任務(wù)驅(qū)動教學(xué)設(shè)計(jì)方案

教案模塊四：第三代移動通信系統(tǒng)單元3TD-SCDMA系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)制定人員：代才莉制定時(shí)間：2014年9月授課教師：代才莉所需學(xué)時(shí)：2任務(wù)實(shí)施條件要求配置有投影儀、教師演示終端、黑板等。單元描述眾所周知，第三代移動通信系統(tǒng)的性能要遠(yuǎn)優(yōu)于第二代移動通信系統(tǒng)。TD-SCDMA系統(tǒng)作為我國自主研發(fā)的通信系統(tǒng)，作為國際三大主流3G標(biāo)準(zhǔn)中最為年輕最為新穎的技術(shù)，其抗干擾能力強(qiáng)、容量大、掉話率低、呼吸效應(yīng)不明顯。那么，TD-SCDMA系統(tǒng)采用了哪些關(guān)鍵技術(shù)來實(shí)現(xiàn)這些性能呢？通過本次課的學(xué)習(xí)，你就能找到答案。 學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握TD-SCDMA系統(tǒng)所使用的關(guān)鍵技術(shù)；理解這些關(guān)鍵技術(shù)的基本原理和對系統(tǒng)性能的影響。重點(diǎn)與難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：每種關(guān)鍵技術(shù)的基本原理及對TD-SCDMA系統(tǒng)性能的影響。教學(xué)難點(diǎn)：聯(lián)合檢測的原理。主要授課內(nèi)容1.TDD技術(shù)FDD技術(shù)上下行用不同的頻帶，而TDD技術(shù)上下行用相同的頻帶，如圖1所示圖1TDD、FDD技術(shù)示意圖2.智能天線智能天線也叫自適應(yīng)天線，由多個(gè)天線單元組成，技術(shù)效果如圖2所示，主要授課點(diǎn)：①TD中為什么采用智能天線？②智能天線對TD系統(tǒng)的性能改善？圖2智能天線技術(shù)效果示意圖3.聯(lián)合檢測聯(lián)合檢測技術(shù)是多用戶檢測技術(shù)的一種，聯(lián)合檢測的基本原理如圖3所示，討論如下問題：①TD系統(tǒng)中聯(lián)合檢測對系統(tǒng)性能的改善？②TD系統(tǒng)中聯(lián)合檢測與智能天線技術(shù)的如何共同使用？圖3聯(lián)合檢測基本原理4.動態(tài)信道分配信道分配指在采用信道復(fù)用技術(shù)的小區(qū)制蜂窩移動系統(tǒng)中，在多信道共用的情況下，以最有效的頻譜利用方式為每個(gè)小區(qū)的通信設(shè)備提供盡可能多的可使用信道。包括固定信道分配（FCA）和動態(tài)信道分配（DCA）。動態(tài)信道分配又分時(shí)域、頻域、碼域、空域四個(gè)方面。圖4TD-SCDMA系統(tǒng)中的快速動態(tài)信道分配5.接力切換接力切換(BatonHandover)是TD-SCDMA移動通信系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。其設(shè)計(jì)思想是利用智能天線獲取UE的位置距離信息，同時(shí)使用上行預(yù)同步技術(shù)，在切換測量期間，使用上行預(yù)同步技術(shù)，提前獲取切換后的上行信道發(fā)送時(shí)間、功率信息，從而達(dá)到減少切換時(shí)間，提高切換的成功率、降低切換掉話率的目的。圖5接力切換過程圖6三種切換方式比較6.功率控制功率控制技術(shù)是CDMA系統(tǒng)的基礎(chǔ)，沒有功率控制就沒有CDMA系統(tǒng)。TD-SCDMA的功率控制技術(shù)采取開環(huán)、閉環(huán)（內(nèi)環(huán)）和閉環(huán)（外環(huán)）功率控制三種。開環(huán)功率控制接收機(jī)測量接收到的寬帶導(dǎo)頻信號的功率，并估計(jì)傳播路徑損耗，根據(jù)路徑損耗計(jì)算得需要發(fā)射的功率閉環(huán)（內(nèi)環(huán)）功率控制圖7功率控制—閉環(huán)（內(nèi)環(huán)）過程圖閉環(huán)（外環(huán)）功率控制圖8功率控制—閉環(huán)（外環(huán)）過程圖

教學(xué)組織過程一、復(fù)習(xí)預(yù)習(xí)提問采用自由搶答的方式，學(xué)生回答后，教師做出扼要的點(diǎn)評，并對回答情況簡要總結(jié)，題目具體內(nèi)容詳見演示文稿。二、新課內(nèi)容講解1.TDD技術(shù)結(jié)合TD-SCDMA物理信道幀結(jié)構(gòu)知識點(diǎn)，幻燈片展示TDD、FDD技術(shù)示意圖，分點(diǎn)遞進(jìn)講解TDD技術(shù)優(yōu)勢，并和FDD技術(shù)做比較。2.智能天線技術(shù)播放FLASH多媒體文件，動態(tài)演示智能天線技術(shù)的實(shí)現(xiàn)原理及技術(shù)效果。教師講解智能天線的原理、應(yīng)用及優(yōu)勢，期間互動提問：①小組討論：TDD技術(shù)和FDD技術(shù)相比，為什么TDD技術(shù)更有利于智能天線技術(shù)的實(shí)現(xiàn)？②智能天線對TD系統(tǒng)的性能改善？3.聯(lián)合檢測技術(shù)給出單用戶檢測和聯(lián)合檢測的示意圖，請同學(xué)們對比分析二者在抗干擾方面，哪個(gè)更具優(yōu)勢？然后請同學(xué)到講臺來說出自己的想法。之后老師講解聯(lián)合檢測的實(shí)現(xiàn)方法，重點(diǎn)講解思路，對于復(fù)雜的推導(dǎo)可以盡量略講。4.動態(tài)信道分配技術(shù)提問引導(dǎo)主題①對于無線通信系統(tǒng)來說，系統(tǒng)的資源包括哪些方面？②TD-SCDMA系統(tǒng)中，一條物理信道由哪些的組合來標(biāo)志？在學(xué)生的互動回答基礎(chǔ)上，引出動態(tài)信道分配DCA的方法：時(shí)域、頻域、空域、碼域，并進(jìn)行講解。知識的講解重點(diǎn)在于研究如何對碼資源進(jìn)行分配與調(diào)整，以達(dá)到降低干擾，提高系統(tǒng)的呼通率。例題：在下圖信道化碼分配示例中，分配一個(gè)SF=16,如何分配?分配2個(gè)SF=16碼道,如何分配?同時(shí)抽兩組學(xué)生，在黑板上畫出分配的信道化碼樹方案，比較熟優(yōu)熟劣。圖7信道化碼分配示例5.接力切換技術(shù)引入田徑比賽中的接力賽跑傳遞接力棒的例子，形象講解接力切換過程，讓學(xué)生理解利用智能天線和上行同步等技術(shù)定位UE的距離和方位以便實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確快速的切換。小組討論：比較接力切換、硬切換、軟切換三種技術(shù)方法的原理及各自在2G、3G移動通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。培養(yǎng)學(xué)生對相似事物的區(qū)分、辨別、歸納、總結(jié)能力。6.功率控制技術(shù)互動演示：要求學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上，用自己的語言來講解，鼓勵(lì)學(xué)生用形象比喻的方法。例如，用現(xiàn)實(shí)生活中的幾個(gè)人的聲音以強(qiáng)蓋弱的例子來說明遠(yuǎn)近效應(yīng)和功率控制。知識講解：開環(huán)功率控制技術(shù)，閉環(huán)功率控制技術(shù)小組討論：在TD-SCDMA系統(tǒng)中，哪些信道采用了開環(huán)功率控制技術(shù)？三、課程小結(jié)本課程主要介紹了TD-SCDMA的主要關(guān)鍵技術(shù)。包括TDD、智能天線、聯(lián)合檢測、動態(tài)信道分配、接力切換、功率控制六種關(guān)鍵技術(shù)的原理、作用。四、作業(yè)布置完成任務(wù)自測題寫一篇小論文：題目為TD-SCDMA系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)對其性能的影響?？梢灾粚懫渲械囊环N關(guān)鍵技術(shù)，也可以寫多種。建議教學(xué)方法：學(xué)生搶答教師點(diǎn)