時間：2023-05-28 09:16:15
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1.實驗室條件和環境較差
由于大部分學校都在進行學生的擴招和學校的擴建，通信專業的人數也會大幅度地增加，學校在擴建過程中會存在資金問題，導致對于實驗室儀器設備的資金投入不足，設備更新緩慢，與現代快速發展的通信技術嚴重脫節，學生在實踐過程中學到的知識也是幾年前的，已經過時。同時在擴招過程中該專業人數大幅度增加，導致實踐教學的場地緊缺，存在多人共用一套實驗設備進行實踐學習的情況，這就導致實踐教學的質量不是很理想。
2.實踐教學的老師對于這門課程不夠重視
與老師熟知的理論教學相比較，實踐教學操作十分麻煩，其中各種各樣的環節讓人頭疼，長期從事理論教學的老師難以適應這樣的教學過程，他們就會選擇逃避，沒有將實踐教學真正地開展起來，學生只是進行一些簡單的操作，無法學到真正的知識，沒有獲得實際的動手能力和創新能力。有些學生在老師的影響下也是持比較消極的態度，認為該專業的實踐教學可有可無，沒有十分重要的存在意義。
3.提供給學生的實習單位較少
有些學校處在偏遠地區，當地沒有大型的通信企業，城市的經濟相對較為落后，只有一些移動、聯通、電信的服務型營業廳，沒有從事通信工程方面的產品生產的大型公司，所以學生很少有機會進行實習，如果到深圳、廣州等通信產業發達的城市進行實習，不僅組織起來比較困難，而且需要大量的資金投入，學生過去之后的管理問題也不是特別的方便。所以老師只是為學生講解一些實習的經驗供學生參考，學生學習效果不明顯。
4.集中式的實踐教學多是形式主義
在通信工程專業的實踐教學中大多采取的是集中式的實踐學習，在這個時間段學生要進行畢業論文的撰寫，學生在時間上存在較大的問題，他們沒有足夠的時間寫自己的畢業論文，往往就在網絡上下載一些資料，選擇一些沒有創新意義的主題，抄襲問題不可避免。學生專業工程實踐的時間和畢業論文的時間沖突，學生為了順利畢業，把很多時間用在寫畢業論文上面，集中實踐的效果從而受到影響，這樣就導致集中式的專業實踐教學形式化，沒有達到想要的效果。
二、通信工程專業實踐教學環節教學改革的主要方式
1.加強通信工程專業課程體系的建設
通信工程專業的課程設計主要培養學生的能力，科學合理地構造該專業的課程模體系和專業模塊，根據不同學生的不同能力、不同愛好，老師為他們選擇合適的模塊，讓教學的基本要素和基本內容與學生能力密切聯系。
（1）通信基礎課程。學生主要學習的課程有信號與系統、通信原理、通信電子線路等，在對這些理論基礎學習的時候注重培養學生的信息分析處理能力，為以后的專業課奠定基礎，讓學生對通信系統有一定的分析和設計能力。
（2）通信技術課程。學生需要學習的課程有移動通信、光纖通信、計算機通信網、交換技術等等，主要讓學生能夠圍繞著通信技術進行其中的理論學習，掌握現代的通信技術，將其應用到通信行業，促進通信行業的發展，促進新產品的開發。
（3）專業任選課程。學生學習的主要課程有電子測量技術、數字圖像處理、光傳輸和光交換、電信業務開發等等，這些課程主要是根據學生興趣開設的專業方向課程，相對來說難度大一些，主要是讓學生有一個學習的專業方向，學生根據自己的特長和興趣學習專業課程，學生學習的積極性和主動性也會提高，視野更加開闊，為以后工作打下必要的專業基礎。
2.加強通信工程專業實踐教學體系的建設
通信工程專業課程基本體系的建設要以實踐教學體系為重點，在通信工程專業的實踐教學環節中，其設計性、科學性、創新性要全面地體現出來，讓每個學生在實踐中都能夠提升自身的能力，并且要注重學生整體能力的培養，加強實踐教學的應用性，讓學生在實踐中分析問題、解決問題，對于課程設計、畢業設計重點管理和監督，學生在實踐中有明確的目標，各自有明確的任務和分工，全面構造通信工程專業實踐教學體系，為學生在未來的就業競爭中提供有效保障。
3.加強通信工程專業實驗室的建設
在通信工程專業實踐中，實驗室是學生的主要實踐地點，學校應當關注實驗室的設備的更新，對實驗室進行科學合理的管理，加大資金的投入，為學生創造良好的實驗室學習和實踐條件，同時實驗室也要制定相應的管理制度，損壞實驗儀器的學生應當賠償一定的費用，學生在實驗室進行實驗之后要打掃衛生，保障實驗室的良好環境。實驗室應當長期對學生開放，為學生提供良好的實驗環境和條件。
4.加強校企協作，在校外投資實習基地
實習是實踐教學的重要組成部分，學生總是在實驗室中進行實驗無法學到真正的工作經驗，只有將學生帶到通信工程的企業，讓他們在其中進行實際的動手操作，他們才會學到實際有用的東西。因此，學校就必須與校外通信企業進行良好的溝通，學校與企業之間聯合進行人才的培養，共同制定實習方案，讓學生參與到實際的測試、開發、設計中，增加學生的興趣，畢業后學校為該企業提供專業型人才，保持與該企業的良好聯系。如果條件允許，學校可以在校外投入資金建設校企，這樣就更加方便學生進行實習。
三、結束語
1.1施工材料與設備
材料與設備是建設通信工程的基礎物質條件，倘若材料與施工設備本身質量存在缺陷，那么工程整體質量絕對會受到影響。通信工程中最為常見的材料之一是光導纖維，又稱光纜。假如選擇不當或使用了劣質光纜，工程項目完工后投入使用的壽命與效果均會明顯不達標。在通信工程施工中，儀器儀表是必不可缺的關鍵設備，針對工程項目的特殊要求，因此使用到的儀器儀表規格、功能、精度等級都是不一樣的，一旦混淆使用或操作不當均會給施工質量造成嚴重損害。
1.2施工工藝與方法
施工工藝與方法的選擇是決定施工質量的關鍵。通常，通信工程項目的施工工藝與方法是在施工前就已經確定的，若無特殊情況是不可隨便更改的。各類新技術、新材料逐漸滲透進工程建設工作中，要協調好技術、材料、設備間的相互聯系，充分發揮出各類組成成分的優秀性能，施工工藝的選擇至關重要。在現實施工過程中，施工質量與進度，很大程度上取決于施工工藝與方法是否合理。
1.3作業條件與環境因素
工程施工現場環境和作業條件是影響施工質量的主要外因。由于通信工程施工周期長，施工范圍比較大，所以容易受到環境條件的影響。惡劣的環境條件無法滿足施工對作業條件的需求，勢必會對施工質量造成影響，偶爾還會因為天氣過于惡劣，施工作業不得不暫停的情況，嚴重影響施工進度。所以，在施工過程中施工人員務必對環境因素進行充分考量。
二、通信工程施工質量控制的有效對策
2.1施工準備階段的質量控制工作
通信工程項目施工準備工作，是為后期施工的順利開展奠定良好基石。所以，施工準備工作不可怠慢。以光纜線路工程為例，施工準備工作具體可從以下幾方面著手：2.1.1技術準備拿到設計圖紙后，施工人員應對其進行研究，如有疑問應及時與設計部門溝通，并對設計工程量進行核對，確定準確無誤，開始擬定技術實施方案。組織施工人員進行路由復測及技術交底。另外，要準備足夠的施工技術材料，結合施工規范與質量驗收標準，制定適合的施工組織計劃與質量控制措施。對施工期間所需要使用到的材料和儀器進行檢查，一經發現任何異常務必及時處理。把所有的準備工作落實到位。2.12光纜單盤檢測在準備階段，應著重注意查看光纜技術性能是否完好。可借助光時域反射儀，檢驗測試光纖的衰減、長度及色散等參數，確保光纜各項指標能夠滿足施工需求。結合光纜訂貨清單與設計要求，對光纜的規格、型號、長度進行檢查。光纜開盤后，重點檢查纜身有無破損，端頭封裝是否嚴密。尤其是在對材料的相關性能進行測試時，要做好材料檢測結果的記錄，方便日后工作交接或對質。確定光纜出廠合格證與測試記錄均符合標準，為光纖性能提供可靠保障。2.1.3光纜配盤光纜的配盤工作至關重要。一般情況下應以復測路由的結果作為主要依據，通過計算確定最終光纜鋪設的總長度，根據工程需求選擇合適單盤進行配纜。原則要求：根據路由復測，光纜配盤應盡量做到整盤敷設，減少接頭，同時應考慮人（手）孔間的累計距離及必要的盤留，減少浪費光纜。保證全程衰耗指標達到設計要求；近局端設備側光纜長度不少于1公里，且光纜接頭盡可能避開交通要道；不同型號的光纜按設計要求進行布放；編制并保存好中繼段光纜配盤圖，以備竣工資料使用，為日后通信工程的正常維護提供方便。
2.2施工過程中的質量控制
通信工程的施工環節對工程質量影響深遠，若希望為工程施工質量提供可靠保障，務必采取有效措施，處理好施工過程中的每一個細節。通信工程的各個工序是一環扣一環，各環節的施工質量與否至關重要，對任何異常情況都要給予及時干預，盡量避免紕漏的出現。2.2.1光纜架（敷）設光纜架（敷）設可謂是整個通信項目建設工作的重點內容，其施工質量的好壞將會直接影響到后期的施工質量。光纜架（敷）設方式一般分為：架空光纜、管道光纜、進局光纜。架空光纜架設前，應檢查并保證架空桿路及相應吊線的施工質量符合相關的規范要求。在架設光纜時，通常利用掛鉤吊掛；在山地或路面不平的地方架設光纜，則以綁扎法固定光纜。光纜接頭應盡量設置在方便維護的地方，預留光纜一般固定在電桿上。架空桿路的光纜間隔3~5檔桿則需設置U型伸縮彎，避免因溫度變化而引起的熱漲冷縮。當架空光纜轉為管道光纜時，應使用鍍鋅鋼管予以保護并用防火泥封住管口。鋪設管道光纜前，務必要提前檢查管道內有無異物，有無堵塞現象。光纜布放的孔位以設計文件要求為主，如有變更應及時做好記錄。光纜敷設之前須先在管孔內穿放光纖子管，光纜敷設盡量選擇同孔位同顏色子管敷設，其他空置的管孔孔頭要進行封堵，避免管孔的堵塞，便于后期其他管線敷設使用。結合人工敷設的方法來看，為確保光纜不會受到磨損，管道光纜應盡量采取整盤的方式進行鋪設。布放時盡量降低牽引力，而整盤光纜的布放則從中間開始，分別向四周進行布放，于每個人孔處設置施工人員輔助牽引。光纜出管孔15cm內，不可進行彎曲處理，人（手）孔內的光纜余線要進行必要的固定，并貼上不同標志方便識別。局內光纜敷設時，一般從局前人孔經進線室引至傳輸機房。布放時上下樓道及每個拐彎處應設專人，按統一指揮牽引，牽引中保持光纜呈松弛狀態，嚴禁出現打小圈和死彎。應根據設計要求或規定留足預留光纜，預留光纜應盤放在繞圈盤上。光纜經由走線架、拐彎點（前、后）應予綁扎，并墊膠管，避免光纜受側壓。光纖在機架內的盤繞應大于規定的曲率半徑。金屬回強芯、屏蔽線、鎧裝層，應按設計要求接地或終結。局內光纜應當作好標志，并在醒目部位標明方向和序號。2.2.2光纜接續該環節為工程施工中的關鍵部分，這部分工作的質量將會直接影響到施工質量與日后投入使用的效果。所以，在施工期間，務必給予該環節足夠的重視，利用有效措施，增強質量控制力度。具體可通過以下方法進行：首先，在剝離光纜護套時，務必把握好切割深度，過淺會導致切割不充分，過深則容易損壞纖芯。其次，在光纖涂覆層剝離時，操作者應注意動作輕柔且干凈利落，在順利剝離光纖涂覆層的同時，不會對光纖造成損害。再者，光纖端面切割是整個接續過程中的關鍵。在對光纖進行切割的過程中，操作者務必要做到平穩、迅速，確保斷面平整干凈無毛刺。最后，在進行光纖熔接的操作時，操作者應注意仔細查看熔接情況，發現異狀，應立刻停止熔接并查明原因，妥善解決問題。接續損耗應達到規范要求。2.2.3測試光纖接續時，施工人員要對熔接過程中的所有光纖進行雙向測試，實時監測光纖熔接質量，嚴格核算光纖損耗，抽查盤纖質量。最后，在封裝接頭盒前，務必再次對所有光纖進行反復檢測，確保全程衰耗達到設計要求。確定無誤后方可封盒，以免因需調試反復開啟接頭盒，影響封盒質量。最后做好測試記錄，收集技術資料。
2.3竣工驗收階段的質量控制
在進行該環節工作時，首先要對竣工驗收資料進行匯總與整理，形成竣工文件，對工程質量進行初步驗收。工程初驗中發現的質量問題應在建設單位及監理單位規定的時間內，按規范要求進行整改。整改的工程項目應重新經過驗證，合格后交付建設單位，并辦理相關的簽證手續。在終驗期間，要對工程進行全面、徹底的檢查，具體操作可結合相關質量評定標準執行。工程質量應符合國家現行有關法律、法規技術標準、合同規定及設計文件的要求。驗收合格后交給維護單位。筆者需要強調的是，在進行隱蔽工程質量現場驗收時，要會同建設單位和監理單位做好隨工簽證記錄，為順利驗收與投入使用提供可靠依據。
2.4提高對影響工程質量因素的控制力度
為進一步提高通信工程的整體施工質量，提高防范意識，加強影響工程高質量的各類因素的監管力度很有必要。具體詳情如下所示：2.4.1加強對施工人員的管理力度前文中提到，在通信工程施工期間，人為因素是影響施工質量的重要因素。所以，筆者認為，應加強對施工人員的管理力度，最大化降低失誤的發生率。要定期舉辦培訓活動，加強技術考核，注重對道德文化的培養，幫助員工樹立正確的思想觀念，始終堅持質量第一。同時，加強對現場施工與管理人員專業技能的培訓，提升他們的專業技能水平，能夠選擇正確的施工工藝與施工方法，并規范執行各項操作。最后，要設立健全的責任制與獎懲制度，激發員工工作積極性，對員工不良習慣和違規行為加以約束。提高員工責任感，激發員工工作潛能。對于部分施工難度系數大、技術含量要求高的施工環節，盡量選擇技術過硬的員工來完成。2.4.2加強施工材料與設備的管理前文中筆者談到，材料與設備是建設通信工程的基礎物質條件，倘若材料與施工設備本身質量存在缺陷，那么工程整體質量絕對會受到影響。所以，提高對材料與機械設備的管理力度，為工程質量提供良好保障很有必要。施工管理人員對材料質量要進行嚴格把關，結合工程需求，篩選合適材料。對進場的材料進行仔細審核，材料務必三證齊全且密封性良好，抽檢結果也要毫無問題。材料入庫后，應指定專人進行管理，負責材料的出庫與入庫，避免因管理不善引起資源浪費現象的發生。要對施工期間需要用到的機械設備進行檢查，確保其性能是否良好，精準度是否符合標準。另外，還要定期對設備進行保養與維護，必要時送相關計量中心檢測，確保設備隨時保持最佳的工作狀態，滿足工程施工的需要。2.4.3方法因素的控制施工決策層應提前根據工程設計，結合現有人力資源與物力資源，擬定科學、合理、可行性強的施工規劃，選擇最為合適的施工方法，提前準備好各類突發事件的應急措施。盡量確保項目施工順利進行，在提高施工效率的同時，提高資源有效利用率，為工程質量提供可靠保障。2.4.4環境因素的控制在項目施工期間，工程施工現場環境和作業條件是影響施工質量的主要外因，由于通信工程施工周期長，施工范圍比較大，容易受到環境條件的影響。所以，要根據工程技術環境、施工現場作業環境的實際情況，采取有效措施，盡量降低環境因素對工程質量的不利影響。共建和諧、文明的施工環境，降低安全事故的發生率，為施工質量創造有利條件。
三、結束語
電力系統通信工程設計一體化相關單位在與電力企業的合作上較為分散，而且電力系統通信工程設計管理還存在著不同程度的重復。然而這一問題非常不利于項目成本的控制有可能會延長工期。尤其是一些相關性非常強的專業，在電力系統通信工程設計上往往存在相互之間承接的關系，特別是電力系統通信工程設計需要監理單位的協調才能連接起來，否則也不利于成本的節約和單位之間的協調。更為嚴重的是，電力系統通信工程的相關單位與其施工單位之間信息交流不暢，信息得不到及時的反饋，一般情況下，設計單位與施工單位之間主要進行的是施工和圖紙的交流，這還關系到信息管理的復雜性問題。所以，電力系統通信工程設計一體化管理在單位之間的協調性問題需要受到高度重視。
2.電力系統通信工程設計一體化管理模式的構建思路
2.1形成通信工程設計一體化管理模式整體思路、組織方案現階段的管理模式以專業劃分為依據，若是形成電力系統通信工程設計一體化的管理模式，能夠根據區域進行項目分組，以專業區分為主，這樣能夠很好的協調不同的專業之間工作流程之間的配合，有效地減少由于工作在路程上流轉造成的時間與人力的消耗，能夠在很大程度上提高工作的效率。電力系統通信工程的設計單位要改變以往傳統的工作模式，形成電力系統通信工程設計一體化管理模式的整體思路，進而創新管理模式，確定管理的目標及原則。另外一方面，最重要的就是協調好不同專業的主管對于電力系統通信工程設計的環節進行有效管理，這一管理屬于技術管理層。需要認真審核電力系統通信工程設計方案的可靠性、規范性以及可實施性。只有這樣才能將電力系統通信工程設計一體化管理工作落實到實處。
2.2建立信息傳遞的有效機制就目前的管理模式和組織框架來看，僅僅有一些電力企業專業的管理層與電力系統通信工程設計的某些單位之間有信息之間的傳遞，但是大部分的電力系統通信工程一體化設計的內部之間，非常缺乏信息的有效傳遞。要想建立一體化的管理模式首先就必須實現信息傳遞的通暢性，進而實現時間、資源的有效利用。所以建立信息傳遞機制是非常有必要的。另外，電力系統通信工程設計一體化管理過程中，各專業的主管在具體安排相關工作的同時還需要根據不同專業的工作要求，積極響應配合其工作，信息傳遞的方式有很多種，需要根據不同的信息內容來確定。
2.3實現電力系統通信工程設計一體化管理模式建立的流程方案通信工程設計一體化管理模式整體思路、組織方案和信息傳遞的有效機制，進一步為電力系統通信工程管理模式提供了較大的發展空間。另外，在工作流程上也有較大的改變，改變主要在于細化了電力系統通信工程在項目管理方面的活動，提高了工作效率，減少了工作的重復性，還能夠根據實際的項目發展情況，合理的調節工作的順序，最大程度實現工作的任務量，改善工作模式，使電力系統通信工程設計一體化管理水平有較大程度的提升。
3.結語
本文所述“考研成功”是指參加全國統考,且通過考研初試的情況.所研究的學習成績樣本為湖南理工學院信息與通信工程學院2010~2014五屆本科生在校期間學習成績班級平均排名,所選取的院校樣本均是湖南理工學院信息與通信工程學院2010~2014屆應屆畢業生報考的國內的院校.湖南理工學院信息與通信工程學院2010~2014屆近四年學生考取具有本省區域優勢的湖南大學的人數為26人,考取中南大學的人數為12人.考取省外“985”高校的人數則明顯少于考取省內“985”高校的人數,其中考取中國海洋大學、廈門大學、復旦大學、中國科技大學的人數均為1人,考取電子科技大學的人數為5人.且基本上沒有考取過專業性很強的“985”高校.近四年考取除“985”高校外的“211”高校總人數為30人,其中考取貴州大學、華東理工大學、華中師范大學、中國傳媒大學、新疆大學的人數均為1人,考取東華大學、寧波大學的人數均為2人,3人考取西南交通大學,7人考取暨南大學,8人考取上海大學.其余大部分考取的還是非“985”、“211”高校.
2分析結果
2.1考研錄取結果分析
對2010~2014屆所有成功考取碩士研究生的應屆本科畢業生的錄取結果進行統計分析發現:最終錄取的院校分為三個層次:一是“985”高校,二是“211”高校,三是普通高等院校.按照高校的層次進行了分類統計,其中“985”高校按照省內和省外也進行了分類統計.普通高校錄取的比例較大,是985與211高校的兩倍至三倍.并且考入“985”高校的主要集中在省內的湖南大學和中南大學.因此考生在準備考研及確定目標時應該圈定一類符合自身條件的學校為目標,不能好高騖遠,起點定的過高,否則,影響的不但是復習的積極性,同時也會打擊自己的自信心.綜合大學生考研多種影響因素考慮來看:其中地域就是一個重要的因素.統計2010~2014年間信息學院考研各層次本省和外省錄取統計可知,每個層次本省比外省被錄取的幾率要大的多.
2.2考研成功學生考研成績與在校成績分析
影響學生考研成功與否的最重要因素還是成績,成績在考研過程中占據主導地位.其中數學和外語的成績則在整個考研過程中起到關鍵性的作用,數學與外語成績的好壞對整個考研成績的高低影響巨大.因此關聯分析考研學生在大學階段各科平時成績與其考研成績就變得十分重要.本文對成功考研學生的平時成績與考研成績進行了分析,分析其大學數學成績(線性代數、概率統計、高等數學)與考研數學成績的關系,建立大學平時數學成績與考研數學成績的分布關系.其中大學平時數學成績取的是各門各學期數學成績的平均值.大學平時數學成績與考研數學成績存在一定的線性關系.同時對大學外語成績與考研外語成績進行了分析統計.大學平時外語成績與考研外語成績也存在一定的線性關系. 大學專業成績在決定考生報考學校及報考專業方面具有比較重要的指導性,大學期間學生某一門專業或者其中幾門專業學的比較好,那么這位學生在選擇考試科目方面就會有比較大的傾向性.首先對成功考研學生選擇報考的專業課程相近專業進行統計,然后在所有專業課中選取8門最具代表性的課程進行分析,這8門課程分別是大學物理、電路分析、信號與系統、模擬電子技術、數字電路、高頻電子線路、數字信號處理、電磁場與電磁波.這8門課程信息學院的4個專業都有涉及.針對這8門課程進行整個年級的排名。
3結論及建議
教育的本質是促進人的發展，合理定位高校專業人才培養目標，設計符合專業發展要求的課程體系，有助于高校人才培養工作的順利展開，有助于高校明確辦學指導思想，提升競爭力。通信工程專業人才的培養目標依據教育部教學指導委員會制定的《高等學校電子信息科學與工程類本科指導性專業規范》，充分理解國家對通信工程類的人才的培養目標和培養規格。以《南開大學公能素質教育綱要》為指導，根據現代工學學科建設的需要和通信工程專業的特點，從而制定我校具有“公能”特色的人才培養目標。我校不斷強化學生全面素質和創新能力的培養，以“注重素質、培養能力、強化基礎、拓寬專業、嚴格管理、保證質量”為教學指導思想，秉承“允公允能，日新月異”的校訓，堅持育人為本，強化質量特色。通信工程專業不僅要強調全面貫徹德智體全面發展的方針，而且要適應經濟建設和科技發展。在制定通信專業的培養目標過程中，要體現出通信事業現狀和通信發展的方向，培養出通信事業需要的創新型技術人才。因此，我校的通信工程專業著力培養具有高尚的道德品質、深厚的知識基礎、優秀的專業能力、積極進取的創新精神、開闊的國際視野、特色鮮明的電子信息技術科學的專業人才。依據“厚基礎，寬口徑”的育人理念，培養具備通信技術、通信系統和通信網等方面的知識，能在通信領域中從事研究、設計、制造、運營及在國民經濟各部門和國防工業中從事開發、應用通信技術與設備的創新型科學與技術人才。依照這一培養目標，有必要細化素質、能力、知識等方面的具體要求，深化教育教學改革，建立與之相適應的課程體系，將培養目標落實到教學實踐過程中。
2課程體系改革堅持的原則
課程體系是學校人才培養的總體設計，是安排教學內容、組織教學活動的基本依據，同時也是學校教學改革的總體反映。通信工程專業是應用性很強的專業，其課程體系的建設既要保證人才的知識系統性和學科前沿性的要求，又要體現應用型人才培養的實踐特性。因此，我校通信工程專業的辦學理念堅持以滿足國家重大需求為導向，瞄準國際發展前沿，理工兼備、綜合發展。在上述教學理念的指導下，通信工程專業課程體系的改革遵循以下幾個原則：（1）秉承“允公允能、日新月異”校訓，堅持“以人為本、立德樹人”的中國特色社會主義辦學方向；（2）學習和借鑒國內外知名高校成功的辦學理念和經驗，突出我校的歷史積淀和辦學精神，凝練通信工程專業的教學特色、優化本科課程教學體系；（3）科學、合理的分類設置基礎課、專業基礎課和專業課，充分考慮專業間、課程間以及不同年級知識結構的關聯度，避免因人設課的現象；（4）在全體專業教師范圍內選拔勝任的任課教師，組成課程組，定期開展教研活動；（5）教授必須上教學第一線，承擔并完成本科基礎課教學任務；（6）深化教學方式改革，貫徹“講一練二考三”要求。
3課程體系改革的內容與措施
3.1組織調研
對國內外高等學校的通信專業進行考察與調研：國外高校主要通過網上調研的方式，通過訪問各國外高校的網站，對人才培養目標和專業課程設置等進行調研；國內高校主要通過派出相關專業教師到清華大學、北京郵電大學、電子科技大學等高校進行實地考察，對無線通信技術、寬帶通信、光纖通信、移動通信技術、計算機通信等方向的人才培養目標、課程設置、教材建設、畢業生就業情況以及未來幾年內的人才需求情況進行了調研。同時，走進與通信學科密切相關的各大企業，充分調查研究社會企業對通信工程人才的知識與能力結構需求。
3.2建設課程體系
構建“專業+模塊”的課程體系，其中“專業”是保證通信工程專業人才的基本規格和全面發展的共性要求，體現“厚基礎、寬口徑”，“模塊”主要是實現不同方向人才的分流培養，體現個性。將公共基礎課分為數學類課程模塊、物理類課程模塊、英語類課程模塊和計算機類課程模塊，專業基礎課分為電子電路課程模塊和應用設計模塊，專業課分為通信理論模塊、通信網絡和專業實踐模塊。這種模塊化的教學模式，是對傳統教學模式的整合與創新。傳統教學課程之間缺乏良好的銜接，彼此內容間有重疊。模塊化課程可以使教學避免課程間的重復和脫節，適度把握課程間的交叉與滲透，構成完整的知識體系，幫助學生融會貫通。各個模塊課程的授課教師組成了課題組，以課題為引領，帶動教師參與到課程建設中來，課題組通過顧問專家指導、講座等形式完善課程和教材建設，合理設置專業課程結構，整合教學內容，改革教學方法，以期形成獨具特色的教學體系。此外，我們對課程體系中的細節問題進行了修訂。全面考查專業課程名稱并進行調整，對6門專業選修課的課課程名稱進行規范；新開設4門專業選修課，補充了調整前缺少的相關領域的課程；將通信電路和現代交換原理與技術兩門課程由專業選修課調整為專業必修課；陸續開設科技論文寫作、通信技術系列講座、實踐類的一系列課程，形成一整套優質的課程體系。
3.3優化課程內容
直接反映授課內容的是課程的教學大綱，課程大綱首先由任課教師制定，由教學指導委員會審核并修訂，審核通過后，主講教師按照教學大綱執行教學計劃。在課程講授過程中，如果主講教師發現問題，或者隨著社會發展需求更新教學內容、授課教材等，需要及時修改教學大綱，調整教學內容。要求教師根據課程的學科知識體系，梳理出相關知識群，形成課程教學的知識脈絡和框架，明晰課程的整體教學目標和教學內容。同時，進行精品課程的建設，通信電路作為通信工程專業的基礎課，將作為通信工程專業重點培養的精品課程，推出一系列教學改革措施，包括課時的調整、理論講授與實際練習比重的調整、授課方式的改革、加強課程資源共享系統和共享制度建設等等，最終實現“講一練二考三”的教學理念。
3.4增加實踐比重
在綜合考慮各門課程知識之間的銜接關系，對專業基礎課和專業課的開設時間和講授內容進行調整的基礎上，我們適當地增加了涉及通信前沿技術的選修課程，并著重加強實驗和實踐類課程，重視學生創新能力、實踐能力的培養和鍛煉，適當開設或增加實習、實訓的課時和學分，開設認知實習課程，鼓勵學生進行實踐。由此，拓寬學生的專業知識面，滿足學生的未來發展需要，培養學生多方面、多角度立體思維的能力，強調寬厚的基礎知識學習和創新實踐能力的培養。積極鼓勵學生參加電子設計競賽、國創、百項等實踐活動，利用開放實驗室資源，組織學生形成研發設計小組。鼓勵學生利用這些資源進行系統設計、電路焊接調試等動手練習，并組織專業教師指導，充分發揮學生的主動能動性，進一步加強學生實驗動手能力的培養。
3.5加強教學管理
成立教學指導委員會，通過聽課、審核大綱等方式，加強教學規范化管理，進一步理順教學管理體系，明晰職責，加強教學督導。實施院領導聽課制度，明確教學系職責，強化過程管理。建立課程建設課題組，以課題為引領，帶動一部分教師參與到學校課程建設中來，通過顧問專家指導、講座等形式完善課程和教材建設，合理設置專業課程結構，整合教學內容，改革教學方法，以期形成獨具特色的教學體系。
4結束語
現如今，隨著世界經濟全球化的加速，我國經濟也得到了快速發展，具體表現在我國跨國公司的數量增加，跨國項目也逐漸增多，項目管理作為現代化管理的重要手段，成為了公司和企業研究開發的重點。其中通信工程項目管理系統是以管理系統的框架設計為主，對通信工程項目的實際業務進行設計與開發，在眾多公司和企業中得到了廣泛的應用。但是，由于我國通信項目工程管理技術起步較晚、發展較慢，因此仍存在一定的問題。包括通信工程項目的管理邊界模糊不清、通信工程項目信息保存方式落后等，加強對通信工程項目管理系統的設計與應用就成為了企業發展的重要任務。
二、通信工程項目管理系統設計分析與應用
通信工程項目信息管理系統主要分為八個模塊：項目立項管理、合同資金管理、施工管理、工程管理、審計管理、物資采購管理、用戶管理、系統設置管理，下面將主要分析其中的四項：
1、項目立項管理
作為通信工程項目管理系統的重要組成部分，項目立項管理模塊的主要作用是對各部門提交的工程立項申請進行審核立項。在審核之前，需要根據項目資金的額度對其進行分類，設定統一的分類標準，項目資金大于標準額度的項目與低于標準額度的項目采用不同的審核方式，再由相關部門的主管進行審核。對項目進行審核主要依靠網絡手段，根據流程設計審核方式。首先初步審核已上報的項目立項申請書，將初審通過的項目依據標準資金額度進行分類，對不同的類型采用不同的審核標準，再由部門負責人進行審核。立項審核的重點在于工程圖紙和設計文件的審核，根據審核結果填寫審核意見，并將其上報給主管，由主管決定立項是否審核通過。若立項審核通過，審核部門將依據項目內容編寫立項任務書，將其下達給相關施工單位，并通知采購部門進行材料采購。
2、合同資金管理
合同資金管理模塊的主要作用就是有關部門的需求對合同資金進行管理。由于每個項目的資金各不相同，在對其進行管理前，需要根據項目的資金額度對項目進行編碼。合理的資金編碼方式可以提高工程資金管理的查詢和操作效率，降低相應人員的工作量。同時根據項目合同中的有關內容，填寫工程款支付憑證，填寫完畢后會自動生成一個在審核中使用的支付憑據圖片，根據自身需要可以采用打印機將圖片打印出來以作憑證，或者使用“另存為”選項將圖片保存到電腦中作為電子憑證。最后一步就是將依據項目合同，將資金撥付給相應施工單位。
3、物資采購管理
物資采購管理功能的整體設計思路如下：（1）采購任務管理。這部分中主要是對項目物質采購數目繼續統計、審核，合理安排采購計劃。（2）工程用料招投標管理。根據相關施工部門的材料需求進行招標，對供應商的資格進行審核，檢查材料質量，并編寫采購清單。（3）工程用料變更通知管理。在工程用料出現問題時，如材料庫存不足、材料無法在規定期限內運送到達、采購的材料無法滿足施工標準或者其他原因導致施工無法進行時，采購管理部門應及時將其報告給項目管理單位和施工單位，提出變更用料的建議，并且根據施工現狀制定備用料的采購清單。
三、結語
1.1 工程質量方面
通信工程監理中的質量問題主要表現在一些方面：未對駐波比進行測試，弄虛作假的現象時有發生；將天線的饋線接反；施工前沒進行周密的設計，存在邊設計邊施工甚至先施工后設計的現象；通信管道的埋深不符合要求，未對人手井進行外批蕩處理。
1.2 工程進度方面
通信工程進度方面的問題有以下一些主要表現：不同專業之間的銜接不夠，分工的界面不明晰，有些站點完成安裝和接入傳輸后找不到人負責最后的接通工作。1.3 工程投資方面通信工程投資方面的問題主要有：因變更設計而增加資金投入，如管道工程中需要穿越建筑物、構建物或者需要頂管等；工程質量不合格需要補救或重建而造成投資浪費。
1.4 安全、信息、合同方面
由于參建方的構成十分復雜，有相當一部分主管人員和施工人員缺乏必要的安全意識，這給安全的管理留下了很大的隱患。由于運營商所采取的管理模式不能協調統一，信息流的路徑被人為增加。由于參建主體的多元化，合同也五花八門，這無形中增加了合同管理的難度，再由于運營商沒有賦予監理管理合同的任務，這樣表面上看起來，監理單位的工作負擔減輕，而實際上其監管力度也大大削弱。
1.5 協調方面
協調是監理工作永恒的主題，在參建主體較多、專業間緊密銜接的復雜工程中，協調就顯得更加重要，難度也明顯增加，同時工程的進展也受到一定程度的制約。
2 通信工程監理工作的原則和方法
2.1 工程施工控制原則
通信工程監的質量控制應根據以下幾個原則進行：以人為本；預防為主；用戶至上、質量第一；嚴格標準、用數據說話；工程、科學、規范、守法。
2.2 控制因素
施工技術和方法、設計、施工、監理人員、材料、環境以及機械等因素都會對項目的施工質量產生一定的影響，必須嚴格控制這些因素，工程質量才能有所保證。
2.3 控制的階段
必須要有一個總的指導方針對工程項目的質量進行全面控制，突出監理重點，做好三個階段（施工前、施工中、竣工后）的控制。
2.4 控制的方法
通信工程的控制方法主要有以下一些：審核施工方案、器材質量檢測報告、施工組織機構等相關技術文件或報告；進入現場檢查等。
3 通信工程監理問題的對策
3.1 規范監理委托程序與監理市場
監管部門應進一步加強竣工備案制度的建設工作，對于按規定應進行監理招標而未進行招標的工程、轉包掛靠的工程，一律不給予驗收和備案。
3.2 大力推行環境、質量、職業健康安全管理體系
科學化管理的才能為企業的發展帶來效益。通信建設企業要在競爭激勵的市場贏得更多的機會、綜合管理質量和能力要取得進一步的發展，就必須通過認證審核。通信建設監理企業必須以人為中心，嚴格進行質量管理，樹立企業品牌。
3.3 強化資質管理
目前，信息工程監理單位在資質方面存在著諸多亟待解決的問題，建設單位必須取得經營自主、核算獨立、盈虧自負的法人資格，這對監理行業的發展是十分必要的。
3.4 加強監理隊伍建設
高素質的監理隊伍是信息工程監理質量的重要保證。監理單位應投入財力、物力進行人才尤其是多技術知識、多學科符合人才的發掘和培養，打造能力強、效率高的監理人才隊伍。同時，人才儲備工作尤其是企業外的人才儲備也具有舉足輕重的作用，企業外的人才儲備占職工總數比例應保持在 30％以上，這樣不僅有利于向業主提供優質、全面的服務，還可以在一定程度上規避骨干流失給企業帶來的風險。
3.5 將總監理工程師負責制落到實處
總監理工程師空掛名的問題必須首先得到解決。在委托監管服務生效前，必須清理在工程項目中監理人員不到場、而將設計、業主、施工人員空掛為監理人員的現象。招投標活動的后續管理是重點，其次要建立健全各級崗位責任制，并按一定的制度進行考核、獎懲。監理人員、專業監理工程師乃至總監理工程師都應有相應的崗位責任，這樣才能從根本上杜絕做表面文章、弄虛作假的現象。另一方面，通信工程質量監督部門對監理監理機構的工作的質量也應加強認證，嚴格其質量等級，并對監理機構的工作和工程質量進行監督。
3.6 大力提倡優質優價的監理服務
超寬帶（UWB,Ultra Wide Band）無線技術在無線電通信、雷達、跟蹤、精確定位、成像、武器控制等眾多領域具有廣闊的應用前景，因此被認為是未來幾年電信熱門技術之一。1990年，美國國防部首先定義了“超寬帶”概念，超寬帶無線通信開始得到美國軍方和政府部門的重視。2002年4月，美國FCC通過了超寬帶技術的商用許可，超寬帶無線通信在民用領域開始受到普遍關注。目前“超寬帶”的定義只是針對信號頻譜的相對帶寬（或絕對帶寬）而言，沒有界定的時域波形特征。因此，有多種方式產生超寬帶信號。其中，最典型的方法是利用納秒級的窄脈沖（又稱為沖激脈沖）的頻譜特性來實現[1]。
超寬帶無線電是對基于正弦載波的常規無線電的一次突破。幾十年來，無線通信都是以正弦載波為信息載體，而超寬帶無線通信則以納秒級的窄脈沖作為信息載體。其信號產生、調制解調、信號隱蔽性、系統處理增益等方面，具有獨特的優勢，尤其是能夠在密集的多徑環境下實現高速傳輸。由于脈沖持續時間很短，多徑分量在時域上不易重疊，多徑分辨能力高，通過先進的多徑分離技術或瑞克接收機，可以充分利用多徑分量。
目前，典型的超寬帶無線通信調制方式以TH-PPM、TH-PAM為主，本論文中，介紹超寬帶無線通信中的調制技術，主要討論TH-PPM、TH-PAM的基本原理，并且對比調制技術的優缺點，性能的好壞，并進行動態的仿真，從仿真圖中較清楚的研究調制方式，從而得出正確的結論，細致的研究超寬帶無線通信中的調制技術。
關鍵字：超寬帶 調制方式 PPM調制 PAM調制 OFDM調制
2 概述
2.1 總述
近幾年來,超寬帶短距離無線通信引起了全球通信技術領域極大的重視。超寬帶通信技術以其傳輸速率高、抗多徑干擾能力強等優點成為短距離無線通信極具競爭力和發展前景的技術之一。FCC(美國通信委員會) 對超寬帶系統的最新定義是:相對帶寬(在- 10dB 點處) (fH - fL)/fc > 20 %(fH ,fL ,fc分別為帶寬的高端頻率、低端頻率和中心頻率) 或者總帶寬BW> 500MHz。[1]它與現有的無線電系統比較,在花費更小的制造成本的條件下,能夠做到更高的數據傳輸速率(100～500MbPs) 、更強的抗干擾能力(處理增益50dB 以上) ,同時具有極好的抗多徑性能和十分精確的定位能力(精度在cm 以內) 。
2.2 UWB基本原理
發射超寬帶(UWB) 信號最常用和最傳統的方法是發射一種時域上很短(占空比低達0. 5 %) 的沖激脈沖。這種傳輸技術稱為“沖擊無線電( IR) ”.UWB - IR 又被稱為基帶無載波無線電,因為它不像傳統通信系統中使用正弦波把信號調制到更高的載頻上,而是用基帶信號直接驅動天線輸出的[6];由信息數據對脈沖進行調制,同時,為了形成所產生信號的頻譜而用偽隨即序列對數據符號進行編碼。因此沖擊脈沖和調制技術就是超寬帶的兩大關鍵所在。
2.2.1 脈沖信號
從本質上講,產生脈沖寬度為納秒級的信號源是UWB 技術的前提條件。目前產生脈沖信號源的方法有兩類: ①光電方法,基本原理是利用光導開關導通瞬間的陡峭上升沿獲得脈沖信號。由于作為激發源的激光脈沖信號可以有很陡的前沿,所以得到的脈沖寬度可達到皮秒(10 - 12 ) 量級。另外,由于光導開關是采用集成方法制成的,可以獲得很好的一致性,因此是最有發展前景的一種方法。②電子方法,利用微波雙極性晶體管雪崩特性,在雪崩導通瞬間,電流呈“雪崩”式迅速增長,從而獲得具有陡峭前沿的波形,成形后得到極短脈沖。在電路設計中,采用多個晶體管串行級聯,使用并行同步觸發的方式,加快了雪崩過程,從而達到進一步降低脈沖寬度的目的[7]。
沖激脈沖通常采用單周期高斯脈沖,典型的單周期高斯脈沖的時域和頻域數學模型分別表示為:
(2-1)
(2-2)
單周期脈沖的寬度在納秒級(0. 1～1. 5ns) ,重復周期為25～1000ns ,具有很寬的頻譜,如圖2-1 所示。實際通信中使用的是一長串的脈沖,由于時域中信號的周期性造成了頻譜的離散化,周期性的單脈沖序列頻譜中出現了強烈的能量尖峰。這些尖峰將會對信號構成干擾,通過數據信息和偽隨機碼來進行編碼P調制,改變脈沖與脈沖間的時間間隔,可以降低頻譜的尖峰幅度[2]。
圖2-1 單周期脈沖的時間域和頻率域的表示
2.2.2 UWB的調制技術
超寬帶系統中信息數據對脈沖的調制方法可以有多種。脈沖位置調制( PPM) 和脈沖幅度調制(PAM) 是UWB 最常用的兩種調制方式。通常UWB信號模型為:
(2-3)
其中,w ( t) 表示發送的單周期脈沖, dj , tj 分別表示單脈沖的幅度和時延。
a PAM- UWB
PAM是一種通過改變那些基于需傳輸數據的傳輸脈沖幅度的調制技術。在PAM調制系統中,一系列的脈沖幅度被用來代表需要傳輸的數據。任何形狀的脈沖都是通過其幅度調制使傳輸數據在{ - 1 , + 1}之間變化(對于雙極性信號) 或在M 個值之間變化(對于M 元PAM) 。增加傳輸脈沖所占的帶寬或減少脈沖重復頻率,都可以增加一個固定平均功率譜密度的UWB 系統所能達到的吞吐量和傳輸距離,可以看出這一效果與增加傳輸功率的峰值的效果是相似的。[8]
采用脈沖幅度調制(PAM)的超寬帶信號波形如下:[4]
(2-4)
其中, dj 是信息序列, Tf 是脈沖重復周期。根據dj 的不同取值, 可將PAM調制方式分為以下三種:
（1） OOK(發送數據為1 ,UWB 信號的幅度為1 ;發送數據為0 ,UWB 信號的幅度為0) ;
（2）PPAM(發送數據為1 ,UWB 信號的幅度為β1 ;發送數據為0 ,UWB 信號的幅度為β2) ;
（3）BPSK(發送數據為1 ,UWB 信號的幅度為1 ;發送數據為0 ,UWB 信號的幅度為- 1) 。
對于這三種方式,在超寬帶的PAM調制方式中多采用BPSK方式。
b PPM- UWB
脈沖位置調制(PPM) 又稱時間調制(TM) ,是用每個脈沖出現的位置落后或超前某一標準或特定時刻來表示某個特定信息的[3]。二進制PPM 是超寬帶無線通信系統經常使用的一種調制方法,相對其它調制方法來說也是較早使用的一種方法。采用PPM的一個重要原因是它能夠使用零相差的相關接收機來接收檢測信號,而這種接收機有著非常好的性能。采用脈沖位置調制( PPM) 的超寬帶信號波形如下:
(2-5)
其中, dj 取0 或1 ,δ為調制因子, 與脈沖寬度Tm (1/Tf ) 是一個數量級。當發送數據為1 時脈沖就會相應滯后一個時延δ。
圖2-2 給出了上述四種調制方法的信號波形圖,對這四種調制方式給出了一個比較直觀的描述。
除了這些對脈沖的調制方法外,用偽隨機碼或偽隨機噪聲(PN) 對數據符號進行編碼以得到所產生信號的頻譜時,根據編碼的不同即擴頻和多址技術不同,超寬帶系統又被分為跳時的超寬帶系統(TH - UWB) 、直擴的超寬帶系統(DS - UWB) 、跳頻的超寬帶系統(FH - UWB) 和基帶多載波超寬帶系統(MC - UWB) 等[9]。
圖2-2 不同調制方式的信號波形[4]
2.3 UWB 技術特點
由于UWB 與傳統通信系統相比,工作原理迥異,因此UWB 具有如下傳統通信系統無法比擬的技術特點[4]:
(1)系統容量大。香農公式給出C = Blog2 (1 +S/N) 可以看出,帶寬增加使信道容量的升高遠遠大于信號功率上升所帶來的效應,這一點也正是提出超寬帶技術的理論機理。超寬帶無線電系統用戶數量大大高于3G系統。
(2)高速的數據傳輸。UWB 系統使用上GHz 的超寬頻帶,根據香農信道容量公式,即使把發送信號功率密度控制得很低,也可以實現高的信息速率。一般情況下,其最大數據傳輸速度可以達到幾百Mbps～1Gbps。
(3)多徑分辨能力強。UWB 由于其極高的工作頻率和極低的占空比而具有很高的分辨率,窄脈沖的多徑信號在時間上不易重疊,很容易分離出多徑分量,所以能充分利用發射信號的能量。實驗表明,對常規無線電信號多徑衰落深達10～30dB 的多徑環境,UWB 信號的衰落最多不到5dB。
(4)隱蔽性好。因為UWB 的頻譜非常寬,能量密度非常低,因此信息傳輸安全性高。另一方面,由于能量密度低,UWB 設備對于其他設備的干擾就非常低。
(5)定位精確。沖激脈沖具有很高的定位精度,采用超寬帶無線電通信,可在室內和地下進行精確定位,而GPS 定位系統只能工作在GPS 定位衛星的可視范圍之內。與GPS 提供絕對地理位置不同,超短脈沖定位器可以給出相對位置, 其定位精度可達厘米級。
(6)抗干擾能力強。UWB 擴頻處理增益主要取決于脈沖的占空比和發送每個比特所用的脈沖數。UWB 的占空比一般為0. 01～0. 001 ,具有比其它擴頻系統高得多的處理增益,抗干擾能力強。一般來說,UWB 抗干擾處理增益在50dB 以上。
(7)低成本和低功耗。UWB 無線通信系統接收機沒有本振、功放、鎖相環( PLL) 、壓控振蕩器(VCO) 、混頻器等, 因而結構簡單,設備成本將很低。由于UWB 信號無需載波,而是使用間歇的脈沖來發送數據,脈沖持續時間很短,一般在0. 20ns～1. 5ns之間,有很低的占空因數,所以它只需要很低的電源功率。一般UWB 系統只需要50～70mW 的電源,是藍牙技術的十分之一[10]。盡管如此,UWB 在技術上面臨一定的挑戰, 還有諸多技術的問題有待研究解決,比如需要更好地理解UWB 傳播信道的特點,建立信道模型,解決多徑傳播;需要進一步研究高速脈沖信號的生成、處理等技術;研究新的調制技術,進一步降低收發結構的復雜度等。
2.4 UWB發射機和接收機組成框圖
2.4.1 UWB發射機組成框圖
UWB發射機直接發送納秒級脈沖來傳輸數據而不需使用載波電路。所以，UWB發射機比現有的無線發射設備要簡單得多。TH-UWB發射機組成框圖如圖2-3所示[5]。
圖2-3 UWB發射機組成框圖
調制后的數據與偽碼產生器生成的偽碼一起送入可編程延遲電路，可編程延遲電路產生的時延控制脈沖信號發生器的發送時刻，脈沖信號發生器輸出的UWB信號由天線輻射出去。脈沖信號產生電路的一個關鍵部分是天線，它的作用相當于一個濾波器。
2.4.2 UWB接收機組成框圖
TH-UWB接收機采用相關接收方式，接收機框圖如圖4所示。圖4中虛線內的部分是相關器。它由乘法器、積分器和取樣/保持電路三部分組成[5]。
接收機與發射機類似，兩者的區別在于接收機的基帶信號處理器從取樣/保持電路中解調數據，基帶信號處理器的輸出控制可編程時延電路，為可編程時延電路提供定時跟蹤信號，保證相關器正確解調出數據。
圖2-4 UWB接收機組成框圖
2.5 UWB 技術的應用前景
UWB 系統在很低的功率譜密度的情況下,UWB具有巨大的數據傳輸速率優勢,最大可以提供高達1000Mbps 以上的傳輸速率,使UWB 同其它短距離無線通信系統的技術優勢非常明顯,如表1 所示。現有的各種無線解決方案(例如802. 11 ,Bluetooth等) 的速率均低于100Mbit/s ,UWB 則在10m 左右的范圍之內打破了這一限制,UWB 的應用將使人們可以擺脫更多線纜的牽絆,通信因而變得更為方便[6]。
2.6 結束語
無線通信已經迅速滲入我們的生活當中,對容量不斷增長的要求需要一種不對現有的通信系統造成影響的新的無線通信方案,超寬帶脈沖無線電系統正好滿足了這一要求。UWB 技術對于無線短距離的高速數據通信是非常有競爭力的,隨著研究的深入,憑借多方面的優勢,它將在很多領域占有一席之地。特別是短距離傳輸的后3G領域,UWB 將有廣闊的發展空間[8]。
表1 幾種短距離無線通信比較
IEEE802. 11a
Bluetooth
UWB
工作頻率
2. 4GHz
2. 402～2. 48GHz
3. 1～10. 6GHz
傳輸速率
54Mbps
小于1Mbps
大于480Mbps
通信距離
10m～100m
10m
小于10m
發射功率
1 瓦以上
1 毫瓦～100毫瓦
1 毫瓦以下
容量空間
80kbps/m2
30kbps/m2
1000kbps/m2
應用范圍
無線局域網
家庭和辦公室互連
近距離多媒體
終端類型
筆記本、臺式電腦、掌上電腦、因特網網關
筆記本、移動電話、掌上電腦、移動設備
無線電視、DVD , 高速因特網網關
3 MATLAB 軟件工具介紹
3.1 MATLAB語言的概述
MATLAB是一種科學計算軟件，適用于工程應用各領域的分析設計與復雜計算，它使用方便，輸入簡捷，運算高效且內容豐富，很容易由用戶自行擴展。因此，它已成為大學教學和科學研究中最常用且必不可少的工具。
MATLAB是“矩陣實驗室”（MATrix LABoratoy）的縮寫，它是一種以矩陣運算為基礎的交互式程序語言，著重針對科學計算、工程計算和繪圖的需求。與其他計算機語言相比，其特點是簡潔和智能化，適應科技專業人員的思維方式和書寫習慣，使得編程和調試效率大大提高。它用解釋方式工作，鍵入程序立即得出結果，人機交互性能好，為科技人員所樂于接受。特別是它可適應多種平臺，并且隨計算機硬、軟件的更新而用時升級。因而，MATLAB語言是數值計算用得最頻繁的電子信息類學科工具。它大大提高了課程教學、解題作業、分析研究的效率。
3.2 MATLAB的歷史
在1980年前后，美國的Cleve Moler博士在New Mexico大學講授線性代數課程時，發現應用其他高級語言編程極為不便，便構思并開發了MATLAB（MATrix LABoratory，矩陣實驗室），它是集命令翻譯、科學計算于一身的一套交互式軟件系統，經過在該大學進行了幾次的試用之后，于1984年推出了該軟件的正式版本。它是以著名的線性代數軟件包LINPACK和特征計算軟件包EISPACK中的子程序為基礎發展而成的一種開放型程序設計語言，其基本的數據單元是一個維數不加限制的矩陣，這就允許用戶可以根據數值計算問題的復雜程序，對問題進行分段甚至逐句編程處理，顯然這與C、FORTRAN等傳統高級語言完全不同。在MATLAB下，矩陣的運算變得異常的容易，后來的版本中又增添了豐富多彩的圖形圖像處理及多媒體功能，使得MATLAB的應用范圍越來越廣泛，Moler博士等一批數學家與軟件專家組建了名為MathWorks的軟件開發公司，專門擴展并改進MATLAB。
為了準確地把一個控制系統的復雜模型輸入給計算機，然后對之進行進一步的分析與仿真，1990年MathWorks軟件公司為MATLAB提供了新的控制系統模型圖形輸入與仿真工具，并定名為SIMULAB，該工具很快在控制界得致函廣泛的使用。但因其名字與著名的軟件SIMULA類似，所以在1992年正式改名為SIMULINK。此軟件有兩個明顯的功能：仿真與連接，亦即可以利用鼠標在模型窗口上畫出所需的控制系統模型，然后利用該軟件提供的功能來對系統直接進行仿真。很明顯，這種做法使得一個很復雜系統的輸入變得相當容易。SIMULINK的出現，更使得MATLAB的控制系統的仿真與其在CAD中的應用打開了嶄新的局面。
3.3 MATLAB語言的特點
MATLAB語言有以下特點。
(1) 起點高
每個變量代表一個矩陣，以矩陣運算見長。當前的科學計算中，幾乎無處不用矩陣運算，這使它的優勢得到了充分的體現。
(2) 人機界面適合科技人員
MATLAB的語言規則與筆算式相似。MATLAB的程序與科技人員的書寫習慣相近，因此，易寫易讀，易于在科技人員之間交流。矩陣的行列數無需定義。MATLAB不必有階數定義，輸入數據的行列數就決定了它的階數。鍵入算式立即得到結果，無需編譯。MATLAB是以解釋方式工作的，即它對每條語句解釋后立即執行，若有錯誤也立即做出反應，便于編程者立即改正。這些都大大減輕了編程和調試的工作量。
(3) 強大而簡易的做圖功能
能根據輸入數據自動確定坐標繪圖，能規定多種坐標系，（極坐標系、對數坐標系等），能繪制三維坐標中的曲線和曲面，可設置不同顏色、線型、視角等。如果數據齊全，通常只需一條命令即可出圖。
(4) 智能化程度高
繪圖時自動選擇坐標，大大方便了用戶；做數值積分時自動按精度選擇步長；自動檢測和顯示程序錯誤的能力強，易于調試。
(5) 功能豐富，可擴展性強
MATLAB軟件包括基本部分和專業擴展兩大部分。
基本部分包括矩陣的運算和各種變換、代數和超越方程的求解、數據處理和傅立葉變換及數值積分等等。可以充分滿足大學理工科學生的計算需要。
擴展部分稱為工具箱。它實際上是用MATLAB的基本語句編成的各種子程序集，用于解決某一方面的專門問題，或實現某一類的新算法。現在已經有控制系統、信號處理、圖像處理、系統辨識、模糊集合、神經元網絡及小波分析等工具箱，并且向公式推導、系統仿真和實時運行等領域發展。
MATLAB的核心內容在于它的基本部分，所有的工具箱子程序都是用它的基本語句編寫的。
3.4 MATLAB仿真
通過利用所學的理論知識，建立一個完整、準確的需求說明，清楚、準確地提出仿真試驗所要解決的問題。
對所提出的仿真系統給出詳細定義，明確系統中的模塊、系統構成、模塊之間的相互關系，系統的輸入輸出、邊界條件以及系統的約束條件，并明確仿真所要達到的目標。
根據仿真系統分析的結果，確定系統中的參數、變量及其互之間的關系，并以數學形式將這些關系描述出來，從而構成仿真系統的數學模型。數學建模是系統仿真中最關鍵的一步，所建立的數學模型必須盡可能準確地反映所關心的真實系統的特性，而又不能過于復雜，以免降低模型的效率，增加不必要的計算過程，即建模需要根據求解問題的要求，在模型的近似程度與復雜程度之間折中。電子與通信系統的數學模型通常以方框圖形式或數學方程形式來表達。
根據建立的數學模型所需要的數據元素，收集與模型系統有關的數據。根據數學模型建立系統的計算機仿真模型，收集數據，確定其中各子模塊的結構，輸入輸出接口，輸入輸出的數據表達形式，數據的存儲方式等。然后編制相應的程序流程，用MATLAB語言實現。
仿真模型驗證的目的是確定計算機仿真模型是否準確表達了數學模型。仿真模型驗證通常的方法是將數學模型的解析結果（或理論結果）與仿真所得到的數值結果相比較來完成的；或通過已知的系統輸入輸出結果，對比在相同條件下的系統仿真結果來驗證仿真模型的正確性。
根據仿真試驗設計的方案，讓計算機執行計算，并在執行計算的過程中了解仿真模型對于各種不同輸入信號以及不同參數和仿真機制下的輸出，得出試驗數據，從而預測系統在實際環境中的運行情況。
對仿真模型的運行階段所產生的數據進行分析，其目的是從運行階段所產生的數據中找出系統運行規律，對仿真系統的性能做出評價，為系統方案的最終決策提供輔助支持。對仿真結果進行分析，對仿真數據的可靠性、一致性、置信度等做出判定，最終將仿真結果以曲線、圖表和文字等形式形成論文。
4 超寬帶無線的調制技術
發射超寬帶（UWB）信號最常用和最傳統的方法是發射時域上很短的脈沖。這種傳輸技術稱為“沖激無線電”（Impulse Radio,簡寫為IR）。信息數據符號對脈沖進行調制，其調制方式可以有多種。脈沖位置調制（PPM）和脈沖幅度調制（PAM）是最常用的兩種調制方式。除了要對脈沖進行調制外，為了形成所產生的信號的頻譜，還要用偽隨機碼或偽隨機噪聲（PN）對數據符號進行編碼。一般是，編碼后的數據符號引起脈沖在時間軸上的偏移，這就是所謂的跳時超寬帶（TH-UWB，Time-Hopping UWB）。直接序列擴譜（DS-SS）就是編碼后的數據符號對基本脈沖的幅度進行調制，這在沖激無線電（IR）中被稱為直接序列超寬帶（DS-UWB，Direct-Sequence UWB），這種調制方式似乎非常有吸引力[1]。
對于超寬帶信號，也可以通過很高的數據速率來產生而根本不需要具備脈沖的特性。只要UWB定義所要求的相對帶寬或最小帶寬在整個傳輸過程中得到滿足，那么，靠發射高速率數據而不是窄脈沖所產生的具有UWB射頻帶寬的系統，就不應該被排除在UWB系統之外。諸如正交頻分復用（OFDM），在數據速率適當的情況下也可產生UWB信號。因此，OFDM也是一種超寬帶的調制方式。
本文主要討論TH-UWB、DS-UWB和OFDM調制方式。
4.1 PPM-TH-UWB 調制方式
4.1.1 跳時超寬帶信號的產生
在結合了二進制PPM的TH-UWB(二進制PPM-TH-UWB或者PPM-TH-UWB)中,UWB信號的產生可以系統地描述如下(參見圖4-1描繪的發射鏈路) [1]。
SHAPE \* MERGEFORMAT
圖4-1 PPM-TH-UWB信號的發射方案
給定待發射的二進制序列b=(…,b0,b1,…,bk,bk+1,…)，其速率Rb=1/Tb (b/s)，圖4-1中的第一個模塊使每個比特重復Ns次，產生一個二進制序列：
(…,b0,b0,…,b0,b1,b1,…,b1,…,bk,bk,…,bk,bk+1,bk+1,…,bk+1,…)=
(...,a0,a1,…aj,aj+1,…)=a
新的比特速率Rcb=Ns/Tb=1/Ts (b/s)。這個模塊引入了冗余，其實是一種被稱為重復碼的(Ns,1)分組編碼器。一般術語上稱為信道編碼。
第二個模塊是傳輸編碼器，就是應用整數值碼序列c=(…,c0,c1,…,cj,cj+1,…)和二進制序列a=(…,a0,a1,…,aj,aj+1,…),產生一個新序列d，序列d的一般元素表達式如下：
dj=cjTc+aj （4-1）
式中,Tc和 是常量，對所有的cj滿足條件cjTc+ <Ts，通常 <Tc。
這里的d是一個實數值序列，而a是二進制序列，c是整數值序列.現在我們遵循最常用的方法，假定c是企業界隨機碼序列，它的元素cj是整數，且滿足
0 cj Nh-1。 碼序列c可能為周期序列，其周期表示為Np。兩種特殊情況值得討論。第一種,碼是非周期的，即 ；第二種是Np=Ns，這是最常用的一種，這時的編碼周期與二進制碼重復的次數相等。我們必須牢記：傳輸編碼扮演了碼分多址編碼和發射信號的頻譜形成雙重角色[1]。
實數值序列d輸入到第三個模塊，即PPM調制模塊，產生了一個速率為Rp=Ns/Tb=1/Ts(脈沖/s)的單位脈沖(Dirac pulses ) 序列。這些脈沖在時間軸上的位置為 ，因此脈沖位置在jTs基礎上偏移了dj，脈沖的發生時間也可表示為( )。注意是碼序列對c信號引入了TH位移，也正因為此，c被稱為TH碼。還要注意一點就是由PPM調制引起的位移 ，通常比TH碼引起的位移cjTc小得多，即： ，cj=0除外。Tc稱為碼片時間(chip time)。
最后一個模塊是脈沖形成濾波器，其沖激響應為。必須保證脈沖形成濾波器輸出的脈沖序列不能有任何的重疊。
以上所有系統級聯以后的輸出信號 可表示如下：
(4-2)
比特間隔或比特持續時間，也即用于傳輸一個比特的時間Tb，可表示為：Tb=NsTs。在式(4-2)中，cjTc定義了脈沖的隨機性或者說是相對于Ts整數倍時刻的抖動。如果用隨機TH抖動 來表示由TH編碼cjTc引起的時間上的位移，并假定 在0和 之間分布，則可得到：
(4-3)
正如前面提到的， 通常遠大于 。這兩個量的整體效果是產生一個分布在0和 之間的時間隨機位移量，用 表示這個時間隨機位移，可得發射信號的如下表達式：
(4-4)
更一般性地概括式(4-2)所表示的信號，其思想是：對于信息比特“0”和“1”，可以發射兩個不同的脈沖波形 和 來分別表示。上面分析的PPM調制的例子，引入了 這個時間位移量，它的值根據它所代表的比特而有所不同，其實是上述思想的特殊例子，其中的 是 位移以后的波形。一種更一般的表達式：
(4-5)
當將 設置為- 時，式(4-5)也表示了PAM和TH-UWB的結合，即PAM-TH-UWB模型[1]。
4.1.2 PPM-TH-UWB的發射鏈路 系統模型如圖4-2所示
SHAPE \* MERGEFORMAT
圖4-2 PPM-TH-UWB 發射器的系統模型
圖4-2中的第一個模塊表示二進制源。這個模塊的輸出是發射到物理信道的二進制流。第二個模塊表示重復碼編碼器。二進制流的每一個比特都被重復次。第三個模塊仿真TH編碼和二進PPM。這里考慮偽隨機TH碼。最后一個模塊是脈沖形成。這個模塊的沖激響應表示要發射的UWB信號的基本脈沖波形[1]。
4.1.3 PPM-TH-UWB 仿真結果及其分析
圖（4-3）顯示了參數設置如下時所產生的UWB信號
以dBm為單位的平均發射功率Pow， 信號的抽樣頻率fc， 由二進制源產生的比特數numbits， 平均脈沖重復時間Ts（單位為秒），每個比特映射的脈沖數Ns， 碼片時間Tc（秒）， 跳時碼的碼元最大值Nh和周期Np，沖激響應持續時間Tm, 脈沖波形形成因子tau（秒）， PPM時移dPPM（秒）。
Stx: Pow=-30, fc=50e9, numbits =2, Ts=3e-9, Ns=5,
Tc=1e-9, Nh=3, Np=5, Tm=0.5e-9, tau=0.25e-9,
dPPM=0.5e-9
由圖4-3中可以看到輸出序列的前五個脈沖在其對應時隙的中間位置，而后五個脈沖則在其對應時隙的起始位置。
圖4-3 PPM-TH-UWB 發射機產生的信號
圖4-4 PPM-TH-UWB的幅度譜
由圖4-4可以看出，TH編碼和PPM調制都對幅度譜的高斯形狀產生扭曲。PPM-TH-UWB信號的幅度譜將完全包含在無TH編碼和無PPM調制的幅度譜包絡中，這是因為以同樣的形狀和同樣的平均功率傳輸等間隔脈沖的結果。
4.2 PAM-DS-UWB調制方式
4.2.1 直接序列超寬帶信號的產生
直接序列擴譜（DS-SS）是一種著名的數字調制方式。這里，我們先回顧DS-SS的基本原理，并把主要精力放在它在UWB的延伸方面。
具有UWB特性的信號可以通過下面的過程產生：首先，用偽隨機碼或二進制PN碼序列對要發射的二進制進行編碼；其次，對一串窄脈沖進行幅度調制。這一過程可以看做是目前使用DS-SS系統的一種極端方式，此時脈沖在時域上是具有典型時間的奈奎斯特型脈沖或方波。讓脈沖寬度遠遠小于切普間隔，很容易得到DS-SS-UWB的解析表達式。在傳統的DS-SS系統中，RF發射信號是對載波進行幅度調制后得到的，通常使用二進制相移鍵控BPSK方式。而在DS-UWB中，如果沒有專門的要求，這一過程可省略。[1]
更詳細地，上述信號可以通過如下過程產生（見圖所示發射鏈路）。
SHAPE \* MERGEFORMAT 圖4-5 PAM-DS-UWB 信號的發射方案
假定待發射的二進制序列b=(…,b0,b1,…,bk,bk+1,…)，其速率為Rb=1/Tb (b/s)，圖4-5中的第一個系統將每個比特重復Ns次，得到序列：(…,b0,b0,…,b0,b1,b1,…,b1,…,bk,bk,…,bk,bk+1,bk+1,…,bk+1,…)=a*，其速率為Rcb=Ns/Tb=1/Ts (b/s)。與TH方式相似，系統引入的冗余相當于一個參數為(Ns,1)的重復碼編碼器。
第二個系統將a*序列轉換成只含有正值和負值元素的序列a=(…,a0,…,a1,…,aj,aj+1,…)，轉換公式為：( ).
發射編碼器將一個由 1組成、周期為Np的二進制碼序列c=(…,c0,c1,…,cj,cj+1,…)應用到序列a=(…,a0,…,a1,…,aj,aj+1,…)，產生一個新序列d=a·c，其組成元素dj=ajcj。通常假定Np等于Ns，更具一般性的假定是Np等于Ns的整數倍。注意，序列d的元素值為 1，這一點與序列a相同，其速率為Rc=Ns/Tb=1/Ts (b/s)。
序列d進入第三個系統——PAM調制器，產生一個速率為Rp=Ns/Tb=1/Ts （脈沖/s）的單位脈沖（Dirac脈沖 ）序列，其位置在jTs處[6]。
調制器輸出的信號進入沖洲響應為p(t)的脈沖形成濾波器。在傳統的DS-SS系統中，沖激響應p(t)是持續時間為Ts的矩形脈沖。而在DS-UWB系統中，與TH方式相似，p(t)是持續時間遠小于Ts的脈沖。
以上系統級聯后的輸出信號可以表示為
(4-6)
注意，與TH方式相似，比特間隔或比特持續時間，即傳輸一個比特所用的時間是Tb=NsTs。
輸出的波形顯然是一個PAM波形。很容易知道，由于沒有時移而且脈沖以規則的時間間隔出現，計算式(4-6)所示信號的PSD要比計算式(4-2)所示信號的PSD更容易。
上述方式的一種變形是使用PPM調制器代替PAM調制器，得到的信號可表示為：
(4-7)
注意到在式(4-7)中，由于碼的偽隨機特性，編碼會起到白化頻譜的作用。
4.2.2 PAM-DS-UWB 發射鏈路 其系統模型如圖4-6所示.
SHAPE \* MERGEFORMAT
圖4-6 PAM-DS-UWB 發射機系統模型
圖4-6中的前兩個模塊分別表示二進制源和重復碼編碼器。第三個模塊是在重復碼編碼器的輸出端實現DS編碼和二進制PAM調制。我們考慮偽隨機DS碼，分配給一般用戶的是長度為NP的二進制碼序列。最后一個模塊是脈沖形成器[1]。
4.2.3 PAM-DS-UWB 仿真結果及其分析
圖4- 7 由PAM-DS-UWB發射機產生的信號
圖（4-7）顯示了參數設置如下時所產生的UWB信號
以dBm為單位的平均發射功率Pow， 信號的抽樣頻率fc， 由二進制源產生的比特數numbits， 平均脈沖重復時間Ts（單位為秒），每個比特映射的脈沖數Ns， 碼片時間Tc（秒）， 跳時碼的碼元最大值Nh和周期Np，沖激響應持續時間Tm, 脈沖波形形成因子tau（秒）， PPM時移dPPM（秒）。
Stx: Pow=-30, fc=50e9, numbits =2, Ts=2e-9,
Ns=10, Np=10, Tm=0.5e-9,
tau=0.25e-9,
這個信號由兩組脈沖序列組成，每組包含10個脈沖，每組映射信息源的一個比特。從圖4-7中可以看出每二組的10個脈沖與第一組的10個脈沖在極性上是相反的。
圖4-8 PAM-DS-UWB的幅度譜
由圖4-8可以看出，幅度譜的包絡具有基本脈沖的傅氏變換的形狀，即高斯形狀。且Np（信號每比特發射脈沖數）值越大，圖形分布越寬，即幅度峰值越小。
4.3 OFDM調制技術
4．3．1 概述
多頻帶（MB）方式與本章前兩節分析研究的IR原理不同。根據2002年，FCC公布的UWB定義，帶寬超過500MHz的信號都是UWB信號。因此，按照FCC規定的頻帶范圍3.1~10.6GHz，將此7.5 GHz的帶寬分割成最小帶寬為500MHz的若干個頻帶。為了盡量減小同窄帶通信系統的相互干擾，UWB采用較小的功率，于是UWB信號對于窄帶通信系統來說相當于熱噪聲，并不被窄帶通信系統的接收機檢測到，也可以避免特定頻帶上的非人為干擾[1]。
在每個子頻帶內可以使用不同的數據調制類型，并不一定要用IR方式，正確的頻譜帶寬可以通過合適的比特速率實現。應用最廣泛的是眾所周知的正交頻分復用（OFDM）。
4．3．2 多頻段OFDM-UWB信號產生
一個已調的OFDM信號由調制在不同載波頻率 上的同個并行發射的信號組成。這些載波等間隔地位于頻域上，其間隔為 。OFDM調制器輸入的二進制序列每K比特編為一組，以產生具有N個符號的數據塊{ }，這里假定 是L個可能的取值中的一個，K=N1bL。最后，每個符號調制一個不同的載波。為了并行傳輸數據塊的N個符號，不同的調制載波信號在頻率上必須正交[8]。
所有調制器使用相同的矩形波，其持續時間為T：
（4-8）
如果符號 在星座圖中的點用 表示，OFDM信號中有N個符號的數據塊的表達式如下[1]：
（4-9）
而相應的復包絡是
（4-10）
其中 ，S（t）是周期為T0的周期函數。
式（4-9）中OFDM信號的數字變換相當于傳輸式（4-10）中復數包絡的抽樣值，也就是說傳輸序列可表示如下：
（4-11）
tc是抽樣周期。
仿真OFDM調制信號，考慮的是OFDM各個載波使用QPSK調制的情況。仿真整個發射鏈路，產生式（4-9）的信號。
4．3．3 OFDM仿真結果及其分析 要發射的總比特數numbits； 調制信號的中心頻率fp； 抽樣頻率fc； 每個符號在其相應載波上的傳輸時間T0； 循環前綴的持續時間TP；保護間隔時間TG， 矩形脈沖響應的幅度為A， OFDM系統的子載波數N。
(1) numbits=8； fp=1e9; fc=50e9; T0=242.4e-9;
TP=60.6e-9; TG=70.1e-9; A=1; N=4;
圖4-9 OFDM-UWB信號
圖4-10 OFDM-UWB幅度譜
圖4-10中的幅度譜由子載波的幅度譜疊加而成。
(2)numbits=8； fp=1e9; fc=50e9; T0=242.4e-9;
TP=0; TG=50e-9; A=1; N=2;
圖4-11 OFDM-UWB信號圖
圖4-11 OFDM-UWB信號幅度譜
對比以上兩圖，可以看出，在同樣的時間里為了傳輸更多的符號，是以增加帶寬為代價的，也就是增加子載波的數量。
4.4 總結
通過一系列的仿真,我們可以得出以下結論:PAM、PPM兩種調制方法主要是為了進行信息數據符號對脈沖的調制，而信號中的偽隨機TH碼和DS碼主要是為了產生信號的頻譜，使信號的功率譜密度在采用偽隨機碼調制后變得更加平滑，不能干擾到其它已經存在的窄帶系統[9]。
OFDM具有良好的抗多徑干擾性能，通過頻率的合理選擇，能夠同現存的窄帶系統和開放頻段的通信系統具有很好的共存性，同傳統的超寬帶系統相比有很大的優勢[11]。
5 性能分析及應用前景
5.1 脈位調制(PPM)和脈幅調制(PAM)
脈位調制(PPM)是一種利用脈沖位置承載數據信息的調制方式。按照采用的離散數據符號的狀態數可以分為二進制PPM(2PPM)和多進制(MPPM)。在這種調制方式中，一個脈沖重復周期內脈沖可能出現的位置有2個或M個，脈沖位置與符號狀態一一對應。根據相鄰脈位之間距離與脈沖寬度之間關系，又可分為部分重疊的PPM和正交PPM（OPPM）。在部分重疊的PPM中，為保證系統傳輸可靠性，通常選擇相鄰脈位互為脈沖自相關函數的負峰值點，從而使相鄰符號的歐氏距離最大化。在OPPM中，通常以脈沖寬度為間隔確定脈沖位置。接收機利用相關器在相應位置進行相干檢測。鑒于UWB系統的復雜度和功率限制，實際應用中，常用的調制方式為2PPM或2OPPM[3]。
PPM的優點在于：它僅需要根據數據符號控制脈沖位置，不需要進行脈沖幅度和極性的控制，便于以較低的復雜度實現調制與解調。因此，PPM是UWB系統廣泛采用的調制方式。但是，由于PPM信號為單極性，其輻射譜中往往存在幅度較高的離散譜線。對此超寬帶信號的幅度譜仿真也證明了這一點。如果不對這些譜線進行抑制，將很難滿足FCC對輻射譜的要求[10]。
脈幅調制（PAM）是數據通信系統最為常用的調制方式之一。在UWB系統中，考慮到實現復雜度和功率有效性，不宜采用多進制PAM（MPAM）。UWB系統常用的PAM有兩種方式：開關鍵控（OOK）和二進制相移鍵控（BPSK）。前者可以采用非相干檢測降低接收機復雜度，而后者采用相干檢測可以更好地保證傳輸可靠性[3]。
當發射能量相同時，使用二進制PAM調制的信號可以比使用二進制PPM調制的信號獲得更好的性能。
5.2 OFDM調制
OFDM有很多優點：能夠提供較大的系統容量，具有較強的抗多徑干擾、抗頻率選擇性衰落和頻率擴散能力，適應多徑和移動信道傳播條件，能夠適應不同設計需求，靈活分配數據容量和功率，可提供靈活的高速和變速綜合數據傳輸可以實現較高的安全傳輸性能，允許數據在復數的高速的射頻上被編碼。由于OFDM技術的良好性能使得它在無線通信系統中得到了廣泛的應用[12]。
OFDM技術是將頻道資源分成若干個子信道，每個子信帶再采用一定的調制技術，提高頻率利用率。OFDM可與PPM、PAM等結合使用，將會有性能更好的調制技術出現。
5.3 UWB的應用前景
超寬帶技術在通信、雷達和無線定位等領域都將有廣闊的應用前景。近年來，人們對超寬帶技術深入的研究使超寬帶技術在系統理論、功率放大器、脈沖的產生與接收、同步、集成電路等方面取得了重大進步，尤其是在超寬帶無線產生領域的技術進步，使超寬帶通信成為無線網絡的重要組成部分成為可能。
相對于傳統的窄帶無線通信系統，超寬帶無線產生系統具有諸多優點和潛力，使超寬帶無線產生成為中短距無線網絡的理想接入技術。根據產生速率不同，擠兌超寬帶無線傳輸系統也具有不同的特點和應用領域。
利用超寬帶技術可以提供高數據率傳輸的能力與定位功能，可以設計依賴定位信息優化網絡資源管理的WPAN或WLAN，并應用于多媒體傳輸、計算機通信和家庭娛樂等領域。
利用脈沖超寬帶信號對障礙物的良好穿透特性與精確測距功能，可以設計既具有通信功能也具有定位功能的超寬帶脈沖無線通信與定位系統。該系統包括傳輸距離遠（通信速率低）、頒布式移動定位、便攜、超低成本、超低功耗、定位可靠性和精度高等特點。因而可以廣泛用于傳感器網絡、消防、公共安全、庫存盤點、人員監護與救生等重要領域。利用超寬帶脈沖信號低截獲概率、保密性高和體積小的優點，該系統還可以應用與偵察、情報收集、傷員救護、武器制導等軍事領域[8]。
超寬帶信號具有很低的輻射功率，而這樣的輻射功率分布在某些方面GHz的頻率范圍內，功率譜密度極低，類似白噪聲頻譜，具有低干擾、低截獲概率特性；同時由于使用窄脈沖為信號載體并采用跳時擴頻，接收端必須已知發射端擴頻碼的條件下才能解調出發射數據來，加上它對多徑干擾具有很好的魯棒特性，非常適合在軍事保密通信的應用。非常低的輻射功率可以避免過量的電磁波對人體的傷害[7]。
結論
超寬帶無線通信技術是目前發展的熱門技術。它以其自身的優點，被研究人員廣泛關注。超寬帶無線電技術大體包括基帶脈沖傳輸方式和帶通載波調制傳輸的方式兩大類。脈沖傳輸的特點是把信息調制在離散脈沖信號上發射，而帶通載波調制傳輸的特點則是把信息調制在正弦載波上發射。本論文是以采用基帶脈沖傳輸技術的經典超寬帶無線電通信系統為基礎進行研究的。
為了更好地了解超寬帶通信系統，本文先概括地介紹了超寬帶無線通信的基礎知識。接著將仿真的基本工具MATLAB的使用說明簡單介紹。然后，重點介紹超寬帶通信的調制方式，主要包括對TH-PPM、DS-PAM和OFDM調制方式的介紹，并通過仿真圖像加以對比，說明調制方式的優缺點。
常采用不同的調制方案，對系統傳輸速率、搞多徑干擾能力有很大影響。對它們進行分析比較，對系統調制信號的設計具有一定的參考意義。通常，在一個通信系統中，應用何種調制方式不僅要看調制方式本身性能，還要根據系統總的設計加以考慮。
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1、SDH系統
SDH是指同步數字系列，是在SONET的基礎上形成的主要針對光纖傳輸的新的數字傳輸網體制。它在應用過程中的主要原理是在信號通過某種形式固定在某個結構上，并使光纖通過其進行傳送，以一定的速率并且通過技術手段使光纖信號轉換成基本的電信號，并使其在通過電纜和DDF接到所需用戶的端口。這種傳送信號的方式在發展過程中形成了全球統一的數字傳輸標準，提高了網絡的可靠性。
2、WDM系統
WDM是波分復用系統，是一種可以提高光纖頻率帶寬利用率的系統。WDM系統的主要特點是使信號在光纖的傳播過程中能夠適應不同的波長，這種技術采用了光發射機來進行信號的傳送，將不同波長的信號附著在一根光纖上，使其先復用再在節點處解復用，這項技術節省了大量的中間環節，使信息傳輸速度更加快速、穩固。
3、MSTPMSTP是以SDH為核心來實現多種線路的速率
MSTP具有多種技術的融合優勢，同時也具有了一些新的特點，不僅提供了ATM、以太網、RPR、MLSP等多方面的功能，還能夠充分滿足用戶對數據業務的匯集、與整合要求。在信息傳輸過程中MSTP不僅能夠對數據進行整合，還可以滿足人們對信息管理的要求，在降低成本的同時提高的相應的傳輸效率。
4、ASONASON是通過智能化來完成光網絡交換連接的傳送網
是在通信工程中最具核心意義的發展項目，數據信息傳輸速度快、容量大、安全性強在同領域項目的比較下具有較大的競爭優勢。在傳輸及管理過程中自身的適用性更強，在可擴展性方面也具有相當大的優勢，相較于以往的傳輸管理體系更能適應對信息需求不斷增強的現代社會的發展。
二、通信工程傳輸技術的應用
1、長途干線的傳輸網建設應用
SDH憑借具有較強的同步復用能力與較強的網管系統因而得到了廣泛的認可和應用，它不單單可以在通信工程的傳輸技術中廣泛應用，同時在管理運行網絡信息傳輸方面具有絕對化的優勢，它的傳輸信息的可靠性與靈活性使得SDH與WDM、ASON、DWDM等進行相互組合，調配其兼容性，發揮各自的長處，減少相對成本，從而建立起適合長途干線傳輸的性能穩定、功能強大的網絡系統。
2、本地骨干傳輸網的應用
本地傳輸網的的布局要求一般對容量要求較小，可以根據各種傳輸技術的特點來分配，來實現本地的信息傳輸過程的要求，本地的信息傳輸雖然距離短，但相較與長途干線的信息傳輸要更加復雜化，包括各個節點的設計等等。所以綜合考慮成本及傳輸速率等，一般情況下，本地傳輸網中的主要節點往往都集中在城市，采用WDM與DWDM具有較強的性價比和實用性，在系統維護、升級、管理等方面具有較大的優勢。
3、寬帶局域網和接入網中的應用
通信工程的傳輸技術在寬帶局域網和接入網中的應用是十分普遍且具有時展意義的，目前個人用于記入到Internet和有線電視最主要的方式Modem、ASDL和HFC等，企業用戶則采用LAN接入，這些接入方式都是以SDH接入傳輸網，利用ADM提供的靈活的接入口來滿足不同寬帶用戶的需求。對于網絡接入是當前各項發展中最為活躍的，人們在學習及工作過程中對互聯網的需求是不容小覷的，通信工程在傳輸技術中的這項應用將為其帶來極大的經濟利益。
三、通信工程中傳輸技術應用的未來發展趨勢
1、ASON技術系統的發展
在未來的發展進程中，ASON技術能夠結合大容量的特點與保護能力強的特點，使得其在未來應用過程中可以更容易實現智能化地網絡交接，所以ASON在發展演變進程中具有相對的優勢，例如先進性、可靠性、恢復性及保護性等功能，能夠自動搜索和發現網絡資源，并且為市場需求提供多種準備條件，保證通信工程流通順暢，所以ASON在未來發展進程中具有很大的空間。
2、小型化的發展趨勢
通信工程的小型化發展趨勢是信息傳輸技術的又一個特點，顧名思義，小型化就是將設備設施與產品外形精簡化，不僅方便運輸安裝，而且占地面積小，更加受到人們的喜愛。未來電子產品的發展進程中一般都是以越來越精簡化取勝，在相對更靈活的設施設備中卻涵蓋著更加豐富的使用功能，這是未來發展的必然趨勢。
3、多功能化的發展趨勢
同前面所講的小型化發展趨勢是一個道理，多功能化也將以方便的服務成為適應潮流的必需品，在客戶自主選擇的過程中，小型且多功能的設備是首要考慮的因素。將多種功能集中在一個設備上，不僅節省成本及空間，更加減少輻射帶來的危害，其優勢就是通過將以往的單一傳送信號的設備替換為具有直接接入功能設備，以此增加了設備的功能和用途，提高了傳輸設備增值業務的能力。
四、小結
