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每一次時代的進步,都離不開通信手段的變革。很久以前,古人便發(fā)明了烽火、鼓聲、旗語來傳遞信息。但無法打破的地域阻隔,拉長了人們的距離,歲月因等待而漫長。在電被發(fā)明之后,人類的通信史發(fā)生了革命性的變化,從電話到手機,人與人之間的距離越來越近?,F(xiàn)代移動通信技術(shù)的發(fā)展始于20世紀20年代,經(jīng)歷了五個重要階段,經(jīng)過近百年的發(fā)展,造就了目前無處不在的無線網(wǎng)絡(luò)世界。伴隨著互聯(lián)網(wǎng)時代的到來和信息技術(shù)、移動通信技術(shù)的迅速發(fā)展,移動通信技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)到了一個特定的階段――移動互聯(lián)網(wǎng)時代。隨著下一代移動通信時代來臨及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟,剛剛穩(wěn)定的通信行業(yè)格局將再一次被打破,傳統(tǒng)運營商之間的競爭日趨激烈,傳統(tǒng)運營商與虛擬運營商之間不斷開始上演著合作和博弈、對立和融合,一場關(guān)乎商業(yè)模式的縱橫捭闔“時代大劇”正在上演,并推動著時代向新的高度邁進。
2 移動通信技術(shù)發(fā)展歷程
第一代移動通信技術(shù)(1G)誕生于20世紀70年代到80年代,主要采用模擬技術(shù)。它使移動通信走下神龕,真正進入個人領(lǐng)域。然而,囿于技術(shù)的限制,它只能用于本地通話,無法進行長途漫游,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)更無從談起。第一代移動通信技術(shù)的通訊工具主要為“大哥大”,在當年,擁有一部大哥大,絕對是身份的象征。2000年中國移動成立后,第二代移動通信技術(shù)(2G)迅速在全國普及,2G技術(shù)完成了模擬向數(shù)字的演變,手機開始有了收發(fā)電子郵件、互聯(lián)網(wǎng)瀏覽等功能。這一時代讓手機這個以往的奢侈品飛入尋常百姓家,“人手一機”成為當時社會最普遍的現(xiàn)象。就在人們認為手機不過是用來打電話、發(fā)短信的時候,3G時代的到來,徹底顛覆了這種傳統(tǒng)觀念。與前兩代技術(shù)相比,第三代移動通信技術(shù)(3G)傳輸速率和質(zhì)量大幅提高,手機屏幕變得豐富多彩、有聲有色。3G將無線通信與互聯(lián)網(wǎng)融為一體,提供網(wǎng)頁瀏覽、收發(fā)郵件、視頻會議、電子商務(wù)等豐富多彩的移動多媒體業(yè)務(wù),給人們帶來前所未有的“移動生活”新體驗。4G的到來,更讓一切有了新的突破,與3G的漸進式發(fā)展不同,4G從一面世便呈現(xiàn)爆炸式發(fā)展,并向各行業(yè)廣泛蔓延。4G的速度是3G的10倍乃至幾十倍,移動互聯(lián)網(wǎng)可以拓展的空間更大了,所有終端都可以連接到互聯(lián)網(wǎng)上。移動互聯(lián)網(wǎng)拉近了時間和空間,產(chǎn)生了豐富多彩的內(nèi)容應(yīng)用,像高清視頻、流行音樂、移動游戲等,通過網(wǎng)絡(luò)的變革,給更多的消費者帶來越來越豐富的服務(wù)體驗,并且?guī)恿诵碌木W(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn),越來越多的創(chuàng)業(yè)者投入其中。
3 通信行業(yè)發(fā)展格局
眾所周知,目前我國共有三家傳統(tǒng)電信運營商,移動、電信、聯(lián)通成三足鼎立之勢。數(shù)據(jù)顯示,三大傳統(tǒng)電信運營商移動用戶數(shù)達到12.9億,意味著94.5%的中國人是手機用戶。[1]傳統(tǒng)電信運營商擁有龐大的用戶群、雄厚的資金實力、強大的運營能力。他們的盈利模式較為簡單直接,主要通過建造基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò),營銷基于通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)產(chǎn)品,比如語音、流量、專線等業(yè)務(wù);同時也運營增值業(yè)務(wù),如短信、手機報、鈴聲下載、彩鈴等業(yè)務(wù),依托強大的網(wǎng)絡(luò)支撐和穩(wěn)定的客戶群保持穩(wěn)定的盈利模式,但存在經(jīng)營理念固化、產(chǎn)品創(chuàng)新性不足的問題,與虛擬運營商的競爭中往往不被看好。
與傳統(tǒng)電信運營商不同,虛擬運營商自己不建造基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。它們一般采用在傳統(tǒng)電信運營商基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和產(chǎn)品的基礎(chǔ)上來設(shè)計自己的產(chǎn)品。與傳統(tǒng)電信運營商相比,企業(yè)理念先進、經(jīng)營方式靈活多變,產(chǎn)品創(chuàng)新性強,但對傳統(tǒng)電信運營商的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)有著絕對的依賴。虛擬運營在我國剛剛出現(xiàn)不久,但在國外已經(jīng)開展多年。截至目前,全球共有1200多家虛擬運營商,主要集中在歐洲和北美等發(fā)達地區(qū)。在這些地區(qū),虛擬運營商的市場規(guī)模占整體市場份額可達到7%~10%,而其他市場的規(guī)模較小,僅有3%左右的占比。[2]我國的虛擬經(jīng)營業(yè)務(wù)起步晚,但發(fā)展速度迅猛。目前我國已向42家虛擬運營商牌照,移動通信行業(yè)正在由三足鼎立時代走向群雄逐鹿時代。
虛擬運營商應(yīng)運而生,順應(yīng)了移動互聯(lián)網(wǎng)時代的大趨勢,其發(fā)展有助于使移動互聯(lián)網(wǎng)更開放、應(yīng)用更豐富、客戶體驗更好,同時也存在一定的問題。也就是說,既有好的方面,也有不好的方面。好的方面,一是培育市場新需求。與傳統(tǒng)電信運營商總是愿意關(guān)注企業(yè)和客戶群的穩(wěn)定不同,虛擬運營商則更愿意開展創(chuàng)新性的客戶需求研究和開發(fā),因而培育了新的市場空間,促進移動互聯(lián)網(wǎng)市場日趨繁榮。二是轉(zhuǎn)變產(chǎn)業(yè)新模式。虛擬運營商的到來,為通信行業(yè)競爭注入了新活力、新色彩、新對抗及新合作,迫使傳統(tǒng)運營商不得不提升能力,加快轉(zhuǎn)型,加快技術(shù)革新和產(chǎn)品創(chuàng)新,有利促進了移動通信行業(yè)更快地發(fā)展。三是創(chuàng)新產(chǎn)品多樣化。虛擬運營商具有天生的創(chuàng)新精神和個性,它的加入會使得市場更加多樣化、個性化,越來越多的針對性的個性化產(chǎn)品和服務(wù)將會被創(chuàng)造出來,給消費者帶來前所未有的多樣化選擇和個性化新體驗。不好的方面,一是管理困難。越來越多的虛擬運營商加入通信行業(yè),市場規(guī)范化將面臨難題,市場監(jiān)管部門的管理能力受到考驗;二是消費者信息泄密問題。第一個問題直接導(dǎo)致第二個問題的出現(xiàn),同時,各家虛擬運營商信息安全防范水平不一,對消費者產(chǎn)生不利影響。
4 物聯(lián)網(wǎng)時代的思考
隨著4G技術(shù)的不斷成熟升級和移動互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的不斷升華,隨時隨地打電話、上網(wǎng)、定位導(dǎo)航、共享內(nèi)容和服務(wù)等傳統(tǒng)意義上的人與人之間的通信需求已得到極大滿足,人與人之間的通信已被現(xiàn)代技術(shù)發(fā)揮到了極致。下一步,通信需求直接指人與物、物與物之間的互聯(lián)通信,萬物互聯(lián)的時代已經(jīng)開啟,物聯(lián)網(wǎng)、云數(shù)據(jù)、超高速率、智能通信將是未來的主題,我們的生活將再一次迎來翻天覆地的變化。未來五年內(nèi),將會有100億~200億智能設(shè)備連接互聯(lián)網(wǎng),這些設(shè)備的數(shù)量將遠遠超過今天我們的人口。[3]可以想象,當你在下班的路上,拿起手機對家里的電器發(fā)送一個指令,到家后你家的電飯煲做好飯,熱水器燒好熱水。你也可以在出門前就通過手機知道上班的路上交通狀況如何,從而選擇一條最方便快捷的路線去上班。還可以通過網(wǎng)絡(luò)實時了解一切你關(guān)心的事物的進展情況,并進行實時干預(yù)。
【關(guān)鍵詞】蜂窩通信 垂直方向定向天線 基站高度 空間分層
1 引言
近年來,移動電話數(shù)量劇增,也帶來了很多不利的影響,例如在人流密集的區(qū)域(如商業(yè)步行街),手機接打電話時經(jīng)常會發(fā)生斷線或跳線,而且信號時好時壞。對此,運營商會增加移動基站數(shù)量;而一旦增加了移動基站數(shù)量,卻又有居民投訴電磁輻射過大。投訴和多建基站成為困擾運營商的兩大難題,電信運營商的通信保障能力正因基站建設(shè)難而下降。
攜帶移動電話的用戶絕大多數(shù)都是在地面活動,少數(shù)在高層建筑。靠近地面的用戶在移動臺密集區(qū)域使用手機時往往信號不好,通話和分組數(shù)據(jù)連接都會受影響;但若轉(zhuǎn)移至相同地點的高層建筑中,會發(fā)現(xiàn)信號很好且分組數(shù)據(jù)連接速度很快。這說明在密集小區(qū)中,位置高的地方無線信道保障充足;而靠近地面部分,往往會發(fā)生極其頻繁的信道排隊延遲情況,且移動臺間干擾大。
如今,隨著3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍變大和4G通信網(wǎng)絡(luò)的籌備建設(shè),更多的移動基站將架設(shè)在人口密集的城市上空,同時城市人口數(shù)量和個人擁有移動電話數(shù)量都在不斷增大。為了克服這些影響,節(jié)約資源,提高電信運營商通信保障能力,本文提出一種考慮了基站高度并在垂直方向上進行定向的基站天線,與現(xiàn)有天線系統(tǒng)進行對比并分析其優(yōu)缺點,在理論上做進一步優(yōu)化。
2 對垂直方向定向天線的一些假設(shè)與定義
在立體空間中,對于現(xiàn)有基站天線,水平360°方向上有全向天線與定向天線之分,定向天線可以做到60°、90°、120°等幾種?,F(xiàn)在假設(shè):可以對基站天線在立體空間中的垂直180°方向上進行定向分解,主要是定向為兩個90°(如圖1)。
特點一:對于在垂直方向上被定向的天線饋源,電磁波的指向?qū)⒅饕性诒欢ㄏ虻膮^(qū)域;理想情況下,上半部分90°定向的天線只會將無線信號輻射至這一空間中,而對其下半部分90°是不考慮的。這類似于水平方向的定向天線。
定義一:將這種上半部分90°方向進行定向的天線稱為向上90°天線,下半部分90°方向進行定向的天線稱為向下90°天線。
同時,考慮天線基站的地理高度,7(指天線基站上天線到該地的海平面距離)。
定義二:在同一地區(qū)中,天線基站地理高度抑較大的稱之為上一級,較小的稱之為下一級。
例如,天線1比天線2高,天線2比天線3高,即/h1>/h2>h3,則稱天線1是天線2的上一級,天線3是天線1、天線2的下一級。
3 垂直方向定向天線在小區(qū)中的使用
3.1現(xiàn)有小區(qū)移動電話分布情況
在鄉(xiāng)村一些移動臺較分散的地方,選用大區(qū)制的站型并通常配置全向天線;由于用戶使用量并不大,這時不僅不會造成通信擁堵,而且天線的發(fā)射功率也不需要很大。在城區(qū)的小區(qū)制中,多數(shù)使用各種定向天線,并且人口越密集小區(qū)細化分裂程度越大;但實際上在一些人口非常密集且流動量大的地方,仍然會出現(xiàn)通信不順暢的情況。
為了更好地理解小區(qū)中移動臺在垂直空間中的分布情況,假設(shè)密集小區(qū)中的移動臺分布狀況如圖2所不:
現(xiàn)實生活中,絕大多數(shù)用戶都是在地面或是底層建筑物中,而進入高層建筑物(離地面30~50米,即十層樓以上)的用戶并不多,顯然在信道分布和利用上就會有很大的差別。
3.2小區(qū)在垂直方向上的空間分層
保持現(xiàn)有的蜂窩小區(qū)的分區(qū)方法以及頻率復(fù)用方式不變,對城區(qū)中人口密集同時小區(qū)分裂較小的地區(qū),在其垂直方向上進行分層:
(1)距離地面高度在15米以內(nèi)的區(qū)域稱為近地面區(qū);
(2)距離地面高度在15~50米之間的稱為中間區(qū):
(3)距離地面高度在50米以上的稱為遠地面區(qū)。
特點二:各個空間分層區(qū)的基站天線對該區(qū)的移動臺有最高的服務(wù)優(yōu)先級,僅當移動臺所處分層區(qū)繁忙到難以進行服務(wù)時才會接受其上一分層區(qū)中能進行覆蓋且有空閑信道的基站天線的服務(wù);而當所處分層區(qū)有空閑信道時便立即切換至該區(qū)的基站進行服務(wù)。
應(yīng)該指出,以上所進行的分區(qū)是只考慮在同一地面上的外界條件相同的空間區(qū)域,理論上各區(qū)接受電磁波信號的能力是相同的。這樣,離地面越遠的區(qū)域所擁有的移動臺數(shù)量越少,而在近地面區(qū)所能提供的無線信道數(shù)應(yīng)該是盡可能多的,以保障如此繁雜密集的移動臺能準確接收信號。
同時,在各個區(qū)中的移動臺應(yīng)該是對于接收該區(qū)基站天線發(fā)出的電磁波信號有最高的優(yōu)先級;除此,同樣可以接收來自它區(qū)的信號。
3.3垂直方向定向天線在分層空間中的應(yīng)用
(1)遠地面區(qū)模型類比及基站設(shè)置
遠地面區(qū)即高度在50米以上這一層面的用戶少而分散,并且在一個大的區(qū)域內(nèi)移動臺都不會有太多的業(yè)務(wù)量,因此,可以將這一區(qū)域的用戶類比為鄉(xiāng)村大區(qū)模型。給定這一區(qū)域的基站設(shè)置特點:
1)天線使用水平全向、垂直向下90°天線,不用再進行小分區(qū);
2)基站只負責該區(qū)域?qū)用嫔系囊苿优_信號,且功率要求不大;
3)基站要求在遠地面區(qū)較高建筑物上設(shè)置,或是基站盡量高出50米,且在同一區(qū)域內(nèi)最高。
這一基站的設(shè)置,基本類似于農(nóng)村大區(qū)制的基站,以使天線輻射的電磁波信號能夠繞過一些較高的建筑物而保證一些被較高建筑物遮擋的移動臺的信號通暢。
(2)近地面區(qū)和中間區(qū)基站的設(shè)置
近地面區(qū)和中間區(qū)基站的配置基本思路是:所有高度上的基站天線均采用垂直向下90°天線,水平方向上的具體定向分布將保持不變。其具體方法是:
1)在中間區(qū)及近地面區(qū)所放置的基站地理高度均小于50米,且所有天線均采用垂直向下90°天線(如圖3);
2)各個基站天線的饋源數(shù)將依照該基站等級的高低進行分配,等級越低饋源數(shù)量越大,即所提供的信道數(shù)越多。
現(xiàn)實生活中,大多數(shù)基站均是處于中間區(qū)和近地面區(qū),且它們主要對近地面區(qū)的用戶提供信道服務(wù)。因此,這一部分的很多基站在實施時不必做太大的增減,僅需對天線進行更換或是重新分配,而且在水平方向上的要求(全向或是定向)與以前基本一致。按照現(xiàn)在的基站分布原則,基本是各小區(qū)基站處于該小區(qū)中的地理位置最高點以保證能覆蓋最多的用戶;在新的分層小區(qū)中,大部分基站保持現(xiàn)有的地理位置不變,由于各基站在地理高度上本來就不一致,因此更有利于按高度分層設(shè)計。
4 新的空間分層小區(qū)的參數(shù)分析
4.1各部分工作情況
(1)基站工作任務(wù)分布
上文已經(jīng)提到遠地面區(qū)類似于農(nóng)村的大區(qū)制,基站 采用垂直向下90°的方向性天線,除了保證遠地面區(qū)用戶正常通信外,還能在有足夠信道的情況下服務(wù)于近地面或中間區(qū)的繁忙小區(qū)。
處于近地面區(qū)和中間區(qū)的所有基站在功能上是一樣的,但由于所處級別不一樣,其具體分工也有所不同。此部分均采用垂直向下90°的方向性天線,級別最低的基站上所能支持的信道最多,且近地面區(qū)的基站只負責這一區(qū)的移動臺。
位于中間區(qū)的基站級別越高所應(yīng)支持信道數(shù)越少,除了服務(wù)于中間區(qū)的移動臺外,還可以在信道空閑時服務(wù)于近地面區(qū)一些過于密集的區(qū)域的移動臺。由于該區(qū)地理位置越高移動臺數(shù)量越少,可根據(jù)實際需求在高級別的基站上裝水平方向的全向天線。
(2)移動臺接受信號情況
在密集區(qū)域的近地面區(qū),移動臺數(shù)量較多,主要是由該區(qū)域的基站按優(yōu)先級由低到高進行服務(wù)。若是移動臺數(shù)量超過該區(qū)基站所供信道數(shù)量,移動臺將會接受到中間區(qū)的基站中有空閑信道的信號,從而不會出現(xiàn)移動電話沒信號、通話掉線等情況。
位于中層建筑的移動臺處在中間區(qū)時,有最高優(yōu)先級接收到該區(qū)基站的信號,并且只能接收到地理位置比自己高的基站的信號。該區(qū)的移動臺所接收到的信號服務(wù)會非常好,因為這一區(qū)的基站所能提供的信道是有富余的;即便是達到飽和時,亦可以按優(yōu)先級切換接收來自遠地面區(qū)的基站信號。
位于遠地面區(qū)的移動臺只接收該區(qū)基站的信號,且通信質(zhì)量會很好。
4.2信道分配和位置切換
分層小區(qū)中的各個基站信道分配問題很復(fù)雜,除了要考慮到實地的用戶密集度外,將主要依據(jù)基站所處小區(qū)層次、基站級別及優(yōu)先級等參數(shù)進行分配。具體方案如下:
(1)按照空間各分層區(qū)所對應(yīng)的用戶統(tǒng)計數(shù)量百分比進行信道分配,其中中間區(qū)和遠地面區(qū)各留有一定的富余量,位于近地面區(qū)的基站分配最多的信道,以保證該區(qū)密集的用戶群體有較好的信號服務(wù)質(zhì)量;
(2)對于位于同一分層區(qū)的基站,級別越低分配的信道越多。
信道分配的原則是保證各區(qū)內(nèi)移動臺有好的信號服務(wù),同時又不造成信道浪費,以達到充分利用有限信道的目的。
當移動臺從一個分層區(qū)移動到另一個分層區(qū)時,便會涉及到基站服務(wù)信號的切換。不難看出,在空間分層小區(qū)中,由遠區(qū)向近區(qū)移動時,信號由遠區(qū)的基站覆蓋變?yōu)檫h區(qū)和近區(qū)基站同時覆蓋,此時可當作是移動臺接收到優(yōu)先級更高的基站服務(wù)而自動切換近區(qū)基站的信號;由近區(qū)向遠區(qū)移動時,由于在遠區(qū)沒有近區(qū)的覆蓋信號,更容易切換。這樣,空間分層區(qū)中移動臺的位置切換問題便得到很好的解決。
4.3基站間干擾
在空間分層小區(qū)中,頻率復(fù)用使用現(xiàn)有方法。
依據(jù)干擾情形,基站干擾可以分為基站對基站的干擾和基站對移動臺以及移動臺對基站的干擾,這里只討論基站對基站的干擾。
考慮如圖4所示的各基站地理高度h/7和移動臺所處地理高度,70(單位均為米)。此時移動臺處于該小區(qū)垂直位置的中間區(qū),其中h0
根據(jù)新的空間分層小區(qū)的特點,所有近地面區(qū)和中間區(qū)基站采用垂直向下90。上天線進行輻射信號,于是只有處在低級別的基站會被高級別基站的信號所覆蓋,而低級別基站的信號對高級別基站是毫無影響的。這將極大地改進目前所面臨的基站間強烈的同頻干擾問題。如圖4中h7會對/71~h6均產(chǎn)生干擾,而,71是不會對其它基站產(chǎn)生干擾的。
同樣考慮到各基站上饋源數(shù)不同,最低級別的基站應(yīng)對用戶最多,擁有最多饋源數(shù),級別越高數(shù)量越少。于是對低級別基站產(chǎn)生干擾的那些高級別基站上的輻射總功率并不是很高,因為輻射總功率最高的基站應(yīng)該是最低級別的基站,而它是不會對同信道相鄰基站產(chǎn)生干擾的。如圖4中,h1級別最低、輻射功率最大,但卻不會對其它任何站產(chǎn)生同頻干擾;而盡管h7會對其它各個基站產(chǎn)生同頻干擾,但它的輻射功率卻是最小的。
可見,這種基站間的干擾只是單向的,而并不是相互的。
5 新的空間分層小區(qū)的優(yōu)缺點
5.1優(yōu)點
(1)資源節(jié)約
在空間分層小區(qū)中,大多規(guī)則是依照現(xiàn)有蜂窩小區(qū)中的建站原則,如基站位置、水平方向上天線的定向、頻率復(fù)用等。但各級別上基站天線的輻射功率將會有很大調(diào)整,不僅可以使信道合理分配應(yīng)用,還可以減少一些地方的基站數(shù)量,節(jié)約資源。
(2)移動臺信號及服務(wù)質(zhì)量變好
在這種分層小區(qū)中,移動臺所處地理位置越高,其接收信號越好;而即使在最密集的近地面區(qū),處在高級別上的基站也能處理一些擁堵情況,改善目前容易出現(xiàn)的話務(wù)量負載過大和呼叫阻塞過多的狀況。而且信道分配是根據(jù)實際地理空間上移動臺數(shù)量分布情況進行規(guī)劃的,這使得近地面區(qū)的移動臺在密集環(huán)境中也不會頻發(fā)掉線、無信號等情況。
(3)饋源分配得到調(diào)整,各種干擾改善極大
根據(jù)基站級別高低,各基站的饋源數(shù)量不同,處在最低級上的基站擁有最多的饋源數(shù),且它對其它鄰頻、同頻基站干擾都會很小,基站聞干擾只是單向的,這給通信質(zhì)量帶來很大提高。
同時由于基站的功率在分布上有一定規(guī)律,其輻射的電磁波對環(huán)境的影響也會相應(yīng)得到改善。
5.2缺點
首先,基站天線在水平方向和垂直方向上同時進行定向是有一定難度的,并且目前小區(qū)基站覆蓋已基本穩(wěn)定,再做調(diào)整會耗費很大物力財力。
其次,這種分層小區(qū)基于城區(qū)移動電話數(shù)量較多的區(qū)域,在大區(qū)制農(nóng)村其實用性不大。
此外,空間分層在各個地域環(huán)境不同的地方是有很大區(qū)別的,這需要進一步用實驗數(shù)據(jù)進行論證。
6 結(jié)束語
這次送教下鄉(xiāng),根據(jù)進修校的安排,我到過四個鄉(xiāng)鎮(zhèn),不同的地方,卻是一樣的感動。每到一處,那整潔的校園,那設(shè)計巧妙的標語、版報,總會吸引我的目光。在河西小學,還未走進大門,就聽到悅耳動聽的音樂聲,讓我一下子身感輕松心情愉悅。就在那一節(jié)課,我改變了原先設(shè)計的課前談話內(nèi)容。我說,孩子們,你們的笑臉真燦爛,老師知道你們?yōu)槭裁磿Φ眠@么燦爛,因為你們有漂亮的教學樓,整潔的校園,動聽的歌聲,你們還有慈祥的老師。這樣的談話是由衷地,來源于一種感動,是教辦領(lǐng)導(dǎo)對教育的重視和對教學氛圍創(chuàng)設(shè)的那種細心感動了我。
更讓我感動的是聽課的老師和孩子們。在送教老師到達之前,老師們就早早等候了。在一些比較遠的地方,也許等的時間更長。他們在聽課時,用心地聽著,時而思索,時而認真地做著筆記。學生們也讓我收獲了不少。印象比較深的一次是到永錄小學送教。那次,我?guī)ヒ还?jié)作文課——搶橡皮。在寫比賽后的心情時,孩子們一個個主動站起來讀自己寫的。一個女孩兒因為兩次都輸了,可能感覺有些傷心,她說道,我的對手兩次都贏了,看他那得意的樣子,好象得了世界冠軍一樣。這樣的語言多么生動,多么真實,多么富有創(chuàng)造性呀!其實,孩子的語言不是教出來的,只要你創(chuàng)設(shè)那種情境,去激活他們內(nèi)在的表達,他們就會創(chuàng)造出最美的語言。由此,我感悟到教師責任的另一種含義。
讓我感動的還有評課的那種氛圍。其實,送教下鄉(xiāng)不僅僅是講一堂課,聽一節(jié)課。課后的說課、評課才是一種真正意義的大課堂。對每個教師來說,都是一種思索,一種提高。在三甲鎮(zhèn)講《海倫·凱勒》一課,評課時,老師們暢所欲言,各抒己見,有許多讓人深思的話語。有個副板書:課前猜字謎,“聰明”的“聰”,在講到海倫·凱勒不幸命運時,把其中的“耳、兩點、口”去掉,在講到海倫成就時再把“聰”補充完整。我的意圖是要讓孩子們明白,海倫雖然聽不到,看不見,說不出,但她用勤奮變得聰明。其中有位老師在評這個細節(jié)時說,去掉“耳、眼、口”是說海倫的身殘,老師結(jié)尾處又加上,是說海倫志堅?!吧須堉緢浴?,這一語使課文主題又上升了一個高度,使我豁然開朗。
還有我們每次跟隊的點評老師,也讓我十分感動。他們每次聽課記錄都十分詳細。評課一語中的,好的地方加以高度肯定,不足的地方又給予中肯的建議。在河西小學講《月光啟蒙》,因為聽課老師多,后排的同學淹沒在了老師中間。課堂上,前面的學生都非?;钴S,可我忽略了后排的同學。點評的李文敏老師留意到了這一點,非常幽默地用一句詩“羌笛何須怨楊柳,春風不度玉門關(guān)”提出了委婉的批評。笑聲中,我吸取了教訓,在以后的課上,我總會注意不再讓有被遺忘的角落。在評這一課時,申老師提出如果發(fā)揮范讀的作用,效果會更好。下午去原村鄉(xiāng)上這一課時,我就改變教法,加上了自己的范讀,效果確實不一樣。這種細致入微的評課,給老師提出了更具體的做法,更高的要求。說是送教下鄉(xiāng),其實對于送者和接受者,都是收獲者。
關(guān)鍵詞:4G移動通信;技術(shù)應(yīng)用;未來展望
4G移動通信技術(shù)立足于前三代移動通信技術(shù),整合了原有優(yōu)勢,并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了創(chuàng)新和突破,具備兼容性、抗干擾性與高速性的優(yōu)勢,成為了通信行業(yè)未來發(fā)展的一個重要方向。目前來講,國際上已經(jīng)制定了有關(guān)4G移動通信的技術(shù)標準,為4G移動通信的商業(yè)化運作指明了方向。我國的相關(guān)技術(shù)人員和運營商需要了解4G移動通信的關(guān)鍵技術(shù),同時還要對4G移動通信的未來發(fā)展有一個清晰的認識,才能為普及與推廣此項技術(shù)打下基礎(chǔ)。
一、4G移動通信技術(shù)的性能與對其的定義
1.對4G移動通信技術(shù)的定義
4G移動通信技術(shù)是建立在無線網(wǎng)絡(luò)通信的基礎(chǔ)之上,可以有效實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的高速傳輸,同時還具備了更強的兼容性與更高的抗干擾性。未來五年我國移動通信事業(yè)的突破口便在4G移動通信技術(shù)的推廣與應(yīng)用方面,這也是移動通信商業(yè)化運作在未來的發(fā)展方向。
2.4G移動通信技術(shù)的性能
3G移動通信技術(shù)相比較,4G通信技術(shù)最大的優(yōu)勢在于傳輸?shù)乃俾矢?。根?jù)有關(guān)研究結(jié)果顯示,采用4G移動通信技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)的速率要比運用3G移動通信技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)快將近五十倍。此外,4G移動通信技術(shù)還有另外一個3G移動通信技術(shù)無法比擬的優(yōu)勢,便是集約化的特點,可以對接入其中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及接入方式進行合理優(yōu)化,方便用戶對網(wǎng)絡(luò)的切換。同時,4G移動通信還具備了多網(wǎng)絡(luò)融合的優(yōu)勢,除了可以有效整合好移動通信網(wǎng)絡(luò)之外,還將局域網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)融合在一起,這對當前建設(shè)網(wǎng)絡(luò)信息社會具有重要意義[4]。總之,4G移動通信技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景,能夠有效傳遞相應(yīng)的信息、圖像及高清音質(zhì),它獨具特色的抗干擾有效實現(xiàn)了移動通信的保密性與安全性。
二、4G移動通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵性技術(shù)
4G移動通信技術(shù)主要依靠無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的多接入、抗干擾及高速傳輸。一般來講,4G移動通信技術(shù)通常會有三個分層:應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)層、中間環(huán)節(jié)層及物理網(wǎng)絡(luò)層。其中構(gòu)成物理網(wǎng)絡(luò)層的關(guān)鍵便是無線核心網(wǎng)絡(luò),這是實現(xiàn)路由選擇與接入的關(guān)鍵;中間環(huán)節(jié)層的主要功能是實現(xiàn)地址變換與映射,有效滿足了對子系統(tǒng)的管理要求,是4G移動通信網(wǎng)絡(luò)最主要的功能控制層;應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)層可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的無縫高速連接,從而利用多個頻帶來實現(xiàn)跨地域、跨網(wǎng)絡(luò)的標準化服務(wù)。
三、當前我國4G移動通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
目前來講,我國通信行業(yè)達成了一個共識,便是有效抓住研發(fā)、推廣及應(yīng)用4G移動通信技術(shù)的機會。一些具有較高發(fā)展眼光的企業(yè)已經(jīng)開始著手開展對4G移動通信技術(shù)的研發(fā)工作,從而在高速互聯(lián)的基礎(chǔ)上取得了重大突破。當前的4G移動通信技術(shù)可以有效實現(xiàn)對語音、視頻、圖像及文字的高速傳輸,還可以對一些不同種類的業(yè)務(wù)及工作進行初步的應(yīng)用。在多點通信技術(shù)上,利用了不對稱的設(shè)計方法,逐步實現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)、計算機與手機之間的多點控制與自由通信。當前我國的4G移動通信技術(shù)與其他國家之間的發(fā)展差距并不大,我國需要僅僅把握當前制定4G移動通信技術(shù)的標準及推廣應(yīng)用該技術(shù)的機會,逐步發(fā)展符合我國社會實際需求的4G移動通信技術(shù),通過人性化與智能化的目標要求來指導(dǎo)對該技術(shù)的研發(fā)工作,從而使我國的4G移動通信技術(shù)逐漸向高智能、人性化方向發(fā)展。
四、4G移動通信技術(shù)的未來發(fā)展展望
據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,當前世界上已經(jīng)擁有了將近四十五億的手機用戶,而且這些用戶群體正呈現(xiàn)逐年增多的趨勢。當前的移動通信技術(shù)已經(jīng)可以滿足人與互聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)、人與人之間的互聯(lián),3G移動通信技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用便使得利用智能手機上網(wǎng)的用戶數(shù)量逐漸增多。隨著通信資費的不斷下調(diào)以及智能手機價格的不斷降低,在不遠的將來,應(yīng)用4G移動通信技術(shù)上網(wǎng)的用戶將獲得質(zhì)的飛躍。因此,我國在發(fā)展4G移動通信技術(shù)時,需要有效把握住相應(yīng)的發(fā)展機遇,能夠立足于3G移動通信技術(shù)的基礎(chǔ)上,有效優(yōu)化自己的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),利用智能化、安全、高速率的技術(shù)來推進4G移動通信技術(shù)的推廣及應(yīng)用。目前為止,國際上對4G移動通信技術(shù)的標準制定工作已經(jīng)完成,4G移動通信技術(shù)也開始逐漸向商業(yè)化方向延伸。通信企業(yè)需要僅僅抓住這個發(fā)展機遇,逐步加強對4G移動通信技術(shù)的推廣與應(yīng)用?;诔浞至私庠摷夹g(shù)的基礎(chǔ)上,對關(guān)鍵部位及重點技術(shù)實施突破,同時還要認真分析與仔細研究4G移動通信技術(shù)的未來發(fā)展前景。在經(jīng)濟全球化的今天,互聯(lián)網(wǎng)逐漸兼容了物資流動,根據(jù)相關(guān)專家預(yù)測,人類將迎來物與物、人與物的物聯(lián)網(wǎng)時代。4G移動通信技術(shù)的逐步應(yīng)用,讓物流變得更加方便快捷,使用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)來隨時查詢相應(yīng)的物流信息,有效實現(xiàn)了物流與互聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)通。
五、結(jié)語
總而言之,當前通信技術(shù)的發(fā)展需要依托于移動通信技術(shù)。4G移動通信技術(shù)具有良好的市場應(yīng)用前景,將4G移動通信技術(shù)應(yīng)用到商業(yè)上面早已提上了日程。我國的人口基數(shù)比較大,手機用戶比較多,因此在推廣與應(yīng)用4G移動通信技術(shù)上面具有無可比擬的現(xiàn)實優(yōu)勢。所以,我國在實際研究與開發(fā)4G移動通信技術(shù)時,不能將其看作是對手機功能的開發(fā)與拓展,我們需要運用科學的眼光與聯(lián)系的觀點去看待4G移動通信技術(shù)的實際價值與真實內(nèi)涵,從而利用謹慎踏實的工作態(tài)度去推進對4G移動通信技術(shù)的推廣及建設(shè)工作。
參考文獻:
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一是與通信、電子專業(yè)教學設(shè)計課程雷同,缺乏特色。移動通信專業(yè)的設(shè)置在電子和通信專業(yè)設(shè)置之后,根源于電子和通信專業(yè),所以難免要從該兩個專業(yè)上繼承一些相關(guān)課程等內(nèi)容。但是一些學校因為師資等各方面原因,在教學設(shè)計上幾乎同電子和通信專業(yè)如出一輒,課程多而雜亂,并且缺乏移動通信專業(yè)特色。
二是課程設(shè)置與崗位需求聯(lián)系不夠緊密,培養(yǎng)方向不明確。高職高專教育的發(fā)展離不開社會需求,所以其教學設(shè)計的課程設(shè)置必須和社會崗位密切聯(lián)系。但是當前很多移動通信專業(yè)的教學設(shè)計并不能清晰體現(xiàn)這一點,很多都還是沿用本科院校的專業(yè)設(shè)計,設(shè)置的課程包羅萬象,而學習本專業(yè)的學生也不能清楚自己將來要從事的職業(yè)和崗位。這樣的教學設(shè)計顯然是失敗的,是不符合高職發(fā)展要求的。綜合移動通信專業(yè)歷史發(fā)展的特點和當前現(xiàn)狀,應(yīng)該保持已有的優(yōu)勢,發(fā)掘固有的特色,有必要對其教學設(shè)計進一步細化和深化。
首先,面向不同培養(yǎng)方向和崗位的設(shè)置專業(yè)課程。根據(jù)當前社會需求將移動通信專業(yè)設(shè)計兩個培養(yǎng)方向:移動終端方向和移動網(wǎng)絡(luò)方向。其中移動終端方向下又設(shè)置銷售、測試和維修崗位。移動網(wǎng)絡(luò)方向下又設(shè)置有業(yè)務(wù)、工程和運維崗位。對應(yīng)的核心課程體系如下圖1所示。移動終端方向主要根源于電子類專業(yè),但又具有自己的特色,基于手機用戶的快速增長和龐大數(shù)量,該方向?qū)?yīng)有廣闊而靈活的就業(yè)群體。移動網(wǎng)絡(luò)方向則根源于通信類專業(yè),但是細分以后的崗位范圍擴大,不僅僅面向移動通信運營商的業(yè)務(wù)部門和維護部門,還可以面向廣大的通信工程企業(yè)的安裝和維護部門。另外,不同方向以及不同崗位所對應(yīng)的核心課程隨著年級的提高是有所區(qū)分的,這樣也有利于學生進行自己的職業(yè)規(guī)劃。一年級學生主要學習模擬電子、數(shù)字電子以及移動通信技術(shù)這樣的專業(yè)基礎(chǔ)課,進入二年級的學生根據(jù)自己的所選方向?qū)W習不同的方向?qū)I(yè)基礎(chǔ)課,移動終端(手機)方向?qū)W習單片機系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用,而移動網(wǎng)絡(luò)方向則學習計算機網(wǎng)絡(luò)、移動交換等專業(yè)基礎(chǔ)課。學生可以選修非本方向的專業(yè)基礎(chǔ)課,如果成績達到優(yōu)秀可以通過申請改變方向,這樣給學生提供了進行二次選擇的機會,有利于其根據(jù)自身學習情況調(diào)整職業(yè)規(guī)劃。進入三年級的學生則不允許改變培養(yǎng)方向,但可以在該方向內(nèi)選擇不同的崗位課程。這樣的課程體系使得原本混淆著電子和通信類課程的教學設(shè)計得到了細分,有了清晰的面向崗位的培養(yǎng)路線,并整合了現(xiàn)有教學資源。
關(guān)鍵詞移動通信;實踐教學;實驗室建設(shè)
前言
通信技術(shù),尤其是移動通信,在近幾年發(fā)展得非常迅速,其應(yīng)用也越來越廣泛。隨著社會的發(fā)展,移動通信已經(jīng)由一門新興的實用技術(shù)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(shè)了移動通信的相關(guān)課程,大批量的實驗設(shè)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(fā)展還沒有跟上實際發(fā)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(jù)學校自身條件建設(shè)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(shè)備,如何合理利用這些設(shè)備,建設(shè)一個真實系統(tǒng)的移動通信網(wǎng)絡(luò),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(nèi)容。
1移動通信實驗室建設(shè)現(xiàn)狀
對于目前大部分學校來說,實驗箱依然是建設(shè)移動通信實驗室的首要選擇。這些實驗箱能夠?qū)σ苿油ㄐ耪n程中的調(diào)制解調(diào)、擴頻解擴等原理進行一個模擬仿真,幫助學生了解基礎(chǔ)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(tǒng)與所做的實驗仿真結(jié)合,無法真實理解移動通信過程,并且這種培養(yǎng)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(shù)專業(yè)要求掌握移動通信技術(shù)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)技能,畢業(yè)后能夠從事通信設(shè)備安裝、調(diào)試、管理與維護,移動基站設(shè)備的研發(fā)等等。并且根據(jù)高校培養(yǎng)方向的不同,學生的就業(yè)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(yè)方向。第一種為研究型人才,這類崗位需要對移動通信系統(tǒng)具有深刻的理解,對移動通信行業(yè)相關(guān)產(chǎn)品能夠有獨到的理解并能加以改進;第二種是工程應(yīng)用型人才,這種崗位主要是要求對目前市場上現(xiàn)存的通信產(chǎn)品能夠了解應(yīng)用,解決產(chǎn)品在使用過程中的問題。在實際的市場需求情況中,工程應(yīng)用型人才的崗位數(shù)量要比研發(fā)型崗位多很多。
2移動通信實驗室建設(shè)現(xiàn)狀分析
學校的實踐教學水平,直接影響了學生的培養(yǎng)質(zhì)量,從而影響了學生的就業(yè)。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(yè)的發(fā)展。因此,學校的實踐教學方案和思路應(yīng)該與市場人才培養(yǎng)的方向相匹配,培養(yǎng)出與市場需求相契合的專業(yè)型人才。從圖1分析的通信工程類專業(yè)就業(yè)方向來看,學校在移動通信的課程實踐教學方面應(yīng)該采用基礎(chǔ)實驗教學與實訓教學相結(jié)合的思路。從當前眾多高校的實驗建設(shè)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(gòu)、采用大型商業(yè)設(shè)備以及采用移動通信協(xié)議分析儀或路測分析系統(tǒng)對移動通信原理以及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化進行理解和實訓。2.1采用基礎(chǔ)實驗箱來建設(shè)移動通信實驗箱對于大多數(shù)高校來說,是一個基礎(chǔ)類的實驗室。不管是本科類院校還是職業(yè)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(chǔ)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(tǒng)的構(gòu)成,真真實實看到信號的調(diào)制解調(diào),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(xiàn)移動通信現(xiàn)網(wǎng)的真實數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)流程以及系統(tǒng)原理,這種培養(yǎng)方案培養(yǎng)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(tǒng)隨著教學儀器行業(yè)的發(fā)展,在移動通信這塊,有部分廠家提供了這樣一種方案。結(jié)合移動通信實驗箱,加上自主研發(fā)的小型基站和移動交換中心,搭建一個真實的移動通信網(wǎng)絡(luò)。這種建設(shè)方案相比于基礎(chǔ)實驗箱的方案,增加了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的展示,學生既能夠通過基礎(chǔ)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(wǎng)絡(luò)來了解移動通信系統(tǒng)的架構(gòu),對學生來講,就不再是紙上談兵了。但深入了解之后發(fā)現(xiàn),這種模擬的移動通信系統(tǒng)僅僅只是拼湊了一個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),它與真正的移動通信系統(tǒng)相差很大,學生通過這樣的實驗設(shè)備學習的知識會讓其對真實生活中的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生誤解,對以后就業(yè)很不利。2.3利用大型商業(yè)設(shè)備建設(shè)移動通信實訓室隨著通信行業(yè)的發(fā)展,部分高校也開始著眼于真實的商用設(shè)備。華為、烽火、中興等通信設(shè)備公司都是三大運營商的直接供貨商,他們生產(chǎn)的設(shè)備都是用于真實的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)搭建。因此,部分高校采用這種大型的商用3G、4G設(shè)備,在學校內(nèi)部搭建一個真實的、獨立于大網(wǎng)的3G網(wǎng)絡(luò)。部署這樣一個真實的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能讓學生接觸到實際的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,還可以完成一些實際業(yè)務(wù)以及系統(tǒng)配置。學生可以通過這種設(shè)備了解一些工程實訓的內(nèi)容。但是這種商業(yè)設(shè)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(tǒng)搭接方面的訓練,只能熟悉設(shè)備的操作。而且這些商用設(shè)備都價格昂貴,學校需求資金投入量非常大,經(jīng)費難以控制。因此,這種大型商業(yè)設(shè)備建設(shè)的移動通信實訓室也不能符合眾多高校實驗室建設(shè)的需求。2.4采用移動通信協(xié)議分析儀或路測分析系統(tǒng)目前移動、聯(lián)通、電信三大運營網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行分析。采用路測及協(xié)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(shù)據(jù),并對其進行解析,研究它的工作原理和過程。學??梢酝ㄟ^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(tǒng)的底層協(xié)議、信令、流程以及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)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(wǎng)絡(luò),在以后實際的工作中,無論是進行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、還是進行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,或者是在技術(shù)開發(fā)中進行與協(xié)議棧有關(guān)的開發(fā)或增值應(yīng)用,都會有一個很好的基礎(chǔ)。
3移動通信實驗室建設(shè)目標
移動通信是一門實踐性很強的專業(yè)課程。從事移動通信行業(yè)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(yǎng)學生移動通信基本的理論知識,更重要的是培養(yǎng)學生移動網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、優(yōu)化設(shè)備的實踐能力,為今后從事相應(yīng)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(chǔ)理論部分和系統(tǒng)原理部分。針對這兩個部分,應(yīng)該采用不同的實驗及訓練方案?;A(chǔ)理論部分可以通過實驗箱完成一些基礎(chǔ)實驗來加強理解,系統(tǒng)原理部分則需要通過實訓來讓學生了解系統(tǒng)的架構(gòu)、相關(guān)的接口以及一些基本的流程、重要的參數(shù)等等。圖2展示了移動通信實驗室建設(shè)方面的一個總體思路。整個移動通信實驗室的建設(shè)可以有以下幾部分組成:(1)基礎(chǔ)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(fā)了對應(yīng)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(wǎng)絡(luò)。建設(shè)一個真實的實訓網(wǎng)絡(luò),能夠讓學生了解移動通信中的終端技術(shù)、空口無線接口技術(shù)、核心網(wǎng)技術(shù)等理論知識,學習如何分配無線頻譜資源,了解影響各種網(wǎng)絡(luò)融合的因素等等,讓學生對移動通信技術(shù)體系有真實直觀的認知。(3)協(xié)議分析儀。用協(xié)議分析儀能讓學生能真正觀察和捕捉空中的數(shù)據(jù)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(guān)工作過程以及網(wǎng)絡(luò)中各個設(shè)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(wǎng)絡(luò)建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等相關(guān)工作有很大幫助。
4結(jié)束語
通信行業(yè)的快速持續(xù)發(fā)展,對通信人才提出了更加專業(yè)的需求。高校在培養(yǎng)模式這塊,要加強對實踐教學的把握。建立一個系統(tǒng)、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(yǎng)移動通信專業(yè)合格人才的保障。本文從多個方面分析了現(xiàn)有的實驗室建設(shè)存在的問題和不足,最后提出了一個相對完善的建設(shè)方案,從分析來看,這種方案比較合適現(xiàn)在的人才需求。
參考文獻
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所謂智能天線,原名自適應(yīng)天線陣列,最初主要用于雷達、聲納、抗干擾通信、定位、軍事方面等,用來完成空間濾波和定位。近年來,隨著移動通信的發(fā)展以及對移動通信電波傳播、組網(wǎng)技術(shù)、天線理論等方面的研究逐漸深入,自適應(yīng)天線陣列開始用于具有復(fù)雜電波傳播環(huán)境的移動通信。移動通信研究者給應(yīng)用于移動通信的自適應(yīng)天線陣起了一個較吸引人的名字:智能天線。
智能天線利用數(shù)字信號處理技術(shù),采用了先進的波束轉(zhuǎn)換技術(shù)和自適應(yīng)空間數(shù)字處理技術(shù),產(chǎn)生空間定向波束,使天線主波束對準用戶信號到達方向,零線對準干擾信號到達方向,達到充分高效利用移動用戶信號并刪除或抑制干擾信號的目的。與其他日漸深入和成熟的干擾削除技術(shù)相比,智能天線技術(shù)在移動通信中的應(yīng)用研究更顯示出巨大潛力。
第三代移動通信技術(shù)(即3G)是我們現(xiàn)在最關(guān)注的移動通信技術(shù)。在3G移動通信系統(tǒng)中,我國SCDMA系統(tǒng)是應(yīng)用智能天線技術(shù)的典型范例。作為TD-SCDMA系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一的智能天線技術(shù)能夠使系統(tǒng)在高速運動的信道環(huán)境中達到較好的性能。
智能天線采用獨特的技術(shù),利用在信號傳播方向上的差別,將同頻率、同時隙的信號區(qū)分開來。它可以成倍地擴展通信容量,并和其他復(fù)用技術(shù)相結(jié)合,最大限度地利用有限的頻譜資源。另外在移動通信中,由于復(fù)雜的地形、建筑物結(jié)構(gòu)對電波傳播的影響,大量用戶間的相互影響,產(chǎn)生時延擴散、瑞利衰落、多徑、共信道干擾等,使通信質(zhì)量受到嚴重影響。采用智能天線可以有效的解決這個問題。
用于基臺的智能天線是一種由多個天線單元組成的陣列天線。它通過調(diào)節(jié)各陣元信號的加權(quán)幅度和相位來改變陣列的天線方向圖,從而抑制干擾,提高信噪比。它可自動測出用戶方向,并將波束指向用戶,從而實現(xiàn)波束隨著用戶走。它可提高天線增益,減少信號發(fā)射功率,延長電池壽命,減小用戶設(shè)備的體積。或在不降低發(fā)射功率的前提下,大大增加基站的覆蓋率。廣義地說,智能天線是一種天線和傳播環(huán)境與用戶和基臺的最佳空間匹配通信。
關(guān)鍵詞:我國;移動通信;設(shè)備制造;發(fā)展
中圖分類號:F632.3
根據(jù)我國移動通信設(shè)備制造業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀來看,從上世紀80年代開始,我國加大對通信設(shè)備的研發(fā)力度,經(jīng)過30年的演變,我國通信制造業(yè)發(fā)展迅速,在通信技術(shù)方面,取得了巨大進步,逐漸占據(jù)國內(nèi)市場。隨著科技發(fā)展,通信系統(tǒng)更新?lián)Q代的周期越來越短,升級迅速較快,我國通信設(shè)備制造業(yè)發(fā)展規(guī)模也越來越大。發(fā)展至2007年,我國通信設(shè)備制造業(yè)已進入蓬勃發(fā)展的時代,通信科研力度加大,取得了良好成績。但由于經(jīng)濟危機爆發(fā),我國經(jīng)濟發(fā)展受到不良影響,很多行業(yè)開始步入低谷期,外部經(jīng)濟蕭條。在這樣的背景下,我國通信設(shè)備制造業(yè)發(fā)展受到了嚴重阻礙,絕大部分企業(yè)的經(jīng)濟效益明顯下降,研發(fā)資金周轉(zhuǎn)困難。
1 我國移動通信制造業(yè)發(fā)展面臨的困境
1.1 缺乏專業(yè)的技術(shù)人才
移動通信行業(yè)與其他行業(yè)不同,具有投入資金高、勞動密集、科技含量高等特點,對于人才要求較高,但我國無論是在管理方面、資金方面或人才供應(yīng)方面,都不具備優(yōu)勢,這無疑對我國通信設(shè)備制造業(yè)的發(fā)展造成了不利影響。
1.2 科研投入資金較少
雖然我國加大了通信設(shè)備制造業(yè)的扶持力度,但國家在該行業(yè)中的投入資金十分有限,僅靠國家投入及企業(yè)自籌資金,很難滿足通信技術(shù)研發(fā)資金需求。且由于國際趨勢分析不足,難以掌握發(fā)展方向,未加大對重點項目和關(guān)鍵技術(shù)的投資,使產(chǎn)業(yè)鏈整合出現(xiàn)缺陷,制約了通信設(shè)備制造發(fā)展。
1.3 產(chǎn)業(yè)兩極分化嚴重
對于移動通信技術(shù)研究及產(chǎn)品開發(fā),世界移動通信產(chǎn)業(yè)投入金額巨大,導(dǎo)致通信產(chǎn)業(yè)兩極分化,重構(gòu)現(xiàn)象嚴重,部分通信設(shè)備制造商甚至開始剝離利潤較低業(yè)務(wù),對市場進行重新選擇,重新定位發(fā)展方向,將精力和注意力全部放在發(fā)展戰(zhàn)略方面[1]。更多的企業(yè)由于遭受黑洞影響,發(fā)展資金緊張,技術(shù)人才欠缺,發(fā)展前景不樂觀。從我國通信設(shè)備制造業(yè)整體發(fā)展角度來看,產(chǎn)業(yè)兩極分化情況較嚴重。
1.4 工業(yè)制造水平較低
由于受到多方面的影響,我國在通信設(shè)備制造方面,面臨眾多挑戰(zhàn),難以實現(xiàn)產(chǎn)品自開發(fā)、標準自定義、協(xié)議自研、元器件自產(chǎn)等發(fā)展目標。我國通信設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)及工藝水平較低,只能滿足通信設(shè)備元器件組裝及外形設(shè)計,難以滿足元器件及核心芯片生產(chǎn)需求,這將成為影響我國工業(yè)制造業(yè)發(fā)展的重要因素。
2 我國移動通信設(shè)備制造業(yè)發(fā)展的有力先決條件
2.1 寬帶網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)基本覆蓋全國人口
移動通信設(shè)備制造業(yè)得以產(chǎn)生和存在的一個重要前提就是有設(shè)備消費市場。而存在設(shè)備消費市場的前提就是人口聚居地內(nèi)已經(jīng)基本覆蓋寬帶網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。2011年有調(diào)查結(jié)果顯示,我國移動公司、聯(lián)通公司以及電信公司的3G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)基本覆蓋了全國大半疆域,除了一些比較偏僻的地方還網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施還沒有得以建設(shè)之外,其他地區(qū)基本都已經(jīng)覆蓋了3G網(wǎng)絡(luò),全國將近92%的人口已經(jīng)實現(xiàn)3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋。且我國的三大運營商計劃每年增加寬帶接入的用戶為7000萬戶。相信在這種背景下移動通信設(shè)備制造業(yè)將擁有更多消費人群,推動其更好發(fā)展[2]。
2.2 國家相關(guān)部門已經(jīng)給予網(wǎng)絡(luò)和信息安全更大的重視,制定更多推動其更好發(fā)展的政策
2.3 國家已經(jīng)加強對無線電的管理力度
氣象以及通信部門在實際工作中的一些資源要求也能夠較快速的滿足,使我國的無線電空中電波能夠很好的按照秩序進行,提高了我國無線點的運行安全,為移動通信設(shè)備用戶提供更多的便利。
2.4 國家已經(jīng)有專門針對集成電路產(chǎn)業(yè)更好發(fā)展的各種合法的組織和協(xié)會
這些協(xié)會每年都會開會討論和制定集成電路產(chǎn)業(yè)在競爭激烈社會可以更好發(fā)展的可行方案。且對于集成電路產(chǎn)業(yè)化過程中無法避免的、難以跨越的資金短缺問題國家也已經(jīng)不斷的加大投入,為其更好發(fā)展掃清一切障礙。
2.5 國家制定各種優(yōu)惠政策促進通信設(shè)備制造業(yè)的發(fā)展
比如在一定期限內(nèi)通信設(shè)備制造業(yè)是不收取任何稅費的、且國家相關(guān)科技技術(shù)部門還為了鼓勵通信設(shè)備制造業(yè)能夠創(chuàng)造出更多高水平的通信設(shè)備,專門設(shè)立了有極大吸引力的科技獎項,為通信設(shè)備制造產(chǎn)業(yè)開通一條寬廣的技術(shù)專利綠色大道。另外,最重要的是國家還通過調(diào)整進出口結(jié)構(gòu)和制定各種補助政策拉動內(nèi)需的形式給予通信設(shè)備制造企業(yè)極大的政策支持。在擁有這樣天時地利的客觀環(huán)境下,相信我國的通信設(shè)備制造業(yè)將能夠在市場競爭中得以長足發(fā)展。
3 我國移動通信設(shè)備制造業(yè)未來的發(fā)展方向
通信設(shè)備屬于電子技術(shù)領(lǐng)域的一員,在當今各種各樣有不同功能電子產(chǎn)品鋪滿市場的時代,移動通信設(shè)備制造業(yè)若要在這樣的環(huán)境下得以快速發(fā)展,那么其未來的戰(zhàn)略發(fā)展方向應(yīng)該以創(chuàng)新為準。只有創(chuàng)新,移動通信設(shè)備才能夠在電子市場中脫穎而出,吸引更多人的注意,從而不斷增加消費人群,提升需求量,推動行業(yè)發(fā)展[3]。比如以當今最受歡迎的蘋果通信設(shè)備為例,蘋果產(chǎn)品之所以能夠在電子市場中脫離而出,成為供不應(yīng)求的熱銷產(chǎn)品,根本原因就在于蘋果產(chǎn)品具有的創(chuàng)新性。相比與其他電子產(chǎn)品而言,蘋果產(chǎn)品的內(nèi)部優(yōu)秀且獨家軟件更多,外形更加獨特,使用更加順手,用一個流行詞來闡述就是“潮”。所以,在競爭如此勁烈的市場,擁有絕對創(chuàng)新特點的蘋果產(chǎn)品也就自然而然的成為市場暢銷品,受到更多的歡迎。因此,為了使我國移動通信設(shè)備制造業(yè)能夠在未來發(fā)展道路上有更加光明的前景,應(yīng)該堅持以創(chuàng)新為工作出發(fā)點的原則。
總而言之,我國移動通信設(shè)備制造業(yè)在國家的大力支持作用下,相信未來的發(fā)展道路上應(yīng)該能夠得以更好發(fā)展,為提供我國居民生活水平提供強有力的條件。
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[關(guān)鍵詞]寬帶無線移動通信 生產(chǎn)業(yè)
1 引言
隨著全球數(shù)字化經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展,寬帶無線移動通信作為體現(xiàn)國家科技、經(jīng)濟、人才等綜合實力的重要領(lǐng)域,已成為許多國家爭取主導(dǎo)權(quán)、話語權(quán)和制高點的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。為提升我國無線移動通信的綜合競爭實力和創(chuàng)新能力,推動移動通信技術(shù)和產(chǎn)業(yè)向世界先進水平跨越,《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006―2020年)》中確立了新一代寬帶無線移動通信重大專項,大力發(fā)展低運營成本、扁平化、全IP網(wǎng)絡(luò)的蜂窩移動通信系統(tǒng)的后續(xù)演進和寬帶無線接入。
代表了信息通信技術(shù)主要發(fā)展方向的新一代寬帶無線移動通信的迅速發(fā)展將會極大地提高其速率和可應(yīng)用的帶寬以此滿足人們對數(shù)字、圖像、音頻、視頻等多媒體業(yè)務(wù)的需求。然而,在當前國際市場需求急劇下降、全球信息產(chǎn)業(yè)深度調(diào)整的形勢下。如何確保國家重點投入發(fā)展的通信網(wǎng)絡(luò)拉動內(nèi)需,擴大海外市場,促進國民經(jīng)濟的長期可持續(xù)發(fā)展將是一個嚴峻的問題。
2 當前移動通信的業(yè)務(wù)狀況
目前,移動通信與互聯(lián)網(wǎng)的融合已經(jīng)成為一種趨勢,它在終端,網(wǎng)絡(luò)和內(nèi)容上都在逐步融合,融合之后的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以提供更多新穎的行業(yè)應(yīng)用解決方案,這為依托于信息技術(shù)和現(xiàn)代管理理念發(fā)展起來的新興服務(wù)產(chǎn)業(yè)提供了前所未有的機遇,但同時也帶來了帶寬、網(wǎng)絡(luò)融合、行業(yè)推廣、有效監(jiān)管等各方面的挑戰(zhàn)。
2.1服務(wù)單一化向服務(wù)多樣化的轉(zhuǎn)變
以我國目前移動通信發(fā)展現(xiàn)狀來看:我國現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)存在業(yè)務(wù)單一的問題,通信網(wǎng)絡(luò)主要服務(wù)于傳統(tǒng)的語音業(yè)務(wù)。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計,2006年1~5月中國電信產(chǎn)業(yè)業(yè)務(wù)構(gòu)成中,移動通信、固定本地和長途通信占業(yè)務(wù)收入的92.2%,數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)只占了7.63%;2007年數(shù)據(jù)通信網(wǎng)業(yè)務(wù)占電信業(yè)務(wù)收入的比例為8.4%。2008年上半年,數(shù)據(jù)通信收入占電信業(yè)務(wù)收入的比例僅達到9.4%,我國90%的通信行業(yè)的收入來源于占用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)帶寬資源10%的語音業(yè)務(wù)。占用90%帶寬的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益不足10%。而發(fā)達國家通信業(yè)務(wù)發(fā)展的數(shù)據(jù)顯示,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的收益是通信業(yè)收益的主要來源。移動通信業(yè)務(wù)本身正在發(fā)生從單一的傳統(tǒng)的語音業(yè)務(wù)向多樣化的多媒體業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)變,語音業(yè)務(wù)低值化趨勢已經(jīng)不可逆轉(zhuǎn)。
2.2帶寬日益增加,速率日益提高
隨著移動通信業(yè)務(wù)由單一語音業(yè)務(wù)向移動多媒體和寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)方向發(fā)展。帶寬的需求越來越大,3G在速率、QoS、無縫移動等方面的局限性也日益顯露出來,這就需要構(gòu)建容量更大、速率更快、功能更強的新一代寬帶移動通信系統(tǒng),以實現(xiàn)更高品質(zhì)的多媒體業(yè)務(wù)和全球性的、“無所不在”的通信服務(wù)。LTE可提供的上下行數(shù)據(jù)峰值速率可達到50Mb/s和100Mb/s,此時高速互聯(lián)網(wǎng)接入、手機游戲、可視電話、手機電視、視頻點播等業(yè)務(wù)將成為現(xiàn)實。LTE/4G網(wǎng)絡(luò)的商用,將為移動行業(yè)應(yīng)用開辟更加巨大的空間。
2.3應(yīng)用和業(yè)務(wù)領(lǐng)域的拓展
移動通信技術(shù)的發(fā)展,使可利用的帶寬快速增加,網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率顯著提高。在全面服務(wù)大眾用戶的同時,致力于轉(zhuǎn)型的移動運營企業(yè)將移動行業(yè)應(yīng)用拓展到了政務(wù)、公安、交通、金融、電力、工商、農(nóng)業(yè)、教育等領(lǐng)域,使移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)從短信、彩信、手機游戲等大眾化業(yè)務(wù)向“警務(wù)通”、“家校通”、“農(nóng)信通”、“移動工商”、“移動稅務(wù)”、手機銀行、移動支付等移動行業(yè)應(yīng)用發(fā)展,有力地推動了行業(yè)信息化進程。
目前。以發(fā)達國家的寬帶應(yīng)用來看,家庭醫(yī)療和遠程診斷,基于移動多媒體設(shè)施或移動終端的遠程教學,工業(yè)傳感器信息收集等寬帶應(yīng)用將會是企業(yè)中很有前景的寬帶業(yè)務(wù),帶寬和速率問題一旦解決,這些寬帶業(yè)務(wù)就可以更好的得以應(yīng)用。支持多種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的先進的通信網(wǎng)絡(luò)可以更好地促進各行業(yè)的發(fā)展,全面提升行業(yè)管理效率和企業(yè)效益。
3 生產(chǎn)業(yè)的崛起
1997年黨的“十五大”報告中指出了重視現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的發(fā)展。此后在國家“中長期科技規(guī)劃綱要”又一次強調(diào)了我國發(fā)展現(xiàn)代服務(wù)業(yè),特別是生產(chǎn)業(yè)的重要性。2006年國家啟動了現(xiàn)代服務(wù)業(yè)科技支撐計劃(信產(chǎn)部和科技部聯(lián)合幾十個部委推動這一計劃實施),并在全國啟動了“現(xiàn)代服務(wù)業(yè)共技術(shù)支撐體系與運用示范工程”重大項目?,F(xiàn)代服務(wù)業(yè)的發(fā)展,將從全局實現(xiàn)我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,而生產(chǎn)業(yè)與國民經(jīng)濟各部門緊密相關(guān),ICT本身不僅是現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的重要組成部分,更重要的它又是對工業(yè)、農(nóng)業(yè)和傳統(tǒng)服務(wù)業(yè)走向現(xiàn)代化的主要推動力,以上四者的融合,將會使我國國民經(jīng)濟結(jié)構(gòu)發(fā)生根本性轉(zhuǎn)型。
那么說,什么是生產(chǎn)業(yè)呢?簡單來看,生產(chǎn)業(yè)是一種高智力、高集聚、高成長、高輻射、高就業(yè)的現(xiàn)代服務(wù)產(chǎn)業(yè)。金融服務(wù)、信息服務(wù)、研發(fā)及科技服務(wù)、專業(yè)服務(wù)等生產(chǎn)業(yè),迅速崛起并成為全球服務(wù)業(yè)的支柱。這些行業(yè)領(lǐng)域具有知識密集、技術(shù)密集、信息密集、人才密集的特點,是知識經(jīng)濟的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè),代表著服務(wù)業(yè)乃至世界經(jīng)濟的未來發(fā)展方向。
目前,部分發(fā)達國家的服務(wù)業(yè)產(chǎn)值已占到國內(nèi)生產(chǎn)總值的55%左右,個別國家甚至達到了78%以上。生產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)產(chǎn)業(yè)融合和服務(wù)外包的趨勢,與金融、物流、制造業(yè)的關(guān)系日趨緊密,服務(wù)方式呈現(xiàn)虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化的趨勢。生產(chǎn)業(yè)已經(jīng)逐漸形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈,貫穿于生產(chǎn)、流通、分配、消費等社會再生產(chǎn)環(huán)節(jié)之中。因此它對ICT業(yè)特別是寬帶無線移動的需求是巨大的,它在帶寬速率覆蓋等諸方面的需求量遠比目前2G、3G的各項應(yīng)用和服務(wù)總和還要大的多,這為新一代寬帶移動通信業(yè)的發(fā)展帶來了機遇。
4 結(jié)論