时间：2023-04-12 17:53:19
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对于未来,电力线上网技术将面临技术和市场的双重考虑,由于电压变化所带来的干扰影响上网质量,用电高峰时期数率波动大,PLC芯片主要来自欧美,以及国家法律法规不明确等因素,都将严重制约着电力线上网技术的良性发展,其未来之路绝非一帆风顺。
技术还需重大改进。在带宽、传输距离以及信号干扰方面虽已取得了长足进步,但由于电力网使用的是非屏蔽线,用它来传输数据不可避免地会形成电磁辐射,影响数据的保密性,因此信息安全性能差。多数电力线接入产品采用带宽共享,导致用户数量增加之后带宽下降,电力线接入时数据需要通过电表传输,带宽在电表处产生衰减,用电高峰期传输数率严重下降等方面还亟待改进。
商业模式不成熟。由于受到有关政策的限制,目前还没有相关业务的支持,而且在商业模式方面也只是处于摸索阶段。此外,中国厂商在产品芯片技术方面的缺乏,最终用户的认可、接受,市场的培育以及与该技术相关的产业链等问题也必须重点考虑。
与其他宽带技术相比,竞争优势并不明显。除了安全性这一众所周知的致命弱点外,PLC在价格方面也暂时处于劣势。“电力猫”目前价格在800元至1200元之间,比ADSL还要贵很多,现有电信运营商的上网资费已经很低,PLC如不能解决设备的成本问题,制定相对低的资费标准,是不具备竞争力的。而与此相关的是PLC的经营成本问题。另外,PLC所宣扬的最大优点是其便利性,无需任何布线,无需挖沟和穿墙打洞,通过遍布各个房间的插座就可上网。而无线局域网(WLAN)与3G无线互联网的迅猛发展,已经令PLC的这一优势黯然失色。
在市场接受程度上,据近期的一项调查显示,只有14.62%的网民表示对这项技术较为熟悉,其他的表示仅了解一点或一无所知。对于电力线上网技术在中国的商用,则有73.26%的网民持谨慎态度,其中有12.21%的人则明确表示不会使用,这反映了大部分用户对直接骑在电老虎背上上网还是心存疑虑的,毕竟是直接连在220V的电力线上,要想用户没有顾虑是不现实的,这就需要一边进一步的提高安全系数,一边加大宣传力度和市场推广力度,使用户对PLC有更多深入的了解,从而充分信任和接受PLC。
总之,PLC作为一项有潜力的宽带网络接入技术,相关电力部门如果充分发挥其潜力,并和原来自身的电力通讯网相连接互补,很可能形成四网合一的大好形势。另一方面,如果因缺乏长远战略眼光、市场运作不利、技术等原因也有可能失去进入宽带市场的最佳时间,流于一种辅助的上网手段。
PLC的优点
首先是其无可比拟的网络覆盖优势,居民家里可以没有五类线,可以没有双绞线,也可以没有DDN,但谁都离不开电力线。据了解,我国目前电话用户不到3亿,但用电用户已超过10亿。在广阔的农村地区,特别是那些电话网络不太发达的地区,PLC会更有用武之地。毕竟,电力网规模之大,是其他任何网都不可比拟的。虽然这些地区上网短期需求量并不大,市场发展成熟较慢,但会存在电力线上网先入为主的局面,可以有先行之利,对PLC的长远发展和扩张非常有利。
其次是它可充分利用现有的低压配电网络基础设施,不再需要任何新的线路铺设,随意接入,是一种“NoNewWires”技术,简单方便的安装设备以及使用方式,节约了资源和费用;无需挖沟和穿墙打洞,避免了对建筑物和公用设施的破坏,同时也节省了人力;共享互联网络连接;可以在任何客户进行网络连接;移动计算机至任意位置,简单使用;高通讯速率,可达到14Mbps(将来通过升级设备可达100Mbps),可使用VOD点播;数据加密,提供高安全性和高可靠性能。
高速访问可以为用户提供高速因特网访问服务、话音服务,从而为用户上网和打电话增加了新的选择,有利于其它电信服务商改善服务、降低价格。家居自动化的生力军通过遍布各个房间的墙上插座将智能家电联网,提前享用数字化家庭的舒适和便利。物理安全性强利用电力线的永久在线连接,构建的防火、防盗、防有毒气体泄漏等的保安监控系统,让上班族高枕无忧。构建的医疗急救系统,让有老人、孩子和病人的家庭倍感放心。远程读取方便远程自动读出水、电、气表数据,使公用事业公司节省大量费用,也方便了用户。
无所不在的电力功能,比较容易实现或者说推动智能化大厦和家庭智能化。这就是电力猫的竞争力。
PLC的缺点
首先,技术瓶颈尚待突破。PLC与电话线上网从本质上来讲并没有区别,都是利用铜线作为传输媒质。而铜线上网的最大问题就是不能解决传输带宽的问题,这是电力线上网面临的首道关卡。PLC试验网络接入速度较快,不但远远超过普通拨号和ISDN,也已超过ADSL,上网桌面速率达到2Mpbs。但这个速度只是理想情况下的最高速度,电力线上网就是铜线上网,在铜线上不可能无限制地提升传输数据通讯容量的潜能。其次,电力线上网所产生的辐射问题不易解决。因为电力网使用的大多是非屏蔽线,用它来传输数据不可避免地会形成电磁辐射,从而会对其他无线通信,如公安部门或军事部门的通信造成干扰。再次,电力线上网存在着不稳定的问题。电力线不同于普通的数据通信线路,当作为一种数据传输的媒介时,会遇到许多干扰。电力线上有许多不可预料的噪声和干扰源,如吸尘器、电冰箱、洗衣机等;其次,电力线通讯具有时间上不可控、不恒定的特点。与信号洁净、特性恒定的Ethernet电缆相比,电力线上接入了很多电器,这些电器任何时候都可以插入或断开、开机或关闭电源,因而导致电力线的特性不断变化。最后,在网络管理上也有麻烦。PLC并非如一般用户所想象的只要安装PLC调制解调器即可,事实上还是要一个通信骨干网支撑,由骨干网连接到PLC局端设备(MDU),再连接到用户PLC调制解调器。
关键词：宽带CDMA功控技术信干比（SIR）闭环功控外环功控
无线蜂窝网络为每个用户提供的服务需要满足一定的服务质量（QOS），然而QOS主要由每个用户接收到信号的信干比（SIR）决定。因此，无线蜂窝网络对无线资源的分配，特别是对每个用户链路的功率分配就更加重要。对于CDMA蜂窝系统，同一小区内所有用户使用相同的频段和时隙，用户之间仅靠扩频码的（准）正交特性相互隔离。然而由于无线信道的多径、延时等原因使得各个用户信号间的互相关特性不理想，其它用户的信号对当前用户信号产生干扰，这类干扰被称为多址干扰（MAI）。这样，当小区中用户个数增加或者其它用户功率提升时都会增加对当前用户的干扰，导致当前用户的接收信号SIR下降，当这类干扰大到一定程度时，当前用户就不能正常通信了，因此CDMA系统是一个严重的干扰受限系统，干扰的大小直接影响到系统容量。解决这个问题主要有两个办法：多用户检测技术和功控技术。多用户检测技术充分考虑用户间存在的MAI，通过在接收端重构这些干扰，然后消除它的影响，提高性能，但由于其算法过于复杂，目前还没有进行商业应用。功控技术十分简单实用，被认为是CDMA系统的关键技术之一。功控技术调整每个用户的发射功率，补偿信道衰落、抵消远近效应，使各个用户维持在能保持正常通信的最低标准上，这样都能最大地减少对其他用户的干扰，从而提高系统容量，同时延长手机的待机时间。
功控技术的控制准则大致可分为两大类：功率平衡准则和SIR平衡准则。它们分别控制各个用户信号在接收端的有用功率相等或SIR相等。从而不同的角度，可以有不同的功控技术分类。按功控效果可分为内环功控和外环功控。内环功控主要用来对抗信道衰落和损耗，使得接收端信号SIR或功率达到特定的目标值；外环功控根据特定环境下的服务质量要求，产生内环功控的SIR或功率门限值。按链路可分为反向功控和前向功控，由于CDMA系统容量主要受反向链路容量限制，因此反向功控尤为重要。按功控的环路类型可分为开环和闭环功控，开环功控是基于上下行信道对称假设的，它能够抵消路径损耗和阴影衰落，闭环功控不需作此假设，它同时还能抵消快衰落。按功控实现的方式可分为集中式功控和分布式功控，集中式功控考虑小区内所有用户的信息（链路增益等），对每个用户进行统一的调整，这个算法复杂度高，难以实现，但算法的收敛特性好；分布式控制只根据单个用户信息产生控制指令，易于实现，但分布式算法需要满足一定的条件才能收敛。
1WCDMA系统的功控技术方案
WCDMA系统同时采用了反向开环、闭环、外环功控技术和前向闭环、外环功控技术。鉴于反向闭环功控的重要性和篇幅所限，本文将主要针对反向闭环功控进行讨论，后面的仿真曲线也是基于反向闭环功控做出的。WCDMA系统闭环轼控主要由四部分构成：SIR估计、功控比特（TPC）产生、本地TPC判决和功率高速单元等，如图1所示。
SIR估计单元采用某种SIR估计算法对接收专用数据信道（DPDCH）的SIR进行估计，然后将估计值送给TPC产生单元。WCDMA协议并没有规定SIR估计的算法，主要有两种算法：相干SIR估计和非相干SIR估计，后面将分析这两种方法的性能差异。另外，限制SIR估计精度的另一主要因素是SIR估计的长度，即可以用来估计样本数的多少，对于非相干估计样本数较多、相干估计样本数较少，它主要受前、反向功控的定时关系限制。TPC产生单元将SIR估计值SIResti和外环功控所产生的SIR参考门限SIRtarget相减，根据其差值的符号，即sign(SIResti-SIRtarget)，产生TPC比特。TPC判决单元根据本地接收的TPC比特重新生成本地TPC命令送给功控调整单元，用于调整前向或反向信道的发射功率。文献给出了WCDMA系统本地TPC命令生成的几种算法，其中在非宏分集状态下有两种算法。
算法一，针对当前的隙接收到的TPC指令，每个时隙产生一个TPC_cmd。
如果接收到的TPC命令等于0，那么该时隙的TPC_cmd为-1。
如果接收到的TPC命令等于1，那么该时隙的TPC_cmd为1。
算法二，在5个时隙中的前4个时隙，TPC_cmd=0,即不改变发送功率。在第5个时隙，对收到的5个TPC命令采用如下硬判决：
如果所有5个TPC命令的硬件判决都为1，那么第5个时隙的TPC_cmd=1
如果所有5个TPC命令的硬判决都为0，那么第5个时隙的TPC_cmd=-1
否则，在第5个时隙的TPC_cmd=0。
可以看到算法一在每个时隙都产生一次功控命令（±1），功率调整的频率为1.5kHz。算法二每5个时隙产生一次功控命令（±1），功率调整的最快频率为300Hz，它具有近0.2dB(1dB/5)功控步长的性能。算法二还具有防止功控误调的功能，当接收的功控比特交换±1时，产生的功控命令始终为0，从而不进行功率调整。功率调整单元在前一次发射功率p[k-1]基础上，根据当前第k个TPC命令按照如下公式调整当前发射功率p[k][dB]:
p[k]=p[k-1]+β.TPC_cmd（1）
其中，β为功控步长，WCDMA系统采用固定步长，前向功控采用0.5、1、1.5或2db四种步长，反向功控采用1或2dB两种步长，而TPC_cmd就是本地产生的TPC命令。
WCDMA标准规定功控速率为1.5kHz，即一个时隙内必须完成一次闭环功率调整，这就要求上述功控所有操作要在一定时间内完成。文献图B.1列出了WCDMA功控定时关系，经分析得出可用于SIR估计的时间为：
TSIR=2560+Tdata1-1024-2×Tprop-Tprocess(2)
Tprocess为接收机处理延时，2×Tprop是双程路径延时，而处理延时一般等于总路径延时，若忽略data1数据处理延时Tdata1,得出SIR估计时间大致为：
TSIR=1536-4×Tprop（3）
当单程延时Tprop≥384chips，对应小区半径大于30km时，基站没有时间在当前的时隙完成SIR估计并发送功控比特。此时必须延时一个时隙进行SIR估计并发送功控比特。此时必须采用延时一个时隙进行SIR估计的750Hz功控方案。
2WCDMA系统的功控性能仿真
本节将通过计算机仿真的方法，说明SIR估计方法、估计精度、步长选择、功控比特传输错误以及功控比特时延等主要因素对功控性能的影响，给出反向闭环功控的仿真曲线并对结果做出一定的分析和解释。
首先分析SIR估计的两种方法，相干估计和非相干估计的原理。对于相干估计，由于导频信号已知，假设导频序列数值固定为1，则接收信号y(i)近似为一个高斯平稳随机过程，可以用其时间平均代替集平均。假设接收信号y(i)的N个采样点为{y1,y2,y3,…，yn},则接收信号功率、哭声功率和信干比估计值可分别表示如下：
当采用非相干估计时，处理的数据不再是已知的导频信号，而是数据信道上的数据，其数值未知。可以采用如下方法进行信干比的估计：
当相干估计和非相干估计具有相同的估计样本数目的，相干估计的性能要优于非相干估计。从上一节的定时约束分析可知，相干估计的样本数受小区半径等因素的限制，而样本数太少时相干估计的性能恶化很严重。而非相干估计虽然能够获得较多的估计样本，但它的性能也受很多因素的制约，文献详细研究了非相干估计算法的问题，并得出相干SIR估计算法在多数情况下具有比非相干估计更为优良的性能，后面的仿真结果也会说明这个问题。
闭环功率控制的目标是把接收信号的实际信干比控制在目标值上，因此衡量算法性能的最直接的方法就是考察实际信干比与目标信干比的一臻性，为此定义功控误差（PCE）如下：
PCE=SIResti-SIRtanget(10)
用其衡量各个功控算法性能的好坏。文献证明了在理想功控情况下，PCE的对数值呈正态分布，其均值为零，而均方差的大小反映了功控算法的优劣，均方差越小功控算法越好。
图2给出相干估计情况、不同车速条件、不同功控调节步长的PCE性能。可以看到，在低速情况下，1dB步长的算法比较好，算法二次之，而中速情况下2dB步长的算法比较好，高速情况下三者的性能都比较差。图2中也给出了没有功控时的PCE均方差，在车速80km/h以下，功控能够带来好处，而在这个车速以上，从PCE的角度来看，功控就不能带来增益了。由此可以得出，在固定步长算法中，低速时采用1dB步长，中速时采用2dB或1db步长，而高速时虽然不能补偿快衰落，但考虑到补偿路径损耗和减少对其他用户的影响，此时应采用算法二进行慢速功率调整。
图3给出了非相干估计时不同车速条件下不同功控调节步长的PCE性能。这里非相干估计的长度为整个时隙，所以采用了延时一个时隙进行功控的方法。为了进行比较，也画出了同样估计长度，但是没有延时的非相干估计的性能。可以看出：在采用非相干估计方法时，车速与最佳步长之间的关系和采用相干估计方法时类似。值得注意的是，仅在低车速20km/h左右时，PCE的性能就比关闭功控时差，而在采用相干估计方法时，这个临界车速达到了80km/h以上。由此，可以得出结论：非相干估计算法的性能差于相干估计。因此，后面的仿真都采用相干SIR估计算法。
从以上的仿真结果可以看出：不同车速条件下，若想功率控制性能最优，需要不同的调整步长。因此为了提高功控的性能，一个很自然的想法就是通过估计车速选择对应该车速下最优的功控步长进行功控。文献讨论了这方面的问题，仿真了构造新变量，电平通过率和盲估计变步长等算法，能取得一定的性能增益。
图4给出了不同车速条件下SIR估计长度对功控性能的影响。显然，相干估计长度越大，性能越好。由图4可见，估计长度在3～5pilotbits,即768～1280chips的情况下，功控的性能差异不大；如果估计长度只有2bits，即512chips时，性能变化比较大；若只有1bits，即256chips的估计长度，性能劣化很厉害，甚至不如关闭功控时的性能。从图4中还可以看到，若小区半径太大，在一个时隙内不可能完成SIR相干估计和一次闭环功率调整，这时可以降低功控频率。这样虽然功率调整有一个时隙延时，但是由此获得的高精度SIR估计可以在一定程序上抵消延时带来的性能损失。从图4中可看到，这种方案与没延时、估计长度512chips时性能差不多。所以，当小区半径较小时，应采用1.5kHz功控方案且采用尽可能长的SIR估计长度，当小区半径较大且移动台在小区边缘时，可以采用750Hz功控方案。
另外，功控比特延时带来的性能损失也可以采用延时补偿（TDC）方法进行补偿，文献详细研究了这个问题。这里给出一点有用结论。在功控延时一个时隙的情况下，中低车速时，功控比特延时带来的影响并不大，高车速时影响比较明显，这是因为在高车速时750Hz功控频率已经不能跟踪快速信道变化，但此时应该还能补偿路径损耗。因此，当需采用750Hz功控方案时，若移动台处于高速运动状态，此时最好用算法二进进慢速功率调整。
图5给出了3km/h，三径衰落信道时，TPC传输错误率从0.001～0.1情况下的误传输块率（BLER）性能。从图5中可以看到，TPC错误率较低，例如0.01以下时，性能并没有明显的劣化，而若TPC错误率不断上升，例如达到0.1时，性能将劣化0.3～0.5dB。若考虑典型情况，即前向链路的误符号率为0.05时，可以看到，性能劣化较大，达0.2dB左右，此时前向链路质量已经对反向闭环功控性能产生较大影响。由此可见，闭环功控的性能要同时受两个链路影响，改善某条链路的性能会给另一条链路带来增益，反之亦然。
关键词：UWB脉冲通信信号应用
UWB技术是一种新型的无线通信技术。它通过对具有很陡上升和下降时间的冲激脉冲进行直接调制，使信号具有GHz量级的带宽。超宽带技术解决了困扰传统无线技术多年的有关传播方面的重大难题，它具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、低截获能力、系统复杂度低、能提供数厘米的定位精度等优点。
1超宽带信号及其特点
美联邦通信委员会(FCC)规定：
部分带宽号称为UWB信号。其中，部分带宽为信号功率谱密度在-10dB处测量的值。图1为UWB信号与窄宽信号功率谱密度的比较；UWB信号格式如图2所示。
一种典型的脉位调制(PPM)方式的UWB信号形式[1],[2]为：
Str(k)(t)表示第k个用户的发射信号，它是大量的具有不同时移的单周期脉冲之和。w(t)表示传输的单周期脉冲波形，可以为单周期高斯脉冲或其一阶、二阶微分脉冲，从该发射机时钟的零时刻(t(k)=0)开始。第j个脉冲的起始时间为。仔细分析每个时移分量：
（1）相同时移的脉冲序列：形式的脉冲表示时间步长为Tf的单周期脉冲，其占空比极低，帧长或脉冲重复时间Tf(FrameTime)的典型值为单周期脉冲宽度的一百到一千倍。类似于ALOHA系统，这样的脉冲序列极容易导致随机碰撞。
(2)伪随机跳时：为减少多址接人时的冲突，给每个用户分配一个特定的伪随机序列，称之为跳时码，其周期为Np。跳时码的每个码元都是整数，且满足。这样跳时码给每个脉冲附加了时移，第j个单周期脉冲的附加时移为秒。
由于读出单周期脉冲相关器的输出要占用一定的时间，NhTc/Tf应严格小于1。然而如果NhTc太小，那么多个用户接入时发生冲突的概率仍然会很大。相反，如果NhTc足够大且跳时码设计合理，就可以将多用户干扰近似为加性高斯白噪声AWGN(AdditiveWhiteGaussNoise)信号。
由于跳时码是周期为Np的周期序列，那也为Np周期序列，其周期为Tp=NpTf。跳时码的另外一个作用是使UWB信号的功率谱密度更为平坦。
(3)数据调制：第k个用户发送的数据序列｛di(k)｝为二进制数据流。每个码元传输Ns个单周期脉冲，这样增加了信号的处理增益。
在这种调制方式下，一个符号(或码元)的持续时间为Ts=NsTf。对于固定的脉冲重复时间Tf，二进制的符号速率Rs，为：
显然，采用上述信号的超宽带脉冲通信系统具有以下特点：信号持续时间极短，为纳秒、亚纳秒级脉冲，信号占空比极低(1％～0．1％)，故有很好的多径免疫力；频谱相当宽，达GHz量级，且功率谱密度低，故UWB信号对其他系统干扰小、抗截获能力强；UWB系统处理增益很高，其总处理增益PC为：
例如，当某二进制UWB通信系统Tf=1μs，Tc=1ns，Ns=100，比特速率Rs=10kbps时，该系统UWB信号的处理增益为50dB。与其他通信系统相比，其处理增益非常高。
另外，UWB信号为极窄脉冲的序列，故有非常强的穿透能力，可以辨别出隐藏的物体或墙体后运动着的物体，能实现雷达、定位、通信三种功能的结合，适合军用战术通信。
图3
2超宽带信号发射机、接收机基本结构
2．1发射机和相关接收机模型
与传统的无线收发信机结构相比，UWB收发信机的结构相对简单。如图3所示，在发射端，数据直接对射频脉冲调制，再通过可编程延时器件对脉冲进一步时延控制，最后通过超宽带天线发射出去。在接收端，信号通过相关器与本地模板波形相乘，积分后通过抽样保持电路送到基带信号处理电路中，由捕获跟踪部分、时钟振荡器和(跳时)码产生器控制可编程延时器，根据相应的时延产生本地模板波形，与接收信号相乘。整个收发信机几乎全部由数字电路构成，便于降低成本和小型化。
2．2Rake接收机模型
由于UWB信号需要用时域的方法进行分析，多用于户内密集多径(多径可达到30条)的条件下，而且每条路径的信号能量都很小，难以对每条信道做出估计，所以使UWB信号的Rake接收成为可能。Rake接收机使原来能量很小的多径信号经过能量合并后提高的信噪比提高系统性能。假设某UWB通信系统有Nu个用户，其发射信号分别为某接收机接收到的信号为r(t)，如果想得到第一个用户发送的数据，那么其Rake接收机的实现框图如图4所示。
图4
3UWB与其他几种无线个人局域网技术的比较
由于UWB技术的种种优点，使其成为无线个人局域网络WPAN(WirelessPersonalAreaNetwork)的主要技术之一。WPAN的目标是用无线电或红外线代替传统的有线电缆，以低价格和低功耗在10m范围内实现个人信息终端的智能化互联，组建个人化信息网络。其最普遍的应用是连接电脑、打印机、无绳电话、PDA以及信息家电等设备。目前实现WPAN的主要技术有：IEEE802．11b(Win)、HomeRF、IrDA、蓝牙(Bluetooth)以及超宽带等五种。
从图5可以看出UWB技术的优势较为明显，主要不足是发射功率过小限制了其传输距离(如图6所示)。也就是说，10m以内，UWB可以发挥出高达数百Mbps的传输性能，对于远距离应用IEEE802．11b或HomeRF无线PAN的性能将强于UWB。UWB和同为热门的IEEE802．11b以及HomeRF不会进行直接竞争，因为UWB更多地是应用于10m左右距离的室内。事实上，把UWB看作蓝牙技术的替代者可能更为适合，因后者传输速率远不及前者，另外蓝牙技术的协议也较为复杂。
4国内外研究及发展情况
4．1国外研究现状
军用方面：早在1965年，美国就确立了UWB的技术基础。在后来的二十年内，UWB技术主要用于美国的军事应用，其研究机构仅限于与军事相关联的企业以及研究机关、团体。目前，美国国防部正开发几十种UWB系统，包括战场防窃听网络等。
民用方面：由于超宽带技术的种种优点使其在无线通信方面具有很大的潜力，近几年来国外对UWB信号应用的研究比较热门，主要用于通信(如家庭和个人网络，公路信息服务系统和无线音频、数据和视频分发等)、雷达(如车辆及航空器碰撞／故障避免，入侵检测和探地雷达等)以及精确定位(如资产跟踪、人员定位等)。索尼、时域、摩托罗拉、英特尔、戴姆勒—克莱斯勒等高技术公司都已涉足UWB技术的开发，将各种消费类电子设备以很高的数据传输率相连，以满足消费者对短距离无线通信小型化、低成本、低功率、高速数据传输等要求。
国际学术界对超宽带无线通信的研究也越来越深入。2002年5月20～23日，IEEE举办了一期会议，专门讨论UWB技术及其应用。2002年2月14日，美国联邦通信委员会(FCC)正式通过了将UWB技术应用于民用的议案，定义了三种UWB系统：成像系统、通信与测量系统、车载雷达系统，并对三种系统的EIRP(全向有效辐射功率)分别做了规定。但是，UWB技术的协议与标准尚未确定，目前，只有美国允许民用UWB器件的使用；而欧洲正在讨论UWB的进一步使用情况，并观望美国的UWB标准。
目前上网有多种技术,第一种是电话线的拨号(即xDSL方式),第二种是有线电视线路的CableModem方式,第三种是双绞线的以太网方式,第四种是电力线上网,也叫PLC(英文全称是PowerLineCommunication),即电力线通信。尽管目前电力通信没有话音业务的许可经营权,但是,随着技术的进步,在宽带上提供语音服务将越来越简单。本文从技术选择与市场竞争的层面分析电力线上网的优点、缺点、现状与未来。
PLC的现状与未来
电力线上网技术,简称PLC,是指利用电力线传输高频数据和话音信号的一种通信方式。电力线上网的调制解调器简称“电力猫”,它一端插在用户的电脑上,另一端插入家中任何一个电源插座,就可以实现高达14Mbps或45Mbps的传输数率,从而实现因特网接入,电视频道接收节目,打电话或者是可视电话。
对于未来,电力线上网技术将面临技术和市场的双重考虑,由于电压变化所带来的干扰影响上网质量,用电高峰时期数率波动大,PLC芯片主要来自欧美,以及国家法律法规不明确等因素,都将严重制约着电力线上网技术的良性发展,其未来之路绝非一帆风顺。
技术还需重大改进。在带宽、传输距离以及信号干扰方面虽已取得了长足进步,但由于电力网使用的是非屏蔽线,用它来传输数据不可避免地会形成电磁辐射,影响数据的保密性,因此信息安全性能差。多数电力线接入产品采用带宽共享,导致用户数量增加之后带宽下降,电力线接入时数据需要通过电表传输,带宽在电表处产生衰减,用电高峰期传输数率严重下降等方面还亟待改进。
商业模式不成熟。由于受到有关政策的限制,目前还没有相关业务的支持,而且在商业模式方面也只是处于摸索阶段。此外,中国厂商在产品芯片技术方面的缺乏,最终用户的认可、接受,市场的培育以及与该技术相关的产业链等问题也必须重点考虑。
与其他宽带技术相比,竞争优势并不明显。除了安全性这一众所周知的致命弱点外,PLC在价格方面也暂时处于劣势。“电力猫”目前价格在800元至1200元之间,比ADSL还要贵很多,现有电信运营商的上网资费已经很低,PLC如不能解决设备的成本问题,制定相对低的资费标准,是不具备竞争力的。而与此相关的是PLC的经营成本问题。另外,PLC所宣扬的最大优点是其便利性,无需任何布线,无需挖沟和穿墙打洞,通过遍布各个房间的插座就可上网。而无线局域网(WLAN)与3G无线互联网的迅猛发展,已经令PLC的这一优势黯然失色。
在市场接受程度上,据近期的一项调查显示,只有14.62%的网民表示对这项技术较为熟悉,其他的表示仅了解一点或一无所知。对于电力线上网技术在中国的商用,则有73.26%的网民持谨慎态度,其中有12.21%的人则明确表示不会使用,这反映了大部分用户对直接骑在电老虎背上上网还是心存疑虑的,毕竟是直接连在220V的电力线上,要想用户没有顾虑是不现实的,这就需要一边进一步的提高安全系数,一边加大宣传力度和市场推广力度,使用户对PLC有更多深入的了解,从而充分信任和接受PLC。
总之,PLC作为一项有潜力的宽带网络接入技术,相关电力部门如果充分发挥其潜力,并和原来自身的电力通讯网相连接互补,很可能形成四网合一的大好形势。另一方面,如果因缺乏长远战略眼光、市场运作不利、技术等原因也有可能失去进入宽带市场的最佳时间,流于一种辅助的上网手段。
PLC的优点
首先是其无可比拟的网络覆盖优势,居民家里可以没有五类线,可以没有双绞线,也可以没有DDN,但谁都离不开电力线。据了解,我国目前电话用户不到3亿,但用电用户已超过10亿。在广阔的农村地区,特别是那些电话网络不太发达的地区,PLC会更有用武之地。毕竟,电力网规模之大,是其他任何网都不可比拟的。虽然这些地区上网短期需求量并不大,市场发展成熟较慢,但会存在电力线上网先入为主的局面,可以有先行之利,对PLC的长远发展和扩张非常有利。
其次是它可充分利用现有的低压配电网络基础设施,不再需要任何新的线路铺设,随意接入,是一种“NoNewWires”技术,简单方便的安装设备以及使用方式,节约了资源和费用;无需挖沟和穿墙打洞,避免了对建筑物和公用设施的破坏,同时也节省了人力;共享互联网络连接;可以在任何客户进行网络连接;移动计算机至任意位置,简单使用;高通讯速率,可达到14Mbps(将来通过升级设备可达100Mbps),可使用VOD点播;数据加密,提供高安全性和高可靠性能。
高速访问可以为用户提供高速因特网访问服务、话音服务,从而为用户上网和打电话增加了新的选择,有利于其它电信服务商改善服务、降低价格。家居自动化的生力军通过遍布各个房间的墙上插座将智能家电联网,提前享用数字化家庭的舒适和便利。物理安全性强利用电力线的永久在线连接,构建的防火、防盗、防有毒气体泄漏等的保安监控系统,让上班族高枕无忧。构建的医疗急救系统,让有老人、孩子和病人的家庭倍感放心。远程读取方便远程自动读出水、电、气表数据,使公用事业公司节省大量费用,也方便了用户。
无所不在的电力功能,比较容易实现或者说推动智能化大厦和家庭智能化。这就是电力猫的竞争力。
PLC的缺点
首先,技术瓶颈尚待突破。PLC与电话线上网从本质上来讲并没有区别,都是利用铜线作为传输媒质。而铜线上网的最大问题就是不能解决传输带宽的问题,这是电力线上网面临的首道关卡。PLC试验网络接入速度较快,不但远远超过普通拨号和ISDN,也已超过ADSL,上网桌面速率达到2Mpbs。但这个速度只是理想情况下的最高速度,电力线上网就是铜线上网,在铜线上不可能无限制地提升传输数据通讯容量的潜能。其次,电力线上网所产生的辐射问题不易解决。因为电力网使用的大多是非屏蔽线,用它来传输数据不可避免地会形成电磁辐射,从而会对其他无线通信,如公安部门或军事部门的通信造成干扰。再次,电力线上网存在着不稳定的问题。电力线不同于普通的数据通信线路,当作为一种数据传输的媒介时,会遇到许多干扰。电力线上有许多不可预料的噪声和干扰源,如吸尘器、电冰箱、洗衣机等;其次,电力线通讯具有时间上不可控、不恒定的特点。与信号洁净、特性恒定的Ethernet电缆相比,电力线上接入了很多电器,这些电器任何时候都可以插入或断开、开机或关闭电源,因而导致电力线的特性不断变化。最后,在网络管理上也有麻烦。PLC并非如一般用户所想象的只要安装PLC调制解调器即可,事实上还是要一个通信骨干网支撑,由骨干网连接到PLC局端设备(MDU),再连接到用户PLC调制解调器。
认知无线电用户必须不能干扰首要用户（频谱授权用户）的正常工作，要保证首要用户的可靠性通信，同时也要保证认知无线电用户通信的可靠性，这就需要认知无线电控制发射功率，同时具有灵敏的频谱空穴检测能力和快速切换频段的能力。通信的高可靠性是认知无线电要实现的另一个目标。认知无线电这些特点有利于频谱资源智能、高效、充分的利用，也是其区别于其他无线电技术的重要特征。
二、认知无线电与宽带无线通信系统的融合
认知无线电的关键技术有：频谱监测技术，自适应频谱资源分配技术、自适应调制解调技术等。宽带无线技术主要有正交频分复用技术（OFDM）、多输入多输出技术(MIMO)、HARQ技术和AMC技术等。认知无线电与宽带无线通信系统的融合最主要的就是自适应频谱资源分配技术和正交频分复用技术结合、并辅以其它相关技术。OFDM系统是目前公认的比较容易实现频谱资源控制的传输方式。该调制方式可以通过频率的组合或裁剪实现频谱资源的充分利用，其与自适应技术相结合，除了在传统的时间域上自适应外，还更容易利用多载波的频率域，可以灵活控制和分配频谱、时间、功率等资源，在结合MIMO系统的空间资源，根据用户在不同的位置的不同传输条件，感知环境并且适应环境，并不断地跟踪环境的变化，以合理利用资源、提高系统容量。自适应频谱资源分配的关键技术主要有:载波分配技术、子载波功率控制技术、多天线层资源分配算法和复合自适应传输技术。
(1)载波分配技术。CR具有感知无线环境的能力。子载波分配就是根据用户的业务和服务质量要求，分配一定数量的频率资源。检测到的宽带资源是不确定的，随时间、空间、移动速度等变化。OFDM系统具有裁剪功能，通过子载波的分配，即在频段内对于用户来说，信干噪比(SINR)较高的不规律和不连续子载波的频谱资源进行整合，按照一定的公平原则将频谱资源分配给不同的用户，确定每个子载波传输的比特数量，选取相应的调制方式，实现资源的合理分配和利用。
(2)子载波功率控制技术。由于分配给用户的功率和子载波数一般是成比例的，功率控制算法在经典的“注水”算法的基础上，有一系列的派生算法。这些算法追求的是功率控制的完备性和收敛性，既要不造成干扰又要使认知无线电有较好的通过率，且达到实时性的要求。事实上功率控制算法和子载波分配算法是密不可分的。这是因为在判断某子载波是否可以使用时，就要对现状(空间距离、衰落)做出判断，同时还需要计算出可分配的功率大小，对于一个用户如果速率一定，如子载波数目增加所需的功率就会下降。
三、结语
从图2-1全国商标专用权质押贷款分布可以看出，2009年—2013年五年中，排名前五位的分别是安徽省、北京市、广东省、福建省、江苏省；并列第六位的有浙江省、山东省、四川省、辽宁省，比例为4%；其他22个省市仅占23%的比例，从0.1%到2%不等。需要特别指出的是，排在第一位的安徽省占32%，领先排名第二的北京市（9%）23个百分点，呈独领之势。分开看2011年、2012年和2013年商标专用权质押贷款全国分布情况，安徽、北京、广东、福建、江苏一直稳居前五位，占全国比例超过60%；其中安徽省始终是一枝独秀，2012年所占比例高达38%，三年平均为34%。单独看安徽省近三年的发展情况，2010年和2011年实现了跨越式增长，同比增长率分别为217%和103%；2012年和2013年增长趋于平稳，同比增幅为28%和22%。究其原因，安徽省为规范商标专用权质押贷款管理，支持具有品牌优势的企业拓宽融资渠道，于2009年3月1日出台《安徽省著名商标认定和保护条例》；7月，安徽省工商局联合省政府金融办。人民银行合肥中心支行、省银监局制定了《安徽省商标专用权质押贷款工作指导意见》，并经省政府同意正式出台；8月，安徽省工商局又了《商标专用权质押贷款工作实施意见》。安徽省工商局确定了“一个推动，三个突破”的工作思路，即“积极寻求地方党委、政府的推动，在地方银行中突破，在驰（著）名商标企业中突破，在地方重点规划和发展的行业和产业中突破”，针对企业不了解、银行顾虑多等难题推行“核验服务、资信服务、基础服务、上门服务、全程服务”五项服务举措，为企业提供便捷、高效、优质的服务，同时推行“贷前、贷中、贷后”全程监管机制，确保贷款质量，降低金融风险。此外，为搭建起企业与银行之间的这座“金桥”，实现银企合作双赢，安徽省工商部门一是当好“宣传员”，召开专题培训会，在各工商服务窗口设立质权登记咨询台，加大宣传引导力度；二是当好“指导员”，针对驰、著名商标企业实际情况，提供有针对性的政策讲解和行政指导；三是当好“联络员”，加强与银行的沟通协调，鼓励企业提高商标品牌价值，建立银企对接平台。作为首批试点，安徽省桐城市于2009年9月率先启动，安徽省工商局、安庆市工商局和桐城市人民政府联合在桐城主办了商标专用权质押贷款银企对接会；随后滁州、亳州、蚌埠、马鞍山、池州、安庆、蚌埠市、巢湖市等先后制定出台《关于做好商标专用权质押贷款工作的通知》、《关于加快推进商标专用权贷款工作的意见》、《关于加快实施商标战略促进经济发展的意见》等专门文件，提出目标任务、具体要求，并将商标专用权质押贷款工作纳入市政府对金融机构的考核体系。安徽省在商标专用权质押贷款中取得显著成绩，走在了全国的前列，其中好的做法值得其他省市借鉴、学习和发扬。
二、商标专用权质押质权人单位性质统计分析
从图3-1所示的商标专用权质押质权人单位性质比例图可以明显看到，接近一半的贷款来自于地方中小型银行业金融机构，地方一般担保、贷款公司所占比例为24%；而被寄予厚望的国有商业银行反而落后，仅占21%；其他9%出质人包括自然人、一般法人等。国有商业银行对商标专用权作为质押标的始终心存疑虑，对此类新型业务不够积极的原因主要有两方面：一是市级国有银行一般没有商标专用权质押贷款的审批权，需要报送省级银行，而省行没有统一的操作细则和指导意见，且省行缺乏有评估资质的部门和专业人员，商标价值评估缺乏统一准则和技术规范标准，价值确定难度较大；二是商标价值与企业经营状况密切相关，价值波动较大，银行在贷后管理过程中，对质押标的的价值变化很难把握和控制。地方中小型银行业金融机构成为商标专用权质押贷款的主力军有其必然性。从安徽省商标专用权质押融资取得显著成绩的案例可以看出，我国商标专用权质押贷款处于政府政策导向型的新型业务阶段，市场还不成熟，没有统一的规范和标准；地方政府牵线搭桥的“媒婆”作用显得尤为突出，甚至是决定性的；而这些地方中小型银行业金融机构正是扎根于地方、发展在地方，与地方政府有千丝万缕的联系，而且更贴近当地企业，对企业有较深入的了解。此外，由于质押贷款成功的企业一般都是当地龙头企业、著名商标或是属于政府重点扶持行业，商标品牌知名度高、美誉度高，再加上政府的“担保”作用，更是双重保险，有的地方政府甚至还会出台贴息、补偿等优惠措施。所以在政府的推动下，此类金融机构一般会积极的响应，质押贷款成功案例多也就成为必然。
三、各类质押商标所占比例统计分析
从质押商标分类情况来看，出质人质押的商标为驰名商标的仅占贷款件数的3%，省著名商标占贷款件数的54%，市知名商标占贷款件数的30%，普通注册商标占贷款件数的13%。省著名和市知名商标占贷款总件数的比例竟高达84%，这可以从资金供、需方两方面进行解读：一是从质权人（供方）角度，地方中小型银行业金融机构是商标专用权质押贷款的主流军，而地方政府牵线搭桥地方中小型银行业金融机构与地方企业（政府会优先选择成长型优质的省著名、市知名商标企业，而这类企业一般还没有发展到中国驰名商标企业的标准），加上政策性扶持，造就了拥有该类商标企业的商标专用权质押融资的高成功率。二是考虑到省著名、市知名商标企业，特别是科技型公司，一般都处于公司发展初期，在不断消耗完前期的创业成本后，公司进入高速发展期必然会产生融资的刚性需求，加之拥有的优质商标资源优势，在没有大额固定资产可以抵押贷款的困境下，商标专用权质押贷款自然成为首选。
四、商标专用权质押企业所属产业统计分析
关键词：小区；无线宽带接入；WLAN；WIMAX；LMDS
近些年来，宽带网络建设进行的如火如荼，宽带应用也随之越来越多，尤其小区用户对宽带网络的需求越来越强烈，各种小区宽带接入手段也就应运而生。目前小区宽带接入手段主要是以xDSL、以太网、光纤接入、HFC等有线接入为主。但是随着拥有笔记本电脑以及智能手机的个人用户越来越多，人们在期待享受宽带网络带来便利的同时，对可移动性的要求也越来越高，显然传统有线宽带接入手段不能满足人们这方面的需求。而无线宽带接入技术正好弥补有线宽带接入的不足。无线宽带接入技术与传统的有线宽带技术相比具有安装简单、易扩展、易管理，以及当网络覆盖的范围内用户数量增加时，只需再部署几个无线接入点AP，而不需进行重新布线，因此建网周期短、成本低等特点。小区无线宽带接入可谓有着良好的发展前景。目前适合于实现小区无线接入技术主要有WLAN、WIMAX及LMDS等。
接下来，本文将介绍WLAN、WIMAX及LMDS三种技术在小区宽带接入网中的应用，并分析它们适用的场合。
1 WLAN技术在小区宽带接入中的应用
1.1 WLAN简介
无线局域网络（Wireless Local Area Networks； WLAN）是相当便利的数据传输系统，它利用射频（Radio Frequency； RF）的技术，取代旧式碍手碍脚的双绞铜线（Coaxial）所构成的局域网络，使得无线局域网络能利用简单的存取架构让用户透过它，达到“信息随身化、便利走天下”的理想境界。目前无线局域网标准主要有IEEE802.11系列、HiperLAN标准及HomeRF等。WLAN因其组网灵活、安装便捷、易于进行网络规划和调整及易于扩展等特点，在无线宽带接入领域得到了广泛应用。
1.2 WLAN在小区宽带接入中的应用
1.2.1单AP接入
一般来说室内依托于大楼内敷设，供电条件好及用户集中，实现无线覆盖相对于容易。室内无线覆盖工程通常采用单AP （Access Point，无线访问节点、会话点或存取桥接器）接入的方法。而小区室外环境场景差异较大，且需要的覆盖范围较广，单AP 接入时，为了能够扩大覆盖半径，经常采用较大发射功率的AP 连接天线方式。现在移动终端一般仅支持802.11b/g/n协议， 根据国家无线电管理局的相关规定：天线发射功率不大于27dBm。 一般单AP接入的信号覆盖半径最大可至300m。如果超过300m且覆盖范围不大的，并且周边楼宇已具备无线室内信号覆盖并功率有冗余的，可对冗余信号进行耦合以扩大覆盖范围。具备这样条件的场景主要有：大楼门厅、商场外的开放区等。
1.2.2 Mesh方式接入
当室外目标范围较广，且不具备对冗余信号耦合的条件时，可以考虑采Mesh接入方式。所谓的Mesh故名思意是一种网状网，其网络结构如下图所示。用户终端通过网关节点接入骨干网，各路由节点不仅为本地用户提供接入服务，还负责为其它路由节点转发分组，通过相邻的其他用户节点，以多跳方式实现到骨干网的连接。 新用户可以通过它周围的其他用户节点很方便地接人到网络中。网络中可有多个网关节点，数据包可根据链路条件接入骨干网。
这种接入方式具有快速部署和易于安装、网络的健壮性强、带宽高且能够实现非视距接入等优点，因此在室外小区覆盖中有着广泛的应用前景。但是目前Mesh方式接入没有统一的标准，不同厂商之间的产品兼容性不好，这是阻碍其发展的主要障碍。
1. 3总结
WLAN技术因其组网灵活、安装方便成本低、易于扩展、终端支持率高且使用频段免费等特点，非常适合于将移动终端接入到网络中，作为有线接入的一种延伸。但因其覆盖范围有限、安全性不高，因此不适合于小区覆盖范围大，对安全性要求比较高的场合。建议小区比较小的物业公司建立无线接入网时使用。
2 WIMAX及LMDS在小区无线宽带接入中的应用
2.1 WIMAX简介
WiMAX技术是基于IEEE802.16和ETSI HiperMan标准体系的宽带无线接入技术。技术的核心是OFDM/OFDMA，最大贡献是引入了对非视距和移动性的支持、提供更高的频谱利用率，以实现无线接入的宽带化。WIMAX技术的信号覆盖范围可达三十英里，这种技术可以在50公里以内的范围以非常快的速度进行数据通信。在安全性方面，WIMAX通过在MAC层中定义一个保密子层来提供安全保障，是一种非常理想的城域网解决方案。
2.2 LMDS简介
本地多点分配业务（LMDS）是一种提供点对多点通信的固定式宽带无线接入技术，其工作频率在20 GHz以上。LMDS系统可以采用的调制方式为移相键控PSK（包括BPSK、DQPSK、QPSK 等）和正交幅度调制QAM（包括4-QAM）。目前可以提供16QAM、64QAM 等大大提高频道利用率的调制技术。在数据编码方面，LMDS 采用了一些数字图像的编码方式和纠错方式，有利于提高频率资源的利用率和系统的容错能力。可在3～5 km范围内提供数字双工语音、数据、因特网和视频业务，组网灵活方便、使用成本低，支持ATM、TCP/IP、MPEG2等标准，是一种非常有前途的宽带固定无线接入解决方案。
2.3 WIMAX及LMDS在小区无线宽带接入中的应用
WIMAX及LMDS技术因其覆盖范围广，安全性高、业务容量大，在小区无线宽带接入中主要是和WLAN相结合，构成WLAN+WIMAX和WLAN+LMDS无线宽带接入解决方案。其中WLAN技术主要负责将移动终端接入到网络，而WIMAX和LMDS主要作为接入点和网关节点间的无线传输技术。由于二者使用的频段受限，设备昂贵，因此比较适合于规模较大的小区，由电信运营商组建的无线宽带接入网络。
参考文献
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[2] 殷芸 . 小区WLAN无线接入方案. 建设维护[期刊论文]，2009年1期
任职期间主要从事油田通信IT基础设施运维和IP宽带数据网、运营支撑系统、数字电视等领域的技术研究。撰写了《建立基于ITIL的综合运维管理平台 提高油田通信整体信息服务水平》的论文，对油田通信运维管理体系的建立提出了很好的建议。作为项目负责人，主持油田通信IP宽带数据网扩容、营业计费系统升级改造等重大项目的规划及建设方案制定。2008年7月在中国石油信息管理部广域网参与中石油总部网络运维，并主要参与了“十一五”信息化规划项目之一《企业信息系统管理》的可行性研究报告编制。另外，还参与编制了《大庆油田“十二五”信息技术总体规划》，主要负责编写“网络和基础设施”、“生产保障”两部分内容。参与编制了《大庆油田“十二五”信息技术总体规划》，主要负责编写“网络和基础设施”、“生产保障”两部分内容。主持编制的《油田通信IP数据网2010-2012年滚动发展规划》对今后三年的IP数据网络建设具有较强的指导意义。
为配合NGN项目实施，主持了公司对营业计费系统升级改造工作，这是继2001年之后首次从整体架构上对营帐系统进行改造，意义重大。作为项目负责人，主持了油田通信万兆网建设工程、油田数字化系统工程、动力及环境集中监控系统工程、营业计费系统升级改造等工程设计工作。其中，《2004年宽带网扩容工程》、《2006年油田数字化系统工程》、《114及96760系统改造工程》获得了油田公司优秀工程设计项目一等奖。
今年，主要参与了《大庆油田三网融合网络技术与应用研究》科研项目。该科研项目的相关成果在大庆油田，乃至中石油所属各单位、国内其他任何地区都有广泛而深远的应用前景。除此之外，我还参与了《通信资源地理信息综合管理系统》的技术研究，独立开发完成了《油田通信“96760”呼叫服务中心系统开发》项目，并分别获得了大庆石油管理局科学技术进步奖二等奖和三等奖；我主要参与的《大庆油田通信公司SCDMA短信网关工程》获得了大庆石油管理局企业信息化优秀软件；我独立开发的“油城百事通信息系统软件”、“油田通信网络协同办公自动化系统”分别获得了青年创新成果一等奖和二等奖。
我撰写的《云计算技术研究及大庆油田云计算中心建设构想》、《IP宽带数据网建设现状及发展设想》、《通信公司动力及环境集中监控系统建设》等论文先后在大庆油田信息技术应用大赛、省通信学会学术年会和公司科技论文集中发表。
基于我在企业信息化建设方面所做的努力和取得的成绩，我连续6年被公司聘为公司级学术技术带头人、技术骨干。2009年2月，我被大庆油田公司评为2008年度油田信息化先进个人。
关键词：教学；课程；研究生；创新
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）45-0128-03
一、引言
研究生的培养不同于本科生，按教育部的相关规定，研究生要求掌握专门的知识和具备独立从事科学研究工作的能力，具有分析问题和解决问题的能力。
从知识结构上看，研究生已经完成了本科的学习，并掌握了本专业的基础知识和方法，需要从更深和更专业的层次上，培养学生的独立研究的能力，包括提出问题、分析问题、解决问题的能力。本文针对“宽带无线通信”课程的教学实践过程中，就遇到的困惑、教学组织、学习能力的培养等方面进行分析，并在实际教学中进行实践。
二、课程教学中的矛盾与困惑
这里涉及到的问题，并非本教学团队独有的问题，很多课程教学团队也可能会遇到同样的问题和困惑。
1.教学内容繁多与课时数限制的矛盾。“宽带无线通信”是近年来兴起的通信领域的重要方向之一，宽带移动通信和移动宽带通信是该方向的重要研究内容，涉及的研究内容广泛，新的研究内容正在不断地丰富课程的内容。在移动宽带化领域，包括3G、4G核心关键问题，如载波聚合、多点协作（CoMP）、中继（Relay）、机会通信、无线资源管理与调度、异构网络等；在宽带移动化方向，包括802.11和802.16的全部内容以及移动性管理等。
研究生课程教学时数少，内容繁多，目前部分研究生课程仍然采用全讲课的方式授课。针对这样的问题，我们认为：研究生课程的教学应更侧重于讲清楚问题，讲清楚解决问题的思想方法，而不用再拘泥于具体的算法和内容上，对学生进行有重点的引导，对于具体的算法和内容留给学生课后实践中去完成。
2.研究生课程教学内容与其研究方向的矛盾。“宽带无线通信”作为通信与信息系统学科的研究生学位课程，与学科的发展密切相关。但不同的导师从事的科研存在较大的差异，部分导师的工作尽管属于通信与信息系统的范畴，但科研方向可能与宽带无线通信不完全相关。导致部分研究生在学习本课程时积极性不高，对布置深入的研究的课程项目，不会主动地去阅读相关的文献和资料，处于被动学习的情况。
事实上，作为通信与信息系统的研究生，应当具备和掌握本专业领域内的研究前沿技术和发展方向，课程的内容对学生仍然是非常有帮助的，关键是如何让学生掌握和理解正确的学习方法。
3.教学内容动态性突出与难以及时跟踪的问题。通信系统在近20多年的时间里，是一个创新不断涌现的时代，新的研究和技术引领本领域内的持续的创新，尤其是无线通信领域。在宽带移动化和移动宽带化的今天，培养具有国际视野的高水平研究生，不仅需要有高水平的科研，更需要在教学过程中，反映学术研究的前沿和关键问题。
全球每年在这一领域要发表大量的学术论文，此外还有很多专利、标准。对主讲教师来讲，要求主讲老师能及时跟踪国际学术前沿，变化教学内容，选择合适的主题，充实和丰富教学内容。尽管如此，主讲教师仍难以把握和体现本领域内的全部研究进展。
4.研究生自主学习意识和自学能力不足的问题。在实际的教学过程中发现，绝大部分研究生尽管具有了英语六级的水平，也初步掌握了本专业领域的基础知识。但在英文专业文献的阅读和理解方面，由于专业词汇量不足，无法很好地把握文献的本质；对关键问题的深入理解能力不足，英文水平结合专业知识的综合能力还有待于进一步提高。
三、“宽带无线通信”研究生课程的教学研究与实践
1.精心挑选和组织教学内容。研究生的教学内容不能拘泥于教材，一本教材从材料的整理、文献的翻译及出版过程等要经历很长的时间，原来新的知识和内容在等到教材用于教学时，可能已经过时了或者已经不再是研究热点。但教材较为系统地讨论了某一学科方向的经典工作，对强化研究生的基础知识、了解和掌握学科的方向有积极的作用。
研究生教学过程中，不能忽视文献和资料的引用，文献和资料可及时地反映本学科的研究动态。在研究生课程的教学实践中，除了要求研究生阅读教材内容外，还需要引入权威的文献和资料。从教材和文献两个方面组织好课程的教学内容。基于本课程的特点，在文献的选择方面，应选择高水平、高质量的近三年内的文献，包括IEEE Transaction，IEEE期刊以及国内权威期刊的文献。
基于本课程的特点，本课程的教学内容主要包括3个方面的内容：移动宽带化和宽带移动化，并充分关注移动的本质及其演化。移动宽带化实质上是指移动通信系统的宽带接入，需要解决两个方面的问题：一是宽带无线接入技术及其演化；二是核心网的演化。前者包括OFDM、MIMO及其组合的方法，以及由此衍生出来的关键理论和技术问题，如信道估计方法、中继、CoMP等；后者则包括WLAN和WiMAX技术，关注QoS和移动性问题的解决等；移动性则是宽带无线通信系统的关键内容，包含了移动通信系统中的移动性管理、移动IP以及异构网中的移动性管理问题等。
在教学过程中，为让研究生全面地了解和把握某个知识点的内容，在讲清基本原理和思想的基础上，适当地选择了部分国内外权威综述性的文献作为教学内容，并帮助学生阅读和理解。例如，在讲解LTE-A的CoMP时，采用了Ralf Irmer等于2011年发表的Coordinated Multipoint：Concepts，Performance，and Field Trial Results综述性文献[1]，并在教学过程中，突出文献中难点和关键点，以理解思路和方法为核心；再如，在讲述内容时，采用了Bruno Clerckx等学者2013年在IEEE Trans上发表的A Practical Cooperative Multicell MIMO-OFDMA Network Based on Rank Coordination论文[2]，对并对其中的关键点进行了深入的分析和剖析。这种教学模式，一方面可以保证学生掌握基础知识，另一方面也可以让研究生了解国内外的研究动态及研究的热点。
2.围绕课程所涉及的理论和方法的创新开展启发式教学。启发式教学一直受到人们的关注，并在实践中得到了充分的运用。在知识爆炸的时代，一门课不可能讨论本课程所涵盖的所有的问题，需要在课堂教学中，侧重基础、核心关键理论和方法论的教学，并结合国际学术研究的热点和前沿进行讲授，拓宽研究生的视野和思路，引导研究生思考问题，提出问题，并养成正确的思考习惯。
（1）借用式创新。所谓“借用式创新”，即借用以往的方法来解决新的问题。在讲解OFDM原理和概念时，侧重突出的是传统的无线通信调制方式的不足，无法提供足够的接入带宽，研究人员引入了正交性原理，将信道划分成多个正交的子信道，实现并行并输，为用户提供更大的接入带宽。其实这一想法并不新，在通信早期的研究中已经采用正交的概念。并在此基础上，不断地启发研究生思考，采用了OFDM后，还有什么问题需要解决呢？进而提出信道估计、同步等问题；类似这种创新的思想，在宽带无线通信中，有很多例子，如MIMO的引入，其实就是通信系统中的空间复用，但MIMO在实现的过程中，也经历了很多问题，如天线间的距离问题、信道估计等问题。
（2）用批判的眼光发现问题。培养研究生在阅读文献和听课时，学会用批判的眼光去看待事物，发现新问题。问题的深度、高度和水平越深入，则创新性就越强。但不能全盘否定他人的工作，大胆怀疑和挑战本身没有错，但需要尊重他人的成果，尤其是权威文献和经典的工作。
事实上，很多创新是建立在原有工作的基础上，作适当的改进以满足新的要求。例如，移动通信系统就是在原来的固定网基础上演化而来的，到目前为止，移动通信系统中的很多技术仍然沿用了固定网的技术，如交换技术、传输技术、信令等，只是对固定网中不支持移动的部分进行了改进和创新。例如，通过基站覆盖来解决与用户的连接问题；为进行移动性管理，增设了归属位置寄存器和访问位置寄存器，并由此提出切换的概念和方法等。
（3）把握对问题本质的理解和认识。理解问题的本质往往比仅论算法和理论更为有效。在讨论WLAN时，在讲清楚WLAN的概念后，突出WLAN的共享介质的问题，共享介质带来了帧的冲突。因此，在教学过程中，在课程教学时，将重点放在MAC的调度机制方面。通过收集各种文献和资料，包括IEEE 802.11的标准，专题讨论MAC层调度机制及其演化。为解决共享介质的冲突问题，传统的方法是CSMA/CA，但这种方法是一种尽力而为的方法，没有考虑业务的差异。为解决这一问题，人们提出了有QoS保证的MAC层调度机制。在IEEE 802.11标准中，提出了两种基本的机制，即分布协调功能（DCF）和点协调功能（PCF），提出了多种间隔的时间，如PIFS、IFS等参数。在此基础上，人们利用这些参数，对不同类别的业务进行分类管理，几乎所有的算法改进和创新均是基于参数的调整；通过实例算法的讨论，进一步突出MAC层调度机制的核心思想是有效的避免冲突，而非事后的检测。
3.通过文献阅读增强学生自我学习的能力。文献阅读能力是研究生学习阶段的重要内容之一，也掌握和了解国内外研究动态的有效方法，因此，积极引导研究生阅读并把握文献内容的把握也是课程教学的目的之一。
学术论文主要包括3部分的内容：①论文所要解决的问题；②具体的解决办法；③证实解决方案的有效性，包括证明、实验和仿真等。通常，这3部分通常分布在文献的不同部分。
论文所要解决的问题，通常在摘要、引言、相关工作、问题陈述和约束部分有详细的描述和讨论。在阅读文献时，首先要把握好作者的问题，尤其是摘要和引言部分，作者通常会指出问题研究的背景、现有的成果以及表明作者所作的工作理由等，并且通常不会用形式化的方式描述问题，一般可以理解清楚。因此，阅读摘要和引言十分重要，同样摘要和引言的清楚表达是关键。
把握解决问题采用的方法和学术思路十分重要，好的学术文献，通常会描述其采用的方法和学术思想。但研究生在阅读文献时，通常会陷入数学公式，如果再遇到数学基础不太好的话，就难以理解作者的核心思想了。
证实解决方案的有效性往往会被忽视，其实这部分工作对论文采用的方法和学术思想支撑，也是研究生提高动手能力的有效途径。本课程的文献大都采用了仿真和实验的方法来证实方法和学术思想的有效性，包括实验和仿真环境、建模方法、比较对象的选择、实验和仿真过程、数据处理方法以及仿真或实验结果等。
在本课程的教学实践中，指定了一些权威文献，让学生课后阅读，并在课堂上进行交流。要求研究生在讲解时，忠实对原文的理解。
结合英文文献让学生正确理解专业词汇也十分重要，很多专业词汇，理解不正确会影响对整篇论文的理解，如通信中经常用“Paging”一词，不能译成分页，在移动通信系统中这个词的正确理解为“寻呼”。诸如此类的词有很多，如“Cluster”，理解为“簇”等。
通过对文献的阅读，也可提高研究生学术论文的写作方法和技巧。
四、结论与展望
本文总结了在“宽带无线通信”课程中的教学实践中一些体会，包括教学内容的选择、结合创新思想的教学组织及研究生文献阅读能力的培养等方面。在教学过程中，从学生的反映和教学督导听课的评价来看，这样的教学实践，具有很好的教学效果。
参考文献：
[1]Ralf Irmer，Heinz Droste，Patrick Marsch at el.Coordinated Multipoint：Concepts，Performance，and Field Trial Results，IEEE Communications Magazine[J].2011，（2）：102-111.
