通信技術(shù)快速發(fā)展下《移動(dòng)通信》課程教學(xué)內(nèi)容改革

劉林+馬征

摘要：《移動(dòng)通信》是通信工程等專業(yè)非常重要的一門專業(yè)課。本文針對(duì)目前在移動(dòng)通信課程教學(xué)過(guò)程中存在的一些問(wèn)題，提出對(duì)《移動(dòng)通信》課程教學(xué)內(nèi)容、方法以及對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行改革，以進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和自主學(xué)習(xí)能力，適應(yīng)移動(dòng)通信技術(shù)的飛速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：移動(dòng)通信；課程改革；教學(xué)內(nèi)容

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）35-0050-02

《移動(dòng)通信》是我校通信專業(yè)的專業(yè)課。這門課程涉及的知識(shí)點(diǎn)多，內(nèi)容廣。該課程既包括了底層如物理層的調(diào)制解調(diào)、信道編解碼、抗衰落技術(shù)等等，也包括了網(wǎng)絡(luò)層的相關(guān)技術(shù)，如組網(wǎng)技術(shù)、空中接口、資源管理等等。除此之外，移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展非常迅速，《移動(dòng)通信》課程的內(nèi)容更新很快。為了適應(yīng)技術(shù)和市場(chǎng)的要求，任課教師必須在教學(xué)過(guò)程中根據(jù)需要，增加相關(guān)的移動(dòng)通信新技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容。但是，目前高校《移動(dòng)通信》課程教學(xué)課時(shí)有限，就我校而言，《移動(dòng)通信》課程的課時(shí)是48學(xué)時(shí)，要在有限的時(shí)間內(nèi)涵蓋如此豐富的教學(xué)內(nèi)容就顯得力不從心。因此，為了解決大量的教學(xué)內(nèi)容和授課時(shí)間有限這一矛盾，對(duì)《移動(dòng)通信》課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)挠羞x擇性的刪減，有效地組織教學(xué)內(nèi)容，從而使學(xué)生既能掌握相關(guān)的具體技術(shù)，同時(shí)又能夠建立起“系統(tǒng)”的概念，將所學(xué)專業(yè)知識(shí)與具體系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)，并跟上無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展，則顯得尤為重要。

一、《移動(dòng)通信》教學(xué)內(nèi)容改革

目前，大部分《移動(dòng)通信》教材的內(nèi)容都涉及到移動(dòng)通信基本概念、無(wú)線信道特性、數(shù)字調(diào)制技術(shù)、抗衰落技術(shù)、多址技術(shù)和MIMO技術(shù)、組網(wǎng)技術(shù)等；以及典型的移動(dòng)通信系統(tǒng)如GSM系統(tǒng)、CDMA系統(tǒng)、3G移動(dòng)通信系統(tǒng)和專用移動(dòng)通信系統(tǒng)（如集群系統(tǒng)等）。如果在教學(xué)過(guò)程中要做到面面俱到，則這些內(nèi)容都無(wú)法深入，最后使得學(xué)生感覺(jué)內(nèi)容繁雜零散。因此，在教學(xué)過(guò)程中，需要針對(duì)移動(dòng)通信的特點(diǎn)，對(duì)移動(dòng)通信課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革。

移動(dòng)通信和有線通信相比較，之所以如此復(fù)雜，根本的原因在于傳輸介質(zhì)和空中接口。因此，可以將移動(dòng)通信的教學(xué)內(nèi)容分為兩大部分：一部分圍繞傳輸介質(zhì)即“無(wú)線信道”進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的組織，一部分圍繞“空中接口”問(wèn)題進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的組織。對(duì)于第一部分內(nèi)容，在充分分析無(wú)線信道的傳輸特性及其對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懞螅槍?duì)這些問(wèn)題進(jìn)行移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù)的組織。比如，針對(duì)無(wú)線信號(hào)傳播的能量損失問(wèn)題，進(jìn)行路徑傳播損耗模型及信號(hào)覆蓋問(wèn)題的討論；針對(duì)無(wú)線信道的多徑衰落問(wèn)題進(jìn)行相關(guān)的抗衰落技術(shù)，如信道編譯碼、交織、均衡等等問(wèn)題的討論。而進(jìn)行這些關(guān)鍵技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容的組織時(shí)，可以打破系統(tǒng)間的界限。以調(diào)制技術(shù)為例，在教學(xué)過(guò)程中可以包含GMSK、16-QAM、8PSK、OFDM等等技術(shù)，在介紹這些技術(shù)時(shí)結(jié)合具體的系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)運(yùn)用說(shuō)明，如GSM系統(tǒng)采用GMSK，HSDPA采用16-QAM調(diào)制，LTE采用OFDM等等。這樣，既介紹了調(diào)制技術(shù)本身，又讓學(xué)生理解了具體的移動(dòng)通信系統(tǒng)所采用的調(diào)制技術(shù)及不同系統(tǒng)間調(diào)制技術(shù)的差異。由于移動(dòng)通信與有線通信的另一個(gè)顯著區(qū)別就是“空中接口”問(wèn)題，而圍繞“空中接口”，移動(dòng)通信相比較有線通信要完成通信任務(wù)，就需要解決基站如何區(qū)分手機(jī)；手機(jī)如何找到基站；基站如何找到手機(jī)；基站如何識(shí)別手機(jī)用戶的身份；系統(tǒng)如何保證通話不被他人竊聽(tīng)以及手機(jī)在移動(dòng)時(shí)的通話質(zhì)量等問(wèn)題。而圍繞這些問(wèn)題，課程就可以開(kāi)展移動(dòng)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接口、協(xié)議、信令等問(wèn)題的討論。不同的移動(dòng)通信系統(tǒng)，其主要的區(qū)別就是與空中接口相關(guān)的技術(shù)，但不同的系統(tǒng)之間也有相似的地方。因此，具體教學(xué)時(shí)可以以某個(gè)系統(tǒng)比如WCDMA或GSM系統(tǒng)為主，詳細(xì)介紹其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、組成、信令等等。而其他系統(tǒng)的介紹可以采用對(duì)比的方式，重點(diǎn)剖析介紹其不同的地方。這樣，學(xué)生學(xué)完整個(gè)課程后，對(duì)整個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)的工作原理及實(shí)際運(yùn)用都會(huì)有較深的理解。我校在進(jìn)行《移動(dòng)通信》教學(xué)內(nèi)容的安排時(shí)，考慮到我校該課程課時(shí)只有48學(xué)時(shí)，因此，我們?cè)诮M織教學(xué)內(nèi)容時(shí)將教學(xué)重點(diǎn)放到了第一部分內(nèi)容，重點(diǎn)介紹移動(dòng)通信系統(tǒng)中底層的關(guān)鍵技術(shù)，包括無(wú)線信道、調(diào)制技術(shù)如MSK/GMSK、p/4-QPSK/MPSK、MQAM、自適應(yīng)調(diào)制、擴(kuò)頻調(diào)制、正交頻分復(fù)用調(diào)制（OFDM）；抗衰落技術(shù)如分集接收、信道均衡、信道編碼、交織編碼、智能天線、空時(shí)編碼、HARQ、智能天線、MIMO、空時(shí)編碼等以及多址技術(shù)。而關(guān)于上層如網(wǎng)絡(luò)層的內(nèi)容主要以學(xué)生自學(xué)為主。

二、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置

《移動(dòng)通信》課程具有很強(qiáng)的系統(tǒng)性和綜合性，更新速度快，與工程實(shí)際結(jié)合較緊密。為了使學(xué)生迅速掌握并運(yùn)用層出不窮的新技術(shù)，提高移動(dòng)通信教學(xué)質(zhì)量，在教學(xué)過(guò)程可以利用軟件資源優(yōu)勢(shì)，采用理論與仿真相融合的方式，設(shè)置相關(guān)仿真實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)，對(duì)移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證；同時(shí)通過(guò)直觀的仿真結(jié)果，既可以加深學(xué)生對(duì)理論基礎(chǔ)的理解，又培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用知識(shí)和實(shí)際操作能力。為此，我校在課程教學(xué)過(guò)程中，都會(huì)相應(yīng)地設(shè)置一些仿真實(shí)驗(yàn)。具體開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括無(wú)線信道仿真；QPSK，MSK，GMSK，16-QAM調(diào)制解調(diào)仿真及其在衰落信道下的性能分析；卷積編碼與Turbo編碼實(shí)驗(yàn)；擴(kuò)頻序列的產(chǎn)生與CDMA系統(tǒng)仿真；OFDM系統(tǒng)仿真；自適應(yīng)均衡仿真等等。這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分為兩部分，一部分由學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)完成，一部分為課堂演示實(shí)驗(yàn)。課堂仿真演示實(shí)驗(yàn)主要針對(duì)一些抽象難理解的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行，融入仿真演示便于學(xué)生理解，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)由學(xué)生課下獨(dú)立完成，老師通過(guò)抽查答辯等方式進(jìn)行考核。學(xué)生通過(guò)自己設(shè)計(jì)搭建系統(tǒng)，可以培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計(jì)、動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，為以后從事通信行業(yè)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和調(diào)試分析打下良好的基礎(chǔ)。

近年來(lái)，移動(dòng)通信技術(shù)迅猛發(fā)展，為了適應(yīng)移動(dòng)通信技術(shù)的快速發(fā)展，結(jié)合《移動(dòng)通信》課程教學(xué)實(shí)際，本文對(duì)移動(dòng)通信課程的教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目改革進(jìn)行了初略的探索。我們期望通過(guò)積極的教學(xué)改革，改善課堂教學(xué)效果，提高學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)和獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力。其次，生活中隨處都有移動(dòng)通信系統(tǒng)，每個(gè)人都是移動(dòng)通信系統(tǒng)的一個(gè)重要參與者和組成部分。因此，《移動(dòng)通信》課程在教學(xué)過(guò)程中只要緊密聯(lián)系現(xiàn)實(shí)生活，就可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與積極性。

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作者簡(jiǎn)介：劉林，女，西南交通大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，博士，副教授，移動(dòng)通信課程主講教師，主要研究方向?yàn)闊o(wú)線定位技術(shù)、無(wú)線通信傳輸技術(shù)、專用移動(dòng)通信等；馬征，男，西南交通大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，博士，教授，移動(dòng)通信課程主講教師，主要研究方向?yàn)榫幋a技術(shù)、無(wú)線通信傳輸技術(shù)、物聯(lián)、軌道交通通信等。endprint