时间：2023-12-26 10:41:09
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就2014年移动通信的发展态势而言，以正交频分复用（OFDM）和多输入多输出（MIMO）技术为基本特征的第4代移动通信已在世界范围内大规模商用部署，并成为无线移动通信的基础技术，被逐步扩展到物联网、车联网等更为广泛的应用领域。第5代移动通信（5G）已经成为世界范围内信息技术领域的研究热点。
2013年以来，欧盟、中国、韩国等国家与地区相继启动了相关重大研究计划，力求在这一未来新的战略制高点形成先发竞争优势。按照目前的研究状况分析，2014年5G发展尚处于基本概念与技术的探索时期，2015年之后将转入标准化先期研究阶段，2017年之后进入标准化征集阶段，至2020年5G将具备规模商用技术条件。
相对于已有的移动通信技术，5G移动通信更加注重用户的需求，并力求为用户带来全新的体验。2014年得到广泛讨论的5G关键技术指标包含了用户体验平均速率、端到端传输时延等与用户体验密切相关的核心指标；移动交互式游戏、3D、虚拟现实及全息图像等新型移动业务应用也将被纳入5G系统的技术需求；此外，业界还试图将5G的应用范围从目前的人与人通信拓展至人机物协同通信、超密集连接物联网、车联网以及新型工业信息化等更为广泛的领域。可以预见，5G移动通信系统的未来业务应用将迈上新的台阶，从而更为深刻地改变人类社会的行为方式。
1 支撑技术面临突破
5G系统基本概念和支撑技术目前尚处于探索性研究阶段，预计今后1～2年将在世界范围逐步达成共识。近期受到重点关注的5G热点技术包括大规模天线（Massive MIMO）技术、超密集组网（UDN）技术、软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）技术等。另外，移动通信新型频谱开发与利用，包括毫米波新型资源开发、已有频谱资源的动态共享利用等，成为业界普遍重视的未来5G研究方向。在点到点无线传输与多址技术方面，更为高效的新型波形设计也成为业界技术研究的重点。但应当看到，移动通信的升级换代历程无不伴随着无线资源复用效率的有效提升；尽管各种新概念、新技术令人眼花缭乱，但未来5G移动通信技术性能的大幅度提升还主要依赖于空间资源的深度复用和网络功能的深度智能化；从现有信息理论综合来看，进一步挖掘移动通信空间资源复用效率，将系统性能在4G的基础上进一步提升1至2个量级是可行的，也可能是唯一的技术途径。而大规模天线技术与超密集组网技术正是迈向这一途径的可能解决方案，从而有望在5G候选技术中脱颖而出。
2 网络构架初现端倪
对于5G基本网络构架的演进与发展，尽管其走向目前尚不明确，但其网络构架进一步“互联网化和IT化”的基本发展特征已初现端倪。传统移动通信核心网的概念将进一步弱化，更多的网络功能（包括媒体分发、控制信令等）将可能“下沉”至基站分系统，在简化整个5G网络系统设计的同时，进一步降低数据平面和控制平面的传输延时，并通过数据平台与控制平面的分离，实现数据平面的灵活管控以及网络资源的高效调配和绿色节能。另一方面，通用计算与存储平台的能力飞速发展，加之云计算技术日益普及，将整个5G网络构建在通用服务器、快速以太交换和云计算平台上，并通过计算资源的隔离、动态调配与迁移实现5G网络的软件定义化和虚拟化正越来越多地受到业界重视。
3 发展方式面临抉择
5G移动通信系统是以演进方式发展还是以革命性方式的发展，也是业界普遍重视的问题。鉴于4G/LTE技术已成为移动通信发展的主流技术，如何在4G/LTE技术基础上发展后相兼容的5G移动通信系统，是业界关注的首要发展方式。另一方面，5G移动通信将出现大规模天线、超密集网络等全新技术，其网络组网方式（如SDN/NFV等）与频谱利用方式也将产生潜在的革命性变化，因此不能排除5G移动通信系统采用革命性发展方式的可能性。此外，新一代Wi-Fi技术（如IEEE 802.11ax/aj）也在快速发展之中，其应用场景与目前的UDN移动通信组网技术正趋于高度一致；可以预计Wi-Fi技术发展将进一步与蜂窝移动通信系统趋于融合，除两种系统的频谱利用方式有根本性的差别外，其基本支撑技术也有可能趋于统一。
4 未来展望
【关键词】 4G 移动通信 OFDM 软件无线电 IPV6版
一、4G概念通信技术特点
目前，业界专业人士对4G概念移动通信系统的共识主要有以下几点：（1）用户可以在任何地点、任何时间以任何方式不受限地接入网络中来；（2）移动终端可以是任何类型的；（3）用户可以自由地选择业务、应用和网络；（4）可以实现非常先进的移动电子商务；（5）新的技术可以非常容易地被引入到系统和业务中来。
根据以上描述，未来的4G系统应具备以下的基本条件。（1）具有很高的数据传输速率。对于大范围高速移动用户（250km/h），数据速率为2Mbit/s；对于中速移动用户（60km/h），数据速率为20Mbbit/s；对于低速移动用户（室内或步行者），数据速率为100Mbit/s。（2）实现真正的无缝漫游。4G移动通信系统实现全球统一的标准，能使各类媒体、通信主机及网络之间进行“无缝连接”，真正实现一部手机在全球的任何地点都能进行通信。（3）高度智能化的网络。采用智能技术的4G通信系统将是一个高度自治、自适应的网络。采用智能信号处理技术对信道条件不同的各种复杂环境进行结合的正常发送与接收，有很强的智能性、适应性和灵活性。（4）良好的覆盖性能。4G通信系统应具有良好的覆盖并能提供高速可变速率传输。对于室内环境，由于要提供高速传输，小区的半径会更小。（5）基于IP的网络。4G通信系统将会采用IPv6，IPv6将能在IP网络上实现话音和多媒体业务。（6）实现不同QoS的业务。4G通信系统通过动态带宽分配和调节发射功率来提供不同质量的业务。
二、4G概念通信关键技术探讨
（1）正交频分复用（OFDM）技术。第四代移动通信系统主要是以OFDM为核心技术。OFDM技术实际上是多载波调制的一种。OFDM技术之所以越来越受关注，是因为OFDM有很多独特的优点：（a）频谱利用率高，频谱效率比串行系统高近一倍。（b）抗衰落能力强。（c）适合高速数据传输。（d）抗码间干扰（ISI）能力强。（2）智能天线技术。目前，智能天线的工作方式主要有全自适应方式和基于预多波束的波束切换方式。全自适应智能天线虽然从理论上讲可以达到最优，但相对而言各种算法均存在所需数据量、计算量大、信道模型简单、收敛速度较慢，在某些情况下甚至出现错误收敛等缺点，实际信道条件下，当干扰较多、多径严重，特别是信道快速时变时，很难对某一用户进行实际跟踪。在基于预多波束的切换波束工作方式下，全空域被一些预先计算好的波束分割覆盖，各组权值对应的波束有不同的主瓣指向，相邻波束的主瓣间通常会有一些重叠，接收时的主要任务是挑选一个作为工作模式，与自适应方式相比它显然更容易实现，是未来智能天线技术发展的方向。（3）MIMO技术。MIMO技术是指利用多发射、多接收天线进行空间分集的技术，它采用的是分立式多天线，能够有效的将通信链路分解成为许多并行的子信道，从而大大提高容量。信息论已经证明，当不同的接收天线和不同的发射天线之间互不相关时，MIMO系统能够很好地提高系统的抗衰落和噪声性能，从而获得巨大的容量。在功率带宽受限的无线信道中，MIMO技术是实现高数据速率、提高系统容量、提高传输质量的空间分集技术。（4）软件无线电（SDR）技术。在4G系统中，若要实现“任何人在任何地点以任何形式接入网络”的理想通信方式，则至少需要保证移动终端能够适合各种类型的空中接口，能够在各类网络环境间无缝漫游，并可以在不同类型的业务之间进行转换。这就意味着在4G系统中，软件将会变得非常复杂。为此，专家们提议引入软件无线电技术，软件无线电是近几年随着微电子技术的进步而迅速发展起来的新技术，它以现代通信理论为基础，以数字信号处理为核心，以微电子技术为支持。软件无线电概念一经提出，就受到各方的极大关注，这不仅是因为软件无线电概念新技术先进、发展潜力大，更为重要的是它潜在的市场价值也是极具吸引力的。未来4G技术需要适应不同种类的产品要求，而软件无线电技术则是适应产品多样性的基础，它不仅能减少开发风险，还更易于开发系列型产品。此外，它还减少了硅芯片的容量，从而降低了运算器件的价格，其开放的结构也会允许多方运营的介入。
关键词：4G移动通信技术；安全缺陷；概况；问题；解决策略
当前阶段人们对于精神层面和物质层面的追求都发生了根本的变化，这点在人们对待4G移动通信技术与安全缺陷问题的研究态度由不了解到很重视的变化中可以明显体现，也是进行发现和解决4G移动通信技术中的安全缺陷问题的主要原因。尽管4G移动通信技术与安全缺陷问题探究的情况良好，也在发展和完善中得到了我国政府有关部门在政策和资金上的支持，为4G移动通信技术与安全缺陷问题的解决提供了有利条件，但是传统管理观念和落后管理模式限制了4G移动通信技术的发展，还容易在其中的薄弱环节和不足之处产生安全缺陷问题。所以，本文就从4G移动通信技术的概况和问题入手，对4G移动通信技术与安全缺陷问题的解决策略进行分析和研究。
1 4G移动通信技术的概况
虽然4G移动通信技术与安全缺陷问题探究的成果受到了研究人员和管理人员的重视，并且在实际应用中发挥了积极作用，但是大部分企业的领导层受到专业性的限制，并不重视4G移动通信技术的发展，使得相应的4G移动通信技术的安全缺陷问题难以得到有效解决，实际上4G移动通信技术的发展陷入了迟滞，长此以往无疑是不利于社会建设中通信行业的发展与完善的。所以进行4G移动通信技术概况的了解，对其基本概念和关键技术进行分析就显得尤为重要。
1.1 4G移动通信技术的基本概念
4G移动通信技术是第四代移动通信技术的简称，相比第三代移动通信技术有着传输各类信息速度更快的特点，最大的数据传输速率超过100MBit/s。之所以4G移动通信技术能够达到现有传输速率的水平，是因为其在传统通信技术的基础上增添了新的技术，使得提高数据传输率和降低传输成本的目的得以实现，完成进行高水平信息交换的任务。
1.2 4G移动通信的关键技术
现阶段4G移动通信中应用的关键技术有以下几种：正交频分复用技术，简称为OFDM，有着抗干扰能力强，灵活性高，适合高速传输信息等的特点；软件无线电技术，主要目的是实现不同信道调制方式和不同的保密结构，控制终端的选择；智能天线技术，具有改善信号质量和降低建设成本的作用；另外，无线链路增强技术也为信息的高速传输提供了支持。
2 4G移动通信技术存在的安全缺陷问题
正是因为4G移动通信技术概况不容乐观，所以就容易在发展各个环节产生问题，特别是病毒、黑客和安全漏洞等问题更是研究的重点和难点，就需要研究人员针对这些问题进行分析，为相关有效策略的提出和落实打下良好的基础。结合当前阶段社会发展中4G移动通信技术的任务，需要提高通信质量和速度以紧跟时展的趋势，避免出现不必要的损失和伤害，弥补4G移动通信技术中安全缺陷问题的错漏。
2.1 4G移动通信技术在病毒方面的安全缺陷问题
4G移动通信技术与安全缺陷问题中病毒表现比较活跃，其具体表现和原因如下：网络系统受到病毒侵害时网络传输途径扰，经常因为病毒超高的传播速率带来更加严重的后果，比如大量有用程序和文件会在极短的时间内被损坏，并且病毒还会使得已经受害的程序不断繁殖下去，严重影响了4G移动通信中信息传递的准确性和安全性。
2.2 4G移动通信技术在黑客方面的安全缺陷问题
黑客具有精深和专I的计算机技能，在轻易窃取用户信息的同时严重破坏了通信信息传输的安全，这其实就是4G移动通信技术中安全缺陷问题的具体表现。一般来说，黑客对公司企业的计算机系统和国家政府网络中的信息进行窃听和篡改，轻则给企业带来巨大的经济损失，重则直接威胁国家安全和影响良好社会秩序的维持。
2.3 4G移动通信技术在安全漏洞方面的缺陷问题
除了上述两种4G移动通信技术中的安全缺陷问题，通信技术在应用中还存在着许多安全漏洞，在网络浏览器和应用软件中最为常见。这些安全漏洞会对网络信息的安全性造成消极影响，一旦出现人为操作不当问题，就会产生系统死机等现象，使得网络信息的完整性和安全性不能被保证。由此可见，落实4G移动通信技术与安全缺陷问题的对策是非常有必要的。
3 4G移动通信技术中安全缺陷问题的解决策略
根据4G移动通信技术概况和问题的表现，可以得知相关策略应该从全方位多角度进行落实，才能达到保证经济效益和社会效益的目的。基于对4G移动通信技术与安全缺陷问题的了解，可以从颁布相应法律法规与提高安全管理意识，监督管理各个环节和严格把控关键部分，跟进发展配套设施及保护系统安全性能等方面进行策略的尝试，总结出和积累好经验和教训，使得4G移动通信技术中的安全管理措施能够顺利推行，在为人们生产生活提供便利的同时保证通信行业的经济效益和社会效益。笔者结合自身的经验和已有的研究，选取典型有效的措施进行分析，从而可以为同行业人员的研究提供科学合理的借鉴。
3.1 颁布相应法律法规，提高安全管理意识
因为现阶段4G移动通信技术的安全管理存在漏洞，特别是缺乏相应的法律法规对人们的行为进行限制和约束，所以才使得许多问题无法得到有效解决。基于此，相关部门和机构需要依据相应法律法规宣传和推广通信信息安全的重要性，使得无论工作人员还是用户都能树立起通信安全的意识，避免不必要的风险和损失。
3.2 监督管理各个环节，严格把控关键部分
在研究和开发4G移动通信技术时，既要对缺陷部分进行弥补和改善，又要在现有水平基础上提高通信速度和保证通信质量，使得4G移动通信技术应用的关键部分得到有效控制。举例来说，采用复杂密钥或者网络防火墙来提升系统的恢复能力是值得尝试的策略，在未来通信技术发展和创新中将发挥更加重要的作用。
3.3 跟进发展配套设施，保护系统安全性能
因为4G移动通信技术的发展与安全缺陷问题的解决涉及到多个方面的内容，具有复杂性的特点，所以跟进发展相应的配套设施是非常必要的；既能保证4G移动通信系统安全性能，又能通过升级硬件和软件来提高4G移动通信技术的水平和保证4G移动通信的质量。总之，在解决安全缺陷问题的同时发展配套设备是非常有必要的，这也是4G移动通信技术与安全缺陷问题的探究最终要达到的目的之一。
4 结束语
综上所述，4G移动通信技术与安全缺陷问题探究具有现实意义，在提高通信质量和速度方面有着出色表现，这也是进行相应研究的最初目的。为了满足当前阶段手机用户加快信息传递速度的要求，迎合信息时代的发展趋势，就需要在大范围推广和应用4G移动通信技术的同时发现其中的潜在问题，利用有效策略来解决出现的问题和差错，使得4G移动通信技术与安全缺陷问题的探究能够为信息时代的发展做出巨大的贡献。讨论4G移动通信技术与安全缺陷问题不仅促进了相关问题的解决，还为4G移动通信技术未来的发展和创新提供了新思路。
参考文献
关键词：移动通信；智能天线
近年来，智能天线技术已经成为移动通信中最具有吸引力的技术之一。起初智能天线计数最初主要应用在雷达、军事抗干扰通信，但是其真正意义上的改革却是在移动通信、电波传播等技术的发展后，伴随着数字处理技术的发展，使得基带无线波束得以实现，并且大幅度提高了无线系统的识别性和灵敏性。智能天线实现的前提是依靠先进技术，把无线电信号沿着特定的某些方向进行转变，使其电频接受率提高，将信号转变幅度增加，所以说，在移动通信系统中，天线起着决定性的作用，通过其自身进行信号的发射与接受功能。这也直接决定了天线的好坏直接可以决定移动通信系统的功能功能。所以智能天线在移动通信系统中占有明显的优势，不仅可以有效的提高通信质量更能最大限度地节约整体造价，改善管理。
一、智能天线的基本概念
智能天线是一种多天线技术，主要是采用天线阵列形成可以控制的波束，并具有定向用户和追踪用户位置的功能。所以具有可以定位的优点。此外它还具有增加通信容量的速率、降低电磁干扰、另外可以减少手机和基站发射之间的发射功率。
二、智能天线在移动领域的应用优势
1、缩短时延扩展
智能天线可从多方面提高通信系统的质量，具体来说的话智能天线可以通过两个方面来缩短时延扩展。（1）智能天线在发射的时候能够集聚在目标方向上，因此能够在传播的过程中减少多径反射数目，缩短了发射的时间。（2）是智能天线在接收的时候相比传统天线更高效，接收主要通过分集合并实现，从而达到降低多径衰落的目的。（3）智能天线还能够过滤掉除了信号之外的多侧言号，以此来降低多径的衰落。智能天线还具有能够增大 的容量的优点，智能天线是一个自干扰系统，对该系统的容量的限制的主要因素是自身系统的干扰。简而言之， 换句话说降低干扰对智能天线系统具有重要意义。
2、提高信号质量，降低外界的干扰
在移动通讯中，有用的信号和干扰信号在入射角度上有所不同。智能天线利用移动通讯的这个特征，可选择合适的接收信号方式，主要通过接收信号的主瓣对准需要接收信号的角度来实现。此外，主瓣旁边的辅助波束旁瓣可以对准无用的干扰信号，最终实现降低外界的干扰，有效提高了信号的质量。
三、智能天线的结构
如图1所示。主要包括四部分，分别为天线阵列，模型转换，自适应处理器，波束成形网络。
图1 智能天线的结构示意图
1、天线矩阵部分
是指在接收或发送模拟信号时形成期望的波束
2、模型转换
接收信号时将模拟信号 转换成数字信号，在发送信号时将数字信号转换成模拟信号
3、自适应处理部分
根据自适应空间滤波器/波束成型算法和估计的来波方向等产生权值。
4、波束成型网络
得出的权值对各个天 线阵元进行动态自适应加权处理，并利用天线陈列产生期望 的自适应波束。
四、工作原理
在智能天线的运行过程中，为了能够对同码道、同时隙、同频率的信号进行良好的区别，采用了SDMA（空分多址技术），在这种运行模式中，能够有效的提升信道资源的利用率，并且发射功率电平能够得到有效提升，由于信噪比及上先行链路的天线增益都得到了有效提升，这使得在信息的传输过程中，能够有效的抑制噪声对于信道传输衰落的影；另一方面，智能天线的波瓣是直接指向用户的，这能够有效的减少小区与小区之间、同小区用户之间的传输干扰，并且CDMA作为一个功率受限系统，其移动通信信道的多径效应得到显著降低之后，系统的容量能够得到显著提升，从而有效促进其总的频谱利用率的提升。
五、智能天线算法的实现
在TD-SCDMA系统中，一般通用的算法有这么两种：切换波束算法和自适应算法。TD-SCDMA一般是通过采用波束赋形算法来提高增加系统容量和提高频谱利用率的，通过向空间定向波束，使得主瓣对准用户信号DOA以便有效接受天线段信号，DOA受到来自旁瓣或零陷的干扰，从而可以充分利用移动用户信号抵消或最大限度地抑制干扰信号，最终使得干扰信号减弱。
GOB算法和EBB算法是波束赋形算法的两种表现，现在就GOB和EBB算法做一个简短的论述和对比。GOB算法是一种较为稳定的波束扫描法，它的工作原理是将波束指向固定位置的用户。并且波束宽度和天线阵元数目基本保持一致。如果用户的位置发生移动，GOB就会通过测量方向确定用户的DOA，最通过用户信号的DOA的数目确定用户的位置并向其发射信号。最后由DOA预先设定的波束的加权数，将主瓣指定到用户的方向。这样做的优势就是可以提高用户的信噪比。相比GOB算法，EBB算法比较灵活一点。EBB算法是一种自适应的波束赋值算法，其方向图没有固定的形状规则，它的信号会随着干扰源的变化而变化。EBB算法的原则是在满足用户的最小的干扰下，并且可以另用户接受的功率最大化。自适应算法在很多方面要比切换波束算法具有优势，比如：（1）可以满足用户接收最大功率的需求，对没有期望的用户可以减少发射波束。（2）对各种天线矩阵样式都能迅速灵活的适应。（3）波束的产生不受固定方向和形状的限制，可以灵活准确的确定用户所在的地形位置。在多条路径的环境下，会同时有多个波束的存在，这种情况下，切换型波束可以做到避免对其他的用户的干扰，最终更好的服务于用户。结合上面所说的来看，自适应算法明显存在着较大的优势，所以自适应算法将会成为智能天线波束赋值算法的主要发展路径。
结束语：
未来无线系统需要可以适用于各种通信环境的信号处理技术，智能天线作为无线系统的核心组成，也就必须赋予其完美的性能和复杂度的优化，特别是对于初期阶段，更要对其各个方面进行完善。首先，从物理方面，可通过在收发机中采用新型的配置来警醒内部的调节，从而获得更加完美的性能，这样可以是无线通信在连续改变的环境下，都能出色的完成任务。其次，是通过结合物理层、链路层、网络层的参数来设计智能天线，使其具有一定的兼容性，这样可以在不同的层次之间进行优化，通过由OSI模型定义的高层之间的相互作用来提高系统的稳定性。可以肯定的是，在未来智能天线技术一定会成为一种主流应用，技术也会随之越发的成熟，必将成为移动通信系统的主流之一，在未来的技术通信中一定会发挥巨大的作用。■
参考文献
[1]温春玲.智能天线及其在无线通讯中的应用分析[J].中国新技术新产品，2013（03）.
受教学条件的限制，学院的移动通信实验室内只有移动通信实验箱，个别企业赠送的大型的移动通信设备由于年限已久，无法投入教学中，再加上教师数量的限制，所以为了增加学生对移动通信的感性认识，减少教学内容的抽象性，在移动通信课程的中后期组织了学生们参观阿克苏地区三大移动运营商的机房设备，参观过程中，各公司的工程师在机房设备前对GSM系统和3G系统进行了详细的介绍，并且利用信令分析仪为学生们介绍了移动通信网络中活动用户产生的所有信令，使抽象的内容具体化了，大大地增加了学生们学习移动通信课程的兴趣。参观过程中，学生们表现出了极大的热情。每当工程师讲解到他们课堂上学的理论知识的时候，学生都会很惊喜。通过这次活动，同学们对移动通信设备、通信网络结构有了新的认识，对移动通信专业课程，也有了更足的信心。这样实地参观了设备过后，以前在书本上看过的专业知识、图片得到了具体化，对于通信过程，也有了一种融会贯通的感觉。再次回到课堂上，学生学习的积极主动性明显比参观前大了很多。
2开通信实训课程
通信实训课是在课程即将结束的时候进行的。目前第三代移动通信占据主流，所以学院开了针对3G的移动通信实训课程。在我国的存在的三大移动通信运营商中，中国移动经营着中国提出的TD-SCDMA网络；中国联通经营着美国标准的WCDMA网络，中国电信经营着欧洲标准CDMA2000网络，所以针对这三大网络，分别使用实验仿真教学软件进行实训。实验仿真教学软件的开发是基于现代通信工程教育的需求应运而生的，此软件把大型网络通信系统的所有功能移植于个人电脑上，让每个学生在自己的电脑上就可以亲身体验最真实的硬件环境，模拟操作体验主流的通讯业务。
2.1TD-SCDMA实训
TD-SCDMA实训课立足于中兴通信公司研发的TD-SCDMAVbox仿真软件，此软件为具有移动通信原理基础知识的学生提供了一个学习TD-SCDMARNS硬件和网管的工具。本软件主要包括“虚拟机房”和“虚拟后台”两部分：用户可以在“虚拟机房”中观察机房环境，机房硬件结构，RRU、RNC和BBU的主要连线，指示灯的不同状态和其状态说明。用户可以在“虚拟后台”体验网管数据配置过程，查看动态数据跟踪；然后在虚拟电话中拨打其它号码，发送短信；还可以打开信令跟踪，查看信令跟踪消息或信令故障的原因。通过本软件，用户可以了把移动通信课程学到的理论知识应用到实践中，并能了解TD-SCDMA的硬件结构和网管后台数据配置维护。
2.2CDMA2000实训
CDMA2000实训立足于中兴通信公司研发的针对CDMA2000组网的ZXC10BSSB仿真软件，学生可以在软件搭建的“虚拟机房”中观察机房设备BSCB基站控制器，BTSBI4、CBTSI2、CBTSO1系列基站的单板配置、指示灯的不同状态和说明，以及各单板之间的主要连接线等。通过全面的互动查看，客户可以对机房布置、硬件结构达到较深入的了解，籍由形象具体的场景建立起基本概念，增加学习兴趣，为进一步的学习奠定良好的理解基础。虚拟后台包括“数据配置”、“虚拟电话”和“信令跟踪”。学生通过BSCB和三类典型基站的数据配置，利用告警管理、动态数据跟踪工具，结合虚拟手机和信令跟踪工具，完成数据配置、调试、打通电话的完整实习过程。然后，客户可以通过拨打电话，发送短信来体验配置数据成功、业务实现的喜悦，并对手机的呼叫流程达到全面的理解。真实、动态的反馈可以提高客户的学习兴趣和效果。
2.3WCDMA实训课
WCDMARNS实验仿真教学软件以WCDMA新型设备ZXWR的ATM交换、全IP模式典型配置为例，学生通过软件，可以通过软件完成网管数据的配置；也可以选择“数据恢复”功能，导入一套已经配置好的样例数据库直接进入下即调试环节，便于学生灵活选择学习阶段。完成数据配置之后，客户就可以在“动态数据管理”中查看系统各项动态数据的使用情况。同时，还可以通过“告警管理”对系统出现的各种告警信号进行查看。
3结语
目前移动通信技术发展非常迅速，3G已经成为移动通信的核心，4G也即将开始进行商用。但是高校所用的教材仍然以2G为主，远远落后于技术的发展，而学生对于3G、4G知识的掌握也较2G更为迫切。这就要求教师在教学中根据当前的技术发展增加内容，使学生掌握最新的移动通信技术。同时移动通信这门课程对通信基础知识又有着很高的要求。因此，在教学过程中，对于基础比较薄弱的班级要做到对重点知识的回顾，使学生更好地接受和理解系统的组成原理，在此基础上还要对新技术进行涵盖，教学内容非常多，导致了大量的知识点与有限的课程时间的矛盾，这就需要教师在课程教授过程中对教学内容进行必要的筛选、更新和重构，使其既能反映该学科领域最基本、最核心的知识，又能反映学科最新的进展和动态[2]。为解决大量的教学内容和授课时间有限这一矛盾，在教学中首先应对学生具体的知识基础和接受能力做一个正确的评估，随时依据课程要求和学生的实际情况对教学内容进行选择性的删减，进而体现课堂教学的精髓。本人所教授的班级分为本科和专升本，对于这两个班级的学生，授课内容就有所差别。移动通信的课程内容涉及到无线信道的衰落分析和估算，信号调制、解调原理及技术，纠错编译码理论等，这些内容在通信原理、微波与天线等前期课程中都有所涉及，对于本科的学生授课时要注意避免知识上的重复，应围绕移动通信的特点有选择地讲解相关内容，比如书上第2章是调制解调，本人在授课过程中只着重讲解了扩频，其他的内容留给学生自学。在授课过程中更多的是强调各章节的联系，从而把教学内容的重心从第二代移动通信系统及相关技术的研究向第三代移动通信系统转移。而专升本学生由于基础较差，完全凭借自学难于掌握，除了要求自学之外，还需要针对学生的掌握程度对重点内容进行讲解，在学生掌握了基本知识、基本原理的情况下，着重掌握2G网络的构建和组成，再逐步地向3G过渡，力保学生在有限的学时内能够学到更适合他们掌握的知识。
二、教学方法改革
1.多媒体授课。移动通信课程的内容覆盖面广，如果单纯采用传统的板书方式来讲授，不仅耗费时间，影响教学效率，对于一些系统流程的展示，也不够生动形象。为解决课时少内容多的矛盾，本人采用信息量大且形象直观的多媒体课件进行辅助教学。对于一些重要的公式、推导采用板书的方式，对于原理方框图、小区规划、网络结构等使用多媒体进行教学。本人还搜集整理了大量基站、天线、网络区群结构等相关图文信息，通过动态演示与分析，将整个通信领域所涉及的整体设备和完整系统进行展示，使学生可以全面了解整个通信领域的各个环节，建立全网的概念，开阔了学生的思路，提高了学生的学习兴趣[3]。2.讨论学习法。传统的教学方式不重视与学生的互动，即教师满堂讲，学生只负责听课，这样很难激发学生的学习兴趣，锻炼思考能力。为了使学生积极的参与教学，可采取讨论的形式，以学生为主、教师为辅的课堂教学方法。由教师根据教学内容选定一个讨论课题，将学生分组，各小组内成员进行讨论，在由小组内选派一个代表进行组间讨论，各组内成员可对代表的阐述进行补充，由教师根据学生的积极状态，讨论结果给予一定的平时成绩。在此过程中，以学生为主体，教师只是起到导向的作用，指导学生讲解和组织讨论，学生通过讨论，对一些问题理解的会更加透彻，这种方法不仅调动了学生的主观能动性，还充分发挥了学生的想象空间[4]。3.提交论文。为了培养学生研究问题的能力，教学过程中指导学生对感兴趣的内容撰写论文。论文题目可由教师制定，也可以由学生根据自己的兴趣自主选择。要求学生在一定时间内查找资料，提交论文，并以随机抽查的方式，让学生进行讲解，并对论文进行评判。评判方式可采取抽取若干学生的论文，组织大家进行讨论，或者教师选择若干论文为学生进行讲解，这样可以提高学生撰写科学论文的兴趣和水平。
三、考核方式
传统的考核方式是以期末考试作为学生的最终成绩，这种方法难以对一个学生所学知识和综合能力进行客观的评价。为了对学生的评价更加综合和准确，除了取决于客观的考试或作业成绩外，还由主观的师生互动关系与课堂参与程度所决定。具体由以下几个方面进行评定：（1）期末考试，考查对基本知识及前沿技术的掌握程度；（2）课堂讨论，将课堂参与列为期末成绩考量的标准，可以鼓励学生积极思考，带动课堂气氛；（3）撰写论文，考查学生研究问题及创新运用的能力；（4）作业成绩。
四、教学实践
移动通信是实践性很强的一门课程，如果只立足于理论教学，满足不了现阶段人才培养的需要，而一般的实验设备只能做验证性实验，学生对实际运营情况无法真正了解，因此我系在外出实践环节中组织学生到联通公司、农垦总局通信公司等单位进行观摩学习，在实习过程中学生可以接触到主流商用通信设备和技术。在现场了解基站、移动交换中心等设备的运行情况，与技术人员进行交流、沟通，把课本上的理论知识与实际设备、技术相联系，从而更好地理解移动通信课程涉及的技术和系统，为今后的学习和工作打下了坚实的基础。
五、结论
Abstract: The traditional course structure and teaching methods can not adapt to the training of student ability, through the exploration and practice on the course content, teaching system, teaching methods, stimulate student interest in learning, training students to analyze real problems and the ability to solve practical problems and laying a solid foundation for self-study,studies,broadening and innovation after graduation for students in engineering and technical posts.
关键词: 课程改革;学习领域;单元设计
Key words: curriculum reform;learning areas;cell design
中图分类号:G71 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)14-0169-01
0引言
《移动通信技术》是通信类专业的一门专业课,具有一定的理论性和实践性。这门课程除了使学生掌握现代蜂窝移动通信系统的基本概念、原理和基本技术之外,还需要培养学生分析实际问题和解决实际问题的能力为学生毕业后在工程技术岗位上的自学、深造、拓宽和创新打下坚实基础。要想避免传统的课程结构和授课方式不足,就要对课程进行改革,不但要从教学方式、方法上,还要从课程的整体结构、学习情境的设计上来进行完善。
1学习情境设计
对于一门课程来说,学习领域的设计相当于它的支架,只有拥有一付好的支架,我们才能在适当的位置填充上适当的学习单元。为了避免传统课程结构的不足,在进行学习情境设计的时候要注意遵循以下几点要求:①学习情境的设计应符合基于工作过程的教学设计思想的要求。②学习情境的前后排序要符合学生认知规律,从简单到复杂,从单一到综合。③学习情境是校外实训场地真实工作过程的教学化加工,贴近现场、模拟实地,以完成具体的工作任务为目标。《移动通信技术》这门课程的学习情境设计思路是:整合相应行动领域下的典型工作任务,按照工程的设计顺序和知识模块由简单到复杂的过程,采取并列递进式设计,共分为五个学习情境,其具体描述见表1。
2教学方法的丰富
除了合理的学习情境,选择适当的教学方法也是整个教学实施过程中的关键部分。为了在课堂上形成良好的学习氛围,调动学生的积极性,就必须尝试新的教学方法,让学生对每节课都充满期待,变被动学习为主动探索。
2.1 任务教学法教师可以根据教学内容、教学目标提前设计好一个学习情境,布置一个活动任务,将学生分组,各小组内成员或各小组间一起讨论问题,发现新问题,辩论问题,解决问题。在这个过程中,以学生为主体,教师只是起到导向的作用,引导学生完成任务。最后,再对这个过程及时进行评价,可采用教师评定,也可采用小组互评。这一切都能确保学生在课堂中有机会主动参与进来,阐述自己的观点,分析发现的问题,使过去被动的接受变为通过自己的思考、讨论,能够主动接受、理解。
2.2 直观教学法教学资源力求丰富,在课堂教学中可以采用PPT、图库、动画演示及相关视频资料,集声、像、字画动态显示为一体,使教学方式形象生动,将难以理解的概念简单化、形象化,使学生的课堂学习宛如置身现场,更好地激励学生的学习兴趣和主动性。
2.3 现场教学法在校外实训基地真实的职业环境中现场教学,采用边示范、边讲解、边提问的教学方法,无论是理论学习,还是操作能力都会达到事半功倍的效果。并且通过对真实职业环境的参观学习,学生的学习目标会更明确,职业能力得到了确实的锻炼,对将来的就业起到了关键性作用。
3课程单元设计
对于教学的具体实施,以情境一的任务二移动通信电波传播方式为例来进行说明。在本次课程中,可以采用案例教学法和任务教学法。首先,通过案例引入课程,以实际应用中在不同的地形、地物和不同用户容量的需求下,基站天线位置的不同要求为实例,从实际问题开始,使学生形成更直观的认识。然后以案例的知识实际应用为中心,提出在不同的地形、地物环境下,基站天线位置设计的任务,由学生分组完成。通过任务的完成,由教师和学生共同总结出系统的知识。教学程序设计主要体现为五个步骤,引入案例、提出任务、分组设计、讨论结果和教师点评。通过案例的引入提出新的任务、新的问题;在进行分组设计时,教师起到引导的作用,对遇到困难的学生给予具体的帮助;当各小组的任务完成之后,各组派代表对本组的设计结果进行阐述和展示,小组间可对不同意见进行交流;最后,教师对各组的设计进行点评,并对产生的问题进行解答,由学生和教师共同总结出系统的知识。
4结束语
本文通过对《移动通信技术》的学习情境、教学方法及课程单元设计的初步改革探讨,目的是使学生不但要掌握现代蜂窝移动通信系统的基本概念、原理和基本技术,还要能够培养学生分析实际问题和解决实际问题的能力,为学生毕业后在工程技术岗位上的自学、深造、拓宽和创新打下坚实基础。
参考文献:
[1]戴士弘.职业教育课程教学改革[M].北京,清华大学出版社,2007,6.
一、4G通信的概念
当3G通信技术正处于酝酿之中时，4G通信技术应用在实验室已经开始研发。直到2009年，当时人们对4G通信还没有一个精确的定义，有人说4G通信的概念来自其他无线服务的技术，从无线应用协定、全球袖珍型无线服务到3G；有人说4G通信是一个超越2010年以外的研究主题，4G通信是系统中的系统，可利用各种不同的无线技术；但无论人们对4G通信如何定义，人们能够肯定的一点是4G通信可能是一个比3G通信更完美的新无线世界，它可创造出许多消费者难以想象的应用。4G最大的数据传输速率超过100Mbit/s，这个速率是移动电话数据传输速率的1万倍，也是3G移动电话速率的50倍。此外，4G的无线即时连接等某些服务费用会比3G便宜。
二、4G通信的主要特征
（1）兼容性能更平滑。要使4G通信尽快地被人们接受，不但考虑的它的功能强大外，还应该考虑到现有通信的基础，以便让更多的现有通信用户在投资最少的情况下就能很轻易地过渡到4G通信。因此，4G移动通信系统实现全球统一的标准，让所有移动通信运营商的用户享受共同的4G服务，真正实现一部手机在全球的任何地点都能进行通信。
（2）通信智能性能高、灵活性强。未来4G手机更应该算得上是一只小型电脑了，而且4G手机从外观和式样上，会有更惊人的突破，人们可以想象的是，眼镜、手表、化妆盒、旅游鞋，以方便和个性为前提。4G移动通信系统采用智能技术使其能自适应地进行资源分配，能对通信过程中不断变化的业务流大小进行相应处理而满足通信要求，采用智能信号处理技术对信道条件不同的各种复杂环境进行信号的正常发送与接收，有很强的智能性、适应性和灵活性。
（3）实现高质量通信。虽然第三代移动通信系统可以实现各种多媒体通信，但未来的4G通信能满足在覆盖范围、通信质量、造价上支持的高速数据和高分辨率多媒体服务的需要，而第三代移动通信却不能达到，第四代移动通信系统提供的无线多媒体通信服务包括语音、数据、影像等大量信息透过宽频的信道传送出去，为此未来的第四代移动通信系统也称为“多媒体移动通信”。总的来说，首先必须可以容纳市场庞大的用户数、改善现有通信品质不良，以及达到高速数据传输的要求。
（4）多种业务的融合。4G移动通信系统支持包括高清晰度图像业务、虚拟现实业务视、会议电等更丰富的移动业务，使用户在任何地方都可以获得任何所需的信息服务。将个人通信、信息系统、广播和娱乐等行业结合成一个整体，更加安全、方便地向用户提供更广泛的服务与应用。
三、我国2013年4G通信的发展
目前，中国移动将4G网络高清安防应用作为重点推动业务之一，给安防产业带来惊喜，也将为我国社会公共安全事业带来巨大贡献。
（1）TD-LTE大规模建网将启动。获了解，中国移动2013年TD-LTE扩大规模实验将于近期正式启动，建设规模约为20万个TD-LTE基站，总建设规模涉及资金200亿元，业内分析中国移动集团今年的资本开支将在去年1274亿元的基础上，大幅增加49%至1902亿元。TD-LTE是国家“十二五”支柱性产业“新一代信息技术”的关键组成部分。TD-LTE的发展，将促进移动宽带的发展，并与物联网、云计算等前沿技术相结合，形成新一代信息网络，带动互联网、软件、相关电子信息的迅猛发展。
（2）引领高清视频监控发展。4G网络的搭建和完善，使已经在现代化小区、交通、运输、水利、航运、治安、消防等领域得到了广泛的应用的无线监控技术信息传输更加准确和灵敏。中国移动注重发挥自身信息通信技术的“杠杆作用”，以信息化手段助力生产管理，便利百姓生活，此前大力推进物联网应用开发，推进我国“无线城市”和“平安城市”发展，包括无线安防技术。展望未来，中国移动4G技术与安防的融合，无论你处在何等状态，都将给公众生活带来了更多便利和更多保障，为行业发展创造了更高的效率，为我国社会公共安全事业带来巨大贡献。
四、总结
总之，目前4G移动通信系统还只是一个基本概念，处于实验室研究开发阶段。但可以肯定的是，随着互联网高速发展，4G也会继续高速发展，4G将会是多功能集成的宽带移动通信系统，是满足未来市场需求的新一代的移动通信系统。
参 考 文 献
关键词 4G技术 移动通信 电信
中图分类号：TN916.2 文献标识码：A
0引言
由于采用不同频段的不同业务环境，需要移动终端配置有相应不同的软、硬件模块，而3G移动终端目前尚不能实现多业务环境的不同配置。由于3G系统以上的局限性，目前，很多公司已经开始着手4G 概念通信系统的研究。本文主要介绍4G概念通信的技术特点以及可能采用的关键技术。
1 4G概念通信技术特点
目前，业界专业人士对4G概念移动通信系统的共识主要有以下几点：
（1） 具有很高的数据传输速率。对于大范围高速移动用户（250km/h），数据速率为2 Mbit/s；对于中速移动用户（60km/h），数据速率为20 Mbbit/s；对于低速移动用户（室内或步行者），数据速率为100 Mbit/s。
（2） 实现真正的无缝漫游。4G 移动通信系统实现全球统一的标准，能使各类媒体、通信主机及网络之间进行“无缝连接”，真正实现一部手机在全球的任何地点都能进行通信。
（3） 高度智能化的网络。采用智能技术的4G 通信系统将是一个高度自治、自适应的网络。采用智能信号处理技术对信道条件不同的各种复杂环境进行结合的正常发送与接收，有很强的智能性、适应性和灵活性。
（4） 良好的覆盖性能。4G 通信系统应具有良好的覆盖并能提供高速可变速率传输。对于室内环境，由于要提供高速传输，小区的半径会更小。
（5） 基于IP 的网络。4G通信系统将会采用IPv6，IPv6将能在IP 网络上实现话音和多媒体业务。
（6） 实现不同QoS 的业务。4G 通信系统通过动态带宽分配和调节发射功率来提供不同质量的业务。
2 4G概念通信关键技术探讨
（1）正交频分复用（OFDM ）技术
第四代移动通信系统主要是以OFDM为核心技术。OFDM 技术实际上是多载波调制的一种。其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。
OFDM技术之所以越来越受关注，是因为OFDM 有很多独特的优点：
①频谱利用率高，频谱效率比串行系统高近一倍。OFDM信号的相邻子载波相互重叠，其频谱利用率可以接近Nyquist极限。
②抗衰落能力强。OFDM把用户信息通过多个子载波传输，这样在每个子载波上的信号时间就相应地比同速率的单载波系统上的信号时间长很多倍，从而使OFDM 对脉冲噪声和信道快衰落的抵抗力更强。
③适合高速数据传输。OFDM 自适应调制机制使不同的子载波可以按照信道情况和噪声背景的不同使用不同的调制方式。当信道条件好的时候，应采用效率高的调制方式；而当信道条件差的时候，则应采用抗干扰能力强的调制方式。再有，OFDM 加载算法的采用，使得系统可以把更多的数据集中放在条件好的信道上以高速率进行传送。因此，OFDM 技术非常适合高速数据传输。
（2）智能天线技术
智能天线采用了空时多址（SDMA）的技术，利用信号在传输方向上的差别，将同频率或同时隙、同码道的信号进行区分，动态改变信号的覆盖区域，将主波束对准用户方向，旁瓣或零陷对准干扰信号方向，并能够自动跟踪用户和监测环境变化，为每个用户提供优质的上行链路和下行链路信号从而达到抑制干扰、准确提取有效信号的目的。这种技术具有抑制信号干扰、自动跟踪及数字波束等功能，被认为是未来移动通信的关键技术。
（3）无线链路增强技术
可以提高容量和覆盖的无线链路增强技术有：分集技术，如通过空间分集、时间分集（信道编码）、频率分集和极化分集等方法来获得最好的分集性能；多天线技术，如采用2或4天线来实现发射分集，或采用多输入多输出（MIMO）技术来实现发射和接收分集。MIMO技术是指利用多发射、多接收天线进行空间分集的技术，它采用的是分立式多天线，能够有效的将通信链路分解成为许多并行的子信道，从而大大提高容量。
3结束语
4G移动通信系统目前还只是一个基本概念，4G网络的定义仍然还不明确，IEEE等标准化组织仍处于制定标准和规范的过程中。但是融合现有的各种无线接入技术的4G系统将成为一个无缝连接的统一系统，实现跨系统的全球漫游及业务的可携带性，是满足未来市场需求的新一代的移动通信系统，它将帮助我们实现充满个性化的通信梦想。
参考文献
