基于focusky的移動(dòng)通信技術(shù)課程教學(xué)改革探索

張水鋒，陳帥，程慶，吳海，石若丹

（1.淮南師范學(xué)院電子工程學(xué)院，安徽淮南 232001；2.淮南師范學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院，安徽淮南 232001）

《移動(dòng)通信技術(shù)》課程的先修課程課程是通信電子線路與通信原理等，它的后修課程是數(shù)字通信和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化與規(guī)劃等。通過(guò)該門課程學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握移動(dòng)通信系統(tǒng)的基本知識(shí)、LTE 系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)、OFDM 技術(shù)的工作原理，理解OFDM 系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，了解MIMO系統(tǒng)的基本概念，掌握MIMO 系統(tǒng)的傳輸模型，從而使學(xué)生具備扎實(shí)的移動(dòng)通信理論知識(shí)，并了解移動(dòng)通信領(lǐng)域發(fā)展的前沿知識(shí)。

1 移動(dòng)通信技術(shù)課程在我校的開(kāi)設(shè)情況分析

《移動(dòng)通信技術(shù)》課程是通信工程專業(yè)的一門專業(yè)技術(shù)課，學(xué)習(xí)該門課使學(xué)生能適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)通信事業(yè)快速發(fā)展的需要，并對(duì)移動(dòng)通信原理、數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)、個(gè)人通信有較深刻的理解，成為高素質(zhì)技能型專門人才。我校通信工程系現(xiàn)有2014 級(jí)2 個(gè)班的學(xué)生88人，2015 級(jí)4 個(gè)班的學(xué)生120 人，2016 級(jí)3 個(gè)班的學(xué)生104 人，2017 級(jí)2 個(gè)班的學(xué)生70 人。在2014 級(jí)之前該校學(xué)生學(xué)習(xí)的是2G 移動(dòng)通信的理論，從2015 級(jí)學(xué)生開(kāi)始學(xué)習(xí)4G 移動(dòng)通信技術(shù)內(nèi)容。

2 課程建設(shè)特色

該課程的建設(shè)特色之一是增加具有立體效果的動(dòng)畫(huà)，增加課程的趣味性。移動(dòng)通信這門課理論性太強(qiáng)，現(xiàn)有的教材示意圖都是黑白的圖片，學(xué)生大都反應(yīng)很難理解書(shū)上的圖片，所以該教學(xué)團(tuán)隊(duì)計(jì)劃制作一些生動(dòng)形象圖片放入課件，如用Focsky 軟件或者3DMAX與unity 軟件結(jié)合畫(huà)出具有3D 效果的立體圖片。Focusky，是一款新型多媒體幻燈片制作軟件，操作便捷性以及演示效果超越PPT，主要通過(guò)縮放、旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)動(dòng)作使演示變得生動(dòng)有趣。下面是用foscky 畫(huà)的圖。

圖1是LTE 移動(dòng)通信系統(tǒng)的架構(gòu)圖，核心網(wǎng)是整個(gè)系統(tǒng)的大腦，控制與它相連的所有基站（基站數(shù)量可以是多個(gè)，圖中展示了兩個(gè)），通常一個(gè)城市由一個(gè)核心網(wǎng)控制；基站通過(guò)電磁波與終端進(jìn)行通信，每個(gè)基站可以與多個(gè)終端通信；終端就是我們通常使用的手機(jī)。

圖2是多徑效應(yīng)的示意圖，基站發(fā)射信號(hào)給手機(jī)，手機(jī)可以接收信號(hào)。由于它們之間的通信是通過(guò)電磁波傳播的，電磁波的特性就像光一樣是發(fā)散的，所以就會(huì)有多條路徑，藍(lán)色的線代表直線傳播，玫紅色的線代表經(jīng)過(guò)離人較近的一個(gè)設(shè)備傳播，黃色的線代表經(jīng)過(guò)中間的一棟建筑物傳播，綠色的線代表經(jīng)過(guò)較遠(yuǎn)的建筑物傳播。由于多徑效應(yīng)的存在移動(dòng)通信就存在一個(gè)干擾問(wèn)題，干擾的主要原因是存在時(shí)延。那么4G 移動(dòng)通信系統(tǒng)，采用OFDM 技術(shù)解決這個(gè)問(wèn)題。在傳播的前后符號(hào)間插入一個(gè)保護(hù)帶GI，使時(shí)延小于GI 的前一個(gè)符號(hào)的多徑效應(yīng)衰減到0，從而不會(huì)對(duì)下一個(gè)符號(hào)產(chǎn)生干擾。

圖1 LTE 移動(dòng)通信系統(tǒng)的架構(gòu)圖

圖2 多徑效應(yīng)示意圖

3 課程的建設(shè)目標(biāo)與上網(wǎng)計(jì)劃

課程建設(shè)目標(biāo)：由于移動(dòng)通信技術(shù)使專業(yè)課，理論知識(shí)都比較抽象，網(wǎng)上可以下載的課件雖然與課本內(nèi)容基本一致，大部分都不夠生動(dòng)形象，該課程的第一個(gè)建設(shè)目標(biāo)是制作一套含有動(dòng)畫(huà)或者是三維立體場(chǎng)景的課件，提供課程的趣味性，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

課程資源上網(wǎng)計(jì)劃如下。

第一階段錄制制作微課課件、錄制視頻并傳上網(wǎng)；第二階段完善移動(dòng)通信系統(tǒng)概述、LTE 技術(shù)概述等部分的電子課件（盡量運(yùn)用動(dòng)畫(huà)與虛擬設(shè)備等手段），并將相關(guān)教學(xué)內(nèi)容錄制視頻傳上網(wǎng)； 第三階段完善點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)與OFDM 原理的電子教案，并將相關(guān)內(nèi)容視頻傳上網(wǎng)；第四階段，完善OFDM 技術(shù)的實(shí)現(xiàn)、多天線技術(shù)原理及多天線技術(shù)的實(shí)現(xiàn)部分的電子教案，并將所有視頻傳上網(wǎng)。

由于課程內(nèi)容較多也很抽象，剛開(kāi)始不容易把全部?jī)?nèi)容錄制，該教學(xué)團(tuán)隊(duì)把課程內(nèi)容分成十六個(gè)微課，每節(jié)課10min，講解書(shū)上的一個(gè)主要的知識(shí)點(diǎn)，結(jié)合軟件仿真或者硬件展示將知識(shí)點(diǎn)擴(kuò)展開(kāi)來(lái)講。本課程的十六個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)如下：（1）4G 移動(dòng)通信系統(tǒng)的架構(gòu)。（2）多徑效應(yīng)。（3）4G 基站與2G 基站有什么異同？ （4）移動(dòng)通信噪聲產(chǎn)生的原因。（5）QPSK 調(diào)制與QAM 調(diào)制。（6）什么是正交？ 什么是復(fù)用？ （7）FDMA、TDMA、CDMA 與SDMA。（8）什么是OFDM？ （9）多載波的工作原理。（10）OFDM 符號(hào)的頻譜。（11）OFDM 信號(hào)的發(fā)生算法（12）什么是多天線系統(tǒng)？ （13）多天線技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。（14）空間復(fù)用技術(shù)。（15）什么是TM？ （16）LTE 多天線技術(shù)的處理過(guò)程

4 結(jié)語(yǔ)

該文介紹了移動(dòng)通信技術(shù)課程的主要內(nèi)容及移動(dòng)通信技術(shù)在該校的開(kāi)設(shè)情況。同時(shí)給出了新的大綱內(nèi)容，給出了兩個(gè)Foscky 畫(huà)的圖移動(dòng)通信兩個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)的示意圖，論述了課程的建設(shè)目標(biāo)與上網(wǎng)計(jì)劃，并列出16 個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)。

論文格式

論文格式就是指進(jìn)行論文寫(xiě)作時(shí)的樣式要求，以及寫(xiě)作標(biāo)準(zhǔn)。直觀地說(shuō)，論文格式就是論文達(dá)到可公之于眾的標(biāo)準(zhǔn)樣式和內(nèi)容要求。論文常用來(lái)進(jìn)行科學(xué)研究和描述科研成果文章。

它既是探討問(wèn)題進(jìn)行科學(xué)研究的一種手段，又是描述科研成果進(jìn)行學(xué)術(shù)交流的一種工具。它包括學(xué)年論文、畢業(yè)論文、學(xué)位論文、科技論文、成果論文等，總稱為論文。