信号通信论文范文1
论文关键词:铁路信号施工组织电路导通
随着铁路建设的高速发展，作为铁路运输生产基础之一的铁路信号设备也发生了很大变化，主要体现在设备组成部件及器材产品中的科技含量逐年增加，表现为技术条件复杂、标准要求高、试验项目多、测试技术指标精确的特点。铁路经过6次大提速之后，对既有线铁路信号设备的维修和施工质量要求越来越严格，对信号设备更新、改造和大修及新旧设备更替时间的要求也越来越短。信号设备更新、改造与运输需求之间的矛盾越来越突出，因此优化施工组织，缩短信停时间已成为铁路信号工程中的当务之急。
1信停期间的铁路信号工程施工组织
信号工程的核心工作就是信、联、闭、停、用期间的施工组织，是一个系统工程，直接关系到信号工程安全、质量和工程指标的实现。
1.1制定严密的施工方案
项目经理组织有关工程技术人员进行现场调查，征求车务、电务、工务及上级主管部门意见，了解既有设备的使用情况，确认好信停影响范围，明确信停前及信停中施工内容，确认具体的工作项目、工程数量、相互关系和工作顺序，使每项工作都围绕关键项目来进行。
同时，要对每个作业项目提出具体的作业时间和安全措施、质量标准及所用材料和工具等，并以作业单形式进行细化分解，提前两天发到作业小组，使每个人都明确自己所负责的工作。主管工程的技术人员要通过新、旧图纸核对，了解施工中的每一细节及新设电路与已有电路的不同。落实好需要电务、车务、工务、房产、铁通和供电等部门配合的项目，综合各方面因素，编制出详细、准确、具有可操作性，与实际工作相符的施工方案。
项目指挥长、项目经理、主管项目安全的负责人及项目总工程师中的每一个人必须明确信停期间的作业项目和主要工程数量及影响范围，掌握关键路线，运用好网络计划技术，组织好流水作业和平行作业。
信停期间参加施工的所有管理干部必须实行分工负责和逐级负责制，分片包干，明确自己的责任、任务，完成项目的时间和应达到的标准。这样才能确保信停施工安全稳定、质量达标、施工进度有序可控，使工程能够按期或提前完成，因此，编制切实可行的施工方案是实现工程施工的前提。
l.2信停期间的配合工作
信号设备停用期间的施工配合工作是缩短信停时间的重要条件。在此期间的施工是以工程单位为主体，电务、车务、工务、机务、通信和供电部门密切配合，互相支持，团结协作。
1)首先，铁路局所属的施工所在地或车站在信停前根据施工等级不同，由专人负责主持召开施工协调会，对工程与运输、通信、工务、电务、供电之间的相互配合提出明确要求，对关键问题抓好检查落实工作，防治不必要的推诱，为施工顺利进行提供可靠的保证。
2)其次，信停期间的运输组织必须为施工部门创造条件，落实施工单位的合理要求。运输部门必须正确认识施工与运输的关系，只有为施工中的测试、试验项目创造条件，施工部门才能按期或提前开通，缩短无联锁状态时间，从而确保行车安全。
3)电务段在施工过程中的全面参与及密切配合也发挥着重要作用。电务段从施工开始到工程竣工要给予全方位的配合，如电缆敷设、箱盒配线、设备安装、电气特性测试、更换转辙设备等应派专人参加，这样可以做到有问题及时协调、协商解决，主动参与工程质量监督和验收，将问题解决在信停之前，使出现问题的概率降到最小。信停前请电务段进行初验，尽量减少信停期间可能出现的问题，为信号工程的开通创造良好的条件。
4)信停期间的工务、通信、机务、供电部门的配合也是重要的组成部分。信停前施工单位必须及时把涉及到上述单位的配合工作以书面形式写明，进行沟通，听取意见，配合单位也要指定专人落实好配合工作，确保行车设备正常投人运营。
2铁路信号电路导通施工
铁路信号导通质量的好坏关系到联锁关系是否正确及信号设备的正常使用。铁路信号的导通丁一作可分为3个部分进行，即:导通前的准备工作、导通中的故障处理及模拟联锁试验。结合工程实践，本文重点阐述铁路信号在电路导通中的故障处理。
2.1导通前的准备工作
导通前准备工作主要包括:①核对配线，此项工作分室内、室外两个部分同时进行，也可以根据施工的规模情况分别进行;②对电源屏做空载试验，电源屏空载试验是电路导通前必不可少的一项试验工作，要符合标准和《铁路信号施工规范》要求;③检查组合架的架间零层电源环线、侧面电源环线、控制台电源环线等相互间有无短路及混线等错接现象，各条配线对地绝缘及线间绝缘电阻是否达到《铁路信号施工规范》要求，确定无误后方可与电源屏连接;④通电检查电源屏及组合是否有熔断器熔断;⑤在完成上述任务后，就可插装继电器，最好是在带电状态下进行，这样可以同时观察到各部分熔断器是否保持完好;⑥最后对室外设备做检查;⑦在做好前6项工作的同时，还要按轨道电路的站场布局，做好轨道电路模拟盘，大站可做信号机模拟及道岔模拟操纵盘。
2.2导通中的故障处理
在完成前期准备工作后，此时进路还不能排列，还不能进行联锁试验。要使所有单元电路恢复到定位状态后，才能进行联锁试验。
1)使各个单元电路恢复到定位状态。此项工作要使室外信号机的定位灯光都能点亮，室内相应的灯丝继电器(DJ>吸起:电动转辙机能正常转动并有定、反位显示，且与室内相应的道岔组合中的1DQJ,2DQJ,DBJ,F13,相对应，所有轨道继电器(GJ)能可靠吸起，这些单元电路都比较简单，可分组同时进行。处理故障时应本着先内后外、先近后远、先易后难的原则，即先处理室内故障、再处理室外故障;先处理距信号楼近的故障，再处理距信号楼远的故障;先进行简单容易处理的故障、再处理复杂的故障。对于较复杂的电路故障，要尽可能缩小故障范围。
2)当上述工作完成后，即可对控制台盘面上的按钮、表示灯进行对照。要使盘面上的表示灯与此时的电路相一致、显示正确、光带熄灭，按钮按下后，对应的按钮继电器有所反应。
3)排列进路。依照联锁表中给出的进路类型，按先短后长、先易后难的次序进行排列进路，先办理短调车进路，逐个办理，逐个核对，做到操作、电路动作及表示完全符合联锁图表的要求，不放过任何一个细小的故障及隐患。短调车进路全部排出后才可进行长调列车进路的排列，再进行调车进路的正常解锁、故障解锁、中途返回解锁等联锁试验内容，最后进行列车进路，列车进路的办理程序与调车进路的办理程序相同。
4)接口电路的导通，接口电路往往不定型，因此，对接口电路一定要试验彻底。如64D继电半自动闭塞电路、区间自闭结合电路、场间联系电路、与机务段联系电路等。
5)轨道电路送电端要接在箱盒引接线上，受电端反送电，使室内轨道继电器吸起。
2.3模拟连锁试验
模拟联锁试验过程是前期准备工作及导通试验工作的延续和总结，也是对工程设计质量、施工质量的一个全面的检验过程。所以在模拟联锁试验前要充分熟悉现场设备的布置、联锁图表等主要施工设计图纸，对与站场相关联的有关设备的联系应全面掌握，做到心中有数，然后方可进行模拟联锁试验。
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城市轨道交通信号系统主要由列车自动控制（ATC）系统、联锁设备、轨道电路等组成。作为城市轨道交通信号系统最重要的组成部分，列车自动控制（ATC）系统主要功能就是对行车指挥及列车运行自动化的一种最大限度地实现，同时起到确保列车安全运行及提高运输效率的作用，只有这样才能降低工作人员的工作量，对城市轨道交通的通行能力进行充分发挥。ATC（automatictraincontrol）系统主要有三部分构成，包括：列车自动防护（ATP—automatictrainprotection）、列车自动运行（ATO—automatictrainoperation）及列车自动监控（ATS—automatictrainsupervision）。ATP系统分为轨旁ATP和车载ATP，负责对列车的运行进行保护，对列车进行超速防护、车门监督和速度监督，保证列车的安全间隔。ATO系统分为轨旁ATO和车载ATO，其应用的主要目的就是对“地对车控制”的一种实现，就是实现地面信息对列车运行情况的一种良好控制，并送出车门和屏蔽门同步开关信号。ATS系统主要有两部分中央ATS与车站ATS，其应用的主要目的就对列车运行监督及控制，包括：列车运行情况和设备的集中监视、自动排列进路、自动列车运行调整、自动生成时刻表、自动记录实际列车运行图、自动进行数据统计以及各种报表的自动生成，辅助调度人员对全线进行管理。联锁设备有中央联锁系统和车站联锁计算机，主要对室外设备信号机和道岔进行控制，排列列车进路并传送进路信息给轨旁ATC设备。轨道电路主要用于传送轨道电路信息和ATP报文信息。
2城市轨道交通信号系统方案
通常情况下在城市交通疏解任务中城市轨道交通线路承担着十分重要的任务，为确保人们出行的安全性，应采用完整的、先进的、高效的列车控制系统作为地铁信号系统。正线信号系统采用完整的列车自动控制（ATC）系统，由ATS、ATP、ATO、联锁设备组成。车辆段/停车场由联锁设备、微机监测设备、ATS分机等主要设备组成。目前城市轨道交通的信号系统主要有准移动闭塞和移动闭塞系统选择。
2.1基于目标距离模式的准移动闭塞ATC系统通常选用音频数字无绝缘轨道电路作为目标距离模式，这种模式的主要特点为信息传输量较大及抗干扰能力很强。列车车载设备依据由钢轨传输而接收到的联锁、轨道电路编码、线路参数、控制管理等报文信息，连续对列车追踪运行及折返作业进行速度监督，最大限度对其进行超速防护，控制列车运行间隔，以满足规定的通过能力。由于音频数字轨道电路具有极大的传输信息量，可以将目标速度、目标距离、线路状态等信息提供给车载设备，为计算出列车相适应的运行模式速度曲线，将ATP车载设备与固定的车辆性能数据进行充分地结合。
2.2基于通信的移动闭塞系统（CBTC）基于通信的移动闭塞列车控制系统具有极为先进的发展技术，是列车控制技术的发展趋势，是国际ATC先进水平的代表。是独立于轨道电路的高精度列车定位。CBTC系统为实现车与地、地与车间之间的双向数据通信，可以选用自由空间无线天线、交叉感应电缆环线、漏泄电缆以及裂缝波导管等方式进行有效通信。依据列车的位置信息及进路情况轨旁ATP设备可以有效对每一列车的移动权限进行准确计算，同时根据列车位置速度的变化不断更新数据，利用连续车地通信设备向列车进行信息的发送。依据接收到的移动授权及本身的运行状态车载设备可以对列车运行速度曲线及防护曲线进行有效计算，在ATP子系统的保护防御过程中，在该速度曲线下ATO子系统或人工驾驶控制列车可以正常运行。可以最大限度地实现后续列与前行列车尾部的紧密性，并始终处于安全距离范围内。在确保安全的基础上，CBTC系统可以实现区间通过能力的有效提高，同时不受轨道电路区段分割的限制。虽然CBTC系统在调试时因对现场环境要求高、调试周期较长等一些不尽如人意的地方，但是CBTC系统在具有自身优越性的同时已经成为城市轨道交通信号系统的首选方案。其相对于准移动闭塞系统的优越性是不可取代的。
3城市轨道交通信号系统通信设备的传送方式
3.1通过轨道电路进行传送轨道电路不仅可以检测列车占用情况，也可以传递报文信息给车载设备。在轨道电路不忙的情况下，将轨道电路信息传送给联锁系统，当列车对轨道进行占用时，利用装置切换，并将发送轨道电路信息的作业进行停止，开始采用轨旁设备将ATP报文信息连续向钢轨进行发送，将接收和发送设备装置在列车底部，可将接收到的信息向车载设备进行传递，同时也可以向地面发送列车信息。
3.2通过轨间电缆传送单独沿着钢轨铺设一条线路，专门用于传送ATP报文信息，此方法安全可靠，但费用较高。
3.3通过点式应答器传送在轨道电路的部分地方进行应答器的设置，应答器的设置主要有两种形式：固定数据应答器与可变数据应答器。用于存储固定数据的应答器为固定数据应答器，可变应答器通过对中心进行控制来取得数据，将接收和发送天线安装在列车底部，当列车运行在应答器位置经过时可以感应到应答器的信息，然后进行双向数据交换，因为这种信息的传送不具有连续性，只能在一定位置才能进行接收，因此这些位置被叫做点式ATC。
3.4通过无线方式进行传送无线车地通信主要采用无线方式，由控制中心来实现车载ATP/ATO的功能，利用无线交换器和轨旁无线单元AP与车载无线通信设备进行时时数据的交换。一般情况下一个控制中心可以实现对一条线路上所有车站的控制，当控制中心设备发生故障时，为了确保整条线路不出现瘫痪现象，可以将车站现地工作站和车站ATS远程控制单元设置在车站。这样当控制中心出现故障之后，车站工作人员可通过车站现地工作站进行操作来实现联锁计算机的功能，ATS远程控制单元可代替中央ATS系统向联锁系统和轨旁设备发送相关信息，此时ATS远程控制单元所具有的信息不全面，但能够保证列车在本站的正常运行。
4结语
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【关键词】 正交匹配 追踪研究 压缩感知信号 检测算法
压缩感知是一种新型的采样方法，通过信号记录每个观测过程中投影的数据，如果感知信号资源小，则可以将这些信号资源进行压缩处理，以保证在观测值数量少的情况下信号结构的准确性和完整性。相对于重构结构复杂的感知信号，信号和图像的重构步骤复杂，且重构效果很差，面对这些不能被正确重构的感知信号，应采用采样的方法将特征量从样本数据中采集出来，通过检测目标信号，完成检测流程。综上所述，通过正交匹配追踪研究压缩感知信号的检测算法，其综合应用性能很好，检测范围和效果很好。
一、感知信号检测
1. 感知信号理论概述
信息获取是压缩感知信号理论的核心内容，其理论基础建立在信号系数、样本数据处于非相关性的状态下的数据测算，通过数据重构和特征量数据采集，以局部分析整体的方式，完成检测流程。压缩感知理论的内容主要包括：①将感知信号的投影在观测向量上，利用重构思想对样本数据进行重构测算，并建立检测集合，如果信号程度为M，则其重构集合稀疏度为K（K
2. 感知信号检测原理
二、基于正交匹配追踪的压缩感知信号检测算法
1.检测算法。正交匹配追踪是一种新型改进算法，其检测方法的理论依据是正交匹配理论，和其他感知信号检测算法相比，正交匹配追踪算法的检测流程更为简单，检测结果的准确度很高。其检测特点是在每次迭代中将选出的列用Gram-Schmidt正交化方法进行正交化处理，将采集到的样本数据选列在空间投影中，通过直观的数据变化曲线，选择精确的检测算法，这种检测方式不仅可以简化检测过程，还能提高样本数据各特征量的收敛速度。在数据迭代次数相同的情况下，空间投影出的采样信息的更新速度很快，检测人员可以通过采样值选出最优投影，并随时更新系数，以确保空间投影的真实性，检测结果的准确度。
2. 实验结果分析。实验结束后，通过检测结果进行分析可知，在每次迭代中，OPM检测算法的感知信号的波形都相对平稳，在一段时间内，其特征量不会随着加性高斯白噪声的变化而变化。当采集样本数据在规定资源数量时，OPM的检测结果和MP的检测结果大体相同，当检测阈值超过3时，OPM的检测结果的准确率明显由于MP检测算法。实验结果表明，与MP检测算法相比，本文提出的OMP检测算法其检测成功率很高，可以在提高检测成功率，所需采样点数、抑制噪声等方面有更好的性能，所以正交匹配追踪压缩感知信号检测算法是一种综合应用性能很好的信号检测方法。
结论：通过上文对正交匹配追踪压缩感知信号检测算法进行系统分析可知，通过匹配追踪定位感知信号，采集特征量，不仅可以方便于检测人员搜集信号样本，还能大大提高检测结果的准确性。通过对每次迭代的特征量进行及时、系统修正，可以延长采集样品的有效时间，以获得更科学、更真实的检测结果。
参 考 文 献
[1] 刘冰，付平，孟升卫. 基于正交匹配追踪的压缩感知信号检测算法[J]. 仪器仪表学报，2010，13（07）：109-113
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【关键词】Matlab 电子信息类课程 数字信号处理 通信原理 仿真
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2013）13-0003-02
数字信号处理、通信原理以及信号与系统等都是电子信息类课程中的主干课程，该类课程涉及数学、电路等多门先修课程，其主要特点是理论性强、直观性差、数学公式推导多，学生学习难度较大。长期以来，电子信息类课程的教学一直采用黑板教学的单一模式，缺乏可视化的直观表现，这就严重影响和制约了课程的教学效果。即使在多媒体教学大量普及以后，教师通常只是把课本内容搬到了屏幕上，没有从根本上解决理论性强、直观性差的问题，学生普遍反映课堂教学难于理解和掌握，教学效果不理想。为了帮助学生学习好这些专业课程，进而将所学理论灵活地应用于实践，引入计算机仿真是一个行之有效的方法，Matlab正是众多仿真软件中的佼佼者。
一 Matlab简介
Matlab是MathWorks公司开发的适用于矩阵数值计算和系统仿真的科学计算软件。Matlab将高性能的数值计算和可视化集成一体，并提供了大量的内置函数，从而被广泛地应用于科学计算、控制系统、信息处理等领域的分析、仿真和设计工作。
Matlab除了在科研单位备受青睐，在高校也被广泛使用。它编程简单，功能强大，在电子、通信与信号处理仿真方面表现不俗。Matlab具有可视化的图形用户界面，可用来开发相应的辅助教学软件，设计用于教学的交互式实时动态演示系统，有助于教师的授课和学生的理解，从而可以获得较好的教学效果。Matlab不仅可以作为理论教学的示范性工具，还可以作为实验教学的主要工具。利用Matlab仿真技术进行实验项目的开发，能够有效地弥补某些传统实验所带来的不便和不足，同时由于其不受场地环境和设备的限制，平时有些不容易实现的综合性系统实验都可以利用Matlab仿真的方法轻而易举地实现。
二 Matlab在数字信号处理中的应用
数字信号处理这门课程理论性较强、概念抽象，涉及大量的计算，在学习的过程中，学生普遍反映对于基本的分析方法和基本理论不能很好地理解与掌握，利用Matlab提供的函数进行仿真，可演示信号处理的过程，并且将分析结果直观地体现出来，加深对相关理论的理解。
示例1：通过FFT变换分析叠加了噪声的信号，并且通过滤波器滤除噪声。设采样频率Fs=1000Hz，信号频率为100Hz，叠加噪声的频率为300Hz。可编写如下的Matlab程序演示信号叠加噪声后的时域、频域分布图以及经过滤波器处理后的时域、频域分布图，仿真结果见图1。
三 Matlab在通信原理中的应用
通信原理这一课程理论性很强，主要采用课堂教学与实验相结合的教学方式。对于实验教学而言，为了跟上通信技术快速发展的脚步，满足理论联系实际的需要，实验室需购置大量的实验仪器，花费大量的人力和物力，Matlab的出现有效地缓解了这一局面。采用Matlab对通信原理的实验进行软件编程，使通信原理实验可以在个人计算机上进行模拟，进而可以观察波形、分析频谱等性能。
Matlab的动态仿真软件提供了可视化的系统仿真环境和多个模型库，在模型库中提供了丰富的功能模块，采用模块化设计，如Sources（输入源模块）、Sinks（接收器模块）和Continuous（连续模块）等，可以方便、灵活地建立通用性较强的通信仿真模型。下面以2ASK为例，介绍Matlab在通信原理课程中的应用。
示例2：带有高斯白噪声的2ASK系统的调制与解调。首先用正弦波发生器Sine Wave产生载波，由伯努利二进制随机数产生器（Bernoulli Binary Generator）产生二进制基带脉冲序列，将其作为信号加载到载波上，调制后的信号在传输的过程中遇到的高斯白噪声由高斯噪声发生器（Gaussian Noise Generator）加入，为了观察波形的变化，将这几组信号都加载到示波器上。解调后的信号与原始信号的对比通过另外一个示波器来完成。图2是带有高斯白噪声的2ASK系统的调制与解调仿真框图，图3是示波器观察到的仿真波形。
图3中，（a）为原信号、载波、调制后的信号、加入了高斯白噪声的信号以及解调后的输出信号；（b）为原信号与解调后信号的对比。
四 结论
通过上述例子的演示可以看出，Matlab不仅可以应用于理论教学，还可以应用于实验教学，由于Matlab包含了实验室无法提供的大量的模块库，提高了设计实验的灵活性。针对那些对本课程有浓厚兴趣的学生，教师可以结合课程的教学内容，提出一些项目的设想，让学生可以根据自身的情况，选择合适的机会来参与教师的科研活动，提高学生的专业综合实践能力与创新能力，体现“宽口径、厚基础、重素质”的教育思想和新世纪培养人才的要求。
参考文献
[1]陈茜、王锦荣.Matlab在电子类课程教学改革中的应用[J].电气电子教学学报，2007（10）：51～54
信号通信论文范文5
[关键词]压缩感知；无线通信信号；；概念；处理方法
中图分类号：TN911.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）44-0179-01
随着无线通信网络的发展和网络规模的扩张，传统的变换压缩技术在处理大规模数据时面临了巨大挑战，主要表现在所要求的采样率过高以及先高概率采样后压缩造成的资源浪费等。压缩感知理论作为一项新兴的利用信号的稀疏性进行信号采集、编解码的理论，可以以远远低于奈奎斯特采样率的速率同时实现信号的采样和压缩，且最终可对原始信号进行精确重构。压缩感知理论己被成功应用到图像处理等领域。在解决通信网络中的相关问题时，压缩感知理论也逐渐体现出其优势。
一、压缩感知理论
压缩感知（Compressive Sensing，CS）理论可以描述为：若某一未知的信号是可压缩的或者在某个已知的正交基或完备正交基下可以稀疏表示，那么能通过一个与变换基不相关的观测矩阵将高维度的原始信号投影到一个低维空间中，理论上已证明信号在低维信号空间中的投影包含了重构原始信号所需的足够信息，通过求解某一最优化问题即可通过低维投影值以高概率重构原始信号。
二、基于压缩感知的无线通信信号处理方法
目前，CS 理论在无线通信信号处理方面的典型应用主要包括：稀疏信道估计、超宽带（Ultra-wideband，UWB）信号处理、稀疏信号检测、宽带频谱感知、正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）系统的干扰抑制等。接下来针对这些应用逐一展开介绍。
1、稀疏信道估计中的应用
由于许多现代通信技术都是建立在信道状态信息是可用的基础上的，这使得信道估计已成为无线通信领域最重要的技术之一。目前，在无线通信系统中的信道估计过程往往是通过发送已知信号来完成的，这些已知信号称为导频信号或者训练序列。由于这些已知信号不传递用户数据但需要消耗功率和带宽，所以如何在保证足够的估计精度情况下减少这些已知信号的使用一直是信道估计研究的主要目标之一。许多研究工作表明无线信道的脉冲响应在带宽较宽的情况下通常会呈现出一定的稀疏特性。此时，可以充分利用这种稀疏特性，采用 CS 理论来估计信道以减少训练辅助信号的使用。
2、UWB信号处理中的应用
UWB技术利用极短（纳秒级）的脉冲作为传递信息的载体，是一种极具应用前景的短距离高速通信技术。UWB系统的优势是其不仅能够提供高速连接和高带宽传输业务，而且具有低功耗的特点以及良好的抗干扰能力。然而，由于根据奈奎斯特采样定理对UWB信号进行数字化时需要极高的采样率（通常达到几GHz）造成了较高的硬件成本，使得UWB技术在实际应用中的推广遇到困难。与此同时，研究表明在UWB信道中传输一个非常窄的脉冲会导致接收信号呈现出稀疏特性。因此，利用CS理论的欠奈奎斯特采样优势去解决UWB信号的采样困难问题是目前UWB信号处理领域的一个研究方向。
3、稀疏信号检测中的应用
CS的采样过程是一个压缩采样的过程，其采集的样本是来自于未知信号向量和一组用户自定义的测试向量的内积。这种采样过程使得CS理论能够通过较少的观测样本来重构任意的稀疏（或近似稀疏）信号，而且即使在观测样本中存在加性噪声时也能较好地完成这种重构。因此，若利用CS理论去检测被噪声污染的观测样本中是否存在稀疏信号向量，则会由于其所需的采样样本较少而比传统的信号检测方法更具优势。
4、宽带频谱感知中的应用
动态频谱接入（Dynamic Spectrum Access，DSA）技术是解决当今无线电频谱资源稀缺问题的一种新兴技术。DSA的关键是要求认知无线电（Cognitive Radio，CR）能够感知周围的环境并且依据不干扰相同频率上的其他授权用户的原则来调整其发射行为。由此可见，频谱感知是CR的一种关键技术。同时，由于未来CR需要扫描较宽（达到几GHz）的频谱，所以宽带频谱感知技术将是未来CR中所必须的技术。
5、OFDM系统的干扰抑制方面的应用
目前，CS理论已被成功地应用于OFDM系统内的脉冲噪声干扰抑制和窄带干扰抑制方面的研究。第一，脉冲噪声干扰的抑制。由于脉冲噪声在时域上具有稀疏特性，因此Caire等人在2008年基于CS理论提出了一种非参数化的OFDM系统脉冲噪声抑制方法，该方法首先通过CS理论来估计脉冲噪声向量，然后从接收信号向量中减去脉冲噪声的估计值以实现对脉冲噪声干扰的抑制。此外，Lampe还在2011年利用分块压缩感知的思想，提出了一种基于分块压缩感知的OFDM系统脉冲噪声干扰抑制方法。第二，窄带干扰抑制。由于窄带干扰信号在频域内呈现出稀疏性，Gomaa等人在2010年提出了一种基于CS理论的移动OFDM系统的窄带干扰抑制方法，该方法首先通过一个信号接收窗来增强窄带干扰信号在频域内的稀疏性，然后利用CS重构算法对窄带干扰信号进行估计，最后从频域接收信号中减去窄带干扰的估计量以达到抑制窄带干扰的目的。另外，Mithuna和Prema还在2012年利用一种基于CS理论的零填充方法有效地抑制了多输入多输出OFDM系统内的窄带干扰。
综上所述，CS理论目前已在无线通信的信号处理领域展现出了较好的应用前景，如何进一步的结合CS理论自身的优势去设计更加实用、有效的无线通信信号处理方法将是未来信号处理领域的一个研究方向。
参考文献
[1] 喻玲娟，谢晓春.压缩感知理论简介.电视技术第犯卷第12期，2008年：16-18.
[2] 石光明，刘丹华，高大化，刘哲，林杰，王良君.压缩感知理论及其研究进展.电子学报，VOI.37，No.5，May2009.
信号通信论文范文6
【关键词】通信原理；教学；OBE
在我院电子信息工程专业的培养方案中，通信原理课程是一门重要的专业基础课，对培养学生通信理论分析与综合应用能力有着非常重要的作用。该课程是一门综合性较强的专业基础课，它系统地运用了高等数学、概率论、随机过程、线性代数等专业数学知识，以及信号与系统、数字信号处理等分析方法，重点讲授点到点通信系统的基本知识框架。通过本课程的学习，应该理解点到点通信系统的基本理论和基本规律，掌握通信系统模型化分析的思维方法；培养学生运用数学工具分析通信系统的抽象思维能力、总结归纳能力和严谨求实的科学作风；了解通信领域的前沿发展现状和趋势；为进一步从事通信领域具体工作打下必要的基础；培养学生自主学习和终身学习的意识，使其具有不断学习、适应发展的能力。
工程教育认证是来源于国外的教育质量评价制度，目前是国际通行的高校工程专业进行质量评价评估的重要手段，基于此可以实现工程教育领域各国之间的互相认可。开展工程教育认证，能够推进高校工程类专业的国际化，增强本校工程专业在国际上的竞争力，并能够保证工科毕业生的质量，对我国高等教育和工程教育的进展有着重要意义。
通过学习工程认证的核心理念和认证考核标准，本文作者反思了“通信原理”课程的课堂教学中存在的问题，主要包括以下几点：1）在当前的教学大纲中，每一章节的教学目标大多设定为学生对重要概念和重要通信理论的识记和理解，而没有考虑学生在学习和掌握某个知识点的过程中如何提高分析、解决复杂工程问题的能力的；2）在教学内容的安排和组织方面，侧重于数学公式的推导或计算，对公式提出的背景、公式隐含的物理意义缺乏深刻的讲解和剖析，导致学生知其然而不知其所以然，甚至有些数学程度差的学生可能因为公式推导的障碍而失去对这门课的学习兴趣；3）课堂教学的主体仍然是老师，上课以老师讲学生听为主，过于强调教学内容编排的逻辑性和完整性，而没有对学生学习新知识时的接受能力和易于接受的方式进行考量分析，在讲解一些重点难点知识时由于缺少学生的积极参与而效果不佳；4）为了帮助学生巩固所学知识，通常布置一定量的课后习题，要求学生完成作业。但课外作业的目的仍然是考查学生对重要知识点的理解、识记或计算能力，缺乏生动的能调动起学生学习积极性，启发学生创造性的课外练习。总之，当前的通信原理课堂教学中还存在较多的问题，这些问题的存在不利于提高学生分析解决复杂工程问题的能力，因此亟待引入新的教学理念和教学方法。
基于学习产出的教育模式（Outcomes-based Education，OBE）是工程教育认证的核心理念，学习产出定义要可操作化和具体化，在工程教育认证标准中详细定义了毕业生预期学习产出，即毕业要求。为了达到认证标准中设定的毕业要求，需要将毕业要求分解到各门课程中，在教学中综合体现并最终达成毕业要求。依据毕业要求，我院设定“通信原理”课程对毕业要求的支撑体现在：“掌握电子信息工程专业核心知识，并能够用于解决复杂工程问题。能够针对具体的电子信息工程问题选择合适的数学模型，并达到适当的正确性和可用性要求。能够针对所选模型的正确性进行严谨推理，并给出解”。本文以最佳接收为例，对“通信原理”教学中OBE理念进行了有益的探索与实践。
一个通信系统的优劣很大程序上取决于接收系统的性能，数字接收技术的优劣直接影响系统的误码率，最佳接收理论是以接收问题作为研究对象，研究从噪声中如何最好地提取有用信号。在通信原理课程中最佳接收是需要学生重点掌握的内容。以OBE理念为指导，本文从以下几个方面进行了课堂教学内容和方法的探索与实践。
1 锻炼学生利用随机过程和概率论知识分析解决通信复杂工程问题的能力
在通信理论分析中经常用到随机过程和概率论知识。因此有必要让学生体会到。提出问题，直接给出解决方案，即最佳接收机原路框图，要求学生自学解决方案的推导过程。对于推导过程的难点给予帮助。启发学生认识到带噪声的数字信号的接收，实质上是一个对随机信号进行统计接收问题，或者说信号接收过程是一个统计判决过程。因此应从随机过程和概率论的观点对数字通信系统进行建模和分析。要求学生总结解决问题的思路，体会数学理论是如何解决工程问题的。
2 锻炼学生利用信号与系统知识解决通信复杂工程问题的能力
信号与系统的思想和方法在通信原理中大量应用，从系统设计的角度启发另一种解决问题的思路，即从最佳接收的概念出发，设计匹配滤波器实现最佳接收。这种方案不需要对信号进行复杂的概率统计公式推导，而是从信号和系统的角度进行分析，设计出匹配滤波器的传输函数。在实际教学中，直接给出匹配滤波器的传输函数，要求学生运用信号与系统课程所学知识自己尝试推导。
3 锻炼学生总结和归纳的能力
引导学生对比分析两种最佳接收解决方案的异同点。相同点是：通过公式推导证明匹配滤波法和相关接收法完全等效，都能实现系统最小误码率，都是最佳接收方法。不同点是：相关接收法能够推出理论数字信号接收误码率的最佳（最小可能）值，从最佳接收机的误码率公式可以得到启发，即在信号能量和噪声环境不变的情况下，误码率大小由发送信号波形之间的相关度决定，这一结论可以指导工程设计，即对发送信号码元波形集进行设计，使得集合中各波形两两之间的相关系数最小，能够取得最小的误码率。匹配滤波接收法的最大输出信噪比和信号波形无关，只决定于信号能量与噪声功率谱密度之比，所以这种匹配滤波法对于任何一种数字信号波形都适用，不论是基带数字信号还是已调数字信号。匹配滤波器传输特性与信号频谱有关，而信号频谱的幅频特性通常不为常数，因此匹配滤波器的幅度特性通常是不理想的，信号通过匹配滤波器会产生严重的波形失真。因为匹配滤波器会使传输波形产生严重的失真，所以它不能用于模拟信号的接收。
本文通过具体的实例，探索了“通信原理”课堂教学中OBE理念的应用，在实践中发现以OBE理念为导向设计课堂教学内容，能够启发学生的工程探索意识，增强学生运用数学知识解决复杂工程问题的能力。
【参考文献】
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