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通信原理精选(九篇)

通信原理

第1篇:通信原理范文

实验教学作为高等学校教学工作的重要组成部分,对培养学生的动手能力、分析解决问题的能力、正确的思维方法及严谨的工作作风等方面起着不可替代的作用,它是培养实践型人才的重要途径。基于上述认识,实验课程应与现代科技同步发展,从而制订出实验课教学改革的具体实施方案。

1通信原理实验课程特点

通信原理是通信、电子工程等专业的主干课程之一,是移动通信、光纤通信、卫星通信、计算机通信等后继专业课程的基础,也是许多高校研究生入学考试的课程之一。课程主要讲述信号传输的基本原理、方法和性能,结合实际的有线与无线通信系统的工作原理,使学生系统地了解和掌握现代通信的基础理论和设计思想。该课程内容丰富、理论抽象,对工程数学及其应用能力要求高,从而导致学生学习的难度偏大,很容易“畏难而退”。通过开设通信原理实验课程,使理论与实践的结合,既有助于提高学生的学习兴趣,加强理论知识的掌握,又可以培养学生的动手能力,将大大提升通信工程专业人才的培养质量。

鉴于目前通信原理实验课程的内容单一,以验证性实验为主,效果一般,重新规划通信原理实验课程,从教学资源和教学方法两个方面进行整合改革。

2多种实验平台的整合

基于通信原理课程的特点以及实验设计的目的,实验平台的选择是至关重要的。在现有条件下,适合应用在通信原理实验当中的平台主要有通信原理实验箱、计算机仿真平台以及设计平台。在操作不同类型的通信原理实验过程中,这些平台各有优缺点,应针对各种实验方式的特点进行设计,达到最佳效果。

2.1实验箱平台

实验箱平台一直是通信原理实验使用的传统教学方式,这种平台对验证性实验比较适用,有利于加深通信原理单个知识点的理解。对实验箱的使用,需着重考虑实验课和理论课的协调配合,避免出现实验内容与理论内容脱节,超前或滞后的方式,针对这一问题,在具体教学中可采用课程组长负责制,由课程组长整体协调理论课和实验课内容,以达到最佳实验效果。

2.2软件仿真平台

可用于通信原理实验的仿真软件主要有两款:Systemview和Matlab。这两款软件都可进行通信系统的仿真设计与分析,有助于学生构建系统整体概念,是对理论课所学知识的一种综合应用。可让学生自己动手,对常用的模块自己编写文件,从具体模块的实现到整体系统的架构,可很好的加强学生对知识的掌握,有助于培养综合思维能力。

2.3EDA的实验平台

EDA实验平台相对于传统的通过一些专用集成芯片搭建通信系统的实验方式,可以避免使用种类繁多的专用集成芯片,从而简化了电路。学生用硬件描述语言编写程序,可以在同一可编程逻辑器件上完成各种不同的通信技术,避免了连线的繁琐。并且可以在一个通用的基于EDA的硬件平台上,来实现所有的实验内容。而且要采用EDA技术,学生必须自己在充分掌握实验理论的基础上自己编写程序,这有别于传统实验中学生只需按照实验步骤连接电路甚至不需要了解原理也可以完成实验。这将大大调动学生的创造性和主观能动性,对提高学生的实验兴趣也有很大的帮助。

总体而言,实验平台的选择主要是充分利用学校现有的教学条件,尽量在现有条件下为学生提供更多的实验机会,充分培养学生的实践能力,提高学生的竞争力。

3教学方法和内容的改革

实验开设是否成功和教学方法是分不开的。因此,为了融多种实验平台于通信原理的实验教学中,必须对传统的实验教学方法及内容进行相应的改革。从单一的验证性实验向多种实验模式相结合转变,从仅1个学期的单一通信原理实验,向穿插于整个大学时期的多种方式的混合实验课程转变。充分利用现有实验条件,将通信原理实验内容调整为验证性、综合性和创新性实验3部分。

3.1验证性实验

验证性实验的关键是与理论知识的紧密结合,辅助学生理解掌握理论知识,因此从实验时间、实验方式、实验内容的安排上都应与理论课相协调,才能达到最好的实验效果。因此在验证性实验的改革调整中应贯穿这一原则,以期找到最佳的实验方案。针对这一情况,对验证性实验的教学内容以及实验方式进行改革。

(1)实验内容:验证性实验课应与理论课同步进行,紧密结合,实验时间应与理论课的主讲教师协调,灵活调整。实验内容应配合理论课的教学需要,着重对理论理解中的重点和难点进行实验,通过实验加强学生对理论知识的理解掌握。

(2)实验方法:可以采用学生动手和教师演示相结合的方式进行。学生以实验箱进行仿真实验为主,教师上课的过程可辅助以Matlab仿真结果,以加强学生对理论知识的理解掌握。实验箱除了验证通信原理理论知识外,还和通信原理知识的实际应用结合起来,譬如它还会要求学生对通信信号的时延和同步等问题进行分析,为实际通信电路的设计奠定较好的基础。

3.2综合性实验

综合性实验的关键是让学生构建完整的通信系统概念,能将所学知识连贯起来,综合应用。因此在综合性实验的改革调整中应贯穿这一原则,以期找到最佳的实验方案。

(1)实验内容:综合性实验强调对通信系统整体的掌握。学生在理论课和验证性实验课上学习了通信系统各组成模块的内容,通过综合性实验,将信号的调制解调、编码解码、复用解复用、信道、滤波等多个环节结合在一起,构架一个完整的通信系统,完成信号的传输,培养综合运用能力。

(2)实验方法:以实验箱和仿真实验相结合的方式进行。对于一些简单的综合系统,可以利用实验箱完成,让学生利用之前做过验证性实验的模块,搭建一些简单的通信系统。对于大型通信系统,实验箱无法完成就可以采用软件仿真的方式进行。其中Systemview软件平台对设计综合性实验具有操作简单、贴切实际的硬件实现。因此,对大型的难度较大的通信系统,可以建议学生采用这个平台。但是对系统架构较简单的数字通信系统,建议学生采取Matlab的模块仿真加EDA设计进行操作,EDA实验平台对数字通信系统有很好的优势,也是结合实际工程设计的要求来进行。

3.3设计性实验

通信原理课程的设计性实验主要目的是将理论与实际相结合,让学生根据给定的技术要求实现一些简单的通信模块,为以后的实际工作预演。

(1)实验内容:主要是按照要求的技术指标,设计实现具有一定功能的通信模块,比如实现一个用于普通电话机的话音信号编码器,或者实现一个具有一定增益要求的放大器等。

(2)实验方法:模块仿真和EDA设计相结合。当前在实际通信模块产品开发过程中,大多采用Matlab仿真加EDA或DSP设计工具实施,其中DSP工具对普通高等学校的学生来说难度较大,因此一般可考虑采用EDA设计工具,条件允许的情况下可为学生提供EDA和DSP两种平台,学生可以按照个人的兴趣自愿选择设计手段。譬如卷积编码模块的设计性实验,可以采用Matlab对确定的卷积编码器进行功能仿真,如果仿真和理论分析结果一致,则说明设计思路正确。在这基础上,再采用EDA开发系统或DSP开发系统对卷积编码器进行系统选型、实验和测试,并对其运行速率等性能进行分析,以便重新设置参数,进一步提高它的性能等。该实验过程可以缩短开发流程,降低开发成本,可以使学生掌握实际工程的设计方法,能更好地为今后的学习和工作做准备。

(3)教学安排:这部分实验不在实验教学学时内安排,目前主要以两种形式开展,一是作为毕业设计,二是在高年级开设专门的设计性实验课程,此时学生相关的软硬件知识已经学习了,通过设计性实验可以将各种知识整合,综合利用。在整个设计性实验过程中,实验室对学生全天候开放,学生可以在课余时间来实验室进行设计、制作和调试。此时学生没有其他因素干扰,可专心投入,收获较大,且对后面的就业非常有利。

设计性实验是偏重于应用的实验,通过实验过程,使学生具备一定的实践能力和创新能力,使实验教学真正成为培养学生实践能力的重要环节。

4结束语

第2篇:通信原理范文

关键词:DSRC 通信机制 专用短程通信 智能交通

中图分类号:TN915.04 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)02-0037-02

1 引言

随着通信技术的快速发展,人们对交通安全、舒适、高效等的要求越来越高。由此,智能交通系统ITS(Intelligent Transport System)诞生了。专用短程通信(Dedicated Short Range Communication,简称DSRC)是智能交通系统中最重要的基础通信协议之一。研究该通信协议对于ITS的普及应用有着关键的意义。国际上已经形成以欧洲CEN/TC278、美国ASTM/IEEE和日本ISO/TC204为核心的标准化体系。2007年我国正式颁布了系列国家标准(GB/T20851-2007),推动了DSRC在国内的研究和开发。

本文对专用短程通信协议(DSRC)的体系结构以及通信原理进行了分析,为实现ITS中最重要的高速车辆间通信提供了重要参考。

2 DSRC体系结构概述

参照开放系统互联(OSI)体系结构的7层模型,现有的DSRC可划分为物理层(L1)、数据链路层(L2)和应用层(L3)。在此基础上DSRS协议结构如图1所示[1]。

B-KE—广播核心单元

I-KE—初始化核心单元

T-KE—传输核心单元

2.1 DSRC体系结构组成分析

2.1.1 物理层

该层位于体系的最底层,规范了传输媒体及其上下行链路的物理特性参数。该层提供同步、定时功能,同时控制信道的激活、保持、切换和释放,并定义了物理层和数据链路层的借口参数,其中包括:载波频段、通信速率、调制方式、通信系统、误码率等。

2.1.2 数据链路层

该层位于体系的中间层,定义了帧的具体结构,提供可靠传输、差错控制、流量控制等。该层可氛围LLC(逻辑链路控制)子层和MAC(媒体访问控制)子层[2]。

LLC:该层主要是进行PDU(协议数据单元)的初始化,解释收到的命令PDU并生成相应的相应PDU,以及执行数据流的控制和差错控制、校正。

MAC:该层主要进行帧控制,对LPDU的分段和重组,PDU的收、发却仍,CRC校验等。帧结构是MAC层甚至是整个协议的关键性内容,对比国外标准可知,DSRC协议最主要的差异是帧结构的不同,即帧中包含的各个时隙的时间长度是否一致。而我国采用的标准和欧洲一致,即采用变长结构。

2.1.3 应用层

该层为DSRC协议的最高层,主要是讨论应用程序用于同网络通信所需要的各种技术。

该层是在数据链路层提供服务的基础上提供特定的应用服务,如实现通信初始化和释放程序、广播服务支持、远程应用相关操作等。

2.2 DSRC系统的组成分析

专用短程通信设备基于专用短程通信(Dedicated Short Range Communication,简称DSRC)规范,主要包含路侧设备(Road Side Unit,简称RSU)和车载设备(On Board Unit,简称OBU)两部分,通过路侧设备和车载设备之间的无线通信实现路网与车辆之间的信息交流。DSRC是一种小范围无线通信系统,它作为车-路的通信平台,通过信息的双向传输将车辆、道路有机地连接起来[3]。如图所示2。

RSU是OBU的读写控制器,由加密电路、编解码器电路和微波通讯控制器等组成,以DSRC通讯协议的数据交换方式和微波无线传递手段,实现移动车载设备与路侧设备之间安全可靠的信息交换目的。

OBU是一种具有微波通信功能和信息存储功能的移动识别设备。OBU本身既可以作为独立的数据载体成为单片式电子标签,也可以通过附加一个智能卡读写接口,实现扩展的数据存储、处理、访问控制功能,而成为双片式电子标签。智能卡的引入,不仅使电子标签的扩展存储空间大大增加,可以容纳更多的应用;而且还可以作为电子钱包形式的金融储值卡使用,大大降低了系统营运的风险[4]。

3 DSRC协议的通信原理分析

结合实际的需求特点,可以将DSRC协议的通信流程分为建立连接、信息交换、连接释放3个基本流程[5]。

首先,建立连接。对比TCP/IP协议中的3次握手过程,路侧单元利用物理层下行不断地发送帧控制信息,当车载OBU驶入有效发射区域时接收到该信息,回复相应的请求。路侧单元收到请求后做出响应,然后发送给OBU。之后OBU进行确认,路侧单元收到确认后进行信息核实,连接建立成功。

第二,信息交互。利用前面建立好的连接,针对应用服务类型进行数据交换。此过程最重要的是差错控制。可以通过重传计数器,控制重传等待时间等方法解决。

最后,连接释放。RUS向OBU发送释放连接信息,OBU接收信息,确认要释放连接,设定连接释放计数器,由连接释放计数器释放连接。整个数据流如图3。

4 DSRC技术关键问题研究

虽然DSRC技术应用前景十分广泛,但是还存在如下有待解决的问题。

4.1 RSU发射功率及其分布

对于不停车收费系统,只需要在特定的位置安装一个或者几个RSU单元即可。但是对于某些系统,需要安置多个RSU单元,这样RSU单元之间的距离,抗相互干扰等成为实际中需要解决的问题,这就要求今后的研究要着重于如何设计RSU的发射功率和分布。

4.2 布网问题

DSRC技术不可能做为首要的通信技术,所以载体平台不会投入太多,这样就导致有限的资金投入如何最大化建设基础设施。所以DSCR技术是否能利用目前的公网设施实现通信也是待解决的问题。

4.3 应用层程序设计问题

DSRC技术能用于哪些层面,需要设计者在应用层程序上进行不断的开发,对比Wifi等相关技术,真正区别其能否广泛应用,在于未来应用程序是否能和DSRC标准相连接。

参考文献

[1]陈凌旭.DSRC协议数据链路层的研究及部分实现.西南交通大学,2005-04-01.

[2]范庆彬.DSRC技术及其通信机制的研究.研究与开发,2010-06-10.

[3]杜水荣.电子不停车收费应用中的DSRC技术比较.企业技术开发,2009.

第3篇:通信原理范文

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(industry scientific medica1)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. 

第4篇:通信原理范文

关键词:城市轨道交通信号联锁设备轨道电路列车自动控制基于通信的列车控制

Abstract:Along with the advancement of urbanization construction, more and more cities begin to build up Urban Rail into use. So control of Urban Rail traffic signal system becomes very important. Introduce the composition of the Urban Rail traffic signal system function and principle, urban rail traffic signal application in urban rail traffic.

Keywords:Urban Rail traffic signals, Interlocking Equipment, Track circuit, Automatic Train Control, Communication Based Train Control.

中图分类号:C913.32文献标识码:A 文章编号:

随着城市人口的增加和客流量的增大,很多城市的交通已经越来越不堪重负,在每个城市,除了公路交通外,城市轨道交通越来越成为解决城市交通压力的一种途径,由于城市轨道交通的方便、舒适和快捷,使得越来越多的城市都在修建城市轨道。城市轨道交通有地铁和轻轨,为了保证其运输的高效性和安全性,城市轨道交通应用了高技术的信号控制系统,由于控制城市轨道交通系统的信号系统在整个城市轨到交通系统中起到非常重要,因此,弄清城市轨道交通信号系统的原理对维护人员来说显得至关重要,只有信号系统的安全可靠才能保证市民能够安全、舒适、快捷的出行。

城市轨道交通信号系统主要由列车自动控制(ATC)系统、联锁设备、轨道电路等组成。

列车自动控制(ATC)系统是城市轨道交通信号系统最重要的组成部分,它实现行车指挥和列车运行自动化,能最大限度的保证列车运行的安全,提高运输效率,减轻运营人员的劳动强度,发挥城市轨道交通的通过能力。

ATC(automatic train control)系统由列车自动防护(ATP—automatic train protection)、列车自动运行(ATO—automatic train operation)和列车自动监控(ATS—automatic train supervision)三个子系统构成。

ATP系统分为轨旁ATP和车载ATP,负责对列车的运行进行保护,对列车进行超速防护、车门监督和速度监督,保证列车的安全间隔。

ATO系统分为轨旁ATO和车载ATO,主要实现“地对车控制”,即用地面信息实现对列车的驱动、制动,并送出车门和屏蔽门同步开关信号。

ATS系统分中央ATS和车站ATS主要实现对列车运行的监督和控制,包括:列车运行情况和设备的集中监视、自动排列进路、自动列车运行调整、自动生成时刻表、自动记录实际列车运行图、自动进行数据统计以及各种报表的自动生成,辅助调度人员 对全线进行管理。

联锁设备有中央联锁系统和车站联锁计算机,主要对室外设备信号机和道岔进行控制,排列列车进路并传送进路信息给轨旁ATP/ATO。

轨道电路主要用于传送轨道电路信息和ATP报文信息。

下图是城市轨道交通信号系统的控制框图:

在控制中心设备正常情况下,中央ATS系统发出排列进路的指令,中央联锁工作站通过车站联锁计算机进行进路的排列,即转换道岔和开放相应的信号机。另外一方面,中央ATS通过车站ATS分机传送信息给乘客向导系统PIIS,用于显示时间,语音等乘客需要的信息。室外道岔、信号机和轨道电路的信息通过计算机联锁设备传给控制中心,控制中心需要这些信息作为依据向轨旁设备发送信息。

轨旁ATO一般兼做轨旁ATP,轨旁ATP不断将计算联锁设备和操作层面上的信息、线路信息、前方目标点的距离和线路允许速度等通过车地通信设备在传送给列车的车载设备,车载设备接收接收到这些信后计算出列车允许运行的速度曲线。

轨旁设备发送给车载设备的信息还包括,车辆车门开启命令、列车号的确认、列车长度、性能修改数据、出发测试指令、车门循环测试、主时钟参考信号、跳停指令、搁置指令等,这些信息其中可变数据自于控制中心ATS,固定数据固化于轨旁设备中,车载设备收到这些信息对列车进行相应的控制。另外车载设备也将列车的状况信息传递给轨旁设备,再由轨旁设备传给控制中心。

在列车底部装有雷达测速单元,测出的列车运行速度信息也传递给车载设备,车载设备将此速度和列车允许运行的最大速度进行比较,由车载ATO对列车进行控制,若运行速度超过曲线所允许速度,车载ATO则实施列车制动。

轨旁设备和车载设备交换信息的车地通信设备一般有一下几种:

通过轨道电路进行传送

轨道电路不仅可以进行列车占用的检测,也可给车载设备传递报文信息。轨道电路空闲时,向联锁系统传递轨道电路信息,当列车占用轨道时,通过切换装置,停止轨道电路信息的发送,由轨旁设备开始向钢轨连续发送ATP报文信息,在列车底部装有接收和发送设备,可接收到信息传递给车载设备,同时也可以向地面发送列车信息。

通过轨间电缆传送

单独沿着钢轨铺设一条线路,专门用于传送ATP报文信息,此方法安全可靠,但费用较高。

通过点式应答器传送

在轨道电路的某些点设置应答器,应答器的设置又分为固定数据应答器和可变数据应答器。其中固定数据应答器用于存储固定数据,可变应答器通过控制中心获取数据,列车底部装有接收和发送天线,列车行驶通过应答器的时候感应到应答器的信息,可以双向进行数据的交换,由于这种信息的传送不是连续的,而是在某些点才会收到,所以称之点式ATC。

通过无线方式进行传送

用无线方式进行无线车地通信时,车载ATP/ATO的功能由控制中心实现,通过无线交换器和轨旁无线单元AP与车载无线通信设备进行数据的交换。通过无线方式进行传送的城市轨道交通信号系统一般称之为基于通信的列车控制(Communication Based Train Control,简称CBTC)系统,其轨道电路的检测一般采用计轴系统作为后备模式。

通常一个控制中心可控制一条线路的所有车站,当控制中心设备故障时,为了保证不让整条线路瘫痪,在车站设有车站现地工作站和车站ATS远程控制单元。控制中心故障后,车站工作人员可通过车站现地工作站进行操作来实现联锁计算机的功能,ATS远程控制单元可代替中央ATS系统向联锁系统和轨旁设备发送相关信息,此时ATS远程控制单元所具有的信息不全面,但能够保证列车在本站的正常运行。

整个城市轨道交通信号系统其宗旨在于控制列车,一方面提高运输效率,两一方面保证列车安全可靠的运行,其控制总体来说分为中心控制和车站控制,车站控制作为中心故障后的一种后备模式。控制中心ATS系统掌握所有车站和列车的状况信息,将信息和指令下发后,由联锁系统开通进路,由ATP进行列车防护,ATO进行列车控制,实现整个城市轨道交通信号系统的功能。

参考文献:

【1】林瑜筠 《城市轨道交通信号》北京,中国铁道出版社,2011年

【2】吴汶麒 《城市轨道交通信号与通信系统》北京,中国铁道出版社,2003年

第5篇:通信原理范文

Abstract: CTE philosophy and teaching practice of communication theory are combined. In the teaching process, the teaching objectives are adjusted, and the classroom activities are set according to the new teaching objectives, which fully demonstrated to the learner-centered teaching methods, and fostered students' ability to autonomous learn, enhanced students' independent thinking and innovation capability.

关键词: CTE理念;通信原理;教学实践

Key words: CTE philosophy;communication theory;teaching practice

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)31-0258-02

0 引言

从2001年教育部正式启动了新一轮基础教育课程改革至今,“新课改”在我国已经进行了11年时间,各地的基础教育均有或多或少的变革和突破。然而,“以教师为中心,以教材为中心,以教室为中心”这种“老三中心”的传统教育模式在中国高校仍然普遍存在。学生们的创造力在这种“填鸭”式的教学中被不断扼杀,成为“没有思想,只会考试”的机器。

而在欧美国家,许多世界知名的大学所提倡的是“以学生为中心,以学习为中心,以学习效果为中心”。这种“新三中心”在教学的过程中强调以改进教育教学方法和技术来调动课堂气氛,激发学生们的学习兴趣。实践表明,这种模式下的学生们身上往往更具备自主学习的能力、独立思考的能力和创新能力。

1 关于CTE

CTE,是“卓越教学中心”(Center for Teaching Excellence)的简称。其主旨是:为教师提供发展和培训,制定和实施高校教师评价体系,以评价教学质量——支持、提高、改进高校的教与学。中国院校研究专业委员会副会长兼秘书长,加拿大麦吉尔大学高等教育管理与政策研究博士,清华大学(招生办)韦伦讲座特聘教授赵炬明指出:“‘CTE’建立推动了从‘以教师为中心’向‘以学习者为中心’的教学模式的彻底转变,并通过一系列新教法和新手段让越来越多的学生在学习的过程中真正受益。”

世界众多的知名大学都建有“卓越教学中心”,如牛津大学的OXFORD LEARNING INSTITUTE、剑桥大学的Learning & Teaching,新加坡国立大学的Center for Development of Teaching and Learning、首尔国立大学Center for Teaching and Learning等,名字虽不尽相同,但目标都是致力于提高本校的教学水平。

欧亚学院对国外知名大学的“CTE”中心做了一系列调研,并与美国杜肯大学合作启动了“西安欧亚学院卓越教学中心” (Xi’an Eurasia University Center for Teaching Excellence”,简称“CTE”)项目,将教学改革付诸行动。

2 通信原理教学实践中存在的问题

《通信原理》是高等工科院校通信专业的一门重要核心课程,它系统地讲述通信系统中各个组成部分的基础理论和基本原理,具有理论性强、知识综合、难度大等特点,是反映学生综合素质的课程,也是通信、信息专业研究生入学考试的主要课程,是后续学习《移动通信》《程控交换技术》的基础。

该门课程对电子与通信专业的学生来说非常重要,先修课程有《概率论》、《随机过程》、《信号与系统》、《模拟电路》、《数字电路》、《通信电子线路》等多门课程。因有较多的抽象概念、数学运算和原理,需要许多前驱课程知识的铺垫和扎实的理论基础,使学生普遍反映这门课程难学,不易理解,其主要原因有以下三点:

2.1 学生基础知识薄弱 很多学生的模拟电子线路学的不到位,对基本电路的分析原本就没掌握,再学习高频电子线路时更是似懂非懂,只能硬性记住一些结论,对理论理解不透彻,信号与系统中的频域表达式与频谱图更是忘的差不多,因此在教学中,课程进度很难推进,要达到好的教学效果非常困难。

2.2 理论抽象,数学推导复杂 课程中的很多内容抽象难懂,例如:码间串扰、相对移相键控等等,数学推导复杂,例如:功率谱分布等等,数学底子若差,使得学生的学习积极性大受打击。

2.3 教育模式的影响 在“以教师为中心,以教材为中心,以教室为中心”的“老三中心”的传统教育模式的影响下,学生习惯性的接受知识和信息,不看书、不思考,不积极主动的参与到教学活动中解决问题,使得学习能力受到严峻的挑战,学生的自学能力较差。

3 CTE理念在教学实践中的应用

基于对上述教学实践中出现问题的分析和总结,作者认为,要想达到良好的教学效果,就必须根据学生实际情况,量身打造适合他们的教学方法。

3.1 引入CTE理念,调动学生积极性 《通信原理》课程的教学中,作者在充分理解CTE理念后,并尝试运用CTE理念,制定以学习者为中心的教学大纲,不但对本课程的基本内容提出明确要求,还根据学科的发展加以更新,把整个学期的教学任务分成模块化教学。同时编写出适合学生自学的学纲,把每个模块细化为课程内容、阅读资料、期望目标、作业4个模块,老师通过网络教学平台BLANKBOARD在开课前教学大纲和学纲,通过阅读教学大纲使学生对本学期的教学内容及安排提前了解,再研究学纲使学生更为合理的安排自己的学习生活,做到心中有数,不会等到上了课堂学生才知道今天的学习目标、内容、知识点等。

例如:在模拟信号的调制与解调这个模块,针对于AM、DSB、SSB、VSB、FM、PM几种调制方式,教学内容包括数学表达式、波形图、频谱图、功率分配等方面的知识。传统的课堂教学枯燥无味,学生很难高度集中精力听课,所以在学习这部分内容之前,先请学生结合课本、查阅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能力。按照学纲的要求准备教学内容,并制作多媒体课件。课堂上,请学生讲解准备好的内容,其他同学可以对讲解内容进行提问,并展开讨论,使学生的课堂学习由被动的接受知识转换为积极的思考讨论,最后,由教师对教学内容进行补充及总结。

3.2 增加动画演示,提高学习趣味 形式多样化的多媒体教学手段的运用为教学增色不少。在教学中,除了常规的幻灯片演示外,还增加了动画演示,极大的提高了学生学习的趣味性。

动画演示分为两种:一种是填空式动画,适合于课堂上对已学知识的复习,让学生通过填空、连线等方式回顾知识点;另一种是教学内容的动态演示,例如:对模拟及数字的调制和解调的过程,采用动画演示的方式,即提升了学生的学习兴趣,也达到了好的教学效果,学生在整个课堂教学中拥有着全新的课堂体验,在生动活泼的课堂氛围中比以往更乐于参与、乐于思考、乐于分享,师生互动,做到真正的以学生为中心。

3.3 进行考试改革,提升教学效果 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,在传统的教学考核中考试成绩分为平时成绩和考试成绩。平时成绩主要指考勤和作业两部分,只要学生不迟到、不早退、不请假,考勤就拿满分,课堂上的听课效果难于去衡量;只要学生作业每次提交,也能拿到分数,所以抄作业现象普遍存在,甚至一个班作业就只有固定的几个版本,根本不能起到对知识的检查和考核的作用。

为了能够全程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,对平时成绩部分做出调整,降低考勤和作业的比重,加大课堂教学活动参与的比重,例如:在课堂上,抛出知识点,将学生分组讨论,讨论结束后,在每个小组成员中随意点一名代表与其他组分享讨论结果,并且他的发言成绩代表全组成员的成绩,这样,学生在课堂上的参与度提高了,精力也更为集中,对教学效果的检查更直接。间接的也锻炼了学生的团队合作与语言表达能力。

3.4 结合课程设计,理论与实践相结合 实践出真知,《通信原理》课程重在理论,但理论必须转为实际能力才是我们最终的目标。随着对学生能力要求的提高,传统的以验证性试验为主的实验已不能满足要求,必须根据专业特点增加综合性和设计性较强的课程设计,更好的巩固理论知识,培养出具有创造性思维和创新能力的人才。

在通信原理课程设计中,要求学生学习使用计算机建立通信系统仿真模型的基本方法及基本技能,学会利用仿真的手段对通信系统的基本理论、基本算法进行实验论证。学习现有流行通信系统仿真软件的基本使用方法,学会使用这些软件解决系统出现的问题,通过系统仿真加深对通信课程理论的理解。

4 结束语

截止目前,“CTE”项目在欧亚已运转一年,参与到该项目中的教师正在将一系列新的教学方法和教学辅助工具应用于日常的教学活动中去。如设计以学生为中心的教学大纲;在Blackboard教学管理平台(以下简称BB系统)中创建管理有效的课程等不同方面的知识与技巧等。而在欧亚的课堂上,也不再是旧有的老套的教学方法和被动的教学过程,欧亚的学生们正享受着顶尖的教学艺术,拥有着全新的课堂体验,在生动活泼的课堂氛围中比过往更乐于参与、乐于思考、乐于分享。

参考文献:

[1]王兴亮.通信系统原理教程.西安电子科技大学出版社,2009.

[2]姜跃.《数据结构》课程的教改与实践探索[J].云南师范大学报,2011,(3):71-73.

第6篇:通信原理范文

 

1 前言

 

信息技术在当代高速发展的工业化和城市化进程中扮演着重要角色,同时在军队作战指挥和诸军兵种协同作战中处于重要地位。同志在2013年八一前夕视察部队时明确指出:“坚持信息化的发展方向,推动信息化建设加速发展,增强基于信息系统的体系作战能力。”这深刻反映了我军基于信息化作战的发展规划和战略目标,而掌握通信技术是信息化作战的基础和前提。因此,在军校相关专业中开设通信原理课程具有必要性和深刻意义。

 

中国人民解放军军械工程学院开设的通信原理课程是60学时的专业基础理论考试课。在本专业开设的多门通信类装备课及专业基础课两类课程群中,通信原理是其共同的理论基础,是整个课程体系的核心。本着对后续通信类装备课程和专业基础课打牢基础的目的,在装备背景下充分利用现代化的教学手段、学习先进的教学方法、优化教学内容,结合装备实施通信原理课程的教学。

 

2 教学设计思路

 

在培养学员信息素质方面,通信原理是信息知识的关键内容,是形成信息能力的重要环节,是构建信息意识的主要途径,是培养信息化素养的重要组成部分。课程的设计思路是以通信系统的结构为框架,以信息传输为主线,重点讲授其中的调制解调、编码解码等基本的通信理论。通信系统一般模型如图1所示,通信原理的教学内容主要包括信息的概念及其度量、信道、模拟调制、数字带通传输、数字频带传输、模拟信号数字化、最佳接收与同步及差错控制技术。“系统具有整体性,同时具有结构性”,通信原理的各个知识模块也不是孤立存在的。因此,对知识点的掌握不能存在孤立性,学习时应首先建立全局观,再对各部分内容逐个击破,最后围绕通信系统的一般模型串联成一个有机整体,形成“整体—部分—整体”的学习思路。

 

在授课过程中,注意采用时域与频域对比分析的方法分析通信信号,采用效率和质量综合判断的方法评估通信系统的性能,注重通信实验环节,从而构建通信工程能力。课程教学实施中遵循以下基本理念。

 

1)由通信需求切入,以装备应用落脚。在讲授原理之前,首先给出具体的通信需求,让学员带着问题去听课、去思考。在课堂上,学员紧跟教员思路,对问题的分析逐层递进,自主地得出结论,最后以具体装备的实际应用为例进行分析。这样既深化了学员对课堂知识的理解,也使学员预先了解相关装备的功能及原理。

 

2)数学分析为手段,物理意义为目标。通信原理是用数学语言和数理逻辑进行推导,容易讲成数学课。教员在黑板上推导满黑板的公式,学员紧跟教员思路,认为公式都是成立的,但不知道在干什么和为什么。因此,在授课过程中要回归通信原理的物理意义,以数学分析作为学习的手段,弱化数学推导,强化物理意义分析,以信号的波形频谱作为分析的依据,以信息传输为授课的主线。

 

3)学员头脑为主场,设疑讨论重引导。比起满堂灌的授课方式,以帮助学员理解原理为目标,精心设置问题,在课堂上抛给学员,引导学员思考,展开课堂讨论,使学员在课堂上燃起头脑风暴。

 

3 课程教学实施

 

通信原理是一门理论性和实践性很强的课程。对于学员而言,调制、解调、复用和同步等概念过于抽象,传统的教学方法不能使学员深刻理解和准确掌握知识。为了提高教学质量,在总结教学经验的基础上,在课程教学实施中更加注意以下几个方面。

 

深度思维引领 通信原理难学难懂,其根源在于思维方式的不同。学员以前学过的数学可以归纳为数学解析法,基于数学解析法形成的是确定性的因果分析的思维方式。所谓数学解析法指的是标准的“最佳化法”或“精确解法”,利用严谨的数学模型或计算机数据结构规划,依据数学法则或数据结构搜寻的方式,找到问题的解,这个解是一个确定的最优的解。

 

而通信原理所需要的是概率测度法,需要有或然性统计分析的思维方式。所谓或然性指的是“不必然性”,是必然性的对称。或然性的统计分析是利用统计的方法进行归纳推理,给出的结论不具有完全的确定性,而是伴随着一定的概率尺度,呈现出不必然性的特征。通信系统的发送信号具有不可预知性,通信中不可避免地存在的噪声也具有随机性,信道特性的起伏也是随机变化的,否则信号就失去传输的意义[1]。通信原理正是基于或然性的数学统计理论(如概率统计、随机过程等)相关课程,对信号、噪声、信道及系统进行的分析。因此,在授课过程中要加强对学员思维的引领,帮助学员实现从确定性思维到或然性思维的跨越。通过深入思维引领,帮助学员形成三种思维习惯,分别是使用概率测度的方法度量信息、使用随机过程的方法分析信道、使用统计分析的方法评估系统。

 

三层递进实验 通信原理是一门工程化很强的基础理论课程,为了帮助学员理解原理,设计层层递进的实验体系。首先,基础层面是原理验证性实验,依托通信原理实验箱进行验证性实验,学员用示波器观察实验箱上实际通信电路的波形,从而对调制解调等原理产生更深入的认识。这种实验手段简单有效,学员可以直接将课堂上讲的理论知识运用于实验中,再将实验得出的结论还原回去。但是随着通信新技术的发展,实验箱受到硬件本身的制约,不能完全满足教学实验和课堂演示的需要。

 

利用通信仿真软件编写通信仿真程序,解决了上述难题。开设的系统仿真实验具有较强的设计性和趣味性,学员通过编写代码或利用软件模块搭建系统模型,对系统进行测试并观察系统各部分信号的变化。设置调整系统的参数,观察通信系统的输入信号和输出信号关系,从而对通信系统的原理产生更深入的了解。目前使用较多的有MATLAB/

 

Simulink、SystemView、LabVIEW及ModelSim等通信仿真软件[2-4]。通信仿真实验不受场地、硬件的制约,方便教员在课堂上进行系统演示和学员的课下自主学习。

 

有能力的学员可以在教员的带领下,利用软件无线电平台进行通信系统的设计开发实验。

 

通过原理验证性实验、通信仿真实验及设计开发实验这三层的递进实验,帮助学员在头脑中建立起虚拟的示波器、频谱仪和误码率测试仪。学员在遇到实际工程问题时,首先想到的是应该使用哪些通信原理?信号波形、码型、频谱是怎样的?系统的有效性与可靠性该如何评估?伴随着这些问题的一一解开,逐渐建立起通信工程的思维方式。

 

紧贴装备发展 坚持为装备课服务的课程定位,提炼装备中运用的通信原理,搭建起通信原理与装备原理的桥梁。如讲解信道容量的内容之前,首先以某防空作战指挥系统为例,讲解在整个防空作战过程中,雷达站和哨所站能否将情报信息准确、及时、无误地传递给军指挥所,是整个系统能否发生效能,乃至整个防空作战能否取得胜利的前提和关键。在此背景下,提出一系列的问题:假设雷达站以4000 bit/s的信息传输速率持续进行情报信息的传递,而担负任务的两部短波电台通信时,所构成信道能否达到无差错地每秒钟传输4000 bit的信息呢?这种能力与什么参数有关?与环境有什么关系?遇到干扰影响到信道后,应该怎样应对?由此引出所讲的内容——信道容量,在讲解香农公式时对问题做出解答。这样的开头紧贴装备应用,让学员带着解答问题这一目的去听课,通过听讲得到答案,最后将所学理论应用于装备中。如电台应用功放模块放大信号功率,实际上增大了信噪比,在带宽一定的情况下,应用香农公式可以得出信道容量增大的结果,这样就将原理与装备连接起来。

 

另外,通信原理介绍的都是最基本的通信理论,在授课过程中还要注意穿插讲解通信的新理论、新技术和新方法。这样使得学员在开设装备课之前,不仅从通信原理的角度去了解了装备,而且已经熟悉通信理论技术的最新发展动态。

 

具体实践验证 通信原理是一门工程性较强的课程,能够将所学的通信原理知识灵活运用于具体实践中,才能发挥最大的教学效能。为此,在教学过程中布置一些通信原理设计课题题目,结合所学知识在硬件或软件基础上进行系统设计。学员在分组后,自主地进行任务分配、任务实现、系统整合,最后还需撰写设计总结与报告。这就需要学员学会查阅资料和检索文献,并自觉学习软硬件开发平台,将通信原理与其他多门学科的知识串联,进行综合运用。教员在整个课题设计中要掌握学员的进展情况,进行过程指导和最后的评估验收。这种以课题为驱动的团队协作式实践不仅提高了学员的通信工程能力,还培养了学员的文稿写作能力及团队协作精神。

 

另外,鼓励学员参加各方组织的一些通信电子类的比赛,如全国机器人大赛、全国大学生嵌入式竞赛、全国大学生电子设计大赛及学院组织的“创新杯”科技制作竞赛等。

 

注重类比教学 长久以来,人类的各种技术思想及重大发明都来自于自然及生活给予的灵感,如雷达与蝙蝠、振动陀螺仪与苍蝇、人工冷光与萤火虫及各种动物形体或活动的仿生。反过来说,学习这些概念、算法或其工作原理时,就可以将其作为“类比泉”,自然界中的事物作为“类比源”,寻找它们之间存在的某种属性上的相似性,称之为“类比知识单元”[5]。通过类比的教学模式,将生活中常见的实例或现象引入通信原理的教学中来,易于学员接受新知识,激发学习兴趣,从而收到良好的教学效果。

 

如信道容量的概念,信道容量是指信道在无差错传输信息时所能达到的最大的传输速率。利用香农公式计算C=B*log2(1+S/N),信道容量C与带宽B及信噪比S/N都成正比。信道容量就好比在保证安全系数的状态下,道路所能承载的最大车流量,带宽就好比是道路宽度,信噪比好比是行车秩序。很明显,道路越宽,行车秩序越良好,最大车流量越大。而且在道路宽度和行车秩序都一定的情况下,存在一个极限的车流量,在极限的车流量以下,就能达到一个安全行驶。如果超出极限车流量,这就说明在道路上的车流已经达到饱和,再塞进一些车辆,难免会造成事故。用这种类比的方法,学员很快理解了信道容量的概念,并一下子记住了三者之间的关系。

 

再如增量调制(DM)的原理,增量调制过程中得到的阶梯型电压波形好比是给山坡修建的台阶,台阶的高度好比是量阶,台阶的宽度好比是抽样间隔。无论台阶如何顺应山坡的变化,总会有工程量存在,这个工程量就好比是一般量化噪声;当山坡斜率很大时,如果还要按照原来的台阶高度和台阶宽度修建台阶,势必造成工程量的增大,台阶的上升速率跟不上山坡的坡度,引出过载量化噪声。在实际中,山坡较陡峭时,台阶的宽度变小,高度增大,由此引出通过增大抽样频率和增大量阶两种方法避免过载失真的结论。由台阶高度随山坡斜率自适应变化的原理又会得出自适应增量调制(ADM)和连续可变斜率增量调制(CVSD)。

 

应用类比教学法将抽样的概念与生活中的实例或现象相对应,也能激发学员的灵感和思考。但是在教学中需要注意的是,使用这种教学方法时不可牵强附会,将相似性不大的两类事物进行类比,也要注意教学中语言的组织及授课内容结构安排。

 

4 存在的问题

 

在教学过程中还发现了一些需解决的问题。

 

课时相对较少 通信原理的内容难学难懂,要想在60学时的时间里上好这门课,且加起来的内容还要自成体系,无疑为教员出了道难题。与之相对比,多数院校的通信原理课程课时都较军械工程学院多[6],如北京邮电大学是90课时,分两个学期上课,且实验课是单独一门课。军械工程学院通信原理课程的60学时内有10学时为实验课,实验课课时相比其他院校也较少。如北京交通大学及华北电力大学都为16学时,中国石油大学(华东)为32学时,并且是两个学分的单门课程。加之学员的精力终归有限,想要达到一流院校的学习水平还是差距不小。

 

课程设置仍需改进 通信原理作为一门专业基础理论课,需要多门先期课程的支持,特别是信号与系统或信号与线性系统分析。学员在之前没有学过这门课程,就很难建立起时域和频域的概念,更难懂什么是频谱,什么是带宽,教员只能在课堂上给学员提示以便课下自学。但是如果学员学过这些知识,再学通信原理的内容就会事半功倍。

 

5 总结

 

优化通信原理的教学设计还需多方面的学习和借鉴,坚持以“从学员出发”的指导理念,突出与装备结合进行教学的特色,深入探索新的教学模式、教学方法和现代化的教学手段用于教学,充分调动学员学习积极性和主动性,激发学员刻苦钻研和一丝不苟的作风,培养学员的创新意识、诚信意识和团结协作精神,养成良好的学风。还应加强教员队伍建设,鼓励教员多外出学习、交流和继续教育[7],建设一支高业务水平的教员队伍,不断提高教学质量,高标准完成教学任务,为部队输入新型创新型人才贡献力量。

第7篇:通信原理范文

关键词:通信原理;精品资源共享课程;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)36-0097-02

通信技术是现代信息技术发展的一个重要方向,随着计算机技术、信息处理技术和大规模集成电路的迅猛发展,现代通信技术取得了显著进展。“通信原理”是大学本科通信、电子信息及网络类专业一门重要的专业基础课程,“通信原理”课程特点是理论性比较强、概念比较抽象、应用领域非常广泛。在部级和各省级精品课程名录中经常可以见到这门课的影子。

一、课堂教学内容优化的必要性

“通信原理”课程特点是理论性比较强、概念比较抽象、应用领域非常广泛,其主要先修课程为高等数学、概念率与数理统计、信号与系统等。目前主流教材是樊昌信、曹丽娜编著的《通信原理》(第7版),是普通高等教育部级精品教材,同时也是普通高等教育“十一五”部级规划教材。教材共13章,分三大部分。第一部分(第1~5章)阐述通信基础知识和模拟调制原理。第二部分(第6~10章)主要论述数字通信、数字信号最佳接收和模拟信号数学化的原理。第三部分(第11~13章)讨论数字通信中的编码和同步技术。对于大学本科教学,基本教学课时为60学时。另外,周炯主编的《通信原理(第4版)》是“十二五”普通高等教育本科部级规划教材,全书共13章,主要内容涵盖数字模拟调制、数字基带传输、模拟信号的数字化、信息熵及信源编码、信道及信道容量、信道编码、扩频通信等多个方面。基本教学课时为64理论学时。而很多地方院校的通信原理课程一般是安排40理论学时,因此,如何利用好共享课程的网络资源,对教学内容进行优化是保证通信原理课程教学效果的必要手段之一。

二、课堂教学内容优化的可行性

1.丰富的网络资源。通过爱课程网中的资源共享课程搜索“通信原理”便可以看到目前全国共有四个学校的通信原理课程被立项为部级精品资源课程。他们分别由电子科技大学的李晓峰教授、空军工程大学的达新宇教授、西安电子科技大学的曹丽娜教授和北京邮电大学的杨鸿文教授负责。在各项目组成员的共同努力下,共上传MP4格式教学视频272个,PPT格式演示文稿205个,PPT格式教学课件85个,每个学校根据各自的特点,还有譬如学生作品、媒体素材以及学习手册等资源,这些丰富的网络资源,给广大学生提供了一个广阔的学习平台。因此,我们可以通过要求学生利用课余时间,自行在网上学习相关内容,以减少理论课时。

2.删减与其他课程交叉的内容目前,我们学院的通信原理采用樊昌信、曹丽娜编著的《通信原理》(第7版)为学生用教材,其中第2章“确知信号”主要讲解了确知信号的类型、频域性质与时域性质。这些与《信号与系统》课程的有关内容基本是一致的,譬如由北京邮电大学出版社出版,沈元隆、周井泉编著的《信号与系统(第2版)》,其中的第2章为连续信号与系统的时域分析,第3章为连续信号与系统的频域分析。另外,第5章模拟调制系统主要分析了AM、DSB、SSB、FM/PM调制信号的调制与解调原理以及各种调制系统的性能比较。这些内容与高频电子线路课程相关章节基本相同,譬如廖惜春主编的《高频电子线路》中第5章为频谱线性搬移技术与电路,第6章为频谱非线性搬移技术与电路。因此,这些与其他课程交叉的内容,在课堂教学的过程中完全可以删除。

三、课堂教学内容优化结果

1.教学内容结构的优化。以通信系统基本组成为引导,将“通信原理”课程教学内容分为三大模块,其构成如图1所示。其中码型变换主要针对数字信号的基带传输,噪声分析包括了随机过程的分析。

2.课时分配的优化。针对我院最新的教学大纲,“通信原理”为56学时,其中理论教学44学时,实验教学12学时。因此,总学时由原来的60学时压缩为现在的44学时,对部分章节进行了删减与修改,具体分配如表1所示。主要变化是将第5章模拟调制的内容删除,要求学生在爱课程网中自学;第2章,确知信号压缩为2课时,主要复习功率谱、能量谱以及相关函数等主要内容;第10章,信源编码压缩为4课时,图像压缩、数字数据压缩编码等内容不讲;第8章,新型数字带通调制技术中的OFDM相关知识要求学生自学。第11章,差错控制编码中的Turbo码、低密度奇偶校验码以及网络编码调制等内容删除。

3.考核方式的优化理论考试仍然采取闭卷考试,只是所占比例不一样,由原来的70%变为50%,调整的20%为网上学习的考核成绩。

四、结语

在《通信系统原理》教学过程中,始终坚持以培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力为主。但是,湖南工业大学的定位是应用型与研究型相结合的综合性高校,那么如何将丰富的网络资源、现代化教学手段、项目驱动教学和《通信系统原理》课程教学相结合,如何更大程度上地调动教与学两方面的积极性,提高课堂教学效率,提高教学质量,是我们仍然需要进一步认真探讨和研究的问题。

参考文献:

第8篇:通信原理范文

关键词 通信原理 精品课 教学手段

一、引言

通信原理是信息与通信工程类专业的主干课程,是后续多门课程的基础。全国各个高校的信息与通信工程类专业无不开设通信原理课程。我信息工程学院通信工程教研室多年来开展通信原理精品课程建设,提高本科教学水平,提高学生的就业竞争力。随着信息技术的快速发展,对通信原理的教学内容、教学质量也在不断提出新的要求。因此,要进一步完善教学实验条件、利用现代化的教学手段来提高教学水平、改善教学效果,这些目标可以在精品课程建设过程中实现。

通信原理课程作为通信工程类专业的主干课程,又是该专业学生考研选考的课程。课程的特点注重原理的理解性,内容上抽象性很强,要求培养学生的理解能力和抽象思维能力。针对这一难点,我们加强了理论知识的形象化讲解,多举例,多联系实际;同时,通过课程设计,让学生自己动手动脑,将抽象的理论知识,通过仿真变得形象化。

二、教学方法与教学手段

通信原理虽然是一门理论课程,但教学中我们没有一味的按照传统理论课的模式进行教学。在教学中排除了只讲题不讲知识、只重分析不重实践的传统教学模式。而是采用了更多的教学方法,以达到更好的效果。

(一)不断改革教学方法:教师在教学过程中既考虑如何“教”的问题,还考虑学生如何“学”的问题。根据不同的教学内容和教学对象,采用不同的教学方法,比较容易的内容让学生自学、对重点进行精讲、对难点进行突破。

(二)多媒体教学手段的普遍使用:通信原理使用了多媒体教学,通过多媒体教学将书本上抽象的知识形象化、动画化,不仅便于学生理解掌握原理,更使学生掌握了如何原理,如何应用这些知识,从而弥补了传统教学的不足。

(三)形象化教学的使用:形象化教学是把抽象的数学知识,变化为学生更容易理解的应用知识的教学。结合通信原理的实验,加入经过形象化处理的知识,使学生对所学感兴趣并能更快的掌握相关内容。

(四)仿真教学手段的应用:通信原理的内容相当多,不是每个内容都有相应的具体实验。针对这一问题,在通信原理的教学中我们加大了对理论的仿真教学,通过MATLAB等软件,对所学的知识进行仿真。

三、 教学效果

在课程讲授方面,课程组严格地执行教学日历,在规定的学时内完成课程全部教学要求,或稍有提前。视情况增加一些大纲规定之外的本领域最新的发展。课程组每个成员的讲课效果,均受到听课专家的一致好评。

课程组教师讲课特色鲜明,即有启发性,又有深度,做到结合实际,深入浅出,引导学生以研究问题的方式学习知识,促进学生创新精神和实践能力的培养,得到广大学生的认可和接受。

在课件的制作和使用上,充分发挥多媒体教学信息量大的特点,同时注意克服授课速度快,学生跟不上,不易接受的缺点。由于框图、表格、波形、频谱类的内容使用多媒体方式效果较好,而对于公式推导的内容使用板书方式效果较好,因此在上多媒体课时采取了投影与板书相结合的方式。利用学生容易理解的实例,以类比方式帮助学生理解比较抽象的定义,教学生借用学习语言的方法认识和掌握复杂公式和推理过程。为了培养学生知识运用的能力,在习题的选择上做到既有代表性又有启发性,使同学通过做习题来巩固课堂所学知识,并扩展分析问题的思路,锻炼解决问题的能力。课堂教学的这些特点,在实际中收到了良好的教学效果。

参考文献:

[1]常波.“通信原理”课程教学方法探索与实践[J].科技信息,2008,(9):288.

[2]安永丽. 美国大学教育中的教学过程探讨[J]. 科技信息,2012, 10.

[3]王培光,高春霞,赵璞. 电气信息类工程数学教学改革的探索与实践[J]. 教育与职业,2010,(26):109-110

[4]安永丽, 高雪飞.3G时代独立学院通信类课程教学模式创新探索[J].中国科教创新导刊,2011,(25):9-10.

第9篇:通信原理范文

[关键词] 课程改革 教学方法 实验教学改革

一、引言

“通信原理”是通信、电子、信息处理等专业的重要专业基础课程之一。该课程的特点之一是一门“承上启下”的技术性较强的专业基础课程,该课程“承上”作用是把前续已修的课程知识如何应用到通信系统中,“启下”的作用是通信原理课程为开设的专业课程打下坚实的通信系统理论和技术知识,为学生学习“移动通信”、“计算机通信与网络”、“程控交换”等课程提供理论与技术支撑。因此该课程在师资队伍建设、教学内容、课程讲授、实践等环节的改革将直接影响相关专业学生的培养质量。该课程主要介绍通信基本理论及通信系统的基本工作原理、通信系统新技术,随着通信技术及电子、信息技术飞速发展。如何对该课程教学与实践环节进行改革以适应新技术的发展成为该课程建设的当务之急,该课程通过近十年的建设与发展。

二、现有通信原理课程教学存在不足

第一,通信原理内容丰富,基本概念、原理抽象,理论性很强,数学基础要求较高,公式和推导相对较多,教师通过语言、黑板板书的传统教学方式,主要还是以讲述理论推导过程为主,缺乏对物理概念的讲解和实际物理实现过程的讲解,讲授课程过程中课程内容比较枯燥,缺乏应有的课程吸引力,学生被动接受知识,教学方法和手段欠先进。

第二,通信原理现有教学过程中教师还是主要侧重对单元或章节课程内容的讲解,缺乏对每一章节在现代通信系统地位与作用的深刻讲解,缺乏每一章节组成系统时各个系统参数、系统各章节组成的模块间信号传递的讲述,缺乏理论联系实际的知识讲解。

第三,实验手段过于单一,现有的实验还是侧重于一些常见的单元验证性实验,主要满足于验证理论结果,独立利用所学的系统知识进行设计性实验能力较差,学生处于被动地位,积极性不高,实验效果不理想。

三、通信原理课程改革的一些思路与想法探讨

1.师资队伍建设与青年教师的培养

人才建设是课程建设的核心,一流的人才才有高水平的教学。对青年教师做好传、帮、带工作,年轻教师实行“导师制”从教学的各个环节加以引导与培养,要求教师参加各个科研项目的研究工作,使教师能够有丰富的工程能力,提高理论联系实际能力。在深刻、准确把握课程体系、内容等基础上注重教师授课风格的“百花齐放”,充分调动教师的授课的创造性,挖掘各位教师各个方面的潜质,能够根据各个专业对通信课程要求因材施教,取得良好的教学效果,几年来实践在教师教学水平的提高取得较大进步。

2.教学方法与教学手段的改变

教学环节是实现先进知识传授的最重要环节,再好教材、再新的教学内容都要通过教师。

在教学过程的执行,如何适应技术发展学要,教师能够把知识尽可能多的传授给学生而且能够让学生很好的掌握、应用与创新就需要我们及时改变教师的教学方法和教学手段。

(1)在各个章节基础通信理论讲授过程别注重各个章节间信号传递、处理间重要关联知识点的讲解,使学生尽可能掌握通信系统设计过程各个模块间参数选择、匹配,较好掌握通信系统设计的核心理论体系、方法和实现过程,使学生能够根据不同通信系统的要求能够创造性将所学的理论知识、技术要求应用到实际的通信系统设计中去。

(2)对每一章节授课的处理除了讲授本章节的基础理论知识的基础上实现本课程真正的承上启下的作用,每一章节都能够适时引入前续课程的内容,这样就很好实现所学即所用,提高学生的学习兴趣,同时能很好促进学生创造性思维的培养,几年实践很受学生欢迎。

(3)充分利用现代教育技术手段,实现对本课程生动,直观的教学实现,利用FLASH技术实现动态、直观的波形显示和功能演示,提高学生直观的感知接受能力。

3.注重改变实践性环节教学,积极引进专业先进的实验教学设备和专业设计软件,提高学生创新能力的培养

实验环节是工科学生最重要的教学环节之一,是理论联系实际发挥学生创造性的重要过程,是理论应用到解决实际工程技术问题的关键手段。通信原理实践环节应重点抓好以下几个环节或过程:

(1)引入仿真技术手段,首先通过仿真技术实现理论到实际系统的仿真研究与设计,掌握通信原理中系统仿真技术,提高学生对理论的深刻理解过程。

(2)在仿真基础上做好一些最基础的通信系统功能模块的验证性实验,使学生了解和掌握通信原理课程中重点理论、技术的具体实现方法和实现手段,提高学生对理论到实际的过程认识。

(3)将“无线通信技术研发与测试平台”引入到“通信原理”设计性、综合性实验的改革中。该平台由Agilent ADS通信系统设计仿真软件和硬件测试平台两部分构成。整个体系主要由ADS软件仿真系统、信号发生器、矢量信号分析仪、频谱分析仪、矢量网络分析仪、示波器等组成,构成完整的半实物仿真系统,可对通信系统设计、研究提供可靠的仿真与验证手段。系统构成如图1。

参考文献:

[1]樊昌信等.通信原理(第6版)[M].北京:国防工业出版社,2006.

[2]王琳,李晓峰,刘镰斧,饶力,傅志中.浅谈“通信原理”课程教改的探索和体会[J].南京:电气电子教学学报,2006,28(5).