具备三个层次电路实验的实施能力。
实现教师和研究生进入实验室，协助开发和改进各种实验，并且参加实施进阶实验、自主实验。
实现实验室空间全利用的配套设备。
能够开出12门实验选修课。
电路实验室长期规划为在未来的10年或更长时间，电路实验室的建设除了具备上述功能和条件之外，还要具备以下功能和条件。
成为研究生和教师科研与开发的实验基地。
教师完全融入实验室的建设和开发工作。
能够有自主开发使用仪器和实验设备的能力，并且形成一定规模和水平。
能够开出高质量的实验选修课和电路设计培训课程。
上述思路和构想是建立在分析和总结国内外电路教学和实验改革的成果基础上，按照“注重经典、突出现代”的知识体系，科学整合和优化实验课程体系，体现基础性、时代性和先进性，突出对学生创新思维的培养。
四、电路实验箱的功能与实现
实验系统的实现思路是建立一个灵活、实用、紧密结合当前实验课程发展且有充分扩展余地的硬件实验系统，该系统要突出实验教学成果，要能够充分发挥和调动学生的潜力和主观能动性。实验系统具体要实现一个具有各种功能的电路实验箱，目前电路实验还没有实验箱，各个实验要单独准备元器件。目前大部分高校没有电路实验箱，虽然有些学校有，但功能落后单一，不能满足上述需求。设计中的电路实验箱能满足下面的要求。
实验箱装置能满足本科生对电路元件的认识和了解。
实验箱装置能保证实现电路分析基础实验。
实验箱装置能预留学生扩展实验和自主实验的空间和各种元件的储备。
实验箱装置也能适合高年级学生按照自己的设计实施各种基础实验。
实验箱装置要保证学生在实验中的人身安全和设备安全，还要有较长的使用寿命。
电路实验箱的实现可以实施多层次的电路实验，而且便于使用、维护和管理，使电路实验更加规范和高效率。同时还要建设配套的实验箱使用说明、基础实验指导书、进阶实验指导书、自主实验指导书等相关材料。
五、教材建设和教学网站建设
目前使用的教材为《电路基础实验》，2005年被评为北京市精品教材，在国内有一定的影响。教材的新目标要在创新、提高、精品方面做文章。结合创新实验体系要更新教材，并且要编写选修实验课程的教材。
教学网站建设要充分体现创新能力的培养，给不同层次的学生留足施展空间，给学生激励机制，鼓励学生与众不同。网站要作为实验的操作、步骤、目标和要解决的问题的网上教师，以弥补学生在实验室时间不足、和教师交流时间不足的缺陷。可以完成一些实验仿真、理论验证等问题，可以进行一些高级实验的探讨和准备。
六、建立开放实验教学管理系统和考核体系
开放实验教学管理系统的思路是规范化、电子化，集成化。提高实验管理的客观性、实时性、准确性。集实验成绩、考试成绩、总评成绩及成绩分析统计于一体。课程结束时将该课程所有教学资料、教学过程、考试结果分析等相关数据整理完毕存档。
参考文献
［1］论创新.光明日报，2005.10.27.
［2］朱俊杰，吴舒辞，夏国荣.集中力量打造精品课程［J］．电气电子教学学报，2004（3）．
［3］中国教育信息化.中国电脑教育报，2004.6.21.
“通信系统原理”仿真实验的发展应用
卢燕飞，刘云
（北京交通大学电子信息学院，100044）
摘要：本文针对通信及电子信息专业的专业基础课程—— “通信系统原理”
的仿真实验的发展应用进行论述。重点讨论分析了以下几方面的问题：①传统的实践环节与仿真实验的比较分析；②目前在通信系统原理方面应用的主要仿真平台的特点及应用情况；③如何实现仿真实验开发应用。本文的基本目的是指出仿真实验是目前通信系统原理课程实验环节的重要组成，对于课程的建设及提高学生的实际动手能力具有非常重要的意义。
关键词：通信系统原理 仿真 实验
随着近年来信息技术的飞速发展，通信、电子信息类专业在全国各级高等学校中蓬勃发展。“通信系统原理”课程是该专业领域的一门重要专业基础课程，该课程重点介绍了通信系统的基本组成、基本原理及有关的通信技术。对该课程知识的掌握程度，直接影响后面许多专业课程的学习。该课程内容丰富，概念、原理抽象，理论性很强，其中的许多概念学生都是首次接触，不易理解。在这种情况下实验教学就显得尤为重要，通过做实验，提高学生对抽象概念的理解。目前在该课程的实验教学中，仿真实验是一种重要手段，本文将就此方面的内容进行分析讨论。
一、传统实验方式与仿真实验方式
通信系统原理课程作为一门基本的专业理论基础课程已经开设有很长的时间，其实践教学的内容也在不断地发展，传统的实验手段经历了两个重要的阶段。
第一阶段，在电子技术发展的初期（主要在20世纪90年代及之前），各种针对通信系统原理课程的实验系统都是一些主要采用分离元器件制作的实验设备，这些设备有的是一些专业工厂生产的，也有一些是各院校自己研制的，每种设备功能有限，一般一个实验系统只能完成有限的实验，比如，PCM 编码、基本的码元变换及一些简单的调制解调实验，主要是验证实验。这些实验系统在功能及应用效果等方面上都有局限性，但是在当时，对于学生来讲还是具有较好的吸引力。
第二阶段，随着电子技术的发展，各种针对通信系统原理的综合实验系统不断推出，这些系统主要是以实验箱的模式呈现，在硬件实现上采用了许多的数字集成电路技术，而且一些比较新的DSP和FPGA 技术也应用其中。这种设备具有了较强的综合功能，可以在一个实验箱上实现多个综合实验，而且通过一些模块的扩展以后还可以不断地升级和丰富功能，目前一些较为成熟的产品，可以在一个实验箱上实现基带信号处理、调制解调、最佳接收、噪声干扰、差错控制编码等较全系列的通信实验，这种实验系统目前在各高校中使用最为广泛。
这些传统的实验手段，目前第一阶段的应用基本已经被淘汰，以实验箱为主的综合实验系统的应用是目前的主流，但是这种方式目前也面临以下的一些问题。
第一，这种综合实验箱系统，本质上还是把系统中的各种模块按照需要进行简单的组合，然后通过一些测量设备来验证实验效果，实验手段相对单调，学生自主的设计工作不多。因此学生在做完几个相关实验后积极性不高，而且类似实验箱这种实验模式，在通信系统原理课程之前的一些实验中就已经遇到过，比如，数字电路实验、DSP实验等，这样学生容易产生一种审美疲劳，学生可能会觉得这些实验类似，而不会去重点关注其中的实验内容。
第二，在实验系统的投入上面临一些问题。由于目前电子信息专业是目前社会发展的重点专业之一，招生人数非常多，为保证实验效果，必须购买更多的实验箱。同时与此系统相关的一些功能模块、测试设备、计算机等都必须增加，因此在投入上对于一般的高校有一定的压力。
第三，实验系统维护和升级面临的问题。硬件设备的维护和升级改造对于所有的高校都是一个重要的问题，学校作为教学单位设备的更新周期较长，而目前信息技术的发展迅猛，这两者的矛盾就给实验系统的良好应用带来的障碍。比如，在通信系统原理中多址技术过去强调不多，但是随着移动通信技术的发展，目前成为了热点，而较早的实验系统一般没有此类实验内容，要实现此功能必须升级系统，甚至更新系统。
针对以上的问题，本着实现创新型人才培养目标、落实“以学生为本”的教学理念，我们认为基于计算机软件仿真平台的通信系统原理仿真实验是一个很好的发展方向。
首先，从计算机仿真技术上讲，它是指通过对所研究系统的概念化和抽象，抽取其中基本要素的关键参数，建立与现实系统相对应的模拟模型，并借用计算机技术编制程序，对该模型进行模拟，以模仿实际系统的运行过程，观察系统状态变量随时间变化的动态规律性，通过数据采集和统计分析，得到被模拟系统参数的统计特性，为实际系统的设计与运行提供依据。而通信系统原理这门课程本身所研究内容就是对通信这个过程的一个建模和分析，因此采用计算机仿真技术来对这门课程进行验证分析是非常适合的，而且这一技术对于培养学生今后的科研能力也有非常大的好处。
其次，从系统建设上讲，构建这样的实验系统，我们需要投入的是基本的计算机系统及其相应的仿真软件。对于计算机系统，目前传统的PC 配上相应的系统后，可以满足各种应用需求，它们具有非常好的性价比，而且这些PC 不做实验时也可以作为他用；对于仿真软件的应用特点我们在第二部分将作详细介绍，总体上作为教学应用，许多公司都有非常优惠的价格服务。因此，构建这样的一个实验系统，在投入上不会比实验箱高，同时今后的维护和升级要更加方便。
最后，从实验内容效果上分析，在实验内容上，任何一个仿真系统都可以提供课程包含的全部内容，这方面要胜过各种实验箱；在实验内涵上，仿真系统既可以提供类似实验箱的模块式构建实验的方式，学生也可以自己设计功能模块内容，同时仿真系统对于实验参数的调整精度高而且灵活方便，这样也有助于提高实验效果；在实验结果上，通过一些仿真工具，在仿真平台上同样可以看到实验中的各种信号波形，同时还可以提供各种方便灵活的实验结果分析工具，因此在实验结果分析上也具有相应的优势。
从以上分析可以看出，利用软件仿真技术是当前发展通信系统原理课程实验的一个有效手段，它弥补了以往系统的一些不足，那么如何选择一种仿真平台呢？下面我们将比较几种常用的仿真软件的特点。
二、仿真平台的比较选择
从仿真软件的理论上来说，所有的通信系统仿真都可以通过相应的编程语言自己实现，但实际非常麻烦，所以出现了各式各样的仿真软件。其实这些仿真软件的本质就是一种软件可重用技术的体现，它对很多我们经常用到的功能和算法进行了优化实现，并封装成为相应的模块或者函数，同时还提供了很多的用户接口（如画图功能等），这样我们就可以很方便地利用这些模块去搭建我们自己的系统。
目前通信仿真软件有很多种，各具特色。按照它们的功能分为专业级和普通级。其中专业级功能强大，各种辅助模块丰富，但是价格昂贵，而且一般应用在一些专用的服务器上，硬件的投入也很大，一般在一些专业的科研机构使用，目前主要的产品包括COSSAP（新版本是CCSS）和SPW。
普通级的通信仿真软件价格便宜，而且一般可以运行在PC 上，这为系统的应用普及提供了极大的便利。目前这类软件在功能上也非常丰富，并且其运行的硬件平台的速度和可靠性也不断提升，因此基于对实际情况的考虑，从中选择通信系统原理仿真实验的仿真平台是一个很好的选择。目前此类仿真软件主要有Mathworks 公司的MATLAB 系统和ELANIX 公司的SystemView，下面对这两个系统的特点进行简单比较。
MATLAB 是一套功能强大的工程技术数值运算和系统仿真软件，广泛应用于通信系统、线性系统、数字控制、非线性系统及数字信号外理的建模和仿真中，它提供了可视化仿真模型库SIMULINK，使用户能以模块设计的方式完成系统的建模和仿真，SIMULINK 采用建模图形用户界面，主要适用于构造比较复杂的动态系统模型。
SystemView 是一个信号级的系统仿真软件，主要用于通信系统的设计仿真，具有功能强大的动态分析工具，可以进行数字信号处理、滤波器设计、通信系统设计等功能，是一个相对专业的仿真软件。
三、通信系统原理仿真实验的应用开发特点
通信系统原理仿真实验其实在很多学校都已经开始应用，但是如何才能把它的优势真正发挥出来呢？这就要求我们在该类实验的开发及实施过程中注意以下问题。
第一，合理安排实验类型和内容。仿真实验的最大好处就是它所能完成的功能具有很宽的范围，而且不会产生额外的实验消耗。为了保证实验效果，提高学生的兴趣，培养学生的创新能力，在实验开发时必须保证一定数量的验证型实验和综合设计型实验。验证型实验可以加深学生对于基础理论的了解，同时还可以让学生通过实践来熟悉仿真系统的应用，为综合实验打下基础；综合设计型实验就是给定一定的条件，自主设计实验内容，比如可以给定一个通信系统的基本输入信号、噪声特性、信道特性等，让学生自己根据所学设计一个系统并分析其最佳接收效果、噪声特性等，这类实验对于提高学生的综合素质具有非常重要的意义，而且对于提高综合科研素质也非常有好处。
另外，从完成的课程建设上看，软件仿真系统并不能完全替代相应的硬件实验，如果能够把仿真实验和一些硬件实验结合在一起，将达到更好的效果。因此，合理地设计一些硬件实验会促进整个仿真实验的应用效果。
