基于大型儀器的移動(dòng)通信論文
時(shí)間:2022-11-10 10:49:44
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1大型儀器現(xiàn)狀分析
中國(guó)高等教育自“科教興國(guó)”戰(zhàn)略實(shí)施以來,經(jīng)費(fèi)總投入有了很大增長(zhǎng)。隨著“國(guó)家十二五教育發(fā)展規(guī)劃綱要”的公布實(shí)施,高等教育經(jīng)費(fèi)的投入還將持續(xù)增長(zhǎng)。其中,很大一部分經(jīng)費(fèi)將用于購買先進(jìn)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(fèi)的不斷投入,如何充分利用實(shí)驗(yàn)室資源,提高儀器設(shè)備利用率,也已成為一個(gè)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(jìn)行功能開發(fā)和技術(shù)改造[8],加強(qiáng)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(xiàn),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(tái)(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(jī),采購了一系列美國(guó)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(hào)分析軟件89600、模擬信號(hào)發(fā)生器E8257D、寬帶示波器86100C、矢量信號(hào)發(fā)生器N5182A、E4438C、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀E5071C等,其價(jià)值達(dá)800萬元,實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備達(dá)到國(guó)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(shí)驗(yàn)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(duì)教學(xué)開放。這一方面固然是因?yàn)檫@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?yàn)槲覀儧]有針對(duì)教學(xué)開發(fā)出合適的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。將這些大型儀器用于教學(xué)實(shí)驗(yàn),既能達(dá)到儀器的充分利用,又能促進(jìn)教學(xué)的發(fā)展,一舉兩得。
2移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)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(shí)的營(yíng)養(yǎng),了解學(xué)科最新的發(fā)展動(dòng)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(tái),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(jìn)學(xué)生成才。這對(duì)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(dòng)通信市場(chǎng)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(dòng)通信教學(xué)內(nèi)容必須與時(shí)俱進(jìn),以能力培養(yǎng)為核心,將移動(dòng)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(dòng)通信課程教學(xué)普遍存在如下問題:(1)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容偏重某種具體技術(shù)或算法的演示或驗(yàn)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(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。(2)各個(gè)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、功能與模塊相互獨(dú)立,缺乏靈活性,較少涉及移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)架構(gòu),缺乏系統(tǒng)級(jí)實(shí)驗(yàn)。(3)實(shí)驗(yàn)設(shè)備基礎(chǔ)、低端、陳舊,學(xué)生無法針對(duì)移動(dòng)通信新技術(shù)新概念開展實(shí)驗(yàn)。
3將大型儀器引入移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)教學(xué)
將安捷倫高性能儀器引入到移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)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(qiáng)本科實(shí)驗(yàn)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(qiáng)學(xué)生專業(yè)素質(zhì),調(diào)動(dòng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。還有助于將科學(xué)研究與實(shí)驗(yàn)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(dòng)通信實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,供高年級(jí)本科生選修。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以綜合性、設(shè)計(jì)性為主,改變我院通信專業(yè)學(xué)生專業(yè)實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容陳舊的問題與現(xiàn)狀,使我院通信專業(yè)實(shí)驗(yàn)緊跟學(xué)術(shù)前沿,全面提升學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括:①移動(dòng)通信信號(hào)頻譜測(cè)量與EVM分析;②放大器噪聲系數(shù)測(cè)量;③白噪聲信道特性測(cè)試;④無線通信器件S參數(shù)測(cè)量;⑤GSM信號(hào)生成與分析;⑥CDMA2000信號(hào)生成與分析;⑦WCDMA信號(hào)生成與分析;⑧TD-SCDMA信號(hào)生成與分析;⑨移動(dòng)通信信號(hào)抗干擾性能測(cè)試。(2)開放實(shí)驗(yàn)室,開發(fā)一定數(shù)量的創(chuàng)新型開放綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,供優(yōu)秀學(xué)生申請(qǐng),以項(xiàng)目為引導(dǎo),以實(shí)驗(yàn)室為依托,對(duì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐能力訓(xùn)練。還可將實(shí)驗(yàn)室向本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開放,讓學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)室的高性能儀器完成本科畢業(yè)設(shè)計(jì),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(shí)和良好的科學(xué)素養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括:①GSM無線收發(fā)信機(jī)設(shè)計(jì);②CDMA2000無線收發(fā)信機(jī)設(shè)計(jì);③WCDMA無線收發(fā)信機(jī)設(shè)計(jì);④TD-SCDMA無線收發(fā)信機(jī)設(shè)計(jì);⑤TD-LTE無線收發(fā)信機(jī)設(shè)計(jì);⑥WiMAX無線收發(fā)信機(jī)設(shè)計(jì)。(3)將科研與實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)結(jié)合、相互促進(jìn)。在科學(xué)研究過程中提煉實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目,以實(shí)驗(yàn)教學(xué)促進(jìn)本專業(yè)學(xué)生的科研能力。以研究生帶動(dòng)本科生,本科生協(xié)助研究生,共同進(jìn)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(tuán)隊(duì),鼓勵(lì)學(xué)生申請(qǐng)創(chuàng)新科研項(xiàng)目。根據(jù)團(tuán)隊(duì)中各成員的知識(shí)背景和特長(zhǎng)分配不同的任務(wù),充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)成員的優(yōu)勢(shì),完成自主立項(xiàng)的科研任務(wù)。
大型儀器用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)涉及到方方面面的問題,尤其是管理、維護(hù)、與安全。大型儀器價(jià)格昂貴,學(xué)生若操作失當(dāng)將造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。在將大型儀器應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)之前,必須先制定一套切實(shí)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(yùn)行[15]。(1)大型儀器承擔(dān)著繁重的科研任務(wù),為避免對(duì)科研產(chǎn)生影響,安排了相對(duì)固定的時(shí)間段開展實(shí)驗(yàn)教學(xué),科研人員可提前安排好實(shí)驗(yàn)計(jì)劃,避免沖突。開放時(shí)間視實(shí)驗(yàn)內(nèi)容而定,短則一節(jié)課,長(zhǎng)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(dú)立操作大型儀器。每學(xué)期開學(xué)時(shí)集中進(jìn)行儀器操作培訓(xùn),參加者包括所有將要進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的本科生和研究生,培訓(xùn)結(jié)束后進(jìn)行考核??己撕细癫拍塥?dú)立操作大型儀器。(3)建立專職教師的值班制度,保證實(shí)驗(yàn)室開放時(shí)至少有一名教師,隨時(shí)為本科生和低年級(jí)研究生提供實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)并監(jiān)督,保證大型儀器的安全運(yùn)行。(4)所有大型儀器聯(lián)網(wǎng),所有實(shí)驗(yàn)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(duì)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(shí)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(qiáng)了團(tuán)隊(duì)意識(shí),也進(jìn)一步提高了大型儀器的使用率。實(shí)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(shí)加大了大型儀器管理和維護(hù)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(gè)環(huán)節(jié),確保大型儀器的正常運(yùn)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)