移動通信實驗室建設淺析

汪鑫

摘 要 本文以移動通信課程為例，探討了在信息及通信類專業的課程設置中，“移動通信”課程在實踐教學方面的相關問題。目前大部分高校僅僅用實驗箱來進行移動通信的實踐教學，這樣的培養方案與實際工作對人才的要求差距較大。該文以高校實驗箱管理模式及學生實際崗位需求為出發點，探討移動通信實驗室的建設思路，分析存在的問題，并提出有針對性的解決方法。

關鍵詞 移動通信 實踐教學 實驗室建設

中圖分類號：TN91 文獻標識碼：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，尤其是移動通信，在近幾年發展得非常迅速，其應用也越來越廣泛。隨著社會的發展，移動通信已經由一門新興的實用技術成為一門成熟的學科。由于市場對移動通信人才的大量需求，也使得眾多高校都開設了移動通信的相關課程，大批量的實驗設備在高校中投入使用，讓學生能夠從實踐中了解移動通信。但是目前移動通信人才的發展還沒有跟上實際發展的步伐，主要原因在于學校的理論教學與社會實際的崗位需求存在一定的差距。因此，如何根據學校自身條件建設移動通信實驗室，成為眾多高校越來越重要的研究課題。

市場上有眾多的實驗教學設備，如何合理利用這些設備，建設一個真實系統的移動通信網絡，讓學生能夠真實了解移動通信的整個過程，盡量縮小與實際工作的差距，是本文將要探討的主要內容。

1 移動通信實驗室建設現狀

對于目前大部分學校來說，實驗箱依然是建設移動通信實驗室的首要選擇。這些實驗箱能夠對移動通信課程中的調制解調、擴頻解擴等原理進行一個模擬仿真，幫助學生了解基礎的原理知識。但是這類的實踐教學存在很大的局限性，學生無法將真實的移動通信系統與所做的實驗仿真結合，無法真實理解移動通信過程，并且這種培養方案與實際工作崗位對人才的要求相差比較大。移動通信技術專業要求掌握移動通信技術的基礎理論和專業技能，畢業后能夠從事通信設備安裝、調試、管理與維護，移動基站設備的研發等等。并且根據高校培養方向的不同，學生的就業方向也有不同。圖1展示的是目前通信人才市場上兩大類就業方向。第一種為研究型人才，這類崗位需要對移動通信系統具有深刻的理解，對移動通信行業相關產品能夠有獨到的理解并能加以改進；第二種是工程應用型人才，這種崗位主要是要求對目前市場上現存的通信產品能夠了解應用，解決產品在使用過程中的問題。在實際的市場需求情況中，工程應用型人才的崗位數量要比研發型崗位多很多。

圖1 通信工程類專業就業方向

2 移動通信實驗室建設現狀分析

學校的實踐教學水平，直接影響了學生的培養質量，從而影響了學生的就業。對于學校來言，這是很大的問題。對于市場而言，人才的稀缺，也影響了通信行業的發展。因此，學校的實踐教學方案和思路應該與市場人才培養的方向相匹配，培養出與市場需求相契合的專業型人才。從圖1分析的通信工程類專業就業方向來看，學校在移動通信的課程實踐教學方面應該采用基礎實驗教學與實訓教學相結合的思路。從當前眾多高校的實驗建設情況來看，主要采用的是以下幾種方案和思路：移動通信實驗箱、用幾臺實驗箱搭建一個模擬的移動通信架構、采用大型商業設備以及采用移動通信協議分析儀或路測分析系統對移動通信原理以及網絡優化進行理解和實訓。

2.1 采用基礎實驗箱來建設

移動通信實驗箱對于大多數高校來說，是一個基礎類的實驗室。不管是本科類院校還是職業類院校，這類型的實驗室都必須要建，因為對于學生來說，單純的移動通信課程理論知識學習，他們很難理解，這就需要基礎的實驗來做支撐。通過做實驗，讓學生了解實際電路的搭建、系統的構成，真真實實看到信號的調制解調，從而加深對理論知識的理解。但這種實踐教學也僅僅是讓學生了解學習底層原理知識，不能展現移動通信現網的真實數據、業務流程以及系統原理，這種培養方案培養的學生難以與社會崗位需求對接。

2.2 采用實驗箱搭建移動通信系統

隨著教學儀器行業的發展，在移動通信這塊，有部分廠家提供了這樣一種方案。結合移動通信實驗箱，加上自主研發的小型基站和移動交換中心，搭建一個真實的移動通信網絡。這種建設方案相比于基礎實驗箱的方案，增加了系統網絡結構的展示，學生既能夠通過基礎的實驗箱來熟悉理解理論知識，又可以通過模擬的移動通信網絡來了解移動通信系統的架構，對學生來講，就不再是紙上談兵了。但深入了解之后發現，這種模擬的移動通信系統僅僅只是拼湊了一個系統的結構，它與真正的移動通信系統相差很大，學生通過這樣的實驗設備學習的知識會讓其對真實生活中的網絡產生誤解，對以后就業很不利。

2.3 利用大型商業設備建設移動通信實訓室

隨著通信行業的發展，部分高校也開始著眼于真實的商用設備。華為、烽火、中興等通信設備公司都是三大運營商的直接供貨商，他們生產的設備都是用于真實的網絡系統搭建。因此，部分高校采用這種大型的商用3G、4G設備，在學校內部搭建一個真實的、獨立于大網的3G網絡。部署這樣一個真實的通信網絡系統能讓學生接觸到實際的系統網絡設備，還可以完成一些實際業務以及系統配置。學生可以通過這種設備了解一些工程實訓的內容。但是這種商業設備封閉性很強，外在的借口較少，開放性不夠，學生不能達到有效的硬件及系統搭接方面的訓練，只能熟悉設備的操作。而且這些商用設備都價格昂貴，學校需求資金投入量非常大，經費難以控制。因此，這種大型商業設備建設的移動通信實訓室也不能符合眾多高校實驗室建設的需求。

2.4 采用移動通信協議分析儀或路測分析系統

目前移動、聯通、電信三大運營網絡非常成熟，這也正是以后學生工作所要面對的。因此，在進行實訓的時候，需要對真實的網絡系統進行分析。采用路測及協議分析的方法，抓取手機與基站通信的整個通信過程及其底層數據，并對其進行解析，研究它的工作原理和過程。學校可以通過這種方式來對學生進行很好地訓練，讓學生可以對移動通信系統的底層協議、信令、流程以及網絡架構等方面進行深入的觀察和分析。學生一直學習的是真實實際的通信網絡，在以后實際的工作中，無論是進行網絡建設、還是進行網絡優化，或者是在技術開發中進行與協議棧有關的開發或增值應用，都會有一個很好的基礎。

3 移動通信實驗室建設目標

移動通信是一門實踐性很強的專業課程。從事移動通信行業的學生，不僅需要較高的理論知識，還需要較高的實踐能力。因此在教授這門課程時，除了培養學生移動通信基本的理論知識，更重要的是培養學生移動網絡規劃、優化設備的實踐能力，為今后從事相應的崗位工作做好準備。

從教材編排方面可以看出，移動通信分為兩大部分，即基礎理論部分和系統原理部分。針對這兩個部分，應該采用不同的實驗及訓練方案。基礎理論部分可以通過實驗箱完成一些基礎實驗來加強理解，系統原理部分則需要通過實訓來讓學生了解系統的架構、相關的接口以及一些基本的流程、重要的參數等等。圖2展示了移動通信實驗室建設方面的一個總體思路。整個移動通信實驗室的建設可以有以下幾部分組成：

（1）基礎實驗箱。主要用來學生平時的實驗，幫助學生加強對理論知識點的了解。部分教儀廠家還研發了對應的虛擬仿真軟件，將實驗箱搬到了電腦上，學生可以隨時隨地打開仿真軟件來進行實驗。

（2）實訓網絡。建設一個真實的實訓網絡，能夠讓學生了解移動通信中的終端技術、空口無線接口技術、核心網技術等理論知識，學習如何分配無線頻譜資源，了解影響各種網絡融合的因素等等，讓學生對移動通信技術體系有真實直觀的認知。

（3）協議分析儀。用協議分析儀能讓學生能真正觀察和捕捉空中的數據碼流進行細致的分段并解析，讓學生對基站、手機甚至是移動交換中心的相關工作過程以及網絡中各個設備的交互均可以從進行較為深入的觀測和分析，這對學生以后從事網絡建設、網絡優化等相關工作有很大幫助。

4 結束語

通信行業的快速持續發展，對通信人才提出了更加專業的需求。高校在培養模式這塊，要加強對實踐教學的把握。建立一個系統、完整地展示移動通信底層理論知識的移動通信實驗室，是培養移動通信專業合格人才的保障。本文從多個方面分析了現有的實驗室建設存在的問題和不足，最后提出了一個相對完善的建設方案，從分析來看，這種方案比較合適現在的人才需求。

參考文獻

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