通信原理范文10篇

时间:2023-04-11 02:14:19

通信原理

通信原理范文篇1

关键词:现代通信原理;教学;改革

0引言

“现代通信原理”课程为通信工程、信息工程专业必修的主干专业基础课程,也是许多学校通信类专业研究生入学考试的必考课程之一.“现代通信原理”课程的内容是介绍通信系统的基本理论、基本分析方法和各项性能指标.“现代通信原理”的先修课程有“信号与系统”、“概率论”、“高频电子线路”,“信息论与编码”;后续课程有“通信系统”、“计算机通信网”、“移动通信”、“卫星通信”、“软件无线电”、“扩频通信”等专业课程.因此该课程是一门承前启后的课程,也是通信专业最重要的课程之一.其教学质量的好坏对通信工程专业、信息工程专业的学生有着重大的影响.

为了提高“现代通信原理”课程的教学质量,提高教学效果,提高学生分析问题和解决问题的能力,以适应现代科学技术发展对高质量人才的需求,本人对“现代通信原理”课程的教学大纲、教学方法、教学手段、实践教学环节等进行了全方位的改革.

1“现代通信原理”课程教学改革思路

我校从20(0年开始正式招收通信工程专业学生,因此和其他办学时间长的专业相比,我们在课程建设上还需要努力,尽快提高课程建设的水平.

针对“现代通信原理”课程的特点,我们改革的基本思路是:

1.1要有一个革新的教学大纲

我们要求的教学大纲,不是章节内容的堆砌,而是本门课程教学的指导性文件;不只是讲授大纲,还应是指导学生自学的纲要.教学大纲除了对本课程的基本内容提出明确要求外,还应根据学科的发展加以更新,提出培养学生能力的措施,阐明本课程与有关课程间的联系,充分体现优化课内、强化课外、激发学生主动学习的精神,并提出相应措施和办法.

1.2要有一套新的教学方法

我们要改变过去传统的单纯在课堂上进行灌输知识的教学方法,而实行启发式和讨论式的教学.教师在课堂上,主要起到讲清思路、突出重点、引导开拓的作用.并强调要恰当地处理传授知识和培养能力的关系.我们还要求在研究课程的教学方法时,不管是安排自学、讲解重点和难点,还是组织课堂讨论或在讲授中穿插讨论,都要注意调动学生的积极性,把原来“满堂灌”的过程改为在教师引导下师生共同探索的过程.而在讲授过程中,要把讲授的重点由单纯讲知识本身转向同时讲授获得知识的方法和思维方法.

1.3要有一套先进适用的教材

不论采用校内外优秀出版教材还是国外教材,都必须建设一批配套的教学辅助材料.代例如,编写或介绍一些参考书、实验指导书、外文读物等等.此外,特别强调要指导学生查阅文献、阅读大量与课程教学内容相关的参考资料,以培养学生掌握学科最新发展动态和开拓知识的能力,除在数量上要做到恰到好处,还要在质量上反映出高要求,

1.4要有一套科学的考核方法

考试对学生起着重要的引导作用,考试不仅是评价学生的知识和能力.而且还应推动学生的学习向最佳方向发展,同时也是对教学效果的信息反馈,可以促进教学工作的改善.考核的重点,除了“三基”内容外,我们要求着重考核分析问题、窿决问题的能力.考核的方式可以是闭卷、开卷、口试、考查或写小论文,通过全程考核激发学生学习的主动性和积极性.全面考核学生的能力和素质.

1.5要有一套现代化的教学手段

课程要尽可能应用现代化教学设备,除广泛使用幻灯、投影仪、电影、电视录像等电化教学手段外,特别是鼓励教师充分利用网络技术,开发计算机辅助教学,使用计算机多媒体教学手段,以提高敦学效率,增强直观教学和提高教学效果.

2“现代通信原理”课程教学改革实践

2.1探讨适合该课程的教学方法

“现代通信原理”课程是一门理论性和实践性都很强的课程,代而且理论比较难以理解.针对这个特点,在教学时强调重点理解概念,使学生理解其物理意义.在教学中理论联系实际,加深学生对理论知识的理解.并在教学中引入了先进的计算机仿真系统,在课堂中采用了SystemView通信系统仿真软件,可以在课堂中现场仿真各种通信系统,比较各种通信系统的优劣,并可直观地观察到结果,使学生加深了对通信系统各部分的理解,对通信系统有了全面的了解.

我们还及时把教改成果引入到教学中.通过教改课题,建立起EDA实验室,为“现代通信原理”课程的实验提供了条件,我们随后购买了浙江大学信电系生产的CDFD—BAS实验系统进行实验,改革实验方法和实验手段(采用EDA技术;采用硬件实验和软件仿真相结合的办法;通过以上方法,使实验从验证性实验转向设计性实验),

在教学方法的改革上,强调启发引导,把学习的主动权交给学生,让他们有较多的自学和研究的余地,重视教会学生善于学习,使学生具有独立获取知识的能力,2,2探索教学内容的改革

在教学中对教学内容进行改革,在教学中理论联系实际,紧密结合当前的通信系统的发展趋势.介绍较新的知识.如现在数字通信已大量地取代模拟通信系统,因此在教学中缩减模拟通信系统的内容,增加数字通信的内容.在教学的同时,还向学生传授系统的概念.在教学中,融知识传授、能力培养、素质教育于一体,进行教学内容改革,使学生对”现代通信原理”课程有了很大的兴趣,学习积极性很高,学习效果很好,改革效果明显.

2.3建立了一套科学的考核方法

“现代通信原理”课程的考核采用讨论、答辩等口试以及各种形式的笔试方式,这样就淡化了总结考试对学生成绩的影响,把考试和培养过程紧密结合起来,促进教师与学生共同参与教学活动.在笔试中,试题的难度、区分度安排合适,符合大纲要求,试题注重考察学生的学习能力,试卷评分过程严谨、规范,试卷和成绩质量分析中肯,认真进行考试工作总结.

“现代通信原理”课程的实验考核采用通过实验检查情况,平时考勤,平时学生对实验的态度,实验报告评定成绩,以及最后的实验结果对学生进行考核.

在“现代通信原理”课程设计中,要求学生采用SystemView仿真系统进行通信系统仿真.我们对考核方式作了改革,不是采用通常的只对课程设计报告进行考核的方式.我们考核的方式是,要求学生交了课程设计报告后,要学生在老师面前采用Sys.temView仿真系统当场搭接电路,并进行仿真,得出仿真结果.这样有效地避免了在课程设计中互相抄袭的现象,促进了学生认真地进行课程设计工作.

2.4“现代通信原理”课程的实验教学改革

实践教学环节是将知识转化为能力的重要过程,对培养学生的能力起着重要作用.我们非常重视实验教学的改革.在2004年新建了通信原理实验室,实验室面积达到200m,同时在实验中配备了多媒体教学设备,可以在实验教学中采用多媒体进行教学.

在实验教学中采用了桂林电子工业大学生产的《现代通信原理、综合、系统实验箱》.并在2004年新购买了浙江大学信电系生产的(CDVD—BAS实验系统》.《现代通信原理、综合、系统实验箱》是采用中小规模集成电路进行实验,在实验中需要学生根据实验电路进行搭线,实验结果可通过示波器等设备观察出来,通过实验,可以提高学生的动手能力,提高学生的使用仪器设备的能力.在实验中还会遇到各种问题需要解决.因此通过实验,还可以提高学生分析问题、解决问题的能力.通过实验使学生的实践能力得到提高.但该实验系统有一个缺陷,就是由于实验箱是固定的,因此不能进行设计性的实验,不能提高学生的创新能力.

((CDVD—BAS实验系统》是采用复杂可编程逻辑器件CPLJ)进行实验.在实验中学生根据实验内容,采用VHDL语言进行编程,然后下载到CDFD—BAS实验系统中,运行结果可通过实验系统的输出,采用示波器观察到,同时也可以从计算机中显示出来.在实验中,学生可以根据自己掌握的知识、采用不同的电路、不同的程穿去实现.能进行设计性、综合性实验.通过实验、可以提高学生实验素质和科学研究能力,培养学生的刨新精神.培养创新型人才.

采用两种实验手段进行实验,可以综合两种实验设备的特点,互相取长补短,可以培养学生的分析问题的能力、解决问题的能力和设计能力,使学生能够全面地发展.

2.5采用多媒体教学手段

“现代通信原理”课程是一门理论性较强的课程,公式和推导较多.另外,“现代通信原理”课程教学中的某些知识点很难用传统的教学方式口述清楚,很难直观形象的表述出来,如信号的时域波形图和频谱图等.所以采用了多媒体技术后,利用多媒体技术制作了课件,可以达到直观、省时、高效的目的.

在制作多媒体课件时,我们不只是把教材中精选出来的内容制作成课件,还结合教学内容,利用国际上公认的优秀通信系统仿真软件SystemView进行仿真.采用SystemView仿真软件进行仿真,可以针对同一个通信系统,采用不同的参数设计系统,通过仿真.对仿真结果加以分析,并与理论结果相比较.这样可以将“现代通信原理”课程中较难掌握和理解的内容形象生动地展现出来,从而使学生对所学知识的理解更加透彻.

“现代通信原理”课程的教学大纲、教案、实验指导、习题、参考文献目录等现在已制作完成,已经上网.网络课件已在网上开放,并能在网上进行网上答疑.

通信原理范文篇2

【关键词】电子信息工程;通信原理;课程设计

1引言

《通信原理》是电子信息类专业的一门重要的核心课程[1],也是众多高校电子及通信类专业研究生入学考试的必考科目之一,其在电子信息类专业所有的课程中起着承前启后的作用。它以高等数学、概率论、随机过程、信号与系统等前期所学课程为基础,同时对通信网协议、移动通信等后续课程以及毕业设计有重要影响[2]。本门课程的特点是内容丰富、概念抽象、原理复杂、理论性和数学性强,其中的很多概念和原理学生不容易理解,而本课程学习效果的好坏将直接影响后续的相关课程的学习。为了提高通信原理课程的教学质量、改进教学效果,使学生能够更进一步理解通信系统的基本原理和本质、培养和锻炼学生的思维和创新能力,在本课程理论部分结束后开设了通信原理课程设计[3-4]。在通信原理课程设计教学过程中,利用MATLAB仿真软件将抽象的理论知识点用直观的图形图像的方式展示,一方面能够有效避免理论教学与实践教学产生脱节,另一方面能够帮助学生更好地理解和掌握理论知识,激起学生的学习兴趣[5]。与此同时,学生MATLAB语言编程能力也将得到一定程度的提升,这对于学生后期进行毕业设计的工作也大有裨益。

2课程设计的教学现状

南通大学杏林学院电子信息工程专业的通信原理课程理论部分在第一周到第十六周完成,通信原理课程设计共两周时间,一般安排在第十七到第十八周、或十八周到十九周。这段时间为理论课程期末考试时间,学生的主要时间和精力花在了复习迎考上,对课程设计实践并不是很重视,致使课程设计的教学效果大打折扣。当前通信原理课程设计中,共有四个题目要求学生完成:常规AM调制,高斯信道容量,2FSK信号的相关形式最佳接收机,循环码。当年的课程设计题目和往年的题目并没有较大变动,这就导致一个问题,有的学生在完成课程设计任务后会把设计题目的程序上传到网络上,下一届的学生到网上一搜就搜索到了设计题目的设计程序,有了现成的程序有的学生就不再主动想去设计新的程序而依赖搜索到的结果,有的学生本来有自己的编程设计思路但多少会受到搜索到的程序的影响,最终设计的程序有大量的雷同,这就违背了通信原理课程设计开设的初衷,阻碍了学生课程设计的主动性以及创新性。另外,当前通信原理课程设计的考核方式为最后一次课学生进行答辩以及交课程设计报告的方式,只要交了报告就有至少及格的成绩。鉴于学生人数较多,一般让学生自主选择是直接交报告、但只能获得一般的成绩还是参加答辩之后再交报告、而获得一个较好的成绩。这样的考核方式使得学习积极性不高的学生存在这样的心理:反正不想参加答辩,不答辩的话也就不需要自己设计、理解和编写程序了,随便交了报告就可以有成绩了,态度散漫,应付了事,没有从两周的课程设计中提高自己的任何能力。由此可见,当前的通信原理课程设计存在着一定的问题,需要迫切改革课程设计的教学方式以提高课程设计的教学质量,达到培养和锻炼学生的解决问题的能力以及创新能力的目的。

3改革教学形式和方法

针对目前通信原理课程设计教学过程中存在的一些问题,提出了改革方案,通过优化原有的课程设计教学内容、改进课程设计的成绩评定等方式,促进学生自主参与到课程设计的任务中,提高学生分析问题解决问题的能力。3.1调整课程设计时间调整通信原理课程设计两周时间内完成的时间安排,尽量避免与学期末学生复习迎考的时间冲突。可以在课程设计题目涉及的理论章节讲完后,把相应的设计任务发给学生,比如第四章内容讲完后,就可以把高斯信道容量这道题目发给学生,让学生在平时并不是很紧张的学习中,可有较多时间对设计题目进行分析、设计解决思路及方案。教学时间允许的话可以在第八周安排一周时间完成一半的课程设计任务,在理论部分讲完后再安排另一周的任务。3.2优化课程设计题目设置课程设计题目涉及的知识点可以和往年相同,但是题目应该做到不与往年相同,且在数量上可以有所增加。在通信原理课程设计中主要包含随机信号产生与干扰信号模型、信道建模与信道编码、调制与解调、PCM编码与传输、数字基带传输系统、信号的最佳接收等课题。由于通信原理课程设计的时间安排只有两周,所有课题不可能面面俱到,因此可以采用必做题加选做题的方式。必做题要求每个学生在规定的时间内完成,而选做题可以根据每个人的具体能力选做,不同层次的学生得到不同的锻炼。面对与往年完全不同的设计题目,学生在网络上搜索不到现成的设计程序,只能自己主动去分析问题、设计思路、编写程序,真正参与到课程设计的过程中。3.3改进成绩评定方式作为教师,比较困难的一点是如何公平公正且全面地评价每一个学生,通信原理课程设计的成绩评定亦是。当前的成绩评定方法比较侧重于设计结果和设计报告,虽然在课程设计的进程中关注了学生的进展情况,但学生人数众多,评定的成绩并不能全面反映设计过程以及学生的真实水平。完善课程设计成绩评定方式,除了看设计结果是否达到了设计要求,更应该重视整个课程设计的全过程。即使有的学生的设计结果不能完全实现设计要求,但如果学生能够查找出存在的问题并加以改进,分析问题解决问题的能力有所提升,那么也可以得到较好的成绩。应该根据设计过程、验收结果和设计报告这几个方面综合评定成绩,尽可能全面地评价学生在课程设计中的表现。

4结语

通信原理课程设计是电子信息工程专业学生的一门重要的实践课程,鉴于当前的教学过程存在一定的弊病,需要在以后的教学过程中不断地总结经验和教训,探索新的教学方式,既给学生压力也给学生鼓励,提高学生学习通信原理的兴趣,培养学生自主学习和自主思考的能力。

参考文献:

[1]樊昌信,曹丽娜.通信原理(第7版)[M].北京:国防工业出版社,2014.

[2]李旭杰.《通信原理》在通信工程专业课程体系中的角色分析[J].江苏教育学院学报(自然科学),2010,26(8):34-36.

[3]曹婷,曹原.“新工科”背景下通信原理的课程优化[J].价值工程,2018,(3):258-259.

[4]马鸣霄,隋晓红.《通信原理》课程多方位教学改革研究与实践[J].物联网技术,2017,(8),116-117.

通信原理范文篇3

关键词:现代通信原理;教学;改革

0引言

“现代通信原理”课程为通信工程、信息工程专业必修的主干专业基础课程,也是许多学校通信类专业研究生入学考试的必考课程之一.“现代通信原理”课程的内容是介绍通信系统的基本理论、基本分析方法和各项性能指标.“现代通信原理”的先修课程有“信号与系统”、“概率论”、“高频电子线路”,“信息论与编码”;后续课程有“通信系统”、“计算机通信网”、“移动通信”、“卫星通信”、“软件无线电”、“扩频通信”等专业课程.因此该课程是一门承前启后的课程,也是通信专业最重要的课程之一.其教学质量的好坏对通信工程专业、信息工程专业的学生有着重大的影响.

为了提高“现代通信原理”课程的教学质量,提高教学效果,提高学生分析问题和解决问题的能力,以适应现代科学技术发展对高质量人才的需求,本人对“现代通信原理”课程的教学大纲、教学方法、教学手段、实践教学环节等进行了全方位的改革.

1“现代通信原理”课程教学改革思路

我校从20(0年开始正式招收通信工程专业学生,因此和其他办学时间长的专业相比,我们在课程建设上还需要努力,尽快提高课程建设的水平.

针对“现代通信原理”课程的特点,我们改革的基本思路是:

1.1要有一个革新的教学大纲

我们要求的教学大纲,不是章节内容的堆砌,而是本门课程教学的指导性文件;不只是讲授大纲,还应是指导学生自学的纲要.教学大纲除了对本课程的基本内容提出明确要求外,还应根据学科的发展加以更新,提出培养学生能力的措施,阐明本课程与有关课程间的联系,充分体现优化课内、强化课外、激发学生主动学习的精神,并提出相应措施和办法.

1.2要有一套新的教学方法

我们要改变过去传统的单纯在课堂上进行灌输知识的教学方法,而实行启发式和讨论式的教学.教师在课堂上,主要起到讲清思路、突出重点、引导开拓的作用.并强调要恰当地处理传授知识和培养能力的关系.我们还要求在研究课程的教学方法时,不管是安排自学、讲解重点和难点,还是组织课堂讨论或在讲授中穿插讨论,都要注意调动学生的积极性,把原来“满堂灌”的过程改为在教师引导下师生共同探索的过程.而在讲授过程中,要把讲授的重点由单纯讲知识本身转向同时讲授获得知识的方法和思维方法.

1.3要有一套先进适用的教材

不论采用校内外优秀出版教材还是国外教材,都必须建设一批配套的教学辅助材料.代例如,编写或介绍一些参考书、实验指导书、外文读物等等.此外,特别强调要指导学生查阅文献、阅读大量与课程教学内容相关的参考资料,以培养学生掌握学科最新发展动态和开拓知识的能力,除在数量上要做到恰到好处,还要在质量上反映出高要求,

1.4要有一套科学的考核方法

考试对学生起着重要的引导作用,考试不仅是评价学生的知识和能力.而且还应推动学生的学习向最佳方向发展,同时也是对教学效果的信息反馈,可以促进教学工作的改善.考核的重点,除了“三基”内容外,我们要求着重考核分析问题、窿决问题的能力.考核的方式可以是闭卷、开卷、口试、考查或写小论文,通过全程考核激发学生学习的主动性和积极性.全面考核学生的能力和素质.

1.5要有一套现代化的教学手段

课程要尽可能应用现代化教学设备,除广泛使用幻灯、投影仪、电影、电视录像等电化教学手段外,特别是鼓励教师充分利用网络技术,开发计算机辅助教学,使用计算机多媒体教学手段,以提高敦学效率,增强直观教学和提高教学效果.

2“现代通信原理”课程教学改革实践

2.1探讨适合该课程的教学方法

“现代通信原理”课程是一门理论性和实践性都很强的课程,代而且理论比较难以理解.针对这个特点,在教学时强调重点理解概念,使学生理解其物理意义.在教学中理论联系实际,加深学生对理论知识的理解.并在教学中引入了先进的计算机仿真系统,在课堂中采用了SystemView通信系统仿真软件,可以在课堂中现场仿真各种通信系统,比较各种通信系统的优劣,并可直观地观察到结果,使学生加深了对通信系统各部分的理解,对通信系统有了全面的了解.

我们还及时把教改成果引入到教学中.通过教改课题,建立起EDA实验室,为“现代通信原理”课程的实验提供了条件,我们随后购买了浙江大学信电系生产的CDFD—BAS实验系统进行实验,改革实验方法和实验手段(采用EDA技术;采用硬件实验和软件仿真相结合的办法;通过以上方法,使实验从验证性实验转向设计性实验),

在教学方法的改革上,强调启发引导,把学习的主动权交给学生,让他们有较多的自学和研究的余地,重视教会学生善于学习,使学生具有独立获取知识的能力,2,2探索教学内容的改革

在教学中对教学内容进行改革,在教学中理论联系实际,紧密结合当前的通信系统的发展趋势.介绍较新的知识.如现在数字通信已大量地取代模拟通信系统,因此在教学中缩减模拟通信系统的内容,增加数字通信的内容.在教学的同时,还向学生传授系统的概念.在教学中,融知识传授、能力培养、素质教育于一体,进行教学内容改革,使学生对”现代通信原理”课程有了很大的兴趣,学习积极性很高,学习效果很好,改革效果明显.

2.3建立了一套科学的考核方法

“现代通信原理”课程的考核采用讨论、答辩等口试以及各种形式的笔试方式,这样就淡化了总结考试对学生成绩的影响,把考试和培养过程紧密结合起来,促进教师与学生共同参与教学活动.在笔试中,试题的难度、区分度安排合适,符合大纲要求,试题注重考察学生的学习能力,试卷评分过程严谨、规范,试卷和成绩质量分析中肯,认真进行考试工作总结.

“现代通信原理”课程的实验考核采用通过实验检查情况,平时考勤,平时学生对实验的态度,实验报告评定成绩,以及最后的实验结果对学生进行考核.

在“现代通信原理”课程设计中,要求学生采用SystemView仿真系统进行通信系统仿真.我们对考核方式作了改革,不是采用通常的只对课程设计报告进行考核的方式.我们考核的方式是,要求学生交了课程设计报告后,要学生在老师面前采用Sys.temView仿真系统当场搭接电路,并进行仿真,得出仿真结果.这样有效地避免了在课程设计中互相抄袭的现象,促进了学生认真地进行课程设计工作.

2.4“现代通信原理”课程的实验教学改革

实践教学环节是将知识转化为能力的重要过程,对培养学生的能力起着重要作用.我们非常重视实验教学的改革.在2004年新建了通信原理实验室,实验室面积达到200m,同时在实验中配备了多媒体教学设备,可以在实验教学中采用多媒体进行教学.

在实验教学中采用了桂林电子工业大学生产的《现代通信原理、综合、系统实验箱》.并在2004年新购买了浙江大学信电系生产的(CDVD—BAS实验系统》.《现代通信原理、综合、系统实验箱》是采用中小规模集成电路进行实验,在实验中需要学生根据实验电路进行搭线,实验结果可通过示波器等设备观察出来,通过实验,可以提高学生的动手能力,提高学生的使用仪器设备的能力.在实验中还会遇到各种问题需要解决.因此通过实验,还可以提高学生分析问题、解决问题的能力.通过实验使学生的实践能力得到提高.但该实验系统有一个缺陷,就是由于实验箱是固定的,因此不能进行设计性的实验,不能提高学生的创新能力.

((CDVD—BAS实验系统》是采用复杂可编程逻辑器件CPLJ)进行实验.在实验中学生根据实验内容,采用VHDL语言进行编程,然后下载到CDFD—BAS实验系统中,运行结果可通过实验系统的输出,采用示波器观察到,同时也可以从计算机中显示出来.在实验中,学生可以根据自己掌握的知识、采用不同的电路、不同的程穿去实现.能进行设计性、综合性实验.通过实验、可以提高学生实验素质和科学研究能力,培养学生的刨新精神.培养创新型人才.

采用两种实验手段进行实验,可以综合两种实验设备的特点,互相取长补短,可以培养学生的分析问题的能力、解决问题的能力和设计能力,使学生能够全面地发展.

2.5采用多媒体教学手段

“现代通信原理”课程是一门理论性较强的课程,公式和推导较多.另外,“现代通信原理”课程教学中的某些知识点很难用传统的教学方式口述清楚,很难直观形象的表述出来,如信号的时域波形图和频谱图等.所以采用了多媒体技术后,利用多媒体技术制作了课件,可以达到直观、省时、高效的目的.

在制作多媒体课件时,我们不只是把教材中精选出来的内容制作成课件,还结合教学内容,利用国际上公认的优秀通信系统仿真软件SystemView进行仿真.采用SystemView仿真软件进行仿真,可以针对同一个通信系统,采用不同的参数设计系统,通过仿真.对仿真结果加以分析,并与理论结果相比较.这样可以将“现代通信原理”课程中较难掌握和理解的内容形象生动地展现出来,从而使学生对所学知识的理解更加透彻.

“现代通信原理”课程的教学大纲、教案、实验指导、习题、参考文献目录等现在已制作完成,已经上网.网络课件已在网上开放,并能在网上进行网上答疑.

通信原理范文篇4

高职院校的《通信原理》是通信等信息类专业的基础理论课,以讲解通信系统结构和各种通信技术为核心,在培养学生通信理论分析与综合应用能力发挥着相当重要的作用,为学生以后适应现代电子通信技术行业打下基础。

二、《通信原理》课程教学现状

通信原理出现在课堂已有三十多年,随着时代变革,该课程的教学也在不断推进,现对通信原理目前的教学情况总结如下:

1.通信原理沿用了传统的教学模式,以教师的灌输式教育为主导,学生被动的接受知识,这不利于提高学生学习的积极主动性。

2.从教学内容上来说,通信原理的内容相比现代通信技术的快速发展而言,更新缓慢,再加上课本内容是对各种通信系统的抽象概括,缺乏和具体的实例相连,导致学生学完该课程后不知道它的实用价值在哪。

3.在大专院校中,通信原理的实验教学以单个模块的验证性实验为主,缺乏对完整通信系统的实验,这不利于培养学生的应用创新能力。

三、《通信原理》课程教学改革的思路与想法

(一)关于课堂教学改革的思考

通信原理作为一门抽象性学科,如何将这门课讲的浅显易懂,让学生易于接受,这是教师在课堂教学中必须思考的问题。

1.微课教学

微课是在传统教学上发展起来的一种新型教学资源,它以知识点为主题,用短小精悍的视频展现。而通信原理内容多,老师在上课讲解的重点难点学生不一定能完全消化吸收,这时微课可将作为一种辅助性教学手段,学生针对自己的困惑,选择相应的微课视频在课后时间进行自学,由于微课设计精致、趣味性强,并配套相关的教学材料,能让学生在较短时间内迅速掌握一个知识点。

2.结合案例教学

学生学到的知识最终是希望能在实际的工作生活中有所应用,而在教学过程中仅仅讲解纯原理、纯概念,会导致学生对知识用在哪,如何用缺乏一个全面的认识,若能结合案例进行教学,这一情况将会得到改善,例如讲解通信系统的结构,可以以学生熟知的电视系统为例,电视台是电视节目产生的源头,这就是信源,我们观看节目的电视机是节目的接收者,是信宿,节目从信源送到信宿需要线路的传送,这就是信道,信道中存在噪声的干扰,属于噪声源,这样通信系统的基本模型就阐述清楚了,通信系统中的各部分技术也能以此案例展开。

3.形象化教学

对于抽象的知识,教师若能结合学生熟知的事物或实例使其形象具体化,将有助于学生更好、更快地理解知识。例如讲解数字通信系统有效性和可靠性的反比关系时,可假设在A、B两座高山之间架设了一没有护栏的狭长独木桥和一没有护栏的宽阔马路,现有两个身体、心理素质相同的人要从山A去山B,一人从狭长的独木桥上走过去,另一人从宽阔的马路上走过去,这两人行走的速度相同,在其他因素也相同的情况下,明显走在宽阔马路上掉下悬崖的概率会更低,也就是说宽阔马路的可靠性更高,但是马路比独木桥更宽,占有的资源更多,即宽阔马路的有效性更低,这也就是说在可靠性高时有效性偏低,这个形象化的实例清楚地表明了有效性和可靠性成反比的原因,因此在教学过程中,教师应尽量结合学生熟悉的事物做类比,简化知识的理解难度,让知识更易于学生接受。

(二)编写适宜高职院校的教材

现行通信原理教材版本多种多样,但万变不离其中,都是抽象的概念并融合大量的数学公式,这对于基础相对薄弱的大专生来说,学起来会吃力,从而导致对该课的学习兴趣降低,因此编写一本易于大专生理解的教材是很有必要的。对于这类教材,笔者认为应该具备以下特点,首先,要以实际的通信系统为载体介绍各种通信技术;第二,理论的阐述要生动、具体化,最好能用学生熟知的例子做类比,帮助他们理解;第三,减少不必要的公式,大专学生不用搞科研,只要掌握了知识的原理会用就行,因此教材中应尽量不要出现数学推导,除个别简单,能帮助学生理解原理的除外,结论最好能直接给出。

(三)实验教学改革

实验教学是一种培养学生动手能力的好方法,但现行的通信原理实验大都只能完成验证性实验,为了能培养学生的综合应用创新能力,湖南铁道职院与武汉凌特公司合作,成立了武汉凌特工作室,并配备了大量的通信原理实验设备,这不仅能让学生在课堂上完成一些基础的验证性实验和综合实验,在课后那些对通信感兴趣的同学还能加入本工作室,对通信技术进行探讨、实验,这极大提升了学生的学习效果,更有助于学生形成对通信系统、通信技术地全面认识。

四、小结

通信原理范文篇5

一、通信原理课程实验教学中的不足

1.实验箱教学。实验箱教学是现阶段通信原理课程中最常采用的一种实验教学模式。这种实验方式操作简易,直观形象地让学生观察到实验结果,对于理论有着更深的理解。实验操作时,学生只需要按照相关知识找到电路板模板,进行电路连接以及拨动开关即可。这种实验简单不复杂,能够直观地观察结果数据,提升学生对理论知识的掌握。不过,对于学生的创新能力以及动手能力的培养,实验箱模式发挥的作用并不理想。首先,学生经常不做电路分析,也不思考实验原理,仅仅是按部就班地进行电路板的连接,在测试点查看数据,更有甚者可能连对错都无法判断。实验结束后,实验报告基本完全一致,因为都是按照实验指导书上的步骤做成实验结果报告。另外,该种实验缺乏一定的复杂性,动手操作太少,通过几次实验,一般学生不会对这种观察波形的实验有热情,学习主动性减弱,而对通信原理知识的掌握同样也不具效果。2.计算机仿真实验教学模式。一般来说,为了满足实验教学需要,以往采用试验箱教学模式,学校至少需要20套设备才能满足学生的实验课程。一套设备主要包含通信原理综合实验箱、万用表以及示波器和函数信号发生器等,价格昂贵。总体来说,仿真实验是一个具有多项优势的教学模式,不仅解决成本经费问题,而且开设简单方便。Matlab的SIMULINK仿真平台和SystemView软件,是通信原理课程实验运用的两种仿真软件。SystemView软件在实行系统设计时,仅仅只要从配置的图符中调出相关图符,并执行多个图符间的参数设置以及连接,便可得出相关结果。Matlab的SIMULINK仿真平台能够进行交互动态仿真,通过模块框图设计出仿真模型,操作方便,不用设计模块中的硬件和软件,仿真结果直观形象。计算机仿真教学模式类似实验箱模式,虽然仿真实验教学开设较为方便,能够在多媒体教学中进行讲授以及让学生在课后进行练习,对于学生掌握理论知识确实有帮助。不过,它仅仅只是为学生给予直观波形显示,对通信系统的模块组成有一个充分了解,但学生对于模块功能是怎样实现的并不了解,这就对学生的能力提升有所限制。

二、通信原理三级实验教学模式

结合笔者多年的实验教学经验,以及通信原理实验教学中存在的不足,总结出一套逐步提升的实验教学模式,分别为验证型实验教学模式、仿真实现型实验教学模式以及综合设计型实验模式。1.验证型实验教学。让学生充分了解各通信系统的模块组成和各模块处理后通信信号波形的改变,是验证型实验教学的主要目的,与此同时,还能够让学证型实验能够通过运用传统试验箱进行。本文以SIMULINK平台为例,通过模块库查找到需要的DS-BAM调制模块、DSBAM解调模块和波形显示模块以及信号发生器、高斯信道模块,最后进行模块参数设置连接。但因实验时间受到限制,为了能够让学生多做一些较为典型的通信系统,可以将本实验分为课程实验、课堂演示、课后实验三部分。2.仿真实现型实验教学。由于学生对模块结构的理解和掌握不够,初级验证型实验只能对理论知识进行简单演示,所以不能让学生对理论知识有一个足够的理解。在此基础上,让学生独立实现模块功能,从仿真软件模块中分离,不仅可以提升对专业理论的掌握,也能提升算法技巧,建立良好的综合设计实验基础。例如,采用已调信号以及高斯噪声信号的加法实现高斯信道模块;DSBAM调制模块主要探求载波信号与调制信号的乘积运算;DSBAM解调模块还要设计低通滤波器对乘积信号进行低通滤波处理。因此,从上述内容能够得出,要想有针对性地设计出仿真性算法,需要熟悉掌握DSBAM调制解调系统的原理。另外,根据提出的验证型实验,非常方便地确认波形结果。显而易见,这种实验方法能够让学生对通信原理的理论知识有一个更深的理解。3.综合设计型实验教学。EDA技术属于现代电子设计的重要核心技术,一般来说,学习通信原理课程之前,学生就已经学习了相关的EDA技术课程。EDA技术主要以EDA软件工具为开发环境,采用可编程器件作为实验载体,从而达到自动逻辑编译、逻辑综合以及布局布线和逻辑优化等目的。此外,ASIC和SOC芯片是基于电子系统的设计技术。因此,在综合设计型实验中采用EDA技术,是对学生培养硬件以及软件全方面能力的有效途径。例如,较为简易的振幅键控(ASK)解调系统。解调器主要包含计数器和判决器以及分频器、寄存器等。寄存器指的是将数字ASK信号送到寄存器。分频器主要是将时钟信号分频处理,获取和发端数字载波一样的载波信号。计数器主要是将分频器输出的信号当作时钟信号,随后对ASK载波个数进行计数,M值大于3时输出1,反之输出0。判决器主要是对计数器输出信号给予采样判定,输出基带信号。按照以上进行语言编程,编译以及时序仿真之后,下载到FPGA目标器件上,达到硬件设计的目的。综合设计型实验的重点是以课程设计模式进行的,也能以科技创新活动的方式进行。学生能够有足够的时间查找信息,演示设计方案并对结果进行验证,有效提高学生分析以及解决问题的能力,为学生在往后的工作中打下良好的实践基础。

三、三级实验模式教学成效

近年来,笔者根据学生的学习反馈,并考虑学生的学习兴趣以及理论教学需求,逐渐调整各级实验项目,并得到不错的效果。第一,提高学生对通信原理课程的学习积极性,不及格概率慢慢降低。第二,对电子通信系统设计中的兴趣有了显著提高,参与电子设计大赛的人随之增加,成绩也十分理想。第三,通信专业的考研学生渐渐提升,以通信系统设计为方向的毕业论文有显著提高。

四、结语

以上三级实验教学模式,对通信系统的设计从简单到复杂,培养学生的学习兴趣,帮助学生克服困难,同时让学生更深入地掌握理解通信原理的理论知识,为以后的课程和工作打下扎实基础。

参考文献:

[1]达新宇,陈校平,邱伟,等.通信原理实验与课程设计[M].第二版.北京:北京邮电大学出版社,2015.

[2]张水英,徐伟强.通信原理及Matlab/Simulink仿真[M].北京:人民邮电出版社,2012.

[3]罗卫兵,孙桦,张捷.SystemView动态系统分析及通信系统仿真设计[M].西安:西安电子科技大学出版社,2012.

通信原理范文篇6

论文摘要:扩频通信是现代通信系统中新的通信方式,它具有较强的抗干扰、抗衰落和抗多径性能,频谱利用率高。本文介绍了扩频通信的工作原理、特点、及其发展应用。

一、扩频通信的工作原理

在发端输人的信息先调制形成数字信号,然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展宽信号的频谱,展宽后的信号再调制到射频发送出去。在接收端收到的宽带射频信号,变频至中频,然后由本地产生的与发端相同的扩频码序列去相关解扩,再经信息解调,恢复成原始信息输出。可见,一般的扩频通信系统都要进行3次调制和相应的解调。一次调制为信息调制,二次调制为扩频调制,三次调制为射频调制,以及相应的信息解调、解扩和射频解调。与一般通信系统比较,多了扩频调制和解扩部分。扩频通信应具备如下特征:(1)数字传输方式;(2)传输信号的带宽远大于被传信息带宽;(3)带宽的展宽,是利用与被传信息无关的函数(扩频函数)对被传信息的信元重新进行调制实现的;(4)接收端用相同的扩频函数进行相关解调(解扩),求解出被传信息的数据。用扩频函数(也称伪随机码)调制和对信号相关处理是扩频通信有别于其他通信的两大特点。

二、扩频通信技术的特点

扩频信号是不可预测的、伪随机的宽带信号,其带宽远大于要传输的数据(信息)带宽,同时接收机中必须有与宽带载波同步的副本。扩频系统具有以下特点。

1.抗干扰性强

扩频信号的不可预测性,使扩频系统具有很强的抗干扰能力。干扰者很难通过观察进行干扰,干扰起不了太大作用。扩频通信系统在传输过程中扩展了信号带宽,所以即使信噪比很低,甚至在有用信号功率低于干扰信号功率的情况下,仍能不受干扰、高质量地进行通信,扩展的频谱越宽,其抗干扰性越强。

2.低截获性

扩频信号的功率均匀分布在很宽的频带上,传输信号的功率密度很低,侦察接收机很难监测到,因此扩频通信系统截获概率很低。

3.抗多路径干扰性能好

多路径干扰是电波传播过程中因遇到各种非期望反射体(如电离层、高山、建筑物等)引起的反射或散射,在接收端的这些反射或散射信号与直达路径信号相互干涉而造成的干扰。多路径干扰会严重影响通信。扩频通信系统中增加了扩频调制和解扩过程,利用扩频码序列间的相关特性,在接收端解扩时,从多径信号中分离出最强的有用信号,或将多径信号中的相同码序列信号叠加,这样就可有效消除无线通信中因多径干扰造成的信号衰落现象,使扩频通信系统具有良好的抗多径衰落特性。

4.保密性好

在一定的发射功率下,扩频信号分布在很宽的频带内,无线信道中有用信号功率谱密度极低,这样信号可以在强噪声背景下,甚至在有用信号被噪声淹没的情况下进行可靠通信,使外界很难截获传送的信息,要想进一步检测出信号的特征参数就更难了.所以扩频系统可实现隐蔽通信。同时,对不同用户使用不同码,旁人无法窃听通信,因而扩频系统具有高保密性。

5.易于实现码分多址

在通信系统中,可充分利用在扩频调制中使用的扩频码序列之间良好的自相关特性和互相关特性,接收端利用相关检测技术进行解扩,在分配给不同用户不同码型的情况下,系统可以区分不同用户的信号,这样同一频带上许多用户可以同时通话而互不干扰。三、扩频技术的发展与应用

在过去由于技术的限制,人们一直在走增加信号功率,减少噪声,提高信噪比的道路。即使到了70年代,伪码技术已经出现,但作为相关器的“码环”的钟频只能做到几千赫兹也无助于事.近几年,由于大规模集成电路的发展,几十兆赫兹,甚至几百兆赫兹的伪码发生器及其相关部件都已成为现实,扩频通信获得极其迅速的发展.通信的发展史又到了一个转折点,由用信噪比换带宽的年代进入了用宽带换信噪比的年代.从最佳通信系统的角度看扩频通信.最佳通信系统一最佳发射机+最佳接收机.几十年来,最佳接收理论已经很成熟,但最佳发射问题一直没有很好解决,伪码扩频是一种最佳的信号形式和调制制度,构成了最佳发射机.因此,有了最佳通信系统一伪码扩频+相关接收这种认识,人们就不难预测扩频通信的未来前景.从9O年代无线通信开始步人扩频通信和自适应通信的年代.扩频通信的热浪已经波及短波、超微波、微波通信和卫星通信,码分多址(CDMA)已开始广泛用于未来的峰窝通信、无绳通信和个人通信以及各种无线本地环路,发挥越来越大的作用.接入网是由传统的用户线、用户环路和用户接入系统,逐步发展、演变和升级而形成的.现代电信网络分为3部分:传输网、交换网和接入网.由于接入网发展较晚,往往成为电信发展的“瓶颈”,各国都很重视接入网的发展,因此各类接人技术和系统应运而生.由于ISM(IndustryScientificMedica1)频段的开放性,经营者和用户不需申请授权就可以自由地使用这些频段,而无线扩频技术所使用的频段(2.400~2.483)正是全世界通用的ISM频段,包括IEEE802.11协议架构的无线局域网也大部分选用此频段.在无线接人系统中,扩频微波与常规微波相比有着3个显著的优点:抗干扰性强、频点问题容易处理、价格比较便宜.而且,扩频微波接入技术相对有线接入技术来说,有成本低、使用灵活、建设快捷的优势,在接入网中起着不可替代的作用.

扩频微波主要应用在以下几个方面.语音接入(点对点);数据接入;视频接入;多媒体接入;因特网(Internet)接入。

四、结语

扩频通信是通信的一个重要分支和发展方向,是扩频技术与通信相结合的产物。本文主要论述了扩频通信的特点、理论可行性及典型的工作方式。扩频通信的强抗干扰性、低截获性、良好的抗多路径干扰性和安全性等特点,使它的应用迅速从军用扩展到民用通信中,它的易于实现码分多址的特点,使它能与第三代移动通信系统完美结合,发展前景极为广阔。

参考文献:

[1]曾兴雯等.扩展频谱通信及其多址技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,2004.

通信原理范文篇7

关键词:扩频通信原理特点发展应用

一、扩频通信的工作原理

在发端输人的信息先调制形成数字信号,然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展宽信号的频谱,展宽后的信号再调制到射频发送出去。在接收端收到的宽带射频信号,变频至中频,然后由本地产生的与发端相同的扩频码序列去相关解扩,再经信息解调,恢复成原始信息输出。可见,一般的扩频通信系统都要进行3次调制和相应的解调。一次调制为信息调制,二次调制为扩频调制,三次调制为射频调制,以及相应的信息解调、解扩和射频解调。与一般通信系统比较,多了扩频调制和解扩部分。扩频通信应具备如下特征:(1)数字传输方式;(2)传输信号的带宽远大于被传信息带宽;(3)带宽的展宽,是利用与被传信息无关的函数(扩频函数)对被传信息的信元重新进行调制实现的;(4)接收端用相同的扩频函数进行相关解调(解扩),求解出被传信息的数据。用扩频函数(也称伪随机码)调制和对信号相关处理是扩频通信有别于其他通信的两大特点。

二、扩频通信技术的特点

扩频信号是不可预测的、伪随机的宽带信号,其带宽远大于要传输的数据(信息)带宽,同时接收机中必须有与宽带载波同步的副本。扩频系统具有以下特点。

1.抗干扰性强

扩频信号的不可预测性,使扩频系统具有很强的抗干扰能力。干扰者很难通过观察进行干扰,干扰起不了太大作用。扩频通信系统在传输过程中扩展了信号带宽,所以即使信噪比很低,甚至在有用信号功率低于干扰信号功率的情况下,仍能不受干扰、高质量地进行通信,扩展的频谱越宽,其抗干扰性越强。

2.低截获性

扩频信号的功率均匀分布在很宽的频带上,传输信号的功率密度很低,侦察接收机很难监测到,因此扩频通信系统截获概率很低。

3.抗多路径干扰性能好

多路径干扰是电波传播过程中因遇到各种非期望反射体(如电离层、高山、建筑物等)引起的反射或散射,在接收端的这些反射或散射信号与直达路径信号相互干涉而造成的干扰。多路径干扰会严重影响通信。扩频通信系统中增加了扩频调制和解扩过程,利用扩频码序列间的相关特性,在接收端解扩时,从多径信号中分离出最强的有用信号,或将多径信号中的相同码序列信号叠加,这样就可有效消除无线通信中因多径干扰造成的信号衰落现象,使扩频通信系统具有良好的抗多径衰落特性。

4.保密性好

在一定的发射功率下,扩频信号分布在很宽的频带内,无线信道中有用信号功率谱密度极低,这样信号可以在强噪声背景下,甚至在有用信号被噪声淹没的情况下进行可靠通信,使外界很难截获传送的信息,要想进一步检测出信号的特征参数就更难了.所以扩频系统可实现隐蔽通信。同时,对不同用户使用不同码,旁人无法窃听通信,因而扩频系统具有高保密性。

5.易于实现码分多址

在通信系统中,可充分利用在扩频调制中使用的扩频码序列之间良好的自相关特性和互相关特性,接收端利用相关检测技术进行解扩,在分配给不同用户不同码型的情况下,系统可以区分不同用户的信号,这样同一频带上许多用户可以同时通话而互不干扰。

三、扩频技术的发展与应用

在过去由于技术的限制,人们一直在走增加信号功率,减少噪声,提高信噪比的道路。即使到了70年代,伪码技术已经出现,但作为相关器的“码环”的钟频只能做到几千赫兹也无助于事.近几年,由于大规模集成电路的发展,几十兆赫兹,甚至几百兆赫兹的伪码发生器及其相关部件都已成为现实,扩频通信获得极其迅速的发展.通信的发展史又到了一个转折点,由用信噪比换带宽的年代进入了用宽带换信噪比的年代.从最佳通信系统的角度看扩频通信.最佳通信系统一最佳发射机+最佳接收机.几十年来,最佳接收理论已经很成熟,但最佳发射问题一直没有很好解决,伪码扩频是一种最佳的信号形式和调制制度,构成了最佳发射机.因此,有了最佳通信系统一伪码扩频+相关接收这种认识,人们就不难预测扩频通信的未来前景.从9O年代无线通信开始步人扩频通信和自适应通信的年代.扩频通信的热浪已经波及短波、超微波、微波通信和卫星通信,码分多址(CDMA)已开始广泛用于未来的峰窝通信、无绳通信和个人通信以及各种无线本地环路,发挥越来越大的作用.接入网是由传统的用户线、用户环路和用户接入系统,逐步发展、演变和升级而形成的.现代电信网络分为3部分:传输网、交换网和接入网.由于接入网发展较晚,往往成为电信发展的“瓶颈”,各国都很重视接入网的发展,因此各类接人技术和系统应运而生.由于ISM(IndustryScientificMedica1)频段的开放性,经营者和用户不需申请授权就可以自由地使用这些频段,而无线扩频技术所使用的频段(2.400~2.483)正是全世界通用的ISM频段,包括IEEE802.11协议架构的无线局域网也大部分选用此频段.在无线接人系统中,扩频微波与常规微波相比有着3个显著的优点:抗干扰性强、频点问题容易处理、价格比较便宜.而且,扩频微波接入技术相对有线接入技术来说,有成本低、使用灵活、建设快捷的优势,在接入网中起着不可替代的作用.

扩频微波主要应用在以下几个方面.语音接入(点对点);数据接入;视频接入;多媒体接入;因特网(Internet)接入。

四、结语

扩频通信是通信的一个重要分支和发展方向,是扩频技术与通信相结合的产物。本文主要论述了扩频通信的特点、理论可行性及典型的工作方式。扩频通信的强抗干扰性、低截获性、良好的抗多路径干扰性和安全性等特点,使它的应用迅速从军用扩展到民用通信中,它的易于实现码分多址的特点,使它能与第三代移动通信系统完美结合,发展前景极为广阔。

参考文献:

[1]曾兴雯等.扩展频谱通信及其多址技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,2004.

通信原理范文篇8

1传统的实验课教学中存在的一些问题

通信原理的实验平台以往为实验箱,使用方便,但在实验教学中发现该设备存在以下几个方面的问题:

1)实验箱中模块系统结构已经固化,参数等已基本设定好,实验方式机械;

2)实验的步骤在实验指导书上已有明确的说明,学生只需一步一步接线即可得到实验结果,不用动脑分析实验原理,也不用弄明白实验电路的工作原理,只要实验箱完好,并接线正确,就可以在示波器得到实验结果;

3)实验内容受实验箱设备的局限,内容不够丰富,不能开拓学生的思路,不能提高学生学习的积极性,同时无法培养学生创新能力;

4)设备极容易受到损坏,每学期实验过后,完好的实验箱都逐渐减少。

2MATLAB搭建通信原理虚拟实验平台

MATLAB是一套功能强大的工程技术数值运算和系统仿真软件,它具有数值分析、矩阵运算、数字信号处理、仿真建模、系统控制和优化等功能,Simulink是MATLAB提供的一种可视化仿真模型库,它使用户能够以模块化设计的方式完成系统的建模和仿真。基于MALTAB的功能特点,采用MATLAB搭建通信原理虚拟实验平台可以克服传统实验箱实验的缺点,同时还具有以下5大优势:

1)实验内容跟理论课匹配,手动编程可以深入理解课堂所学的理论;

2)实验采用我院机房即可,学生也可在自己的电脑安装MATLAB软件,实验场地自由;

3)培养学生的创新能力,自学能力,查阅资料的能力和捕获有用知识的能力。学生可以自由发挥想象力,更改参数,不必担心对设备的损坏,无形中开阔了学生的思路,深化理论知识,把理论转为实践;

4)实验过程中仅仅使用的是PC机,没有像实验箱一样对元器件的损耗,可以弥补实验室器材缺乏和器材的更新,减少了资金的投入,实验室维护更加方便。

5)完成验证性实验后,还可以根据学时等实际具体情况,增加综合设计性实验,通过指导教师给予的设计过程和设计题目,学生自行独立完成方案的设计,参数的计算和调试等,非常有利于培养学生的综合应用设计能力、整合知识的能力和研究能力。我校电信专业的学生在大四前已开设了《C语言程序设计》和《MATLAB程序设计》这两门程序设计课程,有坚实的编程基础和对MATLAB语言的应用能力。为了帮助学生掌握理论知识和实践理论知识、提高学生学习的兴趣、培养编程动手能力和创新能力,综合考虑课程开设的时间、实验课学时(仅有16学时),我们的实验课仅仅只能局限在验证性方面,但已完全可以为后续的毕业设计,工作和进一步深造奠定坚实的基础。

3仿真实例

实验课时为16学时,每个实验为2个学时,总共有8个。文中以第3个实验———幅度调制和解调为例介绍实验课程的改革。

3.1幅度调制原理简介

幅度调制由一个相乘器和一个冲激响应为h(t)的带通滤波器组成。模型的时域表达式为sm(t)=∞-∞乙h(τ)m(t-τ)cos(ωct-ωcτ)dτ=cosωct∞-∞乙h(τ)m(t-τ)cos(ωct)dτ+sinωct∞-∞乙h(τ)m(t-τ)sin(ωct)dτ(1)频域表达式为:Sm(ω)=12[M(ω-ωc)+M(ω+ωC)]H(ω)(2)选择适当的滤波器h(t),便可得到各种调幅信号:1)常规调幅AM:H(ω)为全通网络,m(t)有直流成分;2)抑制载波双边带调制DSB:H(ω)为全通网络,m(t)无直流成分;3)单边带调制SSB:H(ω)是截止频率为ωc的高通或低通滤波器;4)残留边带调制VSB:H(ω)是特定的互补特性滤波器

3.2幅度调制实验设计

传统的实验箱上的实验仅仅能做普通双边带调制实验,实验按实验指导书的步骤接好线后,可以直接观察普通双边带的调幅波形、调幅波形的频谱和解调波形。部分学生把示波器的波形跟实验册的波形进行比较,一致则证明实验正确,一般都不分析电路原理和调制解调原理。采用MATLAB编程可以在相同的时间内仿真幅度调制的普通调幅(AM)、抑制双边带调制(DSB)、单边带调制(SSB)和残留边带调制(VSB)这四种的调制波形,频谱及解调的波形。仿真过程的程序要求学生自己编写,所以学生实验前必须掌握调制及解调的原理。所以采用MATLAB仿真,学生可以将静态的理论内化,并且让学生学会验证所习得的经验和构建新经验的方法[1]。由于SSB涉及希尔伯特变换,VSB的滤波器要求有互补特性,这些比较复杂,所以本实验要求学生编写AM和DSB的程序,SSB和VSB的程序上实验课前由指导老师给出,这样可以减少编程的难度,把握好实验的重心是深化通信原理,而不是程序设计课程。本实验的重心是让学生掌握正弦波作为载波的幅度调制的四种典型实例,通过时频域分析掌握四种幅度调制的特性和优缺点。

3.3幅度调制仿真结果

普通调幅(AM)、抑制双边带调制(DSB)、单边带调制(SSB)和残留边带调制(VSB)的仿真结果如图1~图4所示。由图1(a)出来的结果可以观察采用什么方法解调,若包络与调制信号波形相同,可采用包络检波法和相干解调恢复出原始调制信号。反之,出现“过调幅”现象,这时用包络检波将发生失真,可以采用其他的解调方法,如相干解调。由于后续的实验用相干解调,所以本实验的解调方法采用相干解调;(b)和(c)可以看出解调的效果;(d)可以直接观察得到AM的频谱由载频分量、上边带和下边带3部分组成;由于AM信号的总功率包括载波功率和边带功率两部分,只有边带功率才与调制信号有关,载波分量并不携带信息,所以功率利用率比较低。带宽是基带信号带宽fH的两倍。由图2(a)观察得到DSB信号的包络不再与调制信号的变化规律一致,因而不能采用简单的包络检波来恢复调制信号,需采用相干解调(同步检波);(b)和(c)可以看出解调的效果;(d)可以直接观察得到DSB的频谱由上边带和下边带两部分组成,带宽跟AM的一致,是基带信号带宽fH的两倍,同时DSB信号无载频分量,调制效率提高,调制效率为100%,即全部功率用于信息的传输。由于DSB含有两个完全相同的边带,占用的频带宽。

通信原理范文篇9

论文摘要:扩频通信是现代通信系统中新的通信方式,它具有较强的抗干扰、抗衰落和抗多径性能,频谱利用率高。本文介绍了扩频通信的工作原理、特点、及其发展应用。

一、扩频通信的工作原理

在发端输人的信息先调制形成数字信号,然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展宽信号的频谱,展宽后的信号再调制到射频发送出去。在接收端收到的宽带射频信号,变频至中频,然后由本地产生的与发端相同的扩频码序列去相关解扩,再经信息解调,恢复成原始信息输出。可见,一般的扩频通信系统都要进行3次调制和相应的解调。一次调制为信息调制,二次调制为扩频调制,三次调制为射频调制,以及相应的信息解调、解扩和射频解调。与一般通信系统比较,多了扩频调制和解扩部分。扩频通信应具备如下特征:(1)数字传输方式;(2)传输信号的带宽远大于被传信息带宽;(3)带宽的展宽,是利用与被传信息无关的函数(扩频函数)对被传信息的信元重新进行调制实现的;(4)接收端用相同的扩频函数进行相关解调(解扩),求解出被传信息的数据。用扩频函数(也称伪随机码)调制和对信号相关处理是扩频通信有别于其他通信的两大特点。

二、扩频通信技术的特点

扩频信号是不可预测的、伪随机的宽带信号,其带宽远大于要传输的数据(信息)带宽,同时接收机中必须有与宽带载波同步的副本。扩频系统具有以下特点。

1.抗干扰性强

扩频信号的不可预测性,使扩频系统具有很强的抗干扰能力。干扰者很难通过观察进行干扰,干扰起不了太大作用。扩频通信系统在传输过程中扩展了信号带宽,所以即使信噪比很低,甚至在有用信号功率低于干扰信号功率的情况下,仍能不受干扰、高质量地进行通信,扩展的频谱越宽,其抗干扰性越强。

2.低截获性

扩频信号的功率均匀分布在很宽的频带上,传输信号的功率密度很低,侦察接收机很难监测到,因此扩频通信系统截获概率很低。

3.抗多路径干扰性能好

多路径干扰是电波传播过程中因遇到各种非期望反射体(如电离层、高山、建筑物等)引起的反射或散射,在接收端的这些反射或散射信号与直达路径信号相互干涉而造成的干扰。多路径干扰会严重影响通信。扩频通信系统中增加了扩频调制和解扩过程,利用扩频码序列间的相关特性,在接收端解扩时,从多径信号中分离出最强的有用信号,或将多径信号中的相同码序列信号叠加,这样就可有效消除无线通信中因多径干扰造成的信号衰落现象,使扩频通信系统具有良好的抗多径衰落特性。

4.保密性好

在一定的发射功率下,扩频信号分布在很宽的频带内,无线信道中有用信号功率谱密度极低,这样信号可以在强噪声背景下,甚至在有用信号被噪声淹没的情况下进行可靠通信,使外界很难截获传送的信息,要想进一步检测出信号的特征参数就更难了.所以扩频系统可实现隐蔽通信。同时,对不同用户使用不同码,旁人无法窃听通信,因而扩频系统具有高保密性。

5.易于实现码分多址

在通信系统中,可充分利用在扩频调制中使用的扩频码序列之间良好的自相关特性和互相关特性,接收端利用相关检测技术进行解扩,在分配给不同用户不同码型的情况下,系统可以区分不同用户的信号,这样同一频带上许多用户可以同时通话而互不干扰。

三、扩频技术的发展与应用

在过去由于技术的限制,人们一直在走增加信号功率,减少噪声,提高信噪比的道路。即使到了70年代,伪码技术已经出现,但作为相关器的“码环”的钟频只能做到几千赫兹也无助于事.近几年,由于大规模集成电路的发展,几十兆赫兹,甚至几百兆赫兹的伪码发生器及其相关部件都已成为现实,扩频通信获得极其迅速的发展.通信的发展史又到了一个转折点,由用信噪比换带宽的年代进入了用宽带换信噪比的年代.从最佳通信系统的角度看扩频通信.最佳通信系统一最佳发射机+最佳接收机.几十年来,最佳接收理论已经很成熟,但最佳发射问题一直没有很好解决,伪码扩频是一种最佳的信号形式和调制制度,构成了最佳发射机.因此,有了最佳通信系统一伪码扩频+相关接收这种认识,人们就不难预测扩频通信的未来前景.从9O年代无线通信开始步人扩频通信和自适应通信的年代.扩频通信的热浪已经波及短波、超微波、微波通信和卫星通信,码分多址(CDMA)已开始广泛用于未来的峰窝通信、无绳通信和个人通信以及各种无线本地环路,发挥越来越大的作用.接入网是由传统的用户线、用户环路和用户接入系统,逐步发展、演变和升级而形成的.现代电信网络分为3部分:传输网、交换网和接入网.由于接入网发展较晚,往往成为电信发展的“瓶颈”,各国都很重视接入网的发展,因此各类接人技术和系统应运而生.由于ISM(IndustryScientificMedica1)频段的开放性,经营者和用户不需申请授权就可以自由地使用这些频段,而无线扩频技术所使用的频段(2.400~2.483)正是全世界通用的ISM频段,包括IEEE802.11协议架构的无线局域网也大部分选用此频段.在无线接人系统中,扩频微波与常规微波相比有着3个显著的优点:抗干扰性强、频点问题容易处理、价格比较便宜.而且,扩频微波接入技术相对有线接入技术来说,有成本低、使用灵活、建设快捷的优势,在接入网中起着不可替代的作用.

扩频微波主要应用在以下几个方面.语音接入(点对点);数据接入;视频接入;多媒体接入;因特网(Internet)接入。

四、结语

扩频通信是通信的一个重要分支和发展方向,是扩频技术与通信相结合的产物。本文主要论述了扩频通信的特点、理论可行性及典型的工作方式。扩频通信的强抗干扰性、低截获性、良好的抗多路径干扰性和安全性等特点,使它的应用迅速从军用扩展到民用通信中,它的易于实现码分多址的特点,使它能与第三代移动通信系统完美结合,发展前景极为广阔。

参考文献:

[1]曾兴雯等.扩展频谱通信及其多址技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,2004.

通信原理范文篇10

关键词:扩频通信原理特点发展应用

一、扩频通信的工作原理

在发端输人的信息先调制形成数字信号,然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展宽信号的频谱,展宽后的信号再调制到射频发送出去。在接收端收到的宽带射频信号,变频至中频,然后由本地产生的与发端相同的扩频码序列去相关解扩,再经信息解调,恢复成原始信息输出。可见,一般的扩频通信系统都要进行3次调制和相应的解调。一次调制为信息调制,二次调制为扩频调制,三次调制为射频调制,以及相应的信息解调、解扩和射频解调。与一般通信系统比较,多了扩频调制和解扩部分。扩频通信应具备如下特征:(1)数字传输方式;(2)传输信号的带宽远大于被传信息带宽;(3)带宽的展宽,是利用与被传信息无关的函数(扩频函数)对被传信息的信元重新进行调制实现的;(4)接收端用相同的扩频函数进行相关解调(解扩),求解出被传信息的数据。用扩频函数(也称伪随机码)调制和对信号相关处理是扩频通信有别于其他通信的两大特点。

二、扩频通信技术的特点

扩频信号是不可预测的、伪随机的宽带信号,其带宽远大于要传输的数据(信息)带宽,同时接收机中必须有与宽带载波同步的副本。扩频系统具有以下特点。

1.抗干扰性强

扩频信号的不可预测性,使扩频系统具有很强的抗干扰能力。干扰者很难通过观察进行干扰,干扰起不了太大作用。扩频通信系统在传输过程中扩展了信号带宽,所以即使信噪比很低,甚至在有用信号功率低于干扰信号功率的情况下,仍能不受干扰、高质量地进行通信,扩展的频谱越宽,其抗干扰性越强。

2.低截获性

扩频信号的功率均匀分布在很宽的频带上,传输信号的功率密度很低,侦察接收机很难监测到,因此扩频通信系统截获概率很低。

3.抗多路径干扰性能好

多路径干扰是电波传播过程中因遇到各种非期望反射体(如电离层、高山、建筑物等)引起的反射或散射,在接收端的这些反射或散射信号与直达路径信号相互干涉而造成的干扰。多路径干扰会严重影响通信。扩频通信系统中增加了扩频调制和解扩过程,利用扩频码序列间的相关特性,在接收端解扩时,从多径信号中分离出最强的有用信号,或将多径信号中的相同码序列信号叠加,这样就可有效消除无线通信中因多径干扰造成的信号衰落现象,使扩频通信系统具有良好的抗多径衰落特性。

4.保密性好

在一定的发射功率下,扩频信号分布在很宽的频带内,无线信道中有用信号功率谱密度极低,这样信号可以在强噪声背景下,甚至在有用信号被噪声淹没的情况下进行可靠通信,使外界很难截获传送的信息,要想进一步检测出信号的特征参数就更难了.所以扩频系统可实现隐蔽通信。同时,对不同用户使用不同码,旁人无法窃听通信,因而扩频系统具有高保密性。

5.易于实现码分多址

在通信系统中,可充分利用在扩频调制中使用的扩频码序列之间良好的自相关特性和互相关特性,接收端利用相关检测技术进行解扩,在分配给不同用户不同码型的情况下,系统可以区分不同用户的信号,这样同一频带上许多用户可以同时通话而互不干扰。

三、扩频技术的发展与应用

在过去由于技术的限制,人们一直在走增加信号功率,减少噪声,提高信噪比的道路。即使到了70年代,伪码技术已经出现,但作为相关器的“码环”的钟频只能做到几千赫兹也无助于事.近几年,由于大规模集成电路的发展,几十兆赫兹,甚至几百兆赫兹的伪码发生器及其相关部件都已成为现实,扩频通信获得极其迅速的发展.通信的发展史又到了一个转折点,由用信噪比换带宽的年代进入了用宽带换信噪比的年代.从最佳通信系统的角度看扩频通信.最佳通信系统一最佳发射机+最佳接收机.几十年来,最佳接收理论已经很成熟,但最佳发射问题一直没有很好解决,伪码扩频是一种最佳的信号形式和调制制度,构成了最佳发射机.因此,有了最佳通信系统一伪码扩频+相关接收这种认识,人们就不难预测扩频通信的未来前景.从9O年代无线通信开始步人扩频通信和自适应通信的年代.扩频通信的热浪已经波及短波、超微波、微波通信和卫星通信,码分多址(CDMA)已开始广泛用于未来的峰窝通信、无绳通信和个人通信以及各种无线本地环路,发挥越来越大的作用.接入网是由传统的用户线、用户环路和用户接入系统,逐步发展、演变和升级而形成的.现代电信网络分为3部分:传输网、交换网和接入网.由于接入网发展较晚,往往成为电信发展的“瓶颈”,各国都很重视接入网的发展,因此各类接人技术和系统应运而生.由于ISM(IndustryScientificMedica1)频段的开放性,经营者和用户不需申请授权就可以自由地使用这些频段,而无线扩频技术所使用的频段(2.400~2.483)正是全世界通用的ISM频段,包括IEEE802.11协议架构的无线局域网也大部分选用此频段.在无线接人系统中,扩频微波与常规微波相比有着3个显著的优点:抗干扰性强、频点问题容易处理、价格比较便宜.而且,扩频微波接入技术相对有线接入技术来说,有成本低、使用灵活、建设快捷的优势,在接入网中起着不可替代的作用.

扩频微波主要应用在以下几个方面.语音接入(点对点);数据接入;视频接入;多媒体接入;因特网(Internet)接入。

四、结语

扩频通信是通信的一个重要分支和发展方向,是扩频技术与通信相结合的产物。本文主要论述了扩频通信的特点、理论可行性及典型的工作方式。扩频通信的强抗干扰性、低截获性、良好的抗多路径干扰性和安全性等特点,使它的应用迅速从军用扩展到民用通信中,它的易于实现码分多址的特点,使它能与第三代移动通信系统完美结合,发展前景极为广阔。

参考文献:

[1]曾兴雯等.扩展频谱通信及其多址技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,2004.