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移動(dòng)通信的原理精選(九篇)

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移動(dòng)通信的原理

第1篇:移動(dòng)通信的原理范文

【關(guān)鍵詞】 室內(nèi)分布系統(tǒng) 無源監(jiān)控管理系統(tǒng) 應(yīng)用

移動(dòng)通信室內(nèi)分布系統(tǒng)的應(yīng)用極大的提高了移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行質(zhì)量。有源監(jiān)控和無源監(jiān)控是主要的監(jiān)控管理方式。目前,有源監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了全面監(jiān)控,但無源部分依然需要一套完整的、有效的設(shè)計(jì)方案。有源監(jiān)控就是具有有源傳感器,需要定期供電,存在一定的麻煩。而無源端口則無需充電,且效果更加理想,文章主要探討這一方案的實(shí)施。

一、無源監(jiān)控管理系統(tǒng)的需求及管理難點(diǎn)分析

1、無源監(jiān)控管理系統(tǒng)的需求分析。隨著4G網(wǎng)的普及,無源監(jiān)控系統(tǒng)的市場需求增加。該系統(tǒng)主要是由室內(nèi)天線、耦合器、功分器及饋線構(gòu)成,對(duì)室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量有直接影響。無室內(nèi)分布系統(tǒng)應(yīng)用范圍廣泛,包括新建的高鐵、地鐵、賓館以及大型商場所內(nèi)均有應(yīng)用。由于一些系統(tǒng)處于隱秘狀態(tài),存在一定的問題,因此對(duì)其監(jiān)管是必要的。這使得無源監(jiān)控管理系統(tǒng)的需求量增加。移動(dòng)通信行業(yè)在發(fā)展過程中,始終堅(jiān)持服務(wù)客戶的理念,應(yīng)對(duì)這一龐大的工程,如何設(shè)計(jì)低成本、高質(zhì)量的元件成為行業(yè)發(fā)展重點(diǎn)研究的話題。并將設(shè)計(jì)目的轉(zhuǎn)變?yōu)槿姹O(jiān)控,減少4G網(wǎng)運(yùn)行的安全隱患。無源監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢在于可以對(duì)無源雙回路進(jìn)行評(píng)估,確保網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行平衡。未來,這一需求將進(jìn)一步增加,但是如何控制器成本,并保證其安全和可持續(xù)發(fā)展都將成為運(yùn)營商研究的課題。

2、無源器件檢測難點(diǎn)。技術(shù)上的缺口是實(shí)現(xiàn)這一檢測方式最大的問題。首先,檢測方面,要將無源器件應(yīng)用于室內(nèi)天線系統(tǒng),需提前對(duì)其進(jìn)行檢測,但是一由于該系統(tǒng)元器件龐雜,對(duì)檢驗(yàn)技術(shù)和檢驗(yàn)設(shè)備都有較高的要求。目前,尚不能實(shí)現(xiàn)在線檢測,檢測效率不高,不利于其在室內(nèi)分布系統(tǒng)中的推廣。其次,管理上,無源器件的分布廣泛,很多位于隱秘處,在管理上存在一定的難題。位于一些特殊場所的監(jiān)控系統(tǒng)也很難實(shí)施檢測,存在安全隱患、資源不足等多個(gè)問題。

二、無源監(jiān)控管理系統(tǒng)的應(yīng)用檢查

無源監(jiān)控管理系統(tǒng)的檢測范圍包括室內(nèi)天線、耦合器、功分器和饋線,對(duì)所有器件均需采用全面管理的方針。檢測過程采用抽樣檢測,但是要盡量增加樣本數(shù)量和檢驗(yàn)次數(shù),確保購進(jìn)系統(tǒng)的安全性,保證應(yīng)用效果。工程安裝過程是導(dǎo)入無源監(jiān)控管理系統(tǒng)的主要方式,安裝過程要參考安裝位置結(jié)構(gòu)以及主要目的,對(duì)施工工程進(jìn)行監(jiān)督,保證安裝質(zhì)量。無源監(jiān)控系統(tǒng)可用于大型商場的樓宇、辦公室和商業(yè)區(qū)等地,根據(jù)不同地區(qū)的特征,設(shè)計(jì)應(yīng)具有針對(duì)性。實(shí)施第三方監(jiān)理,檢驗(yàn)工程安裝是否合格,并且對(duì)關(guān)鍵技術(shù)和性能進(jìn)行檢測。最后,在運(yùn)營階段,也是保證無線通信網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行的關(guān)鍵步驟,是發(fā)揮無源監(jiān)控系統(tǒng)作用的機(jī)會(huì)。運(yùn)行階段主要是保證各個(gè)器件的運(yùn)營正常,包括對(duì)功分器端口駐波和電平分配,對(duì)耦合器的耦合度以及破損檢查、對(duì)天(饋)線的端口、角度和駐波比檢查。保證各項(xiàng)指標(biāo)在規(guī)定范圍內(nèi)是無源監(jiān)控管理系統(tǒng)在移動(dòng)通信中應(yīng)用的基礎(chǔ)。無源監(jiān)控系統(tǒng)肩負(fù)著通信安全的重任,檢測方式要正規(guī),并且要及時(shí)維護(hù)。

三、無源監(jiān)控管理系統(tǒng)的應(yīng)用

應(yīng)用于移動(dòng)通信室內(nèi)分布系統(tǒng)中的無源監(jiān)控系統(tǒng)主要是由物聯(lián)網(wǎng)傳感器、接收信息平臺(tái)和云平臺(tái)組成。將物聯(lián)網(wǎng)傳感器與無源網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)相連,可以采集節(jié)點(diǎn)的正向功率和反向功率數(shù)據(jù)。采集后傳輸至接收信息平臺(tái),并由信息接收平成數(shù)據(jù)的處理和打包工作,打包后傳輸至云平臺(tái),享受云服務(wù)功能。云服務(wù)功能包括對(duì)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的分析,獲得節(jié)點(diǎn)駐波、插損和電平指數(shù),判斷其運(yùn)行狀態(tài)。無源監(jiān)控管理系統(tǒng)應(yīng)用于移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)是無源RFID系統(tǒng),無源RFID可以實(shí)現(xiàn)對(duì)器件的全面檢測,保證器件的運(yùn)行安全,促進(jìn)移動(dòng)運(yùn)營商的發(fā)展。通過無源RFID獲得節(jié)點(diǎn)參數(shù),并實(shí)施檢測和監(jiān)管措施,保護(hù)運(yùn)行效率。另外,還可對(duì)插損進(jìn)行優(yōu)化,出現(xiàn)問題后立即缶,提示處理。目前,無線監(jiān)控管理系統(tǒng)已經(jīng)在我國移動(dòng)通信室內(nèi)分布系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了對(duì)室內(nèi)通信系統(tǒng)的有效檢測,保證了布線合理,確保了運(yùn)行安全和運(yùn)行效率,取得了較好的效果,系統(tǒng)的核心技術(shù)也已經(jīng)申請(qǐng)國家專利發(fā)明。其主要功能將進(jìn)一步拓展,其中包括功率檢測功能、傳感器技術(shù)小型化及軟件算法等。

四、總結(jié)

無源監(jiān)控管理系統(tǒng)在移動(dòng)通信室內(nèi)系統(tǒng)中有重要作用,采用無源監(jiān)控的優(yōu)勢在于統(tǒng)一網(wǎng)管,實(shí)現(xiàn)了對(duì)問題的全面檢測,保證了無線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行。在物資和成本消耗上,無源系統(tǒng)無需持續(xù)供電,明顯降低了成本。在4G雙回路的平衡性檢查上,傳統(tǒng)的方式并無有效手段,但采用無源監(jiān)控系統(tǒng)后,下載速度加快,尤其是與MIOTSS室內(nèi)系統(tǒng)結(jié)合使用后,效果理想,因此應(yīng)在室內(nèi)通信系統(tǒng)中推廣應(yīng)用。

參 考 文 獻(xiàn)

第2篇:移動(dòng)通信的原理范文

【關(guān)鍵詞】無線移動(dòng) 閉塞信號(hào) 計(jì)軸系統(tǒng)原理

在我國交通壓力逐漸加大的背景下,與其他交通工具對(duì)比而言,軌道交通工具有很大的優(yōu)勢。但想要保證軌道交通的正常穩(wěn)定運(yùn)營,必須要保證地鐵內(nèi)部的信號(hào)系統(tǒng)正常運(yùn)作,這樣才能有效的疏導(dǎo)乘客,幫助乘客安全乘坐地鐵。以昆明地鐵的一、二號(hào)線為例,此線路使用西門子無線移動(dòng)閉塞系統(tǒng),通過對(duì)其工作原理和故障類型進(jìn)行分析,希望能夠進(jìn)一步促進(jìn)國內(nèi)軌道交通事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

1 計(jì)軸系統(tǒng)的工作原理

1.1 計(jì)軸區(qū)段的具體分類

根據(jù)線路特征來講,正線被劃分成若干個(gè)計(jì)軸區(qū)段,每個(gè)計(jì)軸區(qū)段內(nèi)至少有一個(gè)計(jì)軸磁頭。結(jié)合具體情況來講,每個(gè)計(jì)軸區(qū)段內(nèi)的計(jì)軸磁頭數(shù)量都是不同的,因此,每個(gè)計(jì)軸區(qū)段所出現(xiàn)的故障類型也是不同的,在處理故障所采用的解決方案自然也是不同的。

1.2 計(jì)軸設(shè)備的具體組成

一號(hào)線運(yùn)用西門子AzS(M)350 U型計(jì)軸系統(tǒng),主要組成部分包括設(shè)備設(shè)施房計(jì)軸主機(jī)、屋外計(jì)軸磁頭和軌旁計(jì)軸箱等。在鋼軌外側(cè)裝上了發(fā)射器,內(nèi)側(cè)裝上了接收器;車輪在雙置傳感器作用下,接收器感應(yīng)電壓隨之提高,結(jié)合感應(yīng)器電壓的變化情況就能夠得出軸數(shù)與識(shí)別運(yùn)行方向需要的信息數(shù)據(jù)。在列車從一端檢測區(qū)中出發(fā)駛?cè)肽骋欢螀^(qū)域后,通過計(jì)軸點(diǎn)后,計(jì)軸運(yùn)算單元處理傳統(tǒng)器產(chǎn)生的軸信號(hào)并判斷計(jì)數(shù),這時(shí)繼電器給出所需的占用信息并存儲(chǔ)起計(jì)軸數(shù);當(dāng)列車駕駛出區(qū)段后通過某一計(jì)軸點(diǎn)后,運(yùn)算單元會(huì)處理傳感器中的軸信號(hào)并校核“計(jì)軸數(shù)”與原存儲(chǔ)的數(shù)據(jù),在審核數(shù)據(jù)無誤后傳遞給檢測區(qū)一個(gè)“空閑”的信號(hào)。在軌道區(qū)段的駛?cè)肱c駛出車輪不對(duì)等,車輪檢測設(shè)施受到其他物體干擾后,結(jié)合故障導(dǎo)向安全原則計(jì)軸系統(tǒng)會(huì)給出軌道區(qū)段被占用的信號(hào),應(yīng)預(yù)復(fù)位此軌道區(qū)段。

2 計(jì)軸出現(xiàn)故障的主要特點(diǎn)

(1)2013年開始,一號(hào)線系統(tǒng)計(jì)軸頻繁出現(xiàn)故障,嚴(yán)重影響著線路的正常運(yùn)作。對(duì)一號(hào)線出現(xiàn)的計(jì)軸故障進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)具有如下幾點(diǎn)特征:統(tǒng)計(jì)在2015年9月某地鐵一號(hào)線出現(xiàn)的計(jì)軸故障,粉紅光帶故障有兩次,其余近15件的故障是計(jì)軸棕光帶類型的,近總量的90%。

(2)故障地點(diǎn)很集中,正線與車廠的接口多次發(fā)生了棕光帶類型的故障,但一直未找到引發(fā)此故障的原因。

(3)很多計(jì)軸故障的發(fā)生并不是由于自身硬件引發(fā)的,外部因素占有很大的比例,但分析干擾計(jì)軸的原因有很大的難度。

(4)發(fā)生故障的時(shí)間一般都在集中運(yùn)營回廠和運(yùn)營前出車階段內(nèi),在這兩個(gè)階段內(nèi)很容易出現(xiàn)故障,廣大調(diào)度源應(yīng)充分重視。對(duì)于計(jì)軸系統(tǒng)出現(xiàn)的故障,應(yīng)分析故障的類型,采用相對(duì)應(yīng)的解決方案,及時(shí)解決故障。

3 計(jì)軸系統(tǒng)故障原理

3.1 計(jì)軸故障的情況

計(jì)軸故障現(xiàn)象有很多種情況,常見的有棕光帶、粉紅光帶、紅光帶等。

3.2 出現(xiàn)故障的原因

常見的計(jì)軸故障包括有三種:第一種,計(jì)軸磁頭受到干擾,這很有可能是軸磁頭被金屬類異物劃破;第二種,在傳輸數(shù)據(jù)中有阻塞或者錯(cuò)誤狀況;第三種,計(jì)軸板塊有死機(jī)狀況出現(xiàn)。

計(jì)軸磁頭是一種電磁感應(yīng)設(shè)備,可以對(duì)金屬物質(zhì)靈敏感應(yīng)。計(jì)軸系統(tǒng)會(huì)根據(jù)所接收到的信號(hào),對(duì)此信號(hào)的類型進(jìn)行判斷,一般情況下,信號(hào)分為軸數(shù)、干擾兩種類型的信號(hào)。結(jié)合設(shè)計(jì)計(jì)軸系統(tǒng)的原則,在計(jì)軸系統(tǒng)周圍有一個(gè)抑制干擾區(qū),在這個(gè)干擾區(qū)內(nèi)若是有金屬異物出現(xiàn),就會(huì)出現(xiàn)計(jì)軸故障,影響著計(jì)軸系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)作。

上述的故障是計(jì)軸故障出現(xiàn)次數(shù)較多的幾種故障類型,想要完善的解決這幾種故障,還需要有關(guān)工作人員對(duì)故障類型深入分析,借鑒其他國家處理這種故障的經(jīng)驗(yàn),并結(jié)合自身多年來軌道建設(shè)的工作經(jīng)驗(yàn),并在解決故障中定期檢修計(jì)軸系統(tǒng),發(fā)現(xiàn)有影響計(jì)軸系統(tǒng)正常工作的安全隱患及時(shí)處理,進(jìn)一步及時(shí)有效的解決所出現(xiàn)的故障。

4 處理計(jì)軸故障的具體對(duì)策

4.1 輔助線出現(xiàn)故障

(1)故障不會(huì)影響正線的運(yùn)作。不處理,原則上不使用此輔助線;在結(jié)束運(yùn)營后再進(jìn)行處理。

(2)對(duì)正線運(yùn)行有影響的故障。組織信號(hào)工作人員對(duì)此故障及時(shí)修理,明確處理故障的具體時(shí)間,在最快時(shí)間內(nèi)消除故障帶來的影響;通知各車站對(duì)故障區(qū)段執(zhí)行“區(qū)段預(yù)復(fù)”,組織各個(gè)列車以BM/RM形式越過故障區(qū)域;故障還未修復(fù),組織列車RM模式越過受到影響的信號(hào)機(jī),轉(zhuǎn)ATO模式進(jìn)行運(yùn)行,待信號(hào)工作人員提供解決建議;在處理完事后確認(rèn)計(jì)軸編號(hào)和軌道區(qū)段是否可以正常工作。

4.2 正線出現(xiàn)故障

(1)棕光帶對(duì)全部列車的運(yùn)行都有影響。通知車站執(zhí)行故障區(qū)段,組織列車在越過故障區(qū)域后確認(rèn)軌道區(qū)段是否能夠正常;依然存在故障,組織工作人員搶修故障,重新啟動(dòng)信號(hào)板塊;在信號(hào)板塊重啟后再進(jìn)行第一步操作;如果還沒有恢復(fù),組織列車以BM/RM模式穿過故障區(qū)域后在信號(hào)工作人員提出處理建議后再進(jìn)行處理。

(2)計(jì)軸區(qū)段在預(yù)復(fù)位模式時(shí),對(duì)非CBTC列車的正常運(yùn)作有影響。在故障對(duì)CBTC列車不影響的情況下可先不處理;如果有需要應(yīng)組織工作人員對(duì)故障進(jìn)行搶修,可以對(duì)信號(hào)板塊重新起到;在重新啟動(dòng)信號(hào)板塊后,如果列車壓道后預(yù)復(fù)位沒有處在預(yù)復(fù)位狀況中,那么應(yīng)確認(rèn)計(jì)軸區(qū)段編號(hào)的顏色,如果是紅色就依據(jù)計(jì)軸區(qū)段編號(hào)色影響非CBTC列車正常運(yùn)作的方式來進(jìn)行處理;如果編號(hào)中的紅色消失應(yīng)使CBTC列車在正常運(yùn)作中;在重啟后如果依然有預(yù)復(fù)位情況,列車應(yīng)該以ATP模式繼續(xù)進(jìn)行運(yùn)行。

5 列車壓道的具體原則

對(duì)各個(gè)計(jì)軸的區(qū)段,在預(yù)復(fù)位后組織各個(gè)列車進(jìn)行壓道應(yīng)采用如下幾項(xiàng)原則,這樣在列車越過各個(gè)故障區(qū)段后,確保故障區(qū)段出清。

(1)單磁頭計(jì)軸區(qū)段,在成功預(yù)復(fù)位后列車只需要進(jìn)入此區(qū)段后再出來就能夠出清。

(2)雙磁頭計(jì)軸區(qū)段,在成功預(yù)復(fù)位后組織列車在此區(qū)段兩端磁頭壓過后,此區(qū)段就能夠出清。

(3)多磁頭計(jì)軸區(qū)段的故障,包括如下兩種狀況:①在正常運(yùn)作的狀況下,成功預(yù)復(fù)位后組織每趟列車壓過此區(qū)域任何兩個(gè)磁頭以后,此區(qū)域就能夠正常出清。②在少數(shù)狀況下,在施工作業(yè)反復(fù)干擾某一個(gè)計(jì)軸磁頭后,并且計(jì)軸系統(tǒng)在對(duì)某些干擾信號(hào)檢測后牽扯到系統(tǒng)安全后,依據(jù)計(jì)軸系統(tǒng)設(shè)計(jì)的安全性原則,在此磁頭通過后,列車應(yīng)對(duì)該磁頭驗(yàn)證是否安全,確保安全后才能出清計(jì)軸區(qū)段。但由于計(jì)軸設(shè)備設(shè)施的特征,現(xiàn)場信號(hào)工作人員是無法判斷此干擾是否能夠影響系統(tǒng)安全,并且在現(xiàn)場的狀況也不能判斷哪一個(gè)磁頭受到了干擾,因此道岔區(qū)段計(jì)軸干擾故障很容易引起第一次直股沒有辦法出清,應(yīng)需第二次側(cè)股壓道的在進(jìn)路壓道才會(huì)出現(xiàn)的出清狀況。如果此行車不能反復(fù)發(fā)道,這時(shí)候就需要對(duì)計(jì)軸運(yùn)算單元重新起到,保證列車壓道在恢復(fù)故障態(tài)勢中。從各方面上來講,在處理計(jì)軸系統(tǒng)故障中,與其他信號(hào)設(shè)備故障處置對(duì)比而言,其工序還是很簡單的。只要是判斷準(zhǔn)確每一步驟,處理故障難度就會(huì)降低,也不會(huì)影響列車的運(yùn)行,但是故障處理工作人員也應(yīng)集中精力,在處理故障中小心仔細(xì),切實(shí)的處理好所存在的故障。

6 結(jié)束語

綜上所述,無線移動(dòng)閉塞信號(hào)計(jì)軸系統(tǒng)在軌道建設(shè)中有著非常高的使用價(jià)值,尤其是在機(jī)動(dòng)化程度不斷提升的狀況下,合理的信號(hào)計(jì)軸系統(tǒng)確實(shí)能夠有效的輸送乘客。但在實(shí)際應(yīng)用中也發(fā)現(xiàn)計(jì)軸系統(tǒng)容易出現(xiàn)故障,追本溯源,分析故障出現(xiàn)的原因,從根本上解決故障確保計(jì)軸系統(tǒng)在軌道運(yùn)輸中能夠發(fā)揮更大的作用,實(shí)現(xiàn)改善交通環(huán)境的目的,進(jìn)一步推動(dòng)我國軌道事業(yè)的可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展,從而拉動(dòng)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,為提高我國的綜合國力做好各項(xiàng)基本工作。

參考文獻(xiàn)

[1]于長江,張?jiān)谟?提高計(jì)軸自動(dòng)所間閉塞系統(tǒng)可靠性的措施[J].鐵道通信信號(hào),2013(09):27-29.

[2]姜麗霞.地鐵信號(hào)計(jì)軸系y檢修思路及具體措施[J].通訊世界,2015(10):65-66.

[3]王金魁.計(jì)軸系統(tǒng)工作原理及常見故障處理[J].電子世界,2014(02):70-70.

[4]張建新.TAZⅡ計(jì)軸系統(tǒng)設(shè)備的工作原理及對(duì)FTGS軌道電路分路不良的改進(jìn)方法[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2014(13):107-108.

作者簡介

陳小英(1980-),云南省陸良縣人?,F(xiàn)為昆明地鐵運(yùn)營公司技術(shù)員,大學(xué)本科學(xué)歷。研究方向?yàn)槲鏖T子計(jì)軸,微機(jī)聯(lián)鎖(ILOCK),列車自動(dòng)控制。

第3篇:移動(dòng)通信的原理范文

[關(guān)鍵詞]物聯(lián)網(wǎng);移動(dòng)通信;網(wǎng)絡(luò)資源管理

[中圖分類號(hào)]TN929.5 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1672-5158(2013)05-0007-01

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用是近十幾年來興起的一種全新的智能網(wǎng)絡(luò)技術(shù),被看作是信息領(lǐng)域的一次革命性的變革,越來越受到人們的重視,其發(fā)展十分迅速,應(yīng)用的范圍領(lǐng)域越來越寬。

移動(dòng)通信技術(shù)在民用領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展多年,技術(shù)上比較成熟,已經(jīng)由第二代(the 2nd Generation,2G)通信技術(shù)發(fā)展到第三代(3G)通信技術(shù),甚至第四代(4G)通信標(biāo)準(zhǔn)也在許多重點(diǎn)城市和地區(qū)開始試運(yùn)行。

由于移動(dòng)通信服務(wù)使用上的便捷性,使得移動(dòng)通信的應(yīng)用已經(jīng)融人到人們的日常生活當(dāng)中,越來越深刻地影響著我們的生活方式和通信方式?;谶@一點(diǎn),對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的理論與技術(shù)方面的研究,一直以來都是學(xué)術(shù)研究和工程領(lǐng)域研究的重點(diǎn)課題。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

美國麻省理工學(xué)院在1999年建立的自動(dòng)識(shí)別中心,提出了網(wǎng)絡(luò)無線射頻識(shí)別(RFID)系統(tǒng)的概念。這個(gè)系統(tǒng)可以把所有有形的物品,通過射頻識(shí)別等傳感設(shè)備,與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián),從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)個(gè)體的智能化識(shí)別與管理的目的,這便是物聯(lián)網(wǎng)概念的最初來源。

2005年,國際電信聯(lián)盟ITU(International Telecommunication Union)在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì)上,正式確定了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念,并了題為《ITU Internet reports 2005—the Internet of things》的報(bào)告,在報(bào)告中詳細(xì)介紹了物聯(lián)網(wǎng)的基本特征、相關(guān)的應(yīng)用技術(shù)、技術(shù)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)以及物聯(lián)網(wǎng)在市場推廣中的機(jī)遇。ITU在報(bào)告中指出:我們正處在一個(gè)全新的通信技術(shù)發(fā)展的時(shí)代,信息交互與通信技術(shù)發(fā)展的目標(biāo),已經(jīng)從原來的滿足人與人之間的溝通目的,發(fā)展到為了實(shí)現(xiàn)人與物、物與物之間的連接,一個(gè)無所不在的物聯(lián)網(wǎng)通信的時(shí)代即將到來。

由此可見,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,突破了信息交互雙方的“人”的屬性的限制,將傳統(tǒng)的信息通信網(wǎng)絡(luò)延伸到了更為廣泛的物理世界,將連接擴(kuò)展到了物與物以及人與物之間,從而形成了一個(gè)物的聯(lián)網(wǎng)的世界,即物聯(lián)網(wǎng)。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基本特征主要包括以下三個(gè)方面:

(1)全面感知的特性:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以利用射頻識(shí)別、二維碼、傳感器等多種技術(shù)來隨時(shí)隨地的對(duì)網(wǎng)絡(luò)成員進(jìn)行信息的采集。

(2)可靠傳輸?shù)奶匦裕和ㄟ^將物直接接人信息網(wǎng)絡(luò),需要通過可用的多種通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交互和共享,以保證信息傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

(3)智能處理的特性:通過使用多種智能計(jì)算技術(shù),從而對(duì)采集到的海量的物體數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行處理,以實(shí)現(xiàn)智能化的決策和控制。

2移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)資源管理

移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)資源管理作為移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信的核心和關(guān)鍵技術(shù),主要職能是對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中有限的資源進(jìn)行合理地分配和管理,并可以在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和資源的空間分布不均勻的情況下,能夠及時(shí)調(diào)整可用的網(wǎng)絡(luò)資源,從而保證移動(dòng)通信系統(tǒng)的可靠工作。

不同種類和技術(shù)基礎(chǔ)的無線通信網(wǎng)絡(luò),其所采用的信號(hào)傳輸技術(shù)、多址接入方式會(huì)有所不同,相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)資源的管理機(jī)制也會(huì)存在諸多的差異,但是,移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的資源管理問題,就其根本目標(biāo),可以分為兩個(gè)方面,一是實(shí)現(xiàn)既定的用戶級(jí)目標(biāo),二是實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)級(jí)目標(biāo)。通常,用戶級(jí)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),主要體現(xiàn)在通信網(wǎng)絡(luò)使用中的用戶體驗(yàn)上;而系統(tǒng)級(jí)目標(biāo)是從技術(shù)的角度考慮,達(dá)到最大化系統(tǒng)吞吐量或者頻譜利用效率、提高移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)發(fā)射功率的效率等幾方面,具體的研究內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:

(1)功率控制:其主要目標(biāo)是,在維持通信鏈路服務(wù)質(zhì)量的前提下,盡可能減小通信時(shí)的功率消耗,從而節(jié)約能源,延長移動(dòng)通信終端電池的使用時(shí)間。

(2)切換控制:當(dāng)移動(dòng)通信的終端從一個(gè)基站的服務(wù)當(dāng)中切換到另一個(gè)基站的服務(wù)當(dāng)中時(shí),需要盡量保證該用戶的通信服務(wù)不被中斷。

(3)接納控制:在保證已經(jīng)連接進(jìn)移動(dòng)通信服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的用戶的正常業(yè)務(wù)使用的同時(shí),應(yīng)該盡可能地接納更多用戶,從而更有效地利用網(wǎng)絡(luò)資源,最大化移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的綜合性能指標(biāo)。

(4)調(diào)度機(jī)制:使接入網(wǎng)絡(luò)的各分組用戶,能夠充分合理地利用通信網(wǎng)絡(luò)的資源,合理分配數(shù)據(jù)傳輸速率和分組長度。

(5)負(fù)載控制:在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)過載或即將過載時(shí),需要即時(shí)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)整,從而保證通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)資源管理的契合點(diǎn)

通過以上的分析,我們可以看到,移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)資源管理的核心問題,即是對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的合理分配問題,而網(wǎng)絡(luò)資源得到合理分配的前提,是對(duì)資源的屬性、分布等信息的全面、有效、快速的掌握,并將這些分布與控制信息可靠地傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)資源管理節(jié)點(diǎn),通過更高效合理的智能資源分配算法,來對(duì)有限的通信網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行整合安排,這些移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)資源管理需求,恰恰是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所反映出的基本特征,也即是說,通過使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),可以更加恰當(dāng)、高效地完成以上的資源管理任務(wù)。

4結(jié)論

移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)資源管理是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的核心問題,是無線網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域研究的重要課題,其目的在于通過功率控制、切換控制、接納控制、調(diào)度機(jī)制、負(fù)載控制等技術(shù),在保證通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的前提下,合理、高效地利用網(wǎng)絡(luò)資源,從而提高移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的綜合性能。

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),可以很好地解決移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的資源管理問題,并且物聯(lián)網(wǎng)在信息采集層上的優(yōu)勢,可以更加全面、實(shí)時(shí)地采集移動(dòng)通信用戶的非隱私眭信息,從而提高移動(dòng)通信應(yīng)用的商業(yè)價(jià)值。因此,研究基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)資源管理技術(shù),是值得我們下大力氣研究的課題。

參考文獻(xiàn)

[1]劉云浩.從普適計(jì)算、CPS到物聯(lián)網(wǎng):下一代互聯(lián)網(wǎng)的視界[J]中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)通訊,2009,502):66 69

[2] International Telecommunication Union,Internet geports 2005:TheInternet 0f thingslRI.Geneva:ITU,2005

[3]沈蘇彬,范曲立,宗平等.物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)與相關(guān)技術(shù)研究[J].南京郵電大學(xué)學(xué)報(bào),2009,29(6):1-11

第4篇:移動(dòng)通信的原理范文

關(guān)鍵詞:移動(dòng)通信;實(shí)踐教學(xué);教學(xué)改革

中圖分類號(hào):G642.0

隨著移動(dòng)通信技術(shù)及行業(yè)市場的飛速發(fā)展,移動(dòng)通信課程教學(xué)內(nèi)容更新周期日益縮短,與工程實(shí)際結(jié)合日益緊密,尤其是當(dāng)前4G建設(shè)如火如荼地開展,未來若干年移動(dòng)通信業(yè)人才需求將出現(xiàn)供不應(yīng)求的局面。從另一方面來看,這也將給普通高校移動(dòng)通信課程教學(xué)提出更高的要求。因此,與時(shí)俱進(jìn)地實(shí)施移動(dòng)通信教學(xué)改革,將理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)有機(jī)融合,注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力,構(gòu)建適應(yīng)移動(dòng)通信行業(yè)發(fā)展的實(shí)踐教學(xué)體系將成為移動(dòng)通信課程教學(xué)的重中之重。

1 移動(dòng)通信教學(xué)現(xiàn)狀及分析

目前,基礎(chǔ)課和學(xué)科基礎(chǔ)課基本能夠滿足培養(yǎng)要求,但專業(yè)課程教學(xué)滯后于通信技術(shù)的發(fā)展,其教學(xué)內(nèi)容陳舊且偏理論,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容無法對(duì)接當(dāng)前最新的通信技術(shù),難以達(dá)到通信行業(yè)的用人要求。以移動(dòng)通信為例,近年,移動(dòng)通信引領(lǐng)了通信行業(yè)的潮流,其發(fā)展速度之快大大超出了人們的想象。但與之相對(duì)應(yīng)的“移動(dòng)通信”等專業(yè)課程卻仍然以原理講解為主,實(shí)驗(yàn)手段僅僅是模塊化的移動(dòng)通信仿真和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的局部功能演示,導(dǎo)致該課程的教學(xué)及實(shí)踐內(nèi)容均無法反映移動(dòng)通信技術(shù)的快速發(fā)展,使學(xué)生缺乏對(duì)移動(dòng)通信整體架構(gòu)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的理解,對(duì)不斷演進(jìn)的4G、5G移動(dòng)通信技術(shù)更是“霧里看花”,知其然不知其所以然。

為了縮短學(xué)校教學(xué)和企業(yè)需求的差距,我們嘗試在專業(yè)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)包括生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)及技能培訓(xùn)上加強(qiáng)了與企業(yè)的聯(lián)系。生產(chǎn)實(shí)習(xí)通常開設(shè)在第六學(xué)期期末,利用暑期的部分時(shí)間組織學(xué)生赴相關(guān)企業(yè)學(xué)習(xí)。生產(chǎn)實(shí)習(xí)雖能增加學(xué)生接觸和了解企業(yè)及相關(guān)技術(shù)的機(jī)會(huì),但畢竟時(shí)間倉促效果有限。畢業(yè)實(shí)習(xí)時(shí)學(xué)生精力主要花在找工作和論文寫作上,實(shí)習(xí)內(nèi)容往往流于形式,實(shí)習(xí)崗位也非常有限。而參加技術(shù)培訓(xùn)是專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃之外學(xué)生的自愿行為,通常由專門的培訓(xùn)機(jī)構(gòu)組織,學(xué)校反倒成了學(xué)生和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)之間的中介,其自身教學(xué)行為依然“我行我素”,游離于通信行業(yè)之外??梢姡M管采取了上述多種措施,但專業(yè)課程教學(xué)現(xiàn)狀與社會(huì)和行業(yè)的要求仍然有較大差距,亟待在教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)技術(shù)及平臺(tái)等方面對(duì)專業(yè)課程教學(xué)進(jìn)行深層次的提升和改革。

2 移動(dòng)通信實(shí)踐教學(xué)改革

2.1 改革思路及內(nèi)容。移動(dòng)通信實(shí)踐教學(xué)改革應(yīng)充分考慮移動(dòng)通信業(yè)發(fā)展趨勢和市場需求變化,使教學(xué)內(nèi)容與飛速發(fā)展的專業(yè)技術(shù)、就業(yè)市場和學(xué)生多樣化需求實(shí)時(shí)接軌。基于該思路,本研究主要著眼兩個(gè)方面的改革內(nèi)容:(1)改革課程體系。改革通信工程專業(yè)課程體系結(jié)構(gòu),整合原有課程資源,刪減、合并陳舊的教學(xué)內(nèi)容和復(fù)雜理論,加強(qiáng)數(shù)字移動(dòng)通信、無線互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、通信網(wǎng)設(shè)計(jì)與管理等實(shí)踐內(nèi)容較多的課程的教學(xué)比重,以3G移動(dòng)通信系統(tǒng)為主線重新構(gòu)建移動(dòng)通信課程教學(xué)體系,將系統(tǒng)級(jí)、網(wǎng)絡(luò)級(jí)、應(yīng)用級(jí)綜合知識(shí)及技術(shù)作為講授重點(diǎn),保持教學(xué)內(nèi)容對(duì)專業(yè)核心技術(shù)的跟隨性;(2)改革實(shí)踐教學(xué)。為有效對(duì)接企業(yè)需求,目前我們正在搭建面向工程實(shí)踐的3G移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)平臺(tái),使專業(yè)課程的實(shí)踐教學(xué)從原理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)和仿真實(shí)驗(yàn)過渡到以掌握實(shí)際系統(tǒng)技術(shù)為目標(biāo)的綜合實(shí)訓(xùn)上來。傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)設(shè)備,如實(shí)驗(yàn)箱、仿真平臺(tái)等,在基礎(chǔ)理論課程及專業(yè)基礎(chǔ)理論課程的學(xué)習(xí)上的確起到了很大作用。但專業(yè)教育階段的教學(xué)手段應(yīng)該更多的面向工程實(shí)踐,在系統(tǒng)級(jí)、網(wǎng)絡(luò)級(jí)設(shè)備、技術(shù)的綜合實(shí)訓(xùn)中提升學(xué)生的能力,達(dá)到對(duì)整體專業(yè)技術(shù)的綜合理解。

2.2 實(shí)踐教學(xué)改革的主要措施。(1)優(yōu)化移動(dòng)通信原理驗(yàn)證平臺(tái)。原理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的主要目的是為了幫助學(xué)生深入理解某項(xiàng)技術(shù)的基本原理和特征,使學(xué)生能夠把實(shí)際操作與理論知識(shí)融為一體。本專業(yè)實(shí)驗(yàn)室中移動(dòng)通信原理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括基帶信號(hào)處理、移動(dòng)通信信號(hào)的同步、移動(dòng)通信無線傳播、抗衰落仿真等。當(dāng)添置TD-SCDMA和3G聯(lián)合仿真實(shí)驗(yàn)套件后,還能在虛擬的終端、RNC、NodeB上進(jìn)行3G信號(hào)流、業(yè)務(wù)流等一系列的模擬實(shí)驗(yàn)。為更好的分析和理解實(shí)驗(yàn)結(jié)果,還應(yīng)多借助其他實(shí)驗(yàn)設(shè)備。(2)開發(fā)GPRS移動(dòng)通信應(yīng)用平臺(tái)。我們對(duì)移動(dòng)通信的應(yīng)用開發(fā)主要基于西門子公司的無線通訊模塊TC35i,對(duì)該模塊的二次開發(fā),可實(shí)現(xiàn)GPRS的短消息業(yè)務(wù)和對(duì)象數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)收發(fā),可幫助學(xué)生理解GPRS系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、短消息SMS的技術(shù)、TC35i模塊的結(jié)構(gòu)及功能、手機(jī)電路設(shè)計(jì)等諸多實(shí)際應(yīng)用內(nèi)容。以下通過一個(gè)實(shí)例來說明如何利用通訊模塊TC35i實(shí)現(xiàn)GPRS短消息的無線收發(fā)過程。當(dāng)我們需要通過GPRS網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控遠(yuǎn)程目標(biāo)時(shí),例如監(jiān)測溫度,可以將遠(yuǎn)程監(jiān)測點(diǎn)溫度傳感器所采集的數(shù)據(jù)經(jīng)單片機(jī)處理并編輯成短信,通過連接到單片機(jī)上的GPRS短信模塊以無線方式將數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心(圖1a)或直接將溫度數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)測員個(gè)人的手機(jī)或移動(dòng)終端上(圖1b),以實(shí)現(xiàn)在無人值守的情況下對(duì)遠(yuǎn)程目標(biāo)進(jìn)行無線、實(shí)時(shí)、精確監(jiān)測。整個(gè)過程利用了現(xiàn)有GPRS移動(dòng)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),可避免有線傳輸方式中存在的因監(jiān)控端遠(yuǎn)離采集地點(diǎn)而導(dǎo)致的監(jiān)控設(shè)備安裝、監(jiān)控線路鋪設(shè)及維護(hù)不便等帶來的問題。該套系統(tǒng)實(shí)用性非常強(qiáng),可根據(jù)不同應(yīng)用目的開發(fā)出不同的實(shí)際應(yīng)用,能有效激發(fā)學(xué)生對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)的學(xué)習(xí)應(yīng)用興趣。

a. b.

圖1 GPRS移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)

(3)打造3G移動(dòng)通信綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。在系統(tǒng)級(jí)工程應(yīng)用方面,充分利用現(xiàn)有的設(shè)備資源,以面對(duì)面的學(xué)習(xí)方式,讓學(xué)生零距離接觸現(xiàn)有商用設(shè)備,熟悉當(dāng)前典型移動(dòng)通信系統(tǒng)的構(gòu)成及基本操作,通過現(xiàn)有軟硬件設(shè)備模擬實(shí)際移動(dòng)通信工程項(xiàng)目,使學(xué)生更全面、直觀地了解和掌握實(shí)際移動(dòng)通信工程中的基本流程和操作維護(hù)內(nèi)容。在移動(dòng)通信實(shí)訓(xùn)機(jī)房中TD-SCDMA系統(tǒng)為例,該系統(tǒng)主要組成為:大唐基站TDBl8、射頻端TDRRS20-61、華為NGN軟交換系統(tǒng)、裝有LMT-B集成軟件的PC機(jī)等。該實(shí)驗(yàn)首先需要學(xué)生熟悉系統(tǒng)的硬件構(gòu)成及板卡插槽和走線等,然后進(jìn)行系統(tǒng)的初始化過程,包括系統(tǒng)初始化、相關(guān)驅(qū)動(dòng)下載、加載及應(yīng)用程序運(yùn)行等內(nèi)容。例如,系統(tǒng)初始化實(shí)訓(xùn)內(nèi)容如下:1)配置板卡必要資源和初始參數(shù),解析配置文件,進(jìn)行各板卡的初始配置,RRS接人配置本地小區(qū),CA配置;2)解析配置文件,進(jìn)行板卡的初始配置,解析nb.cfg、antenna.cfg等文件,配置CCU板APS資源表、TNL、RIU板SAAL鏈路、PATH、CTU、BIU寄存器的初始值、BBU等,最后將RRS接人到目標(biāo)小區(qū),并配置CA。

通過以上實(shí)訓(xùn)操作,使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)有更為系統(tǒng)和實(shí)際的認(rèn)識(shí)。

3 結(jié)束語

通過面向工程實(shí)踐的移動(dòng)通信教學(xué)改革,不僅有效利用了移動(dòng)通信原理驗(yàn)證平臺(tái)及應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)等現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)資源,而且搭建了涵蓋移動(dòng)通信全過程的實(shí)訓(xùn)環(huán)境,進(jìn)一步拓展了理論與實(shí)踐相融合的教學(xué)模式。此舉意在強(qiáng)化學(xué)生的工程實(shí)踐能力和分析解決移動(dòng)通信系統(tǒng)中實(shí)際問題的能力,為實(shí)際移動(dòng)通信系統(tǒng)工程施工、維護(hù)、管理等工作以及新知識(shí)的學(xué)習(xí)、新問題的研究打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),而且還能提高學(xué)生的就業(yè)競爭力,為運(yùn)營商儲(chǔ)備和提供合格的零距離上崗的移動(dòng)通信人才奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn):

[1]張重陽.于Simulink的仿真在移動(dòng)通信教學(xué)中的應(yīng)用[J].科技信息(科學(xué)教研),2007(24).

作者簡介:劉帥(1980-),男,湖南長沙人,講師,從事移動(dòng)通信教學(xué)與科學(xué)研究。

第5篇:移動(dòng)通信的原理范文

(1)實(shí)驗(yàn)教學(xué)從屬于理論教學(xué),實(shí)驗(yàn)教學(xué)得不到足夠的重視,實(shí)驗(yàn)是為驗(yàn)證理論知識(shí),理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)相脫節(jié);

(2)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊,無法趕上移動(dòng)通信新型器件和裝置的發(fā)展,缺乏新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段和方法;設(shè)備的更新?lián)Q代比較慢,實(shí)驗(yàn)的開展受到硬件實(shí)驗(yàn)設(shè)備的限制,跟不上技術(shù)革新的步伐;

(3)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)多,綜合性實(shí)驗(yàn)以及創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)少,在實(shí)驗(yàn)方法上基本是簡單的模仿,學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí),缺少積極的思維和創(chuàng)新,也沒有探索的目標(biāo)和方向,沒有良好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革措施;

(4)在移動(dòng)通信原理課程中,關(guān)于調(diào)制解調(diào)等有關(guān)內(nèi)容偏重理論,太過抽象,枯燥乏味。受資金和儀器設(shè)備不足等實(shí)驗(yàn)條件的限制以及學(xué)時(shí)較少的影響,很多移動(dòng)通信原理實(shí)驗(yàn)(例如正交頻分多路實(shí)驗(yàn))不能由學(xué)生實(shí)際動(dòng)手完成,一些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容僅僅能驗(yàn)證理論課學(xué)習(xí)的內(nèi)容,顯然對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是非常不利的。積極探索移動(dòng)通信原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革,嘗試開展仿真創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué),對(duì)于學(xué)生更好地學(xué)習(xí)移動(dòng)通信原理課程,培養(yǎng)創(chuàng)新能力起著重要的作用。

2仿真教學(xué)的引入與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

傳統(tǒng)的移動(dòng)通信原理課程理論教學(xué),大多重在討論某種技術(shù)或算法的原理及其理論推導(dǎo),以方便理解調(diào)制解調(diào)器原理和無線電波變換過程,從而加深信源編解碼和信道編解碼、無線電波發(fā)射與接收等知識(shí)的理解。在常規(guī)的實(shí)驗(yàn)課上,對(duì)移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)原理的講解也要在黑板上書寫,既不夠形象、直觀,又比較呆板。由于有大量的波形分析內(nèi)容,教師在黑板上畫圖也是一件比較困難的事情,而且學(xué)生不易理解。在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生常因受到固定的實(shí)驗(yàn)設(shè)備的束縛而改變實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路,不可避免地存在錯(cuò)誤和不足,致使電路調(diào)試費(fèi)時(shí)費(fèi)力,甚至引起元器件和儀器設(shè)備損壞,使實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到預(yù)期效果。因此,在移動(dòng)通信原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入仿真實(shí)驗(yàn),是對(duì)理論課教學(xué)的必要補(bǔ)充。學(xué)生可以充分利用仿真實(shí)驗(yàn)軟件在數(shù)據(jù)采集、儲(chǔ)存、分析、處理、傳輸及控制等方面的強(qiáng)大功能,進(jìn)行方案的論證、選定和電路的設(shè)計(jì),可以方便地改變參數(shù)來調(diào)整電路,使之更好地接近設(shè)計(jì)要求,設(shè)計(jì)出較為理想的電路。學(xué)生還可以根據(jù)要求輸出電路的測試參量或波形,作為真實(shí)電路調(diào)試的依據(jù)和參考;可利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行不同的仿真操作,得到與使用實(shí)際實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行真實(shí)實(shí)驗(yàn)相同的結(jié)果。另外,一些較為復(fù)雜的移動(dòng)通信創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn),無法通過模擬實(shí)驗(yàn)完成實(shí)驗(yàn)課教學(xué),但是通過引入仿真教學(xué),便可以擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)教學(xué)的維度、擴(kuò)大了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的可操作性。移動(dòng)通信是通信原理、高頻電路和信號(hào)處理的交叉學(xué)科,學(xué)生只通過理論教學(xué)很難理解學(xué)科交叉性,對(duì)移動(dòng)通信原理的理解也不夠全面。通過引入仿真教學(xué),既能加強(qiáng)學(xué)生對(duì)移動(dòng)通信原理的認(rèn)識(shí),又能加強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)際電路的認(rèn)識(shí),為后續(xù)課程學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的引入,很好地支持了移動(dòng)通信原理的學(xué)習(xí),可以進(jìn)行新技術(shù)的研究,拓展學(xué)生的工程意識(shí),提高設(shè)計(jì)調(diào)試電路的靈活性,最大限度地發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新思維,開闊學(xué)生的視野。

3仿真教學(xué)開展實(shí)例分析

3.1理論教學(xué)與正交調(diào)制解調(diào)分析

正交調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的原理是把整個(gè)可用信道頻帶B劃分為N個(gè)帶寬為f的子信道,把N個(gè)串行碼元變換為N個(gè)并行的碼元,將高速信號(hào)變換為低速的并行子數(shù)據(jù)流,分別調(diào)制這N個(gè)子信道載波進(jìn)行同步傳輸,并在終端分開正交信號(hào)。信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)實(shí)際是采用數(shù)字信號(hào)處理的方法來實(shí)現(xiàn)的。先將信號(hào)串并變換成低速支路,各支路的調(diào)制可以采用數(shù)字調(diào)制方式,然后進(jìn)行快速傅里葉逆變換(IFFT)、快速傅里葉變換(FFT)來實(shí)現(xiàn)。

3.2正交頻分電路仿真實(shí)驗(yàn)分析

通常在正交頻分電路分析中,往往會(huì)忽略講解和分析子載波調(diào)制快速傅里葉變換和反變換等內(nèi)容。讓學(xué)生從理論公式推導(dǎo)中理解OFDM原理,并利用Matlab編程實(shí)現(xiàn)不同子載波數(shù)的調(diào)制信號(hào),可以驗(yàn)證對(duì)子載波數(shù)調(diào)制狀態(tài)的影響,進(jìn)一步驗(yàn)證理論公式并加深理解??梢杂美碚撏茖?dǎo)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證兩種方法來理解調(diào)制。通過正交頻分各步驟的波形圖,形象地描繪信號(hào)調(diào)制解調(diào)的過程,逼真地顯現(xiàn)出真實(shí)信號(hào)傳輸變化的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)過程。

(1)確定參數(shù)。假設(shè)參數(shù)為:子載波數(shù)為8,F(xiàn)FT長度為8,符號(hào)速率、比特率、保護(hù)間隔長度為2,信噪比12,插入導(dǎo)頻數(shù)?;镜姆抡婵梢圆徊迦雽?dǎo)頻,導(dǎo)頻數(shù)可以為0。通過運(yùn)行仿真及修改參數(shù)設(shè)置,教師可引導(dǎo)學(xué)生逐步實(shí)驗(yàn),觀察分析仿真結(jié)果并給出結(jié)論。通過示波器模塊可以直觀地觀察到二進(jìn)制隨機(jī)信源。

(2)產(chǎn)生數(shù)據(jù)。使用隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器產(chǎn)生二進(jìn)制數(shù)據(jù)??梢詫⒃蛄谢癁?6進(jìn)制的碼元圖,通過改變數(shù)據(jù)率觀察仿真波形。

(3)子載波調(diào)制。利用Matlab工具仿真實(shí)現(xiàn)BPSK、QPSK、16QAM、64QAM等4種調(diào)制方式。按照星座圖,將每個(gè)子信道上的數(shù)據(jù)映射到星座圖點(diǎn)的復(fù)數(shù)表示。通過改變支路不同的調(diào)制方式,觀察到仿真波形,每次課都會(huì)有各式各樣新的實(shí)驗(yàn)波形,可以直觀地觀察到二進(jìn)制隨機(jī)信源,以及將一路高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成多路低速數(shù)據(jù)的波形。

(4)IFFT運(yùn)算。對(duì)上一步得到的同相分量和正交分量進(jìn)行IFFT運(yùn)算。為便于理解,可采用仿真軟件直觀地表現(xiàn)子信道上的數(shù)據(jù)與OFDM符號(hào)之間傅里葉逆變換關(guān)系。當(dāng)子信道的脈沖為矩形脈沖時(shí),具有sinc函數(shù)形式的頻譜。當(dāng)改變系統(tǒng)(N)時(shí),OFDM功率譜形狀也隨之改變。

(5)加入保護(hù)間隔,加入噪聲。由IFFT運(yùn)算后的每個(gè)符號(hào)的同相分量和正交分量分別轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù),并將符號(hào)尾部G長度的數(shù)據(jù)加到頭部,構(gòu)成循環(huán)前綴。

(6)并串轉(zhuǎn)換。將每個(gè)符號(hào)分布在子信道上的數(shù)據(jù)還原為一路串行數(shù)據(jù)。

(7)FFT運(yùn)算。對(duì)每個(gè)符號(hào)的同相分量和正交分量按照(Ich+Qch×i)進(jìn)行FFT運(yùn)算。由于噪聲和信道的影響,接收端收到的每個(gè)子信道上的數(shù)據(jù),映射到星座圖不再是嚴(yán)格的發(fā)送端的星座圖。將得到的星座圖上的點(diǎn)按照最近原則判決為原星座圖上的點(diǎn),并按映射規(guī)則還原為一組數(shù)據(jù)。利用以上設(shè)計(jì)的信號(hào),在Matlab中編程實(shí)現(xiàn)該信號(hào)的調(diào)制,畫出調(diào)制前后信號(hào)的時(shí)序圖。此時(shí),學(xué)生容易理解此種調(diào)制方式為何IFFT被稱調(diào)制。在此基礎(chǔ)上,學(xué)生通過理論分析以及Matlab實(shí)驗(yàn)畫圖驗(yàn)證,進(jìn)一步加深了對(duì)正交頻分電路的理解。

4結(jié)束語

第6篇:移動(dòng)通信的原理范文

關(guān)鍵詞:移動(dòng)通信;教學(xué)改革;任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法;雙語教學(xué)

作者簡介:胡潔(1980-),女,貴州安順人,華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院,講師;

黃雙蘋(1972-),女,湖南邵東人,華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院,講師。

中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2013)14-0081-02

“移動(dòng)通信”是高校通信和電信專業(yè)的核心技術(shù)課程,概念多、原理多、理論抽象,學(xué)生普遍反映該課程難學(xué),課堂上掌握的知識(shí)比較有限,在實(shí)際的工作中不能與理論結(jié)合起來。在這幾年的教學(xué)過程中,筆者發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)和實(shí)習(xí)時(shí)仍然存在一些困惑和疑問,在實(shí)際走上工作崗位之后可能還要經(jīng)過一段時(shí)間的企業(yè)培訓(xùn)和鍛煉才能真正能融入工作之中。為了在有限的學(xué)時(shí)中能夠引導(dǎo)學(xué)生在能力上有所提高,適應(yīng)相關(guān)專業(yè)的工作,筆者從課程內(nèi)容體系安排和教學(xué)方式等方面進(jìn)行了一定的探索和研究。

一、現(xiàn)有教學(xué)存在的問題

一是傳統(tǒng)教學(xué)方法學(xué)科化痕跡嚴(yán)重,主要注重知識(shí)的傳授,和真實(shí)工作情景相比還有一定距離,課程內(nèi)容的組織邏輯與崗位工作內(nèi)容的工作邏輯的關(guān)聯(lián)度低;同時(shí),由于網(wǎng)絡(luò)信息的公開和共享,學(xué)生能從互聯(lián)網(wǎng)上輕易找到多種多樣的學(xué)習(xí)資料,若只是在課堂上進(jìn)行傳統(tǒng)的知識(shí)傳授,學(xué)生一方面無興趣,另一方面會(huì)導(dǎo)致學(xué)生形成不思考、不理解、不主動(dòng)、不記憶的學(xué)習(xí)態(tài)度。

二是一般的移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)局限于模塊化的實(shí)驗(yàn)箱,不能構(gòu)建蜂窩無線通信系統(tǒng),與現(xiàn)實(shí)的移動(dòng)交換機(jī)、基站、手機(jī)用戶等元素組建的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相差較大;很多信號(hào)處理過程都被集成在模塊中,學(xué)生無法觀察網(wǎng)絡(luò)對(duì)信號(hào)的傳輸和處理過程,不能讓學(xué)生理論結(jié)合實(shí)際;而且實(shí)驗(yàn)多與“通信原理”課程實(shí)驗(yàn)有重合,做完實(shí)驗(yàn)后學(xué)生對(duì)于實(shí)際的移動(dòng)通信系統(tǒng)還是缺乏感性認(rèn)識(shí)。

三是通信行業(yè)尤其是移動(dòng)通信行業(yè)是技術(shù)發(fā)展非常迅速的行業(yè),它的最新技術(shù)文檔、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備操作手冊(cè)往往都是英文的,即使是中文的文檔也包含大量的英語術(shù)語。包括筆者所在院校在內(nèi)的部分院校將該門課程納入雙語授課范圍,但在雙語授課中存在不少問題:

首先是課程的專業(yè)性強(qiáng),對(duì)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)要求較高。學(xué)生不僅需要熟練掌握信號(hào)與系統(tǒng)、通信原理的基本知識(shí),考慮到無線通信方式的特殊性,即利用電磁波為媒質(zhì)在空間中傳輸信息,因此也要求學(xué)生有一定的電磁波傳播理論作為鋪墊。但這些課程之前并未進(jìn)行雙語授課,學(xué)生甚至連專業(yè)術(shù)語的英文表達(dá)方式都不知曉。這為涉及到這方面知識(shí)的英語講授增加了難度。同時(shí),課程的理論性較強(qiáng),相對(duì)于有線傳輸,移動(dòng)通信中信號(hào)的傳輸過程存在更多的不確定因素,所建立的數(shù)學(xué)模型,所應(yīng)用的分析和變換方式更加復(fù)雜;需要從頻域和時(shí)域的不同方面分析和理解信道、信號(hào)的特性,在學(xué)習(xí)過程中會(huì)碰到大量繁瑣的數(shù)學(xué)公式和推導(dǎo)。這部分內(nèi)容本身用中文授課都有一定的難度,用英文授課難度更高。

其次是在學(xué)生專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)與英語水平提高上容易顧此失彼。雙語教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),顧及了學(xué)生的英語接受能力,專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)就要打折扣。由于課時(shí)有限(40個(gè)理論課時(shí)),雙語教師惟一能做的便是分配好講授專業(yè)知識(shí)和培養(yǎng)學(xué)生英語能力之間的時(shí)間,并盡量將兩方面結(jié)合起來,以取得成效。如果在學(xué)生英語水平尚未達(dá)到一定程度時(shí),盲目用“雙語教學(xué)”來要求他們,學(xué)生會(huì)因?yàn)橛⒄Z能力的有限而感到壓力,對(duì)雙語教學(xué)失去興趣,甚至反感,學(xué)習(xí)的積極性大大降低。

“移動(dòng)通信”課程教學(xué)改革與實(shí)踐包括教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)組織等方面的改革。

二、教學(xué)方法和內(nèi)容的改革

“移動(dòng)通信”課程雖然原理性強(qiáng),但要認(rèn)識(shí)到它同時(shí)又是一門技術(shù)性和實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,因此在教學(xué)過程中,可以從學(xué)生感興趣的任務(wù)、技能出發(fā),在課程教學(xué)和實(shí)驗(yàn)中引入任務(wù)驅(qū)動(dòng)法來引導(dǎo)教學(xué)。[1]

任務(wù)驅(qū)動(dòng)把以傳授知識(shí)為主的傳統(tǒng)教學(xué)理念,轉(zhuǎn)變?yōu)橐越鉀Q問題、完成任務(wù)為主的多維互動(dòng)式的教學(xué)理念。在整個(gè)教學(xué)過程中,教師把教學(xué)內(nèi)容分解到精心設(shè)計(jì)的一系列任務(wù)中,以任務(wù)方式引導(dǎo)學(xué)生邊學(xué)邊練,并獨(dú)立或協(xié)作完成相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù),實(shí)現(xiàn)“學(xué)中做”、“做中學(xué)”。

現(xiàn)在的移動(dòng)通信教材一般有無線信道特性、抗衰落技術(shù)、組網(wǎng)技術(shù)、無線信令、第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)和第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)等章節(jié),[2]各部分章節(jié)雖有承上啟下的關(guān)系,但學(xué)生對(duì)于什么崗位需要用到什么知識(shí)一無所知。針對(duì)移動(dòng)通信行業(yè)中的崗位設(shè)置,設(shè)置網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、傳輸、交換和數(shù)據(jù)通信等內(nèi)容模塊;將教材的內(nèi)容按照不同崗位的需求先進(jìn)行模塊化的組織,讓教學(xué)內(nèi)容的邏輯貼近崗位設(shè)置的邏輯,然后就每個(gè)模塊進(jìn)行任務(wù)的設(shè)計(jì)。比如組網(wǎng)技術(shù)就可劃分為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化類的模塊之一,在講到組網(wǎng)技術(shù)中的信道配置技術(shù)時(shí),為學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)GSM系統(tǒng)同頻干擾和鄰頻干擾嚴(yán)重的案例,讓學(xué)生探討如何通過現(xiàn)有的頻率進(jìn)行合理的信道配置,最后用計(jì)算機(jī)仿真來對(duì)比改善前和改善后干擾的變化情況,也讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中獲得成就感,激發(fā)學(xué)習(xí)熱情。這樣能讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中明確學(xué)到了什么,學(xué)到了什么程度和學(xué)后能做什么。

三、教學(xué)手段的改革

1.計(jì)算機(jī)仿真輔助教學(xué)

對(duì)于“移動(dòng)通信”課程中非常抽象的原理,尤其是涉及到信號(hào)信道的時(shí)域頻域特性時(shí),單純的文字講解和公式推導(dǎo)都太過抽象,學(xué)生理解起來有困難;課堂教學(xué)可以通過MATLAB軟件進(jìn)行問題的仿真和演示,增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),使概念更直觀、更清晰。[3]

在講到調(diào)制技術(shù)時(shí),比如正交振幅調(diào)制QAM,只用數(shù)學(xué)公式表達(dá)一種調(diào)制技術(shù),學(xué)生覺得抽象,難以想象信號(hào)的時(shí)域頻域特性,更不用說分析某種調(diào)制技術(shù)的優(yōu)劣了。這時(shí)引入MATLAB軟件,將信號(hào)在調(diào)制后發(fā)送到無線信道,經(jīng)過無線信道接收,通過最后解調(diào)的時(shí)域星座圖及頻域波形仿真出來,學(xué)生對(duì)此進(jìn)行直觀的觀察和分析,就能夠了解調(diào)制技術(shù)之間的差別。

2.雙語教學(xué)

從事移動(dòng)通信行業(yè)的畢業(yè)生都應(yīng)具備有較強(qiáng)的專業(yè)英語知識(shí),在課堂教學(xué)中引入雙語教學(xué)非常有必要。針對(duì)上述雙語教學(xué)中出現(xiàn)的問題,在進(jìn)行雙語教學(xué)的過程中需要對(duì)不同的章節(jié)內(nèi)容區(qū)別對(duì)待,不追求單純的“純英文教學(xué)”。根據(jù)不同的內(nèi)容采取不同的教學(xué)方式和教學(xué)語言應(yīng)用方式(包括中英文使用的比例等),調(diào)整教學(xué)過程中互動(dòng)時(shí)間的比例。

在可以進(jìn)行分班教學(xué)的條件下,一方面依據(jù)學(xué)生的英語水平分班,另一方面依據(jù)學(xué)生的興趣分班,讓學(xué)生自主選擇英文授課比例高或低的班級(jí)。依據(jù)不同的班級(jí)水平,可采取“中文教學(xué)但引入所有涉及的英文專業(yè)詞匯,教材采用國內(nèi)中文教材”,“雙語教學(xué)采用原版英文教材,教師使用部分中文”及“全英文教學(xué)”等不同級(jí)別。

在受限于教師數(shù)量或教學(xué)管理難度的情況下,教師可根據(jù)課程的不同章節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行分級(jí)教學(xué),原理性強(qiáng)、抽象的章節(jié)采用中文為主的教學(xué)模式,而與實(shí)際貼合緊密,學(xué)生有相關(guān)基礎(chǔ)或容易理解的章節(jié)采用英文為主的教學(xué)模式,在重點(diǎn)和難點(diǎn)章節(jié)可采用先用中文打基礎(chǔ),再用英文鞏固的教學(xué)模式。

3.現(xiàn)場教學(xué)和項(xiàng)目化教學(xué)

講授網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等部分的內(nèi)容時(shí),引入現(xiàn)場教學(xué)的手段,比如與網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商合作,開通學(xué)校部分基站供學(xué)生參觀了解基站工作原理,甚至可以請(qǐng)相關(guān)的技術(shù)人員現(xiàn)場講解相關(guān)技術(shù)。講到頻率配置時(shí),可以讓學(xué)生帶上頻率儀,測量附近基站的頻率,同時(shí)利用多部手機(jī)通信并測定手機(jī)的頻率,了解頻率的配置。

講授網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃等部分的內(nèi)容時(shí),引入項(xiàng)目教學(xué)的手段,選擇一個(gè)地域范圍,讓學(xué)生分組進(jìn)行地形地物的考察,用電子地圖輔助選擇基站站點(diǎn),合理配置天線,調(diào)整天線的發(fā)射功率、方向角和下傾角等相關(guān)參數(shù),最后用網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃軟件Atoll來進(jìn)行規(guī)劃的驗(yàn)證。

四、課程考核方式的改革

對(duì)于“移動(dòng)通信”這樣一門原理和實(shí)踐性強(qiáng),又要求學(xué)生具有一定的專業(yè)英語能力的課程,傳統(tǒng)的考核方式不能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。以往大部分學(xué)生在考試前往往是“臨時(shí)抱佛腳”,死記硬背,考分高,但考試過后所有的知識(shí)即刻“腦后拋”。針對(duì)“移動(dòng)通信”在教學(xué)手段和方法上的改革方案,相應(yīng)的考核方式也應(yīng)進(jìn)行改革。

針對(duì)任務(wù)化教學(xué),學(xué)生在完成某一項(xiàng)任務(wù)后,教師要及時(shí)地組織交流、討論,做出反饋和評(píng)價(jià),這是使學(xué)生知識(shí)內(nèi)化和能力得到提高的關(guān)鍵。教師應(yīng)對(duì)學(xué)生所做的作業(yè)進(jìn)行評(píng)價(jià),對(duì)存在的問題要及時(shí)指出,對(duì)優(yōu)秀成果要及時(shí)給予肯定和鼓勵(lì)。為了考核的科學(xué)性,任務(wù)的設(shè)置就顯得尤為重要,設(shè)置的各模塊鏈條要呈“階梯狀”,體現(xiàn)由簡單到復(fù)雜,由基礎(chǔ)到核心的進(jìn)階。任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法構(gòu)建出的任務(wù)應(yīng)把各項(xiàng)理論知識(shí)和硬件結(jié)構(gòu)及原理分解到各個(gè)具體的實(shí)例中。

針對(duì)雙語教學(xué),通過學(xué)生平時(shí)的課堂表現(xiàn)及最后的考試考查學(xué)生對(duì)于專業(yè)英語口語和專業(yè)英語書面表達(dá)的掌握程度。為了多方面考查學(xué)生的能力,教師需要準(zhǔn)備多種層次和模式的雙語教學(xué)資源,包括中文經(jīng)典教材,國外原版英文經(jīng)典教材,[4]互聯(lián)網(wǎng)上可以找到的國外著名大學(xué)的講義和PPT,甚至是英語的音視頻都可以作為多層次雙語教學(xué)的教學(xué)輔助材料。

五、結(jié)論

開展“移動(dòng)通信”課程的教學(xué)改革和實(shí)踐以來,學(xué)生感覺與通信行業(yè)的具體實(shí)踐結(jié)合得比較緊密,專業(yè)英語的水平也得到了提高,收獲良多。該課程的學(xué)習(xí)不論是對(duì)學(xué)生畢業(yè)后從事相關(guān)工作或進(jìn)一步讀研深造都有較大的幫助。

參考文獻(xiàn):

[1]劉世安.任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在《移動(dòng)通信技術(shù)》課程中的應(yīng)用[J].教育理論與教學(xué)研究,2010,(24):125-130.

[2]李建東,郭梯云,鄔國揚(yáng).移動(dòng)通信[M].第四版.西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2006.

第7篇:移動(dòng)通信的原理范文

[關(guān)鍵詞]案例教學(xué);移動(dòng)通信;工程案例;偽基站

一、引言

“移動(dòng)通信”作為通信和電子類專業(yè)高年級(jí)本科生的一門重要專業(yè)課程,因其內(nèi)容涉及面廣、概念多,理論性、綜合性和實(shí)踐性強(qiáng),同時(shí)要求學(xué)生具有較強(qiáng)的理論基礎(chǔ),導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)難度較大。引入案例教學(xué)歷來是該類課程教學(xué)中提高授課效果的一個(gè)重要手段。北京聯(lián)合大學(xué)智慧城市學(xué)院根據(jù)學(xué)校教務(wù)處對(duì)教學(xué)質(zhì)量提升經(jīng)費(fèi)使用的要求,本著有利于培養(yǎng)高質(zhì)量人才、有利于提升科研和教學(xué)、有利于全院工作能力提升的原則,啟動(dòng)了教學(xué)工程案例項(xiàng)目。學(xué)校通過該項(xiàng)目推動(dòng)了各專業(yè)課任教師進(jìn)行所授課程的教學(xué)工程案例制作,并積累形成了教學(xué)案例資源庫。該項(xiàng)目的主要實(shí)施要點(diǎn)包括:第一,每位專業(yè)教師要針對(duì)所授課程,選擇一門課程制作教學(xué)工程案例,案例要求有一定的工程背景或類工程背景;第二,教學(xué)工程案例的內(nèi)容要完備,如軟件教學(xué)工程案例要有源代碼、詳細(xì)注釋等內(nèi)容,電子類、通信類教學(xué)工程案例要有電路圖、PCB圖或算法說明,圖中應(yīng)有明確標(biāo)識(shí)和原理說明等內(nèi)容;第三,教學(xué)工程案例要提供視頻、音頻等內(nèi)容。以工程案例的制作為契機(jī),筆者團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)圍繞“移動(dòng)通信”課程中學(xué)生最難以理解的信令流程,同時(shí)選取了當(dāng)前通信行業(yè)熱門的偽基站問題,展開了案例研究和開發(fā)工作。筆者團(tuán)隊(duì)通過及時(shí)將案例開發(fā)成果引入電子信息類專業(yè)課程教學(xué)環(huán)節(jié),為案例教學(xué)在通信類課程中的具體應(yīng)用提供了經(jīng)驗(yàn)。

二、移動(dòng)通信的課程特點(diǎn)和難點(diǎn)

移動(dòng)通信是一門實(shí)踐性、應(yīng)用性、綜合性都很強(qiáng)的課程,是一門對(duì)電子信息類高年級(jí)本科生來說非常重要的專業(yè)課,也是學(xué)生在經(jīng)歷了信號(hào)與系統(tǒng)、通信原理等前續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)之后,進(jìn)入實(shí)際通信系統(tǒng)階段學(xué)習(xí)的重點(diǎn)內(nèi)容。移動(dòng)通信不僅是信息類學(xué)生本科階段學(xué)習(xí)的重點(diǎn),而且是難點(diǎn)。首先,移動(dòng)通信課程內(nèi)容的綜合性很強(qiáng),既有無線電波傳播等移動(dòng)通信基礎(chǔ)理論,又涉及大量實(shí)際通信系統(tǒng)算法和實(shí)踐性內(nèi)容。而且,移動(dòng)通信課程所涉及的通信系統(tǒng)跨度也很大,從早期模擬制式的移動(dòng)通信系統(tǒng)(AMPS/TACS),到2G、3G、4G,乃至最新的第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)(5G),都是移動(dòng)通信課程的教學(xué)內(nèi)容。其次,當(dāng)前通信系統(tǒng)的發(fā)展和技術(shù)更新速度很快,大量新的技術(shù)、算法、概念不斷涌現(xiàn),學(xué)生要在短時(shí)間內(nèi)理解這些內(nèi)容難度很大,加之前續(xù)課程都是以理論為主,學(xué)生缺乏對(duì)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的認(rèn)識(shí),在學(xué)習(xí)各種概念和算法的過程中,往往缺乏感性認(rèn)識(shí),無法深入理解概念本身及其背后的原理,從而影響了學(xué)習(xí)效果。最后,學(xué)校雖然開展了一定的案例式教學(xué)探索,但由于教學(xué)觀念和教學(xué)方法的相對(duì)落后,教學(xué)并未到達(dá)預(yù)期效果。

三、案例教學(xué)在教學(xué)中的意義和選題

(一)案例教學(xué)的意義在世界范圍內(nèi),利用案例組織教學(xué)活動(dòng)最具影響的學(xué)校首推美國哈佛商學(xué)院。哈佛商學(xué)院成功地運(yùn)用案例教學(xué)法培養(yǎng)出了大量杰出的工商界成功人士,也使案例教學(xué)成為一種風(fēng)靡全球,并且代表著未來教育方向的成功教育模式。在我國,案例教學(xué)已被越來越多的人所接受,并在法學(xué)、師范教育等專業(yè)得到了成功的運(yùn)用,以案例教學(xué)為核心的MBA課程也得到了廣泛認(rèn)同。[1]案例教學(xué)法是目前比較流行的一種教學(xué)方式,即教師通過向?qū)W生提供實(shí)際發(fā)生的情況或事件的案例,采用師生和生生多向互動(dòng)、平等對(duì)話和積極研討的形式解決問題,旨在培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生主動(dòng)參與課堂討論的積極性、提高學(xué)生實(shí)踐能力的一種教學(xué)方法。[2]移動(dòng)通信課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性,且內(nèi)容非常龐雜且抽象,教師如果單純地采取單向灌輸式的教學(xué)方式,那么最后的教學(xué)效果會(huì)很差。因此,案例教學(xué)是非常重要的一種提高教學(xué)效果的教學(xué)方式。

(二)案例的選題原則案例的選題應(yīng)滿足以下基本原則:第一,與當(dāng)前行業(yè)的熱點(diǎn)緊密聯(lián)系,便于引起學(xué)生的興趣;第二,緊扣課程關(guān)鍵內(nèi)容,易于將重要概念、算法、流程等用更簡便、清晰、直觀的方式展現(xiàn)出來;第三,易于學(xué)生直接參與?;谏鲜鲈瓌t,筆者團(tuán)隊(duì)選擇了“偽基站”這一當(dāng)前行業(yè)和社會(huì)普遍關(guān)注的熱點(diǎn)問題作為實(shí)施案例教學(xué)的核心內(nèi)容,具體原因如下。第一,偽基站由于存在影響合法通信系統(tǒng)正常工作、侵犯手機(jī)用戶正常通信權(quán)利、侵犯個(gè)人信息隱私和財(cái)產(chǎn)安全等諸多問題,成為近年來媒體頻繁曝光、公安部和工信部等相關(guān)部門重點(diǎn)打擊的非法行為。[3—4]學(xué)生應(yīng)對(duì)該問題有一定的了解。第二,偽基站的原理是利用現(xiàn)有移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中小區(qū)重選信令流程中的技術(shù)漏洞,通過無線參數(shù)上的偽裝實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶通信過程的攻擊。這其中涉及信令、算法和具體的基站設(shè)備等重要內(nèi)容,教師可以通過精心設(shè)計(jì)案例內(nèi)容讓學(xué)生更好地參與課程互動(dòng)。

四、工程案例的制作

在案例設(shè)計(jì)上,一方面,筆者團(tuán)隊(duì)通過講解偽基站所涉及的信令漏洞和偽基站技術(shù)實(shí)現(xiàn)原理,讓學(xué)生對(duì)相關(guān)信令流程和機(jī)制有更具體的認(rèn)識(shí);另一方面,筆者團(tuán)隊(duì)還通過引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)這種問題思考可采用什么好的方法進(jìn)行對(duì)抗,從而激勵(lì)學(xué)生整合并利用學(xué)過的知識(shí)來解決本領(lǐng)域的實(shí)際問題。

(一)偽基站的工作原理偽基站的主要功能是利用移動(dòng)通信系統(tǒng)協(xié)議上的缺陷,捕獲手機(jī)用戶的IMSI和IMEI號(hào)等敏感的標(biāo)識(shí)信息,再偽裝成任意號(hào)碼向被攻擊用戶的手機(jī)進(jìn)行垃圾短信的推送,實(shí)施詐騙等不法活動(dòng)。偽基站不僅對(duì)用戶正常使用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生負(fù)面影響,而且會(huì)對(duì)用戶的利益造成損失,對(duì)運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾?,F(xiàn)在的偽基站由于尺寸較小,既可安裝在路燈桿、橋下等不易發(fā)覺的位置,又可放置在車上流動(dòng)使用,因此,難以被發(fā)現(xiàn)和追蹤。

(二)偽基站入侵監(jiān)測系統(tǒng)原理和架構(gòu)偽基站入侵檢測與分析的研究一直是業(yè)界的熱點(diǎn)之一。[5—6]筆者團(tuán)隊(duì)在分析現(xiàn)有方法的不足的基礎(chǔ)上,提出了一種偽基站入侵的檢測算法,并結(jié)合課堂教學(xué)的特點(diǎn)開發(fā)了一款智能手機(jī)應(yīng)用軟件。該軟件可以通過監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的變化,結(jié)合偽基站攻擊時(shí)的參數(shù)特征(包括信號(hào)場強(qiáng)的劇烈波動(dòng),LAC/CI編碼出現(xiàn)非本地的特殊值以及乒乓切換現(xiàn)象和信號(hào)脫網(wǎng)等),再通過對(duì)多個(gè)判決條件以加權(quán)的方式進(jìn)行偽基站攻擊行為的綜合分析判斷,有效地偵測用戶終端收到的鄰近偽基站的入侵行為,并實(shí)時(shí)發(fā)出預(yù)警信息,避免偽基站入侵可能給手機(jī)用戶帶來的損失。相關(guān)檢測算法已申請(qǐng)發(fā)明專利并獲得授權(quán)。[7]圖1為該系統(tǒng)的基本架構(gòu)。

(三)監(jiān)測系統(tǒng)工作流程和軟件界面軟件的基本工作流程如下:1.啟動(dòng)監(jiān)測:軟件啟動(dòng)后,以后臺(tái)運(yùn)行的方式在手機(jī)上工作。2.采集參數(shù):軟件周期性地采集網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)相關(guān)參數(shù)供后續(xù)的判決使用(見圖2)。3.參數(shù)判決:通過分析實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)的特征,進(jìn)行特征符合度的識(shí)別和判決。4.預(yù)警顯示:一旦偽基站入侵的特征符合度超過預(yù)設(shè)門限,就立即啟動(dòng)相關(guān)預(yù)警。利用通知欄和聲音進(jìn)行提示,用戶可以點(diǎn)擊進(jìn)入軟件中看到具體的判決結(jié)果信息。

五、案例在教學(xué)實(shí)踐中的具體應(yīng)用

筆者團(tuán)隊(duì)將該案例的開發(fā)成果應(yīng)用于通信工程專業(yè)、電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)高年級(jí)本科生的“移動(dòng)通信”課程的教學(xué)過程中。首先,教師會(huì)介紹GSM和LTE系統(tǒng)的基本信令流程,引導(dǎo)學(xué)生直觀地理解GSM和LTE系統(tǒng)位置區(qū)更新的信令流程和鑒權(quán)流程的特點(diǎn)和存在的技術(shù)漏洞,認(rèn)識(shí)當(dāng)前日益猖獗的基于偽基站的垃圾和詐騙短信現(xiàn)象對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和用戶的影響。然后,教師利用無線電監(jiān)測站繳獲的實(shí)際偽基站設(shè)備(如圖3所示)進(jìn)行現(xiàn)場攻擊演示,使學(xué)生對(duì)偽基站攻擊過程有感性認(rèn)識(shí)。接著,教師通過啟發(fā)式教學(xué)方式,以問題導(dǎo)向的手段引導(dǎo)學(xué)生圍繞著“如何應(yīng)對(duì)這種攻擊行為”進(jìn)行思考并展開熱烈討論。通過這種討論,教師可以引導(dǎo)學(xué)生梳理之前學(xué)習(xí)過的專業(yè)知識(shí)。雖然在短時(shí)間內(nèi)學(xué)生難以給出較為合理的對(duì)抗方法,但對(duì)于鞏固已經(jīng)學(xué)習(xí)過的知識(shí)仍然起到了積極的作用,并能有效激發(fā)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際工程問題的技術(shù)創(chuàng)新意識(shí)和能力。最后,在學(xué)生討論的基礎(chǔ)上,教師介紹利用參數(shù)監(jiān)測和特征匹配的方法進(jìn)行偽基站攻擊行為的判別。在此基礎(chǔ)上,教師可以借助所開發(fā)的偽基站入侵實(shí)時(shí)監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng),現(xiàn)場利用偽基站設(shè)備開展實(shí)際攻擊,并觀察手機(jī)上網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)參數(shù)的變化以及該系統(tǒng)的實(shí)際工作效果,從而更進(jìn)一步加深了學(xué)生對(duì)于偽基站攻擊行為和相應(yīng)應(yīng)對(duì)方法有效性的理解。實(shí)踐證明,教師利用偽基站設(shè)備開展課堂教學(xué)的效果良好,學(xué)生的參與度高,互動(dòng)積極、氣氛活躍。

第8篇:移動(dòng)通信的原理范文

1.1教材的實(shí)用性和先進(jìn)性有欠缺

移動(dòng)通信技術(shù)日新月異,就國內(nèi)而言,以GSM標(biāo)準(zhǔn)為主的第二代移動(dòng)通信(2G)仍在發(fā)揮作用,3G2009年正式投入運(yùn)營,但今年4G已經(jīng)在國內(nèi)部分城市投入使用,5G也正在研發(fā)當(dāng)中.因此,移動(dòng)通信教學(xué)不僅應(yīng)涉及移動(dòng)通信技術(shù)的基礎(chǔ)理論,還應(yīng)涉及該領(lǐng)域的前沿技術(shù),這樣才能保證學(xué)生所學(xué)的知識(shí)不落伍.但目前絕大多數(shù)教材還是以2G為主,附帶著介紹3G,極少數(shù)會(huì)簡單地介紹4G,且很少涉及工程實(shí)踐方面的內(nèi)容,學(xué)生所學(xué)的知識(shí)跟不上行業(yè)的需求.

1.2實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的難度和深度不夠,且與工程實(shí)踐脫節(jié)

移動(dòng)通信課程實(shí)驗(yàn)大多采用實(shí)驗(yàn)箱,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多以驗(yàn)證性和演示性實(shí)驗(yàn)為主,單個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所涉及的知識(shí)點(diǎn)比較單一,缺乏靈活性.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的自主設(shè)計(jì)性較差,學(xué)生無法開展系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn),難以從工程角度理解所學(xué)的知識(shí),限制了學(xué)生的創(chuàng)新思維和動(dòng)手能力的培養(yǎng).

1.3教學(xué)方法比較簡單,學(xué)生積極性不高

移動(dòng)通信課程需要講解各種移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成原理和關(guān)鍵技術(shù),還需要介紹網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化、移動(dòng)信號(hào)的傳播特性和抗衰落等技術(shù).為了讓學(xué)生所學(xué)的知識(shí)緊扣行業(yè)需求,還需要訓(xùn)練學(xué)生的工程實(shí)踐能力,內(nèi)容多,課時(shí)少.目前,大部分高校移動(dòng)通信課程以基本原理講解和數(shù)學(xué)推導(dǎo)為主,這種注重知識(shí)傳授和理論分析的教學(xué)方法難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,學(xué)得的知識(shí)也難以滿足通信行業(yè)的需求.

1.4教師的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)欠缺

大多數(shù)高校的教師往往是從一個(gè)校門踏進(jìn)另一個(gè)校門,缺少行業(yè)鍛煉的機(jī)會(huì),導(dǎo)致工程實(shí)踐能力欠缺,缺乏工程素養(yǎng)致使教師不敢多講,更談不上培養(yǎng)學(xué)生的工程能力.

2移動(dòng)通信課程教學(xué)改革的措施

2.1合理選擇教學(xué)內(nèi)容

移動(dòng)通信教學(xué)中存在著課時(shí)少與教學(xué)內(nèi)容多、理論教學(xué)與實(shí)踐能力培養(yǎng)的矛盾,要解決這些矛盾,必須合理選擇教學(xué)內(nèi)容.2.1.1理順知識(shí)主線移動(dòng)通信課程教學(xué)需緊扣三個(gè)方面的知識(shí):一是移動(dòng)通信技術(shù)的基本理論,包括無線信道、信源編碼、調(diào)制技術(shù)、抗衰落技術(shù)、組網(wǎng)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等;二是典型移動(dòng)通信系統(tǒng)講解,主要講解GSM中與3G,4G共性的知識(shí),然后重點(diǎn)講解3G中的WCDMA,并與CDMA2000和TD-SCDMA的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行橫向比較,介紹WCDMA向4G的FDD-LTE標(biāo)準(zhǔn)演化的技術(shù)路徑和新技術(shù),使學(xué)生了解4G的關(guān)鍵技術(shù);三是移動(dòng)通信新技術(shù),主要包括MIMO技術(shù)、無線接入技術(shù)、軟件無線電、無載波通信和認(rèn)知無線電技術(shù)等.在教學(xué)中把握這條主線能夠保證學(xué)生系統(tǒng)掌握移動(dòng)通信知識(shí),又有足夠的知識(shí)基礎(chǔ)應(yīng)對(duì)未來技術(shù)的發(fā)展.2.1.2弱化理論推導(dǎo),重視知識(shí)的應(yīng)用移動(dòng)通信課程的理論性強(qiáng),特別是無線信道分析、信源編碼、調(diào)制解調(diào)和抗衰落技術(shù)等部分?jǐn)?shù)學(xué)公式和數(shù)學(xué)推導(dǎo)多[6],學(xué)生學(xué)習(xí)起來枯燥乏味,在實(shí)際講解時(shí)應(yīng)盡量避免繁瑣的公式推導(dǎo),注重知識(shí)的應(yīng)用,通過引入工程實(shí)例分析來強(qiáng)化相關(guān)原理及結(jié)論的應(yīng)用.2.1.3精選課堂講授內(nèi)容,適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)要在課堂上講授完移動(dòng)通信大綱所要求的全部知識(shí)點(diǎn)是不現(xiàn)實(shí)的,需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行選擇,突出重點(diǎn),將課程的精髓引入課堂,同時(shí)要合理地引導(dǎo)學(xué)生自學(xué),保證知識(shí)的連貫性和全面性.安排學(xué)生自學(xué)的內(nèi)容需要提前在課堂上講解自學(xué)內(nèi)容在整個(gè)知識(shí)體系中的地位、實(shí)際應(yīng)用情況,使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到自學(xué)并不意味著內(nèi)容不重要.為了保證自學(xué)效果,通過提前布置一些問題、習(xí)題要求學(xué)生在自學(xué)中完成.如“3G中的視頻信源編碼技術(shù)”在所選用的教材中介紹得很簡單,實(shí)際教學(xué)時(shí)安排學(xué)生自學(xué),可以提前布置問題:3G中的視頻信源編碼技術(shù)有哪些;H.264編碼包括哪幾個(gè)流程;H.264怎樣實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的壓縮.前兩個(gè)問題通過閱讀教材就可以解決,但第三個(gè)問題需要學(xué)生查閱資料才能得到答案.

2.2改革教學(xué)方法,豐富教學(xué)手段

移動(dòng)通信開設(shè)的對(duì)象為高年級(jí)學(xué)生,他們面臨就業(yè)、考研等壓力,學(xué)習(xí)的目的性強(qiáng),對(duì)于純理論知識(shí)不夠重視,如果認(rèn)為學(xué)的東西沒有什么意義干脆就不來上課,或者來了也僅僅是應(yīng)付檢查.而移動(dòng)通信本身是一門應(yīng)用性較強(qiáng)的課程.因此,在本課程的講授中,必須重視學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng),其中最好的方法是將知識(shí)的講授與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性.2.2.1組織專題講座,激發(fā)學(xué)生的求知欲在移動(dòng)通信授課時(shí),一般會(huì)針對(duì)學(xué)生組織三次講座,分別是第一堂課由任課教師介紹課程學(xué)習(xí)的意義、通信領(lǐng)域人才需求動(dòng)向和對(duì)人才的要求,幫助學(xué)生樹立正確的學(xué)習(xí)目標(biāo)和職業(yè)導(dǎo)向;第二次是邀請(qǐng)行業(yè)工程師就某一知識(shí)作專題報(bào)告,如2014年邀請(qǐng)市聯(lián)通公司總工程師主講了WCDMA中的MIMO技術(shù);第三次邀請(qǐng)業(yè)內(nèi)教授專家主講移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展前沿和領(lǐng)域相關(guān)研究的熱點(diǎn)問題,如OFDM、智能天線等.通過專題講座擴(kuò)展了學(xué)生視野,明確了課程的重要性和學(xué)習(xí)目標(biāo),學(xué)習(xí)積極性得到提高.2.2.2采用靈活多變的教學(xué)方法,提高教學(xué)質(zhì)量傳統(tǒng)教學(xué)以教師講授為主,學(xué)生被動(dòng)接受的“填鴨式”教學(xué)方法并不適合于移動(dòng)通信,一方面是由于移動(dòng)通信知識(shí)點(diǎn)多,教師無法在課堂上完成所有知識(shí)點(diǎn)的講授;另一方面學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高,容易造成學(xué)生知其然,而不知其所以然.在知識(shí)的講解過程中,按照案例組織教學(xué),打破常規(guī)教學(xué)中根據(jù)教材編排將同類型知識(shí)集中講解容易造成知識(shí)與應(yīng)用脫節(jié)、學(xué)習(xí)枯燥乏味的問題.通過引入工程實(shí)例或生活中與移動(dòng)通信相關(guān)的現(xiàn)象,針對(duì)案例提供的客觀事實(shí)和問題進(jìn)行講解,并有針對(duì)性地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析和研究,可以讓學(xué)生加深對(duì)所學(xué)理論的理解,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,改變學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度.如一些基礎(chǔ)知識(shí)可以融入到WCDMA系統(tǒng)中進(jìn)行講解,通過剖析WCDMA,講解其用到的直接擴(kuò)頻、碼分多址、FDD和TDD等技術(shù).如在講登記注冊(cè)功能時(shí),可以引入大家都熟悉的將手機(jī)放在音響旁,即使沒有電話或者短信,音響也會(huì)隔斷時(shí)間吱吱作響這一現(xiàn)象吸引學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)的熱情.在講解斷電源注冊(cè)時(shí)可以通過解釋撥打電話分別提示無法接通和已關(guān)機(jī)的原因來加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解.對(duì)于有些知識(shí)點(diǎn)可以組織學(xué)生開展討論,讓學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)活動(dòng),如通過讓教師提前指定案例和相關(guān)資料讓學(xué)生預(yù)習(xí),課堂上教師組織學(xué)生進(jìn)行分組討論,小組安排人員進(jìn)行講解,最后由教師進(jìn)行總結(jié)和評(píng)價(jià).2.2.3運(yùn)用多媒體技術(shù),提高授課效率多媒體技術(shù)集聲音、圖片、視頻、文字和動(dòng)畫等于一體,通過多媒體技術(shù)可以增加課堂傳授的知識(shí)量,讓學(xué)生在多種感官刺激下,對(duì)所學(xué)知識(shí)產(chǎn)生綜合記憶.對(duì)課堂中一些分析繁瑣、數(shù)學(xué)推導(dǎo)復(fù)雜的內(nèi)容,利用多媒體課件可大大提高課堂效率.通過多媒體的動(dòng)畫演示,可以將一些復(fù)雜的原理直觀、形象地展示出來.在幾年的教學(xué)中,用Flash軟件針對(duì)教學(xué)中的重難點(diǎn)內(nèi)容制作了大量的動(dòng)畫演示,使學(xué)生能直觀形象地理解相關(guān)知識(shí).此外,在實(shí)際教學(xué)中,還注意啟發(fā)式[7]、交互式[8]的教學(xué)方法的運(yùn)用,提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力.

2.3搭建移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)平臺(tái),實(shí)施多層次、多形式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)

由于移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展很快,建設(shè)實(shí)際工程用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)成本高,設(shè)備需要不斷的更新,這對(duì)于大多數(shù)高校都難以承受.所以在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)上其指導(dǎo)思想是:立足現(xiàn)有資源,做到物盡其用,同時(shí)積極加強(qiáng)和移動(dòng)、聯(lián)通及電信合作,建立校內(nèi)外實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)基地.目前,已建有現(xiàn)代交換網(wǎng)信令、數(shù)據(jù)通信實(shí)驗(yàn)室、通信線路工程、移動(dòng)通信與無線優(yōu)化等實(shí)驗(yàn)室,擁有Matlab/Simulink,SystemView,OPNET和NS2等仿真軟件,并自主開發(fā)了一批功能電路和實(shí)驗(yàn)平臺(tái);和移動(dòng)公司建立了長期合作關(guān)系,每年組織學(xué)生到公司參觀學(xué)習(xí),并共同開設(shè)了1周的校企合作課程.經(jīng)過多年的探索,在移動(dòng)通信的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中基本形成了“三層次三結(jié)合”的實(shí)踐教學(xué)模式,提高了學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力.層次一:驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn).驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)以常規(guī)的實(shí)驗(yàn)箱等設(shè)備為依托,結(jié)合仿真軟件、動(dòng)畫演示等對(duì)理論教學(xué)中的基本原理進(jìn)行驗(yàn)證,以加深學(xué)生對(duì)課程關(guān)鍵技術(shù)的理解,使學(xué)生能夠?qū)⒗碚摵蛯?shí)際操作融合起來.層次二:系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn).系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)主要利用專業(yè)仿真軟件建立移動(dòng)通信系統(tǒng)的模型,對(duì)系統(tǒng)的一些參數(shù)進(jìn)行設(shè)置并觀測仿真結(jié)果.通過將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論分析數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,加深學(xué)生對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)和關(guān)鍵技術(shù)的理解.如移動(dòng)通信信道分析、CDMA技術(shù)等通過Simulink搭建的仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)能增強(qiáng)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解.層次三:設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn).設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是以現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室、校內(nèi)外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地展開,并充分與市移動(dòng)公司開展校企合作課程的機(jī)會(huì),讓學(xué)生零距離接觸移動(dòng)公司的商用設(shè)備,熟悉當(dāng)前典型移動(dòng)通信系統(tǒng)的構(gòu)成及基本的操作維護(hù)項(xiàng)目.并通過利用Matlab/Simulink,OPNET軟件對(duì)實(shí)際移動(dòng)工程項(xiàng)目進(jìn)行模擬,引導(dǎo)學(xué)生自主開發(fā)各種軟硬件實(shí)現(xiàn)某些移動(dòng)通信功能,提高其開發(fā)設(shè)計(jì)和工程能力.在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中堅(jiān)持“理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合,實(shí)驗(yàn)教學(xué)與工程實(shí)踐相結(jié)合,實(shí)驗(yàn)室開放與個(gè)性化教育相結(jié)合”的模式.打破原有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)分開,實(shí)行“實(shí)驗(yàn)進(jìn)課堂”.在理論教學(xué)時(shí),充分利用多媒體技術(shù)、Flash和各種仿真軟件,把相關(guān)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搬進(jìn)課堂,邊講解邊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示和驗(yàn)證,讓學(xué)生在理論學(xué)習(xí)過程中熟悉知識(shí)的應(yīng)用,增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)操作能力.充分利用校企合作課程和校內(nèi)外實(shí)訓(xùn)基地,通過參觀學(xué)習(xí)、引導(dǎo)學(xué)生參與教師項(xiàng)目、開展研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)等培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力,積極鼓勵(lì)學(xué)生參與“挑戰(zhàn)杯”競賽、電子設(shè)計(jì)大賽和大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng).對(duì)課程綜合實(shí)驗(yàn)采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法,實(shí)驗(yàn)題目設(shè)計(jì)為解決業(yè)內(nèi)實(shí)際問題,由教師在開學(xué)時(shí)提供題目,指定任務(wù)要求,學(xué)生在課余自己獨(dú)立完成,教師只提供基本的指導(dǎo)和驗(yàn)收.實(shí)行實(shí)驗(yàn)室開放,為學(xué)生自主學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)開發(fā)提供實(shí)驗(yàn)場所和必要的設(shè)備,建立全開放的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室,將創(chuàng)新教育延伸到課堂教育之外.

2.4加強(qiáng)教師工程實(shí)踐能力的培養(yǎng),提高教學(xué)水平

教師隊(duì)伍的知識(shí)結(jié)構(gòu)和工程應(yīng)用能力對(duì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)起著決定性作用.目前移動(dòng)通信教學(xué)隊(duì)伍以年輕教師為主,絕大多數(shù)教師都是直接畢業(yè)于各大高校,具有比較扎實(shí)的專業(yè)知識(shí),但大多數(shù)都缺乏工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),且針對(duì)日新月異的移動(dòng)通信技術(shù),如果教師不注意對(duì)知識(shí)的跟蹤學(xué)習(xí),很容易造成知識(shí)落伍.在師資隊(duì)伍建設(shè)方面,通信專業(yè)按照“加大培養(yǎng),積極引進(jìn)”的原則開展工作.首先,立足自身,加大對(duì)教師的培養(yǎng)力度.在學(xué)校政策的支持下,分批安排任課教師到知名通信企業(yè)參加新技術(shù)培訓(xùn);每年組織1~2名教師到企業(yè)頂崗實(shí)習(xí);邀請(qǐng)行業(yè)專家教授對(duì)教師進(jìn)行指導(dǎo),組織講座開闊教師的視野;組織任課教師開展集體備課、相互交流學(xué)習(xí),互通有無;組織項(xiàng)目申報(bào)討論會(huì),激勵(lì)教師在科學(xué)研究、教學(xué)研究、教材建設(shè)和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等方面的研究等.其次,積極引進(jìn)高層次人才,特別重視有企業(yè)背景的人才的引進(jìn).同時(shí)聘請(qǐng)了一批兼職教師,定期來校作講座,指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)或直接進(jìn)課堂給學(xué)生上課.

3結(jié)束語

第9篇:移動(dòng)通信的原理范文

集群式戰(zhàn)斗機(jī)移動(dòng)通信是一種以混沌搜索行為與群體自組織行為為基礎(chǔ)的群體智能通信方法,實(shí)現(xiàn)集群式戰(zhàn)斗機(jī)的移動(dòng)通信。在進(jìn)行集群式戰(zhàn)斗機(jī)進(jìn)行移動(dòng)通信優(yōu)化前,需要先確定參數(shù)空間??蓪⑼ㄐ趴臻g描述成:^x=(^x1,^x2,…,^xl),^xd∈[-50,50],d=1,2,…,l,以避免由于參數(shù)不固定導(dǎo)致受求解問題參數(shù)空間的限制。在集群式戰(zhàn)斗機(jī)移動(dòng)通信的過程中,不同信號(hào)在傳輸速度、距離、耗電量等方面的要求不同,導(dǎo)致通信不穩(wěn)定。傳統(tǒng)的戰(zhàn)斗機(jī)移動(dòng)通信優(yōu)化方法,由于迭代過程復(fù)雜,同時(shí)不能很好解決容錯(cuò)性能和編碼效率之間的矛盾,增加了通信負(fù)擔(dān),無法實(shí)現(xiàn)集群式戰(zhàn)斗機(jī)的有效通信。因此,本文提出集群式戰(zhàn)斗機(jī)移動(dòng)通信優(yōu)化方法。

2基于物聯(lián)網(wǎng)的集群式戰(zhàn)斗機(jī)移動(dòng)通信優(yōu)化方法

2.1集群式戰(zhàn)斗機(jī)移動(dòng)通信信號(hào)融合規(guī)則

在基于物聯(lián)網(wǎng)的集群式戰(zhàn)斗機(jī)移動(dòng)通信優(yōu)化中,應(yīng)首先完成通信信號(hào)的分段處理,將其劃分成幾個(gè)子波段。然后塑造上述子波段通信信號(hào)的融合規(guī)則。假設(shè)獲取的物聯(lián)網(wǎng)集群式戰(zhàn)斗機(jī)移動(dòng)通信信號(hào)分別用A與B進(jìn)行描述。完成信號(hào)A與信號(hào)B的初始化處理后,可通過多層小波分解法得到分解結(jié)果。

2.2集群式戰(zhàn)斗機(jī)碼率分配原則

假設(shè)一幀戰(zhàn)斗機(jī)采集的信號(hào)包括Nmbpic個(gè)MB,一個(gè)基本單元是一組連續(xù)的數(shù)量為Nmbpic的MB。則一幀戰(zhàn)斗機(jī)視覺信號(hào)中的基本單元個(gè)數(shù)Nunit可通過式(12)計(jì)算得到采用依據(jù)集群式戰(zhàn)斗機(jī)視覺顯著度模型的幀級(jí)、宏塊級(jí)兩級(jí)碼率分配策略。在碼率被約束時(shí),能夠保證戰(zhàn)斗機(jī)信號(hào)中顯著度區(qū)域的質(zhì)量,通過集群式戰(zhàn)斗機(jī)移動(dòng)通信信號(hào)具有的特性以及戰(zhàn)斗機(jī)視覺有關(guān)特性塑造依據(jù)戰(zhàn)斗機(jī)視覺顯著度模型,實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)斗機(jī)視頻編碼碼率的控制與分配,增強(qiáng)碼率受到約束時(shí)顯著度區(qū)域的主觀戰(zhàn)斗機(jī)信號(hào)質(zhì)量。在對(duì)幀級(jí)碼率進(jìn)行分配的過程中,因?yàn)橐粋€(gè)戰(zhàn)斗機(jī)中的所有通信信號(hào)顯著度區(qū)域均可能不同,其在整個(gè)戰(zhàn)斗機(jī)通信中所占的比例也可能不同,所以,需充分考慮戰(zhàn)斗機(jī)中所有信號(hào)顯著度區(qū)域的尺寸,實(shí)現(xiàn)幀級(jí)的碼率分配。

2.3物聯(lián)網(wǎng)下戰(zhàn)斗機(jī)通信

在時(shí)域中的優(yōu)化用O描述宏塊全部編碼模式的集合,則對(duì)于第n幀戰(zhàn)斗機(jī)通信信號(hào)中的第m個(gè)宏塊而言,其最佳編碼模式o*即為使得式(14)所示的Lagrange(拉格朗日)代價(jià)函數(shù)達(dá)到最小值的編碼模式。

3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

為了驗(yàn)證本文提出的基于物聯(lián)網(wǎng)的集群式戰(zhàn)斗機(jī)移動(dòng)通信優(yōu)化方法的有效性,需要進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)分析。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),假設(shè)戰(zhàn)斗機(jī)的數(shù)量為10個(gè),上述戰(zhàn)斗機(jī)呈不規(guī)則分布。實(shí)驗(yàn)環(huán)境為windowsXP系統(tǒng),通過VisnalC++6.0軟件塑造基于物聯(lián)網(wǎng)的集群式戰(zhàn)斗機(jī)移動(dòng)通信模擬環(huán)境,通過Matlab軟件對(duì)算法程序進(jìn)行編輯。

4結(jié)論