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刘小莉
, 王俊, 余翔, 张家波, 刘鸿
重庆邮电大学 通信与信息工程学院,重庆 400065
LIU Xiaoli, WANG Jun, YU Xiang, ZHANG Jiabo, LIU Hong
中图分类号: TP391
文献标识码: A
文章编号: 1006-7167(2017)05-0154-03
收稿日期: 2016-06-23
网络出版日期: 2017-05-20
版权声明: 2017 《实验室研究与探索》编辑部 《实验室研究与探索》编辑部 所有
基金资助:
作者简介:
作者简介:刘小莉(1980-),女,四川遂宁人,学士,讲师,主要从事通信工程规划与设计的教学和研究。Tel.:13527555281; E-mail:liuxl@cqupt.edu.cn
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摘要
阐述了重庆邮电大学移动通信与网络国家级实验示范中心LTE移动通信实践教学平台的组网构建和实训项目的设置。平台建设包括TDD、FDD两种LTE制式的硬件平台建设和软性的教学资源建设,采用运营级设备,并与现有实验平台联合组网,形成了模拟运营商的全程全网、全业务的下一代融合信息网络实验实训平台。该平台服务于本校的教学和科研工作,同时也能扩大移动通信与网络国家级实验示范中心在信息类高校中的辐射示范作用。
关键词：
Abstract
This paper presents the networks design and training programs setting of LTE mobile communication training platform in Chongqing University of Posts and Telecommunications, which belongs to the Mobile Communications and Network State-level Lab Center. Cooperating with other platforms of the lab, the platform consists of hardware, software, and teaching resource, then forms the next generation fusing information network training platform simulating telecom operators network, and provides full-fledged services. It has been widely used in the teaching and research, and expands the experimental efforts of the lab center in the other information colleges and universities.
Keywords：
随着移动互联网的快速发展、LTE在全世界的快速商用,移动通信已进入LTE时代[1];并且随着国内TD-LTE运营牌照的发放,各大运营商纷纷部署自己的LTE网络,LTE产业的发展将需要大量的LTE技术人才。信息通信类高校作为信息通信专业人才培养基地,应该承担培养LTE技术人才的重任。但目前实验室有不少设备逐步落后、过时,不能满足通信专业教学需要。行业的高速发展推动了高校实验室的建设,重庆邮电大学以“中央地方共建实验室”为契机,根据信息类本科、研究生教育教学的实际状况,部署和建设了LTE专业实践教学平台,建立起以学生能力培养为核心系统的下一代融合信息网络实验实训平台,服务于本校的教学和科研,并推动移动通信与网络国家级实验示范中心对行业和相关院校的辐射示范作用[2]。
LTE实训平台分为硬件建设和软性教学资源建设两个部分。LTE实训平台建设目标就是推动新技术、培养适应行业需求的人才。通信行业的发展极大推动了通信工程专业的发展[3],其发展趋势决定了通信专业新平台需要向行业看齐,同时实验平台是学生探索知识、创新发现的场所,引入新技术,便于学生了解通信新技术,并启发学生的创新开发意识,从而提升学生的就业竞争力,也进一步推动通信新技术在行业中的应用[4]。除建设硬件平台外,软件教学资源建设亦是新平台建设需要考虑的重点,实训平台建设要充分考虑教学的开展,首先是要服务于教学[5]。新建LTE实训平台需要与实验中心现有的无线通信系统、光传输系统、交换平台等实训平台联合组网,实现模拟电信运营商现网环境的整体通信网。
因此,LTE实训平台是要建设基于现有实验网的、全程全网全业务的下一代融合信息网络实验实训平台,服务于本校的教学和科研,并努力扩大移动通信与网络国家级实验示范中心的辐射示范作用。
实训平台硬件建设方面主要从新建LTE实验网、LTE仿真教学平台及LTE智能终端开发平台几个方面着手,同时整合本实验中心现有的实验资源,形成以IMS为核心网、以PTN为高速分组传送网、以高速光纤接入(GPON)和高速无线接入(LTE)为高速宽带接入网的高速融合信息通信专业实验网络。
(1) LTE实验网应兼容TDD、FDD两种制式以满足行业需求,包括演进的分组核心网(EPC)、演进型陆地无线接入网(E-UTRAN)和用户终端设备(UE)3个部分[6]。考虑各大运营商采用的LTE制式,核心网兼容TDD、FDD两种制式[7],无线接入侧TDD和FDD分开建设,能够实现语音通话、高速无线数据通信、即时通信等业务。LTE实验网采用网管软件与实验软件联合管理,解决运营级设备不能满足多人多次上机实验的问题。能够实现实验管理功能,设备网管功能能够对LTE实验网设备进行统一管理。
(2) 基于LTE实验网的LTE系统仿真教学平台,能够仿真基站概预算、仿真LTE基站规划、仿真LTE核心网组网等功能[8]。仿真平台与LTE实验网配套,能够与LTE实验网进行业务验证。仿真平台采用服务器/客户端模式,一台服务器可支持40个客户端同时授课,即可供40名学生同时使用。
(3) 新建LTE智能终端开发平台,包括智能开发终端硬件和Android、iOS等操作系统[9],既可作为普通LTE实验终端用,也可进行软硬件二次开发,作为移动互联网软硬件创新开发平台。利用此平台开展学生创新实践活动,同时为老师、研究生提供科研平台。
LTE实验网如图1所示。
LTE实验网将与本实验中心现有的高速PTN光传送网、IMS核心网、VoIP软交换设备、TD-SCDMA核心网、高速光接入网等实现网络融合[10]。
以10G PTN分组光传送网作为整个实训网络的承载网,TD、LTE的基站信号均通过PTN环网进行传送至TD核心网和LTE核心网。GPON光接入平台的数据业务可以通过PTN环网承载,与校园网对接访问外网。LTE核心网通过VOLTE服务系统和IMS核心网对接,实现LTE语音业务的互联互通。建成后的实验室高速融合网络拓扑如图2所示。
通过LTE专业实验平台的建设,本实验中心将与设备商及其代理公司进行长期合作,不断完善实践教学体系,实施校企联合师资队伍建设、实验实训教材建设、新课程开发、联合授课等。通过联合教学资源建设,提高师资队伍水平,尤其是提高中青年教师的实践教学能力和科研能力,完善移动通信技术课程体系[11]。争取将LTE移动通信实践教学平台建设成为本地区LTE技术培训中心,为我国西南地区的高校通信专业学生、企业员工提供培训服务,支持我国西南区域信息产业的发展。
(1) 师资队伍建设。新建LTE实践教学平台可继续实践特色鲜明的校企互动式师资能力持续提升机制。通过购置LTE实验网相关平台,激励和支持实验教师直接进入国内知名通信企业学习,通过融入行业,持续提升师资水平;不断提高实验中心师资队伍水平,尤其是中青年教师的科研实力,通过教师的最新研究成果反哺教学,提高教师教学水平[12]。在LTE建设过程中,可以通过随工培训、现场培训、假期培训、工程现场实习等几种模式进行师资队伍培训。
(2) 教材建设。新增LTE实践教学平台计划和企业合作编写实验实训教材1本,共同开发LTE实践教学课件,使移动通信技术与网络系列实训教材更加完整。
(3) 校企联合课程建设。LTE课程开发的目标是学校与企业一起建立基于工作任务驱动,工作过程为导向的人才培养体制和针对性的课程体系,最终形成具有工程教育特色的课程体系[13],实验中心与企业合作进行联合课程开发,定期探讨课程建设的条件和实行办法,结合学校课程设置和实验室建设内容共同建设好国家级实验示范中心。
(4) 校企联合授课。在LTE实践教学平台建设的初期阶段,为了确保实验室能够顺利进行实践教学工作,实验中心和企业合作开展联合授课,学校在进行专业实践模块授课时,邀请相关公司派遣高级工程师到实验室承担一定学时的授课,顺利完成LTE专业实践课程的授课;学校在进行专业课程实训时,邀请相关公司派遣高级工程师到校进行实训指导。
该专业实训平台建成后,可以就LTE系统产品、网络架构、部署策略等LTE移动通信系统项目、LTE系统仿真实训项目、LTE无线网络规划与优化3个方面进行实训和研究,同时结合现有IMS、PTN、TD-SCDMA、宽带接入等实训平台设备,开展联网设计与调测等实训项目。
(1) LTE移动通信系统项目包括系统认知实习类、系统配置类、维护测试类和综合分析设计类项目;使学生了解网络架构、接口协议、关键技术、信令流程等LTE的基本原理,并掌握LTE设备的现场维护技能,包括产品架构、典型配置、设备管理、传输管理无线管理等。同时可根据行业人才需求,针对不同岗位、不同层次、不同领域进行技术培训,培养学生设备调试、业务开通、系统维护、故障处理等技能,全面掌握LTE接入、核心交换等LTE移动通信技术,让学生在学校实验室中能掌握到行业领先的LTE移动通信技术。
(2) LTE系统仿真平台实验实训项目主要包括LTE系统硬件组网仿真、终端模拟接入仿真、系统数据配置及仿真分析、系统设备告警上报等功能仿真、网络仿真及分析等5个部分。通过模拟真实系统的各种环境、操作维护平台、建站环境和MML业务配置界面,完全模仿真实业务数据配置,并与实验平台配合,使学生更好地掌握LTE移动通信基本原理,熟悉LTE设备的数据配置和系统操作维护。
(3) LTE智能终端开发平台属应用开发类平台,涉及到软硬件的开发设计,可根据硬件和iOS、安卓等软件开发环境,通过开放的软硬件开发接口,开发基于LTE移动通信网络的多种应用项目,使感兴趣的同学可以从事相关研发设计学习。
(4) LTE无线网络规划与优化包括网络规划优化流程、LTE网络规划、LTE网络路测及优化等几个部分[14],使学生掌握LTE无线网络规划优化的原理、流程、优化工具平台、优化经验和典型的优化案例,成为能够从事无线网络规划设计、优化等工作的高素质、高技能人才。
(5) LTE与分组传输实验平台PTN、VoIP系统、IMS、TD-SCDMA、宽带接入系统联调实训项目,从通信业务到传输网络到接入网络各个环节开设网络联合组网及调测实训,使学生理解全程全网的概念,初步具备通信网络工程师的素质。
LTE移动通信实训平台是中央地方共建示范实验中心项目,也是基于通信行业的新技术而建立的平台。LTE新平台将与学院原有的各个网络平台整网运行,并开展基于LTE平台和融合平台的实验实训项目,起到了良好的教学效果,学生对通信网络结构和移动通信新技术有了明确认识,得到学生和企业的好评。当然,我们还需要通过不断的教学实践和改革,不断完善实验教学体系、方法和内容,培养高质量的通信人才。
The authors have declared that no competing interests exist.
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LTE产业发展分析和展望 [J].DOI:10.3969/j.issn.1000-0801.2014.03.002 URL [本文引用: 1] 摘要
LTE作为新一代无线通信技术,从2008年标准提出与确立至 今,获得飞速发展,截至2013年底,已在全球部署260个LTE网络.随着2013年12月我国TD-LTE牌照的发放,TD-LTE已成为当今国内移 动通信市场最受关注的热点技术.结合当前全球和国内移动通信领域的发展情况和驱动因素,阐述了LTE成为移动网络主流发展技术的必然趋势.之后,通过对 LTE商用化发展现状的分析,讨论了我国TD-LTE牌照发放对TD-LTE全球化发展带来的优势和动力,并对LTE尤其是TD-LTE的发展前景进行了 积极展望.
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| [2] |
三网融合实验教学平台建设与实践 [J].DOI:10.3969/j.issn.1006-7167.2011.12.039 URL [本文引用: 1] 摘要
结合重庆邮电大学中央地方共建三网融合示范实验中心项目,介绍了学校三网融合实验平台的设计实现方式。对该平台上的实验教学方式进行了研究与实践,大大促进了学校通信教学环境的整体发展,通过专业实验实训相关内容的开展,提高学生的综合应用能力,取得良好的效果。
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通信行业现状和发展趋势 [J].
通信是一座桥梁，它是现代文明传播的前提，是全球化发展的首要条件。大千世界，我们不难发现通信行业的影子可以折射到生活的方方面面。在军事领域，通信实力也绝对是军事力量中的中流砥柱。在生活上，比如公司间的视频会议，友人间国际长途，休闲时的网上冲浪。这些都是通信产业的发展带给我们生活方面的改变。90年代初期，网络的一词的出现对于那时的我们来说绝对算的上是一个新鲜的事物，因特网的兴起直接带动了多媒体信息技术的蓬勃发展。短短几年，我们国家的信息化发展进程取得了很大的进步。这也极大地推动了通信工程专业的发展，现如今，在军事领域，科技领域，通信行业都展现出了他的强大发展势头。
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| [4] |
通信工程专业的实践教学体系建设 [J].DOI:10.3969/j.issn.1006-7167.2013.08.044 URL [本文引用: 1] 摘要
为了提高本校通信工程专业学生的实践应用能力，并夯实理论基础，对通信工程专业的实践教学体系进行了研究和探索。在进行充分调研的基础上，根据教育部教指委制定的“高等学校电子信息科学与工程类本科指导性专业规范”，基于浙江工商大学的学校特色和本学院的科研优势，探讨了构建本校通信工程专业实践教学体系的目标和设计准则，并据此制定了通信工程专业的实践教学体系。制定的实践教学体系结构严密，充分考虑了基础知识、新技术和社会需求的结合，既注重培养学生的基本实践能力，又能跟踪新技术的发展，并充分利用学科的科研优势，以培养符合社会需求的高级应用型人才。
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| [5] |
新建本科院校通信工程实验室建设的研究 [J].DOI:10.3969/j.issn.1002-4956.2014.03.057 URL [本文引用: 1] 摘要
提出了通信工程实验室建设设计的原则，介绍了长沙学院与思科公司共建数据通信实验室的设备构成方案和实验室所能支撑的实验项目，与中兴公司共建光传输和程控交换实验室的硬件组成和软件配置选择，介绍了光传输实验室实验目的和部分实验项目，程控交换实验室实验目的和部分实验项目。教学实践证明，这些实验室设备充分结合了当前主流通信技术及典型工程应用，模拟了真实的在局运行环境，能够真正实现以就业为导向的通信专业工程教育。
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3G智能终端软件开发实验教学改革的思考 [J]. |
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三网融合实验教学平台建设与实践 [J].DOI:10.3969/j.issn.1006-7167.2011.12.039 URL [本文引用: 1] 摘要
结合重庆邮电大学中央地方共建三网融合示范实验中心项目,介绍了学校三网融合实验平台的设计实现方式。对该平台上的实验教学方式进行了研究与实践,大大促进了学校通信教学环境的整体发展,通过专业实验实训相关内容的开展,提高学生的综合应用能力,取得良好的效果。
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移动通信课程改革实践 [J].DOI:10.3969/j.issn.1007-1776.2012.01.020 URL [本文引用: 1] 摘要
文章结合目前我国3G时代背景，针对新的技术和市场需求，从课程设计思路、教学内容的选取、教学模式的设计、教学方法的运用和教学环境的构建等方面进行了阐述，介绍了本单位移动通信课程教学改革的实践经验。
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科研反哺教学的合理性及地方高校因应策略 [J].
科研反哺教学，是指高校集中资源提升学校科研实力，并努力把科研优势转化为教学优势，从而促进学校提高教学质量。事实表明，科研反哺教学不仅在理论上说得通，在实践上也是可行的。学校科研实力的提升，既有利于吸引更优秀的教师和学生，也能提高他们的教学能力。在对高校进行分类指导的时候，要谨防“教学一科研”二分思维，将科研仅仅作为高水平大学的专利，削弱甚至剥夺地方高校的科研职能。
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浅析基于工作过程导向的任务驱动教学方法 [J]. |
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