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通过分析学院近几年的全日制专业学位研究生培养过程,总结了培养过程中存在的主要问题,并针对培养问题阐述了学院的改革思路与解决方案,并为今后的全日制专业学位研究生培养提供指引方向。
关键词:
全日制专业学位硕士研究生;工程应用;培养模式
随着我国经济形势的迅猛发展,人才需求问题已经凸显。为适应我国经济形势的变革,调整研究生教育结构,教育部于2009年3月下发了《关于做好全日制硕士专业学位研究生培养工作的若干意见》,决定从2009年开始,对包括工程硕士在内的19种专业学位实行全日制培养。意在培养具有工程实践能力、探索钻研精神和创业能力应用型高层次专门人才,以满足国家新型工业化对于人才的战略需求。信息与通信工程学院从2010年开始招收全日制专业学位硕士研究生,探索如何培养适应社会需求的全日制专业学位硕士研究生是学院在研究生培养层面面临的一个新课题。
一、目前全日制工程硕士培养现状
信息与通信工程学院从2010年开始招收全日制专业学位硕士研究生,至今已经毕业4届学生。根据学院近几年跟踪调查,通过毕业生就业状况以及就业单位反馈等整体状况分析,毕业生普遍就业于北京、上海、天津、广州和江浙一带等电子通信类企业和相关研究院所,普遍反映学院培养的全日制专业学位硕士研究生基础知识掌握扎实,学习能力较强且综合素质较好,但是工程实践能力稍显欠缺。在读学生对于工程实践认识尚显不足,不能充分利用企业实习经历培养锻炼自己,成果产出较少。
二、存在问题
根据学院目前全日制工程硕士培养现状,分析存在以下几点主要问题。
1.生源选拔问题。
由于全日制硕士专业学位研究生推行时间较短,作为一种新兴学位,社会认可程度尚不明确,学生对其认知更为模糊,选择率较低,所以在研究生选拔过程中,大部分学生仍旧将学术型硕士研究生作为首选。很多学生最终是因为分数过低调剂到专业学位,实际是一种被迫选择,导致学生学习积极性不高,对课题研究也比较盲目。
2.课程设置问题。
目前大部分高校的全日制硕士专业学位研究生培养都是基于学术型硕士研究生培养体系改造而来的,尚未摸索出一套真正的具有工程教育背景的全日制硕士专业学位研究生培养体系。整体看来,课程设置较多,内容偏难,与工程实际应用融合内容偏少,学生对于学习掌握的知识不能灵活运用到解决工程实践问题上,学生都整日忙于课程学习,很难提前进入实验室做一些基础课题研究。另外,课程体系中对于学生的综合素质培养环节偏重小,工程应用性体现不强。
3.工程实践问题。
对于全日制硕士专业学位研究生培养的一个重要环节就是工程实习,学生需要到相关实习院所进行为期3个月到1年的工程实习,目的是希望通过工程实习提高工程意识,掌握行业领域的基本原则、职业方向等。但是从目前跟踪近几届学生实习状况总结:具有较强培养实力的实践基地偏少,大部分学生都依靠导师和学院联系实习单位,由于选择的局限性导致部分学生“不得不去”,实习效果大打折扣;部分学生到研究所进行实习,但是很少能够接触工程项目研究,主要从事助理性边缘工作,导致实习效果不好。另外,学校与学院虽然在积极建设实践教育基地,但是由于地域限制,电子通信类企业在北方偏少且规模较小,很难达到教育实践基地规模的要求,而且大部分企业仍以实际效益为主考虑方向,与高校联合培养学生需要较大的投入,收益难以预期,所以很多企业不愿参与这项联合培养工作。
4.学位论文质量问题。
对于全日制硕士专业学位研究生的学位论文要求深度不高,但是要具有较强的工程应用背景和工程应用性,论文形式可多样。但是从导师指导到学生自身,仍旧拘泥于学术型硕士论文的模式要求,论文工程应用性不高,企业实习内容无法融入学位论文。
三、培养对策研究
从国家大力推行全日制专业学位研究生的招生规模来看,培养具有较强工程素养的全日制专业学位研究生是研究生培养发展趋势,如何提高学生的工程素养、强化工程教育理念,是全日制硕士专业学位研究生培养的核心问题。为此,针对近几年全日制硕士专业学位研究生的培养问题,学院也一直在探索有效的改革培养模式。
1.加大宣传力度吸引优秀生源。
为吸引优秀生源,学院加大宣传力度,并出台了一系列的资助政策,从导师配备、助学金资助、奖学金分配、就业推荐等多个方面给予全日专业学位研究生政策倾斜。学生通过近几年的全日制专业学位研究生培养也较为深入的了解到其学位特色,学制2年较短,可以很快就业,而且因工程背景较强就业平台较宽,毕业生就业层次较高,学生对全日制专业学位认可度也越来越高,生源质量在逐步提高。
2.调整全日制硕士专业学位研究生培养方案。
培养学生具有电子通信工程领域较扎实的理论基础和系统的专门知识,且能够独立从事工程设计与运行、分析与集成、研究与开发等能力。要求学生能够较为熟练地掌握一门外语,能较为熟练地阅读本工程领域外文科技资料和文献,掌握和了解本领域的技术现状和发展趋势,能够胜任电子或通信系统、设备的分析计算、开发设计和使用维护等工作。将培养方案设置成A环节和B环节。A环节由理论课程构成,要求学生必须修满不少于20学分的理论课程。当今的工程项目要求我们的未来工程人才不仅要掌握工程方面的知识和技能,还要掌握知识产权、项目管理、工程经济等方面知识;具有环境保护和可持续发展的意识、拥有大局观、团队精神、交流表达能力、人文素养等多方面工程职业素养。因此设置了B环节,B环节为综合环节,包括实验课、文献综述报告、学术活动、工程实践、新技术讲座5个环节。全日制专业学位研究生在提交学位论文答辩申请时,必须修满A环节学分,并通过B环节考核。该培养方案能够尽量减少学生理论课程学习压力,使学生从繁重的理论课程学习中解脱,给予学生更多的时间参加学术活动、听专家讲座以及进行各种形式的学术交流,同时学生可以尽早的进入实验室参与课题的学习与研究,充分利用在校学习时间。从课程内容上进行全面更新,注重理论内容与工程案例分析的结合,加强案例教学,贴近前沿知识,让学生真正学到知识,能够学以致用。
3.拓宽工程实践平台推进国际交流。
积极推进与企业共建专业实践教育基地,加大对已有的实践教育基地中兴通信股份、中电49所、亿阳集团的投入。鼓励教师将科研合作单位引入,学院也积极与科研院所、相关企业联系增加实习单位,多方努力为学生提供良好的实践平台。在实习阶段,学院与实习单位深入沟通,确保学生在实习过程中能够得到充分锻炼,拓宽学生视野,提高科研实践能力,同时也为课题研究打下良好的基础。学院目前已有学生赴德国进行实习交流,实践能力显著提高,整体学习效果反馈良好。为此,学院积极推进合作交流项目建设,与俄罗斯远东联邦大学联合培养研究项目获批国家留学基金委2015年创新型人才国际合作培养项目,为学生提供更加广阔的交流学习平台。
4.严控学位论文质量。
全日制专业学位论文监控体系需要将学生培养的整个环节落实到实处,环环相扣。首先,开题。学生企业实习并确定论文主题,根据参与完成的实际工程项目完成开题报告,返校进行开题答辩。在开题过程中5位专家严格评审确保该课题的实际工程应用性,对于选题过空、过大且没有实际工程价值的课题要求学生在1个月后重新开题,以确保文论的顺利进行。第二,定期汇报。学生开题过后需在企业一边实习一边开展论文,需定期向校内导师汇报论文进展情况,并在完成实习后向学院递交实习考核表,由校外导师给出实习过程评价及成绩,校内导师根据学生定期汇报及校外导师评语给定学生工程实践最终成绩。第三,中期检查。到中期检查阶段,由学生提供书面报告,校内导师和企业导师共同参加检查环节,从内容深度和实际完成情况两方面对论文所需内容的完成进度进行检查。最后,就是成果验收及论文答辩。论文评阅采取院内双盲审,学校进行论文对比度检测,通过盲审和对比度检测之后学生可进入到论文答辩环节,此环节邀请企业专家参与,对于学生阐述的课题实际工程应用性及课题完成情况进行严格考量与答辩,确保学生论文质量。通过不断加强学生论文管理,近几年毕业生的学位论文质量有大幅度提升,且课题的工程实际应用性得到校外专家的肯定。
四、结语
全日制专业学位培养任重而道远,结合近几年的工作经验,不断拓展教育改革新思路,致力于培养具有创新意识的高素质工程人才,学习国外和其他高校的先进培养模式,不断提高与改进,逐渐形成具有自身特色的、符合社会发展需要的电子通信类全日制专业学位研究生培养模式。
作者:穆琳琳 李一兵 张琳 苍岩 肖易寒 单位:哈尔滨工程大学信息与通信工程学院
参考文献:
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[2]虞翔,汪信,张建宇,夏欢.全日制工程硕士专业学位研究生培养机制的改革和探索[J].常州工学院学报,2011,24(2).
[3]王钰,康妮,刘惠琴.清华大学全日制工程硕士培养的探索与实践[J].学位与研究生教育,2010,(2).
[4]张笑燕,宋茂强.全日制专业学位硕士研究生学位论文的过程管理与质量控制[J].研究生教育研究,2011,(3).
现今社会已进入了知识化、信息化和网络化的步伐,科技发展导致激烈的人才竞争,更加大了社会对多元化人才的需求,特别是对应用型技术型人才的需求。虽然近几年毕业生在数量上大幅度增长,但在社会急需的能胜任开发、设计等工作的应用型技术人员相当紧缺。现今毕业生进入企业后都必须重新上岗学习才能胜任当前企业对人才的需求,而他们通常在胜任岗位后,为高薪酬而选择跳槽,从而导致企业间接性流失人才,因而企业更青睐于招聘有工作经验的人,导致应届毕业生的就业质量差。针对此现象,结合独立院校通信专业发展现状,下文就如何打造本专业特色,提高通信专业人才质量进行探讨。
1 通信专业人才培养现状
科艺学院通信专业是在原由计算机、电子工程等专业基础上发展而成的。本专业主要培养具备通信技术、系统和网络等方面的知识,能在通信领域从事设计、制造、运营、调测及应用的具有较强创新能力和较高综合素质的应用型人才。近年来, 本专业大力加强课程体系建设,改革人才培养方案,强化实践教学。但目前整个专业的教学并没有摆脱传统教育模式,课本偏重基础理论,缺乏当前通信新理论、新技术、新领域应用的融入,教学课程内容与当今电子通信实际应用结合不紧密。因此,本专业要想从各大独立院校通信专业激烈竞争中脱颖而出,必须结合本专业现有条件,走出一条具有自身特色的发展道路。
2 通信专业人才培养模式的本文由收集整理探讨
经多年建设,科艺学院通信专业已具备了一定的办学条件,为了打造具有科艺特色的通信专业,形成自身鲜明的人才培养特色,培养竞争力强的创新型应用通信人才,下文将从几方面进行实践和探讨:
(1)在专业前景和学习方法上,对刚入学新生进行正确的专业引导,注重引导学生对基础课和专业课的学习兴趣。各专业负责人和骨干教师与新生的进行定期交流。同时为了让学生能适应大学课程学习,在课程安排上进行合理分配,大一、大二课程较集中,注重通识课和基础课的学习,大三、大四课程较分散,注重专业课和实践课的学习和实践。根据学生的特点,因材施教,不断变换教学方式和教学手段,以提高学生综合素质为宗旨。[1]
(2)尊重学生个性,注重创新情感,发挥学生创新潜能。全方位地保护大学生的个性,发挥他们的特长。增加课程设计、实习实训所占的课时,增多学生实际动手机会,增强他们的成就感,从而提高其学习专业知识兴趣和实践能力。学院应重视与企业的联系,建立良好的合作伙伴关系,使在校学生能得到高水平的实训。通信专业除现有的实习基地外,还可与服装等相关企业建立良好的合作关系,将本专业的实习融入其中,提高本专业学生对其他行业的认知度,提升学生的创新潜能。同时,鼓励学生参加各种院内外竞赛,形成小组模式进行的讨论,鼓励学生独立思考各抒己见。
(3)重视学生的能力、学生的创造发明。高校要成为发现人才、呵护人才成长的摇篮。本专业利用现有科艺学院的有限资源并结合电子专业对学生的创造发明方面给予充分的帮助和特殊政策,鼓励有条件和有能力的学生多参加实践锻炼,对特别优秀的学生进行正确的引导,对有发明的学生进行物质和精神方面的奖励。
3 通信专业课程教学改革的探索
为提高学生的设计和创新能力,在通信类课教学中寻求出路实施一些新的措施。
3.1 课程内容增加最新的技术与应用
以通信原理课程为例,此课程的任务是以现代通信系统为背景、以通信系统模型为主线,讲述现代通信的基本原理、基本技术和系统性能的分析方法。对此课程内容的筛选,应考虑通信技术发展的需求,适当增加当前典型通信系统技术的介绍,同时需大量收集与介绍相关最新知识、技术和应用,与学生一起分享通信技术的发展情况。在讲课过程中让多媒体教学“动”起来,让课堂气氛“动”起来,使学生成为主体。将理论与实际结合进行课程开发,对教师的综合能力提出了更高的要求,因而任课教师应及时补充知识,提高自身的理论和实际水平。
3.2 学生作业增加仿真设计
由于通信专业的实验教学对信号的生成、显示和分析仪器成本较高,尤其是带有频谱分析和测量功能的仪器尤为昂贵,使得部分实践无法实施,而当前科艺学院通信专业的配套设施也不完善,以往学生的作业一般针对某个知识点的作答,没有创新性和实践性。因而通信专业的实验教学应充分利用仿真工具,寻求相应的学习效果。提倡学生作业增加仿真设计题,以报告或论文的形式提交,不仅可以加深学生的认知程度,而且可以提高学生查找资料的能力。
3.3 实施学生能够发挥更大空间的课程考核方法
为了培养学生独立思考、创新思维、融会贯通、从不同视觉系统分析、培养学生创新能力,在课程考核过程中,应当采取多样化的方式,即在考核问题上,应注重答案的多样性,可以适当穿插关于新技术的知识、理论、技术的综述,也可以穿插一些新设计方面的探讨,充分采取措施,给学生提供更多的发挥空间。
3.4 将通信专业英语纳入专业课程体系中[4]
众所周知,本科阶段学生要学习少量使用外文教材的课程。而大部分学生毕业以后需要阅读大量的英文科技文献、进口通信设备和产品的英文说明书。如果学生本科阶段没有学过通信专业英语,将不能正确理解说明书的内容,也就很难快速掌握设备的使用,因而需将通信专业英语纳入通信专业课程学习中。
4 结语
关键词:CDIO;工程教育;人才培养;通信工程
作者简介:王晨光(1981-),男,黑龙江鹤岗人,中北大学信息与通信工程学院,讲师;赵冬娥(1970-),女,山西侯马人,中北大学信息与通信工程学院,教授。(山西 太原 030051)
基金项目:本文系2011年山西省研究生教改项目“电子与通信工程全日制专业学位研究生培养模式改革与实践”(项目编号:20112041)、2012年山西省教改项目“通信工程专业人才培养模式改革与实践项目”(项目编号:J2012057)、2012年中北大学教学改革项目“通信工程专业实训实验室建设与改革”的研究成果。
中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)28-0073-03
通信信息技术的发展,使得高校通信工程专业人才培养面临新的挑战,不仅需要学生通信基础知识过硬,更要求学生具备较强的实践动手能力和工程创新意识。然而,我国现行高校通信工程专业人才培养模式的制定,一直缺乏企业与通信行业的参与。企业界对于通信毕业生的知识水平、能力标准、综合素质要求与现行人才培养方案存在偏差,使得工程教育从培养目标到培养过程乃至培养结果偏离工程教育的本意,导致学生的就业形势依然严峻。[1]
究其原因,我国大部分普通本科院校在学生工程实践能力培养方面存在诸多问题,例如培养模式陈旧(教育学术化、重理论轻实践)、课程体系僵化(专业设置口径窄)、教学手段单一、评价和激励机制不合理、缺乏创新环境等。[2]高校通信工程毕业生普遍基础理论扎实但实践动手能力缺乏,也没有接受产品开发与生产制造的实习锻炼,导致得不到用人单位的认可,学生就业率偏低。可见,如何改革高校通信人才培养模式,解决理论知识学习与实践能力培养之间的矛盾,提高学生就业率已成为高校通信工程专业人才培养的重要研究课题。鉴于此,本文提出以国际先进的CDIO工程教育理念为指导思想,积极探索CDIO工程教育理念在通信工程专业中的应用,提高学生的综合素质和工程实践能力,为学生走入社会奠定良好的基础。
一、CDIO工程教育理念及特点
CDIO工程教育模式是构思、设计、实施、运作(conceive、design、implement、operate)四个单词的缩写,[3]它是由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学组成的跨国研究机构经过四年的探索研究得到的创新研究成果。“C”是指根据客户的需求,考虑技术、企业战略等方面的因素,不断改进概念、技术和商业计划;“D”是指对研究方案进行创新性的思考、论证和优化;“I”是指任务的实现,要把设计转化为成果;“O”是指成果的展示、验证和评估。它是“做中学”(learning by doing)和“基于项目教育和学习”的抽象概括,它以产品从研发到运作的生命周期为教育背景,以工程实践为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习,充分体现了“以学生为中心”的教学理念。它的培养大纲以构思、设计、实现、运行为主线,综合考虑了专业基础知识、个人技能、团队协作与沟通的人际技能,以及在整个企业和社会环境下进行CDIO的过程。[4-5]这种理念及特点对高校如何改革高校通信人才培养模式,解决理论知识学习与实践能力培养之间的矛盾,提高学生就业率具有很好的启示与借鉴价值。
然而CDIO工程教育理念是一种通用模式,在实际应用中需要结合各高校办学特色加以实施改进,否则必将出现新的人才培养偏差,同时也违背了CDIO真正主旨。因此,本文在深入理解CDIO基础上,根据中北大学通信专业的人才培养目标与办学特色,从人才培养方案、课程体系和实践教学体系建设、学生评价机制建设等方面进行探讨。
二、CDIO工程教育理念在通信工程专业的具体应用
1.修订人才培养方案
人才培养方案是培养学生的指挥棒,必须深入理解CDIO工程教育理念,根据课程教学大纲与能力培养的关系,结合通信工程专业方向特点和培养条件的实际情况实施人才培养方案的修订,优化制定满足专业知识、实践能力和人文素质的培养目标。[6]因此,我们根据专业培养的特色,基于CDIO的人才培养目标主要突出在三个方面:系统地掌握电子及通信领域内的基本理论和知识;培养学生具备初步设计、调试、应用通信系统和通信网的基本能力;锻炼学生参与团队协作与沟通的人际技能。
2011年,本专业基于CDIO工程教育理念修订了培养方案,并于2012年2月获教育部批准成为卓越工程师教育培养计划高校学科专业。多年来,我们通过走访调研,邀请行业专家教授和用人部门共同对本专业知识、能力和素质结构进行优化研究,认真听取专业教师以及校外合作企业的意见,分析通信专业原有方案的不足,与时俱进,理顺通识教育课程与专业技术课程、理论教学与实践教学之间的关系,合理规划培养计划中的学习年限、课程组合和时间安排等内容,精心设置体现CDIO工程教育理念的实训项目,为学生提供自主选择的空间,适应学生个性化发展的需求,全方位、多角度优化人才培养方案。
2.建立基于CDIO的课程体系[7]
CDIO工程教育理念的实质在于加强工程教育,改变原有理论知识传授与实践能力培养相脱离、在实施过程中联系不够紧密的培养模式。本专业根据培养目标,尝试借鉴CDIO理念来优化完善课程体系和教学目标要求。新的课程体系以工程技术实践为主线,以培养学生工程意识、工程素质(包括工程实践能力和探索创新能力)、团结协作精神为主要目标,以社会和行业需求为导向,科学合理进行课程安排,促进学生综合素质全面提升。
新的课程体系按CDIO工程教育理念进行设置,体系以通信工程专业导论为起点,6大专业能力拓展提高锻炼项目为支撑,毕业实习、毕业设计为综合运用,全面提升学生综合素质,此为第一层次。专业导论通过入学专业认知教育、通识基础教育、专业基础教育等相关课程的学习,为学生奠定扎实的人文社科与专业基础知识。通信信号处理、电子线路与系统设计、通信电子仿真与设计、软件设计实践、通信综合设计、创新设计等项目为第二层次,通过对应主干课程和专业方向课程的学习锻炼,支撑学生多专业方向的能力培养。
通信工程新的课程体系如图1所示。
(1)第一层次的项目要求贯穿于整个本科培养阶段始终,使学生从构思、设计、实施、运作等方面得到系统的综合训练,可以分为初级和高级两个阶段。
初级阶段在大一至大三学年完成。主要任务是:课程教学融入CIO-CDIO理念,以产品开发案例为原型,了解其工作原理及相关核心技术,使学生对课程所传授的理论知识增加感性认识,理解本专业课程与产品开发所使用技术的内在联系,从而以未来职业规划为目标,从入学就一直目标明确地学习;同时深入剖析产品研发的过程,使学生体会创新思维在产品形成过程中的体现,以便深入体会本专业培养方案的整体性与科学性。
具体时间安排:在大一学年第一学期进行1╱4(专业认知导论),大二学年完成1╱2(产品案例分析讲解),并分别安排在两个学期进行,大三学年完成最后1╱4(学生具有一定知识背景下的综合设计应用)。整个实施过程都伴有2周的实践教学环节,并由本专业具有丰富工程实践经验的资深教授团队授课,同时产品开发案例的剖析及实践训练环节安排在学校工程训练中心进行,并聘请校外合作企业的高级工程师配合指导完成。
高级阶段在大四学年的毕业设计和毕业实习环节完成。主要任务是:学生经历三年的专业课程学习与相关实训项目锻炼后,已经具备一定的专业基础与工程素质,就可以以产品设计为目标,从产品设计需求开始经历构思、方案设计、具体实现、运行测试等方面,系统地完成一次工程实践过程,使学生从解决实际工程问题的角度综合运用专业知识,体验并掌握工程中的科学思维与团队协作意识,积累学习兴趣。
(2)第二层次项目以专业核心课程群和与培养特色为基础,通过项目驱动的方式进行教学实践,项目一般由多名学生合作完成,通过这种方式培养学生综合应用相关知识的能力,培养团队合作意识与沟通交流能力,锻炼创新思维与独立解决工程技术问题的能力。
(3)第三层次项目为独立的具体课程,课程中也可以根据CDIO教育理念设置一些充分体现本课程的实践项目,通过基础课程与实践环节的学习锻炼,加深学生对本课程内容的理解与应用。这种把工程问题和课堂教学相结合的模式,可以充分调动学生的积极性及主动性,培养学生的创新意识。
总之,这种基于CDIO的课程体系以第一层次项目为主线,第二层次项目为支撑,第三层次项目与专业课程为基础,将专业认知与课程传授紧密结合,项目训练与学生个性培养相结合,全面培养学生的工程意识、工程素质、团队协作能力与自学能力,使学生更加主动地、有针对性地进行学习,教学质量将得到大幅提高。
3.改革实践教学体系,更加体现CDIO的工程教育理念
本专业通过引入CDIO理念,改革和完善原有实践教学体系。本体系遵循从基本到复杂的认知能力及工程型人才的培养规律,从知识结构、实践能力、工程教育等方面出发,突破实验教学依附于理论教学的传统观念,对实验课程进行了全面整合与重建。在保持实验教学与理论教学有机结合的基础上,根据学生在不同学习阶段知识面的掌握程度和通信类专业知识模块,对实验教学体系和内容进行了分模块、分层次、分类别的创新性改革,构建了体现实验技能系统训练与科学研究能力培养相结合的基础型实验—提高型实验—创新型实验三个层次的实验教学新体系。每个层次均从点、面两方面入手,对现有的实验项目和内容做出相应的调整和改革,增加设计型实验和综合创新型实验,切实加强学生动手能力、分析问题、解决问题能力和创新能力培养。
同时,为便于组织实验教学,我们还根据实验课程的类别,结合以项目为主线的模式,重视学生综合素质和实践能力的培养,把CDIO教育理念贯穿于实验教学的全过程,培养与他人合作的团队精神,不断探索工程技术人才培养的新途径。为学生了解和适应现代企业的管理体制,确立优秀的职业道德素养打下了坚实的基础。
此外,本专业建设了实践创新能力培养平台,成为学生工程实践训练的基地和学生课外科技活动的园地,为学生开展大学生训练计划SRT、大学生电子设计竞赛、挑战杯科技竞赛等提供了保障。同时,学校重视产学研相结合,不断投入资金建立校外实习基地,进一步强化学生定岗实习锻炼,更加有效培养社会应用型技术人才。
4.基于CDIO教学理念,形成新的学生评价机制
为了保证CDIO教学理念的实施效果,改革传统以考试为中心、以死记硬背为基础的评价制度势在必行。在CDIO教学理念的实施过程中,合理评价学生学习效果是保障教学效果的重要环节。只有将CDIO人才培养所体现的思维、知识、能力、个性等方面的要素全面纳入评价体系,才能形成一种以项目驱动为引导、充分激发学生潜能,培养学生综合素质的科学评价体系。因此,应采取形式多样的方式来进行考评,例如:传统笔试、项目总结方案报告、产品等级评定、学生互评等。
同时,应更加强化实践教学过程管理,保障实践教学能力的有效提高。例如:“基础性实践教学”采取包含实验预习、实验操作、实验记录审签与器材检查、撰写实验报告、实验考核等环节的“五环过程管理”;“提高性实践教学”采取包含课题布置与要求、方案论证与设计、原理电路仿真与改进、实际电路安装与调试、学生作品验收与研讨、总结报告写作与评阅等环节的“六环过程管理”;“研究创新性实践教学”采取包含毕设布置、课题论证、开题报告、每周交流、中期检查、限期整改、实物验收、论文答辩、成绩评定、毕设评优等环节的“十环过程管理”。
总之,我们将CDIO工程教育理念贯穿整个学生培养环节,融传授知识、培养能力和提高素质为一体,融人文精神、工程素养和创新能力培养为一体,全面提升学生素质。
三、结束语
CDIO工程教育模式的推出,有效地解决了传统理论教学与实践教学相脱节的核心问题。本专业探索性将CDIO工程教育理念融入专业人才培养模式改革中,修订完善了基于CDIO工程教育理念下的培养方案、课程体系、实践教学体系及质量评价体系,它有助于通信工程专业学生工程实践能力的培养和提高,也为CDIO在电子信息类专业的推广提供了参考。CDIO工程教育模式必将成为培养创新型工程人才的有效途径。
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媒介融合开启了传媒业、电信业发展的新纪元,电信业、广播电视业、出版业等几大产业(后文简称几大产业)相互渗透,产业边界全面消解,它们相互交融而形成一个被称为“大媒体产业”的全新产业体系。在产业分立时代,基于其时的产业架构、市场结构,几大产业曾形成了大相径庭的纵向规制体系,规制缘由、规制目标、规制重心各不相同,但在媒介融合下,几大产业原有的产业架构、市场结构被彻底颠覆,传统的分业规制模式面临根本性挑战。世界各国竞相在几大产业推进规制融合,在20世纪80年代的放松规制浪潮之后,几大产业的规制问题再次成为焦点。美国最先在电信业、广播电视业拉开规制融合的帷幕,其实践一直是世界的风向标。美国规制融合模式有何特色?其基本逻辑何在?中国三网融合试点正转向全面推进,且新的融合性规制机构——国家新闻出版广电总局酝酿多时已正式成立,应对融合的规制变革正处在重要关口,美国规制融合经验有何启示?
一、美国规制融合实践的基本历程
美国是媒介融合这一产业革命的发祥地,最先从规制上进行回应,1996年2月即颁布具有里程碑意义的新电信法案,在世界吹响规制融合的号角。《1996年电信法》第一次对《1934年通信法》进行了全面修订,被认为是“对美国开辟未来的极为革命的法律”①,它从两个方面奠定了规制融合的基本政策框架:一是解除了电信业与有线电视业之间的交叉准入禁令,电信公司可提供有线电视服务,有线电视公司也可提供电话服务,两者允许互持股份;二是将通信服务区分为信息服务(information service)、电信服务(telecommunications service),对信息服务免于规制(或轻度规制),对电信服务严格规制。允许交叉进入,意味着美国有线电视业、电信业不再存在规制边界(由规制设定的产业边界);而设置信息服务类别,所有的融合性业务,不管基于何种技术平台,均被纳入其中,可免于不一致规制。此外,《1996年电信法》还允许市话公司和长话公司相互进入(1982年美国电话电报公司〈AT&T〉被肢解,美国电信市场长话、市话分离),美国电信业内因规制而形成的市场樊篱也被拆除。
在《1996年电信法》颁布之前,克林顿政府曾对通信法提出了一种备受瞩目的修订思路。即在通信法中专辟第七章(Title Ⅶ),对宽带服务及使用宽带设施的其他服务施加统一规制,所有“双向、宽带、交互、交换、数字传输服务”②都被纳入这一章的规制范畴,无论其使用何种技术平台,而不使用属于第七章的宽带设施的服务,仍归属第二章(Title Ⅰ)有线电话规制、第六章(Title Ⅵ)有线电视规制。但是,这一主张遭受了美国有线电视运营商、电信运营商及各州公共事业委员会(PUC)的一致反对而未果。尽管如此,在如何应对融合上,克林顿政府提案中将宽带服务与电信服务、有线电视服务分别规制的基本思想,在《1996年电信法》中还是得到了一定的体现,宽带服务大多被认定为信息服务,与电信服务、有线电视服务最终区别开来。当然,《1996年电信法》与克林顿政府提案存在根本区别,前者是将宽带服务归入信息服务免加规制,而后者设想的第七章则对宽带设施提出了三个基本要求③:开放接入、互联互通、普遍服务。
《1996年电信法》是美国进行规制融合的根本大法,但并非具体细则。一项业务是否属于信息服务,时常饱受争议。因此,联邦通信委员会(FCC)出台了许多规则(这些规制若受到质疑需经法院裁决),其中重要的规则主要包括:第一,2002年联邦通信委员会《宣言性裁决》,将基于有线电视平台的宽带接入业务认定为信息服务(该裁决曾引起许多质疑,2005年8月美国最高法院进行了终裁,认定联邦通信委员会的裁决合法)。第二,2004年2月与4月联邦通信委员会对互联网电话(VoIP)争议进行了两次裁定,将电脑到电脑(PC to PC)互联网电话界定为信息服务,而将与公共交换电话网(PSTN)互联的互联网电话归入电信服务,并于2005年6月与9月先后出台规则,规定后者的提供商必须提供紧急呼叫服务(E911)和执法监听服务(CELEA)。第三,在交互式网络电视(IPTV)上,2006年12月联邦通信委员会出台规专业提供论文写作和写作论文的服务,欢迎光临dylw.net则,禁止本地特许机构不合理拒绝竞争性视频特许的申请(主要指电信公司的视频业务申请);之后又进一步规定,电信运营商基于全光纤网络的交互式网络电视按数据业务管制,电信运营商勿需挨家申请“本地特许”。
从《1996年电信法》开始,美国一直致力于在融合环境下重新定义普遍服务的内容。《1996年电信法》将普遍服务确定为国家通信系统的基石,普遍服务不再仅限于传统的电话服务,而被扩展到先进电信服务(advanced services),普遍服务的范围由联邦通信委员会(FCC)根据电信和信息技术及业务的发展定期制定,具有动态性。1997年联邦通信委员会依据新电信法颁布普遍服务法令,电信普遍服务范围扩展到信息服务。2005年美国开始讨论修改电信法,将宽带互联网接入业务纳入普遍服务目标(其间美国参议院戈登·史密斯、康拉德·伯恩斯先后提出《21世纪普遍服务法案》、《2006年互联网和普遍服务法案》)。经过长时期准备和充分酝酿,2011年10月,美国联邦通信委员会通过反复讨论修改的普遍服务基金和运营商间补偿制度改革方案,正式将电信普遍服务的重点转向宽带互联网,设立“连接美国基金”(CAF,Connect America Fund),取代原“高成本地区基金”(high-cost support fund),同时在其下建立专门的“移动基金”(Mobility Fund),以加速推进移动宽带服务的普及。
回顾美国规制融合实践的基本历程,可以发现,美国推进规制融合的基本思路主要体现在三个方面:一是如何在有线电视业与电信业之间实现公平进入;二是如何对融合性业务实施规制;三是如何在交互融合的产业体系下实行原特定产业的某些规制理念(如普遍服务)。美国的规制融合实践在世界起步最早,至今虽仍远未成熟,但经过近20年的实践,现已形成了一种极具有代 表性的规制融合模式。
二、美国规制融合模式的主要特色
美国在《1934年通信法》中建立起了独具特色的分类规制体系。该法定义了电信服务、无线通信服务(mobile radio service)、广播电视服务(broadcasting service)、有线电视服务(cable service)等基本的服务类别,每一服务类别的规制内容、规制程度各不相同。对特定业务如何实施规制,先必须将其归入一定的服务类别。在规制融合实践中,美国继承了分类规制的基本传统,在分类规制体系下为电信业、广播电视业构建起统一的规制框架,从横向分层组织规制。美国的分类规制在传统规制时期独具一格,承袭这一传统的规制融合模式亦可谓独步天下。
1. 承袭分类规制实现融合规制
从在电信业、广播电视业实施全面规制开始,美国就将其纳入到一个统一的法律框架内,由统一的规制机构联邦通信委员会实施规制。在目前几大产业规制融合的探讨中,这一点一直为人所津津乐道。其实,这并不表明,美国其时就已对这些产业进行融合规制。在美国传统规制中,每一服务类别严格对应于相应的行业,不同服务的类别,规制内容千差万别,并且对应不同类别的服务规制,联邦通信委员会分别建立了相应的分支机构。虽有统一的法律框架,统一的规制机构,但实质是通过分类规制实施分业规制。
虽然如此,美国的规制融合实践,最终还是在分类规制体系下为电信业、广播电视业搭建起了统一规制框架。这是美国规制融合模式最具特色之处。在传统规制时期,美国通信法所定义的电信服务、无线通信服务、有线电视服务等基本服务类别,分别代表相应的行业,两两之间不存在任何交集,从而也无多少关联。而在《1996年电信法》中,美国在沿用这些传统服务类别定义相应行业之外,新增的信息服务类别不再与特定的传统产业范畴相对应,任何技术平台所提供的非传统业务,均可能纳入这一服务类别,尽管各服务类别之间也不应存在交集(否则通信法无法实行),相互之间不应发生关联,但实际上,如按传统规制逻辑,纳入信息服务的业务,本应按其技术平台被归入相应的传统服务类别,信息服务类别实质上充当了传统服务类别之间的桥梁。这就意味着,通过信息服务类别,美国真正将电信业、广播电视业纳入一个统一的规制框架。此外,美国《1996年电信法》允许电信业、有线电视业相互进入,其所定义的传统服务类别,也已不再具有之前所代表的严格的分业规制意涵。
传统分业规制在媒介融合下所遭遇的致命挑战,是不同技术平台提供的相同或类似业务将遭受不一致规制,应对这一挑战是在几大产业实施融合规制的首要任务。美国实现一致性规制的基本特色主要体现在两个方面:一方面是将各种新兴的融合性业务集中归入信息服务,对它们不施加规制,或者仅轻度规制,以使这样的业务不至于按技术平台落入传统服务类别而引致规制不一致;另一方面是如果新业务归入信息服务免于规制后,与类似的受规制的传统业务之间产生了规制不一致,则主要考虑如何放松传统业务的规制④,而不是为消除规制不一致而将传统服务的规制“强”加于新业务之上。
在媒介融合下,虽应对具有类似经济特征的业务实现一致性规制,但从分业规制转向融合规制的过程中,又可能仍需对几大产业区别对待,而暂时对其间的某些类似业务在规制程度上体现一定差异。主要有两个方面的原因:一是媒介融合之初,为促进公平竞争对市场地位悬殊的运营商推行不对称规制;二是媒介融合是专业提供论文写作和写作论文的服务,欢迎光临dylw.net一个循序渐进的过程,部分传统业务将在长时期内一直具有相当的市场份额,基于不同平台的类似业务可能处于不同的细分市场。美国分类规制体系在规制融合中的最大意义就是实现这一规制诉求,其服务类别,不仅在电信业、有线电视业之间实现了不对称规制;而且也对媒介融合过程中的不同细分市场施加了不同程度的规制。
如何在几大产业实施融合规制,对类似业务既实现一致性规制,又在需要时令其规制程度有所差异,美国与欧盟的实践形成了鲜明对比。欧盟规制融合最为引人注目之处,是重新搭建融合性的规制框架,从横向分层组织规制,先在各层级(网络、内容、服务等)分别实施统一规制(一致性规制),之后再在一定层级实行分类规制(这里对“类”的定义与美国对“类”的定义截然不同)。如在内容层级,将视听媒体服务纳入统一的规制体系后,再分成线、非线,对一些业务实现不同程度的规制。而美国则是承袭传统分类规制体系,在分业规制形式下实现融合规制,其分类规制体系所定义的服务类别,从一开始即体现了某些业务间所受规制程度的差异,类似业务的一致性规制主要通过新增的信息服务类别而实现。
2. 秉承分类规制实现分层规制
美国在电信业、广播电视业的传统规制通过服务分类组织规制。《1934年通信法》定义了多种基本服务类别,每一章节对一定服务类别专加规制。其时一种服务类别代表一个纵向一体化的产业,一定服务类别的规制,名为对“服务”施加规制,但实为对提供服务的网络技术平台实施规制。这样的组织规制方式,实质是遵循纵向一体的产业架构,从纵向组织规制,因此被形象的比喻为“竖井”模式(Silo Model),一种服务类别被视为一个“竖井”。
按组织规制的上述逻辑,当有新产业问世,对其施加规制的方法是在通信法中定义一种新服务类别,专辟一章加以规制,可以说是在“竖井”之外再添一新“竖井”。有线电视业新问世时就是被这样处理的,美国在通信法中定义了有线电视服务,通过第六章实施规制。后来克林顿政府提议的“第七章”也希望对宽带服务按这一逻辑组织规制。
在规制组织上,美国规制融合模式的主要特色在于:一方面秉承了通过服务分类组织规制的传统,但另一方面又悄然颠覆了传统规制从纵向组织规制的范式。对传统业务之外的新兴业务,《1996年电信法》似乎视之为一个产业,而对应定义了信息服务类别,但其实这并未沿袭组织规制的传统逻辑。既然各种不同形式的融合性业务,一旦被认定为信息服务,均可免于规制,而无论其技术平台是否遭受规制,受何种形式的规制,这就意味着,一种业 务如何实施规制,不再完全由其技术平台决定,服务规制与网络规制已经分离开来。信息服务类别已不代表特定的纵向一体化产业,再非“竖井”之外的新“竖井”。通过信息服务类别,美国已开始从横向分层组织规制,在组织规制的范式上对媒介融合下的新产业架构进行了回应。美国在规制融合中的组织规制方式,与其传统规制中的组织规制方式可谓形似而神不似,这一点是美国规制融合模式的引人瞩目之处。
其实,《1996年电信法》中的分层规制范式,主要继承了之前第二次计算机调查在电信业所采用的增值业务/基础业务两分法的理念。此次调查认为,基础业务潜存于增值业务之下,而增值业务则“骑”(rides)在基础业务之上⑤,故而基础业务被严格规制,增值业务可免于规制。不少研究者(Robert Cannon、Douglas Sicker、Kevin Werbach)因此认为,第二次计算机调查分离了基础传输网络与其所提供的业务,实则已采用初步的横向分层规制理念。⑥之前第一次计算机调查希望在电信业务、数据通信业务之间划一条清晰的不变的分界线,是典型的纵向分业规制逻辑,但最终失败。美国转而在电信业中通过增值业务/基础业务两分法,进行了横向分层规制的初步实践,在分类规制框架下,这种尝试在不经意间开创了一种影响深远的新规制范式。
当然,第二次计算机调查分离增值业务与基础业务的方法,对分层规制的最初实践尚是局部的,仅仅限于电信业。《1996年电信法》区分信息服务与电信服务,美国在电信业、广播电视业组织规制的范式才真正全面发生质的变化,开始对两大产业从横向分层组织规制。从以后的实践来看,信息服务常被视为一个“百宝箱”,任何融合性业务,无论其基于何种技术平台,都被纳入其中,进而服务、网络实现分离规制。
虽最早在局部进行分层规制实验,可在后来的规制融合实践中,美国的分层规制是极不彻底的。在世界规制融合实践中,欧盟的分层规制模式引人夺目,其在搭建起电子通信规制框架、出台《视听媒体服务指令》后,将网络规制与内容规制完全分离开来,从横向组织规制,分层设计规则。但美国的《1996年电信法》,专业提供论文写作和写作论文的服务,欢迎光临dylw.net依旧保留了不同服务、不同技术平台之间存在已久的纵向法律区隔,仍然假设不同的服务使用不同技术,经由不同网络传输,而并未“全面体现融合的宽带世界(不同的网络设施能在互联网平台上传输类似的服务)”⑦。诚如约翰·中畑(John Nakahata)所言,对于协调各种信息平台规制的多样性的通信法改革,《1996年电信法》还仅是一个开始。⑧受欧盟分层规制实践的影响,美国微波通信公司(MCI)曾提出一个提案,建议美国实施更为彻底的分层规制,从物理网络层、内容层、应用层、逻辑层等层级分层组织规制,但这一提案饱受批评而未获采纳。
研究者们一度将互联网的诞生主要归功于增值业务/基础业务两分法。但当几大产业基于互联网进一步走向融合后,沿袭分类规制的传统,美国的规制变革在分层规制的实践上仅迈出了较小的步伐。
三、美国规制融合模式的基本逻辑
解读美国规制融合模式,必须深入理解其背后基本的政策逻辑。这一点必须回答彼此关联的三个问题:美国在规制融合实践中奉行什么样的规制哲学?其规制融合政策的基本目的何在?美国为什么形成了这样的规制融合模式?
美国是极度崇尚市场自由的国家。即使是在电信业、广播电视业施加全面规制之际,其别具一格的规制模式就已折射出这样的取向。其时美国并未实施颇为盛行的国有化模式,走上公营垄断之路,而是推行特许模式,通过市场准入特许获取微观经济干预的权力,对特许的私营垄断(包括寡头垄断)施加严格规制。这种“胡萝卜加大棒”式的规制模式,最终保留了一定的市场形式及相应的市场要素,完全的市场虽不复存在,但并非如国有化模式对市场进行全面替代。特别是在广播电视业,这一模式更是在无线广播电视业内,及其与有线电视业之间推进了相当程度的竞争。因国有化部门的内部竞争难以获得,旨在引入竞争的放松规制与私有化之间存在天然的互补性⑨,特许模式令美国在日后推进竞争的规制变革中占尽先机。
关键词:无线传感网络 无线传输技术 802.11 ZigBee 蓝牙
中图分类号:TN923 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2014)02-0023-02
1 论文研究背景及意义
步入21世纪,随着计算机技术、自动化技术、电子技术、传感器技术以及无线通信技术的快速发展,嵌入式技术飞速发展时期已经到来,标志着计算机技术已经进入了后PC时代和网络时代。无线传感网络(Wiress Sensor Networks)由大量的无线传感器节点组成,这些节点的功能可相同或不同,每个无线传感器节点由核心数据处理模块和控制模块、传感器数据采集模块、无线通信模块和电源模块等组成。无线传感器网络依靠各种类型的传感器来完成采集对象信息实时采集,并将采集信息通过无线网络进行传输,并送到数据处理中心进行数据处理[1]。
在无线传感器网络中,我们有时需要一种短距离通信技术、硬件软件复杂度低、数据传输速率低、能耗小、成本低的新兴无线网络通信技术,来完成传感器网络采集数据的传输。
2 国内外无线传感技术研究现状
无线传感器网络诞生于20世纪90年代末,开始于美国军方用于战场检测技术。作为新一代的传感器网络,当前国内外都很重视无线传感器网络研究,IEEE协会,欧美很多著名的大学都大力进行传感器网络技术的研究与应用开发。在中国颁布的我国今后20年重要研究课题的157个技术课题中有7项是直接关系到传感器网络技术。国内从事无线传感器网络应用的大企业目前为数不多,小企业呈现蓬勃发展的势头。北京鼎天软件有限公司主要从事城市公共安全应急指挥系统的建设。上海电器科学研究院主要从事智能交通方面的研究。西安华凡科技有限公司,作为无线传感网络解决方案的专业提供商,为ZigBee技术在国内的推广做出了不懈的努力。沈阳东软、北大青鸟、亿阳信通等企业也在无线传感网络的应用方面有所涉及。
3 无线传感器网络特点
无线传感器网络是由大量传感器节点组成,另外,根据应用需求,还可以加上卫星定位系统、移动通信模块和可充电电源模块等,无线传感器网络主要特征如下[2]。
(1)可组建规模很大无线通信网络。为了采集到精确的数据信息,无线传感器网络采集区域一般都要设置大量的无线传感器节点,数量有时甚至可达成千上万,甚至多得多。无线传感器网络通过大量的传感器数据采集节点采集到大量的信息,有效降低了对单个传感器数据采集节点的数据采集精度标准;整个无线传感器网络由于存在大量的冗余节点,增强了无线传感器网络的容错能力;网络节点容量大,覆盖面积广,有利于降低信号检测盲点。(2)网络自组织。无线传感器网络的传感器数据采集节点建设成本低,不需要基站等实施。节点的位置也不需要预先设置,节点的位置也不可能固定,是可根据需要可移动的;邻居节点之间相互关系也不能预先知道,甚至会随机变化。所以要求无线传感器节点能够自动进行网络管理和网络配置,能够进行网络自组织,根据无线传感器网络控制机制和网络协议自主形成能够转发采集检测数据的无线传感器网络。(3)网络具有动态性。无线传感器网络不是一个固定的网络动态的网络,节点根据需求可以不固定;如果节点出现异常故障,传感器节点就会自动退出传感器网络;也可以接受新的节点加入到网络。所以无线传感网络结构具有动态变化性[3]。(4)多跳无线路由。在无线传感网络中,传感器节点之间的距离大都在几十到几百米,一般节点只和相邻网络节点通信。如距离较远,则要用路由节点进行转发[4]。(5)面向应用的无线传感器网络。无线传感器网络的传感器节点一般用来用来采集物理外界多种多样的信息。而不同的应用,对环境而言要采集不同的环境信息,所以需要有多种多样的传感器,如温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器等。无线传感器网络检测信息是紧密结合应用需求的,因此,传感器网络的设置有着明确的应用目的[5]。(6)以数据采集为核心。传感器节点是采集数据的终端节点,没有数据的采集,无线传感器网络就失去存在的价值,所以说无线传感器网络是一个以数据采集为主的网络。
4 几种短距离无线通信技术应用分析
短距离无线通信和长距离无线通信相比,主要特点如下:
(1)通信距离在几厘米到几百米;(2)主要应用于室内;(3)无线发射功率在几uW到100uW;(4)不需申请无线频道牌照;(5)高频操作;(6)使用全向天线和线路板天线;(7)无线发射器和无线接收器由电池供电。
随着无线的发展,网络化、标准化要求逐渐出现在人们的面前。因此各种无线网络技术标准纷纷被制订出来。ZigBee、无线局域网(Wi-Fi)、超宽频(Ultra Wide Band)、近距离无线传输(NFC)、蓝牙(Bluetooth)和红外线数据通信IrDA等。
4.1 ZigBee技术
ZigBee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术,主要应用于近距离无线连接。ZigBee是一种高可靠的无线数传网络,通信范围从几十米到几百米,甚至到几千米km,还可以进行延伸。ZigBee节点容量有65000个,每个相邻Zigbee节点之间可实现相互数据传输[6]。ZigBee有自己的标准,在很多个无线传感器之间相互通信,这些无线传感器只需很小的能量,通过无线网络将数据从一个传感器传输到另一个传感器。
ZigBee是以IEEE 802.15.4为基础,即无线个人区域网(PAN,Personal Area Nerwork),IEEE 802.15.4是IEEE确定的低速无线个域网的标准,该标准定义了物理层(physical layer,PHY)和介质访问层(medium access control layer,MAC)。ZigBee可工作在2.4GHz(全球流行)、868MHz(欧洲流行)和915MHz(美国流行)3个频段上,分别具有最高250Kbit/s、20Kbit/s和40Kbit/s的传输速率。
4.2 Wi-Fi(IEEE802.11)
Wireless Fidelity的缩写Wi-Fi,即无线高保真。与蓝牙技术相似,主要用在办公室和家庭中使用的近距离无线通讯技术,它为用户提供了无线的宽带互联网访问。Wi-Fi可为用户提供户电子邮件访问、Web和流式媒体访问。Wi-Fi在2.4Ghz频段工作,所支持的速度最高达54Mbps。另外还有两种802.11空间的协议,包括802.11a和802.11b。它们也是公开使用的,但802.11G在世界上最为常用。
Wi-Fi技术主要有以下优势:
(1)覆盖范围广。蓝牙技术的覆盖半径大约只有10米左右,Wi-Fi可达100米。目前最新的Wi-Fi交换机能够把覆盖范围从100米扩大到6.5公里。(2)通信速度块。Wi-Fi无线数据通信质量不是很高,有待进一步改进。安全性较差,但数据传输速度快,可达54Mbps。(3)进入Wi-Fi技术领域的要求不高。只需要在商场、车站、酒店、机场等人员集中地设置接入"热点",就可使热点覆盖范围的移动通信设备接入因特网。
4.3 超宽带通信UWB
超宽带无线技术UWB(ultra wideband)使用1GHz以上带宽的无线通信技术。它的通信速度达几百Mbit/s。UWB脉冲宽度在1ns以下,因此可达到几百M~1Gbit/s以上的通信速度。美国联邦通信委员会(FCC)已把3.1G~10.6GHz频带向UWB通信开放。IEEE802委员会也把UWB列为PAN基础技术进行重点研究。
4.4 近场通信(NFC)
近场通信(Near Field Communication,NFC)作为短距离的高频无线通信技术的一种,它可以实现电子设备之间在在十厘米内传输信息。它的应用对象主要在于各种便携式手持设备中。安全性系数相对较高,NFC技术电子支付领域有很广阔的发展空间[7]。
4.5 蓝牙
蓝牙技术起源于1994年,当时瑞典爱立信公司的移动通信部研究制定了一个利用无线电射频技术对移动电话与周边部件进行无线互连的技术规范草案。1998年2月,爱立信联合IBM、英特尔、诺基亚、东芝等共五家计算机及通信公司创建了蓝牙特殊利益集团(SIG,Special Interest Group),负责蓝牙技术标准的制订、产品的测试以及协调各国蓝牙使用频段的一致性。随后,微软、3COM、郎讯、微软和摩托罗拉等公司相继加入SIG,共同构成了SIG的九个发起者和领导成员。蓝牙(Blue Tooth)主要支持10m内短距离通信的无线通信技术,蓝牙工作在2.4GHzISM频段,采用时分双工传输方式,数据传输速率可达1Mbps。可在手机、无线耳机、PDA、笔记本电脑等设备之间进行无线数据信息交换。
4.6 红外线数据通信IrDA
IrDA是一种利用红外线进行点对点通信的技术,是由红外线数据标准协会(Infrared Data Association)制定的一种无线协议,红外信号要求视距传输,方向性强,对邻近区域的类似系统也不会产生干扰,并且窃听困难。IrDA主要应用于在计算机外设、笔记本电脑、便携式设备等领域。尽管IrDA技术免去了线缆,使用起来仍然有许多不便,实际应用中由于红外线具有很高的背景噪声,受日光、环境照明等影响较大,一般要求的发射功率较高。IrDA设备的核心部件红外线LED是一种不耐用的器件,频繁使用会令其使用寿命大大缩短。但当前使用IrDA技术应用场合还很多,成本低廉,数据传输速度较快,因此,在未来一段时间里还将存在[8]。
5 几种短距离无线通信技术比较
通过应用分析测试,对上面提到的几种短距离无线通信技术进行了比较,见表1所示。
参考文献
[1]张文博.基于ZigBee网络的安全监控系统关键技术研究与实现[D].信息工程大学,2010.03:1-22.
[2]ZigBee Allicance.ZigBee Docunment 05347r13[OL]. http://.
[3]An Ultra Low Power MAC Protocol for Wireless Sensor Networks[OL].IEEE Transaetions On Mobile Compting.2007.6(1).
[4]ZigBee Allicance.ZigBee Docunment 05347r13[OL]. http://.
[5]An Ultra Low Power MAC Protocol for Wireless Sensor Networks[OL].IEEE Transaetions On Mobile Compting.2007.6(1).
[6]任丰原,黄海宁,林闯.无线传感网络[M].软件学报,2003,14:52-56.