衛星通信系統虛擬仿真實驗是電子科技大學建設的虛擬仿真實驗課程。
基本介紹
- 中文名：衛星通信系統虛擬仿真實驗
- 課程負責人：凌翔
- 建設院校：電子科技大學
- 授課教師：朱立東、吳廷勇、靳傳學、卓永寧
課程性質,教學目標,
課程性質
課程背景
系統級實驗是電子信息大類專業學生綜合運用電路、電場、信號、電子系統等知識，完成針對特定套用場景解決複雜工程問題的高階環節。衛星通信系統設計實驗作為系統級實驗，天地系統龐大、成本消耗昂貴、處理過程大型綜合，非常需要開展虛擬仿真實驗。在《虛擬仿真實驗教學課程建設指南（2020年版）》中，將衛星通信系統虛擬仿真實驗作為通信工程專業、廣播電視工程專業、電信工程及管理專業、電子信息工程專業等的重要虛擬仿真實驗建設內容。因此本虛擬仿真實驗具有突出的必要性。
近年來，隨著Starlink、OneWeb等衛星通信網路的出現，國際掀起了新一輪建設熱潮。我國天地一體化信息網路被列入“十三五”規劃綱要，成為科技創新2030重大工程項目。本實驗培養學生建立衛星通信的系統視角，掌握系統設計方法，理解技術因素和非技術因素對設計的約束；配合其他專業課程學習，為學生將來從事我國天地一體化信息網路研究、開發、運營、套用奠定基礎認知，具有重要的實用價值。
教學團隊從2017年開始開發通信系統虛擬仿真實驗，經過幾年不斷補充完善，形成包括衛星軌道設計、衛星通信鏈路傳輸工程、無線通信信號處理三個板塊在內的完整的衛星通信系統虛擬仿真實驗內容；其中無線通信信號處理板塊的實驗是在2018年四川省虛擬仿真示範實驗“無線鏈路傳輸”基礎上進行針對性改進形成。每個板塊的實驗內容由淺入深，從驗證到開放設計；三個板塊相對獨立又相互配合，形成系統級設計實驗的多層次結構，具有合理的教學設計安排。
教學團隊成員來源於“通信抗干擾技術國家級重點實驗室”、“通信與信息系統國家級實驗教學示範中心”、“電子與通信系統國家級虛擬仿真實驗教學中心”，長期從事衛星通信、移動通信領域的國家重大課題研究和教學，出版有《衛星通信》國家級規劃教材；朱立東教授擔任國家“天地一體化信息網路”重大工程的領域組專家，凌翔教授擔任虛擬仿真實驗教學創新聯盟電子信息類工作組組長，基於對重大工程和實驗教學的深刻理解，將衛星通信領域科研成果轉化為實驗教學內容，開展系統級虛仿實驗，具有很好的先進性。
教學目標
（1） 認知目標
在衛星軌道設計板塊，理解典型的衛星軌道類型、設計方法，套用場景；掌握軌道六參數，理解其的對軌道空間軌跡的影響；掌握星下點軌跡特性、覆蓋特性。
在衛星鏈路傳輸工程板塊，理解星-地鏈路的傳播特性；掌握多級級聯繫統的等效噪聲溫度計算。
在衛星無線信號處理板塊，熟悉無線信道多徑效應產生原因及基本特性，了解信道噪聲的基本特性；了解信道均衡、調製、編碼技術的原理、作用以及分類。
（2） 能力目標
在衛星軌道設計板塊，重點掌握極軌道、傾斜圓軌道、回歸軌道、橢圓軌道的設計方法；能夠分析通信業務需求、覆蓋特性需求，綜合考慮系統指標與工程可行性，確定軌道類型，並設計軌道參數。
在衛星鏈路傳輸工程板塊，掌握饋電/用戶鏈路、上行/下行鏈路發射設備參數設計、接收設備參數設計；能夠分析通信業務質量需求，綜合考慮系統指標與工程可行性，確定通信頻段、鏈路餘量，設計地球站、衛星、用戶終端的參數。
在衛星無線信號處理板塊，掌握迫零均衡、常見的數字調製、卷積編碼方法。能夠分析通信業務質量需求，綜合考慮系統指標與信號處理複雜度，確定系統收髮結構，設計合理的調製解調、信道編碼解碼、信道均衡濾波器方案。
（3） 素養目標
以中國航天的發展歷史為案例，使學生樹立為國奉獻的家國情懷、協同攻關的制度自信；以已建成的北斗導航衛星系統、規劃中的天地一體化網路為案例，使學生樹立科技強國的社會責任感、產業報國的專業使命感。
