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由于高職高專生基礎比本科生要差些,按照以上的實驗設備與內容來開設現代移動通信實驗課,及高職高專的“現代移動通信”的教材開設這一門課程,教學效果不佳。體現在以下幾方面:
(1)高職高專教材考慮到學生基礎和理解能力較差的特點來編寫,所以教材一般只是闡述現代移動通信的基本概念、基本原理、基本技術,包括:①主要概述了移動通信的概念、發展歷程、特點、組成、分類、工作方式、多址方式以及編碼與調制技術。②移動信道中的電波傳播及干擾,主要講述天線的基本知識、電波傳播特性以及傳播的路徑損耗預測、移動信道的特征、分集接收技術以及噪聲與干擾、組網技術。③GSM數字移動通信系統,主要講述GSM系統的組成、特點、編號計劃、傳輸信道的種類和幀結構、系統的接續和移動性、安全性管理、支持的業務以及GPRS系統。④CDMA移動通信系統,主要講述碼分多址在CDMA網絡中的實現過程、系統的特點、網絡結構和提供的服務、IS-95CDMA信道結構、移動性管理、呼叫處理和功率控制。⑤三代移動通信系統,主要介紹系統的特點、結構、網絡。實現3G的關鍵技術、三種技術標準(WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA)。沒有詳細的技術原理內容的介紹,這與實驗的理論出現了脫節。
(2)實驗課主要內容是學生在實驗老師的指導下動手做實驗。在學生動手做實驗之前,老師必須先講解實驗原理與及內容,并做一次演示。老師講解清楚實驗原理所須時間超出一半的課時,這樣就體現不出以學生動手做實驗為主了。學生也沒有耐心講解繁瑣的原理,做完實驗不會寫實驗報告,不知道做實驗的意義。
(3)使學生產生應付心理,實驗課變得多余,打擊學生學習的積極性——是教師所不愿意接受的結果。
針對以上問題,做出以下的教學改革方案:
(1)本課程理論課教案的編寫改革,按本院校本專業的學生的基礎和理解能力,主要介紹:①概述移動通信的概念、特點、組成、分類、工作方式工作原理、多址方式工作原理、組網技術。②GSM數字移動通信系統,講述GSM系統的組成、特點、編號計劃、GSM系統的接續和移動性管理、安全性管理、支持的業務以及GPRS系統。③CDMA移動通信系統,講述碼分多址在CDMA網絡中的實現過程、CDMA移動通信系統的特點、網絡結構和提供的服務。④三代移動通信系統,介紹第三代移動通信系統的特點、系統組成結構、網絡演進策略、實現3G的關鍵技術、三種技術標準(WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA)。⑤介紹LTE技術及我國的通信產業。
(2)實驗內容與教學方式的改革:按照理論課知識另編實驗題目個數及內容,實驗項目數適當的減少,內容發生變化不再按照實驗箱的實驗教材教學,實行實地考察的方式或者聯系日常生活所常見的通信知識開展實驗教學。
移動通信的發展迅猛,從1978年第一代模擬蜂窩移動通信系統誕生至今,新技術不斷涌現,更新換代飛快。昨天還是3G時代,今天就已經是4G時代了,而GSM已經是過時的技術。經過實踐,從學生對通信行業的渴望求知的心理出發準備教學內容是提高學生學習興趣和質量的一種非常有效的途徑。學生最關心的是什么是通信專業,移動通信到底是什么,做什么,學了基礎理論有什么用,自己能做什么,就業方向,令學生明白學習《現代移動通信》這門課程的意義。這樣《現代移動通信技術》課程不再是枯燥乏味的移動通信的基本概念、基本原理和基本技術,移動通信系統。
關鍵詞:網絡優化,高職教育,課程建設
中圖分類號:TN915.0-4;G712
《通信網絡優化》這門課主要是圍繞網絡規劃優化工程師所應具備的理論與工程技術展開,使學生獲得移動通信網絡系統及網絡規劃、優化基本理論和基本知識,掌握移動通信網絡規劃及優化的基本概念及工程實施方法。
1. 基于工作過程的《通信網絡優化》課程開發
按照最新的高職教育人才培養方案開發規范,《通信網絡優化》課程開發是以職業崗位需求調研為起點,通過開展“工作崗位分析典型工作任務記錄、分析知識、技能重構專業課程體系構建實訓平臺推演、設計”等系統化的設計方法。其基本方法如圖1所示。
對于《通信網絡優化》這門核心課所涉及的典型工作任務,主要有:網絡規劃,資源管理,數據分析,網絡優化,新技術測試,工程勘測以及核心網軟件管理等多個代表性工作內容,對應不同的通信工作崗位,對其課程內容以及實訓平臺方案需更針對性的設計與開發,以滿足網絡優化技術崗位對通信人才職業技能的要求。
2. 教學內容的組織與安排
通過對實際工作崗位分析,以真實工作任務及其工作過程為依據整合《通信網絡優化》課程的教學內容,將學生職業崗位的基礎知識,基本技能以及基本素質融合貫穿于整個課程的教學過程,結合理論知識,分解真實崗位任務,科學設計出學習性工作任務。
2.1教學內容的組織與編排
具體教學內容的組織與安排,本課程從整體上分為五個教學階段:
3G網絡優化與規劃的概述(入門);
3G網絡關鍵信令流程分析(基礎知識);
3G網絡測試方法與流程(網絡測試技能)
3G網絡性能分析與優化方法(網絡分析技能);
3G網絡優化的實踐與優化報告的編寫(測試,分析,文檔處理等綜合技能)。
2.2 學習性工作任務的形成
第一階段和第二階段的教學內容,主要是以理論為主,因此這兩個階段的學習性工作任務主要是以習題測試的形式,通過大量習題以及一些小案例,使學生深刻理解網絡優化的工作流程以及崗位所具備的基礎理論知識,為后三個階段的教學以及任務奠定基礎。
第三階段和第四階段的教學內容,主要是以技能培養為主,這兩個階段的學習性工作任務主要是由崗位工作過程分解的若干個實際小型工作任務,以鍛煉學生基本技能的掌握以及基本素質的培養。
第五階段的教學內容,主要是以綜合技能培養為主,總結實際網絡優化的整個工作流程,網絡測試(采集數據),網絡分析(調整網絡的手段),優化方案的形成并編寫報告等工作任務,以分組的形式,使學生們完成工程網絡優化中的每個工作步驟,并最終形成網優報告,以檢驗學生們對于網絡優化內容的掌握程度。
針對上述歸納的不同職業技能,總結教學中若干個學習性工作任務,以下按學習順序列出幾項主要的大任務,而每個大任務還可以細分為若干個小任務:
熟練路測相關流程――任務一:熟悉路測的數據采集過程
熟練專業測試軟件和工具――任務二:熟悉各種測試方法,掌握測試中所需工具
網絡故障分析與處理能力――任務三:對實際網絡故障進行分析,提出解決方案
文檔編輯處理能力――任務四:將制定的網絡優化方案,形成規范的文檔資料
網絡優化是一種實際經驗為主的工程流程,而該課程《通信網絡優化》引導學生對網絡優化規劃的理解與入門,而后續的繼續學習與實際經驗是必不可少的,從工程案例中積累經驗,形成一套獨特的分析解決問題的思路。
3. 教學模式的設計與創新
目前,本課程主要用“以案例教W為主,任務驅動,項目導向為輔”的模式講授,結合大量的工程案例幫助學生在課堂環境上就可以體驗到實際網絡優化工程的案例流程與工作步驟;同時在每個學習小階段以學習性工作任務為學習驅動,協助學生們在課堂上掌握實際網優等相關工作崗位所具備的職業技能;最終使若干學習性工作任務集合為一個整體,導向為一個項目,使學生們在課堂上能輕松完成實際工程中的小項目的每個環節。
這種“案例教學為主,任務驅動,項目導向為輔”教學模式的指導思想是“學以致用,體驗網優工程”。該課程的講授是面向學生未來將從事于移動通信網規網優工程師的職業定位,而網規網優工程師是需要豐富的網優經驗與扎實的理論基礎,缺一不可。如果僅從理論講解移動通信原理與關鍵技術,以及網絡優化方法等理論知識,會令學生感覺知識難以實用化,沒有目的,會令學生缺乏學習動力與興趣。采用該學習模式,使學生們靈活運用所學的理論知識,找出網絡故障問題所在,并得出可行性方案,養成一個良好的網絡優化思路,提前體驗網優的工程過程,利于日后盡早進入工作狀態,成為出色的網規網優工程師。
4. 結束語
《通信網絡優化》課程是移動通信專業的一門重要的核心課程,無論從學生職業能力培養還是職業素養的養成,都起主要支撐和促進作用。培養目標是為學生成為移動通信網絡優化專業知識的高技能人才積累理論經驗,為學生畢業從事移動通信網絡規劃、優化及維護測試工作打下良好的基礎。
參考文獻:
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3. 張雪梅. 3G 無線網絡優化課程建設的實踐探索[J]. 長沙通信職業技術學院學報,2013,12(1):93-95.
作者簡介:
郭麗麗(1981-),女,博士,副教授,主要研究領域為無線通信技術;無線網絡規劃與優化;
關鍵詞:通信終端;教學內容;設計
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2013)11-0088-03
《通信終端故障檢測與維修》課程是與通信終端設備制造及應用行業技術人員工作內容關系最為直接和密切的專業課程。通過課程教學,使學生掌握通信終端設備的檢測、維修方法,培養學生愛崗敬業、團結協作、吃苦耐勞的職業精神,使學生達到用戶通信終端維修員中級工水平并取得高級職業資格證書,為職業發展打下一定的基礎。筆者基于通信終端設備制造及應用行業的工作過程,對該課程的教學內容進行了具體設計。
課程教學內容設計的基本過程
課程教學內容設計過程主要包括以下四個步驟:首先,進行專業人才培養方向及課程定位。通信技術專業培養適應社會發展需要的德、智、體、美全面發展,掌握從事通信技術工作必備的知識、技術、技能,具有良好的職業道德和創新精神,能在通信及其相關行業企業從事通信技術方面的生產、建設、管理、服務第一線的高素質技能型專門人才。《通信終端故障檢測與維修》課程是通信技術專業的一門核心課程,其與前導課程和后續課程的關系如表1所示)。其次,進行課程具體教學內容的企業深度調研。通過到現場向企業一線生產技術人員調研,特別是在通信終端行業就業的本校畢業生中調研,明確工作崗位對知識和技能的具體要求,初步規劃課程的知識點和技能,列出提綱,并與企業中高層技術管理人員進行溝通修改。再次,進行課程教學方法和手段的研究,結合校內外實際教學環境,對課程教學要使用的教學方法和手段進行分析研討,為課程教學內容最終具體化、可操作化打下基礎。最后,在前面三個步驟實施的基礎之上,進行課程教學內容的設計,以校內教師為主、企業兼職教師為輔開展研討,對教學過程進行設計,形成相應的學習工作頁。
課程教學內容設計的原則
教學內容的選取既要針對職業崗位的要求,又要兼顧未來職業的發展要求。教學內容的組織與安排遵循典型、適用、系統性、先進性的原則,圍繞學生應具備的職業能力進行重點講解和實踐,讓學生在真實的工作環境中進行手機的拆裝、檢測、焊接、檢修,最終讓學生學會分析及排除手機常見故障,同時考慮未來技術的發展方向,將目前最流行智能機的新技術介紹給學生。教學內容的表現形式堅持多樣化原則,包括教材、電子教案、課件、產品說明書、任務書、多媒體音像資料、裝配圖紙、學習工作頁、測試工作單等,形式多樣,可達到更好的教學效果。
課程教學內容設計
通過市場調查和與企業技術人員進行多方面的交流,確定了學生就業主要在通信終端設備生產、測試、檢修、裝配、技術支持等方向,而這些崗位要求學生熟練使用通信終端測試用儀器儀表,熟練掌握通信終端相關性能指標的測試,掌握通信終端常見故障的維修技術。因此,在確定教學內容時,我們對典型的工作任務所應具備的崗位專業能力進行了詳細的分析(見表2)。本課程精心設計了每一個授課單元,課程單元以能力訓練項目來劃分,每個能力訓練項目包含若干個子任務。各單元的教學部分為告知(教學要點、目標)、導入案例、案例分析、教師講解學生操練、深化教學內容、歸納總結、綜合訓練、布置課后自主學習能力訓練任務等步驟(見下頁表3)。
(一)課程性質和任務
《通信終端故障檢測與維修》課程是在《高頻電子線路》、《數字通信原理》課程之后,對移動通信終端設備的深入講解,包括移動通信的基本概念、移動通信終端維修用儀器儀表的基本使用方法、移動通信終端設備內元器件的識別與焊接技巧、拆卸和焊接表面貼裝元器件的方法、移動通信終端故障的分析與解決方法、手機測試訓練,使學生達到用戶通信終端維修員中級職業技術資格水平,并具有可持續發展達到高級職業技術資格的能力。
(二)課程目標
通過案例分析的任務活動,掌握通信終端設備相關理論知識,能完成本專業相關崗位的工作任務,具有誠實、守信、善于溝通和合作的品質,樹立無輻射、環保、節能、安全意識,為發展職業能力奠定良好的基礎。
本課程的職業能力培養目標如下:(1)塑造良好的職業素質,堅定服務可以創造價值的理念,掌握電信行業服務人員特有的日常行為規范和服務技巧。(2)能識別、測量通信終端設備中的各種貼片元器件。(3)能使用熱風槍等通信焊接工具,熟練拆焊手機板中的各種元器件。(4)能正確使用常用通信電子儀器與儀表。(5)能正確識讀移動通信設備的電路圖(原理圖、印刷電路板圖和實物圖)。(6)能運用示波器、頻譜分析儀、手機綜合測試儀、數字程控電源進行移動通信設備的測試,能根據電壓值、波形或頻譜參數特點推測電路是否正常工作,且根據異常確定故障范圍。(7)能處理通信終端設備的常見故障。
本課程的目的是培養學生掌握通信終端維修工種的核心技術技能。通過任務導向及技能訓練,塑造良好的職業素質,使學生全面掌握通信終端維修的基本知識和專業技能,學會常用維修儀器儀表的正確使用,熟悉常用元器件的識別與檢測方法,能獨立完成常見通信終端的硬件、軟件故障判斷及維修,并能確保順利通過國家通信終端維修員初、中、高級的技能鑒定與考核。
作為通信技術專業核心課程,《通信終端故障檢測與維修》肩負著培養學生職業核心能力的重要使命,對其內容進行優化設計將有利于專業人才培養質量的提高,為課程的進一步完善奠定基礎。
參考文獻:
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[3]譚力紅.項目驅動教學模式下基于工學結合的課程設計[J].職業技術教育,2008(9).
【關鍵詞】移動通信;網絡優化;教學改革
0引言
近年來,移動通信技術的發展異常迅速,移動通信在日常生活中的地位顯著提高,從20年前大款用來談生意的大哥大,到10年前城市里開始普及的方便通訊用具,再到現在不論城鎮鄉村大批中青年甚至老年人都已經離不開的萬能信息平臺,移動通信已經成為人們工作和生活中不可缺少的重要部分,中國龐大用戶群的潛力已經幾乎挖掘完畢,而圍繞著這些用戶,運營商之間的競爭也越來越激烈。隨著移動通信標準的更新和移動通信網絡的大規模建設,提高移動通信網絡質量和性能成為移動運營商增強競爭力的殺手锏,如何高效且經濟地滿足用戶對移動通信網絡建設和維護的需求,已經成為三大運營商急需重視的問題,移動通信網絡規劃與優化的工作變得更加炙手可熱。“無線通信網絡優化與優化”這門課程的設立,正是為了響應通信領域對具備移動通信專業技術人才的需求。無線通信網絡規劃是根據蜂窩移動通信網絡的特性以及需求,設定相應的工程參數和無線資源參數,并在滿足一定信號覆蓋、系統容量和業務質量要求的前提下,使網絡的工程成本降到最低。移動通信網絡優化是通過對現已運行的移動通信網絡進行業務數據分析、測試數據采集、參數分析、硬件檢查等手段,找出影響無線網絡質量的原因,并且通過參數的修改、網絡結構的調整、設備配置的調整和采取某些技術手段,確保系統高質量地運行,使現有網絡資源獲得最佳效益,以最經濟的投入獲得最大的收益。而無線通信網絡規劃與優化這門課程主要是為了培訓移動通信規劃與優化工程人員而設立的,是一門涵蓋知識面廣且相當復雜的專業課;并且需要將理論與工程實踐相結合:首先從移動通信網絡的基本原理開始,然后引導學生了解和熟悉網絡規劃與優化的基本流程,使學生們從理論上掌握網絡規劃與優化的步驟與目標,在此之外再盡量從工程的角度,結合案例分析,引導學生運用所學的方法與理論去解決實際網絡運行中出現的各種故障問題,并提出相應的解決方案。我院從數年前就開始開設此門課程,也與企業進行過一些培養合作,在教學過程中遇到過許多問題,并針對這些問題做了一些改進。從學生的成績、畢業生及用人單位的反饋來看,取得了一定的成果。
1問題歸納
在移動通信理論知識的學習和網絡規劃與優化案例的分析過程中,教師和學生會遇到各種各樣的問題,其中很多問題存在著普遍性。下面將對這些普遍存在的問題進行歸納,為后續教學方法的研究奠定基礎。
1.1課程知識面覆蓋內容太廣
無線通信網絡規劃與優化課程具有較強的專業性,涉及到的理論知識多而細,且較為復雜。學生首先需要掌握無線通信網絡的架構和組成、天線原理和結構、電波傳播模型、頻率分配、干擾控制等等,然后才能對網絡規劃與優化的具體步驟進行學習。在理論學習中學生會遭遇鋪天蓋地的知識點、縮寫詞、概念、公式等內容,對學生來說難免枯燥,也給教學帶來了許多困難。對于本課程來說,長篇大論地教授理論知識似乎不可避免,這樣往往會讓學生產生對立情緒,教學效果堪憂。理想情況下,先重點講解移動通信網絡的理論基礎,然后一步步介紹實際的網絡規劃和優化操作,會幫助學生打好堅實的基礎,在學習系統的理論知識之后再進行實踐,可以更順利掌握網絡規劃與優化的技術。然而實際情況下,如此多的內容需要在有限的課時內完成,比如我校該門課程的學時數僅為32學時,理論知識學習時間有限,還要留出足夠的時間來講解案例和實際操作,這樣教師不得不把大量內容以“填鴨”的方式灌輸給學生,容易使學生失去學習該課程的興趣和動力。
1.2課程內容更新速度太快
移動通信技術是近年來發展最快的技術之一,不僅僅是3G、4G的技術在飛速發展完善,5G技術也已經提上日程。移動通信技術課程教材的建設往往跟不上技術的發展,這就要求我們根據當前通信網絡的實際發展情況以及網絡規劃與優化實際操作的改變來修改教學內容。舊的通信技術逐漸被淘汰或改進,新的無線傳輸思想和概念不斷出現,并應用到新的系統中。在教學中需要使學生對現有移動通信系統及未來的發展方向有較為系統和全面的認識,從而對網絡規劃與優化操作的變化能夠從原理上進行理解和掌握,因此我們的教學內容必須及時更新,適應技術的發展,否則難以使學生學以致用,也勢必影響學生的學習興趣,從而影響教學質量。但如果不斷更新教材,對教師來說是比較沉重的負擔,因為每次更新教材教師都需要花較多的時間去閱讀和掌握,然后再重新編寫教案和講稿等等。另外,受限于教材的編寫和出版周期,即使經常更新教材,也需要我們在教學中不斷自行修改和補充,這也進一步增加了教學的內容和難度。
1.3授課對象對移動通信基礎知識的掌握有所不足
在過去與網絡規劃與優化相關的教學論文中,經常會提到這門課程由于應用性極強且涉及大網絡做背景,需求一定的實驗和實踐操作,才能理論與實踐相結合,獲得較好的教學效果。而我們由于與企業進行合作,課程的對象不僅僅是本科生,也面向企業員工。過去的文獻指出,對一般高校學生來說,存在著理論和實踐脫節的問題:學校受限于資金和場地等原因難以提供相應的實驗和實踐環境,多采用傳統的課堂講授的方式,學生能接受的只有與網絡優化相關的一些原理性的方法、流程和算法知識,如果面臨實際的網絡操作就無從下手。針對這些問題,過去的文章中提出了一些有效改革手段,類似的手段我們也有所采用。另一方面,據我們所知,企業員工也存在著理論和實踐脫節問題,只不過和高校學生處于完全相反的方向。從我們對合作企業的了解來看,實際從事網絡規劃與優化工作的員工中有相當一部分并沒有系統學習過移動通信網絡的基礎課程。這些課程對學生的專業基礎知識需求較高,要求熟練掌握信號與系統、通信原理的基本知識,還要能用一定的電磁波、微波理論基礎來分析電磁波傳播特性。此外,相對有線傳輸方式,無線信號傳輸需要從時域和頻域的不同方面分析和理解信道、信號的特性。無線信號傳輸過程中存在很多不確定因素,采用的數學模型更加復雜,這樣就會有較為繁瑣的數學公式推導,要求學生有足夠的數學功底。學生必須先打好上述的這些基礎,再去學習通信技術的一系列基礎知識,才能達到對移動通信完全徹底的掌握。許多員工原本并沒有這方面的專業知識,或是對專業知識掌握不牢,主要是從實踐中學習網絡規劃與優化的步驟、要點等,往往知其然而不知其所以然,導致事倍功半。對于這樣的人員來說,如果從頭開始對移動通信網絡的基礎知識進行系統的補充,則需要消耗較多的時間和精力進行專門培訓,比較難以實現。
2無線通信網絡規劃與優化課程教學的幾點思考
基于上述歸納的問題,本文針對無線通信網絡規劃與優化教學提出幾點改進意見。
2.1明確授課目的,改變授課重點
本課程的目的有兩個方面:一是,為企業預培養合格的網絡規劃與優化人才;二是,為企業員工補充必要的無線通信基礎知識。這兩個方面看似有所區別,實際上存在著完全相同的核心。作為企業,必定會對新員工進行實際工作內容的培訓,以及讓老員工帶領新員工盡快熟悉操作。因此對高校來說,在教學過程中做到讓學生在較大程度上掌握對網絡規劃與優化的實際操作過程并不是必需的,但如果讓學生通過本科課程牢牢掌握無線通信基礎知識和網絡規劃與優化原理,這樣的學生能夠輕易理解每一個操作步驟的意義,因此可以預見能夠在企業順利完成培訓。另一方面,對企業員工開課的目的是給他們補充移動通信網絡的專業基礎知識,而實際操作對他們來說也早已熟悉。因此,與著重加強實驗、實踐教學環節的常見教學改革方向相反,我們做出對基礎理論教學環節進行著重加強的決定。但這并不意味著放棄在實驗、實踐方面的教學,畢竟本課程注重的是實用性,并且單純的理論教學會讓學生感覺本課程是一門生澀枯燥毫無用處的課程。為了對這方面進行兼顧,我們選擇將日常網絡規劃與優化工作中遇到的一些的實例進行拆分,把拆分后的適當部分加入到相應的理論知識點中作為例題,這樣既可以讓學生對實際操作有一定的了解,避免理論脫離實際;又可以為理論教學添加必要的緩沖和總結,避免枯燥的理論教學。而這種做法的難點在于對實例的選擇和拆分有比較高的要求,需要花費較多的精力去解決,但好處在一勞永逸:一旦完成這方面的例題準備,哪怕通信技術再更新,也只需要在同一層次和方向上找類似的實例進行同樣的拆分。在此之外,我們也會請企業教師進行數個課時的授課,主要是在講解網絡規劃與優化的流程之后帶給學生更多實例,這些實例的復雜程度比理論教學中遇到的更高。
2.2對教學內容進行精簡和改動
由于本課程覆蓋范圍太大,知識點太多,且授課時間有限,需要對教學內容進行精簡和改動,這樣可以充分利用授課時間,以傳授更多實用信息。首先,盡可能避免把上課時間浪費在教授過時的或者已經學習過的知識上。例如,在目前的課程內容中一般會安排天線原理、電波傳播模型等章節作為基礎知識進行教授,然而這些章節的知識點在微波與天線以及通信原理等前期課程中都有所涉及。因此,授課時要注意避免知識上的重復,對已經學習過的內容只需要進行簡單回顧即可,著重強調各章節之間的聯系,把教學重點放在學生比較不熟悉的領域,例如覆蓋、容量等等。然后,減少對掌握網絡規劃與優化具體操作來說沒有實際幫助的教學內容。例如公式推導過程,作為本科教材,經常會習慣性地將從已知公式推導得出新公式的過程放進課程中。這樣對學生來說固然容易加深理解,但對以實際應用作為目的的本課程來說其實意義不大。本課程的公式多且復雜,一一講解其來歷會占用太多時間,作為學生也很難全程都集中精力聽講,更何況很多公式都是從經驗公式推導而來,并沒有太多的理論意義。此外,根據對企業員工的調研,大多數此類公式只需要掌握其意義和用法即可,而且一些在本科期間學習過這方面課程的員工早已忘記公式的來歷,但并不影響他們的工作。
2.3承前啟后,兼顧不同的移動通信系統
目前運營商所服務的移動通信網絡是從2G到4G同時存在的,并且已經開始考慮5G網絡,因此我們的教學不僅需要兼顧歷代通信系統,還需要對它們之間的聯系進行承前啟后的分析講解。不同世代的移動通信系統之間有著非常多的異同,一一講解需要太多的時間,但因為課時的關系,我們需要在重點考慮網絡規劃與優化的層面上適當選擇相關的知識點進行詳細講解,對其余內容只能一筆帶過。移動通信系統的發展實質是移動通信向更快數據傳輸、更好服務的不斷發展。歷代的移動通信技術都離不開蜂窩網絡的基本架構,雖然技術細節存在很多不同,但網絡規劃和優化就是針對構成蜂窩網絡架構的每一個節點進行的,在這方面可以說是萬變不離其宗。因此我們把蜂窩網絡、天線選擇、頻率分配、覆蓋和干擾分析等學習任一代移動通信技術都不可缺少的基礎內容在前半部分的課程中進行講解,然后在講解技術方案和通信標準這些存在代差的內容時,才對各代移動通信系統加以區分。把重心放在對于經典移動通信系統的介紹,通過對不同系統的學習去更好地理解它們之間的異同,從而更進一步地體會不同系統對于系統容量,位置更新方式,鑒權方式,越區切換策略,信道的分配和使用等方面的處理,并且,更重要的,網絡規劃和優化方面的異同。
3結束語
無線通信網絡規劃與優化的教學不僅需要教師隨著通信標準的變化不斷更新教學內容,還要求教師能夠培養出適應這種變化的網絡規劃與優化人才。本文總結歸納了無線通信網絡規劃與優化在教學中出現的一些常見問題,并針對這些問題提出了三點改進建議。這些改進要求任課教師相當程度的投入,因此最好是能夠組織編寫一部專門的教材,我們已經在這方面做了一些工作,相信能對這門課程的教學起到足夠的幫助。
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關鍵字:課程體系結構;移動通信;縱向;橫向
1移動通信專業課程體系結構現狀分析
1.1移動通信行業發展快變化快
移動通信技術作為新興技術產業,近20年在我國的迅速發展和巨大變化有目共睹。通信模式從1G發展到第四代移動通信LTE,移動通信電話從非智能機到高端智能機,從單一的通話工具發展為全面的網絡信息通信工具。移動通信行業的特點就是發展快,變化快,覆蓋行業廣,整個移動通信有很大的人才需求,并且不斷的產生新的就業崗位。如何根據行業特點和現狀,培養滿足市場需求的高職類畢業生,是值得探究的問題。
1.2學生差異性
作為高職教育,培養大專生和本科生的目標和方法是不同的。即使是高職的學生之間也有很大的個體差異。能力有高低;擅長的方向也是不一樣的,例如有些學生擅長技術,可從事硬件或軟件類工作;有些學生擅長和人溝通,更能勝任銷售服務類工作。我們應該尊重學生的個體差異,幫助學生選擇適合自己的學習和發展方向。
1.3課程體系結構可能存在的問題
目前的移動通信專業人才培養方案中的課程體系結構,可能會存在以下幾種問題:1、內容陳舊,對當前行業現狀分析不充分,無法把握到崗位,新型人才的缺口。2、培養目標過于單一,移動通信行業就業崗位類型廣泛,學生之間又存在差異,單一的培養目標會使學生畢業后就業受局限,不利于學生的個性化和創造性的發展。3、培養目標過于廣泛,以至于學生只學到皮毛,任何一個崗位的要求都達不到。4、課程體系結構設置時,沒有遵循一套合理的方法,可能會導致培養目標和課程設置之間的關系不清晰,課程與課程之間沒有承接關系,或者順序混亂,使學生陷入為什么要學習這門課程的困惑之中,影響學習效果。
為了能解決以上問題,本文以移動通信專業為例,對課程體系結構設置方法進行了研究。
2專業課程體系結構設置方法
本文探究的專業課程體系結構設置方法的基本原則是:培養目標緊隨行業需求,在一定程度上滿足學生的差異性;課程設置針對崗位職責和實際工作過程;課程內容循序漸進;課程實施采用工學結合的方式;課程評價注重學生綜合素質的提高,包括專業知識、崗位技能和社會能力;借鑒國內外人才培養模式的實踐經驗;結合本學院實際情況,對照行業標準,開發適用于移動通信專業的課程體系結構。
移動通信專業課程體系結構的開發分別從縱向和橫向兩個方向交叉分析。縱向以行業調研為出發點,逐層分析行業所提供的崗位,崗位所需要的能力,培養這些能力需要設置的課程,從而完成課程體系結構中課程開設內容的制定,如圖1所示;橫向分析以崗位設定出發點,以2~3個崗位為培養目標,以學生的能力進階為導向,將課程設置對應為基礎能力、核心能力和綜合能力三個橫向模塊,完成課程體系結構中課程開始順序的制定,如圖2所示。
2.1課程體系結構縱向分析
(1)行業調研
行業調研要從幾個方面進行:深入企業考察、訪談行業專家,掌握勞動力市場需求狀況及其變化趨勢、對往屆畢業生進行就業情況和滿意度調查, 從而掌握行業現狀,把握人才需求情況。為崗位的設定收集充足的信息。為此我們對以下通信相關行業與部門企業進行了調研:三星視界移動有限公司、中興通信、洪山移動公司移動通信基站實訓中心等企業;調研的過程中對業內專家進行了訪談;電話聯系了往屆移動通信專業畢業生了解就業情況;除此以外還與學校領導,教育專家以及專業教師進行了共同研討。
(2)崗位設定
根據行業調研,確定若干就業崗位作為培養目標, 明確專業培養方向和內涵,確定崗位的典型工作任務和職責, 這是實際工作和課程之間的橋梁,典型工作任務來源于企業, 是指職業崗位中相對獨立的、系統的、關聯的具有自身工作流程的各項工作。[1]移動通信專業制定了三個就業領域為培養目標:崗位A通信電子產品研發、制造、檢測、維修;崗位B移動終端軟件、移動互聯網開發;崗位C客服,產品銷售和業務推廣。以崗位A為例,崗位任務包含:電路設計,繪制電路圖,PCB制板,電路焊接,問題電路檢測與維修。
(3)能力分析
依據每個崗位的職責解析與重構學生所需的能力。將崗位職責解析為具體能力需求,根據高職高專學生的特點,重構這些需求為對學生的具體能力要求,將這些能力要求進行分類匯總為知識,技能,和素質三個方面。能力的分析對課程制定至關重要,能力需求分析準確完整了,后期的課程開設才能做到合理,充分。以崗位A為培養目標,學生需要的知識包括電子電路基本知識,編程語言,移動通信產品特點;需要掌握的技能包括計算機的操作,電路圖繪制,軟件編程能力,制板,電路焊接,電子儀表使用,電路檢測,編寫開發文檔,掌握一定程度的專業英語;需要的素質有,團隊精神,溝通能力和一定的語言表達能力。
(4)課程設置
依據職業崗位能力分析, 以工作過程為導向進行專業技術課程開發,與校內實訓,校外頂崗實習有機結合,構建專業課程體系。正確處理好知識傳授、能力培養、素質提高三者之間的關系, 使學生掌握從事相應崗位工作的綜合職業能力。對于崗位A這個目標而言,開設的課程有:綜合電路實訓、單片機、手機維修實訓,校外定崗實習等。教學過程要求以任務為導向,例如綜合電路實訓這門課程,它貫穿3個學期,將傳統的模電、數電、高頻電路等理論教學融入到工作任務中,真正實現“教、學、做”一體化的教學模式。
2.2課程體系結構橫向分析
任何一個崗位的能力培養都是隨著學生自身能力的發展不斷培養起來的,由易到難,由分散到綜合。根據以上的崗位能力分析,按照進階的步驟設置為基礎能力、核心能力和綜合能力三個橫向模塊。
基礎能力主要培養學生基本的計算機應用能力,基礎的程序語言的應用,還包括思想道德素質、文化素質、身心素質;核心能力為專業設計課程,主要以模塊化的項目為導向,學生實踐為主的學習,在實踐中獲取相關知識;這一階段學生要掌握的是各個崗位必備的核心內容。;綜合能力培養;以綜合項目為驅動,對前期所學知識的綜合訓練,鞏固以前所學知識,培養學生的自主學習能力,團隊合作精神等綜合職業素養,同時還包含一些行業拓展課程,拓寬學生的知識面。頂崗實習階段,學生在企業的工作崗位上進行鍛煉,促進學生提高專業技能,融入現實社會,規劃職業未來。為畢業后成為社會真正需要的人才做好充分準備。[2]
圖2課程體系結構橫向分析
2.3課程體系結構與時俱進
課程體系結構不能一成不變,社會需求在變化,學生在變化,課程體系結構也要與時俱進。每兩三年就必須做一次整體調整,從行業調研到最后課程設置,以適應市場大的變化;每學年要做一次細節調整,根據上一年的教學經驗,以及崗位對能力要求的細微變化對課程的教學內容,項目設定進行優化。
3 結束語
以上是對高職移動通信專業課程體系結構設置方法的探究。縱向從行業調研出發、通過崗位設定、能力分析、逐步完成課程內容設置;橫向從能力進階角度,將課程體系結構設置為基礎能力、核心能力和綜合能力三個模塊,完成課程開設順序的制定;并且提出了課程體系結構的調整周期和方案。
參考文獻:
[1] 袁媛. 基于工作過程導向的高職專業課程體系構建.安徽電子信息職業技術學院學報2010年5期
論文摘要:從3G大賽促學促教的角度,探討移動通信專業網絡優化基礎課程的建設。隨著3G時代的到來,2G網絡與3G網絡在一段時期內將共存,為保證網絡的質量,針對2G與3G無線網絡優化將成為移動通信運營商的工作重點。為適應無線網優工程師緊缺的現狀,在現有高職教育中的網絡優化基礎課程中增設3G網優知識,結合工程案例分析,在課堂上模擬實際網優工作,以培養高素質的無線網絡優化人才。
論文關鍵詞:高職;3G大賽;網絡優化
2010年全國通信行業職業技能大賽(高職院校類),即全國3G大賽,于2010年11月24日在南京信息職業技術學院舉辦。該賽事是由工業和信息化部通信行業職業技能鑒定指導中心和中國就業培訓技術指導中心主辦,教育部高職高專通信類教指委和南京信息職業技術學院承辦,全國共有39所高職院校組成47支參賽隊伍參賽。該賽事主要目的是引導高職院校在通信產業升級背景下的專業建設方向,創新教學模式,深化教學改革,提升教師和學生的職業技能水平,檢驗高職培養對象在3G基站建設維護、無線網絡優化等方面的技能水平及職業素養,為3G市場發展奠定人才基礎。
深圳信息職業技術學院組織4名教師與4名學生組成參賽隊伍,經3個多月的培訓與學習,最終取得無線網絡優化專項一等獎,團體三等獎的優異成績。
筆者作為3G大賽無線網絡優化專項的指導教師,經歷了從賽前準備到積極參賽,到獲得獎項的全過程。感到3G大賽不僅對于指導教師和學生職業技能的提高有積極促進作用,同時也對“網絡優化基礎”課程建設有一定的促學促教啟示。
3G大賽的促學作用
所謂“促學”,即從學生角度而言,促進學生從被動學習到自主學習的轉變。對于移動專業三年級的學生,已經積累了大學2年移動通信專業知識,但如何將理論知識聯系工程實際,還較模糊。“網絡優化基礎”是一門理論與工程實踐相結合的專業課,主要圍繞網絡規劃優化工程師所應具備的理論與工程技術展開,使學生獲得移動通信網絡系統及網絡規劃、優化基本理論和基本知識,掌握移動通信網絡規劃及優化的基本概念及工程實施方法。
3G大賽中網絡優化專項是基于第三代移動通信CDMA2000電信網絡而設定的,是利用CNT路測軟件與CNA分析軟件,進行網絡測試與網絡優化分析的。由于現有課程中較少涉及到3G網絡優化,賽前曾擔心學生難以應付較為復雜的3G網絡優化知識與操作。但經過一段時間的培訓與學習,學生們很快便掌握了CDMA2000網優知識與理念。因為3G網絡優化工作與GSM網絡優化,有很多的相通處,都是從故障點或故障指標找問題,例如,前向鏈路質量差與反向發射功率增加,會造成掉話率高等問題;天線下傾角與掛高的高度,直接影響覆蓋范圍,造成越區覆蓋或弱覆蓋等。因此,前期的“網絡優化基礎”課程的學習對學生們在3G大賽中取得優異成績起到一定作用。
同時,3G大賽也促進學生們自主學習的熱情。雖然,僅有2008級移動通信專業2位學生參加3G網優專項大賽并獲獎,但他們通過與其他學生的交流與溝通,使學生們對于網絡優化的流程與步驟有更深入的了解,同時也帶動了學生們對于“網絡優化基礎”課程學習的興趣,促進了學習積極性。
在3G大賽從備賽到參賽過程中,接觸到了很多工程實際問題。這些問題有難有易,比較貼近實際生活,比如有深圳的大小梅沙,重慶萬州等地區的問題點。我們將這些工程問題作為討論話題,細分為若干個問題點,如掉話問題、覆蓋問題、導頻污染等,以提高學生解決實際的工程問題的能力,引導他們學以致用,學生們的討論熱情較高;另一方面,通過針對不同類型故障問題的討論,促進學生們總結出了各種網優故障的解決辦法,提高學生系統分析能力,同時也增強學生們的自信心與成就感,提高了學生們對該課程的興趣,起到了“促學”的作用。
3G大賽的促教作用
所謂“促教”,即是從教師角度而言,促進教師對課程內容的把握與課程知識的深入理解,最終促進知識的傳授。對于接觸網優工程實踐較少的教師而言,難以將很多工程經驗以及工程實際案例傳授給學生。而“網絡優化基礎”課程要求理論聯系實際,需要較多的案例分析,以引導學生們去思考分析,或找出網絡故障的原因,或提出解決方案。從學生們的角度,也很希望了解很多工程案例,了解實際網絡優化的步驟,而對于繁瑣的信令、網優方法、各種網絡參數的傳授卻比較排斥。3G大賽的培訓給青年教師提供了一個學習平臺,由資深培訓師做系統地培訓,他們利用網絡路測與網絡優化分析軟件,引領進行實際路測分析與故障優化分析。一套路測分析軟件的價位在幾十萬元,在教學過程中,接觸應用該套軟件的機會不多。鑒于3G大賽,我們得以應用該套軟件,在“網絡優化基礎”課程的教學過程中,筆者將網絡路測分析過程與網絡故障分析過程都展示給學生們,令學生們更直觀地學習到網絡優化的步驟與過程,并且在課堂上分析了幾個典型的工程案例,學生們不必到工程現場即可接觸實際工程網絡優化。
通過課堂上3G網絡路測軟件與分析軟件的演示,以及大量工程案例的教學過程,令學生們更直觀更清晰地理解網絡優化的思想、步驟以及流程,為學生們參加工作后的進一步學習奠定了一定的基礎。
辦學模式創新
通過企業合作辦學,構建通訊技術課程體系,建立“雙師型”師資隊伍和完善的校內外實驗實訓基地,使理論教學與專業實踐有機結合,培養應用型本科人才.
1完善通訊技術專業課程體系
在通信工程專業本科理論教學中,把企業面向市場運作的前沿技術和通信工程基礎理論教學結合,構建與當前通信技術發展相適應的課程體系及配套教材,完成大學階段的專業教育與企業崗位需求知識背景的無縫對接.把電路理論與應用、計算機技術、信號與系統、電磁場理論、數字系統與邏輯設計、數字信號處理、通信原理、通信系統和通信網建設的基本方針、政策和法規等通訊工程基礎理論作為學生應掌握的基礎知識,使學生掌握通信領域內的基本理論和基本知識,掌握光波與無線及多媒體等通信技術,掌握通信系統和通信網的分析與設計方法,具有設計、開發、調測、應用通信系統和通信網的基本能力,了解通信系統和通信網建設的基本方針、政策和法規的同時,有選擇地把中國移動的TD-SCDMA技術,中國電信的CD-MA2000技術,中國聯通的WCDMA技術、中興或華為等通訊設備制造商用于3G設備的結構、使用、維護等知識編入專業教材,使畢業生進入單位就能熟悉3G通信相關理論知識,熟悉通信設備的使用與維護;同時選擇性開設“數據通信”、“GSM移動通信”、“3G網絡規劃與優化”等課程.
2組建“雙師型”教師隊伍
把企業中既有豐富實踐經驗,又能從事教學工作的專業技術人員和學校專業教師隊伍融合,將企業人員和高校教師融合,教學活動和企業培訓活動融合,組建一支“雙師型”的師資團隊.“雙師型”師資團隊由系內專業教師及部分來自企業的一線技術人員和行業培訓師組成.這些來自企業的一線技術人員及專業講師,具有豐富的專業技術知識和工程維護經驗,能夠結合通信行業人才在技術領域培養的規律,以及行業從業人員需掌握的技術方向,在傳授學生理論知識的同時手把手的指導學生實踐操作.在達到提高學生專業技能的同時,重點培養學生的綜合理論素質,幫助學生形成良好的職業素質.本培養模式的師資隊伍既能從事教學與研究工作,又能在通信企業中參與工程項目的實際運作.
3建設高水平實驗室
以與移動運營商的網絡通信設備一致的行業主流設備作為實驗平臺,以創新精神和創新能力培養為主線,構建“面向通信行業的實用型人才培養”的實驗教學體系.即由學校提供場地房屋、3G運營商與設備制造商提供設備,建立DSP實驗室、程控交換實驗室、移動終端實驗平臺、現代通信技術實驗室、光纖通信綜合實驗室、3G通訊實驗室、工程實訓室等實驗室,學校、3G運營商及3G設備制造商三方協作編輯實驗教材,進行計算機網絡、光纖通信、數字信號處理、程控交換、通信原理、數字電路與邏輯設計、單片機原理、網絡通信軟件設計原理、通信仿真、移動通信等課程的實驗教學,建立學生自學實驗教材、自行設計實驗方案、教師示范實驗后學生再進行實驗的實驗教學模式,訓練學生自學、分析問題解決問題的能力,為學生進入實踐教學打好基礎.
4完善校外實習實訓基地
在合作企業成立“通信工程專業實習實訓基地”,提供真實的工作環境,針對學生的實踐項目和實際動手能力進行企業化訓練,實現從原理驗證性實驗過渡到以掌握實際工程技術為目標的技能訓練,使學生畢業后具有較強的操作和應用能力,成為能夠從事通信設備制造、通信工程和系統運營等第一線工作的高等技術應用性人才.比如企業開放移動網及接入網寬帶通信機房,提供移動網和各種接入模式的寬帶設備供學生觀摩操作.在企業氛圍中,學生可以學習企業員工之間團結協作、積極進取等優秀文化價值理念,激發他們的求知欲,樹立正確的人生觀和價值觀,使學生應用所學知識、技術解決實際問題的綜合能力以及組織領導、團隊協作等綜合素質得到提高.
辦學質量保證體系創新
為了準確的評判學生對知識的掌握情況,結合3G移動通信工程課程的特殊性,打破傳統的考核模式,力求對學生的理論學習、動手能力、創新意識等有一個更加全面和準確的評價,在教學過程中構建合理的效果考核測評指標,對教學過程中學生的理論成績、實驗成績、實踐成績以及教師的教學效果做出恰當的評價.采用理論和實驗、實踐考試分離的考核辦法對學生每個階段的學習成果進行評價;同時教師應做好分階段成績評定,包括理論課程成績、實驗課程成績、實踐課程成績.在理論教學階段,建立統一授課、分組分級輔導、門門過關的教學質量保證模式,對理論教學,采取統一授課,學生根據自己的每門課程的學習情況申請進入不同組和級別的輔導,教師根據學生的申請、分組分級別的對學生進行輔導,保證學生理論教學階段理論課程門門優良.在實驗教學階段,采用多次實驗、多次考試,成績優良的教學質量保證體系.對實驗教學,實施學生自學實驗教材、提出方案、教師示范、學生實驗、教師驗收等系列過程,最后進行實驗考試,保證學生實驗教學成效.在實踐教學階段,建立對學生進行實踐題目的審查、工作量評定、質量跟蹤、答辯等幾個主要環節評定與考核的教學質量保證模式,要求學生的實踐題目必須滿足工作量與質量、答辯順利通過的教學要求.
關鍵詞:城市;電磁輻射;污染源
文獻標識碼:A,中圖分類號:X123
1 電磁輻射是重要的環境污染要素
環境污染要素可分為物質流污染和能量流污染兩大類。物質流污染物進入環境使大氣、水的質量變壞,并進而影響到土壤和食品。能量流污染同樣會使環境質量變壞,并進而影響到人體健康。電磁輻射是一種重要的能量流污染。電磁輻射按其來源可分為天然和人工兩大類。現在環境中的電磁輻射水平主要來自人工輻射,天然輻射水平較之人工電磁輻射的貢獻可以忽略不計。人工電磁輻射來自廣播、電視、雷達發射設施、通信系統、電牽引系統、電器與電子設備及電磁能在工業、科學、醫療中的應用設備。
2 影響城市電磁輻射環境質量的幾個主要污染源及其造成影晌的原因
2.1 聲音、廣播、電視發射系統由于接收機(無論是聲音還是電視)的數量十分龐大,一個大城市中可能超過千萬臺。如果采取提高接收機靈敏度(像移動通信那樣)的方法保證信號接收,從總體上看是十分不經濟的。此外,由于電磁環境中的電磁噪聲廣泛存在,而聲音廣播與電視廣播的接收帶寬又都較寬(如調頻廣播帶寬200kHz,我國PAL―D彩色電視廣播帶寬6.5 MHz),如接收機靈敏度過高,很容易使信噪比降低,影響信號質量。所以在廣播中都是采用高發射功率、低接收靈敏度的方案。例如,對于彩色電視接收機,在75Q阻抗輸入條件下,圖像通道噪波限制靈敏度:VHF頻段250 IxV,UHF頻段350 IxV;短波調幅廣播接收機為一二百微伏;調頻廣播接收機為數十微伏(而移動通信接收機的靈敏度高達1IxV左右)。由于以上原因,廣播發射機的功率都很大。對于中波、短波聲音廣播發射臺,由于考慮到占地面積大,要求周圍無高大建筑,以及電磁環境問題,所以多設置在城市郊區,周圍人口密度不大。同時,由于中、短波廣播的服務范圍很大,也不存在把發射天線設置在市內的需要。由于發射天線所處之地,地廣人稀,所以中、短波廣播發射臺對電磁環境的污染不是主要問題。同樣原因,短波通信發射臺也與短波廣播發射臺情況類似。中波一般不用于干線通信。調頻聲音廣播的頻段87.5~108 MHz,我國電視廣播的頻率為:49.75~72.25 MHz,77.25~91.75MHz,168.25 ~222.75 MHz,471.25 ~565.75 MHz以及6o7.25~957.75 MHz,共分為5個頻段。由于在這些頻段里,電磁波主要以空間波的形式呈直線傳播,并且受高樓等建筑物的遮擋或反射。所以如要求服務范圍較大,并且不偏向城市的某一部分,則必需提高發射天線塔的高度,而且天線塔的位置也應選在城市的較中心地區。這些位置周圍往往人口稠密,加上發射功率較大,這使得調頻、電視發射塔成為城市居民與電磁環境工作者關心的焦點之一。
2.2 通信系統
隨著移動電話用戶的增多,移動通信公司必然要建設更多的移動通信發射基站來擴大容量。移動通信基站的建設要求一定的高度,但是城市中的高層建筑物必定是有限的,隨著高層建筑物頂部的空間被全部占用,越來越多的基站建在了5、6層高的居民樓頂上。再由于高層空間和選址的限制,有的建筑物上同時建有三家移動通信公司的基站。在泰州市就發現有的建筑物頂上同時建有聯通公司、移動通信公司和世紀公司(CDMA)的基站。有的雖然沒有建在同一個建筑物上,但是距離也很近,這必然要增加環境中的電磁輻射水平。雖然基站的發射功率并不大,一般只有十幾瓦,但是基站的分布密度大,而且是24 h連續發射的,有的基站距居民很近,所以移動通信基站對電磁輻射環境質量的貢獻是不可忽視的。以泰州市聯通移動通信公司為例,泰州市行政區域內共有基站399個,分布在市區的有144個,其中距居民不超過50 m的就有38個,據聯通公司上報的材料中得知,最近,有的基站就建在居民樓群中,已經引起了當地居民的關注。
2.3 高壓輸(變)電系統
由于現在許多高壓輸電線路已經采用地纜形式,所以這里主要討論高壓變電系統。隨著城市的發展建設,許多以前遠離居民區的變電站已經被居民樓包圍,再由于隨著人民生活水平的提高,各種家用電器基本普及,這必然要造成城市用電量的增加,在城市中就要增加高壓變電站的建設。而且隨著送電壓的增加,所造成的工頻電磁場強和電磁干擾也越來越嚴重。值得注意的是我國電力部門已決定,220 kV與110 kV變電站將逐漸由城市的郊區轉移到市區,以降低配電線路的損耗。500 kV超高壓線路建設規模正在不斷擴大,超高壓線路正逐漸成為電力系統的主干網絡,基于我國人口眾多,且人口和負荷都比較集中的國情,500 kV
線路進入城市近郊的人口密集區已不可避免。以泰州市為例,今年就要在市區新建220 kV變電站5座。在郊區新建500 kV變電站2座。高壓變電站產生電磁輻射主要有電暈放電、絕緣子放電電磁噪聲及其周圍產生的工頻電場。
3 結束語
【關鍵詞】電磁輻射 移動通信 基站 安全距離
1 引言
近幾年來,某些區域移動網絡信號差成為用戶投訴的焦點,可一旦運營商去這些區域增設移動通信基站,卻又遭到用戶集體反對。投訴多和建站難成為困擾電信運營商的兩難問題,電信運營商的通信保障能力正因基站建設難而下降。以上海移動為例,10年來手機用戶增長了10倍,話務量猛增了300%,但是移動基站數在內環線范圍只增加了10%左右。從2008年1月到2009年5月底,上海移動一共有177座基站因各種原因被迫關閉。造成這個兩難問題的原因之一是公眾對基站電磁輻射的恐懼。
隨著3G網絡的建設,更多的移動通信基站將架設在人口密集的城市上空。為了科學認識移動基站的電磁輻射,消除公眾對基站的不安,有必要對基站電磁輻射及其對環境的影響進行研究和分析。
2 移動通信基站的電磁輻射
電磁輻射,是指能量以電磁波的形式在空間傳播的現象。基站電磁輻射一般是指室外部分的電磁輻射,室外部分主要由饋線(傳輸線)和天線組成。基站運行時,其發射天線將饋線中的高頻電磁能轉化成為自由空間的電磁波,電磁波承載著能量向周圍空間傳播,形成電磁輻射。
圖1是移動通信基站天線輻射電磁波的基本原理圖,導線載有交變電流時,就可以形成電磁波的輻射,輻射能力與導線形狀和長短有關。如果兩導線的距離很近,那么導線所產生的感應電動勢幾乎可以抵消,因而輻射很微弱;將兩導線逐漸張開,導線所產生的感應電動勢疊加,輻射隨之逐漸增強,直至兩導線電流方向一致時達到最強。當導線的長度遠小于波長時,導線的電流很小,輻射很微弱;當導線的長度等于1/4波長時,輻射最強,稱為半波對稱振子。實際的天線是由振子疊放而成的。
移動通信基站天線按照方向性可以分為全向天線和定向天線。方向性反映天線向一定方向輻射或接收電磁波的能力,天線方向性的獲得,是通過天線內部加反射板或振子疊放而實現的。基站天線方向性的選擇可以滿足不同區域的電磁輻射的需要,例如鄉村大區制的站型選用全向天線,而城區小區制的站型選用定向天線。
作為移動通信系統的重要組成部分,基站天線在提高移動通信網絡覆蓋范圍和網絡營運指標中起著重要作用,同時帶來的問題是公眾對基站電磁輻射的不安與恐懼。
3電磁輻射與健康及電磁輻射標準
電磁輻射是能量流,雖然看不見、聽不到、聞不著,但是電磁輻射可能引起裝置、設備、系統性能降低,還可能對有生命或無生命的物質產生損害,這就是電磁輻射污染。
當人體暴露在電磁波環境中,不同波段的電磁波會對人體產生不同的生物效應,可能會導致細胞損傷、變異或死亡。此外,人體的器官和組織存在微弱的電磁場,它們是穩定而有序的,如果受到外界電磁波的干擾就會遭到破壞,人體正常循環機能隨之遭到一定程度的損傷,長期接受電磁輻射會造成人體免疫力下降、新陳代謝紊亂、記憶力減退、提前衰老、心率失常、視力下降、聽力下降、血壓異常、皮膚產生斑痘等[1],公眾由此產生對電磁輻射的恐懼。
第5屆電磁輻射與健康國際研討會(2009,杭州)的會議報告指出,低強度電磁波的生物學效應及其作用機制至今還是一個困擾學術界的充滿爭議的問題,各國電磁輻射的衛生學標準還存在著甚至上百倍的差異。對照一些組織和國家的公眾照射限值[2,3],發現我國的標準更嚴格、更安全可靠。例如,在900MHz移動通信頻段,中國環保局制定的公眾照射限值(功率密度)是40μw/cm2,而歐洲電子技術標準委員會制定的公眾照射限值是450μw/cm2。國內目前使用的相關標準主要有:《電磁輻射防護規定》(GB8702-88)、《環境電磁波衛生標準》(GB9175-88)和《輻射環境保護管理導則-電磁輻射監測儀器和方法》(H J/T10.2-1996)。
4 移動通信基站電磁輻射對環境的影響因素
移動通信基站電磁輻射對環境的影響因素很復雜,包括天線性能、高度、距離、角度、環境背景、基站形狀、話務狀況等等。
為了分析移動通信基站對居民生活環境產生的電磁輻射污染狀況,胡冀等通過比較測量,得出的結論是[4]:電磁暴露小區的電磁輻射強度明顯高于對照小區,但平均值都在GB9175-88的一級安全范圍內(10μw/cm2);安裝鋁合金防盜網具有良好的電磁場屏蔽作用;同時建有兩個通信基站的小區,兩者所產生的電磁輻射在某一區域范圍可產生電磁場疊加現象,使輻射強度增加;個別與基站天線距離較近(小于20m)、窗戶與基站天線處于同一水平位置和與基站天線主瓣方向一致的居室內,電磁輻射功率密度遠遠超出一級安全范圍,可達到20.44μw/cm2,但也在GB9175-88的二級中間區容許范圍內(40μw/cm2)。
此外研究還發現,天線主瓣方向區域電磁輻射不一定較高,副瓣方向區域電磁輻射也不一定較低。這其實并沒有與理論相違背,因為環境地形、地貌、建筑物鋼筋水泥結構、空中架設的電線等等,都將對電磁波產生反射、繞射、折射、散射和吸收,從而使得電磁輻射強度的分布復雜化。
通過物理學的觀點分析,基站發射電磁波的功率密度隨距離的增大而減小,而事實并非如此,在近距離范圍(30m內),由于上述環境地形等因素的影響,電磁波的功率密度隨距離的變化規律很復雜,往往在某處達到最高值。以某移動基站為例[5],在不同時間對距離與功率密度的關系進行測量分析,關系曲線如圖2所示。對特定基站而言,在某一固定距離處,功率密度還與時間有關,也即與話務量有關,如圖3所示,凌晨話務量低,功率密度也低,功率密度整體上隨話務量的增加而增加。
5 移動通信基站安全距離的理論計算方法[6~8]
由于移動通信基站發射電磁波的功率密度分布不僅與基站性能指標有關,還與周邊環境、話務量因素等有關,因此,移動通信基站安全距離的計算一直是個復雜的問題。下面根據國家環保局的H J/T10.2-1996中關于微波遠場軸向功率密度計算公式進行理論分析,這個計算公式的表達式為:
(1)
式中,Pd(μw/cm2)為離基站天線水平距離為d處的電磁波功率密度,d(m)為離基站天線的水平距離,P(w)為機頂發射功率,G(倍數)為天線最大輻射方向的增益。
下面分析計算方法。圖4所示的一種基站天饋線系統,基站設備上每一塊載頻插板連接一根載頻輸出線,每根載頻輸出線含有兩個頻點,每個頻點有其固有的發射功率。載頻輸出饋線在需要耦合器時存在,耦合器的作用是將多個頻點的電磁波信號合到一根天線饋線上發送,具有一定的功率損耗。天線饋線一般比較長,也有一定的功率損耗,還需考慮避雷針和饋線接頭等帶來的損耗。天線向空間發射電磁波,天線的增益越大,發射電磁波的功率越強。
如前所述,每根載頻輸出線含有兩個頻點,A點處的信號功率為每個頻點固有功率的2倍,兩根載頻饋線的信號耦合到B點,耦合后的功率大小需考慮耦合器的損耗,兩個耦合器輸出的總信號經過天線饋線后將再次損耗。也即,載頻輸出信號在C點的總功率應考慮到耦合器與天線饋線的兩次損耗,式(1)中機頂發射功率P應為損耗后的功率。
根據H J/T10.2-1996中電磁輻射環境影響評價方法與標準,對單個項目的影響必須限制在《電磁輻射防護規定》(GB8702-88)公眾照射導出限值的若干分之一。在評價時,對于由國家環境保護局負責審批的大型項目可取GB8702-88中功率密度限值的1/2;其他項目則取功率密度限制值的1/5作為評價標準,即移動通訊基站的功率密度限值應是8μw/cm2,即式(1)中Pd=8μw/cm2,這樣就可根據式(1)計算基站最大輻射方向上的安全距離了。
應該指出,假如偏離最大輻射方向,天線增益將急劇下降,保護距離隨之急劇減小。假如有建筑物阻隔,電磁波穿過一般磚墻要衰減6dB左右(為原來功率的1/4),而穿過帶鋼筋的墻要衰減20dB(為原來功率的1/100);城市市區建筑物密集,安全距離應比理論計算值小很多。此外,由于基站設備容量足夠,加上GSM系統有功率控制和非連續發射功能,天線全方位全功率發射電磁波的可能性幾乎是沒有的,也即實際的天線輻射功率要小很多,實際的安全距離遠小于理論計算值,公眾不必對基站產生恐懼。
6 結束語
一方面,政府、企業和公眾應該對電磁輻射產生的環境影響引起足夠的重視;另一方面,媒體應該積極做好宣傳教育工作,消除公眾對電磁輻射的恐懼心理,使公眾合理科學地面對移動通信基站的電磁輻射;此外,專業技術人員應加快新技術研發,設計出更高標準的天線發射系統,最大限度降低電磁輻射污染。
為了消除公眾的不安,創建和諧城市生活環境,上海的做法值得借鑒,改“事后配套”為“事前介入”,基站選址遵循“政府大樓、企事業單位辦公大樓、公建配套設施、住宅建筑”的先后順序,將移動通信基站建設納入城市基礎設施建設和住宅建設的總體規劃中。
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