宽带技术论文篇(1)

关键词超宽带(UWB)；脉冲无线电；IR；OFDM；DS-UWB

美国联邦通信委员会FCC（FederalCommunicationsCommision）于2002年2月14日通过了一项曾经只应用于军事和政府部门，现今可民用化的超宽带UWB（UltraWideBand）无线通信技术。UWB完全迥异于其它无线技术，具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低，系统复杂度低，功耗小，定位精度精确等优点。在无线通信、网络、雷达系统、图像处理和定位系统中都具有其它技术无法比拟的优点。它不用载波而采用时间间隔极短(小于1ns)的脉冲进行通信，因此也可称作脉冲无线电(ImpulseRadio)，与二进制移相键控(BPSK)信号波形相比，超宽带不采用余弦波进行载波调制而是发送间隔小于1ns的能量脉冲，因此它的带宽极宽，高达数GHz，且由于频谱的功率密度极小，它具有扩频通信的特点。目前，为保障全球定位系统GPS，导航系统和军事通信频段，FCC限定UWB频域在3.1至10.6GHz，且发射功率低于41dB。UWB向民用解禁后，我们更为关注的是它带来的商业和民用价值。

1UWB的特点

⑴带宽非常宽

UWB使用带宽高达几个GHz，频率范围从3.1GHz到10.6GHz。超宽带系统容量大，不单独占用现在已经拥挤不堪的频率资源，而是共享其它无线技术所使用的频段，这使得频率资源日益紧张的今天有了实质性的缓解。

⑵传输速率高

UWB自问世后一直被看作是蓝牙技术的替代品，它可以使电子通信设备之间通过无线互传信息，速率可以达到480Mbps，远高于IEEE：802.11a、IEEE：802.11b和蓝牙数据速率的无线连接。

⑶发送功率非常小

UWB消耗功率很小，一般不超过200微瓦，不及Wi-Fi的千分之五。超低的发射功率极大延长了系统电源工作时间。另外，发射功率小，其产生的电磁波辐射对人体的影响也微乎其微。

⑷抗干扰性能强及保密性好

UWB采用跳时扩频信号，系统具有较大的处理增益，发射时，微弱的脉冲信号分散在极宽的频带中，其输出功率甚至低于一般电子设备产生的噪声。接收时将信号能量还原出来，在解扩过程中产生扩频增益。因此，与蓝牙、IEEE802.11a和IEEE802.11b相比，在同等码速条件下，UWB具有更强的抗干扰性。同时超短而微弱的脉冲信念也使得UWB与其它无线通信设施之间的干扰大幅度降低。UWB保密性表现在两方面：一方面是采用跳时扩频，接收机只有已知发送端扩频码时才能解出发射数据；另一方面是系统的发射功率谱密度极低，用传统的接收机无法接收。

⑸精准的定位功能

UWB系统具备良好的时间解析能力，使其能拥有精确的测距和定位功能，这一功能，可以将通信与定位融合，从而建立更为广阔的应用领域，包括建立高度安全、较佳效能的网络架构，以及精准的存货追踪管理。而在商业用途上，精准的定位功能将可应用到企业的仓储管理上，协助物料与资材的追踪定位。

⑹低廉的芯片成本

由于UWB不调制和解调复杂的载波信号，所以不需要混频器、过滤器、RF/IF转换器、本地振荡器(Localoscillator)以及802.11x常用的超外差所需额外的表面声波滤波器(SAWfilters)等复杂的元件，因而能量消耗很小，也更容易集成进CMOS里。除此之外，也可将射频设计成不需要功率放大器，同时也可以使用CMOS制程，因此具备低成本的芯片结构。

2当前发展状况

UWB的标准目前主要有两大类，分别是摩托罗拉旗下子公司飞思卡尔(Freescale)引领的DS-UWB和由IEEE倡导的MBOA，两者的分歧体现在UWB技术的实现方式上，前者采用直接序列扩展频谱的技术，它可以使很多传输共享相同的频率范围，这使很多小批量(piconets)的UWB设备互相连接更为容易。而后者则采用多频带方式，OFDM方案是将可用的频段分为多个子带，每个子带带宽大于500Mb/s，每一个子带的信号为一个OFDM信号。这两种技术各自有各自的优势和特点，但无法兼容，两种标准的牵头羊为了各自的利益，进行了激烈的角逐，但到目前为止还没有哪一方胜出。从这两个方案竞

争的激烈程度，我们可以预测到UWB技术巨大的潜在市场。技术的成功发展必定会反映在市场的不断成熟和发展上，因此UWB技术所带给世界无线通信市场的冲击将是无法避免和前所未见的，它带来的商业市场前景也是不可估量的。

3商业应用前景

无线通信历来都是一个技术创新层出不穷的领域，超宽带(UWB)实现了通信行业的设想：UWB在噪音标准之下调制数据，与频带内的其它无线通信标准并存而不相互干扰。随着UWB技术逐渐成为标准，行业领先者已经开发出UWB芯片产品，开始推出支持UWB的激动人心的商业应用。

家庭网络的应用中，UWB可以为无线局域网和个人局域网的接入技术带来高速率、低功耗、高带宽和低复杂度的无线通信解决方案，借助于UWB技术，可以家庭为单位建立局域网，使电脑和其它电子通信设备之间通过无线互传信息，从而减少房间布线、提高设施移动性。作为一项正在迅速发展的新技术，UWB将显著改善消费者的家用娱乐产品体验。消费者开始使用家中的PC机或笔记本电脑享受UWB无线技术带来的优越，其独特的优势就会让家庭中的娱乐电器也受益，例如，UWB可以把数码相机和数码摄像机的数据资料，传输给PC机，可以将DVD、VCD等各种视频数据传输到隔壁房间的电视，UWB将实现速度高达每秒110Mbit乃至更快的无线连接，使其非常适合连接电视与DVD播放机和录像机、个人视频记录器以及家庭音响。可以认为UWB是家庭网络更加合理的解决途径。

在定位检测应用中，由于UWB技术具有很好的定位能力，这一特性也可以使其拥有极其广泛的应用前景。由于UWB的高频信号具有很强的穿透力，所以消防员、警察和灾难救援人员可以利用UWB技术侦察出藏在厚墙另一侧、深埋在地下甚至是人体内部的目标物；汽车制造商可利用UWB技术建立汽车传感器、防撞系统、智能高速公路感测系统；此外其定位精度甚至超越了GPS全球定位系统，所以UWB将在定位检测领域有更大的突破。

当前，人们看好UWB技术的利用价值，最主要集中在消费电子应用领域。英特尔、德州仪器、西门子等业界知名厂商也对UWB技术在此领域的应用前景保持乐观。笔记本电脑、PDA、数码相机、扫描仪、打印机、摄录像机、以及MP3播放器等消费电子产品，均可以利用UWB技术进行高效率高品质的视频和音频数据传输。许多国家都已明确了全面实现数字电视网络的目标，UWB技术将在数字电视网络的许多环节上，充分发挥高速、无线和低干扰等优势。用UWB技术传输数字视频信号的速率，是当前有线电视调制解调器的10倍之多。XtremeSpectrum公司在不久前展示的一块UWB芯片样品，可以将数字电视信号同时沿着6个不同的信道传向6台电视机。美国飞思卡尔半导体(FreescaleSemiconductor)不久前在飞思卡尔技术论坛宣布，海尔采用了该公司的UWB(超宽带)无线芯片，推全球首款UWB电视，即将先后在中国和美国捆绑上市液晶电视和媒体服务器。新加坡Cellonics公司研发的一种新调制技术，更是将UWB的应用拉近了现实当中，它演示了UWB技术在消费电子产品中传输多媒体信号的过程，其质量之高、功耗之低而技术之简单，使更多的人对UWB在消费电子中的应用更加满怀信心。

目前，在业界的推动下，UWB技术已经日臻成熟，一些厂商已经推出了UWB芯片和相关产品。目前在试验室，UWB无线传送装置已经可以进行速率为480Mbit/s的数据传送。鉴于UWB技术所表现出来的优越特性和上述广泛的潜在应用领域，乐观者预计到了2006年，UWB技术将可能产生10亿美元的市场。

4小结

一项只用于10米范围之内，传输速率达到几百兆的无线通信技术引起了英特尔、摩托罗拉、西门子等通信业界巨头们的关注，也使家电业各大厂商们看到了UWB的应用前景。自UWB被批准民用后，家电厂商和PC厂商便蜂拥而至进行产品开发，积极拓展此项技术的商业化应用和发展，加快了UWB技术的商业化步伐。总之，UWB可定位于家用类设备和终端间的无线连接。众多的家电类设备，决定了UWB的应用范围相当广泛。UWB向人们清楚地展示了家用电子设备更为简洁的美好前景，在商业多媒体设备、家庭和个人网络方面极大地提高了一般消费者和专业人员的适应性和满意度。基于此，业界必须致力于提供标准与实现技术努力挖掘UWB的潜力。当然，UWB作为民用技术任重而道远，尚有一些应用中产生的信号干扰和频段开放引起的诸如安全性和干扰问题亟待解决。军方、政府、无线运营商和设备制造商等各方之间的利益冲突使得他们在UWB技术的民用化问题上尚有疑虑。但不管怎么说，我们有理由相信，由UWB技术所带来的技术发展和革新会使得UWB技术进入更多的应用领域，带来更为广阔的应用前景。

参考文献

[1]LiuqingYangandGeorgiosB.Giannakis，”Ultra-WidebandCommunications”，IEEEsignalprocessingmagazine1053-5888/04

宽带技术论文篇(2)

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。

宽带技术论文篇(3)

关键词：超宽带；无线通信；电子通信技术

中图分类号：TN925文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2012）09－0155－02

从我们身边的生活就能感受到，有线通信的时代即将成为历史，无线通信逐渐在全球各地以非常快的速度发展起来，在这个最具活力的技术领域里，新手段、新方法随需求变化而层出不穷。其中，超宽带技术自20世纪末发展起来以后，就一直以巨大的发展潜力不断取得新的进展，从国防到社会生活的各个领域都可以看到这一技术的存在。

1超宽带无线通信技术的概念

超宽带是美国国防部在1989年开始使用的一个术语，事实上是对某一频率范围内信号的定义，规定如果一个信号在20 dB处的绝对带宽大于1.5 GHz或分数带宽大于25%，则这个信号就是超宽带信号，而利用超宽带信号进行无线通信被称为超宽带无线通信。

最早应用超宽带技术的部门是美国军方，直到后来才统一了对它的认识和限定。超宽带与常见的通信方式的不同之处在于，现在常用的通信技术使用的是连续的载波，而超宽带技术采用的是极短的脉冲信号，平均来看，每个脉冲信号的持续时间都非常短，通常只有几十皮秒到几纳秒，但是这些脉冲所占用的带宽甚至高达几吉赫。因此最大数据传输速率可以达到几百兆比特每秒。

2超宽带技术的特点

2.1具有很好的共存性

因为超宽带的发射设备的发射功率非常小，所以理论上而言，超宽带技术可以与现有的其他通信系统共享频谱。这种共存性为超宽带技术的实际运用提供了基础。超宽带通信的使用频谱范围是3.1～10.6 GHz，频谱宽度是7.5 GHz，人们可以控制其发射功率，从而以避免其对其他信号的干扰。

2.2发射功率低

由于超宽带系统信号的扩频处理增益较大，即使采用低增益的全向天线，也可使用小于1 mW的发射功率实现几千米的通信。

2.3传输速率高

超宽带无线通信的数据传送速率可以达到几十兆比特每秒到几百兆比特每秒，远远高于蓝牙的传送速度。

2.4抗干扰性能强

超宽带无线发射的信号，分布于宽阔的频带中，输出功率小，在接收端可以将信号能量还原，解扩过程中产生扩频增益。因此，同蓝牙技术相比，具有更强的抗干扰性。

2.5带宽极宽

超宽带正是得名于它的带宽，一般使用的带宽在1 GHz以上，甚至高达几个GHz，加上其共存性，就可以为今天紧张频率资源在开拓一条新的无线电路径。

2.6频谱利用率高，系统容量大

基于共存性的特点，频谱公用在超宽带时代到来时是可以实现的，而且无需正弦载波信号，可直接发射冲激序列，因而超宽带技术使频谱具有极大的系统容量。

3超宽带无线通信技术的发展应用

因为超宽带技术具有共存性的特点，所以它的发展应用和其他无线电技术并不矛盾，应用范围极其广泛。

超宽带无线技术可用于家庭、办公室、个人电子消费品等内容中。因为人们在社会发展的过程中追求的是方便快捷，所以对家庭和办公环境中存在的设备要求也是以这种原则为指导的，电子商正是为满足这种需求，希望能够用无线的方式代替过去各个电子设备之间的有线连接，进行大容量的数据转换和传递，这样不管家庭环境还是办公环境都会更加符合人们的追求。虽然已经存在的蓝牙技术能够一定限度地满足这种需求，但蓝牙技术的低效、慢速、小容量都是它的不足之处。超宽带技术在未来的发展中能够克服这些缺点，提供相当于计算机总线的传递速度，能够用网络储存设备代替个人终端。而且超宽带技术设备的载体具有小巧方便的特点，在任何一个地点都有可能仅仅利用计算机的某一个设备达到运用整个计算机和整个网络的作用。

因为超宽带的隐秘性等特点，军事上可以将之作为有效的通讯技术，采用低截获率的内部无线通信系统，进行地波通信、LPI/D高度计、战场手持LPI/D电台、新型雷达系统、无人驾驶飞机、地面站车、地雷探测等方面的革新。最重要的应用是对现在流行的隐身战术的打击，隐身飞机、隐身舰艇等针对传统雷达所释放的信号频带内有效，但在超宽带带内，隐身战斗机的形象就会暴露。

根据超宽带无线通信技术的精确新的特点，可以将之运用于定位功能，运用极其微弱的同步脉冲可以对高速运动的物体进行有效的锁定，进一步根据返回的数据，可以将所得的内容以图像的形式呈现出来，具有很好的实际运用功能。

4结束语

本文所介绍的关于超宽带无线通信技术的内容只是非常少的一部分，作为一种新型的技术，超宽带还有无限的利用可能性。虽然现在尚处于研发阶段，而且理论转化为实际技术的问题也大量存在，但其广阔的应用前景是非常明显的。未来电子设备的智能化倾向，对短距离无线通信的要求越来越强烈，超宽带技术对于解决这种需求是非常有效的一种技术途径。因此，未来还需要大量的相关研究进行理论指导，同时也需要大量的综述性研究。

参考文献：

［1］赵丽丽.浅谈超宽带无线通信技术的发展［J］.数字技术与应用，2011（3）：30～31.

［2］岳光荣.超宽带冲激无线电性能比较［J］.电子科技大学学报，2003（5）.

［3］杨志红.超宽带无线通信技术［J］.科技信息，2009（9）：63～64.

宽带技术论文篇(4)

1.1应运而生的宽带移动通信网络技术

宽带移动通信网络技术是伴随人们日益提升的生活质量要求出现的，发展的开端是进行较小范围内的信息传递，之后成功的应用科学技术进行通信范围的扩大，保证了信息的完整性和传递性。通信技术应用的范围十分广泛，在初期的战争阶段，成为联络和救援的主要手段，为人们提供了无限的便利。这一阶段的人们发明了无限通信、移动通信电话，以及后期的蜂窝电话等。直到网络时代的到来，拖动人们进入移动通信的网络时代。多媒体介质的帮助，为人们生活提供了更多具有时效性的信息。

1.2宽带移动通信网络技术发展的特征

伴随科技时代的到来，宽带移动通信网络技术成功的将人们的信息传递需求进行整合，改善了传统通信的不良情况，快捷便利的通信很受大众的亲睐。经历了通信发展的不同阶段，现代通信技术在经历革新之后，能够拥有自身独特的魅力，展现新内容支持下的通信特征，进行良好的任务链接操作。宽带移动通信网络技术的特征，就是实现人们对移动式信息传递的需求，满足人们随时随地的通话要求，全方位无死角。新的通信技术能够让用户成为系统主体，支持其他业务的拓展，类似于影音信息的下载和收录都包含在工作内容之中。成功统一各项业务类型，最终实现统一监管的目的。

二、展望未来宽带移动通信网络技术发展未来宽带移动通信网络技术发展的一些思考

2.1未来宽带移动通信网络技术遇到的挑战

未来希望宽带移动通信网络技术更加良好的发展，就必须正视发展中遇到的问题和挑战。首先，需要认识清楚大量数据的统筹管理是未来发展的重大问题，保证信息的统一性和自组能力。其次，面对人们对智能化的要求，进行合理的系统构建处理，也是未来发展必然面对的问题。因为通信技术的改革发展，提升了信息传递的数量，在很大程度上增加了储备所需的空间。能够完成支撑大量数据支持的网络通信环境也是问题发展的重点，加强宽带执行工作的速度成为未来发展的重要工作内容。未来的宽带移动通信网络技术，离不开计算机技术的支持，能够将二者良好的融合，也是成就技术提升的关键，保证人们通信质量的提升，必须实现工作效率的高度统一。宽带移动通信网络技术的发展和进步，一定会经历许多挑战，本文中分析的问题只是其中一个部分，专注于科技研发工作还需要付出相当多的努力。

2.2未来宽带移动通信网络技术发展的技术支持

发展宽带移动通信网络技术，要坚持完善良好的通信网络体统，满足技术支持要求。针对数据的管理工作要严谨，适当的调配能够良好的运作管理系统，在支持数据传递的过程中，能够提升传递速度，也是未来发展的重点。将计算机技术与通信技术完美融合，保证多媒体技术的多方面支持，进一步体现综合能力服务的高端性和专业性。

三、结论

宽带技术论文篇(5)

关键词：宽带数据平台；宽带接入网络；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1674-9324（2012）05-0017-02

随着Internet的规模扩大和应用范围的扩展，各种网络应用技术不断涌现，用户群的不断扩大，上网速度成了最大的问题。宽带上网已成为广大因特网用户最为迫切的要求。宽带网络不仅可以实现窄带网络能够提供的网页浏览、E-mail、FTP等功能，还可以满足语音、数据、图象等大量信息同时传送的需求，实现远程教育、远程医疗、视频点播、网络电话等功能。企业对宽带网技术的需求也日益增多，而目前学校对学生在网络技术上的培养仅停留在网络基础知识的学习，与实际网络运营状况脱节。学生无法将学到的网络基础知识和实际网络设备相结合。为了使学生在掌握通信基本原理和技术的前提下，掌握宽带接入的原理和技术，了解实际运营商的运营设备，掌握宽带接入网的组网模式，通信专业学生开设了基于宽带数据平台的《宽带接入网络》课程。在多数高校中，这门课程多以理论教学为主，主要讲述宽带接入网络的基本原理及其应用。这种纯理论的授课方式抽象枯燥，与实际相脱离，忽视了知识体系的融合贯通。通过对《宽带接入网络》课程的深入分析，本文提出了搭建宽带数据平台，建立宽带接入网络实践课程体系，使理论教学与实践教学相结合的教学改进措施，在具体的教学实践中，取得了较明显的效果。

一、宽带数据平台的搭建

该平台采用了华为公司的MA5300宽带接入系统、NGN软交换实验系统、数据通信系统、SDH光传输系统和学生实验终端等。它定位于实际的组网环境，采用规模商用、成熟先进的设备，同时兼顾成本，尽量采用小规格但功能完备的产品，满足通信专业学生对通信设备实际操作的要求，增加实践环节，验证宽带接入网的通信协议工作方法和原理，可以全方位演示用户通过相关通信设备接入因特网的过程。宽带数据平台结构图如图1所示。

二、实验软件设计

由于该平台采用商用设备搭建而成，要支持开设实验课程，为多人提供同时实验，还需要为现有平台开发一套界面友好、稳定、支持多种实验以及多人同时开展实验的实验软件。实验软件基于VC++6.0环境开发，各用户终端和设备服务器端采用C/S结构通信。实验软件分为两大部分实现：服务器端程序和用户终端程序。服务器端程序在宽带数据平台运行起来之后始终保持运行状态，等待用户终端发送的连接加载申请。用户终端程序运行在各用户终端的计算机上，由于需要支持多名学生同时实验，而每个学生每次实验需要长时间的编写脚本，因此各用户终端并不需要时刻与宽带数据平台通信，只需在输入命令全部执行正确，并生成脚本后，才能向服务器程序申请加载脚本，服务器端程序为申请加载脚本的用户终端程序分配5分钟实验时间，供学生将生成的脚本传送给宽带数据平台，观察实验结果，5分钟时间结束后，服务器端程序断开和该用户终端程序的通信，并向宽带数据平台发出清空上一次实验数据的命令，数据清除后，继续等待下一个用户终端程序的加载申请或者从等待队列中找出下一个需要加载数据的用户终端。服务器端程序和用户终端程序的通信原理如图2所示。

1.服务器端程序。服务器端程序主要功能包括与用户终端程序的通信、与宽带数据平台的通信、管理预加载队列和计时等功能。服务器端程序在E-Bridge服务器运行起来后开始运行并始终保持运行状态，当收到用户终端程序发来的加载申请，则提取该用户的信息加入到预加载队列中，等待服务器分配实验机时。服务器端程序实现的流程图如图3所示。

2.客户端程序。客户端程序运行在用户终端，主要功能包括：用户输入命令分析、脚本生成、与服务器端软件通信和生成硬件状态模拟界面等。客户端程序实现的流程图如图4所示。

三、教学内容与方法的改进

1.教学内容需要增加和实际密切相关的部分，增加对新引入的宽带数据平台的讲解，使学生熟悉这些目前社会上正在使用的设备，增加就业筹码。

2.部分章节进行一体化教学。《宽带接入网络》以前的教学中多以理论教学为主。引入宽带数据平台后，可借鉴一体化教学的模式，将理论与实践操作结合进行教学。比如，对PPPoE配置的讲解，传统的教学方法是课堂授课，讲解配置的各条语句的意义等，枯燥乏味，大多数学生听得昏昏欲睡，教学效果较差。采用一体化教学，将理论与实践和二为一，促进理论知识与实践教学融合，让学生在学中练、练中学，理解理论知识，掌握技能，打破教师和学生的界限。教师就在学生中间，大大激发学生学习的热忱，增强学生学习兴趣，学生边学边练，收到事半功倍的教学效果。

3.增加综合性设计实验。传统实验的教学模式，存在实验过程简单、实验结论单一的问题，没有达到引发学生兴趣和提升自主思考能力的目的。为了增强学生的自主性，在实践教学中可以增设一些综合性设计实验，在这类实验中，通过给学生提供实验的题目和实验目的，由学生自主设计实验步骤，根据设计不同可以获得略有区别的结论，引发学生学习兴趣。

4.改革考核办法。传统的考核方法以试卷考核为主，这种方法只试用于基础理论课的考核，对于《宽带接入网络》这类理论与实践相结合的课程不适合。为了激励学生更好地掌握这门课程，提高动手能力，考核分为2步完成，一部分以试卷的方式考核理论部分，占总成绩的50%；另一部分由实验课老师选择实验课内容，由学生动手操作，教师给出成绩，占总成绩的50%。

宽带数据平台、实验软件以及本文提到的教学内容与方法的改革措施已应用于具体的教学实践中，取得了较明显的教学效果，学生们的学习热情明显提高，自主思考和动手能力也有所提高。《宽带接入网络》是一门不断高速发展的学科，社会对掌握宽带接入网络人才的要求也日益增加，对这类人才的要求也不断变化和提高，因此我们的教学内容、教学方法和教学手段必须不断更新和完善，因此《宽带接入网络》课程的教学研究工作任重而道远。

参考文献：

[1]陆卓彦.浅析宽带接入网技术及发展趋势[J].中国电子商务，2011，（7）.

[2]钱颖.基于现代通信网络平台的教学新模式研究[J].科技信息，2010，（24）.

[3]胡启平，马军，袁志刚.浅谈网络教学软件的开发与制作[J].广西医科大学学报，2004，（S1）.

宽带技术论文篇(6)

关键词：宽带；移动通信；端部加载技术；双套筒技术；全向

0引言

新的通信技术，尤其是扩频技术、跳频技术以及捷变频系统需要尽可能宽的天线带宽[1]。更大的信道容量以及更快的数据传输速率也同样需要超宽带天线作为后盾[2]。近些年来，天线设计者们设计了很多用于移动通信的宽带天线，它们通常是贴片天线或者偶极子天线[3]，而水平全向的双套筒天线并不多见。对于传统套筒天线，由于其内部振子半径到套筒半径的突变，通常会导致阻抗匹配不够理想，带宽较窄。通常VSWR<2或VSWR<2.5，甚至VSWR<3[2][4]-[6]，这会带来超过30%的电压反射，在大功率情况下会严重影响系统的性能。而在VSWR<1.5的前提下，传统套筒天线的带宽将变得更窄，难以满足现代通信需求。因此，基于传统套筒天线带宽不足的现状及现代通信的需求，迫切需要设计出新型的匹配良好的超宽带天线。图1给出了该新型宽带双套筒天线的建模结构图和截面图。其中，套筒下端振子伸出的部门为端部加载部分。该天线各结构尺寸参数如表I所示。

1新型宽带双套筒天线的仿真与实测结果

如图2所示，该天线综合运用了端部加载技术和双套筒技术[7]，在VSWR<1.5的前提下，其工作频率范围为1.177GHz~1.851GHz，即其阻抗带宽为1.57:1，相对带宽为44.5%；在S11<-10dB的情况下，其工作的频率范围为0.796~2.773GHz，即其阻抗带宽为3.48:1，相对带宽为110.8%。仿真工作频率范围及带宽总结如表II所示。图2.仿真S11曲线表II新型宽带双套筒天线仿真工作频率范围及带宽由图3给出的在0.8GHz、1GHz、2.7GHz处的三维远场方向图可以看出，该天线具有与对称振子天线相似的方向图，即在H面具有全向的辐射特性，且在水平方向具有最大增益。图3新型宽带双套筒天线的三维远场方向图为了验证理论仿真的正确性，按照仿真模型尺寸加工出了工作中心频率为1.6GHz的天线模型。加工出的实物天线如图4所示。图4新型宽带双套筒天线实物图由图5，新型宽带双套筒天线实测与仿真S11的对比曲线，可以看出，在S11<-10dB的条件下，测得该双套筒天线的工作频率范围为0.783GHz~2.72GHz，即阻抗带宽为3.47:1，相对带宽为110.6%。其三个谐振点分别为1GHz，1.6GHz和2.5GHz。在VSWR<1.5的前提下，其工作频率范围为0.86GHz~2.07GHz，即阻抗带宽为2.41:1，相对带宽为82.6%。测试结果总结如表3所示。同时，由图5可以看出，实测曲线与仿真曲线的变化趋势是基本一致的，从而进一步证明了该天线结构可以拓展天线带宽的正确性。

2结论

在本文中，采用端部加载技术和双套筒技术，设计并制作了一个可以同时覆盖2G，3G，4G移动通信的宽带双套筒天线。天线端部加载部分对振子天线输入阻抗的虚部起到了抵消的作用，从而使天线的阻抗曲线变化平缓，达到了拓宽天线阻抗带宽的目的。对加工后的实物天线进行测试，结果表明在S11<-10dB的条件下，该天线的工作频率范围为0.783GHz~2.72GHz，及阻抗带宽为3.47:1，相对带宽为110.6%。在VSWR<1.5的前提下，其工作频率范围为0.86GHz~2.07GHz，即阻抗带宽为2.41:1，相对带宽为82.6%。该天线同时兼具传统振子天线所具有的水平全向辐射特性。实测结果与仿真结果基本吻合，证明了端部加载技术和双套筒技术的有效性。端部加载技术和双套筒技术可以为宽带天线的结构设计提供新思路，具有较高的研究价值。该天线可以同时覆盖2G，3G，4G移动通信频段且具有水平全向的辐射特性，适合用作移动通信中的农村话务基站天线。它解决了传统基站天线阻抗带宽不够，需要多副天线来覆盖很宽的频率范围，且在小空间内天线之间相互产生邻近效应的问题，具有很高的适用性。

作者:郎少波 袁 斌 李 翀 熊 俊 付 云 梁鹏飞 单位:上海交通大学

参考文献

[1]ThomasKG,LeninN,SreenivasanM.Wide-banddualsleeveantenna[J].IEEEtransactionsonantennasandpropagation,2006,54(3):1034-1037.

[2]XuLinQuan,RongLinLi,SeniorMember,IEEE,andManosM.Tentzeris.ABroadbandOmnidirectionalCircularlyPolarizedAntenna[J].IEEEtransactionsonantennasandpropagation,VOL.61,NO.5,May2013:943-947

[3]YuehuiCui,RongLinLi,PengWang.Anovelbroadbandplanarantennafor2G/3G/LTEbasestations[J].IEEEtransactionsonantennasandpropagation,VOL.61,NO.5,May2013:2767-2774

[4]WuW,YinY,ZhaoY,etal.Aminiaturizedlow-profileantennaforWLANcommunications[J].Microwaveandopticaltechnologyletters,2010,52(6):1384-1386.

[5]XulinQuan,RongLinLi,ManosM.Tentzeris.ANovelBroadbandOmni-DirectionalCircularlyPolarizedAntennaforMobileCommunications[C].IEEEAntennasandPropagation(APSURSI),2011:1777-1779

宽带技术论文篇(7)

引言

最近几年，通信业发展潜力最大的两个领域是移动通信与互联网，从逻辑上讲，我们需要进一步对这两种技术进行结合，以便使信息接入既不受信息源的限制，也不会受接入者的位置限制，因此产生了无线移动互联网。它的出现给人们的日常工作与生活带来了巨大的变化，从此，人们便可以从互联网上获取多种多样的多媒体信息。但一开始为互联网设计的互联网协议是针对有线网络的，由于无线链路本身具有固有的波动性、不确定性等缺点，在无线链路上传送时这些协议的性能将会大大减少，因而，怎样提高移动互联网的性能和怎样发展无线移动互联网成了一个值得研究的话题。本文就将对移动互联网及宽带无线通信的未来发展进行详细的介绍。

1、移动互联网发展呈现多元化

在上世纪90年代，移动通信技术和计算机网络得到了飞速发展；随着用户对无线服务全业务类型和泛在化的需求，日益呈现出移动通信宽带化及宽带移动化的特点，“两化融合”的推动使移动互联网成为宽带无线通信的主要发展目标。

技术在移动互联网时代已不再是障碍，使用手机观看视频也将不再是看上去很美的情况，用户、运营商的期待值通过移动互联网实现。然而，音视频业是实现让所有人都能通过任何一种物理网络方便地获得所有想要的信息服务，它的最终目是实现无所不在的视频。语音短信和视频呼叫的互动，所有使用者都可以收到本文由论文联盟收集整理实时消息，并能够用音视频、文本或图片等信息与其他人互动。

这就是移动互联网未来的发展方向，多媒体业务不仅仅指单向的用户接收信息，还指更多模式的互动。呼叫中心可以使用这样的互动和用户进行更好地交流，使用户更直接地感受运营商以及企业的服务，更高的满意度指数由双向的沟通所成就。视频博客、移动广告、远程协助、点播影视剧等是基于ip的应用，如多媒体彩铃、视频会议以及统一通信等传统网络的视频服务都将有更大的发挥空间。

3g网络在行业运用当中有如下特点：第一，在行业运用当中，3g的技术具有明显的优势；第二，我们3g网络的生机和活力将通过行业运用散发，在我们将3g和视频识别技术结合起来以后，使得各个行业应用的领域取得了较大的进展。目前，金融、保险、环保、防汛监控、危险品等各方面行业运用都有着丰富的客户需求和广泛的应用前景。移动通信的应用领域得到拓宽，行业的服务内容得到丰富，行业的工作效率得到提高。由于3g技术的普及和运用，原来移动通信已经没有办法涉足，或者极少涉足的行业运用3g时代可以得到方便的解决和实现，行业的内容得到了很大的丰富。

在3g全球化的过程中，市场应用的潜力和行业应用的前景是我们必须充分地认识到的。随着两化融合的深入和社会的不断发展，不同行业对3g应用的需求更加凸显，用户对高带宽移动通讯网络的需求更加迫切。行业应用主要有三个方面的需求点：提高效率型，节约成本型，以及资源集中型。各行各业都拥有较少的高精尖人才，所以，各行各业都希望解决的难题即是创造更大的价值。

2、无线通信网的发展呈现宽带化

基础信息论的发展呈现出从点对点到多点对多点信道的特点，其中mi—mo——多人多出是它的具体表现；信道容量可以成倍地提高；带宽和天线发送功率不增加；利用多天线来抑制信道衰落。

理论上讲，随天线收发数目增加，mimo容量也会增加，但是，受信道环境、子信道独立性等制约，在实际应用中还无法实现理论容量。业内探讨的问题成为如何进一步提高mimo性能，mi—mo研究突破点包括两个方面：一是各类信道环境下预编码最优码书设计；二是多用mimo预编码码书设计，在此情况下，产生了多天线预编码技术。

作为下一代无线通信系统关键的技术之一，协同多点传输技术可以很大提高小区边缘用户性能以及系统平均吞吐量。在comp的多项指标中，作为反映网络最大承载能力的衡量标准，容量备受产业和学术界的关注。然而，目前我们关于comp的容量研究大都是从方案设计及仿真分析得出的。

将来宽带无线通信网重要的发展方向及关键技术之一是网络编码和网络信息论，它使得用户间信息独立的特性被打破。由于无线通信有限频谱资源和用户无限的速率需求存在矛盾，利用无线电磁波自然叠加网络编码和特性，物理层网络编码应运而生。