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本文主要借鑒CDIO工程教育理念,對移動通信技術(shù)專業(yè)課程體系進(jìn)行了項目化設(shè)計。
一、移動通信技術(shù)專業(yè)課程體系現(xiàn)狀
目前國內(nèi)高職院校移動通信技術(shù)專業(yè)課程在講授時,實訓(xùn)環(huán)節(jié)往往就是讓學(xué)生上機(jī)實現(xiàn)書上的示例,沒有與社會實際需要的專業(yè)技術(shù)及應(yīng)用技術(shù)的最新發(fā)展聯(lián)系起來。造成這一現(xiàn)象的重要原因是國內(nèi)移動通信技術(shù)專業(yè)的教學(xué)基本還停留在傳統(tǒng)的理工科人才培養(yǎng)模式,普遍缺少對學(xué)生工程能力和職業(yè)素質(zhì)的訓(xùn)練,同時也缺乏進(jìn)行這些訓(xùn)練所需的教學(xué)環(huán)境,囚此,培養(yǎng)出的學(xué)生與產(chǎn)業(yè)界的需求往往存在較大的脫節(jié),難以很快融人現(xiàn)代IT企業(yè)的運作。
囚此,國內(nèi)高職院校需要從移動通信技術(shù)專業(yè)的課程體系進(jìn)行工程化改造,逐步建立工程化實踐教學(xué)體系,著力培養(yǎng)學(xué)生的工程化開發(fā)能力和職業(yè)素質(zhì),并進(jìn)而形成一個融基礎(chǔ)理論、實訓(xùn)教學(xué)、工程實踐為一體的整體化培養(yǎng)機(jī)制,使學(xué)生的基礎(chǔ)知識、科學(xué)素養(yǎng)、專業(yè)知識、創(chuàng)新能力、工程能力和職業(yè)素質(zhì)都得到全面均衡的發(fā)展。
二、移動通信技術(shù)專業(yè)課程改革思路
國內(nèi)一些工程學(xué)院和軟件學(xué)院積極開展了工程教育改革探索和實踐,其中最重要的實踐之一是引入了國際上先進(jìn)的工程教育改革成果――CDIO工程教育理念。CDIO代表構(gòu)思(coneeive)、設(shè)計(Design)、實現(xiàn)(hnplement)和運作(Operate),它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體,讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。CDIO培養(yǎng)大綱將工程畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識、個人能力、人際團(tuán)隊能力和工程系統(tǒng)能力四個層面,大糾要求以綜合的培養(yǎng)方式使學(xué)生在這四個層面達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。
從2011年開始,我校移動通信技術(shù)專業(yè)在實踐教學(xué)建設(shè)方面全面啟動了基于CDIO工程教育模式的課程體系改革,其中,基于CDIO工程教育理念的移動通信專業(yè)課程體系建設(shè)已取得了階段性成果。
1.以CDIO先進(jìn)理念為指導(dǎo),開發(fā)課程
課程設(shè)計依據(jù)CDIO工程教育理念,依據(jù)CDIO教學(xué)理念十二條標(biāo)準(zhǔn)對移動通信技術(shù)專業(yè)課程體系及本課程進(jìn)行了詳細(xì)的分析,以真實項目開發(fā)為導(dǎo)向,以培養(yǎng)學(xué)生個人技術(shù)能力、團(tuán)隊合作能力及系統(tǒng)構(gòu)建能力為宗旨,與企業(yè)工程師共同開發(fā)的“一體化項目學(xué)習(xí)”課程。
2.以真實項目為載體,組織課程
課程及相關(guān)課程體系都以真實項目來驅(qū)動知識的學(xué)習(xí)。通過小型真實項目(二級項目),完成一門課程的學(xué)習(xí),通過一體化的大型項目(一級項目),完成整個專業(yè)課程體系課程的學(xué)習(xí),一級項目和二級項目之間有機(jī)銜接,二級項目是一級項目的一部分。
移動通信技術(shù)專業(yè)NET開發(fā)模塊課程鏈路以“計算機(jī)技術(shù)系網(wǎng)站”作為該方向的一體化項目,為完成該一體化項目,依據(jù)網(wǎng)站開發(fā)的流程,知識逐漸遞進(jìn)的關(guān)系劃分為以下5個項目“計算技術(shù)系網(wǎng)站”――網(wǎng)站前臺設(shè)計項目;“計算技術(shù)系網(wǎng)站”――數(shù)據(jù)庫設(shè)計及數(shù)據(jù)庫操作項目;“計算機(jī)技術(shù)系網(wǎng)站”――基于C語言的數(shù)據(jù)庫操作項目;“計算機(jī)技術(shù)系網(wǎng)站”―― 動態(tài)網(wǎng)站項目;“計算機(jī)技術(shù)系網(wǎng)站”――服務(wù)器部署項目。
3.以學(xué)生為主體,設(shè)計教學(xué)
課程的教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計要以學(xué)生為主體,以學(xué)生的學(xué)習(xí)為中心;要面向高職學(xué)生的特點和整體水平進(jìn)行教學(xué)目標(biāo)設(shè)計,以促進(jìn)課程總體目標(biāo)的實現(xiàn);要以建構(gòu)主義等學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)教學(xué)系統(tǒng)的元素設(shè)計。
4.以行動為導(dǎo)向,優(yōu)化教學(xué)
課程學(xué)習(xí)以學(xué)生學(xué)習(xí)小組形式進(jìn)行,一般3~5人,學(xué)生入學(xué)第二學(xué)期自由結(jié)合,一直到畢業(yè)該組同學(xué)都以一個整體的形式出現(xiàn),一起進(jìn)行課程考核,一起完成課程項目、學(xué)期項目、畢業(yè)項目等等。通過小組形式的學(xué)習(xí),學(xué)生的團(tuán)隊能力、解決問題的能力、溝通能力、表達(dá)能力及專業(yè)技術(shù)等能力都有相應(yīng)的提高。
通過課程的改革與實踐,學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性明顯加強(qiáng),學(xué)習(xí)興趣顯著增強(qiáng),學(xué)習(xí)效果顯著提高,專業(yè)能力明顯提升。以此為基礎(chǔ),在今后的教學(xué)中,發(fā)現(xiàn)運行中存在的不足,進(jìn)一步完善基于CDIO工程教育理念的移動通信專業(yè)課程體系。
參考文獻(xiàn):
【關(guān)鍵詞】4G 概述 技術(shù)特點 趨勢
當(dāng)3G技術(shù)剛剛走入人們的視線尚未完全完全普及之時,對下一代通信技術(shù)的展望早已悄悄地拉開了帷幕。盡管3G技術(shù)與2G相比有著巨大的優(yōu)勢,但并未在技術(shù)層有重大的改變,只是在視頻應(yīng)用上邁出了重要的一步。3G技術(shù)的發(fā)展主要有以下幾個方面的局限:
第一,較高的通信速率。3G雖然標(biāo)稱能達(dá)到2Mbit/s的速率,但平均速率只能達(dá)到384 kbit/s盡管目前3G增強(qiáng)型技術(shù)不斷發(fā)展,但其傳輸速率還有差距。
第二,不能提供動態(tài)范圍多速率業(yè)務(wù)。由于3G空中接口主流的三種體制WCDMA、cdma2000、TD-SCDMA所支持的核心網(wǎng)不具有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),難以提供具有多種QoS及性能的多速率業(yè)務(wù)。
第三,不能真正實現(xiàn)不同頻段不同業(yè)務(wù)環(huán)境間的無縫漫游。由于采用不同頻段的不同業(yè)務(wù)環(huán)境需要移動終端配置有相應(yīng)不同的軟、硬件模塊,而3G移動終端目前尚不能實現(xiàn)多業(yè)務(wù)環(huán)境的不同配置。
3G系統(tǒng)以上的局限性使其發(fā)展受到限制,很多公司已經(jīng)開始著手4G概念通信系統(tǒng)的研究。本文主要介紹4G概念通信的技術(shù)特點以及可能采用的關(guān)鍵技術(shù)。
1 概述 4G 移動通信技術(shù)
4G 移動通信技術(shù)在上世紀(jì)末就已被提出,國際電信聯(lián)盟還將“IMT-2000”及其以后的系統(tǒng)作為計劃工作中的一項,同時在規(guī)劃中提出要在 2010 年完成 4G 的初步商用。進(jìn)入新世紀(jì)以來,隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)飛速發(fā)展和計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步,IMT-2000 系統(tǒng)成為了研究的重點,在國際電信聯(lián)盟的支持下,于 2000 年在加拿大成立了專門研究小組,為的是將全球范圍內(nèi)的研究工作組統(tǒng)一化。我國對 4G 技術(shù)越來越關(guān)注,相應(yīng)的研究工作也已經(jīng)正式列入國家 863 項目??蓮囊韵聨c來理解第四代移動通信系統(tǒng):(1)是一種新的無線通信系統(tǒng),其系統(tǒng)是建立在新的頻段上的;(2)以分組數(shù)據(jù)信息為基礎(chǔ),實現(xiàn)其高速率的傳輸;(3)真正的“全球一統(tǒng)”;(4)基于全新網(wǎng)絡(luò)體質(zhì)的系統(tǒng),或者說其無線部分將是對新網(wǎng)絡(luò)的無線接入;(5)將不是單純的通信系統(tǒng),而是融合了數(shù)字通信、數(shù)字音/視頻接受和網(wǎng)絡(luò)計入的嶄新系統(tǒng)。第四代移動通信有其創(chuàng)新之處,和前幾代的系統(tǒng)有很大不同,其系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以路由技術(shù)為主,在以往的系統(tǒng)中,核心網(wǎng)絡(luò)只有一個,即移動網(wǎng)絡(luò)的作用。而在第四代通信系統(tǒng)中,它更像是一個統(tǒng)一的固定網(wǎng)絡(luò),具有移動管理的功能,而且可以和有線、無線相連接使用。當(dāng)與無線相接時,接入點具有多種選擇,如無線局域網(wǎng)、蜂窩系統(tǒng)基站等,這些接入方式雖然略有差異,但信令結(jié)構(gòu)是相同的,關(guān)于信息格式,通常有IP 分組和 ATM 信元兩種。此外,無線接入點也有很多變化,用戶可隨時接入,而且在通信過程中還能完成接入點之間的轉(zhuǎn)換。須注意的是,核心網(wǎng)絡(luò)意義重大,需要實時掌握用戶的具置,對用戶的身份進(jìn)行鑒別。
2 4G 移動通信技術(shù)要點
目前,第三代移動通信已經(jīng)開始規(guī)?;逃茫瞧渥陨硭哂械募夹g(shù)局限性已經(jīng)引起人們的注意,因此世界通信業(yè)界的專家們已經(jīng)將目光投向了后 3G 技術(shù)即 4G 技術(shù)。在 3G向 4G 技術(shù)演進(jìn)過程中產(chǎn)生并發(fā)展了一系列的移動通信新技術(shù),主要包括 OFDM 技術(shù)、智能天線、MUD 技術(shù)等。
2.1 OFDM 技術(shù)
作為一種特殊技術(shù),OFDM 是利用多載波來實現(xiàn)信號的傳輸和接收工作的,該技術(shù)的原理在于,在一定的頻域內(nèi),系統(tǒng)會將已設(shè)置好的信道進(jìn)行劃分,形成多個正交子通道,傳輸工作或窄帶調(diào)制就在子通道上完成,通常信道寬度會比信號的快帶要略寬一些。通過窄帶調(diào)制,可降低高速串行的數(shù)據(jù)速度,使其成為低速的子數(shù)據(jù)流,借助子載波對這些轉(zhuǎn)換后的子數(shù)據(jù)流進(jìn)行調(diào)制,使它們相互正交,最終實現(xiàn)并行傳輸。OFMD 技術(shù)由于能夠抗干擾,頻譜利用率而受到廣泛關(guān)注,成為未來移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。
2.2 智能天線技術(shù)
智能天線通過天線陣元信號的加權(quán)幅度和相位來改變陣列的方向圖形狀,具有側(cè)向和調(diào)零功能,能夠把天線陣列方向圖主瓣對準(zhǔn)用戶信號到達(dá)方向,并自適應(yīng)實時跟蹤信號,同時將旁瓣或零陷對準(zhǔn)干擾信號的到達(dá)方向,從而抑制干擾信號,提高信號的信噪比,改善整個通信系統(tǒng)的性能,并能識別不同入射方向的直射波和反射波。
2.3 MUD 技術(shù)
該技術(shù)是多用戶檢測技術(shù),當(dāng)使用用戶較多時,必然會占據(jù)某個信道,而各自的信號幅度等因素不盡相同,MUD 技術(shù)結(jié)合某些用戶的時間、相位及信號強(qiáng)弱等信息因素進(jìn)行考慮,在此基礎(chǔ)上,對單個用戶的信號狀況進(jìn)行檢測,以實現(xiàn)用戶之間的最佳聯(lián)合檢測。
2.4 無線ATM技術(shù)
WATM 的基本概念是采用標(biāo)準(zhǔn) ATM 信元用于網(wǎng)絡(luò)級功能,同時在無線鏈路中增加無線首標(biāo)/尾標(biāo)用于無線信道專用協(xié)議子層(媒體接入控制、數(shù)據(jù)鏈路控制及無線網(wǎng)絡(luò)控制)。
2.5 IPv6 技術(shù)
IPv6 將地址長度增加了 4 倍,從 IPv4 的 32 位增加到了128 位。IPv6 不僅解決了 IP 地址不夠用的問題,而且提高了網(wǎng)絡(luò)的安全性和服務(wù)質(zhì)量。其主要有這些特性:擴(kuò)展了 IP 的地址空間;增強(qiáng)了認(rèn)證與私密性;簡化報頭格式,加強(qiáng)了對擴(kuò)展報頭和選項部分的支持;對數(shù)據(jù)流進(jìn)行標(biāo)識;改進(jìn)移動網(wǎng)絡(luò)和實時通信方面的性能。
3 對4G移動通信技術(shù)發(fā)展趨勢的展望
目前,全球已經(jīng)擁有了一個數(shù)量及其龐大的手機(jī)使用團(tuán)體,更多的人在體驗了手機(jī) 3G上網(wǎng)以后對手機(jī)上網(wǎng)速度有了新的認(rèn)識,使用手機(jī)上網(wǎng)的用戶不斷增多,相比較 3G 通信技術(shù),4G 通信技術(shù)在技術(shù)方面具有更大的優(yōu)勢,因此,未來 4G移動通信技術(shù)必然會進(jìn)入一個飛速發(fā)展的時期。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】 5G 移動通信 關(guān)鍵技術(shù)
我國已經(jīng)進(jìn)入100Mbps到10000Mbps的超寬帶時代,視頻流量成倍擴(kuò)大[1],5G移動通信技術(shù)也隨之被提出。5G移動通信技術(shù)是面向2020年信息網(wǎng)絡(luò)的第五代無線通信系統(tǒng),與前四代技術(shù)相比,5G移動通信技術(shù)的典型特征具有超高速率,容量超大,從而實現(xiàn)全網(wǎng)融合。
一、5G移動通信概述
據(jù)估計,未來人們在任意地點移動速率都能達(dá)到1Gbit/ s。5G網(wǎng)絡(luò)相比于4G網(wǎng)絡(luò),具有大規(guī)模MIMO、3D束波成型以及有源天線系統(tǒng)[2],它的交換方式是分組轉(zhuǎn)發(fā),基站采用高頻微蜂窩,提升系統(tǒng)容量,從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)融合。5G網(wǎng)絡(luò)具有以下特點:可以實現(xiàn)實時連接,具有良好的體驗性和穩(wěn)定性,并且在密集人群中可以保證通信質(zhì)量。5G移動通信除了通信速率上的提升,還為用戶提供了更好的體驗。5G移動通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖1所示。
二、5G移動通信的關(guān)鍵技術(shù)
1、新型多天線技術(shù)。為了滿足移動通信對數(shù)據(jù)流量的需求,提升頻譜利用率尤為重要。由此產(chǎn)生了一種新型多天線技術(shù)――該技術(shù)可以保證通信質(zhì)量以及提升頻譜利用率,新型多天線技術(shù)在無線通信領(lǐng)域具有多方面應(yīng)用。新型多天線技術(shù)能夠提升空間分辨率,這樣可以使大量用戶在同一時間段進(jìn)行通信,在基站密度不增加的前提下,大幅度降低發(fā)送功率以及減少干擾。因此,新型多天線技術(shù)在5G移動通信中起到關(guān)鍵作用,可以保證通信的可靠性、提升頻譜利用效率并且降低通信能耗,未來在通信領(lǐng)域會得到普遍使用。
2、高頻段的使用。在無線移動通信系統(tǒng)中,3GHz以下的頻段能夠較好地支持移動性以及具有較廣的覆蓋范圍。然而這一區(qū)間內(nèi)的頻譜資源相對緊張,因此為了緩解頻譜資源問題,應(yīng)該使用3GHz以上的頻譜資源,高頻段的使用將是未來通信行業(yè)的發(fā)展趨勢,這是因為高頻段的可用帶寬相對充足,設(shè)備小型化以及較高的天線增益。
3、同時同頻全雙工。由于傳統(tǒng)無線通信手段不能實現(xiàn)同時同頻的雙向通信,因此具有一定的局限性,導(dǎo)致資源浪費。同時同頻全雙工技術(shù)在上/下行鏈路上可以同時同頻進(jìn)行雙向通信,這樣可以提升資源利用率。然而同時同頻全雙工同樣面臨干擾問題,在傳輸信號的過程中功率相差較大,會導(dǎo)致同頻干擾以及自干擾,因此要想實現(xiàn)同時同頻全雙工技術(shù),就應(yīng)該針對降低干擾問題進(jìn)行探討。
4、設(shè)備間直接通信技術(shù)。移動通信技術(shù)針對降低干擾問題因此具有一定的局限性。由于通信系統(tǒng)的中繼節(jié)點和基站的位置固定,因此網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳粔蜢`活,系統(tǒng)的覆蓋和邊緣地區(qū)用戶的體驗成為亟需解決的問題。為了解決該問題,需要借助設(shè)備間的直接通信技術(shù),該技術(shù)可以在近距離范圍內(nèi)進(jìn)行直接傳輸,無需通過中間節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)。設(shè)備間直接通信技術(shù)具有低能耗、低延遲以及高傳輸速率的優(yōu)點,能夠?qū)崿F(xiàn)頻譜資源的有效利用,提升無線通信質(zhì)量,因此,設(shè)備間直接通信技術(shù)將是5G重點研究內(nèi)容。
5、自組織網(wǎng)絡(luò)。移動通信網(wǎng)絡(luò)中會使用大量的人力資源,例如網(wǎng)絡(luò)部署和運維等,這樣造成效率很低,隨著無線通信網(wǎng)絡(luò)的不斷優(yōu)化,人們已經(jīng)解決網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展中所遇到的問題,為了提升網(wǎng)絡(luò)部署質(zhì)量,降低網(wǎng)絡(luò)人力運維成本,提出了自組織網(wǎng)絡(luò)的概念。自組織網(wǎng)絡(luò)包括自配置和自愈合的概念,盡量避免人工干預(yù),構(gòu)建了更智能、統(tǒng)一的5G移動通信網(wǎng)絡(luò)。
三、未來5G移動通信發(fā)展進(jìn)程思考
本文對5G移動通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展進(jìn)行討論,5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)包括新型天線技術(shù)、高頻段技術(shù)、全雙工同時同頻、設(shè)備間的直接技術(shù)以及自組織網(wǎng)絡(luò),這些技術(shù)保證了通信的可靠性、提升頻譜效率并且降低通信能耗,在未來會在通信領(lǐng)域得到普遍使用,但是仍存在一定問題,例如高頻段器材使用相對不成熟,使用成本較高,同時同頻全雙工技術(shù)的干擾問題,都有待進(jìn)一步探討。因此需要進(jìn)一步對移動通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究,實現(xiàn)更智能的、統(tǒng)一的5G移動通信網(wǎng)絡(luò)。
參 考 文 獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】第四代移動通信 4G 發(fā)展趨勢
隨著移動通信技術(shù)的出現(xiàn),給人們的生活及工作帶來了非常深刻的意義。只要是在其信號覆蓋的范圍內(nèi),只要不處于密閉隔絕空間都是可以進(jìn)行通信的,這給社會的發(fā)展帶來了極大的影響。隨著人們對通信技術(shù)的要求的逐步提升,移動通信技術(shù)也在發(fā)生著巨大的改變,從開始到現(xiàn)在已經(jīng)更新?lián)Q代到第四代了。第一代通信技術(shù)只能夠幫助人們提供語音上的通信;第二代就已經(jīng)進(jìn)行了改變,實現(xiàn)了數(shù)字技術(shù),這不僅提高了語音通信的質(zhì)量還能夠?qū)崿F(xiàn)了低速率的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù);第三代在沿用了第二代的核心技術(shù)外,還對其進(jìn)行了改進(jìn),使其在數(shù)據(jù)傳輸上速度更快,并實現(xiàn)了多媒體業(yè)務(wù)及可視業(yè)務(wù)。對于第四代移動通信技術(shù)本文進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析。
一、第四代移動通信技術(shù)的概念
第四代移動通信技術(shù)是首次能夠?qū)崿F(xiàn)三維圖像能夠高質(zhì)量進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù),其在非對稱數(shù)據(jù)傳輸上所展現(xiàn)的速度超過了2Mb/s,在高質(zhì)量影像服務(wù)中所能夠提供的最大速度可以達(dá)到150Mb/s,它所采用的是廣帶接入和分布式網(wǎng)絡(luò)的形式。第四代移動通信技術(shù)是集3G和WLAN于一體,讓移動用戶能夠自由的進(jìn)行切換。其中WLAN能夠與B-ISDN和ATM相兼容,實現(xiàn)了相互之間多媒體通信外還能夠給用戶提供定位定時、數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程控制等其他綜合功能。
二、第四代移動通信的關(guān)鍵技術(shù)
(一)智能天線技術(shù)
在第四代移動通信技術(shù)中,智能天線技術(shù)是其中最為關(guān)鍵的一部分,是未來移動通信技術(shù)發(fā)展的主要方向。智能天線技術(shù)通過其自身獨特的優(yōu)勢讓自己成為了移動通信領(lǐng)域中關(guān)鍵的存在。比如它超強(qiáng)的抗干擾能力,可以自動追蹤信號,在數(shù)字波束上可以進(jìn)行自動調(diào)節(jié)等等。因為智能天線技術(shù)能夠進(jìn)行定向波束,讓天線能夠追隨客戶的信號對其產(chǎn)生的干擾信號進(jìn)行清除,讓信號能夠保持穩(wěn)定的狀態(tài)。智能天線技術(shù)還可以有效的將移動通信的質(zhì)量得以提高,讓網(wǎng)絡(luò)利用率實現(xiàn)最大化,很好的解決了頻譜與通信間的矛盾。此外,智能天線技術(shù)的應(yīng)用使得4G網(wǎng)絡(luò)在性價比、普及度上提供了必要的技術(shù)支持。
(二)軟件無線技術(shù)
軟件無線技術(shù)所運用的原理是將通信模塊進(jìn)行有序組合,然后運用軟件加載的形式來完成各種各樣的通信系統(tǒng)。軟件無線技術(shù)所形成的系統(tǒng)是屬于開放式的,以此,只要是信號覆蓋到的區(qū)域都是可以通過已安裝的軟件進(jìn)行功能的控制及改變的。
通信基站在運用了軟件無線技術(shù)后,能夠同時對多個網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行服務(wù),如果說系統(tǒng)的終端消失在服務(wù)范圍內(nèi),那么可以通過再次匹配來連接。另外,如果通信終端處于其他標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)中時,系統(tǒng)會自動重新匹配,讓無線服務(wù)能夠?qū)崿F(xiàn)無距離,無界限的應(yīng)用。
(三)多輸入、輸出技術(shù)
多輸入、輸出技術(shù)是通過空間分割來實現(xiàn)的,它將接收和發(fā)射天線進(jìn)行了多空間分割,使其形成數(shù)條并行的子通道,讓所有的通道都能夠同時傳遞各種信息,并且在通信系統(tǒng)信息傳輸?shù)娜莘e上也做出了加大措施,把有限的信號資源最大化的利用起來。其在抗干擾性上也非常的好,因此在信號傳輸上非常的準(zhǔn)確。其自身所持的優(yōu)勢及特點為4G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。
三、第四代移動通信技術(shù)的應(yīng)用
第四代移動通信技術(shù)簡稱4G,它所具有的各種優(yōu)點使其成為了最完美的無線網(wǎng)絡(luò),它的出現(xiàn)讓更多難以想象的應(yīng)用隨之出世。首先在電信方面得以應(yīng)用:移動可視電話的出現(xiàn),它讓兩個移動終端能夠?qū)崿F(xiàn)視頻語音通過功能;數(shù)據(jù)傳輸:在實現(xiàn)了語音通話的同時還能夠進(jìn)行雙向文件、圖像、視頻傳輸,并且能夠隨時連接到互聯(lián)網(wǎng)中進(jìn)行高速下載或是上傳功能;移動電視:只要擁有移動終端,那么就可以隨時進(jìn)行視頻音頻的播放,并且不會隨著人體的移動而產(chǎn)生影響。在其他行業(yè)中也得到了廣泛的應(yīng)用:移動銀行,只要擁有4G手機(jī)就能夠隨時進(jìn)入到銀行客戶端進(jìn)行業(yè)務(wù)交易,享受網(wǎng)上金融服務(wù)等;車載移動終端娛樂系統(tǒng),車載終端系統(tǒng)只要處于4G環(huán)境中,那么其就可以進(jìn)行使用導(dǎo)航、緊急呼叫、視頻會議、聽網(wǎng)絡(luò)音樂等各種豐富的應(yīng)用服務(wù)。隨著4G網(wǎng)的不斷開發(fā)完善,其還擁有應(yīng)急服務(wù)等,比如災(zāi)害預(yù)警與救援等應(yīng)用。
四、第四代移動通信技術(shù)發(fā)展將要面臨的挑戰(zhàn)
雖然人們對第四代移動通信技術(shù)有著很高的呼聲,但是在其應(yīng)用及普及上是需要時間的,這一過程是漫長而復(fù)雜的,因此,在這期間所要面臨的挑戰(zhàn)也將無處不在。
(一)4G系統(tǒng)的各項核心技術(shù)還有待完善
4G通信系統(tǒng)中所運用到的關(guān)鍵技術(shù)包括:正交頻分復(fù)技術(shù)、SDR軟體無線電技術(shù)、SA智能天線技術(shù)、IPV6協(xié)議技術(shù)等等,這些技術(shù)雖然已經(jīng)初有成效,但是距離成熟還有很長的一段距離,需要慢慢的完善和融合,因此,這就使得4G不可能在短時間內(nèi)就能夠普及開來。
(二)受終端限制,所說速度難以實現(xiàn)理論值
由于終端媒介在容量等條件上各不相同,因此,4G通信技術(shù)在傳輸速度上肯定會產(chǎn)生不同值,并且難以達(dá)到理論上的速度,這就會使4G系統(tǒng)在系能上產(chǎn)生折扣。
(三)第四代移動通信系統(tǒng)的建設(shè)實施還要受到市場壓力的影響
只有有了市場才能讓科技進(jìn)步更加快速,如果人們只是對4G系統(tǒng)的建立處于觀望狀態(tài),那么會讓技術(shù)的研發(fā)及推廣受到很大的限制。同時,由于科技發(fā)展的速度非常的快,一個觀望也許就讓其他技術(shù)給取代了。
五、結(jié)語
4G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)開始在國內(nèi)運營起來,雖然在普及率上不是很高,但是其自身所持的優(yōu)點勢必會讓它超越以前的幾代通信技術(shù)。面對這一情況,通信行業(yè)應(yīng)該把握住機(jī)會,仔細(xì)的將第四代移動通信技術(shù)的各種優(yōu)勢分析透徹,加大對其的推廣,是它能夠更好的發(fā)展起來。
【關(guān)鍵詞】通信技術(shù);未來發(fā)展;創(chuàng)新點
引言
通信技術(shù)在人類社會的各個領(lǐng)域都有著極其重要的作用,同時在當(dāng)今科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的情況下,通信技術(shù)也在不斷的進(jìn)行更新?lián)Q代、發(fā)展創(chuàng)新。
1通信技術(shù)的概念
通信技術(shù)即是指人和人之間進(jìn)行交流與信息傳遞的媒介或者方式。在過去的歷史中人們是憑借自身的身體器官進(jìn)行交流和信息的傳遞,隨著時間的演變?nèi)祟惏l(fā)明了文字以及紙張,可以通過語言或者書信的形式進(jìn)行通信。自近代開始,科學(xué)技術(shù)的崛起與發(fā)展,給人類的通信帶來了極大的變革,人類可以通過電話進(jìn)行通信,將人們通信的內(nèi)容由文字變成了信號,現(xiàn)今的通信技術(shù)正朝著數(shù)字化、智能化的方向發(fā)展[1]。當(dāng)前常見的現(xiàn)代通信技術(shù)主要有三種,分別是4G移動通信、光纖通信以及衛(wèi)星通信。
2移動通信
2.1移動通信的現(xiàn)狀
在當(dāng)前的通信行業(yè)中,移動通信占有著較大的市場份額。而隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對于移動通信的要求也越來越高。對于使用者來說,移動通信除了需要提高通信速度之外,還有不斷的增加新的使用功能。在傳統(tǒng)的移動通信中各個移動通信公司之間的競爭較少,發(fā)展也相對緩慢,但隨著其他通信方式的出現(xiàn)及發(fā)展,移動通信面對來自市場的挑戰(zhàn)也必須要不斷的進(jìn)步創(chuàng)新,第一代的移動通信技術(shù)采用了蜂窩式的通信方式,消除了移動通信地域上的限制,而第二代的移動通信則是將移動通信的信號進(jìn)行了數(shù)字化模擬,大大提高了移動通信的傳遞速度以及通信質(zhì)量[2]。而3G移動通信在是對于第一、第二代移動通信的更新?lián)Q代,在可以進(jìn)行通信的同時還引進(jìn)了寬帶功能,同時真正的做到了移動通信全球漫游的能力。而針對3G移動通信的不斷發(fā)展和改進(jìn),4G移動通信也已經(jīng)走進(jìn)了人們的日常生活當(dāng)中。
2.2移動通信的未來發(fā)展創(chuàng)新
2.2.1整合網(wǎng)絡(luò)功能
在4G移動通信的未來發(fā)展中,應(yīng)當(dāng)將移動通信、互聯(lián)網(wǎng)、多媒體等進(jìn)行整合兼容,在原來移動通信的已有功能中將三者全面的結(jié)合到一起,真正的實現(xiàn)三網(wǎng)互通,完成移動通信技術(shù)的整合創(chuàng)新。
2.2.2提高數(shù)據(jù)的傳送速度
在未來的移動通信技術(shù)發(fā)展中,對于移動數(shù)據(jù)的使用一定會更加的廣泛與頻繁,這就要求在未來的移動通信中,重點應(yīng)該放在發(fā)展數(shù)據(jù)流量的傳遞速度上同時對于數(shù)據(jù)流量的傳輸質(zhì)量也要不斷的進(jìn)行改革提高,尤其是在一些比較惡劣的天氣中,需要加強(qiáng)移動數(shù)據(jù)的信號強(qiáng)度,使之更加適應(yīng)在不同環(huán)境下進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞[3]。
3光纖通信
3.1光纖通信的優(yōu)勢
3.1.1損耗低傳送距離遠(yuǎn)
相對于其他的通信技術(shù),光纖通信的成本消耗更低,同時也就證明了在信息的傳遞過程中無中繼距離能夠達(dá)到非常遠(yuǎn)的距離。
3.1.2信息容量大
相對小銅線而言,光纖的傳送頻率更寬,在單位時間內(nèi)的信息容量更大,在通信技術(shù)高速發(fā)展的今天,高傳輸速度以及較大的信息傳遞量可以為光纖通信該來更大的競爭能力。
3.1.3抗干擾能力強(qiáng)
在光纖通信技術(shù)中主要的原材料就是石英,這種材料本身有著極高的抗腐蝕能力,在進(jìn)行通信時,光纖可以更好的抵擋來自外界的電磁干擾,使得光纖通信有著別其他通信技術(shù)更強(qiáng)的穩(wěn)定能力。
3.1.4有極高的保密能力
在過去的通信技術(shù)中,信號容易因電磁的干擾而產(chǎn)生串音的現(xiàn)象發(fā)生,這一情況會使得傳遞的信息被盜取,給通信技術(shù)的安全帶來了隱患。而在光纖通信中,是以光信號進(jìn)行傳遞的,這種信號會被完全的鎖定在傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)中,即使光纖之間距離再近也不會出現(xiàn)串音的情況,有效的防止了在信息傳遞的過程中被竊取的可能。
3.2光纖通信在未來的發(fā)展創(chuàng)新
3.2.1光弧子技術(shù)
光弧子有著準(zhǔn)確率高、容量大、傳遞距離長抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢,利用光弧子作為媒介,可以實現(xiàn)在遠(yuǎn)距離的范圍內(nèi),將數(shù)字信息精準(zhǔn)的進(jìn)行傳輸,在當(dāng)前光纖通信之中還處于發(fā)展階段,在未來的光纖通信中必然會發(fā)揮重要的作用。
3.2.2全光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
在當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)使用中,在有許多的地區(qū)在使用著電話線鏈接網(wǎng)絡(luò),然而在未來的光纖通信發(fā)展中,社會必然會進(jìn)入全光網(wǎng)的時代。全光網(wǎng)技術(shù)是全部用光纖代替過去的舊有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,能夠擁有更高的傳遞速度、更大的兼容量。
4衛(wèi)星通信
4.1衛(wèi)星通信的概念
衛(wèi)星通信是指利用人造衛(wèi)星作為信息傳遞的中轉(zhuǎn)站將無線電波發(fā)送到不同地域進(jìn)行通信。
4.2衛(wèi)星通信的未來發(fā)展創(chuàng)新
當(dāng)前衛(wèi)星通信技術(shù)也在不斷的進(jìn)行技術(shù)革新之中,在未來的衛(wèi)星通信中將廣泛的運用YSAT技術(shù)、中低軌道移動衛(wèi)星通信技術(shù)等一系列的新型通信技術(shù)。同時,衛(wèi)星通信與地面的通信系統(tǒng)進(jìn)行融合也是衛(wèi)星通信未來發(fā)展的另一方向,例如在低軌道的移動衛(wèi)星通信中可以逐步的實現(xiàn)除聲音之外圖像以及視頻的傳遞。使衛(wèi)星通信正朝著全球化發(fā)展。
5結(jié)論
總而言之,通信技術(shù)在人們現(xiàn)代化的日常生活已經(jīng)逐漸成為不可或缺的一部分。不斷的進(jìn)行革新技術(shù)、增加使用功能也是通信技術(shù)在未來發(fā)展道路上的必然趨勢。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】4G移動通信關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢
1前言
在科學(xué)技術(shù)的推動作用下,我國的通信技術(shù)體系變得更為完善和健全,出于生產(chǎn)和生活的需求,人們對于移動通信的業(yè)務(wù)需求量也明顯增多。4G移動通信系統(tǒng)是與MIMO網(wǎng)絡(luò)以及無線局域網(wǎng)的有機(jī)融合,它在應(yīng)用進(jìn)一步延伸了人們的多媒體業(yè)務(wù)范圍,屬于是移動通信領(lǐng)域的一次革新。相對于前幾代的通信技術(shù)來說,4G移動通信具有一些列新的應(yīng)用特點,它的實際應(yīng)用優(yōu)勢已在眾多社會領(lǐng)域中得到了驗證。
24G移動通信的應(yīng)用特點
相對于3G移動通信技術(shù)來說,4G通信技術(shù)是一個多功能集成寬帶移動通信系統(tǒng),它在實際應(yīng)用中的特點有以下幾點:第一,數(shù)據(jù)信息傳輸速率高。相對于3G移動通信來說,4G技術(shù)從之前的2Mbit/s提升至了10Mbit/s;第二,靈活性較強(qiáng)。4G采用的是智能技術(shù),可以實現(xiàn)自動的適應(yīng)進(jìn)行資源的分配,采用智能信號處理技術(shù)可以對不同的信道條件的各種復(fù)雜環(huán)境進(jìn)行正常收發(fā)信號;第三,具有很好的兼容性。從當(dāng)前移動通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀來看,具備相當(dāng)規(guī)模的移動通信標(biāo)準(zhǔn)有三大分支,即GSM、CDMA、TDMA,這些可以在4G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定下解決兼容性問題;第四,用戶的共存性[1]。4G移動通信技術(shù)可以按照網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量狀況和信道具體條件進(jìn)行自動適應(yīng)的處理,從而使高、低速用戶和各種用戶設(shè)備可以實現(xiàn)同時存在并且實現(xiàn)互通,這樣可以滿足不同用戶的需求;第五,業(yè)務(wù)的多樣性。從當(dāng)前移動通信技術(shù)的發(fā)展來看,多媒體通信指的是個人通信、信息系統(tǒng)以及娛樂等融合為一個整體,而4G則可以滿足各種標(biāo)準(zhǔn)的通信業(yè)務(wù)需求,達(dá)到寬帶和綜合業(yè)務(wù)的需求;第六,技術(shù)基礎(chǔ)扎實。4G移動通信技術(shù)可以說是科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)物,它是多種先進(jìn)技術(shù)的綜合,其中就包括OFDM、無線接入等等,在這些先進(jìn)技術(shù)的支持下,可以大幅度提高頻率使用的效率和系統(tǒng)的可實現(xiàn)性。
34G移動通信傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)分析
3.1正交頻分復(fù)用
正交頻分復(fù)用也就是OFDM。在LTE技術(shù)中傳輸技術(shù)是利用OFDM調(diào)制技術(shù),它的實質(zhì)是把高速數(shù)據(jù)流在串并變換作用下,具體的分配到傳輸速率較低的若干個相互正交的子信道中實現(xiàn)傳輸,但是因為每一個子信道中所包含的符號周期會有所增多,因此,就可以采用減輕由無線信道的多徑時延擴(kuò)展所產(chǎn)生的時間彌散性對系統(tǒng)所造成的影響。而在這個過程中,保護(hù)間隔還可以入到OFDM符號之間,這樣就可以讓無線信道的最大時延擴(kuò)展小于保護(hù)間隔,從而為我們帶來可以最大限度消除多徑造成的符號間干擾的好處,同時它基本上都是用循環(huán)前綴作為時間間隔,以便可以防止由多路徑造成信道的干擾[2]。對于多地址技術(shù)來說,LTE設(shè)定了下行采用OFDMA,上行SC-FDMA。下行中的一個傳輸符號就包含有M個正交子載波,這M個正交子載波在實際數(shù)據(jù)傳輸過程中是以并行方式進(jìn)行的,這也是多載波內(nèi)涵的一種體現(xiàn),對于上行來說,它也使用M個不同的正交子載波,但是,相對于前者來說,它是按照串行方式進(jìn)行傳輸?shù)?,在這種方式下,傳輸過程大打降低了信號波形幅度上的波動,從而消除了帶外輻射,并降低了PAPR,也就是峰平功率比。
3.2智能型天線的應(yīng)用
智能型天線從當(dāng)前研究現(xiàn)狀來看,它是無線技術(shù)的未來發(fā)展方向,可以大大減少多地址帶來的干擾影響,從而增加系統(tǒng)的吞吐量[3]。在TD-LTE系統(tǒng)中,它的上行和下行鏈路所使用的頻率是一致的,并且相互間的間隔時間較短,小于信道相干時間,鏈路無線傳播的環(huán)境不存在較大的不同。在實際應(yīng)用中,我們采用賦形算法的過程中,會因為上行和下行鏈路可以利用信號傳播的無線環(huán)境受頻率選擇性衰落的影響差異,我們依據(jù)上行鏈路計算所得到的權(quán)值并不能直接的應(yīng)用到下行鏈路中,基于此,TD-LTE系統(tǒng)降低移動終端處理的復(fù)雜性效果就十分的明顯。
3.3編碼調(diào)制技術(shù)
LTE上行調(diào)制的方式在大多數(shù)情況下是采用位移BPSK,QPSK以及16QAM的,下行采用的是QPSK、16QAM以及64QAM??梢圆捎妙l域濾波、選擇性映射、部分傳輸序列等的技術(shù)來大大降低系統(tǒng)的峰均比。那么在信道的編碼方面,LTE采用的則是Turbo碼,這種Turbo碼采用的是一種并行級聯(lián)的結(jié)構(gòu)形式,是把卷積碼和隨機(jī)碼兩者有機(jī)融合在一起的,這樣也就實現(xiàn)了隨機(jī)編碼的思想概念,在進(jìn)行對其翻譯時我們可以采用軟輸入軟輸出迭代譯碼算法,每一個分量譯碼器都包含有三種不同類型的軟輸入,這三種類型分別是信息比特、校驗信息以及先驗信息。在不同的分量譯碼器之間可以插入交織器,在交織器的作用下,可以形成迭代譯碼結(jié)構(gòu),從而確保譯碼器的輸出比特接近最大似然。
3.4MIMO技術(shù)
對于MIMO技術(shù)的闡述,我們可以先從LTE系統(tǒng)入手,LTE系統(tǒng)會采用可以滿足宏小區(qū)、微小區(qū)以及熱點等等各種不同環(huán)境的MIMO技術(shù)。LTE系統(tǒng)中常用的MIMO模型有下行單用戶MIMO(SU-MIMO)和上行多用戶MIMO(MU-MIMO)。從當(dāng)前科學(xué)技術(shù)在這方面的研究體現(xiàn)來看,基本的方法有空間復(fù)用、空間多地址、預(yù)編碼、智能天線以及開環(huán)分集等等。
3.5G移動通信技術(shù)的實際應(yīng)用優(yōu)勢
首先,智能終端4G手機(jī)方面,隨著4G技術(shù)的普及,從功能方面來講,具備4G功能的手機(jī)就相當(dāng)于一臺小型電腦,而且4G終端的表現(xiàn)形式也越來越多樣化,不再局限于手機(jī)終端。它可以使人們在4G優(yōu)勢下隨時隨地的獲取網(wǎng)絡(luò)信息,使生產(chǎn)生活更智能化和簡單化。其次,多媒體通信方面。上述提到,4G移動通信技術(shù)大大改變了傳統(tǒng)的通信模式,它所提供的無線多媒體服務(wù)涉及到語音、圖像、數(shù)據(jù)等等,這些多媒體信息可以在寬頻信道的作用下實現(xiàn)自由的傳輸,人們利用4G獲取網(wǎng)絡(luò)資源,享受先進(jìn)技術(shù)帶來的視聽效果,可以擺脫時間地點的限制,體驗到最舒心的4G多媒體服務(wù)。
4結(jié)語
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,4G移動通信技術(shù)得到了飛速發(fā)展,改變了移動通信的基本模式,給人們的生產(chǎn)生活帶來了極大的便利。相對于3G移動通信技術(shù)來說,LTE技術(shù)進(jìn)一步提升了用戶對移動通信業(yè)務(wù)的切身體驗,它所包含的關(guān)鍵技術(shù)是通信行業(yè)創(chuàng)新完善的有力體現(xiàn),總而言之,4G移動通信技術(shù)的未來進(jìn)一步發(fā)展是非??捎^的。
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關(guān)鍵詞 移動通信 課改 職業(yè)教育
中圖分類號:G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
1 課程性質(zhì)、課改定位及方向分析
移動通信技術(shù)課程是高職院校通信和電子相關(guān)專業(yè)近年開設(shè)的一門專業(yè)課程,它是計算機(jī)通信網(wǎng)技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)密切結(jié)合的產(chǎn)物,課程知識在通信領(lǐng)域有著舉足輕重的作用。與通信和電子專業(yè)的其它課程不同的是,移動通信技術(shù)涉及許多軟件和硬件知識,跟實際通信過程聯(lián)系緊密,并且隨著通信行業(yè)的大發(fā)展,移動通信技術(shù)中技術(shù)、術(shù)語日新月異,概念、術(shù)語、縮略語繁多。根據(jù)筆者的移動通信技術(shù)課程教學(xué)實踐,現(xiàn)就移動通信技術(shù)該門課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方段、內(nèi)容選取、技能實踐環(huán)節(jié)等方面進(jìn)行課改淺談,總結(jié)出以下幾點經(jīng)驗。
2 明晰教學(xué)目標(biāo),注重技能培養(yǎng)
現(xiàn)今,高職院校在講授移動通信技術(shù)課程時,大多沿用了本科通信工程專業(yè)或電子信息工程專業(yè)的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)要求,側(cè)重于移動無線網(wǎng)絡(luò)原理的介紹,而缺少現(xiàn)行移動通信設(shè)備的學(xué)習(xí)使用等移動通信方面的實際應(yīng)用能力培養(yǎng)。因此,由筆者教學(xué)經(jīng)驗得出的總結(jié)就是在高職院校中開展移動通信技術(shù)課程教學(xué),應(yīng)以提高學(xué)生移動通信方面的實際應(yīng)用能力為目標(biāo),培養(yǎng)動手能力強(qiáng)的移動通信無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、建設(shè)及運行維護(hù)人員。
3 豐富教學(xué)手段,創(chuàng)新教學(xué)思路
3.1 加強(qiáng)多媒體動畫、視頻錄像等輔助計算機(jī)教學(xué)手段的使用
通過使用多媒體課件演示,讓涉及移動通信技術(shù)的抽象理論內(nèi)容的理解過程具體化,使學(xué)生更容易接受授課內(nèi)容,并增強(qiáng)學(xué)習(xí)的興趣和主動性。比如:在講述移動無線網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議與信令工作流程時,把接口協(xié)議組成和信令工作流程做成動畫演示,使學(xué)生對其工作機(jī)制有一個形象化的理解,加深學(xué)習(xí)記憶,從而提高整體教學(xué)效果;在講述移動通信設(shè)備的施工安裝過程時,通過播放設(shè)備制造商提供的施工過程視頻錄像,使學(xué)生詳細(xì)了解施工安裝過程中可能會碰到問題,并熟悉一些施工過程專業(yè)術(shù)語、縮略語等,這對于學(xué)生的操作技能提升有很大幫助。
3.2 以學(xué)生的角度開展教學(xué)
高等職業(yè)院校的學(xué)生由于理論基礎(chǔ)比較薄弱,如果教師一味講理論會讓學(xué)生感覺課堂枯燥無味。因此,要求我們教師在實際教學(xué)中,要學(xué)會“多替學(xué)生著想”,多從學(xué)生的角度來理解授課內(nèi)容。比如:在講述移動通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的工作過程時,可以通過引用生動的比喻或者日常生活實踐中的例子來進(jìn)行輔助說明,加深學(xué)生的理解和記憶;在講述移動無線接入網(wǎng)的工作原理時,將2G的GSM與2.5G的CDMA95相聯(lián)系,與WCDMA、CDMA2000、TDSCDMA相比較,突出3G網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢;在講述移動通信分層信息傳遞的實質(zhì)時,跟兩位語言不同的哲學(xué)家的交流過程相類比,說明其工作過程的相似性;在講述移動數(shù)據(jù)交換工作原理時,為了加深學(xué)生對于電路交換、報文交換和分組交換這三種交換工作過程聯(lián)系與區(qū)別的理解,可以選擇大家熟知的電話和郵政這兩種通訊方式來進(jìn)行比喻說明。
3.3 理論與實踐、知識與技能相互融合
技能的培養(yǎng)需要理論與實際的緊密結(jié)合。這就要求我們教師在講述移動通信網(wǎng)絡(luò)相關(guān)概念時,讓學(xué)生在講解過程中充分感覺到工作實踐少不了理論的指導(dǎo),從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。比如:在講述天線信號覆蓋問題時,可以結(jié)合燈光等常見實物的工作狀態(tài)來類比性講述,使學(xué)生有更直觀的感受;在講述信令協(xié)議格式時, 通過演示電腦抓包分析軟件的使用過程,讓學(xué)生形象直觀的認(rèn)識信令網(wǎng)絡(luò)各層協(xié)議單元的報文結(jié)構(gòu),從而使學(xué)生突破對抽象協(xié)議“摸不著、看不懂”的感覺,而對信令協(xié)議有一個全面具體的掌握;在講解無線網(wǎng)絡(luò)控制器和基站主設(shè)備的電路單板配置時,使用組裝電腦的例子來講解,使學(xué)生了解RNC和NODEB的硬件配置就跟個人電腦配置相似的,根據(jù)用戶要求包括規(guī)模大小、功能類型等去備置硬件單板,以完成整機(jī)安裝。
4 適當(dāng)選擇課程內(nèi)容,突出教學(xué)重點
移動通信技術(shù)涉及很廣的知識面,這就要求我們教師在課講實踐中,要合理選取課程內(nèi)容,突出教學(xué)重點,多講一些跟工作實踐結(jié)合密切的知識點,而少講實踐中不用或者少用的內(nèi)容。比如:對于大多數(shù)通信專業(yè)學(xué)生來說無線電通信方面的知識是難點,因為無線電通信理論性太強(qiáng),而高職學(xué)生畢業(yè)后很難從事無線電通信的研究開發(fā)工作,也就是說這方面的知識跟學(xué)生今后的工作實踐聯(lián)系不大。因此該部分內(nèi)容不應(yīng)成為課程重點;由于在移動通信實際工作中需要了解天線覆蓋范圍等,因此在講解電磁波和天線內(nèi)容時,就要突出其傳播特性以及電磁波輻射和天線覆蓋的工作原理,還有掌握天線工作參數(shù)等;在移動通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面著重講授我國現(xiàn)行3G所用的三種移動通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之間的區(qū)別與聯(lián)系,并以中國移動、中國電信、中國聯(lián)通移動通信基站的組成設(shè)備為例來深入講解基站設(shè)備的工作原理;在3G網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)部分,可以重點介紹接口協(xié)議與信令流程。在RNC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)部分,重點掌握RNC和NODEB系統(tǒng)的硬件及功能組成、各個單板的功能作用、數(shù)據(jù)流向、配置和組網(wǎng)。在無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方面,重點掌握無線室內(nèi)室外分布覆蓋系統(tǒng)的解決方案,無線勘測等。
5 加強(qiáng)實踐環(huán)節(jié),增強(qiáng)實操技能
在課程學(xué)習(xí)中期或者末期,組織學(xué)生到當(dāng)?shù)仉娦胚\行商移動通信主機(jī)房進(jìn)行參觀見習(xí),對應(yīng)理論課程學(xué)習(xí)內(nèi)容,詳細(xì)掌握一些實際運行的移動通信設(shè)備的組成及其工作狀況。對于課程實驗的開設(shè),需要充分考慮與移動通信工程實踐的結(jié)合,以達(dá)到讓每一個實驗都能發(fā)揮應(yīng)有的作用效果。在課程安排中增加實驗學(xué)時,以提高學(xué)生的實際操作能力,建議設(shè)置理論和實驗教學(xué)的學(xué)時比例為1:1(即理論授課32 學(xué)時,實驗32 學(xué)時),并在暑期或大三下學(xué)期安排三個月的生產(chǎn)實習(xí)或六個月的頂崗實習(xí),讓學(xué)生在實習(xí)單位中掌握一門移動通信類的就業(yè)技能。通過加強(qiáng)實踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練,使學(xué)生確實鞏固所學(xué)知識,并提高對知識的實操應(yīng)用能力。不僅使其掌握從通信線纜制作到布線施工,再到3G無線接入網(wǎng)的硬件連接和測試,并完成對RNC、NODEB硬件單板的基本備置,而且掌握了利用網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)OMC的配置和管理,最終完成整個移動通信網(wǎng)中核心接入網(wǎng)設(shè)置的全過程。
6 結(jié)論及展望
總之,課程改革利在當(dāng)代,功在千秋。移動通信技術(shù)課程的教學(xué)要從適應(yīng)高職院校人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求出發(fā),不斷豐富教學(xué)手段,不斷突出教學(xué)重點,不斷加強(qiáng)實踐環(huán)節(jié),這樣才能充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性,才能使學(xué)生在掌握所學(xué)知識同時提高實操應(yīng)用技能,并為其后續(xù)的學(xué)習(xí)升造或者工作就業(yè)打下扎實的基礎(chǔ)。
桂林電子科技大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)院教改項目:通信技術(shù)專業(yè)建設(shè),項目編號:200910
參考文獻(xiàn)
[1] 張舵.構(gòu)建科學(xué)的人才培養(yǎng)模式,培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才[J].教育探索,2007(9).
關(guān)鍵詞:4G;系統(tǒng);關(guān)鍵技術(shù);網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
1 4G的定義與主要技術(shù)指標(biāo)
第四代移動通信技術(shù)的概念可稱為寬帶接入和分布網(wǎng)絡(luò),具有非對稱的超過2Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸能力。它包括寬帶無線固定接入、寬帶無線局域網(wǎng)、移動寬帶系統(tǒng)和交互式廣播網(wǎng)絡(luò)。
第四代移動通信技術(shù)的主要指標(biāo):1.數(shù)據(jù)速率從2Mb/s提高到100Mb/s,移動速率從步行到車速以上。2.支持高速數(shù)據(jù)和高分辨率多媒體服務(wù)的需要。寬帶局域網(wǎng)應(yīng)能與B-ISDN和ATM兼容,實現(xiàn)寬帶多媒體通信,形成綜合寬帶通信網(wǎng)。3、對全速移動用戶能夠提供150Mb/s的高質(zhì)量影像等多媒體業(yè)務(wù)。
2 4G相對于3G的超越之處
與今年年內(nèi)即將推出的3G移動通信服務(wù)相比,4G技術(shù)更為復(fù)雜,4G技術(shù)在通信特點方面較3G移動通信技術(shù)相比,有許多超越之處:
(1)4G移動通信技術(shù)的信息傳輸級數(shù)要比3G移動通信技術(shù)的信息傳輸級數(shù)要高一個等級,其最大的傳輸速度將是目前“i-mode”服務(wù)的10000倍。
(2)主要發(fā)展數(shù)字廣帶(Broad band)為基礎(chǔ)的概念。在“毫米”過程中,傳播條件相對困難,蜂窩小區(qū)也會相應(yīng)小很多,這會引起一系列技術(shù)上的難題。
(3)靈活性要比3G強(qiáng)得多。它能自適應(yīng)的資源分配,能夠處理變化的業(yè)務(wù)流、信道條件不同的環(huán)境,有很強(qiáng)的自組織性和靈活性。
(4)4G移動通信技術(shù)將可讓所有移動通信運營商的用戶,享受共同的4G服務(wù)。
(5)該技術(shù)應(yīng)該能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)和自行變化的信道條件,使低碼與高碼的用戶能夠共存。這些方面都要比2G、3G先進(jìn)。
(6)它能綜合固定移動廣播網(wǎng)絡(luò)或其他的一些規(guī)則,實現(xiàn)對這些功能體積分布的控制。
(7)該技術(shù)將以幾項突破性技術(shù)為基礎(chǔ),例如一些光纖產(chǎn)品公司用來提高Internet主干帶寬的技術(shù),它將對無線頻率的使用效率比第二代和第三代系統(tǒng)都高得多。
我們相信,在不久的將來4G在業(yè)務(wù)上、功能上、頻寬上均有別于3G,應(yīng)該將會是將所有無線服務(wù)聯(lián)合在一起,能在任何地方接入互聯(lián)網(wǎng),包括衛(wèi)星通訊、定位定時、數(shù)據(jù)收集、遠(yuǎn)程控制等綜合功能。移動無線互聯(lián)網(wǎng)會是無邊無際,而預(yù)計兩年后3G的傳輸速度上限2Mbps很可能會到達(dá)飽和。所以4G將會是多功能集成的寬帶流動通訊系統(tǒng),是寬帶接入IP的系統(tǒng)。
3 4G系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其關(guān)鍵技術(shù)
4G移動系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可分為3層:物理網(wǎng)絡(luò)層、中間環(huán)境層、應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)層。物理網(wǎng)絡(luò)層提供接入和路由選擇功能,它們由無線和核心網(wǎng)的結(jié)合格式完成。中間環(huán)境層的功能有QoS映射、地址變換和完全性管理等。物理網(wǎng)絡(luò)層與中間環(huán)境層及其應(yīng)用環(huán)境之間的接口是開放的,它使發(fā)展和提供新的應(yīng)用及服務(wù)變得更為容易,提供無縫高數(shù)據(jù)率的無線服務(wù),并運行于多個頻帶。第四代移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)包括信道傳輸;抗干擾性強(qiáng)的高速接入技術(shù)、調(diào)制和信息傳輸技術(shù);高性能、小型化和低成本的自適應(yīng)陣列智能天線;大容量、低成本的無線接口和光接口;系統(tǒng)管理資源;軟件無線電、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)協(xié)議等。第四代移動通信系統(tǒng)主要是以正交頻分復(fù)用(OFDM)為技術(shù)核心。OFDM技術(shù)的特點是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)高度可擴(kuò)展,具有良好的抗噪聲性能和抗多信道干擾能力,可以提供比目前無線數(shù)據(jù)技術(shù)質(zhì)量更高(速率高、時延小)的服務(wù)和更好的性能價格比,能為4G無線網(wǎng)提供更好的方案。例如無線區(qū)域環(huán)路(WLL)、數(shù)字音訊廣播(DAB)等,都將采用OFDM技術(shù)。
4 發(fā)展我國的第四代移動通信
關(guān)鍵詞 第四代移動通信;4G;發(fā)展趨勢
中圖分類號:F493 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)10-0001-01
移動通信技術(shù)的出現(xiàn)使用戶可以在信號覆蓋區(qū)域內(nèi)任意位置并且運動的情況下進(jìn)行通信,這較有線通信已給人們生活和社會發(fā)展帶來了深刻的影響。但隨著人們通信需求的增大,移動通信技術(shù)自身也在發(fā)生著變革,到目前已經(jīng)發(fā)展到了第四代。第一代基于模擬技術(shù)實現(xiàn),僅能提供語音通信;第二代采用數(shù)字技術(shù)實現(xiàn),在改善語音通信質(zhì)量的同時可附帶低速率的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù);第三代沿用了第二代的核心技術(shù),提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?,實現(xiàn)了可視業(yè)務(wù)和多媒體業(yè)務(wù)。第四代將會有怎樣的進(jìn)步是當(dāng)下關(guān)注的熱點,本文將做進(jìn)一步的分析。
1 第四代移動通信的概念與關(guān)鍵技術(shù)
至今還沒有一個準(zhǔn)確的科學(xué)的含義來定義第四代移動通信技術(shù),我們只能從功能和所使用的技術(shù)來界定它。4G技術(shù)集3G和WLAN于一身,在提供高質(zhì)量語音通信的同時實現(xiàn)了高速度的數(shù)據(jù)、多媒體傳輸,其速度比目前家用寬帶速度快20倍,可以滿足所有用戶的無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)需求;4G技術(shù)基于IP核心網(wǎng)具有網(wǎng)絡(luò)融合性,可以兼容其他網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)間的無縫鏈接。第四代移動通信技術(shù)主要采用了以下技術(shù)。
1)正交頻分復(fù)用技術(shù)(OFMD)。OFMD(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)是第四代通信的核心技術(shù),作為多載波調(diào)制技術(shù)(MCM)中的一類,其運行機(jī)制大體為:信道被劃分成多個正交子信道,高速數(shù)據(jù)信號被轉(zhuǎn)換成并行的低速數(shù)據(jù)流后調(diào)制在所有子信道上傳輸。該技術(shù)的優(yōu)點為:頻譜的效率高于串行系統(tǒng),具有更強(qiáng)的抗衰力,消除了信號間的干擾適合高速數(shù)據(jù)傳輸。
2)智能天線技術(shù)。智能天線(Smart Antenna,SA),也被稱為自適應(yīng)陣列天線。SA大致由三部分構(gòu)成,天線陣、波束形成算法和波束形成網(wǎng)絡(luò)。SA通過滿足一定標(biāo)準(zhǔn)的算法來調(diào)整每個元件信號的相位和加權(quán)振幅,以調(diào)整天線陣列的形狀從而抑制干擾信號同時加強(qiáng)主體信號強(qiáng)度。SA還具有數(shù)字波束調(diào)節(jié)和自動追蹤等智能化功能,能夠有效的解決匱乏的頻率資源、提高數(shù)據(jù)傳輸速率、擴(kuò)展系統(tǒng)容量、保證通信質(zhì)量。
3)基于全I(xiàn)P的核心網(wǎng)絡(luò)。第四代移動通信技術(shù)具有一個基于全I(xiàn)P的核心網(wǎng)絡(luò),從而使不同網(wǎng)絡(luò)之間可以做到無縫的互聯(lián)互通。它的核心網(wǎng)絡(luò)可以提供端對端的IP服務(wù)、獨立于任何具體的無限接入方案從而兼容其他已有的PSTN和核心網(wǎng)。開放式的結(jié)構(gòu)使得其核心網(wǎng)能夠無礙的被各種空中接口接入?;谌獻(xiàn)P后的核心網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)核心網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、鏈路層與無線接入方式和協(xié)議的分離。IP能夠與多種無限接入?yún)f(xié)議相兼容從而提升了設(shè)計核心網(wǎng)絡(luò)的靈活性,不再受限于選定哪種無限接入方式與協(xié)議。第四代移動通信技術(shù)采用了IPV6協(xié)議,地址長度為128位,較IPV4的地址空間增大了296倍,不會再為沒有足夠的地址而困擾。IPV6還支持自動控制,具有有狀態(tài)和無狀態(tài)兩種地址自動配置方式。有狀態(tài)配置機(jī)制,需要額外的服務(wù)器為DHCP協(xié)議的改進(jìn)和擴(kuò)展,提升了網(wǎng)絡(luò)管理的方便性。無狀態(tài)地址自動配置時需要進(jìn)行地址節(jié)點配置,通過鄰居發(fā)現(xiàn)機(jī)制獲得局部連接地址,局部連接地址獲得后通過即插即用機(jī)制不需要任何干預(yù)即可獲得一個唯一的路由地址。IPV6還能提供高質(zhì)量的服務(wù)、具有更好的安全性和移動性能。
4)軟件無線電技術(shù)。軟件無線電(Software Defined Radio,SDR)是一種可以將各種通信技術(shù)聯(lián)系在一起的技術(shù)。其理念是盡量使數(shù)字化后的模擬信號接近于天線,使D/A和A/D轉(zhuǎn)換器靠近RF前段,通過DSP技術(shù)來完成調(diào)制解調(diào)、信道分離和信道編譯碼等工作。軟件無線電能夠建立一個運行各種軟件系統(tǒng)的平臺,以此來建立多層次、多通路和多模式的無線通信,從而做到各種平臺和系統(tǒng)間的兼容。
5)MIMO技術(shù)。MIMO(Multiple Input Multiple Out put,MIMO)通過在接收端和發(fā)射端都設(shè)置多副天線,將多接受與多發(fā)送天線相結(jié)合來提高每個用戶的通信效率與質(zhì)量。在天線發(fā)射功率和帶寬不變的情況下,通過MIMO信道能使無線信道容量成倍增長、頻譜利用率成倍提高。MIMO技術(shù)實質(zhì)上是提升了系統(tǒng)的空間分集和空間復(fù)用能力。MIMO技術(shù)特點是能夠有效的利用存在的多徑傳播和隨機(jī)衰弱來大幅度提高傳輸速率,將通信系統(tǒng)中存在的多徑衰落因素有效的轉(zhuǎn)變?yōu)樘嵘ㄐ判阅艿囊蛩兀虼藢崿F(xiàn)在占用有限的信號寬帶的前提下大幅提升無線通信性能。
2 第四代移動通信技術(shù)的主要優(yōu)勢
通過對4G核心技術(shù)的分析可以總結(jié)出以下優(yōu)點。
1)網(wǎng)絡(luò)速度快。使用4G時通過移動終端下載文件的速度最快將達(dá)到100Mbps,這是使用3G網(wǎng)絡(luò)時速度的數(shù)倍。
2)系統(tǒng)容量大。增大的傳輸頻寬使得4G系統(tǒng)的儲存量較3G系統(tǒng)提升了10倍之多。
3)更好的信號覆蓋性能。4G具有相當(dāng)于3G20多倍的信道頻譜,同時支持高速可變速傳輸,大大的提升了信號覆蓋性。
4)全球無縫漫游。全球?qū)⒉捎媒y(tǒng)一的第四代移動通信標(biāo)準(zhǔn),這將各類主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和媒體無縫的融合在了一起,從而做到一部移動終端在全球任何時間、地點的無礙通信。
5)更智能化。由于采用了智能的信號處理技術(shù),第四代移動通信系統(tǒng)能對各種不同條件的復(fù)雜環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送,提升了系統(tǒng)的適應(yīng)性和靈活性。
6)更真實的影像多媒體業(yè)務(wù)。第四代移動通信技術(shù)支持150Mb/s的高清影像多媒體業(yè)務(wù),可以實現(xiàn)移動終端間實時的高清的視頻圖像傳輸。
3 第四代移動通信技術(shù)的應(yīng)用
第四代移動通信技術(shù)的種種優(yōu)點注定了其將創(chuàng)造出前所未有的完美的新無限世界,它將帶來許多難以想象的應(yīng)用的誕生。
首先是電信行業(yè)方面的應(yīng)用:移動可視電話,移動終端之間在信號覆蓋范圍內(nèi)進(jìn)行實時的視頻語音通話;數(shù)據(jù)傳輸:語音通話的同時實現(xiàn)雙向文件、圖像、視屏傳輸,不限時間地點接入互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行高速下載和上傳;移動電視,持有一臺移動終端隨時接入服務(wù)器播放視頻音頻,不受移動速度的影響。
在其他行業(yè)中的應(yīng)用:移動銀行,通過手機(jī)實時進(jìn)行銀行交易業(yè)務(wù)、獲得網(wǎng)上金融服務(wù);車載移動終端娛樂系統(tǒng),通過車載終端在4G環(huán)境中使用導(dǎo)航、緊急呼叫、視頻會議、聯(lián)網(wǎng)獲取娛樂資源等很多豐富多彩的車載應(yīng)用。射頻測量,4G所具有的高頻譜帶寬正好可以滿足射頻測量技術(shù)要求精度更高、速度更快的需求。通過4G網(wǎng)絡(luò)還可以提供很多應(yīng)急服務(wù)如災(zāi)害預(yù)警與救援等。
4 結(jié)束語
4G目前已在國內(nèi)開始運營,雖然普及率還不高,但4G的諸多優(yōu)點注定其將取代以往的移動通信技術(shù)。在這種趨勢下,通信行業(yè)應(yīng)該抓住機(jī)會,仔細(xì)分析預(yù)測第四代移動通信技術(shù)的發(fā)展趨勢,大力推進(jìn)其推廣與發(fā)展。