时间：2023-04-01 10:07:14
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇通信高级工程师论文，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
从接入性、稳定性、业务质量和资源利用率等维度提炼出评估LTE小区性能的综合指标，并以此推算出综合
>> LTE—Advanced系统中的移动负载均衡算法研究 基于垂直切换的TD―LTE与LTE―FDD异系统负载均衡算法研究 基于异构服务器的动态负载均衡算法 基于任务流的自适应负载均衡算法 基于预测机制的自适应负载均衡算法 基于免疫遗传算法的负载均衡策略 基于改进蚁群算法的集群负载均衡研究 改进的动态反馈负载均衡算法 几种负载均衡算法 云计算环境中基于朴素贝叶斯算法的负载均衡技术 基于垂直频繁模式树带有负载均衡的分布关联规则挖掘算法 基于动态负载均衡算法的移动查勘GIS管理平台 一种基于服务窗口的视频点播负载均衡算法 基于OCTEON的多核平台上数据流量负载均衡算法比较 基于虚拟化技术的服务器负载均衡算法研究 基于JSESSION_ID算法的营业web服务器负载均衡方案 SOA中一种基于负载均衡的服务查找请求路由算法 基于二元目标优化的多链路负载均衡算法DBCTIA 一种基于负载均衡的无线传感器簇头重配置算法 基于概率触发的负载均衡区域竞选分簇算法 常见问题解答 当前所在位置：l.
[4] KWAN R，AMOTT R，PATERSON R，et al.On Mobility Load balancing for LTE Systems[C]//IEEE Trans on Vehicular Technology Conference，[s.l.]：[s.n]，2010： 1-5.
[5] LI Weihao，LI Wenjing.Distributed mobility load balancing with RRM in LTE[C]//IEEE International Conference on Broadband Network and Multimedia Technology，2010：457-461.
[6] 赵超， 张厚利. 基于网格划分的投资决策思路[J]. 移动通信，2014（7）： 83-87.
[7] 肖清华， 朱东照， 汪丁鼎， 等. 基于AHP和业务需求的TD-LTE时隙配比法TCAS分析[C]//第九届中国通信学会学术年会论文.[s.l.]：[s.n.]，2012： 22-25.
作者简介：
肖清华（1978），男，江西泰和人，教授级高级工程师，主要研究方向为移动通信网络规划、优化、工程设计。
LTE load balancing algorithm based on aggregative indicator
Xiao Qinghua
（Huaxin Consulting Co.，Ltd， Hangzhou 310014， P.R.China）
关键词：工程地质 专家库系统 功能 界面 模块 开发
1 前言
自2003年中国地质学会工程地质专业委员会发起建立“全国工程地质专家库”以来，得到全国各界工程地质（含岩土工程和地质工程相关专业）行业高科技人员的积极响应，已经收到420余份反馈回来的专家登记表，均已录入数据库。“全国工程地质专家库”已初具规模，从针对服务的行业来说，包括水利电力、铁路交通、矿山和工业民用建筑等；从专业领域来说，包括工程地质勘察、岩土工程施工、地质灾害研究等；从遍及的单位来说，包括高等院校、科研院所、各部委直属勘测设计院和公司等一百多家；从职称分布来说，包括工程院院士、勘察大师、教授级高级工程师、高级工程师、教授、副教授、研究员、副研究员等；从工作职务来说，包括院长、副院长、总工程师、副总工程师、经理、校长、系主任等。
入库的单位及其人数情况：北京国电华北电力工程有限公司14人；长安大学地质工程与测绘工程学院11人；成都理工大学环境与土木工程学院12人；国家电力公司成都勘测设计研究院43人；国家电力公司贵阳勘测设计研究院15人；国家电力公司昆明勘测设计研究院39人；建设综合勘察研究设计院11人；水利部天津水利水电勘测设计研究院11人；中国科学院地质与地球物理研究所17人；中航勘察设计研究院39人（这里只列出了10人以上的单位）。
2 软件功能
2.1 基本功能
① 显示工程地质（地质工程、岩土工程及相关专业）专家基本信息，包括姓名、性别、出生年月、技术职称、工作职务、工作单位、单位性质、联系方式。 ② 显示专家专业特长，工作领域。 ③ 打印专家表。 ④ 按照入库序号、姓名和工作单位排序，方便检索。 ⑤ 可随时登记入库。
2.2 查询
按照姓名、出生年月、工作单位、单位性质、技术职称、专业特长、工作领域等单个字段查询，查询的结果可显示专家基本信息、专业特长和工作领域，打印专家表。
2.3 高级查询
多个字段的组合条件查询，查询结果可制作报表。
2.4 数据库维护
数据库管理员能够轻松完成数据库的日常维护工作，如添加、删除、查询等。
专家库可用于人事档案管理、查找工程咨询专家、聘请工程项目评审专家、查找稿件评阅人、聘任学位论文审阅人等。
3 系统界面及功能模块
3.1 主界面
全国工程地质专家库系统主界面如图1所示。界面包括菜单区、查询区、信息管理区和信息显示区。菜单包括记录、查询、管理员和帮助等项。查询区包括单个字段的简单查询和高级查询按钮。信息管理区由基本资料、专业特长、工作领域、备注、全表浏览、打印、退出按钮组成，点选不同的按钮，信息显示区将显示不同的信息。
3.2 高级查询界面
点击主界面窗口中查询区的高级查询按钮会弹出高级查询窗口，如图2所示。通过该窗口可生成查询条件、选择结果中要显示的字段、选择排序字段、选择组合查询条件，并执行查询。查询结果由查询结果窗口（图3）显示出来。
3.3 查询结果窗口
点击高级查询窗口中的开始查询按钮就可弹出查询结果窗口。查询结果窗口左上部分显示符合查询条件的记录，右上部分是打印全部结果按钮和打印选中结果按钮。下部是选中专家的详细信息，当点选左上部的不同专家，其详细信息会改变。
3.4 查询结果报表打印窗口
点击查询结果窗口中的打印全部结果按钮将弹出查询结果报表打印窗口，如图4所示。上部是打印按钮、导出按钮和缩放比例下拉列表框，中间是报表显示区，下部是页码显示和翻页按钮。
3.5 选中结果报表打印窗口
点击主界面信息管理区打印按钮和查询结果窗口中的打印选中结果按钮将弹出选中专家资料报表打印窗口，如图5所示。
3.6 数据库管理员界面
点击主界面管理员菜单下的管理员登陆菜单项后，弹出管理员登陆对话框（图6）,输入帐号和密码后，点击确定按钮进入数据库管理员界面（图7）。
数据库管理员界面由菜单、工具按钮、专家信息编辑区和全表数据浏览和编辑区组成。工具按钮包括移动记录、添加、删除等按钮组成，专家信息编辑区用来编辑专家信息，全表数据浏览、编辑区浏览和编辑数据库记录。
4 工程地质专家库系统开发
4.1 数据库
（1）信息来源
通过学术会议、信件和网上下载（见/xwdt-040106.htm）等途径分发“全国工程地质专家库专家登记表”，收集反馈回来的原始登记表，录入数据库中。
（2）创建数据库
在microsoft office access软件中建立专家数据库。数据库中包括的字段有：姓名、性别、出生年月、工作单位、技术职称、工作职务、专家特长、工作领域、通信地址、邮政编码、联系电话、传真和电子邮箱等，基本涵盖了专家的基本信息、特长、工作领域和联系方式。
（3）数据录入
数据录入方式有两种方式： ① 在access中录入； ② 数据维护方式，即在数据库管理员界面中输入数据。
所有专家的信息存储在一个数据表中，每位专家的信息在数据表中表现为一条记录。
4.2 系统功能的代码实现
采用microsoft visual basic 6.0作为开发工具，运用其集成开发环境和快速应用程序开发技术，根据软件的功能模块分别创建程序界面和窗口（图1－图7）。开发过程中使用了ado data控件、datagrid控件、dataenviornment设计器、data report设计器等。
下面着重叙述高级查询的实现。在高级查询窗口中，用户填写的查询条件包括查询结果中显示的字段、where子句查询条件、字段排序子句，用字符串连接生成sql查询语句。然后在专家数据表中查找符合查询条件的专家记录并在查询结果窗口中显示给用户。完成高级查询功能的程序片段如下：
private sub cmdquery_click()
dim strkey as string
dim strsql as string, strsqlall as string
dim strordersql as string
dim strorder as string
dim intlenkey as integer
dim i as integer, j as integer
'查询结果至少要显示一个字段
if lstkey.selcount = 0 then
msgbox "查询结果中至少要显示一个字段!", vbmsgboxsetforeground, "缺少字段"
exit sub
end if
if txtcondition.text = vbnullstring then
msgbox "请加入查询条件！", vbokonly + vbinformation, "提示"
exit sub
end if
'查询结果中显示的字段
strkey = vbnullstring
strkeys = vbnullstring
for i = 0 to lstkey.listcount - 1
if lstkey.selected(i) = true then
strkey = strkey & lstkey.list(i) & ","
end if
strkeys = strkeys & lstkey.list(i) & ","
next
strkey = mid(strkey, 1, len(strkey) - 1)
strkeys = mid(strkeys, 1, len(strkeys) - 1)
'where子句查询条件
strwhere = vbnullstring
if len(trim(strquerysql)) > 0 then
strwhere = " where " & trim(strquerysql)
else
strwhere = vbnullstring
end if
'字段排序字句
if lstorderkey.listcount > 0 then
mstrordersqls = ""
intlenkey = 0
for j = 0 to lstorderkey.listcount - 1
strordersql = lstorderkey.list(j)
if optorder(0).value = true then
intlenkey = instr(1, strordersql, "(升序)", vbtextcompare)
strorder = " asc"
else
intlenkey = instr(1, strordersql, "(降序)", vbtextcompare)
strorder = " desc"
end if
if intlenkey > 0 then
strordersql = mid(strordersql, 1, intlenkey - 1)
if mstrordersqls <> "" then
mstrordersqls = mstrordersqls & ","
end if
mstrordersqls = mstrordersqls & strordersql & strorder
end if
next j
mstrordersqls = " order by " & mstrordersqls
else
mstrordersqls = ""
end if
'字符串连接生成sql查询语句
strsql = "select " & strkey & " from " & " 专家库 " & strwhere & mstrordersqls
strsqlall = "select " & strkeys & " from " & " 专家库 " & strwhere & mstrordersqls
adoconnection.execute strsql
adoconnection.execute strsqlall
if err then
msgbox err.number & vbcrlf & err.description & err.source, vbcritical, "sql语句错误"
err.clear
exit sub
end if
set recresult = new adodb.recordset
set reckeyword = new adodb.recordset
frmqueryresult.strsql = strsql
frmqueryresult.strsql = strsqlall
reckeyword.open strsql, adoconnection, adopenstatic, adlockoptimistic
recresult.open strsqlall, adoconnection, adopendynamic, adlockoptimistic
if reckeyword.recordcount <= 0 then
msgbox "没有您要查找的记录!", vbinformation + vbokonly, "找不到记录"
exit sub
end if
'查询结果显示
frmqueryresult.show vbmodal
自2003年中国地质学会工程地质专业委员会发起建立“全国工程地质专家库”以来，得到全国各界工程地质（含岩土工程和地质工程相关专业）行业高科技人员的积极响应，已经收到420余份反馈回来的专家登记表，均已录入数据库。“全国工程地质专家库”已初具规模，从针对服务的行业来说，包括水利电力、铁路交通、矿山和工业民用建筑等；从专业领域来说，包括工程地质勘察、岩土工程施工、地质灾害研究等；从遍及的单位来说，包括高等院校、科研院所、各部委直属勘测设计院和公司等一百多家；从职称分布来说，包括工程院院士、勘察大师、教授级高级工程师、高级工程师、教授、副教授、研究员、副研究员等；从工作职务来说，包括院长、副院长、总工程师、副总工程师、经理、校长、系主任等。
入库的单位及其人数情况：北京国电华北电力工程有限公司14人；长安大学地质工程与测绘工程学院11人；成都理工大学环境与土木工程学院12人；国家电力公司成都勘测设计研究院43人；国家电力公司贵阳勘测设计研究院15人；国家电力公司昆明勘测设计研究院39人；建设综合勘察研究设计院11人；水利部天津水利水电勘测设计研究院11人；中国科学院地质与地球物理研究所17人；中航勘察设计研究院39人（这里只列出了10人以上的单位）。
2软件功能
2.1基本功能
①显示工程地质（地质工程、岩土工程及相关专业）专家基本信息，包括姓名、性别、出生年月、技术职称、工作职务、工作单位、单位性质、联系方式。②显示专家专业特长，工作领域。③打印专家表。④按照入库序号、姓名和工作单位排序，方便检索。⑤可随时登记入库。
2.2查询
按照姓名、出生年月、工作单位、单位性质、技术职称、专业特长、工作领域等单个字段查询，查询的结果可显示专家基本信息、专业特长和工作领域，打印专家表。
2.3高级查询
多个字段的组合条件查询，查询结果可制作报表。
2.4数据库维护
数据库管理员能够轻松完成数据库的日常维护工作，如添加、删除、查询等。
专家库可用于人事档案管理、查找工程咨询专家、聘请工程项目评审专家、查找稿件评阅人、聘任学位论文审阅人等。
3系统界面及功能模块
3.1主界面
全国工程地质专家库系统主界面如图1所示。界面包括菜单区、查询区、信息管理区和信息显示区。菜单包括记录、查询、管理员和帮助等项。查询区包括单个字段的简单查询和高级查询按钮。信息管理区由基本资料、专业特长、工作领域、备注、全表浏览、打印、退出按钮组成，点选不同的按钮，信息显示区将显示不同的信息。
3.2高级查询界面
点击主界面窗口中查询区的高级查询按钮会弹出高级查询窗口，如图2所示。通过该窗口可生成查询条件、选择结果中要显示的字段、选择排序字段、选择组合查询条件，并执行查询。查询结果由查询结果窗口（图3）显示出来。
3.3查询结果窗口
点击高级查询窗口中的开始查询按钮就可弹出查询结果窗口。查询结果窗口左上部分显示符合查询条件的记录，右上部分是打印全部结果按钮和打印选中结果按钮。下部是选中专家的详细信息，当点选左上部的不同专家，其详细信息会改变。
3.4查询结果报表打印窗口
点击查询结果窗口中的打印全部结果按钮将弹出查询结果报表打印窗口，如图4所示。上部是打印按钮、导出按钮和缩放比例下拉列表框，中间是报表显示区，下部是页码显示和翻页按钮。
3.5选中结果报表打印窗口
点击主界面信息管理区打印按钮和查询结果窗口中的打印选中结果按钮将弹出选中专家资料报表打印窗口，如图5所示。
3.6数据库管理员界面
点击主界面管理员菜单下的管理员登陆菜单项后，弹出管理员登陆对话框（图6）,输入帐号和密码后，点击确定按钮进入数据库管理员界面（图7）。
数据库管理员界面由菜单、工具按钮、专家信息编辑区和全表数据浏览和编辑区组成。工具按钮包括移动记录、添加、删除等按钮组成，专家信息编辑区用来编辑专家信息，全表数据浏览、编辑区浏览和编辑数据库记录。
4工程地质专家库系统开发
4.1数据库
（1）信息来源
通过学术会议、信件和网上下载（见/xwdt-040106.htm）等途径分发“全国工程地质专家库专家登记表”，收集反馈回来的原始登记表，录入数据库中。
（2）创建数据库
在MicrosoftOfficeAccess软件中建立专家数据库。数据库中包括的字段有：姓名、性别、出生年月、工作单位、技术职称、工作职务、专家特长、工作领域、通信地址、邮政编码、联系电话、传真和电子邮箱等，基本涵盖了专家的基本信息、特长、工作领域和联系方式。
（3）数据录入
数据录入方式有两种方式：①在Access中录入；②数据维护方式，即在数据库管理员界面中输入数据。
所有专家的信息存储在一个数据表中，每位专家的信息在数据表中表现为一条记录。
4.2系统功能的代码实现
采用MicrosoftVisualBasic6.0作为开发工具，运用其集成开发环境和快速应用程序开发技术，根据软件的功能模块分别创建程序界面和窗口（图1－图7）。开发过程中使用了ADOData控件、DataGrid控件、DataEnviornment设计器、DataReport设计器等。
下面着重叙述高级查询的实现。在高级查询窗口中，用户填写的查询条件包括查询结果中显示的字段、where子句查询条件、字段排序子句，用字符串连接生成SQL查询语句。然后在专家数据表中查找符合查询条件的专家记录并在查询结果窗口中显示给用户。完成高级查询功能的程序片段如下：
PrivateSubcmdQuery_Click()
DimstrKeyAsString
DimstrSQLAsString,strsqlAllAsString
DimstrOrderSQLAsString
DimstrOrderAsString
DimintLenKeyAsInteger
DimiAsInteger,jAsInteger
''''查询结果至少要显示一个字段
IflstKey.SelCount=0Then
MsgBox"查询结果中至少要显示一个字段!",vbMsgBoxSetForeground,"缺少字段"
ExitSub
EndIf
IftxtCondition.Text=vbNullStringThen
MsgBox"请加入查询条件！",vbOKOnly+vbInformation,"提示"
ExitSub
EndIf
''''查询结果中显示的字段
strKey=vbNullString
strkeys=vbNullString
Fori=0TolstKey.ListCount-1
IflstKey.Selected(i)=TrueThen
strKey=strKey&lstKey.List(i)&","
EndIf
strkeys=strkeys&lstKey.List(i)&","
Next
strKey=Mid(strKey,1,Len(strKey)-1)
strkeys=Mid(strkeys,1,Len(strkeys)-1)
''''where子句查询条件
strWhere=vbNullString
IfLen(Trim(strQuerySQL))>0Then
strWhere="where"&Trim(strQuerySQL)
Else
strWhere=vbNullString
EndIf
''''字段排序字句
IflstOrderKey.ListCount>0Then
mstrOrderSQLs=""
intLenKey=0
Forj=0TolstOrderKey.ListCount-1
strOrderSQL=lstOrderKey.List(j)
IfoptOrder(0).Value=TrueThen
intLenKey=InStr(1,strOrderSQL,"(升序)",vbTextCompare)
strOrder="ASC"
Else
intLenKey=InStr(1,strOrderSQL,"(降序)",vbTextCompare)
strOrder="DESC"
EndIf
IfintLenKey>0Then
strOrderSQL=Mid(strOrderSQL,1,intLenKey-1)
IfmstrOrderSQLs<>""Then
mstrOrderSQLs=mstrOrderSQLs&","
EndIf
mstrOrderSQLs=mstrOrderSQLs&strOrderSQL&strOrder
EndIf
Nextj
mstrOrderSQLs="orderby"&mstrOrderSQLs
Else
mstrOrderSQLs=""
EndIf
''''字符串连接生成SQL查询语句
strSQL="select"&strKey&"from"&"专家库"&strWhere&mstrOrderSQLs
strsqlAll="select"&strkeys&"from"&"专家库"&strWhere&mstrOrderSQLs
adoconnection.ExecutestrSQL
adoconnection.ExecutestrsqlAll
IfErrThen
MsgBoxErr.Number&vbCrLf&Err.Description&Err.Source,vbCritical,"SQL语句错误"
Err.Clear
ExitSub
EndIf
SetrecResult=NewADODB.Recordset
SetrecKeyword=NewADODB.Recordset
frmQueryResult.strSQL=strSQL
frmQueryResult.strSQL=strsqlAll
recKeyword.OpenstrSQL,adoconnection,adOpenStatic,adLockOptimistic
recResult.OpenstrsqlAll,adoconnection,adOpenDynamic,adLockOptimistic
IfrecKeyword.RecordCount<=0Then
MsgBox"没有您要查找的记录!",vbInformation+vbOKOnly,"找不到记录"
ExitSub
EndIf
''''查询结果显示
frmQueryResult.ShowvbModal
EndSub
关键词：自动气象站；运行；监控平台；开发
中图分类号：TP393.07
随着气象事业的不断发展，保障气象观测资料传输质量重要性已经为所有气象资料的使用者所公认。各省都在不断加强保障传输气象资料方法的研究。自动气象站观测资料作为气象观测资料的重要组成部分，由于其空间尺度和时间尺度上的优势，其应用愈加广泛。同时也由于自动气象站资料实时性高、观测内容复杂的特点，其资料的传输质量更显得尤为重。
辽宁省自动气象站运行监控平台涵盖了网络监控，故障分析，历史数据分析，数据汇总，趋势分析，重要资源（CPU，RAM，Disk，Space）监控，事件预警和报警，网络设备集中管理配置等一系列故障及性能管理的综合性平台。可以从Windows XP2、Windows XP3和Windows Server SP2任何其他SNMP-enabled的设备中管理，收集和分析数据。以Web方式提供实时及历史状态信息查询。
1 基本概念
1.1 自动气象站
自动气象站（英文缩写：AWS）是一个自动化的气象站，它不仅能够代替人工观测还能设置在偏远的地区收集并自动发送气象数据，大量的节约了气象观测的人力和物力，扩大了观测范围，所以广泛应用在全国气象观测网络中。自动气象站（简称自动站）通过Argos系统和信息传输系统实现实时传输和实时回报，或将储存的数据延时传送。自动气象站大多布置在供电网络和通讯网络内。但是目前，太阳能电池板，风力涡轮机和移动电话技术使自动气象站能在任何地点，并透过无线传输网络将资料上传。
1.2 Simple Network Manager Protocol
SNMP是“Simple Network Manager Protocol”的缩写，意思是“简单网络管理协议”。SNMP的前身是简单网关监控协议，用来管理通信线路。后来人们对监控协议进行了很多次修改，加入了符合Internet定义的SMI和MIB，这就是现在的SNMP协议。目前SNMP已经更新到了SNMPv3。它是基于TCP/IP的应用层管理协议，使用UDP作为传输层协议，能管理支持进程的网络设备。
2 自动气象站运行监控平台的开发
辽宁省自动气象站运行监控平台主要用于监控辽宁省14个中心自动气象站。建立报警子系统，监控节点、端口和线路实施状态，按照事先设置好规则检测异常状态，并根据实际需求将异常状态信息通过短信，Windows message，监控屏幕和短信等方式发送给相关人员，并将异常情况信息一并发送，帮助相关人员尽快照找到问题的原因，并迅速解决。
平台每30秒检查一次服务器信息，并将信息实时入库，通过对视图的调用，对数据列进行有选择查看，简化数据结构，提高数据库运行效率。使用C#、JAVA等编程语言，将事件信息和告警信息输出到WEB界面和声音报警组件中。WEB界面后台每5分钟刷新一次，监控界面每1分钟刷新一次，服务器信息轮询时间为30秒，故障检验时间为1分钟，这样就确保了故障通告的准确、及时。
3 自动气象站运行监控平台在辽宁气象网络管理中的应用
辽宁省共有区域中心自动气象站十四个，它们主要负责全省重点地区的气象观测资料传输。我们将这十四个自动站服务器的信息录入监控平台数据空中，通过SNMP和ICMP相结合的方式实现自动监控和报警功能。
数据库中的信息通过各部分功能模块的处理直观的在WEB中反映出来。如上图所示通过页面监控点的颜色变化反应被监控点的实时状态，并在被监控点状态发生变化时发出语音提示。点击这些监控点可以进入到该点的详细信息查看界面，在这里可以看到该点网络连通状态和历史信息记录。包括平均响应时间、丢包率、CPU使用率、内存使用率和设备相关信息等等。通过这些数据的记录分析和事实状态分析，我们可以直观的看到这些自动站的运行状态和里历史健康状态。为管理和维护自动站的稳定运行提供数据支撑。
4 结束语
自动气象站运行监控平台的开发应用，标志着气象自动观测水平和气象观测保障水平已经进入到网络时代。自动气象站运行监控平台对于提高气象观测数据传输质量和提升气象服务水平有着重要意义。
参考文献：
[1]邢国光，杨永亭，王培良.简单网络管理协议的理论与实践SNMP[M].北京：国防工业出版社，2007.
因此，石家庄学院电气信息工程系（以下简称“我系”）结合当今世界通信行业的发展特点和我国通信事业的迅速发展，急需大量各类、各层次的通信人才的现状，在前期发展的基础上，进一步从如何提高通信工程专业教育质量、提升专业人才培养质量，[2，3]如何致力于服务地方经济社会，实现科研与服务相结合等方面展开了充分的讨论和分析，对我系通信工程专业今后的重点建设内容进行了深入思考。
一、通信工程专业的现状和建设中面临的主要问题
石家庄学院（以下简称“我校”）通信工程本科专业始建于2006年，自2006年通信工程专业开始招生以来，招生势头良好，录取人数逐年递增，目前通信工程专业共有在校生287人。2009年，我系通信工程专业被确立为石家庄学院重点建设专业之一，赢得了学校对通信工程专业的大力支持。
作为地方性本科院校，我校在“十一五”期间明确提出了“服务地方经济建设，培养应用型人才”的办学指导思想和办学定位。围绕学校的办学指导思想和办学定位，把“服务地方经济建设，培养应用型人才”作为我系的办学指导思想，把“培养基础扎实、实践能力强的应用型人才”作为通信工程专业的人才培养目标。
在办学过程中，我系始终坚持“以学生为本”的理念，以学科建设为龙头，加强专业建设和课程建设；在重视基础理论和理论应用教学的同时，强化实践教学，着力培养学生的实践能力和创新意识；紧紧围绕“应用型人才”的培养目标做文章，根据现代通信技术发展规律和本科教育层次的特点，结合我系实际，考虑地方经济建设对人才的需求情况，开展教学改革，加强教学研究，把通信工程专业的人才培养目标定位于：以现代通信技术为主线，融电子技术应用、计算机科学于一体，坚持宽基础、重实践的工程教育，面向地方，培养德智体美全面发展、理论基础扎实、工程素质高、动手能力强、具有创新精神的通信工程应用型的高级技术人才。
随着社会信息化的发展，社会对通信类各层次人才的需求越来越大。通信工程专业作为我校的新建本科专业之一，在建设过程中还面临着许多现实的问题需要解决。首先，专业学科定位和专业建设特色的问题，如果专业学科定位不准确，专业发展没有特色，培养的人才得不到社会的认可等，专业本身难以得到很好的发展；其次，师资队伍的建设问题，培养具有较高层次的专业知识、有较强的专业实践技能、具有科研创新能力的专业教师是通信工程专业今后更好发展的基础和保障；再次，专业培养模式和课程体系建设的问题，课程设置是否合理，能否体现专业发展的现状和发展趋势，专业培养模式是否契合社会对通信人才的需求，这是专业建设的核心问题；最后，科研能力和科学创新能力的提升，科研是专业发展的动力，没有高水平的科研就没有高质量的教学。
二、通信工程专业的专业定位和办学特色
作为地方性本科院校的新建专业的专业建设，最重要的是要有明确的办学指导思想、办学定位和人才培养目标。在专业建设上，相对于已开办通信工程专业并有多年办学经验的综合性高等院校来说，地方性高校新建专业要得到社会的认可，关键是要培育自己的办学特色和人才培养特色。[4]
因为新建专业受师资、教学条件的限制，专业发展方向上不可能面面俱到，因此就要结合我系实际和地方经济发展对人才的需求和专业特点，制定有特色的人才培养方案，并在做好基础理论教学的基础上，在合适的专业方向上进行重点建设，办出自己的特色。
石家庄学院作为石家庄市市属的唯一本科院校，在2006年通信工程专业开办之初，即对石家庄市及周边各地的通信类企业进行了调研。目前，石家庄市及周边地区还没有大型的通信产品制造研发企业，但是有大量的中小通信类企业对该类专业人才需求旺盛，这些企业的特点是以面向工程实践进行系统开发设计集成为主。为适应这样的人才需求特点，我系通信工程专业人才培养的目标定位为：培养有扎实的理论基础、面向应用、有较强的工程实践和工程设计能力，有一定自主创新精神的复合型人才。在专业发展的方向上，把“移动通信”作为专业建设方向的突破点。这主要是基于以下两点考虑：一是移动通信是通信工程专业所有基础课程理论知识的应用，一门移动通信课程要涉及到通信原理、电磁场与波、编码、程控交换及高等数学、概率论与随机过程等多门课程，通过移动通信课程的建设可以带动整个专业教学的发展；二是当前通信技术发展的一个方向就是所谓“个人通信”，即任何人（whoever）在任何时间（whenever）、任何地点（wherever）可以和其他任何人（whomever）进行任何形式（whatever）的通信，完成信息的宽带传输，要实现这样一个目标，移动通信是最关键的技术；同时移动通信系统的大部分功能模块和其他通信系统是互通或相近的，学好、学精“移动通信课程”，就可以做到对其他通信系统触类旁通。
总之，地方性本科院校通信工程专业建设的专业指导思想和专业定位、专业培养目标，既要符合地方经济发展的需要，又要有自己突出的特色和专业方向。
三、通信工程专业建设的构想
1.师资队伍建设和科研水平的提升
师资队伍的建设是专业建设的重要组成部分，是专业教育发展的基石。学术梯队的建设、专业特色的培育都与师资队伍建设密不可分。学术梯队建设是通过科研、课题的拉动提高教师专业理论水平，提高教师的理论教学水平。同时，地方性本科院校的特点决定了通信工程专业的培养目标是培养面向工程应用和工程设计的应用型人才，这就要求通信工程专业的教师除应具有深厚的理论知识之外，还要有通信工程设计开发集成等方面的工程实践经验。所以地方性本科院校师资的培养和引进应以“双师型”教师为目标。通过“引进来、走出去”的途径加强师资队伍建设。
“引进来”的途径有以下几点：一是聘请通信专业居于一流水平的高等院校的学术带头人为我系通信工程专业的外聘教授或客座教授，指导和带动通信工程专业的教学和科研工作；二是聘请有丰富现场经验的工程师、高级工程师等专家到校任教；三是由于通信专业发展极其迅速，新理论、新器件更新很快，可以聘请高水平院校的博导、研究所的科研人员及通信行业的业内人士来我系做各种类型的形式多样丰富多彩的报告和讲座。
“走出去”的方式有以下几点：一是派遣骨干教师到“211”等高水平院校访问学习或课程进修，通过回校交流带动整个专业教学和科研水平的提高；二是派遣有深厚理论知识的教师到工程现场顶岗锻炼，使其掌握理论知识的实践应用；三是选派年轻有为的教师攻读博士学位。
学科科研的强化是对专业建设的提升，是融合教学、科研、师资队伍建设等诸多因素的系统工程。在学科建设中教师科研能力和科研水平的提高可以更好地促进教学质量的提升，达到以科研促教学的目的，同时将有能力的同学扩充进教师的课题组，既可以提高学生的科研意识和科研能力，又可以在学生中营造良好的科研氛围，相应地促进学生对专业课程的学习。
学科建设最重要的一个方面是学术研究梯队的建设，考虑到新建专业师资力量不足的现状，科研梯队的建设也要根据专业发展的需要挑选出一个或两个专业方向进行重点建设，专业方向的选取最好结合特色专业方向的建设。例如石家庄学院通信工程专业把“移动通信”作为特色专业方向，那么，科研梯队的建设也应把“移动通信”作为建设方向，对学科带头人的引进和培养，研究课题的申请、资助都应围绕这一专业方向进行，以争取在这一研究领域取得一些突破。
2.专业人才培养模式改革和课程体系的建设
根据专业建设的定位和所确立的人才培养目标来规划人才的培养模式，构建合理的课程体系和实验实践教学体系。地方性本科院校新建专业受各方面条件，如师资、科研条件和科研环境等的限制，一般不会以培养研究型人才为主，应把培养工程应用型人才作为培养目标，同时向高等院校和科研院所输送部分高水平研究人才。那么人才培养过程中就要坚持知识培养和能力培养并重的培养模式，以“重基础、强能力、有特色”为原则来合理设计课程体系和实验实践教学体系，并在课程体系、实验教学体系中体现专业特色。[5]
在课程体系的构建上，按照知识传授循序渐进的规律，将通信专业的所有课程以其在通信知识体系中的地位分为学科基础课程、专业基础课程、专业课程和专业提高拓展课程四个课程模块。学科基础课程是通信专业的数理基础，在课程设置中要突出数学、物理、电子技术基础等相关基础课程的教学地位，要加强基础课程中大学数学（高等数学、线性代数、概率论）、大学物理和大学英语等数理基础课程的教学时数。在这一阶段增加“现代通信技术概论”课程，全面和系统地概述了现代通信和网络的基本原理、系统构成及主要技术问题，体现了通信发展的新技术及新方向。使学生对通信技术形成了一个初步的了解，对各类通信系统的组成以及大学四年所学的各门专业课程在其中的实际应用有一个整体的认识。从而激发其学习这些课程的积极性，解决当前某些院校通信专业本科生“知抽象原理，不知其实际具体应用”，看不到现代通信全貌的问题。
专业基础课程模块包括电路分析、模拟电子技术、数字电子技术等通信电子技术基础课程，这一阶段在加强基础理论教学的基础上，增加电子工艺实训实践课程，使学生掌握基础电子操作技能。专业课程模块包括信号与系统、电磁场与波、通信原理、编码原理、程控交换原理、计算机网络、移动通信等专业核心课程，这些课程是专业培养计划的主体，在教学大纲中，要突出核心主干课程的知识单元，以专业理论知识的应用为教学的重点。课程学时的分配上，在保证本专业知识结构的课堂教学学时的同时，加大实验时数并增加相关课程的课程设计等实践环节，通过课程设计逐步培养学生的系统设计能力。提高拓展课程模块，包括通信领域的新技术、新知识类以及应用类选修课程，这类课程也是体现专业办学特色的核心课程，在通信技术发展的不同方向上，地方高校可以根据自身的教学科研条件和地方需求来构建有自己特色的专业深化课程组合，通过课堂教学和贴近实际的工程实训，提高学生在这一方向的工程设计能力，使该专业方向成为我系通信专业的品牌方向。
3.实践教学建设
在实验教学体系的建设上，依据通信是全程全网的特点，[6]按照信号的采集、处理、交换、传输直到通信网的实现这样一个过程，明确各门专业课程在通信网中所处的位置，从通信网各个环节互相联系的角度来设置每门专业课程的实验项目，使学生能够最终在完成全部专业课程的学习和实验后，不仅对通信网的某一个环节（对应于一门课程）有一个理论和实际的认识，而且对整个通信网络也应有一个全面系统的认识，能够从整体上把握通信网络的组织结构和运行方式。
毕业设计（论文）是培养学生自主地综合运用几年所学理论知识和实践技能解决实际新问题能力的重要教学环节，学生毕业设计（论文）水平的高低，是反映学校教学水平和科研水平的一个重要窗口。强化毕业设计（论文）环节的工程性、实践性、研究性等要求，要求大多数学生毕业设计（论文）都应在实验室实践，极其重视毕业设计（论文）的选题、指导、撰写和验收等各环节工作。
Abstract: "Integration of Teaching" teaching is an effective way of modern vocational education. The research and discussion on "Integration of teaching" of "Optical Fiber Communication Technology" teaching model is a good attempt. This paper discussed and researched from teaching research content, conditions of research and exploration, and teaching and research results etc.
关键词： 教学做一体化；光纤通信；教学模式；专业技能
Key words: integrated teaching learning；optical fiber communication；teaching；professional skills
中图分类号：G42 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2010）35-0228-02
0引言
“教学做一体化”教学模式是现代高等职业教育的一种有效方式。“教、学、做”一体化的教学模式既发挥了教师的主导作用，又充分体现了学生的认知主体作用。整个教学进程中，教师有时处于中心地位，以便起主导作用，但更多时是帮助者、引导者、参与者，学生有时处于传递―接受的学习状态，但更多时候是进行主动思考、探索、建构知识、发现问题、分析问题的过程。采取观察、记录、讨论、作业、考试、技能测试多种评价方式相结合，真正将考核评价贯穿于整个教学过程中，使得学生每一节课都有成就感，激励其不断探索进步。教师所提供的知识不再是教师传授的内容，而是学生主动建构的素材，用不用、用多少，根据学生已有的知识结构和做的过程中需要而定。设备、仪器不再是专供教师传授知识的手段、工具，而是进行创设情景、进行合作学习、主动探索的工具。通过“教学做一体化”教学模式可以提高教师的实践水平，也可提高职院校的办学质量。
1光纤通信技术“教学做一体化”教学模式研究内容
光纤通信技术“教学做一体化”教学模式研究内容是为了提高高职高专学生的学习效率和实践技能而提出的。《光纤通信技术》是通信专业主干课程之一，它是一门理论知识与实践技能并重的专业课，光纤通信技术理论知识系统已趋完善。光纤通信技术已深入到各行各业，光纤到户已走进祖国大地的各个角落。光纤与光缆随处可见，为我们提供了广阔的实习现场；精密的光纤仪器可快速熔接光纤和测试光纤，为学生展现了高科技新产品的无穷魅力；光纤的广泛应用大大激发了学生的学习兴趣。通信专业就业的基本工种主要有：光纤敷设、光纤测试、光纤维护，是通信技术专业学生就业的主题市场，因此学习光纤通信知识，掌握光纤技能有着十分重要的意义。对于高职高专学生采用“教学做”一体化教学模式是行之有效的教学方法。通信技术专业光纤通信技术“教学做”一体化教学模式研究课题组多年来一直尝试这一教学模式，不断积累教学经验，不断改进教学方法，不断提高教学手段是《光纤通信技术》课程成为深受学生欢迎的课程之一，同时成为教学质量高，教学效果好的院级示范课程。2009年获得陕西省省级精品课程。
《光纤通信技术》课程教学做一体化教学模式研究与探讨主要内容是如下表：使用21世纪高职教材由田国栋主编，西安电子科技大学出版社出版，如表1。
通过“教学做一体化”教学模式在光纤通信技术课程中的研究与应用总结出我院教学做一体化”教学模式的成功经验在通信专业乃至电子信息系起到示范作用。
2研究的条件与环境
光纤通信技术“教学做一体化”教学模式研究与探讨，在我院进行研究与探索有着得天独厚的有利条件。首先，我们拥有高质量的教学团队；三位研究者有丰富的光纤理论知识和很高的实践技能。作为教学团队，先后开发了省级精品课；2009年，获得学院组织的光纤说课比赛团体一等奖。团队意识好，协作能力强，齐心协力共闯难关。
我们拥有两个校外光纤实习和实训基地，一个校内光纤演练教室，两个电化教学教室，拥有OTDR、光纤熔接机、台式光源、光功率计、光纤多用表等十几台光纤通信仪表；光纤切割刀、光纤切割机、光缆接头盒、光纤连接器等上百种光纤工具；还拥有十几盘光纤与光缆，总长度超过100km。学院的政策引导与支持，激发了教师的科研积极性，高职高专学生获取专业技能证书也对科研工作起到促进作用。
根据高职高专通信技术专业《光纤通信技术》课程教学大纲，认真组织教学工作。在课题研究期间，课程组老师对通信技术三年制高职学生371505班、371506班和381301班进行为期一学期的光纤通信技术教学工作；对五年制高职学生051519班、051520班和051521班三个班进行为期一年的课程教学工作。我们严格按照教学计划，对学生进行理论教学、实践教学、实训教学。通过互联网、电化教室、实训教室和普通教室等各种场所；通过启发式、讲授式、提问式等教学手段对学生进行光纤知识的传授，取得了良好的教学效果和学习成绩。三年制高职学生371505班、371506班和381301班考试成绩超过85分，五年制高职学生051519班、051520班和051521班考试成绩超过80分。《光纤通信技术》课程起到了骨干与示范作用。
3光纤通信技术“教学做一体化”教学模式研究与探讨取得的成果
3.1 为学生获得高职毕业证在研究期间，高职高专三年制06、07和08级四个教学班；高职高专五年制04、05级五个教学班。培养学生400余人，全部通过课程考试，优良率超过80%。
3.2 为学生获得高、中级技能证2009年度参加西安市职业技能考核；2010年209人参加西安市职业技能考核，188人获得四级证书，获证率89.8%。
3.3 提高教师的专业技能2008/200年第一学期，学院组织教师技能大赛，通信专业举办了首届教师 “光纤接续技能比赛”14名教师报名参加比赛，7名教师分获一、二、三等奖。
3.4 借助网络平台在全国各地通过网络可以学习陕西省省级精品课《光纤通信技术》，在院内完成了全套教材三十九个PPT课件（涵盖了研究任务中的十二个教学场景），采用多媒体全程教学。
3.5 开展科技活动，普及光纤知识2010年4月，电子信息系在全院开展科技活动月，光纤通信技术课程组率先参加，取得了优异成绩。
3.6 组织光纤技能竞赛2007/2008学年第二学期，学院组织学生技能大赛，通信专业举办了首届高职学生“光纤接续技能比赛”320名学生报名参加预赛，32名学生参加复赛，10名学生参加决赛并获奖，受到学院教务处领导的好评。2009/2010学年第二学期，学院组织第二届学生技能大赛，通信专业再次举办了高职学生“光纤接续技能竞赛”。22名学生参加决赛并获一、二、三等奖。
3.7 为校企合作工学结合，探索方法田国栋副教授、王超讲师、张华实验师于2008年9月和10月两次到神华集团神朔公司参加通信职工光纤接续技能培训和第八届神华集团职工技能比武电务类裁判工作，取得圆满成功。2009年6月，中国铁通陕西省分公司崔振山高级工程师、中铁电气化工程局西安通号公司穆林选工程师先后两次来学院为学生讲学，向学生传授光纤网络知识施工技能，激发了学生的学习热情。通过校企合作、工学结合实现学院与企业双赢。
3.8 教学工作促进教学研究，并将研究成果撰写论文在研究期间，我们按照研究进度正常进行，在课堂教学、实践教学、校外实习以及指导学生动手能力训练中，及时总结教学经验，撰写教学论文四篇，发表在中国科技核心期刊《现代电子技术》和《铁路计算机应用》上。
4继续研究的思路
4.1 进一步完善教学资源《光纤通信》课程在教学实践过程中，始终致力于教学资源的不断丰富和完善。其中实训设备力求与企业发展同步（均有入网许可证）；多媒体课件实现对教学内容的全覆盖，实验、实训、专题讲座、技能大赛、定岗实习的图像、视频资料涉及教学的各个环节；日常练习、考察测试、技能鉴定题库已成系统，整体教学资源犹如知识的海洋，学生可以在其中自由遨游，各取所需。
4.2 采用立体化教学方式在教学实现过程中，以多媒体讲授为基础，以实验、实训教学为支撑，以网络资源、教学资源库依托的自学课堂来辅助，以职业技能竞赛和专题讲座方式的进阶课堂来提高；以现场教学和顶岗实习方式的企业课堂来升华。
4.3 光纤设备与企业共享光纤设备仪表科技含量高、价格昂贵、更新换代很快。学院的光纤设备与企业共享，校企合作实现双赢。
4.4 学院教师到现场，企业专家进课堂高职学院专任教师只有走下讲台、走出学校、走进现场才能成为名副其实的“双师型”教师。《光纤通信》课题组三名教师走出学校，走进企业，收获颇多。现场技术能手的高超技艺令人叹服。我们将定期邀请现场技术能手进行光缆接续，还要长期聘请企业高级管理人员任兼课教师。
4.5 充分利用互连网网上新资源通信技术发展日新月异，先进技术、先进设备层出不穷。因此，经常探索光纤新技术，光纤新知识，光纤新设备，光纤新线路，光纤新规划。不断更新教学内容，补充教材，更新设备，更新观念。
5结束语
《光纤通信》课程教学做一体化教学方式研究与探讨在我院有得天独厚的条件，人力资源、设备资源在我院、在电子信息系、在通信技术专业都起到了骨干和示范作用。对于通信专业的发展起到了促进作用；对于其它课程的建设起到了引导作用。我们也清醒地看到光纤通信技术飞速发展，我院良好的实验设备也会落伍和过期，因此我们需要进一步利用网络资源；进一步利用社会资源；进一步利用企业资源，使光纤通信处在高职高专学院的前沿。我们相信，有学院领导的支持；有电子信息系的关心与帮助；有科研处领导的关心与支持，我们的教学水平、科研水平会得到进一步的提高。
参考文献：
[1]李峰.浅谈光纤通信的优越性[J].山西建筑，2004，（22）.
[2]田国栋．光纤通信技术[M]．西安：西安电子科技大学出版社，2008.
[3]刘增基等．光纤通信[M]．西安：西安电子科技大学出版社，2001.
[4]徐宝强等．光纤通信及网络技术[M]．北京：北京航空航天大学出版社，1999.
[5]时书丽，张良.单模光纤偏振稳定的方法[J].辽宁教育学院学报，1999，（05）.
[6]粟小玲，朱春祥.光纤色散对光纤通信系统中继距离主要影响分析[J].信息通信，2008，（02）.
[7]杨岳涛.通信接入网的光纤化技术研究与实现[D].大连海事大学，2008.
【 关键词 】 组合公钥；密钥管理系统；应用性
【 中图分类号 】 TP309.7 【 文献标识码 】 A
1 引言
在基于公钥密码体制的密钥管理系统中，密钥管理过程主要涉及认证和数据保密两方面内容。对于认证，一般依靠鉴别协议和数字签名技术实现；对于数据保密，主要依靠密钥交换和加密技术实现。在鉴别协议和密钥交换过程中，一般需要首先交换和验证公钥证书，这一操作一方面增加了通信双方的交互步骤和交互数据量，另一方面也增加了通信实体的运算量。对于上述问题，组合公钥（CPK）可以提供比较有效的解决途径。本文简单介绍了CPK，总结了基于CPK设计密钥管理系统应关注的CPK要素和需注意的事项，分析了基于CPK的密钥管理系统的特点，并重点探讨为提高基于CPK的密钥管理系统的应用性可采取的设计方法。
2 CPK简介
CPK是2003年由我国南湘浩教授提出的，并于2013年了V8.0版本，利用基于身份标识的 CPK 技术，可以在本地一次性查找用户公钥，满足了验证的简便性和管理的有效性，其安全性基于离散对数的难解性，可信度高，且不需要第三方的证明，不需要在线数据库的支持，只要很少的参数就能管理大量的密钥，整个认证过程可以在芯片级实现，极大地提高了运行的效率，并降低了成本。国内外专家对CPK给予了高度评价。国内专家认为：CPK“解决了基于标识的密钥管理难题”、“实现了无第三方和非在线认证”、“具有重大创新意义和广阔应用前景”。国外专家评价：“CPK算法将基于标识的加密向前推进了一大步，它创造了一种易懂、易行、易普及的系统，能够提供公钥和基于标识的密码体制梦寐以求的所有好处。”
2.1 CPK的基本原理
在基于ECC的CPK体制中，利用ECC所具有的复合特性进行密钥生产，ECC的复合特性是指：任意多对私钥之和与对应的公钥之和构成新的公私钥对。
CPK系统中，密钥的生产、分发和使用流程。
（1）构造密钥矩阵。首先生产一定数量的ECC公私钥对，然后用其作为密钥因子构造两个维数相同的密钥矩阵（私钥矩阵和公钥矩阵）。私钥矩阵和公钥矩阵中相同位置的私钥和公钥一一对应（是由一对公私钥对拆分而成的）。
（2）密钥生产。在基于CPK的密钥管理系统中，根据实体标识进行密钥生产，各实体实际使用的密钥都根据密钥矩阵产生。当需要产生某一实体的密钥时，通过特定的映射算法（可采用杂凑算法）对实体标识做运算，然后再对运算结果做置换操作，根据置换结果选取密钥矩阵中不同位置的多个密钥，最后将选取的多个密钥进行组合（相加），即可得到对应于该实体标识的密钥。
（3）密钥分发和存储。在实际的密钥管理系统中，出于安全考虑，密钥矩阵离线产生。当申请密钥时，提交实体标识给密钥管理系统，密钥管理系统根据实体标识计算实体的私钥，然后将该实体的私钥以及全网相同的公钥矩阵分发给该实体。每个实体都只存储自己的私钥，同时存储全网统一的公钥矩阵。
（4）密钥使用。当一个实体需要跟其它实体进行通信时，只需根据对方的实体标识在本地的公钥矩阵中计算出对方的公钥，即可使用该公钥进行后续操作。
2.2 CPK中的要素
基于CPK构建密钥管理系统时，需关注CPK中的几个要素：（1）私钥矩阵：用于产生实体的私钥；（2）公钥矩阵：用于产生实体的公钥；（3）映射算法：一般为杂凑算法，用于对实体标识做杂凑运算，运算结果作为置换表的输入；（4）映射算法密钥：映射算法的运行参数；（5）置换表：用于对映射结果进行置换，根据置换结果在私钥矩阵和公钥矩阵中选择元素，组合产生实体的私钥和公钥。
2.3 CPK中各要素的使用要求
CPK中的各要素在使用时，应满足几个使用要求：（1）出于安全性考虑，私钥矩阵和公钥矩阵需离线产生；（2）私钥矩阵仅存储在密钥管理系统中，实体端仅存储本实体的私钥，私钥需作为秘密参数存储和使用；（3）公钥矩阵分发到每一个实体，若设计传统的密钥管理系统，公钥矩阵可公开；若设计能抵御量子攻击的密钥管理系统，公钥矩阵也需作为秘密参数存储和使用；（4）映射算法、映射算法密钥、置换表等需作为秘密参数存储和使用。
2.4 CPK的优点
组合公钥从技术上解决了密钥管理中的几大难题。
（1）解决了密钥的规模化生产及管理难题。在密钥管理系统中，密钥通过密钥矩阵产生，产生效率将大大提高。同时，不再需要维护很多组公钥，只需维护好实体的标识即可。
（2）解决了密钥的大规模存储难题。密钥通过密钥矩阵产生，在密钥管理系统中不需要存储每个实体的公钥，在实体端也不需要存储每个互通实体的公钥。
（3）解决了需可信第三方提供身份认证支持的问题。每个实体都有全网统一的公钥矩阵，互通实体的公钥在本地通过对端实体标识计算得到，不再需要从网上传递，因此，不需要可信第三方证明对端实体与其公钥的绑定关系。
（4）降低了资源消耗。在基于CPK构建的系统中，当需要进行认证和密钥交换时，不需要在线交换公钥证书，也不需要验证公钥证书，从而可以减少通信双方的交互步骤、交互数据量和运算量。
3 基于CPK的密钥管理系统的应用性
3.1 系统建设成本
（1）计算性能要求。在基于CPK的密钥管理系统中，CPK公钥和私钥都通过密钥矩阵产生，CPK私钥的产生过程仅涉及整数加法运算；CPK公钥的产生过程仅涉及点加运算，不涉及费时的点乘运算。因此，和传统的基于公钥密码体制的密钥管理系统相比，密钥产生效率将大大提高，从而降低了对系统硬件设备的计算性能要求，使得不必专门配备高性能硬件设备，可大大降低建设成本。
（2）存储容量要求。在基于CPK的密钥管理系统中，CPK公钥和私钥都通过密钥矩阵产生，不需要存储每个实体的公钥和私钥。因此，和传统的基于公钥密码体制的密钥管理系统相比，密钥存储空间将大大缩小，从而降低了存储容量要求，使得无须配备大容量存储设备，可大大降低建设成本。
3.2 环境适应性
（1）标识的生成和使用。CPK是基于标识工作的，要求每个实体在系统中都有唯一的标识。在实际系统中这种要求是容易满足的，在2G/3G/4G等移动通信网络、PSTN网络、IP网络等网络中，都有可以直接作为标识使用的信息，如电话号码、IP地址等。即使在某些系统中没有可以直接作为标识使用的信息，用户自行规划实体标识，并将其分发给每个实体使用也是简单和可行的。对于可以使用电话号码、IP地址等作为标识使用的系统，可以由密钥管理系统规划标识生成规则并将其分发给每个实体，各实体在通信过程中可不再传递实体标识或不再传递完整的实体标识，从而进一步减少传输的数据量。
（2）跨域通信的实现。当一个实体需要与不同通信域中的实体进行通信时，可以规划域标识，根据实体标识产生实体的基础密钥（中间密钥），再根据域标识产生域密钥（与基础密钥的产生方法相同），然后再用域密钥与实体的基础密钥进一步复合，产生实体正式使用的密钥，从而达到一个实体在不同通信域中使用不同的密钥与其他实体进行通信的目的。若不想因引入域密钥而降低系统的抗合谋攻击能力，可使用不同的密钥矩阵产生基础密钥（中间密钥）和域密钥，相应地，实体端需存储两个公钥矩阵。
3.3 密钥管理方案的可扩展性
（1）参数和密钥的分发方式。CPK参数和密钥既可以采用在线方式分发，也可以采用离线方式分发。若采用在线方式分发，可先离线分发保护密钥，再在线分发使用保护密钥保护的各个CPK参数和密钥。采用在线分发方式，密钥管理系统中需存储公钥矩阵和各实体的私钥，无需存储各实体的公钥。若采用离线方式分发，密钥管理系统中只需存储密钥矩阵，无需存储各实体的私钥和公钥，并且CPK密钥可作为顶层密钥使用。
（2）参数和密钥的更换方式。由于CPK是基于标识工作的，因此，当CPK的几个要素（密钥矩阵、映射算法、映射算法密钥和置换表）固定不变时，相同的实体标识将映射到相同的密钥。若想更换密钥只有更改实体标识或者全网更换一个或几个CPK要素，因此，基于CPK的密钥管理系统和其它基于标识的系统一样，存在密钥更换不便问题，从而对密钥管理系统的密钥更换设计提出了较高要求。
CPK参数和密钥既可以在线更换也可以离线更换，此外，还可以类比跨域通信的实现方法，设计代表时间段的标识，实体实际使用的密钥由基本密钥（中间密钥）复合时间段密钥得到，从而达到在不同时间段使用不同密钥的目的。
（3）协议设计。对于协议设计来说，CPK带来的最大好处是实体的公钥不需要在网络中传递，而是由收发双方直接在本地根据实体标识计算得到，同时无需可信第三方证明实体和实体公钥间的绑定关系，除此之外，基于CPK进行协议设计并没有特殊之处，传统的基于公钥算法的协议设计方案都可以套用在基于CPK设计的协议中，只需将协议中的公钥传递步骤修改为标识传递步骤即可。
4 结束语
CPK从到现在已有十余年时间，在这期间，CPK本身得到了不断完善，其应用也越来越广泛，但目前其应用主要集中在认证系统中。这里重点分析基于CPK的密钥管理系统的特点，探讨采用哪些设计方法可以解决基于CPK的密钥管理系统面临的问题，从而提高其应用性。后续将对基于CPK改进密码协议设计等问题进行研究。
参考文献
[1] 关志，南湘浩.数字签名与密钥交换机制的讨论[J].信息安全与通信保密，2008（3）：46-47.
[2] 赵远，马宇驰，邓依群，李益发.一种新的安全电子商务协议CPK-SET[J].通信技术，2010（8）：178-180.
[3] 赵建国.组合公钥（CPK）技术的创新实践[J].信息安全与通信保密，2012（5）：55-57.
[4] 南湘浩.CPK组合公钥体制（V8.0）[J].信息安全与通信保密，2013（3）：39-41，44.
[5] 崔杰克.基于CPK的认证及密钥管理技术研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2010.
作者简介：
房利国（1977-），男，硕士，高级工程师；主要研究方向和关注领域：信息安全、通信安全技术、计算机应用。
李丽（1976-），女，学士，工程师；主要研究方向和关注领域：信息安全、通信安全技术。
郭庆（1978-），男，硕士，工程师；主要研究方向和关注领域：信息安全、通信安全技术、计算机应用。
付国楷（1980-），男，学士，工程师；主要研究方向和关注领域：信息安全、通信安全技术、计算机应用。
关键词：DSP；CPLD；磁控电抗器
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.126
0 引言
磁控电抗器控制器作为磁控电抗器调试、运行中的一个必要部件，在项目开发对前其安全可靠性做全面的考虑，结合电网运行的实际情况，分析得到应输入输出的信号信息包括：（1）采集电网电压、电流，计算电网有功功率、无功功率和功率因数及相关开关信息；（2）根据参数设定和实际检测值自动闭环调节磁控电抗器移相触发脉冲信号；（3）手动、开环调节磁控电抗器移相触发脉冲信号；（4）控制液晶触摸屏，实现人机界面；（5）与变电站综保设备通信，实现远程控制。
1 控制系统原理
基于磁控电抗器的无功电压综合补偿控制器原理，采集电压、电流信号，计算系统的有功功率及无功功率，快速跟踪电压及无功功率的变化，动态地调节投入的补偿电抗器容量，平衡无功及电压。也就是说，控制器能自动检测系统的电流、电压，并能根据检测量自动调整晶闸管移相触发角的大小，进而改变磁控电抗器输出的感性容量。这样，磁控电抗器就可以根据电压和所需的无功，自动调节投入的补偿电抗。控制系统原理图如图1所示。
2 硬件电路设计
控制器硬件部分由8个独立模块组成，模块间由母板连接。控制器前部为液晶触摸屏，后部为各模块的输入输出接口。控制器硬件框图如图2所示：
（1）电量采集模块1、2。电量采集模块功能是将输入的电压、电流信号变换为-5～+5V正弦波信号、0～+12V方波信号。
（2）CPU模块。A/D转换部分是将-5～+5V正弦波信号变换为-2.5～+2.5V正弦波信号，送入AD转换芯片转换为数字量，再送入DSP芯片；输入输出部分是将CPLD芯片发出的触发信号进行隔离、功率放大，将输入的开关信号进行隔离再送入CPLD芯片；通信部分将DSP芯片收发的串行通信信号进行隔离和电平变换，连接至输出RS232端口与上位机通讯、与液晶屏通信端口通讯。
（3）光纤输出模块。光纤输出模块功能是将晶闸管移相触发脉冲信号转换为光信号输出。
（4）开关量输入输出模块。开关量输入模块是将输入开关量通过继电器隔离后，转换为0～3.3V信号；开关量输出模块是将输出开关量通过继电器隔离后，转换为机械触点信号。
（5）工作电源模块。工作电源模块是将输入的AC 220V电源（含地线）转换为+5V、±12V、+24V工作电源。
（6）触摸式液晶屏。触摸式液晶屏可显示和触控，完成系统运行状态显示和控制参数修改任务。
3 软件系统设计
本系统 的程序分为DSP软件程 序和CPLD硬件程序两部分，这两部分程序结合起来共同完成了MCR控制 器的控制功能。
系统设计的 思路是DSP完成采样、计算、控制、人机交互的工作，CPLD实现逻辑和时 序电路。图3为程 序系统设 计示意图。其控制过程为：（1）交流采样 的系统 参数接入DSP中，判断系统支行状态，由CPLD发出相应的触发信号；（2）通过 计算得出 每相MCR的控制角；
（3）DSP通过 总线发送控 制角到CPLD；（4）CPLD根据同步电压信号，生成六路晶 闸管触发信号；（5）DSP实现了通信、时钟、键盘、显示等功能；CPLD实现了锁相 倍频、键盘处理、开关量处理 等功能。
这里的数据采集、处理、控制算法等程序功能都在相应的中断处理程序得到实现。所以主程序主要是用来进行系统初始化和非实时事务的处理，具体包括以下几个功能：进行系统初始化、完成通讯报文处理、完成人机交互数据处理。
3.1 控制原理及主要控制算法
本次设计的控制器采取了电压无功综合考虑的控制策略，即用户可以只调无功或只调电压，也可以电压无功综合调节。其交流采样算法流程如图4所示。
同步倍频信号输入到AD模块的ADSOC控制口时，通过软件设置，使同步倍频信号每一次上升沿触发一次AD转换，AD转换结束后自动触发AD中断服务程序，中断服务程序的流程图如图5所示。每采集一个周期的数据，执行一次瞬时无功计算程序，计算出电网的电流、电压、无功功率、有功功率、功率因数、视在功率，再取平均值，与设定值比较，其差值来控制触发角，使检测到的无功逼近设定值。程序里使用的一些子程序，如定点数正弦运算、定点数开平方、定点数余弦运算等，可以在DSP定点函数库中得到。
3.2 系统软件设计
本次设计中主要的数据采集、处理、控制算法等程序功能都在相应的中断处理程序完成，主程序主要是用来进行系统初始化和非实时事务的处理，即完成系统初始化、通讯、人机交互数据处理等功能。
控制器开机后，主程序首先进行DSP的初始化，然后进入程序主循环，在主循环里，主要完成液晶屏显示、键盘操作、通信等任务。
DSP主程序流程如图6所示。
4 结语
本文通过对磁控电抗器的硬件与软件设计的阐述，可以实现对磁控电抗器感性容量的平滑调节，达到无功补偿的目的。本系统采用DSP与CPLD相结合的控制方式，大大提高了运行效率，保证了设备运行速度，可以全自动在系统中运行，有效控制触发导通角，进而输出系统所需的无功补偿量。
参考文献：
[1]韩琳.基于可控电抗器的无功电压综合补偿[D]. 武汉大学硕士学位论文.
[2]高元楷.电力系统无功电压调整与控制[M]. 电力工程师手册 电气卷（上）. 中国电力出版社.
[3]胡铭，陈珩.有源滤波技术及其应用[J]. 电力系统自动化.
[4]张皎，赵刚，汤广福.超高压大容量静止无功补偿器（SVC）装置研制[J].四川电力技术.
[5]彭军.静止无功补偿器研究现状及发展[J].四川电力技术.
[6]四铭兴，励庆孚.磁饱和式和变压器式可控并联电抗器[J].高电压技术.
[7]王兆安，杨君，刘进军.谐波抑制和无功功率补偿[M].机械工业出版社.
[8]司栋森.基于双DSP的高压无功补偿装置设计与实现[J].微计算机信息.
购物车(0)
