通信原理仿真型開放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案.doc

通信原理仿真型開放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案 二零一二年九月方案簡介通信原理仿真型開放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案是針對(duì)中國高校通信原理專業(yè)課程而設(shè)置的開放性基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室解決方案，方案并沒有單一的配置通信原理實(shí)驗(yàn)專業(yè)基礎(chǔ)設(shè)備，而是在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上融合更具開放性的仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。本方案從仿真型開放實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目開發(fā)背景、功能特點(diǎn)、詳細(xì)配置清單以及重點(diǎn)產(chǎn)品性能特點(diǎn)等幾個(gè)方面，向您詳細(xì)闡述了本方案建設(shè)的目的。方案還結(jié)合了目前教學(xué)及實(shí)驗(yàn)室建設(shè)現(xiàn)狀，從通信原理基礎(chǔ)教學(xué)的創(chuàng)新、開放、效果等多方面對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了變革，是對(duì)通信原理基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)的一次重大突破！基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)箱、仿真型開放實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)，兩者既能單獨(dú)實(shí)現(xiàn)教學(xué)功能，也能相互融合，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)！目 錄1.通信原理仿真型開放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)依據(jù)41.1通信工程類專業(yè)人才培養(yǎng)方向41.2工程應(yīng)用型人才的培養(yǎng)現(xiàn)狀41.3通信工程專業(yè)工程綜合應(yīng)用型人才的培養(yǎng)的思路51.4如何培養(yǎng)出合格及優(yōu)秀的通信工程綜合型應(yīng)用人才51.5基礎(chǔ)理論教學(xué)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀61.6建設(shè)思路71.7虛擬仿真教學(xué)的優(yōu)勢(shì)72.產(chǎn)品整體配置清單（20個(gè)實(shí)驗(yàn)位）83.e-Labsim仿真型開放實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)93.1專案背景93.2產(chǎn)品主要功能及特點(diǎn)113.3產(chǎn)品的構(gòu)成133.4應(yīng)用案例133.5產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)分析144.通信原理實(shí)驗(yàn)箱（型號(hào)：LTE-TX-02E）144.1性能特點(diǎn)144.2系統(tǒng)構(gòu)成154.3實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及對(duì)應(yīng)模塊164.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容191.通信原理仿真型開放實(shí)驗(yàn)室建設(shè)依據(jù)1.1通信工程類專業(yè)人才培養(yǎng)方向從目前高校的人才培養(yǎng)情況來看，通信工程類專業(yè)的人才培養(yǎng)方向大概可以分為兩類：其一為研究型人才培養(yǎng)方向，或者說是培養(yǎng)研發(fā)、技術(shù)類人才；其二是工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)方向。前者一般為重點(diǎn)高?；蚱放茖I(yè)所選擇的一種方向和定位，后者則為大多數(shù)本科院校和所有高職高專類學(xué)校的選擇。事實(shí)上，這也是一種比較合理的分布情況，因?yàn)閺木蜆I(yè)及人才需求情況來看，工程應(yīng)用類崗位需求要比研發(fā)型崗位多得多。1.2工程應(yīng)用型人才的培養(yǎng)現(xiàn)狀如上圖所示，工程應(yīng)用型人才的培養(yǎng)又分為不同的模式。我們可以先來看看高職高專類院校相關(guān)專業(yè)的辦學(xué)思路，實(shí)際的情況是這樣的，這類院校對(duì)人才的培養(yǎng)也是定位在工程應(yīng)用型方向，但受限于學(xué)生的層次、理論課時(shí)有限以及理論講解不深等因素的約束，他們往往會(huì)輕理論而重實(shí)踐，準(zhǔn)確來講是重實(shí)訓(xùn)。這類學(xué)校在實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)方面往往會(huì)花費(fèi)巨資來購置實(shí)際的通信設(shè)備，如傳輸、交換、接入、數(shù)據(jù)、3G等，通過這些設(shè)備來培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力。這種方式有一定的優(yōu)點(diǎn)，可以讓學(xué)生做到“所學(xué)及所用”，讓他們?cè)诠ぷ髦心鼙M快上手，此外這樣的實(shí)訓(xùn)室看起來很氣派。但這樣的實(shí)際通信設(shè)備主要是設(shè)計(jì)給運(yùn)營商來用的，在工作原理方面基本上談不上什么開放性，甚至因?yàn)樵O(shè)備價(jià)格昂貴，學(xué)校基本上不會(huì)讓學(xué)生自己動(dòng)手進(jìn)行硬件的搭接，所以用這樣的設(shè)備來實(shí)訓(xùn)慢慢地被很多高校稱之為“設(shè)備操作工”的培養(yǎng)模式。從本科院校工程應(yīng)用型人才目前的培養(yǎng)情況來看，現(xiàn)在很多學(xué)校對(duì)應(yīng)用型的定位都很模糊，導(dǎo)致一些學(xué)校采用與職業(yè)類院校相同的培養(yǎng)方式：重實(shí)訓(xùn)、輕理論，且在實(shí)訓(xùn)前和實(shí)訓(xùn)中都沒有相應(yīng)的工作原理支撐，導(dǎo)致本科院校培養(yǎng)出來的人才“高不成，低不就”，在就業(yè)市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力甚至還遠(yuǎn)不及高職類院校培養(yǎng)出來的“高級(jí)藍(lán)領(lǐng)工人”。1.3通信工程專業(yè)工程綜合應(yīng)用型人才的培養(yǎng)的思路其實(shí)，通信工程專業(yè)所培養(yǎng)出的應(yīng)用型人才不僅僅要會(huì)操作設(shè)備，更重要的是會(huì)應(yīng)用設(shè)備。這類人才在現(xiàn)在有一個(gè)流行的名稱，即現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師，英文縮寫為FAE（Field Application Engineer）。通俗一點(diǎn)講，我們以一個(gè)演播大廳的音響設(shè)備為例，我們的學(xué)生除了會(huì)使用這些設(shè)備之外，更側(cè)重于音響及音控設(shè)備的應(yīng)用，我們可以搭建起整個(gè)演播大廳的音控系統(tǒng)，并讓整個(gè)系統(tǒng)能正常有效地運(yùn)行。另外，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)，我們還應(yīng)該能定位并排除相應(yīng)的故障。1.4如何培養(yǎng)出合格及優(yōu)秀的通信工程綜合型應(yīng)用人才首先，一個(gè)合格的通信工程綜合應(yīng)用型人才在應(yīng)用設(shè)備時(shí)，他肯定是懂得設(shè)備的工作原理的，否則他就無法做到對(duì)設(shè)備的靈活應(yīng)用，更別談在設(shè)備出現(xiàn)異常狀況時(shí)，作出有效的應(yīng)對(duì)和解決。也就是說，一個(gè)合格的通信工程專業(yè)工程綜合應(yīng)用型人才必須具備一定的理論功底，他可以不去管一個(gè)設(shè)備電路是如何設(shè)計(jì)的，軟件是如何實(shí)現(xiàn)的，但他必須非常了解設(shè)備的工作原理，或者說，他必須清楚與設(shè)備正常工作相關(guān)的原理框架以及一些關(guān)鍵參數(shù)的物理含義和測(cè)試方法。談到這里，我們可以很清楚地了解到，為了讓我們所培養(yǎng)的工程應(yīng)用型人才有別于普通職業(yè)類院校出來的“設(shè)備操作工”，我們必須在專業(yè)教學(xué)方面加入一定量的理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐內(nèi)容。讓學(xué)生在實(shí)踐中做到不僅知其然，更要知其所以然。1.5基礎(chǔ)理論教學(xué)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀從前面的闡述我們可以看出，學(xué)生必須要具備一定程度的理論功底，能了解設(shè)備的工作原理。但實(shí)際的狀況卻是，我們現(xiàn)在很多院校專業(yè)的學(xué)習(xí)情況不是很理想，學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握程度往往不足以支撐他們對(duì)一些通信設(shè)備的工作原理進(jìn)行透徹地理解。我們這里大概列舉幾個(gè)方面的情況：1） 在專業(yè)知識(shí)和理論學(xué)習(xí)方面專業(yè)知識(shí)和課程的講解過于理論化，沒法和實(shí)際結(jié)合起來，顯得單調(diào)、枯燥，學(xué)生因無法理解而影響學(xué)習(xí)興趣。最終導(dǎo)致理論學(xué)習(xí)不扎實(shí)、不深入、不透徹。2）在實(shí)踐學(xué)習(xí)方面，主要有以下一些有待改善的地方a) 有限的實(shí)驗(yàn)課時(shí)，無法讓學(xué)生充分地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；b) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源以及實(shí)驗(yàn)室難以做到真正開放；c) 現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備的可靠性、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的穩(wěn)定性等方面嚴(yán)重影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)；d) 配套測(cè)試設(shè)備不完善、不穩(wěn)定，常常影響實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行；e) 花巨資購買的實(shí)訓(xùn)設(shè)備不具備開放行，不能讓學(xué)生了解工作原理并自行動(dòng)手搭建系統(tǒng)；f) 昂貴的實(shí)訓(xùn)設(shè)備因?yàn)榕_(tái)套數(shù)有限，影響了學(xué)生的全面參與；g) 評(píng)價(jià)和考核學(xué)生實(shí)踐效果的手段很單一，基本上只有實(shí)驗(yàn)報(bào)告。那么，通過什么樣的手段來加強(qiáng)學(xué)生專業(yè)知識(shí)和理論的學(xué)習(xí)效果及其實(shí)踐動(dòng)手能力呢？加強(qiáng)專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)及實(shí)踐對(duì)本科類院校的應(yīng)用型人才來講是相當(dāng)重要的，那么我們應(yīng)該從哪幾個(gè)方面來加強(qiáng)呢？這個(gè)題目談起來比較大，我們這里簡單地列舉幾個(gè)方面：a) 將實(shí)踐學(xué)習(xí)引入理論課堂，做到理論實(shí)踐一體化教學(xué)；b) 將實(shí)驗(yàn)室開放給學(xué)生，讓學(xué)生可以隨時(shí)隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)、實(shí)踐、系統(tǒng)搭建、開發(fā)及創(chuàng)新；c) 讓學(xué)生建立專業(yè)體系概念，了解每一門課程之間的有機(jī)聯(lián)系及其在通信系統(tǒng)中的地位。1.6建設(shè)思路基于教學(xué)現(xiàn)狀的探索，我們考慮搭建的綜合實(shí)訓(xùn)室應(yīng)該具備以下功能：a) 能讓學(xué)生了解各專業(yè)課程的框架，加深對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解；b) 能讓學(xué)生系統(tǒng)掌握課程之間的聯(lián)系及其在通信系統(tǒng)中的地位；c) 能讓學(xué)生掌握通信設(shè)備和通信系統(tǒng)的架構(gòu)和工作原理；d) 可以利用基本知識(shí)如編碼、調(diào)制等模塊來搭建出簡單的通信系統(tǒng)；e) 理解基本實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、波形，并能熟練地使用測(cè)試儀器進(jìn)行測(cè)試；f) 保證實(shí)驗(yàn)的開放性。讓學(xué)生在有需要有興趣的時(shí)候可以實(shí)時(shí)展開實(shí)驗(yàn)；g) 能讓理論課程和實(shí)際有效的結(jié)合，讓學(xué)生在課堂既可深度掌握理論知識(shí)。有鑒于此，并兼顧建設(shè)成本以及實(shí)驗(yàn)室的利用效率等因素，我們采用了現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中的一些主流思路，即硬設(shè)備加虛擬仿真的思路，硬件主要采用開放性比較好的實(shí)驗(yàn)箱或?qū)嶒?yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)，但如果單純用實(shí)驗(yàn)箱或?qū)嶒?yàn)臺(tái)，則實(shí)驗(yàn)室的開放、實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的利用效率等方面都會(huì)產(chǎn)生一些問題，虛擬仿真則正好可以應(yīng)對(duì)這些問題。1.7虛擬仿真教學(xué)的優(yōu)勢(shì)a) 通過多媒體配合仿真教學(xué)，在課堂及時(shí)演示課程中的實(shí)驗(yàn)，能真正做到理論跟實(shí)踐有效結(jié)合，讓學(xué)生及時(shí)明確的了解課程中的底層原理；b) 將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)放到網(wǎng)上，讓學(xué)生隨時(shí)隨地通過登錄網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課堂，搭建自己實(shí)驗(yàn)，也就是讓每個(gè)學(xué)生都擁有自己獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)室，從而達(dá)到實(shí)驗(yàn)室開放目的；c) 讓學(xué)生在課外利用仿真系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)，及時(shí)預(yù)習(xí)和鞏固，提升實(shí)驗(yàn)的效率，并規(guī)避硬件實(shí)驗(yàn)過程中的低級(jí)錯(cuò)誤，從而降低硬件損耗；d) 能通過學(xué)生跟學(xué)生的互動(dòng)實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)K的開發(fā)功能，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和做實(shí)驗(yàn)的興趣；e) 通過仿真系統(tǒng)的老師管理端，可以實(shí)時(shí)掌握學(xué)生實(shí)驗(yàn)的結(jié)果和學(xué)科實(shí)驗(yàn)的進(jìn)度。2.產(chǎn)品整體配置清單（20個(gè)實(shí)驗(yàn)位）品目號(hào)設(shè)備名稱設(shè)備規(guī)格數(shù)量單價(jià)(元)金額(元)備注1e-Labsim仿真型開放實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)V1.0詳細(xì)介紹見本方案第3節(jié)1.1 硬件配置標(biāo)準(zhǔn)配置 1.1.1 機(jī)柜1可以使用學(xué)校已有設(shè)備，也可以由學(xué)校自行配置。 1.1.2 服務(wù)器11.1.3 網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)11.1.4 PC機(jī)201.2 軟件配置標(biāo)準(zhǔn)配置1.2.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)1 1.2.2 服務(wù)端應(yīng)用軟件1 1.2.3中央數(shù)據(jù)庫1 1.2.4 客戶端軟件1 1.2.4.1 虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 1.2.4.2 虛擬儀器平臺(tái) 1.2.4.3 創(chuàng)新實(shí)踐子系統(tǒng) 1.2.4.3.1 link for Matlab 1.2.4.3.2 二次開發(fā)模塊 1.2.4.4 網(wǎng)絡(luò)通信子系統(tǒng)通信原理仿真型開放實(shí)驗(yàn)室客戶端軟件20用戶2通信原理實(shí)驗(yàn)箱LTE-TX-02E20標(biāo)準(zhǔn)配置相關(guān)技術(shù)參數(shù)及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等見本方案第4節(jié)350M數(shù)字儲(chǔ)存示波器20標(biāo)準(zhǔn)配置4投影儀及電動(dòng)幕布系統(tǒng)1建議配置5藍(lán)牙無線教學(xué)擴(kuò)聲系統(tǒng)1建議配置6多媒體控制臺(tái)1建議配置合計(jì)人民幣備注：1：該方案實(shí)驗(yàn)室為一個(gè)教室，教室大小約為6*11M；2：實(shí)驗(yàn)室名稱為：通信原理仿真型開放實(shí)驗(yàn)室。3.e-Labsim仿真型開放實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)3.1專案背景自從上一輪的教學(xué)水平評(píng)估以來，很多學(xué)校都投入了大量的資金用于實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，幾年下來，應(yīng)該說與課程直接相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室基本上都建起來了，可是在實(shí)驗(yàn)室的使用和實(shí)踐教學(xué)方面，很多學(xué)校都遇到了一些問題，產(chǎn)生了一些困惑，實(shí)驗(yàn)效果也是不盡人意，具體表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：1） 學(xué)校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源難以做到充分有效地利用，一直在提的“開放實(shí)驗(yàn)室”無法做到真正的開放；2） 實(shí)驗(yàn)課時(shí)有限，且學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課之前無法對(duì)理論及實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行較好地預(yù)習(xí)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)不充分、低級(jí)問題不斷，結(jié)果讓實(shí)驗(yàn)老師的指導(dǎo)負(fù)擔(dān)加重，實(shí)驗(yàn)設(shè)備易損壞，且實(shí)驗(yàn)效果大打折扣；3） 現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備只能提供極為有限的二次開發(fā)空間，且對(duì)二次開發(fā)沒有提供很好的支撐，導(dǎo)致現(xiàn)有設(shè)備離創(chuàng)新人才的培養(yǎng)環(huán)境要求差距十分巨大；4） 現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備因可靠性、配套數(shù)據(jù)不完善或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象不穩(wěn)定等問題，在很大程度上影響了實(shí)踐教學(xué)；5） 對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)效果的評(píng)價(jià)和考核手段很單一，往往只以實(shí)驗(yàn)報(bào)告來進(jìn)行考核；6） 因?qū)嶒?yàn)配套的測(cè)試設(shè)備不完備，往往只靠示波器來觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，導(dǎo)致學(xué)生的觀察手段和觀察角度單一，從而影響到學(xué)生對(duì)相關(guān)理論的理解和驗(yàn)證。盡管大部分高校目前階段的實(shí)踐教學(xué)效果不是很理想，可另一方面，國家對(duì)人才的培養(yǎng)又提出了新的要求，即培養(yǎng)“創(chuàng)新型人才”的指導(dǎo)性要求，從目前來看，學(xué)生現(xiàn)有的專業(yè)水平與國家的“創(chuàng)新型人才培養(yǎng)戰(zhàn)略”之間還存在著較大的落差，大部分學(xué)校也還沒有形成成熟的創(chuàng)新人才培養(yǎng)的思維和模式。針對(duì)當(dāng)前高校通信類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)所存在的現(xiàn)狀，武漢凌特電子技術(shù)有限公司投入近三百萬元，聯(lián)合國內(nèi)在仿真及通信技術(shù)方面有較深入研究幾家科研院所，經(jīng)過兩年多時(shí)間的潛心研發(fā)，推出了一款e-Labsim仿真型開放實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品，該產(chǎn)品主要采用了大型仿真軟件所獨(dú)有的算法及時(shí)序仿真相結(jié)合的技術(shù)，并應(yīng)用當(dāng)今比較流行的CSDA的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及軟件框架，通過部署在用戶的服務(wù)器上，可以很好的實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)資源的開放，給學(xué)生搭建起一個(gè)隨時(shí)隨地可以學(xué)習(xí)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)的環(huán)境，另外，為了能加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)踐的管理和指導(dǎo)，e-Labsim還配套了一套較為完善的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)，不僅能進(jìn)行常規(guī)的實(shí)驗(yàn)老師和學(xué)生的管理，更支持學(xué)生將實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)報(bào)告上傳給老師進(jìn)行評(píng)閱，便于老師加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的考核。e-Labsim的出現(xiàn)從根本上改善了實(shí)踐教學(xué)領(lǐng)域中資源利用不充分、實(shí)驗(yàn)效果不滿意以及創(chuàng)新環(huán)境不完善等狀況，該產(chǎn)品將會(huì)在很大程度上提升相關(guān)學(xué)校的實(shí)踐教學(xué)水平。應(yīng)該說，e-Labsim的出現(xiàn)也填補(bǔ)了國內(nèi)在教學(xué)領(lǐng)域仿真軟件方面的空白，長期以來，國內(nèi)在電子設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)方面都依靠國外的仿真軟件，如美國NI公司的Multisim，而這類軟件除了價(jià)格昂貴之外，它基本上只能應(yīng)付從器件到電路或模塊的仿真，從功能模塊到系統(tǒng)的仿真則無法應(yīng)對(duì)，e-Labsim則很好地填補(bǔ)了這方面的空白。通信技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)仿真型開放實(shí)驗(yàn)室 通過網(wǎng)絡(luò)、多媒體器材課堂演示實(shí)驗(yàn) 通過網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)終端隨時(shí)隨地開放實(shí)驗(yàn)室通過無限制的課前 預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)改善實(shí)驗(yàn)室開放不足、硬件場(chǎng)地不足學(xué)生有需要或者興趣隨時(shí)可以搭建自己實(shí)驗(yàn)課前預(yù)習(xí)提升實(shí)踐操作效果并降低硬件損耗理論課程跟實(shí)踐教學(xué)有效結(jié)合學(xué)生通過及時(shí)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證課堂理論通過動(dòng)態(tài)高仿真的虛擬儀器設(shè)計(jì)課后復(fù)習(xí)提升學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和鞏固學(xué)生可以通過一個(gè)平臺(tái)學(xué)習(xí)多重測(cè)試設(shè)備應(yīng)用學(xué)生通過多種設(shè)備組合以不同角度看信號(hào)變化實(shí)驗(yàn)結(jié)果管理、互動(dòng)實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新模塊設(shè)計(jì)學(xué)生通過系統(tǒng)提交實(shí)驗(yàn)結(jié)果老師評(píng)分二次開發(fā)、互動(dòng)實(shí)驗(yàn)增加學(xué)生動(dòng)手興趣能力產(chǎn)品特點(diǎn)一產(chǎn)品特點(diǎn)二產(chǎn)品特點(diǎn)三產(chǎn)品特點(diǎn)四產(chǎn)品特點(diǎn)五教學(xué)實(shí)驗(yàn)改善3.2產(chǎn)品主要功能及特點(diǎn)1. 獨(dú)有的“仿真引擎”技術(shù)，讓e-Labsim能完整模擬硬件外觀及行為，讓學(xué)生從仿真環(huán)境到實(shí)際的硬件環(huán)境能實(shí)現(xiàn)“無縫”切換；2. 配套完善的測(cè)試設(shè)備，比實(shí)際的實(shí)驗(yàn)室的配置更勝一籌，學(xué)生能利用各種不同的設(shè)備對(duì)信號(hào)進(jìn)行全方位的觀測(cè)；3. 配套測(cè)試設(shè)備也能完整模擬實(shí)際設(shè)備的行為和操作習(xí)慣，老師完全可以在該環(huán)境下訓(xùn)練學(xué)生對(duì)實(shí)際設(shè)備的操作能力；4. 支持學(xué)生自主搭建實(shí)驗(yàn)我們可以讓學(xué)生按照自己的思路來進(jìn)行電路及系統(tǒng)的搭建，以方便學(xué)生對(duì)自己要設(shè)計(jì)的功能和系統(tǒng)進(jìn)行原型驗(yàn)證；5. 內(nèi)置完整的二次開發(fā)及創(chuàng)新設(shè)計(jì)模塊，學(xué)生可以方便地進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，學(xué)生設(shè)計(jì)的功能 可以替代我們的模塊而融入到我們的系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中去；6. e-Labsim進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化改造，并采用流行的CSDA架構(gòu)，讓學(xué)生可以隨時(shí)隨地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)及創(chuàng)新設(shè)計(jì)；7. 支持多個(gè)學(xué)生終端之間互聯(lián)進(jìn)行系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)和觀察，既可以增加學(xué)生的興趣，方便老師通過遠(yuǎn)程的方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行一對(duì)一的考核和指導(dǎo)；8. 采用大型數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，從根本上保證數(shù)據(jù)庫的操作安全；9. 實(shí)現(xiàn)服務(wù)器端軟件的“用戶無感知重啟”，讓服務(wù)器永不癱瘓；10. 方便學(xué)生的互動(dòng)，e-Labsim配套一個(gè)簡單實(shí)用的實(shí)時(shí)通訊工具；11. 特別內(nèi)置與Matlab的接口模塊“Link for Matlab”，創(chuàng)新實(shí)踐有一個(gè)很好的依托。12. 方便用戶之間的交流和討論，還專門為e-Labsim配套了一個(gè)BBS，用戶可以在BBS上與我們的技術(shù)支持或用戶之間進(jìn)行討論，不管在操作還是在理論方面有何疑問都可以方便地尋求幫助；13. 配套了一套完善的教學(xué)管理系統(tǒng)，方便對(duì)學(xué)生的實(shí)踐進(jìn)行管理和指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)效果圖仿真平臺(tái)效果圖 3.3產(chǎn)品的構(gòu)成e-Labsim仿真型開放實(shí)驗(yàn)室是一種仿真的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和平臺(tái)，但其又不同于普通的“仿真實(shí)驗(yàn)室”的概念，為了能做到實(shí)驗(yàn)室的開放以及讓學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐，在產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)方面，我們主要采取了幾個(gè)方面的思路和方案：1） 建立真實(shí)完整的實(shí)驗(yàn)對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境下感受到的是真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境；2） 將實(shí)驗(yàn)對(duì)象按知識(shí)體系切割為一個(gè)個(gè)獨(dú)立的模塊，學(xué)生可以按照自己的意愿將各模塊以不同的方式進(jìn)行組合以搭建出不同的功能實(shí)體或系統(tǒng)；3） 每一個(gè)模塊的相關(guān)參數(shù)是可以按照學(xué)生的意愿來進(jìn)行自由調(diào)節(jié)的；準(zhǔn)確地說，這一平臺(tái)主要由八大部分構(gòu)成，具體如下：1） 模塊級(jí)仿真子系統(tǒng)；2） 創(chuàng)新實(shí)踐子系統(tǒng)； 3） 網(wǎng)絡(luò)通信子系統(tǒng)4） 教學(xué)管理子系統(tǒng)；5） 實(shí)驗(yàn)子系統(tǒng)； 6） BBS子系統(tǒng)；7） 虛擬儀器子系統(tǒng)； 8） Matlab接口調(diào)用子系統(tǒng)。3.4應(yīng)用案例1. 學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)習(xí)，并提交預(yù)習(xí)報(bào)告告； 2. 老師對(duì)學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)資料及報(bào)告進(jìn)行批閱并評(píng)分；3. 學(xué)生通過Matlab進(jìn)行二次開發(fā)及創(chuàng)新設(shè)計(jì)；4. 學(xué)生學(xué)習(xí)測(cè)試儀器的使用；5. 學(xué)生自主進(jìn)行系統(tǒng)的搭建及驗(yàn)證測(cè)試，原型驗(yàn)證；6. 兩個(gè)學(xué)生之間進(jìn)行系統(tǒng)互聯(lián)；7. 學(xué)校已經(jīng)購買了其它公司的硬件，再結(jié)合e-Labsim來進(jìn)行教學(xué)；8. 網(wǎng)管對(duì)用戶進(jìn)行管理。3.5產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)分析從我們與一些學(xué)校的交流情況來看，很多老師和專業(yè)領(lǐng)導(dǎo)都不約而同地表示，其實(shí)早在幾年前他們就想到過這樣的方案和思路，只是覺得技術(shù)難度太大而沒有往這方面做過多的考慮。甚至有些老師嘗試過用Labview和flash的思路來解決類似問題，最終因?yàn)闊o法實(shí)現(xiàn)仿真核心技術(shù)，要么效果差強(qiáng)人意，要么根本不能實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能。綜上所述，目前國內(nèi)市場(chǎng)上，與e-Labsim正面競(jìng)爭(zhēng)的產(chǎn)品基本上沒有，而側(cè)面競(jìng)爭(zhēng)的主要是一些用flash做的所謂的虛擬實(shí)驗(yàn)室方案，而這些基本上都成不了氣候。另外，美國NI公司的Multisim現(xiàn)在是在高校中用得越來越多的一款仿真軟件，其主要完成的是從器件到電路及模塊的仿真，屬于器件級(jí)仿真軟件；e-Labsim則主要這對(duì)從模塊到系統(tǒng)的仿真，屬于模塊級(jí)仿真軟件，應(yīng)該說這兩款產(chǎn)品更多的是互補(bǔ)的關(guān)系，學(xué)校完全可以通過這兩款軟件的組合應(yīng)用，完成整個(gè)電子及通信類專業(yè)的仿真教學(xué)，如果再結(jié)合Matlab，則更完美。4.通信原理實(shí)驗(yàn)箱（型號(hào)：LTE-TX-02E）4.1性能特點(diǎn)1) 該通信原理綜合實(shí)驗(yàn)箱采用可拆卸式模塊化設(shè)計(jì)，可擴(kuò)展性強(qiáng)，便于實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)升級(jí)配置模塊。各模塊采用獨(dú)立電源開關(guān)，每個(gè)模塊需加蓋玻璃板。2) 將位同步、幀同步、載波同步電路單獨(dú)集中在一塊模塊上，并且位同步電路有濾波法和鎖相環(huán)法兩種實(shí)現(xiàn)方式。在基帶編譯碼實(shí)驗(yàn)中，了解濾波法和鎖相環(huán)法兩種位同步提取方式的不同，相比其他產(chǎn)品，增加了學(xué)生的視野，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)同步這個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)的了解。3) ASK、FSK、PSK、DPSK、QPSK、OQPSK等采用硬件電路搭建，而非采用DSP及軟件完成，更利于學(xué)生對(duì)基本頻帶調(diào)制方式的硬件架構(gòu)的了解，不需要通過讀軟件了解原理。4) 涵蓋通信系統(tǒng)中的信源編碼技術(shù)，基帶傳輸技術(shù)，頻帶傳輸技術(shù)，數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)，鎖相技術(shù)，糾錯(cuò)檢錯(cuò)技術(shù)，復(fù)用技術(shù)，同步技術(shù)以及接口技術(shù)等。5) 時(shí)分復(fù)用基帶、頻帶傳輸系統(tǒng)；可模擬真實(shí)信道的信號(hào)處理過程。6) 眼圖的判決電平、噪聲容限及最佳觀測(cè)時(shí)刻等參數(shù)，可模擬真實(shí)信道的信號(hào)處理過程，并能觀察眼開眼合及噪聲對(duì)信號(hào)接收的影響。是對(duì)均衡器原理的展示，演示了噪聲（加性干擾）和碼間串?dāng)_（乘性干擾）對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?，避免了僅是均衡器功能的實(shí)現(xiàn)（復(fù)雜的算法是學(xué)生在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)時(shí)無法了解的），加強(qiáng)對(duì)最佳抽樣有關(guān)基本概念（加性干擾、乘性干擾、眼開眼合的意義、判決門限、信道傳函滿足乃奎斯特定理等）的理解。7) 變速率的時(shí)分復(fù)用（異步復(fù)接），4路語音+4路計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)（不同速率）全雙工混傳?？蓪?shí)現(xiàn)PCM編碼和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的時(shí)分復(fù)用混傳，時(shí)分復(fù)用的時(shí)隙可調(diào)，串口通信速率可調(diào)。通過學(xué)生自己動(dòng)手改變信號(hào)的復(fù)用時(shí)隙，并且通過示波器波形直觀看到信號(hào)復(fù)用時(shí)隙的變化，使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)充分理解時(shí)分復(fù)用的概念，以及變速率時(shí)分復(fù)用的原理。8) 標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)串口，可進(jìn)行計(jì)算機(jī)與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信。9) 主流FPGA芯片，支持二次開發(fā)實(shí)驗(yàn)。10) 配備實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書及多媒體教學(xué)課件，課件可動(dòng)態(tài)展示連線過程及相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。11) 信道模擬及眼圖模塊可以完成誤碼測(cè)試實(shí)驗(yàn)。12) 軟件無線電模塊采用獨(dú)立拆卸的模塊化結(jié)構(gòu)，F(xiàn)PGA+DSP+MCU架構(gòu)，利用最前沿的軟件無線電技術(shù)，將軟件模塊和硬件資源有效整合，既節(jié)約資源又方便實(shí)驗(yàn)，可無負(fù)擔(dān)的進(jìn)行二次開發(fā)。13) 自主研發(fā)的FPGA在線MCU加載技術(shù)，通過撥碼開關(guān)可以方便靈活地選擇各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或功能。整個(gè)開發(fā)過程采用先仿真，再功能驗(yàn)證，最后逐級(jí)開發(fā)的模式，讓學(xué)生在例程的引導(dǎo)下能循序漸進(jìn)的完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開發(fā)。4.2系統(tǒng)構(gòu)成1）數(shù)字信號(hào)源：產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，NRZ信號(hào)，偽隨機(jī)信號(hào)。碼型及碼速率均可手動(dòng)調(diào)整，最高速率可達(dá)32M。2）模擬信號(hào)源基波：產(chǎn)生正弦波，方波，三角波，頻率0250K可調(diào)；載波：64K、128K正弦載波（正弦波：180Hz-18KHz，1.8K步進(jìn)，方波：250Hz-250KHz，三角波：180Hz-10KHz）3）實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包含15個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K標(biāo)配模塊：信號(hào)源模塊 模塊1、信源編碼模塊一；模塊2、信源編碼模塊二；模塊3、數(shù)字調(diào)制模塊；模塊4、數(shù)字解調(diào)模塊；模塊6、基帶傳輸編譯碼模塊；模塊7：同步信號(hào)提取模塊；模塊8：時(shí)分復(fù)用模塊選配模塊：模塊5：QPSK調(diào)制與解調(diào)模塊；模塊9：鎖相環(huán)模塊；模塊10：漢明碼編譯碼模塊；模塊11：信道模擬、眼圖及最佳抽樣模塊 模塊SDR：軟件無線電模塊 B1 調(diào)幅與頻分復(fù)用模塊 T1 調(diào)幅調(diào)頻模塊4.3實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及對(duì)應(yīng)模塊信號(hào)源實(shí)驗(yàn)CPLD可編程數(shù)字信號(hào)發(fā)生器實(shí)驗(yàn)信號(hào)源模擬信號(hào)源實(shí)驗(yàn)信號(hào)源語音編碼技術(shù)抽樣定理和PAM調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)?zāi)K1、信號(hào)源脈沖編碼調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)?zāi)K1、信號(hào)源增量調(diào)制編譯碼系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)K2、信號(hào)源ADPCM編譯碼實(shí)驗(yàn)?zāi)K2、信號(hào)源鎖相環(huán)實(shí)驗(yàn)?zāi)M鎖相環(huán)實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊9數(shù)字頻率合成實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊9數(shù)字調(diào)制與差錯(cuò)控制技術(shù)振幅鍵控(ASK)調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊3、4、7移頻鍵控(FSK)調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊3、4、7移相鍵控(PSK/DPSK)調(diào)制與解調(diào)信號(hào)源、模塊3、4、7QPSK/OQPSK調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊5矢量調(diào)制星座圖實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊5漢明碼編譯碼實(shí)驗(yàn)?zāi)K10數(shù)字基帶傳輸技術(shù)碼型變換實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊6、7眼圖實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊3、4同步技術(shù)幀同步提取實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊3、7位同步信號(hào)提取實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊6、7同步載波提取實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊7時(shí)分復(fù)用技術(shù)兩路PCM時(shí)分復(fù)用實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊2、8兩路PCM解復(fù)用實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊2、7、8計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信實(shí)驗(yàn)?zāi)K8信道模擬數(shù)字信號(hào)的最佳接收實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊11信道模擬實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊11系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)載波傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊1、2、3、4、7數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊1、6、7兩路話音+兩路計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)綜合傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊1、2、7、8二次開發(fā)實(shí)驗(yàn)分頻器實(shí)驗(yàn)?zāi)K8PN序列產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊8AMI編碼實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊6、8AMI譯碼實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊6、8HDB3編碼實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊6、8HDB3譯碼實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊6、8CMI編碼實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊8CMI譯碼實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊6、7、8軟件無線電創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術(shù)DBPSK調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)?zāi)KSDRQPSK/OQPSK調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)?zāi)KSDR/4DQPSK調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)?zāi)KSDRMSK、GMSK調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)?zāi)KSDR16QAM調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)?zāi)KSDR信道編譯碼BCH編譯碼及檢糾錯(cuò)實(shí)驗(yàn)?zāi)KSDR漢明碼動(dòng)態(tài)編譯碼及檢糾錯(cuò)實(shí)驗(yàn)?zāi)KSDR卷積編譯碼及檢糾錯(cuò)實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊SDRCDMA實(shí)驗(yàn)M、GOLD序列的產(chǎn)生及相關(guān)性實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊SDR解擴(kuò)捕獲過程實(shí)驗(yàn)?zāi)KSDR同步實(shí)驗(yàn)數(shù)字鎖相環(huán)及位定時(shí)恢復(fù)實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊SDR、模塊4、7幀成形及傳輸實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊SDR、模塊2接收幀同步實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊SDR、模塊7數(shù)字信號(hào)實(shí)驗(yàn)?zāi)M信號(hào)的卷積實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊SDR數(shù)字濾波器實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊SDR方波信號(hào)的分解實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊SDR譜分析實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊SDRHDB3線路編碼通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊SDR、模塊2、7調(diào)幅及頻分復(fù)用實(shí)驗(yàn)?zāi)M調(diào)幅實(shí)驗(yàn)（AM、DSB、SSB）B1模塊二極管非相干解調(diào)及模擬乘法器相干解調(diào)實(shí)驗(yàn)B1模塊頻分復(fù)用及解復(fù)用實(shí)驗(yàn)B1模塊調(diào)幅調(diào)頻實(shí)驗(yàn)調(diào)幅及同步檢波實(shí)驗(yàn)T1模塊調(diào)頻及正交鑒頻實(shí)驗(yàn)T1模塊軟件無線電二次開發(fā)實(shí)驗(yàn)數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊SDRPCM編譯碼實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊SDR、模塊2CMI編譯碼實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊SDR、模塊6、78B10B編譯碼實(shí)驗(yàn)?zāi)KSDR卷積編碼實(shí)驗(yàn)信號(hào)源、模塊SDR