移动通信基本知识模板(10篇)

时间:2023-10-25 10:39:52

导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇移动通信基本知识,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

移动通信基本知识

篇1

(1)高职高专教材考虑到学生基础和理解能力较差的特点来编写,所以教材一般只是阐述现代移动通信的基本概念、基本原理、基本技术,包括:①主要概述了移动通信的概念、发展历程、特点、组成、分类、工作方式、多址方式以及编码与调制技术。②移动信道中的电波传播及干扰,主要讲述天线的基本知识、电波传播特性以及传播的路径损耗预测、移动信道的特征、分集接收技术以及噪声与干扰、组网技术。③GSM数字移动通信系统,主要讲述GSM系统的组成、特点、编号计划、传输信道的种类和帧结构、系统的接续和移动性、安全性管理、支持的业务以及GPRS系统。④CDMA移动通信系统,主要讲述码分多址在CDMA网络中的实现过程、系统的特点、网络结构和提供的服务、IS-95CDMA信道结构、移动性管理、呼叫处理和功率控制。⑤三代移动通信系统,主要介绍系统的特点、结构、网络。实现3G的关键技术、三种技术标准(WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA)。没有详细的技术原理内容的介绍,这与实验的理论出现了脱节。

(2)实验课主要内容是学生在实验老师的指导下动手做实验。在学生动手做实验之前,老师必须先讲解实验原理与及内容,并做一次演示。老师讲解清楚实验原理所须时间超出一半的课时,这样就体现不出以学生动手做实验为主了。学生也没有耐心讲解繁琐的原理,做完实验不会写实验报告,不知道做实验的意义。

(3)使学生产生应付心理,实验课变得多余,打击学生学习的积极性——是教师所不愿意接受的结果。

针对以上问题,做出以下的教学改革方案:

(1)本课程理论课教案的编写改革,按本院校本专业的学生的基础和理解能力,主要介绍:①概述移动通信的概念、特点、组成、分类、工作方式工作原理、多址方式工作原理、组网技术。②GSM数字移动通信系统,讲述GSM系统的组成、特点、编号计划、GSM系统的接续和移动性管理、安全性管理、支持的业务以及GPRS系统。③CDMA移动通信系统,讲述码分多址在CDMA网络中的实现过程、CDMA移动通信系统的特点、网络结构和提供的服务。④三代移动通信系统,介绍第三代移动通信系统的特点、系统组成结构、网络演进策略、实现3G的关键技术、三种技术标准(WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA)。⑤介绍LTE技术及我国的通信产业。

(2)实验内容与教学方式的改革:按照理论课知识另编实验题目个数及内容,实验项目数适当的减少,内容发生变化不再按照实验箱的实验教材教学,实行实地考察的方式或者联系日常生活所常见的通信知识开展实验教学。

篇2

中图分类号:TN912.2 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 04-0018-01

本文从通信工程的一些基本知识入手,通过对通信系统的相关知识及现在流行的蓝牙技术、3G技术等的介绍,对电子通信工程在我们现实生活中的应用进行了说明,并展望了电子通信行业未来的发展前景。除了加深我们对自己本专业的了解,对通信的前景展望,同时也希望能使读者更多的了解通信的相关知识。

一、电子通信的基本知识

(一)电子通信的概念。通信是在人类实践过程中随着社会生产力的发展对传递消息的要求不断提升使得人类文明不断进步。在各种各样的通信方式中,利用“电”来传递消息的通信方法称为电信,这种通信具有迅速、准确、可靠等特点,且几乎不受时间、地点、空间、距离的限制,因而得到了飞速发展和广泛应用;在现今因电波的快捷性使得从远古人类物质交换过程中就结合文化交流与实体经济不断积累进步的实物性通信(邮政通信)被人类理解为制约经济发展的阻碍。(二)通信技术的发展。纵观通信的发展分为以下三个阶段:第一阶段是语言和文字通信阶段。这一阶段,通信方式简单,内容单一。第二阶段是电通信阶段。1837年,莫尔斯发明电报机,并设计莫尔斯电报码。1876年,贝尔发明电话机。这样,利用电磁波不仅可以传输文字,还可以传输语音,由此大大加快通信的发展进程。1895年,马可尼发明无线电设备,从而开创了无线电通信发展的道路。第三阶段是电子信息通信阶段。

从总体上看,通信技术实际上就是通信系统和通信网的技术。通信系统是指点对点通所需的全部设施,而通信网是由许多通信系统组成的多点之间能相互通信的全部设施。而现代的主要通信技术有数字通信技术,程控交换技术,信息传输技术,通信网络技术,数据通信与数据网,ISDN与ATM技术,宽带IP技术,接入网与接入技术。

二、现代通信新技术简介

(一)蓝牙技术。蓝牙,是一种支持设备短距离通信(一般10m内)的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。利用“蓝牙”技术,能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信,也能够成功地简化设备与因特网Internet之间的通信,从而数据传输变得更加迅速高效,为无线通信拓宽道路。蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术,支持点对点及点对多点通信,工作在全球通用的2.4GHz ISM(即工业、科学、医学)频段。其数据速率为1Mbps。采用时分双工传输方案实现全双工传输。蓝牙最多可同时连接8台设备。如果将这8台设备全部放到相同10米的范围内,你可能认为它们之间会互相干扰,但事实并非如此。蓝牙采用了一种名为“展频跳频”的技术,可最大程度避免多台设备同时使用相同的频率进行传输。使用这种技术,每台设备都将使用指定范围内79个单独且随机选择的频率,同时有规律地从一个频率换到另一个频率。如果使用蓝牙技术,则发射器的频率每秒变化1,600次,这就意味着更多的设备可以充分利用无线电频谱的有限频段。由于每个蓝牙发射器都自动使用展频传输,因此不太可能出现两个发射器同时使用相同的频率。因为在特定频率上产生的任何干扰持续的时间远不到1秒钟,所以该技术还将手提电话干扰设备风险降至最低。(二)3G技术。1G(first generation)表示第一代移动通讯技术。如现在以淘汰的模拟移动网。2G(second generation)表示第二代移动通讯技术。代表为GSM。以数字语音传输技术为核心。2.5G是基于2G与3G之间的过渡类型。代表为GPRS。比2G在速度、带宽上有所提高。可使现有GSM网络轻易地实现与高速数据分组的简便接入。3G(third generation)表示第三代移动通讯技术。面向高速、宽带数据传输。主流技术为CDMA技术代表有WCDMA(欧,日)、CDMA2000(美)和TD-SCDMA(中)。是指支持高速数据运输的蜂窝移动通讯技术。3G服务相对于普通版本具有同时传送声音数据信息的功能,3G手机能将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合,是新一代移动通信系统:相对于第一代制式手机和第二代数字手机,3G手机将在全世界范日实现无线漫游,提供无线上网、视频会话等多种服务功能。

目前国人对手机、电脑等移动高速上网的需求都在增长,相对于其它业务,移动宽带很可能短时间内成为3G的主流应用。中国电信日前推出的“天翼”品牌,主打“互联网手机”概念,就是充分利用目前CDMA网络峰值传输速率能达到153.6KBps的优势,为用户打造高速率、全域覆盖、使用便捷的手机互联网体验,满足用户互联网商务、娱乐、生活、信息咨询等需求。作为回应,中国移动大幅降低了手机GPRS上网费。很显然,在3G时代,三大运营商在围绕移动宽带展开竞争的同时,也必将为消费者带来更丰富、更实惠的差异化应用。

三、未来通信技术的发展前景

在广播电视领域,光纤作为广播电视信号传输的媒体,以光纤网络为基础的网络建设的格局已经形成。光纤传输系统具有的传输频带宽,容量大,损耗低,串扰小,抗干扰能力强等特点,已成为城市最可靠的数字电视和数据传输的链路,也是实现直播或两地传送最经常使用的电视传送方式。

另一非常活跃的通信技术当属,无线通信技术了。无线通信技术包括了移动通信技术和无线局域网(WLAN)技术等两大主要方面。无线局域网可以弥补以光纤通信为主的有线网络的不足,适用于无固定场所,或有线局域网架设受限制的场合,当然,同样也可以作为有线局域网的备用网络系统。移动通信就目前来讲是3G时代,数字化和网络化已成为不可逆转的趋势,更将超越现有3G概念,在TD-LTE时代提供适合上述融合业务应用的网络支撑、终端、服务等等,引领人们进入真正的3G生活。另外,21世纪我们将进入信息社会――一个以人为本,更加注重精神食粮的社会,人性、环境和信息将作为社会的关键词,因此在21世纪的通信系统将围绕以人为本来进行研究开发。潜在的研究方向包括:如何通过智能化来补充人的能力;如何通过机器人和可佩带设备来实现新的通信方式;如何克服通信质量的限制来扩大人的空间。

篇3

引言

从2009年以来,通信行业逐步经历了3G到4G网络建设,形成了包括信息运营服务,终端建设服务等业务的产业增长链。通信行业的迅猛发展也提高了对通信人才的需求。在此情况下,高职院校移动通信技术专业的学生无疑迎来了一个良好的发展机会,同时,也对高职院校学生的素质提出了更高的要求。要想更好的使学生从《移动通信原理与应用技术》这门课程中受益,逐步适应社会发展的各项需求,就必须以高职院校为改革的主体,以当前学校所拥有的一系列的岗位为出发点,对传统的移动通信课程进行改革,以求使学生增强自主创新能力,发扬科学首创精神,同时也希望通过移动通信课程的学习实现学与做的一体化,着眼于解决现实问题。

1传统的《移动通信原理与应用技术》课程的弊端

传统的《移动通信原理与应用技术》这门课程在教学的过程中主要是以理论讲授为主,教学过程中多采用按章节模块化的教学。但是,这门课程没有必要合适的实践环节,学生学习这门课程后基本不具备一定的社会适应能力。虽然对这门课程已经有了基础知识的掌握,但是在正式参加工作时仍旧需要花费过多的时间来专门进行培训,这样就在很大程度上减弱了学习的效果,使得传统的课程学习不能够很好的满足高职院校所制定的相关目标,不能培养出专业技能型的学生。

2传统《移动通信原理与应用技术》的改革思路

针对传统的移动通信教学的弊端,着眼于当前各大企业对移动通信人才的需求,我们能够看到,高职院校毕业的学生,在就业的过程中,他们大多会倾向选择一些操作性的岗位,而企业对这些学生的要求也比较高,他们希望学生在参与到工作时就能够实现与企业的完全对接,能够直接上手参加工作。因此,就这一情况,高职院校在改革过程中,应该主要还是让学生对一些基础性的理论进行了解,这些仅仅是属于比较基础性的,不必进行过于深的探讨和研究。学生只需要对相关的理论进行认知即可,如果在教学过程中对相关部分需要重点把握的,可以适当的进行深入说明。在课程教学中,可以大力加强介绍当今新兴的前沿技术成果,让学生能够对移动通信这一行业进行了解,以便于加快拓展学生的知识面,以此来提高学生动手实践能力。总体而言,对传统的移动通信课程进行改革,就必须在基础知识理论学习的中,不断的提高实践教学的环节,这样有助于将课本学习与实际应用相结合,更大程度上提高学生融入企业的能力。

3课程项目化教学建设方案

针对当前高职院校移动通信技术等相关专业的发展现状,需要对《移动通信原理与应用技术》这门课程教学制定相关建设方案。这些课程建设方案,有助于将这门课程进行清晰的定位,把握这门课程的发展目标,从而更好的进行教学。

3.1项目化教学定位

《移动通信原理与应用技术》作为移动通信技术专业的一门核心课程,要求这一专业的学生进行必修。这门课程在整个学习过程中主要起中间承接的作用,在这门课程之前,主要修学习的是通信原理、微波与天线技术、电路余电子技术等课程,后期主要学习无线网络优化、光纤通信技术等。通过对这一课程进行学习,致力于构成全面的知识结构,学习基本的理论,把握好关键性的技术,提升自身素养,着眼于增强学生各项能力,包括对通信设备进行开发,工程设计以及系统进行维护等。这门课程致力于将学生培养成创新型的人才。

3.2项目化教学培养目标

在高职院校中,开设这门课程,主要是面向于相关岗位群,例如无线通信设备调试、工程安装、移动通信售后服务等。通过对移动通信技术课程的学习,以及相应的实践,目的在于使学生能够掌握扎实充分的理论知识,具备通信技术技能,使学生能够通过学习走向一线的操作性技术岗位,对通信设备进行专业性的维护,运营技术岗位,从而不断提高学生的专业技术能力、方法能力以及适应社会的各项能力。项目化教学培养目标的实现,需要师生之间的共同努力,要求教师能够把握好目标,指引学生,让学生在大目标的前提下来学习,以使学生不偏离于目标。

3.3课程设计的思路

这门课程在培养学生的过程中,主要是从移动通信这一总体性的视角出发,注重培养学生适应就业的能力,掌握专业岗位所需要的基础性的知识,基本上沿着基础理论、基本技能以及专业技能这三个部分进行逐步式的提高。教师要能够与相关企业建立起联系,通过不断对企业的各方面需求进行了解,使得学生能够对自己知识的掌握情况进行了解,把握所学知识的定位和目标,基本上让学生做到学以致用,能够以自己所学的知识为理论支撑,同时不断涉猎相关的知识,尽可能的拓宽自己的视野。

3.4就业方向的教学设计

《移动通信原理与应用技术》这门课程,注重培养学生各方面的实践能力。以学生就业为实际的导向,通过学校和企业相结合,采用系统化和模块化的方式来架构内容体系。这门课程在设计过程中,其思路主要是按照对社会性的需求进行分析,对岗位进行分析,设计教学情境以及评价体系这些阶段来逐步实现的,而这一过程通常是合理并且良性发展的。

3.5教学项目设计

针对高职院校课程教学,可以从所给出的教学大纲出发,在设置板块的过程中,采取由浅入深的方式来设置相应的模块,而这一模块应该从理论和实践两方面进行组合,在教学过程中教师应该注重把握二者的比例,尽可能的设计为1:1。

3.6项目小组教学

采用项目小组教学,需要将学生分成若干个小组,让这些小组模仿企业的运作模式,以提高学生各方面的综合素质为目标,以最终更好适应企业工作环境为目的,这对进一步的提高学生各项的社会能力、方法能力以及培养企业需要的专业性的能力具有极其重要的意义。小组教学过程,离不开相关实验操作。而对于实验则与传统的方式有很多的不同。传统的实验方式大多数都是先由教师进行讲解,学生在老师的指导下参与实验。而这样的教学模式,实质上是学生在被动的接受着教师的引导,其所获得的实际效果有待提高。而项目小组教学则不再是采用传统的方式,让学生自主完成各个项目,从而不断提高学生的自主创新能力。

3.7多样化的考核方法

考核方式可以尽可能的多样化。考核内容包括了课堂上学生的出勤情况,学生在课堂中的一些表现,作业完成情况以及最终考核成绩。其中,考核应该注重于过程性评估和结果性评估,既要对学生平时的表现进行评价,同时也要通过书面考核形成评估。通过多样化的考核方式,才会更好的体现学生的学习效果,从而促进教师改变教学方式,进一步提高教学。

4结语

当前,高职院校在《移动通信原理与应用技术》这门课程教学过程中存在着很多的问题,严重制约着高职院校的发展。新形势下,只有把握移动通信的发展趋势,将其很好的融合到课堂教学中,加快项目化课程建设,才有可能紧跟时代的脚步,不断提高自己的学习效果。

参考文献:

[1]闫雪.高职《移动通信原理与应用技术》课程项目化教学探索[J].信息通信,2013,(07).

[2]刘志鹏.移动通信数据挖掘关键应用技术研究[D].南京:南京航空航天大学,2015.

篇4

0引言

近年来,移动通信技术的发展异常迅速,移动通信在日常生活中的地位显著提高,从20年前大款用来谈生意的大哥大,到10年前城市里开始普及的方便通讯用具,再到现在不论城镇乡村大批中青年甚至老年人都已经离不开的万能信息平台,移动通信已经成为人们工作和生活中不可缺少的重要部分,中国庞大用户群的潜力已经几乎挖掘完毕,而围绕着这些用户,运营商之间的竞争也越来越激烈。随着移动通信标准的更新和移动通信网络的大规模建设,提高移动通信网络质量和性能成为移动运营商增强竞争力的杀手锏,如何高效且经济地满足用户对移动通信网络建设和维护的需求,已经成为三大运营商急需重视的问题,移动通信网络规划与优化的工作变得更加炙手可热。“无线通信网络优化与优化”这门课程的设立,正是为了响应通信领域对具备移动通信专业技术人才的需求。无线通信网络规划是根据蜂窝移动通信网络的特性以及需求,设定相应的工程参数和无线资源参数,并在满足一定信号覆盖、系统容量和业务质量要求的前提下,使网络的工程成本降到最低。移动通信网络优化是通过对现已运行的移动通信网络进行业务数据分析、测试数据采集、参数分析、硬件检查等手段,找出影响无线网络质量的原因,并且通过参数的修改、网络结构的调整、设备配置的调整和采取某些技术手段,确保系统高质量地运行,使现有网络资源获得最佳效益,以最经济的投入获得最大的收益。而无线通信网络规划与优化这门课程主要是为了培训移动通信规划与优化工程人员而设立的,是一门涵盖知识面广且相当复杂的专业课;并且需要将理论与工程实践相结合:首先从移动通信网络的基本原理开始,然后引导学生了解和熟悉网络规划与优化的基本流程,使学生们从理论上掌握网络规划与优化的步骤与目标,在此之外再尽量从工程的角度,结合案例分析,引导学生运用所学的方法与理论去解决实际网络运行中出现的各种故障问题,并提出相应的解决方案。我院从数年前就开始开设此门课程,也与企业进行过一些培养合作,在教学过程中遇到过许多问题,并针对这些问题做了一些改进。从学生的成绩、毕业生及用人单位的反馈来看,取得了一定的成果。

1问题归纳

在移动通信理论知识的学习和网络规划与优化案例的分析过程中,教师和学生会遇到各种各样的问题,其中很多问题存在着普遍性。下面将对这些普遍存在的问题进行归纳,为后续教学方法的研究奠定基础。

1.1课程知识面覆盖内容太广

无线通信网络规划与优化课程具有较强的专业性,涉及到的理论知识多而细,且较为复杂。学生首先需要掌握无线通信网络的架构和组成、天线原理和结构、电波传播模型、频率分配、干扰控制等等,然后才能对网络规划与优化的具体步骤进行学习。在理论学习中学生会遭遇铺天盖地的知识点、缩写词、概念、公式等内容,对学生来说难免枯燥,也给教学带来了许多困难。对于本课程来说,长篇大论地教授理论知识似乎不可避免,这样往往会让学生产生对立情绪,教学效果堪忧。理想情况下,先重点讲解移动通信网络的理论基础,然后一步步介绍实际的网络规划和优化操作,会帮助学生打好坚实的基础,在学习系统的理论知识之后再进行实践,可以更顺利掌握网络规划与优化的技术。然而实际情况下,如此多的内容需要在有限的课时内完成,比如我校该门课程的学时数仅为32学时,理论知识学习时间有限,还要留出足够的时间来讲解案例和实际操作,这样教师不得不把大量内容以“填鸭”的方式灌输给学生,容易使学生失去学习该课程的兴趣和动力。

1.2课程内容更新速度太快

移动通信技术是近年来发展最快的技术之一,不仅仅是3G、4G的技术在飞速发展完善,5G技术也已经提上日程。移动通信技术课程教材的建设往往跟不上技术的发展,这就要求我们根据当前通信网络的实际发展情况以及网络规划与优化实际操作的改变来修改教学内容。旧的通信技术逐渐被淘汰或改进,新的无线传输思想和概念不断出现,并应用到新的系统中。在教学中需要使学生对现有移动通信系统及未来的发展方向有较为系统和全面的认识,从而对网络规划与优化操作的变化能够从原理上进行理解和掌握,因此我们的教学内容必须及时更新,适应技术的发展,否则难以使学生学以致用,也势必影响学生的学习兴趣,从而影响教学质量。但如果不断更新教材,对教师来说是比较沉重的负担,因为每次更新教材教师都需要花较多的时间去阅读和掌握,然后再重新编写教案和讲稿等等。另外,受限于教材的编写和出版周期,即使经常更新教材,也需要我们在教学中不断自行修改和补充,这也进一步增加了教学的内容和难度。

1.3授课对象对移动通信基础知识的掌握有所不足

在过去与网络规划与优化相关的教学论文中,经常会提到这门课程由于应用性极强且涉及大网络做背景,需求一定的实验和实践操作,才能理论与实践相结合,获得较好的教学效果。而我们由于与企业进行合作,课程的对象不仅仅是本科生,也面向企业员工。过去的文献指出,对一般高校学生来说,存在着理论和实践脱节的问题:学校受限于资金和场地等原因难以提供相应的实验和实践环境,多采用传统的课堂讲授的方式,学生能接受的只有与网络优化相关的一些原理性的方法、流程和算法知识,如果面临实际的网络操作就无从下手。针对这些问题,过去的文章中提出了一些有效改革手段,类似的手段我们也有所采用。另一方面,据我们所知,企业员工也存在着理论和实践脱节问题,只不过和高校学生处于完全相反的方向。从我们对合作企业的了解来看,实际从事网络规划与优化工作的员工中有相当一部分并没有系统学习过移动通信网络的基础课程。这些课程对学生的专业基础知识需求较高,要求熟练掌握信号与系统、通信原理的基本知识,还要能用一定的电磁波、微波理论基础来分析电磁波传播特性。此外,相对有线传输方式,无线信号传输需要从时域和频域的不同方面分析和理解信道、信号的特性。无线信号传输过程中存在很多不确定因素,采用的数学模型更加复杂,这样就会有较为繁琐的数学公式推导,要求学生有足够的数学功底。学生必须先打好上述的这些基础,再去学习通信技术的一系列基础知识,才能达到对移动通信完全彻底的掌握。许多员工原本并没有这方面的专业知识,或是对专业知识掌握不牢,主要是从实践中学习网络规划与优化的步骤、要点等,往往知其然而不知其所以然,导致事倍功半。对于这样的人员来说,如果从头开始对移动通信网络的基础知识进行系统的补充,则需要消耗较多的时间和精力进行专门培训,比较难以实现。

2无线通信网络规划与优化课程教学的几点思考

基于上述归纳的问题,本文针对无线通信网络规划与优化教学提出几点改进意见。

2.1明确授课目的,改变授课重点

本课程的目的有两个方面:一是,为企业预培养合格的网络规划与优化人才;二是,为企业员工补充必要的无线通信基础知识。这两个方面看似有所区别,实际上存在着完全相同的核心。作为企业,必定会对新员工进行实际工作内容的培训,以及让老员工带领新员工尽快熟悉操作。因此对高校来说,在教学过程中做到让学生在较大程度上掌握对网络规划与优化的实际操作过程并不是必需的,但如果让学生通过本科课程牢牢掌握无线通信基础知识和网络规划与优化原理,这样的学生能够轻易理解每一个操作步骤的意义,因此可以预见能够在企业顺利完成培训。另一方面,对企业员工开课的目的是给他们补充移动通信网络的专业基础知识,而实际操作对他们来说也早已熟悉。因此,与着重加强实验、实践教学环节的常见教学改革方向相反,我们做出对基础理论教学环节进行着重加强的决定。但这并不意味着放弃在实验、实践方面的教学,毕竟本课程注重的是实用性,并且单纯的理论教学会让学生感觉本课程是一门生涩枯燥毫无用处的课程。为了对这方面进行兼顾,我们选择将日常网络规划与优化工作中遇到的一些的实例进行拆分,把拆分后的适当部分加入到相应的理论知识点中作为例题,这样既可以让学生对实际操作有一定的了解,避免理论脱离实际;又可以为理论教学添加必要的缓冲和总结,避免枯燥的理论教学。而这种做法的难点在于对实例的选择和拆分有比较高的要求,需要花费较多的精力去解决,但好处在一劳永逸:一旦完成这方面的例题准备,哪怕通信技术再更新,也只需要在同一层次和方向上找类似的实例进行同样的拆分。在此之外,我们也会请企业教师进行数个课时的授课,主要是在讲解网络规划与优化的流程之后带给学生更多实例,这些实例的复杂程度比理论教学中遇到的更高。

2.2对教学内容进行精简和改动

由于本课程覆盖范围太大,知识点太多,且授课时间有限,需要对教学内容进行精简和改动,这样可以充分利用授课时间,以传授更多实用信息。首先,尽可能避免把上课时间浪费在教授过时的或者已经学习过的知识上。例如,在目前的课程内容中一般会安排天线原理、电波传播模型等章节作为基础知识进行教授,然而这些章节的知识点在微波与天线以及通信原理等前期课程中都有所涉及。因此,授课时要注意避免知识上的重复,对已经学习过的内容只需要进行简单回顾即可,着重强调各章节之间的联系,把教学重点放在学生比较不熟悉的领域,例如覆盖、容量等等。然后,减少对掌握网络规划与优化具体操作来说没有实际帮助的教学内容。例如公式推导过程,作为本科教材,经常会习惯性地将从已知公式推导得出新公式的过程放进课程中。这样对学生来说固然容易加深理解,但对以实际应用作为目的的本课程来说其实意义不大。本课程的公式多且复杂,一一讲解其来历会占用太多时间,作为学生也很难全程都集中精力听讲,更何况很多公式都是从经验公式推导而来,并没有太多的理论意义。此外,根据对企业员工的调研,大多数此类公式只需要掌握其意义和用法即可,而且一些在本科期间学习过这方面课程的员工早已忘记公式的来历,但并不影响他们的工作。

2.3承前启后,兼顾不同的移动通信系统

目前运营商所服务的移动通信网络是从2G到4G同时存在的,并且已经开始考虑5G网络,因此我们的教学不仅需要兼顾历代通信系统,还需要对它们之间的联系进行承前启后的分析讲解。不同世代的移动通信系统之间有着非常多的异同,一一讲解需要太多的时间,但因为课时的关系,我们需要在重点考虑网络规划与优化的层面上适当选择相关的知识点进行详细讲解,对其余内容只能一笔带过。移动通信系统的发展实质是移动通信向更快数据传输、更好服务的不断发展。历代的移动通信技术都离不开蜂窝网络的基本架构,虽然技术细节存在很多不同,但网络规划和优化就是针对构成蜂窝网络架构的每一个节点进行的,在这方面可以说是万变不离其宗。因此我们把蜂窝网络、天线选择、频率分配、覆盖和干扰分析等学习任一代移动通信技术都不可缺少的基础内容在前半部分的课程中进行讲解,然后在讲解技术方案和通信标准这些存在代差的内容时,才对各代移动通信系统加以区分。把重心放在对于经典移动通信系统的介绍,通过对不同系统的学习去更好地理解它们之间的异同,从而更进一步地体会不同系统对于系统容量,位置更新方式,鉴权方式,越区切换策略,信道的分配和使用等方面的处理,并且,更重要的,网络规划和优化方面的异同。

3结束语

无线通信网络规划与优化的教学不仅需要教师随着通信标准的变化不断更新教学内容,还要求教师能够培养出适应这种变化的网络规划与优化人才。本文总结归纳了无线通信网络规划与优化在教学中出现的一些常见问题,并针对这些问题提出了三点改进建议。这些改进要求任课教师相当程度的投入,因此最好是能够组织编写一部专门的教材,我们已经在这方面做了一些工作,相信能对这门课程的教学起到足够的帮助。

【参考文献】

[1]李汶周.浅议高职无线网络优化课程的教学改革[J].卷宗,2014(8).

[2]余晓玫.移动通信课程教学改革初探[J].黑龙江科技信息,2015(6).

篇5

在我国大学中,本科教育仍然是基础,如何更好地改革和发展本科教育,立足于所教授的课程,深入开展教学方法、教学内容和教学手段的改革与实践,是教育工作者面临的切实问题[3]。

移动通信系统是电子通信类专业的一门重要课程。它是一门综合性很强的专业课,课程涉及电磁波/电磁场、概率论、信号与系统、数字信号处理、计算机网络等多个领域。移动通信技术是近30年来发展最快的技术之一,传统的教学方式不再适合这门课的教学[4]。本文结合课程教学实践,分别从以下几个方面对移动通信系统课程教学改革进行探讨。

精选、整合教学内容

《移动通信系统》课程特点:

1)数学性强。相对有线传输方式,无线信号传输过程中存在很多不确定因素,建立的数学模型更加复杂,而且需要从时域和频域的不同方面分析和理解信道、信号的特性。这样就会有较为繁琐的数学公式推导。

2)专业性强。对学生的专业基础知识要求较高,要求熟练掌握信号与系统、通信原理的基本知识,还要有一定的电磁波/微波理论基础,来分析电磁波传播特性。

3)物理性强。无线通信系统中的原理和物理量都有明确的物理意义,在学习的过程中需要仔细体会、深刻理解[5]。对于工科的学生,学习的目的是需要解决实际问题,所以需要引入实际的工程案例进行实际计算。

移动通信系统课程除了具有以上特点,还要根据发展情况,教学内容也要发生变化。尤其3G技术已经日趋成熟,并向4G发展,要使学生对现有移动通信系统及未来移动通信的发展方向等有一个较系统的认识,从课程教学来看,内容非常多,但这门课程需要在有限的课时内完成,需要在课程教授过程中既要做到内容选择适当、重点突出,又要保证知识全面。

在此基础上,课程分两大部分进行介绍:第一部分对移动通信中的关键技术进行介绍,要使学生分清无线通信和移动通信的关系,以及目前市场存在的一些移动通信系统和这些移动通信系统的主要技术指标和技术规范,让学生全面了解移动通信系统的发展和用途;就目前移动系统所采用的数字调制技术进行介绍,让学生掌握这些调制技术的理论基础及应用在移动通信系统的优势;通过对移动信道中电波传播特性的学习,学生可以了解到移动信道在不同环境下的传播损耗中值计算,大尺度路径损耗和小尺度衰落损耗的计算方法,为后面章节组网中网络设计打下理论基础;移动通信系统中常用的抗衰落技术和组网技术,并以实际案例讲解网络设计。第二部分开始介绍这些技术应用的实际场景和具体系统,GSM系统、CDMA移动通信系统和第三代(3G)移动通信系统。学生不但加深了对以上关键技术的深刻理解,而且对实际系统有了宏观认识,进一步激发了他们对本门课的学习兴趣。

二、改进教学手段

根据课程的特点和内容的设置,教学中采用了多媒体和传统板书教学相结合的方式。对于数学要求较高的内容,如多径衰落、调制解调技术等,采用板书为主的讲解方式,给出例题讲授求解过程,使学生有理解和知识转化的时间和过程;对于前沿综述的内容,如概述和新技术展望等,或者数学难度不大但规则性较强的内容,如系统结构、信道划分、业务特点等,采用多媒体为主的讲授方式。注重实例教学,在每年的毕业设计阶段,有部分同学在通信实习单位进行设计,通过此过程,可以积累部分实例,在上课过程中给学生进行讲解,使学生具有解决实际问题的能力,比如:无线网络的分布设计, WLAN的设计,直放站覆盖设计等等;在多媒体课件的制作上,基于仿真软件引入动态演示与分析,如移动通信系统信令传递的过程、蜂窝小区的分裂过程,以及移动通信系统性能仿真的过程,如移动衰落信道的模拟,充分发挥多媒体课件的优势,将《移动通信系统》教学中的重点和难点生动地展现在学生面前,加深了学习印象,增加了学生学习的兴趣。如图1所示:几个基于MATLAB的移动信道多径信号仿真结果图。

对于3G和4G等前沿的新技术,可以采用教师布置任务,学生课下查阅资料,交作业或者课上请学生上来主讲,教师辅助讲授的方式增加学生的能动性,真正做到学生为主体的学习模式。

三、认真做好实验教学

传统的移动通信实验采用实验箱来完成,内容大多是一些验证性和基础综合性实验,实验内容功能单一,不够直观,这对学生创新能力的培养是非常不利的。没有大型的综合性、设计性实验就使学生失去了实际认识移动通信系统的机会,不利于对移动通信系统的深入理解和掌握。所以实验改革是必然的,在此基础上可以安排学生进行仿真性实验,使用MATLAB、NS2、SystemView等软件进行系统级组网仿真性实验,既可以使学生巩固理论知识,又可以使他们掌握一些常见的移动通信系统仿真内容,提高动手能力。

移动通信技术发展较快,而外出实践可以让学生有机会接触主流商用通信设备和技术。组织学生到电信公司和移动分公司等单位观摩学习,还积极与一些通信行业培训机构联系实习地点,学习WCDMA以及网络优化的培训知识,为学生以后工作或学习打下基础。

四、改变以往的评价体系

考试阶段通常是笔试成绩作为最后的评定总成绩,在实行了改革以后,相应的评定的标准也需要变化,首先以笔试成绩为主,相应的把平时讨论或者作业的成绩也算在内,占到期末总成绩的20%,实验环节占到期末成绩的20%,期末笔试成绩占60%;其次,期末试卷的出题要有部分设计考题,真正去考察学生的能力,考试的形式可以采用闭卷和开卷结合的方式。

由于通信领域的知识更新的速度非常快,陈旧的教学方法、教学内容已不能适应社会的需求,我们要吸收更先进的教学思想,把教学改革持之以恒的进行下去。只有这样,我们的教学才能是学生所需要的,培养的学生才能更好地满足社会的需要。

参考文献:

[1]戴翠琴,冉海霞,鲍宁海 移动通信课程实验教学改革与平台建设[J] 实验技术与管理 2012-2第29卷(144-147)

[2]李建东,郭梯云,邬国扬 移动通信[M] 西安电子科技大学出版社 2006年

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二、通信技术专业人才培养目标

通过调研通信相关企业,结合业内具有代表性的代维企业市场人才需求分析和预测报告,回访毕业生并对其就业岗位进行归纳和分析,本专业就业岗位的主要定位在:基站运行维护、移动网络测试与优化、基站勘测与设计三大职业岗位,另外还服务于通信设备生产、安装及调测、电信业务营销等职业岗位。通信专业培养目标应该是:符合通信行业企业生产、建设、服务和管理一线需要的德、智、体、美等方面的全面发展;具有良好的职业素养,能吃苦耐劳、诚信求实、爱岗敬业、团结协作;具备通信设备的安装维护、测试调试与工程施工能力,面向移动通信领域,能够胜任通信设备生产、安装和调测、基站运行维护、移动网络测试与优化、基站勘测设计以及电信业务营销等岗位工作的具有良好职业道德的高素质、高技能型人才。

三、ICT人才培养模式内涵

通过不断地探索和实践总结出了ICT人才培养模式,其内涵主要包含三个方面。

1.以通信行业岗位技能培养为重点

将行业标准嵌入课程标准,将职业资格认证项目嵌入专业课程,将企业工程案例嵌入课程内容,将企业文化嵌入校内实训环境。与企业、行业紧密合作,开发工学结合课程,实现“教、学、做”合一,以通信行业岗位技能培养为重点,培养贴近企业实际要求的应用型人才,体现高职教育的职业性。

2.以技能大赛引领

全国职业技能竞赛引领了专业建设,将大赛新技术引入课程体系中,将大赛项目引入课程内容中,将大赛评价标准引入考核模式中。把赛场的高技能渗透到平时的教育之中,把比赛的内容融入到教学之中,最终让所有学生具备较高水平、较高技能。

3.逐层递进培养学生的实践能力学生入学初通过与企业合作校企共同指导学生的职业规划,让学生在深入了解本专业的基础上有明确的职业目标,第二学期通过模块化教学、职场体验进行基本素质训练培养学生的基础能力,第三学期通过项目化教学进行专业技能训练培养学生的专业能力,第四、五学期通过现网情景化教学进行岗前技能培训锻炼学生的岗位能力,第六学期通过顶岗实习培养学生的职业能力。层层递进循序提高学生的综合实践能力。

四、课程体系与实施方案

针对通信综合代维工作岗位技能需求,重构综合代维ICT人才培养课程体系。课程内容的选取以满足工作岗位技能要求为原则,既体现通信工程技术培训要求的深度又兼顾高职教育特点,注重学生操作技能培养和职业素养培养,以全面提高学生职业道德、职业技能和综合素质。课程体系如图1所示。

1.基础能力的培养

通过通信行业职业规划、职业素质课程培养学生的职业能力。通信行业职业规划课程的授课由经过系统、规范培训的教师授课,使学生能够客观地了解自己的能力、兴趣、个性和价值观,深入了解通信专业的职业、环境的需求趋势,明确职业生涯的发展方向,促进职业知识、观念、经验、能力、心理素质等的培养与提高。职业素质课程由合作企业的工程师来完成,以保证课程内容与企业岗位技能要求对接,学生能够掌握实用的职业技能。通过电子技术、数字通信技术等专业基础课为专业课学习奠定必要的基础,结合通信企业生产实践,对专业基础课程内容进行合理有效的整合,在教学实践中注重学生对通信常用工具的使用等基础能力的培养。

2.专业能力的培养

通过移动通信技术与系统等专业核心课的前导课程培养学生的专业知识运用能力,使学生能够理解掌握通信专业工作所需的基础的、概念性的知识以及从事通信综合代维所需的基本知识和原理,是学生具有扎实的计算机信息技术和移动通信技术的知识基础;掌握相关移动通信设备的性能和技术指标;熟悉通信常用线缆与接口的规格、标准与制作方法;能够根据客户需要对相关移动通信设备进行软硬件配置,能够排查和处理相关移动通信设备的故障;熟悉移动通信网的基本组成与常用设备;熟悉相关移动通信设备运行的环境要求与工作条件;熟悉移动通信工程施工的行业标准和规范。

3.岗位能力的培养与提升

通过专业核心课程培养学生的岗位能力,通过专业新技术课程注重岗位能力提升。以光传输网组建与维护为例,从教学与光传输岗位工作内容结合切入,从符合通信企业行业人才需求出发,将光传输真实工程项目作为基本内容,课程内容完成从职业岗位需求到教学实施的转变,考虑项目先后逻辑关系,对知识和技能按项目任务重新进行整合,课程内容最后归纳序化为传输网规划、传输网组建、传输网配置、传输网维护四个项目。在项目工作过程中导入光传输技术知识,项目载体跟随光传输技术更新变化,以培养学生光传输网软件调试、工程督导、技术支持和运行维护等岗位能力为根本目的。

4.职业能力的培养

第一学期通过通信行业职业规划、职业素质课程培养学生的职业规划能力。第二学期通过电子技术、数字通信技术等专业基础课培养学生的基础能力。第三学期通过移动通信技术与系统等专业核心课的前导课程培养学生的专业能力。第四学期通过专业核心课程培养学生的岗位能力。第五学期通过专业新技术课程注重岗位能力提升。第六学期通过顶岗实习锻炼学生职业能力。

五、教学模式改革

1.借鉴全国职业技能大赛内容,改革课程体系

全国职业技能大赛吸收了行业发展的前沿技术,起到了示范教学的作用,反映了最新的职业技能要求和行业对技能型人才的需求。[3]淮安信息职业技术学院通过参与2009年、2011年两届通信专业职业技能大赛积累丰富的经验,并及时将竞赛项目内容融入到课程设体系中,先后开发了“3G移动通信接入网运行维护”、“无线网络规划与优化”、“移动基站勘查与设计”、“室内分布系统设计”四门专业主干课程,增设了“TD-SCDMA业务配置”和“无线网络规划优化”两门实训课程,增加了“通信工程项目管理”、“EPON技术与应用”两门专业拓展课程。这些课程的教学内容和教学方法借鉴了大赛的比赛流程,均为采用基于工作过程导向的项目化教学方法。

2.促进课程建设与改革,提高课程建设和实施的质量

以校企合作为基础,按照工作过程系统化的思想对专业核心课程进行了课程改革,从课程对应职业岗位的某个工作过程分析入手,进行课程的教学设计。在实施教改课程过程中,注重课程教学设计要素的普适性,为了确保教改课程实施的成功率,对教改课程实施过程进行精细化管理,设计了教改课程实施的过程资料,使教改课程有计划、按步骤地实施。以工作过程和项目化教学作为教改的主线,使教学内容更加贴近企业需求,教学方式趋于“教学做”一体,教学考核更注重过程考核,教学组织上让学生分组学习等,多方面的改进措施提高了教学质量。

3.以职业能力培养为核心,提升学生就业竞争力

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通过企业合作办学,构建通讯技术课程体系,建立“双师型”师资队伍和完善的校内外实验实训基地,使理论教学与专业实践有机结合,培养应用型本科人才.

1完善通讯技术专业课程体系

在通信工程专业本科理论教学中,把企业面向市场运作的前沿技术和通信工程基础理论教学结合,构建与当前通信技术发展相适应的课程体系及配套教材,完成大学阶段的专业教育与企业岗位需求知识背景的无缝对接.把电路理论与应用、计算机技术、信号与系统、电磁场理论、数字系统与逻辑设计、数字信号处理、通信原理、通信系统和通信网建设的基本方针、政策和法规等通讯工程基础理论作为学生应掌握的基础知识,使学生掌握通信领域内的基本理论和基本知识,掌握光波与无线及多媒体等通信技术,掌握通信系统和通信网的分析与设计方法,具有设计、开发、调测、应用通信系统和通信网的基本能力,了解通信系统和通信网建设的基本方针、政策和法规的同时,有选择地把中国移动的TD-SCDMA技术,中国电信的CD-MA2000技术,中国联通的WCDMA技术、中兴或华为等通讯设备制造商用于3G设备的结构、使用、维护等知识编入专业教材,使毕业生进入单位就能熟悉3G通信相关理论知识,熟悉通信设备的使用与维护;同时选择性开设“数据通信”、“GSM移动通信”、“3G网络规划与优化”等课程.

2组建“双师型”教师队伍

把企业中既有丰富实践经验,又能从事教学工作的专业技术人员和学校专业教师队伍融合,将企业人员和高校教师融合,教学活动和企业培训活动融合,组建一支“双师型”的师资团队.“双师型”师资团队由系内专业教师及部分来自企业的一线技术人员和行业培训师组成.这些来自企业的一线技术人员及专业讲师,具有丰富的专业技术知识和工程维护经验,能够结合通信行业人才在技术领域培养的规律,以及行业从业人员需掌握的技术方向,在传授学生理论知识的同时手把手的指导学生实践操作.在达到提高学生专业技能的同时,重点培养学生的综合理论素质,帮助学生形成良好的职业素质.本培养模式的师资队伍既能从事教学与研究工作,又能在通信企业中参与工程项目的实际运作.

3建设高水平实验室

以与移动运营商的网络通信设备一致的行业主流设备作为实验平台,以创新精神和创新能力培养为主线,构建“面向通信行业的实用型人才培养”的实验教学体系.即由学校提供场地房屋、3G运营商与设备制造商提供设备,建立DSP实验室、程控交换实验室、移动终端实验平台、现代通信技术实验室、光纤通信综合实验室、3G通讯实验室、工程实训室等实验室,学校、3G运营商及3G设备制造商三方协作编辑实验教材,进行计算机网络、光纤通信、数字信号处理、程控交换、通信原理、数字电路与逻辑设计、单片机原理、网络通信软件设计原理、通信仿真、移动通信等课程的实验教学,建立学生自学实验教材、自行设计实验方案、教师示范实验后学生再进行实验的实验教学模式,训练学生自学、分析问题解决问题的能力,为学生进入实践教学打好基础.

4完善校外实习实训基地

在合作企业成立“通信工程专业实习实训基地”,提供真实的工作环境,针对学生的实践项目和实际动手能力进行企业化训练,实现从原理验证性实验过渡到以掌握实际工程技术为目标的技能训练,使学生毕业后具有较强的操作和应用能力,成为能够从事通信设备制造、通信工程和系统运营等第一线工作的高等技术应用性人才.比如企业开放移动网及接入网宽带通信机房,提供移动网和各种接入模式的宽带设备供学生观摩操作.在企业氛围中,学生可以学习企业员工之间团结协作、积极进取等优秀文化价值理念,激发他们的求知欲,树立正确的人生观和价值观,使学生应用所学知识、技术解决实际问题的综合能力以及组织领导、团队协作等综合素质得到提高.

办学质量保证体系创新

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《微波与卫星通信》是电子信息工程无线通信方向必须的一门核心专业基础课程。该课程介绍微波与卫星通信的基本原理、微波与卫星通信技术以及电波传播原理等三大部分的知识,具有极强的理论性和抽象性。通过本课程的系统学习将有助于移动通信、射频通信电路、无线通信电波传播与天线技术等后续专业课程的开展。为此,本文就该课程的理论与实践的联合培养模式、专业知识衔接、多维立体互动教学和对分易教学平台的应用开展探讨。

一、理论与实践联合培养模式探究

本课程的教学目标在于:通过对《微波与卫星通信》基本原理的剖析式分析,要求学生掌握微波与卫星的基本概念、特征和系统结构,了解微波与卫星通信区别于其他无线通信技术的最基本的特点;通过学习微波与卫星通信的基本技术,要求学生掌握《微波与卫星通信》常用的调制与解调原理、信道编码技术、多址技术;通过学习《微波与卫星通信》无线电波传播原理,要求学生掌握电磁波的传播特性、电波传播链路的计算与设计。可以看出,《微波与卫星通信》也是一门实践性较强的实训课程,若学生仅限于学习书本上的基本原理、常用通信技术以及电波传播等理论知识,并不能解决与《微波与卫星通信》相关的复杂工程问题。鉴于此,该课程需要开设一定课时量的实验,学生可以熟悉微波与卫星通信的基本技术,掌握常用微波电路系统的测试方法和设计思想,实地测量并分析实用的微波电路部件,包括放大器、各种滤波器、混频器和功放器等输出的时域和频域信号。通过使用卫星通信收发平台、测试软件及分析仪器,对微波电路系统进行测量和设计可以培养学生的操作能力、分析能力、知识的应用能力、协作能力等综合素质,使学生对工程性实践操作有更明确、更深刻、更直观的认识,从而为学生的工程实践应用奠定基础。

二、专业知识衔接,提高教学效果

该课程需要扎实的数理基础和抽象思维,因此在前期导向课程的教学活动中,比如大学物理、通信原理、移动通信等,应对相关的基本知识点做介绍。例如大学物理中的麦克斯韦方程组知识点在电波传播中的衔接;地面移动通信中常用的调制解调技术与卫星通信背景下调制解调方案的指标差异。除了与前导向课程的衔接,还需要结合空天地海一体化技术的发展,增加该技术领域的发展前言,激发学生对课程的兴趣,比如增加卫星定位、导航、深空通信、临近空间、水声通信等相关背景和关键技术的介绍。

三、以学生为主体,激发能动性

近年来,高等院校在教育教学改革方面进行了积极探索,取得了一定的成绩,但仍是在以往教育机制上做的延续,因而教育模式还存在弊端,这种弊端主要体现在忽视了学生的主体地位,未能激发学生学习的主动性和能动性。为此,我们应该结合日常的教学活动,将创新性的多维立体互动式教学模式应用到理论与实践课程教学活动中[1][2]。《微波与卫星通信》课程中的重点知识点的理论性比较强,仅在有限的学时中,让学生对微波与卫星通信的基本原理有深入的理解尤为困难。若将学生作为课堂教学的主体,结合多样化、多维度和互动式的教学模式,将会改变原有的一些固定教育方法。举例来说,在讲授卫星通信中的信道分配和多址接入时,可以等效为各楼层教室的使用时间、使用群体和群体语言等。

四、使用现代多媒体技术改革教学模式

随着通信技术的快速发展,各种先进的现代化多媒体技术应运而生。这些技术改变了传统的灌输式教学方法,不再只强调教师对课堂的主导。对分易是一种新型的教学平台,适合多种教学模式,是一款服务于高校教师的技术平台。在《微波与卫星通信》课程管理中,利用此平台能够将课堂教学中的框架、重点、难点和讲解内容展示给学生,同时,学生课后也能自主性、个性化的独立学习或者开展小组讨论和交流。此外,在课程中,还可以利用平台的灵活性、快捷性、实时性和可控性等特色进行作业批阅、课后师生互动、课堂反馈和课堂分组等管理。结论:通过以上对《微波与卫星通信》课程内容设计与教学模式的探索研究,我们以学生为主体,结合电子与信息专业应用型学生的特点调整理论与实践教学环节,重点开展理论与实践的联合培养。同时,采用多维立体互动的教学模式,以线上慕课微课、线下对分易平台提高学生对课程的热情和学习的积极性,管理课程教学,获得较好的教学效果。同时,通过前向与后续课程的衔接,使学生掌握电子技术基础知识体系和信息通信领域的基本理论与方法,从而具有运用理论知识解决复杂工程问题的能力。

参考文献

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1.无线通信技术的概念

随着智能手机的和移动互联网技术的发展,人们越来越依赖于无线移动通信技术。现如今第四代无线移动通信技术(4GLTE)也是更加普及。多种APP例如微信、QQ、支付宝等也非常普及,这些应用的产生离不开无线移动通信技术的创新和发展。为了更好的提高无线移动通信技术带来的用户体验,了解无线移动通信关键技术也是非常重要。

2.无线移动通信技术的变革

第一代无线移动通信技术采用了创造性提出了频分多址技术(FDMA)和蜂窝网络,第一代通信技术是模拟通信技术。FDMA技术,其特点是不同的用户在不同的频带上传输,同时也会在频域上留出间隙,这种技术核心思想是频域上隔离,从而减少了用户间的频带干扰。但是无线电频谱有限,从而导致利用频分多址这种方法隔离的用户数也是即为有限的。当使用者人数急剧上升时,这种方法局限性也就更为突出。

第二代移动通信技术中最重要的是TDMA技术,也就是时分多址技术。时分多址是指每个用户在自己的时隙内通信,相当于用户在一定的时间片中传输。这种方法可以避免同频干扰,这样便大大弥补了FDMA的不足。第二代移动通信开创性的从模拟通信技术过渡到数字通信,这也奠定了以后数字通信技术的基础。时分复用技术是把时域信道分为若干片段的子信道,从而实现了一条信道上传输多个数字信号,解决了FDMA中可能出现的频道混乱的问题,大大提高了信息传输效率。同时,由于时分复用时隙可以固定分配,也可以调节控制,适合于数字信息的传输。第二代移动通信技术主要承载的业务为数字语音传输业务。

第三代移动通信,新增加了多媒体业务。由于码分多址技术(CDMA)的应用,使得数据传输速率大大提高。CDMA技术核心思想为:不同用户传输信息所用的信号不是靠频率不同或时隙不同来区分,而是用各自不同的编码序列来区分,或者说,靠信号的不同波形来区分。如果从频域或时域来观察,多个CDMA信号是互相重叠的,从而大大提高了频带利用率。CDMA正是利用了正交码字。正交码字的特点,可以将信道中不同码域的干扰信号置为零,从而减少了信道中的干扰。数字和扩频技术的结合应用使得单位带宽信号数量比模拟方式下成倍增加,CDMA与其他蜂窝技术兼容,实现全国漫游。

第四代移动通信(4G),相较于第三代通信技术,第四代通信技术的传输速度能够比3G更高,理论上数据传输速率可以达到100Mbps,可以支持更多的多媒体业务,使得用户拥有更好的上网体验。第四代移动通信技术主要为正交频分复用技术(OFDM)和多输入多输出天线技术(MIMO)。OFDM将信道分为多个子信道,利用多个子信道的载波相互正交,其频道利用率(单位带宽上传输的速率,bps/Hz)提高成原来的两倍。不但减少了子载波间的干扰,同时又提高了频谱利用率。而多入多出天线技术,能够改善信号质量又能够增加传输容量,公式(1)为信道容量表达式,可以看出通过增加信道个数和增加系统带宽都可以增加信道容量。相较于3G,4G用于更高的智能性,兼容性也更加平滑,能够实现更高质量的多媒体通信。然而,4G也有标准难以统一,容量受到限制和设备难以更新等缺点。总之,4G还面临很多的挑战。

第五代移动通信(5G):随着移动通信的不断发展,容量不足成为了无线通信技术系统发展中的主要问题。根据预测,至2020年无线网络容量增长,数据传输速率可以达到10Gbps。为了解决这个问题,人们研发了5G技术来解决这个问题,其中主要的方法有3种,一是可以扩宽频谱。过去通信的发展已经使用了很多频谱,但可见光的使用可以为提高容量起很大的作用。二还可以提高频谱效率,通过单一资源到多维资源联合使用,来提高资源利用率。三还可以使用无线传输新技术,4G已经运用了MIMO技术,5G还可以使用3DMIMO和MassiveMIMO技术来进一步提高传输速度。表1为各代移动通信关键技术对比图。其中由于第一代移动通信为模拟通信技术,所以未列明峰值数据传输速率。随着无线移动技术的发展以及用户对于移动通信技术的需求,从2G的数字语音业务到3G中出现的多媒体业务,在4G中信息传输速率得到大大的提升,使得多媒体业务速率也大为增高。然而人们对于高效率业务的需求也是源源不断的,5G技术就规定了峰值传输速率,相较于4G,5G能够在容量,信息传输速率上得到显著提升。从表1也可以看出数据传输速率的提升对比。

3.无线通信技术的发展趋势

可以看出,各代无线移动通信技术都是伴随着信息传输速率提升而进一步发展。当信息传输速率(以下行传输速率为例)难以支撑用户对于各种多媒体业务需求时,人们总是致力于开发出从各个维度角度提高信息传输速率,例如增加传输带宽,从时域、频域和空域出发提高信息复用效率,提高信道容量,或者编码角度出发,最终呈现给用户的结果便是信息传输速率的提升。

3.1信息个人化

随着信息技术飞速发展,无线通信行业中信息的个人化趋势明显。移动IP技术能够推动信息个人化的发展。移动IP技术能够实现手机上的各种应用,普及程度越来越高的手机更推动了这一现象的发展。移动网络技术和IP技术的结合应用既符合现代人对个性的追求,也有利于对于信息的保密。两项技术完美融合必将推动全球的个人通信市场,加快信息个人化的进程。

3.2无线移动通信技术智能化

目前在国际范围内,移动通信用户已经达到了一定的数量,在我国移动通信用户数量已经超过了10亿,而且这个数字还在不断地增加。移动通信技术的发展有着较好的前景。第五代无线移动通信技术预计在未来几年内全面推广,这代表着无线移动通信技术的智能化的发张,从这个无线通信技术的发展规律可以看出,5G网络通信技术比上一代具有更强的利用率在数据信息传输方面有质的飞跃,在不同层面上都使无线移动通信技术发展上升了一个台阶。

3.3技术结构的变革

无线通信技术仍处在持续发展的状态,所以在未来相当长的一段时间里,无线通信技术都处于持续变革的过程。其技术变革中主要表现在接入高频谱等方面,通过提高速度、扩大容量和加强效率等方式,增加无线通信技术频谱,最终实现运营商使用的无线通信技术效率的全面加强。当今4G普及度非常高,从用户角度来说,似乎4G信息传输速率似乎已经可以满足各种多媒体业务的需求。5G发展看起来并不是那么重要,但是,4G所代表的移动互联网也仅仅满足了人与人之间的互联,为了使得现如今人们的生活的便捷程度,移动互联网发展趋势便是人与物或物与物之间的互联(物联网)。可以想象的是4G无法满足物联网对于通信速率的要求。因此,5G中提出了多种提高传输速率的方法。在科学技术的支持下,通信技术的更新使得人们生活更加方便快捷。其中无线移动通信技术的研发和应用,实现了对信息和数据的实时传递,为社会的进步与发展起到了重要的作用。本文主要对无线通信技术发展状况进行介绍,并从信息个人化、无线移动通信技术智能化、技术结构变革等方面,对无线移动通信技术发展趋势进行研究,望此次研究结果可以为无线移动通信技术发展提供参考,从而为广大民众和社会提供更加高效的通信。

参考文献

[1]谢显中.第三代移动通信的长期演进计划及比较[J].电信科学,2006,22(2):1-4.

[2]王军选.第四代移动通信系统及其关键技术研究[J].电信科学,2009,25(3):90-93.

[3]刘伟,魏迎春.第四代移动通信系统及其关键技术研究[J].广西通信技术,2011(2):34-37.

[4]屠子谦.未来无线移动通信前瞻[J].科技资讯,2014(31):21-22.

[5]吴淘锁,邬海峰.无线通信技术的发展历程与趋势[J].信息技术与信息化,2015(10):148-150.

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[7]于文科.浅谈无线移动通信技术的发展现状与趋势[J].无线互联科技,2014(7):85-85.

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中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2012)35-8464-02

2009年8月7日,国务院总理来到中科院无锡高新传感网工程技术研发中心考察并发表重要讲话后,“物联网”这一概念在中国迅速走红。各地相继成立了各种与物联网有关的组织,目前在中国,物联网已经被提升到国家战略。

物联网是通过RFID、无线传感器、GPS等信息传感设备,按照约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行通讯和信息交换,以实现智能化识别、监控、定位、管理的一种网络。简单地说,物联网是指把世界上所有的物体都联接到互联网上,形成“物联网”。

1 物联网技术

目前,物联网公认为有三个层次,最底层是感知层,这里的感知主要就是指系统信息的采集,包括把物品通过射频识别(RFID)、一维、二维条码、传感器、红外感应器、GPS等信息传感装置自动采集到与物品相关的信息;第二层是网络层,它是物联网的网络传输平台,建立在现有的移动通讯网、互联网和其他专网的基础上,将从底层获取的数据传输出去;最上面则是应用层,将所获得的数据进行分析、处理,完成物联网的“收集―传输―处理”三个步骤。

2 专业方向与课程体系

从技术上来分析,物联网所涉及的核心技术有传感器技术、RFID技术、无线网络技术、云计算技术等, 这些技术覆盖面广,从专业建设的角度来说不可能全部涉及,要有专业的定位。从物联网的主要应用来看物联网专业至少可以有以下几个方向:

2.1物联网工程方向

1)培养目标:面向物联网产业,服务区域与地方经济发展,培养具有扎实的专业理论基础知识、较强的实践能力、良好的团队协作能力,具有可持续发展能力与创新精神,掌握物联网基本知识和基本原理,具备物联网组建、管理、维护、应用,物联网设备营销与技术支持等能力的高素质技能型人才。

2)专业核心能力:物联网组网方案拟定及物联网组建能力;物联网工程施工组织及实施能力;网络设备配置与调试能力;物联网管理与维护及保障网络系统安全运行的能力;网络系统运行维护(监控、故障排除、网络系统优化和升级)能力;物联网应用能力;物联网应用系统管理与维护能力;物联网设备营销与技术支持能力。

3)主干课程:物联网技术导论、网页设计与制作、电子技术、数据库设计、嵌入式技术、编程与应用、综合布线、C#程序设计等

4)核心课程:传感器与无线传感器网络技术、RFID技术、短距离无线数据通信、网络设备配置调试与管理、物联网规划与组建等。

2.2 智能建筑方向

1)培养目标:面向智能建筑楼宇智能化产业,服务地方经济发展,培养具有智能建筑楼宇智能化必备的专业理论知识,良好的团队协作和创新精神,较强实践操作技能,掌握楼宇智能化产品营销运作、楼宇智能化设备的生产与维修、楼宇智能工程的设计与施工等方面技术,具备楼宇智能工程行业生产、服务、技术、管理等职业能力的高素质技能型人才。

2)专业核心能力:智能建筑及小区物业设备管理能力;智能建筑行业电气方面的安装、施工、管理和监理能力;建筑智能产品的生产、销售及售后服务能力;建筑智能系统的调试、维护维修、设备更新能力;建筑智能化系统相关产品研制开发的能力等。

3)主干课程:电子电路技术、楼宇自动化技术、AutoCAD工程制图、现代空调制冷与测控技术、建筑楼宇节能过程控制技术、PLC编程技术、综合安防监控技术等。

4)核心课程:物联网技术导论、RFID技术与高频技术、传感器与无线传感器网络技术、智能楼宇组态软件设计与应用、网络设备配置调试与管理、云语言信息技术、网络通信技术等

2.3车联网方向

1)培养目标:面向汽车行业,培养具有扎实的专业理论基础知识、较强的实践能力、良好的团队协作能力,具有可持续发展能力与创新精神,掌握车联网基本知识和基本原理,具备车联网组建、管理、维护、应用,车联网设备营销与技术支持等能力的高素质技能型人才。

2)专业核心能力:车联网系统管理能力;卫星定位系统应用能力;信号收集与利用能力,车联网系统配置能力;车联网系统监管处理能力;网络设备配置与调试能力。

3)主干课程:网络通信技术、车载技术、交通导航与信息服务、蓝牙技术、智能轨道交通管理、无线网络技术、微波技术等。

4)核心课程:M2M技术应用、RFID技术与高频技术、传感器与无线传感器网络技术、GPS定位技术/北斗定位技术、网络设备配置调试与管理、云语言信息技术、短距离无线通信技术、3G移动通信技术等。

2.4智能农业方向

1)培养目标:面向农业生产单位培养具有扎实的智能农业管理专业理论基础知识、较强的实践能力、良好的团队协作能力,具有创新能力和奉献精神,掌握智能农业管理基本知识和基本原理,具备农业生产经营管理、农业信息获取及处理、农业专家系统、农业系统模拟、农业决策支持系统、农业物联网网络技术等能力的高素质技能型人才。

2)专业核心能力:信息存储和处理能力、通讯系统应用能力、WSN网络应用能力、地理信息系统GIS应用能力、全球定位系统GPS应用能力,遥感技术应用能力等。

3)主干课程:精准农业管理、地理地质信息应用技术、生态环境监测与治理、设施农业智能化管理、精细化农业管理、种子储藏加工与种子管理、WSN现代农业应用、灌溉技术等。

4)核心课程:物联网技术导论、RFID技术与高频技术、传感器与无线传感器网络技术、无线网络技术、网络设备配置调试与管理、短距离无线通信技术、3G移动通信技术等。

3 总结

物联网专业的方向与课程体系的建设要依靠区域的物联网产业,这样才能为专业发展提供行业背景支撑,区域经济发展建设,同样也需要大量物联网人才支持。一个专业的建设与发展,需要很多硬件或软件的条件,只有因地制宜,与时俱进,制定出合理的专业方向和课程体系才能培养出更多的物联网高素质技能型人才。