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引言
从2009年以来,通信行业逐步经历了3G到4G网络建设,形成了包括信息运营服务,终端建设服务等业务的产业增长链。通信行业的迅猛发展也提高了对通信人才的需求。在此情况下,高职院校移动通信技术专业的学生无疑迎来了一个良好的发展机会,同时,也对高职院校学生的素质提出了更高的要求。要想更好的使学生从《移动通信原理与应用技术》这门课程中受益,逐步适应社会发展的各项需求,就必须以高职院校为改革的主体,以当前学校所拥有的一系列的岗位为出发点,对传统的移动通信课程进行改革,以求使学生增强自主创新能力,发扬科学首创精神,同时也希望通过移动通信课程的学习实现学与做的一体化,着眼于解决现实问题。
1传统的《移动通信原理与应用技术》课程的弊端
传统的《移动通信原理与应用技术》这门课程在教学的过程中主要是以理论讲授为主,教学过程中多采用按章节模块化的教学。但是,这门课程没有必要合适的实践环节,学生学习这门课程后基本不具备一定的社会适应能力。虽然对这门课程已经有了基础知识的掌握,但是在正式参加工作时仍旧需要花费过多的时间来专门进行培训,这样就在很大程度上减弱了学习的效果,使得传统的课程学习不能够很好的满足高职院校所制定的相关目标,不能培养出专业技能型的学生。
2传统《移动通信原理与应用技术》的改革思路
针对传统的移动通信教学的弊端,着眼于当前各大企业对移动通信人才的需求,我们能够看到,高职院校毕业的学生,在就业的过程中,他们大多会倾向选择一些操作性的岗位,而企业对这些学生的要求也比较高,他们希望学生在参与到工作时就能够实现与企业的完全对接,能够直接上手参加工作。因此,就这一情况,高职院校在改革过程中,应该主要还是让学生对一些基础性的理论进行了解,这些仅仅是属于比较基础性的,不必进行过于深的探讨和研究。学生只需要对相关的理论进行认知即可,如果在教学过程中对相关部分需要重点把握的,可以适当的进行深入说明。在课程教学中,可以大力加强介绍当今新兴的前沿技术成果,让学生能够对移动通信这一行业进行了解,以便于加快拓展学生的知识面,以此来提高学生动手实践能力。总体而言,对传统的移动通信课程进行改革,就必须在基础知识理论学习的中,不断的提高实践教学的环节,这样有助于将课本学习与实际应用相结合,更大程度上提高学生融入企业的能力。
3课程项目化教学建设方案
针对当前高职院校移动通信技术等相关专业的发展现状,需要对《移动通信原理与应用技术》这门课程教学制定相关建设方案。这些课程建设方案,有助于将这门课程进行清晰的定位,把握这门课程的发展目标,从而更好的进行教学。
3.1项目化教学定位
《移动通信原理与应用技术》作为移动通信技术专业的一门核心课程,要求这一专业的学生进行必修。这门课程在整个学习过程中主要起中间承接的作用,在这门课程之前,主要修学习的是通信原理、微波与天线技术、电路余电子技术等课程,后期主要学习无线网络优化、光纤通信技术等。通过对这一课程进行学习,致力于构成全面的知识结构,学习基本的理论,把握好关键性的技术,提升自身素养,着眼于增强学生各项能力,包括对通信设备进行开发,工程设计以及系统进行维护等。这门课程致力于将学生培养成创新型的人才。
3.2项目化教学培养目标
在高职院校中,开设这门课程,主要是面向于相关岗位群,例如无线通信设备调试、工程安装、移动通信售后服务等。通过对移动通信技术课程的学习,以及相应的实践,目的在于使学生能够掌握扎实充分的理论知识,具备通信技术技能,使学生能够通过学习走向一线的操作性技术岗位,对通信设备进行专业性的维护,运营技术岗位,从而不断提高学生的专业技术能力、方法能力以及适应社会的各项能力。项目化教学培养目标的实现,需要师生之间的共同努力,要求教师能够把握好目标,指引学生,让学生在大目标的前提下来学习,以使学生不偏离于目标。
3.3课程设计的思路
这门课程在培养学生的过程中,主要是从移动通信这一总体性的视角出发,注重培养学生适应就业的能力,掌握专业岗位所需要的基础性的知识,基本上沿着基础理论、基本技能以及专业技能这三个部分进行逐步式的提高。教师要能够与相关企业建立起联系,通过不断对企业的各方面需求进行了解,使得学生能够对自己知识的掌握情况进行了解,把握所学知识的定位和目标,基本上让学生做到学以致用,能够以自己所学的知识为理论支撑,同时不断涉猎相关的知识,尽可能的拓宽自己的视野。
3.4就业方向的教学设计
《移动通信原理与应用技术》这门课程,注重培养学生各方面的实践能力。以学生就业为实际的导向,通过学校和企业相结合,采用系统化和模块化的方式来架构内容体系。这门课程在设计过程中,其思路主要是按照对社会性的需求进行分析,对岗位进行分析,设计教学情境以及评价体系这些阶段来逐步实现的,而这一过程通常是合理并且良性发展的。
3.5教学项目设计
针对高职院校课程教学,可以从所给出的教学大纲出发,在设置板块的过程中,采取由浅入深的方式来设置相应的模块,而这一模块应该从理论和实践两方面进行组合,在教学过程中教师应该注重把握二者的比例,尽可能的设计为1:1。
3.6项目小组教学
采用项目小组教学,需要将学生分成若干个小组,让这些小组模仿企业的运作模式,以提高学生各方面的综合素质为目标,以最终更好适应企业工作环境为目的,这对进一步的提高学生各项的社会能力、方法能力以及培养企业需要的专业性的能力具有极其重要的意义。小组教学过程,离不开相关实验操作。而对于实验则与传统的方式有很多的不同。传统的实验方式大多数都是先由教师进行讲解,学生在老师的指导下参与实验。而这样的教学模式,实质上是学生在被动的接受着教师的引导,其所获得的实际效果有待提高。而项目小组教学则不再是采用传统的方式,让学生自主完成各个项目,从而不断提高学生的自主创新能力。
3.7多样化的考核方法
考核方式可以尽可能的多样化。考核内容包括了课堂上学生的出勤情况,学生在课堂中的一些表现,作业完成情况以及最终考核成绩。其中,考核应该注重于过程性评估和结果性评估,既要对学生平时的表现进行评价,同时也要通过书面考核形成评估。通过多样化的考核方式,才会更好的体现学生的学习效果,从而促进教师改变教学方式,进一步提高教学。
4结语
当前,高职院校在《移动通信原理与应用技术》这门课程教学过程中存在着很多的问题,严重制约着高职院校的发展。新形势下,只有把握移动通信的发展趋势,将其很好的融合到课堂教学中,加快项目化课程建设,才有可能紧跟时代的脚步,不断提高自己的学习效果。
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【关键词】 室内分布系统 无源监控管理系统 应用
移动通信室内分布系统的应用极大的提高了移动通信网络运行质量。有源监控和无源监控是主要的监控管理方式。目前,有源监控系统实现了全面监控,但无源部分依然需要一套完整的、有效的设计方案。有源监控就是具有有源传感器,需要定期供电,存在一定的麻烦。而无源端口则无需充电,且效果更加理想,文章主要探讨这一方案的实施。
一、无源监控管理系统的需求及管理难点分析
1、无源监控管理系统的需求分析。随着4G网的普及,无源监控系统的市场需求增加。该系统主要是由室内天线、耦合器、功分器及馈线构成,对室内网络质量有直接影响。无室内分布系统应用范围广泛,包括新建的高铁、地铁、宾馆以及大型商场所内均有应用。由于一些系统处于隐秘状态,存在一定的问题,因此对其监管是必要的。这使得无源监控管理系统的需求量增加。移动通信行业在发展过程中,始终坚持服务客户的理念,应对这一庞大的工程,如何设计低成本、高质量的元件成为行业发展重点研究的话题。并将设计目的转变为全面监控,减少4G网运行的安全隐患。无源监控系统的优势在于可以对无源双回路进行评估,确保网络运行平衡。未来,这一需求将进一步增加,但是如何控制器成本,并保证其安全和可持续发展都将成为运营商研究的课题。
2、无源器件检测难点。技术上的缺口是实现这一检测方式最大的问题。首先,检测方面,要将无源器件应用于室内天线系统,需提前对其进行检测,但是一由于该系统元器件庞杂,对检验技术和检验设备都有较高的要求。目前,尚不能实现在线检测,检测效率不高,不利于其在室内分布系统中的推广。其次,管理上,无源器件的分布广泛,很多位于隐秘处,在管理上存在一定的难题。位于一些特殊场所的监控系统也很难实施检测,存在安全隐患、资源不足等多个问题。
二、无源监控管理系统的应用检查
无源监控管理系统的检测范围包括室内天线、耦合器、功分器和馈线,对所有器件均需采用全面管理的方针。检测过程采用抽样检测,但是要尽量增加样本数量和检验次数,确保购进系统的安全性,保证应用效果。工程安装过程是导入无源监控管理系统的主要方式,安装过程要参考安装位置结构以及主要目的,对施工工程进行监督,保证安装质量。无源监控系统可用于大型商场的楼宇、办公室和商业区等地,根据不同地区的特征,设计应具有针对性。实施第三方监理,检验工程安装是否合格,并且对关键技术和性能进行检测。最后,在运营阶段,也是保证无线通信网络正常运行的关键步骤,是发挥无源监控系统作用的机会。运行阶段主要是保证各个器件的运营正常,包括对功分器端口驻波和电平分配,对耦合器的耦合度以及破损检查、对天(馈)线的端口、角度和驻波比检查。保证各项指标在规定范围内是无源监控管理系统在移动通信中应用的基础。无源监控系统肩负着通信安全的重任,检测方式要正规,并且要及时维护。
三、无源监控管理系统的应用
应用于移动通信室内分布系统中的无源监控系统主要是由物联网传感器、接收信息平台和云平台组成。将物联网传感器与无源网络的各个节点相连,可以采集节点的正向功率和反向功率数据。采集后传输至接收信息平台,并由信息接收平成数据的处理和打包工作,打包后传输至云平台,享受云服务功能。云服务功能包括对节点数据的分析,获得节点驻波、插损和电平指数,判断其运行状态。无源监控管理系统应用于移动无线网络的核心技术是无源RFID系统,无源RFID可以实现对器件的全面检测,保证器件的运行安全,促进移动运营商的发展。通过无源RFID获得节点参数,并实施检测和监管措施,保护运行效率。另外,还可对插损进行优化,出现问题后立即缶,提示处理。目前,无线监控管理系统已经在我国移动通信室内分布系统中具有广泛的应用,实现了对室内通信系统的有效检测,保证了布线合理,确保了运行安全和运行效率,取得了较好的效果,系统的核心技术也已经申请国家专利发明。其主要功能将进一步拓展,其中包括功率检测功能、传感器技术小型化及软件算法等。
四、总结
无源监控管理系统在移动通信室内系统中有重要作用,采用无源监控的优势在于统一网管,实现了对问题的全面检测,保证了无线移动通信网络的稳定运行。在物资和成本消耗上,无源系统无需持续供电,明显降低了成本。在4G双回路的平衡性检查上,传统的方式并无有效手段,但采用无源监控系统后,下载速度加快,尤其是与MIOTSS室内系统结合使用后,效果理想,因此应在室内通信系统中推广应用。
参 考 文 献
【关键词】直流远供 本地交流供电 分布式基站
1 引言
随着移动通信技术的不断发展,基站设备的形式发生了很大变化,从传统的集中式向分布式方向发展。分布式基站是指基站的数字基带处理部分和射频部分作为各自独立的模块分开放置并通过光纤相连的一种基站模式。其中,基带单元BBU和射频单元RRU设备体积小、安装灵活、适应环境能力强,可以减少机房和空调等配套设施,降低了基站安装成本。分布式基站的低成本、环境适应性强、工程建设方便等方面优势,使得其在各大运营商的移动通信网络建设中的应用越来越广泛。
从工程经济性、便利性、可靠性等方面考虑,分布式基站设备的供电方式和传统基带/射频一体化基站有很大不同。当射频单元安装位置距离基带设备较远时,必须选择基带和射频设备分散独立本地供电。而选择本地交流供电,由于设备比较分散,需要多处引接交流电源,配置多套独立不间断直流电源或UPS设备,其工程费用和电源设备费用较高。此外,如设备安装在野外或者无本地交流电源的地方,单独为分布式基站或小型覆盖基站建设交流供电困难,特别是距离较远时高压引入费用高昂、工程周期长,影响基站建设进度。
针对上述情况,本文分析了分布式基站和小型基站的网络特性,在现有通信网站点分布的基础上,采用高压直流远供方式,对电源独立远供系统在分布式基站的应用进行了技术和经济分析,并在工程建设方面和施工安全方面提出相关建议。
2 基站供电方式
2.1 传统供电方式
针对现在的分布式基站,传统的供电方式主要为集中供电和分散供电两种,详细比较结果如表1所示:2.2 直流远供
直流远供电源系统分为信号耦合远供系统和电源独立远供系统。信号耦合远供系统是通过通信电缆(一般是数据电缆)传送电能,适合有数据电缆接入的通信系统,如PHS、WLAN等小功率接入设备;电源独立远供系统是通过单独设置的电力电缆来传送电能,可传送中等功率设备,适合有光缆接入的通信站点,包括分布式基站、小型基站和接入点等。
直流电源独立远供系统是指将位于通信机房内的-48V直流设备经过局端设备进行升压(120V~400V),再通过拉远电缆输送到远端,由远端设备降压至-48V给后远端通信设备供电。直流电源独立远供系统示意图如图1所示:
根据基站RRU的分布位置和数量,可以构成一对一的简单结构(即一个局端设备对一个远端设备)或者一对多的结构(即一个局端设备对多个远端设备)两种情形。多个远端设备根据位置的不同,和局端设备连接形成星型和链式结构。星型结构与楼宇覆盖、小区覆盖、偏远村庄覆盖等团状情形相适应;链式结构与高铁、高速覆盖等线型覆盖相适应。此外,还有由两种结构组合而成的混合结构。
对于偏远地区的分布式基站或者小型基站,如无本地交流电源或交流接入距离太远时,可由附近的基站提供不间断直流电源通过直流远供方式供电。分布式基站的远端设备由基站内直流电源拉远供电,拉远方式可选用星型布置或链式布置,拉远距离应考虑远供成本与基站的覆盖范围相适应。如果距离较远时,应提高线路的供电电压或者减小拉远电缆的电阻。
电源独立远供系统的特点包括:一是基站远端负荷小,覆盖区域不大,优先选用户外基站设备,无需建设机房;二是采用光缆传输,拉远电缆和光缆一起敷设,可以大大降低施工成本;三是基站无交流电源引入或者电源引入不方便,需要多重协调的场合,采用拉远供电可以方便施工和维护。由于增加了局端和远端设备,以及拉远电缆的影响,远端设备的供电质量比局端低。为了防止拉远供电在远端多次转换,降低远供效率,远端设备应优先采用直流方式工作。
2.3 直流远供远端电压和距离分析
根据通信电源的技术要求,供电线路压降一般不大于输出端电压的15%,远端每个射频单元的负荷按250W计算,根据基站的配置,分布式基站或小型基站的负荷按250W、500W和1000W三种配置核算,拉远电缆选择铜芯阻燃铠装电缆。局端设备的输出电压分为三个等级,分别是140V、280V和400V。
在不同的局端设备输出电压和远端功率需求下,以拉远电缆线路压降15%为门限条件下的最远传送距离如表2所示。
3 应用场景
3.1 楼宇及小区覆盖
(1)场景特点
楼宇及小区覆盖站点密,与周边宏站距离较近,远端基站一般采用光纤拉远基站设备,远端基站和主站的距离为0.1km~2km。楼宇覆盖一般是单体建筑物,也有覆盖多个建筑物的情况,拉远基站设备分布在建筑物的各处,基站设备功率小,均安装在室内场所。小区覆盖站型特点是站点数量多且分散在多个建筑物,基站设备功率小,可以选择室外安装。
(2)适用方案
楼宇覆盖和小区覆盖基站采用分布式基站,将BBU安装在附近的电信局房或基站机房,BBU安装的基站机房作为近端站,RRU安装在楼宇井道或天线现场。采用直流电源独立远供系统,利用近端站直流电源系统为远端基站提供直流电源,RRU选择户外安装型号,可以大大降低对机房和本地交流电源引入需求。远供电缆和光缆一同敷设,施工和维护较方便。
以典型楼宇覆盖和小区覆盖基站为例。该场景中设置一个近端站BBU,三个远端基站覆盖楼宇,每个远端功率约为250W,分别与近端站距离为100m、200m和300m,远供方式选择链路型结构,选用140V电压规格;同时设置三个远端基站覆盖小区,每个远端基站功率约为500W,与近端站距离分别为300m、500m和700m,远供方式选择星型结构,选用140V电压规格。
相应的远供电源系统如图2所示:
远供系统电源设备详细配置如表3所示。
3.2 偏远村庄覆盖
(1)场景特点
偏远村庄覆盖主要解决移动通讯覆盖,覆盖区域大,站点数量较少,基站站距一般为3km~6km。由于覆盖距离远,因此基站设备功率较大。
(2)适用方案
偏远村庄覆盖选择分布式基站,将BBU近端站安装在附近交通和市电比较好的站点,远端基站安装在基站现场,远端基站RRU设备由近端站的直流电源系统远供。RRU室外安装时,不需要远端基站的机房和本地交流电源引入。远供电缆和光缆一同敷设。
以偏远村庄覆盖基站为例。该场景设置三个远端基站,每个远端基站负荷约为1000W,均距近端站5000m,远供方式选择星型结构,根据压降测算,选用400V电压规格。
相应的远供电源系统如图3所示。
远供系统电源设备详细配置如表4所示。
3.3 高铁、高速覆盖
(1)场景特点
高铁和高速覆盖主要解决沿线的覆盖,站点数量一般,沿铁路和公路沿线分布,站距一般为1.5km~3km,覆盖范围有限,基站功耗较低。典型高铁基站分布示意图如图4所示。
(2)适用方案
以高铁和高速覆盖基站为例。假定该场景中设置八个远端基站,每个远端基站功率约为500W,远端基站呈线形分布,两个远端基站相距2500m,远供方式选择双向链路型结构,近端站位于链路的中心,选用400V电压规格。
相应的远供电源系统如图5所示。
远供系统电源设备详细配置如表5所示。
4 投资分析
电源独立远供系统和本地交流供电两种供电方式的工程内容有很大的差异,具体如表6所示。
下面以前述的高铁、高速覆盖基站直流电源独立远供系统和本地交流供电系统设计的投资作对比,结果如表7所示。
由表7可知,在设备费用方面,远端基站较多时,直流远供比本地交流引入的设备费用少;远端基站较少时,直流远供比本地交流引入的设备费用多。在工程建设方面,直流远供和本地交流供电的拉远电缆材料及施工费用与电缆的长度相关,同样的距离,本地交流引入包括交流电源引入电缆及敷设、新建管线等成本,新建管线成本比较大;而直流拉远主要为拉远电缆及敷设。电缆沿光缆的管线敷设,这是直流电源独立远供的一大特点。在本地交流引入距离较合适的情况下,建议采用本地交流供电;如距离较长或者无本地交流引入时,则采用直流电源独立远供方式。
5 结论
电源独立远供系统适合中等负荷的远端光纤拉远基站,其负荷范围为从几百瓦的单个RRU到一至二千瓦的多个RRU基站。140V的远供系统安全度远高于280V和400V的远供系统,因此在人员密集的城区基站,供电距离小于1km时,应优先选用140V远供系统;供电距离在1km~3km时,选用280V远供系统,此时需要保证远供系统的安全距离。偏远村庄覆盖基站和高铁、高速覆盖基站一般人员较难到达,采用架空或埋地敷设时选用400V远供系统。具体情况如表8所示。
由以上可知,电源独立远供系统在移动通信基站中应用优势明显,可以根据实际情况选用。
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回顾无线电技术发展历程可以发现,一方面,技术的进步提高了频谱使用效率。例如,在公众移动通信领域,从FDMA到CDMA,再到OFDMA,频谱使用效率越来越高。随着近几十年来无线电技术的发展,传统的通信网络发生了很大变化,通信网与计算机网、互联网的融合成为必然。基于宽带移动通信技术,今天我们构建了一个功能强大、无缝覆盖的异构网络,在这个网络里面实现频谱资源共享,极大地提高了频谱资源的使用效率。
另一方面,技术的发展也加剧了不同业务、不同部门间的用频矛盾。公众移动通信技术在近几十年里取得了高速发展,国际移动通信系统(IMT)频谱资源不断拓展,对无线电业务共存格局产生了影响,特别是对广播业务、定位业务、卫星业务使用频率形成了冲击。在国内,广电、铁路、科研、国防等行业、领域在无线电频率使用需求方面存在矛盾。在频谱资源紧缺的情况下,这给我国的无线电频谱资源管理工作带来了巨大挑战。
如何应对宽带移动通信迅速发展给频谱资源管理带来的挑战?应从三个方面考虑:
首先,开发利用更高频段。我国移动通信最早使用短波技术,近五十年来从短波发展到超短波。随着无线电技术应用的发展,各行各业对于无线电频谱资源的需求越来越大,所使用的频率带宽、信道带宽逐渐增加。如今,微电子技术的进步,让高频段频率用来支持通信成为可能。众所周知,我国的GSM网络使用900MHz频段和1800MHz频段;第三代移动通信(3G)网络规划使用2.1GHz频段和2.3GHz频段;对于第四代移动通信(4G)频率,新规划了2.5GHz~2.69GHz频段。与此同时,WiFi和WLAN等技术作为宽带无线接入的重要方式,是IMT的有益补充。美国、日本、韩国等国家在规划IMT频率的同时,也规划了部分频率支持WiFi和WLAN技术。在我国,下一步将规划5GHz频段上的频率用于宽带无线接入。
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