陈锋 钱慧 林一

摘要：移动通信原理是通信、电子、信息等专业的核心课程。该门课程的开设对于学生掌握移动通信技术具有关键的作用。本文分析了当前移动通信课程实践教学过程中存在的主要问题，并且基于LTE-Nanocell设备提出了一种移动通信课程实践的部署和教学方法。

关键词：移动通信；实践教学；Nanocell

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）23-0182-02

从国家“十一五”规划开始，宽带移动通信技术已经被列为我国的重点发展计划。近几年，从以GSM语音通话为代表的2G发展到高速率数据传输的3G，到今天我们广泛使用的速率可达百兆的4G[1]网络以及正在研究的5G网络，移动通信技术迅猛发展。技术的发展离不开人才的培养，相关企业和科研机构对移动通信技术的人才需求也在不断增加，尤其是高素质的移动通信人才。目前，很多高校都开设了通信工程、电子类和信息专业。其中，移动通信课程是通信、电子、信息等专业的核心课程。该门课程的开设对于学生掌握移动通信技术具有关键的作用。本文将围绕该课程的实践教学方法做深入的探讨和分析。

一、移动通信课程实践教学存在的主要问题

虽然各高校的移动通信课程的开设时间较早，其理论教学和实践教学方式也较为成熟，但目前仍存在一些问题，具体说明如下。

1.实践设备技术陈旧，与主流移动通信技术脱节。随着移动通信技术的发展，该课程的教学内容特别是实践教学由于开设时间较早，已和当前的主流技术脱节。例如，部分高校的移动通信技术实验课程安排的是2G技术的GSM移动实验，甚至于有些高校直接利用程控交换设备开展移动通信技术实验。而当前的主流移动通信技术已经发展到了4G，正在向5G技术演进。这类高校的移动通信课程的教学完全不能满足当前社会对移动通信人才的需求。

2.实践教学内容单一，课程间关联性较差。部分重点高校或者是电子类院校已经配备了移动通信实验室，而且也部署了当前的4G移动通信设备，如LTE基站设备。但通过调研我们发现，由于LTE基站设备价格较高，通常一个实验室仅部署一台基站。学生仅能通过教师的实验演示学习，无法独立操作，实验的实施效果较差。另一方面，移动通信技术和其他网络技术关联较大，如计算机网络、WLAN、光网络等。学生在移动通信技术实验过程中，如果仅涉及移动通信技术，则将缺乏对整体通信网络的理解和把握。

基于上述两个关键问题，本课题通过和福建三元达网络技术有限公司合作，共同探讨研究了基于LTE-Nanocell[2]的移动通信实践教学方法。

二、基于LTE-Nanocell的移动通信实践教学方法

1.LTE-Nanocell简介。为了满足未来移动通信的需求，中国移动研究院联合产业界提出了一种新型的集成SmallCell[3]和WLAN的移动接入产品，即Nanocell。Nanocell的主要特点是同时支持蜂窝网和WLAN接入，实现小基站和WLAN AP的集成，并且可以通过IP接口和网络相连。Nanocell虽然覆盖范围较小，但可以为运营商提供热点增强覆盖以及补盲覆盖，并且具有成本低和带宽高的特点。正因为其成本低，并且同时具有蜂窝移动通信网络和WLAN网络功能的特点，该产品非常适合于在实验室部署。在实验室部署中，各实验分组可以独立部署该设备，分组独立操作设备。我们知道，在利用上述所提的宏站方案部署中，容易对现有的移动网络造成干扰，且无法实现所有学生独立实验。而采用Nanocell进行部署由于其覆盖范围小，可以避免对现有移动网络造成干扰，学生也可以独立操作，提高实验效果。

2.LTE-Nanocell移动通信融合实践部署。本系统方案中融合了LTE移动通信技术以及目前主要的通信接入技术，包括PON[4]、EOC[5]、TCP/IP技术，把它们整合为一体，再加上音视频服务器、数据服务器和终端设备组成一个三大网络融合的实验室，不仅实现了LTE、PON、EOC、TCP/IP物理传输、接入技术的融合，也实现了语音、视频、数据的融合。同时，彼此之间也可以单独作为一个子系统来实现语音、视频、数据，且系统之间可以随意组合使用，本系统方案可以给学生提供一个符合实际操作现场的全程全网的实验、实训环境，学生可以自己组建各种通信网，并从中了解各种网络传输及接入技术，對培养学生的通信系统观念、多理论知识的综合应用水平、实际设备和测试仪表的操作能力等都会有本质的改观。

3.融合实践教学内容。基于Nanocell的移动通信融合实践教学内容主要包括LTE实验、WLAN实验、PON实验、EOC实验和综合实验几个部分。其中LTE实验是融合实验的关键部分，主要侧重于LTE相关技术实验，包括LTE基站与EPC信息交互、UE与LTE基站信息交互、UE接入、UE附着、UE通话以及LTE切换等实验。通过这部分实验学生可以熟悉了解LTE的基本原理和信息交互流程。WLAN实验主要包括胖瘦AP的配置、无线网卡接入AP的报文交互过程以及信道优化等。PON实验主要包括ONU的MPCP发现、注册、OLT基本VLAN功能实验和组播实验。EOC实验包括EOC自动发现、VLAN功能等实验。综合实验基于上述实验，将各种技术互连互通，比如搭建图2所示的实验环境。综合实验关键在于让学生能够了解各种技术的融合应用方法，比如LTE和WLAN在技术融合下，服务器的多媒体资源既可以利用WLAN接口进行访问，也可以利用LTE进行访问。

4.融合实践教学特点。本文所提的LTE移动通信的实践教学具有以下几个特点：（1）所提融合方案包含了现有通信领域中几种主要的传输接入技术，包括路由交换、光纤网、4G和同轴网，可以培养学生综合的通信技术能力，学生也可以根据自己的兴趣挑选一种通信技术作为深入研究。（2）融合实验室采用小型终端设备（室内小基站、小型ONU、EOC终端），实验室可以根据两个学生为实验小组单位部署设备来提高学生的参与度。（3）融合方案设备配置可以实现教师教学与学生实验同步进行，提高实验教学效果。

三、结语

本文分析了当前移动通信课程实践教学当中存在的一些问题，介绍了基于LTE-Nanocell设备开展移动通信融合实践的教学方法，相比于传统的基于LTE的宏蜂窝基站实验室部署，LTE-Nanocell设备具有价格低和学生操作性好等特点。并且，本文所提的利用LTE-Nanocell设备联合PON设备可以让学生掌握WLAN技术、PON技术以及这些技术的融合应用方法。

参考文献：

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