高校移動(dòng)通信實(shí)習(xí)訓(xùn)練室構(gòu)建管窺

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1高職院校移動(dòng)通信實(shí)訓(xùn)室建設(shè)方案

目前，國(guó)內(nèi)主流的3G網(wǎng)絡(luò)使用3種不同的制式WC－DMA、TD－SCDMA、CDMA2000。通過(guò)比較，選擇與國(guó)際接軌的WCDMA制式，以下的實(shí)訓(xùn)室建設(shè)方案均選用WCDMA的制式。針對(duì)不同高校的實(shí)際情況，移動(dòng)通信的實(shí)訓(xùn)室建設(shè)有不同的方案。

1．1第一種方案：

使用仿真模擬軟件該方案針對(duì)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)資金不充裕的情況下，可以選擇訊方公司提供的WCDMA仿真教學(xué)平臺(tái)。該平臺(tái)真實(shí)體現(xiàn)了現(xiàn)實(shí)中的機(jī)房機(jī)構(gòu)，以無(wú)線網(wǎng)絡(luò)RNC（無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器）與NodeB（基站）組網(wǎng)方式為例，模擬再現(xiàn)了RNC、NodeB硬件結(jié)構(gòu)和工程現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線操作維護(hù)中心。為學(xué)生深入理解和掌握華為公司的WCDMARNC相關(guān)技術(shù)建立了一個(gè)高度仿真平臺(tái)。學(xué)生通過(guò)網(wǎng)管數(shù)據(jù)配置、告警、信令、業(yè)務(wù)測(cè)試等方面的學(xué)習(xí)，掌握無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中各個(gè)網(wǎng)元設(shè)備的配置，理解無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信令流程，以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)接數(shù)據(jù)的含義、業(yè)務(wù)功能，從而掌握無(wú)線網(wǎng)絡(luò)開局的一個(gè)完整流程，有效提升學(xué)生的理論與實(shí)踐水平。WCDMA仿真教學(xué)平臺(tái)包括模擬真實(shí)機(jī)房、客戶端仿真環(huán)境模塊、仿真數(shù)據(jù)配置模塊、仿真故障系統(tǒng)模塊、仿真撥打測(cè)試模塊、完善的幫助功能等多個(gè)模塊。

（1）模擬真實(shí)機(jī)房。模擬真實(shí)的機(jī)房和樓層結(jié)構(gòu)，樓房樓層按實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)布置來(lái)實(shí)現(xiàn)。

（2）客戶端仿真環(huán)境模塊。該模塊能夠?qū)崿F(xiàn)如下功能：①在軟件搭建的“虛擬機(jī)房”中可以看到真實(shí)環(huán)境結(jié)構(gòu)、真實(shí)的操作維護(hù)臺(tái)、設(shè)備機(jī)房的機(jī)柜排列、機(jī)房環(huán)境等；②實(shí)現(xiàn)機(jī)房里的RNC設(shè)備和NodeB單板指示燈的不同狀態(tài)和狀態(tài)說(shuō)明，以及單板功能的文字介紹，將真實(shí)設(shè)備與教學(xué)方式有機(jī)結(jié)合，便于學(xué)生快速掌握；③三維動(dòng)畫生動(dòng)展現(xiàn)了BBU（基帶處理單元）和RRU（射頻拉遠(yuǎn)模塊）的動(dòng)畫安裝過(guò)程，BBU的機(jī)柜安裝、機(jī)框安裝、蓄電池安裝以及電源線、信號(hào)線與RRU的連接饋線、光纖的安裝和連接都在三維動(dòng)畫中一一生動(dòng)展現(xiàn)；④射頻部分設(shè)備通過(guò)真實(shí)工程現(xiàn)場(chǎng)線纜連接圖和三維動(dòng)畫詳細(xì)介紹硬件安裝和線纜連接等。在該軟件搭建的虛擬機(jī)房中，學(xué)生通過(guò)全面的互動(dòng)查看，可以對(duì)機(jī)房布置、硬件結(jié)構(gòu)達(dá)到較深入的了解，由軟件形象具體的場(chǎng)景建立起基本概念，增加學(xué)習(xí)興趣，為進(jìn)一步的學(xué)習(xí)奠定良好的理解基礎(chǔ)。在“虛擬機(jī)房”中學(xué)生還可以通過(guò)軟件搭建的“虛擬設(shè)備安裝”演示全面了解設(shè)備結(jié)構(gòu)，同時(shí)深入掌握各設(shè)備之間接口、線纜的連接規(guī)范及方法，從而分析整個(gè)RNC、NodeB的硬件物理組網(wǎng)。

（3）仿真數(shù)據(jù)配置模塊。仿真配置是讓學(xué)生通過(guò)“數(shù)據(jù)配置”模塊對(duì)RNC和NodeB數(shù)據(jù)進(jìn)行配置，學(xué)生可以在“數(shù)據(jù)配置”中體驗(yàn)如同真實(shí)環(huán)境下的數(shù)據(jù)配置操作過(guò)程。

（4）仿真故障系統(tǒng)模塊。該模塊能夠?qū)崿F(xiàn)如下功能：①真實(shí)反映設(shè)備的故障狀態(tài)和數(shù)據(jù)配置結(jié)果，并給出真實(shí)的故障告警信息，提供故障信息瀏覽窗口方便排查故障；②利用真實(shí)信令跟蹤功能，配合故障告警，便于排除故障；③利用仿真撥打測(cè)試功能排除故障。仿真故障系統(tǒng)模塊是在學(xué)生配置完成設(shè)備數(shù)據(jù)、接口數(shù)據(jù)、無(wú)線小區(qū)數(shù)據(jù)的情況下，利用仿真軟件加載完成數(shù)據(jù)后，在故障系統(tǒng)中真實(shí)反應(yīng)數(shù)據(jù)的配置正確與否，根據(jù)配置參數(shù)顯示對(duì)應(yīng)的故障信息，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行故障排錯(cuò)功能。

（5）仿真撥打測(cè)試模塊。該軟件可以提供模擬撥打電話的功能，當(dāng)數(shù)據(jù)配置成功時(shí)，打開“信令跟蹤測(cè)試模塊”，通過(guò)撥打電話來(lái)體驗(yàn)配置數(shù)據(jù)成功實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的喜悅，并對(duì)手機(jī)的呼叫流程達(dá)到全面的理解。通過(guò)仿真軟件真實(shí)、動(dòng)態(tài)的反饋，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效果，讓學(xué)生對(duì)移動(dòng)通信平臺(tái)有一個(gè)基本認(rèn)識(shí)，并具備一定的網(wǎng)絡(luò)配置能力。

1．2第二種方案：

使用真實(shí)的設(shè)備和實(shí)驗(yàn)管理軟件該方案針對(duì)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)資金相對(duì)比較充裕的情況下，可以選擇華為公司的WCDMA設(shè)備來(lái)構(gòu)建移動(dòng)3G移動(dòng)通信實(shí)訓(xùn)室。無(wú)線接入側(cè)模塊是高校移動(dòng)通信專業(yè)比較關(guān)注的模塊，WCDMA移動(dòng)通信平臺(tái)由無(wú)線接入和核心網(wǎng)組成，無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)的主要功能為無(wú)線資源管理與控制、接入控制、移動(dòng)性處理、功率控制、隨機(jī)接入的檢測(cè)和處理等。核心網(wǎng)又分為核心交換域（即CS域）和核心分組域（即PS域），其中核心交換域（及CS域）為電路承載域、處理語(yǔ)音信號(hào)，業(yè)務(wù)主要包括一些語(yǔ)音業(yè)務(wù)，如64K語(yǔ)音等，也包括一些電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，最為常見和經(jīng)典的就是傳真業(yè)務(wù)；核心分組域（即PS域）為數(shù)據(jù)域，用于手機(jī)上網(wǎng)等功能，其業(yè)務(wù)就是常見的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，包括流媒體業(yè)務(wù)、VOIP（VoiceoverIP）等。無(wú)線接入側(cè)由NodeB、RNC等組成，核心交換域分別由移動(dòng)軟交換中心、歸屬位置寄存器、通用媒體網(wǎng)關(guān)等三大部分組成；核心分組域由服務(wù)GPRS（通用無(wú)線分組業(yè)務(wù)）支持節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)組成，整個(gè)實(shí)訓(xùn)室組網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1實(shí)訓(xùn)室組圖拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)整個(gè)WCDMA組網(wǎng)的資金投入非常大，可以根據(jù)各個(gè)學(xué)校的實(shí)際情況采用分步進(jìn)行的思路進(jìn)行WCDMA移動(dòng)通信平臺(tái)建設(shè)，分步建設(shè)的思路如下：第一期：建設(shè)WCDMA移動(dòng)通信平臺(tái)無(wú)線接入系統(tǒng)，無(wú)線側(cè)由基站和基站控制器組成。

（1）基站采用華為DBS3900分布式基站。基站由BBU和RRU兩部分組成，BBU和RRU之間需要通過(guò)光纖連接，二者之間的部署位置通過(guò)光纖可以長(zhǎng)距離拉遠(yuǎn)。基站采用業(yè)界技術(shù)領(lǐng)先的多制式、多形態(tài)統(tǒng)一模塊設(shè)計(jì)，適應(yīng)各種安裝場(chǎng)景的特點(diǎn)，有效解決移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)多制式融合發(fā)展的需求、移動(dòng)寬帶化的解決方案、綠色通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)等，支持向LTE（LongTermEvolution）的平滑演進(jìn)。

（2）基站控制器采用華為公司的BSC6900。BSC6900采用業(yè)界領(lǐng)先的多制式、IP化、模塊化設(shè)計(jì)理念，融合UMTS（通用移動(dòng)通信系統(tǒng)）RNC和GSMBSC（基站控制器）業(yè)務(wù)功能，有效滿足移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)多制式融合發(fā)展的需求。BSC6900遵循3GPPR9標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議版本，支持單用戶峰值速率下行84Mbps和上行11．5Mbps，為用戶提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)體驗(yàn)。一期只建設(shè)接入側(cè)部分，對(duì)于核心網(wǎng)的設(shè)備，可以和華為或其它公司協(xié)議先借用其核心網(wǎng)的設(shè)備進(jìn)行移動(dòng)通信的實(shí)訓(xùn)。第二期：建設(shè)WDMA通信系統(tǒng)核心網(wǎng)的CS域，CS域由移動(dòng)軟交換中心、媒體網(wǎng)關(guān)及歸屬位置寄存器組成。移動(dòng)軟交換設(shè)備采用華為公司的MSoftX3000，同時(shí)支持GSM、3GPPR99、3GPPR4－R7等組網(wǎng)方案。歸屬位置寄存器采用華為的HLR9820，系統(tǒng)集成了HLR（歸屬位置寄存器）和AC（鑒權(quán)中心）的功能。HLR9820提供開放的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)接口，可以保證和不同廠家設(shè)備之間的互連互通，同時(shí)為各協(xié)議接口提供了各種類型的物理接口，可以充分利用傳輸資源，滿足不同的組網(wǎng)需求。通過(guò)該平臺(tái)的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以掌握核心電路交換的信令流程和語(yǔ)音呼叫流程。經(jīng)過(guò)二期建設(shè)，核心網(wǎng)的PS域部分可以繼續(xù)借用其它公司的設(shè)備。第三期：建設(shè)WCDMA移動(dòng)通信平臺(tái)PS域，PS域由服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)組成。服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)采用華為的SGSN9810，SGSN9810是華為公司開發(fā)的2．5G和3G合一的SGSN設(shè)備，可同時(shí)支持最大量300萬(wàn)用戶。網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)采用GGSN9811，GGSN9811是華為公司自主開發(fā)的網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)，可同時(shí)應(yīng)用于2．5GGPRS系統(tǒng)和3GUMTS系統(tǒng)。作為MS（移動(dòng)臺(tái)）接入外部PDN（公用數(shù)據(jù)網(wǎng)）的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，GGSN9811處于GPRS／UMTS分組核心網(wǎng)和外部PDN的連接處。通過(guò)對(duì)該平臺(tái)的學(xué)習(xí)，學(xué)員可掌握數(shù)據(jù)呼叫流程和多媒體信令過(guò)程。通過(guò)三期的建設(shè)，WCDMA實(shí)訓(xùn)室的硬件部分建設(shè)完成。但是移動(dòng)通信設(shè)備的造價(jià)昂貴，一般實(shí)訓(xùn)室只有一套硬件設(shè)備，一套設(shè)備不能滿足多人多次上機(jī)實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題，所以需要控制軟件來(lái)控制學(xué)生操作設(shè)備。在實(shí)訓(xùn)室第一期建設(shè)時(shí)，選用訊方e－Bridge通信實(shí)驗(yàn)軟件，該軟件能夠?yàn)檫M(jìn)行試驗(yàn)的每組學(xué)生提供良好的上機(jī)環(huán)境和多人同時(shí)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方式，是專門針對(duì)商用設(shè)備開發(fā)的實(shí)驗(yàn)控制軟件。該軟件具備多網(wǎng)元并發(fā)多線程實(shí)驗(yàn)的能力，一套設(shè)備可滿足40～60組學(xué)生排隊(duì)實(shí)驗(yàn)，可進(jìn)行多網(wǎng)元并發(fā)多線程實(shí)驗(yàn)，能夠同時(shí)開啟多個(gè)網(wǎng)元服務(wù)，處理多個(gè)隊(duì)列，每個(gè)隊(duì)列獨(dú)立處理數(shù)據(jù)互不干擾。至此，一套完整的WCDMA移動(dòng)通信實(shí)訓(xùn)室建設(shè)完成。該實(shí)訓(xùn)室不僅能滿足學(xué)生實(shí)訓(xùn)的需要，也為教師的科研提供了一個(gè)很好的平臺(tái)，同時(shí)也符合高職院校校企合作的辦學(xué)思路。教師可以使用項(xiàng)目教學(xué)方法，與企業(yè)合作將企業(yè)項(xiàng)目帶入教學(xué)實(shí)踐中，使學(xué)生在走出校門之前獲得一線的工作經(jīng)驗(yàn)。

2結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)企業(yè)調(diào)研提出了兩種移動(dòng)通信實(shí)訓(xùn)室建設(shè)方案，這兩種方案相比較而言，第二種方案真實(shí)實(shí)現(xiàn)了第一種方案中各個(gè)模塊的功能，并且使用的設(shè)備都是運(yùn)營(yíng)商使用的設(shè)備，學(xué)生能夠接觸到真實(shí)設(shè)備，學(xué)習(xí)更加直觀，對(duì)設(shè)備的理解和應(yīng)用要優(yōu)于第一種方案。但是第一種方案是完全使用軟件對(duì)WCDMA組網(wǎng)和數(shù)據(jù)配置的模擬，建設(shè)成本相對(duì)要低很多。各個(gè)院校可以根據(jù)自身資金情況和專業(yè)建設(shè)需求，靈活地選擇不同的移動(dòng)通信實(shí)訓(xùn)室建設(shè)方案，使移動(dòng)通信實(shí)訓(xùn)室既能滿足高職院校的教學(xué)目標(biāo)與任務(wù)，真正實(shí)現(xiàn)學(xué)生的零公里就業(yè)，又能為教師的科研服務(wù)，為移動(dòng)通信專業(yè)的中長(zhǎng)期發(fā)展提供必要的軟、硬件支持。

作者：孫金霞蔣建鋒單位：蘇州工業(yè)園區(qū)服務(wù)外包職業(yè)學(xué)院