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高職專業人才培養目標定位依據一方面是專業面向的崗位群業務規格要求確定職業知識、職業能力、職業素質結構。另一方面是崗位職業資格標準及職業技能鑒定標準確定作業規范與職業道德。通過對區域內移動通信運營商、移動通信設備供應商、移動代維公司等企業的深入調研和近3屆畢業生的跟蹤調查,將畢業生主要從事崗位劃定為“移動機房管理維護、移動通信基站維護、移動通信安裝測、移動通信網絡優化”等崗位。邀請企業技術人員與校內專家一起對上述崗位從事的典型工作任務進行分析,歸納出共性職業能力,確定“移動通信設備配置維護、移動通信網絡設計實施、移動通信網絡分析優化”為本專業人才培養的核心職業能力,并最終將本專業人才培養目標定位為:掌握移動通信系統、移動通信網絡、移動通信工程建設等方面的基礎知識,具備移動通信基站安裝、維護、管理,通信工程勘察、設計、規劃,移動通信網絡設計、分析、優化等能力,面向移動通信領域的機房基站維護、設備安裝調測、網絡設計優化等崗位的生產、服務、管理第一線需要的高端技能型人才。
2構建“四階遞進、工學結合”人才培養模式
人才培養模式的構建可以依據不同專業的特點和不同學院的實際情況進行設計。自2011年起,學院先后與數家業內知名企業簽署“訂單”培養協議。依托訂單合作企業,以工作過程為載體,建立“四階遞進、工學結合”人才培養模式。其中“四階遞進”是指職業能力培養分解為四個階段逐級進階,即第1、2學期在校內實訓基地進行,完成專業基礎能力培養;第3、4學期校企交替進行,完成專業核心能力培養;第5學期校企交替進行,完成協崗能力訓練;第6學期到企業進行頂崗能力實習“。工學結合”是指第1、2學期利用校企共建的移動通信綜合實訓平臺,開展“教學做一體”的仿真實訓;第3、4學期聘請企業技術人員擔任指導教師,開展“教學做一體”的全真實訓;第5學期在企業技術人員的指導下,協助完成基本崗位工作;在第6學期在校外實習基地開展頂崗綜合實習。
3設計以工作過程為導向的課程體系
通過對移動通信運營商、移動通信設備供應商、移動代維公司等企業實地走訪及畢業生的跟蹤調研,確定移動通信行業面向高職院校畢業生的崗位群。邀請企業技術人員與校內專家組一起對崗位群進行分析,歸納整理典型工作任務。基于這些典型工作任務分析從業所需的職業能力,典型工作任務分解過程如表1所示。再將這些職業能力按照專業能力、方法能力和社會能力進行分類、匯總,并以此為依據構建移動綜合職業能力課程體系。由于移動系統有GSM/WCDMA/CDMA2000/TD-SCDMA等,需要從典型崗位任務推演到各系統的典型工作任務,選取崗位工作技能為邏輯載體,分別以對象系統、工作順序為線索,提煉學習領域課程,形成專業核心課程。
4實施一體化教學模式改革
依托實訓條件,創設情境,實施專業核心課“教學做”一體化教學模式改革,啟發學生思維、學生在教師的引導下完成各子項目任務,利用情境進行真實配置、在線實際處理,激發學生學習動力和興趣,并在教學做的過程中鍛煉協作、分析、整理的方法能力和社會能力。豐富教學案例視頻,展現特色教學方法。充分發揮校企合作的優勢,結合實踐,收集整理更多案例素材,制作更多的實際案例教學視頻,豐富教學內容和教學方法。利用專業教學資源信息化,建成開放、共享的專業與課程資源庫,可隨時學習自學。搭建資源服務平臺,為院校、教師、學生和企業從業人員提供服務,移動通信技術專業教師、學生和從業人員,免費共享個性化學習。改變傳統的反饋及測試方式,提高學習質量,激發學生創新思維。通過專業資源平臺在線答疑,反饋信息。
5結語語
1前言
移動通信業務之所以發展迅猛主要是其滿足了人們在任何時間。任何地點與任何個人進行通信的愿望。移動通信是實現未來理想的個人通信服務的必由之路。在信息支撐技術、市場競爭和需求的共同作用下,移動通信技術的發展更是突飛猛進,呈現出以下幾大趨勢:網絡業務數據化、分組化,網絡技術寬帶化,網絡技術智能化,更高的頻段,更有效利用頻率,各種網絡趨于融合。了解、掌握這些趨勢對移動通信運營商和設備制造商均具有重要的現實意義。
2網絡業務數據化、分組化
2.1無線數據——生機無限當前移動數據通信發展迅速,被認為是移動通信發展的一個主要方向。近年來出現的移動數據通信主要有兩種,一種是電路交換型的移動數據業務,如TACS、AMPS和GSM中的承載數據業務以及GSM系統的HSCSD;另外一種是分組交換型的移動數據業務,如摩托羅拉的DataTAC、愛立信的Mobitex和GSM系統的GPRS。
目前,無線數據業務只占GSM網絡全部業務量中的很小一部分,但是在未來的兩年中這種狀況將開始扭轉,并大大改變。1999年以后,隨著HSCSD、GPRS等新的高速數據解決方案顯露崢嶸,并成為數據應用的新焦點,無線數據將成為運營商經營計劃中越來越重要的部分,它預示著未來大量的商業機遇。
(1)應用驅動市場
無線數據業務的主要驅動力在于用戶的應用。話音是單一的、易于被大眾所接受的業務,然而無線數據則不同,無線數據最初的應用重點放在運輸管理這樣的專業市場。近期無線數據業務的目標市場是銷售人員或現場工程師這樣的用戶群。從這些先發目標的應用中積累無線數據的經驗,并從中受益。
在過去的十年里,傳統的生活方式已經在迅速改變,人們更經常性地移動,職業和個人生活之間的分界變得模糊,人們需要不分時間、地點訪問很重要的信息。發生在用戶身上的這種生活方式的改變將成為驅動無線數據業務發展的重要因素。
(2)因特網的影響
和通信的其他領域一樣,無線數據業務的一個最重要的驅動力來自Internet。根據最近的研究,未來兩年歐洲的因特網用戶數量將翻一番。在我國,因特網用戶的年增長率將高達300%,顯然用戶在運動中接入因特網的需求將會增長。
為了滿足接入因特網的需求,一個全球性的開放協議——無線應用協議(WAP)應運而生。WAP為將Internet的信息內容以及增值業務傳送到移動終端提供了一種開放的通用標準,實現了IP與GSM網絡的橋接,是一個為廠商提供加速市場增長、避免網絡割接、保護運營商投資的標準,WAP確保任何與WAP兼容的GSM手機都能工作。
(3)數據速率的發展
GSM承載業務所提供的GSM數據速率最高只能達到9.6kbit/s。國際上1998年引入的高速電路交換數據(HSCSD)技術將實現57kbit/s的數據速率,對要求連續比特率和傳輸時延小的應用是理想的,如會議電視、電子郵件、遠程接入企業的局域網和無線圖像。1999年商用化的GPRS是第一個GSM分組數據應用,將實現超過100kbit/s的數據速率。對較短的“突發”類型業務是理想的,如信用卡認證、遠程測量和遠程事務處理。EDGE(增強數據速率GSM改進模式)使用修改過的GSM調制方式來實現超過300kbit/s的數據速率。EDGE會讓GSM運營商特別受益,他們不但可以贏得第三代移動通信的經營執照,還可以提供有競爭力的寬帶數據業務。
2.2個人多媒體通信——網絡演進的方向
對隨時隨地話音通信的追求使早期移動通信走向成功。移動通信的商業價值和用戶市場得到了證明,全球移動市場以超凡的速度增長。移動通信演進的下一階段是向無線數據乃至個人移動多媒體轉移,這一進展已經開始,并將成為未來重要的增長點。個人移動多媒體將根據地點為人們提供無法想像的、完善的個人業務和無線信息,將對人們工作和生活的各個方面產生影響。在個人多媒體世界里,話音郵件和電子郵件被傳送到移動多媒體信箱中;短信將成為帶有照片和視頻內容的電子明信片;話音呼叫將與實時圖像相結合,產生大量的可視移動電話,還將實現移動因特網和萬維網瀏覽。像無線會議電視這樣的應用將隨處可見,電子商務將蓬勃開展。對于運動中的用戶還有隨時隨地的各種信箱和娛樂服務。
3網絡技術的寬帶化
在電信業歷史上,移動通信可能是技術和市場發展最快的領域。業務、技術、市場三者之間是一種互動的關系,伴隨著用戶對數據、多媒體業務需求的增加,網絡業務向數據化、分組化發展,移動網絡必然走向寬帶化。
通過使用電話交換技術和蜂窩無線電技術,70年代末誕生了第一代模擬移動電話。AMPS(北美蜂窩系統)、NMT(北歐移動電話)和TACS(全向通信系統)是三種主要的窄帶模擬標準。第一代無線網絡技術的一大成就就是去掉了將電話連接到網絡的用戶線。用戶第一次能夠在他們所在的任何地方無線接收和撥打電話。
第二代系統引入了數字無線電技術,它提供更高的網絡容量,改善了話音質量和保密性,并為用戶引入了無縫的國際漫游。今天世界市場的第二代數字無線標準,包括GSM、MMPS、PDC(日本數字蜂窩系統)和IS95CDMA等,均仍為窄帶系統。
第三代移動系統,即IMT-2000,是一種真正的寬帶多媒體系統,它能夠提供高質量寬帶綜合業務并實現全球無縫覆蓋。2000年以后,窄帶移動電話業務需求將依然很大,但隨著Internet等高速數據通信及多媒體通信需求的驅動,寬帶多媒體綜合業務將逐步增長,而且就未來信息高速公路建設的無縫覆蓋而言,寬帶移動通信作為整個移動市場份額的子集將顯得愈來愈重要。
第三代系統預計在2002年投入商用。
從第二代到第三代系統的變化并不像從第一代模擬網絡到第二代數字網絡那樣存在重大的技術變遷。從目前的技術發展現狀和趨勢來講,第二代系統將逐步子滑過渡到第三代系統,在此演進過程中,移動網絡所能實現的數據速率逐步升級:GSM承載業務所能提供的數據速率為9.6kbit/s,1998年商用的HSCSD技術實現了57kbit/s的數據速率,1999年引入的GPRS將實現超過100kbit/s的數據速率,將在2000年引入的EDGE技術可實現超過300kbit/s的數據速率。2001年后投入商用的第三代系統將能夠在廣域網上實現384kbit/s的數據速率,在辦公室和家中還可以達到2Mbit/s。
4網絡技術的智能化
移動通信需求的不斷增長以及新技術在移動通信中的廣泛應用,促使移動網絡得到了迅速發展。移動網絡由單純地傳遞和交換信息,逐步向存儲和處理信息的智能化發展,移動智能網由此而生。移動智能網是在移動網絡中引人智能網功能實體,以完成對移動呼叫的智能控制的一種網絡,是一種開放性的智能平臺,它使電信業務經營者能夠方便、快速、經濟、有效地提供客戶所需的各類電信新業務,使客戶對網絡有更強的控制功能,能夠方便靈活地獲取所需的信息。移動智能網通過把交換與業務分離,建立集中的業務控制點和數據庫,進而進一步建立集中的業務管理系統和業務生成環境來達到上述目標。通過智能網,運營公司可以最優地利用其網絡,加快新業務的生成;可以根據客戶的需要來設計業務,向其他業務提供者開放網絡,增加收益。
關于移動智能網的研究,早在1995年就已開始,剛開始并沒有具體的標準協議出現,各廠商各自制定了自己的標準,并且據此進行了不少的研究工作,如Alcatel、Nortel、Ericsson等都先后推出了自己的初期產品。這些工作為最終移動智能網標準的形成積累了經驗。
1997年末,美國蜂窩電信工業協會(CTIA)制定了移動智能網的第一個標準協議——IS-41D協議。1998年1月,歐洲電信標準研究所(ETSI)在GSMphase2+階段引入了CAMEL協議(移動通信高級邏輯的客戶化應用程序),當時的版本是Phase1。1998年4月,ITU-T在新推出的智能網能力集一2標準中描述了移動接入的功能實體,稱為CAMELphase2標準。
伴隨著移動網絡向第三代系統的演進,網絡的智能化程度也在不斷地提升。智能網及其智能業務是構成未來個人通信的基本條件。
5更高的頻段
從第一代的模擬移動電話,到第二代的數字移動網絡,再到將來的第三代移動通信系統,網絡使用的無線頻段遵循一種由低到高的發展趨勢。1981年誕生的第一個具有國際漫游功能的模擬系統NMT的使用頻段為450MHz,1986年NMT變遷到900MHz頻段。我國目前的模擬TACS系統的使用頻段也為900MHz。在第二代網絡中,GSM系統的開始使用頻段為900MHz,IS-95CDMA系統為800MHz。為了從根本上提高GSM系統的容量,1997年出現了1800MHz系統,GSM900/1800雙頻網絡迅速普及。2002年將投入商用的第三代系統IMT-2000則定位在2GHz頻段。
6更有效利用頻率
無線電頻率是一種寶貴資源。隨著移動通信的飛速發展,頻譜資源有限和移動用戶急劇增加的矛盾越來越尖銳,出現了“頻率嚴重短缺”的現象。解決頻率擁擠問題的出路是采用各種頻率有效利用技術和開發新頻段。
模擬制的早期蜂窩移動通信系統采用頻分多址方式,主要通過多信道共用、頻率復用和波道窄帶化等技術實現頻率的有效利用。隨著業務的發展,模擬系統已遠不能滿足用戶發展的需求。數字移動通信比模擬移動通信具有更大的容量。同樣的頻分多址技術,數字系統要求的載干比較小,因而頻率復用距離可以小一些,系統的容量可以大一些。而且,數字移動通信還可采用時分多址或碼分多址技術,它比模擬的頻分多址制在系統容量上大4-20倍。
GSM作為最具代表性和最為成熟的數字移動通信系統,其發展歷程就是一部頻率有效利用技術的演進史。GSM采用時分多址制式,其對頻率的有效利用主要是通過頻率復用技術的不斷升級實現的。從傳統的4×3方式,到3×3、1×3、MRP、2×6等新的復用技術,頻率復用的密集度逐步提升,頻譜效率快速提高,GSM系統的容量得到逐步釋放。1995年開始投入商用的IS-95CDMA(窄帶)系統,以無線技術的先進性和大容量等特點著稱。它以擴頻技術為基礎,不同用戶的信號靠不同的編碼序列來區分,如果從頻域或時域來觀察,多個CDMA信號是相互重疊的,故理論上CDMA系統的頻譜利用率比GSM系統更高,網絡容量更大。同時CDMA系統具有一定的過載能力,即系統具備軟容量。作為未來第三代移動通信系統主流無線接入技術的WCDMA(寬帶碼分多址)能夠更高效地利用無線電頻率。它利用分層小區結構、自適應天線陣和相干解調(雙向)等技術,網絡容量可得到大幅提高,可以更好地滿足未來移動通信的發展要求。
7網絡趨于融合,走向統一
7.1第三代移動通信系統的結構
第三代系統的主要目標是將包括衛星在內的所有網絡融合為可以替代眾多網絡功能的統一系統,它能夠提供寬帶業務并實現全球無縫覆蓋。為了保護運營公司在現有網絡設施上的投資,第二代系統向第三代系統的演進遵循平滑過渡的原則,現有的GSM、D-AMPSIS-136等第二代系統均將演變成為第三代系統的核心網絡,從而形成一個核心網家族,核心網家族的不同成員之間通過NNI接口聯結起來,成為一個整體,從而實現全球漫游。在核心網絡家族的,形成一個龐大的無線接入家族,現有的幾乎所有的無線接入技術以及WCDMA等第三代無線接入技術均將成為其成員。
第四代移動通信技術中采用了智能天線技術,智能天線一般是指安裝在基站的天線,主要是通過能夠編程的電子相位關系來確定方向性。智能天線技術采用的是SDMA,而SDMA是衛星通信方式的一種,主要是利用天線的方向性來確定范圍,也就是頻域,從而減少了成本,增加了收益。SDMA是利用空間分割來劃分信道,采用智能天線技術可以改善信號質量,4G移動通信技術廣泛采用這一能夠降低建設成本的技術。另外,為了提高移動通信系統的性能,4G移動移動技術還采用了無線鏈路增強技術,像分集技術和多輸入多輸出(MIMO)技術,為數據的高速傳輸提供了技術支持。
2、4G移動通信技術的安全缺陷繼解決措施
病毒,一般來說,是有些計算機操作人員惡意制造的一些計算機操作指令,載入在一些人們常用的軟件和網頁當中傳播,破壞計算機的信息安全。病毒對網絡通信的破壞是猝不及防的,而且其傳播速度很快,在很短的時間內能讓成千上萬的文件或者程序受到攻擊。而且病毒自身繁殖性也很強,一旦遭到病毒侵害的程序就會自身復制,能夠像生物病毒一樣繁殖下去,對通信安全將造成巨大的危害。黑客,一般都擁有大量的計算機相關的技能,能夠輕易侵入別人的電腦或者拿別人的電腦當跳板再入侵其他的電腦來竊取用戶信息,或者破壞通信信息安全。黑客非法地對國家政府、軍事情報機關的網絡、軍事指揮系統、公司企業的計算機系統進行竊聽、篡改,以達到危害國家安全,破壞社會穩定,致使企業造成損失,這將對用戶的通信安全產生巨大的威脅。網絡服務器或者瀏覽器本身存在的安全缺陷,極易被一些惡意軟件攜帶的病毒攻擊,而這些病毒經常不容易被發現,最終對通信和信息交換造成破壞。科技不斷地發展,我們有信心解決以上提出的安全問題,為了有效地解決,我們在4G移動通信技術研究和開發的過程中一定要嚴密把控各方面的環節,確保第四代移動通信技術對于用戶數據的信息安全。采取增加網絡防火墻,使用更加復雜的秘鑰等措施,提高系統的抗攻擊能力,在不影響數據安全和完整性的前提下,同時提高系統的恢復能力。同時,各國政府也要成立專門的機構,出臺相關的法律法規,增加對網絡安全管理人員的培養,普及安全知識,同時加大對安全保護措施的投資力度,對危害通信安全和網絡安全的不法分子嚴懲不貸。
3、結語
摘要:近年發展起來的CDMA移動通信系統技術相對于FDMA、TDMA系統具有較大的容量,但由于多徑干擾、多址干擾的存在,其容量優勢并沒有得到充分的發揮,如果在基站上采用智能天線可以降低這些干擾的影響,提高系統的性能。本文通過對智能天線的認識、優勢的闡述,從而引發智能天線在現代移動通信中的重要性。
一、引言
我們知道,天線有很多種,但大體上可分為三大類:“線天線”、“面天線”及“陣列天線”。陣列天線最初用于雷達、聲納以及軍事通信中,完成空間濾波和參數估計兩大任務。當陣列天線應用到移動通信領域時,通信工程師喜歡用“智能天線”來稱謂之。智能天線根據方向圖形成(或稱為波束形成)的方式又可分為兩類:第一類,采用固定形狀方向圖的智能天線,且不需要參考信號;第二類,采用自適應算法形成方向圖的智能天線,需要參考信號。
本文在以下提到的智能天線都是指第二類,即(自適應)智能天線,這也是目前智能天線研究的主流。
二、智能天線的技術現狀
在分析研究智能天線技術理論的同時,國內外一些大學、公司和研究所分別建立了試驗平臺,用實驗的方法來驗證理論研究的成果,得出相應的結論。
(1)在美國
在智能天線技術方面,美國較其它國家要成熟的多,并已開始投入實用。美國ArrayComm公司將智能天線技術應用于無線本地環路(WLL)系統。ArrayComm方案采用可變陣元配置,有12陣元、8陣元環形自適應陣列可供不同環境選用,現場實驗表明在PHS基站采用該技術可以使系統容量提高4倍。
(2)在歐洲
歐洲通信委員會(CEC)在RACE(ResearchintoAdvancedCommunicationinEurope)計劃中實施了第一階段智能天線技術研究,稱為TSUNAMI(TheTechnologyinSmartAntennasforUniver-salAdvancedMobileInfrastructure),由德國、英國、丹麥和西班牙合作完成。該項目是在DECT基站上構造智能天線試驗模型,于1995年初開始現場試驗,天線陣列由8個陣元組成,射頻工作頻率為1.89GHz,陣元間距可調,陣元分布有直線型、圓環型和平面型三種形式。試驗模型用數字波束成形的方法實現智能天線,采用ERA技術有限公司的專用ASIC芯片BDF1108完成波束形成,使用TMS320C40芯片作為中央控制。
(3)在日本
ATR光電通信研究所研制了基于波束空間處理方式的多波束智能天線。天線陣元布局為間距半波長的16陣元平面方陣,射頻工作頻率是1.545GHz。陣元組件接收信號在模數變換后,進行快速付氏變換(FFT)處理,形成正交波束后,分別采用恒模(CMA)算法或最大比值合并分集算法,數字信號處理部分由10片FPGA完成,整塊電路板大小為23.3cm×34.0cm。ATR研究人員提出了智能天線的軟件天線的概念。
我國目前有部分單位也正進行相關的研究。信威公司將智能天線應用于TDD(時分雙工)方式的WLL系統中,信威公司智能天線采用8陣元環形自適應陣列,射頻工作于1785~1805MHz,采用TDD雙工方式,收發間隔10ms,接收機靈敏度最大可提高9dB。
三、智能天線的優勢
智能天線是第三代移動通信不可缺少的空域信號處理技術,歸納起來,智能天線具有以下幾個突出的優點。
(1)具有測向和自適應調零功能,能把主波束對準入射信號并適應實時跟蹤信號,同時還能把零響點對準干擾信號。
(2)提高輸入信號的信干噪比。顯然,采用多天線陣列將截獲更多的空間信號,也即是獲得陣列增益。
(3)能識別不同入射方向的直射波和反射波,具有較強的抗多徑衰落和同信道干擾的能力。能減小普通均衡技術很難處理的快衰落對系統性能的影響。
(4)增強系統抗頻率選擇性衰落的能力,因為天線陣列本質上具有空間分集的能力。
(5)可以利用智能天線,實時監測電磁環境和用戶情況來提高網絡的管理能力。
(6)智能天線自適應調節天線增益,從而較好地解決遠近效應問題。為移動臺的進一步簡化提供了條件。越區切換是根據基站接收的移動臺功率的電平來判斷的。由于陰影效應和多徑衰落的影響常常導致錯誤的越區轉接,從而增加了網絡管理的負荷和用戶的呼損率。在相鄰小區應用的智能天線技術,可以實時地測量和記錄移動臺的位置和速度,為越區切換提供更可靠的依據。
四、智能天線與若干空域處理技術的比較
為了進一步理解智能天線的概念,我們把智能天線和相關的傳統空域處理技術加以比較。
(1)智能天線與自適應天線的比較
智能天線與自適應天線并沒有本質上的區別,只是由于應用場合不同而具有顯著的差異。自適應天線主要應用于雷達系統的干擾抵消,一般地,雷達接收到的干擾信號具有很強的功率電平,并且干擾源數目比天線陣列單元數少或相當。而在無線通信系統中,由于多徑傳播效應到達天線陣列的干擾數目遠大于天線陣列單元數,入射角呈現隨機分布,功率電平也有很大的動態變化范圍,此時的天線叫智能天線。對自適應天線而言,只需對入射干擾信號進行抵消以獲得信干噪比(SINR,SignaltoInterferenceplusNoiseRatio)的最大化。對智能天線而言,由于到達陣列的多徑信號的入射角和功率電平均數是隨機變化的,所以獲得的是統計意義上的信干噪比(SINR)的最大化。
(2)智能天線與空間分集技術的比較
空間分集是無線通信系統中常用的抗多徑衰落方案。M單元智能天線也可等效為由M個空間耦合器按優化合并準則構成的空間分集陣列。因此可以認為智能天線是傳統分集接收的進一步發展。
但是智能天線與空間分集技術卻是有顯著的差別的。首先空間分集利用了陣列天線中不同陣元耦合得到的空間信號的弱相關性,也即是不同路徑的多徑信號的弱相關性。而智能天線則是對所有陣元接收的信號進行加權合并來形成空間濾波。一個根本性的區別:智能天線陣列結構的間距小于一個波長(一般取λ/2),而空間分集陣列的間距可以為數個波長。
(3)智能天線與小區扇區化的比較
小區的扇區化可以認為是一種簡化的、固定的預分配智能天線系統。智能天線則是動態地、自適應優化的扇區化技術。現在,我們來討論一個頗有爭議的問題。根據IS-95建議,當采用120°扇區時系統容量將增加3倍。由此是否可以得到結論,扇區化波束越窄系統容量提高越大?考慮到實際的電磁環境,我們認為對這一問題的回答是否定的。這是因為窄波束接收到的信號往往是由許多相關性較強的多徑信號構成的。一般情況下,各徑信號的時延擴展小于一個chip周期。這時信號波形易于產生畸變從而降低信號的質量達不到增加系統容量的目的。同時如果采用過窄的波束接收信號,一旦該徑信號受到嚴重的衰落,則將直接導致通信的中斷。另外,過窄的接收波束在工程上是難以實現的,并將成倍地增加設備的復雜度。
五、智能天線的未來展望
(1)目前還沒有一個完整的通信理論能夠較全面地將智能天線的所有課題有機地聯系起來,故需要建立一套較完整的智能天線理論;另一方面,高效、快速的智能算法也將是智能天線走向實用的關鍵。
(2)采用高速DSP技術,將原先的射頻信號轉移到基帶進行處理。基帶處理過程是數字算法的硬件實現過程。
(3)由于圓形布陣和二維任意布陣比等間隔線陣優越,同時陣列天線的數字合成算法能夠用于任意形式陣列天線而形成任意圖案的方向圖,因而可考慮在CDMA基站中采用二維任意布陣的智能天線。
(4)在移動臺中(如手機)采用智能天線技術。
(5)采用智能天線技術來改善移動通信信道中上下鏈路不能使用同一套權值的問題,以改善上下鏈路的性能。
(6)目前,智能天線技術的研究已不是單一地研究智能天線本身,應與CDMA的一些關鍵技術(如多用戶檢測技術、多用戶接收技術、功率控制等)結合在一起研究。
(1)實驗教學從屬于理論教學,實驗教學得不到足夠的重視,實驗是為驗證理論知識,理論教學和實踐教學相脫節;
(2)實驗內容陳舊,無法趕上移動通信新型器件和裝置的發展,缺乏新的實驗教學手段和方法;設備的更新換代比較慢,實驗的開展受到硬件實驗設備的限制,跟不上技術革新的步伐;
(3)驗證性實驗多,綜合性實驗以及創新性實驗少,在實驗方法上基本是簡單的模仿,學生被動學習,缺少積極的思維和創新,也沒有探索的目標和方向,沒有良好的實驗教學改革措施;
(4)在移動通信原理課程中,關于調制解調等有關內容偏重理論,太過抽象,枯燥乏味。受資金和儀器設備不足等實驗條件的限制以及學時較少的影響,很多移動通信原理實驗(例如正交頻分多路實驗)不能由學生實際動手完成,一些實驗內容僅僅能驗證理論課學習的內容,顯然對學生創新能力的培養是非常不利的。積極探索移動通信原理實驗教學的改革,嘗試開展仿真創新實驗教學,對于學生更好地學習移動通信原理課程,培養創新能力起著重要的作用。
2仿真教學的引入與創新能力的培養
傳統的移動通信原理課程理論教學,大多重在討論某種技術或算法的原理及其理論推導,以方便理解調制解調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、無線電波發射與接收等知識的理解。在常規的實驗課上,對移動通信實驗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容,教師在黑板上畫圖也是一件比較困難的事情,而且學生不易理解。在傳統的設計性實驗中,學生常因受到固定的實驗設備的束縛而改變實驗設計思路,不可避免地存在錯誤和不足,致使電路調試費時費力,甚至引起元器件和儀器設備損壞,使實驗不能達到預期效果。因此,在移動通信原理實驗教學中引入仿真實驗,是對理論課教學的必要補充。學生可以充分利用仿真實驗軟件在數據采集、儲存、分析、處理、傳輸及控制等方面的強大功能,進行方案的論證、選定和電路的設計,可以方便地改變參數來調整電路,使之更好地接近設計要求,設計出較為理想的電路。學生還可以根據要求輸出電路的測試參量或波形,作為真實電路調試的依據和參考;可利用計算機進行不同的仿真操作,得到與使用實際實驗裝置進行真實實驗相同的結果。另外,一些較為復雜的移動通信創新性實驗和綜合性實驗,無法通過模擬實驗完成實驗課教學,但是通過引入仿真教學,便可以擴大實驗教學的維度、擴大了實驗教學的可操作性。移動通信是通信原理、高頻電路和信號處理的交叉學科,學生只通過理論教學很難理解學科交叉性,對移動通信原理的理解也不夠全面。通過引入仿真教學,既能加強學生對移動通信原理的認識,又能加強學生對實際電路的認識,為后續課程學習打下堅實的基礎。仿真實驗教學的引入,很好地支持了移動通信原理的學習,可以進行新技術的研究,拓展學生的工程意識,提高設計調試電路的靈活性,最大限度地發揮學生的創新思維,開闊學生的視野。
3仿真教學開展實例分析
3.1理論教學與正交調制解調分析
正交調制解調系統的原理是把整個可用信道頻帶B劃分為N個帶寬為f的子信道,把N個串行碼元變換為N個并行的碼元,將高速信號變換為低速的并行子數據流,分別調制這N個子信道載波進行同步傳輸,并在終端分開正交信號。信號的調制和解調實際是采用數字信號處理的方法來實現的。先將信號串并變換成低速支路,各支路的調制可以采用數字調制方式,然后進行快速傅里葉逆變換(IFFT)、快速傅里葉變換(FFT)來實現。
3.2正交頻分電路仿真實驗分析
通常在正交頻分電路分析中,往往會忽略講解和分析子載波調制快速傅里葉變換和反變換等內容。讓學生從理論公式推導中理解OFDM原理,并利用Matlab編程實現不同子載波數的調制信號,可以驗證對子載波數調制狀態的影響,進一步驗證理論公式并加深理解。可以用理論推導和實驗驗證兩種方法來理解調制。通過正交頻分各步驟的波形圖,形象地描繪信號調制解調的過程,逼真地顯現出真實信號傳輸變化的實時動態過程。
(1)確定參數。假設參數為:子載波數為8,FFT長度為8,符號速率、比特率、保護間隔長度為2,信噪比12,插入導頻數。基本的仿真可以不插入導頻,導頻數可以為0。通過運行仿真及修改參數設置,教師可引導學生逐步實驗,觀察分析仿真結果并給出結論。通過示波器模塊可以直觀地觀察到二進制隨機信源。
(2)產生數據。使用隨機數產生器產生二進制數據。可以將原序列化為16進制的碼元圖,通過改變數據率觀察仿真波形。
(3)子載波調制。利用Matlab工具仿真實現BPSK、QPSK、16QAM、64QAM等4種調制方式。按照星座圖,將每個子信道上的數據映射到星座圖點的復數表示。通過改變支路不同的調制方式,觀察到仿真波形,每次課都會有各式各樣新的實驗波形,可以直觀地觀察到二進制隨機信源,以及將一路高速數據轉換成多路低速數據的波形。
(4)IFFT運算。對上一步得到的同相分量和正交分量進行IFFT運算。為便于理解,可采用仿真軟件直觀地表現子信道上的數據與OFDM符號之間傅里葉逆變換關系。當子信道的脈沖為矩形脈沖時,具有sinc函數形式的頻譜。當改變系統(N)時,OFDM功率譜形狀也隨之改變。
(5)加入保護間隔,加入噪聲。由IFFT運算后的每個符號的同相分量和正交分量分別轉換為串行數據,并將符號尾部G長度的數據加到頭部,構成循環前綴。
(6)并串轉換。將每個符號分布在子信道上的數據還原為一路串行數據。
(7)FFT運算。對每個符號的同相分量和正交分量按照(Ich+Qch×i)進行FFT運算。由于噪聲和信道的影響,接收端收到的每個子信道上的數據,映射到星座圖不再是嚴格的發送端的星座圖。將得到的星座圖上的點按照最近原則判決為原星座圖上的點,并按映射規則還原為一組數據。利用以上設計的信號,在Matlab中編程實現該信號的調制,畫出調制前后信號的時序圖。此時,學生容易理解此種調制方式為何IFFT被稱調制。在此基礎上,學生通過理論分析以及Matlab實驗畫圖驗證,進一步加深了對正交頻分電路的理解。
4結束語
[關鍵詞]移動通信媒體;3G技術;三網融合
一、移動通信媒體已經成為“第五媒體”
媒介的定義是信息的一個載體,凡是能夠把信息從一方傳到另一方的工具、手段稱之為媒介。商業媒介通常具有以下特征:1.大眾的行銷服務的媒介必須是面對大眾傳播的,因此商業廣告談的媒介指的是大眾媒介;2.可控制性,投資行為的本質是以較少量的投入換取較大量的回饋,既是投資行為,在投資上必須具有可控制性;3.付費,商業媒體的另外一個特點為商業性,所謂商業性的意義是媒體依賴廣告為主要盈利來源,所以具有付費特征。
從以上媒介的定義和特征來看,移動通信媒體亦即手機媒體已經具備了媒介的所有要素,并且人們也已經普遍認可手機作為報紙、廣播、電視、網絡之后的“第五媒體”的地位。興起于20世紀90年代的網絡媒體,具備數字化、網絡化、多元化、全球化、小眾化化、實時性、交互性、廣容性、易檢性等特點,已經對以報紙為代表的傳統媒體的產生了強烈的沖擊。在美國,2009年3月16日,有著146年發行歷史的《西雅圖郵報》成為美國歷史上第一家改版為網絡報的報紙,這比2008年11月28日就宣布將變成網絡版的《基督教箴言報》的真正改版時間,還早了14天。北卡羅來納州州立大學菲利普•邁耶教授預言:2044年10月,美國最后一位日報讀者將結賬走人。而在中國,2005以后,報紙業也出現了整體不景氣的情況。那么在手機媒體突然興起的今天,會不會促成媒體結構新一輪的新陳代謝呢?
二、移動通信媒體的特點
移動通信媒體亦即通常所說的手機媒體,可以理解為一種集網絡和信息傳播功能于一體,通過數據傳輸技術,把各種文字、圖像、音頻、視頻信息數字化,然后傳輸給廣大用戶的嶄新媒體。無線網絡的發展讓手機同時具備了網絡媒體所具有幾乎所有優點。而由于其介質手機的特點,手機媒體也具備兼容性、整合性、貼身性和便于互動,成為一種“帶有體溫的媒體”。它具備以下其他媒體無法抗衡的特點。
廣泛性。早在2008年底,中國手機用戶已經超過6.4億。手機媒體的用戶已經不僅僅集中在25歲到45歲之間、知識水平較高、經濟基礎較好的人群,它已經向上擴展到65歲而向下延伸到15歲,手機幾乎已經成為對應于每個活躍的社會元素的存在。幾乎人手一終端,這是其他媒體不可能具備的。
覆蓋性。手機網絡在大多數地方都可以實現覆蓋,無論是辦公室還是家中,甚至電梯、汽車、火車上。它的覆蓋能力遠遠超過其他媒體。
跟從性。“手機時代,人們在裸奔”。通過現行的基站,手機定位誤差在200米,3G時代,誤差可以縮小到10米。2010年1月13日,西城區西單商業街透露將考慮開設手機信息平臺,只要進入西單地區,就可獲得商場購物及相關打折信息等。
可統計性。“裸奔”的概念不只是地理上的,通過受眾所用機型、話費、手機漫游情況、網頁瀏覽狀況,運營商可以精確的區分受眾,在此基礎上豐富受眾信息,建立詳細的受眾數據庫,將為廣告精準化營銷打下了很好的基礎。
即時互動性。廣告投放效果將不再是盲目計算的。通過促銷、活動等吸引反饋的手段可以準確地計算。
可支付性。手機已經可以進行方便的小額的電子支付。而和金融業的融合,使其變身為下一代的支付方式,同時代替錢包和信用卡,從理論上講也是可行的。
人們從廣泛性和覆蓋性意識到移動通信媒體的價值,在發展到一定程度以后,人們意識到手機媒體的更重要價值來源于它可以精確的區分受眾。而且,手機還具有隨身性、反應速度、區域能力、互動能力等其他媒體很難具備的特征,更使其可以進行精準甚至一對一的傳播。廣告將不再是單一的你投我放模式,而是與營銷緊密結合的交互式溝通過程。隨著手機上網資費的降低,人們使用無線網絡的頻率越來越高,而國家正在推行的三網融合會加速這一潮流,手機廣告的形式也將大大豐富。在互聯網時代,Google、百度等僅用了十幾年的時間就超越了眾多的媒體公司,而移動通信媒體時代的到來,又為運營商、互聯網企業、傳統媒體乃至終端機器生產商提供了一個再次競爭的舞臺,“忽然間,你會發現全世界最強大的公司突然成了自己的競爭對手,這的確令人難以置信,我們的競爭對手成了蘋果、Google和微軟”,諾基亞CEO康培凱這樣感慨。
三、移動通信媒體應該加強服務性
由于移動通信媒體所具有的優點,其在人群中的普及速度也是非常驚人的。早在2008年底,中國手機用戶數量已經超過6.4億,手機報的普及率已經達到39.6%。而隨著手機媒體的發展,早期群發短信式的模式已經遇阻,應當意識到受眾不缺少信息,缺少的是及時的、對他自己有用的信息。
在這一點上,日本的實踐比較成功。日本最大的移動通信公司NTTDoCoMo于1999年2月22日推出數據業務I-MODE,現在是全球最成功的無限互聯網服務。手機媒體研究的先行學者匡文波總結,它成功的關鍵是以內容為王:首先,它必須是新鮮的,即時更新;其次,它必須有深度;再次,應該鼓勵用戶多次訪問;第四,用戶應該能夠看到這種用手機上網方式的好處。I-MODE結合日本國民心理,量身定做了各種娛樂業務吸引用戶,重點提供了諸如漫畫、游戲、圖片下載和音樂等服務,結合對內容提供商的嚴格考核,保證了I-MODE業務內容的豐富化和個性化。
而移動通信媒體還有一個與傳統媒體非常大的不同,即它的發展非常依賴于技術的發展,而移動通信技術的發展無疑是非常快的。
四、3G技術將開啟移動通信媒體內容之門
3G技術的推廣,將使移動通信媒體擺脫手機報的單一形式,進入多姿多彩的多維領域。
3G是英文3rdGeneration的縮寫,指第三代移動通信技術。相對第一代模擬制式手機(1G)和第二代GSM、TDMA等數字手機(2G),第三代手機一般地講,是指將無線通信與國際互聯網等多媒體通信結合的新一代移動通信系統。它能夠處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式,提供包括網頁瀏覽、電話會議、電子商務等多種信息服務。為了提供這種服務,無線網絡必須能夠支持不同的數據傳輸速度,也就是說在室內、室外和行車的環境中能夠分別支持至少2Mbps(兆字節/每秒)、384kbps(千字節/每秒)以及144kbps的傳輸速度。
在3G技術基礎上,產生了傳播形式的無限可能,也產生了可預期的巨大的利益,使得與此相關的各傳統行業進入了群雄紛爭的階段。
五、移動通信媒體業諸般博弈
移動運營商進軍手機媒體業務的步伐已經勢不可擋,它與報社、電臺、電視臺、獨立WAP網站之間也因此產生了矛盾。移動運營商并不甘心只做網絡和渠道,而是要憑借自己在市場、用戶、渠道、信息網絡等方面的諸多優勢,力圖整合內容提供商、網絡服務商、設備系統和終端制造商以及終端用戶,形成以自己為主體的產業鏈。由此,移動運營商與報社、廣電企業和WAP網站之間產生了激烈的爭奪。
為了減少不必要的損耗,加速我國在這一輪信息技術變革中的腳步。在2010年1月13日主持召開的國務院常務會議中,決定加快推進電信網、廣播電視網和互聯網三網融合。
所謂“三網融合”,是一種廣義的、社會化的說法,在現階段它并不意味著電信網、計算機網和有線電視網三大網絡的物理合一,而主要是指業務應用的融合。三大網絡通過技術改造,能夠提供包括語音、數據、圖像等綜合多媒體的通信業務。
這也就意味著,只要通過一部機器,人們就可以完成日常所需的信息處理。手機體積或者屏幕面積會適度增大,而筆記本電腦等則會適度縮小,手機媒體也將正式進化為移動通信媒體。原本存在于電視媒體、手機媒體、網絡媒體之間的界限將進一步模糊。
同時也意味著,移動通信媒體進入了一個更加高速發展的時代,并且將加速對傳統媒體產業的解構,僅僅是“第五媒體”的定位,恐怕已經不能準確評價它的價值了。
參考文獻:
[1]錢偉剛.第四媒體的定義和特征.新聞實踐,2000,(7、8).
[2]張燕.釋放創意:平衡數字技術的手機媒體.湖南大眾傳媒職業技術學院學報,2008.7.
【關鍵詞】基于問題的學習(PBL);移動通信技術:比較分析;學習模式
【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009—8097(2012)08—0055—04
引言
《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020)》中強調要更新人才培養觀念、創新人才培養模式,倡導啟發式、探究式、討論式、參與式教學。基于問題的學習重在培養學生提出問題、分析問題和解決問題的能力,促進學生高級思維能力的發展,與《綱要》提出的理念相一致。隨著移動通信技術的發展及其在教學中的廣泛應用,探討移動通信技術支持下的基于問題的學習具有積極的理論價值與實踐意義。
一 移動技術支持下的基于問題的學習
1 基于問題的學習
基于問題的學習(Problem-Based Learning,簡稱PBL),或譯為“基于問題式學習”、“問題本位學習”,是由美國神經病學教授Howard Barrows于1969年在加拿大的麥克馬斯特大學(McMaster)首先創立的一種教學模式,目前在西方教育界非常盛行,它強調把學習設置到復雜的、有意義的問題情境中,通過讓學習者合作解決真實性,(authentic)問題,來學習隱含于問題背后的科學知識,形成解決問題的技能,并形成自主學習(self-directed learning)的能力。它能激發學生的學習興趣,增強學生的學習動機,提高學生提出問題、分析問題和解決問題的能力。因此,基于問題的學習自20世紀50年代應用于醫學教育以來,就受到了來自世界范圍內的廣泛關注,取得了顯著的效果,并被譽為當前國外教學改革浪潮中“多年來專業教育領域最引人注目的革新”,同時,它還被越來越多的其他學科領域所采用,從醫學擴展到建筑學、教育學、法學、管理學、經濟學等其他學科。
2 基于問題的學習的具體環節
基于問題的學習中設置和安排的教學活動都有一個共同的目標,那就是讓學習者通過提出和解決問題來實現知識經驗的建構,提高解決問題的能力,其實施的環節主要包括:
(1)創設問題情境:教師選擇源自真實世界的、結構不良的(ill-structured)、開放的(open-ended)、復雜的問題來創設逼真的問題情境,并賦予學生問題解決者的角色如醫生、律師、顧問等,從而提高學生解決問題的積極性和責任感,增強學生解決問題的動機。
(2)學生進入問題情境,分析具體問題;學生需對呈現的問題情境有一個清楚而徹底的理解,確定自己所要研究的具體問題,思考解決該問題他們已經具備哪些知識和信息、還需要具備哪些知識和信息。以5-7個人組成一個小組并進行任務分工,收集解決問題所需要的資料,并初步提出一些解決問題的方案,再通過小組成員的討論、分析,確定一個最佳的解決方案。此環節花費的時間相對較多,而且對教師的指導技巧和提問技巧要求都比較高。
(3)解決問題:根據確定的解決問題的方案,對收集到的學習資料進行分析、加工、整理、評價,并應用這些新學到的知識來解決問題,若問題仍得不到解決,就重新分析問題、提出新的假設,然后再收集資料,學習新的知識,直到問題得到解決。
(4)成果展示與評價:各小組可利用海報、口頭報告、圖表、PPT等形式來展示自己的結論及得出結論的過程。在成果展示過程中,相關專家、教師對學習者最終選擇的解決方案及解決問題的過程進行評價,其他學習者也可以對問題解決過程提出一些建議。這一過程,不僅使學生的溝通交流能力得到了提高,而且也使學生思考問題越來越周密,使他們領悟到了問題背后的關系和機制。
(5)反思:學習者在解決問題之后,反思在解決該問題的過程中哪些地方做得好、哪些地方做得不夠好,幫助他們理解新知識的應用情境,以后再遇到類似的問題時應該怎樣揚長避短,這樣的總結反思能幫助學習者把他們所學到的知識與具體的應用情境聯系起來,而不僅僅是模模糊糊地感覺到自己學到了很多知識。同時,這一反思過程對促進他們高級思維技能的發展也有很重要的作用。
學生在PBL的各個環節中始終圍繞要解決的問題進行學習、實驗、思考,因此,在實施過程中,關鍵是設計問題情境,強調問題情境的真實性,而且后續各環節的教與學活動都是圍繞創設的問題情境來進行的。
3 移動通信技術支持下的基于問題的學習
論文摘要:21世紀移動通信技術和市場飛速發展,在新技術和市場需求的共同作用下,未來移動通信技術將呈現以下幾大趨勢:網絡業務數據化、分組化,移動互聯網逐步形成;網絡技術數字化、寬帶化;網絡設備智能化、小型化;應用于更高的頻段,有效利用頻率;移動網絡的綜合化、全球化、個人化;各種網絡的融合;高速率、高質量、低費用。這正是第四代(4G)移動通信技術發展的方向和目標。
一、引言
移動通信是指移動用戶之間,或移動用戶與固定用戶之間的通信。隨著電子技術的發展,特別是半導體、集
成電路和計算機技術的發展,移動通信得到了迅速的發展。隨著其應用領域的擴大和對性能要求的提高,促使移動通信在技術上和理論上向更高水平發展。20世紀80年代以來,移動通信已成為現代通信網中不可缺少并發展最快的通信方式之一。
回顧移動通信的發展歷程,移動通信的發展大致經歷了幾個發展階段:第一代移動通信技術主要指蜂窩式模擬移動通信,技術特征是蜂窩網絡結構克服了大區制容量低、活動范圍受限的問題。第二代移動通信是蜂窩數字移動通信,使蜂窩系統具有數字傳輸所能提供的綜合業務等種種優點。第三代移動通信的主要特征是除了能提供第二代移動通信系統所擁有的各種優點,克服了其缺點外,還能夠提供寬帶多媒體業務,能提供高質量的視頻寬帶多媒體綜合業務,并能實現全球漫游。現在用的大多是第二代技術,第三代技術還不太成功,但已有了第四代技術的設想。第四代移動通信系統(4G)標準比第三代具有更多的功能。
二、4G移動通信簡介
第四代移動通信技術的概念可稱為寬帶接入和分布網絡,具有非對稱的超過2Mbit/s的數據傳輸能力。它包括寬帶無線固定接入、寬帶無線局域網、移動寬帶系統和交互式廣播網絡。第四代移動通信標準比第三代標準擁有更多的功能。第四代移動通信可以在不同的固定、無線平臺和跨越不同的頻帶的網絡中提供無線服務,可以在任何地方用寬帶接入互聯網(包括衛星通信和平流層通信),能夠提供定位定時、數據采集、遠程控制等綜合功能。此外,第四代移動通信系統是集成多功能的寬帶移動通信系統,是寬帶接入IP系統。目前正在開發和研制中的4G通信將具有以下特征:
(一)通信速度更快
由于人們研究4G通信的最初目的就是提高蜂窩電話和其他移動裝置無線訪問Internet的速率,因此4G通信的特征莫過于它具有更快的無線通信速度。專家預估,第四代移動通信系統的速度可達到10-20Mbit/s,最高可以達到100Mbit/s。
(二)網絡頻譜更寬
要想使4G通信達到100Mbit/s的傳輸速度,通信運營商必須在3G通信網絡的基礎上對其進行大幅度的改造,以便使4G網絡在通信帶寬上比3G網絡的帶寬高出許多。據研究,每個4G信道將占有100MHz的頻譜,相當于W-CDMA3G網絡的20倍。
(三)多種業務的完整融合
個人通信、信息系統、廣播、娛樂等業務無縫連接為一個整體,滿足用戶的各種需求。4G應能集成不同模式的無線通信——從無線局域網和藍牙等室內網絡、蜂窩信號、廣播電視到衛星通信,移動用戶可以自由地從一個標準漫游到另一個標準。各種業務應用、各種系統平臺間的互聯更便捷、安全,面向不同用戶要求,更富有個性化。而且4G手機從外觀和式樣上看將有更驚人的突破,可以想象的是,眼鏡、手表、化妝盒、旅游鞋都有可能成為4G終端。
(四)智能性能更高
第四代移動通信的智能性更高,不僅表現在4G通信的終端設備的設計和操作具有智能化,更重要的是4G手機可以實現許多難以想象的功能。例如,4G手機將能根據環境、時間以及其他因素來適時提醒手機的主人。
(五)兼容性能更平滑
要使4G通信盡快地被人們接受,還應該考慮到讓更多的用戶在投資最少的情況下輕易地過渡到4G通信。因此,從這個角度來看,4G通信系統應當具備全球漫游、接口開放、能跟多種網絡互聯、終端多樣化以及能從2G、3G平穩過渡等特點。
(六)實現更高質量的多媒體通信
4G通信提供的無線多媒體通信服務將包括語音、數據、影像等,大量信息透過寬頻的信道傳送出去,為此4G也稱為“多媒體移動通信”。
(七)通信費用更加便宜
由于4G通信不僅解決了與3G的兼容性問題,讓更多的現有通信用戶能輕易地升級到4G通信,而且4G通信引入了許多尖端通信技術,因此,相對其他技術來說,4G通信部署起來就容易、迅速得多。同時在建設4G通信網絡系統時,通信運營商們將考慮直接在3G通信網絡的基礎設施之上,采用逐步引入的方法,這樣就能夠有效地降低運營成本。
三、4G移動通信的接入系統
4G移動通信接入系統的顯著特點是,智能化多模式終端(multi-modeterminal)基于公共平臺,通過各種接技術,在各種網絡系統(平臺)之間實現無縫連接和協作。在4G移動通信中,各種專門的接入系統都基于一個公共平臺,相互協作,以最優化的方式工作,來滿足不同用戶的通信需求。當多模式終端接入系統時,網絡會自適應分配頻帶、給出最優化路由,以達到最佳通信效果。目前,4G移動通信的主要接入技術有:無線蜂窩移動通信系統(例如2G、3G);無繩系統(如DECT);短距離連接系統(如藍牙);WLAN系統;固定無線接入系統;衛星系統;平流層通信(STS);廣播電視接入系統(如DAB、DVB-T、CATV)。隨著技術發展和市場需求變化,新的接入技術將不斷出現。
不同類型的接入技術針對不同業務而設計,因此,我們根據接入技術的適用領域、移動小區半徑和工作環境,對接入技術進行分層。
分配層:主要由平流層通信、衛星通信和廣播電視通信組成,服務范圍覆蓋面積大。
蜂窩層:主要由2G、3G通信系統組成,服務范圍覆蓋面積較大。
熱點小區層:主要由WLAN網絡組成,服務范圍集中在校園、社區、會議中心等,移動通信能力很有限。
個人網絡層:主要應用于家庭、辦公室等場所,服務范圍覆蓋面積很小。移動通信能力有限,但可通過網絡接入系統連接其他網絡層。
固定網絡層:主要指雙絞線、同軸電纜、光纖組成的固定通信系統。
網絡接入系統在整個移動網絡中處于十分重要的位置。未來的接入系統將主要在以下三個方面進行技術革新和突破:為最大限度開發利用有限的頻率資源,在接入系統的物理層,優化調制、信道編碼和信號傳輸技術,提高信號處理算法、信號檢測和數據壓縮技術,并在頻譜共享和新型天線方面做進一步研究。為提高網絡性能,在接入系統的高層協議方面,研究網絡自我優化和自動重構技術,動態頻譜分配和資源分配技術,網絡管理和不同接入系統間協作。提高和擴展IP技術在移動網絡中的應用;加強軟件無線電技術;優化無線電傳輸技術,如支持實時和非實時業務、無縫連接和網絡安全。
四、4G移動通信系統中的關鍵技術
(一)定位技術
定位是指移動終端位置的測量方法和計算方法。它主要分為基于移動終端定位、基于移動網絡定位或者混合定位三種方式。在4G移動通信系統中,移動終端可能在不同系統(平臺)間進行移動通信。因此,對移動終端的定位和跟蹤,是實現移動終端在不同系統(平臺)間無縫連接和系統中高速率和高質量的移動通信的前提和保障。 轉貼于 (二)切換技術
切換技術適用于移動終端在不同移動小區之間、不同頻率之間通信或者信號降低信道選擇等情況。切換技術是未來移動終端在眾多通信系統、移動小區之間建立可靠移動通信的基礎和重要技術。它主要有軟切換和硬切換。在4G通信系統中,切換技術的適用范圍更為廣泛,并朝著軟切換和硬切換相結合的方向發展。
(三)軟件無線電技術
在4G移動通信系統中,軟件將會變得非常繁雜。為此,專家們提議引入軟件無線電技術,將其作為從第二代移動通信通向第三代和第四代移動通信的橋梁。軟件無線電技術能夠將模擬信號的數字化過程盡可能地接近天線,即將A/D和D/A轉換器盡可能地靠近RF前端,利用DSP進行信道分離、調制解調和信道編譯碼等工作。它旨在建立一個無線電通信平臺,在平臺上運行各種軟件系統,以實現多通路、多層次和多模式的無線通信。因此,應用軟件無線電技術,一個移動終端,就可以實現在不同系統和平臺之間,暢通無阻的使用。目前比較成熟的軟件無線電技術有參數控制軟件無線電系統。
(四)智能天線技術
智能天線具有抑制信號干擾、自動跟蹤以及數字波束調節等智能功能,能滿足數據中心、移動IP網絡的性能要求。智能天線成形波束能在空間域內抑制交互干擾,增強特殊范圍內想要的信號,這種技術既能改善信號質量又能增加傳輸容量。
(五)交互干擾抑制和多用戶識別
待開發的交互干擾抑制和多用戶識別技術應成為4G的組成部分,它們以交互干擾抑制的方式引入到基站和移動電話系統,消除不必要的鄰近和共信道用戶的交互干擾,確保接收機的高質量接收信號。這種組合將滿足更大用戶容量的需求,還能增加覆蓋范圍。交互干擾抑制和多用戶識別兩種技術的組合將大大減少網絡基礎設施的部署,確保業務質量的改善。
(六)新的調制和信號傳輸技術
在高頻段進行高速移動通信,將面臨嚴重的選頻衰落(frequency-selectivefading)。為提高信號性能,研究和發展智能調制和解調技術,來有效抑制這種衰落。例如正交頻分復用技術(OFDM)、自適應均衡器等。另一方面,采用TPC、Rake擴頻接收、跳頻、FEC(如AQR和Turbo編碼)等技術,來獲取更好的信號能量噪聲比。
五、OFDM技術在4G中的應用
若以技術層面來看,第三代移動通信系統主要是以CDMA為核心技術,第四代移動通信系統技術則以正交頻分復用(Orthogonal Freqency Division Multiplexer,OFDM)最受矚目,特別是有不少專家學者針對OFDM技術在移動通信技術上的應用,提出相關的理論基礎。例如無線區域環路(WLL)、數字音訊廣播(DAB)等,都將在未來采用OFDM技術,而第四代移動通信系統則計劃以OFDM為核心技術,提供增值服務。
在時代交替之際,舊有系統之整合與升級是產業關心的話題,目前大家談的是GSM如何升級到第三代移動通信系統;而未來則是CDMA如何與OFDM技術相結合。可以預計,CDMA絕對不會在第四代移動通信系統中消失,而是成為其應用技術的一部份,或許未來也會有新的整合技術如OFDM/CDMA產生,前文所提到的數字音訊廣播,其實它真正運用的技術是OFDM/FDMA的整合技術,同樣是利用兩種技術的結合。因此未來以OFDM為核心技術的第四代移動通信系統,也將會結合兩項技術的優點,一部份將是以CDMA的延伸技術。
六、結束語
對于現在的人來說,未來的4G通信的確顯得很神秘,不少人都認為第四代無線通信網絡系統是人類有史以來最復雜的技術系統。總的來說,要順利、全面地實施4G通信,還將可能遇到一些困難。
首先,人們對未來的4G通信的需求是它的通信傳輸速度將會得到極大提升,從理論上說最高可達到100Mbit/s,但手機的速度將受到通信系統容量的限制。據有關行家分析,4G手機將很難達到其理論速度。
其次,4G的發展還將面臨極大的市場壓力。有專家預測,在10年以后,2G的多媒體服務將進入第三個發展階段,此時覆蓋全球的3G網絡已經基本建成,全球25%以上的人口使用3G,到那時,整個行業正在消化吸收第三代技術,對于4G技術的接受還需要一個逐步過渡的過程。
因此,在建設4G通信網絡系統時,通信運營商們將考慮直接在3G通信網絡的基礎設施之上,采用逐步引入的方法,使移動通信從3G逐步向4G過渡。
參考文獻
1、謝顯忠等.基于TDD的第四代移動通信技術[M].電子工業出版社,2005.
關鍵詞:研究性學習;移動通信教學;研究
中圖分類號:TN929.5-4 文獻標識碼:A 文章編號:1006-0049-(2016)07-0186-01
移動通信技術的快速發展,促使移動企業需求大量的移動通信技術方面應用型人才。現在企業需要高級應用型人才,而我國高校培養出來的人才已經不適應企業發展需要,必須改變傳統的教學模式,本論文提出研究性學習在移動通信教學中的應用,研究性學習是一種新型的教學方式,以培養學生發現問題,解決問題為目標,提高學生自主學習能力,提高學生實踐能力,以適應現代移動通信企業對人才的要求。
一、研究性學習范疇
研究性學習是一項綜合實踐活動課程,需要全體學生參與,學生可以選擇那種研究性學習方式,不能不選擇研究性學習。研究性學習是一項必修課程,研究性學習在移動通信課程中應用,對提高學生專業技能起到重要作用,研究性學習主要以下作用。
(一)研究性學習是一種實踐性較強的教育教學活動
研究性學習與一般課程有著本質區別,是一項實踐較強的綜合課程。讓學生在實踐過程中獲得知識,比如通過市場調查移動通信設備廠商,型號,價錢等,讓學生掌握移動設備分類,價錢,應用范圍,比教師講理論,學生掌握的好,通過社會實踐掌握移動通信基礎知識,分析問題,培養具有解決問題能力,這也是研究性學習研究的目的。
(二)研究性學習強調知識的聯系和運用
研究性學習主要培養學生自主學習,利用所學知識解決實際應用問題,讓所學理論知識能融會貫通,能利用理論知識分析問題,解決問題。比如某個區域要搭建移動通信系統,給出移動通信設備參數,價位,讓學生購買移動通信設備,學生理論所給信息,提出幾套購買方案,讓甲方進行選擇,主要考察移動通信設備基礎知識理解,并能根據信息分析問題,最后提出解決問題方案,這是培養學生自主創新能力。
(三)研究性學習能充分調動學生學習興趣和積極性
研究性學習豐富了移動通信教學的教學方法,研究性學習本身具有多種學習方式選擇,調動了學生學習的積極性,提高了學生學習興趣,養成了學生學習習慣,提高學生自主學習能力,培養學生分析問題,解決問題能力,增強了創新意識,提高創新能力。
二、研究性學習理念
首先,提高學生發現問題和解決問題的能力。其次,培養學生的科學態度,讓學生學會從實際出發,通過認真踏實的探索實事求是地獲得結論。最后,培養學生對社會的責任心和使命感、助學生激活各科學習中的知識儲存、幫助學生獲得親自參與研究探索的積極體驗。
三、研究性學習方式
研究性學習方式沒有固定模式,學習方式是由多元化因素組成,學生根據自己興趣,愛好選擇合適的學習方式。研究性學習為學生的學習提供了多種形式的學習空間,也啟發了學生的創新能力,使學生在自選性操作中,通過多種形式的對話張揚個性,培養情操,親身感受科學的奧秘。
四、研究性學習途徑
(一)探索課堂形式
課堂教學是移動通信課程教學主題,如何探索在課堂教學過程中滲透研究性教學,培養學生自主學習能力,提高分析問題,解決問題能力。研究性學習是一種嶄新的學習模式,學生在主動探索中獲取移動通信知識,綜合應用知識解決實際問題。它充分體現了問題性、自主性、開放性、綜合性、實踐性和社會性這幾大特點,完全不同于過去那種偏重于機械記憶,淺層理解,培養模仿能力的陳舊教學模式。在研究性通信課程學習中,學生是主人,是學習的主體,而在以往通信課程的教學中,學生只是被動地接收知識的容器。在移動通信教學課堂上,教師需要搭建平臺,讓學生成為課堂上主人,教師是教學活動組織者,師生在教學活動中角色轉變,對于激發學生學習興趣,提高學生自主學習能力,增加創新意識有一定幫助。
(二)確立新型的師生關系
傳統教學活動中,教師與學生是教與學的師生關系,教師是教學活動主體,多數利用講授法進行傳授學生知識,學生就是聽與學。研究性學習應用師生關系發生轉變,主要是自主、合作,協商的師生關系,教師培養學生自主學習能力,課堂上學生是主角,教師是配角,在教學活動中師生是一種合作關系,共同完成一項學習任務,遇到問題共同協商解決,完全體現出學生自主性。總之,研究性學習在移動通信教學中的應用,激發學生學習興趣,提高學生學習實踐技能的積極性,實踐技能提高是符合現代企業發展的需要,現代企業用人標準在改變,高校教學模式必須發生改變,培養企業需要的高級應用型人才,提高學生自主學習能力,培養創新意識,提高創新能力。
[參考文獻]
[1]王金龍,蔡躍明.“數字移動通信”課程教學改革[J].電氣電子教學學報,2010(04).
[2]啜鋼,王文博,齊兆群,孫卓.移動通信精品課程教學改革實踐與探討[J].北京郵電大學學報(社會科學版),2009(04).
[3]黃清.案例教學在移動通信課程中的應用與思考[J].電氣電子教學學報,2009(S1).
[4]李蕾,滕志軍,陳曉娟.《移動通信》課程教學改革的探索與實踐[J].東北電力大學學報(社會科學版),2008(03).