如何将新一代移动通信技术融入本科教学

浅谈如何将新一代移动通信技术融入本科教学

【摘要】现代移动通信技术日新月异，从技术层面来看，第三代移动通信系统主要是以码分多址为核心技术，第四代移动通信技术则以正交频分复用技术和多输入——多输出最受瞩目。受教材和教学大纲的限制，现有的大学本科教学中虽然有《移动通信》课程，但仅涉及基础理论知识，很难将最新的移动通信技术介绍给学生。本文从目前普通高校所具有的实验条件出发，探讨如何把第四代移动通信的关键技术融入本科教学。

【关键词】cdma mimo 第四代移动通信

【中图分类号】tn929.5 【文献标识码】a 【文章编号】1674-4810（2013）03-0069-02

一背景介绍

随着人们的生活空间、活动空间和工作领域的不断扩大，对移动通信的功能、传输速率和通信效率的要求也越来越高。为达到这些要求，就必须有新型的通信技术作保证，于是各种新兴的通信技术应运而生，目前相互兼容移动通信技术的第四代移动通信标准（亦有称后三代移动通信标准）已在发展之中。从技术层面来看，第三代移动通信系统主要是以cdma为核心的技术，第四代移动通信系统技术则以ofdm和mimo为关键技术。

受到教材和教学大纲的限制，现有的大学本科教学中虽然有《移动通信》课程，但是仅涉及基础理论知识，很难将最新的移动通信技术介绍给学生。以长沙理工大学开设的《移动通信》课程为例，

教学内容主要包括移动无线电系统中的调制技术，路径衰落和损耗，均衡、分集合并和交织技术，蜂窝网的基本概念，无线通信多址技术和无线通信系统的新技术。其中无线通信系统的新技术只有两个课时，且是简单介绍新型调制解调技术、智能天线技术、多用户信号检测技术、多层网络结构技术等，无法达到让学生系统地了解最新移动通信技术的目的。本文以长沙理工大学计算机与通信工程学院通信工程专业为例，从目前学校所具有的实验条件出发，探讨如何把第四代移动通信的关键技术融入本科教学。

二 mimo技术原理

如何提供高数据速率、高服务质量的传输是未来无线通信系统面临的关键性技术挑战。频谱资源的匮乏和传播环境引起的衰落和干扰需要我们采取响应的措施来提高频谱利用率和传输的可靠性。mimo充分开发空间资源，利用多个天线实现多发多收，在不需要增加频谱资源和天线的发送功率的情况下，成倍地提高信道容量。mimo通信技术主要包括以下领域：空分复用；空间分集；波束成型和预编码。mimo信道模型，见右图。

但mimo的实施需要一定条件，即不同天线间信道衰落需要相互独立。为了达到这一条件，相邻天线之间间隔需要足够大。一般来说，基站端天线之间距离要大于10倍信号波长，移动终端天线之间需大于0.5倍信号波长。第四代移动通信信号频率大概位于1.2～1.8ghz之间，波长大约为0.17～0.25米之间。那么要在小小的手机上设置多根距离0.1米以上的天线是比较困难的，于是便有了协

作mimo技术。协作mimo技术指的是多个只有一根天线的移动终端之间的协作通信，达到多发多收的效果，其基本思想是在多用户环境中，具有单根天线的移动台可以按照一定的方式来共享彼此的天线，从而产生一个虚拟mimo系统来获得发分集增益。

三结合教学

长沙理工大学计算机与通信工程学院现代移动通信实验室拥有

第三代移动通信wcdma的整套运营设备，包括基站天线、基站天线处理设备、语音和数据交换设备、管理服务器、光传输设备和wcdma 终端设备。并且拥有经验丰富，专业素质很高的师资力量，在开设了双语教学的《移动通信》和其他相关专业课程的基础上，在现代移动通信实验室平台上开设了课程设计和毕业实习，让学生自己动手深入了解第三代移动通信技术。

我们可以对wcdma手机终端做软硬件的升级，设置一中间客户机，该中间客户机可以被设置在一个通过互联网协议网络与发起客户

机通信连接的服务器中。可以确定一个与指定用户相关的移动设备。在中间客户机和移动设备之间的通信会话可以通过无线网络来实现。通过使用中间客户机作为通信中介，可以在发起客户机与移动设备之间传送至少一个协作消息。这样可达到一发多收或多发一收的效果。

下一步再升级基站天线，架设两根基站天线，并做级联升级。分别采用stbc和blast两种空时分组方案，比较系统的性能指数。在软硬件的升级和具体的实验过程中，既可以让教师研究新的检测

方法，也可以让学生掌握协作mimo技术，达到教学和科研的统一。在课时方面，可以在目前《移动通信》和毕业设计的教学大纲基础上，将新一代移动通信技术的课堂教学课时增加到4学时，实验增加到2学时，并在毕业设计环节上增加协作mimo技术的实验8

学时。

四结论

本文以长沙理工大学通信工程专业为例，结合新一代移动通信技术培训的课程，探讨了将最新的移动通信技术mimo

与本科教学相结合的方法和措施。把最前沿的移动通信技术介绍给学生，既能够开阔学生的视野，也能提高学生的学习兴趣，为将来更好地就业打下坚实的基础。

参考文献

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princi-ple and practice[m].北京：电子工业出版社，2004 [2]李勇朝、廖桂生、王峰.直扩分层空时结构在下行衰落相关mimo中的应用[j].西安电子科技大学学报，2005（3）：357～361 〔责任编辑：李锦雯〕