《通信概論》教案

教案首頁授課班級授課形式講授授課日期課時數(shù)4授課章節(jié)/實訓項目名稱項目一移動通信認知任務1移動通信技術(shù)演進教學目標(知識/能力/素質(zhì)目標）知識目標掌握移動通信的五個發(fā)展階段。掌握移動通信的五個發(fā)展階段的特點。能力目標能深入理解移動通信技術(shù)的發(fā)展過程。能深入理解第五代移動通信技術(shù)的特點和應用。素質(zhì)目標培養(yǎng)學生專業(yè)技術(shù)素養(yǎng)，培養(yǎng)學生的社會責任感，提高學生的政治素養(yǎng)。教學重點移動通信的五個發(fā)展階段技術(shù)特點。教學難點教學內(nèi)容更新補充華為Mate50背后的故事：衛(wèi)星消息研發(fā)團隊平均年齡不到30歲。使用教學儀器課外作業(yè)課后習題師生探討預測移動通信未來發(fā)展趨勢任課教師簽名:教學設計/實驗實訓項目實施方案[本次課在本課程中的作用]課程導入，通信技術(shù)總覽。[教學方法]案例法，講授法。[教學內(nèi)容與安排]導引:移動通信系統(tǒng)的發(fā)展階段萌芽—古時的移動通信技術(shù)“烽火戲諸侯”故事講解，引入烽火、擊鼓和鳴金是古代重要的通信手段。有組織的傳遞信息系統(tǒng)介紹，驛站講解。飛鴿傳書介紹，利用鳥類提高送信的速度。1.1.2曙光—第一代移動通信技術(shù)一、1981年誕生了第一代蜂窩移動通信系統(tǒng),采用模擬調(diào)頻技術(shù)實現(xiàn)。二、1G主要系統(tǒng)為高級電話系統(tǒng)（AdvancedMobilePhoneSystem，AMPS），另外還有北歐移動電話（NordicMobileTelephony，NMT）及TACS，而國內(nèi)在80年代初期移動通信產(chǎn)業(yè)還屬于一片空白，直到1987年的廣東第六屆全運會上蜂窩移動通信系統(tǒng)正式啟動。三、1G時期，我國的移動電話公眾網(wǎng)由美國摩托羅拉移動通信系統(tǒng)和瑞典愛立信移動通信系統(tǒng)構(gòu)成。經(jīng)過劃分，摩托羅拉設備使用A頻段，稱之為A系統(tǒng)；愛立信設備使用B頻段，稱之為B系統(tǒng)。移動通信的A、B兩個系統(tǒng)即是人們常說的A網(wǎng)和B網(wǎng)。由于各國采用不同的制式、不同的頻帶和信道帶寬，用戶的漫游很不方便，使得第一代移動通信系統(tǒng)只是一個區(qū)域性的移動通信系統(tǒng)，模擬蜂窩移動通信系統(tǒng)暴露很多問題，諸如頻譜效率低，業(yè)務種類單一和呼叫中斷率高，通信設備笨重等。1.1.3發(fā)展—第二代移動通信技術(shù)一、與1G相比，2G提供了更高的網(wǎng)絡容量，改善了話音質(zhì)量和保密性，并為用戶提供無縫的國際漫游。具有保密性強、頻譜利用率高、能提供豐富的業(yè)務、標準化程度高等特點。二、1991年歐洲開通了第一個GSM系統(tǒng)，1992年歐洲標準化委員會統(tǒng)一推出的標準，它采用數(shù)字通信技術(shù)、統(tǒng)一的網(wǎng)絡標準，使通信質(zhì)量得以保證。三、GSM系統(tǒng)主要由移動臺（MS）、移動網(wǎng)子系統(tǒng)（NSS）、基站子系統(tǒng)（BSS）和操作支持子系統(tǒng)（OSS）四部分組成。四、GSM系統(tǒng)有幾項重要特點：防盜拷能力佳、網(wǎng)絡容量大、手機號碼資源豐富、通話清晰、穩(wěn)定性強不易受干擾、信息靈敏、通話死角少、手機耗電量低、機卡分離。五、隨著用戶規(guī)模和網(wǎng)絡規(guī)模的不斷擴大，頻率資源己接近枯竭，語音質(zhì)量不能達到用戶滿意的標準，數(shù)據(jù)通信速率太低，無法在真正意義上滿足移動多媒體業(yè)務的需求。1.1.4過渡—第三代移動通信技術(shù)一、第三代移動通信系統(tǒng)(3G)的概念最早于1985年由國際電信聯(lián)盟（InternationalTelecommunicationUnion，ITU）提出，是首個以“全球標準”為目標的移動通信系統(tǒng)。形成了第三代合作伙伴計劃,也就是3GPP,最后由ITU國際電信聯(lián)盟頒布了TD-SCDMA、WCDMA和CDMA2000三大技術(shù)標準。二、3G系統(tǒng)以寬帶CDMA技術(shù)為主，并能同時提供話音和數(shù)據(jù)業(yè)務的移動通信系統(tǒng)。三、WCDMA主要起源于歐洲和日本的早期第三代無線研究活動，GSM的巨大成功對第三代系統(tǒng)在歐洲的標準化產(chǎn)生重大影響。CDMA2000也稱為CDMAMulti-Carrier，由美國高通北美公司為主導提出，摩托羅拉、Lucent和后來加入的韓國三星都有參與，韓國現(xiàn)在成為該標準的主導者。TD-SCDMA是英文TimeDivision-SynchronousCodeDivisionMultipleAccess（時分同步碼分多址）的簡稱，中國提出的第三代移動通信標準(簡稱3G)，也是ITU批準的三個3G標準中的一個，以我國知識產(chǎn)權(quán)為主的、被國際上廣泛接受和認可的無線通信國際標準。1.1.5現(xiàn)在—第四代移動通信技術(shù)一、4G

LTE系統(tǒng)一開始就是為分組數(shù)據(jù)業(yè)務而產(chǎn)生,并且4G系統(tǒng)早期并不支持語音,后期發(fā)展了VoLTE,才解決4G語音通信問題。有FDD-LTE和TD-LTE兩種制式標準。二、第四代移動通信系統(tǒng)可稱為廣帶(Broadband)接入和分布網(wǎng)絡，具有非對稱的超過2Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸能力，數(shù)據(jù)率超過UMTS，是支持高速數(shù)據(jù)率（2～20Mb/s）連接的理想模式，上網(wǎng)速度從2Mb/s提高到100Mb/s，具有不同速率間的自動切換能力。三、第四代移動電話不僅音質(zhì)清晰，而且能進行高清晰度的圖像傳輸，可以在任何地址寬帶接入互聯(lián)網(wǎng)，包含衛(wèi)星通信，能提供信息通信之外的定位定時、數(shù)據(jù)采集、遠程控制等綜合功能。1.1.6未來—第五代移動通信技術(shù)一、第五代移動通信技術(shù)（5thGenerationMobileCommunicationTechnology簡稱5G）是具有高速率、低時延和大連接特點的新一代寬帶移動通信技術(shù)，是實現(xiàn)人機物互聯(lián)的網(wǎng)絡基礎設施。二、2019年6月6日,中國移動、中國聯(lián)通、中國電信、中國廣電獲得了5G商用牌照,標志著我國進入5G商用部署階段,5G組網(wǎng)主要采用NSA和SA兩種組網(wǎng)方式。三、5G移動通信系統(tǒng)的3大應用思政案例：華為Mate50系列還首發(fā)北斗衛(wèi)星消息功能，華為透露，華為衛(wèi)星消息研發(fā)團隊平均年齡不到30歲，參與研發(fā)的首款支持北斗衛(wèi)星消息的智能手機華為Mate50系列，突破地面網(wǎng)絡限制，開啟大眾衛(wèi)星通信新時代。華為常務董事、終端BGCEO余承東在接受采訪時還表示，因為我們很多技術(shù)走在整個產(chǎn)業(yè)的前列，所以別人想超越我們很難，要超越他們的往往只有我們自己。余承東強調(diào)，這不斷地去創(chuàng)新、不斷地突破，但也讓消費者受益了，消費者能買到更好的產(chǎn)品，帶動了整個產(chǎn)業(yè)的進步。注：授課形式可以是講授、講練結(jié)合、情景教學、現(xiàn)場教學、實驗、實訓等。教案首頁授課班級授課形式講授授課日期課時數(shù)2授課章節(jié)/實訓項目名稱任務2信號的基礎知識教學目標(知識/能力/素質(zhì)目標）知識目標掌握信號和系統(tǒng)的概念，了解常見信號。了解模擬信號和數(shù)字信號的區(qū)別。了解時域信號和頻域信號的區(qū)別。掌握模擬信號如何變成數(shù)字信號。了解奈奎斯特采樣定理。能力目標了解常見的信號和系統(tǒng)，能成對的辨析信號的特。通過對手機信號的了解，掌握無線信號的相關(guān)特性。深入理解模擬信號變成數(shù)字信號的步驟。素質(zhì)目標培養(yǎng)學生的社會責任感，提高學生的政治理論素養(yǎng)。教學重點信號和系統(tǒng)的概念，模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)變過程。教學難點奈奎斯特采樣定理。教學內(nèi)容更新補充信息化為中華民族帶來了千載難逢的機遇使用教學儀器課外作業(yè)課后習題師生探討數(shù)字信號的缺點。任課教師簽名:教學設計/實驗實訓項目實施方案[本次課在本課程中的作用]課程導入，通信技術(shù)基礎。[教學方法]案例法，講授法。[教學內(nèi)容與安排]1.2.1信號的概念一、概念：信號是運載消息的工具，是消息的載體。從廣義上講，它包含光信號、聲信號和電信號等。二、系統(tǒng)的概念系統(tǒng)指不同學科所研究的對象，一個系統(tǒng)，有輸入信號，也有輸出信號，輸入和輸出之間滿足一定的對應關(guān)系。三、手機信號手機信號是指移動通信中常用的無線信號，手機信號經(jīng)由基站發(fā)射出來，基站是一個總稱，它包括機房和天線兩部分。手機信號是電磁波，在基站與手機之間傳輸。專業(yè)上叫載波，將語音信號，轉(zhuǎn)變成有利于在空氣中傳播的電磁波信號。1.2.2信號的時域概念時域是描述數(shù)學函數(shù)或物理信號對時間的關(guān)系。模擬信號模擬信號是指信息參數(shù)在給定范圍內(nèi)表現(xiàn)為連續(xù)的信號。是指用連續(xù)變化的物理量所表達的信息。數(shù)字信號數(shù)字信號指自變量是離散的、因變量也是離散的信號，這種信號的自變量用整數(shù)表示，因變量用有限數(shù)字中的一個數(shù)字來表示。數(shù)字信號特點：1.抗干擾能力強、無噪聲積累。2.便于加密處理3.便于存儲、處理和交換4.設備便于集成化、微型5.便于構(gòu)成綜合數(shù)字網(wǎng)和綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)三、周期信號和非周期信號周期信號：每隔一定時間T（成為周期）重復變化，周而復始且無始無終的信號。非周期信號：時間上不具有周而復始的特性，即無周期性。1.2.3信號的頻域概念頻域是描述信號在頻率方面特性時用到的一種坐標系。自變量是頻率，即橫軸是頻率，縱軸是該頻率信號的幅度，也就是通常說的頻譜圖。譜圖描述了信號的頻率結(jié)構(gòu)及頻率與該頻率信號幅度的關(guān)系。信號分類：a.時域信號VS頻域信號b.連續(xù)信號VS離散信號c.模擬信號VS數(shù)字信號d.周期信號VS非周期信號e,基帶信號VS頻帶信號f.確定信號VS隨機信號1.2.4模擬信號如何轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號三步：采樣、量化、編碼。一、采樣模擬信號數(shù)字化的第一步是在時間上對信號進行離散化處理，即將時間上連續(xù)的信號處理成時間上離散的信號，這一過程稱之為抽樣。抽樣后的信號時間上變成離散的，但仍然是模擬信號。奈奎斯特定理：如果一個信號是帶限的（它的傅里葉變換在某一有限頻帶范圍以外均為零），如果采樣的樣本足夠密的話（采樣頻率大于信號帶寬的兩倍），那么就可以無失真地還原信號。二、量化量化就是把信號在幅度域上連續(xù)的樣值序列用近似的辦法將其變換成幅度離散的樣值序列。三、編碼編碼分為信源編碼和信道編碼，編碼是模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號的最后一步。思政案例：信息化為中華民族帶來了千載難逢的機遇信息技術(shù)發(fā)展快、滲透性強、影響面廣。當前，信息技術(shù)與生物技術(shù)、新能源技術(shù)、新材料技術(shù)等的交叉融合正在引發(fā)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，將給經(jīng)濟社會發(fā)展帶來深刻影響。近年來，信息化在我國發(fā)展中的戰(zhàn)略性、基礎性和先導性作用日益突出，我國信息化發(fā)展正形成自己的優(yōu)勢，面臨難得機遇。以高速互聯(lián)、泛在移動、天地一體、智能便捷、綜合集成為特征的新一代信息基礎設施正在加速形成并不斷完善，為我國信息化進一步發(fā)展打下了堅實基礎。得益于移動通信技術(shù)、網(wǎng)絡帶寬等方面的快速發(fā)展，我國數(shù)字經(jīng)濟異軍突起。信息技術(shù)與產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，與各行各業(yè)的創(chuàng)新活動日益緊密結(jié)合，而且不斷從網(wǎng)絡空間向?qū)嶓w空間擴展，驅(qū)動新業(yè)態(tài)層出不窮、傳統(tǒng)業(yè)態(tài)升級換代。信息化很重要，但是為什么說為中華民族帶來了千載難逢的機遇？回顧歷史，此前的一個半世紀里，中國錯過了太多機遇。第一次工業(yè)革命，蒸汽機的白煙彌漫歐美時，正是閉關(guān)鎖國的乾嘉年間，馬戛爾尼無法叩開的國門，最終被堅船利炮轟開，清王朝無可避免地走向沒落。第二次工業(yè)革命，內(nèi)燃機和電氣化的浪潮襲來，1/3個世紀的洋務運動照樣拯救不了中國，一次次外辱入侵中，我們同歷史機遇擦肩而過，留下人類史上一段跨越百年的傷痛。如果說1956年、1978年兩次“向科學進軍”，是新中國奮力自強的補課，那么直到20世紀末信息技術(shù)革命將“第三次浪潮”推向頂峰，我們才算是真正趕上天時、地利、人和的局面。黨的十八大以來，黨中央把信息化當做我國搶占新一輪發(fā)展制高點、構(gòu)筑國際競爭新優(yōu)勢的契機，對信息化提出的重大理論和實踐問題作出了科學回答，不僅走出一條中國特色治網(wǎng)之道，而且提出一系列新思想新觀點新論斷，形成了網(wǎng)絡強國戰(zhàn)略思想。黨的二十大也提出，并貫徹新發(fā)展理念，著力推進高質(zhì)量發(fā)展，在信息等基礎設施建設取得重大成就，加快推進科技自立自強。在學習移動通信網(wǎng)絡概論等內(nèi)容時，主要是通過引導同學們觀察當前以5G、人工智能、虛擬現(xiàn)實全面融入生產(chǎn)生活的現(xiàn)狀，以互聯(lián)網(wǎng)為代表的信息技術(shù)的迅速普及，正在重塑和重構(gòu)原有的社會存在方式，包括社會制度。充分認識到當前高度信息化對提高生產(chǎn)效率、方便人民生活等各方面的重要意義，提高學習的主動性，增強使命感。注：授課形式可以是講授、講練結(jié)合、情景教學、現(xiàn)場教學、實驗、實訓等。教案首頁授課班級授課形式講授授課日期課時數(shù)2授課章節(jié)/實訓項目名稱任務3多址技術(shù)教學目標(知識/能力/素質(zhì)目標）知識目標了解采用多址技術(shù)和復用技術(shù)的原因。了解采用蜂窩技術(shù)的原因。能力目標通過多址和復用技術(shù)的了解，能辨析多址技術(shù)與復用技術(shù)。能夠清楚了了解蜂窩移動通信技術(shù)的好處和特點。素質(zhì)目標培養(yǎng)學生的政治素質(zhì)，培養(yǎng)學生愛國主義精神。教學重點多址技術(shù)和復用技術(shù)。教學難點正交頻分多址。教學內(nèi)容更新補充楊長風總設計師講述北斗幕后故事。使用教學儀器課外作業(yè)課后習題師生探討多址技術(shù)是否還有新的方式出現(xiàn)？任課教師簽名:教學設計/實驗實訓項目實施方案[本次課在本課程中的作用]通信基礎知識導引[教學方法]案例法、講授法[教學內(nèi)容與安排]1.3.1多址與復用的糾結(jié)一、多址技術(shù)：多址技術(shù)是指把處于不同地點的多個用戶接入一個公共傳輸媒質(zhì)，實現(xiàn)各用戶之間通信的技術(shù)。分類：頻分多址（FDMA）、時分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）、空分多址（SDMA）、正交頻分多址（OFDMA）等。二、復用技術(shù)：復用技術(shù)是指一種在傳輸路徑上綜合多路信道，然后恢復原機制或解除終端各信道復用技術(shù)的過程。分類：頻分復用（FDM）、時分復用（TDM）、碼分復用（CDM）、空分復用（SDM）。三、多址與復用的關(guān)系：多址技術(shù)是要根據(jù)不同的“址”來區(qū)分用戶；復用是要給用戶一個很好的利用資源的方式。一句話“復用針對資源，多址針對用戶”。四、空分復用與蜂窩：頻率復用，為能夠使有限的頻率資源可以在一定的范圍內(nèi)被重復使用。小區(qū)分裂，當容量不夠的時候，可以減小蜂窩的范圍，劃分出更多的蜂窩，進一步提高頻率的利用效率。蜂窩的好處：增加用戶、降低發(fā)射機功率、避免同頻干擾。1.3.2珍貴的頻率空中接口：指用戶終端和無線接入網(wǎng)絡之間的接口，它是任何一種移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵模塊之一，也是其“移動性”的集中體現(xiàn)。二、波長與頻率關(guān)系：在無線通信系統(tǒng)中，波長與頻率的關(guān)系是它們之間成反比的：頻率越低，波長越長，繞射能力越強，穿透能力越差，信號損失衰減越小，傳輸距離越遠。如廣播電視，短波電臺。頻率越高，波長越短，繞射能力越弱，穿透能力越強，信號損失衰減越大，傳輸距離越近。1.3.3FDMA—頻分多址不同的終端占用不同頻率的信道進行通信。因為各個用戶使用著不同頻率的信道，所以相互沒有干擾。1.3.4TDMA—時分多址若干個終端共同使用一個信道。但是占用的時間不同，所以相互之間不會干擾。1.3.5CDMA—碼分多址 多個終端共同使用一個信道。但是每個終端都被分配有一個獨特的“碼序列”，與所有別的“碼序列”都不相同，所以各個用戶相互之間也沒有干擾。1.3.6SDMA—空分多址利用空間分割來構(gòu)成不同信道的技術(shù)。舉例來說，在一個基站上使用多個天線，各個天線的波束分別射向天線覆蓋的不同區(qū)域。這樣，不同區(qū)域的終端即使在同一時間使用相同的頻率進行通信，也不會彼此形成干擾。1.3.7OFDMA—正交頻分多址將傳輸帶寬劃分成正交的互不重疊的一系列子載波集，將不同的子載波集分配給不同的子載波集分配給不同的用戶實現(xiàn)多址。因為子載波相互正交,所以小區(qū)內(nèi)用戶之間沒有干擾。思政案例：楊長風總設計師講述北斗幕后故事11月12日，央視《面對面》欄目播出了北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)總設計師楊長風講述北斗系統(tǒng)建設幕后故事的節(jié)目。讓我們跟隨楊長風總設計師的講述，看看北斗系統(tǒng)建設經(jīng)歷的那些不平凡的過往。11月5日19時45分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭，成功發(fā)射兩顆北斗三號全球組網(wǎng)衛(wèi)星。這是北斗三號衛(wèi)星的首次發(fā)射，標志著中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)步入全球組網(wǎng)新時代。楊長風總設計師這么評價此次發(fā)射，“這次發(fā)射很順利，實現(xiàn)了既定目標，精度特別高，如果比喻成打靶的話，這次不僅僅是十環(huán)，而是十點幾環(huán)！”采訪中，楊長風總設計師講述了北斗系統(tǒng)建設過程中，遇到的重重困難。突破封鎖，自主研制原子鐘“無論從國家，還是北斗戰(zhàn)線的全體人員達成了一個共識，核心關(guān)鍵技術(shù)必須自己把它突破，不能受制于人，所以從那以后，我們好多的關(guān)鍵技術(shù)都是靠自己干出來的。當時，我們北斗人說了這樣一句話，六七十年代我們自己做了原子彈，我們北斗人一定要有我們自己的原子鐘！”“我們成立了三支研制隊伍，這三支隊伍你追我趕，最后這三支隊伍干出來的東西都上天應用了，而且應用的效果比國外引進的效果還好。后來經(jīng)過我們的攻關(guān)隊伍長期不懈地努力，我們的技術(shù)水平實現(xiàn)了一種跨越，現(xiàn)在原子鐘已經(jīng)達到E-13、E-14、E-15的水平了。”背水一戰(zhàn)，搶占“太空國土”“一說起這事，我是非常動情的，當時在國際電聯(lián)申請這個頻率的時候，有這樣一個規(guī)則：申請了頻率以后，必須要在7年的有效期內(nèi)發(fā)射衛(wèi)星并成功收到信號，才算是真正占有這塊‘太空國土’?！薄?007年4月，衛(wèi)星伴隨著運載上了發(fā)射塔架，我們在進行第三次總檢查時，發(fā)現(xiàn)我們的衛(wèi)星應答機異常。應答機是什么東西，相當于地上接收機和天上衛(wèi)星信號要進行互聯(lián)，有了應答機，天上的衛(wèi)星信號和地下接收機才能夠聯(lián)通。而用來修復應答機的時間只剩下了三天?！薄?007年4月14日衛(wèi)星發(fā)射升空，到了18日我們第一組衛(wèi)星信號發(fā)下來的時候，當時操場上擺了一個桌子，擺了十幾個接收機，同時接到這個信號的時候，整個操場的人都歡呼跳躍，我們收到了這個信號，這意味著我們的頻率資源拿到了，我們的合法地位拿到了，也意味著我們北斗今后持續(xù)發(fā)展的道路開通了，當時非常高興，無意識地就熱淚盈眶了?！睜幏謯Z秒，科學決策？2011年7月27日，第九顆北斗導航衛(wèi)星發(fā)射前，烏云密布，天降雷雨。而北斗系統(tǒng)必須要“零窗口”發(fā)射?！傲愦翱诘囊馑季褪潜仨氃跊Q定的這個窗口時間內(nèi)發(fā)射衛(wèi)星。就是只有這個時間發(fā)射，你要具備這種能力。提前錯后的話，我們衛(wèi)星的姿態(tài)控制調(diào)整，就要浪費很多的燃料。當時預警的這個窗口，但是到了晚上以后就是臨發(fā)射的時候，實際上雷電雨比白天還大，所以這就是要準確地計算發(fā)射的窗口。我們的空間通道上在一段時間沒有雷電，經(jīng)過科學決策，我們決定發(fā)射。發(fā)射完后，又有一個雷擊來了。當時，衛(wèi)星已經(jīng)發(fā)射上去100多秒，已經(jīng)到太空上面了，不會受到雷擊影響。你想想看在那個20多分鐘里，如果沒有這個窗口，衛(wèi)星就發(fā)射不上去了，所以這些東西都是一種風險，也是一種擔當。”造福人類，服務全球“這個星間鏈路相當于什么呢，就相當于星和星之間要形成一種互通互聯(lián)。我們今后30多顆衛(wèi)星，星星相連，每個星和每個星互聯(lián)互通，就形成了天上的一個大網(wǎng)，這就是我們星間鏈路的概念。現(xiàn)在有了星間鏈路以后，它的測量精度和控制精度都可以得到大幅提升，這也是我們北斗三號系統(tǒng)的一個亮點?！薄敖煌ú渴褂昧宋覀儽倍废到y(tǒng)以后，全國有一個交通監(jiān)管系統(tǒng)，對危險品運輸車、旅游客車或者長途客車實時監(jiān)控，目前已達到480多萬輛。據(jù)統(tǒng)計，事故率跟原來的同期相比減少50%，人員的傷亡率也減少50%，所以它對整個國民經(jīng)濟和社會發(fā)展來說，產(chǎn)生的效益是不可估量的。比方說水利，北斗進行大壩位置飄移的測量，原來沒采取這種手段的時候，花費挺大，精度也不高，現(xiàn)在用了北斗系統(tǒng)以后，只要有毫米級的誤差，它都可以測出來，測完以后，如果你大壩的漂移量大，它就可以預警，告訴這個地方的預警的范圍達到什么程度，人們就要提醒你?！薄笆紫仁且獙崿F(xiàn)黨和國家交給我的兩大目標，一個是要實現(xiàn)世界一流的這樣一個全球組網(wǎng)系統(tǒng)，第二個要實現(xiàn)四千億元產(chǎn)值的這樣一個應用產(chǎn)業(yè)鏈。當然作為最大的目標，是讓北斗系統(tǒng)能夠造福人類、服務全球?！弊ⅲ菏谡n形式可以是講授、講練結(jié)合、情景教學、現(xiàn)場教學、實驗、實訓等。教案首頁授課班級授課形式講授授課日期課時數(shù)2授課章節(jié)/實訓項目名稱任務4調(diào)制與解調(diào)任務5編碼教學目標(知識/能力/素質(zhì)目標）知識目標掌握基帶信號和頻帶信號的區(qū)別。掌握調(diào)制與解調(diào)的意義，了解信號的三種調(diào)制方式。了解載波的含義。掌握信源編碼和信道編碼的概念和區(qū)別。能力目標深入理解調(diào)制與解調(diào)的目的。深入理解調(diào)整與解調(diào)，能辨析不同的調(diào)制方式。通過對編碼的了解，掌握信源編碼和信道編碼的特點。素質(zhì)目標培養(yǎng)學生專業(yè)技術(shù)素養(yǎng)，培養(yǎng)學生的社會責任感，提高學生的政治素養(yǎng)。教學重點調(diào)制與解調(diào)意義和技術(shù)實現(xiàn)。教學難點幅度幅移鍵控(ASK)、頻率頻移鍵控(FSK)和相位相移鍵控(PSK)的理解。教學內(nèi)容更新補充使用教學儀器課外作業(yè)課后習題師生探討調(diào)制和解調(diào)是否可以被其他技術(shù)取代？任課教師簽名:教學設計/實驗實訓項目實施方案[本次課在本課程中的作用]基礎知識導引[教學方法]案例法、講授法[教學內(nèi)容與安排]1.4.1調(diào)制基帶信號：信源發(fā)出的沒有經(jīng)過調(diào)制的原始電信號。頻帶信號：也稱帶通信號，基帶信號變換成其頻帶適合在信道中傳輸?shù)男盘枴Ｒ?、調(diào)制將各種數(shù)字基帶信號轉(zhuǎn)換成適于信道傳輸?shù)臄?shù)字調(diào)制信號(已調(diào)信號或頻帶信號)；簡而言之，將基帶信號轉(zhuǎn)變?yōu)轭l帶信號；實現(xiàn)頻譜的搬移。二、為何進行調(diào)制？（1）和信道匹配：由于無線信道（如圖1-4-1所示）為大氣層，致使音頻信號傳輸急劇衰減（2）與天線尺寸匹配：電磁信號的?波長（3）頻分復用：一路語音64KHz三、調(diào)什么？幅度、頻率、相位1.4.2載波載波是用來“攜帶”消息的信號，載波或者載頻（載波頻率）是一個物理概念，其實就是一個特定頻率的無線電波，單位Hz，一般為正弦波。在無線通信技術(shù)上我們使用載波傳遞信息，將數(shù)字信號調(diào)制到一個高頻載波上然后再在空中發(fā)射和接收。使用載波是為了便于通信。1.4.3數(shù)字調(diào)制方式字信號傳輸時有三種基本的調(diào)制方式：幅度幅移鍵控(ASK)、頻率頻移鍵控(FSK)和相位相移鍵控(PSK)。一、幅移鍵控ASK振幅值為0的載波來表示比特“0”振幅值恒定的載波來表示比特“1”二、頻移鍵控FSK用載波頻率附近的兩個不同的頻率來表示兩個二進制值。三、相移鍵控PSKBPSK用兩個相差180度的相位來表示兩個二進制數(shù)。1.4.4解調(diào)一、解調(diào)解調(diào)是在接收端將收到的數(shù)字頻帶信號還原成數(shù)字基帶信號，通俗的講解調(diào)是從攜帶消息的已調(diào)信號中恢復消息的過程。解調(diào)是調(diào)制的逆過程。調(diào)制方式不同，解調(diào)方法也不一樣。與調(diào)制的分類相對應，解調(diào)可分為正弦波解調(diào)（有時也稱為連續(xù)波解調(diào)）和脈沖波解調(diào)。二、解調(diào)的方式解調(diào)的方式分正弦波幅度解調(diào)、正弦波角度解調(diào)和共振解調(diào)技術(shù)三種。三、應用調(diào)制解調(diào)器是一種計算機硬件，它能把計算機的數(shù)字信號翻譯成可沿普通電話線傳送的脈沖信號，而這些脈沖信號又可被線路另一端的另一個調(diào)制解調(diào)器接收，并譯成計算機可懂的語言。這一簡單過程完成了兩臺計算機間的通信。1.5.1信源編碼針對信源輸出符號序列的統(tǒng)計特性來尋找某種方法，把信源輸出符號序列變換為最短的碼字序列，使后者的各碼元所載荷的平均信息量最大，同時又能保證無失真地恢復原來的符號序列。1.5.2信道編碼信道編碼可以提高傳輸?shù)目煽啃浴Ｄ康氖翘岣呦到y(tǒng)的抗干擾能力，比如糾錯碼、卷積碼。將信源產(chǎn)生的消息變換為數(shù)字序列的過程。從功能上分為3類：僅具有發(fā)現(xiàn)差錯功能的檢錯碼，如循環(huán)冗余校驗碼、自動請求重傳ARQ等；具有自動糾正差錯功能的糾錯碼，如Turbo碼；既能檢錯又能糾錯功能的信道編碼，最典型的是混合ARQ。注：授課形式可以是講授、講練結(jié)合、情景教學、現(xiàn)場教學、實驗、實訓等。教案首頁授課班級授課形式講授授課日期課時數(shù)2授課章節(jié)/實訓項目名稱項目二2G技術(shù)任務12G網(wǎng)絡建設教學目標(知識/能力/素質(zhì)目標）知識目標熟悉GSM移動通信系統(tǒng)的特點與基本結(jié)構(gòu)。掌握組成網(wǎng)絡架構(gòu)的基本模塊。掌握網(wǎng)絡架構(gòu)各組成模塊的名稱及基本功能。掌握網(wǎng)絡架構(gòu)中各功能單元實體之間的接口類型及其作用。能力目標能深入理解GSM系統(tǒng)的網(wǎng)絡架構(gòu)并熟練繪制出網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖。能深入理解GSM網(wǎng)絡架構(gòu)中各組成模塊的名稱及基本功能并會應用。素質(zhì)目標培養(yǎng)學生的國際視野，提高學生的國際素養(yǎng)。教學重點GSM移動通信系統(tǒng)網(wǎng)絡架構(gòu)的基本模塊和功能。教學難點移動交換中心功能理解。教學內(nèi)容更新補充鴻蒙研發(fā)故事。使用教學儀器課外作業(yè)課后習題師生探討GSM移動通信系統(tǒng)被淘汰的原因。任課教師簽名:教學設計/實驗實訓項目實施方案[本次課在本課程中的作用]基礎知識導引[教學方法]案例法、講授法[教學內(nèi)容與安排]2.1.1全網(wǎng)架構(gòu)GSM系統(tǒng)的出現(xiàn)GSM的全稱是GlobalSystemforMobilecommunications。，歐洲各國共同制定了統(tǒng)一的GSM移動通信標準，GSM系統(tǒng)在歐洲的全面采用，使GSM移動用戶可以在各國之間漫游。GSM系統(tǒng)主要特點GSM系統(tǒng)各子系統(tǒng)之間或各子系統(tǒng)與各種公用通信網(wǎng)之間都明確和詳細定義了標準化接口規(guī)范，保證任何廠商提供的GSM系統(tǒng)或子系統(tǒng)能互連。GSM系統(tǒng)能提供穿過國際邊界的自動漫游功能，對于全部GSM移動用戶都可進入GSM系統(tǒng)而與國別無關(guān)。GSM系統(tǒng)除了可以開放話音業(yè)務還可以開放各種承載業(yè)務,補充業(yè)務和與ISDN相關(guān)的業(yè)務。GSM系統(tǒng)具有加密和鑒權(quán)功能能確保用戶保密和網(wǎng)絡安全。GSM系統(tǒng)抗干擾能力強,覆蓋區(qū)域內(nèi)的通信質(zhì)量高。三、GSM網(wǎng)絡構(gòu)成和結(jié)構(gòu)概述GSM標準定義的一個完整的數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)，主要由網(wǎng)絡子系統(tǒng)（NetworkSubsystem，NSS）、無線基站子系統(tǒng)（BaseStationSubsystem，BSS）、操作維護子系統(tǒng)（OperationSubsystem，OSS）和移動臺（MobileStation，MS）四大子系統(tǒng)組成。BSS在GSM網(wǎng)絡中起著重要的作用，直接影響著GSM網(wǎng)絡的通信質(zhì)量。2.1.2設備及功能說明一、移動臺移動臺（Mobile

Station，MS）是用戶端終止無線信道的設備，即指配有SIM卡的終端設備，可分為車載型、便攜型和手持型3種，由移動終端（MobileEquipment，ME）和用戶識別卡（SubscriberIdentityModule，SIM）。二、基站系統(tǒng)基站子系統(tǒng)(BSS)是移動通信系統(tǒng)中與無線蜂窩網(wǎng)絡關(guān)系最直接的基本組成部分，在整個移動網(wǎng)絡中基站主要起中繼作用?；鞠到y(tǒng)（BSS）提供移動臺與移動交換中心（MSC）之間的鏈路，是在一定的無線覆蓋區(qū)中由MSC控制、與MS進行通信的系統(tǒng)設備，主要負責完成無線收發(fā)和無線資源管理等功能。1.基站控制器基站控制器（Base

Station

Controller，BSC）是基站收發(fā)信臺和移動交換中心之間的連接點，為基站收發(fā)信臺和操作維護中心之間交換信息提供接口。BSC主要由下列部分構(gòu)成：朝向與MSC相接的A接口或與碼變換器相接的Ater接口的數(shù)字中繼控制部分。朝向與BTS相接的Abis接口或BS接口的BTS控制部分。公共處理部分，包括與操作維護中心相接的接口控制交換部分。2.基站收發(fā)信臺基站收發(fā)信臺（BaseTransceiverStation，BTS）包含有射頻部件，這些射頻部件為特定小區(qū)提供空中接口，可支持一個或多個小區(qū)；提供和移動臺（MS）的空中接口鏈路，能夠?qū)σ苿优_和基站進行功率控制。BTS主要分為基帶單元、載頻單元、控制單元三大部分。3.變碼器變碼器（Transcoder，XCDR）將來自移動交換中心MSC的語音或數(shù)據(jù)輸出（64kbpsPCM）轉(zhuǎn)換成GSM規(guī)程所規(guī)定的格式（16kbps），以便更有效地通過空中接口在BSS和移動臺之間進行傳輸（即將64kbps壓縮成16kbps）；反之，可以解壓縮。三、網(wǎng)絡子系統(tǒng)NSS網(wǎng)絡子系統(tǒng)（NSS）主要包括移動交換中心和相關(guān)的數(shù)據(jù)庫。主要完成交換功能、用戶數(shù)據(jù)與移動性管理以及安全性管理所需的數(shù)據(jù)庫功能等。網(wǎng)絡子系統(tǒng)包含的功能實體主要由移動業(yè)務交換中心（MSC）、訪問位置寄存器（VLR）、歸屬位置寄存器（HLR）、設備識別寄存器（EIR）以及鑒權(quán)中心（AUC）等功能實體構(gòu)成。1.移動交換中心MSC（MobileServicesSwitchingCentre）即移動業(yè)務交換中心，它是GSM系統(tǒng)的核心，完成最基本的交換功能，即完成移動用戶和其他網(wǎng)絡用戶之間的通訊連接；完成移動用戶的尋呼接入、信道分配、呼叫接續(xù)、話務量控制、計費以及基站管理等功能。它面向以下功能實體：BSS、HLT、AUC、EIR、OMC、PSTN、ISDN，從而把移動用戶與固定網(wǎng)用戶、移動用戶與移動用戶之間互相連接起來。2.歸屬位置寄存器HLR（HomeLocationRegister）是一種用來存儲本地用戶信息的數(shù)據(jù)庫，是GMS系統(tǒng)的中央數(shù)據(jù)庫，一個HLR能夠控制若干個移動交換區(qū)域。3.訪問位置寄存器VLR（VisitLocationRegister）是一種存儲來訪用戶信息的數(shù)據(jù)庫，可以看成是一個動態(tài)的數(shù)據(jù)庫。一個VLR通常為一個MSC控制區(qū)服務。4.鑒權(quán)中心鑒權(quán)中心（AuthenticationCentre，AUC）的作用是可靠地識別用戶的身份，只允許有權(quán)用戶接入網(wǎng)絡并獲得服務。5.設備識別寄存器EIR（EquipmentIdentityRegister）是存儲移動臺設備參數(shù)的數(shù)據(jù)庫，用于對移動臺設備的鑒別和監(jiān)視，并拒絕非法移動臺入網(wǎng)。6.互通功能部件IWF（InterWorkingFunction）提供使GSM系統(tǒng)與當前可用的各種形式的公眾和專用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的連接。四、操作維護系統(tǒng)OSSOSS需完成許多任務包括移動用戶管理,移動設備管理以及網(wǎng)路操作和維護移動用戶管理可包括用戶數(shù)據(jù)管理和呼叫計費。思政案例：一個關(guān)于普惠的故事做操作系統(tǒng)的難題，技術(shù)只是一重桎梏，最難的還有生態(tài)問題。實際上，這里面既有普惠的本質(zhì)，又有開放包容，眾行者遠的心態(tài)。去年，華為就曾經(jīng)說過，做生態(tài)不是攔路搶劫，而是讓生態(tài)長久和持續(xù)地繁榮。只有玩家越來越多，盤子才會越做越大。鴻蒙從不獨行，華為一直在做有利于全行業(yè)發(fā)展的事情。今年，華為再度強調(diào)，在鴻蒙世界里，沒有籬笆，只有共同灌溉。對此，華為做了多方面的布局。以人文本，重視人才培養(yǎng)。據(jù)節(jié)點財經(jīng)了解，截至目前，已有300多所高校、超過10萬學生參與共筑鴻蒙生態(tài)，包括廣東、江蘇、福建在內(nèi)的三個省份已經(jīng)率先發(fā)布了HarmonyOS人才扶持政策，還聯(lián)合生態(tài)伙伴發(fā)布了超過1000個人才崗位。走一條“眾行者遠”的路。今年，華為重磅推出鴻飛計劃，預計三年投入百億，聚焦技術(shù)、生態(tài)營銷、商業(yè)共創(chuàng)等議題，涵蓋鴻蒙原生應用、元服務、核心閉源庫、服務商、工具等中樞機能或部件，攜手“同路人”，一起探索“一切皆服務，萬物可分享”的新趨勢、新空間、新流量與新商機。也因此，眾多小伙伴在鴻蒙的賦能下，狠狠地降本增效。以小家電領導品牌九陽為例，旗下產(chǎn)品免手洗豆?jié){機K2S在HarmonyOSConnect的助力下，通過“碰一碰”的極簡連接和極簡交互，以及各硬件打通聯(lián)動，提升智能化水平，增強有效用戶黏性，入駐華為商城后，銷量超出預期，好評率達到97%。再如蘇泊爾小C主廚料理機，得益于HarmonyOSConnect快速配網(wǎng)、極簡交互、硬件互助等方式，塑造了更佳的消費者場景體驗，在超4000元以上廚房料理機中出貨量排名第一。降低開發(fā)門檻。針對鴻蒙生態(tài)應用開發(fā)，華為提出三大理念。一次開發(fā)，多端部署：節(jié)省企業(yè)的人力成本和時間成本，更快構(gòu)建應用程序。比如APICloud底層引擎DeepEngine3.0、高性能JavaScript框架avm.js、開發(fā)工具Studio3.0可以讓開發(fā)者同時進行APP、小程序、html5頁面在內(nèi)的多端開發(fā)?？煞挚珊?，自由流轉(zhuǎn)：功能既能分開用卡片呈現(xiàn)，也能聚合為完整的應用，實現(xiàn)兩種形態(tài)代碼復用率高達90%，且可輕松調(diào)用設備組合中不同硬件的能力，升級全場景服務體驗。統(tǒng)一生態(tài)，原生智能：HarmonyOS支持業(yè)界主流的跨平臺開發(fā)框架，原生智能在大模型加持下，將AI能力集成到控件，開箱即用。比如“航旅縱橫”，在開發(fā)鴻蒙版本時，較好地復用了之前的Weex移動開發(fā)框架，大大拔高了開發(fā)效率。數(shù)據(jù)顯示，OpenHarmony位居Gitee指數(shù)第1名，已有5100名社區(qū)代碼貢獻者、51家共建單位，軟硬件產(chǎn)品超過350款，產(chǎn)出代碼超過1億，并推出金融、教育、交通、能源、政務、安平、制造、衛(wèi)生、廣電、電信等14個特定行業(yè)發(fā)行版。稻盛和夫曾經(jīng)說過，“唯有極致的利他，才是最好的利己”，顯然，鴻蒙正躬身篤行，也源源不斷地潤澤著身后的“黑土地”。注：授課形式可以是講授、講練結(jié)合、情景教學、現(xiàn)場教學、實驗、實訓等。教案首頁授課班級授課形式講授授課日期課時數(shù)2授課章節(jié)/實訓項目名稱任務2技術(shù)革命-網(wǎng)絡接口和協(xié)議教學目標(知識/能力/素質(zhì)目標）知識目標掌握GSM網(wǎng)絡架構(gòu)中主要的三種接口類型及功能。掌握網(wǎng)絡子系統(tǒng)的內(nèi)部接口及各種接口的功能與實現(xiàn)。掌握不通接口之間的通信協(xié)議。能力目標能夠理解GSM網(wǎng)絡架構(gòu)各功能實體之間的接口信息。能在實操中按照規(guī)定的接口標準進行各功能實體間的連接。能準確記住不同接口在不同層次間的協(xié)議。素質(zhì)目標培養(yǎng)學生專業(yè)技術(shù)素養(yǎng)，培養(yǎng)學生的社會責任感，提高學生的政治素養(yǎng)。教學重點GSM網(wǎng)絡架構(gòu)中主要的三種接口類型及功能。教學難點GSM網(wǎng)絡信令協(xié)議。教學內(nèi)容更新補充我國是互聯(lián)網(wǎng)大國，是互聯(lián)網(wǎng)強國嗎？使用教學儀器課外作業(yè)課后習題師生探討GSM網(wǎng)絡信令協(xié)議是否可以統(tǒng)一或簡化？任課教師簽名:教學設計/實驗實訓項目實施方案[本次課在本課程中的作用]課程主干[教學方法]案例法、講授法[教學內(nèi)容與安排]2.2.1GSM系統(tǒng)的主要接口GSM系統(tǒng)從MSC至MS有3大主要接口即A接口、Abis接口和Um接口。這3個接口標準使得電信運營部門能夠把不同設備納入同一個GSM數(shù)字通信網(wǎng)絡中。一、A接口A接口定義為網(wǎng)絡子系統(tǒng)（NSS）和基站子系統(tǒng)（BSS）之間的接口，從系統(tǒng)的實體來看，就是通過2Mbit/sPCM數(shù)字鏈路實現(xiàn)MSC和BSC之間的接口，其物理連接是通過采用標準的2.048MbpsPCM數(shù)字傳輸鏈路來實現(xiàn)的。此接口傳遞的信息包括移動臺管理、基站管理、移動性管理以及接續(xù)管理等功能。二、Abis接口Abis接口表示基站子系統(tǒng)中BSC和BTS兩個功能實體之間的通信接口。而BSC和BTS則組合成基站系統(tǒng)（BSS），成為全球通系統(tǒng)的接入網(wǎng)。BTS到BSC之間的連接稱為“回程”（Backhaul），它是Abis接口的承載和互聯(lián)，屬于各個廠商內(nèi)部的私有接口。三、Um接口Um接口（空中接口），定義為移動臺（MS）與基站收發(fā)信臺（BTS）之間的通信接口。它是GSM系統(tǒng)中最重要、最復雜的接口。通過該接口，MS完成與網(wǎng)絡側(cè)的通信，完成分組數(shù)據(jù)傳送、移動性管理、會話管理、無線資源管理等多方面的功能。2.2.2GSM網(wǎng)絡子系統(tǒng)的內(nèi)部接口網(wǎng)絡子系統(tǒng)的內(nèi)部接口主要包括B接口、C接口、D接口、E接口、F接口以及G接口等。2.2.3GSM網(wǎng)絡信令協(xié)議一、信令協(xié)議1.Um接口協(xié)議RR層指在無線電接口上的傳輸進行管理的規(guī)約，負責小區(qū)選擇、小區(qū)重選和切換，并提供MS和BSC之間的穩(wěn)定鏈路，BSS實現(xiàn)RR層的大部分功能。MM層是管理包括位置數(shù)據(jù)在內(nèi)的用戶數(shù)據(jù)庫，還進行安全管理，負責鑒權(quán)操作。CM層主要負責呼叫控制管理以及SMS等。CM和MM子層并不在BSS中進行管理，其消息在BSS中透明傳輸。2.Abis接口協(xié)議Abis接口是BTS與BSC接口，它的物理層是PCM傳輸,鏈路層以ISDN的D信道接入?yún)f(xié)議(LinkAccessProceduresforD-Channel，LAPD)傳送信息。3.A接口協(xié)議A接口是BSC與MSC之間的通信接口，它的物理層是2048kb/s的數(shù)字傳輸，其鏈路層基于No.7信令系統(tǒng)MTP2。二、鏈路層信令協(xié)議在GSM系統(tǒng)中不同的接口使用了不同的協(xié)議，單從鏈路層來講，分別涉及到移動臺和BTS之間的LAPDm，BTS和BSC之間的LAPD，以及七號信令系統(tǒng)中的MTP2協(xié)議。三、網(wǎng)絡層信令協(xié)議1.BSS網(wǎng)絡層無線接口從移動臺的角度看來，消息的源點和宿點取決于應用協(xié)議，移動臺可以編址不同的網(wǎng)絡功能實體，每個實體具有唯一的地址對應關(guān)系，網(wǎng)絡按地址要求把消息送到相應的設備。2.BSS網(wǎng)絡層Abis接口Abis接口信令鏈路上的消息可以有許多可能的源點和宿點，從功能角度上看，我們可將BTS和BSC之間的報文與移動臺和BSC以外的實體（包括移動臺和BSC）的所有其它報文區(qū)分開，更進一步應將不同的移動臺即不同的信道區(qū)分開。思政案例：我國是互聯(lián)網(wǎng)大國，是互聯(lián)網(wǎng)強國嗎？截至2021年，我國網(wǎng)民規(guī)模達9.04億，互聯(lián)網(wǎng)普及率達64.5%，手機網(wǎng)民規(guī)模達8.97億，網(wǎng)絡購物用戶規(guī)模達7.10億，網(wǎng)絡支付用戶規(guī)模達7.68億，網(wǎng)絡視頻（含短視頻）用戶規(guī)模達8.50億，微信微博、掃一掃付款、外賣、網(wǎng)約車、網(wǎng)絡直播方便了人們的日常生活，互聯(lián)網(wǎng)應用一派欣欣向榮的景象，從規(guī)模上看，當前的中國，已是名副其實的網(wǎng)絡大國。我們不禁要問，我國是網(wǎng)絡強國嗎？答案是否定的。從六方面檢視，中國與網(wǎng)絡強國仍有差距：基礎設施方面，寬帶網(wǎng)絡與世界先進水平相比仍有一定差距，城鄉(xiāng)數(shù)字鴻溝依然存在；產(chǎn)業(yè)實力上，CPU、操作系統(tǒng)等關(guān)鍵的核心技術(shù)上還不能完全自主可控；創(chuàng)新能力上，標準和專利與國際仍有差距；信息資源共享上，政府數(shù)據(jù)開放無法滿足網(wǎng)民需求，數(shù)據(jù)利用相對落后；信息安全方面，網(wǎng)絡安全防御能力需要繼續(xù)加強，核心技術(shù)不能自己掌握；國際上，網(wǎng)絡規(guī)則制定等方面，我們還缺少話語權(quán)。近年來美國多次制裁中興、華為事件就是深刻的教訓。同學們應清醒認識到我國網(wǎng)絡發(fā)展還有很多短板甚至被人卡脖子的方面，避免盲目樂觀自大，增強危機意識。網(wǎng)信建設必須從“芯”出發(fā)。網(wǎng)信關(guān)鍵設施的核心器件就是處理器芯片，發(fā)展自主可控的處理器芯片是實現(xiàn)網(wǎng)信安全的重要前提。當前我國網(wǎng)信關(guān)鍵設施中部分仍大量采用“舶來品”，未知漏洞、后門等安全問題始終是一枚“定時炸彈”。近年來國家大力支持處理器芯片的自主研發(fā)，相繼涌現(xiàn)出諸如龍芯、飛騰、申威等國產(chǎn)化芯片，安全系數(shù)也越來越高。加快網(wǎng)信建設必須從“芯”出發(fā)，抓緊提升國產(chǎn)處理器性能，補足生態(tài)體系上的斷層，逐步實現(xiàn)國產(chǎn)芯片和硬件設備的推廣應用，確保網(wǎng)信基礎設施的安全可靠。網(wǎng)信建設更要“軟硬兼施”，著力提升國產(chǎn)網(wǎng)信關(guān)鍵設施整體的競爭實力。面對網(wǎng)上意識形態(tài)斗爭尖銳復雜的形勢，面對我國網(wǎng)絡安全整體防護能力還不夠強的現(xiàn)實，面對少數(shù)國家極力謀求網(wǎng)絡空間軍事霸權(quán)對我國國防安全帶來的威脅，我們必須增強使命感，好好學習，自覺擔當起用高超的網(wǎng)絡技能保衛(wèi)網(wǎng)絡空間的責任。黨的二十大也提出優(yōu)化基礎設施布局、結(jié)構(gòu)、功能和系統(tǒng)集成，構(gòu)建現(xiàn)代化基礎設施體系。加快發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)，建設高效順暢的流通體系，降低物流成本。加快發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟，促進數(shù)字經(jīng)濟和實體經(jīng)濟深度融合，打造具有國際競爭力的數(shù)字產(chǎn)業(yè)集群。注：授課形式可以是講授、講練結(jié)合、情景教學、現(xiàn)場教學、實驗、實訓等。教案首頁授課班級授課形式講練結(jié)合授課日期課時數(shù)6授課章節(jié)/實訓項目名稱任務3牛刀小試-設備開局配置教學目標(知識/能力/素質(zhì)目標）知識目標熟悉GSM仿真軟件的基本組成。掌握GSM仿真軟件的基本配置。掌握仿真軟件的業(yè)務測試及排障方法與設置。能力目標能熟練操作GSM仿真軟件，進行各種配置。能熟練應用GSM仿真軟件進行業(yè)務測試及故障排除等操作。素質(zhì)目標培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和社會責任感，提高學生的創(chuàng)新精神。教學重點GSM仿真軟件的基本設置操作。教學難點教學內(nèi)容更新補充華為公司創(chuàng)建及華為人品格的故事。使用教學儀器課外作業(yè)課后習題師生探討華為公司壯大的內(nèi)在動力有哪些？任課教師簽名:教學設計/實驗實訓項目實施方案[本次課在本課程中的作用]課程主干[教學方法]案例法、講授法[教學內(nèi)容與安排]2.3.1BSC設備配置一、BSC機架配置1.創(chuàng)建BSC機架2.創(chuàng)建BSC機架對話框二、機框及主要單板配置ZXG10iBSC系統(tǒng)中包括三種機框：控制框、資源框和分組交換框。以單機柜配置，Abis口采用E1、A口采用E1為例控制框及單板配置增加創(chuàng)建控制框，創(chuàng)建OMP單板，創(chuàng)建OMP單板，創(chuàng)建UIMC單板，創(chuàng)建CLKG單板，創(chuàng)建CHUB單板，創(chuàng)建CMP單板資源框及單板配置增加資源框可配置Abis接口單元、A接口單元、PCU單元、TC單元。創(chuàng)建資源框，創(chuàng)建UIMU單板，創(chuàng)建SPB單板（包括SPB、GIPB和LAPD），創(chuàng)建GUP單板（包括DRTB和BIPB）分組交換框及單板配置增加創(chuàng)建分組交換框，創(chuàng)建UIMC單板，創(chuàng)建PSN單板，創(chuàng)建GLI單板A接口配置創(chuàng)建信令子系統(tǒng)狀態(tài)關(guān)系創(chuàng)建信令子系統(tǒng)狀態(tài)關(guān)系2.創(chuàng)建本局信令點，創(chuàng)建本局信令點主節(jié)點3.創(chuàng)建鄰接局創(chuàng)建七號PCM，創(chuàng)建信令鏈路組及信令鏈路數(shù)據(jù)創(chuàng)建路由創(chuàng)建信令路由,創(chuàng)建信令局向路由.2.3.2BTS設備配置一、基站配置在后臺虛擬機房，我們一共可以看到3個BTS設備，分別是B8018、B8012、M8202。配置站點創(chuàng)建機架，創(chuàng)建公共框及單板，創(chuàng)建資源框及單板2.配置小區(qū)配置資源樹窗口，配置收發(fā)信機。2.3.3同步及模擬通話一、數(shù)據(jù)同步完成了前面的配置后，配置好的數(shù)據(jù)需要通過同步從服務器上傳到實際的設備中去。合法化檢查整表同步增量同步模擬手機通話語音通話測試短信收發(fā)測試思政案例：1987年深圳市，以前是軍人的任正非(67歲)以6人團隊創(chuàng)業(yè)，早期銷售電話互換機，隨后僅用25年時間就已迫近世界首位寶座。4年前走開以工程師身份工作的人民解放軍的任正非開始各處銷售電話互換機和火災報警器。城市已經(jīng)被政府和外資成立的合資企業(yè)所占據(jù),任正非拓展業(yè)務的地域全都是內(nèi)地地域的鄉(xiāng)村?？墒?，當時電話正在10億人的巨大市場不停普及。從香港采買的互換機迅速被銷售一空，依靠由此獲取的收益，任正非自上世紀90年月起開始進行自主開發(fā)。2012年9月，在深圳在相當于42個東京巨蛋體育場大小地區(qū)內(nèi)建筑群拔地而起。在平坦的草坪和玻璃幕墻大樓中車水馬龍的職工好多都身穿牛仔褲和T恤，年紀在20多歲。這里是任正非用25年時間打造的“華為帝國”的大本營。華為人的奮斗史，是這些年青人創(chuàng)建的。他們在極其艱辛的物質(zhì)環(huán)境中，遠離親朋的精神孤寂，冒著生命危險穿越于烽火洋溢的伊拉克、瘧疾叢生的非洲，徒步行走在交通不通、只好靠人力托運的西藏墨脫，在日本的地震災區(qū)的輻射超標地區(qū)不畏困難，開疆拓......你能夠看到，哪里有客戶的需要，哪里就有固守的華為人，這些靜靜付出的華為人為了保證當?shù)氐木用衲軌蛘５挠蒙贤ㄓ嵲O施，不遠萬里，不畏困難，用堅韌的毅力在自己的崗位上用平庸的雙手做出了不平庸的事情。以客戶為中心的價值觀讓他們以服務者的態(tài)度去工作生活，實現(xiàn)客戶需求的時候，讓他們成就感和價值感提高，讓他們熱愛自己的工作，認可華為的價值觀。和平年月的我們可能沒法領會到在烽火洋溢的地域，這些華為人是怎么生計下來的，他們需要冒著侵襲、爆炸、綁架等等生命危險去在當?shù)卣归_工作，而且拿下一個個上甘嶺，和當?shù)氐目蛻舫闪⑵鹣嘈?，在幫客戶實現(xiàn)目標的同時實現(xiàn)自己的價值。有的人在異國異鄉(xiāng)一呆就是10年，由于外派的國家多數(shù)生活條件比較艱辛，經(jīng)常面對食品欠缺，大家都惺惺相惜，一同生活顯得分外和藹，在困難困苦中團結(jié)在一同開辟市場。有人對他們這些靜靜付出的人的評論是，我們肩負的責任很大，擔當?shù)慕巧埠枚?，好多時候我們所做的事情其實都是;普一般通的，無所謂出色，可是事情的結(jié)果卻差別很大，由于我們的態(tài)度決定了我們的發(fā)展。既然選擇了就要堅持，堅持自己的選擇，華為是這么做的，華為人也是這么做的。人的一世應當這樣度過:在他回顧舊事的時候，他不會由于虛度年光而怨恨，也不會由于無所作為而慚愧。向這些靜靜付出、固守在-線的華為人致敬。多年此后，當這些華為人想起自己這段人生經(jīng)歷時，會充滿回想。有人講，人生充滿回憶就是幸福，是的，你們是幸福的人。年青人應當是這樣的狀態(tài),一、年青就是要敢想、敢闖、敢干；二、腳扎實地，不停創(chuàng)新，連續(xù)奮斗，天生我材必實用；三、行進的路上不會鋪滿鮮花，人生攢滿回想就是幸福；四、沒有遍體鱗傷，哪來皮糙肉厚，英豪自古多劫難。 注：授課形式可以是講授、講練結(jié)合、情景教學、現(xiàn)場教學、實驗、實訓等。教案首頁授課班級授課形式講授授課日期課時數(shù)2授課章節(jié)/實訓項目名稱項目三3G技術(shù)任務13G網(wǎng)絡建設教學目標(知識/能力/素質(zhì)目標）知識目標掌握設計UMTS網(wǎng)絡的基本原則。掌握UTRAN結(jié)構(gòu)、協(xié)議模型、網(wǎng)絡操作維護。掌握3G網(wǎng)絡架構(gòu)的演進及設備功能。能力目標能根據(jù)設計UMTS網(wǎng)絡的基本原則進行網(wǎng)絡設計規(guī)劃。能連接3G網(wǎng)絡設備。素質(zhì)目標培養(yǎng)學生專業(yè)技術(shù)素養(yǎng)，培養(yǎng)學生的社會責任感，提高學生的政治素養(yǎng)。教學重點UTRAN結(jié)構(gòu)、協(xié)議模型。教學難點UU接口和IU接口的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)。教學內(nèi)容更新補充使用教學儀器課外作業(yè)課后習題師生探討3G網(wǎng)絡架構(gòu)的演進有哪些較2G網(wǎng)絡的進步？任課教師簽名:教學設計/實驗實訓項目實施方案[本次課在本課程中的作用]課程主干[教學方法]案例法、講授法[教學內(nèi)容與安排]3.1.1全網(wǎng)架構(gòu)IMT—2000功能模塊劃分的一個主要特點是：將依賴無線傳輸技術(shù)的功能與不依賴無線傳輸技術(shù)的功能分離開來，對網(wǎng)絡的定義盡可能地獨立于無線傳輸技術(shù)。IMT—2000的功能模塊大體可以分為三大部分：核心網(wǎng)絡、業(yè)務控制網(wǎng)絡和接入網(wǎng)絡。一、設計UMTS網(wǎng)絡的基本原則1.無線接入網(wǎng)和核心網(wǎng)功能盡量分離2.在邏輯上將傳輸網(wǎng)和信令網(wǎng)分開。3.從標準的角度出發(fā)，UE和地面無線接入網(wǎng)UTRAN(UMTSTerrestrialRadioAccessNetwork)采用全新的協(xié)議，其設計基于WCDMA/TD-SCDMA無線技術(shù)；而核心網(wǎng)CN(CoreNetwork)采用GSM/GPRS第二代的定義。二、UTRANUTRAN的基本結(jié)構(gòu)以及Iu、Iur和Iub等基本接口，UTRAN是3G網(wǎng)絡中的無線接入網(wǎng)部分，UTRAN由一組RNS（RadioNetworkSubsystems）組成，通過Iu接口和核心網(wǎng)相連。UU接口和IU接口的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)被分為兩個部分：1.用戶平面：傳輸通過接入網(wǎng)的用戶數(shù)據(jù)。2.控制平面：對無線接入承載及UE和網(wǎng)絡之間的連接進行控制。通常一個用戶和UTRAN聯(lián)接時，只涉及到一個RNS，此時這個RNS稱為SRNS（ServingRNS）；但是當無線接口技術(shù)采用WCDMA的情況下，由于軟切換的出現(xiàn)，可能會發(fā)生一個UE和UTRAN的連接使用多個RNS資源的情況，這時就引入了DRNS（DriftRNS）的概念。組成UTRAN的主要網(wǎng)絡元素：RNC（RadioNetworkController）無線網(wǎng)絡控制器NodeB基站3.1.2設備及功能說明ZXTRRNC（V3.0）是中興通訊根據(jù)3GPPR4版本協(xié)議研發(fā)的TD-SCDMA無線網(wǎng)絡控制器，該設備提供協(xié)議所規(guī)定的各種功能，提供一系列標準的接口，支持與不同廠家的CN，RNC或者NodeB互連。中興B328硬件結(jié)構(gòu)是中興通訊根據(jù)3GPPR4版本協(xié)議研發(fā)的TD-SCDMA,NodeB產(chǎn)品，該設備提供協(xié)議所規(guī)定的各種功能，提供一系列標準的接口。注：授課形式可以是講授、講練結(jié)合、情景教學、現(xiàn)場教學、實驗、實訓等。教案首頁授課班級授課形式講授授課日期課時數(shù)4授課章節(jié)/實訓項目名稱任務2技術(shù)變革-3G關(guān)鍵技術(shù)教學目標(知識/能力/素質(zhì)目標）知識目標了解頻譜擴展的作用。掌握Rake接收機及擴頻技術(shù)的實現(xiàn)。能力目標能理解擴頻技術(shù)實現(xiàn)方法。能理解Rake接收技術(shù)的多徑分集接收原理。素質(zhì)目標培養(yǎng)學生專業(yè)技術(shù)素養(yǎng)，培養(yǎng)學生的社會責任感，提高學生的政治素養(yǎng)。教學重點RAKE接收技術(shù)。教學難點Rake接收技術(shù)的多徑分集接收原理。教學內(nèi)容更新補充使用教學儀器課外作業(yè)課后習題師生探討Rake接收機的缺點有哪些？任課教師簽名:教學設計/實驗實訓項目實施方案[本次課在本課程中的作用]課程主干[教學方法]案例法、講授法[教學內(nèi)容與安排]3.2.1移動通信中的擴頻技術(shù)有關(guān)擴頻通信技術(shù)的觀點是在1941年由好萊塢女演員HedyLamarr和鋼琴家GeorgeAntheil提出的。擴頻技術(shù)也為提高無線電頻率的利用率提供幫助(無線電頻譜是有限的，因此也是一種昂貴的資源)。在Shannon和Hartley信道容量定理中可以明顯看出頻譜擴展的作用：C=B×log2(1+S/N)式中，C是信道容量，單位為比特每秒(bps)，它是在理論上可接受的誤碼率(BER)下所允許的最大數(shù)據(jù)速率；B是要求的信道帶寬，單位是Hz；S/N是信號噪聲功率比。C表示通信信道所允許的信息量，也表示了所希望得到的性能。帶寬(B)則是付出的代價，因為頻率是一種有限的資源。S/N表示周圍的環(huán)境或者物理特性(例如障礙、阻塞和干擾等)。用于惡劣環(huán)境(例如噪聲和干擾導致極低的信噪比)時，從上式可以看出，通過提高信號帶寬(B)可以維持或提高通信的性能(C)，甚至信號的功率可以低于噪底。在信道中對于給定的信噪比要無差錯發(fā)射信息，我們只需要執(zhí)行基本的信號擴頻操作：提高發(fā)射帶寬。這個原理似乎簡單明了，但是具體實現(xiàn)非常復雜。因為基帶擴頻(可能擴展幾個數(shù)量級)會導致電子器件相互作用，從而產(chǎn)生擴頻和解擴操作。擴頻技術(shù)更加精確的定義是：通過注入一個更高頻信號將基帶信號擴展到更寬的頻帶內(nèi)的射頻通信系統(tǒng)，即發(fā)射信號的能量被擴展到一個更寬的頻帶內(nèi)，使其看起來如同噪聲一樣。擴展帶寬與初始信號之比稱為處理增益(dB)。采用擴頻技術(shù)，即在天線之前發(fā)射鏈路的某處簡單引入相應的擴頻碼(這個過程稱為擴頻處理)，結(jié)果將信息擴散到一個更寬的頻帶內(nèi)。相反地，在接收鏈路中數(shù)據(jù)恢復之前移去擴頻碼，稱為解擴。解擴是在信號的原始帶寬上重新構(gòu)建信息。CDMA擴頻通信系統(tǒng)原理圖：3.2.2移動通信中的Rake接收RAKE接收技術(shù)實際上是一種多徑分集接收技術(shù)，可以在時間上分辨出細微的多徑信號，對這些分辨出來的多徑信號分別進行加權(quán)調(diào)整、使之復合成加強的信號。RAKE接收技術(shù)是第三代CDMA移動通信系統(tǒng)中的一項重要技術(shù)。在窄帶蜂窩系統(tǒng)中，存在嚴重的多徑衰落。但是在寬帶CDMA系統(tǒng)中，不同的路徑可以獨立接收，從而可以對分辨出的多徑信號分別進行加權(quán)調(diào)整，使其合成后的信號得以增強，從而可以降低多徑衰落所造成的負面影響。Rake分集接收技術(shù)的另外一種體現(xiàn)形式是宏分集和越區(qū)軟切換技術(shù)。注：授課形式可以是講授、講練結(jié)合、情景教學、現(xiàn)場教學、實驗、實訓等。教案首頁授課班級授課形式講練結(jié)合授課日期課時數(shù)4授課章節(jié)/實訓項目名稱任務3牛刀小試-設備開局仿真教學目標(知識/能力/素質(zhì)目標）知識目標理解RNC設備開局仿真的流程與操作內(nèi)容。理解NodeB設備開局仿真的流程與操作內(nèi)容。能力目標能配置RNC公共資源、配置機架、機框、單板等物理設備。能配置ATM通信端口與局向配置。素質(zhì)目標培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，提高學生的創(chuàng)新精神。教學重點RNC設備開局仿真的流程與操作。教學難點配置ATM通信端口。教學內(nèi)容更新補充鴻蒙的創(chuàng)新故事。使用教學儀器課外作業(yè)課后習題師生探討NodeB設備開局的操作意義。任課教師簽名:教學設計/實驗實訓項目實施方案[本次課在本課程中的作用]課程主干[教學方法]案例法、講授法[教學內(nèi)容與安排]3.3.1RNC設備開局仿真一、RNC公共資源配置公共資源配置主要包括子網(wǎng)配置、管理網(wǎng)元配置、RNC配置集、RNC全局資源配置，是整個配置管理的基礎；物理設備配置主要包括機架、機框、單板等；物理設備配置完成之后，要進行ATM通信端口的配置；配置完成ATM通信端口之后才能進行局向配置，局向配置主要包括IUCS、IUPS、IUB等局向的配置。無線參數(shù)的相關(guān)配置，主要包括引用類參數(shù)、NodeB及服務小區(qū)包含對象的配置、外部小區(qū)配置、鄰接小區(qū)配置。在數(shù)據(jù)配置完成后需要進行“整表同步”或者“增量同步”，所配置的數(shù)據(jù)就可以同步到RNC，發(fā)揮作用。數(shù)據(jù)的整表同步和增量同步都是在［管理網(wǎng)元］節(jié)點上進行的；“整表同步”或者“增量同步”結(jié)束后就可以進行RNC軟件版本的配置。二、局向配置局向配置主要是對RNC及與RNC相連接的IUCS（MGW/MSCSERVER局），IUPS（SGSN局）和IUB（NODE局）進行信令鏈路和用來承載數(shù)據(jù)的AAL2通道和IPOA的配置。AAL2通道：也就是本RNC和相鄰ATM局間的用戶面數(shù)據(jù)承載通路，這種通道主要用于RNC和CS域以及RNC和NodeB之間。IPOA信息：配置在ATM上承載IP。主要用于RNC和PS域之間的用戶面數(shù)據(jù)通道以及RNC和NodeB之間的OMCB數(shù)據(jù)通道。IUCS（MGW/MSCSERVER局）、IUPS（SGSN局）和IUB（NodeB局）參數(shù)配置沒有順序關(guān)系。3.3.2NodeB設備開局仿真一、創(chuàng)建NodeB管理網(wǎng)元二、配置模塊三、配置機架四、配置機框五、配置單板六、其它配置七、配置ATM傳輸模塊八、配置無線模塊思政案例：一個關(guān)于創(chuàng)新的故事創(chuàng)新，是鐫刻在華為DNA里的基因。這點，無論是其終端的手機、電腦、汽車、大屏，還是底層的AI處理器、數(shù)據(jù)平臺、計算架構(gòu)，都表現(xiàn)的淋漓盡致。鴻蒙也不例外，通過脫胎換骨的升級，每一代都比上一代更新、更優(yōu)，給用戶帶來的體驗更炸裂。就HarmonyOS4，總結(jié)起來共有五大特點。一、更絲滑。相比HarmonyOS3，HarmonyOS4采用最新華為方舟引擎，滑動流暢性提升20%，續(xù)航增加30分鐘，APP運行更流暢。具體應用中，HarmonyOS4可以讓相機啟動速度提升57%，支付寶掃碼速度提升11%，高德地圖導航計算速度提升38%，小紅書瀏覽順滑度提升19%。二、更好玩。HarmonyOS4新增了個性主題、趣味心情主題、全景天氣壁紙、綻放表盤等視覺、交互功能，更加有趣鮮活，也更能彰顯自我，表達情緒。比如，用戶可以運用構(gòu)圖、色彩、圖案等元素構(gòu)建UI界面，令設備煥然一新，或者把真實的天氣場景搬進待機、鎖屏，根據(jù)觀看角度同步切換展示畫面，舉手投足間感受天氣變換，以及更豐富、更俏皮、更立體、更年輕的Emoji表情，不僅適配本土文化，還可定制為專屬的心情背景。三、更智慧。修煉了多模態(tài)大模型內(nèi)功的華為小藝，堪稱本次HarmonyOS4送給用戶的意外驚喜。憑借增強三代ASR、全雙工等技術(shù)，華為小藝全副武裝了分析、記錄、領會自然語句、對話、內(nèi)容創(chuàng)作等智慧能力，使自己變得更聰明、更能干、更貼心。比如，瀏覽資訊、文章時，小藝能夠快速提取摘要，英文文章也支持輸出中文摘要；繁瑣的事件整理中，小藝能夠快速匹配語義，及時對用戶的記憶做出提醒，類似上下班打卡、搶優(yōu)惠券這等小事，都可以甩給它……四、更高效。現(xiàn)代人每天都會收到各種消息，新聞音訊、商品廣告、營銷文案、垃圾短信常常霸滿手機屏幕，致使有用的東西極易被錯過或忽視。HarmonyOS4全面煥新的通知中心和實況窗，大幅提升信息處理速度，并對超級中轉(zhuǎn)站、超級桌面、小藝等進行整體優(yōu)化，驅(qū)動用戶高效生活和工作。比如，元服務萬能卡片生態(tài)的擴大，讓服務的觸達越來越便利；實況窗基于膠囊和卡片兩種形態(tài)，隨時隨地呈現(xiàn)應用的狀態(tài)，營造完整、連續(xù)的觀感和直觀的區(qū)隔感，類似外賣APP，可實時展示“出餐、取餐、送達”等環(huán)節(jié)，讓用戶迅捷、清晰地捕獲到重點。五、更安全。搭載全新的應用管控中心、應用跟蹤管理等一系列安全內(nèi)核，HarmonyOS4讓風險警示更加可視化，時刻保護用戶的隱私和利益。更絲滑、更好玩、更智慧、更高效、更安全，HarmonyOS4既是創(chuàng)新的集大成之作，也是鴻蒙穿過黑障區(qū)，開啟下一個五年的新起點。注：授課形式可以是講授、講練結(jié)合、情景教學、現(xiàn)場教學、實驗、實訓等。教案首頁授課班級授課形式講授授課日期課時數(shù)2授課章節(jié)/實訓項目名稱項目四4G-LTE技術(shù)任務14G網(wǎng)絡建設教學目標(知識/能力/素質(zhì)目標）知識目標掌握LTE網(wǎng)絡架構(gòu)。掌握LTE各個組成部分功能。能力目標能深入理解LTE的網(wǎng)絡架構(gòu)并熟練繪制出網(wǎng)絡架構(gòu)圖。能深入理解LTE網(wǎng)絡架構(gòu)中各組成網(wǎng)元的名稱及基本功能并會應用素質(zhì)目標培養(yǎng)學生專業(yè)技術(shù)素養(yǎng)，培養(yǎng)學生的社會責任感，提高學生的政治素養(yǎng)。教學重點LTE的網(wǎng)絡架構(gòu)和各組成網(wǎng)元的基本功能。教學難點SGW和PGW的功能。教學內(nèi)容更新補充使用教學儀器課外作業(yè)課后習題師生探討LTE較3G網(wǎng)絡的優(yōu)勢體現(xiàn)在哪里？任課教師簽名:教學設計/實驗實訓項目實施方案[本次課在本課程中的作用]課程主干[教學方法]案例法、講授法[教學內(nèi)容與安排]4.1.1全網(wǎng)架構(gòu)LTE采用扁平化的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，整個LTE網(wǎng)絡分為四個部分，分別為UE、E-UTRAN、EPC、PDN。UE可以看作是我們的手機終端。而PDN可以看作是網(wǎng)絡上的服務器，E-UTRAN可以看作是遍布城市的各個基站，而EPC可以看作是運營商的核心網(wǎng)服務器，核心網(wǎng)包括很多服務器，有處理信令的，有處理數(shù)據(jù)的，還有處理計費策略的等等。無線接入網(wǎng)E-UTRAN部分僅包含3G接入網(wǎng)中的NodeB網(wǎng)元（3G的無線接入網(wǎng)元包含控制器（RNC）、基站（NodeB）兩部分）。整個LTE/SAE系統(tǒng)由核心網(wǎng)（EPC）、基站（eNB）和用戶設備（UE）三部分組成,其中EPC和E-UTRAN兩大系統(tǒng)合稱EPS(EvolvedPacketSystem)。EPS（EvolvedPacketSystem，演進的分組系統(tǒng)）是3GPP標準委員會在第4代移動通信中出現(xiàn)的概念。可以認為EPS=UE（UserEquipment，用戶設備）+LTE（4G接入網(wǎng)部分）+EPC（EvolvedPacketCore，演進的分組核心網(wǎng)）。EPC（EvolvedPacketCore），負責核心網(wǎng)部分，主要包括MME、S-GW和P-GW等網(wǎng)元，通過MME、S-GW和P-SW等控制面節(jié)點和用戶面節(jié)點完成NAS信令處理和安全管理、空閑的移動性管理、EPS承載控制以及移動錨點功能、UE的IP地址分配、分組過濾等功能。MME主要負責信令處理，包括負責移動性管理、承載管理、用戶的鑒權(quán)認證、SGW和PGW的選擇等功能；S-GW主要負責用戶面處理，負責數(shù)據(jù)包的路由和轉(zhuǎn)發(fā)等功能；P-GW主要負責管理3GPP和non-3GPP間的數(shù)據(jù)路由等PDN網(wǎng)關(guān)功能。E-UTRAN提供空中接口功能（包含物理層、MAC、RLC、PDCP、RRC功能）、以及小區(qū)間的RRM功能、RB控制、連接的移動性控制、無線資源的調(diào)度、對eNB的測量配置、對空口接入的接納控制等。eNB，eNodeB（EvolvedNodeB，即演進型NodeB簡稱eNB），負責無線接入功能，以及E-UTRAN的地面接口功能，包括實現(xiàn)無線承載控制、無線許可控制和連接移動性控制；完成上下行的UE的動態(tài)資源分配（調(diào)度）；IP頭壓縮及用戶數(shù)據(jù)流加密；UE附著時的MME選擇；S-GW用戶數(shù)據(jù)的路由選擇；MME發(fā)起的尋呼和廣播消息的調(diào)度傳輸；完成有關(guān)移動性配置和調(diào)度的測量和測量報告。UE，UserEquipment，包含手機，智能終端，多媒體設備，流媒體設備等。4.1.2網(wǎng)元及功能說明EPC核心網(wǎng)主要由移動性管理設備（MME）、服務網(wǎng)關(guān)（S-GW）、分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)（P-GW）及存儲簽約信息的HSS和策略控制單元（PCRF）等組成。EPC主要網(wǎng)元功能如下：一、MME（MobilityManagementEntity，移動管理實體）MME為控制面功能實體，臨時存儲用戶數(shù)據(jù)的服務器，負責管理和存儲UE相關(guān)信息，比如UE用戶標識、移動性管理狀態(tài)、用戶安全參數(shù)，為用戶分配臨時標識。當UE駐扎在該跟蹤區(qū)域或者該網(wǎng)絡時負責對該用戶進行鑒權(quán)，處理MME和UE之間的所有非接入層消息。二、SGW（ServingGateway，服務網(wǎng)關(guān)）SGW為用戶面實體，負責用戶面數(shù)據(jù)路由處理，終結(jié)處于空閑狀態(tài)的UE（用戶終端設備）的下行數(shù)據(jù)，管理和存儲UE的承載信息，比如IP承載業(yè)務參數(shù)和網(wǎng)絡內(nèi)部路由信息。三、PGW（PDNGateway，分組數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)）PGW負責UE接入PDN的網(wǎng)關(guān)，分配用戶IP地址，同時是3GPP和非3GPP接入系統(tǒng)的移動性錨點。用戶在同一時刻能夠接入多個PDNGW。四、HSS（HomeSubscriberServer，歸屬用戶服務器）HSS存儲并管理用戶簽約數(shù)據(jù)，包括用戶鑒權(quán)信息、位置信息及路由信息。五、PCRF（PolicyandChargingRuleFunctionality，策略和計費規(guī)則功能實體）PCRF功能實體主要根據(jù)業(yè)務信息和用戶簽約信息以及運營商的配置信息產(chǎn)生控制用戶數(shù)據(jù)傳遞的QoS（QualityofService，服務質(zhì)量）規(guī)則以及計費規(guī)則。該功能實體也可以控制接入網(wǎng)中承載的建立和釋放。注：授課形式可以是講授、講練結(jié)合、情景教學、現(xiàn)場教學、實驗、實訓等。教案首頁授課班級授課形式講授授課日期課時數(shù)4授課章節(jié)/實訓項目名稱任務2技術(shù)變革-4G的關(guān)鍵技術(shù)教學目標(知識/能力/素質(zhì)目標）知識目標掌握OFDMA技術(shù)原理及應用。掌握MIMO技術(shù)原理及應用。能力目標能深入理解OFDMA技術(shù)的原理，能在實踐中活學活用。能深入理解MIMO技術(shù)的原理，能在實踐中熟練運用SU-MIMO和MU-MIMO技術(shù)。素質(zhì)目標培養(yǎng)學生專業(yè)技術(shù)素養(yǎng)，培養(yǎng)學生的社會責任感，提高學生的政治素養(yǎng)。教學重點OFDMA技術(shù)和MIMO技術(shù)原理。教學難點BLAST技術(shù)實現(xiàn)方式。教學內(nèi)容更新補充使用教學儀器課外作業(yè)課后習題師生探討MIMO技術(shù)的缺點有哪些？任課教師簽名:教學設計/實驗實訓項目實施方案[本次課在本課程中的作用]課程主干[教學方法]案例法、講授法[教學內(nèi)容與安排]4.2.1OFDMA技術(shù)多徑效應，是指信號發(fā)射之后，由不同的路徑到達終端，終端處于建筑群與障礙物之間，其接收信號的強度，將由各直射波和反射波疊加合成，會對接收信號造成一定的影響。碼間干擾：多徑效應造成的時間差會造成終端接收信號互相干擾，前一個到達的碼元的后端部分會干擾后一個碼元的前端部分。帶寬分成N份分配給N個子載波，每個子載波碼元速率是原來的1/N，碼元周期是原來的N倍，最后的總速率保持不變，這就是正交頻分復用OFDM中的“FDM”，即頻分復用。在OFDM中，主要是為了解決高帶寬帶來的碼元速率提升、碼元周期下降、碼間串擾加劇的問題。OFDM采用了將串行的高速率業(yè)務通過串并轉(zhuǎn)換（S/P，Serial/Parallel），變成N列低速的并行數(shù)據(jù)。因此碼元速率下降了，碼元周期就大大擴展了，從而可以有效對抗碼間串擾。最后，把這N列并行數(shù)據(jù)調(diào)制到N個低帶寬的子載波上去，就完成了OFDM中“FDM”的過程。OFDM的技術(shù)實現(xiàn)路線是將高速數(shù)據(jù)信號通過串并轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，通過快速傅立葉反變換（IFFT）調(diào)制成若干正交的子載波進行傳輸，因為這些子載波相互正交，在頻域上可以疊加，此外結(jié)合分集，空時編碼，干擾和信道間干擾抑制以及智能天線技術(shù)，最大限度的提高系統(tǒng)性能。OFDM通過將后部分的波形前置，形成“循環(huán)前綴”的方法來消除這個干擾，其實也就相當于用循環(huán)前綴頂替了原來的保護間隔。OFDMA將傳輸帶寬劃分成相互正交的子載波集，通過將不同的子載波集分配給不同的用戶，可用資源被靈活的在不同移動終端之間共享，從