附件1

***課程思政教學(xué)案例申報書

案例名稱：5G通信調(diào)制技術(shù)

課程名稱：移動通信技術(shù)

負(fù)責(zé)人：_____________________________

所在院系：工學(xué)院電氣與電子工程系

所在專業(yè)：移動互聯(lián)應(yīng)用技術(shù)

***教務(wù)處制

,年月

一、基本信息表

教師姓名所在教學(xué)

職稱

（負(fù)責(zé)人）單位名稱

團(tuán)隊(duì)成員姓名

（非團(tuán)隊(duì)填

“無”）

移動通信

課程名稱課程代碼學(xué)時/學(xué)分

技術(shù)

已授課班級

“課程思政”案

5G通信調(diào)制技術(shù)

例名稱

口通識必修

口通識選修

口學(xué)科基礎(chǔ)必修課程適用

課程類別

0專業(yè)必修專業(yè)

口專業(yè)選修

口其他

所屬章節(jié)

案例所屬的章節(jié)

及教學(xué)內(nèi)容

1.調(diào)制技術(shù)基本概念、3種基本數(shù)字調(diào)制技術(shù)

2.5G采用的調(diào)制技術(shù)、正交調(diào)制

所屬教學(xué)內(nèi)容3.星圖

-2-

二、教學(xué)目標(biāo)

（一）知識目標(biāo)：

1.掌握調(diào)制技術(shù)基本概念，熟悉基本數(shù)字調(diào)制技術(shù)。

2.了解什么是正交調(diào)制，5G通信采用了哪些調(diào)制技術(shù)

3.掌握調(diào)制技術(shù)中的星圖。

（二）思政目標(biāo)：

1.通過通信業(yè)發(fā)展，談華為5G高速率通信技術(shù)，認(rèn)清中美芯片事件，勇于

創(chuàng)新，大國還未崛起，加強(qiáng)中華復(fù)興愛國教育。

2.通過正交和傅生葉變換，信號分解，談宇宙運(yùn)行，和諧發(fā)展，提升辯證思

維素養(yǎng)。

三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

重點(diǎn)：5G通信技犬，星圖

難點(diǎn)：正交性，正交調(diào)制，星圖

四、設(shè)計思路和育人主題

設(shè)計思路：通過復(fù)習(xí)調(diào)制技術(shù)，引入5G調(diào)制技術(shù)及調(diào)制星圖。

育人主題：弘揚(yáng)愛國教育，倡導(dǎo)科技報國、實(shí)業(yè)興國教育，尊重宇宙科學(xué)運(yùn)

行規(guī)律，社會發(fā)展規(guī)律。

五、教學(xué)設(shè)計理論支撐

5G通信理論；社會主義核心價值觀

六、教材教法設(shè)計

（一）教學(xué)內(nèi)容

1.調(diào)制技術(shù)基本概念、3種基本數(shù)字調(diào)制技術(shù)

2.5G采用的調(diào)制技術(shù)、正交調(diào)制

3.星圖

（二）教學(xué)方法

多媒體課件，視頻，課堂講授，互動討論。

七、教學(xué)過程

1.新課導(dǎo)入：什么是調(diào)制，調(diào)制技術(shù)基本概念，3種基本數(shù)字調(diào)制技術(shù)

【手機(jī)通信從1G到5G,天線變小，變多；北斗導(dǎo)航從

1代到3代，實(shí)現(xiàn)全球覆蓋。引導(dǎo)學(xué)生回答如何實(shí)現(xiàn)信息的

無線傳輸，看到過哪些通信器材，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注身邊事物,

加強(qiáng)隨時隨地學(xué)習(xí)的自律性，提升民族自信心】

手機(jī)信號如何發(fā)射和接收到的。在無線通信中，信號是以電磁波的形式發(fā)送

到接收端，那么電磁波是如何傳遞信息的呢？（類比車是如何運(yùn)輸人的）

最簡單的電磁波用標(biāo)準(zhǔn)的正弦波來描述，一個正弦波有3大特征，幅度

A,相位P,頻率F。不以利用電磁波的這3大特征量來傳遞信息。

調(diào)制就是用基帶信號去控制載波信號的幅度，頻率，相位這幾個參量的變

化，將信息放到我波上形成已調(diào)信號。在數(shù)字信號調(diào)制中有三種最基本的調(diào)制

方式:

-調(diào)幅（ASK）：載波嗝度A是隨著調(diào)制信號而變化的。

調(diào)頻（FSK）：用數(shù)字信號去調(diào)制載波的頻率F。

調(diào)相（PSK）：根據(jù)數(shù)字基帶信號的電平（10：高低）選擇不同相位的同頻

載波。

OO110100-10

_____II_I_I____I_I_

WVWWWWWWVM

FSK移煩t建控

WWWVWbFrequency-shiftkeying

PSK移相鋌控

Phase-shiftkeying

-4-

分析圖中幅度、相位和頻率變化

【聯(lián)系中國通信業(yè)發(fā)展，從追隨、仿制、合作發(fā)展、創(chuàng)

新的艱辛歷程，激勵學(xué)生正視我們國家的技術(shù)發(fā)展，從華為

芯片認(rèn)清現(xiàn)實(shí)，科技才能強(qiáng)國。突出引導(dǎo)學(xué)生愛國教育，激

勵學(xué)生努力學(xué)習(xí)，提高科技素養(yǎng)】

2.5G采用的調(diào)制技術(shù)，正交調(diào)制

對于其他各種調(diào)制方法其實(shí)都是以上方法的改進(jìn)或組合，例如：正交振幅

調(diào)制QAM：QuadratureAmplitudeModulation。

在2G通信，中國移動GSM采用GSMK（高斯最小頻移鍵控）信號調(diào)制技

術(shù)；3G、4G系統(tǒng)采用QAM、QPSK調(diào)制技術(shù)；那么5G采用什么調(diào)制技術(shù)，較之

前的調(diào)制技術(shù)有哪些變化？（可提問學(xué)生）

4GLTE

n/2-BPSK

QPSKQPSK

QPSK

16QAM16QAM

16QAM

64QAM64QAM

256QAM

從上圖可以看出，5G支持的調(diào)制更加豐富，主要有兀/2-BPSK和QPSK的

PSK調(diào)制方式（載波的相位變化、幅度不變化），還有載波的相位和幅度都變

化的16QAM,64QAM和256QAM等QAM調(diào)制方式。

那么到底什么是QAM幅度正交調(diào)制，首先需要了解什么是正交。（可提問

和討論）

“正交”原本是幾何中的術(shù)語。如果兩條直線相交成直角，也就是垂直，

則二者正交，在彼此的投影為0。用向量術(shù)語來說，如果它們內(nèi)積為0,則兩

條直線互不依賴，互不相關(guān)。而函數(shù)正交，則是指如果兩個函數(shù)在一個周期或

無窮區(qū)間里二者相乘的積分為0,則兩個函數(shù)不相關(guān)，相關(guān)性為0。即如果兩個

函數(shù)耽（7），我⑺，其積分f弧⑺?W2（r）”=°,則二者正交。

傅里葉研究結(jié)果：任何兩個頻率不同（倍數(shù)關(guān)系）的正弦波都是正交的,

線性無關(guān)。如果將兩個正弦波相乘并在整個時間軸上求積分，則積分值為零。

這說明組成某波形的不同頻率分量可以相互分離開。

傅里葉級數(shù)展開公式：

f(t)=m+aicos((vt)+bisin(a;t)

+Q2cos(2區(qū))+62slM2/)

+???

8

=—+[ancos(rujt)+bnsin(ncjt)]

2n=i

一個函數(shù)可以分解為無窮多個正弦和余弦函數(shù)，或者說一個函數(shù)可以由無

窮多個具有不同頻率的弦函數(shù)組成。

-6-

周期信號可分為一個或幾個、乃至無窮多個諧波的疊加.

,

)nAn

八八/33

Mag

?U11a

“0⑺r032333

(c)

-?

r

(b)

4sme

n一,―\/銀河

T^P太陽

4sm36c

3n

"-

4sin58Q

5n

7人

4sm780

In

呈現(xiàn)給我們的:

【一個大宇宙是由無窮不同小宇宙組成，不同小宇宙又

周期循環(huán)，不斷演化和諧運(yùn)行。宇宙演化自然平衡之法不可

破壞，世界萬物互聯(lián)相通，看似無關(guān)其實(shí)相關(guān)，突出培養(yǎng)學(xué)

生大世界觀的辯證思想】

通信系統(tǒng)中的QAM(QuadratureAmplitudeModulation)一，般選用兩路頻

率相同,相位相差90度(兀/2)的載波,一般用sin(wt)和cos(wt),

這是一種幅度、相位(初始相位)聯(lián)合調(diào)制的技術(shù)，使用載波的幅度和相

位來傳遞信息比特1或0,將兩路的1或0用sin(wt)和cos(wt)分別調(diào)制進(jìn)行

合成傳輸。通常有二進(jìn)制4QAM,四進(jìn)制16QAM,八進(jìn)制64QAM(8進(jìn)制的ASK和

8進(jìn)制的PSK組合成64種情況進(jìn)行調(diào)制)，十六進(jìn)制256QAM等。每次在載波

上利用幅度和相位表示的比特位越多，則其傳輸?shù)男试礁撸虼?G通信選用

到256QANL

3.星圖

不過問題來了，這么多種調(diào)制方式，如何用圖形直觀的表示它們呢？答案

是星座圖，其實(shí)是極坐標(biāo)矢量圖。

-8-

如下圖星座圖中的點(diǎn)，點(diǎn)到圓心的距離為載波的幅度，與橫軸正方向的夾

角表示載波的相位。（可提問和討論星座）

mTO

北*走

d爐

色，龍鹿媯龍

{

/

次

日（Q

)X

0瓜魚龍樣子廢射手龍

口

r>r>r>r\

r>r>r>r\

I（同相分■）

下面是幾種調(diào)制方式的星座圖:

（1）二進(jìn)制相移鍵控BPSK

Q-Axis

Phase

States

*I-Axis

..I???.0，?

(2)四進(jìn)制QPSK：

7T/4,

t

QChannel

1/3

4個點(diǎn)分別對應(yīng)4個相位：兀/4、3打：4、5冗/4、7K/4.1

10-

(3)八進(jìn)制256QAM

8位編碼對應(yīng)不同幅度和不同初相位的正弦波。

ScatterPlot

10

5

-5

-15

-15-100510