時間：2023-04-12 17:53:19
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對于未來,電力線上網技術將面臨技術和市場的雙重考慮,由于電壓變化所帶來的干擾影響上網質量,用電高峰時期數率波動大,PLC芯片主要來自歐美,以及國家法律法規不明確等因素,都將嚴重制約著電力線上網技術的良性發展,其未來之路絕非一帆風順。
技術還需重大改進。在帶寬、傳輸距離以及信號干擾方面雖已取得了長足進步,但由于電力網使用的是非屏蔽線,用它來傳輸數據不可避免地會形成電磁輻射,影響數據的保密性,因此信息安全性能差。多數電力線接入產品采用帶寬共享,導致用戶數量增加之后帶寬下降,電力線接入時數據需要通過電表傳輸,帶寬在電表處產生衰減,用電高峰期傳輸數率嚴重下降等方面還亟待改進。
商業模式不成熟。由于受到有關政策的限制,目前還沒有相關業務的支持,而且在商業模式方面也只是處于摸索階段。此外,中國廠商在產品芯片技術方面的缺乏,最終用戶的認可、接受,市場的培育以及與該技術相關的產業鏈等問題也必須重點考慮。
與其他寬帶技術相比,競爭優勢并不明顯。除了安全性這一眾所周知的致命弱點外,PLC在價格方面也暫時處于劣勢。“電力貓”目前價格在800元至1200元之間,比ADSL還要貴很多,現有電信運營商的上網資費已經很低,PLC如不能解決設備的成本問題,制定相對低的資費標準,是不具備競爭力的。而與此相關的是PLC的經營成本問題。另外,PLC所宣揚的最大優點是其便利性,無需任何布線,無需挖溝和穿墻打洞,通過遍布各個房間的插座就可上網。而無線局域網(WLAN)與3G無線互聯網的迅猛發展,已經令PLC的這一優勢黯然失色。
在市場接受程度上,據近期的一項調查顯示,只有14.62%的網民表示對這項技術較為熟悉,其他的表示僅了解一點或一無所知。對于電力線上網技術在中國的商用,則有73.26%的網民持謹慎態度,其中有12.21%的人則明確表示不會使用,這反映了大部分用戶對直接騎在電老虎背上上網還是心存疑慮的,畢竟是直接連在220V的電力線上,要想用戶沒有顧慮是不現實的,這就需要一邊進一步的提高安全系數,一邊加大宣傳力度和市場推廣力度,使用戶對PLC有更多深入的了解,從而充分信任和接受PLC。
總之,PLC作為一項有潛力的寬帶網絡接入技術,相關電力部門如果充分發揮其潛力,并和原來自身的電力通訊網相連接互補,很可能形成四網合一的大好形勢。另一方面,如果因缺乏長遠戰略眼光、市場運作不利、技術等原因也有可能失去進入寬帶市場的最佳時間,流于一種輔助的上網手段。
PLC的優點
首先是其無可比擬的網絡覆蓋優勢,居民家里可以沒有五類線,可以沒有雙絞線,也可以沒有DDN,但誰都離不開電力線。據了解,我國目前電話用戶不到3億,但用電用戶已超過10億。在廣闊的農村地區,特別是那些電話網絡不太發達的地區,PLC會更有用武之地。畢竟,電力網規模之大,是其他任何網都不可比擬的。雖然這些地區上網短期需求量并不大,市場發展成熟較慢,但會存在電力線上網先入為主的局面,可以有先行之利,對PLC的長遠發展和擴張非常有利。
其次是它可充分利用現有的低壓配電網絡基礎設施,不再需要任何新的線路鋪設,隨意接入,是一種“NoNewWires”技術,簡單方便的安裝設備以及使用方式,節約了資源和費用;無需挖溝和穿墻打洞,避免了對建筑物和公用設施的破壞,同時也節省了人力;共享互聯網絡連接;可以在任何客戶進行網絡連接;移動計算機至任意位置,簡單使用;高通訊速率,可達到14Mbps(將來通過升級設備可達100Mbps),可使用VOD點播;數據加密,提供高安全性和高可靠性能。
高速訪問可以為用戶提供高速因特網訪問服務、話音服務,從而為用戶上網和打電話增加了新的選擇,有利于其它電信服務商改善服務、降低價格。家居自動化的生力軍通過遍布各個房間的墻上插座將智能家電聯網,提前享用數字化家庭的舒適和便利。物理安全性強利用電力線的永久在線連接,構建的防火、防盜、防有毒氣體泄漏等的保安監控系統,讓上班族高枕無憂。構建的醫療急救系統,讓有老人、孩子和病人的家庭倍感放心。遠程讀取方便遠程自動讀出水、電、氣表數據,使公用事業公司節省大量費用,也方便了用戶。
無所不在的電力功能,比較容易實現或者說推動智能化大廈和家庭智能化。這就是電力貓的競爭力。
PLC的缺點
首先,技術瓶頸尚待突破。PLC與電話線上網從本質上來講并沒有區別,都是利用銅線作為傳輸媒質。而銅線上網的最大問題就是不能解決傳輸帶寬的問題,這是電力線上網面臨的首道關卡。PLC試驗網絡接入速度較快,不但遠遠超過普通撥號和ISDN,也已超過ADSL,上網桌面速率達到2Mpbs。但這個速度只是理想情況下的最高速度,電力線上網就是銅線上網,在銅線上不可能無限制地提升傳輸數據通訊容量的潛能。其次,電力線上網所產生的輻射問題不易解決。因為電力網使用的大多是非屏蔽線,用它來傳輸數據不可避免地會形成電磁輻射,從而會對其他無線通信,如公安部門或軍事部門的通信造成干擾。再次,電力線上網存在著不穩定的問題。電力線不同于普通的數據通信線路,當作為一種數據傳輸的媒介時,會遇到許多干擾。電力線上有許多不可預料的噪聲和干擾源,如吸塵器、電冰箱、洗衣機等;其次,電力線通訊具有時間上不可控、不恒定的特點。與信號潔凈、特性恒定的Ethernet電纜相比,電力線上接入了很多電器,這些電器任何時候都可以插入或斷開、開機或關閉電源,因而導致電力線的特性不斷變化。最后,在網絡管理上也有麻煩。PLC并非如一般用戶所想象的只要安裝PLC調制解調器即可,事實上還是要一個通信骨干網支撐,由骨干網連接到PLC局端設備(MDU),再連接到用戶PLC調制解調器。
關鍵詞：寬帶CDMA功控技術信干比（SIR）閉環功控外環功控
無線蜂窩網絡為每個用戶提供的服務需要滿足一定的服務質量（QOS），然而QOS主要由每個用戶接收到信號的信干比（SIR）決定。因此，無線蜂窩網絡對無線資源的分配，特別是對每個用戶鏈路的功率分配就更加重要。對于CDMA蜂窩系統，同一小區內所有用戶使用相同的頻段和時隙，用戶之間僅靠擴頻碼的（準）正交特性相互隔離。然而由于無線信道的多徑、延時等原因使得各個用戶信號間的互相關特性不理想，其它用戶的信號對當前用戶信號產生干擾，這類干擾被稱為多址干擾（MAI）。這樣，當小區中用戶個數增加或者其它用戶功率提升時都會增加對當前用戶的干擾，導致當前用戶的接收信號SIR下降，當這類干擾大到一定程度時，當前用戶就不能正常通信了，因此CDMA系統是一個嚴重的干擾受限系統，干擾的大小直接影響到系統容量。解決這個問題主要有兩個辦法：多用戶檢測技術和功控技術。多用戶檢測技術充分考慮用戶間存在的MAI，通過在接收端重構這些干擾，然后消除它的影響，提高性能，但由于其算法過于復雜，目前還沒有進行商業應用。功控技術十分簡單實用，被認為是CDMA系統的關鍵技術之一。功控技術調整每個用戶的發射功率，補償信道衰落、抵消遠近效應，使各個用戶維持在能保持正常通信的最低標準上，這樣都能最大地減少對其他用戶的干擾，從而提高系統容量，同時延長手機的待機時間。
功控技術的控制準則大致可分為兩大類：功率平衡準則和SIR平衡準則。它們分別控制各個用戶信號在接收端的有用功率相等或SIR相等。從而不同的角度，可以有不同的功控技術分類。按功控效果可分為內環功控和外環功控。內環功控主要用來對抗信道衰落和損耗，使得接收端信號SIR或功率達到特定的目標值；外環功控根據特定環境下的服務質量要求，產生內環功控的SIR或功率門限值。按鏈路可分為反向功控和前向功控，由于CDMA系統容量主要受反向鏈路容量限制，因此反向功控尤為重要。按功控的環路類型可分為開環和閉環功控，開環功控是基于上下行信道對稱假設的，它能夠抵消路徑損耗和陰影衰落，閉環功控不需作此假設，它同時還能抵消快衰落。按功控實現的方式可分為集中式功控和分布式功控，集中式功控考慮小區內所有用戶的信息（鏈路增益等），對每個用戶進行統一的調整，這個算法復雜度高，難以實現，但算法的收斂特性好；分布式控制只根據單個用戶信息產生控制指令，易于實現，但分布式算法需要滿足一定的條件才能收斂。
1WCDMA系統的功控技術方案
WCDMA系統同時采用了反向開環、閉環、外環功控技術和前向閉環、外環功控技術。鑒于反向閉環功控的重要性和篇幅所限，本文將主要針對反向閉環功控進行討論，后面的仿真曲線也是基于反向閉環功控做出的。WCDMA系統閉環軾控主要由四部分構成：SIR估計、功控比特（TPC）產生、本地TPC判決和功率高速單元等，如圖1所示。
SIR估計單元采用某種SIR估計算法對接收專用數據信道（DPDCH）的SIR進行估計，然后將估計值送給TPC產生單元。WCDMA協議并沒有規定SIR估計的算法，主要有兩種算法：相干SIR估計和非相干SIR估計，后面將分析這兩種方法的性能差異。另外，限制SIR估計精度的另一主要因素是SIR估計的長度，即可以用來估計樣本數的多少，對于非相干估計樣本數較多、相干估計樣本數較少，它主要受前、反向功控的定時關系限制。TPC產生單元將SIR估計值SIResti和外環功控所產生的SIR參考門限SIRtarget相減，根據其差值的符號，即sign(SIResti-SIRtarget)，產生TPC比特。TPC判決單元根據本地接收的TPC比特重新生成本地TPC命令送給功控調整單元，用于調整前向或反向信道的發射功率。文獻給出了WCDMA系統本地TPC命令生成的幾種算法，其中在非宏分集狀態下有兩種算法。
算法一，針對當前的隙接收到的TPC指令，每個時隙產生一個TPC_cmd。
如果接收到的TPC命令等于0，那么該時隙的TPC_cmd為-1。
如果接收到的TPC命令等于1，那么該時隙的TPC_cmd為1。
算法二，在5個時隙中的前4個時隙，TPC_cmd=0,即不改變發送功率。在第5個時隙，對收到的5個TPC命令采用如下硬判決：
如果所有5個TPC命令的硬件判決都為1，那么第5個時隙的TPC_cmd=1
如果所有5個TPC命令的硬判決都為0，那么第5個時隙的TPC_cmd=-1
否則，在第5個時隙的TPC_cmd=0。
可以看到算法一在每個時隙都產生一次功控命令（±1），功率調整的頻率為1.5kHz。算法二每5個時隙產生一次功控命令（±1），功率調整的最快頻率為300Hz，它具有近0.2dB(1dB/5)功控步長的性能。算法二還具有防止功控誤調的功能，當接收的功控比特交換±1時，產生的功控命令始終為0，從而不進行功率調整。功率調整單元在前一次發射功率p[k-1]基礎上，根據當前第k個TPC命令按照如下公式調整當前發射功率p[k][dB]:
p[k]=p[k-1]+β.TPC_cmd（1）
其中，β為功控步長，WCDMA系統采用固定步長，前向功控采用0.5、1、1.5或2db四種步長，反向功控采用1或2dB兩種步長，而TPC_cmd就是本地產生的TPC命令。
WCDMA標準規定功控速率為1.5kHz，即一個時隙內必須完成一次閉環功率調整，這就要求上述功控所有操作要在一定時間內完成。文獻圖B.1列出了WCDMA功控定時關系，經分析得出可用于SIR估計的時間為：
TSIR=2560+Tdata1-1024-2×Tprop-Tprocess(2)
Tprocess為接收機處理延時，2×Tprop是雙程路徑延時，而處理延時一般等于總路徑延時，若忽略data1數據處理延時Tdata1,得出SIR估計時間大致為：
TSIR=1536-4×Tprop（3）
當單程延時Tprop≥384chips，對應小區半徑大于30km時，基站沒有時間在當前的時隙完成SIR估計并發送功控比特。此時必須延時一個時隙進行SIR估計并發送功控比特。此時必須采用延時一個時隙進行SIR估計的750Hz功控方案。
2WCDMA系統的功控性能仿真
本節將通過計算機仿真的方法，說明SIR估計方法、估計精度、步長選擇、功控比特傳輸錯誤以及功控比特時延等主要因素對功控性能的影響，給出反向閉環功控的仿真曲線并對結果做出一定的分析和解釋。
首先分析SIR估計的兩種方法，相干估計和非相干估計的原理。對于相干估計，由于導頻信號已知，假設導頻序列數值固定為1，則接收信號y(i)近似為一個高斯平穩隨機過程，可以用其時間平均代替集平均。假設接收信號y(i)的N個采樣點為{y1,y2,y3,…，yn},則接收信號功率、哭聲功率和信干比估計值可分別表示如下：
當采用非相干估計時，處理的數據不再是已知的導頻信號，而是數據信道上的數據，其數值未知。可以采用如下方法進行信干比的估計：
當相干估計和非相干估計具有相同的估計樣本數目的，相干估計的性能要優于非相干估計。從上一節的定時約束分析可知，相干估計的樣本數受小區半徑等因素的限制，而樣本數太少時相干估計的性能惡化很嚴重。而非相干估計雖然能夠獲得較多的估計樣本，但它的性能也受很多因素的制約，文獻詳細研究了非相干估計算法的問題，并得出相干SIR估計算法在多數情況下具有比非相干估計更為優良的性能，后面的仿真結果也會說明這個問題。
閉環功率控制的目標是把接收信號的實際信干比控制在目標值上，因此衡量算法性能的最直接的方法就是考察實際信干比與目標信干比的一臻性，為此定義功控誤差（PCE）如下：
PCE=SIResti-SIRtanget(10)
用其衡量各個功控算法性能的好壞。文獻證明了在理想功控情況下，PCE的對數值呈正態分布，其均值為零，而均方差的大小反映了功控算法的優劣，均方差越小功控算法越好。
圖2給出相干估計情況、不同車速條件、不同功控調節步長的PCE性能。可以看到，在低速情況下，1dB步長的算法比較好，算法二次之，而中速情況下2dB步長的算法比較好，高速情況下三者的性能都比較差。圖2中也給出了沒有功控時的PCE均方差，在車速80km/h以下，功控能夠帶來好處，而在這個車速以上，從PCE的角度來看，功控就不能帶來增益了。由此可以得出，在固定步長算法中，低速時采用1dB步長，中速時采用2dB或1db步長，而高速時雖然不能補償快衰落，但考慮到補償路徑損耗和減少對其他用戶的影響，此時應采用算法二進行慢速功率調整。
圖3給出了非相干估計時不同車速條件下不同功控調節步長的PCE性能。這里非相干估計的長度為整個時隙，所以采用了延時一個時隙進行功控的方法。為了進行比較，也畫出了同樣估計長度，但是沒有延時的非相干估計的性能。可以看出：在采用非相干估計方法時，車速與最佳步長之間的關系和采用相干估計方法時類似。值得注意的是，僅在低車速20km/h左右時，PCE的性能就比關閉功控時差，而在采用相干估計方法時，這個臨界車速達到了80km/h以上。由此，可以得出結論：非相干估計算法的性能差于相干估計。因此，后面的仿真都采用相干SIR估計算法。
從以上的仿真結果可以看出：不同車速條件下，若想功率控制性能最優，需要不同的調整步長。因此為了提高功控的性能，一個很自然的想法就是通過估計車速選擇對應該車速下最優的功控步長進行功控。文獻討論了這方面的問題，仿真了構造新變量，電平通過率和盲估計變步長等算法，能取得一定的性能增益。
圖4給出了不同車速條件下SIR估計長度對功控性能的影響。顯然，相干估計長度越大，性能越好。由圖4可見，估計長度在3～5pilotbits,即768～1280chips的情況下，功控的性能差異不大；如果估計長度只有2bits，即512chips時，性能變化比較大；若只有1bits，即256chips的估計長度，性能劣化很厲害，甚至不如關閉功控時的性能。從圖4中還可以看到，若小區半徑太大，在一個時隙內不可能完成SIR相干估計和一次閉環功率調整，這時可以降低功控頻率。這樣雖然功率調整有一個時隙延時，但是由此獲得的高精度SIR估計可以在一定程序上抵消延時帶來的性能損失。從圖4中可看到，這種方案與沒延時、估計長度512chips時性能差不多。所以，當小區半徑較小時，應采用1.5kHz功控方案且采用盡可能長的SIR估計長度，當小區半徑較大且移動臺在小區邊緣時，可以采用750Hz功控方案。
另外，功控比特延時帶來的性能損失也可以采用延時補償（TDC）方法進行補償，文獻詳細研究了這個問題。這里給出一點有用結論。在功控延時一個時隙的情況下，中低車速時，功控比特延時帶來的影響并不大，高車速時影響比較明顯，這是因為在高車速時750Hz功控頻率已經不能跟蹤快速信道變化，但此時應該還能補償路徑損耗。因此，當需采用750Hz功控方案時，若移動臺處于高速運動狀態，此時最好用算法二進進慢速功率調整。
圖5給出了3km/h，三徑衰落信道時，TPC傳輸錯誤率從0.001～0.1情況下的誤傳輸塊率（BLER）性能。從圖5中可以看到，TPC錯誤率較低，例如0.01以下時，性能并沒有明顯的劣化，而若TPC錯誤率不斷上升，例如達到0.1時，性能將劣化0.3～0.5dB。若考慮典型情況，即前向鏈路的誤符號率為0.05時，可以看到，性能劣化較大，達0.2dB左右，此時前向鏈路質量已經對反向閉環功控性能產生較大影響。由此可見，閉環功控的性能要同時受兩個鏈路影響，改善某條鏈路的性能會給另一條鏈路帶來增益，反之亦然。
關鍵詞：寬帶接入技術智能化住宅
隨著信息時代的來臨，單純的語音信息已不能滿足人們的需求，人們希望更便捷地得到豐富的信息。今天，許多小區把智能化、網絡化做為一個賣點宣傳，由于各類宣傳側重點不同往往只羅列了一些術語而不作解釋，造成了人們概念上的混亂。現將常見的寬帶接入如下做歸納：
一、從構建寬帶網絡基礎平臺來看，常見的網絡有廣播電視部門的有線電視網，電信部門的電話網，計算機公司的計算機網。
廣播電視部門逐步把光纖傳輸技術引入有線電視（CATV）網絡干線中，并把網絡改造成雙向環路，構成混合光纖/同軸（HFC）系統，采用CableModem方式接入寬帶INTER-->，在用戶端的同軸電纜線路上可提供幾兆bps甚至幾十兆bps的數據通信速率。這樣既可以向用戶傳送廣播電視節目，同時又可以為用戶提供各種寬帶業務。南京邦聯公司已向正式向社會推出INTER-->高速接入業務。
電信網在長途干線傳送和局間中繼傳送采用的主要手段也是光纖傳輸技術，制約電信網向寬帶網發展的主要瓶頸在于接入網，即用戶端到端局的線路。最新采用的技術是xDSL系列，如HDSL、ADSL、VDSL等，其目的就是要把這條用戶線改造成“信息高速公路”，以適應寬帶業務的需要。對于住宅用戶，ADSL具有一定優勢。因為它的主要特點就是“不對稱”，這一特點與接入網中圖象業務和數據業務固有的不對稱相適應。圖象業務主要從網絡流向用戶，數據業務本身也具有不對稱性，對INTER-->業務量的統計分析表明，不對稱性至少為10：1以上，正好適合住宅用戶。
計算機網絡是近幾年發展最快的網絡。特點是結構簡單，采用分組交換形式，適于傳送數據業務，通信協議基于TCP/IP，通信成本基于帶寬，而非時間和距離。其TCP/IP協議簡單，成熟，能提供一定質量的QOS，也是大多數軟件普遍采用的通信協議。INTER-->網是世界上最大的計算機網，信息資源十分豐富。長城寬帶公司、聚友網絡公司、電信公司等都構建了自己的計算機網絡，能夠提供INTER-->寬帶接入及其它多媒體增值業務的計算機網絡。它的主要傳輸媒質是光纖，光纖到社區的住宅樓（FTTB），最后100米接入采用五類雙絞線。該網的骨干網基礎結構將采用IP/WDM+千兆路由交換機+千兆以太網技術，社區內采用100M交換機，10M到桌面。
比較銅線網和光纖網，我們可以看出，三大網絡（電信網、電視網、計算機網）均已在干線上采用光纖。這當然是因為近年來，光纖及光器件價格持續下降，光網的初裝費用與銅網相比，已經具有可比性，加之現有銅網固有的帶寬窄，損耗大，維護費用高，管道擁擠，擴容困難，淘汰銅網，只是時間問題。不久我們應該能看到全光網絡的出現。
三大網絡技術上正逐漸走向融合，即人們經常提到的“三網合一”，IP技術已成為“三網”所共同認可的通信協議。無論是從組網成本、技術及可發展性來看，以IP技術為核心的互聯網將是未來網絡的最終選擇。
網絡融合必然觸動不同的部門、運營商的利益，怎樣既合作，又競爭。協調的難度之大，數倍于技術。“三網合一”的實現還是十分遙遠的事。
二、根據寬帶實現技術分類有：基于電話網的ISDN方案、ADSL方案，基于CATV網的CableModen方案，以太網接入方案。
ISDN方案
嚴格來說，電信提供的ISDN不能達到寬帶要求，它的全稱是IntegratedServiceDigitalNetwork，中文名稱為綜合業務數字網，它是以綜合數字電話網為基礎發展而成的，能夠提供端到端的數字連接。普通模擬電話網采用了數字傳輸和交換以后就變成IDN，但是在IDN中，從用戶終端到電話局交換機之間仍是模擬傳輸，需要配備調制解調器才能傳送數字信號。ISDN將從一個用戶終端到另一個用戶終端之間的傳輸全部數字化，以數字形式統一處理各種業務，使用戶可以獲得數字化的優異性能。
ISDN網絡又可稱為窄帶綜合業務數字網（N-ISDN）
最初發展它的主要目的，就是希望能將各種信息和通信通道，全部整合到一個共同的網絡中，用戶只需要一對電話線，就可以同時享有語音、數據、影像等多樣化的數字通信服務。但是ISDN能提供的數據傳輸率最高為128kbps，這還是它的最佳工作頻率，而網絡已經向寬帶時代進軍，所以ISDN方案仍然不能滿足上網用戶的最終需求。
ADSL方案
ADSL（AsymmetricalDigitalSubscriberLine），又稱為非對稱式數字用戶線路，是xDSL的一種。xDSL是DSL（DigitalsubscriberLine）的統稱，意思是數字用戶線路，是以銅質電話線為傳輸介質的傳輸技術的組合，其中"x"代表著不同種類的數字用戶線路技術，包括ADSL、HDSL（高速DSL）、VDSL(超高速DSL)、SDSL(對稱DSL)等。各種數字用戶線路技術的不同之處主要表現在傳輸速率和距離，還有對稱和非對稱的區別上。
ADSL的速率，從理論上來講，在雙絞銅線上支持的上傳速率為640Kbps-1Mbps，下載速率為1Mbps-8Mbps，有效傳輸距離為3-5公里。ADSL使用普通電話線作為傳輸介質。雖然傳統的Modem也是使用電話線傳輸的，但它只使用了0KHz-4KHz的低頻段，而電話線理論上有接近2MHz的帶寬，ADSL正是使用了26KHz以后的高頻段才能提供如此高的傳輸速度。
ADSL設計的目的有兩個：高速數據通訊和交互視頻。高速數據通信功能可以為因特網上的訪問、公司遠程計算機的管理或專用網絡的應用帶來便利。而交互視頻包括在高速網絡上實施的視頻點播、電影、游戲等。ADSL方案不需要改造電話信號傳輸線路，它只要求用戶端有一特殊的Modem，即ADSLModem。它接到用戶的計算機上，而另一端接在電信部門的ADSL網絡中，將用戶和電信部門相連的依然是普通電話線。由于電話線已進入了千家萬戶，在今后的十幾年甚至幾十年內大多數用戶網仍將繼續使用現有的銅線環路，因此ADSL是最具前景及競爭力的一種寬帶接入網技術，將在未來十幾年甚至幾十年內將占有一定的市場。
CableModem方案
以有有線電視網只是傳送電視信號，而CableModem寬帶接入方案則是利用原來的電纜傳輸線路，經過改造來實現上網和通訊。由于有線電視采用同軸電纜，因此其帶寬容量相當大，下傳速率可以達到30Mpbs。但它的問題也是顯而易見的，因為有線電視的同軸電纜是按單行道模式設計的，所以有線電視網必須將單向傳輸改制為雙向傳輸才能實現因特網功能。
另外，CableModem方案采用樹型結構，在樹型節點上簡單地將幾個節點連在一起。因此，它實際上是一個總線型網絡，這就意味著用戶要和鄰居共享有限的帶寬，所以當同一時間上網人數多時，有線電視的上網速度會變慢。不過，由于CableModem網絡的骨干部分是由光纖組成，而光纖的速度幾乎是沒有限制的，因此只要讓有線電視網中光纖的部分增加，同軸電纜的部分減少，CableModem的擴充能力是極強的，所以共享式的結構不一定對速度產生太大影響。
目前，CableModem接入技術展勢頭很猛。它是電信公司xDSL技術最大的競爭對手。在我國，廣電部門在有線電視（CATV）網上開發的寬帶接入技術已經成熟并進入市場。CATV網的覆蓋范圍廣，入網戶數多，網絡頻譜范圍寬，起點高，大多數新建的CATV網都采用光纖同軸混合網絡（HFC網），使用550MHZ以上頻寬的鄰頻傳輸系統，極適合提供寬帶功能業務。
以太網接入方案
對于企事業用戶，以太網技術一直是最流行的方法。目前所有流行的操作系統和應用也都是與以太網兼容的。性能價格比好、可擴展性、容易安裝開通以及高可靠性等。以太網接入方式與IP網很適應，技術已有重要突破（LAN交換、大容量MAC地址存儲等），容量分為10Mbps、100Mbps、1000Mbps3種等級，可按需升級，1Gbps的以太網技術也即將問世。采用專用的無碰撞全雙工光纖連接，已可以使以太網的傳輸距離大為擴展，完全可以滿足接入網和城域網的應用需要。
關鍵詞：UWB脈沖通信信號應用
UWB技術是一種新型的無線通信技術。它通過對具有很陡上升和下降時間的沖激脈沖進行直接調制，使信號具有GHz量級的帶寬。超寬帶技術解決了困擾傳統無線技術多年的有關傳播方面的重大難題，它具有對信道衰落不敏感、發射信號功率譜密度低、低截獲能力、系統復雜度低、能提供數厘米的定位精度等優點。
1超寬帶信號及其特點
美聯邦通信委員會(FCC)規定：
部分帶寬號稱為UWB信號。其中，部分帶寬為信號功率譜密度在-10dB處測量的值。圖1為UWB信號與窄寬信號功率譜密度的比較；UWB信號格式如圖2所示。
一種典型的脈位調制(PPM)方式的UWB信號形式[1],[2]為：
Str(k)(t)表示第k個用戶的發射信號，它是大量的具有不同時移的單周期脈沖之和。w(t)表示傳輸的單周期脈沖波形，可以為單周期高斯脈沖或其一階、二階微分脈沖，從該發射機時鐘的零時刻(t(k)=0)開始。第j個脈沖的起始時間為。仔細分析每個時移分量：
（1）相同時移的脈沖序列：形式的脈沖表示時間步長為Tf的單周期脈沖，其占空比極低，幀長或脈沖重復時間Tf(FrameTime)的典型值為單周期脈沖寬度的一百到一千倍。類似于ALOHA系統，這樣的脈沖序列極容易導致隨機碰撞。
(2)偽隨機跳時：為減少多址接人時的沖突，給每個用戶分配一個特定的偽隨機序列，稱之為跳時碼，其周期為Np。跳時碼的每個碼元都是整數，且滿足。這樣跳時碼給每個脈沖附加了時移，第j個單周期脈沖的附加時移為秒。
由于讀出單周期脈沖相關器的輸出要占用一定的時間，NhTc/Tf應嚴格小于1。然而如果NhTc太小，那么多個用戶接入時發生沖突的概率仍然會很大。相反，如果NhTc足夠大且跳時碼設計合理，就可以將多用戶干擾近似為加性高斯白噪聲AWGN(AdditiveWhiteGaussNoise)信號。
由于跳時碼是周期為Np的周期序列，那也為Np周期序列，其周期為Tp=NpTf。跳時碼的另外一個作用是使UWB信號的功率譜密度更為平坦。
(3)數據調制：第k個用戶發送的數據序列｛di(k)｝為二進制數據流。每個碼元傳輸Ns個單周期脈沖，這樣增加了信號的處理增益。
在這種調制方式下，一個符號(或碼元)的持續時間為Ts=NsTf。對于固定的脈沖重復時間Tf，二進制的符號速率Rs，為：
顯然，采用上述信號的超寬帶脈沖通信系統具有以下特點：信號持續時間極短，為納秒、亞納秒級脈沖，信號占空比極低(1％～0．1％)，故有很好的多徑免疫力；頻譜相當寬，達GHz量級，且功率譜密度低，故UWB信號對其他系統干擾小、抗截獲能力強；UWB系統處理增益很高，其總處理增益PC為：
例如，當某二進制UWB通信系統Tf=1μs，Tc=1ns，Ns=100，比特速率Rs=10kbps時，該系統UWB信號的處理增益為50dB。與其他通信系統相比，其處理增益非常高。
另外，UWB信號為極窄脈沖的序列，故有非常強的穿透能力，可以辨別出隱藏的物體或墻體后運動著的物體，能實現雷達、定位、通信三種功能的結合，適合軍用戰術通信。
圖3
2超寬帶信號發射機、接收機基本結構
2．1發射機和相關接收機模型
與傳統的無線收發信機結構相比，UWB收發信機的結構相對簡單。如圖3所示，在發射端，數據直接對射頻脈沖調制，再通過可編程延時器件對脈沖進一步時延控制，最后通過超寬帶天線發射出去。在接收端，信號通過相關器與本地模板波形相乘，積分后通過抽樣保持電路送到基帶信號處理電路中，由捕獲跟蹤部分、時鐘振蕩器和(跳時)碼產生器控制可編程延時器，根據相應的時延產生本地模板波形，與接收信號相乘。整個收發信機幾乎全部由數字電路構成，便于降低成本和小型化。
2．2Rake接收機模型
由于UWB信號需要用時域的方法進行分析，多用于戶內密集多徑(多徑可達到30條)的條件下，而且每條路徑的信號能量都很小，難以對每條信道做出估計，所以使UWB信號的Rake接收成為可能。Rake接收機使原來能量很小的多徑信號經過能量合并后提高的信噪比提高系統性能。假設某UWB通信系統有Nu個用戶，其發射信號分別為某接收機接收到的信號為r(t)，如果想得到第一個用戶發送的數據，那么其Rake接收機的實現框圖如圖4所示。
圖4
3UWB與其他幾種無線個人局域網技術的比較
由于UWB技術的種種優點，使其成為無線個人局域網絡WPAN(WirelessPersonalAreaNetwork)的主要技術之一。WPAN的目標是用無線電或紅外線代替傳統的有線電纜，以低價格和低功耗在10m范圍內實現個人信息終端的智能化互聯，組建個人化信息網絡。其最普遍的應用是連接電腦、打印機、無繩電話、PDA以及信息家電等設備。目前實現WPAN的主要技術有：IEEE802．11b(Win)、HomeRF、IrDA、藍牙(Bluetooth)以及超寬帶等五種。
從圖5可以看出UWB技術的優勢較為明顯，主要不足是發射功率過小限制了其傳輸距離(如圖6所示)。也就是說，10m以內，UWB可以發揮出高達數百Mbps的傳輸性能，對于遠距離應用IEEE802．11b或HomeRF無線PAN的性能將強于UWB。UWB和同為熱門的IEEE802．11b以及HomeRF不會進行直接競爭，因為UWB更多地是應用于10m左右距離的室內。事實上，把UWB看作藍牙技術的替代者可能更為適合，因后者傳輸速率遠不及前者，另外藍牙技術的協議也較為復雜。
4國內外研究及發展情況
4．1國外研究現狀
軍用方面：早在1965年，美國就確立了UWB的技術基礎。在后來的二十年內，UWB技術主要用于美國的軍事應用，其研究機構僅限于與軍事相關聯的企業以及研究機關、團體。目前，美國國防部正開發幾十種UWB系統，包括戰場防竊聽網絡等。
民用方面：由于超寬帶技術的種種優點使其在無線通信方面具有很大的潛力，近幾年來國外對UWB信號應用的研究比較熱門，主要用于通信(如家庭和個人網絡，公路信息服務系統和無線音頻、數據和視頻分發等)、雷達(如車輛及航空器碰撞／故障避免，入侵檢測和探地雷達等)以及精確定位(如資產跟蹤、人員定位等)。索尼、時域、摩托羅拉、英特爾、戴姆勒—克萊斯勒等高技術公司都已涉足UWB技術的開發，將各種消費類電子設備以很高的數據傳輸率相連，以滿足消費者對短距離無線通信小型化、低成本、低功率、高速數據傳輸等要求。
國際學術界對超寬帶無線通信的研究也越來越深入。2002年5月20～23日，IEEE舉辦了一期會議，專門討論UWB技術及其應用。2002年2月14日，美國聯邦通信委員會(FCC)正式通過了將UWB技術應用于民用的議案，定義了三種UWB系統：成像系統、通信與測量系統、車載雷達系統，并對三種系統的EIRP(全向有效輻射功率)分別做了規定。但是，UWB技術的協議與標準尚未確定，目前，只有美國允許民用UWB器件的使用；而歐洲正在討論UWB的進一步使用情況，并觀望美國的UWB標準。
認知無線電用戶必須不能干擾首要用戶（頻譜授權用戶）的正常工作，要保證首要用戶的可靠性通信，同時也要保證認知無線電用戶通信的可靠性，這就需要認知無線電控制發射功率，同時具有靈敏的頻譜空穴檢測能力和快速切換頻段的能力。通信的高可靠性是認知無線電要實現的另一個目標。認知無線電這些特點有利于頻譜資源智能、高效、充分的利用，也是其區別于其他無線電技術的重要特征。
二、認知無線電與寬帶無線通信系統的融合
認知無線電的關鍵技術有：頻譜監測技術，自適應頻譜資源分配技術、自適應調制解調技術等。寬帶無線技術主要有正交頻分復用技術（OFDM）、多輸入多輸出技術(MIMO)、HARQ技術和AMC技術等。認知無線電與寬帶無線通信系統的融合最主要的就是自適應頻譜資源分配技術和正交頻分復用技術結合、并輔以其它相關技術。OFDM系統是目前公認的比較容易實現頻譜資源控制的傳輸方式。該調制方式可以通過頻率的組合或裁剪實現頻譜資源的充分利用，其與自適應技術相結合，除了在傳統的時間域上自適應外，還更容易利用多載波的頻率域，可以靈活控制和分配頻譜、時間、功率等資源，在結合MIMO系統的空間資源，根據用戶在不同的位置的不同傳輸條件，感知環境并且適應環境，并不斷地跟蹤環境的變化，以合理利用資源、提高系統容量。自適應頻譜資源分配的關鍵技術主要有:載波分配技術、子載波功率控制技術、多天線層資源分配算法和復合自適應傳輸技術。
(1)載波分配技術。CR具有感知無線環境的能力。子載波分配就是根據用戶的業務和服務質量要求，分配一定數量的頻率資源。檢測到的寬帶資源是不確定的，隨時間、空間、移動速度等變化。OFDM系統具有裁剪功能，通過子載波的分配，即在頻段內對于用戶來說，信干噪比(SINR)較高的不規律和不連續子載波的頻譜資源進行整合，按照一定的公平原則將頻譜資源分配給不同的用戶，確定每個子載波傳輸的比特數量，選取相應的調制方式，實現資源的合理分配和利用。
(2)子載波功率控制技術。由于分配給用戶的功率和子載波數一般是成比例的，功率控制算法在經典的“注水”算法的基礎上，有一系列的派生算法。這些算法追求的是功率控制的完備性和收斂性，既要不造成干擾又要使認知無線電有較好的通過率，且達到實時性的要求。事實上功率控制算法和子載波分配算法是密不可分的。這是因為在判斷某子載波是否可以使用時，就要對現狀(空間距離、衰落)做出判斷，同時還需要計算出可分配的功率大小，對于一個用戶如果速率一定，如子載波數目增加所需的功率就會下降。
三、結語
從圖2-1全國商標專用權質押貸款分布可以看出，2009年—2013年五年中，排名前五位的分別是安徽省、北京市、廣東省、福建省、江蘇省；并列第六位的有浙江省、山東省、四川省、遼寧省，比例為4%；其他22個省市僅占23%的比例，從0.1%到2%不等。需要特別指出的是，排在第一位的安徽省占32%，領先排名第二的北京市（9%）23個百分點，呈獨領之勢。分開看2011年、2012年和2013年商標專用權質押貸款全國分布情況，安徽、北京、廣東、福建、江蘇一直穩居前五位，占全國比例超過60%；其中安徽省始終是一枝獨秀，2012年所占比例高達38%，三年平均為34%。單獨看安徽省近三年的發展情況，2010年和2011年實現了跨越式增長，同比增長率分別為217%和103%；2012年和2013年增長趨于平穩，同比增幅為28%和22%。究其原因，安徽省為規范商標專用權質押貸款管理，支持具有品牌優勢的企業拓寬融資渠道，于2009年3月1日出臺《安徽省著名商標認定和保護條例》；7月，安徽省工商局聯合省政府金融辦。人民銀行合肥中心支行、省銀監局制定了《安徽省商標專用權質押貸款工作指導意見》，并經省政府同意正式出臺；8月，安徽省工商局又了《商標專用權質押貸款工作實施意見》。安徽省工商局確定了“一個推動，三個突破”的工作思路，即“積極尋求地方黨委、政府的推動，在地方銀行中突破，在馳（著）名商標企業中突破，在地方重點規劃和發展的行業和產業中突破”，針對企業不了解、銀行顧慮多等難題推行“核驗服務、資信服務、基礎服務、上門服務、全程服務”五項服務舉措，為企業提供便捷、高效、優質的服務，同時推行“貸前、貸中、貸后”全程監管機制，確保貸款質量，降低金融風險。此外，為搭建起企業與銀行之間的這座“金橋”，實現銀企合作雙贏，安徽省工商部門一是當好“宣傳員”，召開專題培訓會，在各工商服務窗口設立質權登記咨詢臺，加大宣傳引導力度；二是當好“指導員”，針對馳、著名商標企業實際情況，提供有針對性的政策講解和行政指導；三是當好“聯絡員”，加強與銀行的溝通協調，鼓勵企業提高商標品牌價值，建立銀企對接平臺。作為首批試點，安徽省桐城市于2009年9月率先啟動，安徽省工商局、安慶市工商局和桐城市人民政府聯合在桐城主辦了商標專用權質押貸款銀企對接會；隨后滁州、亳州、蚌埠、馬鞍山、池州、安慶、蚌埠市、巢湖市等先后制定出臺《關于做好商標專用權質押貸款工作的通知》、《關于加快推進商標專用權貸款工作的意見》、《關于加快實施商標戰略促進經濟發展的意見》等專門文件，提出目標任務、具體要求，并將商標專用權質押貸款工作納入市政府對金融機構的考核體系。安徽省在商標專用權質押貸款中取得顯著成績，走在了全國的前列，其中好的做法值得其他省市借鑒、學習和發揚。
二、商標專用權質押質權人單位性質統計分析
從圖3-1所示的商標專用權質押質權人單位性質比例圖可以明顯看到，接近一半的貸款來自于地方中小型銀行業金融機構，地方一般擔保、貸款公司所占比例為24%；而被寄予厚望的國有商業銀行反而落后，僅占21%；其他9%出質人包括自然人、一般法人等。國有商業銀行對商標專用權作為質押標的始終心存疑慮，對此類新型業務不夠積極的原因主要有兩方面：一是市級國有銀行一般沒有商標專用權質押貸款的審批權，需要報送省級銀行，而省行沒有統一的操作細則和指導意見，且省行缺乏有評估資質的部門和專業人員，商標價值評估缺乏統一準則和技術規范標準，價值確定難度較大；二是商標價值與企業經營狀況密切相關，價值波動較大，銀行在貸后管理過程中，對質押標的的價值變化很難把握和控制。地方中小型銀行業金融機構成為商標專用權質押貸款的主力軍有其必然性。從安徽省商標專用權質押融資取得顯著成績的案例可以看出，我國商標專用權質押貸款處于政府政策導向型的新型業務階段，市場還不成熟，沒有統一的規范和標準；地方政府牽線搭橋的“媒婆”作用顯得尤為突出，甚至是決定性的；而這些地方中小型銀行業金融機構正是扎根于地方、發展在地方，與地方政府有千絲萬縷的聯系，而且更貼近當地企業，對企業有較深入的了解。此外，由于質押貸款成功的企業一般都是當地龍頭企業、著名商標或是屬于政府重點扶持行業，商標品牌知名度高、美譽度高，再加上政府的“擔保”作用，更是雙重保險，有的地方政府甚至還會出臺貼息、補償等優惠措施。所以在政府的推動下，此類金融機構一般會積極的響應，質押貸款成功案例多也就成為必然。
三、各類質押商標所占比例統計分析
從質押商標分類情況來看，出質人質押的商標為馳名商標的僅占貸款件數的3%，省著名商標占貸款件數的54%，市知名商標占貸款件數的30%，普通注冊商標占貸款件數的13%。省著名和市知名商標占貸款總件數的比例竟高達84%，這可以從資金供、需方兩方面進行解讀：一是從質權人（供方）角度，地方中小型銀行業金融機構是商標專用權質押貸款的主流軍，而地方政府牽線搭橋地方中小型銀行業金融機構與地方企業（政府會優先選擇成長型優質的省著名、市知名商標企業，而這類企業一般還沒有發展到中國馳名商標企業的標準），加上政策性扶持，造就了擁有該類商標企業的商標專用權質押融資的高成功率。二是考慮到省著名、市知名商標企業，特別是科技型公司，一般都處于公司發展初期，在不斷消耗完前期的創業成本后，公司進入高速發展期必然會產生融資的剛性需求，加之擁有的優質商標資源優勢，在沒有大額固定資產可以抵押貸款的困境下，商標專用權質押貸款自然成為首選。
四、商標專用權質押企業所屬產業統計分析
關鍵詞：小區；無線寬帶接入；WLAN；WIMAX；LMDS
近些年來，寬帶網絡建設進行的如火如荼，寬帶應用也隨之越來越多，尤其小區用戶對寬帶網絡的需求越來越強烈，各種小區寬帶接入手段也就應運而生。目前小區寬帶接入手段主要是以xDSL、以太網、光纖接入、HFC等有線接入為主。但是隨著擁有筆記本電腦以及智能手機的個人用戶越來越多，人們在期待享受寬帶網絡帶來便利的同時，對可移動性的要求也越來越高，顯然傳統有線寬帶接入手段不能滿足人們這方面的需求。而無線寬帶接入技術正好彌補有線寬帶接入的不足。無線寬帶接入技術與傳統的有線寬帶技術相比具有安裝簡單、易擴展、易管理，以及當網絡覆蓋的范圍內用戶數量增加時，只需再部署幾個無線接入點AP，而不需進行重新布線，因此建網周期短、成本低等特點。小區無線寬帶接入可謂有著良好的發展前景。目前適合于實現小區無線接入技術主要有WLAN、WIMAX及LMDS等。
接下來，本文將介紹WLAN、WIMAX及LMDS三種技術在小區寬帶接入網中的應用，并分析它們適用的場合。
1 WLAN技術在小區寬帶接入中的應用
1.1 WLAN簡介
無線局域網絡（Wireless Local Area Networks； WLAN）是相當便利的數據傳輸系統，它利用射頻（Radio Frequency； RF）的技術，取代舊式礙手礙腳的雙絞銅線（Coaxial）所構成的局域網絡，使得無線局域網絡能利用簡單的存取架構讓用戶透過它，達到“信息隨身化、便利走天下”的理想境界。目前無線局域網標準主要有IEEE802.11系列、HiperLAN標準及HomeRF等。WLAN因其組網靈活、安裝便捷、易于進行網絡規劃和調整及易于擴展等特點，在無線寬帶接入領域得到了廣泛應用。
1.2 WLAN在小區寬帶接入中的應用
1.2.1單AP接入
一般來說室內依托于大樓內敷設，供電條件好及用戶集中，實現無線覆蓋相對于容易。室內無線覆蓋工程通常采用單AP （Access Point，無線訪問節點、會話點或存取橋接器）接入的方法。而小區室外環境場景差異較大，且需要的覆蓋范圍較廣，單AP 接入時，為了能夠擴大覆蓋半徑，經常采用較大發射功率的AP 連接天線方式。現在移動終端一般僅支持802.11b/g/n協議， 根據國家無線電管理局的相關規定：天線發射功率不大于27dBm。 一般單AP接入的信號覆蓋半徑最大可至300m。如果超過300m且覆蓋范圍不大的，并且周邊樓宇已具備無線室內信號覆蓋并功率有冗余的，可對冗余信號進行耦合以擴大覆蓋范圍。具備這樣條件的場景主要有：大樓門廳、商場外的開放區等。
1.2.2 Mesh方式接入
當室外目標范圍較廣，且不具備對冗余信號耦合的條件時，可以考慮采Mesh接入方式。所謂的Mesh故名思意是一種網狀網，其網絡結構如下圖所示。用戶終端通過網關節點接入骨干網，各路由節點不僅為本地用戶提供接入服務，還負責為其它路由節點轉發分組，通過相鄰的其他用戶節點，以多跳方式實現到骨干網的連接。 新用戶可以通過它周圍的其他用戶節點很方便地接人到網絡中。網絡中可有多個網關節點，數據包可根據鏈路條件接入骨干網。
這種接入方式具有快速部署和易于安裝、網絡的健壯性強、帶寬高且能夠實現非視距接入等優點，因此在室外小區覆蓋中有著廣泛的應用前景。但是目前Mesh方式接入沒有統一的標準，不同廠商之間的產品兼容性不好，這是阻礙其發展的主要障礙。
1. 3總結
WLAN技術因其組網靈活、安裝方便成本低、易于擴展、終端支持率高且使用頻段免費等特點，非常適合于將移動終端接入到網絡中，作為有線接入的一種延伸。但因其覆蓋范圍有限、安全性不高，因此不適合于小區覆蓋范圍大，對安全性要求比較高的場合。建議小區比較小的物業公司建立無線接入網時使用。
2 WIMAX及LMDS在小區無線寬帶接入中的應用
2.1 WIMAX簡介
WiMAX技術是基于IEEE802.16和ETSI HiperMan標準體系的寬帶無線接入技術。技術的核心是OFDM/OFDMA，最大貢獻是引入了對非視距和移動性的支持、提供更高的頻譜利用率，以實現無線接入的寬帶化。WIMAX技術的信號覆蓋范圍可達三十英里，這種技術可以在50公里以內的范圍以非常快的速度進行數據通信。在安全性方面，WIMAX通過在MAC層中定義一個保密子層來提供安全保障，是一種非常理想的城域網解決方案。
2.2 LMDS簡介
本地多點分配業務（LMDS）是一種提供點對多點通信的固定式寬帶無線接入技術，其工作頻率在20 GHz以上。LMDS系統可以采用的調制方式為移相鍵控PSK（包括BPSK、DQPSK、QPSK 等）和正交幅度調制QAM（包括4-QAM）。目前可以提供16QAM、64QAM 等大大提高頻道利用率的調制技術。在數據編碼方面，LMDS 采用了一些數字圖像的編碼方式和糾錯方式，有利于提高頻率資源的利用率和系統的容錯能力。可在3～5 km范圍內提供數字雙工語音、數據、因特網和視頻業務，組網靈活方便、使用成本低，支持ATM、TCP/IP、MPEG2等標準，是一種非常有前途的寬帶固定無線接入解決方案。
2.3 WIMAX及LMDS在小區無線寬帶接入中的應用
WIMAX及LMDS技術因其覆蓋范圍廣，安全性高、業務容量大，在小區無線寬帶接入中主要是和WLAN相結合，構成WLAN+WIMAX和WLAN+LMDS無線寬帶接入解決方案。其中WLAN技術主要負責將移動終端接入到網絡，而WIMAX和LMDS主要作為接入點和網關節點間的無線傳輸技術。由于二者使用的頻段受限，設備昂貴，因此比較適合于規模較大的小區，由電信運營商組建的無線寬帶接入網絡。
參考文獻
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[2] 殷蕓 . 小區WLAN無線接入方案. 建設維護[期刊論文]，2009年1期
任職期間主要從事油田通信IT基礎設施運維和IP寬帶數據網、運營支撐系統、數字電視等領域的技術研究。撰寫了《建立基于ITIL的綜合運維管理平臺 提高油田通信整體信息服務水平》的論文，對油田通信運維管理體系的建立提出了很好的建議。作為項目負責人，主持油田通信IP寬帶數據網擴容、營業計費系統升級改造等重大項目的規劃及建設方案制定。2008年7月在中國石油信息管理部廣域網參與中石油總部網絡運維，并主要參與了“十一五”信息化規劃項目之一《企業信息系統管理》的可行性研究報告編制。另外，還參與編制了《大慶油田“十二五”信息技術總體規劃》，主要負責編寫“網絡和基礎設施”、“生產保障”兩部分內容。參與編制了《大慶油田“十二五”信息技術總體規劃》，主要負責編寫“網絡和基礎設施”、“生產保障”兩部分內容。主持編制的《油田通信IP數據網2010-2012年滾動發展規劃》對今后三年的IP數據網絡建設具有較強的指導意義。
為配合NGN項目實施，主持了公司對營業計費系統升級改造工作，這是繼2001年之后首次從整體架構上對營帳系統進行改造，意義重大。作為項目負責人，主持了油田通信萬兆網建設工程、油田數字化系統工程、動力及環境集中監控系統工程、營業計費系統升級改造等工程設計工作。其中，《2004年寬帶網擴容工程》、《2006年油田數字化系統工程》、《114及96760系統改造工程》獲得了油田公司優秀工程設計項目一等獎。
今年，主要參與了《大慶油田三網融合網絡技術與應用研究》科研項目。該科研項目的相關成果在大慶油田，乃至中石油所屬各單位、國內其他任何地區都有廣泛而深遠的應用前景。除此之外，我還參與了《通信資源地理信息綜合管理系統》的技術研究，獨立開發完成了《油田通信“96760”呼叫服務中心系統開發》項目，并分別獲得了大慶石油管理局科學技術進步獎二等獎和三等獎；我主要參與的《大慶油田通信公司SCDMA短信網關工程》獲得了大慶石油管理局企業信息化優秀軟件；我獨立開發的“油城百事通信息系統軟件”、“油田通信網絡協同辦公自動化系統”分別獲得了青年創新成果一等獎和二等獎。
我撰寫的《云計算技術研究及大慶油田云計算中心建設構想》、《IP寬帶數據網建設現狀及發展設想》、《通信公司動力及環境集中監控系統建設》等論文先后在大慶油田信息技術應用大賽、省通信學會學術年會和公司科技論文集中發表。
基于我在企業信息化建設方面所做的努力和取得的成績，我連續6年被公司聘為公司級學術技術帶頭人、技術骨干。2009年2月，我被大慶油田公司評為2008年度油田信息化先進個人。
關鍵詞：教學；課程；研究生；創新
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）45-0128-03
一、引言
研究生的培養不同于本科生，按教育部的相關規定，研究生要求掌握專門的知識和具備獨立從事科學研究工作的能力，具有分析問題和解決問題的能力。
從知識結構上看，研究生已經完成了本科的學習，并掌握了本專業的基礎知識和方法，需要從更深和更專業的層次上，培養學生的獨立研究的能力，包括提出問題、分析問題、解決問題的能力。本文針對“寬帶無線通信”課程的教學實踐過程中，就遇到的困惑、教學組織、學習能力的培養等方面進行分析，并在實際教學中進行實踐。
二、課程教學中的矛盾與困惑
這里涉及到的問題，并非本教學團隊獨有的問題，很多課程教學團隊也可能會遇到同樣的問題和困惑。
1.教學內容繁多與課時數限制的矛盾。“寬帶無線通信”是近年來興起的通信領域的重要方向之一，寬帶移動通信和移動寬帶通信是該方向的重要研究內容，涉及的研究內容廣泛，新的研究內容正在不斷地豐富課程的內容。在移動寬帶化領域，包括3G、4G核心關鍵問題，如載波聚合、多點協作（CoMP）、中繼（Relay）、機會通信、無線資源管理與調度、異構網絡等；在寬帶移動化方向，包括802.11和802.16的全部內容以及移動性管理等。
研究生課程教學時數少，內容繁多，目前部分研究生課程仍然采用全講課的方式授課。針對這樣的問題，我們認為：研究生課程的教學應更側重于講清楚問題，講清楚解決問題的思想方法，而不用再拘泥于具體的算法和內容上，對學生進行有重點的引導，對于具體的算法和內容留給學生課后實踐中去完成。
2.研究生課程教學內容與其研究方向的矛盾。“寬帶無線通信”作為通信與信息系統學科的研究生學位課程，與學科的發展密切相關。但不同的導師從事的科研存在較大的差異，部分導師的工作盡管屬于通信與信息系統的范疇，但科研方向可能與寬帶無線通信不完全相關。導致部分研究生在學習本課程時積極性不高，對布置深入的研究的課程項目，不會主動地去閱讀相關的文獻和資料，處于被動學習的情況。
事實上，作為通信與信息系統的研究生，應當具備和掌握本專業領域內的研究前沿技術和發展方向，課程的內容對學生仍然是非常有幫助的，關鍵是如何讓學生掌握和理解正確的學習方法。
3.教學內容動態性突出與難以及時跟蹤的問題。通信系統在近20多年的時間里，是一個創新不斷涌現的時代，新的研究和技術引領本領域內的持續的創新，尤其是無線通信領域。在寬帶移動化和移動寬帶化的今天，培養具有國際視野的高水平研究生，不僅需要有高水平的科研，更需要在教學過程中，反映學術研究的前沿和關鍵問題。
全球每年在這一領域要發表大量的學術論文，此外還有很多專利、標準。對主講教師來講，要求主講老師能及時跟蹤國際學術前沿，變化教學內容，選擇合適的主題，充實和豐富教學內容。盡管如此，主講教師仍難以把握和體現本領域內的全部研究進展。
4.研究生自主學習意識和自學能力不足的問題。在實際的教學過程中發現，絕大部分研究生盡管具有了英語六級的水平，也初步掌握了本專業領域的基礎知識。但在英文專業文獻的閱讀和理解方面，由于專業詞匯量不足，無法很好地把握文獻的本質；對關鍵問題的深入理解能力不足，英文水平結合專業知識的綜合能力還有待于進一步提高。
三、“寬帶無線通信”研究生課程的教學研究與實踐
1.精心挑選和組織教學內容。研究生的教學內容不能拘泥于教材，一本教材從材料的整理、文獻的翻譯及出版過程等要經歷很長的時間，原來新的知識和內容在等到教材用于教學時，可能已經過時了或者已經不再是研究熱點。但教材較為系統地討論了某一學科方向的經典工作，對強化研究生的基礎知識、了解和掌握學科的方向有積極的作用。
研究生教學過程中，不能忽視文獻和資料的引用，文獻和資料可及時地反映本學科的研究動態。在研究生課程的教學實踐中，除了要求研究生閱讀教材內容外，還需要引入權威的文獻和資料。從教材和文獻兩個方面組織好課程的教學內容。基于本課程的特點，在文獻的選擇方面，應選擇高水平、高質量的近三年內的文獻，包括IEEE Transaction，IEEE期刊以及國內權威期刊的文獻。
基于本課程的特點，本課程的教學內容主要包括3個方面的內容：移動寬帶化和寬帶移動化，并充分關注移動的本質及其演化。移動寬帶化實質上是指移動通信系統的寬帶接入，需要解決兩個方面的問題：一是寬帶無線接入技術及其演化；二是核心網的演化。前者包括OFDM、MIMO及其組合的方法，以及由此衍生出來的關鍵理論和技術問題，如信道估計方法、中繼、CoMP等；后者則包括WLAN和WiMAX技術，關注QoS和移動性問題的解決等；移動性則是寬帶無線通信系統的關鍵內容，包含了移動通信系統中的移動性管理、移動IP以及異構網中的移動性管理問題等。
在教學過程中，為讓研究生全面地了解和把握某個知識點的內容，在講清基本原理和思想的基礎上，適當地選擇了部分國內外權威綜述性的文獻作為教學內容，并幫助學生閱讀和理解。例如，在講解LTE-A的CoMP時，采用了Ralf Irmer等于2011年發表的Coordinated Multipoint：Concepts，Performance，and Field Trial Results綜述性文獻[1]，并在教學過程中，突出文獻中難點和關鍵點，以理解思路和方法為核心；再如，在講述內容時，采用了Bruno Clerckx等學者2013年在IEEE Trans上發表的A Practical Cooperative Multicell MIMO-OFDMA Network Based on Rank Coordination論文[2]，對并對其中的關鍵點進行了深入的分析和剖析。這種教學模式，一方面可以保證學生掌握基礎知識，另一方面也可以讓研究生了解國內外的研究動態及研究的熱點。
2.圍繞課程所涉及的理論和方法的創新開展啟發式教學。啟發式教學一直受到人們的關注，并在實踐中得到了充分的運用。在知識爆炸的時代，一門課不可能討論本課程所涵蓋的所有的問題，需要在課堂教學中，側重基礎、核心關鍵理論和方法論的教學，并結合國際學術研究的熱點和前沿進行講授，拓寬研究生的視野和思路，引導研究生思考問題，提出問題，并養成正確的思考習慣。
（1）借用式創新。所謂“借用式創新”，即借用以往的方法來解決新的問題。在講解OFDM原理和概念時，側重突出的是傳統的無線通信調制方式的不足，無法提供足夠的接入帶寬，研究人員引入了正交性原理，將信道劃分成多個正交的子信道，實現并行并輸，為用戶提供更大的接入帶寬。其實這一想法并不新，在通信早期的研究中已經采用正交的概念。并在此基礎上，不斷地啟發研究生思考，采用了OFDM后，還有什么問題需要解決呢？進而提出信道估計、同步等問題；類似這種創新的思想，在寬帶無線通信中，有很多例子，如MIMO的引入，其實就是通信系統中的空間復用，但MIMO在實現的過程中，也經歷了很多問題，如天線間的距離問題、信道估計等問題。
（2）用批判的眼光發現問題。培養研究生在閱讀文獻和聽課時，學會用批判的眼光去看待事物，發現新問題。問題的深度、高度和水平越深入，則創新性就越強。但不能全盤否定他人的工作，大膽懷疑和挑戰本身沒有錯，但需要尊重他人的成果，尤其是權威文獻和經典的工作。
事實上，很多創新是建立在原有工作的基礎上，作適當的改進以滿足新的要求。例如，移動通信系統就是在原來的固定網基礎上演化而來的，到目前為止，移動通信系統中的很多技術仍然沿用了固定網的技術，如交換技術、傳輸技術、信令等，只是對固定網中不支持移動的部分進行了改進和創新。例如，通過基站覆蓋來解決與用戶的連接問題；為進行移動性管理，增設了歸屬位置寄存器和訪問位置寄存器，并由此提出切換的概念和方法等。
（3）把握對問題本質的理解和認識。理解問題的本質往往比僅論算法和理論更為有效。在討論WLAN時，在講清楚WLAN的概念后，突出WLAN的共享介質的問題，共享介質帶來了幀的沖突。因此，在教學過程中，在課程教學時，將重點放在MAC的調度機制方面。通過收集各種文獻和資料，包括IEEE 802.11的標準，專題討論MAC層調度機制及其演化。為解決共享介質的沖突問題，傳統的方法是CSMA/CA，但這種方法是一種盡力而為的方法，沒有考慮業務的差異。為解決這一問題，人們提出了有QoS保證的MAC層調度機制。在IEEE 802.11標準中，提出了兩種基本的機制，即分布協調功能（DCF）和點協調功能（PCF），提出了多種間隔的時間，如PIFS、IFS等參數。在此基礎上，人們利用這些參數，對不同類別的業務進行分類管理，幾乎所有的算法改進和創新均是基于參數的調整；通過實例算法的討論，進一步突出MAC層調度機制的核心思想是有效的避免沖突，而非事后的檢測。
3.通過文獻閱讀增強學生自我學習的能力。文獻閱讀能力是研究生學習階段的重要內容之一，也掌握和了解國內外研究動態的有效方法，因此，積極引導研究生閱讀并把握文獻內容的把握也是課程教學的目的之一。
學術論文主要包括3部分的內容：①論文所要解決的問題；②具體的解決辦法；③證實解決方案的有效性，包括證明、實驗和仿真等。通常，這3部分通常分布在文獻的不同部分。
論文所要解決的問題，通常在摘要、引言、相關工作、問題陳述和約束部分有詳細的描述和討論。在閱讀文獻時，首先要把握好作者的問題，尤其是摘要和引言部分，作者通常會指出問題研究的背景、現有的成果以及表明作者所作的工作理由等，并且通常不會用形式化的方式描述問題，一般可以理解清楚。因此，閱讀摘要和引言十分重要，同樣摘要和引言的清楚表達是關鍵。
把握解決問題采用的方法和學術思路十分重要，好的學術文獻，通常會描述其采用的方法和學術思想。但研究生在閱讀文獻時，通常會陷入數學公式，如果再遇到數學基礎不太好的話，就難以理解作者的核心思想了。
證實解決方案的有效性往往會被忽視，其實這部分工作對論文采用的方法和學術思想支撐，也是研究生提高動手能力的有效途徑。本課程的文獻大都采用了仿真和實驗的方法來證實方法和學術思想的有效性，包括實驗和仿真環境、建模方法、比較對象的選擇、實驗和仿真過程、數據處理方法以及仿真或實驗結果等。
在本課程的教學實踐中，指定了一些權威文獻，讓學生課后閱讀，并在課堂上進行交流。要求研究生在講解時，忠實對原文的理解。
結合英文文獻讓學生正確理解專業詞匯也十分重要，很多專業詞匯，理解不正確會影響對整篇論文的理解，如通信中經常用“Paging”一詞，不能譯成分頁，在移動通信系統中這個詞的正確理解為“尋呼”。諸如此類的詞有很多，如“Cluster”，理解為“簇”等。
通過對文獻的閱讀，也可提高研究生學術論文的寫作方法和技巧。
四、結論與展望
本文總結了在“寬帶無線通信”課程中的教學實踐中一些體會，包括教學內容的選擇、結合創新思想的教學組織及研究生文獻閱讀能力的培養等方面。在教學過程中，從學生的反映和教學督導聽課的評價來看，這樣的教學實踐，具有很好的教學效果。
參考文獻：
[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.
