高校教學(xué)中運(yùn)用TD—LTE技術(shù)的模式初探

徐鵬

摘要：隨著TD-LTE（4G）技術(shù)的普及與發(fā)展，整個(gè)社會(huì)生產(chǎn)、生活的方式將會(huì)發(fā)生深刻變革，同時(shí)也必將給高校教育教學(xué)帶來(lái)新變化、新特點(diǎn)，是未來(lái)社會(huì)人們的學(xué)習(xí)趨勢(shì)。論文介紹了TD-LTE的關(guān)鍵技術(shù)和特點(diǎn)，并根據(jù)其技術(shù)特點(diǎn)簡(jiǎn)要分析了學(xué)校、教育者、學(xué)生這三者的行為變化，為今后高校教學(xué)研究提供了新思路。

關(guān)鍵詞：TD-LTE技術(shù)；高校教學(xué)；運(yùn)用

中圖分類(lèi)號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）38-0193-02

全球移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)面臨巨大變革，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。移動(dòng)信息服務(wù)已廣泛融入了人類(lèi)的個(gè)人生活、學(xué)習(xí)以及各行各業(yè)。在傳統(tǒng)的2G和3G網(wǎng)絡(luò)已無(wú)法滿(mǎn)足用戶(hù)日益增長(zhǎng)的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)流量需求的時(shí)候，TD-LTE（4G）技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

TD-LTE（時(shí)分同步碼分多址技術(shù)）即TD-Long Term Evolution，是3G標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA的后續(xù)演進(jìn)技術(shù)，是擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第四代移動(dòng)通信技術(shù)。相比于TD-SCDMA，TD-LTE具有更高的速率和更低的時(shí)延，為用戶(hù)提供永遠(yuǎn)在線的體驗(yàn)，除實(shí)現(xiàn)高寬帶應(yīng)用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)之外，還能更好地支持實(shí)時(shí)交互功能。隨著4G產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化進(jìn)程的不斷加速和基站布點(diǎn)的完善，將會(huì)促進(jìn)學(xué)習(xí)和工作的革命，TD-LTE技術(shù)支持下的遠(yuǎn)程教育逼真度高，互動(dòng)性強(qiáng)，提高了遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)的效果。改變了原有的教室教學(xué)活動(dòng)方式，為學(xué)生提供隨時(shí)隨地、隨心隨意的學(xué)習(xí)需求，符合未來(lái)社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)，特別是在教學(xué)活動(dòng)中前、中、后三個(gè)階段，提供了較強(qiáng)交互功能，因此要在今后的高校教學(xué)中廣泛應(yīng)用。

一、TD-LTE的關(guān)鍵技術(shù)和特點(diǎn)[1]

（一）TD-LTE所采用的關(guān)鍵技術(shù)

相比3G所使用的CDMA技術(shù)，TD-LTE采用了OFDM、MIMO、高階調(diào)制、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)扁平化等多項(xiàng)關(guān)鍵革新技術(shù)。

1.OFDM：即正交頻分復(fù)用，該技術(shù)與GSM網(wǎng)絡(luò)中的FDM類(lèi)似，即將一個(gè)頻譜劃分為多個(gè)子載波。但與GSM不同的是，OFDM系統(tǒng)中不同子載波間相互正交且重疊，省去了GSM系統(tǒng)中不同子載波間保護(hù)寬帶的需要，由此可提升系統(tǒng)頻譜效率；同時(shí)，OFDM系統(tǒng)可將一條高速寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流劃分為多條并行窄帶數(shù)據(jù)流，以此克服寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)中多徑效應(yīng)和符號(hào)間干擾帶來(lái)的影響。

2.MIMO：即多天線技術(shù)，通過(guò)在基站和終端配置多根天線，實(shí)現(xiàn)在多個(gè)獨(dú)立的空間傳輸通道上的多路傳輸。系統(tǒng)可根據(jù)用戶(hù)信道狀態(tài)，將MIMO工作模式自動(dòng)配置成波速賦形、空間復(fù)用、空間分集等多種狀態(tài)，以獲取更高的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率和更高的傳輸可靠性。

3.高階調(diào)制：3G系統(tǒng)中最高調(diào)制方式為16QAM，即每個(gè)調(diào)整符號(hào)可攜帶4比特信息，而LTE系統(tǒng)最高調(diào)制方式為64QAM，即每個(gè)調(diào)制符號(hào)可攜帶6比特信息，由此可將頻譜效率提升50%。

4.網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)扁平化：為了提升數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的時(shí)延性能，4G技術(shù)對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了革新，去掉了BSC/RNC這個(gè)網(wǎng)絡(luò)層面，從而根本性地改善業(yè)務(wù)時(shí)延。

（二）TD-LTE的特點(diǎn)

1.高速率：TD-LTE網(wǎng)絡(luò)能實(shí)現(xiàn)下行峰值速率超過(guò)100Mbps，上行峰值速率超過(guò)50Mbps，最大可支持350km/h高速移動(dòng)場(chǎng)景下不掉線。

2.低時(shí)延：大幅降低接入時(shí)延和端到端業(yè)務(wù)時(shí)延，以支持實(shí)時(shí)交互類(lèi)業(yè)務(wù)。TD-LTE系統(tǒng)要求其業(yè)務(wù)傳輸?shù)膯蜗驎r(shí)延低于5ms，接入時(shí)延低于50ms，從空閑狀態(tài)到激活狀態(tài)的遷移時(shí)間小于100ms。

3.永遠(yuǎn)在線：用戶(hù)注冊(cè)后，核心網(wǎng)一直保持連接，用戶(hù)感覺(jué)“永遠(yuǎn)在線”，業(yè)務(wù)體驗(yàn)更好。任何時(shí)候發(fā)起業(yè)務(wù)都會(huì)得到快速響應(yīng)，在2G/3G網(wǎng)絡(luò)中，終端開(kāi)機(jī)后需要幾秒到十幾秒的漫長(zhǎng)時(shí)間。LTE終端開(kāi)機(jī)后，即為終端分配IP地址，在核心網(wǎng)中保留用戶(hù)的會(huì)話狀態(tài)，保留基本通信資源，保持用戶(hù)接入，用小于100ms的時(shí)間，使用戶(hù)無(wú)法感知，達(dá)到“永遠(yuǎn)在線”的要求。

4.終端形態(tài)豐富，除了智能手機(jī)和數(shù)據(jù)卡外，用戶(hù)還可選擇CPE、MiFi、平板電腦等多種類(lèi)型終端。

二、TD-LTE技術(shù)在高校教學(xué)活動(dòng)中的應(yīng)用及效果

TD-LTE時(shí)代將成為必需的工具和平臺(tái)，寬帶和網(wǎng)速更占優(yōu)勢(shì)的TD-LTE的發(fā)展前景會(huì)更加廣闊[2]。高校學(xué)生作為將來(lái)TD-LTE技術(shù)用戶(hù)的重要群體，也必將對(duì)高校運(yùn)行模式產(chǎn)生更為廣闊的影響。

（一）TD-LTE技術(shù)促使高校的教學(xué)革命

技術(shù)成為生活中一部分的時(shí)候，不再單純地被人類(lèi)當(dāng)作工具用來(lái)解決問(wèn)題，當(dāng)技術(shù)成為人類(lèi)生存所需基本條件之一的時(shí)候，人類(lèi)的基本生產(chǎn)方式、生活方式、交往方式和思維方式勢(shì)必發(fā)生意義深遠(yuǎn)的改變[3]。

而TD-LTE作為一項(xiàng)新型的通信技術(shù)，從2014年開(kāi)始迅猛發(fā)展，盡管用戶(hù)使用時(shí)對(duì)費(fèi)用價(jià)格關(guān)注較高，但它取代3G技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)成為必然?；ヂ?lián)網(wǎng)時(shí)代已經(jīng)對(duì)傳統(tǒng)模式的教學(xué)產(chǎn)生了轉(zhuǎn)變，非結(jié)構(gòu)化的空間符合未來(lái)的學(xué)習(xí)趨勢(shì)，而成為當(dāng)前研究的趨勢(shì)[4]。用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)模式顛覆傳統(tǒng)教育，一節(jié)課有來(lái)自全球一百多個(gè)國(guó)家的十幾萬(wàn)學(xué)生在同時(shí)學(xué)習(xí)，TD-LTE技術(shù)實(shí)現(xiàn)了即攝即傳，課堂授課效率明顯提高。

有機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，在線教育將在2016年將達(dá)到1600億的規(guī)模，將教師和教學(xué)內(nèi)容包裝成教育產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)在線教育。這一需求離不開(kāi)TD-LTE技術(shù)對(duì)線上教育產(chǎn)品的支持。清華大學(xué)將會(huì)計(jì)、足球等課程搬上了果殼網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了教育方式的新變化。MOOC（慕課）這種大規(guī)模開(kāi)放式課堂的教學(xué)方式，借助新一代的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和智能終端，搶占新型教育教學(xué)領(lǐng)域。

（二）TD-LTE技術(shù)改變教育者的教學(xué)行為

現(xiàn)有的課堂架構(gòu)和教學(xué)形式、活動(dòng)還是沿襲著工業(yè)時(shí)代人才培養(yǎng)的架構(gòu)，顯然已經(jīng)不能適合于當(dāng)前及未來(lái)人才培養(yǎng)的需求。而未來(lái)課堂是一個(gè)基于云端的課堂，一切資源的存取和處理均在云端，教師和學(xué)習(xí)者可以通過(guò)自己的交互終端接入，實(shí)現(xiàn)資源的共享，有利于課前、課中、課后的一體化設(shè)計(jì)[5]。教育者通過(guò)TD-LTE技術(shù)與教育情景結(jié)合，能真正地支持學(xué)習(xí)者的活動(dòng)，以達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)、認(rèn)知目標(biāo)，圍繞以教育者為服務(wù)對(duì)象的APP程序大量誕生，設(shè)計(jì)在TD-LTE技術(shù)的支持下，將對(duì)教育者的教學(xué)行為產(chǎn)生積極影響。

課前利用個(gè)人終端集體備課，通過(guò)TD-LTE技術(shù)的高速率，上傳備課成果，推送預(yù)習(xí)任務(wù)，學(xué)生完成預(yù)習(xí)任務(wù)的預(yù)習(xí)過(guò)程和進(jìn)度，會(huì)體現(xiàn)在教師的移動(dòng)終端。TD-LTE技術(shù)永遠(yuǎn)在使教師對(duì)學(xué)生能夠及時(shí)輔導(dǎo)交流。教師工作的評(píng)價(jià)體系也因此改變，個(gè)人在教學(xué)的貢獻(xiàn)率，線上交流輔導(dǎo)的時(shí)長(zhǎng)、效率，成為重要指標(biāo)。在TD-LTE技術(shù)的輔助下，以課堂講授為主的教學(xué)活動(dòng)徹底顛覆。開(kāi)放教學(xué)平臺(tái)，學(xué)生鏈接進(jìn)入后，平臺(tái)顯示上課人數(shù)、作業(yè)完成率等相關(guān)信息，教學(xué)內(nèi)容按照備課順序依次出現(xiàn)在學(xué)生終端，學(xué)生需要不斷跟進(jìn)教師的講授內(nèi)容。個(gè)別學(xué)生脫離，教師終端上立即紅色顯示學(xué)生信息，緊緊把學(xué)生圍繞在本節(jié)課的教學(xué)中，提高課堂效率。課堂測(cè)驗(yàn)項(xiàng)目，教師向?qū)W生推送，學(xué)生完成后立即顯示成果，測(cè)驗(yàn)分析程序啟動(dòng)，指導(dǎo)教師完善課堂知識(shí)的講授。課后教師發(fā)布課后作業(yè)及預(yù)習(xí)任務(wù)，并通過(guò)平臺(tái)軟件提醒學(xué)生完成。

（三）TD-LTE技術(shù)的發(fā)展促使學(xué)生學(xué)習(xí)方式產(chǎn)生變化

如今教育嚴(yán)重落后于時(shí)代的發(fā)展，面對(duì)未來(lái)的挑戰(zhàn)，以落后的思想、技術(shù)、模式和組織來(lái)培養(yǎng)適應(yīng)未來(lái)的人才，根本不可能，也無(wú)法得以實(shí)現(xiàn)[3]。過(guò)去的填鴨式教學(xué)方式讓學(xué)生無(wú)法接受，通過(guò)TD-LTE技術(shù)隨時(shí)隨地地下載學(xué)習(xí)資料，了解各個(gè)知識(shí)點(diǎn)，使獲得知識(shí)的渠道不再單一。

課前、課中、課后三個(gè)階段的學(xué)習(xí)行為產(chǎn)生重大變革，課前在TD-LTE技術(shù)支持下，學(xué)生用自己的智能終端，在云學(xué)習(xí)系統(tǒng)中下載預(yù)習(xí)資料，并將學(xué)習(xí)中所遇問(wèn)題與教師交流，課堂教學(xué)時(shí)間也不再只是45分鐘。利用智能終端的采集系統(tǒng)功能，從身邊的生活世界中收集所需學(xué)習(xí)資源，并及時(shí)上傳到云端，充分體現(xiàn)TD-LTE技術(shù)的高速移動(dòng)接入功能。而課中學(xué)生可以對(duì)所遇問(wèn)題及時(shí)進(jìn)入云學(xué)習(xí)系統(tǒng)中下載資料，并通過(guò)社交軟件實(shí)現(xiàn)資源的共享和交流。而在小組交流成果，由小組代表使用TD-LTE技術(shù)迅速地上傳到公共顯示屏中，以供其他小組借鑒和教師指導(dǎo)。在課后，學(xué)習(xí)者利用智能終端通過(guò)TD-LTE技術(shù)，可隨時(shí)瀏覽課堂視頻加強(qiáng)學(xué)習(xí)效果，完成教學(xué)者推送的測(cè)試結(jié)果。對(duì)仍然存在的問(wèn)題，通過(guò)視頻對(duì)話，及時(shí)與教學(xué)者溝通，TD-LTE技術(shù)的低延時(shí)的特點(diǎn)在視頻對(duì)話中克服了畫(huà)面停頓、聲音與圖像不同步的弊端，實(shí)現(xiàn)教學(xué)者與學(xué)習(xí)者雖相隔千里，卻始終有面對(duì)面的感受，使學(xué)習(xí)者在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程是一對(duì)一的個(gè)性化教與學(xué)的過(guò)程。

三、結(jié)語(yǔ)

在高校教學(xué)中運(yùn)用TD-LTE技術(shù)顯現(xiàn)出了很多傳統(tǒng)教學(xué)手段所無(wú)法相比的優(yōu)點(diǎn)，在TD-LTE技術(shù)日趨完善、費(fèi)用更加低廉之后，必會(huì)對(duì)教學(xué)手段、教學(xué)方式產(chǎn)生重大影響。各高校將通過(guò)TD-LTE技術(shù)的幫助，提升課程的學(xué)習(xí)效率，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)型、創(chuàng)新性社會(huì)的期望。而教育者熟練運(yùn)用TD-LTE技術(shù)與智能終端的能力大大提升，成為課堂教學(xué)革命的推動(dòng)者。

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