移动通信原理十篇

时间:2023-03-27 11:48:58

移动通信原理

移动通信原理篇1

关键词:移动通信终端;电源管理;可充电锂离子电池

引言

移动通信终端产品如GSM手机、CDMA手机及PHS小灵通电话已经深入普及到我们的日常生活中,促进了中国电信事业的发展,也为我们的生活带来了方便与快捷。但同时,由于一些移动终端厂商的设计缺陷,多次出现了手机爆炸伤人事件,而造成爆炸的主要原因在于电源管理部分设计有缺陷或设计存在不完善的地方。

与其他现有电池相比,可充电锂离子电池具有多项优势,这使它们成为更适合于便携式应用的电源。它们可以提供更高的能量密度(最高达200W·h/kg或300~400W·h/L,分别是Ni/Cd或者Ni/MeH电池的2.5倍和1.5倍)和更高的电池电压(碳阳极电池为4.1V,石墨阳极电池为4.2V)。它们具有无记忆效应,自放电率小,可快速充放电及更高的充放电次数等优点。

锂离子电池的更高化学能量密度和更高电池电压使得我们可以为移动终端产品应用制造出更小和更轻的电池,而更轻和更小的电源对目前中国移动通信终端产品追求最小尺寸来说是至关重要的。要想充分利用电池容量或延长电池寿命,必须极其严格地控制充电参数。

鉴于锂离子可充电电池的上述优点,本文将详细介绍如何设计高效、安全的锂离子可充电电池管理电路。

1 移动通信终端产品锂离子电源管理的原理及设计

锂离子电源管理的设计主要是针对锂离子电池的特性来进行的。锂离子电池的安全性能及供电性能主要体现在其充放电参数的控制上。图1为锂电池电源管理原理图。该图由控制芯片和电路组成。接下来,我们就图1从锂电池放电、充电两个方面来探讨如何实现锂电池的管理。

1.1 放电工作原理

电池过放可能会给电池带来灾难性的后果,特别是大电流过放或反复过放,对电池的影响更大。一般而言,过放电会使电池内压升高,正负极活性物质的可逆性受到破坏,即使充电也只能部分恢复,容量会有明显衰减。锂离子电源管理电路的功能之一就是为了保护锂电池不至于过放。

图1

锂电池的正常工作电压为2.575~4.2V。当电池电压在此范围内,管理电路将MOSFET管S4打开,在电池(CELL)电压与BATT+之间建立低阻通道,有利于电流从电池流向手机负载。在此情况下,过放就体现为输出电流过大。在整个输出过程中,电源管理电路不断地检测从电池输出到负载的电流。当电池输出电流超过通常的保护值3.5A的时候,手机短路保护电路开始工作,关闭S4,切断电池与BATT+的连接。

当电池持续放电到电池电压低于文献[1]规定的放电终止电压2.375V以下时,则属于电压过放。此时,图1中的手机低电压及短路保护电路开始工作,同电流过放一样,关闭S4,切断电池与BATT+的连接达到保护锂电池的目的。

1.2 充电工作原理

充电管理电路在对锂电池进行充电时,更是一个复杂的过程,既要保证锂电池能够充满,又要保证锂电池的性能,最重要的是要保证锂电池不能过充。如果锂电池在充电过程中充电电流过大,或充电时间过长,产生的氧气来不及被消耗,就可能造成内压升高,电池变形,漏液等不良现象。同时,其电性能也会显着降低。

整个充电电路应该具有以下几种充电模式:

——低电压预充电模式;

——全速充电模式;

——涓流充电模式;

——顶端截止、脉冲充电模式;

——充电截止模式。

1.2.1 低电压预充电模式

当电池电压低于3.0V时,电源管理电路进入低电压预充电模式。当电池极度过放时,为了防止过量的充电电流对电池性能造成损伤,充电电路应该采取渐进的充电方式。

对于一块极度过放的,电压已低于0.7V的锂电池,电源管理电路将提供预充电涓流给电池。此时S1关闭,充电器通过R1提供电流给管脚Vdect,充电器提供电流的大小完全由R1决定,整个充电器几乎工作在无负载情况下。这种充电模式甚至可以对电压已经为0V的电池进行充电;当电池电压高于0.7V低于1.98V时,外部S1及S2工作,电源管理电路可以以更高的电流对电池进行充电。但是,此时三极管S1的功耗检测电路还没有工作,必须限制其功耗低于800mW,以免烧毁S1;当电池电压高于1.98V低于3.0V时,整个电源管理电路都正常工作,此时S1的控制电路使S1以较高的电流,但远低于全速充电电流对电池进行充电,该电流一般超过100mA。

1.2.2 全速充电模式

当电池电压高于3.0V时,预充电模式结束,进入全速充电模式。此时,电源管理电路将S1及S2打开,并使S1工作在饱和模式,充电器提供全速充电电流给电池充电。但是,电源管理电路将限制最大充电电流小于1.5A。

这种充电模式对充电器也有一定的要求,要求其实现限流输出。这样做的目的是便于移动通信终端厂商,在产品设计时可以根据产品的定义,选择不同的充电电流,实现对具体锂电池快速有效的充电。在典型应用中,一般要求充电器提供的输出电流限制在1A以内,具体的电流可以根据所用锂电池厂商推荐使用的充电电流,以便电池能够具有一个较高的循环寿命。

1.2.3 涓流充电模式

该充电模式其实也是一种恒压充电模式,当电池表面达到控制电路设定的终止充电电压Vterm时,即进入该种充电模式。由于在全速充电模式下,电流比较大,电池表面电压与实际电池芯的电压有比较大的落差,涓流充电模式就是用来减小甚至消除该落差。此时,电源管理电路通过控制S1的开闭情况,将提供给电池的最大电流限制在100多mA。由于电池被充得越来越足,因此,涓流就越来越小,直到截止。

1.2.4 顶端截止脉冲充电模式

当电源管理电路处于涓流充电模式时,它会周期性地跳转到全速充电模式,形成脉冲电流对电池进行充电。大电流脉冲宽度一般<100μs,这样有利于电池更快被充满。

1.2.5 充电截止模式

电源管理电路会有一个控制引脚,由手机的CPU决定什么时候停止充电。进入这种模式,一般会有这样几种情况:手机检测到充电电路包括锂电池温度过高;不是原装的锂电池;已经进入涓流充电,不需要充电时间过长;充电器设计不合理等等。

移动通信原理篇2

关键词:第三代移动通信;网络结构;技术原理

中图分类号:TN711文献标识码:A文章编号:

1. 3G基本的网络结构和功能

跟我们以前所认识的GSM网络一样,在3G的网络里,也有交换,传输和用户终端,根据IMT-2000系统的基本标准,第三代移动通信系统主要由4个功能子系统构成,它们是核心网(CN)、无线接入网(RAN)、移动台(MT)和用户识别模块(UIM),且基本对应于GSM系统的交换子系统(SSS)、基站子系统(BBS)、移动台(MS)和SIM卡。

如图所示,3G网络系统主要是UMTS无线接入系统,包括:CN(核心网)、UTRAN(无线接入网)、UE(用户装置)。NodeB(BS)、RNC(BSC)其中RNC可以看成GSM网络中的基站控制器,而NodeB可以看成GSM网络中的基站收发信台。对某个NodeB来说,控制其的RNC称为控制RNC(CRNC)。

CN核心网部分包括UMSC、SGSN、GGSN等功能实体,支持3G并发业务、高速电路业务和分组业务的MSC/VLR/HLR框架实现传输管理,移动性管理,呼叫控制,基本电信业务和补充业务等功能。

RNC无线网络控制器提供IU、IUb、IUr接口,管理和控制Node-B与CN信息传递,实现技术标准中的控制平面和用户平面的一些功能。

Node-B基站系统通过IUb接口,接收来自RNC无线资源控制命令,完成标准中的专用和物理信道的接收和发送功能。我们从这里知道,其实3G网络的各功能结构和GSM有相似之处,那么3G网络是怎么在GSM网络功能模块中演进的呢?其实3G网络的演进包括RNC和CN部分的演进:UMTS无线接入部分RAN,采用UTRAN作为基站侧,以新建的方式实现3G宽带数据业务的无线接入;3G的演进主要的是核心网部分的演进,UMTS CN演进根据3GPP标准分为两个阶段,第一个阶段为3GPP R-99的演进基于GPRS网络,第二阶段为3GPP演进基 于全IP网络。由于网络的这些种种演进,因此有了区别于2G(GSM)网络的3G的一个基本特征:

(1)具有全球范围设计的,与固定网络业务及用户互连,无线接口的类型尽可能少和高度兼容性;

(2)具有与固定通信网络相比拟的高话音质量和高安全性;

(3)具有在本地采用2Mb/s高速率接入和在广域网采用384kb/s接入速率的数据率分段使用功能;

(4)具有在2GHz左右的高效频谱利用率,且能最大程度地利用有限带宽;

(5)移动终端可连接地面网和卫星网,可移动使用和固定使用,可与卫星业务共存和互连;

(6)能够处理包括国际互联网和视频会议、高数据率通信和非对称数据传输的分组和电路交换业务;

(7)支持分层小区结构,也支持包括用户向不同地点通信时浏览国际互联网的多种同步连接;

(8)语音只占移动通信业务的一部分,大部分业务是非话数据和视频信息;

(9)一个共用的基础设施,可支持同一地方的多个公共的和专用的运营公司;

(10)手机体积小、重量轻,具有真正的全球漫游能力;

(11)具有根据数据量、服务质量和使用时间为收费参数,而不是以距离为收费参数的新收费机制。

2.3G的技术原理

2.1 双工方式

频分双工(FDD): 频分双工收发信各占用一个频率(段):收发同时进行,时延小技术成熟

时分双工(TDD): 时分双工收发信用同一频率,收发使用不同时隙:只占用一段频率;上下行信道对称,利于智能天线:设备简单,成本低;不对称FDD工作,数据传输使用时效率高。

WCDMA和CDMA2000都采用FDD模式,只有TD-SCDMA采用TDD模式。FDD模式的特点是在分离的两个对称频率信道上,系统进行接收和发送,用频段来分离接收和传送信道;采用包交换等技术,可突破第二展的瓶颈,实现高速数据业务,并可提高频谱利用率,增加系统容量。但FDD必须采用成对的频率,即在每2×5MHz的带宽内提供第三代业务。该方式在支持对称业务时,能充分利用上下行的频谱,但在非对称的分组交换(互联网)工作时,频谱利用率则大大降低,在这点上,TDD模式有着FDD无法比拟的优势。

2.2 多址方式

通信的多址方式:码分多址 (CDMA)、空分多址 (SDMA)、频分多址 (FDMA)、时分多址 (TDMA)。

2.3 CDMA在无线信道中传输的优势

采用RAKE接收机,有效利用了信道相干时间形成的时间分集效应;宽带传输系统,利用了信道的频率分集效果;码字的多址传输,利用了多用户分集的效果;信号在信道中传输功率低,降低了干扰,提高了保密性;扩频因子灵活变换,有助于多媒体等多速率并发业务的传输;频谱效率高,优于以往的AMPS和GSM,频率复用系统WCDMA为1,GSM为1~~18;支持软切换和更软切换;支持新技术的应用,如多用户检测;WCDMA有下行发射分集,而GSM没有。

2.4 智能天线

智能天线是基于自适应天线阵原理,利用天线阵的波束赋形产生多个独立的波束,并自适应地调整波束方向来跟踪每一个用户,达到提高信号干扰噪声比SINR,增加系统容量的目的。采用智能天线技术,实际上就是通过数字信号处理,使天线阵为每个用户自适应地进行波束赋形,相当于为每个用户形成了一个可跟踪他的高增益天线,从而既可以进行全方位通信,又可以用较小的发射功率覆盖相同的范围。在3G系统中,其他新的功能技术如多用户检测技术、联合检测、空时码、HDR等等,在这里就不多做阐述了。下面对这些技术基础的三种主流标准作介绍,还有一种新标准的简单介绍。

2.5 CDMA2000技术标准

CDMA2000是国际电信联盟(ITU)规定的第三代移动通信无线传输技术之一,是从窄频CDMA one数字标准衍生出来的,CDMA2000是美国ITU提出的第三代移动通信空中接口标准的建议,是IS-95标准向第三代演进的技术体制方案,是一种宽带CDMA技术。前反向同时采用导频辅助相干解调;在扩频码选择采用相同M序列,通过不同的相位偏置区分不同的小区和用户;射频带宽从1.25MHz到20MHz可调;快速前向和反向功率控制;下行信道中采用公共连续导频方式进行相干检测,提高系统容量;在下行信道传输中,定义直扩和多载波传输两种方式,码片速率分别为3.6864Mcps和1.22Mcps,多载波方式能很好地兼容IS-95网络;支持F-QPCH,可延长手机待机时间;核心网络给予ANSI-41网络的演进,并保持与ANSI-41网络的兼容性;支持软切换和更软切换;设计了两类码复用业务信道,基本信道用于传送语音、信令和低速数据,是一个可变速率信道,补充信道用以传送高速率数据,在分组数据传送上应用了ALOHA技术,改善传输性能;在同步方式上cdma2000与IS-95相同,基站间同步采用GPS方式。CDMA2000标准是一个体系结构,按照使用的带宽来区分,CDMA2000可以分为1x系统和3x系统。其中1x系统使用1.25MHz的带宽,提供的数据业务速率最高只能达到307kbit/s。在1x系统以后,国际上比较公认的发展方向是1x EV-DO和1x EV-DV系统。其中1x EV-DO系统重点提高了数据业务的性能,将用户的最大数据业务传送速率提高到2.4Mbit/s。而1x EV-DV系统在将数据业务最大速率提高到3.1Mbit/s的同时,又进一步提高了语音业务的容量。

移动通信原理篇3

关键词移动通信;实践教学;实验室建设

前言

通信技术,尤其是移动通信,在近几年发展得非常迅速,其应用也越来越广泛。随着社会的发展,移动通信已经由一门新兴的实用技术成为一门成熟的学科。由于市场对移动通信人才的大量需求,也使得众多高校都开设了移动通信的相关课程,大批量的实验设备在高校中投入使用,让学生能够从实践中了解移动通信。但是目前移动通信人才的发展还没有跟上实际发展的步伐,主要原因在于学校的理论教学与社会实际的岗位需求存在一定的差距。因此,如何根据学校自身条件建设移动通信实验室,成为众多高校越来越重要的研究课题。市场上有众多的实验教学设备,如何合理利用这些设备,建设一个真实系统的移动通信网络,让学生能够真实了解移动通信的整个过程,尽量缩小与实际工作的差距,是本文将要探讨的主要内容。

1移动通信实验室建设现状

对于目前大部分学校来说,实验箱依然是建设移动通信实验室的首要选择。这些实验箱能够对移动通信课程中的调制解调、扩频解扩等原理进行一个模拟仿真,帮助学生了解基础的原理知识。但是这类的实践教学存在很大的局限性,学生无法将真实的移动通信系统与所做的实验仿真结合,无法真实理解移动通信过程,并且这种培养方案与实际工作岗位对人才的要求相差比较大。移动通信技术专业要求掌握移动通信技术的基础理论和专业技能,毕业后能够从事通信设备安装、调试、管理与维护,移动基站设备的研发等等。并且根据高校培养方向的不同,学生的就业方向也有不同。图1展示的是目前通信人才市场上两大类就业方向。第一种为研究型人才,这类岗位需要对移动通信系统具有深刻的理解,对移动通信行业相关产品能够有独到的理解并能加以改进;第二种是工程应用型人才,这种岗位主要是要求对目前市场上现存的通信产品能够了解应用,解决产品在使用过程中的问题。在实际的市场需求情况中,工程应用型人才的岗位数量要比研发型岗位多很多。

2移动通信实验室建设现状分析

学校的实践教学水平,直接影响了学生的培养质量,从而影响了学生的就业。对于学校来言,这是很大的问题。对于市场而言,人才的稀缺,也影响了通信行业的发展。因此,学校的实践教学方案和思路应该与市场人才培养的方向相匹配,培养出与市场需求相契合的专业型人才。从图1分析的通信工程类专业就业方向来看,学校在移动通信的课程实践教学方面应该采用基础实验教学与实训教学相结合的思路。从当前众多高校的实验建设情况来看,主要采用的是以下几种方案和思路:移动通信实验箱、用几台实验箱搭建一个模拟的移动通信架构、采用大型商业设备以及采用移动通信协议分析仪或路测分析系统对移动通信原理以及网络优化进行理解和实训。2.1采用基础实验箱来建设移动通信实验箱对于大多数高校来说,是一个基础类的实验室。不管是本科类院校还是职业类院校,这类型的实验室都必须要建,因为对于学生来说,单纯的移动通信课程理论知识学习,他们很难理解,这就需要基础的实验来做支撑。通过做实验,让学生了解实际电路的搭建、系统的构成,真真实实看到信号的调制解调,从而加深对理论知识的理解。但这种实践教学也仅仅是让学生了解学习底层原理知识,不能展现移动通信现网的真实数据、业务流程以及系统原理,这种培养方案培养的学生难以与社会岗位需求对接。2.2采用实验箱搭建移动通信系统随着教学仪器行业的发展,在移动通信这块,有部分厂家提供了这样一种方案。结合移动通信实验箱,加上自主研发的小型基站和移动交换中心,搭建一个真实的移动通信网络。这种建设方案相比于基础实验箱的方案,增加了系统网络结构的展示,学生既能够通过基础的实验箱来熟悉理解理论知识,又可以通过模拟的移动通信网络来了解移动通信系统的架构,对学生来讲,就不再是纸上谈兵了。但深入了解之后发现,这种模拟的移动通信系统仅仅只是拼凑了一个系统的结构,它与真正的移动通信系统相差很大,学生通过这样的实验设备学习的知识会让其对真实生活中的网络产生误解,对以后就业很不利。2.3利用大型商业设备建设移动通信实训室随着通信行业的发展,部分高校也开始着眼于真实的商用设备。华为、烽火、中兴等通信设备公司都是三大运营商的直接供货商,他们生产的设备都是用于真实的网络系统搭建。因此,部分高校采用这种大型的商用3G、4G设备,在学校内部搭建一个真实的、独立于大网的3G网络。部署这样一个真实的通信网络系统能让学生接触到实际的系统网络设备,还可以完成一些实际业务以及系统配置。学生可以通过这种设备了解一些工程实训的内容。但是这种商业设备封闭性很强,外在的借口较少,开放性不够,学生不能达到有效的硬件及系统搭接方面的训练,只能熟悉设备的操作。而且这些商用设备都价格昂贵,学校需求资金投入量非常大,经费难以控制。因此,这种大型商业设备建设的移动通信实训室也不能符合众多高校实验室建设的需求。2.4采用移动通信协议分析仪或路测分析系统目前移动、联通、电信三大运营网络非常成熟,这也正是以后学生工作所要面对的。因此,在进行实训的时候,需要对真实的网络系统进行分析。采用路测及协议分析的方法,抓取手机与基站通信的整个通信过程及其底层数据,并对其进行解析,研究它的工作原理和过程。学校可以通过这种方式来对学生进行很好地训练,让学生可以对移动通信系统的底层协议、信令、流程以及网络架构等方面进行深入的观察和分析。学生一直学习的是真实实际的通信网络,在以后实际的工作中,无论是进行网络建设、还是进行网络优化,或者是在技术开发中进行与协议栈有关的开发或增值应用,都会有一个很好的基础。

3移动通信实验室建设目标

移动通信是一门实践性很强的专业课程。从事移动通信行业的学生,不仅需要较高的理论知识,还需要较高的实践能力。因此在教授这门课程时,除了培养学生移动通信基本的理论知识,更重要的是培养学生移动网络规划、优化设备的实践能力,为今后从事相应的岗位工作做好准备。从教材编排方面可以看出,移动通信分为两大部分,即基础理论部分和系统原理部分。针对这两个部分,应该采用不同的实验及训练方案。基础理论部分可以通过实验箱完成一些基础实验来加强理解,系统原理部分则需要通过实训来让学生了解系统的架构、相关的接口以及一些基本的流程、重要的参数等等。图2展示了移动通信实验室建设方面的一个总体思路。整个移动通信实验室的建设可以有以下几部分组成:(1)基础实验箱。主要用来学生平时的实验,帮助学生加强对理论知识点的了解。部分教仪厂家还研发了对应的虚拟仿真软件,将实验箱搬到了电脑上,学生可以随时随地打开仿真软件来进行实验。(2)实训网络。建设一个真实的实训网络,能够让学生了解移动通信中的终端技术、空口无线接口技术、核心网技术等理论知识,学习如何分配无线频谱资源,了解影响各种网络融合的因素等等,让学生对移动通信技术体系有真实直观的认知。(3)协议分析仪。用协议分析仪能让学生能真正观察和捕捉空中的数据码流进行细致的分段并解析,让学生对基站、手机甚至是移动交换中心的相关工作过程以及网络中各个设备的交互均可以从进行较为深入的观测和分析,这对学生以后从事网络建设、网络优化等相关工作有很大帮助。

4结束语

通信行业的快速持续发展,对通信人才提出了更加专业的需求。高校在培养模式这块,要加强对实践教学的把握。建立一个系统、完整地展示移动通信底层理论知识的移动通信实验室,是培养移动通信专业合格人才的保障。本文从多个方面分析了现有的实验室建设存在的问题和不足,最后提出了一个相对完善的建设方案,从分析来看,这种方案比较合适现在的人才需求。

参考文献

[1]江敏,黄祎.中国3G现状与高职通信专业就业前景分析.中国电力教育,2012:133-134.

[2]李永江.高职院校通信专业就业岗位能力培养分析.商情,2013:282-282.

[3]杜建凤.浅析未来移动通信发展方向.中国电信建设,2003(8).

[4]冯德尹.3G移动通信实验室建设初探.计算机光盘软件与应用,2014(12).

移动通信原理篇4

关键词:RFID;移动计算;溯源系统

中图分类号:TP393 文献标识码:A DOI:10.3969,j.issn.1003-6970.2012.01.007

前言

当前,白酒产品溯源主要是采用酒类流通附单溯源制度,实现酒类产品从生产企业到流通渠道再到销售商的酒类流通管理体系。消费者可以通过纸质清单或者上网来了解白酒产品的溯源信息,但是由于纸质清单容易造假,上网查询也不够方便及时,用户无法随时随地得到准确的信息。同时企业也无法通过溯源系统对消费者的消费习惯和饮酒偏好进行判断。现有的溯源手段无法解决消费者和企业面临的巨大的问题。因此建立安全、快捷方便的白酒产品溯源系统,解决溯源信息问题,从根本上防止白酒造假事件的发生、提高消费者对酒产品的认知、实现企业对消费者消费习惯的了解变得越来越迫切。

RFID和移动计算技术的发展使建立新型的白酒产品溯源系统成为了可能。RFID技术是一种非接触式的自动识别技术,它不仅具备防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签数据可加密、存储数据容量大等特点,而且是唯一可以实现同时识别多个目标的自动识别技术。同时移动计算技术的使用使得产品溯源信息的管理和查询更加便捷和有效,可以更加灵活地实现随时随地地进行溯源信息查询和管理。将RFID和移动计算技术进行有效的融合,从白酒产品的原料收集、产品制造、窖藏、运输、销售等各个环节对白酒的产品信息进行全程跟踪,不仅可以有效的防治白酒造假,也使得消费者能够了解白酒产品的各种信息,同时也便于企业对产品的全过程化的管理。所以,RFID和移动计算技术的融合为白酒产品的溯源和管理提供了最佳模式。

本文针对白酒产品溯源系统的需求,通过对RFID和移动计算技术的研究,实现了溯源信息采集、溯源信息加密、溯源信息验证、生产销售移动化管理等功能,为白酒溯源信息和用户分析建立了数据基础,最终完成白酒产品溯源系统,解决了现阶段消费者和企业所面临的一系列的问题。

1融合RFlD和移动计算以及溯源系统

1.1RFID和移动计算技术简介

1.1.1RFID技术

RFID(Radio Frequency Identification)即射频识别,是一种利用射频信号自动识别目标对象并获取相关信息的技术。目前RFID技术已经广泛应用于物流、资产管理、医疗、制造、公共服务等各个行业,并成为未来信息建设的一项基础技术。

基于RFID技术组成的自动识别系统被应用于各个行业,完成信息录入、信息读取、信息传递、信息处理等功能。其主要包括3个部分:

(1)RFID电子标签:由芯片和耦合元件组成,内置天线,用于和读写器之间进行通信。根据是否内置电池划分,包括有源和无源两种电子标签。

(2)读写器:读取/写入电子标签中的信息。

(3)计算机系统:对读取或者写入的数据进行处理。包括:加密/解密、事件响应、数据库读取、数据验证、数据呈现等。

工作原理:内置芯片电路的标签进入磁场后,接收读写器的天线发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(无源标签),或者主动发送某一频率的信号(有源标签);阅读器通过天线读取信息并解码后,送至计算机系统进行有关数据处理。

1.1.2移动计算技术

移动计算是随着移动通信、互联网、数据库、分布式计算系统的发展而兴起的一种新的技术。移动计算技术将使计算机或其它信息智能终端设备在无线环境下实现数据传输及资源共享。它的作用是将有用、准确、及时的信息提供给任何时间、任何地点的任何客户。这将极大地改变人们的生活方式和工作方式。随着智能手机和平板电脑的普及,基于移动计算技术的信息化应用得到了极大的发展。

而移动计算不同于传统的分布式计算,移动计算节点包括固定节点和移动节点。用户可以携带移动设备自由移动,并在移动过程中通过移动通信网络与固定节点或者其它移动节点连接和交换信息。这种计算模式将创造一种全新的应用,可以满足移动用户在任何地点访问数据的要求。

移动计算的主要特点有:

(1)移动性:在移动计算环境中,移动设备可以在不同的地方连接无线网络,并且在设备移动时依然可以保持无线网络的连接。

(2)资源有限性:与固定设备相比较,移动设备由于本身移动性的考虑,因此在CPU速度、内存大小以及电池容量上一般比较小。

(3)网络通信的非对称性:在移动计算环境中一般固定服务器拥有强大的数据处理能力和发送能力,而移动设备发送能力有限,在数据处理中主要是依靠服务器进行处理。

基于移动计算的上述特点,在系统设计时一般将固定服务器设备作为数据处理分析中心,进行数据处理;将移动设备作为客户端设备进行数据请求和呈现。

基于移动计算的智能终端的主要应用:在白酒产品溯源系统中,移动终端的使用主要包含两个方面,一方面具有RFID读写功能的移动终端完成RFID电子标签信息的读取和写入,另外一方面,企业管理人员基于移动智能设备完成对生产和销售的管理。

1.1.3RFID与移动计算的融合

目前国内外基于移动计算技术的移动便携设备如智能手机、平板电脑、PDA等越来越普遍,而其中具有RFID读写功能的PDA的出现为RFID和移动计算的融合提供了强有力的条件,同时基于移动化管理的需求也使得RFID和移动计算的融合变得越来越迫切。

这种类型的PDA设备不仅仅具有RFID读写功能,同时也具有无线网络传输能力和一定程度的数据处理能力。同时便于携带,可以随时随地地完成对RFID电子标签的写入、读取以及传输、呈现。在移动计算环境下将数据处理服务器、具有RFID读写功能的PDA、提供开放开发环境的智能手机和平板电脑、电子标签完美的融合在一起,从而可以实现RFID数据处理系统。

1.2白酒溯源概述

基于RFID和移动计算技术的白酒产品信息溯源系统,从原材料采集到销售各个环节对白酒产品进行全过程溯源管理,保证了溯源信息的灵活性和安全性,实现了溯源系统的各项功能。

白酒产品信息溯源系统由溯源信息管理中心、原材料采集子系统、生产子系统、窖藏子系统、运输子系统、销售子系统、销

售者信息查询子系统、企业生产销售管理子系统组成。溯源信息管理中心存储白酒产品从原材料采集到白酒销售等各个环节的溯源信息数据,同时负责数据的传递以及处理。一方面,溯源信息管理中心负责接收并处理来自原材料采集子系统、生产子系统、窖藏子系统、运输子系统、销售子系统的各种数据;另外一方面,溯源信息管理中心为销售者信息查询子系统和企业生产销售管理子系统提品溯源信息以及生产销售信息。

为了实现信息获取的灵活性,采用RFID移动读写设备,对白酒信息进行验证,同时用户也可以使用移动设备完成更多溯源信息的获取。这样用户无须通过电话完成白酒的信息验证,也无须通过固定设备获取溯源的详细信息。

为了实现信息获取的安全性,首先是保障数据的安全性,采用DES加密算法对标签中的数据进行加密,在读取时进行解密;同时对使用者进行认证,对发放的RFID移动读取设备进行认证,从而保障信息的安全性;其次是保障标签的安全性,采用RFID电子标签对溯源信息进行记录,将RFID电子标签集成到酒瓶盖中,当酒瓶盖被开启时,RFID电子会被破坏,从而保证了电子标签的再次被使用。

白酒产品溯源系统具有如下功能:

(1)溯源信息写入:白酒制造商负责将白酒的原材料信息、生产信息、窖藏信息写入到RFID电子标签中;物流商负责将产品的仓储信息、运输信息的写入;销售商负责将产品的销售信息以及客户信息进行录入。

(2)溯源信息的验证:客户可以通过无线终端获取更详细的产品信息和防伪验证信息。当验证为假酒时,发出假酒告警。

(3)生产/销售管理:企业管理人员可以通过智能终端及时的了解产品的生产/销售信息,同时处理假酒告警事件。

(4)移动终端管理:企业管理员可以对防伪验证的移动终端进行管理,只有通过企业授权的移动终端才可以对白酒溯源信息进行获取和验证。

(5)用户管理:对生产人员、物流商和销售商进行管理,只有通过企业认证的物流商和销售商才能进行溯源信息的录入和读取。

(6)客户管理:通过对客户买酒,了解客户的饮酒习惯,从而为对客户个性化的服务奠定基础,进一步完成对客户的信息推送功能。

白酒产品信息溯源系统涉及到了从白酒产品原材料采集到销售全过程得溯源管理,具体过程如下:在白酒的原材料采集过程中,首先将白酒的原材料信息写入到RFID电子标签中并记录到数据库中;在白酒产品的生产过程中,将白酒产品的生产信息(生产日期、产品批号、产品类型等)等写入到RFID电子标签中;当产品出于窖藏时,记录产品的窖藏信息;在运输过程中,物流商同样对物流信息进行记录,将物流信息、仓储信息写入到RFID电子标签中;在销售时,销售商将使用移动读写设备对白酒信息进行验证,用户也可以通过无线网络得到白酒的更多溯源信息,移动读写设备也可以将销售信息和用户信息传输到服务器中,完成消费的记录和用户信息的获取。同时在整个消费过程中,企业管理监督人员可以使用智能终端对消费记录进行查询,对假酒报警进行处理。

2基于RFlD和移动计算的溯源系统设计

基于RFID和移动计算技术的发展以及白酒行业的现状,研究并设计白酒产品溯源系统。使得对白酒的原材料采集、生产、窖藏、运输、销售等环节对白酒产品进行全过程监控,在生产过程中对产品的溯源信息进行写入,在销售过程中对产品的信息进行验证,保障白酒的质量和产品的真实性。

白酒产品溯源管理系统主要包含了RFID读写器设备、移动智能设备、核心服务器。其中RFID读写设备负责RFID电子标签的溯源信息写入和读取;移动智能终端负责生产销售管理,特别是对假酒进行监控;核心服务器主要是负责和RFID读写设备以及移动智能终端进行通信,同时对溯源信息进行处理,对用户和设备进行管理。白酒溯源系统将提供全过程的溯源监控管理。

白酒产品溯源系统总体架构如图所示:

2.1溯源信息数据模型

不同溯源信息有通用部分,对其构建数据模型,从底层数据将不同业务的信息统一化。

数据模型包括基本属性及可配置属性,即扩展空间。溯源信息系统中,主要涉及到三种类型的数据:(1)用户信息,包括生产人员、运输人员、销售人员以及管理人员的信息;(2)设备信息,即溯源信息读写设备信息以及管理人员使用的智能终端信息;(3)溯源信息,包括原材料信息、生产信息、窖藏信息、运输信息、销售信息。每种类型的数据都有其公共的部分,因此我们将其公用的信息抽象出来有利于增加统一化处理的可行性。以溯源信息为例,溯源基本属性中包含编号、时间以及描述信息,扩展信息中则根据不同溯源信息的具体需求进行设计,如图2所示。

2.2溯源系统服务器端设计

溯源系统服务器端负责整个溯源系统的设备管理、用户管理以及溯源过程中涉及到的应用事件处理;同时它还具有同RFID移动读取设备的接口,并提供异构设备的管理,也具有同移动运营商的接口能力,能够使用移动运营商的网络和资源进行多媒体信息的传递;而且可以同白酒厂商现有的系统进行通信,共享数据库信息。

溯源系统服务器端分为以下模块:

2.2.1应用事件管理模块

应用事件管理模块是整个溯源系统的核心模块,负责服务器端的主要控制逻辑以及溯源信息、用户信息、设备信息的处理。它涉及到从原材料信息写入到客户认证整个溯源过程中的信息处理,同时负责溯源信息全过程得信息存储。

支持周期调度和时间触发,主要分为两个功能:一是数据控制,控制数据的传输、数据解析以及数据存储;二是资源管理,对整个溯源系统的资源如CPU、内存、数据库系统进行控制,提供缓存功能,同时具备资源开放接口,可以同企业系统中其他的数据资源进行交互。

当管理员对用户进行管理时,应用事件管理模块首先提取用户信息,记录时间,给用户分配一个账号,将用户信息保存到数据库。这时用户才可以正常的进行登录。

当管理员对设备进行管理时,应用事件管理模块首先提取设备信息,记录时间,并给设备分配一个设备号,将信息记录到数据库中。这时该设备才被激活,可以正常使用。每一台设备只针对一个用户。

当用户使用设备对白酒产品RFID电子标签进行溯源信息写入时,应用事件管理模块将捕捉到一个触发事件,在控制逻辑的控制下完成EPC码得生成,数据传输,数据加密。

当用户使用设备对白酒产品RFID电子标签进行溯源信息获取时,应用事件管理模块将捕捉到一个触发事件,在控制逻辑的控制下完成数据解密,同时完成溯源信息的传输和验证。

管理员可以通过周期调度,按照一定的时间完成信息的推送功能。

2.2.2用户管理模块

用户管理模块主要由以下几大功能:管理员登陆、用户添加、修改、删除,同时能具备鉴权逻辑的功能即根据用户的账号和密码判断用户是否可以登录。也可以对已经完成消费的用户进行统计,通过数据挖掘技术对用户群体进行划分,便于企

业对用户的个性化服务以及信息推送。

2.2.3设备管理模块

设备管理模块主要是负责设备的添加、删除、修改等操作,同时记录设备的使用者以及使用地。

2.2.4日志记录模块

对所有操作的信息进行记录,特别是当白酒产品验证不合格时,要有报警机制。

2.2.5接口模块

与企业系统的接口:可以同企业的ERP、CRM、SCM等系统进行交互,共享企业数据库的信息。

与移动设备的接口:可以同RFID固定读写设备、RFID移.动读写设备、管理员智能终端设备完成通信。前两者主要是在溯源信息录入/验证时进行信息交互;后者主要是方便管理员对白酒产品的销售进行随时随地的监督和假酒报警事件的及时处理。

与移动运营商的接口:主要是利用运营商进行短信、彩信等多媒体信息的交互。

2.3溯源系统客户端设计

溯源系统客户端设备主要分为两大类,一类是RFID读取写入设备;另外一类是企业管理监督用的智能终端。

2.3.1 RFID读写设备设计

RFID读写设备主要负责用户的登录,RFID电子标签的写入、读取、信息推送、溯源信息请求呈现、信息验证等功能。

进入客户端用户界面时,用户输入用户账号、设备号以及密码请求进行登录。登录完成时,用户可以进行RFID电子标签的读取和写入,同时可以同服务器端进行数据传输,获取白酒产品的溯源信息。消费者也可以利用移动通信网络进一步获取更详细的溯源信息同时进行防伪验证。

2.3.2企业管理监控设备设计

企业管理监控设备可以同服务器进行通信,实时获取某个区域的销售信息,及时完成对假酒报警信息的处理。

3白酒溯源系统的实现

白酒溯源管理系统实现了从白酒生产到销售整个过程的透明化管理,并实现了产品溯源信息的写入和获取,从而解决了白酒产品现阶段存在的一系列问题。

白酒产品溯源系统的实现主要包含了三大核心部分:

(1)溯源信息的生成:在原材料采集过程中,记录原材料的信息,在白酒的生产过程中在酒瓶盖中植入RFID电子标签(该电子标签在酒被开启时将无法使用,从而保障了白酒产品信息不被复制和重复使用),然后将白酒的原材料、生产、窖藏等信息写入到电子标签中,同时将溯源信息数据保存到数据库中;

(2)溯源信息的获取:消费者在购买茅台酒时,通过扫描RFID电子标签获取白酒产品的溯源信息;

(3)生产销售的移动化管理:白酒生产企业通过移动智能终端对白酒的生产和销售信息进行管理,对假酒报警进行及时的处理。

3.1溯源信息生成的实现

在溯源信息生成过程中,实现了全过程溯源信息(原材料、生产、窖藏等)写入到数据库中和RFID电子标签,同时根据随机生成唯一标识的防伪码,每个防伪码对应一条溯源信息和EPC编码。在对防伪码进行加密时,采用DES加密算法进行加密,并进一步采用二次加密,保障数据的安全性。

溯源信息生成流程如下:RFID电子标签读写设备感知RFID标签,并从中读取其EPC编码,然后将EPC编码传输到服务器端;服务器端的溯源信息/防伪生成模块根据EPC编码以及时间随机生成防伪码,然后将防伪码进行加密;RFID标签读写设备将加密后的防伪码写入到RFID电子标签中,同时读取刚刚写入到RFID标签中的防伪码将其传输到服务器端进行判断;若写入的防伪码正确,服务器端将对防伪码进行二次加密,同时生成溯源信息,并将EPC、防伪码以及溯源信息写入到数据库中,若不正确,则系统重新生成防伪码,重新写入;写入到数据库成功后,服务端将给写入设备发送可以进行下一次写入的命令,写入设备收到消息后可以进行下一次的写入。

3.2溯源信息验证的实现

在溯源信息验证过程中,读取白酒产品中的RFID电子标签的防伪码和EPC编码信息,对白酒产品进行验证,以及获取白酒产品溯源信息。RFID电子标签,并从中读取EPC编码和防伪码,然后将EPC编码和防伪码传输到服务器端,请求防伪验证;服务器端收到防伪验证请求后,根据EPC编码信息查询数据库,并从数据库中读取防伪码信息,并对对防伪码进行解密,然后将两个防伪码进行对比,并将防伪验证结果返回给消费者,同时记录验证信息,若验证不正确,需要将信息记录到防伪告警子系统中;防伪验证后,消费者可以进行溯源信息获取,消费者若输入手机号码,服务器根据EPC编码将溯源信息返回到消费者的手机上,或者是不输入号码,返回到RFID读取设备上。

3.3生产销售管理实现

企业管理人员通过登录到生产系统中,查看当日RFID溯源信息的写入情况,了解溯源信息写入功功率等信息,同时对生产过程中的信息进行处理;企业管理人员通过智能终端设备登录到销售管理系统中,查看当日或者是历史销售记录;同时也可以获取防伪告警子系统中的告警信息,并对告警进行及时的处理。

4结束语

在白酒产品信息溯源系统中使用RFID和移动计算技术,可是保障白酒在原材料采集、生产、窖藏、运输、销售等各个环节白酒产品的安全性和真实性。实现了从源头追踪、假酒告警等各种服务,完成了白酒产品全过程的溯源信息管理,同时为提供对用户的个性化产品服务奠定基础。从而提高白酒产品的质量管理能力、物流管理能力,提高产品的品牌价值和竞争力;同时为用户饮酒的安全性和真实性提供了保障。

本论文的研究创新性地将RFID和移动计算技术融合在一起,攻克了产品防伪、溯源信息查询和假酒告警等重大难题。在移动计算环境下,使用C/S架构思想,有效地解决了服务器端与客户机端通信以及异构移动设备差异性等关键技术,并且在数据处理及高级事件规约上,遵循应用层事件规范,提供数据规则定义、数据过滤分组及报表等功能。

目前在白酒产品中RFID技术刚刚起步,移动计算也正在兴起,但是将RFID和移动计算应用于白酒产品溯源系统中,必将解决白酒制造企业面临的大量问题,同时也为消费者提供了安全、放心的服务。

参考文献

[1]丁振华,李锦涛,冯波等.RFlD中间件研究进展[J].计算机工程.2006,32(21):9 11

[2]邓海生,李军怀,刘红英.基于RFID的数据采集中间件[J].计算机技术与发展.2007,17(9):188 191

[3]陈丽华.RFID中间件设计与关键技术的研究[D].南宁:广西大学,2006

[4]黎立.EPC系统中的中间件研究[D].成都:电子科技大学,2006

[5]辛明侠.基于RFID、手机的移动计算技术的研究和应用.上海交通大学

[6]Namje Park.Policy and Role based Mobile RFID UserPrivacy Data Management System;Information SecurityResearch Division;ETRI namepark@etri.re.kr;2008 IEEE

移动通信原理篇5

(1)实验教学从属于理论教学,实验教学得不到足够的重视,实验是为验证理论知识,理论教学和实践教学相脱节;

(2)实验内容陈旧,无法赶上移动通信新型器件和装置的发展,缺乏新的实验教学手段和方法;设备的更新换代比较慢,实验的开展受到硬件实验设备的限制,跟不上技术革新的步伐;

(3)验证性实验多,综合性实验以及创新性实验少,在实验方法上基本是简单的模仿,学生被动学习,缺少积极的思维和创新,也没有探索的目标和方向,没有良好的实验教学改革措施;

(4)在移动通信原理课程中,关于调制解调等有关内容偏重理论,太过抽象,枯燥乏味。受资金和仪器设备不足等实验条件的限制以及学时较少的影响,很多移动通信原理实验(例如正交频分多路实验)不能由学生实际动手完成,一些实验内容仅仅能验证理论课学习的内容,显然对学生创新能力的培养是非常不利的。积极探索移动通信原理实验教学的改革,尝试开展仿真创新实验教学,对于学生更好地学习移动通信原理课程,培养创新能力起着重要的作用。

2仿真教学的引入与创新能力的培养

传统的移动通信原理课程理论教学,大多重在讨论某种技术或算法的原理及其理论推导,以方便理解调制解调器原理和无线电波变换过程,从而加深信源编解码和信道编解码、无线电波发射与接收等知识的理解。在常规的实验课上,对移动通信实验原理的讲解也要在黑板上书写,既不够形象、直观,又比较呆板。由于有大量的波形分析内容,教师在黑板上画图也是一件比较困难的事情,而且学生不易理解。在传统的设计性实验中,学生常因受到固定的实验设备的束缚而改变实验设计思路,不可避免地存在错误和不足,致使电路调试费时费力,甚至引起元器件和仪器设备损坏,使实验不能达到预期效果。因此,在移动通信原理实验教学中引入仿真实验,是对理论课教学的必要补充。学生可以充分利用仿真实验软件在数据采集、储存、分析、处理、传输及控制等方面的强大功能,进行方案的论证、选定和电路的设计,可以方便地改变参数来调整电路,使之更好地接近设计要求,设计出较为理想的电路。学生还可以根据要求输出电路的测试参量或波形,作为真实电路调试的依据和参考;可利用计算机进行不同的仿真操作,得到与使用实际实验装置进行真实实验相同的结果。另外,一些较为复杂的移动通信创新性实验和综合性实验,无法通过模拟实验完成实验课教学,但是通过引入仿真教学,便可以扩大实验教学的维度、扩大了实验教学的可操作性。移动通信是通信原理、高频电路和信号处理的交叉学科,学生只通过理论教学很难理解学科交叉性,对移动通信原理的理解也不够全面。通过引入仿真教学,既能加强学生对移动通信原理的认识,又能加强学生对实际电路的认识,为后续课程学习打下坚实的基础。仿真实验教学的引入,很好地支持了移动通信原理的学习,可以进行新技术的研究,拓展学生的工程意识,提高设计调试电路的灵活性,最大限度地发挥学生的创新思维,开阔学生的视野。

3仿真教学开展实例分析

3.1理论教学与正交调制解调分析

正交调制解调系统的原理是把整个可用信道频带B划分为N个带宽为f的子信道,把N个串行码元变换为N个并行的码元,将高速信号变换为低速的并行子数据流,分别调制这N个子信道载波进行同步传输,并在终端分开正交信号。信号的调制和解调实际是采用数字信号处理的方法来实现的。先将信号串并变换成低速支路,各支路的调制可以采用数字调制方式,然后进行快速傅里叶逆变换(IFFT)、快速傅里叶变换(FFT)来实现。

3.2正交频分电路仿真实验分析

通常在正交频分电路分析中,往往会忽略讲解和分析子载波调制快速傅里叶变换和反变换等内容。让学生从理论公式推导中理解OFDM原理,并利用Matlab编程实现不同子载波数的调制信号,可以验证对子载波数调制状态的影响,进一步验证理论公式并加深理解。可以用理论推导和实验验证两种方法来理解调制。通过正交频分各步骤的波形图,形象地描绘信号调制解调的过程,逼真地显现出真实信号传输变化的实时动态过程。

(1)确定参数。假设参数为:子载波数为8,FFT长度为8,符号速率、比特率、保护间隔长度为2,信噪比12,插入导频数。基本的仿真可以不插入导频,导频数可以为0。通过运行仿真及修改参数设置,教师可引导学生逐步实验,观察分析仿真结果并给出结论。通过示波器模块可以直观地观察到二进制随机信源。

(2)产生数据。使用随机数产生器产生二进制数据。可以将原序列化为16进制的码元图,通过改变数据率观察仿真波形。

(3)子载波调制。利用Matlab工具仿真实现BPSK、QPSK、16QAM、64QAM等4种调制方式。按照星座图,将每个子信道上的数据映射到星座图点的复数表示。通过改变支路不同的调制方式,观察到仿真波形,每次课都会有各式各样新的实验波形,可以直观地观察到二进制随机信源,以及将一路高速数据转换成多路低速数据的波形。

(4)IFFT运算。对上一步得到的同相分量和正交分量进行IFFT运算。为便于理解,可采用仿真软件直观地表现子信道上的数据与OFDM符号之间傅里叶逆变换关系。当子信道的脉冲为矩形脉冲时,具有sinc函数形式的频谱。当改变系统(N)时,OFDM功率谱形状也随之改变。

(5)加入保护间隔,加入噪声。由IFFT运算后的每个符号的同相分量和正交分量分别转换为串行数据,并将符号尾部G长度的数据加到头部,构成循环前缀。

(6)并串转换。将每个符号分布在子信道上的数据还原为一路串行数据。

(7)FFT运算。对每个符号的同相分量和正交分量按照(Ich+Qch×i)进行FFT运算。由于噪声和信道的影响,接收端收到的每个子信道上的数据,映射到星座图不再是严格的发送端的星座图。将得到的星座图上的点按照最近原则判决为原星座图上的点,并按映射规则还原为一组数据。利用以上设计的信号,在Matlab中编程实现该信号的调制,画出调制前后信号的时序图。此时,学生容易理解此种调制方式为何IFFT被称调制。在此基础上,学生通过理论分析以及Matlab实验画图验证,进一步加深了对正交频分电路的理解。

4结束语

移动通信原理篇6

【关键词】 移动通信 软交换技术 信令网

引言

随着信息网络不断快速发展的今天,通信行业已经发生了翻天覆地的变化,用于通信的网络已经演变成为一个具有固定电话、移动通信网络、有限电视网Internet网等多个独立网络的局面。在现有的网络体系中开发新型的分层等技术,使网络朝着技术融合、业务融合、网络融合的方向发展有着划时代的意义。

1. 移动通信核心网络概述

基于目前电信网络的现状和特点,移动通信核心网络要克服现有的缺点,提高网络自身的运行效率,采用分层技术是最有效的途径之一。通过分层技术进行移动通信核心网络的组建,使得移动通信的多项业务能够通过多种带宽和具有Qos的传送技术,达到业务功能和底层传送技术分离的效果。该移动通信网络技术可以满足不同的用户自由的接入移动通信的各种业务,并且保证网络的一致性和统一性。

2. 移动通信核心网分层技术原理

移动通信核心网络实现分层技术的关键点是软交换技术,软交换技术的实质就是一个通过分布式软件达到数据传输和控制的平台。

2.1移动软交换技术原理及功能

移动软交换系统的体系结构一般分为四个功能平面:业务平面、控制平面、交换平面和接入平面。系统经过分层技术后将移动通信的业务控制与呼叫控制功能分离,并且系统的媒体传送和接入功能也进行分离。

在系统的机构中,各个平面都对应有相应的功能,并且平面对应功能都是由相应的部件设备来完成。业务平面负责将系统底层的资源提供给用户以满足用户的各种业务要求和系统操作需要,该层功能实现的部件是应用服务器、业务控制点、网管服务器等等:控制平面是移动通信软交换系统的关键层,它将控制整个网络的呼叫连接建立和释放,并且负责媒体网关的接入,该层的功能实现部件为软交换设备:交换平面实际上就是负责将各种数据信号通过正确合适的通道传送到其目的地址去,实现该层的设备是标准IP路由器:接入平面是最外层,它负责将用户的各种终端软件等与核心网络相连,用户的数据信息经接入平面传入到核心网,最后到达目的地。

从移动软交换系统的整体结构可以看出,在系统中的分层技术关键点在控制平面,因此,本文重点探讨负责实现该层设各(移动交换服务器)的原理和功能。移动交换服务器是实现控制平面具体功能的设备,它在提供系统综合业务的呼叫及连接控制的同时也负责部分业务功能实现。移动交换服务器的主要设计思想是将业务,控制与传送/接入分离,与移动软交换系统中的其它实体之间通过标准的协议进行连接和通信,

2.2信令网的组网技术分析

随着移动通信的信息客户规模和业务种类的不断扩大,用户和移动通信网络的数据交互的力度也随之加大,系统的接入平面的负荷越来越高,随之而来的网络问题日益突出,因此,提高接入平面技术及相应设备迫在眉睫。其中,在接入平面中,用户使用率最高的是信令网。传统的信令网采用TDM链路,当移动通信的业务量过大时,传送的信令消息便会出现瓶颈现象,加上该链路升级带宽面临巨大压力,因此,信令网的改进采用IP信令网技术。IP信令网通过IP协议来进行承载传送消息信令,包括传送到核心网中控制平面的呼叫控制和相关业务功能的消息。在本文中,以No.7信令网为例来探讨IP信令承载技术。为了承载No.7信令,IP网络采用了SIG-TRAN协议栈。它是由三个部分的协议组成:No.7信令适配层协议、通用的信令传送协议和标准的IP传送协议。No.7信令适配层协议兼容原有的No.7信令协议,并且负责保证在不改变原No.7信令高层应用不受改变的同时,支持其原语相关管理功能;通用的信令传送协议负责保证可靠的传送各种信令;标准的IP传送协议的功能是将lP地址和相关路由规则成封装IP数据报然后以信令消息方式的传送。

3. 移动核心网分层组网的设计

3.1分层组网的总体原则

移动通信核心分层组网的前提是以市场出发,以服务、效益为目标,遵循具体的原则主要有:(1)构建合理网络结构,提升网络安全能力。(2)充分根据MSC、VLR等网元的实际负荷,利用历史发展数据和相关资料合理预测市场话务需求,准确分析网络性能需求,解决现网急迫问题。(3)对于新建端局,采用软交换设备。(4)对于新建软交换设备,须支持2G/3G互操作。(5)MSC Server的设置原则上集中设置在省会城市,对于业务量较大的中心城市,也可考虑设置,全网MSC Server的 设置要统一规划。

3.2组网的具体方案设计

基于对组网总体原则的探讨和分层技术原理的研究,本文提出了一种在原有网络的交换端进行建设的方案,该方案从3G网络的发展方向出发,对网络新增的交换局均采用新建软交换方式建设,新建软交换局必须保证与原有交换局频繁切换的网络质量。由于移动通信核心网的分层技术关键部分是控制平面,所以本文着重讨论移动软交换服务器MSCServer的建设方案和信令网的设计。

在MSC Server建设方案方面。由于MSC Server服务器的设置和MGW的MSC Server相对应的关系,其直接关系到通信网络的城市的二干传输线路,因此,MSC Server服务器的位置应该尽可能的布置在二干传输节点上,从而方便组织网络的同时,覆盖多个MGW。同时由于IP承载网规划设计时应该保证IP骨干节点的设置与MSCServer的设置一致性,也就是说,在一定程度上MSC Server的局址选择也直接影响到IP承载网的布置结构。因此MSC Server局址选择在大中型城市的二干传输节点上能够保证组织传输路由,满足网络的安全性,网路组织的便利性、维护管理水平、局房条件。用户规模及今后软交换网络发展等。同时,为了安全,MSC Server大容量设置时必须制定备份策略。

在信令网的设计方面。本文讨论的信令网是三级结构的No.7网。由于本次设计在原有网络的交换端引入了软交换设备。因此,为了降低对原有的网络影响,在短时期内取得较好的信令传输效果,本信令网的设计保留原有TDM承载方式,保留原有的各传统局信令组网方式。对于新增加的软交换架构,其MGW之间的采用IP方式传输信令。通过相应的网络设备可以实现IP的连接。软交换设备与现有移动网络信令点设备的互通方式采用MGW内置SG通过TDM接口与现有信令网连接。

结束语

随着移动通信业务和技术的发展,采用分层技术取得的网络质量突破的研究日趋成熟,而软交换作为分层技术的重要手段,其效果已经得到了业界的认同,为了取得更高的效益,推动即将到来的3G时代,移动的运营商开始在2G核心网中引入该技术,该技术的引进在解决目前的2G交换网存在的信息传送瓶颈问题的同时也给移动通信2G核心网络向3G网络的平滑过渡积累了宝贵的经验。

参考文献:

[1] 桂海源,IP电话技术与软交换[M],北京:北京邮电大学出版社,2004.

移动通信原理篇7

关键词:4G移动通讯;技术;安全缺陷

前言:近年来,我国的4G移动通讯技术取得了较快的发展,普及程度较高,覆盖率广,较大程度地替代了原有的2G移动通讯技术和3G移动通讯技术。4G移动通讯技术在3G移动通讯技术的基础上进行了进一步的升级和优化,增强了信号收发能力,提高了信息传播的速度,对3G移动通讯中出现的技术漏洞进行了弥补,提高了稳定性。但尽管如此,在4G移动通讯系统时具体使用过程中,由于多种因素的共同作用的影响,4G移动通讯技术仍存在着一些安全缺陷。如果不对这些安全缺陷引起重视,很有可能会对人的隐私保护带来影响,还有可能影响4G移动通讯技术的进一步发展。

1 4G移动通讯的相关分析

1.14G移动通讯技术的特征

4G移动通讯技术的主要特征包括传输速率得到了较大提升、普及程度得到了提高、网络结构体系智能化等。在传输速率上,4G移动通讯技术的最新发展基本上能够实现无限漫游,这就使得用户之间的距离无论从时间上还是空间上都得到了很大程度的缩短。4G移动通讯技术采用了新的智能手段增强信号的收发能力,减轻磁场等对信号的干扰,使用户即使在较为偏僻的地区也能方便地接收到信号。在普及程度上,4G移动通讯技术以其极高的性价比迅速占领了市场,赢得了大众的青睐,普及度较高。如今,网络的快速发展使得人们的生活越来越数字化,人们对于优质、快速的通讯系统的需求也日益旺盛。4G移动通讯技术的诸多优点恰好迎合了大众的需求,快速得到了普及,普通的老百姓都可以使用4G移动通讯技术,享受其带来的便利。在网络结构体系的智能化上,4G移动通讯技术正向着全面智能化网络体系的方向发展,进一步优化网络结构体系,给用户带来更加良好的体验。

1.24G移动通讯关键技术介绍

4G移油ㄑ兜墓丶技术主要是正交频分复用技术(OFDM技术)、软件无线电技术(SDR.技术)、智能天线技术(SA技术)和多输入多输出技术(MIMO技术)。正交频分复用技术的主要原理是将原本的信道进行分解,并让分解出的子信道之间相互正交,使每一个信道拥有独立的可调制的载波。这样一来,各个子信道就携带了独立的信息,可以并列传输信号,能够有效避免窃听和串号。软件无线电技术的主要原理是利用编写好的程序对通讯的频段进行选择,这样可以使控制终端、调制方式等可以根据频道进行可以操作的选择。智能天线技术的主要原理是将智能天线安装在基站,并通过编写好的程序等控制信号的传播方向。这样可以有效消除信号传播过程中不良因素对信号的干扰,扩大信号传播的覆盖面。多输入多输出技术可以对空间分集增益与码间干扰等通讯指标进行科学管理,使得4G通讯技术的信号质量得到了较大的提升。

1.34G移动通讯技术的优势

与2G移动通讯技术和3G移动通讯技术相比,4G移动通讯技术具备诸多优势。首先,4G移动通讯技术的传输速率更快,无线频率的使用有效率高。与3G移动通讯主要使用的路由技术不同。4G移动通讯技术采用了新型智能化技术,大大提高了无线频率的使用有效率,从而节省了传输时间,提高了传输速度,甚至比3G移动通讯技术的传输速度高了几十倍。其次,4G移动通讯技术的性价比更高。由于4G移动技术的兼容性高,操作简单便捷、成本低,4G移动通信将以更加低廉的价格提供更加优质的服务,性价比超高。最重要的一点是,4G移动通讯技术的信号质量更好。多种新型技术和系统的使用使得4G移动通讯技术在信号传输的过程中能够尽量避免受到感受,使信号的传播质量得到了极大的提高。

2.4G移动通讯技术存在的主要安全缺陷

2.1黑客攻击

一般来说,黑客指的是那些能够利用系统漏洞编写代码入侵系统的高技术人员。他们掌握着非常丰富的计算机领域的知识和先进的计算机技术,可以轻而易举地入侵网络系统盗取相关信息,使网络信息安全受到威胁。通常情况下,只要是网络系统就存在着被黑客攻击和入侵的可能性,4G移动通讯技术也是如此,如果黑客对4G移动通讯网络进行攻击,很可能会造成数据无法正常传输的现象,使得传输效率大打折扣,严重时还可能导致传输数据被破坏等现象。而目前,4G移动通讯技术并没有形成安全可靠的防护体系,也没有探索出应对黑客攻击的解决办法,使得用户的信息存在着被窃取、损坏的风险。

2.2安全漏洞

当前,我国的网络技术不足够发达,很多领域对于网络技术的应用和探索还没有达到较高的水平,在网络系统的应用过程中往往会出现一些安全漏洞,许多应用软件也存在着不同的安全隐患,需要不断地更新和补充。各种各样的因素导致的系统安全漏洞会使移动通讯中信息的安全性难以得到保障。与此同时,普通用户对于网络系统的了解和认识也不够全面,在具体操作的过程中可能会出现这样或那样的问题,盲目的操作可能会导致系统被破坏、硬件设备出现问题等情况的发生,也给自身的安全带来了威胁。因此,无论从系统的开发方还是系统的使用方来说,都可能会因为某些原因造成系统被破坏的情况的发生。这也是4G移动通讯技术存在的主要安全缺陷之一。

2.3网络病毒

网络病毒也是一种常见的会给通讯系统造成破坏的因素,一旦网络系统被病毒入侵,那么可能造成的后果往往是灾难性的。网络病毒具有传播速度快、破坏性强、繁殖能力强等特点。当病毒入侵网络系统时,网络传输通道和信号会受到干扰,传播的信息会被破坏,出现数据消失、乱码等现象。电脑文件可能会被破坏,甚至无法查看和使用。严重时,网络病毒会使整个网络系统崩溃,造成无法挽回的损失。甚至,网络病毒会在系统已被破坏的基础上继续繁殖和传播,造成多次伤害。网络病毒给通讯系统的安全性、可靠性和稳定性都带来了巨大的而威胁。而4G移动通讯技术目前还没有探索出能够有效防止各种病毒入侵的万全之策。

移动通信原理篇8

关键词:企业 移动信息 安全 保密 设计

一、企业移动信息安全方案设计

1.系统安全设计

1.1移动安全设计原则

第一、合规性原则:系统安全设计要符合国家法律法规及企业的信息安全政策,实现厂商、技术、产品整体合规。

第二、区域防护原则:根据移动应用数据的处理和传输过程,对其进行物理和逻辑多层次区域防护,以满足国家信息系统安全等级三级保护基本要求。

第三、统一规划、分布实施原则:规划统一的移动应用平台安全方案,配合企业移动应用试点、建设、推广三个阶段分布实施。

第四、保护现有投资原则:在企业现有的信息安全管理体系框架和安全技术架构基础上,根据移动应用安全的特点和管控要求进行安全功能细化和完善,保护企业现有投资。

第五、可扩展原则:在信息安全系统功能、容量、覆盖能力等各方面,系统安全架构要易于扩展,以适应业务快速变化对企业移动应用安全的安全管控要求。

1.2移动安全技术方案架构

第一、移动安全区域划分:企业移动应用平台所涉及的信息资产具有不同的安全属性和价值,因而需要不同级别的安全保护。

第二、技术功能组件设计:结合信息安全等级保护要求以及信息安全技术架构参考模型ISO13335/15408,安全技术功能分为移动应用物理安全防护、移动应用安全网络安全防护、移动终端安全防护、移动应用安全防护、移动数据安全防护等安全防护子系统。

1.3方案特点分析

企业移动应用平台系统安全方案通过管理及技术控制措施的部署,对移动应用过程中的信息安全风险进行了有效的控制,实现了风险可识别、可控制、可化解的风险管理要求。通过移动管控系统,采用主动与被动相结合方式,对整个移动应用进行任何时间、任何地点、任何人、任何事件的监督、控制和审计,确保系统安全。整体架构可充分满足国家安全及企业信息保密的管理和技术控制要求,紧扣国家及企业保密相关政策,满足合规性要求。

2. 灾备方案设计

根据备份灾备需求分析,企业移动平台的灾备等级定义为六级,即数据零丢失和远程群集支持。企业移动平台的灾备方案、数据归档、同城备份、异地灾备组成多级的高可用和灾备方案,同时涉及到备份流程、恢复流程、介质管理等相关流程。

二、企业移动信息保密方案

企业保密方案主要分为几个部分,其中重点是信息的生成、使用与交换。

1. 信息生成

对企业移动应用平台信息资产按照企业信息保密要求进行分类、分级和标识,对不同安全级别的信息资产采取保护措施。

1.1管理方案

根据相关规章制度对企业移动应用平台涉及的企业三星级及以下商业秘密信息进行分类、分级和标识,并将秘密知悉范围限定在最小范围。

三星级商业秘密是对企业整体利益、运营安全和竞争优势产生严重影响的核心秘密,包括涉及国家安全的发展战略、企业核心技术、重大经营管理决策、重大合资合作项目等事项的相关信息。

二星级商业秘密是对企业整体利益、运营安全和竞争优势产生一定影响的秘密,包括企业重要技术、重要经营管理、重要交易等事项的相关信息。

一星级商业秘密是对企业局部利益、运营安全和竞争优势产生影响的秘密,包括一般的技术和经营等事项的相关信息。

1.2技术方案

企业内部应用系统自身的办公管理类、经营管理类、生产运行类、基础应用类等四类应用系统信息数据生成现有应用系统,企业移动应用平台仅通过应用接口服务器与其进行信息访问交互,可确保业务应用信息的生成在原有应用系统的安全环境下不被破坏。企业移动应用平台自身生成的信息数据主要包含操作系统、应用程序、配置信息、应用缓存、用户缓存、审计日志等,其信息数据的生成在经过三层网络及应用安全防护安全系统架构保护环境之下,同时最核心的用户信息数据在网络及应用防护的最内层保护,可确保数据生成环境的安全。

2. 信息使用

建立统一的、基于用户身份和角色的企业移动应用平台,并建立对用户企业移动应用平台信息访问过程的日志记录和审计。

1.1管理方案

对企业移动应用平台用户进行统一的身份认证、授权、审计及账户生命周期管理,防止恶意人员假冒用户身份对企业移动应用平台信息进行滥用或故意泄露;对企业移动应用平台信息的访问和使用情况定期进行设计,确保信息使用过程是合规的经授权访问;对企业移动应用平台系统操作系统、数据库系统、应用系统管理员进行职责分离,防止内部人员对企业移动应用平台信息的滥用或恶意泄露;利用数据中心现有物理安全防护措施,实现对企业移动应用平台信息及其信息载体的物理安全使用和访问控制。

1.2技术方案

通过密码技术和企业统一的PKI/CA 融合实现企业移动应用平台用户统一身份认证和单点登录,实现安全的企业移动应用平台信息访问。为移动办公终端用户每个人均下发终端特制密码设备,该终端特制密码设备内含企业广域网PKI/CA 系统下发的数字证书。在移动接入区部署安全接入认证网关,终端在接入移动办公应用平台之前,必须经过安全接入认证网关对数字证书的身份认证。终端特制密码设备内置了PIN 码,且具备自动锁死功能,用户连续输入PIN 码错误超过设定的次数,终端特制密码设备将不能使用,进而采用双因子的身份认证保证了接入者的身份真实性。移动终端在接入企业移动应用平台之前,安全接入认证网关会对终端自身的唯一标识、终端自身唯一标识与用户终端特制密码设备的从属关系进行校验,确保合法用户在其可使用的合法终端上对企业移动应用平台进行访问。

3. 信息的存储、交换、备份/ 恢复、销毁。

1.1信息存储:对企业移动应用平台信息及其存储介质进行集中和统一管理,通过物理和逻辑的访问控制,实现信息的完整性和可用性保护。

1.2信息交换:建立统一的企业移动应用平台信息交换策略和控制程序,规范信息传输和交换方式,并对信息交换内容进行安全控制和审计。

1.3信息备份/恢复:建立企业移动应用平台信息的备份及恢复策略,对研发数据进行有效的备份和恢复。

1.4信息销毁:对物理设备上存储的敏感信息进行安全的清除或销毁,降低残余信息泄露的风险。

技术手段是信息安全保密工作的基础,管理制度是信息安全保密工作的保障,使用者则是信息安全保密工作的主体,只有技术到位、制度健全和使用正确,才能最大限度地消除甚至杜绝工作中的信息安全保密问题。

参考文献:

移动通信原理篇9

关键词:数据挖掘;移动网络;优化;应用

移动通信网是一个不断扩大更新的网络,它的结构、环境、用户分布以及使用行为都在不断地发生变化,随着通信技术的发展,移动网络的规模、网络话务模型、业务模型都在适应市场而改变,这些都会导致网络目前的性能和运行情况与最初的设计要求不相符,因此,需要通过对数据的挖掘,对移动网络实现优化,不断地对网络进行调整,以适应各种变化的需求。

1. 数据挖掘的概念

从广义上来说,数据挖掘又叫数据库中的知识发现,简称知识发现。它是一个从数据库中提取有用数据的过程,所提取的数据是在大量而不完整的有噪声且模糊的随机的数据中,提取事的数据是不知道的、可信的、潜在的、有价值的信息和知识;从狭义上来说,数据挖掘就是利用各种分析工具,按照一定的方法在海量的数据中发现并获取模型和数据之间关系的过程,它是知识发现过程中的一个步骤。

2. 移动通信网络及其特点

  2.1移动通信网络概念

移动通信网络是移动通信生存和发展的基础,所谓的移动通信,是指通信的双方在进行信息交流时,至少有一方在移动中的通信方式。其中,移动的物体包括行走的人、汽车、轮船和飞机等。

  2.2移动通信网络特点

移动通信的快速发展壮大,离不开它具有的优点,总结起来,移动通信网络主要有以下特点:

(1)移动性。根据移动通信网络的概念可知,移动就是其最大的特点,移动性是指在通信的过程中,物体可在移动的状态下,不限制于静止的状态,因此它必须是无线通信,或是无线通信和有线通信的结合。

(2)传播条件复杂。由于移动体在通信中可能处于运动的环境下,因此,在电磁波的传播会受到环境因素的影响,可能产生反射、折射、多普勒效应等现象,也有可能发生多径干扰、传播延迟和展宽等效应,从而影响了信息传播的质量,这也是移动网络通信需要考虑的一大因素。

(3)受噪声、干扰的影响。移动通信易受到噪声的影响,如汽车的鸣笛、工厂机器轰鸣等,同时还受到移动用户之间的相互干扰、邻道干扰、同频干扰等影响。

(4)网络结构复杂。移动通信网络是一个面向多用户的网络系统,各用户之间相互联系、相互影响,因此,在通信过程中,用户之间不能相互干扰。另外,移动通信系统与市话网、卫星通信网、数据网等网络互连,从而使整个网络结构更加复杂。

(5)设备性能和频带利率要求高。良好的通信设备为高质量通信提供了保证,资源的充分利用有利于降低资本和提高通信质量,所以,要想有高质量的通信资料和低的成本,必须使移动网络有较高的频带利用率和好的性能设备。

  2.3网络优化技术

网络优化,是指通过对现在运行正常的网络进行参数的调整,结合数据分析,找出影响网络运行质量的原因,通过实现参数调整等技术手段,使网络处于最佳运行状态的方法。网络优化的目的在让目前的网络资源达到最佳的效益,同时也为今后的网络维护和规划提出合理的意见和建议。

网络优化是一个连续漫长的过程,它贯穿于网络建设和发展的各阶段中。在日常网络优化中,我们可利用OMC统计和路测来发现问题,也可通过用户的反映来找出问题。当发现话务统计指标达不到要求、网络质量下降、用户不满意、网络扩容后应对小区频率规划及容量进行核查等情况发生时,都要及时对目前网络进行优化,提高网络通信质量。

3. 数据挖掘在移动网络优化中的应用

数据挖掘技术在移动网络优化系统中的作用包括两个方面,即统计分析和预测分析上,其中,数据预处理模块的主要任务是对进入优化系统中的数据实行预处理操作,处理后的数据可以直接存入数据库系统,也可以直接进行在线分析。挖掘分析系统主要负责对数据库系统中的数据挖掘分析,同时也对进入系统的数据进行在线分析处理。经过挖掘分析后的数据生成各种报表作为资料传递给优化人员,也可以在一定数据格式的基础上传递给上级优化系统,在更高层次上实现数据的挖掘分析处理。

统计分析包括很多方面,通常可把它划分为干扰分析、覆盖分析、接入分析、切换分析以及掉话分析等。按照GSM网络的拓扑结构,GSM网络优化工作可以分为两个方面,即无线优化与系统优化。其中,无线优化是指对无线空中接口实行优化操作,而系统优化则包括BSS系统、数据库、系统参数等多方面的优化。

从上面网络优化的内容不难发现,网络优化的依据主要由两部分组成:测试数据和移动通信交换系统的内部统计数据。优化测试偏向于根据测试内容,直接寻找影响网络运行质量因素,并对其实行优化处理,不注重问题产生的原因。而统计分析与预测分析刚好相反,它侧重于分析问题产生的原因,一方面,统计分析根据问题产生的原因,对影响网络运行质量的因素实现优化,因为只有找到了影响网络运行质量因素,才能有效准地解决问题;另一方面,如果找到了现在影响网络运行质量的原因,那么,在今后的优化工作中,当出现相似问题时,我们就可以根据经验提前解决,从而避免了问题的再次发生。数据挖掘运用到网络优化中预测分析功能和统计分析功能相似,只它们运用的算法有不同而已,预测分析是通过对过去的某一时间的系统数据进行分析,找出现在和未来在某一时间系统有可能出现的情况,提前对系统做出调整,从而避免问题的出现。

结语

移动通信是现在最先进的通信方式之一,它给我们的生活带来了很多的方便,但是,由于它又具有移动性、结构复杂、传播条件复杂、噪声、频带利用率高等特点,这就要求我们在使用移动通信网络的时候,需要对其进行优化。另外,随着市场竞争越来越激烈和用户越来越高的要求,这都要求得移动通信网络需要达到最佳的运行状态,有较高的通信质量和系利用率高的设备等技术水平,这是客户的需求,也是运营商的任务。随着数据挖掘的不断深入,网络优化的在深度和广度都得到了很大的提高,在强大的数据分析处理环境下,移动网络将得到更好的优化和完善。

参考文献:

移动通信原理篇10

【关键词】移动通信;教学改革;应用技术型大学

0 引言

近30年,移动通信业务不断发生变化,移动通信技术得到了空前的发展,移动通信成为通信类学生一门重要的专业课程。它阐述了各类移动通信系统的基本构架、关键技术、工作原理,具有涉及内容广泛、更新速度快、和工程实践结合紧密等特点。

作为应用技术型大学,有不同的人才培养定位,有不同的学生群体,在进行移动通信课程教学的过程中,需要根据自身特点,侧重于培养学生的专业知识和技能应用能力。但同时,又不能简单地将学术从应用中剥离,学生仍然需要扎实的理论学习。因此,应用型本科院校有针对性地进行移动通信教学改革的探讨很有意义。

本文结合重庆邮电大学移通学院移动通信课程教学改革经验,从教学内容、教学方法、实践平台开发等方面介绍了移动通信教学改革的实践与体会,探讨教学改革的思路。

1 整合教学内容

教学内容包括教学过程中实际活动的全部,这里主要探讨教材、教学计划、课程标准等教学内容的具体化。

1.1 更新教材的内容和形式

教材是教学内容的重要载体,目前的移动通信教材普遍内容较为陈旧,一方面体现在教材内容不能与时俱进,新概念新技术新应用引入较少,不能跟上移动通信快速发展的脚步,学生学习起来觉得枯燥。另一方面陈旧也体现在教材的形式上,随着教育理念的不断变化,教材不应只是书本的形式,传统的纸质教材以及其简单的电子化,给学生展现的仅仅是文字、表格和图片,学生只能依靠阅读来学习,学习效果有限。

针对这些问题,首先应定期更新教材内容,如时间上不允S,可以以讲义的形式或者教师作为课外知识来进行拓展。比如,目前5G还没商用,关于第五代移动通信的内容更多是停留在理论上,并且不具备系统性,在知识扩展的时候可以介绍国外5G外场测试、技术方案验证及关键技术应用的情况,争取做到教学内容和实际的技术发展步伐相一致,让学生了解到最新的技术动态。其次,既然是移动通信课程,就要用移动互联网的方式进行教材的改编,用互联网+的思维来进行数字化教材的创作,在传统电子教材的基础上可以通过二维码等途径,展现图片、视频、案例等数字化资源,形成移动交互式的、多种融合的新形式教材,以适应新一代学生的要求,从多种角度刺激学生,利用移动化的方式、碎片化的时间来学习。

1.2 调整教学计划

移动通信课程涉及通信原理、信号与系统等基础理论课,又是一门应用类课程,内容涉猎广泛,如何在有限的课时中,将重点内容突出?这需要调整课程结构和课时比重,在教学内容上做到主次分明,有的放矢。既要有必要的理论,但又不能过深,简化公式推导,侧重每个系统的工作原理和具体的业务流程,争取最大限度强化教学内容的实用性。对于已经过时的技术要根据具体情况有所调整。比如以前GSM系统是重要的学习内容,但随着其逐渐退出历史舞台的,可以着重于其系统构架以及向3G、4G的演进过程,而对于GSM的业务、设备可以简略介绍。

2 丰富教学手段

2.1 改进课堂教学方式

根据美国缅因州国家训练实验室提出的学习金字塔(Learning Pyramid)理论,被动的学习效果最差,学习效果50%以上的都是主动学习、团队学习、参与式学习,包括小组讨论、做中学或实际演练、训练人或马上应用。当然,仅仅依靠记忆的效果并不能等同于学习的效果,但是学习金字塔对于教学模式的探索仍然是可借鉴的。

在教学过程中,如何改进传统的老师讲,学生听,填鸭式的教学,充分发挥学生的主观能动性,激发学生创造性思维是很重要的。移动通信课程与学生每日接触的手机结合紧密,知识点和体系构架容易被学生接受,教学中应充分利用这一点,激发学生学习兴趣。课堂上除了教师教授基本的知识点和概念以外,应留一部分时间给学生,结合移动通信技术发展动态提出话题讨论。也可以采用翻转课堂的方式,分组进行,让学生参与到教学的过程中,由被动变主动,加强学习效果。

2.2 根据学生特点引导

应用型本科院校中,移动通信多为大三、大四学生的专业课,这个阶段的学生即将离开校园,位于人生重要的转折点,他们不断思考着未来的方向,思想并不太稳定。很多学生被考研、找工作所累,不愿意花更多时间在课堂学习上。对于这种情况,应从就业或者进一步深造的角度出发,让学生了解移动通信就业和继续学习的方向,需要储备哪些专业知识,以及和移动通信课程之间的联系,变被动为主动学习。

3 开发实验课程

移动通信本身是一门应用类的课程,在应用技术型大学中教学更不能仅仅停留在理论上,而要开发更多的实验平台,强化理论联系实际,让学生接触到实实在在的移动通信网络,参与相关的科研项目、毕业设计,培养学生的实践能力。

3.1 实验室建设

重庆邮电大学移通学院有专门的实训中心,涉及多个专业实验室。2016年在原移动通信实验室基础上,搭建了TD-LTE网络的实验室,增设了LTE网络组网、规划、优化等方面的实验课程,并将其作为学生移动通信课程重要的考核内容。

3.2 加强校企合作

开展校企合作,加强实践教学体系建设,一直是应用技术型大学的办学理念,积极寻求与企业合作,建立校内校外实习基地,由企业为学生提供实习平台和工作机会,让学生获取实际的工作经历和经验,同时也为企业培养人才,达成共赢。

3.3 以就业为导向,建立兴趣小组

校内建立移动通信各专业的兴趣小组,比如和移动通信网络规划设计相关的制图小组、勘察小组,和网络优化相关的路测小组等等,让学生在老师指导下完成实际的作业,提前练手,提高就业竞争力,进入相关企业即可以直接上手工作。

3.4 加大教师实践能力的培养

目前应用技术型大学教师的学历层次逐步提高,但移动通信课程的教师,除了要求具有较高的学科专业理论和知识以外,还应具备丰富的实践经验及动手操作的能力。学校一方面需加大双师型教师队伍建设的力度,另一方面要强化在岗教师实践教学环节的培训、培养,强化在课程教学中的实践和应用。

4 结束语

在移动通信快速发展的今天,无论是移动通信技术的科学研究,还是通信网络的规划设计、建设、优化、维护,或是通信设备的生产,移动通信行业需要着大量的技术人才。作为应用技术型大学,应重视实践教学,重点培养学生的应用能力、创新能力,提高学生的核心竞争力。当然,要真正实现应用技术型大学毕业生“专业有特长,就业有优势,深造有基础,发展有空间”这一目标,仍然需要广大教育工作者大量的实践和探索。

【参考文献】

[1]啜钢,王文博,齐兆群,孙卓.移动通信精品课程教学改革实践与探讨[J].北京邮电大学学报(社会科学版),2009,11(4):85-90.