複雜信道環境下的無線通信系統性能評估實驗是西安電子科技大學建設的虛擬仿真實驗課程。
基本介紹
- 中文名：複雜信道環境下的無線通信系統性能評估實驗
- 建設院校： 西安電子科技大學
- 課程負責人： 劉乃安
- 授課教師：李想、李毅、魏建軍、付衛紅
課程性質,教學目標,
課程性質
課程背景
信道作為無線通信系統中的重要組成部分,其特性嚴重影響著無線通信系統的性能,也是無線通信系統設計與選型的重要依據。但信道是無線通信系統中開發人員無法設計的部分,由物理媒介和使用系統的環境決定。熟悉無線信道特性, 理解背後的原因,構建各種無線信道模型,並在此基礎上探討複雜信道環境下無線通信系統的性能,是熟練掌握無線通信系統原理、分析、設計與測量評估的前提和關鍵。然而在實際的教學過程中,關於這方面的內容,主要是定性的原理講解,或者是理論數學推導,缺少理論和實際相結合、微觀與巨觀相結合、定性與定量相結合、客觀與主觀相結合的實驗手段,主要表現在以下幾個方面:
(1 )數學模型,脫離現實。在進行軟體仿真實驗時,通常利用諸如Matlab和L abview等工具對信道進行建模,使用的
數學模型局限於Rayleigh模型、Rice模型和M分布模型等。這些模型很難準確地描述所有現實中的信道情況,同時也無法讓學生對信道這一抽象概念建 立具體的認識。
(2 )實物信道,雜饋。對於硬體類實驗,傳統的通信類實驗課程在教學中往往採用的是實驗箱或者信道模擬器。
其中,實驗箱所定義的信道僅為收發天線間的有限空間,與工程環境存在較大差異;而信道模擬器體積龐大、結構複雜,特別是價格昂貴,無法普及到高校的教學實驗室中。
(3)化,不利設計。工程實踐教學的目的是通過發現問題、分析問題和解決問題,達到對學生設計能力和創新
能力的培養。而現有的實驗往往固定實驗方案和方法,忽略了學生對於工程現象自主探究的過程,遏制了學生的創新思維和綜給能力的提高,同時各個單獨實驗案例之間的割裂性也導致學生無法巨觀地看待整個通信系統。
因此,只有通過搭建集性能測試、系統設計於-體的無線通信虛擬仿真綜合實驗系統,將看不見摸不著的各種真實無線信道變得具象化、可視化,將-些相對抽象、枯燥、難懂的知識以生動形象的方式呈現出來,將實際信道環境及系統性能與擬模型相結給,通過實際數據驅動虛擬模型運行,實現虛實結給,方能加深學生理論知識的理解、激發學生的主觀能動性,提升實踐教學結果,培養適應新工科發展、兼具創新意識與實踐能力的複合型人才。
教學目標
本實驗通過對複雜信道環境下無線通信系統性能的分析和評估,以及基於信道特性和性能要求反向設計系統,以期達到夯實基礎知識、培養工程能力、拓展專業素質的目的。具體如下:
1.知識結構
(1)認識多種通信信號及其特性; .
(2 )系統理解無線通信系統體制結構及各組成部分的功能與作用;
(3)深刻理解信道及其特徵描述,充分認識信道模型、參數與實際信道之間的關係;
(4)理解信道特性的產生原因,掌握克服信道非理想特性的技術;
(5)掌握不同信道及其特性對無線通信系統性能的影響;
(6 )掌握無線通信系統性能測試與評價方法。
2.能力結構
( 1 )能夠熟練搭建無線通信系統;
(2)能夠構建所需的信道環境;
(3)能夠設計無線通信系統性能測試的實驗方案;
(4)能夠使用不同測試儀器測試通信系統中不同位置的性能參數;
(5)能夠分析信道特性與無線通信系統性能之間的關係;
(6)能夠根據信道約束和系統性能需求,反向設計構建無線通信系統。
3.素質要求
(1)結構化思維(構建)
(2)系統化思維(運用)
(3)科學實驗的方法
