導(dǎo)語：移動通信虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：文章從傳統(tǒng)移動通信實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的限制因素出發(fā)，分析了將虛擬仿真軟件引入課程的必要之處。通過分析得出，將移動通信虛擬仿真實(shí)驗(yàn)引入教學(xué)之中，使枯燥的通信原理知識更加形象，既利于教師進(jìn)行課堂內(nèi)容展示，也便于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，拓展學(xué)生的創(chuàng)新思維，進(jìn)而提高移動通信課程的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：移動通信；虛擬仿真實(shí)驗(yàn)；QPSK調(diào)制

1移動通信實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

移動通信課程的教學(xué)內(nèi)容比較復(fù)雜，除了要求學(xué)生要學(xué)會相關(guān)的專業(yè)知識，比如通信系統(tǒng)的組成原理、應(yīng)用原理之外，還要求學(xué)生要有實(shí)踐操作能力，也就是能將掌握的原理應(yīng)用到通信課程實(shí)驗(yàn)中[1]。在我國移動通信技術(shù)不斷發(fā)展的大背景下，職業(yè)院校的學(xué)生更要提高學(xué)習(xí)的積極主動性，主動學(xué)習(xí)并掌握新的知識，并將知識可以應(yīng)用到實(shí)踐中。高等教育的核心是培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)就是重要的方式。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技術(shù)能力，而且可以拓展學(xué)生的綜合分析和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)出符合社會需要的具有創(chuàng)新思維和高技術(shù)水平的專業(yè)移動通信人才[2]。傳統(tǒng)的移動通信技術(shù)教學(xué)存在很多不足之處，主要體現(xiàn)在以下4個方面：首先，課程的教學(xué)重點(diǎn)多集中在理論知識的教學(xué)上，忽視了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用。實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為檢驗(yàn)學(xué)生是否充分理解并掌握理論知識的方式，應(yīng)該與理論教學(xué)相輔相成；其次，有些職業(yè)院校缺乏新型的實(shí)驗(yàn)設(shè)備以及最新的移動通信器件和裝置，這導(dǎo)致不能滿足學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)的需要；再次，學(xué)校開展的實(shí)驗(yàn)教學(xué)采取的多數(shù)是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生只需要根據(jù)已有的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行模仿訓(xùn)練即可，無法激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和拓展學(xué)生的創(chuàng)新思維[3]。

2移動通信虛擬仿真實(shí)驗(yàn)引入教學(xué)的效果

2.1方便學(xué)生理解課堂知識。在以前的移動通信課程理論教學(xué)中，教師一般會將教學(xué)重點(diǎn)放在對通信課程中某種技術(shù)或者算法原理進(jìn)行講解，讓學(xué)生逐步了解并能夠掌握調(diào)制解調(diào)器的相關(guān)原理以及無線電波是通過何種方式進(jìn)行變換[4]。學(xué)生在了解這些知識點(diǎn)之后，再學(xué)習(xí)后面課程中的信源編碼、無線電波發(fā)射等知識點(diǎn)時(shí)會更加容易接受。教師在以往的實(shí)驗(yàn)課上，一般會選擇按部就班、循規(guī)蹈矩的方式對實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行說明，多數(shù)情況下會采用傳統(tǒng)板書的形式，這樣的教學(xué)方法雖然有利于教師方便快捷地完成知識點(diǎn)的講解，但卻不容易讓學(xué)生直觀清楚地理解教學(xué)內(nèi)容。而且實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容中會有很多波形分析的知識點(diǎn)，教師僅僅憑借板書的形式，很難達(dá)到理想的教學(xué)效果[5]。而將移動通信虛擬仿真實(shí)驗(yàn)引入教學(xué)之后，有利于學(xué)生對枯燥的技術(shù)、信號原理有更為直觀的認(rèn)識，也更容易讓學(xué)生牢牢把握相關(guān)的知識點(diǎn)。教師在移動通信實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)準(zhǔn)備過程中，應(yīng)該從高職學(xué)生的理解能力、分析能力出發(fā)，為學(xué)生構(gòu)建更便于理解教學(xué)內(nèi)容的情境，這樣有利于達(dá)到比較好的教學(xué)效果。在進(jìn)行移動通信虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的過程中，通過使用SystemView軟件，可以為學(xué)生創(chuàng)設(shè)清晰明確、一目了然的可視化平臺，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求構(gòu)造相應(yīng)系統(tǒng)，然后讓學(xué)生積極主動地參與到實(shí)驗(yàn)過程中，通過調(diào)整不同的參數(shù)，觀察波形、功率譜的變化，并由此得出相應(yīng)結(jié)果。在這個實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生就切實(shí)體驗(yàn)到真實(shí)電路工作的流程，更有助于學(xué)生理解課堂知識，并將課堂上掌握的理論知識運(yùn)用到實(shí)踐中去[6]。2.2引導(dǎo)學(xué)生主動探索知識。以往職業(yè)院校組織學(xué)生進(jìn)行的多數(shù)是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，這種實(shí)驗(yàn)方式會讓學(xué)生根據(jù)固定的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和步驟來完成實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中，只能按照既定的實(shí)驗(yàn)思路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不能將自己的一些想法運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)中去，這樣不但使學(xué)生對參與實(shí)驗(yàn)的興趣不高，而且在電路調(diào)試過程中也非常容易損壞元器件及實(shí)驗(yàn)設(shè)備，實(shí)驗(yàn)效果必然不理想。所以，將移動通信虛擬仿真實(shí)驗(yàn)引入教學(xué)是非常必要和及時(shí)的。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件具有非常強(qiáng)大的功能，如數(shù)據(jù)的收集、分析及傳輸?shù)取W(xué)生通過進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，可以更多參與到實(shí)驗(yàn)過程中，比如可以通過改變實(shí)驗(yàn)參數(shù)來觀察電路的不同，并通過總結(jié)分析實(shí)驗(yàn)過程中存在的問題，經(jīng)過推理、論證，最后設(shè)計(jì)出較好的電路；或者學(xué)生可通過觀測輸出電路的波形變化，通過記錄分析，對如何進(jìn)行真實(shí)電路調(diào)試有更為直觀的認(rèn)識。同時(shí)，通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，可以實(shí)現(xiàn)以往一些課堂上無法實(shí)現(xiàn)的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，大大增加了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的廣度[7]。由此可見，通過將移動通信虛擬仿真實(shí)驗(yàn)引入教學(xué)，不僅能夠擴(kuò)展學(xué)生對原理知識的理解程度，而且可以通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生對實(shí)際電路的運(yùn)行情況有更清晰的認(rèn)識，有利于學(xué)生將理論知識運(yùn)用到實(shí)踐中去。同時(shí)，將移動通信領(lǐng)域的新技術(shù)引入到課堂中來，可以大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，推動學(xué)生更積極地探索新知識，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，為學(xué)生以后更加靈活地調(diào)試電路奠定良好基礎(chǔ)。

3虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)例分析

本文以正交相移鍵控（QuadraturePhaseShiftKeying，QPSK）調(diào)制為例，展開移動通信虛擬仿真教學(xué)實(shí)驗(yàn)。QPSK的特點(diǎn)是頻譜利用率較高，而且有不錯的抗干擾性能。3.1理論分析。QPSK通過分別對2個相互正交的同頻載波進(jìn)行PSK調(diào)制，并將調(diào)制完成后所得到的兩路信號進(jìn)行疊加，生成QPSK信號。在這個過程中，至關(guān)重要的一步就是要將需要進(jìn)行傳輸?shù)亩M(jìn)制序列，進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)化，并獲得兩路并行的雙極性碼元數(shù)據(jù)。然后，在依據(jù)相應(yīng)要求，細(xì)化電路。3.2繪制仿真模型。利用SystemView進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。在QPSK調(diào)制仿真電路圖中的各個圖符模塊都被設(shè)定了編號，這樣做的目的是方便在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，方便學(xué)生更好的理解并進(jìn)行操作[8]。原始輸入的信號屬于低頻數(shù)字信號（500Hz），首先需要對數(shù)字信號進(jìn)行取樣，然后在取樣結(jié)束后要對信號保持一定時(shí)間，最后對數(shù)字信號做延遲處理，通過這3個步驟之后，可以獲得兩路并行數(shù)據(jù)，然后分別與兩個相正交的高頻載波（1000Hz）作QSK調(diào)制，最后經(jīng)過相加器疊加輸出QPSK信號。3.3結(jié)果觀測。在通過QPSK調(diào)制之后，將仿真電路運(yùn)行之后，我們可以在不同的觀察窗口對電路的不同情況進(jìn)行分析，比傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)更具有可視性和多角度觀察。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)二位碼元隨機(jī)產(chǎn)生不同狀態(tài)時(shí)，電路輸出也會隨之改變，QPSK信號也會出現(xiàn)相位跳變點(diǎn)，這符合仿真實(shí)驗(yàn)的定義。而電路輸出信號的功率在1000Hz左右。由此可見，本次實(shí)驗(yàn)中的大部分電路功率主要可以應(yīng)用于信號傳輸。在實(shí)驗(yàn)完成后，可以讓學(xué)生思考：如果對移動通信虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行一定的改動，那會取得何種結(jié)果？通過提問的方式，讓學(xué)生在課后可以繼續(xù)通過實(shí)驗(yàn)來探索電路的頻率范圍。引導(dǎo)學(xué)生的發(fā)散性思維，激發(fā)學(xué)生課后自主學(xué)習(xí)的熱情。有條件的情況下可以把仿真軟件安裝到學(xué)生的電腦中，打破學(xué)習(xí)的空間時(shí)間限制，提高學(xué)習(xí)的靈活性。

4結(jié)語

本文從傳統(tǒng)移動通信實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的限制因素出發(fā)，分析了將虛擬仿真軟件引入課程的必要之處，并將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)引入到移動通信課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)之中，使得此課程的實(shí)驗(yàn)方式突破了傳統(tǒng)的驗(yàn)證試驗(yàn)，而且使學(xué)生進(jìn)行綜合創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，將課程理論知識與實(shí)踐操作相結(jié)合，以著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維及動手操作能力。將移動通信虛擬仿真實(shí)驗(yàn)引入教學(xué)之中，使枯燥的通信原理知識更加形象，既利于教師進(jìn)行課堂內(nèi)容展示，也便于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，拓展學(xué)生的創(chuàng)新思維，進(jìn)而提高移動通信課程的教學(xué)效果。

作者:周曉紅 單位:貴州電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院

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