“通信原理”课程多平台实验模式的探索

郭丽霞 尹 强

（安阳工学院 河南 安阳 455000）

1 通信原理课程特点

“通信原理”是高等院校通信工程、电子信息工程等信息类专业非常重要的专业理论基础课，它可使学生了解通信的基本概念、掌握通信系统的基本结构和原理，并为通信专业的后续课程的学习打好坚实的理论基础。但该课程的特点是内容丰富、概念抽象、理论性强，需要许多先修课程，如《概率论》、《信号与系统》、《通信电子线路》等，许多内容概念抽象、公式推导多，使学生对该课程的理解较为困难，所以学起来就会比较吃力，因此,《通信原理》课程对理论联系实际的要求是非常高的，通信原理实验教学是该课程教学的重要组成部分，完善有力的实验教学可在很大程度上起到良好的辅助作用，帮助学生更好地理解该课程的内容。

2 现有实验模式的弊端

目前,该课程的实验教学主要围绕现有的实验箱展开,可做的实验个数有限,且大多是验证个别知识点的验证性实验,缺乏综合性和设计性实验;另外,因为受到场地和资金的限制,实验台套数受限,学生做实验时一个实验需分3-4组,每组至少2-3人,所以他们的动手能力大大受限,并且实验箱能做的实验模块本身基本已搭建完成,学生需做的仅仅是连几条线,或者不需连线来观察一下波形即可,这也限制了它们动手能力的发展;此外,通信技术日新月异,新的技术不断产生,而现有的实验箱很难满足学生对这些新技术的研究需要。因此，对通信原理课程实验教学的改革迫在眉睫。

3 多平台实验模式改革

本文提出一种多平台实验模式 “实验箱＋计算机仿真＋EDA技术”，这三种平台各有优缺点，灵活地利用它们，将会很好地解决目前实验教学中存在的诸多问题。

3.1 实验箱

利用实验箱做实验效果感受比较直观，比较适合于验证性实验，有利于学生深入理解通信原理的单个知识点，是进行更高级实验的基础。但对于综合性和设计性实验来说，其灵活性和可操作性不强，并且，它还具有如前面内容所述的许多弊端。所以它的应用范围受限，但也是一个不可或缺的实验平台。

3.2 计算机仿真

计算机软件仿真平台可大大提高实验内容的设计性，提高了学生的自主学习能力，实现了软硬件相结合的实践教学，比较适合于设计性和综合性实验，另外，该平台的引入，不但极大地缓解了实验室硬件设备资金投入方面的压力，而且消除了由于通信设备发展迅速，实验室设备面临不断更新的后顾之忧。此外，该平台不仅可以作为实验教学的有力补充，也可生动地展现波形，从而用于辅助理论教学。

常用的仿真软件有SystemView和Matlab。其中SystemView是一个信号级的系统仿真软件，在该软件环境下设计搭建系统然后仿真其通信过程，比较适合各类大小的通信系统的仿真，所以对综合性和设计性实验都比较适合。Matlab也可以灵活地仿真许多通信系统，通过改变某些参数来观察通信系统的性能，加深学生对知识的理解，从而可以获得较好的教学效果，尤其是Matlab中Smulink的通信部分，几乎把常用的调制技术都已经封装成了具体的模块，便于我们直接拿来搭建系统进行仿真。

利用计算机仿真进行实验教学虽有以上诸多优点，但是仿真实验不如实物实验那样感觉真实直观，所以该平台也只能作为实验教学的重要组成部分，而不能作为全部。

3.3 EDA技术

EDA是以计算机为工作平台、以硬件描述语言（VHDL）为设计语言，以可编程器件（CPLD/FPGA）为实验载体，以ASIC/SOC芯片为目标器件来进行必要的元件建模和系统仿真的电子产品自动化设计过程。主要过程是利用计算机在MAX+PLUSⅡ环境下，利用VHDL语言对要实现的通信电路编程，然后将程序通过下载电缆加载到CPLD/FPGA芯片中去再用示波器和频率计等完成外部测量。应用EDA技术，在同样的硬件平台上，加载不同的程序，可实现不同的电路功能。

该实验平台可充分锻炼学生的综合能力，且可通过硬件观察结果，感觉真实直观。但该实验平台对学生的基础要求较高，并且完成一个实验耗时较多，所以它比较适合一些课时较多的实验，或是实验教学之外的其他的实践教学，如生产实习、毕业设计等，另外，该平台应用时最好和别的平台结合着用。

4 实验内容及手段改革

因为传统的实验模式仅有实验箱一种平台，而它只适合做验证性实验，所以以往的实验内容多是验证性的，大大限制了学生的动手能力和通信系统的综合设计能力，所以上述多平台的实验模式提出后，相应的实验内容也要随之改动，应该增加设计性和综合性实验的比重，不同的实验内容灵活地选择实验平台来完成，即为实验手段的改革。

验证性的实验应选择实验箱平台或计算机仿真平台，设计性的实验应选择计算机仿真平台或EDA平台，综合性的实验应采用计算机仿真平台和EDA平台相结合的方法，难度大到一定程度的设计性或综合性实验，可用作其它实践教学的内容。

5 结束语

该多平台实验模式不仅能高质量的完成该课程的实验教学，还能完成课程设计、生产实习、毕业设计等其它实践教学，并大大提高学生的动手能力和通信系统的综合设计能力。此外，该模式成功应用于“通信原理”课程后，也可推广于其它的课程。

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