歐陽玉梅 丘學勇
(桂林電子科技大學信息科技學院,廣西 桂林541004)
隨著5G移動通信技術(shù)的迅猛發(fā)展,新理論及新技術(shù)的不斷涌現(xiàn),特別是4G、5G網(wǎng)絡(luò)的更新?lián)Q代,高校的移動通信課程的教學內(nèi)容也需隨著通信技術(shù)的發(fā)展與時俱進,課程內(nèi)容的設(shè)計應(yīng)以社會需求為導(dǎo)向,通過課程的學習使學生能夠了解現(xiàn)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀,掌握扎實的移動通信技術(shù)原理,掌握關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)技術(shù),并擁有寬闊的專業(yè)視野、具備較強的實踐動手能力。
目前,移動通信課程存在以下3個問題:首先,移動通信課程具有知識面非常廣、原理復(fù)雜難懂、關(guān)鍵技術(shù)多且更新迅速、綜合性及實踐性較強的特點;其次,教材內(nèi)容的更新跟不上通信技術(shù)更新的步伐,從而對4G、5G新技術(shù)、新系統(tǒng)的呈現(xiàn)不夠完善,內(nèi)容過于老舊過時;最后,實踐教學設(shè)備陳舊、實驗項目過于簡單多為驗證性實驗缺乏設(shè)計性和綜合性實驗、且實驗內(nèi)容與現(xiàn)網(wǎng)工程應(yīng)用脫節(jié)等問題,針對上述問題,桂林電子科技大學以培養(yǎng)新時代新工科應(yīng)用型人才為目標,依托校企合作協(xié)同育人平臺,對移動通信課程理論和實踐教學內(nèi)容、授課方式進行調(diào)整,以提高教學質(zhì)量,增進學生對基礎(chǔ)理論和技關(guān)鍵術(shù)的理解,提升學生的實踐操作能力。
根據(jù)市場應(yīng)用技術(shù)發(fā)展需求,修訂課程教學內(nèi)容。
(1)移動通信技術(shù)部分,目前,已出版的大部分教材關(guān)于移動通信技術(shù)的內(nèi)容主要是基于2G、3G和少量4G的技術(shù),無法滿足新基建時代下市場的需求,因此,需對基礎(chǔ)理論的授課內(nèi)容做適當調(diào)整,將重點轉(zhuǎn)向4G LTE及5G NR中所采用的新技術(shù),如將調(diào)制技術(shù)的重點放在256QAM、OFDM、F-OFDM調(diào)制方式上,將編碼技術(shù)的講解重點由卷積碼、Turbo碼轉(zhuǎn)向LDPC碼、Polar碼,以及其他的如Massive MIMO技術(shù)、靈活雙工技術(shù)、全雙技術(shù)、SCMA新多址等新關(guān)鍵技術(shù)。
(2)移動通信系統(tǒng)部分,刪減2G、3G系統(tǒng)的教學內(nèi)容,壓縮課時,把重點放在4G LTE、5G NR甚至是正在研發(fā)的6G系統(tǒng)上。從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、協(xié)議棧、空口技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)性能等方面詳細介紹4G LTE、5G NR系統(tǒng)的有關(guān)原理、新技術(shù)及其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等知識,如5G接入網(wǎng)中的CU/DU分離、基于不同應(yīng)用場景的網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)、NFV、SDN及超密集組網(wǎng)等技術(shù)。
(3)實驗實訓(xùn)教學部分,根據(jù)專業(yè)崗位能力需求,調(diào)整教學實施過程,主要針對實驗實訓(xùn)教學。根據(jù)校企合作企業(yè)(深圳訊方、潤建通信等)的崗位技能需求,依托訊方公司提供的LTE移動通信創(chuàng)新綜合實訓(xùn)平臺,面向LTE產(chǎn)業(yè)鏈的就業(yè)崗位群,進行崗位技能培養(yǎng)。將理論講授與實驗、實訓(xùn)教學相結(jié)合,在該平臺上開展以下實驗及實訓(xùn):LTE單站驗證測試、室外GPS優(yōu)化場景測試、室內(nèi)CQT優(yōu)化場景測試、RF優(yōu)化測試、LTE DT LOG數(shù)據(jù)分析、Mapinfo在LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的基本應(yīng)用上機實訓(xùn)。通過實驗實訓(xùn)以及課后的擴展學習,使學生掌握覆蓋LTE移動通信領(lǐng)域絕大部分專業(yè)崗位的技能。
以“崗位能力及應(yīng)用需求”為中心進行教學目標、授課方式、實驗實訓(xùn)項目和考核方式方法等各教學環(huán)節(jié)的分析與設(shè)計,在學生較好地掌握理論知識的前提下,加大實踐教學的相關(guān)投入,通過校企合作共建實驗室及參加專業(yè)技術(shù)大賽方式來提升學生的專業(yè)技能。
通過與訊方建立良好的校企合作關(guān)系,成立ICT基地,聯(lián)合建立了e-Bridge現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)實驗平臺,該平臺通過在接入層、傳輸層、交換層、業(yè)務(wù)層組成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中各個模塊的靈活組合、分批分步建設(shè)、平臺互聯(lián)互通性制定等的建設(shè),使得高校實現(xiàn)在校園網(wǎng)環(huán)境下模擬完整的電信運營商環(huán)境,實現(xiàn)商業(yè)運營環(huán)境中各項業(yè)務(wù)需求的在校實訓(xùn)的教學目標。學生在此環(huán)境下認識整網(wǎng)的運行環(huán)境,并且可以在平臺上進行各種設(shè)備調(diào)試、業(yè)務(wù)模擬、故障分析、課題設(shè)計等,實現(xiàn)各平臺環(huán)境下的業(yè)務(wù)需求,達到實踐能力的全面提高,提升學生的職業(yè)能力和就業(yè)能力。
實驗室建設(shè)的LTE移動通信系統(tǒng)可與固網(wǎng)實驗室平滑對接,組建固網(wǎng)整網(wǎng)架構(gòu),固網(wǎng)平臺可作為LTE移動通信的移動回傳系統(tǒng),與LTE移動通信進行平滑對接,實現(xiàn)互聯(lián)互通,呈現(xiàn)固網(wǎng)、移動網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。同時配套基站工程安裝的仿真實訓(xùn)系統(tǒng),讓學生利用多媒體手段進行學習基站工程安裝等實訓(xùn)項目。依托e-Bridge實驗平臺,課題組教師開設(shè)了移動通信實驗課程及移動通信網(wǎng)絡(luò)綜合實訓(xùn)課程,實訓(xùn)課程采用項目教學法,2~3名學生組成一組,針對不同的實驗實訓(xùn)項目,引導(dǎo)學生結(jié)合所學理論進行分析、討論、設(shè)計、實施以解決現(xiàn)網(wǎng)中可能出現(xiàn)的各種實際問題,將理論課所學知識與通信系統(tǒng)工程實際相融合,從而提升了學生分析和解決各種工程問題的能力。
其次,課程組教師可參與訊方及其他公司每年圍繞5G技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化開展的培訓(xùn)項目,提升教師自身專業(yè)素養(yǎng),以更好地促進理論及實踐教學活動的實施。
課程組教師組織并指導(dǎo)學生參加通信類全國專業(yè)技術(shù)大賽,通過大賽的前期準備和后期參賽的全過程,系統(tǒng)地將理論與實踐相結(jié)合,通過大賽的基礎(chǔ)理論考試部分對理論知識進行鞏固,通過基站設(shè)備調(diào)試和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實操部分的可視化操作有利于學生對整個移動通信網(wǎng)絡(luò)的理解,及移動通信網(wǎng)絡(luò)與優(yōu)化等工程實踐崗位技能的獲取。同時,大賽也可彌補高校實踐教學在硬件設(shè)備和仿真系統(tǒng)投入方面的不足,同時還可以拓寬學生視野。
由于通信設(shè)備和場地缺失的原因,實驗教學過程中難以將移動通信原理和實踐教學相結(jié)合,且部分技術(shù)的實踐無法在實驗室中完成,比如,區(qū)域覆蓋及優(yōu)化等路測工程實踐,且上述e-Bridge實驗平臺也無法實現(xiàn)路測,無法使學生體驗信號強度測試、覆蓋問題發(fā)現(xiàn)及優(yōu)化等處理,因此,制約了學生將理論與實踐進行融會貫通,基于此問題,可基于VR技術(shù)開發(fā)相應(yīng)的虛擬仿真平臺,模擬實際移動通信系統(tǒng)場景的區(qū)域覆蓋及優(yōu)化,建立移動通信系統(tǒng)的核心機房場景、復(fù)雜商業(yè)街道場景,配備相應(yīng)的虛擬測試系統(tǒng)及測試工具,使學生在實驗室內(nèi)通過虛擬仿真平臺即可有真實的移動網(wǎng)絡(luò)環(huán)境體驗,可進行路測,從而幫助學生累積無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方面的工程實踐操作經(jīng)驗,并通過實驗環(huán)節(jié)的設(shè)計,針對性地去培養(yǎng)學生的設(shè)計能力及創(chuàng)新能力,以達到理論融合實踐、掌握技術(shù)及遞進能力的目的。
在新工科及校企協(xié)同育人背景下,學校就當前移動通信技術(shù)發(fā)展形勢,對移動通信課程理論及實踐教學內(nèi)容進行了調(diào)整,并依托e-Bridge平臺開展實驗、實訓(xùn)項目,使學生認識移動網(wǎng)絡(luò)的運行環(huán)境,掌握基站工程安裝及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等知識,并積極參加各類專業(yè)技術(shù)大賽,取得了較好的成果。