电力拖动与控制系统实验“金课”探究

实验课程“金课”是一流本科教育重要组成。本文以电气工程专业核心课程“电力拖动与控制系统”为例，从实验课程“金课”的内涵和外延进行探究实践。内涵上强化实验课程育人，基于“做中学”梳理实验课程核心要素，构建分层次教学，融入课程思政，实现实践导向性学习向项目导向性学习实验教学模式转变；外延上重塑实验课程“前端培养”，增强课程基础实践能力和科学探究思维培养功能。     

突出军政素养的通信原理课程思政研究

为贯彻军队院校课程思政思想性、针对性要求,课程教学团队以空军预警学院指挥信息系统工程专业为例,分析“通信原理”课程思政现状,依据“立德树人”根本任务和“为战育人”核心指向,开展突出军政素养的“通信原理”课程思政元素挖掘与实践,验证教学内容与思政元素有机融合的有效方法。教学实践表明：突出军政素养的“通信原理”课程思政得到了绝大多数学员、队干部和教学督导专家的认可,对提升学员学习兴趣和军政素养具有重要作用。     

传感器与调理电路实践教学模式探索

实践类通识课程以培养学生的思维方式、学习和实践能力为目标。如何在学生基础专业水平不同的状况下展开教学,是这类课程面临的重要问题。本文以北航开设的“传感器调理电路的设计与仿真”为例,阐述如何开展“理论-仿真”并行和“自主设计型考核”这两个措施的具体实施方式及实际成效。     

“双高”建设背景下计算机大类课程思政教学实施与研究——以“程序设计基础”课程为例

立德树人是教育的根本任务,而在“双高”计划实施以来,课程思政作为立德树人的根本途径,在高职院校教育教学过程中病的变得日益重要。本文以“程序设计基础”为例,探索如何实践计算机大类课程思政理念,并提出了“定、挖、做、评”四步思政实施方案。从课程思政的总体设计、教学实施、评价方法等方面详细介绍了这一实践方案,希望能为高职院校课程思政设计构建提供有效的实践策略。     

“微研究”在研究生课程教学中的应用探索

面向国际化培养的研究生课程要求研究生通过课程学习提高研究能力,充分发挥课程教学在研究生教育中的重要作用。本文以“高级软件工程”课程教学为例,探索了在实践过程中“微研究”在课堂教学、综合课设和文献阅读等三个方面的应用,取得了较好的效果。     

“三教改革”背景下STM32单片机课程分层模块化教学模式的实践探索

STM32单片机课程是高职院校电子信息工程技术专业嵌入式课程,该门课程概念抽象,实践性强,常规的教学方法学生难以理解,教学效果差。以湖北国土资源职业学院STM32单片机课程教学实践为例,基于“三教改革”背景,采用分层和模块化组合的理念进行项目化、创新性教学,对提高教学质量和学生的主动性、分析问题和解决问题的综合实践能力有明显帮助,可为“三教改革”提供案例参考。     

CDIO理念下“电工技术”混合式教学初探

为提高“电工技术及应用”课程实验课教学效果,文章以经典电路实验“感性负载电路功率因数的提高”为例,以精品在线开放课程“电工技术及应用”、学习通APP平台为载体,给出了基于CDIO的线上线下混合式教学模式设计与实施方案。教学实践表明, 这种教学方法尤其适合高职“电工技术及应用”课程。     

“微机原理与应用”课程思政建设实践

为了深入贯彻“高等学校课程思政建设指导纲要”精神,开展好“课程思政”教学改革与课程建设,以“微机原理及应用”课程建设为例,结合课程内容、特点,对其中的课程思政教育进行了改革与实践。并针对教学大纲中的思政育人目标,总结并分享了该课程的建设方案及所采用的思政育人元素。     

职业院校“Hadoop平台及运维”课程教学实践与思考——以兰州石化职业技术大学为例

“Hadoop平台及运维”是大数据专业的核心课程,课程具有对前置课程要求高、交叉性强、实践难度大等特点,传统“以教为中心”的大数据平台运维教学方式很难实现以应用为导向的目标。文章以兰州石化职业技术大学为例,基于高职院校学生的学习特点,结合近几年的教学实践经验,从课程教学模式优化、课程内容安排、实践教学平台运用及考评方式改进等方面,提出了以职业技能和职业素养培养为导向,符合学生实际状况的教育教学策略,为大数据专业其他课程的实践教学提供参考。     

对标金课标准的“电子线路”课程改革

教育部近期提出建设一流本科课程“双万计划”，并将建设标准归纳为高阶性、创新性、挑战度。“两性一度”金课建设标准的提出为本科课程改革与实践指明了方向。本文以电类基础课程线上线下混合式教学为例，探讨课程如何对标金课标准开展课程改革与实践，通过对教学内容、教学方法、教学考核等三方面实践改革，全方位提升课程质量。     

“移动通信”课程中系统容量的教学探讨

系统容量是"移动通信"课程的重点内容,学生理解此知识点有一定难度。笔者根据多年的教学体会,设计了一种问题情境下的层层递进教学法,并以同频干扰与蜂窝系统容量之间的关系为例进行了实践和要点介绍。教学实践表明,该教学法可以帮助学生把握系统容量这一知识点,化难为易,提高授课质量。     

物理层超高频射频识别标签信号分离中的信道估计

在被动式的超高频(UHF)射频识别(RFID)系统中,当多个标签选择同一个时隙向阅读器发送信息,标签间冲突就会产生,该冲突通常只在介质访问控制(MAC)层上解决。其实,若冲突信号在物理层上被分离,识别效率将能得到很大的提高。在物理层冲突信号分离中,信道估计是一项关键技术,因为好的信道估计有助于准确地恢复冲突信号。传统的信道估计方法在两个标签冲突的情况下具有较好的估计性能,但当冲突标签数超过2时,却会产生较高的误差。该文针对物理层的UHF RFID信号分离问题,提出一种新的信道估计方法。该方法利用已知的前缀信号,采用最小二乘方法对信道进行估计。从实验结果看,当标签冲突数超过2时,该文提出的信道估计方法的误差要小于传统的估计方法,而且估计的信道得到的分离效率也高于传统方法。     

A Novel Approach for Physical Layer Cryptography in Wireless Networks

Due to the enormous spreading of applied wireless networks, security is actually one of the most important issues for telecommunications. One of the main issue in the field of securing wireless information exchanging is the initial common knowledge between source and destination. A shared secret is normally mandatory in order to decide the encryption (algorithm or code or key) of the information stream. It is usual to exchange this common a priori knowledge by using a “secure” channel. Nowadays a secure wireless channel is not possible. In fact normally the common a priori knowledge is already established (but this is not secure) or by using a non-radio channel (that implies a waste of time and resource). The information is encrypted by means of a private key that must be known by both the transmitter and the receiver. One of the main weak point about security is the private key exchanging interval. The key cannot be public and cannot be known a priori. The problem is how to exchange this private key through a totally secure wireless channel. This contribution deals with the review of the main physical layer techniques for encrypting the information and the proposal of a new physical layer technique ensuring secure communication in a full wireless environment. The information is modulated, at physical layer, by the thermal noise experienced by the link between two terminals. A loop scheme is designed for unique recovering of mutual information. The probability of error/detection is analytically derived for the legal users and for the third unwanted listener (passive or active attacker). Both the case of passive and active attacks have also been implemented and simulated by using Matlab-Simulink software. The analytical results have been compared to the simulated ones. All the results show that the performance of the proposed scheme yields the advantage of intrinsic security, i.e., the mutual information cannot be physically demodulated (passive attack) or denied (active attack) by a third terminal.     

Physical layer multi-user key generation in wireless networks

Secret key generation by extracting the shared randomness in the wireless fading channel from physical layer is an interesting topic of practical value. Previous works have focused on the study of physical layer key generation with two nodes from the view point of key generation rate (KGR). Information theoretic limits and the KGRs in implementation have been derived. However, in real-world applications, the physical layer key generation problem involving multiple nodes is the common case, which lacks sufficient study so far. Multi-node case differs from two-node case in that there are two more important considerations: (1) the trade-off between KGR and probing efficiency at individual node pair; (2) channel probing schedule among multiple node pairs. This paper aims at minimizing the Overall Waiting Time of physical layer key generation with multiple users (shorten as OWT) through the optimization of probing rates at individual node pair and channel probing schedule. The theoretical lower bound of OWT is derived first, then a practical method (MUKEM) is proposed to compute reasonable probing rates and channel probing schedule for multiple node pairs to obtain a short OWT. Simulations are conducted to evaluate the effectiveness of our method. The results show that 70 % of OWT can be reduced by using our method comparing with one-by-one key generations; while it is only about 8 % longer than the lower bound of OWT.     

适用于固定节点的水下传感器网络物理层设计

时间反转法利用声学互易原理,应用于节点位置固定的水下传感器网络物理层中,可在没有任何先验知识情况下具有自适应匹配声学信道的作用,使声信号能量在空间和时间上得到聚焦,提高接收端信噪比从而获得一个高速的网络链路。通过计算机仿真研究,验证了水平阵列的时间反转法在水平方向上的聚焦性能,并在此基础上扩展到时反法用于任意阵型的时反阵,为水下传感器网络实现高数据率、低功耗的网络物理层链路提供了支持。     

电气信息类专业平台课程思政建设与实践

课程思政是落实立德树人任务的关键。湖南大学电气与信息工程学院将思政教育融入专业平台课程建设中，结合平台课程专业知识，修订了课程教学大纲，设计了体现“课程思政”新特点的教学内容与教学环节，实施混合式教学模式，思想政治教育贯穿教学全过程，完善了思政考核机制，构建了以专业知识与思想政治联合培养的“立德树人”培养体系，充分发挥专业课育人主渠道作用。     

着眼非单频破解通信信息类理论课教学难题

基于通信信息类专业特点,有针对性地对理论课教学难点的讲解问题进行阐述研究。从信号的分解及其可能的物理意义出发,紧贴专业实际,深入阐述说明了信号的非单频特征,继而在此基础上对多普勒扩展、傅里叶变换分析、邻信道干扰等几个具有典型代表意义的知识点的讲解问题进行了分析,对于有效地解决信号与系统、信号处理、通信原理、信号检测、电子测量、电磁理论、移动通信、泛函分析等课程和密码学、光学等学科中的许多难点的讲解问题有一定的参考意义。     

基于极化码的无协商密钥物理层安全传输方案

针对现有的密钥生成方案需要在通信流程中增加额外的密钥协商协议，导致在5G等标准通信系统中应用受限的问题，该文提出一种基于极化码的无协商密钥物理层安全传输方案。首先基于信道特征提取未协商的物理层密钥，然后针对物理信道与密钥加密信道共同构成的等效信道设计极化码，最后利用未协商的物理层密钥对编码后的序列进行简单的模二加加密后传输。该方案通过针对性设计的极化码纠正密钥差异和噪声引起的比特错误，实现可靠的安全传输。仿真表明，该文基于等效信道设计的极化码在保证合法双方以最优的码率可靠传输的同时可以防止窃听者窃听，实现了安全与通信的一体化。     

Underwater acoustic communication physical layer key generation scheme

To ensure the communication safety of unmanned underwater vehicle,a physical layer key generation scheme of underwater acoustic channel based on orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system was proposed.First,a local pilot assistance channel sounding protocol was proposed to solve the reciprocity impaired caused by the great propagation delay in the underwater acoustic channel,ensure high key randomness and enhance the defenses against nearby eavesdroppers.Secondly,double-layer compensation centralized combined with adaptive guard interval quantization method was proposed to improve key agreement rate and key generation rate.Simulation results show that the scheme effectively overcomes the problems of impaired reciprocity and ensures high key generation rate and high randomness on the premise that the key agreement is superior to the existing schemes.     

一种基于信道特征参数的无线通信密钥生成方法

无线通信由于自身传输信道的开放性,其安全问题相对于有线通信更为突出。物理层安全技术利用无线通信信道天然的多径时变特性,可为无线传输提供物理层加密,因而近年来得到快速发展。针对传统物理层安全中密钥生成速率低、频分双工系统不适用等问题,提出了一种基于信道特征参数的无线通信密钥生成方法。基于宽带信号对多径的辨识力,利用各径间相对时延生成初始密钥,结合码本进行密钥长度扩展,从而生成最终密钥。通过数值分析证明,相对于传统物理层密钥生成方式,所提方法能显著提高密钥生成速率,同时,基于时延信道特征的互易性,该方法可适用于时分双工和频分双工无线通信系统的物理层加密。