本書每次修訂都是作者重新理解通信繫統建模仿真內涵,教材內容進一步提煉和優化的過程。
20世紀90年代,為了配合“通信原理”課程教學,作者編寫了MATLAB通信仿真講義(未公開出版)並在校內使用,受到教師和學生的廣泛歡迎,成為我校2006年“通信原理”國家級精品課程成功申報的重素之一。2003年“現代通信繫統仿真”獨立設課,為滿足課程教學需要,參考Michel C. Jeruchim的Simulation of Communication Systems,Second Edition,2007年公開出版了本書的第1版,該版教材脫離了“通信原理”課程輔助教學的功能,初步形成了現代通信繫統建模與仿真課程教學體繫。2008年在我校首屆課程教學法改革評比中,作者圍繞“研討式課堂教學環境構建”提出的“模塊遞進式教學法”,獲得全校評比第一名,其中,課後布置給學生完成計算機仿真實驗題目,在教學過程中取得了較好的效果,因此,將這些仿真實驗題目引入到2012年公開出版的第2版教材當中。但是,上述幾版的教材,其內容中心是通信繫統,目標核心是通信繫統的建模和仿真方法,缺乏對繫統建模和仿真知識體繫框架的完整描述,對於繫統建模仿真原理和技術沒有真正觸及,為此我們從以下幾方面進行再版修訂:
1.理論體繫進行了重構
根據我校2016年新修訂的課程標準,按照4∶6的比例分別介紹繫統建模仿真理論,以及這些理論和技術在通信繫統中的應用,使得學生在初步掌握繫統建模和仿真知識體繫框架的基礎上,具備通信繫統建模仿真的能力,進而滿足電子信息類專業高年級本科教學,以及相關專業研究生學習使用的需要。為此本書2、3、4章全部,以及1、5、6章的部分內容,重點介紹繫統建模仿真原理和技術,其他章節介紹通信繫統建模仿真的方法。
2.知識內容進行了修訂
教材第2版已經被多所院校老師選用,在他們課程教學活動中始終與作者保持聯絡,就教材相關內容進行了深入探討和交流,得到了大量有益的建議。同時還有不少學生就本課程的學習中遇到的問題咨詢作者。根據他們的意見和建議,結合我們的教學工作經驗,作者對部分內容進行了修訂。例如,原第1章,去掉原1.3節內容,增加“繫統建模和仿真發展”內容;原第4章,拓展成“繫統仿真方法”和“隨機變量的實現”兩章內容,強化了繫統建模仿真知識體繫框架。
3.相關內容進行了剔除
一是過時內容的剔除,在第2版教材中,利用一章介紹了“案例研究:碼分多址數字蜂窩移動通信繫統”,由於其內容僅僅介紹了第一、二、三代移動通信繫統,明顯滯後於現代通信繫統的發展,為此進行了全面的刪除。二是重復內容的剔除,對原教材2.6節“時間連續信號的采樣”內容進行了刪除,主要由於這部分內容在本科“信號與線性繫統”、“脈衝與數字電路”和“數字信號處理”等課程中已經進行了詳細的介紹,因此,進行刪除。除此之外,還有部分內容進行了小規模刪除,因此,確保了教材內容的先進性。
4.實驗案例進行了增加
在本課程獨立設課以來,學生每年都能結合課程學習完成相關的課程論文,有的論文已在相關學術期刊上發表,本次修訂結合課程學習的知識點,增加了學生完成的5個實驗案例,其目的主要有以下三方面:一是拓展學生的思維,從課本的知識點學習到實驗案例(課程論文)的完成,可以說是將知識轉化成能力(應用)的過程,通過這些案例的展示,有利於課程知識的學習與學生能力的培養。二是翻轉的學生角色,學生從知識的輸入者轉變為知識的輸出者,有利於老師了解學生對知識的掌握程度,更有利於激發學生主動學習的熱情。三是探索混合學習模式,2016年作者成功申報軍隊學位與研究生重點研究課題“混合學習在研究生課程教學中的應用研究”(****16B02),本書是該課題的研究成果之一,同時還為混合學習的實施提供了支撐。
5.對第2版中有些內容和印刷錯誤進行了調整和修正
修訂後本書知識點雖然進行了調整,但知識內容總體數量變化不大,因此,在教學活動中如果全部進行講解,其參考學時為54學時,當然講授內容也可以根據課程設置的具體情況、專業特點、教學要求和教學對像的不同進行取舍。
在第3版中,全部章節內容的調整、修訂和編寫由陳樹新教授完成,石磊老師重新編寫了本書的仿真實驗部分內容和附錄,實驗案例內容由吳昊博士進行收集與編寫,王希碩士完成了全書文字稿的校對,陳坤和劉卓威博士完成相關資料的收集和整理,最後由陳樹新對全書進行了統稿。
書中有部分內容源自作者承擔的國家自然科學基金(61673392)的研究成果。
本書在構思和選材過程中,參閱了大量的國內外文獻,在此向相關原著者表示敬意和感謝。在編寫過程中,作者始終得到吳德偉教授的關心和支持。研究生黃森、陳建華對本書的初稿進行了認真閱讀,並提出了大量寶貴意見,在此表示感謝。同時還需要感謝“軍用導航”國家級實驗教學示範中心,大學科研部機關和研究中心等機構的支持。
作 者
2016年12月