数据处理下通信设备论文

2022-07-03

由世界金融风暴到世界经济危机,不确定因素很多,市场调查机构从去年冬天到今年上半年、不断修正自己对世界半导体市场规模的预测数字,到了6月世界主要市场调研机构的预测终于渐趋一致,给了我们一个较明确的数据。下面是小编精心推荐的《数据处理下通信设备论文(精选3篇)》,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。

数据处理下通信设备论文 篇1:

通信设备检测标准与评估问题的探讨

摘 要: 本文针对通信设备的老化、检测规程、检测标准和评估问题进行了全面探讨。通过获取元器件、芯片、线缆的老化规律,研究通信设备的指标老化模型,建立通信设备检测时性能测试标准值的确定模型。利用实测数据,反复修改模型和算法,最后确定通信设备检测的评定标准,为进一步开展实际通信设备检测工作提供可参照的理论依据和实践基础。

关键词: 通信设备; 检测;老化; 检测规程; 检测标准; 评估

【Key words】 communication equipment; testing; aging; testing procedures; testing standards; evaluation

0 引 言

作为一种结构复杂的电子设备,通信设备是由大量的元器件、IC芯片、阻抗器件、各种连接线缆等构成。在使用过程中,由于受环境因素、器件老化、使用情况等因素影响,各项指标会慢慢衰减,最终会因为性能下降而被淘汰。因此,在通信设备使用过程中,全面了解通信设备的工作状态,开展设备的性能指标检测,是十分必要的。

通信设备检测的标准与评估涉及到理论模型与實际测量通信设备性能指标两部分内容。总体研究思路框架如图1所示。对此拟做研究阐述如下。

在理论模型方面,研究典型器件,如:元器件、芯片、线缆等老化规律,建立常用器件、面板、机柜和通信设备的老化速率、老化概率曲线与公式模型,摸清设备老化与通信设备性能指标之间的变化规律。借助数据融合处理方法,进而掌握通信设备使用现状、典型应用环境下通信设备性能指标的变化规律。建立通信设备检测时性能测试标值的模型,从实际情况出发,根据检测特点来确定设备的检测指标,检测方法也是切实可行的,并针对检测的特点确定结果评估标准;解决通信设备检测的评定标准,即“检测结果评定”问题。

另一方面,编写具体型号的通信设备检测规程。每季度进行一次设备性能指标检测,并进行详细的记录。运用大数据分析实测数据,研究曲线拟合法、维纳滤波、KALMAN滤波等方法在实测数据分析的应用,将模型与算法得到的性能测试标准,与实测得到的值进行比对,利用误差平方和最小(LMS)的准则,反复修改模型和算法。

为了获得可信度高、科学性强的通信设备的性能指标标准值,必须以通信设备实测数据作为基础,通过合理分析元器件、芯片、线缆的老化规律,结合设备工作环境、设备使用情况、设备维护保养、设备故障修理等参数,理清性能指标信号流程,经过融合处理后,得到通信设备的指标老化模型,再与通信设备指标实测数据加以比对,进一步修改通信设备检测标准值的模型与算法。

1 关键研究技术

1.1 获取元器件、芯片、线缆的老化规律

对于工艺制造过程中可能存在的一系列缺陷,如表面沾污、引线焊接不良、沟道漏电、硅片裂纹、氧化层缺陷和局部发热点等,在一定的环境温度下、较长的时间内对元器件施加环境压力,其中不仅包括温度压力,还包括其它很多应力,例如温度循环、随机振动等,通过电热应力的综合作用,催发元器件内部的各种物理、化学反应过程,促使隐藏在元器件内部的各种潜在缺陷暴露出来。

研究可知,老化是元器件长期工作后表现出来的正常现象。大部分元器件的老化过程十分缓慢。小功耗的二、三极管、MOS管一般是在十万小时以上(每天工作6~7 h,可用30年),运放、数字稳压IC,核心元器件(CPU、MCU、DSP)属多种元件混合,其中单个元件也是十万小时以上,各种金膜/氧膜/绕线等电阻、各种小功耗电感、变压器,而对此则无需考虑其使用寿命。铝电解/钽电解/陶瓷等电容与时间有关,最少也有十年。

大量的使用和试验表明,电子元器件失效与时间曲线的特征是两端高、中间低,呈浴盆状,通常称浴盆曲线。军需产品的失效曲线在其寿命期内基本上是一条平稳的直线,但也不排除存在少量低劣产品早期失效或很快进入耗损失效期。通常情况下,生产厂家是通过可靠性试验来测算元器件的可靠性指标,并分析元器件的失效原因。

常用的元器件的可靠性指标容易获得,通信设备可能会使用部分专用器件,这些专用器件的可靠性指标在获取上会较为困难。此时,就可通过查阅随机资料,或者联系生产厂家来获取这些器件的可靠性指标。

常用元器件的可靠性指标主要有可靠度或可靠度函数、失效概率或累积失效概率、失效率与瞬时失效率、失效密率或失效密率函数、寿命等。在得到了这些可靠性指标后,就要运用数理统计工具和有关模拟仿真软件来获取元器件、芯片、线缆的老化规律。

1.2 研究通信设备的指标老化模型

通信设备是由大量元器件、芯片、线缆组合而成的一个有机整体,其中的每一个元器件、芯片、线缆都对通信设备的指标有着或多或少的影响。结合设备的工作环境、使用情况、维护保养、故障修理等参数,梳理性能指标信号流程,并经融合处理后,得到通信设备的指标老化模型。考虑到不同性能指标使用设备的模块不一样,频次也不同,这些均會对设备的性能指标产生影响。将这些因素综合起来,构成通信设备性能指标的老化规律。

有些元器件、芯片、线缆是串联使用的,有些是并联使用的,有些既非串联、也非并联,结合前文分析得到的元器件、芯片、线缆的老化规律,通过类似“与”、“或”、“非”的逻辑运算,即可得到模块、面板、机柜和整个通信设备的老化规律。除此之外,有些元器件、芯片、线缆的关系却既非串联、也非并联,分析起来稍微复杂些。此时可以通过类似“并集”、“或集”、“非”、“子集”的集合运算,尝试得到模块、面板、机柜和整个通信设备的老化规律。

通信设备的其它因素也会对通信设备的性能指标构成一定的影响,如设备工作环境、设备使用情况、设备维护保养、设备故障修理等参数。与此同时,性能指标信号流程也会影响通信设备的性能指标的变化规律。综合考虑上述因素,并经融合处理后,就可得到通信设备的指标老化规律模型。至此,可得通信设备的指标老化规律的设计研发流程如图2所示。

1.3 编写具体型号的通信设备检测规程

初步选定通信设备XXX作为实测对象。目前,XXX大都有配备,尽可能多地利用当下的设备条件。通信设备XXX地域分布范围广,使用条件差别较大,制定规范的XXX检测规程,保证实测数据的规范性、连续性和一致性。

根据使用环境、人员和设备条件,结合相关国家标准,有针对性地制订出相应的具体型号设备检测规程,具有可操作性,细化到哪个机柜、哪个面板、哪个模块、哪个测试点,进行规范和统一编号。

设备使用一段时间后,性能就会下降,因此在不同的测试时间,测试的结果也会不一样。故而研究中尤为重点强调了通信设备的“初始状态比对”,即在接装后,调整至预定的测试条件下,对设备的性能重新进行测试,记下此时的测量结果,作为将来比对的标准,固化原来的初始状态。

在检测时,由于检测手段、检测条件和厂家的工作场景差别极大,现有厂家指标的参考标准几乎不具备参考价值,必须根据实际情况,建立与之相适应的模型和算法,再推演出合适的设备达标的性能指标值。而这些性能指标值和现有厂家、试验基地使用的设备出厂的性能指标值的差别较大。因此,研究建议:可根据检测的条件,建立相应的模型和算法,给出设备检测时性能测试达标的标准值。

检测项目包括:灵敏度、动态范围、测频误差、频率分辨力、频率搜索速度、调制方式识别、解调能力、辐射功率、干扰带宽、瞄频误差、天线驻波比。这些都是设备的主要性能指标,基本上反映了设备当前的技术状态。

2 主要技术方法解析

建立通信设备检测时性能测试标准值的基础模型,利用实测数据,反复修改模型和算法。每季度进行一次设备性能指标检测,并详细记录下检测结果。运用大数据分析实测数据,研究曲线拟合法、维纳滤波、KALMAN滤波等方法在实测数据分析的应用,将模型与算法得到的性能测试标准,与实测值进行比对,再利用误差平方和最小(LMS)的准则,反复修改模型和算法。性能指标标准值与实测值进行比对流程图如图3所示。

2.1 曲线拟合法

曲线拟合法理论已然非常成熟,在建模、数据分析、信号处理等领域有着广泛的应用。其中,关于事后处理,在大学物理和化学实验中则会经常见到。

经过多年的技术积累,现已研发得出了对测向站数据的最小二乘算法,而且首次提出了测向领域的递推最小二乘算法。目前,已完全可以将测向站数据的处理方法应用于通信设备XXX性能指标实测值的事后处理。

2.2 维纳滤波和KALMAN滤波

维纳滤波、KALMAN滤波已是数据处理的经典算法。理论上也很成熟。前期研究中,运用维纳滤波、KALMAN滤波,来滤除信号中噪声,效果一般。经由分析可知,主要存在以下问题:

(1)KALMAN滤波的初值问题。KALMAN滤波的初值选择比较重要,通常在前面若干数据进行加权处理,作为初始值。权值的选取不规范。

(2)KALMAN滤波在迭代过程中,有时会发散。这方面的处理,目前的经验尚且不足。

(3)按每季度一次,一年4次,2年8次计算,数据量十分有限。有些变化较为缓慢的性能指标难以体现出来。

3 研究通信设备检测的评定标准

从实际情况出发,根据检测特点来确定设备的检测指标,检测方法也是在现实条件下切实可行的,并针对检测的特点给出了结果评估标准;通过模型测算值与实测值的比对,综合判定设备能不能达标。采取实装实测方式,初步选定通信设备XXX进行效能验证,最终掌握通信设备实际效能和边界使用条件。设备实测数据每个季度输出一次。

实测XXX的性能指标包括:灵敏度、动态范围、测频误差、频率分辨力、频率搜索速度、调制方式识别、解调能力、辐射功率、干扰带宽、瞄频误差、天线驻波比。

根据本次研究建立的模型和算法,给出的通信设备XXX的性能指标标准值,与实测数据进行比对。有的性能指标可能超标,有的性能指标可能不达标。如何来界定整个设备是否达标,这个问题的解决方法也仍亟待加以完善。

常用的方法是加权处理,不同的性能指标赋予不同的权值,在此基础上进行加权处理。见表1。

接下来,研究中将用到如下公式:

将计算结果J与某一阈值J0进行比对,大于某一阈值J0,判定为设备XXX达标。小于某一阈值J0,则判定为设备XXX不达标。

4 结束语

本文研发算法还存在如下问题:

(1)系统开环,没有反馈机制,需要与某一参考值进行比对,反向修正权值,系统形成一个闭环。

(2)权值的选取具有很大的随意性,没有一个很明确的参考依据。

这些都有待后期的进一步深入解决。目前,也正在探讨其它的解决方法。

参考文献

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[3]  江凤九. IPv6与军事通信网络[J]. 科技创新导报.2007(35):16,18.

[4]  石福丽,郭晓莉. 考虑用户类型和业务关联的军事通信网络抗毁性分析[J]. 火力与指挥控制,2013,38(10):54-60.

[5]  刘伶平,范海文,冀翔林,等. 面向网络化战术防空的通信网络构想[J]. 火力与指挥控制,2014,39(S1):4-6.

[6]  陈西宏,任全,李亚辉. 防空C3I通信网络的体系结构研究[J]. 空军工程大学学报(自然科学版),2002(3):16-19.

[7] 钱游. 船舶通信网络的嵌入式无人巡视系统设计[J]. 舰船科学技术,2018,40(2):166-168.

[8] 張鸿海,汪喜麟. 国外舰载C3I系统中通信网络的研究分析[J]. 舰船指挥控制系统,1994(Z1):49-65.

[9] 孙永平,刘元,毛建舟. 舰载C3I系统通信网络可靠性效能分析[J]. 光电技术应用,2004(6):65-67.

[10]寿福明. 军事通信网络监测自动化[J]. 军事通信技术,1995(1):11-13,67.

作者:徐济仁 俞红兵 金虎 张进 钱峰

数据处理下通信设备论文 篇2:

世界半导体市场明年恢复增长

由世界金融风暴到世界经济危机,不确定因素很多,市场调查机构从去年冬天到今年上半年、不断修正自己对世界半导体市场规模的预测数字,到了6月世界主要市场调研机构的预测终于渐趋一致,给了我们一个较明确的数据。

WSTS连续两年预测市场下滑

WSTS(世界半导体贸易统计协会)6月发表的2009年半导体市场预测,与去年11月做的预测大相径庭,从预测2009年世界半导体市场仅略降218%,大幅下调到今年将剧降21.6%,总计1948亿美元,这是自WSTS自1984年开始针对全球半导体市场统计以来,首次出现连续两年下滑的情况。

从各类产品看,2009年传感器市场下降最多,下跌34%,光学器件较好、下跌16%,集成电路整体下滑21%(见表1)。

WSTS预测,电子产品包括PC、数字消费电子、移动通信和汽车电子的需求还会增长,世界半导体市场将于今年上半年探底,明年可望反弹7.3%,达2090亿美元,其间亚太地区增长最快,达8.2%,美洲最慢,为5.9%(见表2)。

SIA与Gartner预测较一致

SIA(美国半导体工业协会)6月所做年中预测也表明,世界半导体市场反弹须待2010年,而今年将锐减21.3%,总计1956亿美元。SIA去年11月预测,2009年世界半导体市场将下降5.6%,与WSTS有所差别,新预测则无论下降幅度和最终金额都很接近。SIA展望2010年将增长6.5%,达2083亿美元,2011年再续增6.5%,达到2219亿美元。

著名市场调查公司Gartner去年12月预测,2009年世界半导体市场将下降16.3%,而今年2月预测,世界半导体市场更将惨跌24.1%,其最悲观的预测甚至说可能会直泻33%。

但到今年6月左右公司见到二季度世界半导体市场增长了4.9%的积极表现,于是又重新预测2009年世界半导体市场将下挫22.4%,比2月预测上调了2个百分点,总计1980亿美元。公司预测2009年占有半导体市场最重要地位的集成电路ASSP将下降24.2%,总计519亿美元,居于次席的存储器下降16.8%,总计394亿美元,由第2位滑到第3位的微芯片下降23.6%,总计373亿美元。

Gartner公司报告,2008年世界最大100家OEM公司所消费的半导体占世界半导体市场的75%~79%,达2020亿美元,其所占份额比上年提升了3个百分点,但实际消费额比上年的2090亿美元反下降了3个百分点。原因是半导体价格下降和电子产品需求低迷。前100大公司中以美国HP消费半导体最多,达165亿美元,随后依次是芬兰Nokia、美国Dell和韩国三星(110亿美元),4家公司分别主要从事PC和移动电话的生产,故而数据处理和通信设备实际合计占全部半导体消费的3/4。

公司预计2009年世界PC出货量将减少11%,移动电话缩减12%,加上半导体价格下降,形势将更趋严峻。目前新型手机都采用触摸屏,也增加了传感器的使用,这可说是半导体消费新的增长点。

Gartner公司最近还预测,明年半导体设备投资即将开始回升。据公司调查,这次经济危机半导体生产设备厂商受打击最大,预计今年世界半导体生产设备投资仅243亿美元,比去年暴挫44.896,近乎一半。其中,晶圆加工设备投资2008年即锐减33%,2009年更惨跌47%,封/组装设备两年也分别下年25%和49%,自动测试设备分别下降31%和32%。但今年二季度世界半导体设备投资即可探底,从明年起将连年回升,2010年大幅增长20.8%,2011年更将跃增34.5%,2012年再增19.8%,2013年则又将周期性回落10.9%。

其他机构相对乐观

另有几家市场调查公司包括Databeans和IC Insights等的预测则更为乐观一些。Databeans认为,这次世界半导体市场衰退与2001年那次衰退不同,将呈“V”字型走势。2001年世界半导体市场大幅下滑32.5%,经过了3年才恢复到2000年的水平。公司预测,2009年世界半导体市场,将在2008年略降3%的基础上下降17%,市场减退到约2000亿美元,预期2010年即将反弹17%,2011年半导体市场可望达到2691亿美元,超过2007年的水平(图1)。究其原因,2001年衰退是由半导体产能过剩所致,这次危机则是受经济低迷之累,库存不算多,厂商反应也很迅速,因此半导体市场不会陷入长期低迷。

IC-Insights也认为世界半导体市场将迅速复苏,今年下半年市场增长率即将在PC、移动电话和消费电子市场增长的驱动下反负为正。2010年进入反弹期,当年半导体市场即可达到两位数增长,达15%,2011年更将续增19%。公司还引证历史经验说,过去30年共经历4次经济危机,其后的反弹力量都曾大大地推进了电子产业的发展。

作者:陶 然

数据处理下通信设备论文 篇3:

通信设备异常分析及维护

【摘要】 随着科学技术的发展,通信设备越来越多地采用了数字化、智能化、高度集成化的新型通信设备。目前通信设备主要采用光纤传输,光纤通信是现代信息化社会的常用信息传播系统,具有众多优点。本文对通信设备的异常进行了分析,并提出了维护的意见。

【关键词】 通信设备 异常 维护措施 光纤

对光传输设备进行异常分析并掌握相应的的维护措施对信息传输的不间断性至关重要,而在光传输设备故障分析及维护工作中,常常会遇到许多问题,这里以光传输设备故障分析和维护方法为基本要点,以此找到问题的根源,运用有效的维修方法排除故障。

一、通信设备异常分析

光纤通信系统的基本组成,包括电光转换器、光纤中继器、光电转换器、光缆几部分。就经常发生故障的部分进行分析。(1)对于光发射机来说,这一部分经常出现的故障类型主要为传输信号丢失和失真。主要原因是光发射时会受到周围环境的影响,容易导致光输出曲线出现上下移动,上下移动的曲线会直接导致光输出丢失或者失真。(2)对于分路器来说,平时没有搬移或动过分路器的端口,基本不会发生故障,若搬移或动过端口,就会使端口接触耦合不好或尾纤头沾染灰尘,导致光功率下降而使接收功率下降针。对分路器的这种故障,应使用专用清洁剂清洗尾纤头,或者使端口接触良好。(3)对于光接收机来说,故障主要发生在尾纤接头部分和电源部分,这是接收机分散在各处并且工作环境远不如前端机房造成的。同时我们还要保证接头接触牢靠或清除尾纤头的灰尘。在拔插后纤头沾染灰尘,这会造成输入光功率下降,输出电平降低,进而整个光节点的电平降低,信号的载噪比下降,影响收视质量。(4)因为光传输设备数据处理能力大,设备温度高。因此温度也是影响设备性能的因素。设备加强通风促进散热。

二、故障定位的原则和常用方法

1、故障定位的基本原则。故障定位关键是:将故障点准确地定位到单站,可总结为四点:(1)先网络,后网元。首先要尽可能准确的定位出哪个站的问题;(2)先高级,后低级。在分析告警是,应首先分析高级别的告警,如紧急告警、主要告警,然后再分析低级别的告警;(3)先外部,后传输。在定位故障时,应先排除外部的可能因素,如光纤断,对接设备故障或电源问题等;(4)先高速,后低速。从告警信号流中可以看出,高速信号的告警常常会引起低速信号的告警,因此在故障定位时,应排除高速部分的故障。

2、观察分析法。当系统发生故障时,在设备和网管上将出现相应的告警信息,通过观察设备上的告警灯的情况,能够及时找到故障。同时网管上讲记录非常丰富的告警事件和性能数据信息,通过分析这些信息,可以初步判断出故障类型和找到故障点的位置。

3、等效部件代换方案。等效部件代换方案就是在传输设备在运行过程中出现问题时,将一个工作有问题的物体替换为一个工作正常的物体,替换后观察设备工作状况,如果设备正常故障就是这个被替换的设备。这种方法能够准确、快速定位故障的效果、排除设备故障。

三、光传输设备维护措施

(1)保持良好的设备运行环境。维护过程中适宜的环境对设备运行好坏至关重要,如:温度、湿度等保证设备寿命、降低故障率的重要前提。(2)在进行通信传输设备维护时,减少动机械设备的次数。当设备出现故障时我们才能够搬动设备。这是因为乱动或者搬移传输设备可能会造成很多的端口运行效率下降,移动设备甚至会一起不必要的故障。(3)检查设备和处理故障时要特别注意不能带电插拔机盘和防静电。插拔机盘一定要先关断电源,工作时要养成戴防静电手套的习惯。(4)故障处理一般是换盘而不提倡修盘,因为一般盘中采用了大规模集成电路,要修盘必须有专用器件和专用仪表,并且修复比较困难,因此,建议维护时只确定故障机盘,换上备盘后,将坏盘送回厂家维修。(5)软件技术在通信中起着越来越重要的作用。设备很多功能要靠软件来实现,不掌握相关技术就不可能掌握现代通信技术;(6)光线路、光接口板上未用的关口一定要用防尘帽盖住。这样既可以预防维护人员无意中直视光口损伤眼睛,又能起到对光口防尘的作用,避免灰尘进入光口后,影响发光口得输出光功率和收光口得接收灵敏度。

四、结语

在现代通信设备维护工作中,维护人员要经常、细致地维护检修,采取恰当的方法,对故障进行合理有效的处理。只有准确及时判断和解决故障,才能为提供优质的网络服务给用户。维护人员只有不断提高其维护水平,才能保障网络运行的安全稳定。

参 考 文 献

[1] 王永超等. 光传输设备故障浅略分析. 科技信息,2009,11:714

[2] 张国战. 计算机网络管理维护探析[J]. 中小企业管理与科技(下旬91),2009,(8)

作者:赵庚

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