通信技术是国民经济的主导产业之一, 是典型的高新技术产业。通信技术为行业带来高额的利润和广阔的市场, 国家一直对通信技术产业进行重点扶植。由于通信技术发展速度快, 新技术新产品层出不穷, 因此该行业每年需要吸收大量的专业技术人员, 其中高校毕业生是这些技术人员的主力, 但是由于通信行业新技术含量高, 多数学生无法达到企业预期的技术水平。如何提高通信工程专业 (包括电子信息工程、信息工程、计算机通信等相关专业) 学生的素质和能力, 提高毕业生适应该行业的能力是目前众多高校通信工程及其相关专业学生能力培养面临的主要问题。针对这个问题, 本文探讨了通信技术标准学习对通信工程专业学生培养的作用, 并介绍作者在实际教学中的具体体会。
1 通信技术标准的特点
通信技术标准是通信行业协会制订的技术规范, 是通信设备都必需遵守的标准, 这是实现不同设备制造商设备之间互联互通的基本条件, 是信息传输基本条件。为了抢占技术的制高点, 通信技术标准中通常包含某些公司的技术专利和特有的技术, 标准的制订也为这些企业带来巨大的经济利益。“三流企业做产品, 二流企业做市场, 一流企业定标准”已经成为通信行业规范。众多的企业在通信标准的研究中投入大量的人力物力, 就是为了将自己公司的专利技术写入标准, 这样当标准被采用时就可以获得巨大的专利效益。了解和掌握通信技术标准已经成为通信行业就业的必备条件之一。
正因为通信标准是各大公司技术研究结晶, 因此其包含的技术内涵和外延可能远远超出高校本科教学的内容。高校教材和参考书是根据本课程特点由浅入深地介绍课程知识, 学生们在教师的讲授和辅导下, 循序渐进地掌握本课程的知识。但是通信技术标准的内容和高校相关专业的教材、参考书有本质的差异, 学生学习通信技术标准存在以下三个主要困难:首先通信技术标准只是某些强制性的规定、专利和前沿的技术, 这些技术多数不可能在教材中出现, 技术实现的细节通常被省略, 标准的制订不是由浅入深、深循序渐进地进行, 这给学生直接学习标准带来极大的困难;其次通信技术的标准的通常内容繁多、篇幅过长, 如以太网技术标准IEEE802.3-2005的篇幅超过260 0页, 宽带无线接入IEEE802.16的标准达到1900页, 无线局域网IEEE802.11的标准也超过1200页, 超长的篇幅对于学生尤其是本科生而言是另一个困难;第三最新发布的技术标准, 包括相关的标准草案通常都是外文文献, 这对于没有坚实的专业外语的本科生而言学习起来是非常困难的。
但是通信公司和通信设备制造企业却没有因为这些学习困难降低对需求人才的技术门槛, 他们需要了解或掌握这些最新标准的技术人员和学生进入其公司从事相关的技术研究和工程服务。这种人才供需矛盾直接导致通信技术企业尤其是新兴企业缺乏技术人员, 而大量通信工程、电子信息工程、信息工程等相关专业的高校毕业生无法找到合适的工作, 面临巨大的就业困难。通信技术标准的学习和掌握已经成为横亘在通信技术企业人才需求和高校学生就业之间巨大鸿沟。提高通信工程专业学生对通信技术标准的学习是跨越这条鸿沟的必由之路。
2 如何在教学中加强对通信标准的学习
通信技术标准对通信工程专业学生的就业至关重要, 但是通信技术标准的学习对于学生而言存在技术新、内容多和全外文等困难。因此, 需要在日常的专业课程教学中增加对通信技术标准的讲解和学习, 同时指导学生利用课外时间对通信技术标准中涉及的关键技术和核心内容进行学习。学生通过这种日积月累、循序渐进的方式掌握通信标准的关键内容, 在此基础对整个标准进行全面的学习和分析。由于通信技术标准包含专利技术, 因此这种全面的学习需要在教师的指导下进行。通过这种在教师的指导下学习标准, 学生逐步掌握了通信技术标准的特点和学习方法, 从而达到对标准的学习和掌握。
为了在教学中增加对通信技术标准的讲解和学习, 要求教师首先要掌握该标准涉及的关键技术和设计思想, 然后将这些关键技术和设计思想讲授该学生。例如在“计算机网络”的教学中, 为了在无线局域网中增加IEEE802.11无线局域网标准的学习, 必须对无线局域网涉及的无线传输的特性、扩频调制、正交频分复用等通信技术进行补充, 而这些内容不包含在“通信原理”课程内容中。学生通过对这些内容的学习, 逐渐了解到为什么在无线局域网中不能使用冲突检测而采用冲突避免来实现多址接入, 为什么采用扩频调制或正交频分复用代替单载波调制作为无线局域网的调制方式。这些技术设计的思想和方法对于学生了解和掌握通信技术标准而言是非常重要的, 需要长期的培养和训练才能形成。
3 实际教学经验和体会
作者在河南科技大学承担信息工程专业本科生的“移动通信”和“宽带接入技术”两门专业课的教学任务。移动通信从GSM、CDMA向第三代移动通信系统过渡, 还涉及到1XEV-DO、HSPA等新技术, 宽带接入网也有非对称数字用户线 (Asymmetrical Digital Subscriber Loop, ADSL) 、甚高速数字用户线 (Very high speed digital subscriber line, VDSL) 、有线电视接入、光纤接入、无线局域网和宽带无线接入等多种方式, 目前已经成为电信网的重要组成部分。这两门专业课对于学生培养专业技能有重要意义, 下面介绍我们在教学中如何增加对相关通信技术标准的学习。
移动通信课程涉及的通信技术标准种类繁多, 因此标准的学习必需有选择地进行。针对移动通信的特点, 我们在教学中重点讲述了各种移动通信系统物理层中的设计方法和帧格式的结构, 然后指导学生对这涉及两部分相关标准进行学习。在物理层的设计中重点讲述移动通信特有的高斯最小频移键控 (Gaussian Minimum Frequency Keying, GMSK) 调制和扩频调制技术和相关的信道编码方法, 使学生了解这些调制编码系统的设计方法。在帧格式的学习中重点介绍GSM中各种帧的封装格式和相关内容, 同时和GPRS、EDGE等帧格式进行对比, 使学生了解帧格式每个数据域的内容和功能。在此基础上, 指导学生学习GPRS和EDGE技术标准, 并和GSM系统的调制、编码和帧格式进行对比学习。在课程学习的基础上指导学生学习WCDMA空中无线接口中编码调制部分和成帧部分的标准, 使得学生了解WCDMA中物理信道到逻辑信道的映射和操作方式, 这种信道映射和操作方式对于WCDMA系统研制和工程设计都有指导意义。
宽带接入技术中涉及到正交频分复用和多址接入这两个关键技术。在ADSL、VDSL、无线局域网和宽带无线接入中都采用正交频分复用作为调制技术, 而多址技术是实现有线电视接入、光纤接入、无线局域网和宽带无线接入中点到多点通信中的关键, 学习和掌握这两个关键技术对于学习宽带接入标准非常重要。在教学过程中, 我们首先补充正交频分复用调制的原理, 并和单载波调制进行对比, 使得学生了解正交频分复用相对于单载波调制更适用于频率选择性衰落信道, 然后对比学习ADSL、VDSL、无线局域网和宽带无线接入中正交频分复用系统设计的特点, 掌握正交频分复用的特点和设计方法。对于多址技术的学习, 我们以以太网的CSMA/CD为基础学习有线电视、光纤接入、无线局域网和宽带无线接入的多址方式, 有线电视和宽带无线接入的多址方式类似, 无线局域网的CSMA/CA是以太网多址方式CSMA/CD多址方式在无线环境下的改进, 而光纤接入采用时隙分配的方式实现多址, 使得学生掌握这几种多址方式的特点以及相应的适用环境。学生在掌握这两个关键技术和本课程学习的基础上对相对简单的ADSL、DOCSIS和IEEE802.11a标准进行学习, 达到了解系统设计思想和方法的目的, 同时相关标准的学习也提高课堂教学的效果, 使得课堂教学更加接近工程应用。
为了提高学生学习通信技术标准水平, 我们在毕业设计中指导学生分析通信技术标准, 并完成相关的分析报告。近几年完成的通信标准分析的课题有“DOCSIS物理层设计方法分析”, “EPON中多点控制协议分析”, “IEEE802.15.4物理层设计方法分析”, “IEEE802.11n物理层设计方法分析”等, 学生通过对这些通信标准的分析, 初步掌握了通信系统相关技术的设计原理和方法, 毕业后都进入了相关的企业从事产品研发和工程设计。
4 结语
通信技术标准是该行业必需的技术规范, 了解和掌握这些技术规范对于从事通信技术行业的工作人员来说是必需的。在通信工程专业学生的培养过程中, 加强通信技术标准的学习, 使学生掌握通信系统设计的思想和方法不但对于提高相关专业课程的学习有促进作用, 而且对于提高学生实践能力适应行业技术发展都有积极的作用, 通过我们的教学实践证明通信技术标准学习对提高通信工程专业学生的能力有积极的作用。
摘要：根据通信技术标准在通信行业中的作用, 分析了通信工程专业本科教学中通信标准学习的重要性。针对通信技术标准技术新、内容多和全外文的学习难点, 探讨了在本科教学中加强对相关技术标准学习教学改革方法, 并且针对实际的专业课程叙述了贯彻这种通信技术标准学习的方法。教学效果表明, 通信标准学习对于提高通信工程专业学生的能力具有积极的作用。
关键词：教学改革,通信技术标准,本科教学,人才培养
参考文献
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