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移动通信基本概念范文

发布时间:2023-10-12 17:41:49

导语:想要提升您的写作水平,创作出令人难忘的文章?我们精心为您整理的13篇移动通信基本概念范例,将为您的写作提供有力的支持和灵感!

移动通信基本概念

篇1

引言

在我国举行的第十二个五年规划的会议中,物联网的开发得到了我国政府的高度重视。近几年,物联网的高速发展有目共睹。事实上,早在2010年初,我国总理就在报告中明确指出要把物联网纳入我国重点发展的产业中,换言之,物联网的发展前景是被大家所认可的,它已经成为我国信息产业发展中必不可少的一部分。显然,我们的生活也因为物联网的出现而发生了翻天覆地的变化。互联网技术已经进入了成熟的阶段,它在物联网的推广和发展中扮演着不可或缺的角色。

一、物联网的基本概念

物联并不是一个新兴的概念,早在20世纪末期,微软总裁便提出了物-物的概念。随后,这一想法得到了世界知名学府麻省理工的认可,并且正式对物联网的概念进行了详细的叙述。

几年后,这一概念再度被国际电信进行补充,由此可见,物联网的发展已经得到了世界多个国家的认可。从本质上来说,物联网就是建立一个实现物体与物体之间的信息交换的网络,这一网络的建设需要借助多种电子信息技术完成物体信息的采集工作,并且对其进行转换,最终达到物体信息传输的目的。物联网的信息传输突破了距离的限制,并且能够进行自动化的系统管理,实现人对物品的信息管理,位置感知和实时监控等。

二、物联网的基本结构

作为信息产业的新兴产物,物联网的结构并不简单,主要分为三个层面,分别是应用、感知和网络。

1、应用。在物联网的架构中,应用位于最高位置,它的作用是实现人对物体的管理和实时操控。

2、感知。和应用层相反,感知是物联网架构的基本,它与所有位于物联网的物体都有接触。

3、网络。网络是实现物联的根本,没有网络就无法实现物体之间相互通信。因此,它贯穿于应用层和感知层之间,它的作用是传递经过感知层采集到的物体信息。

三、物联网的特点

物联网跟互联网之间是有很大不同的,物联网具有延长性强,能够与国民经济息息相关的特点。物联网与人们的生活各方面都有联系,可以说是无所不在。

首先,物联网是需要部署多种传感设备,在感知技术中运用十分广泛。它的每一个传感器都有自己的信息源,感知的事物来自各个方面。

其次,物联网涉及的范围非常广,它具有很强的包容性。在信息产业整个行业中,物联网都能涉及到,通信、传感、网络各个领域都有它的身影。所以提供的服务也是多样化的,服务形态以及应用能够实现多种组合。

再次,物联网可以对物体进行智能控制,具有较强的处理能力。物联网能够让传感器进行智能处理,获取到相应信息后发出指令,让传感器进行智能化处理。

四、移动通信技术在物联网中的应用

物联网的信息节点具有广泛性与移动性的特点,它的网络融合技术非常强。所以它的通信主要是以无线为主的,移动通信技术是当前物联网技术的主要手段之一。

五、移动通信系统在物联网中的应用方式

移动通信系统的组成较为复杂、在传输、管理、维护上都有专门的系统负责。所以移动通信在互联网中的应用方式是包括多方面的:

1、移动通信系统中的移动终端能够随时随地进行网络节点移动,能够与互联网感知终端互通,它是互联网信息当中的通信节点,也是通信过程中的传输介质。

2、移动通信技术非常成熟,覆盖区域非常广,在物联网中可以作为传输网络来使用。

3、移动网络维护平台的管理维护功能都非常传输,能够确保使用过程的安全性。物联网使用移动通信功能来进行管理维护是绝对没问题的。

六、移动通信在物联网中应用的现状与展望

近些年,移动通信技术与物联网技术发展非常迅速,移动通信在物联网中的使用已经渐渐开始。但是,使用的范围还是有行业限制的,并没有完全的运用到生活方方面面中,如果要使该技术与人们生活息息相关,就应当继续努力,抓紧实现物联网与移动技术相通的规范制度。还需要不断创新,把物联网运用到日常生活中,加快移动技术在物联网中的运用脚步,让大家都能够意识到物联网的重要性,并且把物联网运用到生活中。

篇2

【文章摘要】

随着社会科学技术的不断发展以及智能手机的逐渐普及,社会大众越来越关注4G 移动通信的相关技术。在本文中,简单阐述了4G 移动通信技术的基本概念,并介绍了相应的通信系统和比较核心的技术,此外,还具体剖析了4G 移动通信技术存在的安全方面的一些问题,并提出了一些相应的有效解决策略。

【关键词】

4G ;移动;通信技术;概念;安全;系统;策略

全球上第一代的移动通信系统是在上个世纪的美国研制成功的,进而拉开了移动通信时代的序幕,同时在逐渐进步的科技当中得到了快速的发展。一直到现在,4G 移动通信网络在移动通信这个领域开始崭露头角,与3G 移动通信技术相同,都广泛应用在世界的范围之内。相比于2G 移动通信,3G 通信系统有着许多方面的优势,但是在电路交换、统一标准、业务管理、接入速率、网络安全以及视频应用等各个方面都出现了不足,所以,人们将大部分的希望寄托于4G 的移动通信。

1 简述4G 移动通信技术的基本概念

一般来讲,4G 移动通信技术能够被定义成分布网络以及广带接入,它的非对称的那种数据传输的能力应该保持在2Mb/s 以上,能够对4G 移动通信的相关用户提供大概150Mb/s 的清晰视频的相关服务,还能够实现传输三维图像。同时, 4G 移动通信能够实现两个不同的频带网络或者无线平台之间的无线传输,并能够不分地点时间,可以对互联网宽带进行随时介入,除了网络的基本信息之外,还能够为用户有效提供数据整理、地点定位以及远程遥控等各种功能。除此之外,4G 的移动通信系统也属于是一种更加高级的移动宽带的通信系统,具体的特点是多功能进行一定的集成,属于宽带接入的一种IP 系统。

2 4G 移动通信的相关系统

2.1 接入系统

一般情况下,4G 移动通信网络的接入系统主要包括:1)无线系统(比如DECT 等);2)无线的蜂窝移动通信系统( 如2G 等) ;3)短距离的连接系统( 例如蓝牙等) ;4)固定无线接入以及无线环路系统;5)无线的局域网系统;6)相应的卫星系统;7)有线系统;8)广播电视的接入系统( 如DVB - T、DAB 等) ;9)STS 平流层的相关通信系统。同时,4G 移动通信网络的相关接入系统存在的比较显著的特点为:智能化的模式终端在一定程度上基于公共的一种平台,利用各种相应的接入技术,实现网络平台间的协作以及无缝连接,运用最优化的工作方式有限满足用户的各种需求。

2.2 核心网络

通常来讲,4G 移动通信系统当中的核心网是基于全IP 的一个网络,也就是基于IP 的网络维护管理、基于IP 的承载机制、基于IP 的应用服务以及基于IP 的网络资源控制。相比于3G 移动网络,4G 移动系统有着很多根本性的优点,具体表现为:能够实现不同网络之间的无缝连接。其中,核心网相对独立于无线接入的具体方案,可以有效提供端、端之间的IP 业务, 可以兼容已经存在的核心网。核心网有着相对比较开放的一种结构,基本允许空中接口可以接入到核心网;此外,核心网可以将传输、控制以及业务等分开。

2.3 移动终端

我们知道,4G 移动通信系统的特征在一定程度上决定了4G 移动通信系统的移动终端和3G 系统的不同。而4G 移动终端应该可以有效支持广带宽以及高速率的相应要求,与此同时,4G 移动通信终端还应该能够保证可以适应不同的QoS 指标要求、不同的空中接口要求以及终端用户在移动性能方面的一些要求来对用户的相关需求进行一定的满足。为了能够对不同的空中接口进行兼容,那么移动终端应该具备更新软件方面的能力,并能够利用软件的下载来实现更新。除此之外,在4G 系统当中,存在着多样化的终端形式, 化妆盒、手表或者眼镜都有一定的可能会成为4G 系统的终端。在未来,4G 移动终端会具有下面的一些具体特征:1)更高的网络联通性( 无线设备能够利用Adhoc 方式来进行组网) ;2)更强的交互性能( 更加方便的网络和个人接口) ;3)更加丰富的个性化服务( 更加支持GPS 定位、蜂窝电话以及寻呼等业务) ;4)更强的安全保障功能( 比如嵌入式的那种指纹的认证) ; 5)更强的动态自重构的能力( 能够对业务要求和网络条件进行自我适应) ;6)更强的识别语音的功能。

3 4G 移动通信的相关技术

通常来讲,4G 通信技术主要包括MIMO、OFMD 以及智能天线等一些技术, 有着信息量比较大、可容性比较强以及传输速度非常快等各种优势。4G 移动通信相比于3G 来讲,有着相对比较高质量的视频通信,有着清晰化的视频图像以及高速率的传播,能够为视频通话以及直播论坛等有效提供更加稳定的一种信号支持, 与此同时,使用没有固定地点的无线网络服务来有效提供定时、通讯定位、远程控制以及信息收集等服务。

3.1 MIMO 技术

该技术的效能主要在于改善通信质量以及提升通信效率,设置多副发射天线并将其接入到天线当中来有效实现该技术的相应功能,本质上来讲是以空间分集以及空间复用的增益作为信息系统来有效提供支持,这就能够使用空间分集的可靠性以及空间复用技术的容量性,实现支持信道。因为该技术的主要功能在于将比较传统恶通信系统当中的衰落因素转化通讯性能方面的增加,能够实现提升传输业务的速率,从而可以有效实现提升无限通信的性能。

3.2 OFMD 技术

这种技术一般指的就是正交频分复用的一种技术,属于4G 技术的一种核心, 能够把信道大体分成多个正交的子信道, 转换高速数据信号为低速的数据流,进而实现调整每个子道方面的信息传输,这就会对频谱效率进行有效提升,实现抗码以及高速传输之间的干扰。

3.3 智能天线技术

智天线技术主要由天线阵、波束形成网络以及波未形成算法三个部分组成, 基本功能为信号干扰防御,为了有效实现该功能,应该有效借助于各阵元信号的调整相位以及加权幅度,天线阵列方向的图形进行改变的情况下将其抗干扰的功能有效实现,在该功能的相应刺激之下,该技术应该被应用到缓解资源、提升信息容量、提升通讯质量以及提升传速当中。

4 4G 通信技术在安全方面存在的威胁

目前,存在着非常多的对4G 通信技术安全造成威胁的因素,最为主要的是一些无意识的人为的错误、故意的人为的破坏以及攻击、泄露密码以及系统的漏洞等一些因素,进行了如下的总结:

4.1 软件安全以及应用系统方面的漏洞

网络的浏览器以及网络服务器出现问题是一种极其正常的现象,很难做到不出问题,由于它刚刚进行研制,目前还处在进行试验的阶段,还不是非常的成熟, 同时还因为存在很多人不能充分把握该技术等,很容易会出现很多问题尤其是系统方面的问题,死机属于极其正常的现象,因此主要的问题是系统以及软件的不成熟,应该对系统以及软件进行大力研发。

4.2 黑客一般来讲,黑客是编辑程序的人员, 他们可以进行程序的编辑以及系统的操作,同时具有非常高级的知识,并通过安全漏洞非法进入到他人的计算机系统之内,有着非常大的危害。 4.3 病毒

通常情况下,很多网络方面的东西基本都比较怕病毒,所以4G 通信技术也存在这样的问题,非常多的病毒会对传输路径进行一定的破坏,进而在传播的过程当中出现问题,会出现乱码或者会接不到信号,根本不能预防病毒,只有对自己的系统进行更新,在一定程度上限制病毒,有效防止病毒入侵。

5 解决安全问题的有效策略

只存在检查以及防范的通信系统对于保证可靠以及安全是远远不够的,该系统还应该具有自动恢复以及抗病毒侵袭方面的能力。由于系统根本就做不到所谓的万无一失,一旦发生检漏以及防漏等事情,那么一定会产生灾难性的结果。同时, 也不可避免天灾人祸,这也会造成毁灭性的通信技术系统方面的破坏。系统容灾技术,就算有系统灾难发生,也会对系统以及数据进行快速的恢复,能够有效完整地保护网络信息系统方面的安全。

目前,主要是为了进行数据的备份以及基于系统容错的一种系统容灾方面的技术。在系统当中,最后的屏障是数据备份,不容许出现任何一点闪失。但是,离线的介质根本就不能有效保证不会出现差错,数据容灾进行数据安全的保证主要利用的技术是IP 容灾技术,在使用数据容灾时应该存在两个存储器,在两个存储器间建立复制方面的关系,同时,两个存储器不可以放在相同的地方,应该是分别放在本地和异地。放在本地的那个存储器应该服务本地,供本地进行使用,而放在异地的存储器应该进行关键数据的实时的复制以及备份。两者之间通过IP 进行相互连接,会构成相对比较完整的数据方面的容灾系统,同时也可以提供数据库当中的容灾功能。

6 结束语

随着科学技术的迅猛发展,在对待通信的新技术时,我们应该有意识的保持更加的冷静以及理智,一定不会有一帆风顺的4G 演进的道路,未来我们会面临着机遇以及挑战。所以,我们应该抓紧进行先进软件以及系统的研发,有效满足现代时代的一些实际要求。

【参考文献】

[1] 白曙光. 基于4G 移动通信技术的安全缺陷研究[J]. 中国新通信,2014(15):56–57.

[2] 李强. 刍议4G 移动通信技术与安全缺陷[J]. 通讯世界,2014 (1):34–35.

篇3

当前阶段人们对于精神层面和物质层面的追求都发生了根本的变化,这点在人们对待4G移动通信技术与安全缺陷问题的研究态度由不了解到很重视的变化中可以明显体现,也是进行发现和解决4G移动通信技术中的安全缺陷问题的主要原因。尽管4G移动通信技术与安全缺陷问题探究的情况良好,也在发展和完善中得到了我国政府有关部门在政策和资金上的支持,为4G移动通信技术与安全缺陷问题的解决提供了有利条件,但是传统管理观念和落后管理模式限制了4G移动通信技术的发展,还容易在其中的薄弱环节和不足之处产生安全缺陷问题。所以,本文就从4G移动通信技术的概况和问题入手,对4G移动通信技术与安全缺陷问题的解决策略进行分析和研究。

1 4G移动通信技术的概况

虽然4G移动通信技术与安全缺陷问题探究的成果受到了研究人员和管理人员的重视,并且在实际应用中发挥了积极作用,但是大部分企业的领导层受到专业性的限制,并不重视4G移动通信技术的发展,使得相应的4G移动通信技术的安全缺陷问题难以得到有效解决,实际上4G移动通信技术的发展陷入了迟滞,长此以往无疑是不利于社会建设中通信行业的发展与完善的。所以进行4G移动通信技术概况的了解,对其基本概念和关键技术进行分析就显得尤为重要。

1.1 4G移动通信技术的基本概念

4G移动通信技术是第四代移动通信技术的简称,相比第三代移动通信技术有着传输各类信息速度更快的特点,最大的数据传输速率超过100MBit/s。之所以4G移动通信技术能够达到现有传输速率的水平,是因为其在传统通信技术的基础上增添了新的技术,使得提高数据传输率和降低传输成本的目的得以实现,完成进行高水平信息交换的任务。

1.2 4G移动通信的关键技术

现阶段4G移动通信中应用的关键技术有以下几种:正交频分复用技术,简称为OFDM,有着抗干扰能力强,灵活性高,适合高速传输信息等的特点;软件无线电技术,主要目的是实现不同信道调制方式和不同的保密结构,控制终端的选择;智能天线技术,具有改善信号质量和降低建设成本的作用;另外,无线链路增强技术也为信息的高速传输提供了支持。

2 4G移动通信技术存在的安全缺陷问题

正是因为4G移动通信技术概况不容乐观,所以就容易在发展各个环节产生问题,特别是病毒、黑客和安全漏洞等问题更是研究的重点和难点,就需要研究人员针对这些问题进行分析,为相关有效策略的提出和落实打下良好的基础。结合当前阶段社会发展中4G移动通信技术的任务,需要提高通信质量和速度以紧跟时展的趋势,避免出现不必要的损失和伤害,弥补4G移动通信技术中安全缺陷问题的错漏。

2.1 4G移动通信技术在病毒方面的安全缺陷问题

4G移动通信技术与安全缺陷问题中病毒表现比较活跃,其具体表现和原因如下:网络系统受到病毒侵害时网络传输途径扰,经常因为病毒超高的传播速率带来更加严重的后果,比如大量有用程序和文件会在极短的时间内被损坏,并且病毒还会使得已经受害的程序不断繁殖下去,严重影响了4G移动通信中信息传递的准确性和安全性。

2.2 4G移动通信技术在黑客方面的安全缺陷问题

黑客具有精深和专I的计算机技能,在轻易窃取用户信息的同时严重破坏了通信信息传输的安全,这其实就是4G移动通信技术中安全缺陷问题的具体表现。一般来说,黑客对公司企业的计算机系统和国家政府网络中的信息进行窃听和篡改,轻则给企业带来巨大的经济损失,重则直接威胁国家安全和影响良好社会秩序的维持。

2.3 4G移动通信技术在安全漏洞方面的缺陷问题

除了上述两种4G移动通信技术中的安全缺陷问题,通信技术在应用中还存在着许多安全漏洞,在网络浏览器和应用软件中最为常见。这些安全漏洞会对网络信息的安全性造成消极影响,一旦出现人为操作不当问题,就会产生系统死机等现象,使得网络信息的完整性和安全性不能被保证。由此可见,落实4G移动通信技术与安全缺陷问题的对策是非常有必要的。

3 4G移动通信技术中安全缺陷问题的解决策略

根据4G移动通信技术概况和问题的表现,可以得知相关策略应该从全方位多角度进行落实,才能达到保证经济效益和社会效益的目的。基于对4G移动通信技术与安全缺陷问题的了解,可以从颁布相应法律法规与提高安全管理意识,监督管理各个环节和严格把控关键部分,跟进发展配套设施及保护系统安全性能等方面进行策略的尝试,总结出和积累好经验和教训,使得4G移动通信技术中的安全管理措施能够顺利推行,在为人们生产生活提供便利的同时保证通信行业的经济效益和社会效益。笔者结合自身的经验和已有的研究,选取典型有效的措施进行分析,从而可以为同行业人员的研究提供科学合理的借鉴。

3.1 颁布相应法律法规,提高安全管理意识

因为现阶段4G移动通信技术的安全管理存在漏洞,特别是缺乏相应的法律法规对人们的行为进行限制和约束,所以才使得许多问题无法得到有效解决。基于此,相关部门和机构需要依据相应法律法规宣传和推广通信信息安全的重要性,使得无论工作人员还是用户都能树立起通信安全的意识,避免不必要的风险和损失。

3.2 监督管理各个环节,严格把控关键部分

在研究和开发4G移动通信技术时,既要对缺陷部分进行弥补和改善,又要在现有水平基础上提高通信速度和保证通信质量,使得4G移动通信技术应用的关键部分得到有效控制。举例来说,采用复杂密钥或者网络防火墙来提升系统的恢复能力是值得尝试的策略,在未来通信技术发展和创新中将发挥更加重要的作用。

3.3 跟进发展配套设施,保护系统安全性能

因为4G移动通信技术的发展与安全缺陷问题的解决涉及到多个方面的内容,具有复杂性的特点,所以跟进发展相应的配套设施是非常必要的;既能保证4G移动通信系统安全性能,又能通过升级硬件和软件来提高4G移动通信技术的水平和保证4G移动通信的质量。总之,在解决安全缺陷问题的同时发展配套设备是非常有必要的,这也是4G移动通信技术与安全缺陷问题的探究最终要达到的目的之一。

4 结束语

综上所述,4G移动通信技术与安全缺陷问题探究具有现实意义,在提高通信质量和速度方面有着出色表现,这也是进行相应研究的最初目的。为了满足当前阶段手机用户加快信息传递速度的要求,迎合信息时代的发展趋势,就需要在大范围推广和应用4G移动通信技术的同时发现其中的潜在问题,利用有效策略来解决出现的问题和差错,使得4G移动通信技术与安全缺陷问题的探究能够为信息时代的发展做出巨大的贡献。讨论4G移动通信技术与安全缺陷问题不仅促进了相关问题的解决,还为4G移动通信技术未来的发展和创新提供了新思路。

篇4

当3G技术刚刚走入人们的视线尚未完全完全普及之时,对下一代通信技术的展望早已悄悄地拉开了帷幕。尽管3G技术与2G相比有着巨大的优势,但并未在技术层有重大的改变,只是在视频应用上迈出了重要的一步。3G技术的发展主要有以下几个方面的局限:

第一,较高的通信速率。3G虽然标称能达到2Mbit/s的速率,但平均速率只能达到384 kbit/s尽管目前3G增强型技术不断发展,但其传输速率还有差距。

第二,不能提供动态范围多速率业务。由于3G空中接口主流的三种体制WCDMA、cdma2000、TD-SCDMA所支持的核心网不具有统一的标准,难以提供具有多种QoS及性能的多速率业务。

第三,不能真正实现不同频段不同业务环境间的无缝漫游。由于采用不同频段的不同业务环境需要移动终端配置有相应不同的软、硬件模块,而3G移动终端目前尚不能实现多业务环境的不同配置。

3G系统以上的局限性使其发展受到限制,很多公司已经开始着手4G概念通信系统的研究。本文主要介绍4G概念通信的技术特点以及可能采用的关键技术。

1 概述 4G 移动通信技术

4G 移动通信技术在上世纪末就已被提出,国际电信联盟还将“IMT-2000”及其以后的系统作为计划工作中的一项,同时在规划中提出要在 2010 年完成 4G 的初步商用。进入新世纪以来,随着网络通信技术飞速发展和计算机技术的进步,IMT-2000 系统成为了研究的重点,在国际电信联盟的支持下,于 2000 年在加拿大成立了专门研究小组,为的是将全球范围内的研究工作组统一化。我国对 4G 技术越来越关注,相应的研究工作也已经正式列入国家 863 项目。可从以下几点来理解第四代移动通信系统:(1)是一种新的无线通信系统,其系统是建立在新的频段上的;(2)以分组数据信息为基础,实现其高速率的传输;(3)真正的“全球一统”;(4)基于全新网络体质的系统,或者说其无线部分将是对新网络的无线接入;(5)将不是单纯的通信系统,而是融合了数字通信、数字音/视频接受和网络计入的崭新系统。第四代移动通信有其创新之处,和前几代的系统有很大不同,其系统网络架构以路由技术为主,在以往的系统中,核心网络只有一个,即移动网络的作用。而在第四代通信系统中,它更像是一个统一的固定网络,具有移动管理的功能,而且可以和有线、无线相连接使用。当与无线相接时,接入点具有多种选择,如无线局域网、蜂窝系统基站等,这些接入方式虽然略有差异,但信令结构是相同的,关于信息格式,通常有IP 分组和 ATM 信元两种。此外,无线接入点也有很多变化,用户可随时接入,而且在通信过程中还能完成接入点之间的转换。须注意的是,核心网络意义重大,需要实时掌握用户的具置,对用户的身份进行鉴别。

2 4G 移动通信技术要点

目前,第三代移动通信已经开始规模化商用,但是其自身所具有的技术局限性已经引起人们的注意,因此世界通信业界的专家们已经将目光投向了后 3G 技术即 4G 技术。在 3G向 4G 技术演进过程中产生并发展了一系列的移动通信新技术,主要包括 OFDM 技术、智能天线、MUD 技术等。

2.1 OFDM 技术

作为一种特殊技术,OFDM 是利用多载波来实现信号的传输和接收工作的,该技术的原理在于,在一定的频域内,系统会将已设置好的信道进行划分,形成多个正交子通道,传输工作或窄带调制就在子通道上完成,通常信道宽度会比信号的快带要略宽一些。通过窄带调制,可降低高速串行的数据速度,使其成为低速的子数据流,借助子载波对这些转换后的子数据流进行调制,使它们相互正交,最终实现并行传输。OFMD 技术由于能够抗干扰,频谱利用率而受到广泛关注,成为未来移动通信系统的关键技术之一。

2.2 智能天线技术

智能天线通过天线阵元信号的加权幅度和相位来改变阵列的方向图形状,具有侧向和调零功能,能够把天线阵列方向图主瓣对准用户信号到达方向,并自适应实时跟踪信号,同时将旁瓣或零陷对准干扰信号的到达方向,从而抑制干扰信号,提高信号的信噪比,改善整个通信系统的性能,并能识别不同入射方向的直射波和反射波。

2.3 MUD 技术

该技术是多用户检测技术,当使用用户较多时,必然会占据某个信道,而各自的信号幅度等因素不尽相同,MUD 技术结合某些用户的时间、相位及信号强弱等信息因素进行考虑,在此基础上,对单个用户的信号状况进行检测,以实现用户之间的最佳联合检测。

2.4 无线ATM技术

WATM 的基本概念是采用标准 ATM 信元用于网络级功能,同时在无线链路中增加无线首标/尾标用于无线信道专用协议子层(媒体接入控制、数据链路控制及无线网络控制)。

2.5 IPv6 技术

IPv6 将地址长度增加了 4 倍,从 IPv4 的 32 位增加到了128 位。IPv6 不仅解决了 IP 地址不够用的问题,而且提高了网络的安全性和服务质量。其主要有这些特性:扩展了 IP 的地址空间;增强了认证与私密性;简化报头格式,加强了对扩展报头和选项部分的支持;对数据流进行标识;改进移动网络和实时通信方面的性能。

3 对4G移动通信技术发展趋势的展望

目前,全球已经拥有了一个数量及其庞大的手机使用团体,更多的人在体验了手机 3G上网以后对手机上网速度有了新的认识,使用手机上网的用户不断增多,相比较 3G 通信技术,4G 通信技术在技术方面具有更大的优势,因此,未来 4G移动通信技术必然会进入一个飞速发展的时期。

参考文献

[1]张茹芳.浅析4G移动通信技术的概念和要点以及发展趋势分析[J].信息通信,2013,1(11):9-10.

[2]张玉龙,李志峰,赵勋.对 4G 移动通信技术应用与发展的展望[J].信息通信,2013,10(31):95-96.

篇5

1.引言

《通信技术基础》课程属于高职类电子、通信专业的专业基础知识课程,它是前导课程《模拟电子线路》、《数字电路》等课程知识的巩固与延伸,也是后续《移动通信》、《通信新技术》等课程的基础,所以本课程在整个专业课程体系中的作用十分重要。本课程知识的特点是理论性强,知识更新速度快,实际应用十分广泛,故教学过程设计要依据通信产业行业发展的需要、兼顾企业岗位就业群需要,力求反映与专业相关的最新主流技术,使学生在了解专业知识与技术发展的同时,融会贯通所学的专业知识,进一步提高专业综合素质。

2.课程教学目标

学生学习本门课程,学习目标是掌握通信技术的基本概念和基本原理;建立完整的通信系统的概念;理解无线电发送与接收设备的基本组成及其工作原理,能画出基本通信设备的组成框图并能叙述各组成部分的作用,了解常见通信网络的组成方案及工作特点,了解数字与模拟信号的一般处理方法,了解卫星通信系统、光纤通信系统、移动通信系统及交换系统的工作原理;能进行通信设备主要性能指标的检测、以及使用仿真软件的能力。为进一步学习、掌握电子、通信技术的专业知识和职业技能打下基础。

3.课程内容的选取

通过对相关就业岗位职业能力要求的调研、对通信技术发展的追踪以及对学生可持续发展的探索,我们在教学内容的选取方面整合了通信学科中通信设备、通信系统与网络、电波传播等多门课程,适度地介绍信号处理、信息理论、编码技术、信号传输与交换技术以及网络技术等多种技术,为学生提供囿于工作领域的系统而浅显的知识和职业训练。

4.课程的整体设计

4.1 教学方法与手段选取

授课学生现状——一般都有一定的模电、数电理论概念基础,通信终端的利用率很高,比如手机,电脑等,对理论性强的知识不喜欢听,喜欢动手做,对不断更新的通信设备通信新技术特别感兴趣;通信专业领域技术特点——理论性强,技术更新速度快,实际应用广泛,与我们的生活已经密不可分。根据以上特点,本课程可采用多元化教学模式,将理论教学与实践教学相互补充,依托计算机技术、多媒体技术、系统仿真技术、网络技术等教学资源,对教学过程进行优化设计;通过校园网、多媒体设备、网络教室,教学基地等硬件设施的配套使用,将授课内容、理论知识的动态解释、电路、系统的仿真过程及相关知识的视频资料或图片资料的介绍等各种教学信息在教学过程中进行适度的表现,充分调动教与学的潜能,进一步提高教学质量。

4.2 工学结合教学模式的实施

在多元化教学模式中,我们重点突出工学结合教学模式的运用,工学结合是将学习与工作相结合的教育模式,通过灵活的教学形式和组织安排,让学生一部分时间在学校内学习基础知识和进行基本技能的训练,一部分时间在企业参加岗位实践,同时邀请企业管理骨干参与授课,由学校与企业共同承担起对学生的培养任务。通过工学结合模式,可以加强学校与企业的联系,提高企业对我们培养的学生的认可度。比如在移动通信系统章节内容授课时,首先让学生进入移动通信服务运营公司进行实践调研,对市场上不同公司生产的移动通信设备性能进行优劣对比,搜集课程涉及的移动通信系统各性能模块技术资料,对比各自的技术特点,服务领域。带着一些实际问题进行理论课的授课,结合实践讲解什么是移动通信;移动通信的特点;移动通信系统中有哪些关键技术;深入对比各种常见移动通信设备性能,各自的技术标准。进一步进行实验验证。通过先实践,再理论讲解,最后实验验证的方法授课,学生知识点巩固的深,动手能力也得到了加强,综合素质得到了提高。

4.3 网络教学平台推广应用

为进一步调高教学效果,本课程配套建设网络教学平台,在网络教学平台上向学生提供教学大纲、授课计划、电子教案、电子教材、通信词汇、系统仿真、在线测试、通信综合课题竞赛等网络教学资源;在校园网上完成考试、成绩查询、统计等教学管理工作;同时,师生之间建立网络交互平台,对课程问题可以进行实时、专题讨论、网络答疑和意见反馈等教学信息的交流。通过网络的先进性、开放性和实时性,更大范围内实现师资力量的整合,满足优化课程设计的要求。

4.4 考核方法

本课程可采用过程考核和期末考核相结合的考核方式。过程考核参考学生的实践动手能力,平时表现,分析问题,解决问题的能力;期末考核考察学生基础知识掌握情况;最终总评成绩由两项成绩按一定比重相加得到。

5.结束语

本课程授课过程设计主要围绕电子、通信类专业学生的工作领域,系统、全面而浅显,体现了高等职业教育的实用性要求、适合高职学生的学习水平和认知规律,有利于培养学生在这一领域的兴趣;具体表现为:激发了学生学习的积极性,解决实际问题的能力都有了很大程度的提高。学生进入就业岗位适应能力强,岗位迁移快;学生进一步深造,可拓展性高。

参考文献

[1]于宝明,王钧铭.通信技术基础(第一版)[M].大连理工大学出版社,2011,6.

[2]王钧铭.数字通信技术(第二版)[M].电子工业出版社,2010,6.

[3]袁妙琴.高职《通信技术基础》教学的改革与探索[J].成功(教育),2011(04).

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二、教学方法改革

1.多媒体授课。移动通信课程的内容覆盖面广,如果单纯采用传统的板书方式来讲授,不仅耗费时间,影响教学效率,对于一些系统流程的展示,也不够生动形象。为解决课时少内容多的矛盾,本人采用信息量大且形象直观的多媒体课件进行辅助教学。对于一些重要的公式、推导采用板书的方式,对于原理方框图、小区规划、网络结构等使用多媒体进行教学。本人还搜集整理了大量基站、天线、网络区群结构等相关图文信息,通过动态演示与分析,将整个通信领域所涉及的整体设备和完整系统进行展示,使学生可以全面了解整个通信领域的各个环节,建立全网的概念,开阔了学生的思路,提高了学生的学习兴趣[3]。2.讨论学习法。传统的教学方式不重视与学生的互动,即教师满堂讲,学生只负责听课,这样很难激发学生的学习兴趣,锻炼思考能力。为了使学生积极的参与教学,可采取讨论的形式,以学生为主、教师为辅的课堂教学方法。由教师根据教学内容选定一个讨论课题,将学生分组,各小组内成员进行讨论,在由小组内选派一个代表进行组间讨论,各组内成员可对代表的阐述进行补充,由教师根据学生的积极状态,讨论结果给予一定的平时成绩。在此过程中,以学生为主体,教师只是起到导向的作用,指导学生讲解和组织讨论,学生通过讨论,对一些问题理解的会更加透彻,这种方法不仅调动了学生的主观能动性,还充分发挥了学生的想象空间[4]。3.提交论文。为了培养学生研究问题的能力,教学过程中指导学生对感兴趣的内容撰写论文。论文题目可由教师制定,也可以由学生根据自己的兴趣自主选择。要求学生在一定时间内查找资料,提交论文,并以随机抽查的方式,让学生进行讲解,并对论文进行评判。评判方式可采取抽取若干学生的论文,组织大家进行讨论,或者教师选择若干论文为学生进行讲解,这样可以提高学生撰写科学论文的兴趣和水平。

三、考核方式

传统的考核方式是以期末考试作为学生的最终成绩,这种方法难以对一个学生所学知识和综合能力进行客观的评价。为了对学生的评价更加综合和准确,除了取决于客观的考试或作业成绩外,还由主观的师生互动关系与课堂参与程度所决定。具体由以下几个方面进行评定:(1)期末考试,考查对基本知识及前沿技术的掌握程度;(2)课堂讨论,将课堂参与列为期末成绩考量的标准,可以鼓励学生积极思考,带动课堂气氛;(3)撰写论文,考查学生研究问题及创新运用的能力;(4)作业成绩。

四、教学实践

移动通信是实践性很强的一门课程,如果只立足于理论教学,满足不了现阶段人才培养的需要,而一般的实验设备只能做验证性实验,学生对实际运营情况无法真正了解,因此我系在外出实践环节中组织学生到联通公司、农垦总局通信公司等单位进行观摩学习,在实习过程中学生可以接触到主流商用通信设备和技术。在现场了解基站、移动交换中心等设备的运行情况,与技术人员进行交流、沟通,把课本上的理论知识与实际设备、技术相联系,从而更好地理解移动通信课程涉及的技术和系统,为今后的学习和工作打下了坚实的基础。

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目前,移动学习资源的设计与开发还没有一个统一的标准。本文借鉴美国国防部高级分布式学习组织ADL(Advanced Distribution Learning Initiative)制定的共享内容对象参考模型,即SCORM(Sharable Content Object Reference Model)标准,在考虑移动学习的特殊性的基础上,探讨移动学习资源的建设问题,将移动学习资源的结构设计与实现作为移动学习资源设计与开发的核心内容。

1 移动学习资源平台的网络架构

实现移动学习,需要系统平台的支持。而移动学习资源是移动学习平台的重要组成部分,其所依附的网络环境也不可或缺。

移动学习平台的网络架构如图1所示。

图1  移动学习平台的网络架构

移动学习平台的网络架构中包含四部分:教学服务器、国际互联网、移动通信网络和移动终端设备[2]。

教学服务器:该服务器与国际互联网(Internet)相连,存放着丰富的移动学习资源以及相应的服务程序。

国际互联网:该网络是教育资源的有效载体,互联网用户可方便地与其进行信息交换,访问其上丰富的资源。

移动通信网络:作为整个移动互联网的一部分,由多个基站组成,用来发射或接受来自移动终端设备以及互联网的信息,通过空中接口将国际互联网与移动终端设备实现无缝连接。

移动终端设备:可以连接移动通信网的智能手机、手机和PDA等都属于移动终端设备。目前比较普及的3G手机和4G手机,能通过移动通信网与国际互联网通信,处理图像、音频、视频等多种媒体信息,进行网页浏览、电子商务、移动学习等移动应用。  

2 移动学习资源的设计原则

移动学习资源不同于网络学习资源,是学习者通过移动电话、PDA等移动设备浏览访问的资源,其呈现形式简洁,信息内容的承载量不能很大,概括性较强。

在设计移动学习资源时,应遵循以下几个原则。

⑴ 标准化原则。进行资源建设,不仅要考虑现阶段资源的使用性,同时要考虑资源的共享性及今后资源的扩展性[3]。标准化资源可以实现最大范围内的资源共享,也为不同资源库实现数据的共享和互操作提供支持。现阶段可遵循SCORM标准,开展移动学习资源的建设。

⑵ 简约化原则。移动终端设备与计算机相比,其最大的特点是屏幕较小。为了保证资源的可视可读,要求资源的呈现形式简洁明了,界面操作简单,内容言简意赅概括性强。因此,资源的简约性是进行其建设考虑的主要因素。

⑶ 碎片化原则。所谓碎片化,是指学习内容的片段化。移动学习者是利用“零碎”时间开展学习的,因此其相对稳定的学习时间较短,这就要求在移动学习资源建设时,注重开发适宜于零碎时间学习的材料。

⑷ 少输入原则。移动学习的学习交互是必要的,但实际上使用移动终端设备输入并不方便。因此,在设计移动学习资源时,应尽量减少学习者学习输入的任务,尽量采用按键式或者触屏式动作完成交互和输入。

3 基于SCORM内容模型的移动学习资源的结构设计与实现

3.1 SCORM概述

SCORM是有关数字内容教材的制作和内容开发的一套共通的标准,它集成各个学习标准而成。其目的是想透过“教材重复使用与共享机制”的建立,来缩短开发时间、减少开发成本、促成教材能在各学习平台间自如流通。满足SCORM的学习资源可以实现可重复使用、容易取得、可互通及持续性的目标。

SCORM的演进由SCORM 1.0、SCORM 1.1、SCORM 1.2到SCORM 2004。SCORM 2004主要由内容聚合模型、运行时间环境和排序与导航三部分组成。其中,内容聚合模型描述了怎么把可查询的、可共享的、可重复使用的和在不同学习系统之间互操作的学习资源组合成完整的学习材料。内容聚合模型由内容模型、内容包装和元数据组成。运行时间环境描述了学习管理系统(Learning Management System, LMS)对运行时间环境的要求,主要目的是提供可共享内容对象(Sharable Content Object,SCO)和LMS互操作的方法,例如怎么把同一个SCO在不同的LMS之间共享,记录和跟踪学习者过去的信息。排序和导航描述了符合SCORM的内容如何通过一系列的学习者或系统发起的导航事件来排序。

3.2 SCORM内容模型

SCORM的内容模型是SCORM内容聚合模型重要的组成部分,说明了如何把低水平的学习资源整合成为高水平可共享的教学单元。SCORM内容模型是由微单元(Assets)、SCO和内容体系结构(Content Orgnization,CO)组成的[4]。

Assets是学习资源的最基本形式,是上传到网上并呈现给学习者的数字化媒体,可以为文本、图形、图像、声音、视频或任何其他的数据信息。

SCO是由一个以上的Assets组成的学习元件,也是惟一能够与LMS通信的元件。SCO是主观确定的小单元,这使得SCO在多种学习情境中重用成为可能。SCORM标准中没有专门规定SCO的确切大小,在实际的教学内容设计中,需要考虑实时运行时LMS可以跟踪的最合理且最小的内容、可重用性要求、学习结果要求达到的信息量,以及序列要求的分支点的位置等来决定SCO的大小。

内容体系结构是用一个类似于图的表示方法来详细描述所有学习活动的组织结构,呈现各个活动之间的相互联系。总的来说,内容体系结构由SCO和Asset所组成。

3.3 SCO设计

SCO是移动课程的最小组成单位,同时也是最小粒度的学习资源。教师根据教学要求,将教学内容划分成若干个小的SCO[5]。

本文以计算机网络课程DHCP服务器 这一节为例,探讨移动资源建设中SCO的切割和设计。该节包含DHCP服务的基本概念、DHCP服务的工作原理、安装和配置DHCP服务器、DHCP客户端的设置和DHCP服务的验证等内容。其中“安装与配置DHCP服务器”的知识内容又可划分为“配置DHCP服务器的参数”、“安装DHCP服务器”、“ 配置DHCP服务器”等内容。

依据SCORM标准的最小化、可重用等原则,将这节内容划分为为若干原子知识点,如图2所示。其中 表示还可再分割的知识内容, 表示分割后的原子知识点(即SCO)。

[DHCP服务][SCO1:DHCP服务的基本概念][SCO2:DHCP服务的工作原理][SCO4:DHCP客户端的设置][SCO5:DHCP客户端的验证][安装和配置DHCP服务][SCO31:配置DHCP服务器的参数][SCO32:安装DHCP服务器][SCO33:配置DHCP服务器]

图2  SCO的划分

3.4 Assets设计

每个SCO可以综合使用文本、图片、音频、视频等多种形式的Asset展现课程内容。

一般来说,文本适合于基本概念或事实呈现类学习内容;图片适合于直观形象的学习内容;声音适合于语言类教学内容;视频适合于真实场景重现的教学内容;动画适合于形象化、过程化的知识展示[6]。

按照以上原则,图1划分的SCO,其Assets设计如表1所示。

表1  Assets设计

[SCO\&Assets\&SCO1:DHCP服务的基本概念\&文本\&SCO2:DHCP服务的工作原理\&图片+文本\&SCO31:配置DHCP服务器的参数\&文本+视频\&SCO32:安装DHCP服务器\&文本+视频\&SCO33:配置DHCP服务器\&文本+视频\&SCO4:DHCP客户端的设置\&文本+视频\&SCO5:DHCP客户端的验证\&文本+视频\&]  

3.5 移动学习资源的构建与实现

下面以SCO1和SCO2的实现为例,探讨移动学习资源的构建与实现。

3.5.1 基于WAP2.0的移动学习开发平台的搭建

基于WAP2.0构建移动学习系统平台,采用B/S架构。WAP服务器即手机网站,其后台数据库服务器都位于互联网中。通常用IIS和Apache搭建WAP服务器,类似于构建Web服务器。客户端通过智能手机上的浏览器软件,访问WAP移动学习站点。

⑴ 服务器

WAP2.0网站的开发语言为XHTML MP+WCSS。当然,要实现动态WAP网站,在服务器端可采用ASP、PHP和JSP技术。服务器需要支持两种新的文件类型:xhtml和CSS,即application/vnd.wap.xhtml+xml和text/css。必须把这两种文件类型添加到Web服务器的MIME TYPE中,Web 服务器才能提供WAP服务[7]。

IIS(Internet Information Services)设置WAP内容服务器的操作步骤如下:

①启动Windows Server的开始菜单→程序→管理工具→Internet服务管理器;

②右键单击默认的Web站点,选择“属性”菜单;

③在属性页面点击http选项卡,选项卡下面有一个“文件类型(F)”按钮,单击此按钮,会弹出文件类型窗口,单击“新类型”按钮,然后在“相关的扩展名”栏填写上扩展名.xhtml,在“内容类型(MIME)”栏中填写上内容application/vnd.wap.xhtml+xml,单击“确定”按钮,即完成添加新的MIME类型。重复上一步操作,添加扩展名.CSS 对应的内容类型 text/css。

完成上述各步后,与Web完全类似,只需将网页或程序放在对应的WAP站点的主目录下,指定默认的文档(这里默认的文档可以是XHTML文件)。设好访问的权限,基于IIS的WAP站点就基本配置完毕了。

⑵ 数据库

服务器端的数据库平台可采用Access、SOL Server和Oracle等。相对而言,Microsoft Access数据库软件操作简单、界面友好、易学易用,适合于小型系统的数据库应用。

⑶ 开发语言和工具的选择

基于WAP2.0的移动学习平台的开发语言是XHML MP和WCSS。一般情况下,使用最简单的文本工具如记事本,就可以进行XHTML MP和WCSS的编写。但是,选择具有更多功能的编辑器就可以为开发和调试带来相当多的方便。目前,功能较为强大的编辑器有Dreamweaver等。

⑷ 客户端

WAP2.0网站的客户端是智能手机等移动终端设备,采用浏览器就可以进行预览。考虑到手机屏幕小的特殊性,笔者采用了Opera Mobile Emulator模拟器进行预览,然后再根据预览情况进行CSS的修改,以便在手机上更美观地显示移动学习资源。

3.5.2 移动学习资源设计的实现

按照上述的SCO设计和媒体设计,SCO1和SCO2以WAP页面形式实现。制作出的移动学习资源在手机浏览器的展现效果如图3和图4所示。  

图3  SCO1的实现界面      图4  SCO2的实现界面

4 结束语

移动学习逐步成为成人远程教育的重要学习方式。构建优质、可共享的移动学习资源成为系统开发人员面临的重要课题。将SCORM标准用于移动资源建设,能有效提高移动学习资源建设的质量,有利于构建高水平的可共享的教学单元。本文将SCORM标准的内容模型应用于移动学习资源建设中,探讨了移动学习资源的结构设计与实现,而移动学习资源的排序、导航,以及元数据、与LMS的交互等内容,还未涉及,这将是我们下一步研究的课题。

参考文献:

[1] 任海峰,赵君.移动学习国内外研究现状分析[J].成人教育,2010.1:

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【中图分类号】TN915 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089 (2012)01-0009-01

通信技术正以前所未有的速度得以发展和应用,它与计算机技术相互融合和渗透形成现代通信技术,如卫星通信、微波通信、移动通信、光纤通信等都属于现代通信技术,它与我们息息相关,给我们的工作和生活带来了日新月异的变化。因此,《现代通信技术》课程不仅要在通信工程专业开设,同时还有必要在非通信工程专业开设。

1 现代通信技术课程的目标与内容

《现代通信技术》作为一门为非通信工程专业本科学生开设的课程,是通过知识的加工和优化,在原《现代通信系统》与《通信原理》等课程基础上整合而成,并向应用性方向拓展[1]。由于非通信工程专业的学生没有学习过《现代通信系统》和《通信原理》课程,所以课程目标是“轻理论,重应用”,使学生初步了解关于通信系统的基本概念、数字通信系统的组成;了解现代通信系统中的电信交换、卫星通信、微波通信、移动通信、光纤通信等通信系统的基本原理、组成框架和最新应用内容。

现代通信技术课程由通信网基础技术、电信交换、无线通信、移动通信和光传输网五大主要组成部分[2],详见图1。

图1 现代通信技术课程主要内容

通信网基础技术包括模拟通信和数字通信(强调数字通信系统)、数字通信系统设计的技术如信源编码技术、信道复用技术等、数字信号的基带传输、调制技术和差错控制技术等;电信交换包括常用的交换方式如电路交换和分组交换、数字程控交换、ISDN(综合业务数字网)和智能网;无线通信包括无线传播的基本特性、无线通信的关键技术、典型的无线通信微波通信系统、卫星通信系统的组成和应用;移动通信包括移动通信的关键技术、典型的移动通信系统GSM、CDMA和3G系统的原理、技术体制及应用发展;光传输网包括管传输系统的组成和原理、SDH光传输网技术、光波分复用技术等。

2 传统的现代通信技术教学方式的特点

传统的教学方法是以知识学科体系为中心,先讲述理论,在进行一些验证性的实验。《现代通信技术》课程的教学方式一致沿袭本科教育中学科体系的教学模式,从通信网基础技术到无线通信、移动通信等,都过于侧重理论,偏重知识的积累,内容丰富,公式与性质多,抽象难懂,这种教学方式的主要特点和弊端如下:

2.1 学生对学习感到枯燥,无法进行创新能力培养。对于现代通信技术课程来说,知识抽象、枯燥,特别是讲到通信原理等摸不着看不见的知识时,学生更是不知所云。很多学生仅仅是被动地在学习,没有主动参与的热情,体会不到学习的乐趣,更谈不上创新能力了。

2.2 教学过程中以原理知识为核心,而忽略了学生的数学功底和理论推导能力,使其缺乏学习的积极性;教学方法也是以传授知识为主,忽视了学生的能力培养和工程设计锻炼,导致知识与能力不协调。

2.3 理论和实际没有很好地联系起来,对知识的实际应用只作点缀,学生动手环节较少,更缺乏现场操作的经验,无法满足岗位需求。

3 现代通信技术课程的教学思路和教学模式

考虑到非通信工程专业的学生基本上没有学习过包括通信原理、信号与系统、随机过程等课程,在教学中必须从实际出发,因材施教,遵循深入浅出、易于理解的原则,力求简洁明了,突出科普性,激发学习兴趣[3]。采取“多挖坑少钻井”的方法,对现代通信技术课程中较深的知识进行必要的删减,比如通信网基础技术中的调制技术、语音编码,电信交换中的数字交换单元的工作原理、信令系统,无线信道特性分析、扩频技术等知识点,只能进行简单的讲解,使学生明白这些知识的基本概念。

3.1 教学内容模块化。

本课程对理论知识不要求过度深入,避免复杂的数学推导,建立模块化的教学模式,参考图1的课程内容,将现代通信技术作为一个整体任务,并按主要内容将这一任务分解成任务模块:通信网基础技术模块、电信交换模块、无线通信模块、移动通信模块和光传输模块,每个模块又分解为几个子模块。每个教学模块都以具体的项目案例引出教学内容,将枯燥的理论教学完全融入到一个个具体的任务中,抽象的知识就得到了具体的体现。这种教学方案不仅可以激发学生的学习兴趣,还可以培养学生分析问题和解决问题的能力。

3.2 教学方法多样化。

课堂教学质量的好坏直接影响到教学效果。“满堂灌”的传统教学方法已经不适应现在以“学生为主体”的课堂,而采用类比引证等深入浅出的方法进行多维立体教学,则可事半功倍,大大提高教学质量。

3.2.1 多维立体教学。

随着多媒体技术的应用,课堂上老师大都使用PPT进行教学,不停地播放幻灯片,授课信息量大,内容多,但这种教学方法很容易忽视学生对内容的理解和接受程度。多维立体教学,就是灵活使用现代教学手段,使用“多媒体+网络+板书”的教学模式,采用多种方法展现抽象的知识点,在图、文、声、像等方面为学生提供直观感受,让他们在短时间内理解和接受大量的最新信息[4]。课堂上,可以充分利用多媒体放映PPT、图片、动画和视频等,课后学生可以登录教学网站下载学习资料,通过网络、论坛与老师进行互动交流。例如,在学习卫星通信时,可以插入卫星通信系统的图片,播放最新卫星通信的相关视频等,让学生直观地理解相关内容。

3.2.2 善于类比。

本课程设计很多的原理、概念,若只是将这些抽象的知识叙述出来则显得枯燥无味,学生不易理解,而将这些知识与现实生活中我们常接触的事物做类比则可以很好地理解[6]。例如,在讲解无线通信中电磁波按照传播方向的分类时可以将其与台球的运动做类比,如图2所示,这样将抽象的看不见摸不着的电磁波也可以很容易的知道它包括直射波、反射波、绕射波和散射波等。

图2 台球的运动

再如,在讲解移动通信中的切换技术时,切换包括软切换和硬切换,什么是切换?什么是软切换?什么是硬切换呢?同样也可以采取类比的方法。假设你在一个工作岗位呆久了,由于这样或那样的原因,想调整一下,但你不能终端工作,直接变成空闲状态,因为你很在乎工作所带来的收益,你不希望这个收益中断(切换的目的就是为了提供无中断的数据传输)。根据岗位变动时,交接工作地开展方式不同可以把岗位变动分为温柔换岗(类似于软切换)和强行换岗(类似于硬切换)。温柔换岗就是在和新的工作岗位进行联系时,旧岗位的工作也不已下载中断,而是进行相应的交接工作;强行换岗就是和旧岗位彻底中断,然后建立和新岗位的联系。根据类比引出软切换和硬切换的概念,学生就很容易理解了。

这种类比的方法不仅可以调节课堂气氛,还可以深入浅出地将抽象难懂的知识让学生在轻松地气氛中理解并掌握。

3.3 教学模式工程化。

近年来,以美国麻省理工学院为首的世界几十所大学展开了CDIO工程教育模式的改革。CDIO是Conceived(构思)、Design(设计)、Implement(实现)、Operate(运作),是“做中学”和“基于项目的教育和学习”的集中概括和抽象表达[5]。该教学模式下,学生是学习主体,教师是教学主导。对于现代通信技术课程,教师首先要明确讲授课程在专业知识结构中的地位和作用,引导学生主动学习。其次,教师要根据学生应掌握的知识和能力,在教学中适当穿插综合性实验,促使学生自己动手,带领学生对卫星地面接收站、通信站等机房进行观摩,使理论知识和实际应用联系起来,培养学生的实际操作能力。在工程化的教学模式理念的指导下,我们可以改变以往重理论轻实践、重视专业知识而忽视创新能力的教学方式,取得良好的教学效果。

参考文献

[1] 张进,刘亚峰. 高职《现代通信技术》工学结合课程开发探讨[N]. 职业教育研究,2011.1:94~96

[2] 严晓华. 现代通信技术基础(第二版)[M].清华大学出版社,2010:1~290

[3] 周友兵. 高职《数字通信技术与应用》课程建设的探索与时间[N]. 程度航空职业技术学院学报,2009,12(4)

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中图分类号:TN916.2 文献标识码:A

0引言

由于采用不同频段的不同业务环境,需要移动终端配置有相应不同的软、硬件模块,而3G移动终端目前尚不能实现多业务环境的不同配置。由于3G系统以上的局限性,目前,很多公司已经开始着手4G 概念通信系统的研究。本文主要介绍4G概念通信的技术特点以及可能采用的关键技术。

1 4G概念通信技术特点

目前,业界专业人士对4G概念移动通信系统的共识主要有以下几点:

(1) 具有很高的数据传输速率。对于大范围高速移动用户(250km/h),数据速率为2 Mbit/s;对于中速移动用户(60km/h),数据速率为20 Mbbit/s;对于低速移动用户(室内或步行者),数据速率为100 Mbit/s。

(2) 实现真正的无缝漫游。4G 移动通信系统实现全球统一的标准,能使各类媒体、通信主机及网络之间进行“无缝连接”,真正实现一部手机在全球的任何地点都能进行通信。

(3) 高度智能化的网络。采用智能技术的4G 通信系统将是一个高度自治、自适应的网络。采用智能信号处理技术对信道条件不同的各种复杂环境进行结合的正常发送与接收,有很强的智能性、适应性和灵活性。

(4) 良好的覆盖性能。4G 通信系统应具有良好的覆盖并能提供高速可变速率传输。对于室内环境,由于要提供高速传输,小区的半径会更小。

(5) 基于IP 的网络。4G通信系统将会采用IPv6,IPv6将能在IP 网络上实现话音和多媒体业务。

(6) 实现不同QoS 的业务。4G 通信系统通过动态带宽分配和调节发射功率来提供不同质量的业务。

2 4G概念通信关键技术探讨

(1)正交频分复用(OFDM )技术

第四代移动通信系统主要是以OFDM为核心技术。OFDM 技术实际上是多载波调制的一种。其主要思想是:将信道分成若干正交子信道,将高速数据信号转换成并行的低速子数据流,调制在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开,这样可以减少子信道之间的相互干扰。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽,因此每个子信道可以看成平坦性衰落,从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分,信道均衡变得相对容易。

OFDM技术之所以越来越受关注,是因为OFDM 有很多独特的优点:

①频谱利用率高,频谱效率比串行系统高近一倍。OFDM信号的相邻子载波相互重叠,其频谱利用率可以接近Nyquist极限。

②抗衰落能力强。OFDM把用户信息通过多个子载波传输,这样在每个子载波上的信号时间就相应地比同速率的单载波系统上的信号时间长很多倍,从而使OFDM 对脉冲噪声和信道快衰落的抵抗力更强。

③适合高速数据传输。OFDM 自适应调制机制使不同的子载波可以按照信道情况和噪声背景的不同使用不同的调制方式。当信道条件好的时候,应采用效率高的调制方式;而当信道条件差的时候,则应采用抗干扰能力强的调制方式。再有,OFDM 加载算法的采用,使得系统可以把更多的数据集中放在条件好的信道上以高速率进行传送。因此,OFDM 技术非常适合高速数据传输。

(2)智能天线技术

智能天线采用了空时多址(SDMA)的技术,利用信号在传输方向上的差别,将同频率或同时隙、同码道的信号进行区分,动态改变信号的覆盖区域,将主波束对准用户方向,旁瓣或零陷对准干扰信号方向,并能够自动跟踪用户和监测环境变化,为每个用户提供优质的上行链路和下行链路信号从而达到抑制干扰、准确提取有效信号的目的。这种技术具有抑制信号干扰、自动跟踪及数字波束等功能,被认为是未来移动通信的关键技术。

(3)无线链路增强技术

可以提高容量和覆盖的无线链路增强技术有:分集技术,如通过空间分集、时间分集(信道编码)、频率分集和极化分集等方法来获得最好的分集性能;多天线技术,如采用2或4天线来实现发射分集,或采用多输入多输出(MIMO)技术来实现发射和接收分集。MIMO技术是指利用多发射、多接收天线进行空间分集的技术,它采用的是分立式多天线,能够有效的将通信链路分解成为许多并行的子信道,从而大大提高容量。

3结束语

4G移动通信系统目前还只是一个基本概念,4G网络的定义仍然还不明确,IEEE等标准化组织仍处于制定标准和规范的过程中。但是融合现有的各种无线接入技术的4G系统将成为一个无缝连接的统一系统,实现跨系统的全球漫游及业务的可携带性,是满足未来市场需求的新一代的移动通信系统,它将帮助我们实现充满个性化的通信梦想。

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中图分类号:TN914 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2012)04-0125-011移动通信网络优化的概念及意义

通俗来说,移动通信网络优化指提升移动通信服务质量,包括大家耳熟能详的移动、联通、电信等通信服务。移动通信优化范围包括核心网优化、传输网优化及无线网优化三个模块,由于核心网、传输网的网元少且环境稳定,移动通信优化实际上以无线网优化为主,因此移动通信网络优化也可称为无线网络优化。无线网络是通过改善手机和基站的空中接口信号性能来完成优化过程,提高通信质量的。由于移动网络变是不固定的,其动态变化频率高,再加上庞大的用户群体、用户的移动性、话务密度的不均匀性、频率不均匀性等,导致无线网络的信号接口稳定性能差,反映到用户方面即是通信质量的不稳定及弱势。比如,无法接通、通话无端中断、杂音干扰、单方通话等故障。

移动通信网络的建设耗费大量人力、财力,但是就目前此阶段现状而言,通信质量的不尽如意使得其投资与回报不成正比。而不间断的网络硬件、数据调整,资源优化配置等途径可以优化通信网络,可保持网络处于最佳运行状态,由此改善通信服务质量,使得用户可以切身感觉到通畅淋漓的网络速度。

2移动通信网络优化的现状

由于当前技术的限制,移动通信网络优化的实现需要借助于一定的工具,并且要求相关工作人员要具备较高的技能素质。一般而言,优化队伍的组成需具有资深的网络优化工程师,若干技术人员,以及大量的自动化、智能化软件工具。现有的网络优化工具主要有以下三种类型:其一,各系统供应商提供的OMC系统;其二,无线网络及交换网络测试分析的仪器、第三方软件,如路测软件和信令分析软件;其三,无线频率规划软件。其中,路测软件等是用来提供数据的,供应商提供的OMC系统多用来维护系统的。但是二者之间的联系甚是不紧密,再加上网络优化涉及到交换技术、无线技术、频率配置、切换和信令、话务统计分析等技术,形成海量的信息急需高技术处理的局面,最终致使优化工作比较粗放。

网络优化的具体操作大致分为数据采集、数据分析、实施、评估四个阶段。数据采集需要耗费大量的人力通过人工操作、整理、归类、汇总各类工具采集的海量数据。此阶段工作量大,但是难度较低。数据分析阶段工作量虽小但是很有难度。此阶段中,工程师需通过前阶段的数据来判断、分析、确定所反映的问题,并得出一个包含不同地点、层次网元的优化方案。然后是实施阶段,实施调整方案中确定的网络调整操作。最后是评估阶段,此阶段需再次进行数据采集工作,观察调整方案是否达到了效果,如果没有达到预期的效果,需再次重复整个过程;如果达到了效果,就再次设定新的、更高的优化目标,整个过程将再次在更高的层次重复。

3移动通信网络优化发展的趋势

智能优化是移动通信网络优化发展的趋势。具体说来,可以分为以下三个层面:

3.1 一体化处理和简单分析正如前文多说,网络优化涉及到众多技术及工具。但是不同类别的工具确只对特定的问题才能发挥效能,这就造成了优化工具虽然多,却各自分散难以整合,不能针对整个待整治的网络组成优化方案。我们认为,系统供应商或者第三方软件提供商应该与运营商形成长期的战略合作网络伙伴关系,通过持续努力,开发将环境数据和系统数据紧密绑定的软件系统,使该软件系统逐步具备对海量数据的一体化处理、简单分析、数据挖掘、辅助智能决策、自动网络参数调整等功能,使运营商的优化和维护人员从工作量大但难度相对较低的简单、低层次的数据采集、实施阶段的工作中解放出来,从而可以专注于深层次的系统和环境方面的优化方法的研究,将研究成果迅速应用于软件系统,并且能够迅速得到证明的高级优化工作中来。这就是一体化处理和简单分析。

3.2 数据挖掘、辅助智能决策数据分析是网络通信优化难度最大的一个阶段,它需要处理将大量不同技术领域的数据,而其中的寻求各种数据的内在关系是难中之难。数据挖掘是统计学和机器学的综合提,通过数据挖掘技术可以从数据库有效地筛过滤、筛选、分析、并提取价值信息,从而挖掘各数据的内在关联。数据挖掘可以挖掘一系列数据之间的联系,使得工程师建立符合自身团队特色的数据分析体系,从而为整体优化方案的确立提供辅助决策的功能。数据挖掘可以使网络优化人员在短时间内挖掘各数据间的关联,可以解决许多以前我们想解决却缺乏解决办法的问题。

3.3 自动网络参数调整当移动网络优化系统的优化工具具备了辅助决策功能后,其数据分析结果是相当精确无误的,这点已被无数次实验结果所验证。然而,这并不是优化工具进化的终结点,在其前方仍然有大量可进步的空间。此时,我们可将优化软件的输出直接作用于OMC系统的配置功能模块上,通过OMC系统直接“指挥”网络调整自己的系统参数。由此省去中间的设备经过及缓解,可以更好地适应网络环境参数的动态变化,从而为为用户提供更加稳定及完善的通信质量。

4总结

只要有移动网络存在的地方,就会有移动通信网络优化的需要。移动通信网络优化是一项高技术、高难度的繁琐工作,但是可以大大改善通信质量,让用户切身感受到服务质量的提高。移动网络通信优化技术是不断改善的,虽然现阶段仍然存在大量缺陷及问题,但是随着社会的发展,我们相信通信网络优化技术能带个大家更多的便利。

参考文献:

篇11

1前言

随着互联网技术突飞猛进的发展,移动互联网的更高速、更便捷、更便宜成为人们追求的目标。因此全球对于第五代移动通信技术(5G)的研发正逐步升温。4G最高可以达到100Mbps的上网速率,而5G可达到1Gbps。与4G相比,5G网络更能满足人们对高传输速率的要求。同时,第五代移动通信网络在传输过程中还体现出短时延、低功耗、高可靠等特点。目前全球很多国家都已经开展了5G研发,在前不久结束的世界移动通信大会上中国以及其他国家共19家通信运营商和多家通信设备厂也都加入研[1]究5G网络的队伍,全球5G市场正逐渐开启。

2第五代移动通信进展概述

对于第五代移动通信技术,目前业界尚无清晰而明确的定义。2015年2月11日,IMT-2020(5G)推进组在北京召开的5G概念白皮书会中,宣布迫切需要尽快制定全球统一的5G标准以及确定统一的5G概念。根据5G关键能力与核心技术,第五代移动通信技术的概念由标志性能指标和一组核心关键技术来共同定义。其中Gbps用户体验速率为标志性能指标,一组关键技术包括大规模天线阵列、超[2]密集组网、新型多址、全频谱接入和新型网络架构。

2.1主要性能指标

可以用以下几个主要的性能指标来描述5G。(1)数据速率将不少于1Gbps最是基本要求目前4G/LTE的传输速率达到100Mbps,而5G的速率将会达到每秒1Gbps。如果用4G网络下载一个视频耗时1分钟,则5G下载一部高清画质视频只需1秒钟。如果利用手机或平板上在线观看4k视频或将来的8k视频,5G下行速度为其提供了保障。(2)特大的通信容量在每平方公里的地理范围内,无线移动宽带系统的容量比目前4G/LTE增长1000倍,平均每平方公里地理范围内的连接数将不小于一百万个。(3)无线延迟时间要求小于一毫秒两部手机连接的时间在3G网络下为500ms,而4G网络则需要50ms。然而多数瞬时无线应用的时间延迟不能多于一毫秒,比如5G的应用于无人驾驶、汽车行驶中时,当向无人驾驶发送紧急指令时,延迟时间如果多一毫秒,可能就会有危险。因此未来的网路延迟时间应小[3]于一毫秒。(4)可支持的最大移动速度为500km/h4G支持的最大移动速率为350km/h,当以每小时500公里速度移动时,5G服务可保证信号切换不中断。

2.25G发展现状

从通信业的发展轨迹看,网络换代的时间越来越短。1G、2G、3G、4G的更换间隔时间分别为为12年、10年、8年,而从4G到5G,预计只有6年。目前世界上许多发达国家已开展5G的研究工作并制定了相应的研究和发展推进计划,中国、韩国、日本、美国、欧盟都在投入大量资源研发第五代移动通信网络,同时在这两年内世界各国也就5G进行广泛的研讨。5G研发进展飞快,且多个国家对5G的研究都初见成效。欧盟于2014年1月正式推出“5GPPP”(5GPublic-PrivatePartnership)计划,预投入数十亿欧元开发5G技术,并在2022年正式投入运营。三星电子有限公司在2013年已成功开发5G核心技术,并宣布预计将于2020年开始推广商用。韩国科学和未来规划部在2014年1月宣布建立“未来通信产业发展战略”,预算1.6万万亿韩元用于5G的研究,希望在2018年平昌奥运会上首次试演5G应用。日本于2013年10月创建了5G研究组,该研究组已经对5G网络进行了初步探讨。2014年5月8日,日本多个运营商共同合作,开始测试高速5G网络,并预计在2020年开始运作。美国Verizon无线公司在2015年9月7日宣布,将从明年开始试用第五代移动通信网络,两年后在美国部分城市进[4]行商用。2015年9月28日,第五次中欧经贸高层对话会上,我国与欧盟在第五代移动通信网络领域签署战略合作协议。会议再次强调于2020年实现5G网络商用的目标,再次推动了5G技术的发展。中国的5G研究的时间推进表中表示,在明年启动第五代移动通信技术的标准研究,预计在三年内完成第一个版本的标准,把商业应用的起步时间确定为2020年。中国移动、华为、大唐电信、中兴通讯等企业现正投入大量的精力研发5G技术标准。

35G网路前景分析

3.15G在我国前景

虽然目前5G还处在实验阶段,真正商用还要经过几年的时间,但是5G已经成为ICT领域的热点名词。我国在通信技术标准领域经历了第一代空白、第二代跟随、第三代突破、第四代同步、第五代力争取得主导地位的加速发展。3G、4G时代呈现出标准之争的局面在5G情况下是不会出现的,5G技术标准将实现全球统一。我国移动通信技术已经取得一定成绩,在5G国际标准的制定工作中也起到重要作用,需要我国企业在5G网络方面进一步发力,争取中国5G标准能成为世界5G标准。

3.25G三大空口技术

第三代移动通信的空口技术是CDMA,第四代移动通信的空口技术是OFDM,而当进入第五代移动通信时代时,应用更加繁荣,对空口技术要求也更加灵活,因此空口技术的复杂多样性和应变能力变得尤为重要。一个空口必须满足超高清视频要求的每秒1G的带宽、无人驾驶要求的小于1毫秒时延、每平方公里物联网传感器几十万的连接数等业务。而滤波正交波形频分复用(FilteredOFDM,F-OFDM)与稀疏码多址技术(SparseCodeMultipleAccess,SCMA)可作为第五代无线通信技术动态空口的基础。(1)F-OFDM无线通信的基础波形技术F-OFDM是基于子带滤波的OFDM,能够满足5G需求的波形技术。其能满足5G原理是首先先将系统带宽划分若干子带,通过优化滤波器,把不同带宽的子波之间的保护频带做到一个子波带宽,每种子带根据业务需求配置不同的波形参数。支持空口参数配置自动适应5G不同业务。(2)SCMA无线通信的稀疏码多址接入技术通过F-OFDM已经实现了在频域和时域的资源复用,为了进一步提高频谱效率,还可以通过空域和码域的复用来改进。SCMA有两个关键技术:第一个是低密度扩频,即把单个子载波扩频成4个子载波,然后这4个子载波由6个用户共享,用户数据只占用了其中2个子载波,剩余2个空子载波。这就是SCMA中Sparse(稀疏)的含义。第二个关键技术是高维调制,传统的波形调制只有幅度和相位两维,同样,高维调制技术调制的也是相位和幅度,但是最终使多用户的星座点之间欧氏距离拉得更远,大大提高了用户的解调和抗干扰性能。每个用户使用高维调制的数据稀疏码本,而每个用户的码本系统有记录,这样在不正交的情况下,就可以把不同用户最终解调出来。SCMA通过引入码域的多址,调整了稀疏度,并提高了频谱效率,最终频谱效率可以提升多倍。(3)PolarCode高性能纠错码技术信道编码技术的主要目的是能够可靠的传递数字信号。信道编码技术是在发送信息序列的同时增加额外的校验比特,并在收端采用一定的译码技术,使传输过程中产生的差错以较高的概率进行纠正,从而正确接收发送的信息。过去所采用的多种纠错码技术如RS码、卷积码、Turbo码等都未能达到香农极限。在2008首次提出的极化码是第一种能够被严格证明可达到信道容量的信道编码方法。Polar码具有简单明确的编码及译码算法,所能达到的[5]纠错性已经远远超过Turbo码、LDPC码。

3.35G未来应用

5G的应用不仅仅是上网、打电话,还可以实现万物互联、各行各业的信息相互结合。如智慧城市、智能交通、工业自动化等等,这意味着5G标准不仅仅只与移动通信行业有关。人们通过高科技可以达到“所想即所得”的水平。农民不需要到田里,只需打开手机通过田间摄像头就可以随时查看农作物病害和虫害信息以及田间水量和养分等情况。如果农民种植过程中遇到问题,可以把田间的情况通过发送视频给远方专家,直接等待回复。当在用手机看足球比赛的直播时,赛场周围安装了大量高清摄像头,视频信号通过5G网络从遥远的球场瞬间传到手机或平板上,只需用手指随意划动屏幕,画面就会随着手指的移动而发生变化,就可以享受观看全方位的比赛。

3.45G面临问题

5G虽然在未来几年就会被商用,但仍有许多问题有待解决。(1)5G网络的主要问题依然是技术问题目前的4G网络的技术仍存在着许多问题,如果问题不解决势必影响5G的普及。比如信号受障碍物影响较大,在偏远的山区网络还未普及,在地铁站、地下室、图书馆以及火车车厢等人群密集的场所,存在覆盖不到或信号差等问题。(2)手机存储读写速度问题人们很容易忽视掉现有的手机存储芯片的写入速度根本无法达到5G网络需要的速度,即使5G网络被商用,也会因为手机读写速度受到限制,人们体验不到其在速度上的优势。在移动互联网快速发展的时代,5G将支持更打范围的信息服务互联和应用,除个人消费业务外,还可以满足更多的企业和社会需求。可以预测,5G虚拟现实、5G智能车联网、远程遥控、紧急救援等领域,将可借助5G技术得到推广。

参考文献

[1]网优雇佣军.4G还没建完我们为什么需要5G[EB/OL].

[2]IMT-2020(5G)推进组.5G概念白皮书.2015-2.

[3]李远东.全球5G研发现状[EB/OL].[2014-11-17].

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文章简单地介绍了第四代移动通信的基本概念以及相关的技术,阐述了4G相关技术的主要用途,希望能够起到抛砖引玉的作用,为相关工作的发展提供一些建议。

 

1 第四代移动通信系统的基本概念

 

1.1 4G的基本定义

 

4G通信技术又被人们称之为宽带接入和分布网络,其不仅非对称数据传输能力能够超过2Mbit/s,数传率高达100Mps。同时还兼具自动切换功能,能够实现不同速率之间的自动切换,从而为用户提供多种多样的服务,并达到兼容的目的。

 

此外,4G通信技术实现了我国通信技术史上的首次三维图像的高质量传输,从而为移动用户提供更高质量的移动服务。其中包括4大部分,一是移动宽带系统;二是宽带无线固定接入;三是宽带无线局域网以及互操作的广播网络。在这些无线平台以及跨越不同频带的网络中,4G通信技术一方面能够为用户提供优质的无线服务,以及信息通信和数据采集外,另一方面还具有定时定位、远程控制等全方面的功能。

 

1.2 4G的研发背景

 

当前我国3G通信技术的发展已经十分成熟,与2G通信技术相比,3G通信技术灵活性更佳,速度更快,同时也进一步满足了人们对多媒体的需求。然而3G通信技术在发展过程中,为人们带来全新的通信感受的同时,也受到了一定的局限性,主要表现在:3G通信技术通信速率低下,灵活性不足,以及无法真正实现不同频段、不同业务环节之间的无缝漫游,并无法为用户提供动态范围内多速率的业务。

 

这些都在一定程度上制约了我国通信技术的发展,基于这些压力,许多公司为了更好的发展通信事业,已经开始研究第四代概念通信系统。该系统与3G通信相比,一方面应当全面提高运行速率和灵活性,并配备更好的兼容性,从而有效的实现任何人在任何地点以任何形式接入网络。另一方面为了将核心基础设施通过开放式接口共享给不同的网络运营商以及服务供应商,应当建立一个为客户服务的开放性平台,该平台具有比传统封闭环境下的网络安全性能更高的优势。

 

1.3 4G移动系统网络的特点

 

(1)速率得到一定的提升,与3G通信技术相比,4G移动通信技术的信息传输率要高于3G移动通信技术,会超过UMTS,其数据速率高达100Mbs。(2)4G移动兼容性更强。4G移动通信系统为了能够让4G通信技术服务于全部的移动通信运营商,统一了全球的4G标准,让任何一部手机都能在任何地点完成通信。(3)移动4G灵活性更好。在4G移动通信系统中配备了智能技术,从而有效的实现了资源分配的自动化。

 

此外4G移动通信系统还应用了智能信号处理技术,进一步提高了4G通信技术的智能性、适应性以及灵活性。

 

2 4G通信关键技术

 

2.1 正交频分复用技术

 

多载波调制技术中的正交频分复用技术能够科学合理的划分信道,使之形成众多的正交子信道,并通过利用这些正交子信道将数据信号的高速传播转为低速传播,平行传输至各个子信道中,确保每个子信道中数据流的传输效果。

 

此外消除各个子信道中的符合干扰作用以及降低子数据流之间的影响力,确保各信道之间的平衡性,可以将正交信号分块技术应用于数据信号接收端中,从而完成以上几项工作。

 

2.2 智能天线技术

 

自适应阵列天线或者是波束间无切换的多波束就是所谓的职能天线技术,该技术能够实现自动跟踪和调节数字波束,从而有效的抑制处理信号干扰,对于提高系统内信号的质量有着十分显著的作用。

 

2.3 无线链路增强技术

 

在无线链路增强技术中分集技术是其中最常见的技术,主要作用在于提高容量以及增加4G信号的覆盖范围,同时分集技术利用本身分集方式的多样化取得最佳的分集性能,有利于提高4G通信系统的传输质量和系统容量。该种技术是4G通信系统十分关键的组成部分,对于4G通信系统的应用有着十分重要的作用。

 

2.4 IPV6技术

 

4G通信系统所采用的传输方式是全分组方式的数据流输出方式,该方式是建立在IP的基础上,基于此,下一代网络中的核心协议就是IPV6。但是为了能够保证IPV6的使用效果,在选择IPV6协议时,首先要对移动性以及服务质量进行全面的考察,其次是对地址空间以及其自动控制等存在的问题进行考察。只有保证以上因素符合需求后,才能确保做出最佳的IPV6协议选择。

 

2.5 软件无线电技术

 

软件无线电技术又被称之为数字信号处理技术,主要工作原理是通过通用软件平台,并利用变成对该种平台进行有效的控制,并利用该平台,通过相应的软件定义无线电台中每个部分的功能并充分发挥其作用。

 

3 4G通信关键技术的应用

 

3.1 数据传输方面的应用

 

目前我国将4G通信技术广泛应用于信息采集、游戏、医疗、射频检测等领域中,这主要是因为4G通信技术所具备的高速度传输、大容量的存储内存等符合许多领域发展的要求。

 

4G通信技术的高速传统优势,在全面提高用户信息交流沟通速度方面有着十分相助的作用;而4G通信技术的高频谱带优势有助于完善和发展我国的射频测量技术;而其高速传输以及定位查找等优势,满足远程监控领域的发展需求,另一方面还能在地震监测以及定位中发挥巨大的作用。因此,4G通信技术的发展能够从根本上推动我国经济的发展。

 

3.2 存储容量方面的应用

 

2G,3G,4G通信技术都具有一个共同的特点,就是具有高容量的优势,而由于加大了4G通信技术的传输频宽,因此4G移动的容量与其他通信技术相比优势更加明显,而这种优势恰恰就是目前我国移动用户所需求的,有效满足了用户对于各种下载、存储以及中转信息、数据等需求;此外4G通信技术能够帮助人们进行复杂的数据信息处理,这是其他的通信技术无法替代的。

 

3.3 自动处理方面的应用

 

近年来,由于我国人们不断提高对手机的要求,因此我国通信技术一直处于更新换代的状态中,目前我国4G通信技术应用范围不断扩大,为人们的生活提供了巨大的便利。我国4G通信技术集个人通信、信息传递、多媒体娱乐等多种功能于一体,有效的实现了资料以及图像的双向传递,为满足人们在个人休闲娱乐方面的各种需求提供了优质的服务与多种选择,比如定位查找、资讯传递等服务。

 

4 结束语

 

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作者简介:许方敏(1980-),女,浙江瑞安人,杭州电子科技大学通信工程学院,讲师。(浙江 杭州 310018)

基金项目:本文系杭州电子科技大学2013年高等教育研究项目(项目编号:YB1321)的研究成果。

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)32-0130-02

随着科学技术与社会经济的飞速发展,人类社会迅速从工业时代进入信息时代。21世纪,以高新技术为核心的知识经济将占主要地位,促使高等教育的发展步伐空前加快,社会对高校培养的人才提出了更高的要求:即现代的高级专门人才既要具有坚实的基础、宽广的知识面,又要具有实践动手能力和创新精神。然而,目前高等学校的人才培养是在一种比较封闭的状态下进行的,学校教育远离社会实际,脱离社会需要,造成教育供给与社会需求的矛盾。于是,人们将目光投向高校之外,寻求一种高校与企业合作进行人才培养的新模式,这就是产学研合作的教育模式。产学研合作教育[1-4]的实质是一种以人才培养为主要目的的教育模式,是高等学校与产业部门、科研部门紧密合作,共同培养人才的一种办学模式和教育模式。如果产学研合作过程中没有人才培养的过程,就不是一种真正意义上的产学研合作教育。因此,如果专业课程没有学好、创新研究能力没有培养出来、实践应用能力弱,产学研合作教育的结果将会使学校成为一个职业技术学校。

本文以移动通信这一门课程为例研究和探讨产学研教育模式,也就是,探讨以创新研究和实践应用为导向的课程教学模式。杭州电子科技大学的“移动通信”是浙江省省级精品课程,也是学生的专业选修课程,无论对将来的研究还是就业来说,都占据举足轻重的地位。

一、“移动通信”课程教学中的问题

从教学实践来看,尽管近年来“移动通信”这门课程在教学内容设计、教学方法和手段、考核方式等方面进行了大量的改进,如扩充了原来的教学内容,教学手段由传统的黑板、粉笔、教案等工具转变为多媒体、增加实验教学等,但是当前课程的实际教学效果仍不够理想,普遍存在以下三类问题。

1.课程内容多,学时有限

移动通信这门课程同时具有专业性和综合性的特点。在这门课程中,不仅要重点阐述各种移动通信系统的组成原理、关键技术和系统的工作流程,让学生从整体上对移动通信系统有深入的了解,而且此课程对通信基础知识也有着较高的要求。[5]这些基础知识覆盖了数字信号处理、通信原理、信息论与编码、电子电路等,掌握这些基础知识对于学习整个移动通信系统的后续知识有着非常重要的作用。因此,在教学过程中,既要包括基础知识的回顾与应用,还应包括系统的原理流程的介绍以及移动通信最新的进展和标准化进程,教学内容非常多。然而,包括实验的学时也就48学时。

2.教学方法及考核方式的问题

在教学过程中对学生实践与应用能力的培养力度不够,学生进行研究创新的能力薄弱,特别是程序设计及通信类测试、分析软件应用能力欠缺。同时,课堂人数较多,课时有限,一般都是教师讲授课程知识,很少让学生参与讨论和解决问题。

考核上,一般都以传统的闭卷考试为主,没有采用开卷、研究报告、实验报告等多种方式结合的考核方式,容易致使学生死记硬背应付考试,而不是灵活应用所学知识解决问题。

3.学生自身问题

移动通信设置在大三的第二个学期,此时大部分学生开始联系实习单位,对课程学习兴趣不高;另外,“移动通信”课程有一定的数理性,概念多且比较抽象难懂、枯燥无味,往往造成教师教得辛苦,学生学得被动无趣。目前还存在的一个典型的情形是有些学生记了一大堆概念、公式、原理,去了企业或公司发现都用不着,回来就给大家宣传“读书无用论”,造成了学生对课程学习的兴趣一届不如一届。

二、改革措施

针对当前通信类专业学生在“移动通信”课程学习过程中遇到的以上三大类问题及课程建设中存在的缺陷,本文从深化课程教学目标、教学内容、教材建设、教学方法和手段、课程考核等方面,可以采取以下具体的改革措施,为学校教学改革和课程建设提供参考依据。

1.精简教学内容,体现课堂教学的精髓

随着移动通信的迅速发展,课程内容需要摒弃过时的内容,需要加入大量新理论和新技术,比如适当减少第一模拟移动通信系统的内容和技术,或将部分内容作为学生自学内容;适当增加第四代移动通信系统的研发和测试情况以及将来的应用场景。这就要求教师利用国际会议、期刊、网站、论坛等多种渠道了解、追踪热点问题。在教学中除了课本基础知识的学习之外,教师要引导学生利用各种渠道资源关注移动通信的发展动向。

另外,还可以增设移动通信辅助课程,将部分课程内容移到这些辅助课程上。通信课程经历初期改革后,将很多理论课时进行了缩减而适当增加了部分实验课时,引入Matlab软件针对课程中的主要内容进行实验操作,加强了实际操作功能。引入了3G移到通信实验,提高了学生的动手能力和对移动通信实验设备的认识,同时提高学生的学习兴趣。增设了程序设计及通信类测试、分析软件的实验课程,以满足学生就业的需求,提高课程的实用性。

2.多种考核方式,灵活的教学方法和教学手段

目前,通信类专业的教学仍然是以教师讲授为主,学生被动地接受知识的灌输,缺乏师生之间的互动和交流。另外,从了解到的很多门课程的考核方式上看,仍主要采用闭卷考试方式,主要考查学生对学科基本概念、基本理论和基本分析方法的掌握,缺乏案例分析,缺乏实际的技能考核及应用操作等。为了应付考试,学生靠死记硬背,很难从本质上提高学生对通信类课程的理解和应用能力,同时也浪费了本来可以用来进行创新性研究的时间。因此,在课程考核中,可以考虑开卷形式的考试,主要考察学生对移动通信关键设备、关键技术的理解和运用能力,而不是死记硬背能力。

另一方面,密切联系企业,了解社会需求和行业动态,培养学生实践与应用能力。从教学目标和教学计划上看都非常重视学生实践与应用能力的培养。在实际教学过程中,由于多方面的原因,对学生针对性的实践训练还远不够,学生不能灵活地应用相关的方法分析和解决实际问题。随着用人单位对大学毕业生实践与应用能力要求的不断提高,在教学培养目标和方式上应不断加强学生社会实践能力的培养。

同时,设置更多级别、更多种类的研究项目,以提高学生的研究创新能力。为了提高学生的研究创新能力,应为学生提供更多的项目研究创新的平台,包括各级课题申报、省级新苗项目、各种建模比赛、创业及挑战杯竞赛等。通过这些有益的项目申报及竞赛,可以提高学生实践与理论的结合能力。所有项目申请应分多个级别、多种难度,以满足不同能力的学生的参与需求。

3.培养学生学习兴趣,克服畏难情绪

由于“移动通信”课程比较抽象难懂,因此对于部分数学基础不太扎实的通信类专业学生来说,一看到公式、计算就会产生畏难情绪。又因为觉得这些课程与将来工作的关系不大,学生学习愿望不强,因此学习积极性和学习效果都不会理想。比如:学生往往觉得移动通信网络架构学起来很枯燥的,如果教师能利用一部分时间,把学生带到中国移动、中国联通等运营商的机房参观一下,让学生切身体会到各个网元的作用及面貌,将会大大提高学生的学习兴趣。因此,有必要将课外实践及参观等内容融入到相关课程中,让学生明确认识到所学内容在实践中的地位和作用,而不是仅仅局限于课堂教学。

三、总结

教学改革是一项长期的工作,需要广大的教育工作者积极地探索和实践。精品课程的建设为教学提供了改革的平台,本文依据移动通信课程的精品课程建设的具体情况,分析了课程所面临的问题,提出了一系列的教学改革实践,从深化课程教学目标、教学内容、教材建设、教学方法和手段、课程考核等方面,提出了一些改善的措施和建议。几年的改革实践表明,只有努力探索、积极实践才能对高等教育的改革有进一步的认识。

参考文献:

[1]刘洋.论产学研合作模式的进化—— 一个共生进化视角的透视[J].北京理工大学学报社会科学版,2011,(1):43-49.

[2]张炼.产学研合作教育的理论问题及在我国的实践[J].职业技术教育,2002,(34):21.

[3]赵云良.产学研合作的理论背景[J].江苏高教,2000,(6):17.

[4]吴悦.产学研协同创新的知识协同过程研究[J].中国科技论坛,

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