移动通信原理范文

导语：如何才能写好一篇移动通信原理，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

引言

移动通信终端产品如GSM手机、CDMA手机及PHS小灵通电话已经深入普及到我们的日常生活中，促进了中国电信事业的发展，也为我们的生活带来了方便与快捷。但同时，由于一些移动终端厂商的设计缺陷，多次出现了手机爆炸伤人事件，而造成爆炸的主要原因在于电源管理部分设计有缺陷或设计存在不完善的地方。

与其他现有电池相比，可充电锂离子电池具有多项优势，这使它们成为更适合于便携式应用的电源。它们可以提供更高的能量密度（最高达200W·h/kg或300～400W·h/L，分别是Ni/Cd或者Ni/MeH电池的2.5倍和1.5倍）和更高的电池电压(碳阳极电池为4.1V，石墨阳极电池为4.2V)。它们具有无记忆效应，自放电率小，可快速充放电及更高的充放电次数等优点。

锂离子电池的更高化学能量密度和更高电池电压使得我们可以为移动终端产品应用制造出更小和更轻的电池，而更轻和更小的电源对目前中国移动通信终端产品追求最小尺寸来说是至关重要的。要想充分利用电池容量或延长电池寿命，必须极其严格地控制充电参数。

鉴于锂离子可充电电池的上述优点，本文将详细介绍如何设计高效、安全的锂离子可充电电池管理电路。

1 移动通信终端产品锂离子电源管理的原理及设计

锂离子电源管理的设计主要是针对锂离子电池的特性来进行的。锂离子电池的安全性能及供电性能主要体现在其充放电参数的控制上。图1为锂电池电源管理原理图。该图由控制芯片和外围电路组成。接下来，我们就图1从锂电池放电、充电两个方面来探讨如何实现锂电池的管理。

    1.1 放电工作原理

电池过放可能会给电池带来灾难性的后果，特别是大电流过放或反复过放，对电池的影响更大。一般而言，过放电会使电池内压升高，正负极活性物质的可逆性受到破坏，即使充电也只能部分恢复，容量会有明显衰减。锂离子电源管理电路的功能之一就是为了保护锂电池不至于过放。

图1

    锂电池的正常工作电压为2.575～4.2V。当电池电压在此范围内，管理电路将MOSFET管S4打开，在电池(CELL)电压与BATT＋之间建立低阻通道，有利于电流从电池流向手机负载。在此情况下，过放就体现为输出电流过大。在整个输出过程中，电源管理电路不断地检测从电池输出到负载的电流。当电池输出电流超过通常的保护值3.5A的时候，手机短路保护电路开始工作，关闭S4，切断电池与BATT＋的连接。

当电池持续放电到电池电压低于文献[1]规定的放电终止电压2.375V以下时，则属于电压过放。此时，图1中的手机低电压及短路保护电路开始工作，同电流过放一样，关闭S4，切断电池与BATT＋的连接达到保护锂电池的目的。

1.2 充电工作原理

充电管理电路在对锂电池进行充电时，更是一个复杂的过程，既要保证锂电池能够充满，又要保证锂电池的性能，最重要的是要保证锂电池不能过充。如果锂电池在充电过程中充电电流过大，或充电时间过长，产生的氧气来不及被消耗，就可能造成内压升高，电池变形，漏液等不良现象。同时，其电性能也会显著降低。

整个充电电路应该具有以下几种充电模式：

——低电压预充电模式；

——全速充电模式；

——涓流充电模式；

——顶端截止、脉冲充电模式；

——充电截止模式。

1.2.1 低电压预充电模式

当电池电压低于3.0V时，电源管理电路进入低电压预充电模式。当电池极度过放时，为了防止过量的充电电流对电池性能造成损伤，充电电路应该采取渐进的充电方式。

对于一块极度过放的，电压已低于0.7V的锂电池，电源管理电路将提供预充电涓流给电池。此时S1关闭，充电器通过R1提供电流给管脚Vdect，充电器提供电流的大小完全由R1决定，整个充电器几乎工作在无负载情况下。这种充电模式甚至可以对电压已经为0V的电池进行充电；当电池电压高于0.7V低于1.98V时，外部S1及S2工作，电源管理电路可以以更高的电流对电池进行充电。但是，此时三极管S1的功耗检测电路还没有工作，必须限制其功耗低于800mW，以免烧毁S1；当电池电压高于1.98V低于3.0V时，整个电源管理电路都正常工作，此时S1的控制电路使S1以较高的电流，但远低于全速充电电流对电池进行充电，该电流一般超过100mA。

1.2.2 全速充电模式

当电池电压高于3.0V时，预充电模式结束，进入全速充电模式。此时，电源管理电路将S1及S2打开，并使S1工作在饱和模式，充电器提供全速充电电流给电池充电。但是，电源管理电路将限制最大充电电流小于1.5A。

这种充电模式对充电器也有一定的要求，要求其实现限流输出。这样做的目的是便于移动通信终端厂商，在产品设计时可以根据产品的定义，选择不同的充电电流，实现对具体锂电池快速有效的充电。在典型应用中，一般要求充电器提供的输出电流限制在1A以内，具体的电流可以根据所用锂电池厂商推荐使用的充电电流，以便电池能够具有一个较高的循环寿命。

1.2.3 涓流充电模式

该充电模式其实也是一种恒压充电模式，当电池表面达到控制电路设定的终止充电电压Vterm时，即进入该种充电模式。由于在全速充电模式下，电流比较大，电池表面电压与实际电池芯的电压有比较大的落差，涓流充电模式就是用来减小甚至消除该落差。此时，电源管理电路通过控制S1的开闭情况，将提供给电池的最大电流限制在100多mA。由于电池被充得越来越足，因此，涓流就越来越小，直到截止。

1.2.4 顶端截止脉冲充电模式

当电源管理电路处于涓流充电模式时，它会周期性地跳转到全速充电模式，形成脉冲电流对电池进行充电。大电流脉冲宽度一般<100μs，这样有利于电池更快被充满。

1.2.5 充电截止模式

电源管理电路会有一个控制引脚，由手机的CPU决定什么时候停止充电。进入这种模式，一般会有这样几种情况：手机检测到充电电路包括锂电池温度过高；不是原装的锂电池；已经进入涓流充电，不需要充电时间过长；充电器设计不合理等等。

篇2

天线在移动通信中有效地实现了收发信机和电磁波传播空间之间的能量传递，是不可缺少的组成部分。而随着科学技术发展和进步，通信对器件、 部件的要求也越来越高， 智能天线变应运而生。智能天线是一种安装于基站的双向天线，它通过一组带可编程电子相位的固定天线单元获取针对覆盖的方向，同时能够获取基站和手机之间各链路的方向特性，利用数字信号处理技术，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，达到充分高效利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号的目的。随着4G技术的发展，智能天线技术更是成为移动通信系统研究中的热点。

2 智能天线的基本原理及实现

智能天线通常包括多波束智能天线（Switched Beam Antenna）和自适应阵智能天线（Adaptive Array Antenna）。智能天线技术主要基于自适应天线阵列原理，天线阵收到信号后，通过由处理器和权值调整算法组成的反馈控制系统，根据一定的算法分析该信号，判断信号及干扰到达的方位角度，将计算分析所得的信号作为天线阵元的激励信号，调整天线阵列单元的辐射方向图、频率响应及其它参数。利用天线阵列的波束合成和指向，产生多个独立的波束，自适应地调整其方向，跟踪信号变化，对干扰方向调零，减弱甚至抵消干扰，从而提高接收信号的载干比，改善无线网基站覆盖质量，增加系统容量。

多波束天线利用多个并行波束覆盖整个用户区，每个波束的指向是固定的，波束宽度也随天线元数目而确定。随着用户在小区中的移动，基站相应选择不同的波束，使接收信号最强。自适应天线阵列一般采用4～16天线阵元结构，阵元间距为半个波长。天线阵元分布方式有直线型、圆环型和平面型。自适应天线阵列是智能天线的主要类型，可以完成用户信号接收和发送。该系统采用数字信号处理技术识别用户信号到达方向，并在此方向形成天线主波束。自适应天线阵列中，各天线元的放置形式可有多种，相邻天线元间距为一特定值。在接收信号到达天线阵时，每个阵元上的信号经过不同的加权，然后再叠加产生一个输出信号，加权系数和叠加可以根据不同的准则。

为了使智能天线具有良好性能，应根据具体的电波传播环境，选择相应的智能算法。采用软件无线电技术使系统具有良好的改善能力，提高系统性能。

3 智能天线的优点

智能天线可以从以下几个方面明显改善无线通信系统的性能，提高系统的容量：

提高频谱利用率。采用智能天线技术代替普通天线，提高小区内频谱复用率，可以在不新建或尽量少建基站的基础上增加系统容量，降低运营商成本。

迅速解决稠密市区容量瓶颈。未来的智能天线应能允许任一无线信道与任一波束配对，这样就可按需分配信道，保证呼叫阻塞严重的地区获得较多信道资源，等效于增加了此类地区的无线网络容量。

抑制干扰信号。智能天线可将无线电的信号导向具体的方向，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向DOA（direction of arrinal），旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，达到充分高效利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号的目的，将零点对准干扰方向，大大提高阵列的输出信干比，改善了系统质量，提高了系统可靠性。对于软容量的CDMA系统，信干比的提高还意味着系统容量的提高。

抗衰落。高频无线通信的主要问题是信号的衰落，由于移动用户与基站的相对运动，每条多径都会有一个明显的频率移动，一起时间选择性衰落，即信号幅度随着时间变化，失真比较大。如果采用智能天线控制接收方向，自适应地构成波束的方向性，可以使得延迟波方向的增益最小，降低信号衰落的影响。智能天线可用分集技术，减少衰落。

实现移动台定位。采用智能天线的基站可以获得接收信号的空间特征矩阵，由此获得信号的功率估值和到达方向。通过此方法，用两个基站就可将用户终端定位到一个较小区域。由于目前蜂窝移动通信系统只能确定移动台所处的小区，因此移动台定位的实现可以使许多与位置有关的新业务得以方便地推出，而发展新业务是目前移动运营商提升ARPU值、加强自身竞争力的必然手段。

4 智能天线在现代通信中的应用

（1）用于FDMA系统

据研究，与通常的三扇区基站相比，C/I值平均提高约8dB，大大改善了基站覆盖效果；频率复用系数由7改善为4，增加了系统容量。在网络优化时，采用智能天线技术可降低无线掉话率和切换失败率。

（2）用于TDMA系统

无线能量在时间和空间上都受到限制，智能波束切换规则可提高C /I指标。据研究，用4个30°天线代替传统的120°天线，C /I可提高6dB，提高了服务质量。在满足GSM系统C /I比最小的前提下，提高频率复用系数，增加了系统容量。

（3）用于CDMA系统

在CDMA系统中，智能天线可进行话务均衡，将高话务扇区的部分话务量转移到容量资源未充分利用的扇区；通过智能天线灵活的辐射模式和定向性，可进行软/更软切换控制；智能天线的空间域滤波可改善远近效应，简化功率控制，降低系统成本，也可减少多址干扰，提高系统性能。

（4）用于无线本地环路系统

在无线本地环路系统中，基站对收到的上行信号进行处理，获得该信号的空间特征矢量，进行上行波束赋形，达到最佳接收效果。由于本系统采用TDD方式，可将上行波束赋形数据直接用于下行发射信号，实现对下行波束的赋形。天线波束赋形等效于提高天线增益，改善了接收灵敏度和基站发射功率，扩大了通信距离，并在一定程度上减少了多径传播的影响。

（5）用于DECT、PHS等系统

DECT、PHS都是基于TDD方式的慢速移动通信系统。欧洲在DECT基站中进行智能天线实验时，采用和评估了多种自适应算法，并验证了智能天线的功能。日本在PHS系统中的测试表明，采用智能天线可减少基站数量。近期受移动“本地通”业务的启发，我国一些地方提出利用PHS等技术建设“移动市话”，期望与蜂窝移动网争夺本地移动用户群。由于PHS等系统的通信距离有限，需要建立很多基站，若采用智能天线技术，则可降低成本。

（6）用于第三代移动通信

采用智能天线技术可提高第三代移动通信系统的容量及服务质量，W-CDMA系统就采用自适应天线阵列技术，增加系统容量。在第三代移动通信系统中，我国SCDMA系统是应用智能天线技术的典型范例。SCDMA系统采用TDD方式，使上下射频信道完全对称，可同时解决诸如天线上下行波束赋形、抗多径干扰和抗多址干扰等问题。该系统具有精确定位功能，可实现接力切换，减少信道资源浪费。

篇3

关键词 电力行业；移动通信；系统功能；管理

中图分类号TN92 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）55-0193-02

无线资源管理的主要目的是为了充分利用好通信系统中的有价值资源，为通信运营商创造更大的经济利益，也方便了用户对通信服务的高标准需求。传统电力通信系统因设备上的缺乏常会出现不同程度的资源浪费问题，导致移动通信无法正常的运行，给资源管理工作造成了很大的难度。电力企业在规划资源配置时要构建综合性的通信网络管理系统，以更加科学地调配各项无线资源。

1 电力通信网络管理的设计原则

电力通信网络在规划期间要根据各个区域的实际情况，不仅要对路线合理安排设计，也要做好其它方面的规划调整工作。

1）兼容其他网管系统标准。在接受TMN的同时，兼容其他流行的网管系统的标准以解决TMN接口单一的问题，对电力通信网管系统的建设十分有好处，尤其在强调技术经济效益的今天，搞好网络管理是企业需要重点考虑的。SNMP简单网路管理协议所构成的网络管理是目前应用最为广泛的TCP/IP网络的管理标准，SNMP网络管理系统在全球范围都得到了广泛的运用，这对于未来的电力通信网发展有着重要的作用；

2）采用高水平的商用TMN网管开发平台作为开发基础。网络管理是一个巨大、复杂的工程，涉及面广，难度大，特别是像TMN这样的系统，而综合业务及综合接入功能的要求又增加了系统的难度。依照标准的建议书从基础开发做起的方法无论从时间、经济的角度来说都是不可取的。高层网管应用开发平台是世界上具有相当实力的厂商，投巨资历时多年开发出来的商用系统；

3）网管系统的网络化。网管系统互联组成网管网络这一点是不言而喻的。从长远的观点来讲，电力通信网管应接受异构网互联的观念，即不同层次、不同厂商甚至不同体系结构的系统之间应不受阻碍的互联，组成一个具有广泛容纳性的网管网络。规定一种或几种统一的标准互联接口作为系统互联的限制约定是目前网管系统之间互联的最可行的方法，能有效维护通信系统的运行。

2 通信网系统资源管理方案

充分利用好网络资源是通信网系统功能发挥的基本保证，对通信网络进行规划调整时要立足于网络的结构性能。面对新时期网络规划的高要求，我们要对原始通信网实施有效地管理。参照笔者的工作经验，通信网系统的资源管理要顾及到以下几点：

1）网络设计。初期的网管系统一般只注重网络某些部分（如通信设备）的管理，其主要原因是通信网管系统在发展初期一般依赖于通信设备生产厂商。真正的网络管理系统应包括以下各个层次：网元数据采集层：网元(设备)的数据接入、数据采集系统；2）系统功能。一个完善的网络管理系统应具备如下功能。故障管理：提供对网络环境异常的检测并记录，通过异常数据判别网络中故障的位置、 性质及确定其对网络的影响，并进一步采取相应的措施。性能管理：网络管理系统能对网络及网络中各种设备的性能进行监视、分析和控制。

3）系统结构。为了保证网管系统能较好适应电力通信网的特点，满足电力通信网的管理要求，网管系统应能兼容多机种、多种操作系统；应能设计成冗余结构保证系统可靠性；应能充分考虑系统分期建设的要求，充分考虑不同档次的网管系统的需求。

3 电力移动通信设备线路保护

变电站是我国电力行业运行的主要场所，其移动通信系统结构十分复杂。根据企业实际运行情况看，许多电力通信设备内部常会发生线路故障，导致通信设备无法正常运行。因而，企业在无线资源管理企业要做好通信设备保护工作，提高整个系统的运行效率。根据不同线路保护级别的不同，采用的保护方法如下：

1）35kV线路保护配置

从线路保护的内在结构分析，35KV及以下线路保护通常都属于相间及三相故障的对应保护。早期传统的线路保护配置结构简单，仅能满足小符合变电站运行的需要。目前，35KV线路保护在配置及负荷承载能力等方面都有很大的改善。常见的35kV线路保护的装置包括：速断或限时速断（电流I、II段）、过流(电流III段)、三相一次重合闸。如：主保护属于速断，可在短时间内把装置周围的故障切断，协调好线路中电流的运行方向。

2）110kV线路保护配置

电网建设中使用的110KV线路较多，近年来对此线路保护的研究也相对深入。110KV线路保护配置属于相间、接地故障保护的一种。这类线路保护包括：相间距离I、II、III段，接地距离I、II、III段，零序I、II、III段，PT断线过流保护。其中，比较常用的保护则是PT断线过流保护，该装置的保护范围较广，可对整个线路的80%以上长度进行保护。但实际运行期间需注意一些特殊情况，如：当线路保护处于交流电压失压状态、系统波动、负荷超载等问题时，遇到各种异常故障之后要做出相对应的处理方法，以保证网络资源的稳定运行。

3）220kV线路保护配置

220kV线路属于高压线路，在保护配置上与其它级别的线路更加严格。220kV线路保护配置包括差动保护、瓦斯保护，每一种保护在线路运行时都发挥了重要的保护作用。设计220kV主变保护时需要参照双重化原则配组合相应的装置 作为相间、接地故障的后备保护，主变后备保护有高、中、低侧后备保护，按照电网系统内中性点接地的具体情况，110kV及以上电网中性点直接接地方式侧通常采用配置复压（方向）过流保护作为相间故障的后备保护，零序（方向）保护作为接地故障的后备保护；35KV以下小接地方式侧一般配置复压（方向）过流保护作为相间故障的后备保护。

4结论

综上所言，移动通信系统在电力行业中的运用逐渐普遍，为了让通信系统的作用得到充分发挥，电力企业必须要构建综合性的系统管理模式。在无线资源管理规划时，要从资源整合、管理、调配等方面重点研究。另外，引进先进的通讯网络管理模式也是企业需要考虑的问题，这样才能控制好每一项操作流程的有序进行，保证网络资源的价值得到充分体现。

参考文献

[1]路横平.移动通信资源管理规划的科学策略[J].南京理工大学学报，2010，15(7)：33-35.

[2]莫华军.有关电力通信网络管理策略的分析[J].通信系统设计技术，2009，29(6)：40-43.

篇4

【关键词】无线移动 闭塞信号 计轴系统原理

在我国交通压力逐渐加大的背景下，与其他交通工具对比而言，轨道交通工具有很大的优势。但想要保证轨道交通的正常稳定运营，必须要保证地铁内部的信号系统正常运作，这样才能有效的疏导乘客，帮助乘客安全乘坐地铁。以昆明地铁的一、二号线为例，此线路使用西门子无线移动闭塞系统，通过对其工作原理和故障类型进行分析，希望能够进一步促进国内轨道交通事业的稳定发展。

1 计轴系统的工作原理

1.1 计轴区段的具体分类

根据线路特征来讲，正线被划分成若干个计轴区段，每个计轴区段内至少有一个计轴磁头。结合具体情况来讲，每个计轴区段内的计轴磁头数量都是不同的，因此，每个计轴区段所出现的故障类型也是不同的，在处理故障所采用的解决方案自然也是不同的。

1.2 计轴设备的具体组成

一号线运用西门子AzS（M）350 U型计轴系统，主要组成部分包括设备设施房计轴主机、屋外计轴磁头和轨旁计轴箱等。在钢轨外侧装上了发射器，内侧装上了接收器；车轮在双置传感器作用下，接收器感应电压随之提高，结合感应器电压的变化情况就能够得出轴数与识别运行方向需要的信息数据。在列车从一端检测区中出发驶入某一段区域后，通过计轴点后，计轴运算单元处理传统器产生的轴信号并判断计数，这时继电器给出所需的占用信息并存储起计轴数；当列车驾驶出区段后通过某一计轴点后，运算单元会处理传感器中的轴信号并校核“计轴数”与原存储的数据，在审核数据无误后传递给检测区一个“空闲”的信号。在轨道区段的驶入与驶出车轮不对等，车轮检测设施受到其他物体干扰后，结合故障导向安全原则计轴系统会给出轨道区段被占用的信号，应预复位此轨道区段。

2 计轴出现故障的主要特点

（1）2013年开始，一号线系统计轴频繁出现故障，严重影响着线路的正常运作。对一号线出现的计轴故障进行分析，发现具有如下几点特征：统计在2015年9月某地铁一号线出现的计轴故障，粉红光带故障有两次，其余近15件的故障是计轴棕光带类型的，近总量的90%。

（2）故障地点很集中，正线与车厂的接口多次发生了棕光带类型的故障，但一直未找到引发此故障的原因。

（3）很多计轴故障的发生并不是由于自身硬件引发的，外部因素占有很大的比例，但分析干扰计轴的原因有很大的难度。

（4）发生故障的时间一般都在集中运营回厂和运营前出车阶段内，在这两个阶段内很容易出现故障，广大调度源应充分重视。对于计轴系统出现的故障，应分析故障的类型，采用相对应的解决方案，及时解决故障。

3 计轴系统故障原理

3.1 计轴故障的情况

计轴故障现象有很多种情况，常见的有棕光带、粉红光带、红光带等。

3.2 出现故障的原因

常见的计轴故障包括有三种：第一种，计轴磁头受到干扰，这很有可能是轴磁头被金属类异物划破；第二种，在传输数据中有阻塞或者错误状况；第三种，计轴板块有死机状况出现。

计轴磁头是一种电磁感应设备，可以对金属物质灵敏感应。计轴系统会根据所接收到的信号，对此信号的类型进行判断，一般情况下，信号分为轴数、干扰两种类型的信号。结合设计计轴系统的原则，在计轴系统周围有一个抑制干扰区，在这个干扰区内若是有金属异物出现，就会出现计轴故障，影响着计轴系统的稳定运作。

上述的故障是计轴故障出现次数较多的几种故障类型，想要完善的解决这几种故障，还需要有关工作人员对故障类型深入分析，借鉴其他国家处理这种故障的经验，并结合自身多年来轨道建设的工作经验，并在解决故障中定期检修计轴系统，发现有影响计轴系统正常工作的安全隐患及时处理，进一步及时有效的解决所出现的故障。

4 处理计轴故障的具体对策

4.1 辅助线出现故障

（1）故障不会影响正线的运作。不处理，原则上不使用此辅助线；在结束运营后再进行处理。

（2）对正线运行有影响的故障。组织信号工作人员对此故障及时修理，明确处理故障的具体时间，在最快时间内消除故障带来的影响；通知各车站对故障区段执行“区段预复”，组织各个列车以BM/RM形式越过故障区域；故障还未修复，组织列车RM模式越过受到影响的信号机，转ATO模式进行运行，待信号工作人员提供解决建议；在处理完事后确认计轴编号和轨道区段是否可以正常工作。

4.2 正线出现故障

（1）棕光带对全部列车的运行都有影响。通知车站执行故障区段，组织列车在越过故障区域后确认轨道区段是否能够正常；依然存在故障，组织工作人员抢修故障，重新启动信号板块；在信号板块重启后再进行第一步操作；如果还没有恢复，组织列车以BM/RM模式穿过故障区域后在信号工作人员提出处理建议后再进行处理。

（2）计轴区段在预复位模式时，对非CBTC列车的正常运作有影响。在故障对CBTC列车不影响的情况下可先不处理；如果有需要应组织工作人员对故障进行抢修，可以对信号板块重新起到；在重新启动信号板块后，如果列车压道后预复位没有处在预复位状况中，那么应确认计轴区段编号的颜色，如果是红色就依据计轴区段编号色影响非CBTC列车正常运作的方式来进行处理；如果编号中的红色消失应使CBTC列车在正常运作中；在重启后如果依然有预复位情况，列车应该以ATP模式继续进行运行。

5 列车压道的具体原则

对各个计轴的区段，在预复位后组织各个列车进行压道应采用如下几项原则，这样在列车越过各个故障区段后，确保故障区段出清。

（1）单磁头计轴区段，在成功预复位后列车只需要进入此区段后再出来就能够出清。

（2）双磁头计轴区段，在成功预复位后组织列车在此区段两端磁头压过后，此区段就能够出清。

（3）多磁头计轴区段的故障，包括如下两种状况：①在正常运作的状况下，成功预复位后组织每趟列车压过此区域任何两个磁头以后，此区域就能够正常出清。②在少数状况下，在施工作业反复干扰某一个计轴磁头后，并且计轴系统在对某些干扰信号检测后牵扯到系统安全后，依据计轴系统设计的安全性原则，在此磁头通过后，列车应对该磁头验证是否安全，确保安全后才能出清计轴区段。但由于计轴设备设施的特征，现场信号工作人员是无法判断此干扰是否能够影响系统安全，并且在现场的状况也不能判断哪一个磁头受到了干扰，因此道岔区段计轴干扰故障很容易引起第一次直股没有办法出清，应需第二次侧股压道的在进路压道才会出现的出清状况。如果此行车不能反复发道，这时候就需要对计轴运算单元重新起到，保证列车压道在恢复故障态势中。从各方面上来讲，在处理计轴系统故障中，与其他信号设备故障处置对比而言，其工序还是很简单的。只要是判断准确每一步骤，处理故障难度就会降低，也不会影响列车的运行，但是故障处理工作人员也应集中精力，在处理故障中小心仔细，切实的处理好所存在的故障。

6 结束语

综上所述，无线移动闭塞信号计轴系统在轨道建设中有着非常高的使用价值，尤其是在机动化程度不断提升的状况下，合理的信号计轴系统确实能够有效的输送乘客。但在实际应用中也发现计轴系统容易出现故障，追本溯源，分析故障出现的原因，从根本上解决故障确保计轴系统在轨道运输中能够发挥更大的作用，实现改善交通环境的目的，进一步推动我国轨道事业的可持续稳定发展，从而拉动我国社会经济的发展，为提高我国的综合国力做好各项基本工作。

参考文献

[1]于长江，张在印.提高计轴自动所间闭塞系统可靠性的措施[J].铁道通信信号，2013（09）：27-29.

[2]姜丽霞.地铁信号计轴系y检修思路及具体措施[J].通讯世界，2015（10）：65-66.

[3]王金魁.计轴系统工作原理及常见故障处理[J].电子世界，2014（02）：70-70.

[4]张建新.TAZⅡ计轴系统设备的工作原理及对FTGS轨道电路分路不良的改进方法[J].中国高新技术企业，2014（13）：107-108.

作者简介

陈小英（1980-），云南省陆良县人。现为昆明地铁运营公司技术员，大学本科学历。研究方向为西门子计轴，微机联锁（ILOCK），列车自动控制。

篇5

                     吴爱民  高翔

            （ 山东交通学院山东省 济南市 264200）

摘要：我国未来的航海人才不仅要掌握过硬的专业技能和较高的科学文化水平，更应具备强健的身体素质、坚毅的性格品质和百折不挠的奋斗精神。在新形势下，目前我校航海类专业体育课程设置与突出“海洋特色”以及“海洋文化”尚有距离，体育教学还在沿用普通高校的教学模式和内容，虽然加强了游泳课比重，以及引入了浪木、滚轮等具有典型航海体育教学的体育项目，但是在新的海洋人才需求的形势下，已不能满足对海洋人才未来发展及应对突发事件能力的教育培养。本文针对海上极端条件下对海员身体素质要求、结合体育心理学的基本理论对航海类专业学生心里素质的培养、针对新形势对海员提出的要求对原有的体育教学方案进行必要的调整等方面进行论述。

 

研究对象与方法：

研究对象：

山东交通学院航海体育课程建设。

研究方法：

文献资料法、实地调研法、访问法、逻辑分析法

 

关键词：航海体育 体育教学

 

1.前言：

航海类职业具有涉水性、艰苦性、孤寂性、等特点，对海员的体能、心理素质的要求比其他行业人员更为严格。海员在漫长的航行工作中业余生活较为单调，造成部分海员会出现心理方面的不良问题，不利于航运工作的发展。现行的普通高校体育教学，在身体技能、心理素质、等方面都难以达到航海人才的培养任务。因此，要针对航海专业学生进行系统性、针对性的航海体育教育。建设系统完善的航海体育课程，开展航海体育教育，通过切实可行、丰富多彩的大学体育课，让航海专业学生在校期间学会基本的体育技能；养成进行体育锻炼的习惯；进而形成终身体育意识；锻炼体魄，缓解压力，保证船员身心健康，为其航海职业保驾护航。目前我校航海类专业体育课程设置与教学还在沿用普通高校的教学模式和内容，虽然增加了游泳、浪木、旋梯等课程，但是针对性和系统性不强，也没有完整的考评体系，对学生体育意识的培养还很欠缺，因此我校航海体育教学模式的创新与应用势在必行。

 

2.结果与分析：

2.1我校航海体育教学模式创新的必要性

    2.1.1对现行的航海体育教学进行创新是航海专业及职业特殊性的内在需要。

    2.1.2有利于完善高校航海专业教育体系，将航海体育教学与普通高校体育教学即紧密结合又具有自身特性的落实到航海类专业日常体育教学中去。

2.1.3船员长期在海上工作生活，工作环境具有动荡性，要求船员需具备较高的适应能力，航海专业及职业的特殊性要求学生有具有强壮的体魄、较强的平衡能力及适应能力，而这些要求是普通高校体育课程所不能达成的。

2.1.4船舶上可进行的休闲娱乐活动较少，船员的业余活动比较单调，存在吸烟率和喝酒率较高的现象，不利于船员航海职业的发展。开展航海体育教育，可以使学生养成终身体育意识，在上船后根据空间与条件可以有针对性的进行体育锻炼，有利于其航海职业生涯的延伸。

2.2 目前我校航海体育教学存在的问题

    2.2.1教学内容安排不够合理。航海类专业是我国高校9类特殊招生专业之一，要求学生应具有良好的耐力素质、心里素质、娴熟的游泳技能以及海上自救能力, 这些都是航海类院校进行航海体育教学的核心内容。通过走访我省高校航海类专业体育教学发现，体育课程安排还是以普通高校体育教学为主，体现航海专业特点的教学内容如：航海综合训练器械、游泳、定向越野、搏击、等课程安排普遍较少。

    2.2.2游泳课程安排存在较大限制。航海专业学生日后面对的工作环境是浩瀚的大海，存在太多的客观危险是不以人的意识为转移的。实践证明良好的游泳技能对于海员是一种强有力的自我保护。我校在航海体育教学过程中, 游泳课受到较大限制, 主要是课程时数不足和标准的降低导致学生游泳技能较差, 部分学生到毕业甚至不会游泳。学生只有两学年的体育课，且游泳课只能在天气转暖后才可进行，本身课程较为紧张还有面临各种航海职业证书培训占用正常的游泳课时间。

2.2.3训练器材不足与老化。目前体育教学使用的综合器械大部分都是较老旧的器械,存在一定安全隐患。其次，浪桥、滚轮等主要训练器材数量不足,上课时2个班级轮流交替练习, 有的器械(如滚轮), 一次一人进行练习,每个学生轮流一、两遍就要下课了, 一堂训练课学生等待的时间占到课时的一半。再有航海特色体育所采用的体育器械如浪桥、滚轮、爬绳、旋梯等在使用中具有一定的危险性, 尽管老师能够在教学中采用一些保护帮助的方法和手段, 但适当的安全保护器材对于教学是有较大的帮助的。而目前这些用于保护帮助的辅器械几乎没有。

2.3教学模式的创新应用。

2.3.1结合新的船员适任证书规则，建设航海体育课程体系。建设航海体育课程体系，规范航海体育教育，是开展航海体育的根本。针对我校航海体育教育刚起步的现状以及自身的办学条件，着手开展建设航海体育课程体系的工作，从确立航海体育人才培养方案、制订教学大纲、设定合理的教学计划、安排合适的教学课时、建设适合自身特点的课程考核评价体系、建设体育课程师资等着手，有序的建设我校航海体育课程体系，从而规范航海体育教育，为培养合格的航海人才提供帮助。

2.3.2改革教学方法与手段。我校由于场地器材以及各类实操培训的影响，航海体育课程严重不足。为此，首先我们必须树立一体化课堂的新概念，打破以往体育课的课内课外界限，使体育课与课外活动相结合，课上老师集中讲解技术动作并组织学生练习，课余老师辅导学生逐渐熟练掌握技术动作，并与学生就联系情况及时沟通，掌握学生的学习情况。另外，当今社会信息技术高速发展，新的科技不断被引入教学实践之中，教师可以积极学习如何利用网络给学生进行授课解惑，同时还可将理论知识、技术动作、易犯错误制作成网络课件，供学生随时查阅与学习。再次，根据航海专业的自身特点，航海体育教学不一定必须安排在操场进行，可以联系当地海事部门现场教学，增加教学的直观性与时效性。

2.3.3加强航海专业人才职业技能素质的教育。根据《海员培训、发证和值班标准国际公约》所规定的要求与标准，首先，重点培养学生水上技能，如：游泳、跳水、水上救生等能力，特别是游泳，应被列为体育课程的重点内容。其次，提高学生海上、船上工作的操作能力与水平，掌握适合海洋需要的健身方法，可选用转体、浪木、爬绳等内容。再次，培养学生较强的心里适应能力，当面对孤独以及海洋突发状况时，能及时反应，从容应对。

    2.3.4加强师资队伍建设。作为航海体育教师，必须认识到海洋教育重要性和体育教学的特殊性，在体育教学中紧紧围绕“海洋”二字作文章，充分体现海洋特色。要根据健康与体育课程标准和素质教育的要求，在体育教学上不断改革创新，深入调查研究，了解海洋专业的生活规律与工作特点，以充实教师各方面的“营养”，并充实体育教学内容，进一步指导学生课外体育活动的进行。

 

参考文献：

[1]张瑛玮，王东．航海院校航海专业体育课程设置研究[J]．体育学刊，2009（4）．

[2]陈立新，张明飞．集美大学航海专业体育课程现状分析[J]．体育科学研究，2008（4）．

[3]于洪波．淡体育教育与航海人才素质的培养[J]．大连海运学院学报，1994（5）．

篇6

【关键词】沥青砼；道路工程；施工工艺

1.工程概况

高新区书院东路道路工程西起德国工业园一号路，东至青年路，全长1038.176米，起点桩号K0+300，终点桩号K1+338.176，路幅宽度40米。道路采用沥青混凝土路面结构，沥青路面结构设计年限为15年，路面设计轴载BZZ-100。工期要求280个日历日，保修要求按建设部80号令进行保修。

2.施工准备

2.1工艺流程

首先要根据当地环境和地理情况确定设计方案，其次要保证路基质量，包括基层的清理、填筑、浇洒透层沥青、乳化沥青稀浆封层等。确定路面机动车和非机动车道路方案，依次摊铺下、中、上面层叶，最后开放交通。

2.2施工方式

全线大部分沥青混合料路面都是采用机械化的流水线道路施工，所以在施工中就要保证各个环节的衔接性。这就说明要保证施工质量的前提就是要保证机械化设备的质量以及严格按照施工方案施工。

2.3施工设备的配套

2.3.1拌和设备生产率的确定

拌和设备的每缸搅拌数量、进料时间、拌和时间、卸料时间等等直接决定着沥青混合料拌和设备的生产率。其中它们之间的计算公式为：

公式中； 、 、 、 、 、 分别是指拌合设备的生产率；拌合设备每缸搅拌量 、进料时间 、搅拌时间 、卸料时间 、效率系数[2]。

2.3.2运输车辆数量的确定

计算运输车辆数量的公式如下：

上述公式中： 、 、 、 、 、 分别是指运输车数量、往返时间、装料时间（min）、卸料时间（min）、指单台运输车的载重[3]（t）、效率系数。 是指摊铺机前等待卸料的车辆数[3]。

2.3.3单台沥青混合料的摊铺效率

计算公式如下：

公式中： 、 、 、 、 、 分别特指；单台摊铺效率 、摊铺压实后的均厚度 、摊铺宽度 、运行速度 、路料的密度、效率系数[2]。

3现场施工的准备

3.1路基设计以及施工要求

1）路基设计时要提前对当地地理环境做出了解，设计要符合当地地理环境要求。其次，为保证路基的稳定性和强度，必要时要采用相关的排水防护措施。

2）施工前要对路基的周边范围的清理工作。包括表土层、淤泥、杂填土和高填路段沿线的耕植土及水塘底部的有机质土等对路基的施工有影响的不符合要求的土层。对于不良路基也要及时处理，一般处理方式有晾晒、掺水泥或石灰等。针对废旧的路面也要做出相关的处理工作，有利于路基的施工。其次，要对薄弱的部分、脱落、开裂、坑洼的部分作出合理的处理。只有严格做好路基的清污处理工作，才能保证路基填筑的填料强度和压实度都能符合相关工程要求。

3）路基的压实度采用的是重型击实标准，要严格采取实验分析，确定土路基土的最佳含水量及最大干密度的参数。在路基的施工过程中，要严格按照施工方案，人行道的道路基槽底面压实度可以按照施工压实度的93%，这样才能保证路基的稳定性不受沉降。其中路基的标高是按照设计路面的标高减去路面厚度[3]。土质路基压实度见下表1。

3.2路面设计以及施工要求

路面设计包括有非机动车、机动车、人行道三种路面[3]。其中非机动车道路面结构（从下至上）：土路基18cm厚水泥稳定砂砾石基层（水泥含量为4.5%）18cm厚水泥稳定砂砾石基层（水泥含量为5.5%）透层石油沥青封层，1cm厚ES-3型稀浆封层（单层）粘层石油沥青7cm厚中粒式沥青混凝土5cm厚细粒式沥青混凝土。

机动车道路面结构（从下至上）：土路基E=40MPa20cm厚水泥稳定砂砾石底基层（水泥含量为4.5%）17cm厚水泥稳定砂砾石下基层（水泥含量为5%）17cm厚水泥稳定砂砾石上基层（水泥含量为5.5%）透层石油沥青封层，1cm厚ES-3型稀浆封层（单层）粘层石油沥青7cm厚粗粒式沥青混凝土5cm厚中粒式沥青混凝土4cm厚细粒式沥青混凝土。

人行道路面结构：土路基整形碾压人行道板垫层10cm厚C15素砼3cm厚M10水泥砂浆结合层4cm厚彩色人行道板。

4沥青混合料路面施工

4.1浇洒粘层沥青。在使用气压式沥青洒布车浇洒粘层沥青时要注意；①在气温不低于10℃时，才可以喷洒粘层沥青。②浇洒前，应做好路基的清理工作。③粘层沥青喷洒要均匀，出现漏洒、流淌、过量的现象时，要及时处理。④喷枪应均匀的移动，喷嘴要距离地面的高度大概在40～50cm。⑤做好喷洒人员的安全保护工作，佩戴工作服。⑥针对一些雨水口和检查井等角度不好的位置要用刷子刷涂粘层沥青，使接茬粘结牢固。⑦做好粘层沥青道路铺筑后的洒布铺设工作，有利于沥青破乳、沥青中的水分和稀释剂稳定挥发，进而摊铺沥青混合料，避免受到污染。

4.2铺筑试验路段。要根据设计标准铺筑试验段，长度一般为100～ 200 m。一般选择路段为直线路段，每个结构层都要进行试验段铺筑，而且不能在同一地段。

4.3沥青混合料的运输。拌和自卸车要前后移动，避免沥青混合料产生离析，卸料分3～4次卸完。核实每辆车辆的运料单，运输过程中车厢最好用篷布覆盖，既可起到保温效果，也可以防漏。为防止对铺层造成损坏，要控制运输车辆在透层、粘层沥青上急刹车、急转弯[3]。要用专门的疏通运输车人员，做到交通畅通。而且在施工现场不够清洁时，就要做好运输车轮胎的提前清洗工作，保证施工现场清洁。

5沥青混合料摊铺

①调整摊铺机。根据路拱、牵引枢铰点高度、仰角、叶传感器等等，设置合理的熨平板垫木叶熨平板叶摊铺机就位。②摊铺作业。1）混合料要充满熨平板，并滞留3～5 min，做好沥青混合料对熨平板预热，有利于接茬牢固[3]。2）预热后要启动摊铺机，将其所有控制钮置于自动位置，利于开动实施摊铺工作[4]。3）调整合理摊铺厚度，观察传感器信号灯，保证铺设运行稳定。4）注意测量摊铺温度，一般测试位置取在螺旋摊铺器。5）保证摊铺机混合料充足，一般料位在螺旋摊铺器2/3高度的位置，摊铺均匀，速度控制在2～6m /min[3]。要是使用的是改性沥青混合料及SMA混合料就要将摊铺速度降低至1～3 m /min。在弯道时，要操作柔和，保证控制准确[4]。③摊铺厚度控制。④路面施工过程中的质量控制。

6沥青混合料碾压

大量一线实践证明，沥青混合料的碾压分为初压、复压、终压。如果采用的是振动压路机或轮胎压路机效果良好时，可以减掉初压工序，直接进入复压工序，甚至可以减掉终压工序。在施工过程中初压的目的就是要使混合料初步形成一定密实度，为了是能够有承载压路机的硬度，减缓冷却速度。而复压就是采用双钢轮振动压路机，然后开启振动器，振动压实。终压就是要消除碾压轮迹，美观路面[4]。

【参考文献】

[1]王秀.高等级公路沥青路面平整度的提高[J].公路与汽运，2009（1）.

[2]刘国礼，陈德臣.沥青砼面层施工中应重视的几个问题[J]l.公路与汽运，2009（2）.

篇7

关键词：移动通信；实践教学；教学改革

中图分类号：G642.0

随着移动通信技术及行业市场的飞速发展，移动通信课程教学内容更新周期日益缩短，与工程实际结合日益紧密，尤其是当前4G建设如火如荼地开展，未来若干年移动通信业人才需求将出现供不应求的局面。从另一方面来看，这也将给普通高校移动通信课程教学提出更高的要求。因此，与时俱进地实施移动通信教学改革，将理论教学和实践教学有机融合，注重培养学生的实际动手能力，构建适应移动通信行业发展的实践教学体系将成为移动通信课程教学的重中之重。

1 移动通信教学现状及分析

目前，基础课和学科基础课基本能够满足培养要求，但专业课程教学滞后于通信技术的发展，其教学内容陈旧且偏理论，实验内容无法对接当前最新的通信技术，难以达到通信行业的用人要求。以移动通信为例，近年，移动通信引领了通信行业的潮流，其发展速度之快大大超出了人们的想象。但与之相对应的“移动通信”等专业课程却仍然以原理讲解为主，实验手段仅仅是模块化的移动通信仿真和点对点的局部功能演示，导致该课程的教学及实践内容均无法反映移动通信技术的快速发展，使学生缺乏对移动通信整体架构和技术标准的理解，对不断演进的4G、5G移动通信技术更是“雾里看花”，知其然不知其所以然。

为了缩短学校教学和企业需求的差距，我们尝试在专业实习环节包括生产实习、毕业实习及技能培训上加强了与企业的联系。生产实习通常开设在第六学期期末，利用暑期的部分时间组织学生赴相关企业学习。生产实习虽能增加学生接触和了解企业及相关技术的机会，但毕竟时间仓促效果有限。毕业实习时学生精力主要花在找工作和论文写作上，实习内容往往流于形式，实习岗位也非常有限。而参加技术培训是专业培养计划之外学生的自愿行为，通常由专门的培训机构组织，学校反倒成了学生和培训机构之间的中介，其自身教学行为依然“我行我素”，游离于通信行业之外。可见，尽管采取了上述多种措施，但专业课程教学现状与社会和行业的要求仍然有较大差距，亟待在教学内容、实验技术及平台等方面对专业课程教学进行深层次的提升和改革。

2 移动通信实践教学改革

2.1 改革思路及内容。移动通信实践教学改革应充分考虑移动通信业发展趋势和市场需求变化，使教学内容与飞速发展的专业技术、就业市场和学生多样化需求实时接轨。基于该思路，本研究主要着眼两个方面的改革内容：（1）改革课程体系。改革通信工程专业课程体系结构，整合原有课程资源，删减、合并陈旧的教学内容和复杂理论，加强数字移动通信、无线互联网络、通信网设计与管理等实践内容较多的课程的教学比重，以3G移动通信系统为主线重新构建移动通信课程教学体系，将系统级、网络级、应用级综合知识及技术作为讲授重点，保持教学内容对专业核心技术的跟随性；（2）改革实践教学。为有效对接企业需求，目前我们正在搭建面向工程实践的3G移动通信实验平台，使专业课程的实践教学从原理验证实验和仿真实验过渡到以掌握实际系统技术为目标的综合实训上来。传统的验证性实验设备，如实验箱、仿真平台等，在基础理论课程及专业基础理论课程的学习上的确起到了很大作用。但专业教育阶段的教学手段应该更多的面向工程实践，在系统级、网络级设备、技术的综合实训中提升学生的能力，达到对整体专业技术的综合理解。

2.2 实践教学改革的主要措施。（1）优化移动通信原理验证平台。原理验证实验平台的主要目的是为了帮助学生深入理解某项技术的基本原理和特征，使学生能够把实际操作与理论知识融为一体。本专业实验室中移动通信原理实验平台的主要实验内容包括基带信号处理、移动通信信号的同步、移动通信无线传播、抗衰落仿真等。当添置TD-SCDMA和3G联合仿真实验套件后，还能在虚拟的终端、RNC、NodeB上进行3G信号流、业务流等一系列的模拟实验。为更好的分析和理解实验结果，还应多借助其他实验设备。（2）开发GPRS移动通信应用平台。我们对移动通信的应用开发主要基于西门子公司的无线通讯模块TC35i，对该模块的二次开发，可实现GPRS的短消息业务和对象数据的实时收发，可帮助学生理解GPRS系统的体系结构、短消息SMS的技术、TC35i模块的结构及功能、手机电路设计等诸多实际应用内容。以下通过一个实例来说明如何利用通讯模块TC35i实现GPRS短消息的无线收发过程。当我们需要通过GPRS网络监控远程目标时，例如监测温度，可以将远程监测点温度传感器所采集的数据经单片机处理并编辑成短信，通过连接到单片机上的GPRS短信模块以无线方式将数据发送到监控中心（图1a）或直接将温度数据发送到监测员个人的手机或移动终端上（图1b），以实现在无人值守的情况下对远程目标进行无线、实时、精确监测。整个过程利用了现有GPRS移动通信系统网络，可避免有线传输方式中存在的因监控端远离采集地点而导致的监控设备安装、监控线路铺设及维护不便等带来的问题。该套系统实用性非常强，可根据不同应用目的开发出不同的实际应用，能有效激发学生对移动通信系统的学习应用兴趣。

a. b.

图1 GPRS移动通信网络远程监测系统

（3）打造3G移动通信综合实训平台。在系统级工程应用方面，充分利用现有的设备资源，以面对面的学习方式，让学生零距离接触现有商用设备，熟悉当前典型移动通信系统的构成及基本操作，通过现有软硬件设备模拟实际移动通信工程项目，使学生更全面、直观地了解和掌握实际移动通信工程中的基本流程和操作维护内容。在移动通信实训机房中TD-SCDMA系统为例，该系统主要组成为：大唐基站TDBl8、射频端TDRRS20-61、华为NGN软交换系统、装有LMT-B集成软件的PC机等。该实验首先需要学生熟悉系统的硬件构成及板卡插槽和走线等，然后进行系统的初始化过程，包括系统初始化、相关驱动下载、加载及应用程序运行等内容。例如，系统初始化实训内容如下：1）配置板卡必要资源和初始参数，解析配置文件，进行各板卡的初始配置，RRS接人配置本地小区，CA配置；2）解析配置文件，进行板卡的初始配置，解析nb.cfg、antenna.cfg等文件，配置CCU板APS资源表、TNL、RIU板SAAL链路、PATH、CTU、BIU寄存器的初始值、BBU等，最后将RRS接人到目标小区，并配置CA。

通过以上实训操作，使学生对所学知识有更为系统和实际的认识。

3 结束语

通过面向工程实践的移动通信教学改革，不仅有效利用了移动通信原理验证平台及应用开发平台等现有实验资源，而且搭建了涵盖移动通信全过程的实训环境，进一步拓展了理论与实践相融合的教学模式。此举意在强化学生的工程实践能力和分析解决移动通信系统中实际问题的能力，为实际移动通信系统工程施工、维护、管理等工作以及新知识的学习、新问题的研究打下坚实基础，而且还能提高学生的就业竞争力，为运营商储备和提供合格的零距离上岗的移动通信人才奠定基础。

参考文献：

[1]张重阳.于Simulink的仿真在移动通信教学中的应用[J].科技信息（科学教研），2007（24）.

作者简介：刘帅（1980-），男，湖南长沙人，讲师，从事移动通信教学与科学研究。

篇8

（1）实验教学从属于理论教学，实验教学得不到足够的重视，实验是为验证理论知识，理论教学和实践教学相脱节；

（2）实验内容陈旧，无法赶上移动通信新型器件和装置的发展，缺乏新的实验教学手段和方法；设备的更新换代比较慢，实验的开展受到硬件实验设备的限制，跟不上技术革新的步伐；

（3）验证性实验多，综合性实验以及创新性实验少，在实验方法上基本是简单的模仿，学生被动学习，缺少积极的思维和创新，也没有探索的目标和方向，没有良好的实验教学改革措施；

（4）在移动通信原理课程中，关于调制解调等有关内容偏重理论，太过抽象，枯燥乏味。受资金和仪器设备不足等实验条件的限制以及学时较少的影响，很多移动通信原理实验（例如正交频分多路实验）不能由学生实际动手完成，一些实验内容仅仅能验证理论课学习的内容，显然对学生创新能力的培养是非常不利的。积极探索移动通信原理实验教学的改革，尝试开展仿真创新实验教学，对于学生更好地学习移动通信原理课程，培养创新能力起着重要的作用。

2仿真教学的引入与创新能力的培养

传统的移动通信原理课程理论教学，大多重在讨论某种技术或算法的原理及其理论推导，以方便理解调制解调器原理和无线电波变换过程，从而加深信源编解码和信道编解码、无线电波发射与接收等知识的理解。在常规的实验课上，对移动通信实验原理的讲解也要在黑板上书写，既不够形象、直观，又比较呆板。由于有大量的波形分析内容，教师在黑板上画图也是一件比较困难的事情，而且学生不易理解。在传统的设计性实验中，学生常因受到固定的实验设备的束缚而改变实验设计思路，不可避免地存在错误和不足，致使电路调试费时费力，甚至引起元器件和仪器设备损坏，使实验不能达到预期效果。因此，在移动通信原理实验教学中引入仿真实验，是对理论课教学的必要补充。学生可以充分利用仿真实验软件在数据采集、储存、分析、处理、传输及控制等方面的强大功能，进行方案的论证、选定和电路的设计，可以方便地改变参数来调整电路，使之更好地接近设计要求，设计出较为理想的电路。学生还可以根据要求输出电路的测试参量或波形，作为真实电路调试的依据和参考；可利用计算机进行不同的仿真操作，得到与使用实际实验装置进行真实实验相同的结果。另外，一些较为复杂的移动通信创新性实验和综合性实验，无法通过模拟实验完成实验课教学，但是通过引入仿真教学，便可以扩大实验教学的维度、扩大了实验教学的可操作性。移动通信是通信原理、高频电路和信号处理的交叉学科，学生只通过理论教学很难理解学科交叉性，对移动通信原理的理解也不够全面。通过引入仿真教学，既能加强学生对移动通信原理的认识，又能加强学生对实际电路的认识，为后续课程学习打下坚实的基础。仿真实验教学的引入，很好地支持了移动通信原理的学习，可以进行新技术的研究，拓展学生的工程意识，提高设计调试电路的灵活性，最大限度地发挥学生的创新思维，开阔学生的视野。

3仿真教学开展实例分析

3．1理论教学与正交调制解调分析

正交调制解调系统的原理是把整个可用信道频带B划分为N个带宽为f的子信道，把N个串行码元变换为N个并行的码元，将高速信号变换为低速的并行子数据流，分别调制这N个子信道载波进行同步传输，并在终端分开正交信号。信号的调制和解调实际是采用数字信号处理的方法来实现的。先将信号串并变换成低速支路，各支路的调制可以采用数字调制方式，然后进行快速傅里叶逆变换（IFFT）、快速傅里叶变换（FFT）来实现。

3．2正交频分电路仿真实验分析

通常在正交频分电路分析中，往往会忽略讲解和分析子载波调制快速傅里叶变换和反变换等内容。让学生从理论公式推导中理解OFDM原理，并利用Matlab编程实现不同子载波数的调制信号，可以验证对子载波数调制状态的影响，进一步验证理论公式并加深理解。可以用理论推导和实验验证两种方法来理解调制。通过正交频分各步骤的波形图，形象地描绘信号调制解调的过程，逼真地显现出真实信号传输变化的实时动态过程。

（1）确定参数。假设参数为：子载波数为8，FFT长度为8，符号速率、比特率、保护间隔长度为2，信噪比12，插入导频数。基本的仿真可以不插入导频，导频数可以为0。通过运行仿真及修改参数设置，教师可引导学生逐步实验，观察分析仿真结果并给出结论。通过示波器模块可以直观地观察到二进制随机信源。

（2）产生数据。使用随机数产生器产生二进制数据。可以将原序列化为16进制的码元图，通过改变数据率观察仿真波形。

（3）子载波调制。利用Matlab工具仿真实现BPSK、QPSK、16QAM、64QAM等4种调制方式。按照星座图，将每个子信道上的数据映射到星座图点的复数表示。通过改变支路不同的调制方式，观察到仿真波形，每次课都会有各式各样新的实验波形，可以直观地观察到二进制随机信源，以及将一路高速数据转换成多路低速数据的波形。

（4）IFFT运算。对上一步得到的同相分量和正交分量进行IFFT运算。为便于理解，可采用仿真软件直观地表现子信道上的数据与OFDM符号之间傅里叶逆变换关系。当子信道的脉冲为矩形脉冲时，具有sinc函数形式的频谱。当改变系统（N）时，OFDM功率谱形状也随之改变。

（5）加入保护间隔，加入噪声。由IFFT运算后的每个符号的同相分量和正交分量分别转换为串行数据，并将符号尾部G长度的数据加到头部，构成循环前缀。

（6）并串转换。将每个符号分布在子信道上的数据还原为一路串行数据。

（7）FFT运算。对每个符号的同相分量和正交分量按照（Ich＋Qch×i）进行FFT运算。由于噪声和信道的影响，接收端收到的每个子信道上的数据，映射到星座图不再是严格的发送端的星座图。将得到的星座图上的点按照最近原则判决为原星座图上的点，并按映射规则还原为一组数据。利用以上设计的信号，在Matlab中编程实现该信号的调制，画出调制前后信号的时序图。此时，学生容易理解此种调制方式为何IFFT被称调制。在此基础上，学生通过理论分析以及Matlab实验画图验证，进一步加深了对正交频分电路的理解。

4结束语

篇9

关键词：移动通信；教学改革；任务驱动教学法；双语教学

作者简介：胡洁（1980-），女，贵州安顺人，华南农业大学工程学院，讲师；

黄双苹（1972-），女，湖南邵东人，华南农业大学工程学院，讲师。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）14-0081-02

“移动通信”是高校通信和电信专业的核心技术课程，概念多、原理多、理论抽象，学生普遍反映该课程难学，课堂上掌握的知识比较有限，在实际的工作中不能与理论结合起来。在这几年的教学过程中，笔者发现有些学生在毕业设计和实习时仍然存在一些困惑和疑问，在实际走上工作岗位之后可能还要经过一段时间的企业培训和锻炼才能真正能融入工作之中。为了在有限的学时中能够引导学生在能力上有所提高，适应相关专业的工作，笔者从课程内容体系安排和教学方式等方面进行了一定的探索和研究。

一、现有教学存在的问题

一是传统教学方法学科化痕迹严重，主要注重知识的传授，和真实工作情景相比还有一定距离，课程内容的组织逻辑与岗位工作内容的工作逻辑的关联度低；同时，由于网络信息的公开和共享，学生能从互联网上轻易找到多种多样的学习资料，若只是在课堂上进行传统的知识传授，学生一方面无兴趣，另一方面会导致学生形成不思考、不理解、不主动、不记忆的学习态度。

二是一般的移动通信实验局限于模块化的实验箱，不能构建蜂窝无线通信系统，与现实的移动交换机、基站、手机用户等元素组建的网络结构相差较大；很多信号处理过程都被集成在模块中，学生无法观察网络对信号的传输和处理过程，不能让学生理论结合实际；而且实验多与“通信原理”课程实验有重合，做完实验后学生对于实际的移动通信系统还是缺乏感性认识。

三是通信行业尤其是移动通信行业是技术发展非常迅速的行业，它的最新技术文档、网络标准、设备操作手册往往都是英文的，即使是中文的文档也包含大量的英语术语。包括笔者所在院校在内的部分院校将该门课程纳入双语授课范围，但在双语授课中存在不少问题：

首先是课程的专业性强，对学生的专业基础知识要求较高。学生不仅需要熟练掌握信号与系统、通信原理的基本知识，考虑到无线通信方式的特殊性，即利用电磁波为媒质在空间中传输信息，因此也要求学生有一定的电磁波传播理论作为铺垫。但这些课程之前并未进行双语授课，学生甚至连专业术语的英文表达方式都不知晓。这为涉及到这方面知识的英语讲授增加了难度。同时，课程的理论性较强，相对于有线传输，移动通信中信号的传输过程存在更多的不确定因素，所建立的数学模型，所应用的分析和变换方式更加复杂；需要从频域和时域的不同方面分析和理解信道、信号的特性，在学习过程中会碰到大量繁琐的数学公式和推导。这部分内容本身用中文授课都有一定的难度，用英文授课难度更高。

其次是在学生专业知识学习与英语水平提高上容易顾此失彼。双语教学实践中发现，顾及了学生的英语接受能力，专业知识学习就要打折扣。由于课时有限（40个理论课时），双语教师惟一能做的便是分配好讲授专业知识和培养学生英语能力之间的时间，并尽量将两方面结合起来，以取得成效。如果在学生英语水平尚未达到一定程度时，盲目用“双语教学”来要求他们，学生会因为英语能力的有限而感到压力，对双语教学失去兴趣，甚至反感，学习的积极性大大降低。

“移动通信”课程教学改革与实践包括教学理念、教学内容、教学方式、教学组织等方面的改革。

二、教学方法和内容的改革

“移动通信”课程虽然原理性强，但要认识到它同时又是一门技术性和实践性很强的课程，因此在教学过程中，可以从学生感兴趣的任务、技能出发，在课程教学和实验中引入任务驱动法来引导教学。[1]

任务驱动把以传授知识为主的传统教学理念，转变为以解决问题、完成任务为主的多维互动式的教学理念。在整个教学过程中，教师把教学内容分解到精心设计的一系列任务中，以任务方式引导学生边学边练，并独立或协作完成相应的学习任务，实现“学中做”、“做中学”。

现在的移动通信教材一般有无线信道特性、抗衰落技术、组网技术、无线信令、第二代移动通信系统和第三代移动通信系统等章节，[2]各部分章节虽有承上启下的关系，但学生对于什么岗位需要用到什么知识一无所知。针对移动通信行业中的岗位设置，设置网络规划、网络优化、传输、交换和数据通信等内容模块；将教材的内容按照不同岗位的需求先进行模块化的组织，让教学内容的逻辑贴近岗位设置的逻辑，然后就每个模块进行任务的设计。比如组网技术就可划分为网络规划和网络优化类的模块之一，在讲到组网技术中的信道配置技术时，为学生设计一个GSM系统同频干扰和邻频干扰严重的案例，让学生探讨如何通过现有的频率进行合理的信道配置，最后用计算机仿真来对比改善前和改善后干扰的变化情况，也让学生在学习的过程中获得成就感，激发学习热情。这样能让学生在学习中明确学到了什么，学到了什么程度和学后能做什么。

三、教学手段的改革

1.计算机仿真辅助教学

对于“移动通信”课程中非常抽象的原理，尤其是涉及到信号信道的时域频域特性时，单纯的文字讲解和公式推导都太过抽象，学生理解起来有困难；课堂教学可以通过MATLAB软件进行问题的仿真和演示，增加学生的感性认识，使概念更直观、更清晰。[3]

在讲到调制技术时，比如正交振幅调制QAM，只用数学公式表达一种调制技术，学生觉得抽象，难以想象信号的时域频域特性，更不用说分析某种调制技术的优劣了。这时引入MATLAB软件，将信号在调制后发送到无线信道，经过无线信道接收，通过最后解调的时域星座图及频域波形仿真出来，学生对此进行直观的观察和分析，就能够了解调制技术之间的差别。

2.双语教学

从事移动通信行业的毕业生都应具备有较强的专业英语知识，在课堂教学中引入双语教学非常有必要。针对上述双语教学中出现的问题，在进行双语教学的过程中需要对不同的章节内容区别对待，不追求单纯的“纯英文教学”。根据不同的内容采取不同的教学方式和教学语言应用方式（包括中英文使用的比例等），调整教学过程中互动时间的比例。

在可以进行分班教学的条件下，一方面依据学生的英语水平分班，另一方面依据学生的兴趣分班，让学生自主选择英文授课比例高或低的班级。依据不同的班级水平，可采取“中文教学但引入所有涉及的英文专业词汇，教材采用国内中文教材”，“双语教学采用原版英文教材，教师使用部分中文”及“全英文教学”等不同级别。

在受限于教师数量或教学管理难度的情况下，教师可根据课程的不同章节的内容进行分级教学，原理性强、抽象的章节采用中文为主的教学模式，而与实际贴合紧密，学生有相关基础或容易理解的章节采用英文为主的教学模式，在重点和难点章节可采用先用中文打基础，再用英文巩固的教学模式。

3.现场教学和项目化教学

讲授网络结构等部分的内容时，引入现场教学的手段，比如与网络运营商合作，开通学校部分基站供学生参观了解基站工作原理，甚至可以请相关的技术人员现场讲解相关技术。讲到频率配置时，可以让学生带上频率仪，测量附近基站的频率，同时利用多部手机通信并测定手机的频率，了解频率的配置。

讲授网络规划等部分的内容时，引入项目教学的手段，选择一个地域范围，让学生分组进行地形地物的考察，用电子地图辅助选择基站站点，合理配置天线，调整天线的发射功率、方向角和下倾角等相关参数，最后用网络规划软件Atoll来进行规划的验证。

四、课程考核方式的改革

对于“移动通信”这样一门原理和实践性强，又要求学生具有一定的专业英语能力的课程，传统的考核方式不能激发学生学习的积极性。以往大部分学生在考试前往往是“临时抱佛脚”，死记硬背，考分高，但考试过后所有的知识即刻“脑后抛”。针对“移动通信”在教学手段和方法上的改革方案，相应的考核方式也应进行改革。

针对任务化教学，学生在完成某一项任务后，教师要及时地组织交流、讨论，做出反馈和评价，这是使学生知识内化和能力得到提高的关键。教师应对学生所做的作业进行评价，对存在的问题要及时指出，对优秀成果要及时给予肯定和鼓励。为了考核的科学性，任务的设置就显得尤为重要，设置的各模块链条要呈“阶梯状”，体现由简单到复杂，由基础到核心的进阶。任务驱动式教学法构建出的任务应把各项理论知识和硬件结构及原理分解到各个具体的实例中。

针对双语教学，通过学生平时的课堂表现及最后的考试考查学生对于专业英语口语和专业英语书面表达的掌握程度。为了多方面考查学生的能力，教师需要准备多种层次和模式的双语教学资源，包括中文经典教材，国外原版英文经典教材，[4]互联网上可以找到的国外著名大学的讲义和PPT，甚至是英语的音视频都可以作为多层次双语教学的教学辅助材料。

五、结论

开展“移动通信”课程的教学改革和实践以来，学生感觉与通信行业的具体实践结合得比较紧密，专业英语的水平也得到了提高，收获良多。该课程的学习不论是对学生毕业后从事相关工作或进一步读研深造都有较大的帮助。

参考文献：

[1]刘世安.任务驱动教学法在《移动通信技术》课程中的应用[J].教育理论与教学研究，2010，（24）：125-130.

[2]李建东，郭梯云，邬国扬.移动通信[M].第四版.西安：西安电子科技大学出版社，2006.

篇10

［关键词］案例教学;移动通信;工程案例;伪基站

一、引言

“移动通信”作为通信和电子类专业高年级本科生的一门重要专业课程，因其内容涉及面广、概念多，理论性、综合性和实践性强，同时要求学生具有较强的理论基础，导致学生的学习难度较大。引入案例教学历来是该类课程教学中提高授课效果的一个重要手段。北京联合大学智慧城市学院根据学校教务处对教学质量提升经费使用的要求，本着有利于培养高质量人才、有利于提升科研和教学、有利于全院工作能力提升的原则，启动了教学工程案例项目。学校通过该项目推动了各专业课任教师进行所授课程的教学工程案例制作，并积累形成了教学案例资源库。该项目的主要实施要点包括:第一，每位专业教师要针对所授课程，选择一门课程制作教学工程案例，案例要求有一定的工程背景或类工程背景;第二，教学工程案例的内容要完备，如软件教学工程案例要有源代码、详细注释等内容，电子类、通信类教学工程案例要有电路图、PCB图或算法说明，图中应有明确标识和原理说明等内容;第三，教学工程案例要提供视频、音频等内容。以工程案例的制作为契机，笔者团队重点围绕“移动通信”课程中学生最难以理解的信令流程，同时选取了当前通信行业热门的伪基站问题，展开了案例研究和开发工作。笔者团队通过及时将案例开发成果引入电子信息类专业课程教学环节，为案例教学在通信类课程中的具体应用提供了经验。

二、移动通信的课程特点和难点

移动通信是一门实践性、应用性、综合性都很强的课程，是一门对电子信息类高年级本科生来说非常重要的专业课，也是学生在经历了信号与系统、通信原理等前续专业课的学习之后，进入实际通信系统阶段学习的重点内容。移动通信不仅是信息类学生本科阶段学习的重点，而且是难点。首先，移动通信课程内容的综合性很强，既有无线电波传播等移动通信基础理论，又涉及大量实际通信系统算法和实践性内容。而且，移动通信课程所涉及的通信系统跨度也很大，从早期模拟制式的移动通信系统(AMPS/TACS)，到2G、3G、4G，乃至最新的第五代移动通信系统(5G)，都是移动通信课程的教学内容。其次，当前通信系统的发展和技术更新速度很快，大量新的技术、算法、概念不断涌现，学生要在短时间内理解这些内容难度很大，加之前续课程都是以理论为主，学生缺乏对实际网络和网络设备的认识，在学习各种概念和算法的过程中，往往缺乏感性认识，无法深入理解概念本身及其背后的原理，从而影响了学习效果。最后，学校虽然开展了一定的案例式教学探索，但由于教学观念和教学方法的相对落后，教学并未到达预期效果。

三、案例教学在教学中的意义和选题

(一)案例教学的意义在世界范围内，利用案例组织教学活动最具影响的学校首推美国哈佛商学院。哈佛商学院成功地运用案例教学法培养出了大量杰出的工商界成功人士，也使案例教学成为一种风靡全球，并且代表着未来教育方向的成功教育模式。在我国，案例教学已被越来越多的人所接受，并在法学、师范教育等专业得到了成功的运用，以案例教学为核心的MBA课程也得到了广泛认同。［1］案例教学法是目前比较流行的一种教学方式，即教师通过向学生提供实际发生的情况或事件的案例，采用师生和生生多向互动、平等对话和积极研讨的形式解决问题，旨在培养和发展学生主动参与课堂讨论的积极性、提高学生实践能力的一种教学方法。［2］移动通信课程具有很强的实践性，且内容非常庞杂且抽象，教师如果单纯地采取单向灌输式的教学方式，那么最后的教学效果会很差。因此，案例教学是非常重要的一种提高教学效果的教学方式。

(二)案例的选题原则案例的选题应满足以下基本原则:第一，与当前行业的热点紧密联系，便于引起学生的兴趣;第二，紧扣课程关键内容，易于将重要概念、算法、流程等用更简便、清晰、直观的方式展现出来;第三，易于学生直接参与。基于上述原则，笔者团队选择了“伪基站”这一当前行业和社会普遍关注的热点问题作为实施案例教学的核心内容，具体原因如下。第一，伪基站由于存在影响合法通信系统正常工作、侵犯手机用户正常通信权利、侵犯个人信息隐私和财产安全等诸多问题，成为近年来媒体频繁曝光、公安部和工信部等相关部门重点打击的非法行为。［3—4］学生应对该问题有一定的了解。第二，伪基站的原理是利用现有移动通信网络中小区重选信令流程中的技术漏洞，通过无线参数上的伪装实现对用户通信过程的攻击。这其中涉及信令、算法和具体的基站设备等重要内容，教师可以通过精心设计案例内容让学生更好地参与课程互动。

四、工程案例的制作

在案例设计上，一方面，笔者团队通过讲解伪基站所涉及的信令漏洞和伪基站技术实现原理，让学生对相关信令流程和机制有更具体的认识;另一方面，笔者团队还通过引导学生针对这种问题思考可采用什么好的方法进行对抗，从而激励学生整合并利用学过的知识来解决本领域的实际问题。

(一)伪基站的工作原理伪基站的主要功能是利用移动通信系统协议上的缺陷，捕获手机用户的IMSI和IMEI号等敏感的标识信息，再伪装成任意号码向被攻击用户的手机进行垃圾短信的推送，实施诈骗等不法活动。伪基站不仅对用户正常使用移动通信网络产生负面影响，而且会对用户的利益造成损失，对运营商的网络质量也会产生严重的干扰。现在的伪基站由于尺寸较小，既可安装在路灯杆、桥下等不易发觉的位置，又可放置在车上流动使用，因此，难以被发现和追踪。

(二)伪基站入侵监测系统原理和架构伪基站入侵检测与分析的研究一直是业界的热点之一。［5—6］笔者团队在分析现有方法的不足的基础上，提出了一种伪基站入侵的检测算法，并结合课堂教学的特点开发了一款智能手机应用软件。该软件可以通过监测网络参数的变化，结合伪基站攻击时的参数特征(包括信号场强的剧烈波动，LAC/CI编码出现非本地的特殊值以及乒乓切换现象和信号脱网等)，再通过对多个判决条件以加权的方式进行伪基站攻击行为的综合分析判断，有效地侦测用户终端收到的邻近伪基站的入侵行为，并实时发出预警信息，避免伪基站入侵可能给手机用户带来的损失。相关检测算法已申请发明专利并获得授权。［7］图1为该系统的基本架构。

(三)监测系统工作流程和软件界面软件的基本工作流程如下:1．启动监测:软件启动后，以后台运行的方式在手机上工作。2．采集参数:软件周期性地采集网络和业务相关参数供后续的判决使用(见图2)。3．参数判决:通过分析实时采集数据的特征，进行特征符合度的识别和判决。4．预警显示:一旦伪基站入侵的特征符合度超过预设门限，就立即启动相关预警。利用通知栏和声音进行提示，用户可以点击进入软件中看到具体的判决结果信息。

五、案例在教学实践中的具体应用

笔者团队将该案例的开发成果应用于通信工程专业、电子科学与技术专业高年级本科生的“移动通信”课程的教学过程中。首先，教师会介绍GSM和LTE系统的基本信令流程，引导学生直观地理解GSM和LTE系统位置区更新的信令流程和鉴权流程的特点和存在的技术漏洞，认识当前日益猖獗的基于伪基站的垃圾和诈骗短信现象对移动通信网络和用户的影响。然后，教师利用无线电监测站缴获的实际伪基站设备(如图3所示)进行现场攻击演示，使学生对伪基站攻击过程有感性认识。接着，教师通过启发式教学方式，以问题导向的手段引导学生围绕着“如何应对这种攻击行为”进行思考并展开热烈讨论。通过这种讨论，教师可以引导学生梳理之前学习过的专业知识。虽然在短时间内学生难以给出较为合理的对抗方法，但对于巩固已经学习过的知识仍然起到了积极的作用，并能有效激发学生综合运用所学专业知识解决实际工程问题的技术创新意识和能力。最后，在学生讨论的基础上，教师介绍利用参数监测和特征匹配的方法进行伪基站攻击行为的判别。在此基础上，教师可以借助所开发的伪基站入侵实时监测报警系统，现场利用伪基站设备开展实际攻击，并观察手机上网络和业务参数的变化以及该系统的实际工作效果，从而更进一步加深了学生对于伪基站攻击行为和相应应对方法有效性的理解。实践证明，教师利用伪基站设备开展课堂教学的效果良好，学生的参与度高，互动积极、气氛活跃。