智慧通信教改研究

文/時(shí)野坪 郭佳，吉林電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 青島海洋電氣設(shè)備檢測(cè)有限公司

1 背景和目的

1.1 智慧通信教改的背景

由于移動(dòng)通信的強(qiáng)有力支撐，越來(lái)越多終端應(yīng)用和服務(wù)相應(yīng)而生。而未來(lái)的5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)也必將滿足不同垂直行業(yè)的需求，而構(gòu)建智慧城市。智慧城市的5G通信網(wǎng)絡(luò)是混合網(wǎng)絡(luò)，將機(jī)器和人連接在一起，通過(guò)高可靠，超低延時(shí)和移動(dòng)寬帶提供各種公共服務(wù)，帶來(lái)了無(wú)數(shù)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

5G的很多新技術(shù)，是為了更廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景而被提出來(lái)，例如：增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶下能支撐的3D影像視頻傳輸播放，大規(guī)模機(jī)器類型通信中物與物相連的物聯(lián)網(wǎng)，低延遲高可靠通信中的無(wú)人駕駛車輛通信等等。在設(shè)計(jì)5G時(shí)便考慮不同的應(yīng)用領(lǐng)域情況，不僅考慮了高帶寬的應(yīng)用情況，而且還考慮了如車聯(lián)網(wǎng)這樣的關(guān)鍵性任務(wù)應(yīng)用程序。

5G通信改變現(xiàn)代通信方式，企業(yè)和用戶從移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中享受到智慧通信的科技福利，同時(shí)當(dāng)代通信人需要承載著更多的使命感。因而，高職院校移動(dòng)通信技術(shù)專業(yè)，也有責(zé)任向行業(yè)輸送合格的5G通信專業(yè)人才。

1.2 智慧通信教改的目的：

我國(guó)的職業(yè)教育已歷經(jīng)發(fā)展與改革，但目前還存在與社會(huì)不能完全切合的狀態(tài)。1）科技進(jìn)步應(yīng)用于教學(xué)方面非常匱乏。2）學(xué)生就業(yè)方向與社會(huì)人才緊缺，專業(yè)方向上不對(duì)稱。3）高職學(xué)生的工作適用性和創(chuàng)新性還是不足。

通信基礎(chǔ)建設(shè)對(duì)提高國(guó)家的綜合實(shí)力作用巨大。因此，為提高我國(guó)通信人才培養(yǎng)質(zhì)量，進(jìn)行智慧通信教育改革。1）加快智慧教育的發(fā)展，使學(xué)生更好的融入學(xué)習(xí)環(huán)境中。2）通信專業(yè)方向適時(shí)而調(diào)整，減少學(xué)生就業(yè)與行業(yè)企業(yè)需求差異化。3）培養(yǎng)專業(yè)學(xué)生的綜合素質(zhì)，提高崗位技能，更好的建設(shè)5G通信。

2 職業(yè)院校通信專業(yè)課程特征

職業(yè)院校通信相關(guān)專業(yè)課程有如下的特征包括：多元化、個(gè)性化和具體化。1）多元化，當(dāng)代職業(yè)院校已突破了傳統(tǒng)的通信理論教學(xué)形式，形成了項(xiàng)目化課程、教學(xué)做一體化課程、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)課程、校企工學(xué)交替等多元化教學(xué)體系。2）個(gè)性化，通信課程的人文化、企業(yè)需求人才個(gè)別化和通信專業(yè)各方向特色。3）具體化，要求學(xué)生在掌握有關(guān)專業(yè)技能的同時(shí)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在專業(yè)實(shí)踐中掌握經(jīng)驗(yàn)并形成良好的行為習(xí)慣。

因此，職業(yè)院校通信類課程要在專業(yè)課程特征基礎(chǔ)上結(jié)合ITU-5G發(fā)布的相關(guān)技術(shù)，進(jìn)行5G相關(guān)智慧通信課程的改革。

3 智慧通信教改形式與內(nèi)容

ITU-R為5G定義了三大應(yīng)用場(chǎng)景：增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶（eMBB），大規(guī)模機(jī)器類型通信（mMTC）和低延遲高可靠通信（URLLC）。在未來(lái)的教學(xué)過(guò)程中，5G三大應(yīng)用場(chǎng)景都可以嵌入到日常高職教育的形式和內(nèi)容當(dāng)中去。

3.1 教學(xué)形式

智慧教育平臺(tái)并不是一個(gè)新概念。在日常生活中越來(lái)越多得人們?cè)谑褂靡苿?dòng)通信設(shè)備進(jìn)行交互活動(dòng)，而隨著5G智能通信的到來(lái)，為人們提供基礎(chǔ)、補(bǔ)充或進(jìn)修教育服務(wù)也會(huì)應(yīng)運(yùn)而生。

5G移動(dòng)服務(wù)可以使偏遠(yuǎn)地區(qū)和農(nóng)村地區(qū)與實(shí)際課堂進(jìn)行快速緊密的連接互動(dòng)。在課堂上教師講課的文本、圖表及板書(shū)等圖像信息和授課的語(yǔ)音信息，形成高質(zhì)量4K視頻傳輸?shù)竭h(yuǎn)端。不會(huì)因壓縮或低分辨率而丟失細(xì)節(jié)，并且遠(yuǎn)端學(xué)生可以放大局部圖像并仍可清晰讀取信息。而將智能設(shè)備捆綁在頭戴式耳機(jī)中的VR智慧通信服務(wù)，能為學(xué)生提供原生態(tài)教室身臨其境的體驗(yàn)，使學(xué)生和老師能夠自然而有效地互動(dòng)。

3.2 教學(xué)內(nèi)容

5G移動(dòng)通信技術(shù)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)發(fā)生了根本變化包括5方面：以設(shè)備為中心的體系結(jié)構(gòu)，毫米波，大規(guī)模MIMO，更智能化設(shè)備，機(jī)器與機(jī)器通信。智慧通信教學(xué)改革的內(nèi)容可以圍繞這5方面內(nèi)容展開(kāi)。

1）以設(shè)備為中心的體系結(jié)構(gòu)：以基站為中心的蜂窩系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)在5G中發(fā)生變化，根據(jù)上行鏈路和下行鏈路特點(diǎn)以及控制信道和業(yè)務(wù)信道的功能進(jìn)行重新架構(gòu)，使不同優(yōu)先級(jí)和不同目的地的信息流更好的路由到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的不同節(jié)點(diǎn)

2）毫米波：微波頻率下的頻譜資源十分稀缺，但在毫米波領(lǐng)域中頻譜卻非常豐富。目前毫米波技術(shù)已經(jīng)針對(duì)短距離服務(wù)（IEE E 802.11ad）進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，并在小蜂窩無(wú)線通信系統(tǒng)中已進(jìn)行部署和應(yīng)用。

3）大規(guī)模MIMO：大規(guī)模多輸入多輸出無(wú)線通信技術(shù)，是利用多天線技術(shù)，在每個(gè)時(shí)頻資源上進(jìn)行多路復(fù)用多個(gè)設(shè)備的信息，將輻射的能量集中在預(yù)期的方向上，同時(shí)能最大程度地減少小區(qū)間和小區(qū)間干擾。

4）更智能化設(shè)備：5G系統(tǒng)設(shè)備側(cè)協(xié)議棧的層間協(xié)議更加智能化，這樣也會(huì)導(dǎo)致通信系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)上也會(huì)產(chǎn)生變化。

5）機(jī)器與機(jī)器通信：M2M通信包含3個(gè)特點(diǎn)：海量設(shè)備互聯(lián)，數(shù)據(jù)傳輸速率低，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延率低。

4 結(jié)語(yǔ)

移動(dòng)數(shù)據(jù)給人類社會(huì)帶來(lái)了的巨大價(jià)值，我們正處在第五代通信系統(tǒng)的邊緣。通過(guò)提供更高的數(shù)據(jù)速率，更低的端到端等待時(shí)間以及更可靠更大容量的通信系統(tǒng)，5G通信將成為應(yīng)用程序進(jìn)一步區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)的拐點(diǎn)。因而，智慧通信教育無(wú)論從教育形式還是教育內(nèi)容，都有很大的空白，智慧通信教育任重而道遠(yuǎn)。