基于我校物联网专业通信原理课程探讨

　　通信原理作为物联网工程专业必修课，是一门理论性和实践性强的课程，更是学习通信技术不可缺少的课程。文章阐明了物联网与通信技术的关系，说明了物联网工程专业开设通信原理课程的必要性。同时，文章也介绍了我校通信原理的理论课程与实验课程安排，强调了用MATLAB仿真软件进行实验课程的优点。

　　1.引言

　　物联网即物物相连，是互联网的延伸和扩展。而物联网工程专业作为2010年国家教育部公布的新增的专业，旨在培养能够系统地掌握物联网的相关理论、方法和技能，具备通信技术、网络技术、传感技术等信息领域宽广的专业知识的高级工程技术人才[1]。

　　物联网的体系结构主要分为三层：底层为感知层，主要由大量的感知设备组成，物联网通过感知层便能延伸到万物;中间层为网络层，最关键核心的位置，其作用是“传送”消息，为传感层和应用层搭建了桥梁;最高层为应用层，作用是实现处理，用于对下层的数据进行融合处理，实现对物体的实时性控制和管理。

　　2.课程开设的必要性及课程安排

　　2.1课程开设

　　从物联网的架构体系中可以看出，物联网技术也是交叉于电子、通信、网络、计算机学科的综合技术。而物联网工程作为新增专业，任何学校的专业课程体系都处在探索研究阶段，然而把通信原理作为物联网工程专业的核心课程是获得一致肯定的。

　　通信原理课程作为物联网工程专业的通信类核心课程，是为让学生对信号产生、传输、调制和解调有基本的认识，能够熟知整个通信系统的工作过程。一方面该课程理论性强，概念繁多，知识抽象，公式复杂，知识体系交叉于高数、电路等课程，难度大，课程枯燥，难以调动学生积极性。另一方面物联网工程专业学生由于需要学习电子、网络、计算机、通信相关课程，因此很难有足够的学时学习通信相关的所有课程，对于大多数学生的要求也不能如通信工程专业学生一样。因此如何把通信原理课程合理的讲解，让学生能够深入浅出的明白通信理论是需要物联网专业老师不断探讨改进。

　　2.2课程建设

　　2.2.1理论课程

　　结合我校物联网工程的教学计划，通信原理的课时为：52理论学时+34实验学时，该课程前期并未开设信号与系统课程。在通信原理课程前期，如何让学生理解信号、理解通信系统成为了主要问题。针对学生这一特点，笔者主要将通信原理课程的学习分为四个阶段：

　　一阶段：让学生认识信号，熟悉基本信号函数，了解通信系统的整个原理过程，知道学习重点所在。学时安排为8学时。

　　二阶段：通过电路引入通信系统的数学模型，让学生能够理解信号在时域与频域的不同特性，能看懂信号的波形与频谱。学时安排在12学时。

　　三阶段：前两阶段都是为了学生能够入门通信系统，本阶段是课程的核心所在，该阶段的学习任务是调制系统、模拟数字信号转换、信号在信道的传输特性以及信号的解调。安排学时在24学时。

　　四阶段：这一阶段主要是为学生介绍通信相关的技术，由于涉及的内容复杂，对大多数学生只要求了解，让有兴趣的学生可以深入研究，主要内容包括同步技术、复用和多址技术等。安排学时为8学时。

　　2.2.2实验课程

　　在传统的通信原理实验中，常常是使用示波器，函数发生器，频谱仪进行信号的波形及频谱的观察和分析，然而硬件设备也存在着不足，首先硬件设备费用高、使用寿命短，其次硬件设备局限性大，只能完成指定的实验范围;另外，由于实验设备在使用过程容易受外界干扰，如电磁干扰、无线干扰等，常常致使信号容易发生失真，不易准确观察等缺陷。因此，实验课程不再使用传统的示波器和频谱仪进行实验，而是采用MATLAB软件进行实验。

　　MATLAB是由美国Mathworks研发的软件，主要用于算法开发、数据分析以及数据的可视化，主要由Simulink和MATLAB两部分组成。MATLAB是当下使用最为广泛的数学仿真软件之一，而在通信原理中，可以利用MATLAB的函数库、模块库功能，在可视化环境中观察信号处理的过程，将抽象的波形变换、频谱搬移在可视化环境表现出来，让学生能真实理解通信过程，加强学生的学习热情，提高教学质量。MATLAB能对所有的数字信号和模拟信号进行仿真。

　　MATLAB软件仿真与传统实验相比，就是将由传统的硬件设备完成的实验变成由计算机的软件代替完成。传统实验中，我们将电子元器件组合成通信系统，然后利用信号发生器、示波器、频谱仪进行信号的观察分析，而在MATLAB中我们利用程序言语将系统的通信模块、函数库进行调用，然后在图形界面中进行信号的显示分析。因此，MATLAB相对于传统实验的优点主要有以下三点：(1)软件实验室建设快速，成本大大降低;(2)软件实验更加精确，不易受外界环境因素影响实验结果，也不易因为误操作导致设备损坏;(3)MATLAB可以完成大多数通信原理实验，并且实验过程可以设定不同实验参数以方便对实验结果进行对比分析，能达到更好的实验效果，加深学生对通信过程的理解。

　　实验学时共34学时，采用MATLAB软件进行实验，编程语言采用c语言。由于学生具备c言语编程基础，因此对软件的使用可以很快掌握。具体的实验课程安排见表1。

　　3.小结

　　通信原理作为物联网工程的专业必修课，在教学过程中存在着学生基础知识薄弱，教学难度大特点。因此，学校在安排课程时应结合学生的特点，因地制宜的安排学习内容，可适当降低理论难度，重点是让学生理解通信系统的过程，对通信有整体认识。由于我校物联网工程专业依附于计算机学院下，物联网工程专业偏向于软件应用的特点，可在课程中结合MATLAB软件，让学生可以通过软件仿真实验去理解通信过程，并在学习过程引入合适的项目作为向导，让学生知道通信技术在物联网中的重要性，因此更好的激发学生的学习热情。

　　作者简介：李游(1988-)，性别：女;籍贯：四川资中;职称：助教;学历：研究生。