3G移动通信实验室建设

摘 要：为培养满足市场对3G技术人才的需求,组建可供学生实践操作的3G实验平台是应用技术型学校实验室建设之一.该实验平台能够让学生全面了解、掌握3G移动通信技术,组网方式、网络配置和优化等,实现3G移动设备的设计、测试、应用程序开发等不同层次的教学实践.

关 键 词：3G移动通信技术；3G实验平台；教学实践

中图分类号：TN929.5

随着3G商用进程的加速,国内3G终端市场将呈几何级增长态势,整个行业的发展呈上升的趋势[1].因此也逐渐带动了3G人才的需求,3G人才的培养和教育也因此变得尤为重要.针对目前社会对3G人才的迫切需求,应用技术型本科院校应组建基于3G移动通信实验室,实现对3G人才的培养.

13G实验室建设的意义和目标

3G移动通信实验室主要用来培养学生对3G移动通信技术的工作原理的理解和掌握,熟练掌握各种移动通信业务的信令交换流程,培养学生实际动手能力,为将来从事移动通信系统和手机的开发及设备的操作维护打下坚实的基础.本实验室的建设可为学校提供一个完整的3G移动通信实验系统教学平台,提供包括验证、实训、创新三大类实验项目,可满足学校多层次3G技术人才培养的需求.

23G实验室总体设计

2.1建设思路

从目前高等教育的人才培养情况来看,电子、通信工程等专业人才的培养方向大概可以分为两类：一为研究型人才培养；二是工程应用技术型人才培养.前者一般为重点高校或品牌专业的选择,后者则为大多数本科院校和职业类院校的选择.事实上,这也是一种比较合理的分布情况,因为从就业及人才需求情况来看,毕竟工程应用类岗位要比研发型岗位多得多.

本实验室建设方案充分结合了社会对3G人才的需求,整个实验室的设计包括终端、接入网、核心网,可实现呼叫、上网、视频通信等业务,可完整再现3G移动通信协议,主要培养学生对3G移动通信系统的认知,各种业务的信令交互流程、交换机的配置维护,无线网络规划及终端软件开发等方的面能力.

2.2建设框架

表13G移动通信实验平台

测试与软件无线电平台业务与网络优化实验平台3G智能终端平台

怎么写作器与客户机单元测试系统单元网管系统单元网络系统单元终端实验系统单元网管系统单元3G智能终端实验系统

掌握3G射频信号指标与测试,基带的调制与解调,信号的跟踪与同步,3G信号的帧结构等掌握3G移动通信系统组网方式,信令分析,上网业务流程,网络配置与优化等培养3G终端开发,Android基础开发等

2.3系统组成

整个实验室主要包括：终端测试系统单元、3G智能终端实验系统单元、无线接入系统单元、网管怎么写作器单元以及相关外配设备组成,通过这些系统单元搭建一个从移动通信网络--终端--终端测试的完整的学习和实践系统,全方位的让学生学习和熟悉3G移动通信相关技术.

（1）终端测试系统单元.终端测试系统单元包括系统控制模块、显示模块、PXI频谱仪、协议处理模块、测试软件组件、信令分析软件组件等.主要实现3G信号源及信号分析等功能,完成对手机射频信号的分析和测量实验及其软件无线电开放性实验等.

（2）3G智能终端实验系统单元.3G智能终端实验系统单元包括A8核心板、底板、扩展模块,可完成3G终端开发、Android基础开发、Android底层驱动开发、RFID、Zigbee等实验.

（3）无线接入系统单元.系统单元包括RNC、BBU、RRU、天线、及其配置软件等.主要实现系统网络的语音、视频通话、上网等业务功能,配合终端单元完成智能终端的应用开发及其一些开放性实验及网络优化等实验.

（4）网管怎么写作器单元.网管怎么写作器单元包括交换机、怎么写作器及网管软件等.主要实现手机测试系统、无线接入系统、和终端实验系统的配置和管理等.

（5）外配设备.外配设备包括PC机等相关设备.主要对整个系统平台起支撑作用.

2.4方案特点

该实验室建设方案主要具有以下特点：

（1）商用级系统,真实3G网络.3G实验平台是一套完全基于商用移动通信系统的实验平台,真实的构建了一个3G（TD-SCDMA）网络.在该网络中,移动终端在脱离公网的情况下,实现网内语音通信、视频通话、高速数据下载等业务.

（2）支持3G信令解析.3G实验平台配有信令分析软件,能完整清晰的再现手机入网、寻呼、切换、位置更新、关机等3G通信流程和信令交互过程,使学生能真实的了解3G协议实现的过程和原理.

（3）完全开放的实验平台.3G移动通信系统实验平台通过对网络协议接口、电路接口等标准化工作,构建了一个完全开放的实验平台.用户可通过标准的Uu、Iub等网络协议接口测试各种网络参数并评估网络质量.用户还可在基于PC平台上提供的API开发系统进行调制解调、信号分析等软件无线电的仿真和验证.

（4）支持3G及后续演进技术.3G实验平台采用了软件无线电技术,并配备了高性能的硬件处理模块,实验平台通过软件升级的方式即可增加新的功能,未来还可支持其他3G（WCDMA）标准以及3G后续演进技术.

3教学实践内容

该实验室提供的实验内容主要包括以下三个方面：

（1）3G移动通信测试与软件无线电实验.QPSK调制解调实验、扰码与解扰码实验、序列码跟踪与捕获实验、载波的提取与跟踪实验、帧同步信号提取实验、TDMA时分多址实验、发射功率测量实验、信道带宽实验等；

（2）3G移动通信业务与网络优化实验.3G移动通信系统网络架构实验、小区选择与重选的实验、RRC连接建立实验、寻呼过程实验、随机接入过程实验、RRU的的配置与维护实验、手机入网流程追踪与分析实验、高速下载流程追踪与分析实验等；

（3）3G智能终端实验.Wifi无线上网实验、视频实验、蓝牙应用实验、GPS定位实验、Android3G驱动实验、串口通信实验、简单无线通信实验等.

4结束语

通过本实验室的实验和教学,能够让学生更加全面的掌握3G移动通信系统组网方式、业务流程、网络配置与优化、空中接口协议实现以及3G手机设计、测试与维修、应用程序开发、物联网应用等各种层次的知识,以培养出能满足市场需求的3G人才.成为2G、3G、4G通信的学习、实验、实习平台,成为我校学生未来择业的推荐平台.