趙立權(quán)，賈雁飛，張　蘭

（1.東北電力大學(xué) 信息工程學(xué)院，吉林 吉林 132012；2.北華大學(xué) 電氣信息工程學(xué)院，吉林 吉林 132012）

基于Labview的通信原理課程教學(xué)平臺的構(gòu)建

趙立權(quán)1，賈雁飛2*，張?zhí)m1

（1.東北電力大學(xué) 信息工程學(xué)院，吉林 吉林 132012；2.北華大學(xué) 電氣信息工程學(xué)院，吉林 吉林 132012）

針對通信原理課程中的模擬和數(shù)字調(diào)制解調(diào)等授課內(nèi)容抽象，課堂講授難度較大等問題，文章提出利用Labview軟件構(gòu)建通信原理課程教學(xué)平臺。該教學(xué)平臺主要實現(xiàn)了模擬調(diào)制和解調(diào)的波形仿真、數(shù)字調(diào)制和解調(diào)的波形仿真以及脈沖編碼調(diào)制的編碼和解碼波形，而且仿真參數(shù)可以任意設(shè)置。該教學(xué)平臺的構(gòu)建有效地提高了課堂授課效率，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，而且更利于學(xué)生對通信原理課程重點和難點的掌握，全面提高了通信原理課程的課堂教學(xué)質(zhì)量。

Labview軟件；通信原理課程；課堂教學(xué)；教學(xué)平臺

通信原理課程是通信工程專業(yè)、電子信息工程專業(yè)、電子科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。該課程主要講授通信的基本過程，是后續(xù)移動通信、現(xiàn)代交換、微波通信、衛(wèi)星通信以及光纖通信等專業(yè)課程的基礎(chǔ)，對后續(xù)課程的學(xué)習(xí)至關(guān)重要。通信原理課程授課內(nèi)容與實際通信緊密聯(lián)系，由于課堂教學(xué)的局限性，許多抽象的教學(xué)內(nèi)容只能靠同學(xué)們自己想象，導(dǎo)致學(xué)生對通信原理課程的學(xué)習(xí)積極性不高，課堂學(xué)校效果不好。

針對該問題，部分教師提出將Matlab仿真引入到課堂教學(xué)中［1-2］，通過Matlab將抽象內(nèi)容以生動形象的方式表示出來，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。然而，以我校為例，Matlab軟件的學(xué)習(xí)是在通信原理課程的后面開設(shè)的，學(xué)生在學(xué)習(xí)通信原理的時候還沒有學(xué)習(xí)Matlab軟件，因此當教師用Matlab軟件仿真的時候，勢必增加學(xué)生的學(xué)習(xí)困難和排斥，而且用Matlab設(shè)計系統(tǒng)界面工作量比較大，對于系統(tǒng)的構(gòu)建耗時過大，不利于課堂教學(xué)。為此，本文提出了采用Labview軟件的設(shè)計通信原理教學(xué)平臺。Labview軟件是一種方便易學(xué)的圖像化編程軟件［3］，對于用戶界面以及儀器界面的設(shè)計都非常簡便，而且該軟件集成了大部分常用的信號發(fā)生函數(shù)，非常適合通信仿真過程的

展示。

1　教學(xué)平臺總體設(shè)計

整個教學(xué)平臺在設(shè)計過程中，涉及不同的調(diào)制解調(diào)方法的演示，為了提高平臺的可擴展性、靈活性，降低系統(tǒng)維護難度，本教學(xué)平臺采用模塊化的方式，將每個演示模塊都單獨作為一個子模塊，具有單獨的子模塊。這樣就可以節(jié)省系統(tǒng)運行時所需內(nèi)存，而且調(diào)用方便，同時提高了系統(tǒng)的運行效率。編寫程序時，分模塊分步驟進行，從內(nèi)向外設(shè)計程序。系統(tǒng)由模擬調(diào)制和解調(diào)，數(shù)字調(diào)制和解調(diào)以及脈沖編碼調(diào)制3個大模塊組成，其中模擬調(diào)制和解調(diào)模塊主要包括：幅度、雙邊帶、單邊帶、頻率和相對的調(diào)制和解調(diào)5個子模塊，數(shù)字調(diào)制和解調(diào)模塊主要包括：幅移、頻移和相移鍵控調(diào)制和解調(diào)3個子模塊。每個子模塊均由調(diào)制和解調(diào)組成，通過單擊該教學(xué)平臺主界面的相關(guān)按鍵即可進入響應(yīng)的系統(tǒng)子模塊，進行參數(shù)設(shè)置和仿真演示。為了提高系統(tǒng)的靈活性，本項目將Labview設(shè)計的教學(xué)平臺通過程序生成器生成可以在Windows操作系統(tǒng)中獨立運行的EXE可執(zhí)行文件，脫離了Labview運行環(huán)境，便于在課堂教學(xué)過程中使用。

2　教學(xué)平臺管理界面設(shè)計

教學(xué)平臺管理界面設(shè)計框圖如圖1所示。主要包括用戶的注冊，權(quán)限的審核，修改和添加用戶信息等。系統(tǒng)登錄界面如圖2所示。主要用于新用戶的注冊和老用戶系統(tǒng)登錄。用戶管理界面如圖3所示。主要用于管理員對系統(tǒng)用戶的維護，包括添加、刪除、修改用戶信息等。

圖1 管理界面框圖

圖2 系統(tǒng)登錄界面

圖3 用戶管理界面

3　教學(xué)平臺子模塊設(shè)計

教學(xué)仿真子模塊主要由模擬調(diào)制解調(diào)和數(shù)字調(diào)制解調(diào)以及脈沖編碼調(diào)制模塊組成。由于篇幅所限，僅列出了部分系統(tǒng)仿真圖和對應(yīng)程序圖。圖4是二進制幅移鍵控系統(tǒng)仿真圖。圖4中的第1列第一個圖是二進制數(shù)字信號波形，第1列第2個圖是載波信號波形圖，第3個圖是調(diào)制信號的波形圖，為了便于觀察調(diào)制信號的波形，將調(diào)制信號的波形進行了放大，縮小了橫軸坐標范圍。第2列第1個圖是信號的功率譜密度，第2個圖是經(jīng)過全波濾波整形后得到的波形圖。

4　結(jié)語

本文提出了采用Labview軟件設(shè)計通信原理課程教學(xué)平臺，實現(xiàn)通信原理課程重點和難點部分知識的仿真，將抽象知識形象化，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有效地提高了學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)效率，同時將系統(tǒng)上傳到本校數(shù)字化教學(xué)平臺中，便于學(xué)生課下的學(xué)習(xí)。

圖4 2ASK系統(tǒng)仿真圖

［1］程玲，徐冬冬. Matlab仿真在通信原理教學(xué)中的應(yīng)用［J］.實驗室研究與探索，2010（2）：117-119.

［2］胡榮林.Matlab在通信類課程教學(xué)改革中的應(yīng)用研究［J］.中國科技信息，2008（24）：207-209.

［3］陳錫輝.Labview 8.2程序設(shè)計從入門到精通［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2007.

Construction of the teaching platform of communication principle course based on Labview

Zhao Liquan1， Jia Yanfei2*， Zhang Lan1
（1.Information Engineering College of Northeast Dianli University， Jilin 132012， China；2. Electrical and Information Engineering College of Beihua University， Jilin 132012， China）

Due to the problems of teaching content of analog in communication principle course and digital modulation being abstract，and classroom teaching being diffculty， Labview software is applied to build a platform for the course of communication theory. The teaching platform mainly realized the waveform simulation of analog modulation and demodulation， digital modulation and demodulation of the simulation waveform and pulse code modulation encodes and decodes the waveform， and parameter simulation can arbitrarily set the teaching platform construction effectively. The teaching platform improved classroom teaching efficiency， and the students' learning effciency， and was more conducive to the students' mastery of communication principle course emphasis and diffculty， which comprehensively improved the communication principle curriculum classroom teaching quality.

Labview software； communication principle course； classroom teaching； teaching platform

吉林省高等教育教學(xué)改革研究課題；項目編號：20151210。

趙立權(quán)（1982— ），男，黑龍江哈爾濱，副教授；研究方向：智能信號處理。

賈雁飛（1981— ），女，吉林吉林，講師；研究方向：信號處理。