3G—WCDMA仿真实验系统的应用

蒋雯雯

【摘 要】为了提高学生理论联系实际的能力，培养学生实践动手能力及分析解决3G技术工程中实际问题的能力，在第三代移动通信技术课程中引入3G-WCDMA仿真实验系统教学，能够有效地激发学生的积极性和创造性，并极大提高学生学习兴趣，学生在虚拟电话拨打测试成功时能够获得极大的满足感和成就感，课堂教学效果得到有效提升。

【关键词】第三代移动通信技术 仿真实验系统 仿真

1第三代移动通信技术课程简介

1.1课程地位

第三代移动通信技术是高职通信技术专业的专业核心课程。该课程是一门理论性和实用性很强的课程，根据通信技术的发展应运而生，它以第三代移动通信系统所涉及的基本原理、关键技术、应用系统为主线，与通信技术专业培养体系所涉及的其他课程密切相关，如数字通信原理、现代通信网基础、通信工程施工技术和4G技术等课程。

1.2课程教学现状

为了培养适应现代电信技术发展的应用型、技能型高级专业人才，保证3G技术优质高效推广应用，促进电信行业的发展，通过本课程的学习，我们必须培养学生熟悉通用的3G技术标准、掌握必备的专业技术知识和3G接入网运行维护基本操作技能。

目前本课程教学设计以具体工作任务为导向，在教学内容上强调理论与实践的结合，但该课程理论性强，学习内容抽象，加之通信技术日新月异，通信运营设备更新速度快，教学设备跟不上运营设备更新速度，理论与实际无法紧密联系。

因此，为了加深学生对课程中的基本理论知识和基本原理的理解，提高学生理论联系实际的能力，培养学生实践动手能力及分析解决3G技术工程中实际问题的能力，我们在理论教学过程中充分利用各种现代化教学手段，将计算机技术、多媒体技术、网络平台融入教学；在实践教学过程中，通过引入深圳市讯方通信技术有限公司开发的WCDMA仿真实验系统，使学生不仅可以了解WCDMA-RAN系统网络结构、网络地位和设备结构，掌握华为BSC6810和DBS3900设备的基础结构和信号流程等技术知识，也能熟悉设备数据配置及故障告警排除的方法，从而掌握3G接入网运行维护的基本操作技能。

2 WCDMA仿真实验系统

2.1模拟真实机房

WCDMA仿真实验系统模拟真实的机房大数和楼层结构，楼房楼层按实际现场布置来实现。如图1所示。

图1 模拟仿真机房大楼

一层为电源动力室、仓库和货换室；二层为移动机房；三层为固网机房；四层为光网络机房、智能网机房及配线室中心；五层为呼叫中心、计费中心；顶层为机房管理办公室和办公室。天台为移动天线安装界面。

2.2客户端仿真环境模块

（1）在虚拟机房中看到真实环境结构，真实的操作维护台、设备机房的机柜排列，机房环境等。如图2所示。

（a）虚拟设备机房 （b）虚拟WCDMA设备机柜

图2 虚拟机房环境

（2）机房里的RNC设备和NodeB单板指示灯的不同状态和状态说明，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。如图3所示。

图3 虚拟WCDMA设备机框及单板

（3）虚拟机房中的三维动画生动展现了BBU和RRU的安装过程，包括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的馈线连接、光纤安装和连接。

（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了硬件安装、线缆连接及室外天线连线等。

在虚拟机房中，学生通过全面的互动查看，可以对机房布置和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。同时，学生还可以通过“虚拟设备安装”演示全面了解设备结构，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。

2.3仿真数据配置模块

（1）仿真配置是让学生在规定的协商数据下，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”中体验如同在真实环境下的数据配置操作过程，完成RNC全局数据、RNC IUCS接口、RNC IUPS接口、RNC IUB接口、无线小区和NODEB数据配置。如图4所示。

图4 仿真数据配置模块

（2）教学与真实网管操作的融合。网管操作界面完全模仿真实网管数据配置，数据配置步骤、配置内容与真实情况一致，真实反映了工程现场数据配置和操作步骤。在配置过程中，对配置的内容和命令行进行了实时保存，可在课后或配置后学习并总结，有利于快速掌握数据配置方法。同时，数据配置命令完全可以加载到真实的RNC设备上进行复位加载调试。

本模块再现了华为WCDMA RNC、NodeB网管的界面，学生可在此模块中完成对RNC和NODEB数据的配置。同时此软件中的配置规则，可引导学生进行数据配置，加深了学生对关键数据的学习理解，更易于学习和熟悉WCDMA设备。

2.4仿真故障系统模块

图5 设备数据故障告警模块

（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。上图5所示。

（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。

2.5仿真拨打测试模块

手机现今作为人们不可或缺的联系工具，日常的通话、短信都是怎么实现的呢？两部手机是如何进行通话的呢？在完成数据配置和故障排除后，学生可打开“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。图6所示。

图6 虚拟手机拨打测试模块

3教学效果

为了达到“举一反三”的效果，使学生更加深入地认识和理解移动通信平台，要求学生完成该仿真实验系统中5个协商数据5种基站类型的数据配置及调测。所有学生都能熟练进行数据配置和调测，90%的学生能自主进行故障排除，且能通过实验掌握3G主流技术标准的主要参数和要求，具备了网络配置能力，教学效果显著提升。

4结语

通过仿真实验系统真实、动态的反馈和调研发现，在教学中利用仿真实验系统，不仅能改善教学设备缺乏和理论知识难理解的状况，且能极大提高学生学习兴趣和积极性，同时培养学生自我学习、团队协作和创新发展的能力，应在其他课程中广泛推广。

参考文献：

[1]宋燕辉 等.《第三代移动通信技术》.人民邮电出版社，2013.8.

[2]彭利标 等.《移动通信技术及应用》.电子工业出版社，2012.10.

[3]深圳市讯方通信技术有限公司.《WCDMA仿真系统实验指导书》，2014.2.

[4]凌霖，苏胤杰，晋春.《软件仿真在通信原理实验教学中的应用》，2011.4.