通信技术快速发展下《移动通信》课程教学内容改革

通信技术快速发展下《移动通信》课程教学内容改革

作者：刘林 马征

来源：《教育教学论坛》2014年第35期

摘要：《移动通信》是通信工程等专业非常重要的一门专业课。本文针对目前在移动通信课程教学过程中存在的一些问题，提出对《移动通信》课程教学内容、方法以及对应的实验项目进行改革，以进一步提高教学质量，培养学生的创新意识和自主学习能力，适应移动通信技术的飞速发展。

关键词：移动通信；课程改革；教学内容

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）35-0050-02

《移动通信》是我校通信专业的专业课。这门课程涉及的知识点多，内容广。该课程既包括了底层如物理层的调制解调、信道编解码、抗衰落技术等等，也包括了网络层的相关技术，如组网技术、空中接口、资源管理等等。除此之外，移动通信技术发展非常迅速，《移动通信》课程的内容更新很快。为了适应技术和市场的要求，任课教师必须在教学过程中根据需要，增加相关的移动通信新技术的教学内容。但是，目前高校《移动通信》课程教学课时有限，就我校而言，《移动通信》课程的课时是48学时，要在有限的时间内涵盖如此丰富的教学内容就显得力不从心。因此，为了解决大量的教学内容和授课时间有限这一矛盾，对《移动通信》课程的教学内容进行适当的有选择性的删减，有效地组织教学内容，从而使学生既能掌握相关的具体技术，同时又能够建立起“系统”的概念，将所学专业知识与具体系统联系起来，并跟上无线通信技术的发展，则显得尤为重要。 一、《移动通信》教学内容改革

目前，大部分《移动通信》教材的内容都涉及到移动通信基本概念、无线信道特性、数字调制技术、抗衰落技术、多址技术和MIMO技术、组网技术等；以及典型的移动通信系统如GSM系统、CDMA系统、3G移动通信系统和专用移动通信系统（如集群系统等）。如果在教学过程中要做到面面俱到，则这些内容都无法深入，最后使得学生感觉内容繁杂零散。因此，在教学过程中，需要针对移动通信的特点，对移动通信课程的教学内容进行改革。

移动通信和有线通信相比较，之所以如此复杂，根本的原因在于传输介质和空中接口。因此，可以将移动通信的教学内容分为两大部分：一部分围绕传输介质即“无线信道”进行教学内容的组织，一部分围绕“空中接口”问题进行教学内容的组织。对于第一部分内容，在充分分析无线信道的传输特性及其对信号传输的影响后，针对这些问题进行移动通信关键技术的组织。比如，针对无线信号传播的能量损失问题，进行路径传播损耗模型及信号覆盖问题的讨论；针

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对无线信道的多径衰落问题进行相关的抗衰落技术，如信道编译码、交织、均衡等等问题的讨论。而进行这些关键技术的教学内容的组织时，可以打破系统间的界限。以调制技术为例，在教学过程中可以包含GMSK、16-QAM、8PSK、OFDM等等技术，在介绍这些技术时结合具体的系统进行技术运用说明，如GSM系统采用GMSK，HSDPA采用16-QAM调制，LTE采用OFDM等等。这样，既介绍了调制技术本身，又让学生理解了具体的移动通信系统所采用的调制技术及不同系统间调制技术的差异。由于移动通信与有线通信的另一个显著区别就是“空中接口”问题，而围绕“空中接口”，移动通信相比较有线通信要完成通信任务，就需要解决基站如何区分手机；手机如何找到基站；基站如何找到手机；基站如何识别手机用户的身份；系统如何保证通话不被他人窃听以及手机在移动时的通话质量等问题。而围绕这些问题，课程就可以开展移动通信系统的网络接口、协议、信令等问题的讨论。不同的移动通信系统，其主要的区别就是与空中接口相关的技术，但不同的系统之间也有相似的地方。因此，具体教学时可以以某个系统比如WCDMA或GSM系统为主，详细介绍其网络结构、组成、信令等等。而其他系统的介绍可以采用对比的方式，重点剖析介绍其不同的地方。这样，学生学完整个课程后，对整个移动通信系统的工作原理及实际运用都会有较深的理解。我校在进行《移动通信》教学内容的安排时，考虑到我校该课程课时只有48学时，因此，我们在组织教学内容时将教学重点放到了第一部分内容，重点介绍移动通信系统中底层的关键技术，包括无线信道、调制技术如MSK/GMSK、p/4-QPSK/MPSK、MQAM、自适应调制、扩频调制、正交频分复用调制（OFDM）；抗衰落技术如分集接收、信道均衡、信道编码、交织编码、智能天线、空时编码、HARQ、智能天线、MIMO、空时编码等以及多址技术。而关于上层如网络层的内容主要以学生自学为主。 二、实验项目设置

《移动通信》课程具有很强的系统性和综合性，更新速度快，与工程实际结合较紧密。为了使学生迅速掌握并运用层出不穷的新技术，提高移动通信教学质量，在教学过程可以利用软件资源优势，采用理论与仿真相融合的方式，设置相关仿真实验，使学生通过仿真实验，对移动通信关键技术进行验证；同时通过直观的仿真结果，既可以加深学生对理论基础的理解，又培养了学生运用知识和实际操作能力。为此，我校在课程教学过程中，都会相应地设置一些仿真实验。具体开设的实验项目包括无线信道仿真；QPSK，MSK，GMSK，16-QAM调制解调仿真及其在衰落信道下的性能分析；卷积编码与Turbo编码实验；扩频序列的产生与CDMA系统仿真；OFDM系统仿真；自适应均衡仿真等等。这些实验项目分为两部分，一部分由学生独立设计完成，一部分为课堂演示实验。课堂仿真演示实验主要针对一些抽象难理解的知识点进行，融入仿真演示便于学生理解，提高学生的学习积极性。学生独立设计实验由学生课下独立完成，老师通过抽查答辩等方式进行考核。学生通过自己设计搭建系统，可以培养学生综合设计、动手能力和创新能力，为以后从事通信行业的设计开发和调试分析打下良好的基础。 近年来，移动通信技术迅猛发展，为了适应移动通信技术的快速发展，结合《移动通信》课程教学实际，本文对移动通信课程的教学内容和实验项目改革进行了初略的探索。我们期望通过积极的教学改革，改善课堂教学效果，提高学生综合应用所学知识和独立设计的能力。其次，生活中随处都有移动通信系统，每个人都是移动通信系统的一个重要参与者和组成部分。

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因此，《移动通信》课程在教学过程中只要紧密联系现实生活，就可以提高学生的学习兴趣与积极性。 参考文献：

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作者简介：刘林，女，西南交通大学信息科学与技术学院，博士，副教授，移动通信课程主讲教师，主要研究方向为无线定位技术、无线通信传输技术、专用移动通信等；马征，男，西南交通大学信息科学与技术学院，博士，教授，移动通信课程主讲教师，主要研究方向为编码技术、无线通信传输技术、物联、轨道交通通信等。