基于LTE的全程全網(wǎng)仿真實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)與實(shí)踐

張文祥 劉鑫 張智勇

摘 要：文章以黑龍江科技大學(xué)為例，探討了基于LTE的全程全網(wǎng)仿真實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)原則，闡述了全程全網(wǎng)仿真實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)方案，并在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步闡述了該實(shí)訓(xùn)基地的教學(xué)實(shí)踐與內(nèi)涵建設(shè)策略。

關(guān)鍵詞：實(shí)訓(xùn)基地；LTE；應(yīng)用型本科院校

中圖分類號(hào)：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-4107（2016）10-0030-02

為了加快特色應(yīng)用型本科院校內(nèi)涵發(fā)展，進(jìn)一步增加學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)效性，使人才培養(yǎng)質(zhì)量更加符合行業(yè)應(yīng)用、適應(yīng)市場(chǎng)需求，切實(shí)提高黑龍江科技大學(xué)電子信息類專業(yè)學(xué)生的工程實(shí)踐能力[1]。按照“專業(yè)、行業(yè)、企業(yè)、職業(yè)”四位一體的總體布局，我們把先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、真實(shí)的企業(yè)崗位、優(yōu)質(zhì)的實(shí)踐項(xiàng)目和經(jīng)驗(yàn)豐富的企業(yè)導(dǎo)師引入校園，實(shí)現(xiàn)了實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)與生產(chǎn)實(shí)際、課堂與崗位的一體化[2-3]。在以“合作、共贏、發(fā)展”為宗旨的前提下，黑龍江科技大學(xué)與企業(yè)開展全方位合作，共同建設(shè)了基于LTE的全程全網(wǎng)仿真實(shí)訓(xùn)基地。

一、建設(shè)原則

（一）明確功能定位

該實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)除了能滿足基本的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)需求外，還可進(jìn)行較復(fù)雜的技術(shù)驗(yàn)證、業(yè)務(wù)開發(fā)、崗位培訓(xùn)、承接相應(yīng)的科研課題、申辦或承辦相應(yīng)的技能大賽等。

（二）突出先進(jìn)性與適用性

所選擇的核心設(shè)備必須是市場(chǎng)上最新的主流產(chǎn)品，并且要滿足今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，新技術(shù)的發(fā)展與產(chǎn)品的更新?lián)Q代需要。所建設(shè)的全程全網(wǎng)仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)應(yīng)具有升級(jí)的可能性，確保系統(tǒng)的先進(jìn)性。同時(shí)，系統(tǒng)的操作與設(shè)備的安裝調(diào)試要簡(jiǎn)便易行，能夠適應(yīng)和滿足實(shí)踐教學(xué)的需要，體現(xiàn)實(shí)訓(xùn)基地的適用性。

（三）滿足教學(xué)的實(shí)際需求

實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)必須充分考慮教學(xué)的實(shí)際情況，要確保把現(xiàn)有的實(shí)訓(xùn)設(shè)備充分利用起來(lái)。新建的全程全網(wǎng)仿真實(shí)訓(xùn)基地要具備信息管理、實(shí)驗(yàn)管理、考試管理、課堂互動(dòng)等教學(xué)功能，配套的教材和實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書要完備。

二、建設(shè)方案

實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)方案的指導(dǎo)思想是面向整個(gè)4G通信產(chǎn)業(yè)鏈的就業(yè)崗位群，融合LTE全領(lǐng)域技術(shù)，覆蓋4G移動(dòng)通信領(lǐng)域絕大部分崗位技能培養(yǎng)。通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研和多方論證，充分利用實(shí)踐基地現(xiàn)有的設(shè)備資源，組建了一個(gè)全程全網(wǎng)仿真實(shí)訓(xùn)基地。該實(shí)踐基地主要由LTE基站、LTE核心網(wǎng)、語(yǔ)音服務(wù)系統(tǒng)、移動(dòng)智能終端開發(fā)、移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)、LTE仿真系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化系統(tǒng)、基站工程仿真共8個(gè)子系統(tǒng)組成。

（一） LTE基站子系統(tǒng)

LTE基站系統(tǒng)的核心設(shè)備是采用華為公司生產(chǎn)的DBS3900基站。DBS3900基站具有體積小、功耗低、安裝靈活、部署快速等特點(diǎn)，支持LTE TDD主流頻帶，射頻拉遠(yuǎn)單元具有全工作帶寬、大發(fā)射功率、高功放效率等優(yōu)點(diǎn)。該基站是秉承華為的“基于客戶需求持續(xù)創(chuàng)新”的理念，整合無(wú)線平臺(tái)資源，融合多元技術(shù)，面向未來(lái)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的產(chǎn)品解決方案。

（二）LTE核心網(wǎng)

LTE核心網(wǎng)的核心設(shè)備是訊方公司研發(fā)的XCN9000L交換機(jī)。主要包括移動(dòng)管理單元（MME）、業(yè)務(wù)承載服務(wù)網(wǎng)關(guān)（SGW）、終結(jié)和外面數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的SGi接口（PGW）、歸屬用戶服務(wù)器（HSS）。

（三）語(yǔ)音服務(wù)系統(tǒng)

語(yǔ)音服務(wù)系統(tǒng)的核心設(shè)備采用的是基于VOIP技術(shù)的VoLTE方式，它可以在4G網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與語(yǔ)音業(yè)務(wù)的統(tǒng)一。即語(yǔ)音業(yè)務(wù)不通過(guò)傳統(tǒng)的TDM方式，而是使用VOIP服務(wù)器進(jìn)行注冊(cè)，通過(guò)媒體流方式進(jìn)行處理。支持ISUP板卡連接，支持SIP信令注冊(cè)功能等。

（四）移動(dòng)智能終端開發(fā)子系統(tǒng)

移動(dòng)智能終端開發(fā)子系統(tǒng)的核心設(shè)備是采用訊方公司生產(chǎn)的移動(dòng)智能開發(fā)終端，使用底板+核心板+顯示屏三層組合結(jié)構(gòu)，搭載Android操作系統(tǒng)，支持Linux操作系統(tǒng)，集成了WiFi無(wú)線模塊、GPS定位模塊、LTE模塊、藍(lán)牙模塊、ZigBee模塊等，可供學(xué)生學(xué)習(xí)智能手機(jī)組成結(jié)構(gòu)和開發(fā)測(cè)試智能手機(jī)終端應(yīng)用。

（五）移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)

移動(dòng)業(yè)務(wù)開發(fā)平臺(tái)采用Java語(yǔ)言、B/S架構(gòu)，組件化、模塊化、分布式、跨平臺(tái)以及強(qiáng)大的自糾錯(cuò)自管理能力使維護(hù)更加便捷。該平臺(tái)的主要特點(diǎn)是致力于提供一個(gè)移動(dòng)數(shù)據(jù)增值業(yè)務(wù)的開發(fā)和測(cè)試環(huán)境，亦是融合多業(yè)務(wù)的綜合管理平臺(tái)，可支持網(wǎng)絡(luò)視頻播放器、天氣預(yù)報(bào)服務(wù)更新、多手機(jī)終端在線游戲、GPS定位服務(wù)、手機(jī)彩鈴以及各種移動(dòng)互聯(lián)綜合應(yīng)用，如移動(dòng)支付、手機(jī)門禁、智能家居等，并且可靈活部署開發(fā)各種新的業(yè)務(wù)。

（六）網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化系統(tǒng)的核心設(shè)備是訊方公司研發(fā)的Air-Bridge測(cè)試平臺(tái)。該測(cè)試平臺(tái)具有靈活的數(shù)據(jù)導(dǎo)入和智能識(shí)別測(cè)試終端功能，支持多種測(cè)試方式，提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、報(bào)表和視圖展現(xiàn)功能。通過(guò)對(duì)LTE網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的前臺(tái)采集及后臺(tái)分析，可在移動(dòng)通信業(yè)務(wù)流程、信令消息結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵參數(shù)的含義以及對(duì)系統(tǒng)性能的影響等幾個(gè)方面加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐認(rèn)識(shí)與對(duì)優(yōu)化分析技能的掌握。

（七） LTE仿真系統(tǒng)

LTE仿真軟件主要由客戶端仿真環(huán)境、仿真業(yè)務(wù)配置、仿真基站建立、仿真故障告警和仿真驗(yàn)證組成。系統(tǒng)多模式可選，包含邏輯場(chǎng)景組網(wǎng)功能、邏輯后臺(tái)功能、邏輯核心網(wǎng)功能、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃功能、基站規(guī)劃功能、基站概預(yù)算功能、告警與測(cè)試功能、實(shí)驗(yàn)結(jié)果存儲(chǔ)與導(dǎo)出功能等。本LTE仿真軟件旨在使學(xué)生更好地掌握通信基本原理，熟悉LTE設(shè)備的工作原理，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)LTE傳輸設(shè)備的數(shù)據(jù)配置和通信操作。

（八）基站工程仿真系統(tǒng)

基站工程安裝仿真軟件實(shí)現(xiàn)在校園網(wǎng)環(huán)境下模擬基站安裝、施工環(huán)境，能使學(xué)生更好地理解基站工程安裝和施工的基本過(guò)程與業(yè)務(wù)，主要包括工程設(shè)計(jì)圖紙、機(jī)柜安裝、BBU和DCDU安裝、RRU安裝、UBBP單板安裝、天線安裝、GPS安裝、線纜布線與連接。

三、教學(xué)實(shí)踐路徑

（一）加強(qiáng)課程體系改革

全程全網(wǎng)仿真實(shí)訓(xùn)基地建成后，根據(jù)黑龍江科技大學(xué)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，按照市場(chǎng)需求，制定了大類招生體制下應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案。重構(gòu)課程體系，讓用人單位和企業(yè)全面介入教學(xué)模式改革，使人才培養(yǎng)理念從原來(lái)以理論教學(xué)為主，轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫?shí)踐教學(xué)為主，教學(xué)場(chǎng)地從原來(lái)的課堂教學(xué)為主，轉(zhuǎn)變?yōu)橐袁F(xiàn)場(chǎng)教學(xué)為主，教學(xué)的實(shí)施主體由學(xué)校一元轉(zhuǎn)變?yōu)樾Ｆ箅p元。企業(yè)與學(xué)校共同進(jìn)行了教材、講義、教案、實(shí)驗(yàn)手冊(cè)、課件及動(dòng)畫的編寫與制作，并根據(jù)企業(yè)考核標(biāo)準(zhǔn)，制定了理論考核、實(shí)驗(yàn)考核、實(shí)踐考核相結(jié)合的評(píng)價(jià)體系。

（二）注重項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)鍛煉

該實(shí)訓(xùn)基地的建成，不僅學(xué)生能進(jìn)行4G網(wǎng)絡(luò)技能、智能終端和嵌入式開發(fā)、移動(dòng)業(yè)務(wù)開發(fā)以及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃等全方位的實(shí)訓(xùn)和培養(yǎng)，而且教師還可以組織學(xué)生參與企業(yè)的相應(yīng)研發(fā)項(xiàng)目組，幫助學(xué)生提升項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)能力，并且?guī)椭鷮W(xué)生獲得以下幾個(gè)方面的體驗(yàn)：體驗(yàn)項(xiàng)目管理過(guò)程、體驗(yàn)工作規(guī)范、體驗(yàn)團(tuán)隊(duì)開發(fā)合作、體驗(yàn)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施等。

（三）引入EBCT認(rèn)證體系

EBCT認(rèn)證體系是經(jīng)過(guò)工信部授權(quán)認(rèn)可的專業(yè)通信技術(shù)培訓(xùn)體系。EBCT培訓(xùn)提供從程控交換到NGN、從傳輸?shù)桨踩鎯?chǔ)、從數(shù)據(jù)通信到寬帶、從有線到無(wú)線共十類產(chǎn)品，技術(shù)從助理工程師、工程師、高級(jí)工程師的3個(gè)級(jí)別技術(shù)體系，工作內(nèi)容從安裝調(diào)測(cè)、驗(yàn)收測(cè)試、操作維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)的EBCT全方位通信技術(shù)培訓(xùn)認(rèn)證體系。目前，黑龍江科技大學(xué)已有40多名學(xué)生獲得了EBCT認(rèn)證證書，學(xué)生通過(guò)培訓(xùn)學(xué)習(xí)，強(qiáng)化了實(shí)踐動(dòng)手能力，提高了就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，近幾年的畢業(yè)生初次就業(yè)率都超過(guò)96%。

四、內(nèi)涵建設(shè)策略

基于LTE全程全網(wǎng)仿真實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)，不僅能為我校提供一個(gè)現(xiàn)代化的綜合實(shí)訓(xùn)基地，承擔(dān)黑龍江科技大學(xué)的日常教學(xué)、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等，同時(shí)也為黑龍江科技大學(xué)提供一個(gè)創(chuàng)新科研平臺(tái)。

（一）突出產(chǎn)品開發(fā)與成果轉(zhuǎn)讓

企業(yè)負(fù)責(zé)項(xiàng)目整體開發(fā)管理并且承擔(dān)主要的開發(fā)工作，把商用產(chǎn)品開發(fā)中的部分模塊委托給黑龍江科技大學(xué)相關(guān)開發(fā)團(tuán)隊(duì)承擔(dān)，或者把商用產(chǎn)品開發(fā)中的部分技術(shù)問(wèn)題委托給我校的開發(fā)團(tuán)隊(duì)解決。黑龍江科技大學(xué)研發(fā)團(tuán)隊(duì)也可以將研發(fā)成果轉(zhuǎn)讓給合作企業(yè)，由企業(yè)通過(guò)商業(yè)化運(yùn)作，將研發(fā)成果產(chǎn)業(yè)化，實(shí)現(xiàn)利益共享，形成產(chǎn)學(xué)研一體化。

（二）加強(qiáng)雙師型師資隊(duì)伍建設(shè)

師資隊(duì)伍建設(shè)對(duì)人才培養(yǎng)質(zhì)量至關(guān)重要，也是人才培養(yǎng)方案得以順利實(shí)施的重要保障。通過(guò)該實(shí)踐基地的建設(shè)，我們采用了“請(qǐng)進(jìn)來(lái)、走出去”的方式加強(qiáng)了雙師型隊(duì)伍的培養(yǎng)?！罢?qǐng)進(jìn)來(lái)”就是把企業(yè)的優(yōu)秀工程技術(shù)人員請(qǐng)進(jìn)學(xué)校為學(xué)生授課、與在校教師交流，這不僅使學(xué)生感受到企業(yè)文化和運(yùn)營(yíng)狀況，也使教師的教學(xué)方法和教學(xué)手段有所提高?！白叱鋈ァ本褪禽喠魑山處煹狡髽I(yè)進(jìn)行頂崗或掛職鍛煉。目前，我們已經(jīng)先后委派了5名教師到企業(yè)進(jìn)行為期1年的頂崗掛職鍛煉，這切實(shí)提高了教師的實(shí)踐能力。

基于LTE的全程全網(wǎng)仿真實(shí)訓(xùn)基地，不但能滿足黑龍江科技大學(xué)的實(shí)踐教學(xué)需求，更能夠面向當(dāng)前通信行業(yè)絕大多數(shù)的就業(yè)崗位，對(duì)學(xué)生進(jìn)行全方位的實(shí)踐工作技能培養(yǎng)。同時(shí)，教師通過(guò)該實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，與企業(yè)進(jìn)行技術(shù)開發(fā)合作，委派教師到企業(yè)進(jìn)行頂崗或掛職鍛煉，既提高了教師的科研與實(shí)踐能力，又為企業(yè)解決了技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生、企業(yè)和學(xué)校三方共贏的良好局面。

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