辛以利 李云 谭智诚 姚钘

摘要：《通信原理》是高等院校通信类专业的一门重要理论基础课，是进一步学习和掌握各类通信信息系统的基础。在5G通信发展的背景下，《通信原理》理论教学和当前新技术严重脱节。针对此问题，本文提出三种教学改革方法：重点内容结构调整、课下技术拓展调研、与Matlab软件相结合。本文旨在提高理论教学与实际应用的衔接性，从而提高我校《通信原理》的教学质量。

关键词：5G通信；通信原理；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）06-0129-02

一、引言

随着现代通信信息技术的高速发展，现代社会对通信网络的数据传输速率的要求越来越高，促进了现代通信业务和服务的迅猛发展。现代通信业务要求通信技术服务端能够提供大带宽、高质量、智能化的通信服务，这一需求加快了现代通信技术更新换代的步伐，从1G、2G、3G一直到当前的4G通信技术。但是当前的4G技术已经无法满足当前社会对通信速率和质量的要求，这就催生了下一代通信技术，即5G通信技术的到来。5G通信技术是通信技术上一次大的变革，在通信的众多理论领域中有了新的突破和创新[1]。

然而，当前高等院校《通信原理》的理论教学仍然滞留在3G和4G通信技术上，当前社会普遍使用的4G技术也仅仅是略有涉及，课程的主要内容仍然是六年前的3G技术。通信理论教学内容过于陈旧，导致理论教学和当前新技术脱节严重。虽然通信原理教学内容是当前通信传输技术的基本理论，但是作为高等院校的一门专业课程，应该明确当前理论教学实际应用价值，引导学生理论联系实际，这样才能提高学生对本课程的学习兴趣。

二、课程特点及教学现状

1.课程特点。《通信原理》是高等院校电子、信息、通信类专业的一门重要理论基础课，是进一步学习和掌握各类通信信息系统的基础[2]。本课程作为我校通信工程专业和与信息处理相关专业最重要的专业基础课，将系统阐述通信理论的基本原理、基本方法以及通信系统的基本性能指标。本课程为进一步深入学习和掌握空间通信、移动通信、语音通信、水声通信、光纤通信、卫星通信等现代通信技术打下坚实的基础。《通信原理》课程内容具有理论公式多、系统框图设计复杂等特点，课程理论知识体系贯穿了高等数学、电子电路、信号处理、网络技术等理论知识，在整个本科教学阶段起到了承前启后的作用。

2.教学现状。通信理论教材的审核和出版周期很长，而当前通信原理教学内容过于陈旧，教材的出版严重滞后于当前主流技术的发展，当前通信原理的教学内容仍然延留在2G和3G的通信理论框架，对于当前社会主流的4G技术和即将商用的5G技术，本课程涉及的面很小且不够深入，这就导致当前教学无法做到理论联系实际，使得本课程的教学目的不是很明确。另外，学生普遍认为学习本课程没有用途，从而失去对本课程的学习兴趣，致使课堂教学气氛不够活跃，难以提高授课质量。

三、课程教学的改革与探索

在当前通信技术更新换代的背景下，通信原理的理论教学与实际应用严重脱节。为了弥补这种不足，实际教学应该调整本课程的内容结构，拓展调研新技术的发展，并利用软件辅助教学。

1.重点内容结构调整。当前通信原理教学中的模拟通信已经是20世纪70年代第一代通信的技术了，应该降低模拟通信部分的学时。随着现代通信技术的发展，噪声已经不是抑制系统性能的最主要因素。在当前的实际应用场景中干扰才是抑制系统性能的主要因素，所以本课程应该增加通信干扰分析的内容。与此同时，通信原理主要讲解的编码方式仍然是3G的编码方式，对于当前主流的4G编码方式相关的理论内容篇幅很少，所以应该增加4G编码方式的篇幅，并补充即将商用的5G编码方式相关的内容。经过重点内容的结构调整，本课程的教学更能贴近当前通信技术的发展，进而提高学生理论联系实际的认知水平。

2.课下技术拓展调研。5G通信的核心技术主要分为：大规模MIMO、毫米波通信、密集异构组网、Polar编码等。将授课课堂的学生分为多个小组，每个小组分配一个5G新的通信技术为课下技术拓展调研的题目。要求每个小组分析该调研的技术原理，找出通信原理中与其相关联的原理内容，总结该通信技术从当前4G通信技术到未来5G通信技术的演变路线，最后形成一个完整的调研报告。每个小组的报告以视频或者PPT的形式在课堂上做讲解，课堂的其他学生对于报告的内容进行提问，报告人要做相应的回答与讲解，最后由课堂的其他学生给本次报告的小组进行打分。这种课下技术拓展调研的学习方式有助于加深学生对本课程理论应用价值的理解，并提高学生自主学习的热情。

3.与Matlab软件相结合。由于5G通信中部分新出现的算法晦涩难懂，需要结合Matlab仿真软件才能更好地把握5G通信技术的核心内容。分配学生利用Matlab仿真软件设计4G通信系统和5G通信系统，设计要求此系统包含通信的基本环节和关键技术。将此通信仿真系统分解为多个函数接口，每两个学生为一组负责一个接口，最后要求此仿真系统可以输出通信的基本性能指标，例如误码率、频谱利用率、能量效率等。由于搭建一个综合的通信系统需要的時间较多，应该将此仿真系统作为通信原理的课程设计。通过Matlab仿真软件可以模拟现实中复杂多变的通信环境，对比分析新旧通信技术的差异，从而将抽象的通信理论知识以形象的方式展现出来，更有利于学生的学习与理解。

四、结语

本文在分析5G通信发展背景和《通信原理》课程特点的基础上，提出了三种教学改革方法：重点内容结构调整、课下技术拓展调研、与Matlab软件相结合。本文旨在提高当前通信理论教学与实际应用的衔接性。通过本文提出的三种改革方法，有利于引导学生理论联系实际，增强学生对本课程的学习兴趣以及对本课程知识的理解水平，从而为学生的后续发展方向做有效的引导，最终提高我校《通信原理》的理论教学的水平与质量。

参考文献：

[1]尤肖虎，潘志文，高西奇，等.5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J].中国科学：信息科学，2012.

[2]樊昌信，曹丽娜.通信原理[M].第7版本.国防工业出版社，2013.