高职院校移动通信实训室建设方案研究

　　摘 要：在信息技术迅速发展的形式下，高职院校建设功能完备、科研和教学实验相结合的移动通信实训室尤为重要。针对各不同高职院校的实际情况，研究了两种高职院校移动通信实训室建设方案，论证了方案指导下实训室建设的可行性，并分析了这两种方案的优势与不足。

　　关键词：移动通信实训室;高职院校;信息技术

　　通信行业是一个技术导向型行业，随着TD-SCDMA/WCDMA/CDMA2000等3G技术、WLAN无线通信技术、ADSL/EPON/GPON等宽带接入技术和LTE(Long Term Evolution)4G技术的发展，我国的通信行业得到了高速发展。高职院校培养的人才要能够跟得上通信技术发展的脚步，就必须以职业能力为核心，以就业能力和发展需求为目标，学习最新的技术，学为所用。鉴于此，移动通信实训室的建设尤为重要。

　　移动通信是一门实践性很强的学科，传统的理论、知识原理方面的学习已无法满足学生的需求，也无法适应信息化社会的高速发展。移动通信实训室的最终目的是在校园网环境下模拟完整的电信运营商环境，实现商业运营环境中各项业务需求的在校实训。通过实训，学生可以认识到商用网络的整体运行环境，并且可以学习和练习各种业务的配置和设备的调试，同时在此基础上，可以进行一些增值业务的开发和维护，从而达到实践能力的全面提高，同时提高职业能力和就业竞争力。教师也可以借此提高对通信网络的理解，在相关领域进行技术上的深入研究，这样必然带动师资队伍建设，提升师资整体实力。

　　1 高职院校移动通信实训室建设方案

　　目前，国内主流的3G网络使用3种不同的制式WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000。通过比较，选择与国际接轨的WCDMA制式，以下的实训室建设方案均选用WCDMA的制式。针对不同高校的实际情况，移动通信的实训室建设有不同的方案。

　　1.1 第一种方案：使用仿真模拟软件

　　该方案针对实训室建设资金不充裕的情况下，可以选择讯方公司提供的WCDMA仿真教学平台。该平台真实体现了现实中的机房机构，以无线网络RNC(无线网络控制器)与NodeB(基站)组网方式为例，模拟再现了RNC、NodeB硬件结构和工程现场无线操作维护中心。为学生深入理解和掌握华为公司的WCDMA RNC相关技术建立了一个高度仿真平台。学生通过网管数据配置、告警、信令、业务测试等方面的学习，掌握无线网络设备中各个网元设备的配置，理解无线网络信令流程，以及无线网络对接数据的含义、业务功能，从而掌握无线网络开局的一个完整流程，有效提升学生的理论与实践水平。

　　WCDMA仿真教学平台包括模拟真实机房、客户端仿真环境模块、仿真数据配置模块、仿真故障系统模块、仿真拨打测试模块、完善的帮助功能等多个模块。

　　(1) 模拟真实机房。模拟真实的机房和楼层结构，楼房楼层按实际现场布置来实现。

　　(2) 客户端仿真环境模块。该模块能够实现如下功能：①在软件搭建的“虚拟机房”中可以看到真实环境结构、真实的操作维护台、设备机房的机柜排列、机房环境等;②实现机房里的RNC设备和NodeB单板指示灯的不同状态和状态说明，以及单板功能的文字介绍，将真实设备与教学方式有机结合，便于学生快速掌握;③三维动画生动展现了BBU(基带处理单元)和RRU(射频拉远模块)的动画安装过程，BBU的机柜安装、机框安装、蓄电池安装以及电源线、信号线与RRU的连接馈线、光纤的安装和连接都在三维动画中一一生动展现;④射频部分设备通过真实工程现场线缆连接图和三维动画详细介绍硬件安装和线缆连接等。

　　在该软件搭建的虚拟机房中，学生通过全面的互动查看，可以对机房布置、硬件结构达到较深入的了解，由软件形象具体的场景建立起基本概念，增加学习兴趣，为进一步的学习奠定良好的理解基础。在“虚拟机房”中学生还可以通过软件搭建的“虚拟设备安装”演示全面了解设备结构，同时深入掌握各设备之间接口、线缆的连接规范及方法，从而分析整个RNC、NodeB的硬件物理组网。

　　(3) 仿真数据配置模块。仿真配置是让学生通过“数据配置”模块对RNC和NodeB数据进行配置，学生可以在“数据配置”中体验如同真实环境下的数据配置操作过程。

　　(4) 仿真故障系统模块。该模块能够实现如下功能：①真实反映设备的故障状态和数据配置结果，并给出真实的故障告警信息，提供故障信息浏览窗口方便排查故障;②利用真实信令跟踪功能，配合故障告警，便于排除故障;③利用仿真拨打测试功能排除故障。

　　仿真故障系统模块是在学生配置完成设备数据、接口数据、无线小区数据的情况下，利用仿真软件加载完成数据后，在故障系统中真实反应数据的配置正确与否，根据配置参数显示对应的故障信息，指导学生进行故障排错功能。

　　(5) 仿真拨打测试模块。

　　该软件可以提供模拟拨打电话的功能，当数据配置成功时，打开“信令跟踪测试模块”，通过拨打电话来体验配置数据成功实现业务的喜悦，并对手机的呼叫流程达到全面的理解。通过仿真软件真实、动态的反馈，提高学生的学习兴趣和效果，让学生对移动通信平台有一个基本认识，并具备一定的网络配置能力。

　　1.2 第二种方案：使用真实的设备和实验管理软件

　　该方案针对实训室建设资金相对比较充裕的情况下，可以选择华为公司的WCDMA设备来构建移动3G移动通信实训室。

　　无线接入侧模块是高校移动通信专业比较关注的模块，WCDMA移动通信平台由无线接入和核心网组成，无线接入网络的主要功能为无线资源管理与控制、接入控制、移动性处理、功率控制、随机接入的检测和处理等。核心网又分为核心交换域(即CS域)和核心分组域(即PS域)，其中核心交换域(及CS域)为电路承载域、处理语音信号，业务主要包括一些语音业务，如64K语音等，也包括一些电路型数据业务，最为常见和经典的就是传真业务;核心分组域(即PS域)为数据域，用于手机上网等功能，其业务就是常见的数据业务，包括流媒体业务、VOIP(Voice over IP)等。

　　无线接入侧由NodeB、RNC等组成，核心交换域分别由移动软交换中心、归属位置寄存器、通用媒体网关等三大部分组成;核心分组域由服务GPRS(通用无线分组业务)支持节点、网关GPRS支持节点组成，整个实训室组网拓扑结构如图1所示。

　　整个WCDMA组网的资金投入非常大，可以根据各个学校的实际情况采用分步进行的思路进行WCDMA移动通信平台建设，分步建设的思路如下：

　　第一期：建设WCDMA移动通信平台无线接入系统，无线侧由基站和基站控制器组成。

　　(1) 基站采用华为DBS3900分布式基站。基站由BBU和RRU两部分组成，BBU和RRU之间需要通过光纤连接，二者之间的部署位置通过光纤可以长距离拉远。基站采用业界技术领先的多制式、多形态统一模块设计，适应各种安装场景的特点，有效解决移动网络多制式融合发展的需求、移动宽带化的解决方案、绿色通信网络建设等，支持向LTE(Long Term Evolution)的平滑演进。

　　(2) 基站控制器采用华为公司的BSC6900。BSC6900采用业界领先的多制式、IP化、模块化设计理念，融合UMTS(通用移动通信系统) RNC 和 GSM BSC(基站控制器)业务功能，有效满足移动网络多制式融合发展的需求。BSC6900遵循3GPP R9标准协议版本，支持单用户峰值速率下行 84Mbps和上行11.5Mbps，为用户提供高速数据业务体验。

　　一期只建设接入侧部分，对于核心网的设备，可以和华为或其它公司协议先借用其核心网的设备进行移动通信的实训。

　　第二期：建设WDMA通信系统核心网的CS域，CS域由移动软交换中心、媒体网关及归属位置寄存器组成。移动软交换设备采用华为公司的MSoftX3000，同时支持GSM、3GPP R99、3GPP R4-R7等组网方案。归属位置寄存器采用华为的HLR9820，系统集成了HLR(归属位置寄存器)和AC(鉴权中心)的功能。HLR9820 提供开放的协议标准接口，可以保证和不同厂家设备之间的互连互通，同时为各协议接口提供了各种类型的物理接口，可以充分利用传输资源，满足不同的组网需求。通过该平台的学习，学生可以掌握核心电路交换的信令流程和语音呼叫流程。

　　经过二期建设，核心网的PS域部分可以继续借用其它公司的设备。

　　第三期：建设WCDMA移动通信平台PS域，PS域由服务GPRS支持节点、网关GPRS支持节点组成。服务GPRS支持节点采用华为的SGSN9810，SGSN9810 是华为公司开发的2.5G 和3G 合一的SGSN设备，可同时支持最大量300万用户。网关GPRS支持节点采用GGSN 9811，GGSN9811 是华为公司自主开发的网关GPRS支持节点，可同时应用于2.5G GPRS 系统和3G UMTS系统。作为MS(移动台)接入外部PDN(公用数据网)的网关设备，GGSN9811 处于GPRS/UMTS 分组核心网和外部PDN 的连接处。通过对该平台的学习，学员可掌握数据呼叫流程和多媒体信令过程。

　　通过三期的建设，WCDMA实训室的硬件部分建设完成。但是移动通信设备的造价昂贵，一般实训室只有一套硬件设备，一套设备不能满足多人多次上机实验的问题，所以需要控制软件来控制学生操作设备。在实训室第一期建设时，选用讯方e-Bridge通信实验软件，该软件能够为进行试验的每组学生提供良好的上机环境和多人同时实验的实验方式，是专门针对商用设备开发的实验控制软件。该软件具备多网元并发多线程实验的能力，一套设备可满足40～60组学生排队实验，可进行多网元并发多线程实验，能够同时开启多个网元服务，处理多个队列，每个队列独立处理数据互不干扰。

　　至此，一套完整的WCDMA移动通信实训室建设完成。该实训室不仅能满足学生实训的需要，也为教师的科研提供了一个很好的平台，同时也符合高职院校校企合作的办学思路。教师可以使用项目教学方法，与企业合作将企业项目带入教学实践中，使学生在走出校门之前获得一线的工作经验。

　　2 结语

　　本文通过企业调研提出了两种移动通信实训室建设方案，这两种方案相比较而言，第二种方案真实实现了第一种方案中各个模块的功能，并且使用的设备都是运营商使用的设备，学生能够接触到真实设备，学习更加直观，对设备的理解和应用要优于第一种方案。但是第一种方案是完全使用软件对WCDMA组网和数据配置的模拟，建设成本相对要低很多。各个院校可以根据自身资金情况和专业建设需求，灵活地选择不同的移动通信实训室建设方案，使移动通信实训室既能满足高职院校的教学目标与任务，真正实现学生的零公里就业，又能为教师的科研服务，为移动通信专业的中长期发展提供必要的软、硬件支持。

　　参考文献：

　　[1] 陈仁安.创新实践加强通信实验室建设[J].实验室研究与探索，2002(4).

　　[2] 黄红兵，侯丽娟.高校通信工程专业实验教学模式的研究[J].中国教育技术装备，2006(4).

　　[3] 深圳讯方通信技术有限公司.e-Bridge高校综合实训解决方案.http：//www.xunfang.com/case_pro.aspx?TypeId=1.

　　作者简介：孙金霞(1984-)，女，硕士，苏州工业园区服务外包职业学院助教，研究方向为移动通信;蒋建锋(1977-)，男，硕士，苏州工业园区服务外包职业学院助教，研究方向为计算机网络、数据通信。