當今科技迅猛發(fā)展,移動通信技術的更迭呈現(xiàn)日新月異之態(tài),要求走在國家科研前沿的研究生,具備敏銳的觀察力與強大的學習力,與無線通信的發(fā)展并步齊驅(qū)。作為信息與通信工程專業(yè)研究生的專業(yè)課,“現(xiàn)代無線與移動通信系統(tǒng)”緊緊抓住了當代通信系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,引領研究生深入探究這一重點領域的科學道理,在潛移默化中立下科研報國的遠大志向。
聚焦前沿:緊跟時代,夯無線通信之基
“無線與移動通信”是我校信息與通信工程一級學科的主要研究和人才培養(yǎng)方向,也是全球發(fā)展迅速的產(chǎn)業(yè)與前沿技術,“現(xiàn)代無線與通信系統(tǒng)”課程緊跟移動通信技術發(fā)展前沿,通過總結、梳理前沿技術,構建與培養(yǎng)目標相適應的課程知識體系,突出課程內(nèi)容與技術前沿同步的課程特色,著力培養(yǎng)專業(yè)功底扎實、工程視野寬廣的高水平無線與移動通信人才。
該課程于春季學期授課,著眼系統(tǒng)全局,重點講授無線與移動通信系統(tǒng)的基本理念、原理及標準進展,包括以蜂窩移動通信系統(tǒng)為核心的網(wǎng)絡架構、協(xié)議棧、接入網(wǎng)及其標準等內(nèi)容,其目的是加強對系統(tǒng)的理解和基本原理的掌握,與秋季開設的“寬帶無線通信技術”等相關課程互為補充。
通過課堂講授、前沿技術剖析、系統(tǒng)容量仿真評估與實驗,使學生在掌握移動通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡原理的基礎上,建立對無線傳輸技術與移動通信系統(tǒng)的全局認識,并通過闡述移動通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡的標準知識,為研究生未來從事無線與移動通信系統(tǒng)的設計與研究打下堅實的專業(yè)基礎知識。
為適應移動通信前沿技術發(fā)展,課程組緊抓課程內(nèi)容建設,在簡要回顧GSM 2G/CDMA 3G/LTE 4G系統(tǒng)原理基礎上,重點講授5G新一代移動通信系統(tǒng)的內(nèi)容,突出面向科技前沿與構建系統(tǒng)觀認識的特色,致力培養(yǎng)未來從事高水平無線移動通信技術研發(fā)的新時代領軍人才。
“移動通信系統(tǒng)發(fā)展快、技術新的特點,要求我們在課程建設上緊跟移動通信前沿,建設與培養(yǎng)目標相適應的課程內(nèi)容,突出課程內(nèi)容與前沿發(fā)展同步的課程特色,始終與最新的前沿技術保持同步?!闭n程組主要成員之一、通信抗干擾全國重點實驗室武剛教授說。
創(chuàng)新發(fā)展:工程教育,讓學生學有所用
隨著移動通信系統(tǒng)飛速發(fā)展,新概念、新技術的不斷涌現(xiàn),課程的教學模式與考核標準也在多年的教學實踐中不斷創(chuàng)新發(fā)展。
課程從選修變成了必修,由考查課變成了考試課。通過線上線下相結合的方式,將網(wǎng)絡教學資源與課堂上的主題討論結合,提高了教學效率和學習效果。課程期中考核采用多維度評價方式,不僅鼓勵學生從各自專業(yè)研究興趣出發(fā)撰寫6G前沿技術小論文或文獻調(diào)研綜述報告,還要求學生完成系統(tǒng)級仿真或路測信號實驗分析報告,最后再通過期末閉卷考試考核學生對本課程核心知識的理解和運用。
平時作業(yè)由三部分構成:一是進行技術文獻綜述,通過調(diào)研自選主題相關論文的方式,增進學生對課程前沿技術的理解;二是進行仿真實驗,完成蜂窩移動通信系統(tǒng)級的仿真或校園環(huán)境移動通信信號質(zhì)量的路測實驗及分析,使學生能將理論與實際聯(lián)系起來,更深刻地理解課程內(nèi)容;最后是針對文獻綜述或仿真實驗結果進行課堂匯報,學生在和教師及其他同學研討交流的過程中進一步完善相關知識體系。三部分作業(yè)相輔相成,增進學生的獲得感。
課程不僅僅滿足于對概念的闡釋及公式的推導,更多的是側(cè)重于工程實踐方面的教學,讓同學們深入了解單項無線技術在實際系統(tǒng)中的應用場景、標準及過程,如協(xié)議的選擇原因、協(xié)議中物理層資源格的劃分、數(shù)據(jù)塊的大小、編碼方式及具體的幀劃分、雙工模式等。
“這部分的知識深深扎根于通信工程,但由于其過于貼近系統(tǒng)頂層設計問題,很多課程不會深度涉及,而這門課則有效填補了該部分的空白?!蔽鋭傉f。
移動通信系統(tǒng)發(fā)展快、技術新。為了適應“高、精、深”的人才培養(yǎng)需要,增強學生對移動通信系統(tǒng)發(fā)展前沿的了解,課程還補充了5G/5G-Advanced最新標準與6G前沿技術的講授,突出了緊跟技術前沿的授課特色,增強了學生系統(tǒng)性思考問題的能力。
通信專業(yè)研究生通過本課程學習,增強了對移動通信系統(tǒng)的系統(tǒng)概念的思維構建,深入了解了通信系統(tǒng)關鍵的組成,網(wǎng)絡架構以及基本的通信協(xié)議,從而極大提高了學習無線通信系統(tǒng)的興趣。
2023級博士研究生劉敏從課程中收獲頗豐,“課程從2G中GSM的基礎協(xié)議開始,到3G的關鍵技術,再到4G和5G的技術突破的歷程,讓我們對新技術帶來的變革與時代影響有了更加深刻的認識,也讓我明晰了未來要走的路?!?
“記得有一次武老師要求我們?nèi)フ?GPP的某方面提案,在完成作業(yè)的過程中,我建立起了對標準提案文檔結構、技術概況的認知,協(xié)議文檔也變得不再晦澀,而變成了解行業(yè)動態(tài)的重要渠道。”通過扎實學習,劉敏還體會到工程與理論間的差別。
2023級研究生毛鳴陽表示,課堂中武剛和林燈生兩位老師分別從總體和局部兩個維度針對現(xiàn)代無線移動通信系統(tǒng)進行講解,讓自己對其整體進行了解的同時,也不會造成細節(jié)部分模棱兩可的困擾?!半m然在本科也學習過移動通信系統(tǒng)基本知識,但研究生階段學習的這門課程在內(nèi)容深度和研究性方面都有了明顯的提升,不同學習階段專業(yè)課程間的相互聯(lián)系與遞進有益于扎牢我們的專業(yè)根基?!?
薪火相傳:繼往開來,完成未竟之事業(yè)
本課程的歷史沿革與電子科技大學通信抗干擾全國重點實驗室的發(fā)起人之一、通信領域知名技術專家李少謙教授緊密相關,出于對未來無線通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢的前瞻性預測以及對國際前沿知識迭代更新現(xiàn)狀的洞悉,李少謙教授主創(chuàng)了“現(xiàn)代無線與通信系統(tǒng)”這門研究生課程。
“現(xiàn)代無線與通信系統(tǒng)”課程由通信領域知名技術專家李少謙教授主創(chuàng)
開課之初,李少謙教授“獨挑大梁”,從備課、講課,到作業(yè)講評、試卷批改,與課程相關的一切,無一不是李少謙教授親力親為,一直在三尺講臺上堅守了二十余年。在課程發(fā)展階段,李老師著力打造高水平的課程團隊,從2012年起,先后將胡蘇、林燈生、武剛、楊平納入課程團隊。
在老師們看來,李少謙教授嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、嚴格的課堂要求,是留給課題組的寶貴財富。李少謙教授對這門聚焦于通信領域前沿科技的課抱有極大期望與熱情,“把知識點講深講透”是他長期堅守的信念?!?004年我博士畢業(yè)留校,李老師認為當時我的知識儲備尚有不足,只讓我給他做助教,擔任助教期間,最令我印象深刻的是有幾名李老師名下的研究生選修這門課,期末考試卷面成績沒有達標,他毫不留情地安排這幾名學生去重修了?!蔽鋭偦貞浀?。
從知識傳授的角度,李少謙教授希望受眾越來越廣。他認為無線通信不僅滲透于人們?nèi)粘I畹姆椒矫婷?,也與世界的發(fā)展變化息息相關,因此不止是通信專業(yè)的研究生,其他專業(yè)的學生也應對無線通信系統(tǒng)相關知識加以了解。
在授課過程中,為了照顧無線通信基礎較弱的同學,他不厭其煩講授著課程的前序知識;同樣,面對學有余力的學生,他也時常對現(xiàn)代移動通信的前沿科技進行深度展開,使學生們達到“不同的起點,相同的高度”。
“李老師一直致力于課程建設,把他的理念和研究心得都傳遞下來了,我們現(xiàn)在就是盡己所能,繼續(xù)沿著李老師開創(chuàng)的這條路,不斷地去完善和優(yōu)化它,完成李老師未竟的事業(yè)。”課程建設任重而道遠,但武剛對此充滿信心。
思政鑄魂:深耕科研,育科技報國人才
1987年11月,我國第一代模擬蜂窩移動通信系統(tǒng)(1G)正式商用,次年3月,北京市開通移動電話網(wǎng),我國進入1G移動通信時代[1];1994年,北京、上海、廣州開始建設GSM數(shù)字移動電話實驗網(wǎng),2G網(wǎng)絡在中國正式落地,移動通信系統(tǒng)轉(zhuǎn)向數(shù)字化,信號質(zhì)量和通信質(zhì)量均得到顯著提升;2009年1月,工業(yè)和信息化部正式向三大運營商授發(fā)3G牌照,意味著3G網(wǎng)絡在中國正式發(fā)展,實現(xiàn)無線通訊與互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信手段結合;2013年12月,工業(yè)和信息化部向三大運營商頒發(fā)“LTE/第四代數(shù)字蜂窩移動通信業(yè)務(TD-LTE)”經(jīng)營許可,中國正式邁入4G階段,走入移動互聯(lián)網(wǎng)時代,伴隨傳輸速率提升、網(wǎng)絡覆蓋擴大,2018年國內(nèi)移動電話用戶數(shù)超過15億[2];2019年5月,5G網(wǎng)絡在中國正式商用,并開始支持垂直行業(yè)的多種應用,推動了移動物聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,至2024年,5G進入第二階段(5G-Advanced),第六代移動通信(6G)技術研發(fā)與標準化之路已正式開啟。
無線移動通信這項“技術性革命”,在短短幾十年間,無線移動通信這項“技術性革命”經(jīng)歷了五個階段:第一代的出現(xiàn)與消亡,第二代的研發(fā)與普及,第三代的探索,第四代的普及,第五代的變革。期間,中國移動通信行業(yè)從一片空白到世界領先,一路攻堅克難,為國家經(jīng)濟社會發(fā)展做出重大貢獻,推動著國人視野、發(fā)展觀念、產(chǎn)業(yè)實力、大眾生活乃至整個社會運行方式的改變。
作為一門通信專業(yè)研究生的專業(yè)核心課程,課程組在授課過程中不僅對前沿科技與專業(yè)知識進行了深入講解,還因循著李少謙教授的指引融入了豐富的思政元素:如通過播放紀錄片《中國通信業(yè)30年——從一無所有到世界最強》片段,向?qū)W生們展示我國移動通信在三十年技術革新的過程中實現(xiàn)了從“模仿學習者”到“核心標準制定者”的完美蛻變;通過講述華為“5G高速率通信”飛速發(fā)展卻遭到美國制裁的事件,告誡學生們勇于創(chuàng)新,爭取早日為國家解決“卡脖子”的難題等。課程還緊跟時事前沿對課程思政教學案例進行收集和補充,保證了思政內(nèi)容的先進性和創(chuàng)新性。
同學們聆聽李少謙教授“5G:開啟萬物互聯(lián)新征程”的大師精品課
同學們在課程評教中這樣留言道:我國通信領域的科研工作者深耕于現(xiàn)代無線與移動通信技術的苦心孤詣,排除萬難突破技術壁壘并引領技術發(fā)展的過程,給自己留下了深刻印象;通過這門課程的學習,充分感受到了在現(xiàn)代無線與移動通信發(fā)展的歷程中,科研人員的歷史使命和光榮職責……
“通過聚焦無線通信理論的突破、技術的迭代升級、標準的激烈競爭、在移動通信領域中國的追趕和反超、5G技術的發(fā)展等方面,我們希望進一步激發(fā)研究生的愛國熱情,增強他們的民族自信心和自豪感,引導同學們將個人事業(yè)發(fā)展主動融入強國建設戰(zhàn)略大局,成長為能擔當民族復興大任的時代新人?!蔽鋭傉f。
參考資料:
新中國60年報告之十五:郵電通信業(yè)發(fā)展突飛猛進[EB/OL],2009-09-24[2024-04-11],
https://www.gov.cn/gzdt/2009-09/24/content_1425053.htm
邵素宏. 奮斗百年路 啟航新征程 通信發(fā)展大跨越移動通信 歷史突破[EB/OL].人民郵電報, 2021-06-01[2024-04-11].