通信工程專業實驗室建設方案設計與實踐

薛禮妮 華北電力大學電氣與電子工程學院, 北京 102206

通信工程專業實驗室建設方案設計與實踐

薛禮妮 華北電力大學電氣與電子工程學院, 北京 102206

通信實驗室是通信工程專業建設的重要組成部分，經過不斷的建設完善，使其成為培養通信專業人才創新能力的實踐基地。依據我校通信專業的電力行業特色和發展歷程，給出了通信專業實驗室的建設方案和實施成果。

通信工程；實驗室建設；方案

communicat；ionconstructing laboratory；scheme

通信工程專業是我校歷史最悠久的四大專業之一，經過幾十年的蓬勃發展，為電力系統培養了大量的專科、本科以及研究生各層次人才。由于電力系統通信發展過于迅速，設備投資過于龐大，致使通信工程專業的實踐教學和電力系統現實要求距離越來越大。通信工程專業盡管這些年加大了投資力度，但總投資仍然不足150萬，只能滿足最基本的教學需要，光纖通信技術、微波與衛星通信技術、移動通信技術、現代交換技術、接入網技術、擴頻通信技術以及電力通信網絡管理等等這些優勢通信技術依然是空白。而這些技術恰恰又是用人單位對通信人才非常看重的，以往大量的畢業生反饋信息也充分說明了我校人才培養在這些方面存在的嚴重缺陷。因此有必要拓寬渠道，全力爭取外部資助，充分挖掘內部潛力，重新規劃建設通信實驗室。

1.建設規劃通信實驗室的整體目標

通信實驗室發展建設的總體思路是：挖掘潛力，爭取外援，優化資源，突出亮點。

通信實驗室經過這些年的努力建設，一些基礎設施得到了一定加強，但這些成績只能算作 “點”，在內部潛力極其有限的情況下，要想取得全面發展，就需要大量爭取外部資源，這樣內外結合才能取得“全面”發展和建設。

通信實驗室發展建設的整體目標是：構建多層次平臺，全面服務教學。

1.1 構建本科實踐教學平臺。全力打造多功能和名副其實的實驗教學和各種實習基地。

1.2 構建大學生科技創新平臺。大學生科技創新能力的培養已經成為我校人才培養的一個重要特征，通信實驗室發展建設為大學生科技創新提供了一個很好的平臺。

1.3 構建大學生工程實踐能力訓練平臺。大學生工程實踐能力的培養已經成為世界各國高等人才培養的一種新趨勢，學校雖然已經建設了工程訓練中心，但只要是針對電氣工程專業的，通信實驗室發展建設為對電子信息類專業提供了一個很好的工程實踐能力訓練平臺。

1.4 構建大學生開放實驗平臺。開放實驗室是實驗教學的一個重要方面，通信實驗室發展建設之后，在通信協議、通信接口以及協議轉換之間提供了大量的開放實驗項目，這些實驗實用性強、可操作性好，可以完成多種綜合性和設計性實驗。

1.5 構建教師隊伍培養平臺。教師是提供優質教學服務的必要保證，多年來教師隊伍的建設一直被忽視，許多教師學歷雖然滿足教學需要，但實際動手能力和專業素養存在著各種各樣的缺陷，通過實驗室的建設為廣大教師的業務能力和動手能力提供了很好的學習平臺。

1.6 構建研究生培養平臺。隨著研究生招生規模的擴大和研究生教學工作的深入進行，為研究生提供培養平臺越來越迫切，通信實驗室的建設和發展可以為研究生教育提供一個很好的培養平臺。

1.7 構建對外培訓服務平臺。作為一所知名大學對外提供培訓服務是社會發展的必然，也是自身發展的需要，通信專業這些年非常重視為電力系統提供通信技術培訓服務，通信實驗室的建設和發展為培訓服務打下了堅實的物質保證。

2.實驗室現有條件及其利用

通信實驗室現在主要由三部分構成：光纖通信實驗室、網絡通信實驗室和數字傳輸實驗室。

光纖通信實驗室為通信、電子信息、電子科學專業學生提供光纖通信的基礎實驗，還可以為通信專業學生提供光纖傳輸網絡課程設計和畢業實習。

數字傳輸實驗室是電子信息類專業的基礎實驗室，主要為通信工程、電子信息與工程以及電子科學與技術基礎教學服務，開設的課程包括：通信原理實驗、數字通信原理實驗、數據通信實驗、通信系統綜合實驗以及電力線載波通信實驗。2007年得到了重新建設，一次投資達到了37萬，配套的教學和儀器是很先進的，完全可以成為本專業的一個亮點，可以增加的開放實驗包括：通信接口實驗、程控交換電話接口實驗以及各類信號頻譜分析實驗。

網絡通信實驗室可以開設的實驗包括：SDH工程測試實驗、通信網絡管理工程設計、通信技術綜合實驗以及CDMA無線通信實驗。實驗室重新建設之后，現有的SDH設備和ATM設備可以成為新通信網絡的一個子接點和重要組成部分。

3.通信實驗室建設方案的具體內容

我校立足于電力系統多年，在電力系統有著豐富的資源，國家電網公司極其下屬公司多次表示有興趣支持學校實驗室的發展和建設，經過溝通協調，愿意提供比較先進和實用的通信設備和測試儀器，愿意為通信實驗室建設和發展提供全方位的資助。

通信實驗室具體的建設規劃分三步：(1）現代交換實驗室建設；（2）電力通信實驗室建設；（3）無線通信技術綜合實驗平臺建設。

3.1 現代交換實驗室建設

現代交換技術實驗室由遼寧錦州供電公司、美國捷思銳科技（北京）有限公司和我校聯合共建，其中西門子數字程控交換設備由錦州供電公司捐贈，軟交換設備由捷思銳公司捐贈。

數字程控交換技術是通信專業課程中最基礎和最重要的內容之一，而軟交換技術將是下一代網絡語音通信解決方案的焦點。現代交換技術實驗室是集傳統的數字程控交換技術和代表下一代網絡（NGN）的軟交換技術于一體的綜合性實驗室。實驗室可開設的實驗課程有：

3.1.1 數字程控交換實驗：數字程控交換機系統組成及各組成部分功能介紹；用戶線二/四線變換原理實驗；程控交換PCM編碼實驗；用戶摘掛機檢測實驗；信令及鈴流信號發生器實驗；雙音多頻DTMF接收發送實驗；數字中繼接口實驗；數字程控交換機用戶配置管理實驗。

3.1.2 軟交換實驗：語音業務和數據業務兼容性試驗；PSTN和IP軟交換系統互通實驗；多媒體調度交換實驗；SIP軟交換協議實驗；開放式API編程實驗。

3.2 電力通信實驗室建設

電力通信實驗室由遼寧沈陽供電公司錦州供電公司、盤錦供電公司、鐵嶺供電公司和我校聯合共建，實驗室目前的設備主要是均為電力企業捐贈。電力通信實驗室主要設備有電力線載波機、SDH光通信設備、ATM廣域網通信設備、數字微波通信設備、無線擴頻通信設備、一點多址無線通信設備等。

“電力系統通信”課程是通信專業課程中最具電力行業特色的內容之一，可開設的實驗內容：電力系統通信網絡設計與規劃；電力系統通信網絡管理設計；電力系統通信常用接口設計；電力系統通信協議轉換設計；通信工程及相關專業認識實習等。

3.3 無線通信技術綜合實驗平臺建設

構建無線通信技術綜合實驗平臺可以完善和豐富目前通信實驗室的實踐教學內容，提高實驗室現有各種設備的利用率，增加通信專業實驗科目，便于合理規劃現有各種通信技術，使現有實驗設備經過優化組合后，發揮最大作用，使各實驗課程達到一個新高度，還可以使通信專業各種實習環節得到保障。

通信實驗室經過近兩年的合作建設，從社會企業得到了許多無償捐贈的實驗設備，這些設備包括：1套SCDMA寬帶基站（含全向寬帶智能天線），1套SCDMA窄帶基站（含全向窄帶智能天線，已簽署贈送協議，還未到獲），客戶服務器軟件，6臺CPE通信終端；1套軟交換系統設備，1套軟交換控制軟件，1臺IP調度機。這些實驗設備都是全新的，技術含量很高，代表了現代通信技術的發展的方向。但同時這些設備又是零散的，缺乏統一的設計，缺乏統一的調度使用，加上通信終端的缺乏，這些設備沒有和通信教學內容真正銜接，造成這些設備難以發揮最大的作用，不能使這些設備合理地運用到實驗教學和實習環節當中，構建無線通信技術綜合實驗平臺就是針對這些問題提出的。

構建無線通信技術綜合實驗平臺的主要內容包括以下方面：

3.3.1 完善SCDMA通信終端和通信協議的開發，使SCDMA技術運用到《無線通信技術》課程當中。

3.3.2 完善軟交換系統配置，使軟交換系統和SCDMA系統真正融合為一體，使軟交換技術運用到《現代交換技術》課程當中。

3.3.3 完善無線通信技術教學內容，將TD3G技術補充到教學當中，使通信專業教學內容和社會需求緊密結合，有利于學生就業。

3.3.4 搭建無線通信技術綜合實驗平臺，將SCDMA系統和軟交換系統連接起來，同時為每個系統增加相應終端設備。

3.3.5 全面規劃《無線通信技術》、《現代交換技術》以及《通信網絡設計》各門課程的實驗內容。

3.3.6 全面規劃SCDMA系統和軟交換系統實習內容，使校內實習基地不但有新內容，更能達到好的實習效果。

3.3.7 全面規劃TD3G技術的實驗教學和實習內容。

4.通信實驗室建設的效益和成果

4.1 覆蓋的專業和學生

通信實驗室重新建設規劃之后，覆蓋的專業包括：通信工程專業，電子信息工程專業，電子科學與技術專業以及電氣工程各專業。

每年可以完成500人次以上實驗和實習教學任務。

4.2 增加的課程實驗

通信實驗室重新建設規劃之后，可以大量增加實驗教學內容，并且增加了學生選擇的機會，大大豐富了學生的實際動手操作機會，新開設的實驗包括以下內容如表1所示。

4.3 增加的課程設計

表1

4.3.1 光纖傳輸網課程設計；

4.3.2 光纖綜合接入網絡工程設計；

4.3.3 電力系統通信網絡管理設計；

4.3.4 電力系統通信協議轉換設計；

4.3.5 電力系統通信網絡設計與規化；

4.3.6 電力系統通信常用接口設計；

4.4 完善各類實習；

4.4.1 本科生現場參觀實習；

4.4.2 本科生生產實習；

4.4.3 本科生畢業實習；

4.4.5 研究生實踐環節。

5 結語

本文結合我校通信工程專業的特色和具體的發展要求，給出了通信實驗室建設規劃方案和實施情況。通信實驗室重新建設之后，實驗室成為名副其實的實驗和實習教學基地，為本科實踐教學、研究生教育和科學研究提供了發展和壯大的條件，從而使本學科更加具備生存和競爭的能力。

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Design and practice scheme for constructing communication laboratory

Xue li-ni (School of Electrical and Electronic Engineering, North China Electric Power University, Beijing 102206,china)

Communication laboratory is an important link for constructing communication and it becomes a practice base for training students’ abilities of special skills after continual construction and improving. A scheme for constructing communication laboratory is advanced and put into effect in accordance with features of communication using in power trade and development course in my university.

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.23.155

華北電力大學教學改革項目“電子信息類專業人才科技創新能力培養方案的設計與實踐”（2010）

薛禮妮（1973-），女，陜西省藍田縣人，碩士，工程師，主要從事通信系統的教學和科研工作。華北電力大學電氣與電子工程學院。