通信原理在車載移動通信中的教學(xué)探討

黃海波++李學(xué)兵++陳宇峰++梁玉紅

【摘要】通過分析車載移動通信的特點(diǎn)，研究車聯(lián)網(wǎng)之車載移動通信的教學(xué)和實(shí)踐體系，對應(yīng)用性本科院校分層次培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的人才的指導(dǎo)方針，對于車載移動通信教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行了研究，根據(jù)專業(yè)方向特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了車載移動通信的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。將知識體系與工程體系應(yīng)用相結(jié)合，擴(kuò)大學(xué)生視野、培養(yǎng)學(xué)生的分析能力、綜合能力和創(chuàng)新能力。

【關(guān)鍵詞】車載移動通信 車聯(lián)網(wǎng) 教學(xué)實(shí)踐

【課題項(xiàng)目】湖北省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2014年度重點(diǎn)課題（2014A031）資助，湖北省高等學(xué)校省級教學(xué)研究項(xiàng)目（2014328）資助，湖北省高等學(xué)校省級教學(xué)研究項(xiàng)目（2015344）資助。

【中圖分類號】TN929.5 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）29-0032-01

一、引言

到2020年，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)將有可能成為一個(gè)5萬億級的新興產(chǎn)業(yè)[1]，車聯(lián)網(wǎng)被認(rèn)為是物聯(lián)網(wǎng)最有可能率先實(shí)現(xiàn)并且最有實(shí)用價(jià)值的應(yīng)用領(lǐng)域[2]，車聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)得到了學(xué)術(shù)界、工業(yè)界以及政府部門的高度重視，相關(guān)的工業(yè)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已提上制訂日程。然而，隨著無線通信技術(shù)發(fā)展，3G、4G的全面應(yīng)用，以及嵌入式技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用日趨成熟，車載移動通信將作為車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展走到一個(gè)國家物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的戰(zhàn)略高度，對國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展提高核心競爭力，隨著車載移動系統(tǒng)應(yīng)用對拓展汽車產(chǎn)業(yè)鏈，對促進(jìn)我國北斗系統(tǒng)和4G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用具有深遠(yuǎn)影響。

車聯(lián)網(wǎng)中車載移動通信技術(shù)涉學(xué)科種類多，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)展方向多，這些跨學(xué)科多方向知識的融合和貫通必須通過綜合的理論知識講解和能夠參與綜合的實(shí)踐環(huán)節(jié)來進(jìn)行。通過互動路理論知識授課和提供優(yōu)質(zhì)的能夠參與開發(fā)實(shí)驗(yàn)課，進(jìn)行多層次的培養(yǎng)方式，培養(yǎng)學(xué)生的所學(xué)知識綜合能力和工程程實(shí)踐能力，并在此基礎(chǔ)上創(chuàng)新精神，為其成為具備分析綜合和實(shí)踐應(yīng)用型人才奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二、車載移動通信教學(xué)體系研究

1.車載移動通信的理論教學(xué)體系

在理論教學(xué)體系教學(xué)中，需要貫徹廣覆蓋、多融合，培養(yǎng)具有只是綜合和通過實(shí)踐解決問題能力的指導(dǎo)方針，將理論教學(xué)、研討和工程性研究相結(jié)合，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和綜合創(chuàng)新能力和解決問題實(shí)踐能力為重點(diǎn)。高度重視理論啟發(fā)式教學(xué)環(huán)節(jié)，推進(jìn)問知識串聯(lián)綜合和問題研討模式的改革和創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生的知識綜合動手能力、理論分析問題和解決問題的能力；組織學(xué)生積極參與問題研討和分析研究，進(jìn)行學(xué)生創(chuàng)新性問題進(jìn)行研討和理論分析，提升學(xué)生知識綜合能力和理論分析能力；并且能在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行模擬實(shí)現(xiàn)和部分解決，讓學(xué)生能夠把握車載移動通信學(xué)習(xí)方向和研究方向，如何通過車載移動通信系統(tǒng)把當(dāng)前的計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)路技術(shù)，移動通信技術(shù)。車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，嵌入式開發(fā)技術(shù)、電子傳感技術(shù)和GPS技術(shù)如何進(jìn)行統(tǒng)一融合在一起解決當(dāng)前車聯(lián)網(wǎng)相關(guān)問題。

2.理論教學(xué)重點(diǎn)

車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)從整個(gè)體系架構(gòu)上主要分為三個(gè)模塊，分別是車載智能終端、數(shù)據(jù)處理云端及無線通信網(wǎng)絡(luò)[3-4]，理論教學(xué)要貫穿車載移動通信是一個(gè)多學(xué)科多技術(shù)大融合的系統(tǒng)，主要講解車載網(wǎng)絡(luò)、移動通信、車聯(lián)網(wǎng)，移動終智能終端開發(fā)技術(shù)。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠全面系統(tǒng)地掌握車載移動通信技術(shù)的相關(guān)硬件、軟件和及其應(yīng)用技術(shù)；并對車載網(wǎng)借助移動終端技術(shù)和移動通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)，對的車載網(wǎng)各種組網(wǎng)方式、4G移動通信和車載通訊系統(tǒng)（TELEMATICS）有一定的了解，滿足學(xué)生將來的工作、學(xué)習(xí)要求。車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：介紹車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，車載網(wǎng)絡(luò)各類總線及其接口技術(shù)，著重講解Can總線基本構(gòu)成和基本原理，以及常用其他車載網(wǎng)絡(luò)總線的系統(tǒng)；移動通信技術(shù)：無線網(wǎng)絡(luò)和移動通信基本原理，移動通信組網(wǎng)、3G移動通信技術(shù)及其應(yīng)用；移動終智能終端開發(fā)技術(shù)：掌握各類智能終端開發(fā)技術(shù)的的核心內(nèi)容，了解各類系統(tǒng)開發(fā)原理和各自的有優(yōu)缺點(diǎn)，了解智能終端與各類系統(tǒng)平臺信息交互技術(shù)和各自處理通信的方式。車載通訊系統(tǒng)：載通訊系統(tǒng)運(yùn)作模式，功能特色，應(yīng)用領(lǐng)域。最后綜合結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)和車載移動通信讓同學(xué)提出問題進(jìn)行集體討論和解決方法進(jìn)行研討。

3.車載移動通信的實(shí)踐教學(xué)體系

車載移動通信的實(shí)踐教學(xué)體系的建設(shè)思路。（1）汽車傳感器技術(shù)、車載總線技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)原理、無線自組織網(wǎng)絡(luò)、M2M技術(shù)概論、移動通信技術(shù)、RFID技術(shù)原理及應(yīng)用等專業(yè)核心課程的需要。學(xué)生通過車載移動通實(shí)驗(yàn)，可以更好地感知車聯(lián)網(wǎng)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣。（2）充分利用系統(tǒng)開放性，主要通過增加車載移動通信系統(tǒng)相關(guān)硬件和增加開源性軟件建立具有良好展示性效果的車載移動通信平臺。在車載移動通信的實(shí)驗(yàn)過程中，一方面可以增加一些硬件，通過開源的軟件就可進(jìn)行開發(fā)和設(shè)計(jì)，能夠在車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，轉(zhuǎn)化科研成果，使之應(yīng)用于車聯(lián)網(wǎng)方向?qū)I(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，配套編制實(shí)驗(yàn)手冊，從而整個(gè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)凸顯特色和亮點(diǎn)。（3）實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有和原有實(shí)驗(yàn)室資源的集成。車載移動通信網(wǎng)本質(zhì)上是多種技術(shù)的集成，通過智能終端與實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行很好通信與實(shí)驗(yàn)、通過開放開源軟件能力綜合訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)完全開放實(shí)驗(yàn)平臺，使得設(shè)備與實(shí)驗(yàn)打通。同時(shí)，充分利用校園網(wǎng)內(nèi)的計(jì)算環(huán)境，力爭形成云計(jì)算環(huán)境，從而車載移動通信從車載環(huán)境中底層感知到中間網(wǎng)絡(luò)傳輸以及上層云計(jì)算的整體車聯(lián)環(huán)境。（4）面向汽車行業(yè)特色的綜合實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺。通過增加傳感器數(shù)據(jù)采集、Can總線控制、無線數(shù)據(jù)傳輸、GPS定位，WIFI熱點(diǎn)，模擬集群通信和嵌入式技術(shù)為代表的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)平臺。

三、結(jié)語

車載移動通信作為車聯(lián)網(wǎng)核心專業(yè)方向的課程，其技術(shù)涉及多個(gè)學(xué)科，因此通過理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)緊密結(jié)合將跨學(xué)科知識的進(jìn)行融合和專業(yè)知識進(jìn)行貫通，并將通過開放實(shí)驗(yàn)平臺讓學(xué)生由淺到深，并逐步具有綜合和創(chuàng)新能力。真?zhèn)€車載移動通信通過理論與實(shí)踐結(jié)合環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)、分析和實(shí)踐解決問題能力和創(chuàng)新意識，培養(yǎng)應(yīng)用型人才、工程人才和綜合拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)奠定一定基礎(chǔ)。

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作者簡介：

黃海波（1974-），男，教授，主要從事汽車電子信息處理與智能控制等方面的教學(xué)與科研工作。