基于FPGA的通信技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式設(shè)計(jì)

張延彬 高向川

[摘 要] 通信技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)是通信工程專(zhuān)業(yè)必修的一門(mén)綜合性實(shí)驗(yàn)課程，對(duì)提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力和解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力具有重要意義。以通信技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)課程的培養(yǎng)目標(biāo)為依據(jù)，設(shè)計(jì)了由學(xué)生團(tuán)隊(duì)半自主命題并完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)的教學(xué)模式，采用軟件無(wú)線電硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，設(shè)計(jì)并驗(yàn)證基于FPGA的編碼、調(diào)制、解調(diào)、解碼和同步等通信收發(fā)電路。整個(gè)課程教學(xué)貫徹以學(xué)生為中心的教育理念，注重過(guò)程管理，全方位多角度進(jìn)行考核，對(duì)學(xué)生和老師均提出了較高要求，確保了課程的含金量。

[關(guān)鍵詞] FPGA;以學(xué)生為中心;過(guò)程管理;教學(xué)模式

[基金項(xiàng)目] 2019年度河南省高等教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目“新工科牽引下信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)‘一體多維’式工程教育模式研究與實(shí)踐”（2019SJGLX034）

[作者簡(jiǎn)介] 張延彬（1980—），男，河南南陽(yáng)人，博士，鄭州大學(xué)信息工程學(xué)院講師，主要從事高速實(shí)時(shí)信號(hào)處理、嵌入式系統(tǒng)等研究;高向川（1981—），男，河南南陽(yáng)人，博士，鄭州大學(xué)信息工程學(xué)院教授，主要從事無(wú)線通信與信號(hào)處理等研究。

[中圖分類(lèi)號(hào)] G642.41 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-9324（2022）20-0137-04 [收稿日期] 2021-07-19

引言

在通信工程專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)方案中，通信技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)是一門(mén)必修的綜合性實(shí)驗(yàn)課程，該課程要求學(xué)生綜合運(yùn)用數(shù)字電路、信號(hào)處理、通信原理、電磁場(chǎng)、計(jì)算機(jī)和系統(tǒng)建模仿真等工程基礎(chǔ)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)，根據(jù)特定的功能和技術(shù)指標(biāo)要求，設(shè)計(jì)一個(gè)完整的通信收發(fā)電路。該課程的目標(biāo)是通過(guò)較為系統(tǒng)的工程實(shí)踐訓(xùn)練，理論與實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，提高學(xué)生進(jìn)行工程設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和測(cè)試驗(yàn)證的能力，增強(qiáng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，為畢業(yè)后從事專(zhuān)業(yè)工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[1]。

FPGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯器件）作為處理器具有很好的靈活性和高度并行性，其在實(shí)際的通信系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用[2]。同時(shí)，近年來(lái)軟件無(wú)線電技術(shù)（SDR）也得到了快速發(fā)展[3]。因此該實(shí)驗(yàn)基于FPGA和SDR技術(shù)相結(jié)合的硬件平臺(tái)[4-6]，要求學(xué)生完成編碼、調(diào)制、解調(diào)、解碼、校驗(yàn)和同步等通信系統(tǒng)中關(guān)鍵電路模塊的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，并構(gòu)成一個(gè)完整的通信收發(fā)鏈路，對(duì)于提高學(xué)生綜合運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)能力和解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力具有重要意義。

一、實(shí)驗(yàn)硬件平臺(tái)

該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的硬件平臺(tái)基于軟件無(wú)線電的設(shè)計(jì)思想，由FPGA開(kāi)發(fā)板和雙通道DAC電路板構(gòu)成通信鏈路的發(fā)送端，由FPGA開(kāi)發(fā)板和雙通道ADC電路板構(gòu)成通信鏈路的接收端[7-9]。FPGA開(kāi)發(fā)板主要包括FPGA芯片EP4CE15F17C8N、配置芯片、存儲(chǔ)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片、數(shù)碼管、語(yǔ)音芯片、攝像頭、LCD顯示屏、USB接口、按鍵和指示燈等基本電路。雙通道DAC電路板主要包括14bit/125MHz的雙通道DAC芯片AD9767、運(yùn)算放大器、濾波器、并行數(shù)字輸入接口和BNC模擬輸出接口。雙通道ADC電路板主要包括12bit/65MHz的雙通道ADC芯片AD9238、運(yùn)算放大器、濾波器、并行數(shù)字輸出接口和SMA模擬輸入接口。DAC輸出和ADC輸入之間通過(guò)一根BNC轉(zhuǎn)SMA線連接，用于模擬信道。

應(yīng)用該硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通信鏈路中的多數(shù)電路均要求基于FPGA通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)源、編碼方式、調(diào)制方式、解調(diào)方式、解碼方式、同步等功能及相關(guān)參數(shù)均可以自由選擇，具有很大的靈活性。同時(shí)考慮到實(shí)驗(yàn)室中大量設(shè)備同時(shí)使用，為避免設(shè)備間互相干擾影響實(shí)驗(yàn)開(kāi)展，該實(shí)驗(yàn)方案采用了有線連接，可通過(guò)自主可控的方式通過(guò)編程在通信鏈路中添加一定信噪比的噪聲和特定類(lèi)型的干擾來(lái)測(cè)試電路性能。

二、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

結(jié)合實(shí)驗(yàn)硬件平臺(tái)，該實(shí)驗(yàn)基于FPGA通過(guò)硬件編程完成數(shù)字通信系統(tǒng)中的加密、編碼、調(diào)制、解調(diào)、解碼、解密等電路模塊，在中頻實(shí)現(xiàn)通信收發(fā)鏈路。基本功能和指標(biāo)要求如下：發(fā)送端數(shù)據(jù)可以為當(dāng)前時(shí)間/語(yǔ)音/圖像;編碼方式自定義;調(diào)制方式從ASK、FSK、PSK中選擇/FSK/QPSK/16QAM;碼率不低于100K波特;載波頻率不低于2MHz;其他功能自由發(fā)揮。該實(shí)驗(yàn)要求具有很大的靈活性，要求學(xué)生充分理解通信系統(tǒng)中各種技術(shù)的選擇依據(jù)和相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)方法，根據(jù)自身對(duì)通信系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)、FPGA開(kāi)發(fā)工具和硬件描述語(yǔ)言的掌握情況，自由選擇與自身能力相適應(yīng)的具體設(shè)計(jì)功能、指標(biāo)和實(shí)現(xiàn)方法。

基于該硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，可以完成數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和圖像的傳輸。以實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步的數(shù)據(jù)通信功能為例，該功能最終達(dá)到的效果是使收發(fā)兩端FPGA開(kāi)發(fā)板上數(shù)據(jù)管顯示的時(shí)間一致。數(shù)據(jù)源來(lái)自實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1302的輸出，編碼采用曼徹斯特編碼，調(diào)制采用ASK，碼元速率500KHz、載波頻率5MHz。發(fā)送端需要基于FPGA設(shè)計(jì)時(shí)鐘數(shù)據(jù)讀取、曼徹斯特編碼、ASK調(diào)制和數(shù)模轉(zhuǎn)換等模塊。接收端需要基于FPGA設(shè)計(jì)模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)讀取、整流、低通濾波、碼元同步、抽樣判決、曼徹斯特解碼、接收數(shù)據(jù)顯示等模塊。發(fā)送端和接收端一起構(gòu)成完整的收發(fā)鏈路，其中發(fā)送端編碼方式、調(diào)制方式和相關(guān)參數(shù)的選擇，對(duì)接收端的解調(diào)、解碼和同步等處理方法具有決定性影響，應(yīng)在綜合考慮硬件資源、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度、小組成員專(zhuān)業(yè)能力和時(shí)間限制等因素后評(píng)估確定。

基于FPGA的電路設(shè)計(jì)，應(yīng)按照自上而下的層次化設(shè)計(jì)思想，合理規(guī)劃每個(gè)模塊的功能、接口和時(shí)序。接收端的載波同步、位同步和幀同步等功能，是整個(gè)通信鏈路設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也有較多經(jīng)典和成熟的技術(shù)方案可供選擇，對(duì)于這些關(guān)鍵電路模塊，應(yīng)統(tǒng)籌考慮解決方案，借助現(xiàn)代仿真工具進(jìn)行充分的技術(shù)方案驗(yàn)證，確保方法的正確性，評(píng)估FPGA實(shí)現(xiàn)的可行性，然后再進(jìn)行硬件描述語(yǔ)言的編碼。時(shí)鐘的選擇和變換也是FPGA開(kāi)發(fā)過(guò)程中的一個(gè)重點(diǎn)，發(fā)送端和接收端都存在不同模塊間時(shí)鐘頻率不一樣的情況，需要關(guān)注跨時(shí)鐘域問(wèn)題。基于FPGA進(jìn)行具體電路模塊設(shè)計(jì)時(shí)，存儲(chǔ)器、邏輯單元、觸發(fā)器和乘法器等資源的優(yōu)化使用是體現(xiàn)設(shè)計(jì)能力和水平的重要方面，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)時(shí)刻關(guān)注各種資源的占用情況，適時(shí)采用資源共享、邏輯優(yōu)化和串行化等技術(shù)提高資源使用效率，采用流水線、乒乓操作法、寄存器配平法和關(guān)鍵路徑法等技術(shù)提高電路工作速度。

三、實(shí)驗(yàn)過(guò)程管理

該實(shí)驗(yàn)安排兩周的時(shí)間來(lái)完成，其中第一天進(jìn)行集中講解，明確設(shè)計(jì)任務(wù)和要求，提供相關(guān)設(shè)計(jì)資料，說(shuō)明基本設(shè)計(jì)思路，完成以四人為一個(gè)小組自由組隊(duì)，最后一天進(jìn)行考核，對(duì)每個(gè)小組的設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)收，查看結(jié)果，詢問(wèn)問(wèn)題，充分掌握每個(gè)小組的實(shí)際完成情況。

（一）實(shí)驗(yàn)過(guò)程

具體的實(shí)驗(yàn)過(guò)程基本分為四個(gè)階段：學(xué)習(xí)階段、方案設(shè)計(jì)階段、單元模塊設(shè)計(jì)階段和集成測(cè)試階段。

1.在學(xué)習(xí)階段，要求學(xué)生根據(jù)自身情況安排1～2天時(shí)間，進(jìn)一步熟悉FPGA開(kāi)發(fā)環(huán)境、仿真工具和硬件測(cè)試工具的使用，讓學(xué)生明白工欲善其事、必先利其器的道理，為后續(xù)的高效率設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。

2.在方案設(shè)計(jì)階段，要求學(xué)生在復(fù)習(xí)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原理基礎(chǔ)上，制定明確的設(shè)計(jì)方案，給出具體的功能和指標(biāo)要求，劃分系統(tǒng)的模塊組成，定義模塊之間的接口，確定每個(gè)模塊的設(shè)計(jì)方法，并對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)方案采用Matlab仿真的方式快速進(jìn)行正確性驗(yàn)證，并制定合理的時(shí)間任務(wù)計(jì)劃和人員分工。方案設(shè)計(jì)階段非常關(guān)鍵，是對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)的統(tǒng)籌安排，要充分發(fā)揮學(xué)生的自主能動(dòng)性，同時(shí)也需要老師對(duì)每一組的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行把關(guān)和指導(dǎo)，給出合理可行的建議，確保方向不走偏。

3.在單元模塊設(shè)計(jì)階段，主要由學(xué)生自主完成設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，確保每個(gè)單元模塊滿足功能要求和接口時(shí)序，這是整個(gè)系統(tǒng)能夠正常工作的基礎(chǔ)，任何一個(gè)模塊有問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致最終整個(gè)系統(tǒng)無(wú)法正常工作。

4.在集成測(cè)試階段，由學(xué)生將各單元模塊以元件例化的方式連接起來(lái)，構(gòu)成完整的系統(tǒng)，要求學(xué)生具有綜合調(diào)試能力，在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)能夠冷靜分析問(wèn)題，嘗試多種調(diào)試方法定位問(wèn)題根源，然后有針對(duì)性解決問(wèn)題。在該階段，應(yīng)避免一次性將所有單元模塊放在一起進(jìn)行整體測(cè)試，應(yīng)該首先根據(jù)模塊之間的關(guān)系進(jìn)行2～3個(gè)模塊的集成測(cè)試，逐步增加單元模塊數(shù)量，直至構(gòu)成完整的系統(tǒng)。同樣，當(dāng)測(cè)試出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，也要及時(shí)化繁為簡(jiǎn)，分級(jí)確定問(wèn)題根源，分離問(wèn)題模塊，測(cè)試通過(guò)后再整體測(cè)試。集成測(cè)試階段是學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)過(guò)程中難度較大的地方，對(duì)學(xué)生要求較高，經(jīng)常出現(xiàn)單個(gè)模塊沒(méi)有問(wèn)題但多個(gè)模塊有很多問(wèn)題的情況，也容易遇到一些沒(méi)有解決思路的問(wèn)題，在鼓勵(lì)學(xué)生認(rèn)真分析問(wèn)題解決問(wèn)題的同時(shí)，也需要老師及時(shí)與學(xué)生交流，樹(shù)立問(wèn)題一定能夠解決的信心，開(kāi)拓學(xué)生解決問(wèn)題的思路和方法。

（二）教師指導(dǎo)

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中老師的及時(shí)指導(dǎo)，對(duì)學(xué)生順利完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，具有重要作用。教師指導(dǎo)方法指導(dǎo)、技術(shù)指導(dǎo)和心理引導(dǎo)三個(gè)方面。方法指導(dǎo)方面，要讓學(xué)生樹(shù)立整體和系統(tǒng)觀念，明白總體方案設(shè)計(jì)的重要性，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合理有效分工和協(xié)作，強(qiáng)調(diào)現(xiàn)代開(kāi)發(fā)工具對(duì)高效開(kāi)發(fā)的重要意義，注重細(xì)節(jié)，對(duì)設(shè)計(jì)的每一步充分驗(yàn)證。技術(shù)指導(dǎo)方面，并不是直接告訴學(xué)生具體問(wèn)題的正確答案，而是從思路上開(kāi)導(dǎo)學(xué)生，提示學(xué)生定位問(wèn)題原因的途徑和解決問(wèn)題的可能方法與步驟，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)過(guò)思考分析最終自主解決問(wèn)題。心理引導(dǎo)方面，要鼓勵(lì)學(xué)生在完成綜合實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中要有信心、恒心和耐心，讓每位同學(xué)相信經(jīng)過(guò)自己的努力，一定可以完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，遇到問(wèn)題時(shí)不急不躁，心平氣和，理論聯(lián)系實(shí)際，經(jīng)過(guò)查閱資料和討論交流，逐步解決實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的各種問(wèn)題。

（三）學(xué)生培養(yǎng)

該實(shí)驗(yàn)鼓勵(lì)同學(xué)們之間的互相學(xué)習(xí)和交流，同一個(gè)小組共同確定一個(gè)設(shè)計(jì)方案，分工協(xié)作去完成。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，充分體現(xiàn)以學(xué)生為中心的教育理念，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和積極性，由學(xué)生自主管理，互相配合，自主完成項(xiàng)目任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)、項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)、單元模塊設(shè)計(jì)與驗(yàn)證、系統(tǒng)集成與聯(lián)調(diào)聯(lián)測(cè)，從而使學(xué)生通過(guò)完整的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)一步掌握和應(yīng)用通信系統(tǒng)的理論知識(shí)，掌握通信電路的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證方法，掌握開(kāi)發(fā)工具和調(diào)試儀器的使用方法，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神，樹(shù)立創(chuàng)新意識(shí)。

四、實(shí)驗(yàn)考核方法

合理的實(shí)驗(yàn)考核方法是課程質(zhì)量的重要保證。實(shí)驗(yàn)考核分為過(guò)程表現(xiàn)、驗(yàn)收情況和實(shí)驗(yàn)報(bào)告三個(gè)部分，課程的最終成績(jī)由三個(gè)部分按照4∶3∶3的比例構(gòu)成，既重視最終結(jié)果，也重視實(shí)驗(yàn)過(guò)程，既重視實(shí)踐能力，也重視報(bào)告撰寫(xiě)能力，全方位多角度科學(xué)地評(píng)價(jià)學(xué)生。

（一）過(guò)程表現(xiàn)

該部分重點(diǎn)考察各小組在試驗(yàn)過(guò)程中的時(shí)間利用情況、學(xué)習(xí)態(tài)度、克服困難的精神面貌。由于每個(gè)小組的功能、指標(biāo)要求和技術(shù)方案都有差異，指導(dǎo)老師需要在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中投入足夠精力，關(guān)注每個(gè)小組每天的實(shí)驗(yàn)進(jìn)展情況和遇到的問(wèn)題，并與各小組進(jìn)行交流和及時(shí)指導(dǎo)。

（二）驗(yàn)收情況

該部分重點(diǎn)考察每個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)完成質(zhì)量、技術(shù)方案的合理性、對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋能力和對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析能力，驗(yàn)收時(shí)逐個(gè)小組進(jìn)行，查看源代碼、測(cè)試方法和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并對(duì)每位同學(xué)現(xiàn)場(chǎng)提問(wèn)，充分了解每個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)完成情況和每位學(xué)生的任務(wù)完成情況。

（三）實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)報(bào)告包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)內(nèi)容、總體設(shè)計(jì)方案、單元模塊設(shè)計(jì)、綜合測(cè)試結(jié)果及分析、實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題及解決方法、心得體會(huì)和自我評(píng)價(jià)等八個(gè)部分，要求學(xué)生根據(jù)個(gè)人及小組的實(shí)驗(yàn)實(shí)際完成情況進(jìn)行撰寫(xiě)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，文字、段落、圖、表和公式的格式應(yīng)滿足基本規(guī)范，表述應(yīng)清晰合理。除了關(guān)注實(shí)驗(yàn)報(bào)告中總體方案的設(shè)計(jì)合理性，單元模塊的正確設(shè)計(jì)與驗(yàn)證，系統(tǒng)綜合測(cè)試的完整性，最終設(shè)計(jì)結(jié)果與預(yù)期設(shè)計(jì)指標(biāo)的一致性，還要關(guān)注學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到問(wèn)題的認(rèn)識(shí)和解決方法，實(shí)驗(yàn)過(guò)程的收獲。學(xué)生在完成綜合實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，通常會(huì)經(jīng)歷從一頭霧水到柳暗花明的過(guò)程，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中廢寢忘食的努力和付出，會(huì)在得到預(yù)期結(jié)果時(shí)帶來(lái)深深的滿足感和成就感，這對(duì)于激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和深入研究的興趣和信心具有重要意義，多數(shù)認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)的同學(xué)會(huì)在實(shí)驗(yàn)報(bào)告的心得體會(huì)部分有深刻生動(dòng)的描述，指導(dǎo)老師應(yīng)認(rèn)真閱讀每一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告的心得體會(huì)部分，這是了解學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)心路歷程的重要渠道，也對(duì)老師更好地安排和指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)具有重要的參考意義。學(xué)生的自我評(píng)價(jià)也是實(shí)驗(yàn)報(bào)告的一個(gè)重要組成部分，要求學(xué)生根據(jù)自己擬定的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，逐條對(duì)照功能和技術(shù)指標(biāo)要求，結(jié)合實(shí)際的實(shí)驗(yàn)完成情況和完成質(zhì)量，對(duì)小組和個(gè)人分別給出適當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)和合理的成績(jī)，這是體現(xiàn)學(xué)生自主管理能力的重要環(huán)節(jié)，也是指導(dǎo)老師評(píng)定學(xué)生課程成績(jī)的重要參考。

結(jié)語(yǔ)

該綜合實(shí)驗(yàn)課程從設(shè)計(jì)內(nèi)容、過(guò)程管理到考核驗(yàn)收，是對(duì)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)知識(shí)、動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)精神的一次綜合檢驗(yàn)和提升，對(duì)老師的專(zhuān)業(yè)能力、敬業(yè)精神也提出了較高的要求，符合高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度的課程標(biāo)準(zhǔn)。課程的教學(xué)模式，給學(xué)生提供了自主實(shí)踐的平臺(tái)，自由發(fā)揮的空間，可以很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，增強(qiáng)多學(xué)科知識(shí)的綜合運(yùn)用能力，鍛煉系統(tǒng)思維能力，提高工程實(shí)踐能力，學(xué)生普遍反映課程有難度，但更有收獲，有困難，但更有信心，達(dá)到了預(yù)期的課程目標(biāo)，也為學(xué)生參與設(shè)計(jì)更為復(fù)雜的滿足實(shí)際應(yīng)用要求的通信系統(tǒng)打下了良好基礎(chǔ)。

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Design of Teaching Mode of Communication Technology Comprehensive Experiment Course Based

on FPGA

ZHANG Yan-bin， GAO Xiang-chuan

（School of Information Engineering， Zhengzhou University， Zhengzhou， Henan 450001， China）

Abstract： Communication Technology Comprehensive Experiment is a compulsory comprehensive experimental course for communication engineering specialty. It is of great significance to improve students’ engineering practice ability and ability to solve complex engineering problems. Based on the training objectives of the comprehensive experimental course of communication technology， a teaching mode of semi-independent proposition and completion of experimental tasks by the student team is designed. Using the hardware experimental platform of software defined radio， the communication transceiver circuits such as coding， modulation， demodulation， decoding and synchronization based on FPGA are designed and verified. In the whole course teaching， the student-centered education concept is implemented. In addition， we pay attention to process management， carry out assessment from all aspects and angles， put forward higher requirements for students and teachers， and ensure the gold content of the course.

Key words： FPGA; student-centered; process management; teaching mode