移動通信課程教學過程改革方案的探討

秦嶺

摘 要：移動通信技術是當今社會發展最快的通信技術之一，也是通信工程等相關專業的一門主要的本科必修課程。該課程的重要性是不言而喻的。本文主要針對該課程的教學過程提出了一些改革方案，方案包括在理論教學的基礎上一定要增加相應的實驗環節。而且，在實驗環節中，既要包括鞏固基礎理論知識的驗證型實驗項目，又要包括理論結合實際的應用型實驗項目（此類實驗項目是基于目前已經商用的LTE設備），并給出了具體的實驗項目。這樣既可以幫助學生加深對基礎理論的理解，又可以幫助學生熟悉實際應用設備，提高實際動手操作能力，進而達到理論結合實際的目的。

關鍵詞：移動通信 實驗 LTE

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）01（c）-0161-02

移動通信技術在人們的日常生活中已經無處不在。從19世紀90年代馬可尼第一個無線電通信實驗開始，通往真正移動無線通信的道路已經走了很久[1]。從只為一個國家或地區所關注到成為全球的焦點，從只有少數人研究到成千上萬人參與其中。移動通信技術發展的速度之快，應用范圍之廣都是被人們所共睹的。因此，移動通信是通信工程等相關專業的本科必修課程。學生對該課程的掌握程度直接影響著未來的發展方向。在過去的教學過程中，發現學生對所學的理論知識理解的不夠深入，無法將理論和實踐緊密的聯系起來，不能用理論知識解決實際問題。說明僅僅依靠理論教學是完全不夠的，一定要有與課程配套的實驗環節。并且，實驗環節中的實驗內容的選取也是非常重要的，不但要包含基礎理論的驗證實驗項目，幫助學生加深對基礎理論知識的理解，而且還要包含和實際接軌的，幫助學生掌握實際操作能力的實驗項目。基于上述原因提出了如下改革方案，并已應用到課程當中，達到了預期的效果。

1 基礎理論驗證型實驗項目的選擇

調制的目的是使所傳送的信息更好地適應信道特性，以達到有效和可靠傳輸的目的。在移動通信中，由于電波傳播的惡劣條件、快衰落的影響，接收信號幅度發生急劇變化[2]。因此，在移動通信中必須采用抗干擾能力強的調制方式，數字調制技術也理所當然的成為該課程的核心理論。為了讓學生扎實的掌握這方面的內容。精選了如下實驗項目。

1.1 四相移相鍵控（QPSK）調制及解調實驗

在實驗中，學生首先用MATLAB語言編寫QPSK調制及相干解調的程序。然后觀察Ι、Q兩路基帶信號的特征及與輸入NRZ碼的關系，觀察Ι、Q調制解調過程中信號的變化以及功率譜。通過本實驗，使學生掌握QPSK調制解調原理及特性。

1.2 MSK、GMSK調制及相干解調實驗

在實驗中，學生先編寫MSK調制及相干解調的程序。然后觀察Ι、Q調制解調過程中各信號的變化。然后對程序進行修改獲得GMSK調制解調的程序，并觀察各信號的變化。

1.3 正交幅度調制（QAM）及解調實驗

在實驗中，學生先編寫QAM及相干解調的程序。然后觀察星座圖在不同噪聲環境下的變化。

1.4 OFDM調制解調仿真

在實驗中，學生先編寫OFDM系統調制解調程序，然后繪出各步驟圖形并分析系統特性。

1.5 擴頻碼仿真

在實驗中，學生先編寫M序列生成程序并觀察相關特性，再編寫Gold序列并觀察其相關特性，然后和M序列進行比較。

2 理論結合實際應用型實驗項目的選擇

LTE也被通俗的稱為3.9G，具有100Mbps的峰值數據下載能力，被視作從3G向4G演進的主流技術。LTE是一個高數據率、低時延和基于全分組的移動通信系統[3]。LTE網絡架構如圖1所示。

為了讓學生將所學理論知識應用到實際，增強實際操作能力，精選了如下實驗項目。

2.1 LTE系統設備認知

在實驗中，學生首先要了解EPC設備XCN9000L的硬件系統結構、掌握單板的功能和配置原則、對外接口和線纜連接，各單板間信號流程。然后掌握eNodeB設備系統結構功能及工作原理。

2.2 維護軟件的使用

在實驗中，學生通過實際操作學習并掌握LTE設備維護工具的使用方法。

2.3 eNodeB數據配置

在實驗中，掌握eNodeB的基本數據配置流程與相關命令、傳輸數據配置與相關命令、無線數據配置與相關命令，按照規劃要求完成eNodeB的數據配置，檢查配置結果。

2.4 EPC數據配置

在實驗中，掌握XCN9000L的接口數據配置內容、XCN9000L典型組網、接口數據配置流程、網元互通檢查、按照規劃要求完成XCN9000L的接口數據設定、檢查配置結果；掌握XCN9000L的簽約用戶數據配置內容、用戶鑒權知識和用戶狀態檢查方法、按照規劃要求完成XCN9000L的簽約用戶數據設定、檢查配置結果；掌握EPC的網關APN數據配置流程與相關命令、按照規劃要求完成XCN9000L的APN數據配置、檢查配置結果。

2.5 LTE語音業務的實現

在實驗中，掌握LTE語音業務的實現方案、掌握LTE手機語音業務實現方法，在LTE手持終端實現VOIP模式的語音業務，話機間進行語音通話。

3 結語

移動通信技術的發展日新月異，從1978年第一代模擬蜂窩網電話系統誕生到現在，不到40年的時間里，已經經歷了四代變更，而且即將進入第五代。可以說移動通信是當今發展最快、應用最廣和最前沿的通信領域之一。因此，對于通信工程等相關專業的本科生來說，它是一門非常重要的必修課程。學生對該課程的掌握程度直接影響著未來的就業發展方向。為此，本文對該課程提出了一些改革方案，指出該課程除了充足的理論講授學時以外，還應包括足夠的實驗學時。而且，在實驗項目安排方面既要包括基礎理論的驗證型實驗，又要包括理論結合實際的應用型實驗，二者相輔相成，缺一不可。

參考文獻

[1] Erik Dahlman，Stefan Parkvall，Johan Sk?ld.4G移動通信技術權威指南：LTE與LTE-Advanced[M].北京：人民郵電出版社，2012.

[2] 章監武.移動通信[M].西安：西安電子科技大學出版社，2013.

[3] 葉歡.LTE系統中符號定時同步算法的研究[J].信息技術，2016（7）：131-134.