通信原理虚拟实验教学系统

简介

通信原理虚拟实验教学系统是针对我校电子信息类专业本科《通信原理》实验课程,配套开发的虚拟实验,实验类型包括基础性、综合性和设计性3类,共计25个实验,同时老师也可以根据课程教学需要设计实验。学生根据课程进展,可在开放实验室有选择的开展实验,进行理论验证、系统分析等工作。系统能够模拟实验中用到的器材和设备,提供与真实实验相似的实验环境,提供网上实验教学过程管理功能,包括:典型实验库的维护、实验安排、提交实验报告、实验批改、成绩统计、实验答疑等功能模块。可满足课程实验教学环节的需要,尤其适用于远程教学。系统进入界面如下图。

图1 系统进入界面

实验项目

序号

实验项目名称

实验层次

学时

1

余弦信号的波形及频谱

基础性

1

2

矩形脉冲的功率谱密度

基础性

1

3

单极性不归零码

基础性

1

4

单极性归零码

基础性

1

5

双极性不归零码

基础性

1

6

双极性归零码

基础性

1

7

AMI码

基础性

1

8

CMI码

基础性

1

9

HDB3码

基础性

1

10

曼彻斯特码

综合性

1

11

差分码

综合性

1

12

调幅调制(AM)

基础性

1

13

双边调制(DSB-SC)

基础性

1

14

单边带调制(SSB)

基础性

1

15

调频(FM)

综合性

1

16

相位调制实验(PM)

综合性

1

17

二进制通断键控(OOK)

基础性

2

18

二进制移频键控(2FSK)--连续相位

基础性

2

19

二进制移频键控(2FSK)--不连续相位

基础性

2

20

二进制相频键控(BPSK)

基础性

2

21

二进制差分移相键控(DPSK)

综合性

2

22

四相移相键控(QPSK)

综合性

2

23

差分四相移相键控(DQPSK)

综合性

2

24

偏移四相移相键控(OQPSK)

综合性

2

25

十六进制正交幅度调制(16QAM)

设计性

2

 

系统仿真界面如下图所示。

图2 基带传输系统实验框图

功能

系统可以将用户分为学生、老师、教务管理员和系统管理员四种角色,不同角色拥有不同权限。对于学生,能够实现选课、选择实验、开展实验、接受实验指导、在线提交实验报告、保存和提交实验结果、查询实验成绩和批语等功能。对于老师,系统能够实现典型实验库维护、发布实验、安排实验、批改实验报告、系统指导、统计并发布学生的实验成绩和批语功能。对于教务管理员,系统能够实现课程计划、开课计划、选课日期设置、开课审核、开课查询等功能。同时系统还能够提供了40种通信原理器件模型,便于老师和学生进行开发,这些期间主要包括信号源类、线路码型类、滤波器类、模拟调制和解调器类、信号变换器件类、信号分析器件类和通用器件等多种,除此之外,还可根据教学需要灵活再添加器件。

效果

《通信原理》课程具有基本概念多、理论性强、与工程紧密相关的特点,将虚拟仿真实验引入到课程教学活动中,能够将抽象的理论问题具体化,定性描述定量化,进而较大地提高了学生学习兴趣,加深了概念理解,激发了探索动力,同时还增强了老师与学生的沟通手段,提升了教学效率和效果。利用此平台,学生完成通信类相关论文的撰写多篇,获得国内外学科竞赛奖多项,知识掌握水平明显提升。