3G—WCDMA仿真實驗系統的應用

蔣雯雯

【摘 要】為了提高學生理論聯系實際的能力，培養學生實踐動手能力及分析解決3G技術工程中實際問題的能力，在第三代移動通信技術課程中引入3G-WCDMA仿真實驗系統教學，能夠有效地激發學生的積極性和創造性，并極大提高學生學習興趣，學生在虛擬電話撥打測試成功時能夠獲得極大的滿足感和成就感，課堂教學效果得到有效提升。

【關鍵詞】第三代移動通信技術 仿真實驗系統 仿真

1第三代移動通信技術課程簡介

1.1課程地位

第三代移動通信技術是高職通信技術專業的專業核心課程。該課程是一門理論性和實用性很強的課程，根據通信技術的發展應運而生，它以第三代移動通信系統所涉及的基本原理、關鍵技術、應用系統為主線，與通信技術專業培養體系所涉及的其他課程密切相關，如數字通信原理、現代通信網基礎、通信工程施工技術和4G技術等課程。

1.2課程教學現狀

為了培養適應現代電信技術發展的應用型、技能型高級專業人才，保證3G技術優質高效推廣應用，促進電信行業的發展，通過本課程的學習，我們必須培養學生熟悉通用的3G技術標準、掌握必備的專業技術知識和3G接入網運行維護基本操作技能。

目前本課程教學設計以具體工作任務為導向，在教學內容上強調理論與實踐的結合，但該課程理論性強，學習內容抽象，加之通信技術日新月異，通信運營設備更新速度快，教學設備跟不上運營設備更新速度，理論與實際無法緊密聯系。

因此，為了加深學生對課程中的基本理論知識和基本原理的理解，提高學生理論聯系實際的能力，培養學生實踐動手能力及分析解決3G技術工程中實際問題的能力，我們在理論教學過程中充分利用各種現代化教學手段，將計算機技術、多媒體技術、網絡平臺融入教學；在實踐教學過程中，通過引入深圳市訊方通信技術有限公司開發的WCDMA仿真實驗系統，使學生不僅可以了解WCDMA-RAN系統網絡結構、網絡地位和設備結構，掌握華為BSC6810和DBS3900設備的基礎結構和信號流程等技術知識，也能熟悉設備數據配置及故障告警排除的方法，從而掌握3G接入網運行維護的基本操作技能。

2 WCDMA仿真實驗系統

2.1模擬真實機房

WCDMA仿真實驗系統模擬真實的機房大數和樓層結構，樓房樓層按實際現場布置來實現。如圖1所示。

圖1 模擬仿真機房大樓

一層為電源動力室、倉庫和貨換室；二層為移動機房；三層為固網機房；四層為光網絡機房、智能網機房及配線室中心；五層為呼叫中心、計費中心；頂層為機房管理辦公室和辦公室。天臺為移動天線安裝界面。

2.2客戶端仿真環境模塊

（1）在虛擬機房中看到真實環境結構，真實的操作維護臺、設備機房的機柜排列，機房環境等。如圖2所示。

（a）虛擬設備機房 （b）虛擬WCDMA設備機柜

圖2 虛擬機房環境

（2）機房里的RNC設備和NodeB單板指示燈的不同狀態和狀態說明，單板功能的文字介紹，將真實設備與教學方式有機結合，便于學生快速掌握。如圖3所示。

圖3 虛擬WCDMA設備機框及單板

（3）虛擬機房中的三維動畫生動展現了BBU和RRU的安裝過程，包括BBU的機柜安裝、機框安裝、蓄電池安裝、以及電源線，信號線、與RRU的饋線連接、光纖安裝和連接。

（4）射頻部分設備通過真實工程現場線纜連接圖和三維動畫詳細介紹了硬件安裝、線纜連接及室外天線連線等。

在虛擬機房中，學生通過全面的互動查看，可以對機房布置和硬件結構達到較深入的了解；由軟件形象具體的場景建立起基本概念，增加學習興趣，為進一步的學習奠定良好的理解基礎。同時，學生還可以通過“虛擬設備安裝”演示全面了解設備結構，深入掌握各設備之間接口、線纜的連接規范及方法，從而分析整個RNC、NodeB的硬件物理組網。

2.3仿真數據配置模塊

（1）仿真配置是讓學生在規定的協商數據下，通過“數據配置”模塊對RNC和NODEB數據進行配置，學生可以在“數據配置”中體驗如同在真實環境下的數據配置操作過程，完成RNC全局數據、RNC IUCS接口、RNC IUPS接口、RNC IUB接口、無線小區和NODEB數據配置。如圖4所示。

圖4 仿真數據配置模塊

（2）教學與真實網管操作的融合。網管操作界面完全模仿真實網管數據配置，數據配置步驟、配置內容與真實情況一致，真實反映了工程現場數據配置和操作步驟。在配置過程中，對配置的內容和命令行進行了實時保存，可在課后或配置后學習并總結，有利于快速掌握數據配置方法。同時，數據配置命令完全可以加載到真實的RNC設備上進行復位加載調試。

本模塊再現了華為WCDMA RNC、NodeB網管的界面，學生可在此模塊中完成對RNC和NODEB數據的配置。同時此軟件中的配置規則，可引導學生進行數據配置，加深了學生對關鍵數據的學習理解，更易于學習和熟悉WCDMA設備。

2.4仿真故障系統模塊

圖5 設備數據故障告警模塊

（1）真實反映設備的故障狀態和數據配置結果，并給出真實的故障告警信息，提供故障信息瀏覽窗口方便排查故障。上圖5所示。

（2）利用真實信令跟蹤功能，配合故障告警，便于排除故障。

（3）利用仿真撥打測試功能排除故障。

仿真故障系統模塊是在學生配置完成設備數據、接口數據、無線小區數據的情況下，利用仿真軟件加載完成數據后，在故障系統中真實反應數據的配置正確與否，根據配置參數顯示對應的故障信息，指導學生進行故障排錯。

2.5仿真撥打測試模塊

手機現今作為人們不可或缺的聯系工具，日常的通話、短信都是怎么實現的呢？兩部手機是如何進行通話的呢？在完成數據配置和故障排除后，學生可打開“信令跟蹤測試模塊”，通過撥打電話來體驗配置數據成功實現業務的喜悅，并對手機的呼叫流程達到全面的理解。圖6所示。

圖6 虛擬手機撥打測試模塊

3教學效果

為了達到“舉一反三”的效果，使學生更加深入地認識和理解移動通信平臺，要求學生完成該仿真實驗系統中5個協商數據5種基站類型的數據配置及調測。所有學生都能熟練進行數據配置和調測，90%的學生能自主進行故障排除，且能通過實驗掌握3G主流技術標準的主要參數和要求，具備了網絡配置能力，教學效果顯著提升。

4結語

通過仿真實驗系統真實、動態的反饋和調研發現，在教學中利用仿真實驗系統，不僅能改善教學設備缺乏和理論知識難理解的狀況，且能極大提高學生學習興趣和積極性，同時培養學生自我學習、團隊協作和創新發展的能力，應在其他課程中廣泛推廣。

參考文獻：

[1]宋燕輝 等.《第三代移動通信技術》.人民郵電出版社，2013.8.

[2]彭利標 等.《移動通信技術及應用》.電子工業出版社，2012.10.

[3]深圳市訊方通信技術有限公司.《WCDMA仿真系統實驗指導書》，2014.2.

[4]凌霖，蘇胤杰，晉春.《軟件仿真在通信原理實驗教學中的應用》，2011.4.