移動通信原理范文

時間:2023-03-27 11:48:58

導(dǎo)語:如何才能寫好一篇移動通信原理,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文,供你借鑒。

移動通信原理

篇1

引言

移動通信終端產(chǎn)品如GSM手機、CDMA手機及PHS小靈通電話已經(jīng)深入普及到我們的日常生活中,促進了中國電信事業(yè)的發(fā)展,也為我們的生活帶來了方便與快捷。但同時,由于一些移動終端廠商的設(shè)計缺陷,多次出現(xiàn)了手機爆炸傷人事件,而造成爆炸的主要原因在于電源管理部分設(shè)計有缺陷或設(shè)計存在不完善的地方。

與其他現(xiàn)有電池相比,可充電鋰離子電池具有多項優(yōu)勢,這使它們成為更適合于便攜式應(yīng)用的電源。它們可以提供更高的能量密度(最高達200W·h/kg或300~400W·h/L,分別是Ni/Cd或者Ni/MeH電池的2.5倍和1.5倍)和更高的電池電壓(碳陽極電池為4.1V,石墨陽極電池為4.2V)。它們具有無記憶效應(yīng),自放電率小,可快速充放電及更高的充放電次數(shù)等優(yōu)點。

鋰離子電池的更高化學(xué)能量密度和更高電池電壓使得我們可以為移動終端產(chǎn)品應(yīng)用制造出更小和更輕的電池,而更輕和更小的電源對目前中國移動通信終端產(chǎn)品追求最小尺寸來說是至關(guān)重要的。要想充分利用電池容量或延長電池壽命,必須極其嚴(yán)格地控制充電參數(shù)。

鑒于鋰離子可充電電池的上述優(yōu)點,本文將詳細(xì)介紹如何設(shè)計高效、安全的鋰離子可充電電池管理電路。

1 移動通信終端產(chǎn)品鋰離子電源管理的原理及設(shè)計

鋰離子電源管理的設(shè)計主要是針對鋰離子電池的特性來進行的。鋰離子電池的安全性能及供電性能主要體現(xiàn)在其充放電參數(shù)的控制上。圖1為鋰電池電源管理原理圖。該圖由控制芯片和外圍電路組成。接下來,我們就圖1從鋰電池放電、充電兩個方面來探討如何實現(xiàn)鋰電池的管理。

    1.1 放電工作原理

電池過放可能會給電池帶來災(zāi)難性的后果,特別是大電流過放或反復(fù)過放,對電池的影響更大。一般而言,過放電會使電池內(nèi)壓升高,正負(fù)極活性物質(zhì)的可逆性受到破壞,即使充電也只能部分恢復(fù),容量會有明顯衰減。鋰離子電源管理電路的功能之一就是為了保護鋰電池不至于過放。

圖1

    鋰電池的正常工作電壓為2.575~4.2V。當(dāng)電池電壓在此范圍內(nèi),管理電路將MOSFET管S4打開,在電池(CELL)電壓與BATT+之間建立低阻通道,有利于電流從電池流向手機負(fù)載。在此情況下,過放就體現(xiàn)為輸出電流過大。在整個輸出過程中,電源管理電路不斷地檢測從電池輸出到負(fù)載的電流。當(dāng)電池輸出電流超過通常的保護值3.5A的時候,手機短路保護電路開始工作,關(guān)閉S4,切斷電池與BATT+的連接。

當(dāng)電池持續(xù)放電到電池電壓低于文獻[1]規(guī)定的放電終止電壓2.375V以下時,則屬于電壓過放。此時,圖1中的手機低電壓及短路保護電路開始工作,同電流過放一樣,關(guān)閉S4,切斷電池與BATT+的連接達到保護鋰電池的目的。

1.2 充電工作原理

充電管理電路在對鋰電池進行充電時,更是一個復(fù)雜的過程,既要保證鋰電池能夠充滿,又要保證鋰電池的性能,最重要的是要保證鋰電池不能過充。如果鋰電池在充電過程中充電電流過大,或充電時間過長,產(chǎn)生的氧氣來不及被消耗,就可能造成內(nèi)壓升高,電池變形,漏液等不良現(xiàn)象。同時,其電性能也會顯著降低。

整個充電電路應(yīng)該具有以下幾種充電模式:

——低電壓預(yù)充電模式;

——全速充電模式;

——涓流充電模式;

——頂端截止、脈沖充電模式;

——充電截止模式。

1.2.1 低電壓預(yù)充電模式

當(dāng)電池電壓低于3.0V時,電源管理電路進入低電壓預(yù)充電模式。當(dāng)電池極度過放時,為了防止過量的充電電流對電池性能造成損傷,充電電路應(yīng)該采取漸進的充電方式。

對于一塊極度過放的,電壓已低于0.7V的鋰電池,電源管理電路將提供預(yù)充電涓流給電池。此時S1關(guān)閉,充電器通過R1提供電流給管腳Vdect,充電器提供電流的大小完全由R1決定,整個充電器幾乎工作在無負(fù)載情況下。這種充電模式甚至可以對電壓已經(jīng)為0V的電池進行充電;當(dāng)電池電壓高于0.7V低于1.98V時,外部S1及S2工作,電源管理電路可以以更高的電流對電池進行充電。但是,此時三極管S1的功耗檢測電路還沒有工作,必須限制其功耗低于800mW,以免燒毀S1;當(dāng)電池電壓高于1.98V低于3.0V時,整個電源管理電路都正常工作,此時S1的控制電路使S1以較高的電流,但遠(yuǎn)低于全速充電電流對電池進行充電,該電流一般超過100mA。

1.2.2 全速充電模式

當(dāng)電池電壓高于3.0V時,預(yù)充電模式結(jié)束,進入全速充電模式。此時,電源管理電路將S1及S2打開,并使S1工作在飽和模式,充電器提供全速充電電流給電池充電。但是,電源管理電路將限制最大充電電流小于1.5A。

這種充電模式對充電器也有一定的要求,要求其實現(xiàn)限流輸出。這樣做的目的是便于移動通信終端廠商,在產(chǎn)品設(shè)計時可以根據(jù)產(chǎn)品的定義,選擇不同的充電電流,實現(xiàn)對具體鋰電池快速有效的充電。在典型應(yīng)用中,一般要求充電器提供的輸出電流限制在1A以內(nèi),具體的電流可以根據(jù)所用鋰電池廠商推薦使用的充電電流,以便電池能夠具有一個較高的循環(huán)壽命。

1.2.3 涓流充電模式

該充電模式其實也是一種恒壓充電模式,當(dāng)電池表面達到控制電路設(shè)定的終止充電電壓Vterm時,即進入該種充電模式。由于在全速充電模式下,電流比較大,電池表面電壓與實際電池芯的電壓有比較大的落差,涓流充電模式就是用來減小甚至消除該落差。此時,電源管理電路通過控制S1的開閉情況,將提供給電池的最大電流限制在100多mA。由于電池被充得越來越足,因此,涓流就越來越小,直到截止。

1.2.4 頂端截止脈沖充電模式

當(dāng)電源管理電路處于涓流充電模式時,它會周期性地跳轉(zhuǎn)到全速充電模式,形成脈沖電流對電池進行充電。大電流脈沖寬度一般<100μs,這樣有利于電池更快被充滿。

1.2.5 充電截止模式

電源管理電路會有一個控制引腳,由手機的CPU決定什么時候停止充電。進入這種模式,一般會有這樣幾種情況:手機檢測到充電電路包括鋰電池溫度過高;不是原裝的鋰電池;已經(jīng)進入涓流充電,不需要充電時間過長;充電器設(shè)計不合理等等。

篇2

天線在移動通信中有效地實現(xiàn)了收發(fā)信機和電磁波傳播空間之間的能量傳遞,是不可缺少的組成部分。而隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展和進步,通信對器件、 部件的要求也越來越高, 智能天線變應(yīng)運而生。智能天線是一種安裝于基站的雙向天線,它通過一組帶可編程電子相位的固定天線單元獲取針對覆蓋的方向,同時能夠獲取基站和手機之間各鏈路的方向特性,利用數(shù)字信號處理技術(shù),產(chǎn)生空間定向波束,使天線主波束對準(zhǔn)用戶信號到達方向,旁瓣或零陷對準(zhǔn)干擾信號到達方向,達到充分高效利用移動用戶信號并刪除或抑制干擾信號的目的。隨著4G技術(shù)的發(fā)展,智能天線技術(shù)更是成為移動通信系統(tǒng)研究中的熱點。

2 智能天線的基本原理及實現(xiàn)

智能天線通常包括多波束智能天線(Switched Beam Antenna)和自適應(yīng)陣智能天線(Adaptive Array Antenna)。智能天線技術(shù)主要基于自適應(yīng)天線陣列原理,天線陣收到信號后,通過由處理器和權(quán)值調(diào)整算法組成的反饋控制系統(tǒng),根據(jù)一定的算法分析該信號,判斷信號及干擾到達的方位角度,將計算分析所得的信號作為天線陣元的激勵信號,調(diào)整天線陣列單元的輻射方向圖、頻率響應(yīng)及其它參數(shù)。利用天線陣列的波束合成和指向,產(chǎn)生多個獨立的波束,自適應(yīng)地調(diào)整其方向,跟蹤信號變化,對干擾方向調(diào)零,減弱甚至抵消干擾,從而提高接收信號的載干比,改善無線網(wǎng)基站覆蓋質(zhì)量,增加系統(tǒng)容量。

多波束天線利用多個并行波束覆蓋整個用戶區(qū),每個波束的指向是固定的,波束寬度也隨天線元數(shù)目而確定。隨著用戶在小區(qū)中的移動,基站相應(yīng)選擇不同的波束,使接收信號最強。自適應(yīng)天線陣列一般采用4~16天線陣元結(jié)構(gòu),陣元間距為半個波長。天線陣元分布方式有直線型、圓環(huán)型和平面型。自適應(yīng)天線陣列是智能天線的主要類型,可以完成用戶信號接收和發(fā)送。該系統(tǒng)采用數(shù)字信號處理技術(shù)識別用戶信號到達方向,并在此方向形成天線主波束。自適應(yīng)天線陣列中,各天線元的放置形式可有多種,相鄰天線元間距為一特定值。在接收信號到達天線陣時,每個陣元上的信號經(jīng)過不同的加權(quán),然后再疊加產(chǎn)生一個輸出信號,加權(quán)系數(shù)和疊加可以根據(jù)不同的準(zhǔn)則。

為了使智能天線具有良好性能,應(yīng)根據(jù)具體的電波傳播環(huán)境,選擇相應(yīng)的智能算法。采用軟件無線電技術(shù)使系統(tǒng)具有良好的改善能力,提高系統(tǒng)性能。

3 智能天線的優(yōu)點

智能天線可以從以下幾個方面明顯改善無線通信系統(tǒng)的性能,提高系統(tǒng)的容量:

提高頻譜利用率。采用智能天線技術(shù)代替普通天線,提高小區(qū)內(nèi)頻譜復(fù)用率,可以在不新建或盡量少建基站的基礎(chǔ)上增加系統(tǒng)容量,降低運營商成本。

迅速解決稠密市區(qū)容量瓶頸。未來的智能天線應(yīng)能允許任一無線信道與任一波束配對,這樣就可按需分配信道,保證呼叫阻塞嚴(yán)重的地區(qū)獲得較多信道資源,等效于增加了此類地區(qū)的無線網(wǎng)絡(luò)容量。

抑制干擾信號。智能天線可將無線電的信號導(dǎo)向具體的方向,產(chǎn)生空間定向波束,使天線主波束對準(zhǔn)用戶信號到達方向DOA(direction of arrinal),旁瓣或零陷對準(zhǔn)干擾信號到達方向,達到充分高效利用移動用戶信號并刪除或抑制干擾信號的目的,將零點對準(zhǔn)干擾方向,大大提高陣列的輸出信干比,改善了系統(tǒng)質(zhì)量,提高了系統(tǒng)可靠性。對于軟容量的CDMA系統(tǒng),信干比的提高還意味著系統(tǒng)容量的提高。

抗衰落。高頻無線通信的主要問題是信號的衰落,由于移動用戶與基站的相對運動,每條多徑都會有一個明顯的頻率移動,一起時間選擇性衰落,即信號幅度隨著時間變化,失真比較大。如果采用智能天線控制接收方向,自適應(yīng)地構(gòu)成波束的方向性,可以使得延遲波方向的增益最小,降低信號衰落的影響。智能天線可用分集技術(shù),減少衰落。

實現(xiàn)移動臺定位。采用智能天線的基站可以獲得接收信號的空間特征矩陣,由此獲得信號的功率估值和到達方向。通過此方法,用兩個基站就可將用戶終端定位到一個較小區(qū)域。由于目前蜂窩移動通信系統(tǒng)只能確定移動臺所處的小區(qū),因此移動臺定位的實現(xiàn)可以使許多與位置有關(guān)的新業(yè)務(wù)得以方便地推出,而發(fā)展新業(yè)務(wù)是目前移動運營商提升ARPU值、加強自身競爭力的必然手段。

4 智能天線在現(xiàn)代通信中的應(yīng)用

(1)用于FDMA系統(tǒng)

據(jù)研究,與通常的三扇區(qū)基站相比,C/I值平均提高約8dB,大大改善了基站覆蓋效果;頻率復(fù)用系數(shù)由7改善為4,增加了系統(tǒng)容量。在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化時,采用智能天線技術(shù)可降低無線掉話率和切換失敗率。

(2)用于TDMA系統(tǒng)

無線能量在時間和空間上都受到限制,智能波束切換規(guī)則可提高C /I指標(biāo)。據(jù)研究,用4個30°天線代替?zhèn)鹘y(tǒng)的120°天線,C /I可提高6dB,提高了服務(wù)質(zhì)量。在滿足GSM系統(tǒng)C /I比最小的前提下,提高頻率復(fù)用系數(shù),增加了系統(tǒng)容量。

(3)用于CDMA系統(tǒng)

在CDMA系統(tǒng)中,智能天線可進行話務(wù)均衡,將高話務(wù)扇區(qū)的部分話務(wù)量轉(zhuǎn)移到容量資源未充分利用的扇區(qū);通過智能天線靈活的輻射模式和定向性,可進行軟/更軟切換控制;智能天線的空間域濾波可改善遠(yuǎn)近效應(yīng),簡化功率控制,降低系統(tǒng)成本,也可減少多址干擾,提高系統(tǒng)性能。

(4)用于無線本地環(huán)路系統(tǒng)

在無線本地環(huán)路系統(tǒng)中,基站對收到的上行信號進行處理,獲得該信號的空間特征矢量,進行上行波束賦形,達到最佳接收效果。由于本系統(tǒng)采用TDD方式,可將上行波束賦形數(shù)據(jù)直接用于下行發(fā)射信號,實現(xiàn)對下行波束的賦形。天線波束賦形等效于提高天線增益,改善了接收靈敏度和基站發(fā)射功率,擴大了通信距離,并在一定程度上減少了多徑傳播的影響。

(5)用于DECT、PHS等系統(tǒng)

DECT、PHS都是基于TDD方式的慢速移動通信系統(tǒng)。歐洲在DECT基站中進行智能天線實驗時,采用和評估了多種自適應(yīng)算法,并驗證了智能天線的功能。日本在PHS系統(tǒng)中的測試表明,采用智能天線可減少基站數(shù)量。近期受移動“本地通”業(yè)務(wù)的啟發(fā),我國一些地方提出利用PHS等技術(shù)建設(shè)“移動市話”,期望與蜂窩移動網(wǎng)爭奪本地移動用戶群。由于PHS等系統(tǒng)的通信距離有限,需要建立很多基站,若采用智能天線技術(shù),則可降低成本。

(6)用于第三代移動通信

采用智能天線技術(shù)可提高第三代移動通信系統(tǒng)的容量及服務(wù)質(zhì)量,W-CDMA系統(tǒng)就采用自適應(yīng)天線陣列技術(shù),增加系統(tǒng)容量。在第三代移動通信系統(tǒng)中,我國SCDMA系統(tǒng)是應(yīng)用智能天線技術(shù)的典型范例。SCDMA系統(tǒng)采用TDD方式,使上下射頻信道完全對稱,可同時解決諸如天線上下行波束賦形、抗多徑干擾和抗多址干擾等問題。該系統(tǒng)具有精確定位功能,可實現(xiàn)接力切換,減少信道資源浪費。

篇3

關(guān)鍵詞 電力行業(yè);移動通信;系統(tǒng)功能;管理

中圖分類號TN92 文獻標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708(2011)55-0193-02

無線資源管理的主要目的是為了充分利用好通信系統(tǒng)中的有價值資源,為通信運營商創(chuàng)造更大的經(jīng)濟利益,也方便了用戶對通信服務(wù)的高標(biāo)準(zhǔn)需求。傳統(tǒng)電力通信系統(tǒng)因設(shè)備上的缺乏常會出現(xiàn)不同程度的資源浪費問題,導(dǎo)致移動通信無法正常的運行,給資源管理工作造成了很大的難度。電力企業(yè)在規(guī)劃資源配置時要構(gòu)建綜合性的通信網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng),以更加科學(xué)地調(diào)配各項無線資源。

1 電力通信網(wǎng)絡(luò)管理的設(shè)計原則

電力通信網(wǎng)絡(luò)在規(guī)劃期間要根據(jù)各個區(qū)域的實際情況,不僅要對路線合理安排設(shè)計,也要做好其它方面的規(guī)劃調(diào)整工作。

1)兼容其他網(wǎng)管系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。在接受TMN的同時,兼容其他流行的網(wǎng)管系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)以解決TMN接口單一的問題,對電力通信網(wǎng)管系統(tǒng)的建設(shè)十分有好處,尤其在強調(diào)技術(shù)經(jīng)濟效益的今天,搞好網(wǎng)絡(luò)管理是企業(yè)需要重點考慮的。SNMP簡單網(wǎng)路管理協(xié)議所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)管理是目前應(yīng)用最為廣泛的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的管理標(biāo)準(zhǔn),SNMP網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)在全球范圍都得到了廣泛的運用,這對于未來的電力通信網(wǎng)發(fā)展有著重要的作用;

2)采用高水平的商用TMN網(wǎng)管開發(fā)平臺作為開發(fā)基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)管理是一個巨大、復(fù)雜的工程,涉及面廣,難度大,特別是像TMN這樣的系統(tǒng),而綜合業(yè)務(wù)及綜合接入功能的要求又增加了系統(tǒng)的難度。依照標(biāo)準(zhǔn)的建議書從基礎(chǔ)開發(fā)做起的方法無論從時間、經(jīng)濟的角度來說都是不可取的。高層網(wǎng)管應(yīng)用開發(fā)平臺是世界上具有相當(dāng)實力的廠商,投巨資歷時多年開發(fā)出來的商用系統(tǒng);

3)網(wǎng)管系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化。網(wǎng)管系統(tǒng)互聯(lián)組成網(wǎng)管網(wǎng)絡(luò)這一點是不言而喻的。從長遠(yuǎn)的觀點來講,電力通信網(wǎng)管應(yīng)接受異構(gòu)網(wǎng)互聯(lián)的觀念,即不同層次、不同廠商甚至不同體系結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)之間應(yīng)不受阻礙的互聯(lián),組成一個具有廣泛容納性的網(wǎng)管網(wǎng)絡(luò)。規(guī)定一種或幾種統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)互聯(lián)接口作為系統(tǒng)互聯(lián)的限制約定是目前網(wǎng)管系統(tǒng)之間互聯(lián)的最可行的方法,能有效維護通信系統(tǒng)的運行。

2 通信網(wǎng)系統(tǒng)資源管理方案

充分利用好網(wǎng)絡(luò)資源是通信網(wǎng)系統(tǒng)功能發(fā)揮的基本保證,對通信網(wǎng)絡(luò)進行規(guī)劃調(diào)整時要立足于網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)性能。面對新時期網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的高要求,我們要對原始通信網(wǎng)實施有效地管理。參照筆者的工作經(jīng)驗,通信網(wǎng)系統(tǒng)的資源管理要顧及到以下幾點:

1)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計。初期的網(wǎng)管系統(tǒng)一般只注重網(wǎng)絡(luò)某些部分(如通信設(shè)備)的管理,其主要原因是通信網(wǎng)管系統(tǒng)在發(fā)展初期一般依賴于通信設(shè)備生產(chǎn)廠商。真正的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)應(yīng)包括以下各個層次:網(wǎng)元數(shù)據(jù)采集層:網(wǎng)元(設(shè)備)的數(shù)據(jù)接入、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);2)系統(tǒng)功能。一個完善的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)應(yīng)具備如下功能。故障管理:提供對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境異常的檢測并記錄,通過異常數(shù)據(jù)判別網(wǎng)絡(luò)中故障的位置、 性質(zhì)及確定其對網(wǎng)絡(luò)的影響,并進一步采取相應(yīng)的措施。性能管理:網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)能對網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)中各種設(shè)備的性能進行監(jiān)視、分析和控制。

3)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。為了保證網(wǎng)管系統(tǒng)能較好適應(yīng)電力通信網(wǎng)的特點,滿足電力通信網(wǎng)的管理要求,網(wǎng)管系統(tǒng)應(yīng)能兼容多機種、多種操作系統(tǒng);應(yīng)能設(shè)計成冗余結(jié)構(gòu)保證系統(tǒng)可靠性;應(yīng)能充分考慮系統(tǒng)分期建設(shè)的要求,充分考慮不同檔次的網(wǎng)管系統(tǒng)的需求。

3 電力移動通信設(shè)備線路保護

變電站是我國電力行業(yè)運行的主要場所,其移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜。根據(jù)企業(yè)實際運行情況看,許多電力通信設(shè)備內(nèi)部常會發(fā)生線路故障,導(dǎo)致通信設(shè)備無法正常運行。因而,企業(yè)在無線資源管理企業(yè)要做好通信設(shè)備保護工作,提高整個系統(tǒng)的運行效率。根據(jù)不同線路保護級別的不同,采用的保護方法如下:

1)35kV線路保護配置

從線路保護的內(nèi)在結(jié)構(gòu)分析,35KV及以下線路保護通常都屬于相間及三相故障的對應(yīng)保護。早期傳統(tǒng)的線路保護配置結(jié)構(gòu)簡單,僅能滿足小符合變電站運行的需要。目前,35KV線路保護在配置及負(fù)荷承載能力等方面都有很大的改善。常見的35kV線路保護的裝置包括:速斷或限時速斷(電流I、II段)、過流(電流III段)、三相一次重合閘。如:主保護屬于速斷,可在短時間內(nèi)把裝置周圍的故障切斷,協(xié)調(diào)好線路中電流的運行方向。

2)110kV線路保護配置

電網(wǎng)建設(shè)中使用的110KV線路較多,近年來對此線路保護的研究也相對深入。110KV線路保護配置屬于相間、接地故障保護的一種。這類線路保護包括:相間距離I、II、III段,接地距離I、II、III段,零序I、II、III段,PT斷線過流保護。其中,比較常用的保護則是PT斷線過流保護,該裝置的保護范圍較廣,可對整個線路的80%以上長度進行保護。但實際運行期間需注意一些特殊情況,如:當(dāng)線路保護處于交流電壓失壓狀態(tài)、系統(tǒng)波動、負(fù)荷超載等問題時,遇到各種異常故障之后要做出相對應(yīng)的處理方法,以保證網(wǎng)絡(luò)資源的穩(wěn)定運行。

3)220kV線路保護配置

220kV線路屬于高壓線路,在保護配置上與其它級別的線路更加嚴(yán)格。220kV線路保護配置包括差動保護、瓦斯保護,每一種保護在線路運行時都發(fā)揮了重要的保護作用。設(shè)計220kV主變保護時需要參照雙重化原則配組合相應(yīng)的裝置 作為相間、接地故障的后備保護,主變后備保護有高、中、低側(cè)后備保護,按照電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)中性點接地的具體情況,110kV及以上電網(wǎng)中性點直接接地方式側(cè)通常采用配置復(fù)壓(方向)過流保護作為相間故障的后備保護,零序(方向)保護作為接地故障的后備保護;35KV以下小接地方式側(cè)一般配置復(fù)壓(方向)過流保護作為相間故障的后備保護。

4結(jié)論

綜上所言,移動通信系統(tǒng)在電力行業(yè)中的運用逐漸普遍,為了讓通信系統(tǒng)的作用得到充分發(fā)揮,電力企業(yè)必須要構(gòu)建綜合性的系統(tǒng)管理模式。在無線資源管理規(guī)劃時,要從資源整合、管理、調(diào)配等方面重點研究。另外,引進先進的通訊網(wǎng)絡(luò)管理模式也是企業(yè)需要考慮的問題,這樣才能控制好每一項操作流程的有序進行,保證網(wǎng)絡(luò)資源的價值得到充分體現(xiàn)。

參考文獻

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篇4

【關(guān)鍵詞】無線移動 閉塞信號 計軸系統(tǒng)原理

在我國交通壓力逐漸加大的背景下,與其他交通工具對比而言,軌道交通工具有很大的優(yōu)勢。但想要保證軌道交通的正常穩(wěn)定運營,必須要保證地鐵內(nèi)部的信號系統(tǒng)正常運作,這樣才能有效的疏導(dǎo)乘客,幫助乘客安全乘坐地鐵。以昆明地鐵的一、二號線為例,此線路使用西門子無線移動閉塞系統(tǒng),通過對其工作原理和故障類型進行分析,希望能夠進一步促進國內(nèi)軌道交通事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

1 計軸系統(tǒng)的工作原理

1.1 計軸區(qū)段的具體分類

根據(jù)線路特征來講,正線被劃分成若干個計軸區(qū)段,每個計軸區(qū)段內(nèi)至少有一個計軸磁頭。結(jié)合具體情況來講,每個計軸區(qū)段內(nèi)的計軸磁頭數(shù)量都是不同的,因此,每個計軸區(qū)段所出現(xiàn)的故障類型也是不同的,在處理故障所采用的解決方案自然也是不同的。

1.2 計軸設(shè)備的具體組成

一號線運用西門子AzS(M)350 U型計軸系統(tǒng),主要組成部分包括設(shè)備設(shè)施房計軸主機、屋外計軸磁頭和軌旁計軸箱等。在鋼軌外側(cè)裝上了發(fā)射器,內(nèi)側(cè)裝上了接收器;車輪在雙置傳感器作用下,接收器感應(yīng)電壓隨之提高,結(jié)合感應(yīng)器電壓的變化情況就能夠得出軸數(shù)與識別運行方向需要的信息數(shù)據(jù)。在列車從一端檢測區(qū)中出發(fā)駛?cè)肽骋欢螀^(qū)域后,通過計軸點后,計軸運算單元處理傳統(tǒng)器產(chǎn)生的軸信號并判斷計數(shù),這時繼電器給出所需的占用信息并存儲起計軸數(shù);當(dāng)列車駕駛出區(qū)段后通過某一計軸點后,運算單元會處理傳感器中的軸信號并校核“計軸數(shù)”與原存儲的數(shù)據(jù),在審核數(shù)據(jù)無誤后傳遞給檢測區(qū)一個“空閑”的信號。在軌道區(qū)段的駛?cè)肱c駛出車輪不對等,車輪檢測設(shè)施受到其他物體干擾后,結(jié)合故障導(dǎo)向安全原則計軸系統(tǒng)會給出軌道區(qū)段被占用的信號,應(yīng)預(yù)復(fù)位此軌道區(qū)段。

2 計軸出現(xiàn)故障的主要特點

(1)2013年開始,一號線系統(tǒng)計軸頻繁出現(xiàn)故障,嚴(yán)重影響著線路的正常運作。對一號線出現(xiàn)的計軸故障進行分析,發(fā)現(xiàn)具有如下幾點特征:統(tǒng)計在2015年9月某地鐵一號線出現(xiàn)的計軸故障,粉紅光帶故障有兩次,其余近15件的故障是計軸棕光帶類型的,近總量的90%。

(2)故障地點很集中,正線與車廠的接口多次發(fā)生了棕光帶類型的故障,但一直未找到引發(fā)此故障的原因。

(3)很多計軸故障的發(fā)生并不是由于自身硬件引發(fā)的,外部因素占有很大的比例,但分析干擾計軸的原因有很大的難度。

(4)發(fā)生故障的時間一般都在集中運營回廠和運營前出車階段內(nèi),在這兩個階段內(nèi)很容易出現(xiàn)故障,廣大調(diào)度源應(yīng)充分重視。對于計軸系統(tǒng)出現(xiàn)的故障,應(yīng)分析故障的類型,采用相對應(yīng)的解決方案,及時解決故障。

3 計軸系統(tǒng)故障原理

3.1 計軸故障的情況

計軸故障現(xiàn)象有很多種情況,常見的有棕光帶、粉紅光帶、紅光帶等。

3.2 出現(xiàn)故障的原因

常見的計軸故障包括有三種:第一種,計軸磁頭受到干擾,這很有可能是軸磁頭被金屬類異物劃破;第二種,在傳輸數(shù)據(jù)中有阻塞或者錯誤狀況;第三種,計軸板塊有死機狀況出現(xiàn)。

計軸磁頭是一種電磁感應(yīng)設(shè)備,可以對金屬物質(zhì)靈敏感應(yīng)。計軸系統(tǒng)會根據(jù)所接收到的信號,對此信號的類型進行判斷,一般情況下,信號分為軸數(shù)、干擾兩種類型的信號。結(jié)合設(shè)計計軸系統(tǒng)的原則,在計軸系統(tǒng)周圍有一個抑制干擾區(qū),在這個干擾區(qū)內(nèi)若是有金屬異物出現(xiàn),就會出現(xiàn)計軸故障,影響著計軸系統(tǒng)的穩(wěn)定運作。

上述的故障是計軸故障出現(xiàn)次數(shù)較多的幾種故障類型,想要完善的解決這幾種故障,還需要有關(guān)工作人員對故障類型深入分析,借鑒其他國家處理這種故障的經(jīng)驗,并結(jié)合自身多年來軌道建設(shè)的工作經(jīng)驗,并在解決故障中定期檢修計軸系統(tǒng),發(fā)現(xiàn)有影響計軸系統(tǒng)正常工作的安全隱患及時處理,進一步及時有效的解決所出現(xiàn)的故障。

4 處理計軸故障的具體對策

4.1 輔助線出現(xiàn)故障

(1)故障不會影響正線的運作。不處理,原則上不使用此輔助線;在結(jié)束運營后再進行處理。

(2)對正線運行有影響的故障。組織信號工作人員對此故障及時修理,明確處理故障的具體時間,在最快時間內(nèi)消除故障帶來的影響;通知各車站對故障區(qū)段執(zhí)行“區(qū)段預(yù)復(fù)”,組織各個列車以BM/RM形式越過故障區(qū)域;故障還未修復(fù),組織列車RM模式越過受到影響的信號機,轉(zhuǎn)ATO模式進行運行,待信號工作人員提供解決建議;在處理完事后確認(rèn)計軸編號和軌道區(qū)段是否可以正常工作。

4.2 正線出現(xiàn)故障

(1)棕光帶對全部列車的運行都有影響。通知車站執(zhí)行故障區(qū)段,組織列車在越過故障區(qū)域后確認(rèn)軌道區(qū)段是否能夠正常;依然存在故障,組織工作人員搶修故障,重新啟動信號板塊;在信號板塊重啟后再進行第一步操作;如果還沒有恢復(fù),組織列車以BM/RM模式穿過故障區(qū)域后在信號工作人員提出處理建議后再進行處理。

(2)計軸區(qū)段在預(yù)復(fù)位模式時,對非CBTC列車的正常運作有影響。在故障對CBTC列車不影響的情況下可先不處理;如果有需要應(yīng)組織工作人員對故障進行搶修,可以對信號板塊重新起到;在重新啟動信號板塊后,如果列車壓道后預(yù)復(fù)位沒有處在預(yù)復(fù)位狀況中,那么應(yīng)確認(rèn)計軸區(qū)段編號的顏色,如果是紅色就依據(jù)計軸區(qū)段編號色影響非CBTC列車正常運作的方式來進行處理;如果編號中的紅色消失應(yīng)使CBTC列車在正常運作中;在重啟后如果依然有預(yù)復(fù)位情況,列車應(yīng)該以ATP模式繼續(xù)進行運行。

5 列車壓道的具體原則

對各個計軸的區(qū)段,在預(yù)復(fù)位后組織各個列車進行壓道應(yīng)采用如下幾項原則,這樣在列車越過各個故障區(qū)段后,確保故障區(qū)段出清。

(1)單磁頭計軸區(qū)段,在成功預(yù)復(fù)位后列車只需要進入此區(qū)段后再出來就能夠出清。

(2)雙磁頭計軸區(qū)段,在成功預(yù)復(fù)位后組織列車在此區(qū)段兩端磁頭壓過后,此區(qū)段就能夠出清。

(3)多磁頭計軸區(qū)段的故障,包括如下兩種狀況:①在正常運作的狀況下,成功預(yù)復(fù)位后組織每趟列車壓過此區(qū)域任何兩個磁頭以后,此區(qū)域就能夠正常出清。②在少數(shù)狀況下,在施工作業(yè)反復(fù)干擾某一個計軸磁頭后,并且計軸系統(tǒng)在對某些干擾信號檢測后牽扯到系統(tǒng)安全后,依據(jù)計軸系統(tǒng)設(shè)計的安全性原則,在此磁頭通過后,列車應(yīng)對該磁頭驗證是否安全,確保安全后才能出清計軸區(qū)段。但由于計軸設(shè)備設(shè)施的特征,現(xiàn)場信號工作人員是無法判斷此干擾是否能夠影響系統(tǒng)安全,并且在現(xiàn)場的狀況也不能判斷哪一個磁頭受到了干擾,因此道岔區(qū)段計軸干擾故障很容易引起第一次直股沒有辦法出清,應(yīng)需第二次側(cè)股壓道的在進路壓道才會出現(xiàn)的出清狀況。如果此行車不能反復(fù)發(fā)道,這時候就需要對計軸運算單元重新起到,保證列車壓道在恢復(fù)故障態(tài)勢中。從各方面上來講,在處理計軸系統(tǒng)故障中,與其他信號設(shè)備故障處置對比而言,其工序還是很簡單的。只要是判斷準(zhǔn)確每一步驟,處理故障難度就會降低,也不會影響列車的運行,但是故障處理工作人員也應(yīng)集中精力,在處理故障中小心仔細(xì),切實的處理好所存在的故障。

6 結(jié)束語

綜上所述,無線移動閉塞信號計軸系統(tǒng)在軌道建設(shè)中有著非常高的使用價值,尤其是在機動化程度不斷提升的狀況下,合理的信號計軸系統(tǒng)確實能夠有效的輸送乘客。但在實際應(yīng)用中也發(fā)現(xiàn)計軸系統(tǒng)容易出現(xiàn)故障,追本溯源,分析故障出現(xiàn)的原因,從根本上解決故障確保計軸系統(tǒng)在軌道運輸中能夠發(fā)揮更大的作用,實現(xiàn)改善交通環(huán)境的目的,進一步推動我國軌道事業(yè)的可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展,從而拉動我國社會經(jīng)濟的發(fā)展,為提高我國的綜合國力做好各項基本工作。

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作者簡介

陳小英(1980-),云南省陸良縣人?,F(xiàn)為昆明地鐵運營公司技術(shù)員,大學(xué)本科學(xué)歷。研究方向為西門子計軸,微機聯(lián)鎖(ILOCK),列車自動控制。

篇5

                     吳愛民  高翔

            ( 山東交通學(xué)院山東省 濟南市 264200)

摘要:我國未來的航海人才不僅要掌握過硬的專業(yè)技能和較高的科學(xué)文化水平,更應(yīng)具備強健的身體素質(zhì)、堅毅的性格品質(zhì)和百折不撓的奮斗精神。在新形勢下,目前我校航海類專業(yè)體育課程設(shè)置與突出“海洋特色”以及“海洋文化”尚有距離,體育教學(xué)還在沿用普通高校的教學(xué)模式和內(nèi)容,雖然加強了游泳課比重,以及引入了浪木、滾輪等具有典型航海體育教學(xué)的體育項目,但是在新的海洋人才需求的形勢下,已不能滿足對海洋人才未來發(fā)展及應(yīng)對突發(fā)事件能力的教育培養(yǎng)。本文針對海上極端條件下對海員身體素質(zhì)要求、結(jié)合體育心理學(xué)的基本理論對航海類專業(yè)學(xué)生心里素質(zhì)的培養(yǎng)、針對新形勢對海員提出的要求對原有的體育教學(xué)方案進行必要的調(diào)整等方面進行論述。

 

研究對象與方法:

研究對象:

山東交通學(xué)院航海體育課程建設(shè)。

研究方法:

文獻資料法、實地調(diào)研法、訪問法、邏輯分析法

 

關(guān)鍵詞:航海體育 體育教學(xué)

 

1.前言:

航海類職業(yè)具有涉水性、艱苦性、孤寂性、等特點,對海員的體能、心理素質(zhì)的要求比其他行業(yè)人員更為嚴(yán)格。海員在漫長的航行工作中業(yè)余生活較為單調(diào),造成部分海員會出現(xiàn)心理方面的不良問題,不利于航運工作的發(fā)展?,F(xiàn)行的普通高校體育教學(xué),在身體技能、心理素質(zhì)、等方面都難以達到航海人才的培養(yǎng)任務(wù)。因此,要針對航海專業(yè)學(xué)生進行系統(tǒng)性、針對性的航海體育教育。建設(shè)系統(tǒng)完善的航海體育課程,開展航海體育教育,通過切實可行、豐富多彩的大學(xué)體育課,讓航海專業(yè)學(xué)生在校期間學(xué)會基本的體育技能;養(yǎng)成進行體育鍛煉的習(xí)慣;進而形成終身體育意識;鍛煉體魄,緩解壓力,保證船員身心健康,為其航海職業(yè)保駕護航。目前我校航海類專業(yè)體育課程設(shè)置與教學(xué)還在沿用普通高校的教學(xué)模式和內(nèi)容,雖然增加了游泳、浪木、旋梯等課程,但是針對性和系統(tǒng)性不強,也沒有完整的考評體系,對學(xué)生體育意識的培養(yǎng)還很欠缺,因此我校航海體育教學(xué)模式的創(chuàng)新與應(yīng)用勢在必行。

 

2.結(jié)果與分析:

2.1我校航海體育教學(xué)模式創(chuàng)新的必要性

    2.1.1對現(xiàn)行的航海體育教學(xué)進行創(chuàng)新是航海專業(yè)及職業(yè)特殊性的內(nèi)在需要。

    2.1.2有利于完善高校航海專業(yè)教育體系,將航海體育教學(xué)與普通高校體育教學(xué)即緊密結(jié)合又具有自身特性的落實到航海類專業(yè)日常體育教學(xué)中去。

2.1.3船員長期在海上工作生活,工作環(huán)境具有動蕩性,要求船員需具備較高的適應(yīng)能力,航海專業(yè)及職業(yè)的特殊性要求學(xué)生有具有強壯的體魄、較強的平衡能力及適應(yīng)能力,而這些要求是普通高校體育課程所不能達成的。

2.1.4船舶上可進行的休閑娛樂活動較少,船員的業(yè)余活動比較單調(diào),存在吸煙率和喝酒率較高的現(xiàn)象,不利于船員航海職業(yè)的發(fā)展。開展航海體育教育,可以使學(xué)生養(yǎng)成終身體育意識,在上船后根據(jù)空間與條件可以有針對性的進行體育鍛煉,有利于其航海職業(yè)生涯的延伸。

2.2 目前我校航海體育教學(xué)存在的問題

    2.2.1教學(xué)內(nèi)容安排不夠合理。航海類專業(yè)是我國高校9類特殊招生專業(yè)之一,要求學(xué)生應(yīng)具有良好的耐力素質(zhì)、心里素質(zhì)、嫻熟的游泳技能以及海上自救能力, 這些都是航海類院校進行航海體育教學(xué)的核心內(nèi)容。通過走訪我省高校航海類專業(yè)體育教學(xué)發(fā)現(xiàn),體育課程安排還是以普通高校體育教學(xué)為主,體現(xiàn)航海專業(yè)特點的教學(xué)內(nèi)容如:航海綜合訓(xùn)練器械、游泳、定向越野、搏擊、等課程安排普遍較少。

    2.2.2游泳課程安排存在較大限制。航海專業(yè)學(xué)生日后面對的工作環(huán)境是浩瀚的大海,存在太多的客觀危險是不以人的意識為轉(zhuǎn)移的。實踐證明良好的游泳技能對于海員是一種強有力的自我保護。我校在航海體育教學(xué)過程中, 游泳課受到較大限制, 主要是課程時數(shù)不足和標(biāo)準(zhǔn)的降低導(dǎo)致學(xué)生游泳技能較差, 部分學(xué)生到畢業(yè)甚至不會游泳。學(xué)生只有兩學(xué)年的體育課,且游泳課只能在天氣轉(zhuǎn)暖后才可進行,本身課程較為緊張還有面臨各種航海職業(yè)證書培訓(xùn)占用正常的游泳課時間。

2.2.3訓(xùn)練器材不足與老化。目前體育教學(xué)使用的綜合器械大部分都是較老舊的器械,存在一定安全隱患。其次,浪橋、滾輪等主要訓(xùn)練器材數(shù)量不足,上課時2個班級輪流交替練習(xí), 有的器械(如滾輪), 一次一人進行練習(xí),每個學(xué)生輪流一、兩遍就要下課了, 一堂訓(xùn)練課學(xué)生等待的時間占到課時的一半。再有航海特色體育所采用的體育器械如浪橋、滾輪、爬繩、旋梯等在使用中具有一定的危險性, 盡管老師能夠在教學(xué)中采用一些保護幫助的方法和手段, 但適當(dāng)?shù)陌踩Wo器材對于教學(xué)是有較大的幫助的。而目前這些用于保護幫助的輔器械幾乎沒有。

2.3教學(xué)模式的創(chuàng)新應(yīng)用。

2.3.1結(jié)合新的船員適任證書規(guī)則,建設(shè)航海體育課程體系。建設(shè)航海體育課程體系,規(guī)范航海體育教育,是開展航海體育的根本。針對我校航海體育教育剛起步的現(xiàn)狀以及自身的辦學(xué)條件,著手開展建設(shè)航海體育課程體系的工作,從確立航海體育人才培養(yǎng)方案、制訂教學(xué)大綱、設(shè)定合理的教學(xué)計劃、安排合適的教學(xué)課時、建設(shè)適合自身特點的課程考核評價體系、建設(shè)體育課程師資等著手,有序的建設(shè)我校航海體育課程體系,從而規(guī)范航海體育教育,為培養(yǎng)合格的航海人才提供幫助。

2.3.2改革教學(xué)方法與手段。我校由于場地器材以及各類實操培訓(xùn)的影響,航海體育課程嚴(yán)重不足。為此,首先我們必須樹立一體化課堂的新概念,打破以往體育課的課內(nèi)課外界限,使體育課與課外活動相結(jié)合,課上老師集中講解技術(shù)動作并組織學(xué)生練習(xí),課余老師輔導(dǎo)學(xué)生逐漸熟練掌握技術(shù)動作,并與學(xué)生就聯(lián)系情況及時溝通,掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。另外,當(dāng)今社會信息技術(shù)高速發(fā)展,新的科技不斷被引入教學(xué)實踐之中,教師可以積極學(xué)習(xí)如何利用網(wǎng)絡(luò)給學(xué)生進行授課解惑,同時還可將理論知識、技術(shù)動作、易犯錯誤制作成網(wǎng)絡(luò)課件,供學(xué)生隨時查閱與學(xué)習(xí)。再次,根據(jù)航海專業(yè)的自身特點,航海體育教學(xué)不一定必須安排在操場進行,可以聯(lián)系當(dāng)?shù)睾J虏块T現(xiàn)場教學(xué),增加教學(xué)的直觀性與時效性。

2.3.3加強航海專業(yè)人才職業(yè)技能素質(zhì)的教育。根據(jù)《海員培訓(xùn)、發(fā)證和值班標(biāo)準(zhǔn)國際公約》所規(guī)定的要求與標(biāo)準(zhǔn),首先,重點培養(yǎng)學(xué)生水上技能,如:游泳、跳水、水上救生等能力,特別是游泳,應(yīng)被列為體育課程的重點內(nèi)容。其次,提高學(xué)生海上、船上工作的操作能力與水平,掌握適合海洋需要的健身方法,可選用轉(zhuǎn)體、浪木、爬繩等內(nèi)容。再次,培養(yǎng)學(xué)生較強的心里適應(yīng)能力,當(dāng)面對孤獨以及海洋突發(fā)狀況時,能及時反應(yīng),從容應(yīng)對。

    2.3.4加強師資隊伍建設(shè)。作為航海體育教師,必須認(rèn)識到海洋教育重要性和體育教學(xué)的特殊性,在體育教學(xué)中緊緊圍繞“海洋”二字作文章,充分體現(xiàn)海洋特色。要根據(jù)健康與體育課程標(biāo)準(zhǔn)和素質(zhì)教育的要求,在體育教學(xué)上不斷改革創(chuàng)新,深入調(diào)查研究,了解海洋專業(yè)的生活規(guī)律與工作特點,以充實教師各方面的“營養(yǎng)”,并充實體育教學(xué)內(nèi)容,進一步指導(dǎo)學(xué)生課外體育活動的進行。

 

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篇6

【關(guān)鍵詞】瀝青砼;道路工程;施工工藝

1.工程概況

高新區(qū)書院東路道路工程西起德國工業(yè)園一號路,東至青年路,全長1038.176米,起點樁號K0+300,終點樁號K1+338.176,路幅寬度40米。道路采用瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu),瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計年限為15年,路面設(shè)計軸載BZZ-100。工期要求280個日歷日,保修要求按建設(shè)部80號令進行保修。

2.施工準(zhǔn)備

2.1工藝流程

首先要根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境和地理情況確定設(shè)計方案,其次要保證路基質(zhì)量,包括基層的清理、填筑、澆灑透層瀝青、乳化瀝青稀漿封層等。確定路面機動車和非機動車道路方案,依次攤鋪下、中、上面層葉,最后開放交通。

2.2施工方式

全線大部分瀝青混合料路面都是采用機械化的流水線道路施工,所以在施工中就要保證各個環(huán)節(jié)的銜接性。這就說明要保證施工質(zhì)量的前提就是要保證機械化設(shè)備的質(zhì)量以及嚴(yán)格按照施工方案施工。

2.3施工設(shè)備的配套

2.3.1拌和設(shè)備生產(chǎn)率的確定

拌和設(shè)備的每缸攪拌數(shù)量、進料時間、拌和時間、卸料時間等等直接決定著瀝青混合料拌和設(shè)備的生產(chǎn)率。其中它們之間的計算公式為:

公式中; 、 、 、 、 、 分別是指拌合設(shè)備的生產(chǎn)率;拌合設(shè)備每缸攪拌量 、進料時間 、攪拌時間 、卸料時間 、效率系數(shù)[2]。

2.3.2運輸車輛數(shù)量的確定

計算運輸車輛數(shù)量的公式如下:

上述公式中: 、 、 、 、 、 分別是指運輸車數(shù)量、往返時間、裝料時間(min)、卸料時間(min)、指單臺運輸車的載重[3](t)、效率系數(shù)。 是指攤鋪機前等待卸料的車輛數(shù)[3]。

2.3.3單臺瀝青混合料的攤鋪效率

計算公式如下:

公式中: 、 、 、 、 、 分別特指;單臺攤鋪效率 、攤鋪壓實后的均厚度 、攤鋪寬度 、運行速度 、路料的密度、效率系數(shù)[2]。

3現(xiàn)場施工的準(zhǔn)備

3.1路基設(shè)計以及施工要求

1)路基設(shè)計時要提前對當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境做出了解,設(shè)計要符合當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境要求。其次,為保證路基的穩(wěn)定性和強度,必要時要采用相關(guān)的排水防護措施。

2)施工前要對路基的周邊范圍的清理工作。包括表土層、淤泥、雜填土和高填路段沿線的耕植土及水塘底部的有機質(zhì)土等對路基的施工有影響的不符合要求的土層。對于不良路基也要及時處理,一般處理方式有晾曬、摻水泥或石灰等。針對廢舊的路面也要做出相關(guān)的處理工作,有利于路基的施工。其次,要對薄弱的部分、脫落、開裂、坑洼的部分作出合理的處理。只有嚴(yán)格做好路基的清污處理工作,才能保證路基填筑的填料強度和壓實度都能符合相關(guān)工程要求。

3)路基的壓實度采用的是重型擊實標(biāo)準(zhǔn),要嚴(yán)格采取實驗分析,確定土路基土的最佳含水量及最大干密度的參數(shù)。在路基的施工過程中,要嚴(yán)格按照施工方案,人行道的道路基槽底面壓實度可以按照施工壓實度的93%,這樣才能保證路基的穩(wěn)定性不受沉降。其中路基的標(biāo)高是按照設(shè)計路面的標(biāo)高減去路面厚度[3]。土質(zhì)路基壓實度見下表1。

3.2路面設(shè)計以及施工要求

路面設(shè)計包括有非機動車、機動車、人行道三種路面[3]。其中非機動車道路面結(jié)構(gòu)(從下至上):土路基18cm厚水泥穩(wěn)定砂礫石基層(水泥含量為4.5%)18cm厚水泥穩(wěn)定砂礫石基層(水泥含量為5.5%)透層石油瀝青封層,1cm厚ES-3型稀漿封層(單層)粘層石油瀝青7cm厚中粒式瀝青混凝土5cm厚細(xì)粒式瀝青混凝土。

機動車道路面結(jié)構(gòu)(從下至上):土路基E=40MPa20cm厚水泥穩(wěn)定砂礫石底基層(水泥含量為4.5%)17cm厚水泥穩(wěn)定砂礫石下基層(水泥含量為5%)17cm厚水泥穩(wěn)定砂礫石上基層(水泥含量為5.5%)透層石油瀝青封層,1cm厚ES-3型稀漿封層(單層)粘層石油瀝青7cm厚粗粒式瀝青混凝土5cm厚中粒式瀝青混凝土4cm厚細(xì)粒式瀝青混凝土。

人行道路面結(jié)構(gòu):土路基整形碾壓人行道板墊層10cm厚C15素砼3cm厚M10水泥砂漿結(jié)合層4cm厚彩色人行道板。

4瀝青混合料路面施工

4.1澆灑粘層瀝青。在使用氣壓式瀝青灑布車澆灑粘層瀝青時要注意;①在氣溫不低于10℃時,才可以噴灑粘層瀝青。②澆灑前,應(yīng)做好路基的清理工作。③粘層瀝青噴灑要均勻,出現(xiàn)漏灑、流淌、過量的現(xiàn)象時,要及時處理。④噴槍應(yīng)均勻的移動,噴嘴要距離地面的高度大概在40~50cm。⑤做好噴灑人員的安全保護工作,佩戴工作服。⑥針對一些雨水口和檢查井等角度不好的位置要用刷子刷涂粘層瀝青,使接茬粘結(jié)牢固。⑦做好粘層瀝青道路鋪筑后的灑布鋪設(shè)工作,有利于瀝青破乳、瀝青中的水分和稀釋劑穩(wěn)定揮發(fā),進而攤鋪瀝青混合料,避免受到污染。

4.2鋪筑試驗路段。要根據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)鋪筑試驗段,長度一般為100~ 200 m。一般選擇路段為直線路段,每個結(jié)構(gòu)層都要進行試驗段鋪筑,而且不能在同一地段。

4.3瀝青混合料的運輸。拌和自卸車要前后移動,避免瀝青混合料產(chǎn)生離析,卸料分3~4次卸完。核實每輛車輛的運料單,運輸過程中車廂最好用篷布覆蓋,既可起到保溫效果,也可以防漏。為防止對鋪層造成損壞,要控制運輸車輛在透層、粘層瀝青上急剎車、急轉(zhuǎn)彎[3]。要用專門的疏通運輸車人員,做到交通暢通。而且在施工現(xiàn)場不夠清潔時,就要做好運輸車輪胎的提前清洗工作,保證施工現(xiàn)場清潔。

5瀝青混合料攤鋪

①調(diào)整攤鋪機。根據(jù)路拱、牽引樞鉸點高度、仰角、葉傳感器等等,設(shè)置合理的熨平板墊木葉熨平板葉攤鋪機就位。②攤鋪作業(yè)。1)混合料要充滿熨平板,并滯留3~5 min,做好瀝青混合料對熨平板預(yù)熱,有利于接茬牢固[3]。2)預(yù)熱后要啟動攤鋪機,將其所有控制鈕置于自動位置,利于開動實施攤鋪工作[4]。3)調(diào)整合理攤鋪厚度,觀察傳感器信號燈,保證鋪設(shè)運行穩(wěn)定。4)注意測量攤鋪溫度,一般測試位置取在螺旋攤鋪器。5)保證攤鋪機混合料充足,一般料位在螺旋攤鋪器2/3高度的位置,攤鋪均勻,速度控制在2~6m /min[3]。要是使用的是改性瀝青混合料及SMA混合料就要將攤鋪速度降低至1~3 m /min。在彎道時,要操作柔和,保證控制準(zhǔn)確[4]。③攤鋪厚度控制。④路面施工過程中的質(zhì)量控制。

6瀝青混合料碾壓

大量一線實踐證明,瀝青混合料的碾壓分為初壓、復(fù)壓、終壓。如果采用的是振動壓路機或輪胎壓路機效果良好時,可以減掉初壓工序,直接進入復(fù)壓工序,甚至可以減掉終壓工序。在施工過程中初壓的目的就是要使混合料初步形成一定密實度,為了是能夠有承載壓路機的硬度,減緩冷卻速度。而復(fù)壓就是采用雙鋼輪振動壓路機,然后開啟振動器,振動壓實。終壓就是要消除碾壓輪跡,美觀路面[4]。

【參考文獻】

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[2]劉國禮,陳德臣.瀝青砼面層施工中應(yīng)重視的幾個問題[J]l.公路與汽運,2009(2).

篇7

關(guān)鍵詞:移動通信;實踐教學(xué);教學(xué)改革

中圖分類號:G642.0

隨著移動通信技術(shù)及行業(yè)市場的飛速發(fā)展,移動通信課程教學(xué)內(nèi)容更新周期日益縮短,與工程實際結(jié)合日益緊密,尤其是當(dāng)前4G建設(shè)如火如荼地開展,未來若干年移動通信業(yè)人才需求將出現(xiàn)供不應(yīng)求的局面。從另一方面來看,這也將給普通高校移動通信課程教學(xué)提出更高的要求。因此,與時俱進地實施移動通信教學(xué)改革,將理論教學(xué)和實踐教學(xué)有機融合,注重培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力,構(gòu)建適應(yīng)移動通信行業(yè)發(fā)展的實踐教學(xué)體系將成為移動通信課程教學(xué)的重中之重。

1 移動通信教學(xué)現(xiàn)狀及分析

目前,基礎(chǔ)課和學(xué)科基礎(chǔ)課基本能夠滿足培養(yǎng)要求,但專業(yè)課程教學(xué)滯后于通信技術(shù)的發(fā)展,其教學(xué)內(nèi)容陳舊且偏理論,實驗內(nèi)容無法對接當(dāng)前最新的通信技術(shù),難以達到通信行業(yè)的用人要求。以移動通信為例,近年,移動通信引領(lǐng)了通信行業(yè)的潮流,其發(fā)展速度之快大大超出了人們的想象。但與之相對應(yīng)的“移動通信”等專業(yè)課程卻仍然以原理講解為主,實驗手段僅僅是模塊化的移動通信仿真和點對點的局部功能演示,導(dǎo)致該課程的教學(xué)及實踐內(nèi)容均無法反映移動通信技術(shù)的快速發(fā)展,使學(xué)生缺乏對移動通信整體架構(gòu)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的理解,對不斷演進的4G、5G移動通信技術(shù)更是“霧里看花”,知其然不知其所以然。

為了縮短學(xué)校教學(xué)和企業(yè)需求的差距,我們嘗試在專業(yè)實習(xí)環(huán)節(jié)包括生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)及技能培訓(xùn)上加強了與企業(yè)的聯(lián)系。生產(chǎn)實習(xí)通常開設(shè)在第六學(xué)期期末,利用暑期的部分時間組織學(xué)生赴相關(guān)企業(yè)學(xué)習(xí)。生產(chǎn)實習(xí)雖能增加學(xué)生接觸和了解企業(yè)及相關(guān)技術(shù)的機會,但畢竟時間倉促效果有限。畢業(yè)實習(xí)時學(xué)生精力主要花在找工作和論文寫作上,實習(xí)內(nèi)容往往流于形式,實習(xí)崗位也非常有限。而參加技術(shù)培訓(xùn)是專業(yè)培養(yǎng)計劃之外學(xué)生的自愿行為,通常由專門的培訓(xùn)機構(gòu)組織,學(xué)校反倒成了學(xué)生和培訓(xùn)機構(gòu)之間的中介,其自身教學(xué)行為依然“我行我素”,游離于通信行業(yè)之外??梢姡M管采取了上述多種措施,但專業(yè)課程教學(xué)現(xiàn)狀與社會和行業(yè)的要求仍然有較大差距,亟待在教學(xué)內(nèi)容、實驗技術(shù)及平臺等方面對專業(yè)課程教學(xué)進行深層次的提升和改革。

2 移動通信實踐教學(xué)改革

2.1 改革思路及內(nèi)容。移動通信實踐教學(xué)改革應(yīng)充分考慮移動通信業(yè)發(fā)展趨勢和市場需求變化,使教學(xué)內(nèi)容與飛速發(fā)展的專業(yè)技術(shù)、就業(yè)市場和學(xué)生多樣化需求實時接軌?;谠撍悸?,本研究主要著眼兩個方面的改革內(nèi)容:(1)改革課程體系。改革通信工程專業(yè)課程體系結(jié)構(gòu),整合原有課程資源,刪減、合并陳舊的教學(xué)內(nèi)容和復(fù)雜理論,加強數(shù)字移動通信、無線互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、通信網(wǎng)設(shè)計與管理等實踐內(nèi)容較多的課程的教學(xué)比重,以3G移動通信系統(tǒng)為主線重新構(gòu)建移動通信課程教學(xué)體系,將系統(tǒng)級、網(wǎng)絡(luò)級、應(yīng)用級綜合知識及技術(shù)作為講授重點,保持教學(xué)內(nèi)容對專業(yè)核心技術(shù)的跟隨性;(2)改革實踐教學(xué)。為有效對接企業(yè)需求,目前我們正在搭建面向工程實踐的3G移動通信實驗平臺,使專業(yè)課程的實踐教學(xué)從原理驗證實驗和仿真實驗過渡到以掌握實際系統(tǒng)技術(shù)為目標(biāo)的綜合實訓(xùn)上來。傳統(tǒng)的驗證性實驗設(shè)備,如實驗箱、仿真平臺等,在基礎(chǔ)理論課程及專業(yè)基礎(chǔ)理論課程的學(xué)習(xí)上的確起到了很大作用。但專業(yè)教育階段的教學(xué)手段應(yīng)該更多的面向工程實踐,在系統(tǒng)級、網(wǎng)絡(luò)級設(shè)備、技術(shù)的綜合實訓(xùn)中提升學(xué)生的能力,達到對整體專業(yè)技術(shù)的綜合理解。

2.2 實踐教學(xué)改革的主要措施。(1)優(yōu)化移動通信原理驗證平臺。原理驗證實驗平臺的主要目的是為了幫助學(xué)生深入理解某項技術(shù)的基本原理和特征,使學(xué)生能夠把實際操作與理論知識融為一體。本專業(yè)實驗室中移動通信原理實驗平臺的主要實驗內(nèi)容包括基帶信號處理、移動通信信號的同步、移動通信無線傳播、抗衰落仿真等。當(dāng)添置TD-SCDMA和3G聯(lián)合仿真實驗套件后,還能在虛擬的終端、RNC、NodeB上進行3G信號流、業(yè)務(wù)流等一系列的模擬實驗。為更好的分析和理解實驗結(jié)果,還應(yīng)多借助其他實驗設(shè)備。(2)開發(fā)GPRS移動通信應(yīng)用平臺。我們對移動通信的應(yīng)用開發(fā)主要基于西門子公司的無線通訊模塊TC35i,對該模塊的二次開發(fā),可實現(xiàn)GPRS的短消息業(yè)務(wù)和對象數(shù)據(jù)的實時收發(fā),可幫助學(xué)生理解GPRS系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、短消息SMS的技術(shù)、TC35i模塊的結(jié)構(gòu)及功能、手機電路設(shè)計等諸多實際應(yīng)用內(nèi)容。以下通過一個實例來說明如何利用通訊模塊TC35i實現(xiàn)GPRS短消息的無線收發(fā)過程。當(dāng)我們需要通過GPRS網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控遠(yuǎn)程目標(biāo)時,例如監(jiān)測溫度,可以將遠(yuǎn)程監(jiān)測點溫度傳感器所采集的數(shù)據(jù)經(jīng)單片機處理并編輯成短信,通過連接到單片機上的GPRS短信模塊以無線方式將數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心(圖1a)或直接將溫度數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)測員個人的手機或移動終端上(圖1b),以實現(xiàn)在無人值守的情況下對遠(yuǎn)程目標(biāo)進行無線、實時、精確監(jiān)測。整個過程利用了現(xiàn)有GPRS移動通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),可避免有線傳輸方式中存在的因監(jiān)控端遠(yuǎn)離采集地點而導(dǎo)致的監(jiān)控設(shè)備安裝、監(jiān)控線路鋪設(shè)及維護不便等帶來的問題。該套系統(tǒng)實用性非常強,可根據(jù)不同應(yīng)用目的開發(fā)出不同的實際應(yīng)用,能有效激發(fā)學(xué)生對移動通信系統(tǒng)的學(xué)習(xí)應(yīng)用興趣。

a. b.

圖1 GPRS移動通信網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)

(3)打造3G移動通信綜合實訓(xùn)平臺。在系統(tǒng)級工程應(yīng)用方面,充分利用現(xiàn)有的設(shè)備資源,以面對面的學(xué)習(xí)方式,讓學(xué)生零距離接觸現(xiàn)有商用設(shè)備,熟悉當(dāng)前典型移動通信系統(tǒng)的構(gòu)成及基本操作,通過現(xiàn)有軟硬件設(shè)備模擬實際移動通信工程項目,使學(xué)生更全面、直觀地了解和掌握實際移動通信工程中的基本流程和操作維護內(nèi)容。在移動通信實訓(xùn)機房中TD-SCDMA系統(tǒng)為例,該系統(tǒng)主要組成為:大唐基站TDBl8、射頻端TDRRS20-61、華為NGN軟交換系統(tǒng)、裝有LMT-B集成軟件的PC機等。該實驗首先需要學(xué)生熟悉系統(tǒng)的硬件構(gòu)成及板卡插槽和走線等,然后進行系統(tǒng)的初始化過程,包括系統(tǒng)初始化、相關(guān)驅(qū)動下載、加載及應(yīng)用程序運行等內(nèi)容。例如,系統(tǒng)初始化實訓(xùn)內(nèi)容如下:1)配置板卡必要資源和初始參數(shù),解析配置文件,進行各板卡的初始配置,RRS接人配置本地小區(qū),CA配置;2)解析配置文件,進行板卡的初始配置,解析nb.cfg、antenna.cfg等文件,配置CCU板APS資源表、TNL、RIU板SAAL鏈路、PATH、CTU、BIU寄存器的初始值、BBU等,最后將RRS接人到目標(biāo)小區(qū),并配置CA。

通過以上實訓(xùn)操作,使學(xué)生對所學(xué)知識有更為系統(tǒng)和實際的認(rèn)識。

3 結(jié)束語

通過面向工程實踐的移動通信教學(xué)改革,不僅有效利用了移動通信原理驗證平臺及應(yīng)用開發(fā)平臺等現(xiàn)有實驗資源,而且搭建了涵蓋移動通信全過程的實訓(xùn)環(huán)境,進一步拓展了理論與實踐相融合的教學(xué)模式。此舉意在強化學(xué)生的工程實踐能力和分析解決移動通信系統(tǒng)中實際問題的能力,為實際移動通信系統(tǒng)工程施工、維護、管理等工作以及新知識的學(xué)習(xí)、新問題的研究打下堅實基礎(chǔ),而且還能提高學(xué)生的就業(yè)競爭力,為運營商儲備和提供合格的零距離上崗的移動通信人才奠定基礎(chǔ)。

參考文獻:

[1]張重陽.于Simulink的仿真在移動通信教學(xué)中的應(yīng)用[J].科技信息(科學(xué)教研),2007(24).

作者簡介:劉帥(1980-),男,湖南長沙人,講師,從事移動通信教學(xué)與科學(xué)研究。

篇8

(1)實驗教學(xué)從屬于理論教學(xué),實驗教學(xué)得不到足夠的重視,實驗是為驗證理論知識,理論教學(xué)和實踐教學(xué)相脫節(jié);

(2)實驗內(nèi)容陳舊,無法趕上移動通信新型器件和裝置的發(fā)展,缺乏新的實驗教學(xué)手段和方法;設(shè)備的更新?lián)Q代比較慢,實驗的開展受到硬件實驗設(shè)備的限制,跟不上技術(shù)革新的步伐;

(3)驗證性實驗多,綜合性實驗以及創(chuàng)新性實驗少,在實驗方法上基本是簡單的模仿,學(xué)生被動學(xué)習(xí),缺少積極的思維和創(chuàng)新,也沒有探索的目標(biāo)和方向,沒有良好的實驗教學(xué)改革措施;

(4)在移動通信原理課程中,關(guān)于調(diào)制解調(diào)等有關(guān)內(nèi)容偏重理論,太過抽象,枯燥乏味。受資金和儀器設(shè)備不足等實驗條件的限制以及學(xué)時較少的影響,很多移動通信原理實驗(例如正交頻分多路實驗)不能由學(xué)生實際動手完成,一些實驗內(nèi)容僅僅能驗證理論課學(xué)習(xí)的內(nèi)容,顯然對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是非常不利的。積極探索移動通信原理實驗教學(xué)的改革,嘗試開展仿真創(chuàng)新實驗教學(xué),對于學(xué)生更好地學(xué)習(xí)移動通信原理課程,培養(yǎng)創(chuàng)新能力起著重要的作用。

2仿真教學(xué)的引入與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

傳統(tǒng)的移動通信原理課程理論教學(xué),大多重在討論某種技術(shù)或算法的原理及其理論推導(dǎo),以方便理解調(diào)制解調(diào)器原理和無線電波變換過程,從而加深信源編解碼和信道編解碼、無線電波發(fā)射與接收等知識的理解。在常規(guī)的實驗課上,對移動通信實驗原理的講解也要在黑板上書寫,既不夠形象、直觀,又比較呆板。由于有大量的波形分析內(nèi)容,教師在黑板上畫圖也是一件比較困難的事情,而且學(xué)生不易理解。在傳統(tǒng)的設(shè)計性實驗中,學(xué)生常因受到固定的實驗設(shè)備的束縛而改變實驗設(shè)計思路,不可避免地存在錯誤和不足,致使電路調(diào)試費時費力,甚至引起元器件和儀器設(shè)備損壞,使實驗不能達到預(yù)期效果。因此,在移動通信原理實驗教學(xué)中引入仿真實驗,是對理論課教學(xué)的必要補充。學(xué)生可以充分利用仿真實驗軟件在數(shù)據(jù)采集、儲存、分析、處理、傳輸及控制等方面的強大功能,進行方案的論證、選定和電路的設(shè)計,可以方便地改變參數(shù)來調(diào)整電路,使之更好地接近設(shè)計要求,設(shè)計出較為理想的電路。學(xué)生還可以根據(jù)要求輸出電路的測試參量或波形,作為真實電路調(diào)試的依據(jù)和參考;可利用計算機進行不同的仿真操作,得到與使用實際實驗裝置進行真實實驗相同的結(jié)果。另外,一些較為復(fù)雜的移動通信創(chuàng)新性實驗和綜合性實驗,無法通過模擬實驗完成實驗課教學(xué),但是通過引入仿真教學(xué),便可以擴大實驗教學(xué)的維度、擴大了實驗教學(xué)的可操作性。移動通信是通信原理、高頻電路和信號處理的交叉學(xué)科,學(xué)生只通過理論教學(xué)很難理解學(xué)科交叉性,對移動通信原理的理解也不夠全面。通過引入仿真教學(xué),既能加強學(xué)生對移動通信原理的認(rèn)識,又能加強學(xué)生對實際電路的認(rèn)識,為后續(xù)課程學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。仿真實驗教學(xué)的引入,很好地支持了移動通信原理的學(xué)習(xí),可以進行新技術(shù)的研究,拓展學(xué)生的工程意識,提高設(shè)計調(diào)試電路的靈活性,最大限度地發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新思維,開闊學(xué)生的視野。

3仿真教學(xué)開展實例分析

3.1理論教學(xué)與正交調(diào)制解調(diào)分析

正交調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的原理是把整個可用信道頻帶B劃分為N個帶寬為f的子信道,把N個串行碼元變換為N個并行的碼元,將高速信號變換為低速的并行子數(shù)據(jù)流,分別調(diào)制這N個子信道載波進行同步傳輸,并在終端分開正交信號。信號的調(diào)制和解調(diào)實際是采用數(shù)字信號處理的方法來實現(xiàn)的。先將信號串并變換成低速支路,各支路的調(diào)制可以采用數(shù)字調(diào)制方式,然后進行快速傅里葉逆變換(IFFT)、快速傅里葉變換(FFT)來實現(xiàn)。

3.2正交頻分電路仿真實驗分析

通常在正交頻分電路分析中,往往會忽略講解和分析子載波調(diào)制快速傅里葉變換和反變換等內(nèi)容。讓學(xué)生從理論公式推導(dǎo)中理解OFDM原理,并利用Matlab編程實現(xiàn)不同子載波數(shù)的調(diào)制信號,可以驗證對子載波數(shù)調(diào)制狀態(tài)的影響,進一步驗證理論公式并加深理解??梢杂美碚撏茖?dǎo)和實驗驗證兩種方法來理解調(diào)制。通過正交頻分各步驟的波形圖,形象地描繪信號調(diào)制解調(diào)的過程,逼真地顯現(xiàn)出真實信號傳輸變化的實時動態(tài)過程。

(1)確定參數(shù)。假設(shè)參數(shù)為:子載波數(shù)為8,F(xiàn)FT長度為8,符號速率、比特率、保護間隔長度為2,信噪比12,插入導(dǎo)頻數(shù)?;镜姆抡婵梢圆徊迦雽?dǎo)頻,導(dǎo)頻數(shù)可以為0。通過運行仿真及修改參數(shù)設(shè)置,教師可引導(dǎo)學(xué)生逐步實驗,觀察分析仿真結(jié)果并給出結(jié)論。通過示波器模塊可以直觀地觀察到二進制隨機信源。

(2)產(chǎn)生數(shù)據(jù)。使用隨機數(shù)產(chǎn)生器產(chǎn)生二進制數(shù)據(jù)。可以將原序列化為16進制的碼元圖,通過改變數(shù)據(jù)率觀察仿真波形。

(3)子載波調(diào)制。利用Matlab工具仿真實現(xiàn)BPSK、QPSK、16QAM、64QAM等4種調(diào)制方式。按照星座圖,將每個子信道上的數(shù)據(jù)映射到星座圖點的復(fù)數(shù)表示。通過改變支路不同的調(diào)制方式,觀察到仿真波形,每次課都會有各式各樣新的實驗波形,可以直觀地觀察到二進制隨機信源,以及將一路高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成多路低速數(shù)據(jù)的波形。

(4)IFFT運算。對上一步得到的同相分量和正交分量進行IFFT運算。為便于理解,可采用仿真軟件直觀地表現(xiàn)子信道上的數(shù)據(jù)與OFDM符號之間傅里葉逆變換關(guān)系。當(dāng)子信道的脈沖為矩形脈沖時,具有sinc函數(shù)形式的頻譜。當(dāng)改變系統(tǒng)(N)時,OFDM功率譜形狀也隨之改變。

(5)加入保護間隔,加入噪聲。由IFFT運算后的每個符號的同相分量和正交分量分別轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù),并將符號尾部G長度的數(shù)據(jù)加到頭部,構(gòu)成循環(huán)前綴。

(6)并串轉(zhuǎn)換。將每個符號分布在子信道上的數(shù)據(jù)還原為一路串行數(shù)據(jù)。

(7)FFT運算。對每個符號的同相分量和正交分量按照(Ich+Qch×i)進行FFT運算。由于噪聲和信道的影響,接收端收到的每個子信道上的數(shù)據(jù),映射到星座圖不再是嚴(yán)格的發(fā)送端的星座圖。將得到的星座圖上的點按照最近原則判決為原星座圖上的點,并按映射規(guī)則還原為一組數(shù)據(jù)。利用以上設(shè)計的信號,在Matlab中編程實現(xiàn)該信號的調(diào)制,畫出調(diào)制前后信號的時序圖。此時,學(xué)生容易理解此種調(diào)制方式為何IFFT被稱調(diào)制。在此基礎(chǔ)上,學(xué)生通過理論分析以及Matlab實驗畫圖驗證,進一步加深了對正交頻分電路的理解。

4結(jié)束語

篇9

關(guān)鍵詞:移動通信;教學(xué)改革;任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法;雙語教學(xué)

作者簡介:胡潔(1980-),女,貴州安順人,華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院,講師;

黃雙蘋(1972-),女,湖南邵東人,華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院,講師。

中圖分類號:G642.0 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)14-0081-02

“移動通信”是高校通信和電信專業(yè)的核心技術(shù)課程,概念多、原理多、理論抽象,學(xué)生普遍反映該課程難學(xué),課堂上掌握的知識比較有限,在實際的工作中不能與理論結(jié)合起來。在這幾年的教學(xué)過程中,筆者發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計和實習(xí)時仍然存在一些困惑和疑問,在實際走上工作崗位之后可能還要經(jīng)過一段時間的企業(yè)培訓(xùn)和鍛煉才能真正能融入工作之中。為了在有限的學(xué)時中能夠引導(dǎo)學(xué)生在能力上有所提高,適應(yīng)相關(guān)專業(yè)的工作,筆者從課程內(nèi)容體系安排和教學(xué)方式等方面進行了一定的探索和研究。

一、現(xiàn)有教學(xué)存在的問題

一是傳統(tǒng)教學(xué)方法學(xué)科化痕跡嚴(yán)重,主要注重知識的傳授,和真實工作情景相比還有一定距離,課程內(nèi)容的組織邏輯與崗位工作內(nèi)容的工作邏輯的關(guān)聯(lián)度低;同時,由于網(wǎng)絡(luò)信息的公開和共享,學(xué)生能從互聯(lián)網(wǎng)上輕易找到多種多樣的學(xué)習(xí)資料,若只是在課堂上進行傳統(tǒng)的知識傳授,學(xué)生一方面無興趣,另一方面會導(dǎo)致學(xué)生形成不思考、不理解、不主動、不記憶的學(xué)習(xí)態(tài)度。

二是一般的移動通信實驗局限于模塊化的實驗箱,不能構(gòu)建蜂窩無線通信系統(tǒng),與現(xiàn)實的移動交換機、基站、手機用戶等元素組建的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相差較大;很多信號處理過程都被集成在模塊中,學(xué)生無法觀察網(wǎng)絡(luò)對信號的傳輸和處理過程,不能讓學(xué)生理論結(jié)合實際;而且實驗多與“通信原理”課程實驗有重合,做完實驗后學(xué)生對于實際的移動通信系統(tǒng)還是缺乏感性認(rèn)識。

三是通信行業(yè)尤其是移動通信行業(yè)是技術(shù)發(fā)展非常迅速的行業(yè),它的最新技術(shù)文檔、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備操作手冊往往都是英文的,即使是中文的文檔也包含大量的英語術(shù)語。包括筆者所在院校在內(nèi)的部分院校將該門課程納入雙語授課范圍,但在雙語授課中存在不少問題:

首先是課程的專業(yè)性強,對學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識要求較高。學(xué)生不僅需要熟練掌握信號與系統(tǒng)、通信原理的基本知識,考慮到無線通信方式的特殊性,即利用電磁波為媒質(zhì)在空間中傳輸信息,因此也要求學(xué)生有一定的電磁波傳播理論作為鋪墊。但這些課程之前并未進行雙語授課,學(xué)生甚至連專業(yè)術(shù)語的英文表達方式都不知曉。這為涉及到這方面知識的英語講授增加了難度。同時,課程的理論性較強,相對于有線傳輸,移動通信中信號的傳輸過程存在更多的不確定因素,所建立的數(shù)學(xué)模型,所應(yīng)用的分析和變換方式更加復(fù)雜;需要從頻域和時域的不同方面分析和理解信道、信號的特性,在學(xué)習(xí)過程中會碰到大量繁瑣的數(shù)學(xué)公式和推導(dǎo)。這部分內(nèi)容本身用中文授課都有一定的難度,用英文授課難度更高。

其次是在學(xué)生專業(yè)知識學(xué)習(xí)與英語水平提高上容易顧此失彼。雙語教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn),顧及了學(xué)生的英語接受能力,專業(yè)知識學(xué)習(xí)就要打折扣。由于課時有限(40個理論課時),雙語教師惟一能做的便是分配好講授專業(yè)知識和培養(yǎng)學(xué)生英語能力之間的時間,并盡量將兩方面結(jié)合起來,以取得成效。如果在學(xué)生英語水平尚未達到一定程度時,盲目用“雙語教學(xué)”來要求他們,學(xué)生會因為英語能力的有限而感到壓力,對雙語教學(xué)失去興趣,甚至反感,學(xué)習(xí)的積極性大大降低。

“移動通信”課程教學(xué)改革與實踐包括教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)組織等方面的改革。

二、教學(xué)方法和內(nèi)容的改革

“移動通信”課程雖然原理性強,但要認(rèn)識到它同時又是一門技術(shù)性和實踐性很強的課程,因此在教學(xué)過程中,可以從學(xué)生感興趣的任務(wù)、技能出發(fā),在課程教學(xué)和實驗中引入任務(wù)驅(qū)動法來引導(dǎo)教學(xué)。[1]

任務(wù)驅(qū)動把以傳授知識為主的傳統(tǒng)教學(xué)理念,轉(zhuǎn)變?yōu)橐越鉀Q問題、完成任務(wù)為主的多維互動式的教學(xué)理念。在整個教學(xué)過程中,教師把教學(xué)內(nèi)容分解到精心設(shè)計的一系列任務(wù)中,以任務(wù)方式引導(dǎo)學(xué)生邊學(xué)邊練,并獨立或協(xié)作完成相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù),實現(xiàn)“學(xué)中做”、“做中學(xué)”。

現(xiàn)在的移動通信教材一般有無線信道特性、抗衰落技術(shù)、組網(wǎng)技術(shù)、無線信令、第二代移動通信系統(tǒng)和第三代移動通信系統(tǒng)等章節(jié),[2]各部分章節(jié)雖有承上啟下的關(guān)系,但學(xué)生對于什么崗位需要用到什么知識一無所知。針對移動通信行業(yè)中的崗位設(shè)置,設(shè)置網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、傳輸、交換和數(shù)據(jù)通信等內(nèi)容模塊;將教材的內(nèi)容按照不同崗位的需求先進行模塊化的組織,讓教學(xué)內(nèi)容的邏輯貼近崗位設(shè)置的邏輯,然后就每個模塊進行任務(wù)的設(shè)計。比如組網(wǎng)技術(shù)就可劃分為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化類的模塊之一,在講到組網(wǎng)技術(shù)中的信道配置技術(shù)時,為學(xué)生設(shè)計一個GSM系統(tǒng)同頻干擾和鄰頻干擾嚴(yán)重的案例,讓學(xué)生探討如何通過現(xiàn)有的頻率進行合理的信道配置,最后用計算機仿真來對比改善前和改善后干擾的變化情況,也讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中獲得成就感,激發(fā)學(xué)習(xí)熱情。這樣能讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中明確學(xué)到了什么,學(xué)到了什么程度和學(xué)后能做什么。

三、教學(xué)手段的改革

1.計算機仿真輔助教學(xué)

對于“移動通信”課程中非常抽象的原理,尤其是涉及到信號信道的時域頻域特性時,單純的文字講解和公式推導(dǎo)都太過抽象,學(xué)生理解起來有困難;課堂教學(xué)可以通過MATLAB軟件進行問題的仿真和演示,增加學(xué)生的感性認(rèn)識,使概念更直觀、更清晰。[3]

在講到調(diào)制技術(shù)時,比如正交振幅調(diào)制QAM,只用數(shù)學(xué)公式表達一種調(diào)制技術(shù),學(xué)生覺得抽象,難以想象信號的時域頻域特性,更不用說分析某種調(diào)制技術(shù)的優(yōu)劣了。這時引入MATLAB軟件,將信號在調(diào)制后發(fā)送到無線信道,經(jīng)過無線信道接收,通過最后解調(diào)的時域星座圖及頻域波形仿真出來,學(xué)生對此進行直觀的觀察和分析,就能夠了解調(diào)制技術(shù)之間的差別。

2.雙語教學(xué)

從事移動通信行業(yè)的畢業(yè)生都應(yīng)具備有較強的專業(yè)英語知識,在課堂教學(xué)中引入雙語教學(xué)非常有必要。針對上述雙語教學(xué)中出現(xiàn)的問題,在進行雙語教學(xué)的過程中需要對不同的章節(jié)內(nèi)容區(qū)別對待,不追求單純的“純英文教學(xué)”。根據(jù)不同的內(nèi)容采取不同的教學(xué)方式和教學(xué)語言應(yīng)用方式(包括中英文使用的比例等),調(diào)整教學(xué)過程中互動時間的比例。

在可以進行分班教學(xué)的條件下,一方面依據(jù)學(xué)生的英語水平分班,另一方面依據(jù)學(xué)生的興趣分班,讓學(xué)生自主選擇英文授課比例高或低的班級。依據(jù)不同的班級水平,可采取“中文教學(xué)但引入所有涉及的英文專業(yè)詞匯,教材采用國內(nèi)中文教材”,“雙語教學(xué)采用原版英文教材,教師使用部分中文”及“全英文教學(xué)”等不同級別。

在受限于教師數(shù)量或教學(xué)管理難度的情況下,教師可根據(jù)課程的不同章節(jié)的內(nèi)容進行分級教學(xué),原理性強、抽象的章節(jié)采用中文為主的教學(xué)模式,而與實際貼合緊密,學(xué)生有相關(guān)基礎(chǔ)或容易理解的章節(jié)采用英文為主的教學(xué)模式,在重點和難點章節(jié)可采用先用中文打基礎(chǔ),再用英文鞏固的教學(xué)模式。

3.現(xiàn)場教學(xué)和項目化教學(xué)

講授網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等部分的內(nèi)容時,引入現(xiàn)場教學(xué)的手段,比如與網(wǎng)絡(luò)運營商合作,開通學(xué)校部分基站供學(xué)生參觀了解基站工作原理,甚至可以請相關(guān)的技術(shù)人員現(xiàn)場講解相關(guān)技術(shù)。講到頻率配置時,可以讓學(xué)生帶上頻率儀,測量附近基站的頻率,同時利用多部手機通信并測定手機的頻率,了解頻率的配置。

講授網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃等部分的內(nèi)容時,引入項目教學(xué)的手段,選擇一個地域范圍,讓學(xué)生分組進行地形地物的考察,用電子地圖輔助選擇基站站點,合理配置天線,調(diào)整天線的發(fā)射功率、方向角和下傾角等相關(guān)參數(shù),最后用網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃軟件Atoll來進行規(guī)劃的驗證。

四、課程考核方式的改革

對于“移動通信”這樣一門原理和實踐性強,又要求學(xué)生具有一定的專業(yè)英語能力的課程,傳統(tǒng)的考核方式不能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。以往大部分學(xué)生在考試前往往是“臨時抱佛腳”,死記硬背,考分高,但考試過后所有的知識即刻“腦后拋”。針對“移動通信”在教學(xué)手段和方法上的改革方案,相應(yīng)的考核方式也應(yīng)進行改革。

針對任務(wù)化教學(xué),學(xué)生在完成某一項任務(wù)后,教師要及時地組織交流、討論,做出反饋和評價,這是使學(xué)生知識內(nèi)化和能力得到提高的關(guān)鍵。教師應(yīng)對學(xué)生所做的作業(yè)進行評價,對存在的問題要及時指出,對優(yōu)秀成果要及時給予肯定和鼓勵。為了考核的科學(xué)性,任務(wù)的設(shè)置就顯得尤為重要,設(shè)置的各模塊鏈條要呈“階梯狀”,體現(xiàn)由簡單到復(fù)雜,由基礎(chǔ)到核心的進階。任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)法構(gòu)建出的任務(wù)應(yīng)把各項理論知識和硬件結(jié)構(gòu)及原理分解到各個具體的實例中。

針對雙語教學(xué),通過學(xué)生平時的課堂表現(xiàn)及最后的考試考查學(xué)生對于專業(yè)英語口語和專業(yè)英語書面表達的掌握程度。為了多方面考查學(xué)生的能力,教師需要準(zhǔn)備多種層次和模式的雙語教學(xué)資源,包括中文經(jīng)典教材,國外原版英文經(jīng)典教材,[4]互聯(lián)網(wǎng)上可以找到的國外著名大學(xué)的講義和PPT,甚至是英語的音視頻都可以作為多層次雙語教學(xué)的教學(xué)輔助材料。

五、結(jié)論

開展“移動通信”課程的教學(xué)改革和實踐以來,學(xué)生感覺與通信行業(yè)的具體實踐結(jié)合得比較緊密,專業(yè)英語的水平也得到了提高,收獲良多。該課程的學(xué)習(xí)不論是對學(xué)生畢業(yè)后從事相關(guān)工作或進一步讀研深造都有較大的幫助。

參考文獻:

[1]劉世安.任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在《移動通信技術(shù)》課程中的應(yīng)用[J].教育理論與教學(xué)研究,2010,(24):125-130.

[2]李建東,郭梯云,鄔國揚.移動通信[M].第四版.西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2006.

篇10

[關(guān)鍵詞]案例教學(xué);移動通信;工程案例;偽基站

一、引言

“移動通信”作為通信和電子類專業(yè)高年級本科生的一門重要專業(yè)課程,因其內(nèi)容涉及面廣、概念多,理論性、綜合性和實踐性強,同時要求學(xué)生具有較強的理論基礎(chǔ),導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)難度較大。引入案例教學(xué)歷來是該類課程教學(xué)中提高授課效果的一個重要手段。北京聯(lián)合大學(xué)智慧城市學(xué)院根據(jù)學(xué)校教務(wù)處對教學(xué)質(zhì)量提升經(jīng)費使用的要求,本著有利于培養(yǎng)高質(zhì)量人才、有利于提升科研和教學(xué)、有利于全院工作能力提升的原則,啟動了教學(xué)工程案例項目。學(xué)校通過該項目推動了各專業(yè)課任教師進行所授課程的教學(xué)工程案例制作,并積累形成了教學(xué)案例資源庫。該項目的主要實施要點包括:第一,每位專業(yè)教師要針對所授課程,選擇一門課程制作教學(xué)工程案例,案例要求有一定的工程背景或類工程背景;第二,教學(xué)工程案例的內(nèi)容要完備,如軟件教學(xué)工程案例要有源代碼、詳細(xì)注釋等內(nèi)容,電子類、通信類教學(xué)工程案例要有電路圖、PCB圖或算法說明,圖中應(yīng)有明確標(biāo)識和原理說明等內(nèi)容;第三,教學(xué)工程案例要提供視頻、音頻等內(nèi)容。以工程案例的制作為契機,筆者團隊重點圍繞“移動通信”課程中學(xué)生最難以理解的信令流程,同時選取了當(dāng)前通信行業(yè)熱門的偽基站問題,展開了案例研究和開發(fā)工作。筆者團隊通過及時將案例開發(fā)成果引入電子信息類專業(yè)課程教學(xué)環(huán)節(jié),為案例教學(xué)在通信類課程中的具體應(yīng)用提供了經(jīng)驗。

二、移動通信的課程特點和難點

移動通信是一門實踐性、應(yīng)用性、綜合性都很強的課程,是一門對電子信息類高年級本科生來說非常重要的專業(yè)課,也是學(xué)生在經(jīng)歷了信號與系統(tǒng)、通信原理等前續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)之后,進入實際通信系統(tǒng)階段學(xué)習(xí)的重點內(nèi)容。移動通信不僅是信息類學(xué)生本科階段學(xué)習(xí)的重點,而且是難點。首先,移動通信課程內(nèi)容的綜合性很強,既有無線電波傳播等移動通信基礎(chǔ)理論,又涉及大量實際通信系統(tǒng)算法和實踐性內(nèi)容。而且,移動通信課程所涉及的通信系統(tǒng)跨度也很大,從早期模擬制式的移動通信系統(tǒng)(AMPS/TACS),到2G、3G、4G,乃至最新的第五代移動通信系統(tǒng)(5G),都是移動通信課程的教學(xué)內(nèi)容。其次,當(dāng)前通信系統(tǒng)的發(fā)展和技術(shù)更新速度很快,大量新的技術(shù)、算法、概念不斷涌現(xiàn),學(xué)生要在短時間內(nèi)理解這些內(nèi)容難度很大,加之前續(xù)課程都是以理論為主,學(xué)生缺乏對實際網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的認(rèn)識,在學(xué)習(xí)各種概念和算法的過程中,往往缺乏感性認(rèn)識,無法深入理解概念本身及其背后的原理,從而影響了學(xué)習(xí)效果。最后,學(xué)校雖然開展了一定的案例式教學(xué)探索,但由于教學(xué)觀念和教學(xué)方法的相對落后,教學(xué)并未到達預(yù)期效果。

三、案例教學(xué)在教學(xué)中的意義和選題

(一)案例教學(xué)的意義在世界范圍內(nèi),利用案例組織教學(xué)活動最具影響的學(xué)校首推美國哈佛商學(xué)院。哈佛商學(xué)院成功地運用案例教學(xué)法培養(yǎng)出了大量杰出的工商界成功人士,也使案例教學(xué)成為一種風(fēng)靡全球,并且代表著未來教育方向的成功教育模式。在我國,案例教學(xué)已被越來越多的人所接受,并在法學(xué)、師范教育等專業(yè)得到了成功的運用,以案例教學(xué)為核心的MBA課程也得到了廣泛認(rèn)同。[1]案例教學(xué)法是目前比較流行的一種教學(xué)方式,即教師通過向?qū)W生提供實際發(fā)生的情況或事件的案例,采用師生和生生多向互動、平等對話和積極研討的形式解決問題,旨在培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生主動參與課堂討論的積極性、提高學(xué)生實踐能力的一種教學(xué)方法。[2]移動通信課程具有很強的實踐性,且內(nèi)容非常龐雜且抽象,教師如果單純地采取單向灌輸式的教學(xué)方式,那么最后的教學(xué)效果會很差。因此,案例教學(xué)是非常重要的一種提高教學(xué)效果的教學(xué)方式。

(二)案例的選題原則案例的選題應(yīng)滿足以下基本原則:第一,與當(dāng)前行業(yè)的熱點緊密聯(lián)系,便于引起學(xué)生的興趣;第二,緊扣課程關(guān)鍵內(nèi)容,易于將重要概念、算法、流程等用更簡便、清晰、直觀的方式展現(xiàn)出來;第三,易于學(xué)生直接參與?;谏鲜鲈瓌t,筆者團隊選擇了“偽基站”這一當(dāng)前行業(yè)和社會普遍關(guān)注的熱點問題作為實施案例教學(xué)的核心內(nèi)容,具體原因如下。第一,偽基站由于存在影響合法通信系統(tǒng)正常工作、侵犯手機用戶正常通信權(quán)利、侵犯個人信息隱私和財產(chǎn)安全等諸多問題,成為近年來媒體頻繁曝光、公安部和工信部等相關(guān)部門重點打擊的非法行為。[3—4]學(xué)生應(yīng)對該問題有一定的了解。第二,偽基站的原理是利用現(xiàn)有移動通信網(wǎng)絡(luò)中小區(qū)重選信令流程中的技術(shù)漏洞,通過無線參數(shù)上的偽裝實現(xiàn)對用戶通信過程的攻擊。這其中涉及信令、算法和具體的基站設(shè)備等重要內(nèi)容,教師可以通過精心設(shè)計案例內(nèi)容讓學(xué)生更好地參與課程互動。

四、工程案例的制作

在案例設(shè)計上,一方面,筆者團隊通過講解偽基站所涉及的信令漏洞和偽基站技術(shù)實現(xiàn)原理,讓學(xué)生對相關(guān)信令流程和機制有更具體的認(rèn)識;另一方面,筆者團隊還通過引導(dǎo)學(xué)生針對這種問題思考可采用什么好的方法進行對抗,從而激勵學(xué)生整合并利用學(xué)過的知識來解決本領(lǐng)域的實際問題。

(一)偽基站的工作原理偽基站的主要功能是利用移動通信系統(tǒng)協(xié)議上的缺陷,捕獲手機用戶的IMSI和IMEI號等敏感的標(biāo)識信息,再偽裝成任意號碼向被攻擊用戶的手機進行垃圾短信的推送,實施詐騙等不法活動。偽基站不僅對用戶正常使用移動通信網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生負(fù)面影響,而且會對用戶的利益造成損失,對運營商的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量也會產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾?,F(xiàn)在的偽基站由于尺寸較小,既可安裝在路燈桿、橋下等不易發(fā)覺的位置,又可放置在車上流動使用,因此,難以被發(fā)現(xiàn)和追蹤。

(二)偽基站入侵監(jiān)測系統(tǒng)原理和架構(gòu)偽基站入侵檢測與分析的研究一直是業(yè)界的熱點之一。[5—6]筆者團隊在分析現(xiàn)有方法的不足的基礎(chǔ)上,提出了一種偽基站入侵的檢測算法,并結(jié)合課堂教學(xué)的特點開發(fā)了一款智能手機應(yīng)用軟件。該軟件可以通過監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的變化,結(jié)合偽基站攻擊時的參數(shù)特征(包括信號場強的劇烈波動,LAC/CI編碼出現(xiàn)非本地的特殊值以及乒乓切換現(xiàn)象和信號脫網(wǎng)等),再通過對多個判決條件以加權(quán)的方式進行偽基站攻擊行為的綜合分析判斷,有效地偵測用戶終端收到的鄰近偽基站的入侵行為,并實時發(fā)出預(yù)警信息,避免偽基站入侵可能給手機用戶帶來的損失。相關(guān)檢測算法已申請發(fā)明專利并獲得授權(quán)。[7]圖1為該系統(tǒng)的基本架構(gòu)。

(三)監(jiān)測系統(tǒng)工作流程和軟件界面軟件的基本工作流程如下:1.啟動監(jiān)測:軟件啟動后,以后臺運行的方式在手機上工作。2.采集參數(shù):軟件周期性地采集網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)相關(guān)參數(shù)供后續(xù)的判決使用(見圖2)。3.參數(shù)判決:通過分析實時采集數(shù)據(jù)的特征,進行特征符合度的識別和判決。4.預(yù)警顯示:一旦偽基站入侵的特征符合度超過預(yù)設(shè)門限,就立即啟動相關(guān)預(yù)警。利用通知欄和聲音進行提示,用戶可以點擊進入軟件中看到具體的判決結(jié)果信息。

五、案例在教學(xué)實踐中的具體應(yīng)用

筆者團隊將該案例的開發(fā)成果應(yīng)用于通信工程專業(yè)、電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)高年級本科生的“移動通信”課程的教學(xué)過程中。首先,教師會介紹GSM和LTE系統(tǒng)的基本信令流程,引導(dǎo)學(xué)生直觀地理解GSM和LTE系統(tǒng)位置區(qū)更新的信令流程和鑒權(quán)流程的特點和存在的技術(shù)漏洞,認(rèn)識當(dāng)前日益猖獗的基于偽基站的垃圾和詐騙短信現(xiàn)象對移動通信網(wǎng)絡(luò)和用戶的影響。然后,教師利用無線電監(jiān)測站繳獲的實際偽基站設(shè)備(如圖3所示)進行現(xiàn)場攻擊演示,使學(xué)生對偽基站攻擊過程有感性認(rèn)識。接著,教師通過啟發(fā)式教學(xué)方式,以問題導(dǎo)向的手段引導(dǎo)學(xué)生圍繞著“如何應(yīng)對這種攻擊行為”進行思考并展開熱烈討論。通過這種討論,教師可以引導(dǎo)學(xué)生梳理之前學(xué)習(xí)過的專業(yè)知識。雖然在短時間內(nèi)學(xué)生難以給出較為合理的對抗方法,但對于鞏固已經(jīng)學(xué)習(xí)過的知識仍然起到了積極的作用,并能有效激發(fā)學(xué)生綜合運用所學(xué)專業(yè)知識解決實際工程問題的技術(shù)創(chuàng)新意識和能力。最后,在學(xué)生討論的基礎(chǔ)上,教師介紹利用參數(shù)監(jiān)測和特征匹配的方法進行偽基站攻擊行為的判別。在此基礎(chǔ)上,教師可以借助所開發(fā)的偽基站入侵實時監(jiān)測報警系統(tǒng),現(xiàn)場利用偽基站設(shè)備開展實際攻擊,并觀察手機上網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)參數(shù)的變化以及該系統(tǒng)的實際工作效果,從而更進一步加深了學(xué)生對于偽基站攻擊行為和相應(yīng)應(yīng)對方法有效性的理解。實踐證明,教師利用偽基站設(shè)備開展課堂教學(xué)的效果良好,學(xué)生的參與度高,互動積極、氣氛活躍。