전 세계 대부분의 전자 교육은 통신 이론에 초점을 맞춘 무선 통신을 가르칩니다. University of Southampton에서 교육자들은 학생들에게 통신 기술의 실제적인 측면을 가르치는데 있어 다른 관점을 취하여 산업에서의 경력을 더 잘 준비 할 수 있습니다. 학생들은 통신 교육에 대한 실질적인 접근을 위해 라이브 무선 주파수 (RF) 신호 스트리밍을 사용하는 무선 통신 시스템의 신속한 프로토 타이핑에 중점을 둡니다. 이 접근 방식을 통해 학생들은 무선 통신 및 관련 실제 과제에 대한 이해를 높이기 위해 실시간 신호를 조작하는 귀중한 경험을 얻을 수 있습니다.

University of Southampton은 무선 통신 석사 과정의 일환으로 무선 통신의 실제 개념에 대한 이 데모를 완료했습니다. 초점은 차동, 직교 위상 편이 키잉(DQPSK)의 개념과 무선 통신 내에서 어떻게 사용되는지를 보여주는 무선 통신 시스템을 만드는데 있엇습니다. 학생들은 USRP (University Software Radio Peripheral)를 받았으며 실제 세션에서 DPSK 트랜시버를 구축하는 작업을 맡았습니다. 그 전에 그들은 USPR에 대한 1시간 강의와 학습 결과를 달성하기 위해 이를 사용하는 방법에 참석했습니다. 또한 사전 세션 할당이 주어졌기 때문에 LabVIEW와 그 환경에 익숙해졌습니다.

Southampton 학생들은 무선 통신 시스템의 절반을 구축하는 임무를 맡았습니다. 설정은 불완전한 DQPSK 복조기로 구성되었으며, 별도의 USPR 장치에서 전송된 변조된 신호를 디코딩 할 수 있도록 완료해야 합니다. 이 작업을 완료하려면 최종 결과가 완전히 작동하는 통신 시스템이 되도록 다양한 개념을 다루는 여러 단계가 필요합니다.

학생들은 먼저 수신 및 하향 변환된 신호에 필터를 적용하고 이를 시스템 송신기의 필터 입력과 비교했습니다. 그런 다음 데이터를 다운 샘플링하여 파형에서 DPSK 기호를 감지, 동기화 및 추출하고 이를 송신기의 기호와 비교했습니다. 마지막으로 학생들은 이러한 DPSK 심볼을 복조 및 디코딩하여 메시지 비트를 복구했으며, 이는 송신기의 비트와 다시 비교되었습니다.

이 세 가지 기능이 디모듈레이터에 구현된 후, 학생들은 아래에 나와 있는 송신기의 것과 별자리 그래프와 신호 눈 도표를 비교하여 시스템을 엄격하게 테스트했습니다.

성상도 다이어그램은 위상 편이 변조 방식의 여러 위상이 심볼과 일치하는 방식과 신호 엔벨로프 내에서 표시되는 방식에 대한 시각적 개요를 제공합니다. 신호 또는 채널에 얼마나 많은 간섭이나 왜곡이 있는지 시각적으로 보여주고 모든 것이 정상적으로 작동하는지 빠르게 확인할 수 있기 때문에 중요합니다. 아이 다이어그램은 시스템의 특성을 보기 위해 서로 겹쳐진 채널 내의 모든 다른 유형의 기호를 표시하는데 도움이 된다는 점에서 유사한 시각적 참조를 제공합니다. 이를 통해 학생들은 기호가 너무 길거나, 짧거나, 시끄 럽거나 동기화가 잘 안되는지 등의 특성을 추론 할 수 있습니다. 위 다이어그램에서와 같이 눈이 "열려"있으면 신호의 왜곡이 최소화 된 것입니다. 신호가 왜곡 된 경우 5명 중 4명은 USRP를 더 많이 사용하고 싶어합니다.

커뮤니케이션 시스템 모듈을 마친 후 학생들은 만족도에 대한 설문지를 작성하고 실제 세션에 대한 피드백을 제공했습니다.

학생 5명 중 4명 이상인 82%는 앞으로 수업 과정에서 USRP를 확용하고 싶다고 말했습니다. 또한 75%의 학생이 MSc 연구 프로젝트에서 USPR를 활용하고 싶다고 답했으며 무선 통신 교육 및 연구의 모든 측면에서 큰 잠재력을 보여주었습니다.

한 학생은 "USRP는 탐험의 길을 제공합니다. 실제와 이론 사이의 격차를 해소하는 좋은 도구입니다." 그리고 다른 학생은 "USRP는 내가 수업에서 배운 이론을 이해하는데 생생하게 도움이 됩니다."라고 말했습니다. 이것은 southampton이 실용적인 커뮤니케이션 교육에서 강력한 벤치 마크를 만들었음을 보여줍니다.