［摘要］为突破实验设备的限制，从理论验证、综合设计和自主创新三个层次上培养学生的能力，提高移动通信课程教学成效，提出将虚拟仿真技术引入高职移动通信课程教学，并以实例说明仿真软件在课程教学中的应用。
［关键词］仿真技术；移动通信；SystemView
［中图分类号］G642.0［文献标识码］A
一、移动通信实验教学现状
移动通信课程同时具有专业性和综合性，要求学生不仅要掌握通信系统的组成原理、还要理解关键的技术及主要工作流程，教学内容非常多[1]。随着移动通信技术的不断发展，课程知识体系更新周期变短，对结合工程实际的要求更高，将理论教学和实验教学进行有机融合，是时代发展的要求[2]，是培养学生能力的关键。在移动通信课程的实验教学中目前存在着一些问题，突出的有：大多在实验箱平台上操作，受到设计限制，不能随着技术的发展而更新；综合性实验设备资金投入需求过大，一般仅能安排进行理论验证[3]，学生的综合设计以及创新能力的培养不能得到满足。因此研究仿真实验在移动通信教学的中的应用，尝试教学改革，对于培养学生能力、提高教学效果，有着重要的作用。
二、仿真教学的引入效果
移动通信传统的课程教学，大多重在讨论技术原理、进行计算推导，信号原理分析教学难度较大。根据高职学生的思维习惯，在教学实施中，为学生创设接近于工程实际的教学情境，能方便理解知识，提高教学效果。使用SystemView软件，能通过直观的可视化平台，按照需求构造系统，根据自己的理解任意调整参数，以波形、功率谱等形式给出结果，给学生一个真实电路工作的学习情景[4]。根据正确的实验结果再去操作实际设备，避免损坏实验仪器及浪费元器件。传统的实验教学，大多是在实验箱上，插装选取的模块器件，用导线连接，然后进行调试，用示波器等测得波形数据来和理论对比验证，没有时间给学生进行深入的思考研究，缩小了他们的视野[5]。在实验中引入仿真技术，按项目和任务拆解知识点，能更便捷的引导学生主动的探索知识。在移动通信单元化知识都进行初步验证的前提下，将调制解调、编译码等模块综合起来，培养学生进行初步的设计与分析，以模块为单位提取信号，从仿真结果中分析得失，能打破学生的畏难心理，真正的实现以学生为主体。现在大多学生家中都购有电脑，学生能在装载仿真平台的任何一台电脑上、随时使用软件自己再现实验，不会因为教学时间间隔久而忘记实验教学结果，更不再受限于学校实验室的使用，提高了实验教学的效率。
三、实验教学实例
以QPSK调制（QuadraturePhaseShiftKeying，正交相移键控）为例，进行仿真实验[6]。卫星数字信号较常采用QPSK调制方式，是因其频谱利用率比较高、抗干扰性比较强。（一）理论分析根据信号与相位的对应关系，QPSK可以通过分别对2个相互正交的同频载波进行PSK调制，将得到的两路信号相叠加，取得的相位合成信号即为QPSK信号。实现的关键就在于将要传输的二进制序列，进行串/并转化，得到两路并行的双极性码元数据。根据需求，将电路进行细化，可以得到图1所示实验框图。（二）绘制仿真模型用SystemView进行仿真实验，电路图如图2所示，每个图符模块都带有编号，在实验教学中能明确的指定。原始输入的信号（图符10）是低频数字信号（500Hz），经过取样、保持、延迟的不同构成路径，分别获得两路并行数据（图符4、9输出），分别与两个相正交的高频载波（图符7、15，1000Hz）作2PSK调制，最后经过相加器叠加输出QPSK信号。（三）结果观测图2中的图符11-14是仿真平台提供的观察窗，运行仿真电路后，可在分析窗口选择不同的工具分析电路情况[7]。从图3、图4所列的实验结果可以看出，当二位码元随机产生四种状态（00，01，10，11）之一，电路产生相应的输出、QPSK信号出现相位跳变点，符合定义。通过频谱分析，输出信号主要功率集中在1000Hz附近，两侧出现了明显衰减，说明绝大部分电路功率应用于信号传输、利用率较高。通过对系统参数的改动，可以鼓励学生进一步探索电路的频率范围。
四、结语
为突破实验设备的限制，提高移动通信课程教学效果，将SystemView仿真技术引入实验教学，改变了传统实验仅用于验证课程理论的教学模式[8]，调动了学生的学习积极性，经过教学实践证明，无论是对于满足课程与工程实际的紧密联系，还是对于培养学生综合设计和探索创新的能力，都产生了良好的成效。
参考文献：
[1]刘智平,刘立程.浅谈“移动通信”教学改革与实践[J].广东工业大学学报(社会科学版),2005,(1).
[2]苏良昱,王武,等.电力电子技术仿真实验教学与创新思维拓展[J].实验技术与管理,2013,(1).
[3]何伟刚,吴其琦,等.仿真技术应用于移动通信实验教学的创新实践[J].实验技术与管理,2014,(10).
[4]罗倩,刘桂礼,等.仿真技术在电子类课程教学中的实践和研究[J].中国现代教育装备,2010,(13).
[5]张建.大学物理虚拟仿真实验室的研究与开发[D].吉林大学,2007.
[6]戴志平,梅进杰,等.SystemView数字通信系统仿真设计[M].北京:北京邮电大学,2011.
[7]谢文苗.通信原理实验的计算机仿真[J].实验技术与管理,2001,(1).
[8]杨春,姚新宇.基于SystemView的GPS卫星信号仿真[J].微计算机信息,2007,(6).
作者：蔡妍娜 单位：无锡机电高等职业技术学校
