“通信原理”課程多平臺實驗模式的探索

郭麗霞 尹 強

（安陽工學院 河南 安陽 455000）

1 通信原理課程特點

“通信原理”是高等院校通信工程、電子信息工程等信息類專業非常重要的專業理論基礎課，它可使學生了解通信的基本概念、掌握通信系統的基本結構和原理，并為通信專業的后續課程的學習打好堅實的理論基礎。但該課程的特點是內容豐富、概念抽象、理論性強，需要許多先修課程，如《概率論》、《信號與系統》、《通信電子線路》等，許多內容概念抽象、公式推導多，使學生對該課程的理解較為困難，所以學起來就會比較吃力，因此,《通信原理》課程對理論聯系實際的要求是非常高的，通信原理實驗教學是該課程教學的重要組成部分，完善有力的實驗教學可在很大程度上起到良好的輔助作用，幫助學生更好地理解該課程的內容。

2 現有實驗模式的弊端

目前,該課程的實驗教學主要圍繞現有的實驗箱展開,可做的實驗個數有限,且大多是驗證個別知識點的驗證性實驗,缺乏綜合性和設計性實驗;另外,因為受到場地和資金的限制,實驗臺套數受限,學生做實驗時一個實驗需分3-4組,每組至少2-3人,所以他們的動手能力大大受限,并且實驗箱能做的實驗模塊本身基本已搭建完成,學生需做的僅僅是連幾條線,或者不需連線來觀察一下波形即可,這也限制了它們動手能力的發展;此外,通信技術日新月異,新的技術不斷產生,而現有的實驗箱很難滿足學生對這些新技術的研究需要。因此，對通信原理課程實驗教學的改革迫在眉睫。

3 多平臺實驗模式改革

本文提出一種多平臺實驗模式 “實驗箱＋計算機仿真＋EDA技術”，這三種平臺各有優缺點，靈活地利用它們，將會很好地解決目前實驗教學中存在的諸多問題。

3.1 實驗箱

利用實驗箱做實驗效果感受比較直觀，比較適合于驗證性實驗，有利于學生深入理解通信原理的單個知識點，是進行更高級實驗的基礎。但對于綜合性和設計性實驗來說，其靈活性和可操作性不強，并且，它還具有如前面內容所述的許多弊端。所以它的應用范圍受限，但也是一個不可或缺的實驗平臺。

3.2 計算機仿真

計算機軟件仿真平臺可大大提高實驗內容的設計性，提高了學生的自主學習能力，實現了軟硬件相結合的實踐教學，比較適合于設計性和綜合性實驗，另外，該平臺的引入，不但極大地緩解了實驗室硬件設備資金投入方面的壓力，而且消除了由于通信設備發展迅速，實驗室設備面臨不斷更新的后顧之憂。此外，該平臺不僅可以作為實驗教學的有力補充，也可生動地展現波形，從而用于輔助理論教學。

常用的仿真軟件有SystemView和Matlab。其中SystemView是一個信號級的系統仿真軟件，在該軟件環境下設計搭建系統然后仿真其通信過程，比較適合各類大小的通信系統的仿真，所以對綜合性和設計性實驗都比較適合。Matlab也可以靈活地仿真許多通信系統，通過改變某些參數來觀察通信系統的性能，加深學生對知識的理解，從而可以獲得較好的教學效果，尤其是Matlab中Smulink的通信部分，幾乎把常用的調制技術都已經封裝成了具體的模塊，便于我們直接拿來搭建系統進行仿真。

利用計算機仿真進行實驗教學雖有以上諸多優點，但是仿真實驗不如實物實驗那樣感覺真實直觀，所以該平臺也只能作為實驗教學的重要組成部分，而不能作為全部。

3.3 EDA技術

EDA是以計算機為工作平臺、以硬件描述語言（VHDL）為設計語言，以可編程器件（CPLD/FPGA）為實驗載體，以ASIC/SOC芯片為目標器件來進行必要的元件建模和系統仿真的電子產品自動化設計過程。主要過程是利用計算機在MAX+PLUSⅡ環境下，利用VHDL語言對要實現的通信電路編程，然后將程序通過下載電纜加載到CPLD/FPGA芯片中去再用示波器和頻率計等完成外部測量。應用EDA技術，在同樣的硬件平臺上，加載不同的程序，可實現不同的電路功能。

該實驗平臺可充分鍛煉學生的綜合能力，且可通過硬件觀察結果，感覺真實直觀。但該實驗平臺對學生的基礎要求較高，并且完成一個實驗耗時較多，所以它比較適合一些課時較多的實驗，或是實驗教學之外的其他的實踐教學，如生產實習、畢業設計等，另外，該平臺應用時最好和別的平臺結合著用。

4 實驗內容及手段改革

因為傳統的實驗模式僅有實驗箱一種平臺，而它只適合做驗證性實驗，所以以往的實驗內容多是驗證性的，大大限制了學生的動手能力和通信系統的綜合設計能力，所以上述多平臺的實驗模式提出后，相應的實驗內容也要隨之改動，應該增加設計性和綜合性實驗的比重，不同的實驗內容靈活地選擇實驗平臺來完成，即為實驗手段的改革。

驗證性的實驗應選擇實驗箱平臺或計算機仿真平臺，設計性的實驗應選擇計算機仿真平臺或EDA平臺，綜合性的實驗應采用計算機仿真平臺和EDA平臺相結合的方法，難度大到一定程度的設計性或綜合性實驗，可用作其它實踐教學的內容。

5 結束語

該多平臺實驗模式不僅能高質量的完成該課程的實驗教學，還能完成課程設計、生產實習、畢業設計等其它實踐教學，并大大提高學生的動手能力和通信系統的綜合設計能力。此外，該模式成功應用于“通信原理”課程后，也可推廣于其它的課程。

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