基于現(xiàn)網(wǎng)設備的TD—LTE4G移動通信實驗教學模式初探

【摘要】隨著信息類專業(yè)技術的不斷進步，占據(jù)未來發(fā)展教育的制高點已經(jīng)得到了中國教育界的普遍認可。當前很多高校都非常重視現(xiàn)網(wǎng)設備的TD-LTE4G移動通信實驗教學，這種教學不僅可以幫助學生熟練掌握移動通信系統(tǒng)的工作過程和工作原理，而且能夠很好地幫助學生在移動通信實驗教學中認識和了解通信網(wǎng)絡和設備。本文基于現(xiàn)網(wǎng)設備并配以4G移動通信實驗教學平臺，探索分析了新型的實驗教學模式，為增強學生的實際動手能力、提高學生的職業(yè)素養(yǎng)奠定了良好的基礎。

【關鍵詞】TD-LTE4G 移動通信實驗 教學模式 探索分析

【中圖分類號】G71 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）23-0111-02

1.TD-LTE系統(tǒng)的構(gòu)成

1.1TD-LTE系統(tǒng)構(gòu)成的原理

TD-LTE系統(tǒng)主要由演進型分組核心網(wǎng)EPC、基站eNodeB以及用戶設備UE三部分構(gòu)成。其中核心網(wǎng)EPC又包括移動性管理實體MME、服務網(wǎng)關SGW、分組數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關PGW和用戶服務器HSS。MME主要負責LTE介入網(wǎng)絡的控制、安全控制以及移動性管理；SGW主要負責LTE的用戶數(shù)據(jù)的傳遞和轉(zhuǎn)發(fā)；PGW主要負責分配終端IP地址，連接移動終端設備和外部分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡并且它也是移動網(wǎng)絡內(nèi)部的錨定點；HSS主要負責管理用戶的簽約數(shù)據(jù)和信息。eNodeB是LTE系統(tǒng)的無線接入設備，主要負責管理用戶資源、控制接入的設備。UE作為用戶的終端設備，主要負責處理用戶終端遇到的問題。

1.2TD-LTE系統(tǒng)的實驗教學要求

首先，要求學生使用TD-LTE現(xiàn)網(wǎng)主體設備，充分利用設備資源模擬現(xiàn)網(wǎng)的運行環(huán)境。

其次，要求學生在核心網(wǎng)和無線接入網(wǎng)實現(xiàn)對接以后，需要滿足數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的通信要求。

最后，能夠很好地滿足大約40名學生移動通信實驗教學的要求，達到既能夠連接到操作維護中心進行系統(tǒng)在線實驗，又能夠進行系統(tǒng)脫機配置實訓的目的。

2.TD-LTE系統(tǒng)的網(wǎng)絡參數(shù)

TD-LTE系統(tǒng)的網(wǎng)絡參數(shù)主要包括全局參數(shù)、傳輸參數(shù)、鄰接網(wǎng)元參數(shù)以及小區(qū)參數(shù)。全局參數(shù)對所有小區(qū)都有效，在eNodeB全部小區(qū)中發(fā)揮著至關重要的作用；傳輸參數(shù)包括GE參數(shù)、IP參數(shù)、SCTP參數(shù)、OMC參數(shù)和靜態(tài)路由參數(shù)；鄰接網(wǎng)絡參數(shù)能夠更好地展現(xiàn)偶聯(lián)的對端網(wǎng)元屬性；小區(qū)參數(shù)則為幾個定向天線小區(qū)的屬性參數(shù)。

3.實驗教學項目

TD-LTE系統(tǒng)實驗教學項目的目的是使用模擬現(xiàn)網(wǎng)的TD-LTE硬件平臺和維護操作網(wǎng)絡管理平臺，使學生通過一系列基礎型、拓展型以及創(chuàng)新研發(fā)型實驗教學項目，了解和掌握無線網(wǎng)絡設備之中各個網(wǎng)元設備的工作配置原理，熟練掌握無線網(wǎng)絡信令流程，理解無線網(wǎng)絡對接數(shù)據(jù)的含義特征，提高學生對現(xiàn)網(wǎng)設備的安裝、維護能力，提高學生對無線網(wǎng)絡的開局能力，提升學生的工程實踐操作能力，增加學生自身以后上崗就業(yè)的機會。

3.1基礎型實驗教學項目

基礎型實驗教學項目主要包括兩部分，分別是：EMS基礎配置和eNodeB基礎配置。

EMS基礎教學實驗主要使學生熟悉和初步掌握EMS客戶端的操作和使用方法。學生通過登錄EMS客戶端、創(chuàng)建并啟動網(wǎng)元代理以及啟動配置管理等，初步完成網(wǎng)元的開通工作。

eNodeB基礎教學實驗主要使學生了解eNodeB的實踐操作流程。學生通過創(chuàng)建LTE子網(wǎng)、創(chuàng)建子網(wǎng)基站網(wǎng)元、創(chuàng)建配置集、創(chuàng)建地面資源管理，從而生成配置目錄樹，進而進行設備、無線、傳輸?shù)榷鄠€細節(jié)的配置。

3.2拓展型實驗教學項目

拓展型實驗教學項目主要包括兩部分，分別是：eNodeB地面資源管理配置和eNodeB無線資源管理配置。拓展型教學實驗要求學生依據(jù)實驗目的和實驗任務，進行網(wǎng)絡設計、參數(shù)和設備的配置，從而更好地完成一系列的實驗工作。

eNodeB地面資源管理配置實驗。通過添加BBU設備、選擇單板、配置RRU和光口設備BPL、配置光纖和物理層端口以及配置時鐘設備和IR天線組對象，合理進行eNodeB的物理資源配置。通過配置以太網(wǎng)鏈路層和寬帶資源、配置IP層和偶聯(lián)SCTP以及配置靜態(tài)路由和OMC通道，合理進行eNodeB傳輸資源的配置。

eNodeB無線資源管理配置實驗。該實驗主要通過創(chuàng)建LTE網(wǎng)絡、配置基帶資源、配置服務小區(qū)、重選配置小區(qū)、配置系統(tǒng)信息調(diào)度和測量，從而進行調(diào)整和分配無線傳輸資源和eNodeB資源，進而建立LTE小區(qū)。

3.3創(chuàng)新研發(fā)型教學實驗項目

創(chuàng)新研發(fā)型教學實驗項目是指學生在老師的殷切指導下，憑借已經(jīng)建成的現(xiàn)網(wǎng)TD-LTE4G移動通信實驗教學系統(tǒng)，充分利用目前已有的軟件和硬件資源，適當將軟硬件資源與實際實踐活動相結(jié)合，使學生自主進行移動通信開發(fā)實驗。除此之外，老師也要告誡學生管理小型TD-LTE網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)評估與規(guī)劃等創(chuàng)新研發(fā)實驗項目難度比較大，工作強度也很高，在實驗過程中不要輕易放棄，激勵學生把這個實驗項目當成課程的學習任務，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和綜合知識運用能力。

4.總結(jié)

由現(xiàn)網(wǎng)設備eNodeB和IEPC組成的TD-LTE4G移動通信實驗教學系統(tǒng)，給學生提供了一個學習移動4G通信的基本原理、TD-LTE設備的軟硬件結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡設備組網(wǎng)、工程安裝的平臺，為學生打造了一個良好的學習現(xiàn)網(wǎng)設備的環(huán)境?；诂F(xiàn)網(wǎng)設備的TD-LTE4G移動通信實驗教學有利于將一些抽象的原理定理具體化，將復雜的過程變得直觀化，激發(fā)了學生學習通信技術的熱情和興趣，加快了學生理解TD-LTE4G移動通信技術的進程，提高了學生現(xiàn)網(wǎng)設備安裝和維護以及上崗工作的能力。

參考文獻：

[1]應祥岳，徐鐵峰，劉太君.大型儀器應用于移動通信實驗教學的探索.《實驗室研究與探索》.2014年6期

作者簡介：

唐百寧（1967-），男，廣西桂平人，本科，工程師，研究方向：通信類，主要從事通信終端（手機維修）教學，移動4G—LTE通信技術教學方面。