基于WCDMA移動通信系統實踐課理論與實踐相結合的教學方法研究

徐志偉,倪 潔,王 鋼,趙洪林,馬永奎

（哈爾濱工業大學電信學院，黑龍江哈爾濱,150000）

基于WCDMA移動通信系統實踐課理論與實踐相結合的教學方法研究

徐志偉,倪 潔,王 鋼,趙洪林,馬永奎

（哈爾濱工業大學電信學院，黑龍江哈爾濱,150000）

WCDMA移動通信系統實踐課是理論和實踐相結合的課程。為了讓學生能夠更好的通過實踐來理解相關理論，再通過相關理論來指導學生的實踐，所以要研究和探討基于WCDMA移動通信系統實踐課理論與實踐相結合的教學方法是非常必要和有意義的。

WCDMA技術；無線傳感器網絡；中間件

1 課題研究背景

WCDMA移動通信系統實踐課是哈爾濱工業大學通信工程專業的碩士研究生非常重要的選修課，也是通信專業本科生的必修課程。WCDMA移動通信系統是哈爾濱工業大學通信工程系與中興通訊公司共建的碩士生和本科生校內實踐基地。WCDMA移動通信系統實踐課應該是理論和實踐相結合的課程。但目前的實踐項目主要是配置基站、RNC和核心網的基本數據，這樣的教學方式雖然讓學生能夠了解WCDMA移動通信系統的主要設備及相關參數的配置，但是學生在教學過程中只關注了數據的配置，并不能夠深入的理解整個系統的工作原理及結構，只關注了部分設備數據配置，缺少對整個系統規劃和設計的理解。為了讓學生能夠更好的通過實踐來理解相關理論，再通過相關理論來指導學生的實踐，所以要研究和探討該課題

圖1 系統整體框圖

是非常必要和有意義的。具體研究的內容是基于哈爾濱工業大學與中興通訊公司共建的WCDMA移動通信實踐基地和結合近幾年本課程的教學經驗，研究和制定一套更好的教學方案。

2 擴充系統的網絡結構和功能

系統的網絡結構和功能在WCDMA移動通信系統實踐課中是最重要的一部分內容。原有系統的網絡結構主要包括基站、RNC控制器和核心網，功能上主要是完成語音通信和簡單的數據通信功能。原有系統的網絡結構和功能過于簡單，不能充分全面的體現和完成WCDMA移動通信系統的功能，尤其是不能完成移動通信終端通過WCDMA系統對具體設備控制的功能，也不能很好的完成網絡訪問功能。由于系統的網絡結構和功能不完善，在教學中會使學生失去很大的興趣，也會使學生對系統最核心的技術認識不深，因此擴充系統的網絡結構和功能是非常必要的。經調查和研究后設計了系統新的網絡結構，如圖1所示。

系統新的網絡結構包括以下幾部分：

（1）整個系統是由中興通訊WCDMA移動通信網絡和奧爾斯WSN網絡兩分組成。

（2）根據具體實驗條件，采用中間件技術實現WSN和WCDMA網絡的互聯。

（3）基于VPN技術實現網絡之間的安全互聯，具體采用微軟服務器操作系統和ISA（互聯網安全加速）的VPN解決方案實現。

（4）WCDMA移動通信系統采用WCDMA R4網絡結構組建，主要包括基站（Node B）、RNC和核心網。

系統新的網絡結構能完成如下功能：

（1）組建以WCDMA R4為網絡結構的移動通信系統，設計Node B、RNC和核心網的主要參數，實現移動通信終端通過WCDMA網絡的語音和數據通信功能。通過實驗驗證WCDMA移動通信網絡能夠實現下行速率是14.4Mbps和上行速率是5.76Mbps的數據傳輸。

（2）分析無線傳感器網絡與WCDMA移動通信網絡互聯的方案，選取中間件技術的互聯方案。實現移動通信終端通過WCDMA網絡訪問和控制無線傳感器網絡的功能。通過WEB中間件實現網絡互聯的方案性能穩定，訪問和控制的方式簡單。

（3）設計基于VPN技術的網絡互聯方案，并驗證該方案能夠對WSN和WCDMA網絡進行安全互聯。通過分析進行VPN連接前后的數據，能夠證實基于VPN技術的互聯方案是安全可靠的。

（4）通過實驗驗證溫度傳感器采集的數據通過實驗系統傳輸到移動通信終端，實現系統設計的預期目標，實現移動終端通過WCDMA網絡和WSN網絡對溫度傳感器的訪問和控制。

3 教學方式的改革

把原來系統的網絡結構和功能完善后，在教學方式上也要進行必要的改革。把以前學生被動的學習方式變為積極主動參與的學習方式，這主要是通過把學生進行分組，讓學生把學到的理論知識結合實際網絡環境經過分析和討論后設計出一個具體的組網方案。在新的教改方案中引入正反饋優化學習機制，這主要是通過讓學生在分析自己設計方案和實驗結果后，對設計方案進行優化和實驗，這樣能讓學生設計出更好的組網方案及得到更理想的實驗結果。因為系統新的網絡結構和功能比較完善，學生會對新的教學系統和教學方式產生濃厚的興趣，會積極主動地參與網絡設計及其功能的實現。另外，學生在正反饋學習方式下會不斷加深理論和實踐的認識。因此在這種新的教學方式下，學生學習的興趣和效果都會有很大的提高。

4 結束語

從事WCDMA移動通信系統實踐課的教師們結合以前的教學經驗和查閱很多資料，經過分析和研究后設計了系統新的網絡結構和功能，使系統的網絡結構更合理和功能更完善，另外教師們也對教學方式進行了改革。學生們在完善的網絡結構和功能的系統下進行相關項目學習，大大增加了學習的興趣和主動性，提高了理論和實踐的認識水平，取得了良好的教學效果。

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[2]蘇賜錠.WCDMA小區搜索算法的研究與實現[D].華南理工大學，2010.

[3]DavidEC, Wei Hong. Wireless sensor networks [J]. communications of ACM, 2004, 47 (6):30-33.

Research on the teaching method of combining the theory and practice of mobile communication system based on WCDMA

Xu Zhiwei,Ni Jie,Wang Gang,Zhao Honglin,Ma Yongkui
（Harbin Institute of Technology,Heilongjiang Harbin,150001）

WCDMA mobile communication system practice course is a combination of theory and practice courses.In order to make students better through practice to understand the related theory,through the practice of the relevant theory to guide students,so the teaching method to study and explore the practice course of WCDMA mobile communication system based on the theory and practice is very necessary and meaningful.

WCDMA technology;wireless sensor network;middleware

全國工程專業學位研究生教育2016-2017年度自選研究課題（教改項目）項目編號：2016-ZX-143