssignment）、自動路由選擇指定（ARSAssignment）、路由指定（RouteAssignment）、限制等級指定（ClassofRestrictionGroupAssignment）、數字更改指定（DigitModificationAssign2ment）等的設置。②只有個別用戶打不出外線，可檢查中繼板及分機限制等級（ClassofRestrictionGroupAssignment）。③只有部分用戶組，如長途、微波、市話等打不出，則要檢查中繼線及自動路由選擇指定表和路由指定表。④撥打外線用戶時經常聽到說。沒有這個號碼。，或剛接通時能聽到對方講話，而對方要經過延遲幾秒鐘才能聽見主叫講話。則要檢查中繼線的極性是否按左正右負的方式連接到配線架。⑤當交換機與公網實行全自動連接時，則要檢查PRI接口板、光纖及光端機。

2.3硬件上應注意的問題程控交換機硬件由單板、背板、插箱和機架組成。程控交換機開機后，在正常運行過程中，其印刷電路板和接插件等部件不能隨便觸動。因此，維護人員對程控交換機硬件的日常管理和維護主要是除塵保養和技術維護。程控交換機主要板件應有備件，一旦出現故障要及時進行更換，以縮短故障時間。定期檢測交換機的地線和保安設施，使之符合要求。根據告警信息的提示，及時對可疑部件進行檢測和維修，并及時更換。定期檢查交換機的進出線，及時更換老化和破損線。交換機應定時進行除塵，清理交換機硬件灰塵前，應先繪制出交換機示意圖，在電路板、交換機連線上貼好位置標簽。待停電后，拔出電路板，記錄拔碼開關或跳線開關位置。然后用專用清洗劑或軟毛刷除去硬件灰塵。除塵完成后，根據記錄與示意圖插好電路板與連線，加電恢復正常運行。

2.4軟件上應注意的問題交換機一側稱為前臺，服務器、操作維護臺稱后臺。前后臺的計算機組成一個局域網，后臺通過人機命令界面向前臺傳遞操作維護指令，并接收前臺的告警信息，完成交換機日常監控、維護與管理工作。程控交換機的軟件管理和維護主要有以下幾個內容：保管好隨機帶的軟件磁盤，以防系統癱瘓重裝需要。正確設置操作員操作權限，以免誤操作引起系統故障。增刪和修改用戶數據、局向數據前數據備份，避免操作不成功能恢復原數據。定期測試軟硬件功能，定時備份局、用戶數據。查看各級告警信息，根據信息正確診斷并處理故障。配合廠家作好軟件遠程維護工作。及時對服務器，維護終端，計費器，話務臺進行軟件殺毒，保護主機和軟件的安全。

3故障的預防和常見處理措施

3.1加強日常維護管理。維護人員上崗，每天應檢查：機房環境溫度及濕度情況；交、直流配電屏上的輸入、輸出電壓，電流和頻率等指示是否在正常運行范圍內；備品、備件、工具、儀表是否齊全；通過終端，顯示一下系統各部分工作狀況；了解系統有無告警及告警系統是否正常；測試系統的各種音源信號，如撥號、忙音、回鈴音及鈴流等；

3.2預防軟件故障措施。操作人員嚴格按照操作手冊使用終端，避免錯誤的命令或數據。隨時保持冗余的磁帶或磁盤信息的內容與系統內存信息的一致性。經過檢查I/O設備是否正常，尤其對軟盤驅動器或軟盤的檢查。經常檢查分析故障資料，及時修改錯誤數據或補打人遺漏的數據。對用戶使用話機和特種業務功能方法作好宣傳工作，避免用戶拍打叉簧和誤操作。

3.3嚴格維護管理制度。為保證程控機房的科學化、制度化管理，應嚴格建立和執行維護管理制度。需要制定有關制度：程控機房管理制度；機務員值班制度；交接班制度；備品備件管理制度；技術資料和原始記錄管理制度；機房清潔衛生制度；安全保密制度。

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關鍵字：程控交換機        用戶部分    管理    維護 

一、程控交換機的維護特點分析

1.系統可靠性高，工作量小

程控交換機大多采用集成電路，分立元件很少，集成度高、體積小、耗電低、可靠性高。不但采用的器件技術先進，而且裝備工藝嚴格；元器件裝板以前已經過抽測、篩選、老化處理，制好的印制電路板經過單板測試、整機測試及老化處理，使得可靠性大大提高。

在程控用戶交換機的系統結構上，有的采用分散控制方式，關鍵部位用冗余技術，較大容量的采用雙工熱備控制方式，以提高交換設備的系統可靠性。

2.具有自診斷功能

   （1）在程控交換機軟件系統中，診斷程序和檢測程序占相當大的比例。診斷又分為定期診斷測試和隨機診斷測試兩種：定期診斷可以通過人機命令，使交換設備在話務負荷清閑時，對系統作一次全面測試。例如可對外圍接口電路逐個測試，并把測試結果存放在記存器中，隨時可由維護人員調用查閱。而隨機診斷測試在交換設備運行中的同時進行。發現故障按照其級別、類型、影響范圍大小，采取不同的方式進行反映，或告警，或記存在存儲器內，或啟動冗余設備等。

   （2）可以隨時打印交換系統對整個系統的運行、操作和故障狀況，以便操作人員及時掌握系統狀況。維護人員可以根據打印出的故障資料，進行分析判斷。必要時可通過人一機命令再對系統作追蹤性主動測試，重點測試，以得到準確的判斷，迅速地排除故障。

3.對工作人員素質要求高

    程控交換機是集成電路技術、計算機技術和通信技術綜合密集型電子系統工程。要求維護人員應具有以上三種技術的基礎知識。了解程控交換機系統結構，經過專業的維修培訓，能熟練的運用英語和各種人一機命令的操作說明和含義。當然作為一個好的維護人員，除具有一定專業水平外，經驗積累和交流也是十分需要的。所以在日常維護過程中，第一要對發生故障認真分析及時排除，第二要認真總結經驗，并作好故障記錄。

二、程控交換機的維護與管理探討

1.機房的維護與管理

（1）防靜電要求。程控交換機內部電路采用了大量的半導體mos、cmos等器件。由于這類器件對靜電的敏感范圍為25~1000v，而靜電產生的靜電電壓往往高達數千伏甚至萬伏以上，這樣高的靜電電壓足以擊穿各種類型的半導體器件。由靜電引起的故障可以涉及到交換機的各個部位，嚴重時還可造成交換機整個系統的癱瘓。因此程控用戶交換機機房應鋪設抗靜電活動地板，地板支架要可靠地接地。墻壁也應做防靜電處理，機房內不可鋪設化纖類地毯。工作人員進入機房內要穿防靜電服裝和防靜電鞋，避免穿著化纖類服裝進入機房。交換機柜門平常應關閉，工作人員在機房內搬動設備和拿取備件時動作要輕，并盡量減少在機房內來回走動的次數，以免物體間運動摩擦產生靜電。

（2）機房溫度和環境。程控交換機對機房的溫度和環境要求較高。用戶量越多，能耗也越大，散發出來的熱量也越大，因此需要在恒溫、干凈的環境中運行。機房溫度要保持在20攝氏度左右，如果溫度太高，會造成機器散熱困難，使機器的元器件參數發生變化，電路的穩定性降低，嚴重時還會損壞設備。注意溫度的同時還要保持機房的一定濕度，如機房太潮濕，會使機器的金屬部件生銹，腐蝕設備，甚至會造成線路絕緣降低，電路短路等現象。機房過于干燥，則容易產生靜電，直接威脅到交換機的安全。按規定，機房的濕度應保持在40%~60%。溫度和濕度可通過溫度計等監視，必要時，可以安裝空調、加濕機或抽濕機等進行調節。此外，機房還要求有防火、防塵措施，電纜管道施工完畢后要認真堵塞，以防止小動物進入。

（3）電磁環境。目前電磁環境的污染情況十分嚴重，在程控機房內和附近，不允許安裝大功率無線電臺，以防止電磁輻射影響交換機的正常工作。在機房內，交換機的各種電纜與市電交流電源線應盡量遠離，不能長距離并排鋪設，以免造成電磁耦合或阻容耦合干擾。必要時，各類線纜應互相交叉通過。 

2.程控交換機的維護

交換機的維護大致分為兩種：預防性維護和糾正性維護。預防性維護是通過監視、測量和抽查等手段，收集各種所需要的數據，并對這些數據進行分析，進而提出排除故障隱患的具體辦法及措施；糾正性維護是在設備出現故障后，采取必要的措施。平時設備的維護以預防性維護為主，防患于未然。這就要求維護人員在日常維護過程中，要善于發現設備潛在的故障，找出可能誘發故障的因素，消除設備的隱患。在設備出現故障以后，要及時找出這些故障的根源。因此，維護人員要認真做好各種告警、故障記錄，收集全部有關數據，仔細分析觀察，積累總結經驗。以下為分析總結了的交換機常見故障。

2.1告警部分

交換機在運行過程中，一旦某些部件出現故障，系統會產生一系列告警信號，提示維護人員進行必要的處理，保障設備的正常運行。告警系統根據故障對設備的影響程度、重要性及緊迫性分為嚴重告警、主要告警及次要告警。

（1）嚴重告警

當系統出現嚴重故障，無法正常運行時，發出嚴重告警，對應信號為維護面板紅燈（critical）亮。故障內容涉及主控板（maincontrollercard）、硬盤驅動器模塊（harddiskmodule）、外圍交換控制板（peripheralswitchcontrller）、過載及再啟動等。

（2）主要告警

當系統中部分用戶無法通信或通信質量嚴重下降時，發出主要告警，對應面板上為紅色指示燈（major）亮。故障內容涉及普通用戶板（onsline）、長線用戶板（opsline）、功能用戶板（covline）數字網用戶板（dniline/2b+d）、數據用戶板（dataseline）、環路市話中繼板（ls/gstrunk）、e/m中繼板、雙音多頻記發器（dtmfreceiver）等。

（3）次要告警

當系統中只有極少數用戶的通信質量受到影響時，發出次要告警，對應維護面板上紅色指示燈（minor）亮，相應用戶的用戶板對應紅燈亮，這種告警不必及時處理，但對交換機運行狀態要心中有數，故障內容涉及到倒換失敗、個別用戶故障、故障排除等。

當系統發出告警信息后，應及時按以下原則對故障進行分析和處理：

（1）盡量不影響全局通話，最好在話務空閑時處理。

（2）從單板指示燈和維護臺觀察單板狀態，分析相關單板，不要盲目更換單板，以防故障擴散。

（3）插拔單板時，一定要佩帶防靜電腕套，并將接地端可靠接地。

2.2用戶部分

在日常維護工作中，用戶部分故障是最常見的故障，一般可分為外線故障和交換機相關功能部件故障，常見的外線故障有斷線、短路、接地、話機故障等，可通過在配線架甩開外線的方法確定故障部位下面討論由交換機相關功能部件造成的用戶故障的處理方法。用戶故障發生在普通用戶板的個別用戶時，可通過更換用戶板解決，也可通過應急方法處理，如更改用戶對應的電路號碼，并將外線改接到對應的用戶電路上，再進行呼叫轉移，將故障號碼轉移到更改的號碼上。用戶的故障處理方法有：

（1）連續16個用戶故障，更換損壞的普通用戶板；

（2）整個用戶模塊故障，檢查外圍接口控制板及-48v饋電；

（3）用戶故障常用的處理方法是，以最小配置運行，判斷分析單板故障，或通過拆半法逐步排除和定位，找到影響其他單板工作的故障板。

2.3中繼部分（半自動接入公網時）

與中繼部分相關的有中繼板、中繼線及軟件中的與中繼線有關的表格的設置等。中繼部分的故障處理方法有：

（1）所有的用戶都打不出外線，可檢查中繼線、中繼線指定（trunkassignment）、中繼組指定（trunkgroupassignment）、自動路由選擇指定（arsassignment）、路由指定（routeassignment）、限制等級指定（classofrestrictiongroupassignment）、數字更改指定（digitmodificationassign2ment）等的設置。

（2）只有個別用戶打不出外線，可檢查中繼板及分機限制等級（classofrestrictiongroupassignment）。

（3）只有部分用戶組，如長途、微波、市話等打不出，則要檢查中繼線及自動路由選擇指定表和路由指定表。

（4）撥打外線用戶時經常聽到說。沒有這個號碼。，或剛接通時能聽到對方講話，而對方要經過延遲幾秒鐘才能聽見主叫講話。則要檢查中繼線的極性是否按左正右負的方式連接到配線架。

（5）當交換機與公網實行全自動連接時，則要檢查pri接口板、光纖及光端機。

 

3.硬件上應注意的問題

程控交換機硬件由單板、背板、插箱和機架組成。程控交換機開機后，在正常運行過程中，其印刷電路板和接插件等部件不能隨便觸動。因此，維護人員對程控交換機硬件的日常管理和維護主要是除塵保養和技術維護。程控交換機主要板件應有備件，一旦出現故障要及時進行更換，以縮短故障時間。定期檢測交換機的地線和保安設施，使之符合要求。根據告警信息的提示，及時對可疑部件進行檢測和維修，并及時更換。定期檢查交換機的進出線，及時更換老化和破損線。交換機應定時進行除塵，清理交換機硬件灰塵前，應先繪制出交換機示意圖，在電路板、交換機連線上貼好位置標簽。待停電后，拔出電路板，記錄拔碼開關或跳線開關位置。然后用專用清洗劑或軟毛刷除去硬件灰塵。除塵完成后，根據記錄與示意圖插好電路板與連線，加電恢復正常運行。

4.軟件上應注意的問題

交換機一側稱為前臺，服務器、操作維護臺稱后臺。前后臺的計算機組成一個局域網，后臺通過人機命令界面向前臺傳遞操作維護指令，并接收前臺的告警信息，完成交換機日常監控、維護與管理工作。程控交換機的軟件管理和維護主要有以下幾個內容：保管好隨機帶的軟件磁盤，以防系統癱瘓重裝需要。正確設置操作員操作權限，以免誤操作引起系統故障。增刪和修改用戶數據、局向數據前數據備份，避免操作不成功能恢復原數據。定期測試軟硬件功能，定時備份局、用戶數據。查看各級告警信息，根據信息正確診斷并處理故障。配合廠家作好軟件遠程維護工作。及時對服務器，維護終端，計費器，話務臺進行軟件殺毒，保護主機和軟件的安全。 

三、故障的預防和常見處理措施

   （1）加強日常維護管理。維護人員上崗，每天應檢查：機房環境溫度及濕度情況；交、直流配電屏上的輸入、輸出電壓，電流和頻率等指示是否在正常運行范圍內；備品、備件、工具、儀表是否齊全；通過終端，顯示一下系統各部分工作狀況；了解系統有無告警及告警系統是否正常；測試系統的各種音源信號，如撥號、忙音、回鈴音及鈴流等；

   （2）預防軟件故障措施。操作人員嚴格按照操作手冊使用終端，避免錯誤的命令或數據。隨時保持冗余的磁帶或磁盤信息的內容與系統內存信息的一致性。經過檢查i/o設備是否正常，尤其對軟盤驅動器或軟盤的檢查。經常檢查分析故障資料，及時修改錯誤數據或補打人遺漏的數據。對用戶使用話機和特種業務功能方法作好宣傳工作，避免用戶拍打叉簧和誤操作。

   （3）嚴格維護管理制度。為保證程控機房的科學化、制度化管理，應嚴格建立和執行維護管理制度。需要制定有關制度：程控機房管理制度；機務員值班制度；交接班制度；備品備件管理制度；技術資料和原始記錄管理制度；機房清潔衛生制度；安全保密制度。 

四、結束語

目前、不同的通信公司使用的設備并非完全一樣，有的主要使用貝爾，有的使用華為，但設備的型號并不是維護和管理的關鍵，我相信作為工作人員，只要有過硬的本領、扎實的作風和很強的責任心，都可以將交換機、機房的維護和管理工作做的非常好，為國家的通信事業發展做出更大的貢獻。 

參考文獻：

[1]張永霞  程控交換機的管理和維護[j]  電力系統通信 2002