基于大型儀器的移動通信論文

時間:2022-11-10 10:49:44

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基于大型儀器的移動通信論文

1大型儀器現(xiàn)狀分析

中國高等教育自“科教興國”戰(zhàn)略實施以來,經(jīng)費總投入有了很大增長。隨著“國家十二五教育發(fā)展規(guī)劃綱要”的公布實施,高等教育經(jīng)費的投入還將持續(xù)增長。其中,很大一部分經(jīng)費將用于購買先進儀器設(shè)備,改善教學(xué)條件,提升辦學(xué)層次與水平。隨著教育經(jīng)費的不斷投入,如何充分利用實驗室資源,提高儀器設(shè)備利用率,也已成為一個突出問題[7]。作為儀器的管理使用人員,應(yīng)該管好用好儀器,積極進行功能開發(fā)和技術(shù)改造[8],加強開放與服務(wù),提高大型儀器的應(yīng)用水平與使用效益,為科學(xué)研究和學(xué)生培養(yǎng)作出貢獻,使固定資產(chǎn)更好地保值、增值,發(fā)揮更大的效能[9-11]。以寧波大學(xué)為例,僅2011年,全校共入庫10萬元以上的設(shè)備107臺(件),共4000萬元。我?!靶畔⑴c通信工程”學(xué)科借浙江省“重中之重”學(xué)科建設(shè)的契機,采購了一系列美國安捷倫科技有限公司的高性能精密儀器,包括:光波元件分析儀N4373C、頻譜分析儀E4448A、E4443A、矢量信號分析軟件89600、模擬信號發(fā)生器E8257D、寬帶示波器86100C、矢量信號發(fā)生器N5182A、E4438C、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀E5071C等,其價值達800萬元,實驗室儀器設(shè)備達到國際一流水平。在此基礎(chǔ)上,我們與安捷倫公司聯(lián)合成立了“寧波大學(xué)-安捷倫聯(lián)合實驗室”。為開展無線通信技術(shù)的研究奠定了基礎(chǔ)。但是目前這些高性能儀器主要是為我院科研服務(wù)的,很少或者基本不對教學(xué)開放。這一方面固然是因為這些儀器比較精貴,怕學(xué)生操作不當(dāng)引起損壞;另一方面是因為我們沒有針對教學(xué)開發(fā)出合適的實驗項目。將這些大型儀器用于教學(xué)實驗,既能達到儀器的充分利用,又能促進教學(xué)的發(fā)展,一舉兩得。

2移動通信實驗教學(xué)存在的問題

在科學(xué)技術(shù)發(fā)展日新月異的今天,學(xué)生在學(xué)校不僅要學(xué)習(xí)經(jīng)典的基礎(chǔ)理論,更應(yīng)該汲取新知識的營養(yǎng),了解學(xué)科最新的發(fā)展動態(tài),開拓視野。而這些高性能儀器恰恰能提供這樣一種途徑與平臺,能夠?qū)⒖茖W(xué)研究和課堂教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合,將經(jīng)典理論與學(xué)術(shù)前沿相結(jié)合,促進學(xué)生成才。這對于從整體上提高本科教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平具有非常重要的意義[12-13]。目前移動通信市場蓬勃發(fā)展,技術(shù)日新月異,3G、B3G、4G等網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)如火如荼。移動通信教學(xué)內(nèi)容必須與時俱進,以能力培養(yǎng)為核心,將移動通信領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)新技術(shù)新概念融入到教學(xué)當(dāng)中,使學(xué)生能夠抓住產(chǎn)業(yè)發(fā)展的脈搏[14]。當(dāng)前移動通信課程教學(xué)普遍存在如下問題:(1)實驗內(nèi)容偏重某種具體技術(shù)或算法的演示或驗證(如:正交調(diào)制與解調(diào)、MSK調(diào)制與解調(diào)、信道編譯碼、交織與解交織、FDD/TDMA原理等),缺乏宏觀與整體觀念,缺少綜合設(shè)計性實驗內(nèi)容。(2)各個實驗的內(nèi)容、功能與模塊相互獨立,缺乏靈活性,較少涉及移動通信標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)架構(gòu),缺乏系統(tǒng)級實驗。(3)實驗設(shè)備基礎(chǔ)、低端、陳舊,學(xué)生無法針對移動通信新技術(shù)新概念開展實驗。

3將大型儀器引入移動通信實驗教學(xué)

將安捷倫高性能儀器引入到移動通信實驗教學(xué)當(dāng)中,充分發(fā)揮世界一流的安捷倫高性能儀器的魅力,加強本科實驗的研究性與探索性,使理論學(xué)習(xí)與研究探索相結(jié)合,提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情,開拓學(xué)生視野,增強學(xué)生專業(yè)素質(zhì),調(diào)動學(xué)生的創(chuàng)新意識。還有助于將科學(xué)研究與實驗教學(xué)相結(jié)合,將部分優(yōu)秀的本科生吸引到科學(xué)研究上來。(1)基于安捷倫高性能儀器開發(fā)出一套適合于本科生的移動通信實驗項目,供高年級本科生選修。實驗項目以綜合性、設(shè)計性為主,改變我院通信專業(yè)學(xué)生專業(yè)實驗課內(nèi)容陳舊的問題與現(xiàn)狀,使我院通信專業(yè)實驗緊跟學(xué)術(shù)前沿,全面提升學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)。實驗項目包括:①移動通信信號頻譜測量與EVM分析;②放大器噪聲系數(shù)測量;③白噪聲信道特性測試;④無線通信器件S參數(shù)測量;⑤GSM信號生成與分析;⑥CDMA2000信號生成與分析;⑦WCDMA信號生成與分析;⑧TD-SCDMA信號生成與分析;⑨移動通信信號抗干擾性能測試。(2)開放實驗室,開發(fā)一定數(shù)量的創(chuàng)新型開放綜合實驗項目,供優(yōu)秀學(xué)生申請,以項目為引導(dǎo),以實驗室為依托,對學(xué)生進行創(chuàng)新實踐能力訓(xùn)練。還可將實驗室向本科畢業(yè)設(shè)計開放,讓學(xué)生利用實驗室的高性能儀器完成本科畢業(yè)設(shè)計,有利于開拓學(xué)生的視野,了解學(xué)科發(fā)展的前沿,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和良好的科學(xué)素養(yǎng)。實驗項目包括:①GSM無線收發(fā)信機設(shè)計;②CDMA2000無線收發(fā)信機設(shè)計;③WCDMA無線收發(fā)信機設(shè)計;④TD-SCDMA無線收發(fā)信機設(shè)計;⑤TD-LTE無線收發(fā)信機設(shè)計;⑥WiMAX無線收發(fā)信機設(shè)計。(3)將科研與實驗教學(xué)有機結(jié)合、相互促進。在科學(xué)研究過程中提煉實驗教學(xué)項目,以實驗教學(xué)促進本專業(yè)學(xué)生的科研能力。以研究生帶動本科生,本科生協(xié)助研究生,共同進步。以本碩合作為主體,指導(dǎo)教師為輔助,組成創(chuàng)新科研團隊,鼓勵學(xué)生申請創(chuàng)新科研項目。根據(jù)團隊中各成員的知識背景和特長分配不同的任務(wù),充分發(fā)揮團隊成員的優(yōu)勢,完成自主立項的科研任務(wù)。

4大型儀器的管理

大型儀器用于實驗教學(xué)涉及到方方面面的問題,尤其是管理、維護、與安全。大型儀器價格昂貴,學(xué)生若操作失當(dāng)將造成巨大經(jīng)濟損失。在將大型儀器應(yīng)用到實驗教學(xué)之前,必須先制定一套切實可行的規(guī)章制度,在滿足教學(xué)和科研的需求的情況下,保障大型儀器的安全運行[15]。(1)大型儀器承擔(dān)著繁重的科研任務(wù),為避免對科研產(chǎn)生影響,安排了相對固定的時間段開展實驗教學(xué),科研人員可提前安排好實驗計劃,避免沖突。開放時間視實驗內(nèi)容而定,短則一節(jié)課,長則半天。(2)建立了“上崗資格證”制度,只有具有上崗資格的同學(xué)才可以獨立操作大型儀器。每學(xué)期開學(xué)時集中進行儀器操作培訓(xùn),參加者包括所有將要進入實驗室的本科生和研究生,培訓(xùn)結(jié)束后進行考核??己撕细癫拍塥毩⒉僮鞔笮蛢x器。(3)建立專職教師的值班制度,保證實驗室開放時至少有一名教師,隨時為本科生和低年級研究生提供實驗指導(dǎo)并監(jiān)督,保證大型儀器的安全運行。(4)所有大型儀器聯(lián)網(wǎng),所有實驗數(shù)據(jù)均通過網(wǎng)絡(luò)傳送,避免使用U盤帶來的病毒交叉感染。

5結(jié)語

將大型儀器設(shè)備向本科生開發(fā)是工科院校人才培養(yǎng)的迫切要求。學(xué)生對學(xué)習(xí)使用大型儀器設(shè)備的熱情很高,只要合理安排時間,在保證科研工作順利開展的情況下,將大型儀器用于教學(xué)不僅培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力、增強了團隊意識,也進一步提高了大型儀器的使用率。實踐證明,大型儀器向教學(xué)開放是提高本科教學(xué)水平的重要手段。當(dāng)然,這同時加大了大型儀器管理和維護的難度,需要完善各種規(guī)章制度,用制度規(guī)范管理工作的各個環(huán)節(jié),確保大型儀器的正常運行,使得科研與教學(xué)雙豐收。

作者:應(yīng)祥岳徐鐵峰劉太君文化鋒王曉東單位:寧波大學(xué)