滕君華，金國華，何榮希，畢　勝

(大連海事大學(xué)　信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院，遼寧　大連　116026)

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讓LTE走進(jìn)移動通信實(shí)驗(yàn)課堂

滕君華，金國華，何榮希，畢勝

(大連海事大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院，遼寧大連116026)

摘要為通信電子相關(guān)專業(yè)的本科生，量身定做了移動通信課程的實(shí)驗(yàn)部分。從“商用4G-校用2G”的尷尬局面入手，介紹了LTE/ LTE-Advanced的關(guān)鍵技術(shù)，設(shè)計(jì)了一系列的移動通信實(shí)驗(yàn)課程。以主流商用的LTE設(shè)備為前提、以提高學(xué)生的工程素質(zhì)為宗旨，精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使學(xué)生能夠充分了解移動通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的日常維護(hù)工作方法，熟悉主流商用移動通信終端產(chǎn)品的使用，掌握LTE系統(tǒng)信令流程等。為移動通信實(shí)驗(yàn)課程的改革提供了新思路。

關(guān)鍵詞移動通信實(shí)驗(yàn)；LTE系統(tǒng)；LTE關(guān)鍵技術(shù)實(shí)驗(yàn)課堂

1研究背景

移動通信是通信工程、電子信息、計(jì)算機(jī)通信等專業(yè)的重要專業(yè)課程，是在校本科生了解當(dāng)前移動通信技術(shù)的重要途徑和手段。然而，在LTE無線技術(shù)已經(jīng)規(guī)模商用的市場環(huán)境下，學(xué)校的實(shí)驗(yàn)課程卻停留在2G、3G技術(shù)的觀察、驗(yàn)證階段。因此，LTE的引入勢在必行。

2LTE關(guān)鍵技術(shù)介紹

LTE(long term evolution)/ LTE-Advanced是第四代移動通信系統(tǒng)的主要技術(shù)之一，第三代移動通信中3個主要的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)WCDMA、TD-SCDMA和CDMA2000都選擇了LTE/ LTE-Advanced作為下一階段統(tǒng)一的技術(shù)演進(jìn)方向。LTE技術(shù)包含F(xiàn)DD和TDD兩種模式，在20 MHz系統(tǒng)帶寬的情況下，LTE Release 8 版本空中接口的下行峰值速率超過100 Mb/s，上行峰值速率超過50 Mb/s。LTE Release 10(LTE-Advanced)進(jìn)行了進(jìn)一步的技術(shù)增強(qiáng)，系統(tǒng)支持100 MHz的帶寬，峰值速率超過1 Gb/s[1]。

概括而言，LTE采用了扁平化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖1所示[2]，基于OFDM的多址技術(shù)，多天線MIMO技術(shù)，快速的自適應(yīng)技術(shù)、調(diào)度算法和重傳機(jī)制，以及小區(qū)間干擾抑制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)自組織技術(shù)等[3]。而LTE-Advanced更是引入了包括載波聚合、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、增強(qiáng)的多天線技術(shù)和中繼技術(shù)等新技術(shù)，使系統(tǒng)各方面的性能遠(yuǎn)高于目前的3G移動通信系統(tǒng)[1]。

3移動通信實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置

本實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置了網(wǎng)絡(luò)基站設(shè)備和移動終端產(chǎn)品兩大部分，其內(nèi)容如下所述。

圖1　LTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

3.1網(wǎng)絡(luò)基站設(shè)備部分

本實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)共設(shè)計(jì)6個學(xué)時，為LTE基站設(shè)備開通部分?？墒褂么筇埔苿油ㄐ旁O(shè)備有限公司生產(chǎn)的TLE3000、BBU EMB5216、RRU TDRU332E等設(shè)備，共同組成TD-LTE的核心網(wǎng)和接入網(wǎng)系統(tǒng)，結(jié)合大唐移動的OMC網(wǎng)管系統(tǒng)，使用LMT軟件，實(shí)現(xiàn)LTE基站配置數(shù)據(jù)制作、板卡規(guī)劃和網(wǎng)元布配信息的規(guī)劃。其中，LTE基站配置數(shù)據(jù)制作流程如圖2所示[4]。

圖2　LTE基站配置數(shù)據(jù)制作流程圖

通過本環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以很好地認(rèn)識現(xiàn)有LTE基站設(shè)備，了解LTE基站工作的基本原理，熟悉基站設(shè)備的開通工作。

3.2移動終端產(chǎn)品部分

本實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)需要用到LTE測試數(shù)據(jù)卡和LTE測試軟件，共設(shè)計(jì)10個學(xué)時，具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置如表1所示[4]。

用戶附著實(shí)驗(yàn)和系統(tǒng)消息實(shí)驗(yàn)都是UE在空閑模式下的行為，只需要測試數(shù)據(jù)卡連接到測試軟件后，開機(jī)即可完成[5]。其中，系統(tǒng)消息實(shí)驗(yàn)可以使學(xué)生學(xué)習(xí)到包含MIB、SIB1、SI消息與其他SIB在內(nèi)的所有系統(tǒng)消息相關(guān)內(nèi)容。以SIB2為例的圖解如圖3所示。SIB2中包含公共的無線資源配置信息，例如：上行RACH、PUCCH、PUSCH、SRS的資源分配與調(diào)度，上行信道功率控制信息；下行BCCH、PDSCH、PCCH信道資源配置等[6]。這些信息對理解LTE系統(tǒng)上下行的資源使用及分析網(wǎng)絡(luò)資源問題有很大幫助。

表1　實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

圖3　系統(tǒng)消息2圖解

專用承載實(shí)驗(yàn)和小區(qū)切換實(shí)驗(yàn)，則需要UE發(fā)起業(yè)務(wù)，滿足測量條件后，由系統(tǒng)發(fā)起切換命令[7]。在log中成功進(jìn)行了兩次切換，在圖4所示的事件列表中清晰可見。

移動終端產(chǎn)品部分的實(shí)驗(yàn)，能讓學(xué)生熟練使用LTE測試數(shù)據(jù)卡和測試軟件，掌握LTE系統(tǒng)的經(jīng)典信令流程，深入理解LTE的革新技術(shù)內(nèi)容，進(jìn)而體會目前通信行業(yè)的現(xiàn)狀[8]。

圖4　兩次切換成功事件信令圖

4結(jié)束語

通過這樣的實(shí)驗(yàn)學(xué)時安排，學(xué)生能夠深入理解LTE的重要技術(shù)，了解LTE系統(tǒng)中各個模塊接口的工作原理，熟悉TD-LTE的系統(tǒng)信令流程[9]。本實(shí)驗(yàn)安排充分考量了市場上對LTE方面通信人才的需求模式，以“LTE網(wǎng)絡(luò)工程師”和“LTE終端測試工程師”為目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力[10]，更加注重工程素質(zhì)的培養(yǎng)。很好地解決了當(dāng)前學(xué)校理論滯后，學(xué)生在校所學(xué)與企業(yè)所需嚴(yán)重

脫節(jié)的問題[11]，為移動通信實(shí)驗(yàn)課程的成功改革打下了良好的基礎(chǔ)。

參 考 文 獻(xiàn)

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[3]黃韜，劉韻潔，張智江，等.LTE/SAE移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社，2012.

[4]大唐移動客服中心.大唐移動DCNE雙師型教師TD-LTE網(wǎng)絡(luò)技術(shù)培訓(xùn)教材[Z].北京：大唐移動通信學(xué)院，2014.

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[11]高原，王土央.本科生創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系的探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011，28(6)：30-32.

收稿日期:2015-03-26；修改日期: 2015-04-20

基金項(xiàng)目：遼寧省普通高等學(xué)校本科重點(diǎn)建設(shè)專業(yè)資助項(xiàng)目(ZG201409)。

作者簡介：滕君華(1984-)，女，碩士，工程師，主要從事信息與通信工程方面的教學(xué)工作。

中圖分類號G642

文獻(xiàn)標(biāo)志碼A

doi:10.3969/j.issn.1672-4550.2016.03.042

Let LTE Enter the Mobile Communication Experiment Classroom

TENG Junhua，JIN Guohua，HE Rongxi，BI Sheng

(College of Information Science and Technology，Dalian Maritime University，Dalian 116026，China)

AbstractIn order to correspond the electronic correlation specialized undergraduate student，this paper measured the body to make to order experimental part of “the mobile communication curriculum”.This paper from “commercial 4G- school with 2G” awkward aspect obtaining，introduced the LTE/LTE-Advanced key technologies，has designed a series of mobile communication experiment curriculum.Taking the mainstream commercial LTE equipment as the premise，taking improves student’s project quality as the objective，we design the experimental content carefully，enable the student to understand fully the mobile communication network equipment the line service method，the familiar mainstream commercial mobile communication terminal product use，grasps the LTE system signaling flow and so on.For the mobile communication experiment curriculum reform，this paper has provided a new mentality.

Key wordsmobile communication experiment；LTE system；experiment classroom of LTE key technology