任務驅動教學設計方案

教案模塊四：第三代移動通信系統(tǒng)單元3TD-SCDMA系統(tǒng)的關鍵技術制定人員：代才莉制定時間：2014年9月授課教師：代才莉所需學時：2任務實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標準中最為年輕最為新穎的技術，其抗干擾能力強、容量大、掉話率低、呼吸效應不明顯。那么，TD-SCDMA系統(tǒng)采用了哪些關鍵技術來實現(xiàn)這些性能呢？通過本次課的學習，你就能找到答案。 學習目標掌握TD-SCDMA系統(tǒng)所使用的關鍵技術；理解這些關鍵技術的基本原理和對系統(tǒng)性能的影響。重點與難點教學重點：每種關鍵技術的基本原理及對TD-SCDMA系統(tǒng)性能的影響。教學難點：聯(lián)合檢測的原理。主要授課內容1.TDD技術FDD技術上下行用不同的頻帶，而TDD技術上下行用相同的頻帶，如圖1所示圖1TDD、FDD技術示意圖2.智能天線智能天線也叫自適應天線，由多個天線單元組成，技術效果如圖2所示，主要授課點：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智能天線技術效果示意圖3.聯(lián)合檢測聯(lián)合檢測技術是多用戶檢測技術的一種，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用技術的小區(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小區(qū)的通信設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)信道分配又分時域、頻域、碼域、空域四個方面。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)的核心技術之一。其設計思想是利用智能天線獲取UE的位置距離信息，同時使用上行預同步技術，在切換測量期間，使用上行預同步技術，提前獲取切換后的上行信道發(fā)送時間、功率信息，從而達到減少切換時間，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是CDMA系統(tǒng)的基礎，沒有功率控制就沒有CDMA系統(tǒng)。TD-SCDMA的功率控制技術采取開環(huán)、閉環(huán)（內環(huán)）和閉環(huán)（外環(huán)）功率控制三種。開環(huán)功率控制接收機測量接收到的寬帶導頻信號的功率，并估計傳播路徑損耗，根據路徑損耗計算得需要發(fā)射的功率閉環(huán)（內環(huán)）功率控制圖7功率控制—閉環(huán)（內環(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

教學組織過程一、復習預習提問采用自由搶答的方式，學生回答后，教師做出扼要的點評，并對回答情況簡要總結，題目具體內容詳見演示文稿。二、新課內容講解1.TDD技術結合TD-SCDMA物理信道幀結構知識點，幻燈片展示TDD、FDD技術示意圖，分點遞進講解TDD技術優(yōu)勢，并和FDD技術做比較。2.智能天線技術播放FLASH多媒體文件，動態(tài)演示智能天線技術的實現(xiàn)原理及技術效果。教師講解智能天線的原理、應用及優(yōu)勢，期間互動提問：①小組討論：TDD技術和FDD技術相比，為什么TDD技術更有利于智能天線技術的實現(xiàn)？②智能天線對TD系統(tǒng)的性能改善？3.聯(lián)合檢測技術給出單用戶檢測和聯(lián)合檢測的示意圖，請同學們對比分析二者在抗干擾方面，哪個更具優(yōu)勢？然后請同學到講臺來說出自己的想法。之后老師講解聯(lián)合檢測的實現(xiàn)方法，重點講解思路，對于復雜的推導可以盡量略講。4.動態(tài)信道分配技術提問引導主題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志？在學生的互動回答基礎上，引出動態(tài)信道分配DCA的方法：時域、頻域、空域、碼域，并進行講解。知識的講解重點在于研究如何對碼資源進行分配與調整，以達到降低干擾，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SF=16,如何分配?分配2個SF=16碼道,如何分配?同時抽兩組學生，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，讓學生理解利用智能天線和上行同步等技術定位UE的距離和方位以便實現(xiàn)準確快速的切換。小組討論：比較接力切換、硬切換、軟切換三種技術方法的原理及各自在2G、3G移動通信網絡的應用。培養(yǎng)學生對相似事物的區(qū)分、辨別、歸納、總結能力。6.功率控制技術互動演示：要求學生在理解的基礎上，用自己的語言來講解，鼓勵學生用形象比喻的方法。例如，用現(xiàn)實生活中的幾個人的聲音以強蓋弱的例子來說明遠近效應和功率控制。知識講解：開環(huán)功率控制技術，閉環(huán)功率控制技術小組討論：在TD-SCDMA系統(tǒng)中，哪些信道采用了開環(huán)功率控制技術？三、課程小結本課程主要介紹了TD-SCDMA的主要關鍵技術。包括TDD、智能天線、聯(lián)合檢測、動態(tài)信道分配、接力切換、功率控制六種關鍵技術的原理、作用。四、作業(yè)布置完成任務自測題寫一篇小論文：題目為TD-SCDMA系統(tǒng)的關鍵技術對其性能的影響?？梢灾粚懫渲械囊环N關鍵技術，也可以寫多種。建議教學方法：學生搶答教師點