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新的移動通信實驗教學體系,將先修課學習、工業實習、理論課學習、實驗課開展、畢業論文等多個教學環節進行整合,形成從基礎理論仿真到專業實驗操作、工程技術實訓、創新實驗等一個開放的實驗教學體系。
通過通信類先修課程的學習,使學生準備好相關的基礎知識,同時也對移動通信在課程體系中的地位有明確的定位[14,15]。相應編程語言類課程的學習更為實驗仿真提供了良好的基礎。移動通信理論課程的講授為實驗課程的開設提供了直接的理論平臺。工業實習安排在移動通信實驗課開設前一學期開展,實習內容是到各通信運營商公司和設備廠家進行跟崗實習,涉及到的內容有:移動通信系統基站的建設與維護;交換與傳輸系統管理和維護;光纖傳輸設施維護;移動終端制造與維修;3G應用等多個方面。通過工業實習使學生對當前移動通信所涉及到具體問題有了充分的感性認識,這對之后實驗教學的開展,特別是移動網絡方面實訓的進行有很好的促進作用。移動通信實驗教學的開展涵蓋以下幾個方面:基礎理論仿真、專業實驗操作、工程技術實訓、創新實驗、畢業設計。基礎理論仿真是利用MATLAB軟件實現:QPSK調制及解調;MSK、GMSK調制及相干解調;QAM調制及解調;OFDM調制解調;m序列產生及特性分析;Gold序列產生及特性分析;數字鎖相環載波恢復;Rake接收機仿真實驗。例如,OFDM調制解調實驗,按照圖2OFDM仿真結構圖,利用MATLAB程序實現圖2中不同測試點處的信號波形。
工程技術實訓階段則是利用3G天線獲取實際信號,利用頻譜分析儀等儀器實現CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA信號的分析。同時實現基站放大器、塔頂放大器性能指標的測試。例如,圖4中給出利用頻譜分析儀所測得實際CDMA2000和WCDMA信號的頻譜特性。
創新實驗階段主要是針對有興趣參加各類設計競賽的學生開展,將全國及各省、校級電子設計大賽題目進行改造,從中選取與移動或無線通信有關,且具有創新性、前瞻性、實用性的方案,經過適當修改作為創新實驗階段的實驗案例。學生可以通過這樣的實驗案例了解各級大賽的要求及特點,教師則也可以在實驗教學過程中,選拔優秀學生參加各級大賽,進而提高學生的能力和水平。畢業設計階段主要是利用實驗室實驗條件,從學院承擔的科研項目中,將某些項目進行簡化、修改、重組,轉化成通信專業類論文題目,或從本專業最新的科技論文中選擇其中合適的內容進行改進,作為通信專業類綜合性畢業設計案例,從而將先進的科研成果打造為優質教學資源,實現基礎與前沿、經典與現代的結合。為通信類專業學生提供了廣闊的選擇空間和開放的培養環境。總之,移動通信實驗教學體系中基礎理論仿真、專業實驗操作和工程技術實訓是必修課程教學內容,是實驗教學的基礎與根本[16]。創新實驗、畢業設計則是移動通信實驗向之后教學、實踐環節的擴展與延伸。這樣由必修和擴展環節共同構建起移動通信實驗教學開放體系。
本文作者:馮敏羅清龍作者單位:聊城大學