移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)室建設(shè)淺析

汪鑫

摘 要 本文以移動(dòng)通信課程為例，探討了在信息及通信類(lèi)專(zhuān)業(yè)的課程設(shè)置中，“移動(dòng)通信”課程在實(shí)踐教學(xué)方面的相關(guān)問(wèn)題。目前大部分高校僅僅用實(shí)驗(yàn)箱來(lái)進(jìn)行移動(dòng)通信的實(shí)踐教學(xué)，這樣的培養(yǎng)方案與實(shí)際工作對(duì)人才的要求差距較大。該文以高校實(shí)驗(yàn)箱管理模式及學(xué)生實(shí)際崗位需求為出發(fā)點(diǎn)，探討移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)思路，分析存在的問(wèn)題，并提出有針對(duì)性的解決方法。

關(guān)鍵詞 移動(dòng)通信 實(shí)踐教學(xué) 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

中圖分類(lèi)號(hào)：TN91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2016.12.086

Abstract This paper discusses the problem about mobile communication courses in practice teaching. Currently， most universities only take experimental box to practice teaching in mobile communication courses. This kind of training plan has a big disparity with the person's request in actual work. In order to study the construction of mobile communication laboratory， this paper discusses the construction method of the mobile communication laboratory， analyzes the existing problems， and puts forward some solutions to the problems.

Keywords mobile communication； practice teaching； laboratory construction

0 前言

通信技術(shù)，尤其是移動(dòng)通信，在近幾年發(fā)展得非常迅速，其應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。隨著社會(huì)的發(fā)展，移動(dòng)通信已經(jīng)由一門(mén)新興的實(shí)用技術(shù)成為一門(mén)成熟的學(xué)科。由于市場(chǎng)對(duì)移動(dòng)通信人才的大量需求，也使得眾多高校都開(kāi)設(shè)了移動(dòng)通信的相關(guān)課程，大批量的實(shí)驗(yàn)設(shè)備在高校中投入使用，讓學(xué)生能夠從實(shí)踐中了解移動(dòng)通信。但是目前移動(dòng)通信人才的發(fā)展還沒(méi)有跟上實(shí)際發(fā)展的步伐，主要原因在于學(xué)校的理論教學(xué)與社會(huì)實(shí)際的崗位需求存在一定的差距。因此，如何根據(jù)學(xué)校自身?xiàng)l件建設(shè)移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)室，成為眾多高校越來(lái)越重要的研究課題。

市場(chǎng)上有眾多的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備，如何合理利用這些設(shè)備，建設(shè)一個(gè)真實(shí)系統(tǒng)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，讓學(xué)生能夠真實(shí)了解移動(dòng)通信的整個(gè)過(guò)程，盡量縮小與實(shí)際工作的差距，是本文將要探討的主要內(nèi)容。

1 移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)室建設(shè)現(xiàn)狀

對(duì)于目前大部分學(xué)校來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)箱依然是建設(shè)移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)室的首要選擇。這些實(shí)驗(yàn)箱能夠?qū)σ苿?dòng)通信課程中的調(diào)制解調(diào)、擴(kuò)頻解擴(kuò)等原理進(jìn)行一個(gè)模擬仿真，幫助學(xué)生了解基礎(chǔ)的原理知識(shí)。但是這類(lèi)的實(shí)踐教學(xué)存在很大的局限性，學(xué)生無(wú)法將真實(shí)的移動(dòng)通信系統(tǒng)與所做的實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)合，無(wú)法真實(shí)理解移動(dòng)通信過(guò)程，并且這種培養(yǎng)方案與實(shí)際工作崗位對(duì)人才的要求相差比較大。移動(dòng)通信技術(shù)專(zhuān)業(yè)要求掌握移動(dòng)通信技術(shù)的基礎(chǔ)理論和專(zhuān)業(yè)技能，畢業(yè)后能夠從事通信設(shè)備安裝、調(diào)試、管理與維護(hù)，移動(dòng)基站設(shè)備的研發(fā)等等。并且根據(jù)高校培養(yǎng)方向的不同，學(xué)生的就業(yè)方向也有不同。圖1展示的是目前通信人才市場(chǎng)上兩大類(lèi)就業(yè)方向。第一種為研究型人才，這類(lèi)崗位需要對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)具有深刻的理解，對(duì)移動(dòng)通信行業(yè)相關(guān)產(chǎn)品能夠有獨(dú)到的理解并能加以改進(jìn)；第二種是工程應(yīng)用型人才，這種崗位主要是要求對(duì)目前市場(chǎng)上現(xiàn)存的通信產(chǎn)品能夠了解應(yīng)用，解決產(chǎn)品在使用過(guò)程中的問(wèn)題。在實(shí)際的市場(chǎng)需求情況中，工程應(yīng)用型人才的崗位數(shù)量要比研發(fā)型崗位多很多。

圖1 通信工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)就業(yè)方向

2 移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)室建設(shè)現(xiàn)狀分析

學(xué)校的實(shí)踐教學(xué)水平，直接影響了學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量，從而影響了學(xué)生的就業(yè)。對(duì)于學(xué)校來(lái)言，這是很大的問(wèn)題。對(duì)于市場(chǎng)而言，人才的稀缺，也影響了通信行業(yè)的發(fā)展。因此，學(xué)校的實(shí)踐教學(xué)方案和思路應(yīng)該與市場(chǎng)人才培養(yǎng)的方向相匹配，培養(yǎng)出與市場(chǎng)需求相契合的專(zhuān)業(yè)型人才。從圖1分析的通信工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)就業(yè)方向來(lái)看，學(xué)校在移動(dòng)通信的課程實(shí)踐教學(xué)方面應(yīng)該采用基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)訓(xùn)教學(xué)相結(jié)合的思路。從當(dāng)前眾多高校的實(shí)驗(yàn)建設(shè)情況來(lái)看，主要采用的是以下幾種方案和思路：移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)箱、用幾臺(tái)實(shí)驗(yàn)箱搭建一個(gè)模擬的移動(dòng)通信架構(gòu)、采用大型商業(yè)設(shè)備以及采用移動(dòng)通信協(xié)議分析儀或路測(cè)分析系統(tǒng)對(duì)移動(dòng)通信原理以及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化進(jìn)行理解和實(shí)訓(xùn)。

2.1 采用基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)箱來(lái)建設(shè)

移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)箱對(duì)于大多數(shù)高校來(lái)說(shuō)，是一個(gè)基礎(chǔ)類(lèi)的實(shí)驗(yàn)室。不管是本科類(lèi)院校還是職業(yè)類(lèi)院校，這類(lèi)型的實(shí)驗(yàn)室都必須要建，因?yàn)閷?duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，單純的移動(dòng)通信課程理論知識(shí)學(xué)習(xí)，他們很難理解，這就需要基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)來(lái)做支撐。通過(guò)做實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生了解實(shí)際電路的搭建、系統(tǒng)的構(gòu)成，真真實(shí)實(shí)看到信號(hào)的調(diào)制解調(diào)，從而加深對(duì)理論知識(shí)的理解。但這種實(shí)踐教學(xué)也僅僅是讓學(xué)生了解學(xué)習(xí)底層原理知識(shí)，不能展現(xiàn)移動(dòng)通信現(xiàn)網(wǎng)的真實(shí)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)流程以及系統(tǒng)原理，這種培養(yǎng)方案培養(yǎng)的學(xué)生難以與社會(huì)崗位需求對(duì)接。

2.2 采用實(shí)驗(yàn)箱搭建移動(dòng)通信系統(tǒng)

隨著教學(xué)儀器行業(yè)的發(fā)展，在移動(dòng)通信這塊，有部分廠家提供了這樣一種方案。結(jié)合移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)箱，加上自主研發(fā)的小型基站和移動(dòng)交換中心，搭建一個(gè)真實(shí)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。這種建設(shè)方案相比于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)箱的方案，增加了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的展示，學(xué)生既能夠通過(guò)基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)箱來(lái)熟悉理解理論知識(shí)，又可以通過(guò)模擬的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)了解移動(dòng)通信系統(tǒng)的架構(gòu)，對(duì)學(xué)生來(lái)講，就不再是紙上談兵了。但深入了解之后發(fā)現(xiàn)，這種模擬的移動(dòng)通信系統(tǒng)僅僅只是拼湊了一個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，它與真正的移動(dòng)通信系統(tǒng)相差很大，學(xué)生通過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)備學(xué)習(xí)的知識(shí)會(huì)讓其對(duì)真實(shí)生活中的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生誤解，對(duì)以后就業(yè)很不利。

2.3 利用大型商業(yè)設(shè)備建設(shè)移動(dòng)通信實(shí)訓(xùn)室

隨著通信行業(yè)的發(fā)展，部分高校也開(kāi)始著眼于真實(shí)的商用設(shè)備。華為、烽火、中興等通信設(shè)備公司都是三大運(yùn)營(yíng)商的直接供貨商，他們生產(chǎn)的設(shè)備都是用于真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)搭建。因此，部分高校采用這種大型的商用3G、4G設(shè)備，在學(xué)校內(nèi)部搭建一個(gè)真實(shí)的、獨(dú)立于大網(wǎng)的3G網(wǎng)絡(luò)。部署這樣一個(gè)真實(shí)的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能讓學(xué)生接觸到實(shí)際的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，還可以完成一些實(shí)際業(yè)務(wù)以及系統(tǒng)配置。學(xué)生可以通過(guò)這種設(shè)備了解一些工程實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容。但是這種商業(yè)設(shè)備封閉性很強(qiáng)，外在的借口較少，開(kāi)放性不夠，學(xué)生不能達(dá)到有效的硬件及系統(tǒng)搭接方面的訓(xùn)練，只能熟悉設(shè)備的操作。而且這些商用設(shè)備都價(jià)格昂貴，學(xué)校需求資金投入量非常大，經(jīng)費(fèi)難以控制。因此，這種大型商業(yè)設(shè)備建設(shè)的移動(dòng)通信實(shí)訓(xùn)室也不能符合眾多高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的需求。

2.4 采用移動(dòng)通信協(xié)議分析儀或路測(cè)分析系統(tǒng)

目前移動(dòng)、聯(lián)通、電信三大運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)非常成熟，這也正是以后學(xué)生工作所要面對(duì)的。因此，在進(jìn)行實(shí)訓(xùn)的時(shí)候，需要對(duì)真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行分析。采用路測(cè)及協(xié)議分析的方法，抓取手機(jī)與基站通信的整個(gè)通信過(guò)程及其底層數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行解析，研究它的工作原理和過(guò)程。學(xué)校可以通過(guò)這種方式來(lái)對(duì)學(xué)生進(jìn)行很好地訓(xùn)練，讓學(xué)生可以對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)的底層協(xié)議、信令、流程以及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等方面進(jìn)行深入的觀察和分析。學(xué)生一直學(xué)習(xí)的是真實(shí)實(shí)際的通信網(wǎng)絡(luò)，在以后實(shí)際的工作中，無(wú)論是進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、還是進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，或者是在技術(shù)開(kāi)發(fā)中進(jìn)行與協(xié)議棧有關(guān)的開(kāi)發(fā)或增值應(yīng)用，都會(huì)有一個(gè)很好的基礎(chǔ)。

3 移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)室建設(shè)目標(biāo)

移動(dòng)通信是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)課程。從事移動(dòng)通信行業(yè)的學(xué)生，不僅需要較高的理論知識(shí)，還需要較高的實(shí)踐能力。因此在教授這門(mén)課程時(shí)，除了培養(yǎng)學(xué)生移動(dòng)通信基本的理論知識(shí)，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、優(yōu)化設(shè)備的實(shí)踐能力，為今后從事相應(yīng)的崗位工作做好準(zhǔn)備。

從教材編排方面可以看出，移動(dòng)通信分為兩大部分，即基礎(chǔ)理論部分和系統(tǒng)原理部分。針對(duì)這兩個(gè)部分，應(yīng)該采用不同的實(shí)驗(yàn)及訓(xùn)練方案。基礎(chǔ)理論部分可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)箱完成一些基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)來(lái)加強(qiáng)理解，系統(tǒng)原理部分則需要通過(guò)實(shí)訓(xùn)來(lái)讓學(xué)生了解系統(tǒng)的架構(gòu)、相關(guān)的接口以及一些基本的流程、重要的參數(shù)等等。圖2展示了移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方面的一個(gè)總體思路。整個(gè)移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)可以有以下幾部分組成：

（1）基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)箱。主要用來(lái)學(xué)生平時(shí)的實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生加強(qiáng)對(duì)理論知識(shí)點(diǎn)的了解。部分教儀廠家還研發(fā)了對(duì)應(yīng)的虛擬仿真軟件，將實(shí)驗(yàn)箱搬到了電腦上，學(xué)生可以隨時(shí)隨地打開(kāi)仿真軟件來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（2）實(shí)訓(xùn)網(wǎng)絡(luò)。建設(shè)一個(gè)真實(shí)的實(shí)訓(xùn)網(wǎng)絡(luò)，能夠讓學(xué)生了解移動(dòng)通信中的終端技術(shù)、空口無(wú)線(xiàn)接口技術(shù)、核心網(wǎng)技術(shù)等理論知識(shí)，學(xué)習(xí)如何分配無(wú)線(xiàn)頻譜資源，了解影響各種網(wǎng)絡(luò)融合的因素等等，讓學(xué)生對(duì)移動(dòng)通信技術(shù)體系有真實(shí)直觀的認(rèn)知。

（3）協(xié)議分析儀。用協(xié)議分析儀能讓學(xué)生能真正觀察和捕捉空中的數(shù)據(jù)碼流進(jìn)行細(xì)致的分段并解析，讓學(xué)生對(duì)基站、手機(jī)甚至是移動(dòng)交換中心的相關(guān)工作過(guò)程以及網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)設(shè)備的交互均可以從進(jìn)行較為深入的觀測(cè)和分析，這對(duì)學(xué)生以后從事網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等相關(guān)工作有很大幫助。

4 結(jié)束語(yǔ)

通信行業(yè)的快速持續(xù)發(fā)展，對(duì)通信人才提出了更加專(zhuān)業(yè)的需求。高校在培養(yǎng)模式這塊，要加強(qiáng)對(duì)實(shí)踐教學(xué)的把握。建立一個(gè)系統(tǒng)、完整地展示移動(dòng)通信底層理論知識(shí)的移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)室，是培養(yǎng)移動(dòng)通信專(zhuān)業(yè)合格人才的保障。本文從多個(gè)方面分析了現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)存在的問(wèn)題和不足，最后提出了一個(gè)相對(duì)完善的建設(shè)方案，從分析來(lái)看，這種方案比較合適現(xiàn)在的人才需求。

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